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ゲーム理論的学習に基づく分散協調型エネルギー管理システム構築に関する研究

基于博弈学习的分布式协同能源管理系统构建研究

基本信息

批准号：
14J06813
负责人：
和佐泰明
金额：
$ 1.96万
依托单位：
Waseda University (2016)Tokyo Institute of Technology (2014-2015)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では多種多様な目的・意思や資財を持つエージェント間で経済的・物理的に公平なエネルギー授受を実現する分散協調型エネルギー管理システム構築を目的とする．この目的を実現するために，本年度は大きく分けて次の２つの研究を実施した．1. マルチタイムスケールにおけるゲーム理論的学習手法提案と数値検証．電力システムへ応用する際には，各タイムスケールで各エージェントに運用状態決定の権利を与える構造を実現する必要がある．本年度では，まず機器のダイナミクスを考慮した多地域電力網システムの実時間制御を対象に，負荷周波数制御器設計において物理的運用コストに関する評価関数をエージェント毎に最適化する問題を定式化した．この問題は有限時間微分ゲームの解として解析的に導出できることを示し，数値シミュレーションを通して提案手法の有効性と階層構造の影響を検証した．つぎに，物理モデルや意思決定モデルを共有できない電力スポット・先物併合市場において，各電力供給家戦略の学習を解析した．特に，従来研究では扱われていない均衡解に至るまでの学習過程に注目し，数値シミュレーションを通した現象解析を行った．2. 契約理論に基づく新たな基盤理論創出．実運用上の観点から従来のモデルベース電力市場設計理論をより一般化した枠組みが必要である．本年度では，経済分野で研究されている契約理論をシステム制御分野の知見を基に再解釈し，各エージェントが入力をもつ物理ダイナミクス制約を考慮した新たなエネルギー管理システムを提案した．契約構造の分析だけでなく，最適な契約を導出する統合に関する理論的手法まで提案した点は学術的新規性を持つ．さらに，従来検討されてきたリスク中立型評価関数の場合だけでなく，新たにリスク回避型の場合での定式化にも成功し，意思決定者の行動原理を表す数理モデルの範囲が拡充された点は実用面で意義高い．

This study aims at a variety of purposes, meaning, resource management, time management, physical fairness, delivery, decentralized and coordinated management, and system construction. This year's research has been carried out for the second time. A proposal for a learning technique and a numerical demonstration. When power is used, it is necessary to determine the profit and structure of each type of power. This year, the problem of machine design and optimization for multi-area power network system was formulated in response to the problem of time control and physical application of load cycle controller design. This problem is proved by finite time differential analysis, numerical analysis and hierarchical structure. In the context of physics, rational decision-making and sharing, power generation and precursor market integration, learning strategies for power suppliers are analyzed. In particular, the study of the equilibrium solution to the learning process of attention, numerical value of the solution to the phenomenon of analysis. 2. Contract theory is based on the creation of a new theory. Power market design theory is generalized and necessary. This year, we will study the contract theory, system theory, knowledge base of the control field, re-understand the concept, and consider the new concept of the management system. Contract structure analysis, optimal contract derivation, theoretical approach, proposal and academic innovation. In addition, in the future, we will discuss the situation of neutral evaluation, and the new situation of avoidance, and formulate it successfully. The action principle of rational decision-maker is expressed in the mathematical model.