2021 Fiscal Year Research-status Report
次世代複合物理モデリングを活用した分散型マルチエネルギーの最適設計
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20KK0102
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
白石 靖幸 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (50302633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 卓矢 北九州市立大学, 国際環境工学部, 講師 (00848319)
山田 浩史 北九州市立大学, 国際環境工学部, 講師 (80778184)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2025-03-31
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| Keywords | Modelica / エネルギーシミュレーション / エネルギーリソース / 建築設備 / 最適制御 / 再生可能エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は本研究プロジェクトを軌道に乗せるため、研究代表者である白石がVisiting ProfessorとしてKU Leuvenに1年間滞在し、D. Saelens教授や博士課程の学生らとの定期的な対面のミーティングを開催し、本研究の推進方法を議論すると共に、複合物理モデリングに関してはサンプルプログラムの提供やモデリング・ハンドリングの技術指導を受けた。また北九州市立大学側の関係者を交えたオンラインミーティングも定期的に実施し、情報共有や研究計画の再確認・ディテールの調整等も行った。
建築設備(AE)の最適制御手法として、昨年度開発済みのスパース最適制御（スパースモデリングとモデル予測制御の併用手法）を多入出力系の集中型制御手法として拡張すると共に、機械学習による負荷予測モデルやデータ同化による予測結果の補正手法を組み込み、制御性能の向上を図った。家庭用エネルギーリソース（ER）の最適制御手法としては、天気予報や負荷予測モデルとの併用を前提とした混合整数線形計画法（MILP）による制御手法を構築し、複数のER(PV，HP給湯器，燃料電池，蓄電池等)にて構成されるシステムを対象に提案手法の有効性を確認した。
複合物理モデリングに関しては、Modelica言語を用いた商用ソフトであるDymolaをベースとしつつ、IDEASライブラリ(KU Leuvenの研究者らが開発)を用いて、まず業務施設として躯体蓄熱放射空調及び床吹き出し換気が導入された大規模オフィスの1フロアモデルを作成した。熱応答に関するCFD解析結果との比較により作成したモデルが良好な予測精度を有していることを確認した。更に、この大規模オフィスモデルと多入出力系の集中型スパース最適制御を連成させた解析を試行的に実施した。また家庭用ERとしてバッテリー等のモデル作成等も行った。
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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
コロナ禍のため、研究分担者や大学院生の短期的なベルギーへの渡航は困難であったが、研究代表者による長期的なベルギーへの渡航（2021年3月～2022年3月）は実現できている。引き続き、ベルギーへの渡航が厳しい状況となることを想定しつつ、オンラインによるミーティングや技術指導等を積極的に実施し、本研究を当初の予定通り推進できるよう臨機応変に対応している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は北九州市立大学・国際環境工学部を主たる研究拠点とし、KUL関係者らと定期的なオンラインミーティングを行いつつ、研究課題に取り組む。研究代表者である白石に加え研究分担者もしくは大学院生がKULを訪問し、IDEAS（KU Leuvenの研究者らが開発）のモデリング・ハンドリング技術の更なる習得や最適制御手法との連成解析に関する意見交換を集中的に行い、本研究を推進させる。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により研究分担者や大学院生がベルギーへ渡航できなかったため。
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Research Products
(14 results)
