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リソース最適運用における単調性解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K14711
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関東京海洋大学

研究代表者

小池 雅和  東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (70756337)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード単調性 / 解の候補 / 二次計画問題 / 前日計画 / 電力 / 蓄電池 / 不確かさ / 区間解析 / 区間二次計画問題 / 信頼区間
研究開始時の研究の概要

太陽光発電(PV)の不確かさを適切に考慮しながら,前日に供給者側のリソース(火力機と蓄電池)の最適な運用計画を立てる問題に着目する.特徴はPVと需要の予測が信頼区間(幅)として与えられている点である.信頼区間内の無数のプロファイルに対応する無数の最適運用計画プロファイルが存在する.その運用計画の取り得る領域(幅)が事前にわかれば最適リソース運用が実現できる.厳密な幅を求めるためには厄介な最適化問題を解く必要があり,これは解の単調性が保存される問題でなければ現段階では解く事ができない.そこで,どういった問題(制約条件や目的関数など)なら単調性が保存されているのかを解析する手法を開発する.

研究成果の概要

本研究では太陽光発電(PV)の不確かさを適切に考慮しながら,前日に供給者側のリソース(火力機と蓄電池)の最適な運用計画を立てる問題に着目する.特徴はPVと需要の予測が信頼区間(幅)として与えられている点である.信頼区間内の無数のプロファイルに対応する無数の最適運用計画プロファイルが存在する.その運用計画の取り得る領域(幅)を厳密に求めるためには,解の単調性が成立する必要がある.本研究では,様々な問題設定において,単調性が成立するかを検証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果はより現実的な問題設定において,単調性が成り立つことを明らかにした点である.これにより,充放電効率が変動する場合や,火力機のランプレイト制約が問題になる場合,蓄電池が複数存在する場合,さらには,ネットワーク構造を有している場合などにも適用の道を開いた.この点において社会的意義がある.また,理論解析の結果,蓄電池の周期制約が単調性パターンに大きな影響を与えていることを示したことが学術的に意義がある.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] Monotonicity Analysis of the Optimal Operation Schedule Taking into Acount Power Network Structure2023

    • 著者名/発表者名
      Yuga Kojima, Masakazu Koike, Takayuki Ishizaki, Nacim Ramdani, Jun-ichi Imura
    • 学会等名
      The 22nd IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monotonicity Analysis of Day-Ahead Power Scheduling in Power Network Syste2022

    • 著者名/発表者名
      Masakazu. Koike, Yuga. Kojima, Takayuki Ishizaki
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy 2022 International Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monotonic Analysis of Charge/discharge Efficiency of Optimal Operation Plan in Storage Battery and Thermal Power Machine2022

    • 著者名/発表者名
      Yuga Kojima, Masakazu Koike
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 計画値同時同量市場制度の適応型ロバスト最適化モデリングによる不確かな再エネとピークシフト電源の価値解析2022

    • 著者名/発表者名
      小池雅和, 石崎孝幸
    • 学会等名
      令和4年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 前日エネルギースポット市場における蓄電池普及ダイナミクスの解析2021

    • 著者名/発表者名
      小池雅和, 石崎孝幸
    • 学会等名
      第64回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Monotonicity Analysis for Optimal Scheduling of Storage Batteries and Power Generators -Considering Ramp Limit of Thermal Power Plant -.2020

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Koike, Takayuki Ishizaki, Jun-ichi Imura
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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