2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of monotonicity analysis method for optimal resource operation
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20K14711
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
小池 雅和 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (70756337)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 単調性 / 解の候補 / 二次計画問題 / 前日計画 / 電力 / 蓄電池 / 不確かさ / 区間解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和３年度は①複数蓄電池を考慮した問題においての単調性解析（三つの蓄電池のケースでの解析，n個の蓄電地のケースに一般化した解析），②ネットワーク構造つきの問題においての単調性解析，③充放電効率における単調性解析，について研究した．その結果，蓄電池がn個の場合にも2個の場合と同様の条件付きで単調性が保存されることを明らかにした．また，ネットワーク構造つきの問題については，数値シミュレーションベースではあるが，単調性が保存されるケースがあることを発見した．さらに，充放電効率は需要曲線に対する依存性が強く，一般的には単調性が保存されないことを明らかにした．以下に詳しく報告する．
【①複数（n個）蓄電池を考慮した問題においての単調性解析】n個の蓄電池を供給者側が有していると想定して，理論解析を進めた．その結果，各蓄電池の蓄電劣化費に比べ，火力発電機の燃料費が安いような状況では解（火力機の最適な発電電力プロファイル）の単調性（需要プロファイルに対する）が理論的に保存されることを発見した．この結果は，IFAC 2023 World Congressの国際会議に投稿予定である．
【②ネットワーク構造つきの問題においての単調性解析】二つのエリア（AとB）を有する簡単なネットワーク構造を想定し，エリアAとBで電力を融通しあうことが出来る状況で，火力機の最適な発電電力の単調性を調査した．数値シミュレーションベースではあるが，需要に関して単調性を有するケースがあることを確認した．
【③充放電効率における単調性解析】火力機の最適な発電電力の充放電効率に関する単調性を調査した．数値シミュレーションベースで様々な需要曲線において調査した結果，一般的には単調性が保存されないことを明らかにした．この結果はThe SICE Annual Conference 2022国際会議に投稿中である．
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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
前年度の修正計画では令和３年度に【①複数（n個）蓄電池を考慮した問題においての単調性解析】（令和3年度・前半）【②ネットワーク構造つきの問題においての単調性解析】（令和3年度・後半）を実行予定であった．①に関しては理論解析まで完了したが，②に関しては数値シミュレーションによる解析に留まっている．一方，修正計画外である【③充放電効率における単調性解析】を進めることが出来ている．上記の事情を鑑みて「概ね順調」の評価を選択した．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度ではに関しては【複数（n個）蓄電池を考慮した問題においての単調性解析】に関しては理論解析まで完了しているが，【ネットワーク構造つきの問題においての単調性解析】に関しては数値シミュレーションによる解析に留まっている．そこで，研究計画を以下のように変更する．
【ネットワーク構造つきの問題においての単調性の理論解析】（令和４年度・前半）
二つのエリア（AとB）を有する簡単なネットワーク構造を想定し，火力機の最適な発電電力の需要に関する単調性の理論解析を行う．
【単調性が保存されるような制約不等式の共通する行列構造の抽出】（令和４年度・後半）
今まで扱った最適化問題で単調性が保存されていた問題における，制約不等式・制約等式・目的関数を整理する．特に，３次元CADを用いて制約不等式の領域を正確に可視化することで，これらの共通事項を幾何学的な観点から抽出する．
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| Causes of Carryover |
学会発表がオンラインであったため，参加費が安価であったため．
令和4年度のデータ解析の人件費として使用する予定です．
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