ホロニック地域エネルギーマネジメントシステム(DEMS)の方法論に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360513
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 伊東 弘一 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (30029293)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蒲生 恵司 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (30254428) ; 横山 良平 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (70158385)
• Keywords: ホロニックDEMS / エネルギーマネジメント / 分散型エネルギー供給システム / 省エネルギー性 / 環境保全性 / システム最適化 / ガスタービン / 混合整数双線形計画法

Research Abstract

ホロニックの概念を取り込んだ地域エネルギーマネジメントシステム(DEMS=district energy management system)の構築を目指して,本研究課題では3年間の計画で,多種多様なエネルギー供給システムを取り上げていく予定である.より具体的には,各種のコージェネレーションシステム,氷蓄熱式ヒートポンプシステム,太陽光および風力発電システム等である.これらの個々の分散型エネルギー供給システムが,単にそれぞれ独立して経済性や省エネルギー性を追求するにとどまらず,地域全体における省エネルギー性やCO_2排出量を含む環境保全性にどのように関連してくるのかを方法論的に検討することにした.
この課題に対する方法論としては,基本的に各種のシステム最適化手法の導入を想定しており,多目的最適化法,多レベル計画法,ゲーム理論等を用いたアルゴリズムの開発に取り組んでいる.
初年度においては,まずホロニックDEMSとして想定される各種エネルギー供給システムの分類および整理を行うとともに,適用可能な方法論の概略の絞り込みを行った.
より具体的な定量的分析を行っていくために,本年度はガスタービン・コージェネレーションシステムをまず具体的に取り上げた.まず,エネルギー供給対象施設として最大電力需要量が約8MWh/h程度の地域を想定し,年間に渡る電力・冷暖房・給湯需要量を設定した.導入するガスタービン発電機等の規模特性をより明確に分析するために,混合整数双線形計画法を導入し,コージェネレーションシステム全体を合理的に最適設計計画するためのアルゴリズムを確立した.また,数値計算事例を通じて,従来手法と比較して提案手法の汎用性や計算効率等を含む有効性を確認することができた.

Research Products

• [Publications] 蒲生恵司, 伊東弘一, 横山良平, 横田貴則: "混合整数双線形計画法に基づくガスタービン・コージェネレーション・システムの最適設計"日本機械学会第13回設計工学・システム部門講演会 講演論文集. 325-328 (2003)
• [Publications] 横田貴則, 蒲生恵司, 伊東弘一, 横山良平: "多項式規模特性モデルによるガスタービン・コージェネレーション・システムの最適設計"日本機械学会関西支部第79期定時総会講演会 講演論文集. (発表予定). (2004)