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環境負荷を考慮した協調的市場メカニズムにもとづく熱電エネルギーシステムの最適運用

研究課題

研究課題/領域番号 17560359
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 システム工学
研究機関大阪大学

研究代表者

熊谷 貞俊  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10093410)

研究分担者 土居 伸二  大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50217600)
宮本 俊幸  大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00294041)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 300千円)
2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード地球温暖化ガス排出削減 / 省エネルギー / エージェント / 分散協調システム / 市場指向プログラミング
研究概要

本研究課題では、電力・熱エネルギー売買が自由な区域(以降では群と呼ぶ)を想定し、エネルギー生産能力を持たない需要家や、中・大規模の自家発電・発熱システムを具備する需要家をエネルギー売買市場に参入するエージェントとしたマルチエージェントシステムを考える。各主体にはCO_2排出量枠が科せられているとし、エネルギーの売買において単位エネルギーあたりのCO_2排出量(CO_2排出量原単位と呼ぶ)を陽に考慮する。それぞれの自律主体は、自己の電力(熱)需要に即応しつつ、時々刻々変化する電力(熱)スポット価格に対応して、最大の経済効果をもたらすような余剰・不足電力の売買機会・発電量・価格を決定するとともに、燃費効率、CO_2排出量などの制約条件下で、群全体の最適化を達成するよう運転プロフィールを協調的に決定しなければならない。研究期間内に得られた成果を以下にまとめる。
まず、多属性・多品目オークションを用いた取引手法を提案した。オークション手法では解の最適性に問題があったため、市場指向プログラミング(MOP)を用いた手法を提案した。MOPを適用する上での問題点を明らかにし、アルゴリズムの改良、エージェントの戦略を提案した。また、原単位の調整機構を提案し、群全体の最適解に近い解を求めることに成功した。さらに、複数需要家の場合に対応できるようアルゴリズムの改良を行い、収束性、提案手法の有効性を計算機実験により確認した。
想定した群のようにエネルギーを融通することによって全体としてのコスト(=エネルギー使用量)削減が可能であることが示された。また、マルチエージェントシステムによって達成可能であることが示された。想定した群は自律主体の集まりであり、中央集権的な手法はなじまない。マルチエージェントシズテムによって達成可能であることが示されたことは、実用面において有意義なものであると考える。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (25件)

  • [雑誌論文] 分散EMSにおけるエネルギー取引決定手法に対する市場指向プログラミングの適用2008

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 雑誌名

      電気学会論文誌 Vol.128-C, no.1

      ページ: 24-31

    • NAID

      10020026950

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Energy Trading System with Consideration of CO2 Emissions2008

    • 著者名/発表者名
      T. Miyamoto, T. Kitayama, S. Kumagai, K. Mori, S. Klitamura, S. Shindo
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan Vol.162, no.4

      ページ: 54-63

    • NAID

      130000089851

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Application of the Market-Oriented Programming to Energy Trading Decision Method in Distributed Energy Management Systems2008

    • 著者名/発表者名
      K., Yakire, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitayama, T., Yamamoto
    • 雑誌名

      IEEJ Trans. EIS Vol.128, no.1

      ページ: 24-31

    • NAID

      10020026950

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Energy Trading System with Consideration of CO2 Emissions2008

    • 著者名/発表者名
      T., Miyamoto, T., Kitayama, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, S., Shindo
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan Vol.162, no.4

      ページ: 54-63

    • NAID

      130000089851

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 分散EMSにおけるエネルギー取引決定手法に対する市場指向プログラミングの適用2008

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C分冊 128-C

      ページ: 24-31

    • NAID

      10020026950

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分散EMSにおけるエネルギー取引決定手法の評価2008

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C分冊 128-C(In press)

    • NAID

      10021132476

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複数市場が存在する分散EMSにおけるエネルギー取引決定手法の検討2007

    • 著者名/発表者名
      杉本洋平, 八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 2007年総合大会講演論文集 (In press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An Energy Distribution Decision Method in Distributed Energy Management Systems by the Market-Oriented Programming2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yakire, T.Miyamoto, S.Kumagai, K.Mori, S.Kitamura, T.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. of SICE-ICCAS 2006

