Stability Theory for Large Scale Electric Power Systems Including Super-distributed Decision Making Entities

• Project/Area Number: 23560310
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Power engineering/Power conversion/Electric machinery
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: SAITOH Hiroumi 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10202079)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2011: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 電力システム / 需要応答 / 安定性 / 負荷制御 / 周波数制御 / 電圧制御 / むだ時間 / スミス補償器 / 遅れ時間 / シミュレータ / 蓄電池 / 価格弾力性 / 時間遅れ / 空調機制御 / アンケート調査

Research Abstract

Consumers will change the use of their appliances in order to maximize their benefits obtained from electricity consumption when information about electricity price and power quality is given by electricity suppliers. This consumer's behavior is called demand response. The purpose of my study is to clarify how demand response affects stability of electric power systems. In the study, basic characteristics of the demand response were identified through questionnaire and experiment using a power system simulator. It was also clarified that time delay with direct appliance control for reducing frequency and voltage fluctuations could cause instability of power systems. The results of the study are useful for stable operation of future electric power systems with advanced demand side management systems.

Research Products

• [Journal Article] A Method to Determine Maximum Number of Available EV Fast Chargers under Voltage Constraints of Distribution Networks (2013)
  • Author(s): 阿部政紀、斎藤浩海
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Power and Energy Volume: 133 Issue: 8 Pages: 654-663
  • DOI: 10.1541/ieejpes.133.654
  • NAID: 10031189025
  • ISSN: 0385-4213, 1348-8147
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Determination of Whitening Filter Order for Estimation of Electromechanical Mode by Regression Model Representing Power System Damping Characteristics (2012)
  • Author(s): 菅原尚哉，斎藤浩海，秋山康人，坂本邦夫
  • Journal Title: IEEJ Transactions on Power and Energy Volume: 132 Issue: 11 Pages: 885-893
  • DOI: 10.1541/ieejpes.132.885
  • NAID: 10031120087
  • ISSN: 0385-4213, 1348-8147
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 異なる応答特性の複数台GeoHP制御による周波数変動抑制の向上 (2014)
  • Author(s): 佐藤崇広、斎藤浩海、岡本淳、柴幸秀、谷藤浩二
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学(松山市)
• [Presentation] 電力消費特性計測用シミュレータによる電力品質劣化に対する需要応答のモデル化 (2014)
  • Author(s): 南條俊也、斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学(松山市)
• [Presentation] 電力消費特性計測用シミュレータによる電力品質劣化に対する需要応答のモデル化 (2014)
  • Author(s): 南條俊也、斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（松山市）
• [Presentation] 異なる応答特性の複数台GeoHP制御による周波数変動抑制の向上 (2014)
  • Author(s): 佐藤崇広、斎藤浩海、岡本淳、柴幸秀、谷藤浩二
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（松山市）
• [Presentation] 需要側蓄電池群を活用した配電電圧制御の安定性に及ぼす影響の要因の検討 (2013)
  • Author(s): 茂村亜久里、斎藤浩海、石岡修、長沢善一郎、畠山宏尚
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 九州工業大学(北九州市)
• [Presentation] 電力量単価の変化に対する需要応答の基本調査結果の考察 (2013)
  • Author(s): 越康彦、斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 居住環境快適性指標に基づく空調機負荷制御の電力系統周波数変動抑制への効果 (2013)
  • Author(s): 佐藤崇広、斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟市）
• [Presentation] 電力品質劣化に対する需要応答の計測用電力系統シミュレータの開発 (2013)
  • Author(s): 南條俊也、斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟市）
• [Presentation] 需要側蓄電池群を活用した配電電圧制御の安定性に影響を及ぼす要因の検討 (2013)
  • Author(s): 茂村亜久里、斎藤浩海、石岡修、長沢善一郎、畠山宏尚
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 九州工業大学（北九州市）
• [Presentation] 有効電力制御を導入した直流給電システムの運転効率最大化に関する研究 (2013)
  • Author(s): 織原大，斎藤浩海，樋口裕二，馬場崎忠利
  • Organizer: 電子情報通信学会技術研究報告 電子通信エネルギー技術
  • Place of Presentation: 熊本
• [Presentation] 配電電圧適正化を目的とした需要側蓄電池制御における制御遅れに関する安定性 (2013)
  • Author(s): 茂村亜久理，斎藤浩海，石岡修，長沢善一郎，畠山宏尚
