2018 Fiscal Year Research-status Report
社会受容性と経済合理性を考慮した需要家側リソース統合型電力供給システムの構築
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17K14644
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
関崎 真也 広島大学, 工学研究科, 助教 (70724897)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 再生可能エネルギー / 太陽光発電システム / 電力品質 / 配電系統 / 最適化 / 社会受容性 / 経済合理性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2018年度は研究計画に沿って以下の研究を実施した．
(1) 定式化した非協力ゲームの分析とシミュレーション 2017年度に定式化を行った需要家リソースを用いた配電系統運用システムの解を求め，得られた解に基づいた分析および評価を実施した．まず，2レベル数理計画問題として定式化した配電系統運用システムの下位レベルの問題が凸であることを利用し，Karush-Kuhn-Tucker条件を用いて等価な制約式に変換した．この問題は相補条件を含むため，Fortuny-Amat and McCarlによる線形化手法を用いて混合整数線形計画問題へ帰着させた．この問題の最適解は商用ソルバにより厳密解が実用時間内に求まるため，得られた厳密解に基づき，分析とシミュレーションを実施した．得られた解は安価かつ電圧制御効果が高い需要家リソースが優先的に使用されることで効果的に経済合理性を持つ配電系統運用が可能であることを示しており，提案システムが社会厚生を増加させることが可能であることを確認した．
(2) 定式化した協力ゲームの分析とシミュレーション 2017年度に定式化を行った協調的配電系統運用システムの解に基づき需要家への配分を計算し，提案システムが持つ社会受容性に対し検討を行った．まず，コアに含まれる配分を計算し，配分に基づいた需要家リソース制御により，適切に配電系統電圧が制御可能であることをシミュレーションにより確認した．需要家リソースの潜在価格は，所望の電圧制御効果を満たしつつ，全体提携の獲得する利益が最大となるように導出されるため，需要家の連系地点によって配分が異なる結果になった．これは公平性の観点から好ましくないため，需要家リソース容量の最適化を実施することで，社会受容性を考慮したシステム構築を実施し，シミュレーションによりその有効性を検証した．
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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
2018年度においては，実施計画にて挙げていた(1)非協力ゲームの数理モデルの分析とシミュレーション，および(2)協力ゲームの数理モデル分析とシミュレーションの両計画を順調に完了しており，得られた結果から提案システムの効率性と社会受容性に関する知見も得られているため，次年度の研究計画についても順調に着手できると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は下記の項目に関して研究を推進していく．
(1) 設計したシステム運用形態の下での配電系統トポロジーおよび設備形成の最適化 2018年度にて設計したシステム運用形態の下，配電系統トポロジーおよび設備形成の最適化を実施する．システム運用者が持つ複数の目的を考慮するために，多目的最適化問題として定式化を行い，進化型多目的最適化アルゴリズムを用いるなどして非劣解集合を導出する．次に，得られた非劣解集合から効率的にシステム運用者の持つ希求水準を反映させた解を同定する手法を，対話型意思決定手法をベースに開発する．目的数が増加した場合，意思決定者の選好を反映することが困難になるため，グラフィカルユーザーインターフェースを用いた意思決定支援システムの開発に着手する．得られたシステムの有効性は，配電系統モデルを用いたシミュレーションにより検証する．
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| Causes of Carryover |
（理由）昨年度および本年度で得られた研究成果は着実にまとまりつつあり，一部の研究成果は既に学術論文誌に投稿し，掲載済あるいは掲載が決定している．その他の研究成果についても成果をまとめており，学術論文誌への投稿や，学会発表などの対外発表の機会を増やすために，論文投稿費や国内外への旅費として，次年度使用額を確保させていただいた．
（使用計画）本年度で得られた結果を国内外の学会で発表するとともに，情報収集，意見交換を実施し，研究を効率的に推進していく．そのため，研究費の一部は出張旅費に使用する計画である．その他の用途としては，得られた成果を学術論文誌に投稿するための費用に使用する．英語論文としての執筆も始めており，英文校正費などにも使用させていただく．
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