2014 Fiscal Year Research-status Report
最適化手法に基づく複数住宅での温水需要予測技術とマネジメント技術の開発
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26420892
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
安芸 裕久 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (70356343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
涌井 徹也 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40339750)
横山 良平 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70158385)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | エネルギーシステム / エネルギーマネジメント / エネルギー融通 / エネルギー需要予測 / サポートベクターマシン / 最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の研究項目は、予測モデルと最適化モデル、逐次運用モデルおよび検証実験から構成される。これらについて、平成26年度の実施状況は次の通りである。
［予測モデル］複数住戸（2-6戸）単位の温水消費を、前日に予測する手法開発のための影響因子を抽出するために、温水消費データの解析を行った。外気温、居住者の在宅／不在宅状況、平日／休日、湯張りの有無および過去のエネルギー消費実績と実際のエネルギー消費実績との相関を調べた。その結果からは、特定の一つの因子が支配的であるとの確証は得られなかった。そこで、複数の因子による予測手法の検討を行った。サポートベクターマシンを用いた統計的手法による予測と、湯張り、追い焚きおよびシャワーといった用途別消費データに基づくボトムアップアプローチによる予測の両方について検討を行った。戸別の需要および複数住戸の一括需要の両方の予測について検討を行った。いずれも予測モデルのプロトタイプを構築し、パラメータ調整等を行いながら、モデルのブラッシュアップを行っている。
［最適化モデル］予測手法の開発と並行して、予測需要をもとに翌日の機器最適運用計画を立案するモデルの開発を行った。数理計画法により温水融通・共有を行う複数住戸を一括して最適化するモデルを構築した。目的関数は複数住戸のエネルギー費用（電気代＋ガス代）合計値の最小化（経済性）とした。制約条件としては、給湯器の運転制約（起動停止頻度、運転時間）や部分負荷効率、温水融通時や貯湯槽における放熱特性を考慮した。以上を混合整数問題として定式化したモデルを構築した。
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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
予測モデルについては温水消費データ解析が完了し、予測手法の検討に着手している。最適化モデルについても機器最適運用計画を立案するモデルの構築が完了している。以上から、平成26年度の目標は達成されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
予測モデルについてはサポートベクターマシンとボトムアップアプローチの2つの手法による予測手法の構築を目指す。最適化モデルについては多目的問題に拡張する。さらに逐次運用モデルを構築して、各モデルが連携し、エネルギーマネジメントシステムと機能するようなシステムの構築を図る。また次年度に予定している検証実験の準備を進める。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、文献、英文校閲および学会参加費について、使用しなかったために生じた。文献および学会参加費は、他予算を充当したため、科研費を使用しなかった。英文校閲は、執筆していた論文について予期せぬ成果が得られる見込みが出たため、さらに研究を続けてから提出すべきと判断し、平成26年度中に提出しなかったため執行しなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
検証実験の準備のため実験設備の改修を予定しているが、予想外の不具合等、不確定要素もあるため、予備的な資金として留保しておく。大きな不具合なく実験可能となった場合は実験補助員費に充当することで、多くの実験を実施してデータを取得し、成果の創出につなげる予定である。
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