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] ウェーブレット係数を利用した電力動揺モードのダンピング推定法 (2013)
  • Author(s): 佐藤勇人，細谷竜馬，斎藤浩海，布施隆志，白崎隆
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 多重並列コンバータ構成整流装置の変換効率を最大化する最適負荷配分決定法 (2013)
  • Author(s): 織原大，斎藤浩海，樋口裕二，馬場崎忠利
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] トポロジー変更による使用可能充電器台数最大化法の多重ループ配電系統への適用 (2013)
  • Author(s): 阿部政紀，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 大規模太陽光発電におけるアレイ特性への雲の影響 (2013)
  • Author(s): 丹野透，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 周波数変動抑制を目的とした空調機制御が電力システム安定性に及ぼす影響 (2012)
  • Author(s): 越康彦、斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 広島工業大学(広島市)
  • Year and Date: 2012-03-23
• [Presentation] 風力発電大量連系時の周波数変動を抑制する需要側蓄電池グループの分散制御 (2012)
  • Author(s): 越康彦、斎藤浩海、石岡修、長沢善一郎、畠山宏尚
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京都)
• [Presentation] Optimal Operation of Distribution Network to Maximize Number of Available Electric Vehicle Fast-Chargers (2012)
  • Author(s): ABE, Masanori and SAITOH, Hiroumi
  • Organizer: Proceedings of the International Conference of Electrical Engineering 2012
  • Place of Presentation: 金沢
• [Presentation] Power Flow Control System Enabling Energy Balance for Electricity Discriminated with Generation Plant Characteristics (2012)
  • Author(s): SAKYU, Takehiko, SAITOH, Hiroumi, NOZAKI, Yousuke and TAKEUCHI, Akira
  • Organizer: Proceedings of the International Conference of Electrical Engineering 2012
  • Place of Presentation: 金沢
• [Presentation] ウインドファーム出力変動の系統影響を緩和する可変速揚水発電の出力制御 (2012)
  • Author(s): 細谷竜馬，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 災害時マイクログリッドの電圧安定化を達成する電圧可制御型電源の配置 (2012)
  • Author(s): 八島渉，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 風力発電大量連系時の周波数変動を抑制する需要側蓄電池グループの分散制御 (2012)
  • Author(s): 越康彦，斎藤浩海，石岡修，長沢善一郎，畠山宏尚
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] A LP based Solution to Determine Maximum Number of Available Electric Vehicle Fast-Chargers without Distribution Voltage Deterioration (2012)
  • Author(s): Masanori Abe, Hiroumi Saitoh
  • Organizer: Proceedings of the 8th Power Plant and Power System Control Symposium
  • Place of Presentation: トゥルーズ（フランス）
• [Presentation] 風力発電機群の連系した電力系統のリアプノフ関数による過渡安定度評価 (2012)
  • Author(s): 佐藤勇人，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会保護リレーシステム研究会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] PV大量連系電力システムのための送電限界に基づく供給信頼度評価法 (2012)
  • Author(s): 糸田祐樹，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 災害時マイクログリッドにおける電力品質維持を目的とした電気自動車の最適充放電位置 (2012)
  • Author(s): 阿部政紀，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 需要側蓄電池群の充放電電力最小化制御によるPV連系時の配電電圧適正化 (2012)
  • Author(s): 茂村亜久理，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 直流給電電圧変調によるデータセンター内の負荷制御 (2012)
  • Author(s): 織原大，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 過渡安定度向上を目的としたリアプノフ関数による風力発電機群の解列禁止期間の特定 (2012)
  • Author(s): 佐藤勇人，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] An Optimal Scheduling of Electric Vehicle Charging and Discharging for Emergency Microgrid Operation of Distribution Networks
  • Author(s): Masanori Abe, Hiroumi Saitoh
  • Organizer: International Smart Grid Conference and Exhibition 2013
  • Place of Presentation: チェジュ（韓国）
• [Presentation] 風力発電の出力変動が電力動揺モード推定に及ぼす影響
  • Author(s): 佐々木翔吾，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 環境負荷と出力安定性の異なる電力の分離型需給平衡を可能にする潮流制御システム
  • Author(s): 佐久岳彦，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] PV多数連系配電ネットワークの電圧品質維持を目的としたEV急速充電可能台数の決定法
  • Author(s): 阿部政紀，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 災害時マイクログリッドのための不平衡電力潮流解析
  • Author(s): 八島 渉，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 広島
• [Presentation] 可変速発電機のモデル化とその基本特性の評価
  • Author(s): 細谷竜馬，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 広島
• [Presentation] 周波数変動抑制を目的とした空調機制御が電力システム安定性に及ぼす影響
  • Author(s): 越 康彦，斎藤浩海
  • Organizer: 電気学会全国大会
  • Place of Presentation: 広島