| 研究課題/領域番号 |
20K04552
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 富山県立大学 |
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研究代表者 |
小島 千昭 富山県立大学, 工学部, 准教授 (00456162)
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| 研究分担者 |
薄 良彦 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40402961)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 電力ネットワーク / マイクログリッド / デスクリプタシステム / 多次元システム / 数理最適化 / ロードヒーティング / 電気自動車 / 配電ネットワーク / スマートグリッド / 数理計画 / 太陽光発電 / ロバスト制御系設計 / 電力システム / 階層的ネットワークシステム / 消散性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，送電・配電ネットワークから構成され，発電機，再生可能エネルギー，電気自動車など異種の電力機器が連系しているような次世代電力ネットワークを考える．この電力ネットワークは，電力機器の速いダイナミクスと電線路の電圧分布の遅いダイナミクスからなるマルチスケール性を持つ．はじめに，電線路の多次元性と電力機器の消散性に基づき，電力機器や電線路の変動に対しても各機器の周波数同期と各電線路の電圧安定性を達成するロバスト制御系設計の理論を確立する．さらに，電力機器の故障，電力需要の急変，サイバー攻撃など典型的な緊急事象を想定し，ロバスト性の破綻にも的確にレジリエンスを保証する技術を確立する．
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では，考える次世代電力ネットワークに適したモデリングの枠組みとして，ネットワーク化デスクリプタシステム，非線形ODE（常微分方程式）モデル，数理最適化に基づくモデルの3つのアプローチから検討を行った．さらに，それらのモデルに基づく関する電力ネットワークに関する消散性などの性質を明確化した．さらに，実際の電力ネットワークへの応用の観点から，ロードヒーティングを含む配電ネットワークの制御，シュタッケルベルグゲームに基づきEVの最適な充電量と充電価格を決定する交渉アルゴリズムなどに関して，理論とシミュレーションの両面から検討を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題では，ネットワーク化デスクリプタシステム，非線形ODEモデル（多次元性），数理最適化に基づき，次世代電力ネットワークのダイナミクスの本質を明確化し，想定される制御系設計に有効な統一的モデリングの枠組みを確立した点に学術的意義がある．また，これらの枠組みは北陸地方で典型的に想定されるロードヒーティングを含む配電ネットワークの制御や地域マイクグリッドにおけるEVの最適充電量・価格の交渉アルゴリズムまで展開し，このような地方における超スマート社会の望ましい姿を提示した点に社会的意義が存在する．
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