オールタイムZECへの街区ロードマップを導くエネルギーネットワークモデルの構築

构建能源网络模型，指导城市路线图实现全时ZEC

• 批准号: 22K14379
• 负责人: 上野 貴広
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14379/
• 关键词: 離島; 青ヶ島; 電力需要; 太陽光発電; 電力ネットワーク; 脱炭素; 分散型電源; ゼロエネルギー街区; マルチエージェントシステム; エネルギーネットワーク; 住宅; 需要推定

本研究開発課題は、住宅街区のオールタイムゼロ・エネルギー・コミュニティ(ZEC)化計画を導出できるエネルギーネットワークモデルの構築を目標とする。物理モデルを用いて街区における住宅数百戸の電力とガスの消費や各設備の運転を5分間隔で再現し、実制限を組み込んだ配電網で街区内を繋いだネットワークモデルを構築する。構築したモデルを用いて、特徴の異なる複数の実住宅街区を対象に、2030年のオールタイムZECへの街区ロードマップを導出する。住宅の省エネ性能向上や空地への大規模供給設備の導入といった施策により余剰発電を確保し、街区規模のマネジメント技術を用いて配電網の制限下でエネルギーを最大限有効活用することで、街区として住宅個々のZEH化施策を超える省エネ効果を生み出しながら、オールタイムZECを実現する最適な施策セットを省エネ性と経済性の観点から導き出し、街区ロードマップとして示す。研究初年度の実績としては、ネットワークモデル構築を進めた。将来的には複数の実住宅街区を研究対象街区に選定するが、まず離島かつ国内最小人口自治体の東京都青ヶ島村のモデルを構築した。まず対象離島の住宅の建て方や住民の生活について把握するために、現地調査を行った。住宅の建て方や構造、各家庭における自動車や空調設備の保有台数、使用ガスの種類、街区内の配電網を目視で確認した。調査データとGISデータを基に各家庭のエネルギー需要を推定し、推定結果を住宅の位置や配電網を考慮して構築したネットワークモデルに組み込んだ。さらに配電線電圧が法定値の範囲内に収まるようにしながら、PV の導入やEVや家庭用蓄電池といった蓄電設備の導入の効果を評価し、電圧上昇によるPVの出力抑制の発生を防ぎながら、離島地域の住宅街区をゼロエネルギー化していく方法を検討した。現在、上記の作業結果を取りまとめ、学術雑誌への論文投稿を進めている。

This study develops a project to develop a residential district development plan (ZEC) for the construction of residential districts. The electricity consumption of hundreds of residential buildings in the physical district and the operation of various equipment are reproduced at 5-minute intervals, and the construction of the power distribution network in the district is limited. A number of residential blocks with different characteristics were constructed, and the 2030 residential blocks were exported. The economic performance of residential buildings and the introduction of large-scale supply equipment in the open space, the policy of ensuring surplus electricity transmission, the use of production technology in the distribution network, the maximum use of production equipment in the distribution network, the policy of ZEH in the residential buildings, the policy of saving production results, the policy of saving production results, the policy of reducing production costs, and the policy of reducing production costs. The best policy for the implementation of ZEC is to save resources and improve the quality of life. The performance of the initial year of the study was improved. A number of residential blocks will be studied in the future. The target blocks will be selected and constructed in Aoshima Village, the smallest city in the country. The construction of residential buildings on outlying islands and the lives of residents are under control. The structure of the residential buildings, the number of automobiles and air conditioning equipment in each household, the type of equipment used, and the distribution network in the block shall be visually confirmed. Based on the survey, GIS data is used to estimate the needs of each household, and the estimated results are used to consider the location of each household and the distribution network. In this paper, the effect of PV introduction and EV battery introduction in the range of legal voltage of distribution line is evaluated, and the method of PV output suppression in the case of voltage rise is discussed. Now, write down the results of the homework, academic journals and papers submitted to the progress.