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ゲーム理論的学習に基づく分散協調型エネルギー管理システム構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J06813
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 制御・システム工学
研究機関早稲田大学 (2016)
東京工業大学 (2014-2015)

研究代表者

和佐 泰明  早稲田大学, 先進理工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,070千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードゲーム理論的学習 / エネルギー管理システム / 協調制御 / ゲーム理論
研究実績の概要

本研究では多種多様な目的・意思や資財を持つエージェント間で経済的・物理的に公平なエネルギー授受を実現する分散協調型エネルギー管理システム構築を目的とする.この目的を実現するために,本年度は大きく分けて次の2つの研究を実施した.
1. マルチタイムスケールにおけるゲーム理論的学習手法提案と数値検証.電力システムへ応用する際には,各タイムスケールで各エージェントに運用状態決定の権利を与える構造を実現する必要がある.本年度では,まず機器のダイナミクスを考慮した多地域電力網システムの実時間制御を対象に,負荷周波数制御器設計において物理的運用コストに関する評価関数をエージェント毎に最適化する問題を定式化した.この問題は有限時間微分ゲームの解として解析的に導出できることを示し,数値シミュレーションを通して提案手法の有効性と階層構造の影響を検証した.つぎに,物理モデルや意思決定モデルを共有できない電力スポット・先物併合市場において,各電力供給家戦略の学習を解析した.特に,従来研究では扱われていない均衡解に至るまでの学習過程に注目し,数値シミュレーションを通した現象解析を行った.
2. 契約理論に基づく新たな基盤理論創出.実運用上の観点から従来のモデルベース電力市場設計理論をより一般化した枠組みが必要である.本年度では,経済分野で研究されている契約理論をシステム制御分野の知見を基に再解釈し,各エージェントが入力をもつ物理ダイナミクス制約を考慮した新たなエネルギー管理システムを提案した.契約構造の分析だけでなく,最適な契約を導出する統合に関する理論的手法まで提案した点は学術的新規性を持つ.さらに,従来検討されてきたリスク中立型評価関数の場合だけでなく,新たにリスク回避型の場合での定式化にも成功し,意思決定者の行動原理を表す数理モデルの範囲が拡充された点は実用面で意義高い.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Cyprus University of Technology(Cyprus)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] A Payoff-based Learning Approach to Cooperative Environmental Monitoring for PTZ Visual Sensor Networks2016

    • 著者名/発表者名
      T. Hatanaka, Y. Wasa, R. Funada, A. Charalambides and M. Fujita
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 61 号: 3 ページ: 709-724

    • DOI

      10.1109/tac.2015.2450611

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of Irrational Decisions to Simple Experimentation to Guarantee Welfare Maximization2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Wasa, T. Hatanaka and M. Fujita
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 7 号: 4 ページ: 199-204

    • DOI

      10.9746/jcmsi.7.199

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 動的ゲームに基づく電力網制御と実時間電力市場の統合2017

    • 著者名/発表者名
      坂田健吾,和佐泰明,平田研二,内田健康
    • 学会等名
      SICE 第4回 制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 一日前市場を考慮した先物市場における電力供給戦略の学習2016

    • 著者名/発表者名
      洪元,和佐泰明,平田研二,内田健康
    • 学会等名
      第59回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Game Theoretic Cooperative Environmental Monitoring for PTZ Visual Sensor Networks2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Wasa, T. Hatanaka and M. Fujita
    • 学会等名
      1st International Engineering Forum 2016 by Taiwan Tech and Tokyo Tech
    • 発表場所
      Taipei (Taiwan)
    • 年月日
      2016-02-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超多点温度計測技術を用いたデータセンタにおけるHVACシステムのモデリングと同定2015

    • 著者名/発表者名
      和佐泰明, 牧原史弥, イムジョンハ, 笠嶋丈夫, 畑中健志, 藤田政之
    • 学会等名
      SICE 第2回 制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Modeling of HVAC System in Data Center with Super-multipoint Temperature Sensing Technology2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Wasa, F. Makihara, A. Kato, T. Kasajima, T. Hatanaka and M. Fujita
    • 学会等名
      2014 IEEE Multi-conference on Systems and Control
    • 発表場所
      Antibes Congress Center, Nice-Antibes(仏国)
    • 年月日
      2014-10-08 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電力需給ネットワークに対する分散最適化と電力市場の融合2014

    • 著者名/発表者名
      和佐泰明
    • 学会等名
      SICE 制御部門 制御理論部会 制御理論合宿
    • 発表場所
      上越六日町高原ホテル(新潟県)
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 内田健康研究室ホームページ

    • URL

      http://www.uchi.elec.waseda.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 藤田政之研究室ホームページ

    • URL

      http://www.fl.ctrl.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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