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2019 年度 実績報告書

社会受容性と経済合理性を考慮した需要家側リソース統合型電力供給システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K14644
研究機関広島大学

研究代表者

関崎 真也  広島大学, 工学研究科, 助教 (70724897)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード再生可能エネルギー / 太陽光発電システム / 電力品質 / 配電系統 / 最適化 / 社会受容性 / 経済合理性
研究実績の概要

最終年度においては,平成30年度において設計した協調的電圧管理システムが太陽光発電出力に起因する配電線電圧変動量の上限値を与えることを利用し,配電線電圧が適正範囲から逸脱しないための制約を与えた上で,配電設備コストが最小となるように,配電設備が参照する電圧制御パラメータの最適化を実施した.パラメータ最適化にあたっては,電圧管理に必要な負担が配電設備に偏ることで設備コストが増大することを回避するために,太陽光発電システムの系統連系用PCS (power conditioning system)や可制御負荷を含む需要家リソース容量の最適化についても同時に実施した.この需要家リソース容量の最適化問題は混合整数二次錐計画問題として定式化しており,商用ソルバによる効率的な求解を可能にしている.
また,配電系統運用者が持つ配電系統運用・計画に対する選好を考慮するために,設備劣化指標とコストとの間のパレートフロントを提示するシステムを構築した.得られたシステムの有効性を配電系統モデルを用いた数値シミュレーションにより検証し,需要家群の安定な協力の下で配電設備コストが低減する可能性が示された.

上記を含む研究期間全体を通じて実施した研究により,電力品質制御の一部に需要家リソースを用いた電力供給システムを構築することに成功した.設計したシステムの下では,配電系統に連系された利己的な需要家群が,電力品質維持を目的とした協力へのインセンティブを有し,かつ,配電系統運用者側が持つ選好を反映することにより,協力しないケースよりも経済的に配電系統を運用できる可能性が示された.これにより,再生可能エネルギーが大量導入された配電系統において,コストを低減しつつ電力品質の適正範囲内への維持が容易になることが期待できるため,我が国が積極的に推し進めているエネルギー政策の実現に貢献できる.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 太陽光発電システムが導入された配電系統における協調的電圧管理を目的とした需要家リソースの最適化2020

    • 著者名/発表者名
      関崎 真也, 西崎 一郎, 林田 智弘, 枡見 慎也, 灘吉 拓哉
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 33 ページ: 110-122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A development of an equilibrium analysis model between electricity retailers under competitive environment2019

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sekizaki, Ichiro Nishizaki, and Tomohiro Hayashida
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan

      巻: 207 ページ: 24-35

    • DOI

      10.1002/eej.23201

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 需要家リソース活用型配電系統電圧管理システムに対する利得配分2019

    • 著者名/発表者名
      関崎 真也, 西崎 一郎, 林田 智弘, 灘吉 拓哉, 枡見 慎也
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 32 ページ: 234-248

    • DOI

      10.5687/iscie.32.234

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Decision Making of Electricity Retailer with Multiple Channels of Purchase based on Fractile Criterion with Rational Responses of Consumers2019

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sekizaki, Ichiro Nishizaki, and Tomohiro Hayashida
    • 雑誌名

      International Journal of Electrical Power and Energy Systems

      巻: 105 ページ: 877-893

    • DOI

      10.1016/j.ijepes.2018.09.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Many-Objective Evolutionary Algorithm Incorporating Decision Maker's Preference and Its Application to Management of the Electricity Distribution Network2019

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sekizaki, Ichiro Nishizaki, and Tomohiro Hayashida
    • 雑誌名

      Journal of Multi-Criteria Decision Analysis

      巻: 26 ページ: 165-186

    • DOI

      10.1002/mcda.1680

    • 査読あり
  • [学会発表] 変圧器動作低減を目的とした協調的電圧管理システムの下での不感帯整定2020

    • 著者名/発表者名
      関崎 真也, 西崎 一郎, 林田 智弘, 灘吉 拓哉
    • 学会等名
      第 64 回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [学会発表] 太陽光発電システム導入時の配電系統における協調的電圧管理システムの電圧制御効果に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      灘吉 拓哉, 関崎 真也, 西崎 一郎, 林田 智弘
    • 学会等名
      令和元年 電気学会 電力・エネルギー部門大会
  • [学会発表] 電力小売事業者間の均衡分析への適用を目的とした均衡制約付均衡問題の定式化と解法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      松山 裕士郎, 関崎 真也, 西崎 一郎, 林田 智弘
    • 学会等名
      令和元年 電気学会 電力・エネルギー部門大会
  • [学会発表] 太陽光発電システムが導入された配電系統における協調的電圧管理を目的とした需要家リソースの最適化2019

    • 著者名/発表者名
      関崎 真也, 枡見 慎也, 西崎 一郎, 林田 智弘
    • 学会等名
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [学会発表] 寡占市場におけるアグリゲータの最適入札戦略に基づいた需要家群への利得配分2019

    • 著者名/発表者名
      北脇 駿介, 関崎 真也, 西崎 一郎, 林田 智弘
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会・2019年秋季研究発表会
  • [学会発表] Optimization of Demand Resources for Cooperative Voltage Management in Distribution System with Photovoltaic Generations2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Nadayoshi, Shinya Sekizaki, Ichiro Nishizaki, and Tomohiro Hayashida
    • 学会等名
      The International Council of Electrical Engineering Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Finding Generalized Nash Equilibrium in Electricity Retail Market under Competitive Environment: An EPEC Approach2019

    • 著者名/発表者名
      Yujiro Matsuyama, Shinya Sekizaki, Ichiro Nishizaki, and Tomohiro Hayashida
    • 学会等名
      The International Council of Electrical Engineering Conference
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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