2015 Fiscal Year Research-status Report
電力系統構造変化とディペンダビリティを考慮した分散並列型電圧・無効電力制御の研究
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15K05956
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
福山 良和 明治大学, 公私立大学の部局等, 教授 (10710022)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電圧無効電力l制御 / 並列分散処理 / ディペンダビリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電圧無効電力(以下，VQC)に対し，分散並列化技術を用いたメタヒューリスティク最適化手法(以下，MH手法)により，高速かつ通信遅延や故障に強くVQCを継続できるディペンダブルな方式を研究することを目的としており，平成27年度の成果を以下に示す。
(１)VQCの分散並列処理に最適なMH最適化手法の選定 Particle Swarm Optimization(以下，PSO)をベース手法とし，PSO及びDifferential Evolution(以下，DE)の改良手法等を調査し，改良手法によりディペンダビリティ性向上が期待できる事を確認した。
(２)VQC方式(逐次処理)の開発 並列・分散処理環境のOpenMPを用いて，PSO及びDEによる方式開発を行い，IEEE118母線系統に対し，8スレッドで約4倍高速化が可能で，一時的な故障に対し70～80%程度の故障率まで解の品質を保持しVQCが継続可能である事を確認した。
(３)産業界との意見交換・研究協力者への開発支援要請 富士電機製品技術研究所）松井マネージャに意見を求め，有益性を認識して頂き，別テーマでのディペンダビリティ性検討共同研究を行うことになった(研究計画書に記載した通り，本研究は，他分野への波及が可能であり重要性を産業界が認めた)。ブラジル)Para大学)Prof. Santanaが平成27年8月から研究室に招聘教授として着任し，VQCの並列化に必要なGPGPU(並列プロセッサ)を用いた潮流計算の高速化の研究を実施し，IEEE118母線系統に対し最大1.8倍高速化可能であることを確認した。
(４)成果の発表 後述のように，予定を前倒しし，論文誌１件，国際会議３件，国内大会３件の発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成27年度の研究実施計画の各項目に対する進捗を以下にあげる。
(１)VQCの分散並列処理に最適なMH最適化手法の選定 予定通り，過去のVQC方式及びMH手法に関する文献調査を実施し，過去のVQC方式に関して，感度解析・ファジィ制御・エキスパートシステム・数理計画法等，MH手法に関して，遺伝的アルゴリズム・PSO・DE・Seeker Optimization・Artificial Immune System・Artificial Bee Colony・Harmony Search・Mean-Variance Mapping Optimizationなどを調査し，分散並列処理化可能な部分に注目し，PSOをベースとしDE改良手法によりディペンダビリティ性を向上できることを確認できた。
(２)VQC方式(逐次処理)の開発 予定を前倒しし，並列・分散処理環境のOpenMPを用いてPSO及びDEによる方式開発を行い高速化及びディペンダビリティ性について標準系統の１つであるIEEE118母線系統で結果を出すことができた。
(３)産業界との意見交換・研究協力者への開発支援要請 予定通り，富士電機製品技術研究所）松井マネージャに意見を求め，有益性を認識して頂き，別テーマでのディペンダビリティ性検討共同研究を行うことになった。これにより，他分野への波及が可能であり，産業界の重要性認識を確認できた。また，予定通り，ブラジル)Para大学)Prof. Santanaが平成27年8月から研究室に着任し，VQCの並列化に必要なGPGPU(並列プロセッサ)を用いた潮流計算の高速化の研究を実施し，高速化を確認できた。
当初28年度から予定していた成果発表を27年度から実施し，論文誌１件，国際会議３件，国内大会発表３件行うことができた。以上により，当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的には，前倒ししたスケジュールに従い，平成28年度の計画を前倒し修正し遂行していく。具体的な平成28年度の計画を以下にあげる。
(1)分散並列処理基本方式の研究 平成27年に開発した並列分散型VQC方式に対し，通信時間が短いマルチコア型のCPUによる共有メモリ型と通信時間が長くなるLAN環境を利用したPCクラスタ型の特性および，VQCの問題特性を考慮し多点探索型のVQC最適化の分散及び並列処理改良方式の研究を行う。
2)ディペンダブルな分散並列処理方式の研究 平成27年に開発した分散並列処理基本方式に対し，実際の電力系統での運用を考慮し，分散並列処理の実行環境内のいくつかのプロセスが通信遅延又は故障しても制御が継続できるディペンダブルな分散並列処理方式となる様に，ランダムエラーやバーストエラー等実際に起こる様々な状態に対し多点の探索点をどのようにPCに配分するか等の改良研究を実施する。
以上の研究成果を国内外の会議および論文誌に発表していく。また，予定通り，MH手法の権威であるUniv. of Porto)Prof. Mirandaとディスカッション及び招待講演を行う。招待講演は，学内だけでなく広く他大学および産業界へもオープンとし，最新技術をできるだけ多くの研究者が入手できるようにする。
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| Causes of Carryover |
論文誌の掲載料が大学からの助成が今年度より始まり，科研費を使わなくともすんだだめ，この分が減額となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際学会での成果発表に利用する。
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