間欠性出力電源主体の新世代電力システムを実現する超分散自律負荷制御の理論構築

• 研究課題/領域番号: 15K05924
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 斎藤 浩海 東北大学, 工学研究科, 教授 (10202079)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 電力システム / 負荷制御 / 強化学習 / 合意制御 / 周波数制御 / ヒートポンプ / 電気自動車 / マルチエージェント / 平均合意アルゴリズム / 平均合意

研究成果の概要

太陽光や風力など出力が間欠的に変動する再生可能エネルギー電源を活用するためには、電力システムの安定運用技術の高度化が必須である。本研究の目的は、その高度化のための自律分散的な負荷制御の理論を構築することである。負荷機器等と電力システムを一体化したモデルのシミュレーションにより、ヒートポンプ空調機制御に強化学習法を適用する方法や、負荷制御における機器使用の偏り解消に平均合意アルゴリズムが有効であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] 風力発電導入時の周波数制御に貢献するバッテリーアシスト型LFCの所要蓄電池容量の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 織原大、斎藤浩海
  • 雑誌名: 電気学会論文誌B 巻: 138
  • NAID: 130007387024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of frequency stability by using battery to compensate rate shortage of LFC reserve (2016)
  • 著者名/発表者名: Dai Orihara, Hiroumi Saitoh
  • 雑誌名: Journal of International Council on Electrical Engineering 巻: 6 ページ: 146-152
  • DOI: 10.1080/22348972.2016.1202398
  • 査読あり
• [雑誌論文] 風力発電連系系統における電源出力変化速度に適応的なバッテリーアシスト型負荷周波数制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 織原大、斎藤浩海
  • 雑誌名: 電気学会論文誌Ｂ 巻: 136
  • NAID: 130005149205
  • 査読あり
• [学会発表] 自律分散LFCにおける平均合意アルゴリズムに基づく最適な調整力配分係数の推定法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高田聖也、織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会全国大会
• [学会発表] 周波数制御支援を目的とした需要側機器使用の偏りを低減するコンセンサス負荷制御の提案 (2018)
  • 著者名/発表者名: 斎藤浩海、織原大
  • 学会等名: 電気学会全国大会
• [学会発表] 平均合意アルゴリズムに基づくSOC同期機能を備えた電気自動車群による周波数変動抑制制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村昇太、織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会 全国大会
  • 発表場所: 富山大学（富山県・富山市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] LFCを支援する電気自動車群の平均合意アルゴリズムによる広域SOC同期手法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村昇太、織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会 電力・エネルギー部門大会
• [学会発表] 電力ネットワークの潮流変動制約を考慮したLFC調整容量の最適配分に関する基礎検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [学会発表] 平均合意アルゴリズムを活用した電源の運転状態に適応的な自律分散負荷周波数制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田聖也、織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [学会発表] SOC同期機能を備えたLFC支援EVネットワークにおける通信接続構成が周波数制御性能に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村昇太、織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
• [学会発表] Hybrid Real-Time Simulator for Evaluation of Direct Load Control to Assist Power System Control (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroumi Saitoh, Yasuhiko Koshi, Takahiro Sato, Masahiro Abe, Dai Orihara, Daisuke Iioka, Atsushi Okamoto, Yukihide Shibata and Koji Tanifuji
  • 学会等名: Proceedings of ISGT Asia 2017
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] Saving of Secondary Reserves by Battery-Assisted Load Frequency Control (2016)
  • 著者名/発表者名: Dai Orihara, Hiroumi Saitoh
  • 学会等名: IEEE International Conference on Power Systems Technology
  • 発表場所: Wollongong, Australia
  • 年月日: 2016-09-28
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] LFCを支援する強化学習ベース負荷制御の性能と負荷変動特性の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徐天放、織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会 電力技術・電力系統技術合同研究会
  • 発表場所: 福井大学（福井県・福井市）
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] 周波数変動抑制を目的とした空調機負荷制御への強化学習法の応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 徐天放、織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会 電力・エネルギー部門大会
  • 発表場所: 九州工業大学（福岡県・北九州市）
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Reinforcement Learning Based Heat Pump Controller for Load Frequency Control in Power System (2016)
  • 著者名/発表者名: Tiangfang XU, Hiroumi SAITOH, Dai ORIHARA
  • 学会等名: The International Conference on Electrical Engineering 2016
  • 発表場所: Okinawa Jichikaikan,Naha, Okinawa
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] Defensive Control of VSWT-PMSG System against Network Disturbance Impacts (2016)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Hoshino, Hiroumi Saitoh, Junji Tamura, Masahiro Watanabe
  • 学会等名: The International Conference on Electrical Engineering 2016
  • 発表場所: Okinawa Jichikaikan, Naha, Okinawa
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] Evaluation of Battery Capacity required for Assist of Balancing Control (2016)
  • 著者名/発表者名: Dai ORIHARA, Hiroumi SAITOH
  • 学会等名: The International Conference on Electrical Engineering 2016
  • 発表場所: Okinawa Jichikaikan, Naha, Okinawa
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] ＬＦＣの積分制御特性を考慮した所要調整容量の推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] 周波数変動抑制を目的とした電力系統の運転状態に適した負荷制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田口公陽、織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 電源出力変化速度の低下時に負荷周波数制御に貢献する蓄電池制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 織原大、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] ＰＶ用ＰＣＳの無効電力制御限界時に配電電圧適正化に貢献する負荷制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中林寛彰、飯岡大輔、斎藤浩海
  • 学会等名: 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Improvement of Frequency Stability by using Battery to Compensate Rate Shortage of LFC Reserve (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai Orihara and Hiroumi Saitoh
  • 学会等名: The International Conference on Electrical Engineering
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際共著/国際学会である