      ページ: 5983-5988

    • NAID

      110004776244

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 市場指向プログラミングを用いたエネルギー取引決定手法2006

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 雑誌名

      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会 2006 予稿集

      ページ: 213-218

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] CO2排出量を考慮した分散EMSへの市場指向プログラミングの適用2006

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 技術報告 CST2006-1

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] CO2排出量を考慮したエネルギー取引システムに関する一考察2005

    • 著者名/発表者名
      宮本俊幸, 北山朋宏, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 進藤静一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌 Vol.125-C, no.10

      ページ: 1513-1521

    • NAID

      130000089851

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Energy Trading System with Consideration of CO2 Emissions2005

    • 著者名/発表者名
      T., Miyamoto, T., Kitayama, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitayama, S., Shindo
    • 雑誌名

      IEEJ Trans. EIS Vol.125, no.10

      ページ: 1513-1521

    • NAID

      130000089851

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 環境負荷を考慮したエネルギー取引システムシミュレータにおけるJavaクラスの開発2005

    • 著者名/発表者名
      八切好司
    • 雑誌名

      電子情報通信学会 信学技報 CST2005-10

      ページ: 23-28

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] CO2排出量を考慮したエネルギー取引システムに関する一考察2005

    • 著者名/発表者名
      宮本俊幸
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C Vol.125・no.10

      ページ: 1513-1521

    • NAID

      130000089851

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] An Energy Distribution Decision Method in a Distributed Energy Management Systems with Several Agents2008

    • 著者名/発表者名
      Y., Sugimoto, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, T., Yamamoto
    • 学会等名
      IFAC 2008, to be presented
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 分散EMSにおけるCO2排出原単位調整手法の提案2007

    • 著者名/発表者名
      杉本洋平, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第42回離散事象システム研究会
    • 発表場所
      大阪大学・豊中市
    • 年月日
      2007-12-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A CO2 basic unit adjustment method for Distributed EMS2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Sugimoto, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, T., Yamamoto
    • 学会等名
      SICE DES workshop
    • 発表場所
      Osaka Univ., Toyonaka
    • 年月日
      2007-12-20
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 分散EMSにおけるCO2排出原単位調整手法の提案2007

    • 著者名/発表者名
      杉本洋平、宮本俊幸、熊谷貞俊、森一之、北村聖一, 山本隆也
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第42回離散事象システム研究会
    • 発表場所
      大阪大学、豊中市
    • 年月日
      2007-12-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Computational Evaluation of a Market-Oriented Programming Method for Distributed Energy Management Systems2007

    • 著者名/発表者名
      T. Miyamoto, K. Yakire, S. Kumagai, K. Mori, S. Kitamura, and T. Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE SMC 2007
    • 発表場所
      モントリオール・カナダ
    • 年月日
      2007-10-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Computational Evaluation of a Market-Oriented Programming Method for Distributed Energy Management Systems2007

    • 著者名/発表者名
      T., Miyamoto, K., Yakire, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, T., Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE SMC 2007
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2007-10-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Computational Evaluation of a Market-Oriented Programming Method for Distributed Energy Management Systems2007

    • 著者名/発表者名
      T. Miyamoto, K. Yakire, S. Kumagai, K. Mori, S. Kitamura, and T. Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE Intl. Conf. on Syst., Man, and Cybernetics
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2007-10-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 多主体分散EMSにおけるエネルギー取引決定手法に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      杉本洋平, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 学会等名
      電気学会C部門大会
    • 発表場所
      大阪府立大学・堺市
    • 年月日
      2007-09-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Energy Distribution Decision Method for a Distributed Energy Management System with Multiple Agents2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Sugimoto, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, T., Yamamoto
    • 学会等名
      IEEJ Electronics, Information and Systems Conference
    • 発表場所
      Osaka Pref. Univ., Sakai
    • 年月日
      2007-09-05
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 多主体分散EMSにおけるエネルギー取引決定手法に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      杉本洋平、宮本俊幸、熊谷貞俊、森一之、北村聖一, 山本隆也
    • 学会等名
      電気学会C部門大会
    • 発表場所
      大阪府立大学、堺市
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Autonomous Distributed System and Its Realization by Multi Agent Nets2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kumagai and T. Miyamoto
    • 学会等名
      28th International Conference on Application and Theory of Petri nets and Other Model of Concurrency
    • 発表場所
      Siedlce,ポーランド
    • 年月日
      2007-06-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Autonomous Distributed System and Its Realization by Multi Agent Nets2007

