2014 Fiscal Year Research-status Report
家庭用エネルギー管理システムのための最適制御技術の開発
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26420420
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
若佐 裕治 山口大学, 理工学研究科, 准教授 (60263620)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エネルギーマネジメント / 最適化 / 制御工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、再生可能エネルギーによる電力供給の不安定性を家庭用エネルギー管理システムで補償するための最適化技術と制御技術の開発を行う。とくに、稼働するまでに時間的猶予がある電気製品に注目し、その時間的自由度を有効活用する最適制御法を検討する。
本年度は、まず電気製品の稼働スケジューリング問題の定式化について検討した。先行研究において、負荷プロファイルが固定されている電気製品を取り扱い、定式化された凸最適化問題を主双対摂動法と呼ばれる分散型アルゴリズムで解く手法が提案されている。しかしながら、この定式化では、電気自動車の充電のような負荷プロファイルの非固定性や間欠性を扱うことができない。そこで、負荷プロファイルの非固定性と間欠性の表現を最適化問題に取り込みつつも、最適化問題の凸性が損なわれない定式化を提案した。この結果を数値シミュレーションによって検証し、提案法では先行研究よりも電力需給のバランスが改善されるという知見を得た。
また、各家庭の情報を計算センターに集約するのではなく、各家庭がもつ分散的な計算環境を有効に利用したエネルギー最適化のための分散型最適化アルゴリズムを検討した。最適化問題の分散型解法に有効な平均合意アルゴリズムと近年有用性が認められつつある大域的最適化手法である粒子群最適化を組み合わせ、その収束性などの基本的性質を調べた。この成果を第2回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウムにおいて発表した。
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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
研究期間の初年度である本年度は、家庭用エネルギー管理システムにおける最適制御技術の開発に向けて、その基礎的な理論、方法論について検討を行った。問題点が整理され、今後の発展につながる解決策の道筋が見えてきており、研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究結果に基づいて、柔軟な表現能力のある電力需給最適化問題の定式化を検討する。また、凸最適化問題だけでなく、非凸最適化問題を扱える分散型最適化手法の開発を推進し、より実用的な家庭用エネルギー管理システムの実現を目指す。
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| Causes of Carryover |
主に当初予定した国際会議の参加を見送ることになり未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
国際会議参加や研究打ち合わせを目的とし、研究交流による資料・情報収集、ならびに成果発表を行うために使用する予定である。また、計算機やシミュレーション用ソフトウェアの購入も適宜行う予定である。
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