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2012 Fiscal Year Research-status Report

超分散意思決定要素を含む大規模電力システムの安定性理論の構築

Research Project

Project/Area Number 23560310
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

斎藤 浩海  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10202079)

Keywords電力システム / 需要応答 / 安定性 / 電圧制御 / 遅れ時間 / シミュレータ / 蓄電池 / 価格弾力性
Research Abstract

本研究では、電力消費者を電力システムの新たな制御対象要素とみたときの電力システム安定性理論を構築することを目的として、電力消費者の需要応答のモデル化を試みている。
平成24年度は、23年度に実施したアンケート調査の結果から、電気料金の変更による電力消費の変化の仕方、すなわち電力の価格弾力性を推定した。推定の結果、電力量単価が2倍になると消費電力量が約10%減少し、この値が過去の調査結果と大きくかけ離れていないことが分かった。なお、この電力価格弾力性の推定結果を平成25年3月に名古屋大学で開催された電気学会全国大会で発表した。
また今年度は、電力消費者の需要応答特性を計測するための簡易電力シミュレータを開発した。シミュレータは配電系統の電圧変動を模擬する計算モジュールと、電力消費者と配電系統計算モジュールの間のマンマシンインターフェース、および電力消費者の需要応答を記録するデータベースから構成されている。年度内に開発したシミュレータを用いて需要応答の計測を行う予定であったが、シミュレータの製作に手間取り計測は行えなかった。
需要応答と強い相互作用を持つ電力システム動的特性の同定に関する研究項目については、需要側に導入された蓄電池群の充放電による配電電圧制御の安定性を検討した。典型的な6.6kV配電系統モデルを用いた時間領域シミュレーションと固有値解析を行った結果、蓄電池制御系の通信時間と制御時間遅れ時間が長くなると、配電電圧が振動し、最悪の場合は発散振動する可能性があることが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

電力消費者の意思決定メカニズムの調査研究については、平成23年度に実施したアンケート調査の結果から電力の価格弾力性を推定し、その推定結果を学会で発表したので、ほぼ当初の予定通りに進んでいる。需要応答のモデル化については、需要応答を計測するための簡易電力シミュレータを開発したので、平成25年度はじめに多数の被験者を対象に計測を実施すれば、需要応答時間などの特性を同定・モデル化できる段階にきている。需要応答と強い相互作用を持つ電力システム動特性の研究については、需要側蓄電池による配電電圧制御での時間遅れが、秒オーダーで電圧を不安定にする可能性があることを明らかにできたので、この研究についても予定通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

アンケート調査から得られた電力の価格弾力性と簡易電力シミュレータから同定される動的な需要応答特性を統合して数学モデルを作成する。また、秒・分・時間オーダーの現象を模擬できるマルチタイムスケール電力システムモデルを作成し、需要応答モデルと一体化して数値シミュレーションと理論解析を行い、現実の電力システムに近い状況で需要応答に起因する不安定現象を発見する。
また今年度は最終年度であるので、本研究の成果をまとめた報告書を作成するとともに、国際会議での発表や学術誌への論文投稿を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

該当なし

  • Research Products

    (20 results)

All 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (19 results)

  • [Journal Article] 電力システムの制動特性を表わす回帰モデルによるモード推定用白色化フィルタの次数決定法2012

    • Author(s)
      菅原尚哉,斎藤浩海,秋山康人,坂本邦夫
    • Journal Title

      電気学会論文誌B

      Volume: 132 Pages: 885~893

    • DOI

      10.1541/ieejpes.132.885

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 電力量単価の変化に対する需要応答の基本調査結果の考察2013

    • Author(s)
      越康彦、斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130320-22
  • [Presentation] 配電電圧適正化を目的とした需要側蓄電池制御における制御遅れに関する安定性2013

    • Author(s)
      茂村亜久理,斎藤浩海,石岡修,長沢善一郎,畠山宏尚
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130320-20130322
  • [Presentation] ウェーブレット係数を利用した電力動揺モードのダンピング推定法2013

    • Author(s)
      佐藤勇人,細谷竜馬,斎藤浩海,布施隆志,白崎隆
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130320-20130322
  • [Presentation] 多重並列コンバータ構成整流装置の変換効率を最大化する最適負荷配分決定法2013

    • Author(s)
      織原大,斎藤浩海,樋口裕二,馬場崎忠利
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130320-20130322
  • [Presentation] トポロジー変更による使用可能充電器台数最大化法の多重ループ配電系統への適用2013

    • Author(s)
      阿部政紀,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130320-20130322
  • [Presentation] 大規模太陽光発電におけるアレイ特性への雲の影響2013

    • Author(s)
      丹野透,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130320-20130322
  • [Presentation] 有効電力制御を導入した直流給電システムの運転効率最大化に関する研究2013

    • Author(s)
      織原大,斎藤浩海,樋口裕二,馬場崎忠利
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告 電子通信エネルギー技術
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      20130124-20130125
  • [Presentation] PV大量連系電力システムのための送電限界に基づく供給信頼度評価法2012

    • Author(s)
      糸田祐樹,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] 需要側蓄電池群の充放電電力最小化制御によるPV連系時の配電電圧適正化2012

    • Author(s)
      茂村亜久理,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] 直流給電電圧変調によるデータセンター内の負荷制御2012

    • Author(s)
      織原大,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] 過渡安定度向上を目的としたリアプノフ関数による風力発電機群の解列禁止期間の特定2012

    • Author(s)
      佐藤勇人,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20120912-20120914
  • [Presentation] 災害時マイクログリッドにおける電力品質維持を目的とした電気自動車の最適充放電位置2012

    • Author(s)
      阿部政紀,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20120912-20120912
  • [Presentation] 風力発電機群の連系した電力系統のリアプノフ関数による過渡安定度評価2012

    • Author(s)
      佐藤勇人,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会保護リレーシステム研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120904-20120904
  • [Presentation] A LP based Solution to Determine Maximum Number of Available Electric Vehicle Fast-Chargers without Distribution Voltage Deterioration2012

    • Author(s)
      Masanori Abe, Hiroumi Saitoh
    • Organizer
      Proceedings of the 8th Power Plant and Power System Control Symposium
    • Place of Presentation
      トゥルーズ(フランス)
    • Year and Date
      20120902-20120905
  • [Presentation] ウインドファーム出力変動の系統影響を緩和する可変速揚水発電の出力制御2012

    • Author(s)
      細谷竜馬,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120806-20120808
  • [Presentation] 災害時マイクログリッドの電圧安定化を達成する電圧可制御型電源の配置2012

    • Author(s)
      八島渉,斎藤浩海
    • Organizer
      電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120806-20120808
  • [Presentation] 風力発電大量連系時の周波数変動を抑制する需要側蓄電池グループの分散制御2012

    • Author(s)
      越康彦,斎藤浩海,石岡修,長沢善一郎,畠山宏尚
    • Organizer
      電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120806-20120808
  • [Presentation] Optimal Operation of Distribution Network to Maximize Number of Available Electric Vehicle Fast-Chargers2012

    • Author(s)
      ABE, Masanori and SAITOH, Hiroumi
    • Organizer
      Proceedings of the International Conference of Electrical Engineering 2012
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      20120708-20120712
  • [Presentation] Power Flow Control System Enabling Energy Balance for Electricity Discriminated with Generation Plant Characteristics2012

    • Author(s)
      SAKYU, Takehiko, SAITOH, Hiroumi, NOZAKI, Yousuke and TAKEUCHI, Akira
    • Organizer
      Proceedings of the International Conference of Electrical Engineering 2012
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      20120708-20120712

URL: 

Published: 2014-07-24  

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