    • 著者名/発表者名
      S., Kumagai, T., Miyamoto
    • 学会等名
      28th International Conference on Application and Theory of Petri nets and Other Model of Concurrency
    • 発表場所
      Siedlce, Poland
    • 年月日
      2007-06-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Autonomous Distributed System and Its Realization by Multi Agent Nets2007

    • 著者名/発表者名
      S. Kumagai and T. Miyamoto
    • 学会等名
      28th International Conference on Application and Theory of Petri Nets and Other Model of Concurrency
    • 発表場所
      Siedlce, Poland
    • 年月日
      2007-06-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 複数市場が存在する分散EMSにおけるエネルギー取引決定手法の検討2007

    • 著者名/発表者名
      杉本洋平, 八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      名城大学・名古屋市
    • 年月日
      2007-03-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 市場指向プログラミングを用いたエネルギー取引決定手法2006

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会2006
    • 発表場所
      筑波大学・文京区
    • 年月日
      2006-11-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An energy trading decision method by using market-oriented programming2006

    • 著者名/発表者名
      K., Yakire, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, T., Yamamto
    • 学会等名
      SICE SSI 2006
    • 発表場所
      Tsukuba Univ., Bunkyo
    • 年月日
      2006-11-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Energy Distribution Decision Method in Distributed Energy Management Systems by the Market-Oriented Programming2006

    • 著者名/発表者名
      K. Yakire, T. Hiyamoto, S. Kumagai, K. Mori, S. Kitamura, and T. Yamamoto
    • 学会等名
      SICE-ICCAS 2006
    • 発表場所
      BEXCO・釜山
    • 年月日
      2006-10-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Energy Distribution Decision Method in Distributed Energy Management Systems by the Market-Oriented Programming2006

    • 著者名/発表者名
      K., Yakire, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, T., Yamamoto
    • 学会等名
      SICE-ICCAS 2006
    • 発表場所
      BEXCO, Busan
    • 年月日
      2006-10-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] CO2排出量を考慮した分散EMSへの市場指向プログラミングの適用2006

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 山本隆也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コンカレント工学研究会
    • 発表場所
      石川ハイテク交流センター・能美市
    • 年月日
      2006-06-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 環境負荷を考慮したエネルギー取引システムシミュレータにおけるJavaクラスの開発2005

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊, 森一之, 北村聖一, 進藤静一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 コンカレント工学研究会
    • 発表場所
      自治会館・那覇市
    • 年月日
      2005-07-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Java Classes for Energy Trading Systems Simulator in Consideration of Environmental Load2005

    • 著者名/発表者名
      K., Yakire, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, S., Shindo
    • 学会等名
      IEICE CST workshop
    • 発表場所
      Jichi-Kaikan, Naha
    • 年月日
      2005-07-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An Energy Distribution Decision Method for Distributed Energy Management System under Existence of Plural Markets2005

    • 著者名/発表者名
      Y., Sugimoto, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, T., Yamamoto
    • 学会等名
      IEICE Annual Conference
    • 発表場所
      Meijyo Univ., Nagoya
    • 年月日
      2005-03-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 分散EMSの最適運転計画ソフトウェアに関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      八切好司, 宮本俊幸, 熊谷貞俊
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      大阪大学・豊中市
    • 年月日
      2005-03-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] On a software for optimal planning in distributed EMS2005

    • 著者名/発表者名
      K., Yakire, T., Miyamoto, S., Kumagai
    • 学会等名
      IEICE Annual Conference
    • 発表場所
      Osaka Univ. Tovonaka
    • 年月日
      2005-03-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] An energy distribution decision method in distributed energy management system by the market-oriented programming

    • 著者名/発表者名
      K., Yakire, T., Miyamoto, S., Kumagai, K., Mori, S., Kitamura, T., Yamamto
    • 学会等名
      IEICE CST workshop
    • 発表場所
      Ishikawa hi-tech center, Nomi
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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