次世代複合物理モデリングを活用した分散型マルチエネルギーの最適設計

使用下一代多物理建模的分布式多能源系统的优化设计

• 批准号: 20KK0102
• 负责人: 白石 靖幸
• 金额: $ 11.98万
• 依托单位: The University of Kitakyushu
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-10-27 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0102/
• 关键词: Modelica; エネルギーシミュレーション; エネルギーリソース; 建築設備; 最適制御; 再生可能エネルギー

本研究は、主に１）人工知能技術を駆使した最先端の最適制御の開発、２） 次世代の建物-街区エネルギーシミュレーション（次世代複合物理モデリング）の導入、３）分散型マルチエネルギーの最適設計を実現する連成解析ツールの構築とその検証　に大きく分類される。2022年度の主な成果は以下の通りである。１）家庭用エネルギーリソース（ER）の最適制御手法として、昨年度開発を行った混合整数線形計画法（MILP）による制御手法を全電化型の複数ER（１世帯分）を対象に拡張した。更に街区（複数世帯）を対象に、各世帯の要求（省エネ、コスト削減等）を満足しつつ、街区としての要求（系統貢献、デマンドレスポンス等）を満たす、階層型の最適制御手法を提案し、北九州市内の10世帯の電力需要データを用いたシミュレーションを実施し、その有効性を確認した。尚、新たなERとして、EVモデルを作成すると共に、マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた走行需要データの推定手法に関する検討も行った。２）これまで、Modelica IBPSA Library のIDEAS Library (KU Leuvenの研究者らが開発)を用いて、躯体蓄熱放射空調が導入されたオフィスの1フロアモデルの作成を行ってきたが、今年度はBuildings Library（Lawrence Berkeley National Laboratoryの研究者らが開発）を用いて空調熱源（空冷チラー）のモデル構築を行った。３）２）にて開発した空調熱源のモデルをオフィスの1フロアモデルに組み込み、多入出力系のスパースMPC（モデル予測制御とスパースモデリングの併用手法）にて制御を行うことで、TABSの積算送水流量、熱源のエネルギー消費量共に大幅に削減されることを次世代物理複合モデリングと最適制御との連成解析により確認した。

This study に, mainly に1) artificial intelligence technology を駆 enables the most advanced た to optimally control the development of the moon. 2) Next generation の building - block エ ネ ル ギ ー シ ミ ュ レ ー シ ョ ン (nextgen compound physical モ デ リ ン グ) の import, 3) dispersible マ ル チ エ ネ ル ギ ー の optimum design を be presently す る together as parsing ツ ー ル の build と そ の 検 に huge き く classification さ れ る. The main achievements of な in 2022 are as follows: である である. 1) families with エ ネ ル ギ ー リ ソ ー ス (ER) method of the optimal system equestrian の と し て, yesterday's annual 発 を line っ た mixed integer linear planning (MILP) に よ る system method of equestrian を type full electrochemical の plural ER (1 the 帯) を like に seaborne company, zhang し た. More に blocks (plural world 帯) を に, each the seaborne 帯 の requirements (province エ ネ, コ ス ト cuts, etc.) を against foot し つ つ, block と し て の requirements (system contribution, デ マ ン ド レ ス ポ ン ス etc) を against た す the optimal system type, class の equestrian method proposed を し, Kitakyushu city の world 10 帯 の power need デ ー タ を with い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be し, Youdaoplaceholder0 そ validity を confirmation た た. Still, the new た な ER と し て, EV モ デ ル を made す る と に, マ ル コ フ chain モ ン テ カ ル を ロ method using い た course need デ ー タ の constructive technique に masato す る 検 line for も っ た. 2) こ れ ま で, Modelica IBPSA Library の IDEAS Library (KU Leuven の researchers ら が 発) を with い て, body heat radiation air conditioning が import さ れ た オ フ ィ ス の 1 フ ロ ア モ デ ル の made line を っ て き た が, our は "Buildings The Library (developed by らが researchers at the Lawrence Berkeley National Laboratory) を constructed を rows った using a <s:1> て air conditioning heat source (air-cooled チラ った) and <s:1> モデ モデ. 3) 2) に て open 発 し た air conditioning heat source の モ デ ル を オ フ ィ ス の 1 フ ロ ア モ デ ル に group み 込 み, more output is の ス パ ー ス MPC (モ デ ル to our royal と ス パ ー ス モ デ リ ン グ の and technique) に て suppression を line う こ と で, TABS の integrating water flow, heat source の エ ネ ル ギ ー consumption total に に sharply cut さ れ る こ と Youdaoplaceholder0 next-generation physical composition モデリ グと グと optimal control と と linked analysis によ confirmation た た.

项目成果

OPTIMIZATION OF ANNUAL OPERATION PLAN OF PV, BT AND FC COOPERATION SYSTEM FOR HOUSES

房屋光伏、BT、FC协同系统年度运营计划优化

• DOI: 10.3130/aije.88.195
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Environmental Engineering (Transactions of AIJ)
• 作者: OKUDA Momoka;SHIRAISHI Yasuyuki
• 通讯作者: SHIRAISHI Yasuyuki

全電化住宅におけるエネルギーリソースの最適制御，(第2報)多様なライフスタイルを想定した電気自動車の運用手法の検討

全电动住宅中能源资源的优化控制（第二次报告）假设各种生活方式的电动汽车操作方法的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuko Morishige;Yasuyuki Shiraishi;大澤結，奥田桃加，白石靖幸
• 通讯作者: 大澤結，奥田桃加，白石靖幸

3電池連携システムにおける最適制御手法の提案，（第1報）ルールベース制御による導入効果の検証

三电池协同系统最优控制方法的提出，（第一次报告）引入基于规则的控制效果验证

• 发表时间: 2021
• 作者: Yasuyuki Shiraishi;Masaaki Nagahara;Dirk Saelens;奥田桃加，中尾沙織，白石靖幸，重松佑亮;泉孝太郎，出口史晃，白石靖幸;中尾沙織，奥田桃加，白石靖幸，重松佑亮
• 通讯作者: 中尾沙織，奥田桃加，白石靖幸，重松佑亮

オフィスにおけるTABSの運用方法に関する研究 （第6報）複合物理モデリングによる大規模TABSの構築と同モデルを用いた最適制御手法の検証

研究如何在办公室运行TABS（第六次报告）利用多物理建模构建大型TABS并利用模型验证最优控制方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 井ノ口綾音;白石靖幸
• 通讯作者: 白石靖幸

Optimal Control of Circuit type Double Skin Facade using Air Conditioning Exhaust in a Cascade Manner

空调排风串级循环式双层立面优化控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuko Morishige;Yasuyuki Shiraishi
• 通讯作者: Yasuyuki Shiraishi