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2011 年度 実績報告書

情報融合形ユビキタスパワーネットワーク実現のための理論構築

研究課題

研究課題/領域番号 22360112
研究機関東京大学

研究代表者

横山 明彦  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (30174866)

研究分担者 谷口 治人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任教授 (00531849)
馬場 旬平  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (80339118)
中島 達人  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任准教授 (10212086)
太田 豊  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (50372537)
キーワードスマートグリッド / 太陽光発電 / ヒートポンプ / 電気自動車 / 周波数制御 / 制御構造 / 情報通信 / 機器利便性
研究概要

日本型スマートグリッドの実現形として,双方向情報通信ネットワークを活用して,需要家側の分散型電源と可制御・エネルギー貯蔵機器の電力システムの運用・制御体系への協調を図る情報融合形ユビキタスパワーネットワークの理論構築を行うために,下記3点について検討した。本研究では,可制御・エネルギー貯蔵機器として,空調用・給湯用ヒートポンプと電気自動車を取り扱う。
1)ヒートポンプについては,実機の制御性能や空調/給湯の機器利便性への影響を考慮した周波数制御/マイクログリッド制御手法を設計した。電気自動車については,蓄電池特性や走行のための充電要求への影響を考慮した周波数制御手法を設計した。また,ヒートポンプ給湯機と電気自動車の制御性能や機器利便性の特徴を考慮した統合的な周波数制御手法や,ヒートポンプ給湯機を太陽光発電による余剰電力に対応させる需給制御手法についても提案した。
2)ヒートポンプ給湯機と電気自動車それぞれについて,周波数制御に貢献できるような入出力電力制御を有する試験装置を設計・構築し,制御性能や効率,周波数制御/マイクログリッド制御時の機器利便性への影響などを評価する試験を継続している。
3)上記の機器の設計・構築と並行して,分散型電源と可制御・エネルギー貯蔵機器を想定したTCP/IPによる通信制御試験を実施し,制御性能への影響評価を行った。さらに,1)の研究に用いた実機特性や多数台導入時の特性,機器利便性などを模擬した周波数ディジタル制御シミュレータを,2)のヒートポンプ給湯機,電気自動車の試験装置と情報通信により連携できるような設計とすることで,総合的な試験を行う準備を整えた。

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

制御手法については,実機特性を踏まえたシミュレーション検討が進められている。各機器も,総合試験を想定したセットアップが進んでおり,最終年度での試験実施が可能な状況である。

今後の研究の推進方策

ヒートポンプ機器については,様々な外部条件の下における特性の把握に引き続き努める。また,周波数ディジタル制御シミュレータに,ヒートポンプ,電気自動車を双方向情報通信で連携させる総合試験を実施するとともに,試験装置によるデモンストレーションなども実施ながら研究成果公表に努める。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (20件)

  • [雑誌論文] 空調用ヒートポンプを用いた短周期電力変動補償に関する実機検討2012

    • 著者名/発表者名
      河内駿介,萩原裕人,馬場旬平,古川慧,下田英介,沼田茂生
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B

      巻: Vol.132,No.1 ページ: 77-85

    • DOI

      doi:10.1541/ieejpes.132.77

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Autonomous Distributed V2G (Vehicle-to-Grid) Satisfying Scheduled Charging2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, H. Taniguchi, T. Nakajima, K.M. Liyanage, J. Baba, and A. Yokoyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Smart Grid

      巻: Vol.3, Issue.1 ページ: 559-564

    • DOI

      doi:10.1109/TSG.2011.2167993

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大量の再生可能エネルギー電源が導入された電力系統における多数台のヒートポンプ給湯機と電気自動車を利用した負荷周波数制御2012

    • 著者名/発表者名
      益田泰輔
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 132巻1号 ページ: 23-33

    • DOI

      10.1541/ieejpes.132.23

    • 査読あり
  • [学会発表] 周波数調整容量を考慮したタブサーチによるヒートポンプ給湯機の群制御手法に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      井上孝弘
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      広島工業大学(広島県)
    • 年月日
      20120321-20120323
  • [学会発表] 空調用ヒートポンプを可制御負荷として用いたマイクログリッドの連系点潮流指令値追従制御の実証試験2012

    • 著者名/発表者名
      河内駿介
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      広島工業大学(広島県)
    • 年月日
      20120321-20120323
  • [学会発表] 可制御負荷として用いた空調用ヒートポンプ消費電力の指令値追従性および熱処理量変化の実験的検証2012

    • 著者名/発表者名
      萩原裕人
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      広島工業大学(広島県)
    • 年月日
      20120321-20120323
  • [学会発表] 多数台のヒートポンプ給湯機を利用した二階層制御システムにおける系統周波数制御手法の検討2012

