2022 Fiscal Year Research-status Report
Multi-Scale Robust Control System Design for Next-Generation Power Grids Based on Multi-Dimensional Systems and Dissipativity
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20K04552
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
小島 千昭 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00456162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
薄 良彦 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40402961)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | スマートグリッド / マイクログリッド / 電気自動車 / 太陽光発電 / 数理計画 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，送電・配電ネットワークから構成され，発電機，再生可能エネルギー，電気自動車など異種の電力機器が連系しているような次世代電力ネットワークを考える．令和4年度では，これまでの内容に引き続きこのような電力ネットワークを対象として，そのモデリング，解析，制御に関する(i)-(iv)の内容を遂行した．
(i) ロードヒーティングを含む配電ネットワークを非線形ODEモデルによって記述し，ケーブル表面温度の過渡的な変化，地中の熱拡散や地表の融雪も含む数理モデルを提案した．特に，電気自動車や負荷を含むような配電システムに対する数値シミュレーションを通じて，その妥当性や有効性を検証した．本成果は電子情報通信学会の英文論文誌Nonlinear Theory and Its Applicationsに掲載された．
(ii) 非線形ODEモデルによって記述される配電ネットワークに対して，全体のシステムの電圧サブシステムと位相サブシステムの分解に基づき，それらの消散性を明確化した．この結果に基づいて，従来の配電システムにおける電圧降下などの典型的な現象のメカニズムの解明や送電損失の低減化に関する知見を与えた．本成果は，国際会議IFAC World Congress 2023に採択となった．
(iii) 太陽光発電，電気自動車や蓄電池を含む送電ネットワークに対して，エリア間の最適な電力融通を検討し，全体の運用コストの導出を行った．本成果は，計測自動制御学会第10回制御部門マルチシンポジウムにて発表を行った．
(iv) 太陽光発電，電気自動車や蓄電池を含む配電ネットワークに対して，各充電スポットに対する最適な電力配分のアルゴリズムを導出し，富山県射水市を想定したマイクログリッドに対するシミュレーションを通じてその有効性を検討した．本成果は，第65回自動制御連合講演会にて発表を行った．
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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
令和4年度では，「研究実績の概要」で説明したように，本研究課題で想定する次世代電力ネットワークに対して，モデリング，解析，制御に関する一連の成果を得ることができた．しかしながら，新型コロナウイルスへの対応のため，研究発表の面において当初予定していた学会参加による情報収集や研究打ち合わせなどの定期的な遂行が困難となった．これらによって，当初計画していた国際会議を含む対外発表を十分に行うことができなかった．これらを総合すると，現在までの進捗状況は，おおむね順調に進展していると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は，非線形ODEモデルを含む配電・送電ネットワークの理論的な性質の解明を行う．また，当初に想定していたレジリエンスの保証技術についても着手を行う．なお，令和4年度に対外発表に至らなかった項目に関しては，成果のまとめを急ぐことによって，学術論文や国内・国外の会議において積極的に発表を行っていく．
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| Causes of Carryover |
令和3年度の遅れに影響した研究の進行の遅れや新型コロナウイルスへの対応のため，当初予定していた国際会議による情報収集・成果発表や研究打ち合わせなどの定期的な遂行ができなくなった．これらの残額は令和5年度において，当初執行予定であった費目や国際会議・学術論文志における成果発表に充当する予定である．
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