2015 Fiscal Year Research-status Report
大規模ネットワークシステムの完全分散最適化理論の体系化と社会システムへの応用
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15K06143
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
櫻間 一徳 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10377020)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分散最適化 / 分散制御 / マルチエージェントシステム / ネットワーク / スマートグリッド / デマンドレスポンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，研究の核となる理論構築を行った．まず，ネットワーク上のマルチエージェントシステムに対する拘束条件付き最適化問題に対して，申請者が新たに提案する完全分散最適化法を確立した．提案法はラグランジュ乗数のような大域情報を直接利用せず，代わりに各頂点において必要な制御信号を推定する方法に基づいている．この推定値をエージェント間のネットワーク通信によって更新するアルゴリズムが提案法の核である．提案する完全分散最適化法によって計算負荷を分散することが可能になり，中央管理センターに頼ることなく大規模システムを制御することが可能となる．次に，最適化問題の解が正しく得られるためのネットワーク構造の必要十分条件を導出した．これはネットワークを構築する際に最低限必要な構造を表しているため，余分なネットワーク接続を省くことが可能になる．
今後，エネルギー不足に伴い，スマートグリッドにおいて，デマンドレスポンス（消費者に価格などの情報を提示し消費量を制御すること）が導入されることが予想されている．デマンドレスポンスを実施するためには消費者の情報を必要とするが，その数は膨大である．本研究成果を利用することで，消費者の数が膨大な電力システムにおいてもデマンドレスポンスを導入することが可能となる．さらに，必要となる最低限のネットワーク構造の条件が明らかになっているため，ネットワーク構築のコストを抑えることができる．以上のように，本研究の結果はスマートグリッドの基礎技術となり，エネルギー不足問題を解決できることが期待できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた理論構築が完了したこと，研究成果が査読付き学術論文1件および国際会議論文3件が採択されたことが理由である．特に，IEEE Conf. on Decision and Control という制御工学の分野で最も権威のある国際会議に採択されており，研究成果が分野で認められていることが裏付けられている．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は，提案法を電力システムに応用することで，提案する完全分散最適化の有効性を示す．まず，本年度得られた結果をもとに，電力システムを安定化するために必要な管理目標を，分散的に解決できる最適化問題のクラスに入るように定式化する．これより提案法によって分散的な変数更新則を導出する．次に，マルチエージェントシミュレータ「artisoc」によって電力システムの制御のシミュレーションを行い，提案法の有効性を示す．特に，エージェントを増やしたシミュレーションを実施することで，提案法がシステムの大規模化によって受ける影響を確認し，その実用性を検証する．
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| Causes of Carryover |
予定していた学会に参加することができなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
成果発表の機会を増やす予定である．
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Research Products
(12 results)