    • 著者名/発表者名
      益田泰輔
    • 学会等名
      電気学会電力系統技術研究会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-01-27
  • [学会発表] 経済負荷配分制御のためのタブサーチを用いた多数台のヒートポンプ給湯機の群制御手法に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      井上孝弘
    • 学会等名
      電気学会電力系統技術研究会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-01-27
  • [学会発表] 系統周波数制御のための電気自動車群のスマート充電・V2G(Vehicle-to-Grid)の組み合わせ制御手法2012

    • 著者名/発表者名
      太田豊
    • 学会等名
      電気学会電力系統技術研究会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県)
    • 年月日
      2012-01-27
  • [学会発表] Modeling and Simulation of Heat Pump Air Conditioning Unit Intending Energy Capacity Reduction of Energy Storage System in MicroGrid2011

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Kawachi
    • 学会等名
      European Conference on Power Electronics and Applications
    • 発表場所
      Birmingham, United Kingdom
    • 年月日
      20110830-20110901
  • [学会発表] 大量の再生可能エネルギー電源が導入された電力系統における多数台のヒートポンプ給湯機と電気自動車を利用した負荷周波数制御2011

    • 著者名/発表者名
      益田泰輔
    • 学会等名
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • 発表場所
      福井大学(福井県)
    • 年月日
      20110830-20110901
  • [学会発表] 再生可能エネルギー電源が大量導入された電力系統における多数台の可制御ヒートポンプ給湯機の需給制御への適用に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      井上孝弘
    • 学会等名
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • 発表場所
      福井大学(福井県)
    • 年月日
      20110830-20110901
  • [学会発表] 空調用ヒートポンプを用いた短周期電力変動補償に関する実機検討2011

    • 著者名/発表者名
      河内駿介
    • 学会等名
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • 発表場所
      福井大学(福井県)
    • 年月日
      20110830-20110901
  • [学会発表] V2G(Vehicle-to-Grid)の電気自動車用充電器への実装についての基礎的検討2011

    • 著者名/発表者名
      太田豊
    • 学会等名
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • 発表場所
      福井大学(福井県)
    • 年月日
      20110830-20110901
  • [学会発表] A Supplementary Load Frequency Control Method by Use of Heat Pump Water Heaters on Customer Side without Real-Time Information2011

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Masuta
    • 学会等名
      Power System Computation Conference
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      20110822-20110826
  • [学会発表] Impact of Communication over TCP/IP Network on the Performance of a Coordinated Control Scheme to Reduce Power Fluctuation due to Distributed Renewable Energy Generation2011

    • 著者名/発表者名
      K.M.Liyanage
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Industrial and Information Systems
    • 発表場所
      Peradeniya, Sri Lanka
    • 年月日
      20110816-20110819
  • [学会発表] Demand and Supply Control by use of Heat Pump Water Heaters on Customer Side for Alleviating Surplus Energy Problem Caused by a Large Integration of Photovoltaic Generations2011

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Inoue
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Engineering
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      20110710-20110714
  • [学会発表] Feasibility Study on Short Period Power Fluctuation Compensation Using Heat Pump Air Conditioning System2011

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Kawachi
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Engineering
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      20110710-20110714
  • [学会発表] System Frequency Control by use of both Electric Vehicles and Heat Pump Water Heaters in Power System with a Large Penetration of Renewable Energy Sources2011

    • 著者名/発表者名
      T. Masuta
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Engineering
    • 発表場所
      Hong Kong, China
    • 年月日
      20110710-14
  • [学会発表] Modeling of a Number of Heat Pump Water Heaters as Control Equipment for Lord Frequency Control in Power Systems2011

    • 著者名/発表者名
      T. Masuta
    • 学会等名
      IEEE PowerTech Conference
    • 発表場所
      Trondheim, Norway
    • 年月日
      20110619-23
  • [学会発表] Fundamental Study on Controllability of Heat Pump Power Consumption for Fluctuated Power Compensation2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Hagiwara
    • 学会等名
      International Conference on Clean Electrical Power
    • 発表場所
      Ischia, Italy
    • 年月日
      20110614-20110616
  • [学会発表] 多数台のヒートポンプ給湯機と電気自動車を利用した負荷周波数制御手法の定量的評価2011

    • 著者名/発表者名
      益田泰輔
    • 学会等名
      電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 発表場所
      常翔学園(大阪府)
    • 年月日
      2011-09-30
  • [学会発表] 大量の再生可能エネルギー電源が導入された電力系統の経済運用のための多数台のヒートポンプ給湯機の群制御手法の基礎的検討2011

    • 著者名/発表者名
      井上孝弘
    • 学会等名
      電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 発表場所
      常翔学園(大阪府)
    • 年月日
      2011-09-30

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公開日: 2013-06-26  

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