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次世代電力系統設計のための大規模システム基礎理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17J05742
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

浦田 賢吾  東京工業大学, 工学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードシステム制御理論 / 分散制御・設計 / 動的ネットワーク系 / 受動性 / 電力システム / 分散制御 / 分散設計 / 二次振動子 / システム理論
研究実績の概要

本研究課題では,自然エネルギーの大量導入の状況下での安定的な電力系統の設計を目指して,個々の自然エネルギーの制御則の構築と系統への接続規則を考え
る.この設計問題を一度数学的に抽象化し,複数の小規模なサブシステムから構成される大規模システムの制御理論の問題として捉える.古くから研究されてき
たロバスト制御理論では,新たなサブシステムを接続する前の大規模システムが最良であるとして,接続されたとしても安定性や制御性能を劣化させない設計論
となっていた.一方で,本研究で目指す設計論では,そのような考え方ではなく,新たなサブシステムを接続するほどシステム全体の性能を厳密に向上させるよ
うな大規模システムの設計論の構築を目指す.
今年度はその目標の達成に向けて,各サブシステムが積分器を有することに着目した.複数の同一のクラスタから構成される大規模システムを考える.ここで,各クラスタ内部では複数のサブシステムが存在し,各々が相互結合しネットワークを形成している.各サブシステムは,積分器と安定なダイナミクスのカスケード結合したシステムとして記述する.このとき,各クラスタ内部のサブシステムの数を増加させるとき,クラスタ間のネットワーク結合が疎でクラスタ内部のサブシステム間のネットワーク結合が密であるほど大規模システム全体の外乱抑制性能は向上することを数値的に示す.加えて,各クラスタ内部のサブシステムはすべて同一の特性を持ち,各クラスタ内部のサブシステムの数は極限的に増加することを仮定する.このとき,サブシステム間のネットワーク結合が完全グラフで与えられるとき,すなわち,すべてのサブシステムが相互に結合しているとき,大規模システム全体の外乱抑制性能は最高の性能を達成することを理論的に示した.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Performance Improvement via Iterative Connection of Passive Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Urata Kengo、Inoue Masaki、Ishizaki Takayuki、Imura Jun-ichi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Automatic Control

      巻: 65 号: 3 ページ: 1325-1332

    • DOI

      10.1109/tac.2019.2930806

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 制御器設計の局所化可能性に対する定量解析2019

    • 著者名/発表者名
      浦田 賢吾, 石崎 孝幸, 井村 順一
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 号: 3 ページ: 148-155

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.148

    • NAID

      130007633949

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of passive systems interconnected on graphs2018

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue and K. Urata
    • 雑誌名

      Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE

      巻: 9 号: 2 ページ: 185-195

    • DOI

      10.1587/nolta.9.185

    • NAID

      130006602785

    • ISSN
      2185-4106
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dissipativity reinforcement in feedback systems and its application to expanding power systems2018

    • 著者名/発表者名
      K. Urata and M. Inoue
    • 雑誌名

      International Journal of Robust and Nonlinear Control

      巻: 28 号: 5 ページ: 1528-1546

    • DOI

      10.1002/rnc.3965

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Disturbance sensitivity of evolving network systems from viewpoint of network structure2019

    • 著者名/発表者名
      Urata Kengo
    • 学会等名
      58th IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 進化的に発展するネットワーク系の外乱抑制性能解析2019

    • 著者名/発表者名
      浦田賢吾
    • 学会等名
      第6回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative analysis of controller design localizability2018

    • 著者名/発表者名
      Urata Kengo
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance analysis of feedbacked passive systems for decenetralized design of large-scale systems2017

    • 著者名/発表者名
      Urata Kengo
    • 学会等名
      56th IEEE Conference on Decision and Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 受動コントローラの増設による系統の周波数制御性能の向上2017

    • 著者名/発表者名
      浦田賢吾
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Performance analysis in iterative feedback connection of passive systems2017

    • 著者名/発表者名
      Urata Kengo
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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