2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of hot water demand prediction and management technology with optimization a method for multiple residential dwellings
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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 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 安全科学研究部門, 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 |
本研究では、住宅のエネルギー需要予測技術と、それを実装した予測モデルおよび最適化モデルと逐次運用モデルから構成されるエネルギーマネジメントシステム（EMS）とを開発した。
［住宅のエネルギー需要予測技術］エネルギー需要（電気・温水）予測手法を開発した。予定では、温水のみを対象としていたが、電気についても対象に含めた。温水については、住宅のエネルギー需要データ（電気・温水、6戸、2秒間隔、4年間）を解析し、過去のエネルギー消費実績と、エネルギー消費行動や各種環境要因（過去の同時刻の温水消費実績、気温、平日／休日、在宅／不在宅）との相関を調べ、温水消費行動分析に基づくボトムアップ予測手法と、サポートベクター回帰（SVR）を用いた手法の、2つの手法を構築した。
［EMS］予測モデルのほかに、最適化モデルと逐次運用モデルとを構築し、EMSモデルを構築した。需要家のエネルギーシステムとしては、住宅4戸に対し、家庭用燃料電池やヒートポンプ給湯機を設置した場合を想定した。住戸間における電気・温水の融通や共同利用も想定した。機器仕様（性能、貯湯容量）と機器の組み合わせ、運用制約（逆潮流と温水融通の可否）およびエネルギー価格（経済性）について、様々に想定して運用シミュレーションを行った。最適化モデルでは、機器の特性や運転制約などを考慮した多目的の混合整数計画モデルを構築し、需要予測に基づいて機器運用計画を立案する。逐次運用モデルでは、運用計画に従って運用を行いながら、状況の変化に応じて運用計画を修正していく。また、機器の状況や温水消費状況により需要予測や運用計画を見直す機能も実装した。
［検証実験］最後に、実際の給湯機器から構成される実験設備を用いて、構築したEMSの動作と効果の検証を試みるべく、実験設備の構築を行った。
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