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HEMSアグリゲーションのための分散最適化手法

研究課題

研究課題/領域番号 18K14170
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

吉田 彬  早稲田大学, スマート社会技術融合研究機構, 次席研究員 (90707887)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード分散階層型エネルギー管理 / 家庭用エネルギー管理システム / 太陽光発電 / デマンドレスポンス / 混合整数線形計画法 / 0-1整数計画法 / 組み合わせ最適化 / エネルギー管理システム / リソースアグリゲーション / 階層的制御 / モデル予測制御 / 家庭用エネルギーシステム / 交互方向乗数法 / 分散最適化
研究成果の概要

地理的に分散して配置された家庭部門における分散型エネルギー資源を家庭用エネルギー管理システムを介して集約することで、デマンドレスポンスのための所与の条件下で電力プロファイルを制御することを狙いとし、分散階層型エネルギー管理手法を構築した。数値実験を通して、家庭用エネルギー管理システムへ電力消費量の制約条件を上位層から与えることで、30分単位の大域的な電力プロファイルを管理しるうことを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

提案する分散階層型エネルギー管理手法は、家庭用エネルギー機器の監視制御に必要な起動停止特性および変換効率などのモデル粒度を保持したまま、これまで困難であった、数千世帯規模の大域的な電力プロファイルを管理する点に特徴を持つ。本手法は、家庭部門のみならず業務部門および産業部門にも適用可能であり、またスマートグリッドに限らず他のエネルギーインフラも協調的に管理することで、より広域のエネルギーの合理的利用の可能性を示唆するものである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書

研究成果

(12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件)

  • [学会発表] Hierarchical Residential Aggregation Method Incorporating Energy Demand Forecast2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Yoshida
    • 学会等名
      34th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Enironmental Impact of Energy Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Environmental Efficiency Evaluation in High Solar Wind Penetration Region with Fractional Optimization-based Operational Planning2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Yoshida
    • 学会等名
      33rd International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Enironmental Impact of Energy Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast Hierarchical Coordination Using Price Signal for Town-scale Home-EMSs Aggregation with Digital Annealer2020

    • 著者名/発表者名
      Toranosuke Saito
    • 学会等名
      33rd International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Enironmental Impact of Energy Systems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combinatorial Optimization-based Hierarchical Management of Residential Energy Systems as Virtual Power Plant2020

    • 著者名/発表者名
      Toranosuke Saito
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数住宅の断熱・蓄熱性能と住設機器の組み合わせを考慮した協調節電効果の分析2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤 寅之輔
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部 第26期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] An online HEMS scheduling method based on deep recurrent neural network2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Yoshida
    • 学会等名
      32th International Conference on Efficiency, Costs, Optimization, Simulation and Enironmental Impact of Energy Systems
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽光発電大量導入地域における蓄熱システムの余剰電力吸収効果の検討2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 彬
    • 学会等名
      第36回エネルギーシステム・経済・環境カンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 地域冷暖房を対象としたデマンドレスポンスのポテンシャル評価2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 彬
    • 学会等名
      第36回エネルギーシステム・経済・環境カンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽光発電に併設した可逆燃料電池による余剰電力吸収効果の検討2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 彬
    • 学会等名
      第38回エネルギー・資源学会 研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 蓄熱空調システムの新たな活用とその評価2019

    • 著者名/発表者名
      吉田 彬
    • 学会等名
      第38回エネルギー・資源学会 研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱回路網モデルおよび混合整数最適化モデルから構成されるエネルギー評価基盤を用いた実在都市に対する2030年におけるエネルギー消費動向のシナリオ分析2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 寅之輔
    • 学会等名
      日本機械学会 2019年度 年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Asynchronous ADMM HEMS aggregation scheme in smart grid2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Yoshida
    • 学会等名
      Proceedings of the 31st International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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