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2016 年度 実績報告書

自律分散型発電・消費ネットワークの最適化モデルとルーティング則の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26350431
研究機関富山県立大学

研究代表者

榊原 一紀  富山県立大学, 工学部, 准教授 (30388110)

研究分担者 松本 卓也  神戸大学, 評価室, 助教 (00625642)
渡邉 真也  室蘭工業大学, 工学研究科, 准教授 (30388136)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード自律分散型電力ネットワーク / 数理計画 / 機械学習 / ニューラルネットワーク
研究実績の概要

太陽光発電を基本とする発電家(でありかつ需要家)が自律分散的な電力取引を行うネットワークを構成した際に,全系で安定して効率的な電力需給が行える諸条件(各種電力機器の構成やスペック)を明らかにした.その上で,高効率な地域電力融通と蓄電計画を分単位でリアルタイムに作成した.このとき,電力発電,消費パターンを学習・予測し,また自らが属す地域の電力不足状況を予測し,適切な電力融通を決定することで高効率な電力利用を実現するための機械学習手法を開発した.システムは(1)事前学習データ生成部と(2)リアルタイム運用部から構成される.
この際,クラスタ内部,またはクラスタ間での電力移動の向き,供給電圧,電流を制御し,安全な配電と蓄電を実現するための電力ルータ装置の設計・開発を行った.また,各ミニマル・クラスターの電力発電,消費パターンを学習,予測し,また自らが属する電力ネットワークの電力不足状況を予測し,適切な電力価格を同定することで効率的に電力融通を実現する為の機械学習手法を構築した.
構築したクラスタ間の電力需給方法を設計・評価した.各クラスタの基本特性に基づき複数の需給先から選択するアルゴリズムの設計・評価を行った.電力料金一定のもとで,ネットワーク全体で生じる不足量最小化を実現した.
上記を達成するにあたっては,(1)で得られたオフラインの(準)最適運用計画をもとに,リアルタイム性を有する電力マネジメント則をニューラルネットワークを用いて実現した.ニューラルネットワークでは,実運用結果と運用則学習したデータを比較し,比較的短い負荷変動に追従する運用手法を学習されている.将来的には、計算時間の関係から現在計算に含まれていない消費行動のモデルを導入するなどで,計算時間が長時間化しても最適化運用を続けることができる精度までこの機械学習を高度化する.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 電力融通ネットワークに対する線形計画モデルを用いた効率の解析と感度分析2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木将義, 榊原一紀, 西川郁子
    • 雑誌名

      電気学会 電子・情報・システム部門誌

      巻: 136 ページ: 1445-1453

    • DOI

      http://doi.org/10.1541/ieejeiss.136.1445

    • 査読あり
  • [学会発表] 確率計画法を用いたHEMSにおける買電・蓄電スケジューリング2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤優馬, 瀬尾昌孝, 榊原一紀, 西川郁子
    • 学会等名
      平成28年電気関係学会関西連合大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2016-11-22 – 2016-11-23
  • [学会発表] 最適化モデルに基づく地方自治体における低炭素型エネルギーシステムの設計・評価2016

    • 著者名/発表者名
      浦和哉, 立花潤三, 榊原一紀
    • 学会等名
      平成28年 電気学会 電子・情報・システム部門大会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2016-08-31 – 2016-09-03

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公開日: 2018-01-16  

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