| Project/Area Number |
20K04552
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21040:Control and system engineering-related
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
Kojima Chiaki 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00456162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
薄 良彦 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40402961)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 電力ネットワーク / マイクログリッド / デスクリプタシステム / 多次元システム / 数理最適化 / ロードヒーティング / 電気自動車 / 配電ネットワーク / スマートグリッド / 数理計画 / 太陽光発電 / ロバスト制御系設計 / 電力システム / 階層的ネットワークシステム / 消散性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，送電・配電ネットワークから構成され，発電機，再生可能エネルギー，電気自動車など異種の電力機器が連系しているような次世代電力ネットワークを考える．この電力ネットワークは，電力機器の速いダイナミクスと電線路の電圧分布の遅いダイナミクスからなるマルチスケール性を持つ．はじめに，電線路の多次元性と電力機器の消散性に基づき，電力機器や電線路の変動に対しても各機器の周波数同期と各電線路の電圧安定性を達成するロバスト制御系設計の理論を確立する．さらに，電力機器の故障，電力需要の急変，サイバー攻撃など典型的な緊急事象を想定し，ロバスト性の破綻にも的確にレジリエンスを保証する技術を確立する．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research project, we have investigated three approaches as a modeling framework suitable for next-generation power networks: a networked descriptor system, a nonlinear ODE (ordinary differential equation) model, and a model based on mathematical optimization. Moreover, we have clarified the basic properties of the power networks related to these models. We have also carried out the control of power distribution networks, including road heating. In addition, toward an application to actual power networks, we have studied the negotiation algorithm to determine the optimal charging amount and charging price of electric vehicles based on the Stackelberg game from both theoretical and simulation viewpoints.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題では，ネットワーク化デスクリプタシステム，非線形ODEモデル（多次元性），数理最適化に基づき，次世代電力ネットワークのダイナミクスの本質を明確化し，想定される制御系設計に有効な統一的モデリングの枠組みを確立した点に学術的意義がある．また，これらの枠組みは北陸地方で典型的に想定されるロードヒーティングを含む配電ネットワークの制御や地域マイクグリッドにおけるEVの最適充電量・価格の交渉アルゴリズムまで展開し，このような地方における超スマート社会の望ましい姿を提示した点に社会的意義が存在する．
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