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電力系統の環境変化および不確定性に対応する停電作業系統計画に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22K04045
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
研究機関広島大学

研究代表者

造賀 芳文  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (40294532)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード停電作業計画 / 不確定性 / 再生可能エネルギー / 電力自由化 / 停電作業系統
研究開始時の研究の概要

電力系統の通電停止をともなう作業を行うための「停電作業系統」計画について,再生可能エネルギー電源の大量導入および電力市場という2つの不確定性に対応する技術を開発することを目的とする。
今後の電力系統ではこの2つの不確実性が大きな問題となるが,早くから準備が必要な停電作業計画については影響が特に顕著であり,計画方法の再検討が必要である。よって,まず今までの前提条件を見直し,具体的に定式化を試みることにより問題を同定する。その上で,効率的な解法アルゴリズムを開発し,具体的な停電作業計画を策定することを目指す。

研究実績の概要

電力系統の通電停止をともなう作業「停電作業」の計画立案について,再生可能エネルギー(再エネ)電源の大量導入および電力市場の導入という2つの不確定性に対応する技術を開発することを目的として,引き続き研究を行っている.これまでの前提条件を見直し,具体的に定式化を試みつつ問題を同定すること,効率的な解法アルゴリズムを開発し,具体的な停電作業計画を策定することを目指している.再エネ電源などの出力が変動することや制御可能な電源が不確実であることを踏まえたうえで,事前にどのような受給状態に対して停電作業系統を策定すべきか,また具体的にどのような方法で実施すべきかを模索している.具体的な研究項目は,(i) 検討断面の検討,(ii) 問題の同定および定式化,(iii) シミュレーション実施・考察,(iv) 計画の修正方法の検討となっている.
本年度は,(i)検討断面の検討および(ii)問題の同定および定式化について,引き続き検討を実施した.想定すべき過酷断面について,電力潮流だけではなく電圧面での過酷条件も検討し,定式化の再検討を実施した。これまでの直流法潮流計算では電圧面の条件を考慮できず,新たに交流法潮流計算を織り込んだ定式化とした。続いて(iii)シミュレーション実施・考察として,その新しい定式化に対する解法アルゴリズムを実装し,例題系統に対して適用することで考察を行った。さらに,並行的な研究として,不確実性を織り込んだ交流法潮流計算を実現する手法である区間解析の概念を応用した区間潮流計算法を開発,改良した。例題系統に適用することで,より効率的に計算結果が得られることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初から,3年で4つの研究項目,(i)検討断面の検討,(ii)問題の同定および定式化,(iii)シミュレーション実施・考察,(iv)計画の修正方法を実施することとしている.
本年度は,(i)と(ii)の一部のさらなる検討および(iii)シミュレーション実施・考察について,さらなる検討を実施したうえで実際にアルゴリズムを開発し,例題系統に対して適用することで体系的に考察を行った.また,並行して,関連する区間潮流計算法の開発,改善も引き続き実施した.
成果の公表として,これらの研究成果について学会発表も行い,専門家との意見交換も実施した.よって,概ね順調に進展していると評価している.

今後の研究の推進方策

3年目の最終年度は,(i)検討断面の検討および(ii)問題の同定および定式化について,必要であれば引き続き多面的に検討し,かつその問題に対応する(iii)シミュレーション計算を充実させ,詳細な考察を行う予定である。また,可能であれば(iv)計画の修正方法についても検討したいと考える。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] 電源の不確定性を考慮した停電作業系統候補導出に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      Zoka Yoshifumi、Shigemitsu Sae、Kawahara Koji、Morikawa Fumiya、Yorino Naoto、Sasaki Yutaka
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 142 号: 6 ページ: 287-294

    • DOI

      10.1541/ieejpes.142.287

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 年月日
      2022-06-01
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電力系統の不確実性を考慮した停電作業系統導出法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      蔵田航生,造賀芳文,川原耕治,餘利野直人,佐々木豊
    • 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
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 低圧系統構成決定問題に対する区間演算による包括的解法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      福岡太郎,造賀芳文,横田浩輝,餘利野直人, 佐々木豊,長谷川匡彦,赤木覚
    • 学会等名
      電気学会 電力・エネルギー部門大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 低圧系統構成決定問題に対する包括的解法の実用化に向けての検討2023

    • 著者名/発表者名
      福岡太郎,造賀芳文,横田浩輝,餘利野直人, 佐々木豊,赤木覚,井上華那
    • 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
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 電源の不確定性増大に対応する停電作業系統導出法の一検討2022

    • 著者名/発表者名
      蔵田航生, 造賀芳文, 川原耕治, 佐々木豊, 餘利野直人
    • 学会等名
      令和4年度(第73回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 低圧配電系統計画における 区間演算を適用した効率的解法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      福岡太郎, 横田浩輝, 造賀芳文, 餘利野直人, 佐々木豊, 井上華那, 赤木覚
    • 学会等名
      令和4年度(第73回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 調相設備の実運用を考慮した電圧監視制御法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      野田智暉, 河野直生, 佐々木豊, 造賀芳文, 餘利野直人, 保田創
    • 学会等名
      令和4年度(第73回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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