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2014 年度 実績報告書

デマンドレスポンスを導入した電力システムの評価と分析

研究課題

研究課題/領域番号 26282086
研究機関広島大学

研究代表者

西崎 一郎  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80231504)

研究分担者 林田 智弘  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20432685)
関崎 真也  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (70724897)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードデマンドレスポンス / 2レベル数理計画問題 / エージェントベース・シミュレーション / 電力市場
研究実績の概要

単一の電力小売業者と一般家庭,商業,製造業の3種の最終消費者集団の間の電力取引モデルを2レベル確率計画問題として定式化し,この問題に対する近似的解法を開発した.数値計算のためIEEEの配電ネットワークなどを取り上げ,電力系統制約なども考慮した問題を用いて,開発したアルゴリズムの利用可能性や有効性を確認した.さらに,数値計算の結果を分析し,その成果として,論文「電力小売自由化における小売業者と需要家が配電系統電圧に及ぼす影響」および論文「配電ネットワークにおけるデマンドレスポンスを導入した電力市場モデルの分析」としてまとめ,それぞれ電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)および電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に掲載が可能となった.
上述のモデルでは,経済主体は合理的な行動をとると仮定しているが,現実の経済主体は必ずしも厳密に最適な行動を選択しているとは限らず,むしろ試行錯誤的に対応し,その過程で学習して適切な行動を選択するとも考えられる.この観点から,エージェントベース・シミュレーションでのモデル化を考え,その開発を進めている状況である.

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

研究成果が得られ,その結果,論文「電力小売自由化における小売業者と需要家が配電系統電圧に及ぼす影響」および論文「配電ネットワークにおけるデマンドレスポンスを導入した電力市場モデルの分析」としてまとめ,それぞれ電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)および電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に掲載が可能となったためである.また,国際学術雑誌にも関連論文を投稿している.

今後の研究の推進方策

2年目の計画通りに研究を進めていく予定である.
固定料金モデルに対して,エージェントベース・シミュレーションを実施する.電力小売業者エージェントは,環境情報をもとに翌日分の1時間単位の卸売電力購入量(電力供給量)を決定し,当日最終消費者エージェントは事前に示されている料金表を参照して,電力使用量を決定する.需要と供給の差分は,電力小売業者エージェントが市場で電力を売買することで当日の調整的な取引を行うモデルを考える.学習モデルとしては,学習クラシファイアシステム,強化学習モデル,ニューラルネットワークと遺伝的アルゴリズムを取り上げ,電力システムへの適用に相応しいモデルを選定する.
変動料金モデルに対しては,固定料金モデルのシミュレーションシステムを基礎に,電力小売業者エージェントは電力供給量のみならず,時間当たりの電力料金表を決定するように修正したシステムでシミュレーションを実施する.
複数供給者モデルの数理モデルにおいて複数の電力小売業者を考慮することは,電力小売業者の数だけ数理計画問題を取扱うことになり,他の電力小売業者の決定変数はパラメータとなるように全体の問題を定式化する.
消費者集約モデルでは,複数の消費者の電力使用量をとりまとめる集約業者を導入する.この場合,集約業者と最終消費者の関係を非協力的にモデル化すれば,3レベル計画問題となるが,集約業者を消費者の代表として定式化する.

次年度使用額が生じた理由

適正に使用していったが,端数が出て,12000円程度未使用となった.

次年度使用額の使用計画

未使用額が12000円程度なので,次年度に書籍や文房具などを購入したい.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 配電ネットワークにおけるデマンドレスポンスを導入した電力市場モデルの分析2015

    • 著者名/発表者名
      関崎真也, 西崎一郎, 林田智弘
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 135 ページ: 292-303

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.135.292

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiattribute decision analysis using strict preference relations2015

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Nishizaki, Tomohiro Hayashida and Masakazu Ohmi
    • 雑誌名

      Annals of Operations Research

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s10479-014-1680-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ネットワーク上の相互作用と均衡選択に関するエージェントベース・シミュレーション分析2014

    • 著者名/発表者名
      西崎一郎,林田智弘,藤田博
    • 雑誌名

      知能と情報(日本知能情報ファジィ学会誌)

      巻: 26 ページ: 538-548

    • DOI

      10.3156/jsoft.26.538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ニューラルネットワークを用いた集団多属性効用分析2014

    • 著者名/発表者名
      西崎一郎,林田智弘,小笠原祐輝
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 27 ページ: 434-442

    • DOI

      10.5687/iscie.27.434

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電力小売自由化における小売業者と需要家が配電系統電圧に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      関崎真也,西崎一郎,林田智弘
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B

      巻: 134 ページ: 917-929

    • DOI

      10.1541/ieejpes.134.917

    • 査読あり
  • [学会発表] 電力自由化における配電系統構成多目的最適化2015

    • 著者名/発表者名
      関崎真也,西崎一郎 ,林田智弘
    • 学会等名
      平成27年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-26
  • [学会発表] デマンドレスポンスを活用した電力自由化における PV導入時の配電系統電圧管理に関する基礎検討2014

    • 著者名/発表者名
      関崎真也,西崎一郎 ,林田智弘
    • 学会等名
      平成 26 年電気学会電力・エネルギー部門
    • 発表場所
      京都府田辺市
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
  • [学会発表] 消費者のデマンドレスポンスを考慮した小売業者の先 渡取引を含む電力調達問題2014

    • 著者名/発表者名
      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 2014 年秋季研究発表会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2014-08-28 – 2014-08-29
  • [学会発表] Impact of demand response on voltage in distribution network with photovoltaic generations2014

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sekizaki and Ichiro Nishizaki
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy 2014
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-08-01
  • [学会発表] 電力自由化に向けたデマンドレスポを活した配電系統管理手法2014

    • 著者名/発表者名
      関崎真也,西崎一郎 ,林田智弘
    • 学会等名
      第 58 回システム制御情報学会 研究発表講演会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [図書] 数理計画法入門2014

    • 著者名/発表者名
      坂和 正敏, 西崎一郎
    • 総ページ数
      170
    • 出版者
      森北出版

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公開日: 2016-06-01  

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