| 研究課題/領域番号 |
23K03910
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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) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023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 | マルチエネルギーシステム / 配電ネットワーク / 温水ネットワーク / ロードヒーティング / 同期計測データ / 温熱ネットワーク / ロバスト制御系設計 / 多次元システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，配電ネットワークと温熱ネットワークの異種のインフラで構成される地域マルチエネルギーシステムを考える。そして，機器の非均質性，振る舞いのマルチスケール性，線路の空間変化の多次元性など振る舞いの本質をビヘイビアシステム理論によってとらえ，想定される制御系設計に有効となる統一的なモデリングの枠組みを導く．さらに，再生可能エネルギー，EVや電力・熱需要の不確かさに対しシステム全体の安定性を維持するためのロバスト制御系設計の理論を確立する．最後に，建物間の熱融通，屋内空調や融雪による駐車場の車列制御など寒冷・豪雪地域の実問題に対し，提案する制御系設計を実践的な制御技術に昇華させる．
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では，配電ネットワークと温熱ネットワークの異種のインフラで構成される地域マルチエネルギーシステムを考える．令和5年度では，これまでの内容に引き続きこのような電力ネットワークを対象として，そのモデリング，解析，制御に関する項目(i)-(iv)の内容を遂行した．
(i) ロードヒーティングを含む配電ネットワークに対して，配電損失の低減化，電圧変動の適正化，および効率的な融雪を同時に達成するスイッチング予測制御に関して，本研究課題の先行課題（対象を配電ネットワークに限定）である科学研究費基盤研究(C) 20K04552による成果を，シミュレーション条件や検証内容を含め発展させて，学術論文誌と国際会議へと投稿を行った．
(ii) 項目(i)の成果を蓄電池も含む配電ネットワークへと発展させて，スイッチング予測制御を導出し，数値シミュレーションを通じて，その妥当性や有効性を検証した．本成果は，計測自動制御学会第11回制御部門マルチシンポジウムにおいて発表を行った．さらに， 学術論文誌と国際会議への投稿を，現在準備中である．
(iii) 発熱機器，蓄熱機器，消費機器を有する複数の拠点からなる温水ネットワークに対して，実時間価格提示を利用した分散型運用方策による制御の検討を行った．この成果は，国内学会での発表や学術論文誌への投稿を，現在準備中である．
(iv) 配電ネットワークにおける電圧振幅の同期計測データに対して，非線形力学系のクープマン作用素とその推定技法である動的モード分解による学習や低次元化に関する検討を行った．さらに，研究分担者らが所属する大学キャンパスで計測された時系列データへの適用について議論を行った．本成果は，電子情報通信学会非線形問題研究会において発表を行った．
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| 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
令和5年度では，「研究実績の概要」で説明したように，実際の応用の観点で，本研究課題で想定する地域マルチエネルギーシステムとモデリングと制御に関する一連の取り組みを行った．その結果，学術論文誌，国際会議への投稿や国内学会への発表に着手できる段階までは到達できた．しかしながら，想定する地域マルチエネルギーシステムのモデリングと制御の統一的な枠組みへの着手までには至っていない．これらを総合すると，現在までの進捗状況は，おおむね順調に進展していると判断される．
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| 今後の研究の推進方策 |
はじめに，理論面においては，想定する地域マルチエネルギーシステムのモデリングと制御の統一的な枠組みは，本研究課題の根幹をなすため，早急にその確立を行う．さらに，この枠組みを，安定関解析，ロバスト制御系設計，数値最適化に基づくロバスト制御系設計へと発展させる．また，応用面においては，ロードヒーティングを含む配電ネットワークのスイッチング予測制御，配電・温水ネットワークの分散・協調制御に関しては，令和5年度の成果の学術論文誌などへの発表を積極的に行う．最後に，同期計測データの動的モード分解による学習や低次元化に関しては，成果発表だけではなく実際への応用に資する解析技術へと昇華させる．
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