エネルギーシステム構成・運用最適化のための数理モデルとアルゴリズム

Abstract

本稿では，工場やプラントなどエネルギーを大量に消費する施設に対し，エネルギーコスト低減の観点から，蓄電池や太陽光発電システム，自家発電機などを組み合わせた最適なエネルギーシステムの構成とその運用方法を求める最適化手法を提案する．エネルギーシステムの構成・運用の検討においては，導入候補となる個々のエネルギー設備の性能やコストのみならず，各設備の長所を最大限に活かしつつ短所を互いに補う設備の組合せを考慮する必要があるため，その最適化は容易ではない．さらに近年では再生可能エネルギーの利用が活発であり選択肢が多様化しつつあることから，最適なエネルギーシステムの構成や運用の決定は今後ますます複雑なものとなっていくと予想される．この課題に対して本稿では，さまざまな案件に利用できる最適化システムとしての実装・提供を意識した，エネルギーシステム構成・運用最適化のための汎用性の高い数理モデルと最適化アルゴリズムを提案する．

This paper proposes an optimization method to find an optimal configuration and operation of energy system for facilities including factories and plants that consume energy in large quantities from the viewpoint of energy cost reduction with combining batteries, photovoltaic generation systems, and private power generators. It is not easy to optimize configuration and operation of energy systems since it is necessary to consider synergistic and complementary effects between pieces of energy equipment as well as the performance and the cost of the individual equipment. In addition to this, recent lively utilization of renewable energies increases options of configuration and it causes the problem to be more complicated. For this issue, we propose a general-purpose mathematical model and algorithm for optimization of energy system configuration and operation that considers implementation and provision as an optimization system that can be used for various projects.