Research

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本グループでは，システム理論，オペレーションズリサーチ，データサイエンス，コンピュータサイエンス，応用数学等の先端的成果に基づいて，電力・エネルギーシステムの解析，制御，最適化，モデリングなどの方法論とツールを開発し，実問題の解決と次世代エネルギーシステム（System of Systems）の構築に貢献していきます。

電力・エネルギーシステムの解析・制御に関する研究

近年，地球温暖化などの環境問題への関心の高まりから，太陽光発電や風力発電をはじめとする再生可能エネルギーを活用した分散型電源の導入が期待 されています。これらの発電方法を発電量が天候に左右され不確定です。このような再生可能エネルギーを活用した電力システムを構築していくために，供給側および需要側の両方から電力システムの制御を行うことで，安定で効率的な運用が可能となると期待されています。特に，日本では再生可能エネルギー導入促進、エコカーのインフラ整備のために様々な検討が行われています。本グループでは，次世代電力・エネルギーシステムの構築に向けた解析や制御の研究に取り組んでいます。

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    大阪府立大学・植物工場研究センターの太陽光発電設備（30kW）

    再生可能エネルギー・需要負荷・蓄電池をまとめて自律分散的に制御を行う“Cell Grid”

  • 定置型蓄電池を活用した風力発電所の運用計画と制御手法
  • 配電系統の電圧制御手法（科研費）
  • 電力市場取引の制度設計，経済性評価，ブロックチェーン応用（電力会社との共同研究）
  • 医療施設に対するエネルギーマネジメントのシステム技術（民間企業との共同研究）

スマートコミュニティ実現のためのデータ駆動型技術（予測・状態推定・モデリング等）に関する研究

近年，通信，センシング，シミュレーション技術の飛躍的向上により，電力・エネルギーシステムの状態が大量の時系列データ（ビッグデータ）として（ほぼ）リアルタイムに入手可能になってきています。このようなビッグデータを扱う方法論とツールの開発は，次世代エネルギーシステムの構築に重要です。本グループでは，理論から応用までデータ駆動型技術（Data-Driven Technologies）の研究に取り組んでいます。

  • 非線形時系列手法を用いた需要予測
  • クープマン作用素理論とデータ駆動型制御への応用（NREL との共同研究；JSTプロジェクト）
  • クープマン作用素理論と機械学習/信号処理との融合とリアルタイムモニタリングへの応用（JSTプロジェクト）
  • 生体リズムにおける同期現象の誘発を利用した看護・医療行為支援デバイスの開発（学内共同研究）

メタヒューリスティックス等による最適化とその応用

エネルギー需要の増大，自由化，再生可能エネルギーの導入増加などにより，電力システムは年々巨大化および複雑化しています。このような大規模システムに対して，従来の計画・運用の方法論とツールでは最適解を求めることは非常に困難です。本グループでは，このような問題に対してメタヒューリスティクス手法等を活用した最適運用手法の開発やパワーエレクトロニクスを応用した電力制御機器（FACTS機器）を活用したシステム運用手法を開発しています。