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① スマートグリッドによる新しい電力系統運用技術
 太陽光発電・風力発電の出力特性評価・予測技術の構築
太陽光発電や風力発電が大量に導入された電力システムを安定に運用するため
には、これらの出力を高精度・高信頼に予測する技術の開発が不可欠です。
本研究室では、天気予報のもとになっている数値気象予報データの統計解析や
衛星画像や天空画像の画像データ処理などにより、数日先から数分先の日射量の
予測技術を開発しています。今後は、風力発電の出力予測にも着手する予定です。
3
① スマートグリッドによる新しい電力系統運用技術
 太陽光・風力発電の大量導入や電力需要の多様化に対応した
電力システムの計画・制御手法の開発
 安定した電力供給が実現可能な電力市場形態の提案
出力変動が大きな太陽光発電などの導入拡大や規制緩和に伴う電力需要の多
様化などに対応するため、柔軟かつロバストな電力システムの構築が重要です。
本研究室では、数理計画手法やシミュレーションを通じて、電力系統・機器の新し
い制御手法や電力需給計画の手法、長期的に安定した電力供給が可能な電力市
場の提案などを行っています。
<配電電圧を維持するための需要家機器の有効利用方法の開発＞
#10
PV
PV
PV
PV
PV
#11
PV
PV
#2
6.6kV
PV
#8
PV
2km
#5
#27
#15
#16
#18
#19
#28
#20
#21
#3
#25
PV
#31
PV
#32
PV
PV
#33
PV
#44
#35
PV
#36
PV
#37
PV
#38
#29
PV
PV
PV
#45
PV
PV
#4
PV
#42
PV
#39
PV #40 (254 bus)
#26
#6
PV
#34
PV
PV
#22
#24 (331 bus)
#12
#30
PV
#17
PV #23 (254 bus)
#9
2100kW
#14
PV
#41 (331 bus)
#7
#46
太陽光あり，HPを毎日夜間運転
太陽光あり，HPを毎日昼間運転
1.08
#48
#49
太陽光あり，HPを昼間／夜間運転
upper （日平均晴天指数の予測を考慮）
limit
1.06
#50
#51
#52
#53
#54
#55
#56
1.04
1.02
1.00
0.98
PV #57 (254 bus)
#43
太陽光なし，HPを毎日夜間運転
1.10
#47
lower
limit
0.96
#58 (331 bus)
0.94
6
12
6
12
6
12
6
12
6
12
6
12
time [hour]
6
12
6
12
6
12
6
12
<周波数変動を抑制するための発電機制御手法の開発＞
発電機群合計出力
残余電力負荷実測値
EDC
残余電力負荷予測値
－
EDC信号
伝達関数
LFC信号
揚水機
LFC
3分先残余電力負荷予測値
残余電力負荷
火力機＋
＋＋
周波数偏差
周波数偏差
<電力需給バランスを維持するための最適発電計画手法の開発＞
電力需要
electricty [GW]
残余負荷予測
10
電力需
要
20
15
5
PVS予
0
測
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
15
10
残余負荷実
測
5
Feb/1
Mar/18
Mar/25
Aug/23
May/20
Apr/3
May/4
May/18
Mar/12
1.0
周波数偏差に基づき
各発電機に負荷を配分
supply shortage [GW]
電力需要・再エネ出力の予測に基づき
翌日の発電機起動停止を計画
20
1.5
当日
前日
electricty [GW]
#1
#13
voltage [p.u.]
PV
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
PVS実
測
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
forecast error of insolation [kWh/m2]
0.6
<長期の電力安定供給を実現するための電力市場の提案＞
地域a
地域b
地域c
電力
会社
a
電力
会社
b
電力
会社
c
需要家
a
需要家
b
需要家
c
従来の電気事業
発電
事業者A
規
制
緩
和
発電
事業者B
発電
事業者C
強化学習を用いた電源開発シミュレーション結果
260
電力市場
255
需要家
#1
総電源
容量
[MW]
配電
事業者F
配電
事業者D
需要家
#2
需要家
#3
これからの電気事業
4
価格上限値=
1000[円/kWh]
245
260
255
総電源
容量
[MW]
250
245
価格上限値=
2000[円/kWh]
245
250
245
240
240
0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1
0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1 0 0.5 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[年目]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[年目]

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