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強化学習による入札行動に基づくP2P電力取引システムの構築とその検証

研究課題

研究課題/領域番号 20K04420
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2020-2021)

研究代表者

高山 聡志  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 講師 (50613551)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードP2P電力取引 / 太陽光発電 / 電圧制御 / 入札モデル / マルチエージェント / 強化学習 / 数理計画法 / ブロックチェーン / 数理最適化 / 電力市場
研究開始時の研究の概要

本申請課題では,ブロックチェーンを活用したP2P電力取引がビジネスモデルとして成立するための適切な市場状態・条件あるいは取引価格,入札行動を明らかにすることが目的である。
上記の達成のために①P2P電力取引が配電系統運用に与える影響の評価とそれを考慮したスマートコントラクトの開発,②強化学習によるP2P電力取引参加者の入札行動のモデル化,③プライベートブロックチェーンシステムとリアルタイムシミュレータを活用したP2P電力取引リアルタイムシミュレータの開発および評価を行う。

研究成果の概要

本研究では、再生可能エネルギーの主力電源化を目指し、固定価格買取制度(FIT)に依存しない新たなビジネスモデルの構築を目指した。具体的には、ブロックチェーン技術を活用したP2P電力取引システムを開発し、配電系統の物理的制約と統合することで、実態に即した取引システムを構築した。さらに、全参加者が市場取引で得る効用を最大化する入札戦略手法を開発し、ネットワーク効果を検証・評価することで、P2P電力取引システムのビジネスモデル化を実現した。この成果を国内会議および学術雑誌の投稿などを通じて公開した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、ブロックチェーン技術を活用したP2P電力取引システムの開発を目指しています。これにより、再生可能エネルギーの利用促進と電力需給の最適化を図ります。学術的意義として、ブロックチェーン技術と強化学習を組み合わせることで、電力取引の効率化と透明性の向上を実現し、既存の電力市場の課題解決に貢献します。社会的意義として、FIT制度に依存しない新たなビジネスモデルを提案し、再生可能エネルギーの普及を促進します。消費者が直接取引に参加することで、電力コスト削減と安定供給を実現し、持続可能なエネルギー社会の構築に寄与します。これにより、エネルギー政策の転換と地域経済の活性化が期待されます。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2022 2021

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

  • [雑誌論文] A Voltage-Aware P2P Power Trading System Aimed at Eliminating Unfairness Due to the Interconnection Location2024

    • 著者名/発表者名
      Takayama Satoshi、Ishigame Atsushi
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 17 号: 4 ページ: 841-841

    • DOI

      10.3390/en17040841

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 需要家間P2P電力取引導入によるエンドユーザーの経済的メリット評価2022

    • 著者名/発表者名
      生駒 和也, 高山 聡志, 石亀 篤司
    • 学会等名
      電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 需要家間P2P電力取引による取引参加者の経済的メリットの評価2022

    • 著者名/発表者名
      生駒 和也, 高山 聡志, 石亀 篤司
    • 学会等名
      電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 電圧制約を組み込んだP2P電力取引に関する基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      仲 琢矢, 高山 聡志, 石亀 篤司
    • 学会等名
      令和3年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 電圧制約による不公平性を考慮したP2P電力取引市場ルールの検討2021

    • 著者名/発表者名
      仲 琢矢, 高山 聡志, 石亀 篤司
    • 学会等名
      令和3年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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