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RIPES

動力エネルギーシステム研究所

Research Institute for Power and Energy Systems

エネルギーとデータ流通の統合によるスマートなエネルギーシステムで,カーボンニュートラルな社会の構築を目指す

内容: ICT技術で繋がる「ロボット化する機械」の時代に,エネルギーシステムはどのように変容するのでしょうか?本研究所では気候変動を抑止すべく,大量に分散導入される再生可能エネルギー資源を双方向に利用するためのマネジメントシステムの設計論を構築します.同時に,社会の状況を素早く正確に把握するための新しい各種センシングシステムを構築し,スマート社会でのエネルギーとデータ流通を統合するための研究を展開します.

プロジェクトメンバー

所長:天野 嘉春 (理工学術院教授)

研究所員
天野 嘉春 (理工学術院教授)
田辺 新一(理工学術院教授)
村田 昇 (理工学術院教授)
若尾 真治(理工学術院教授)
林  泰弘(理工学術院教授)
齋藤 潔 (理工学術院教授)
鈴木 太郎(スマート社会技術融合研究機構 招聘研究員・千葉工業大学 主任研究員)
吉田 彬 (スマート社会技術融合研究機構 次席研究員)

研究目的:制御技術を基本としたエネルギー・産業プロセスの最適システム構築・評価手法に関する理論構築およびアプリケーションの開発.

研究対象:エネルギーシステムの解析・設計.最適化モデリング手法.プロセスデバイス・プラント,そして自律移動3次元計測アプリケーション

①マネジメントシステムの設計論

カーボンニュートラルなエネルギー利用を実現するためには,不確定な再生可能エネルギー入力とエンドユーザとの間に貯蔵装置を介し,適切に運用するためのマネージメントシステムの実装が必要です.エネルギーマネジメントシステム(EMS)の統一的な情報モデルの基本要件を明確化し,ドメインに応じた適切なアーキテクチャ構築の指針を明らかにします.例えば,数千軒以上の家庭用エネルギー資源をアグリゲーションする問題では,大規模数理最適化問題を解く必要があります.量子計算を模擬するハードウエア上に実装する情報モデルを構築し,その性能検証を進めています.また,工場内でのデジタル・トランスフォーメーションを進めるため,具体的なシステムのモデル化にお困りではありませんか?プロセスや装置毎のシミュレーションモデルから,最適化問題用のモデルを自動導出し,工場全体を最適化する数理計画問題への帰着手法を開発しています.

②プラントの状態予測・異常予兆検出

地熱発電は発電コストが低く、安定的な発電が可能な再生可能エネルギーのベースロードを担うカーボンニュートラルな電源として期待されています.しかし,地下深くの地熱貯留層の状態は常時計測が困難なため,坑井から噴出するネッツ位・蒸気の振る舞いを予測することが難しいという本質的な問題があります.再生可能エネルギー資源として特に,地熱発電の導入拡大に向けた研究をNEDO事業「地熱発電導入拡大研究開発」の「地熱発電高度利用化技術開発」として,AIやIoTを利用した地熱発電の利用率向上を図るための様々な予測・異常予知検知および計測技術を開発しています.

③3次元計測技術

ダイナミックマップは,自動運転のインフラとして必要不可欠な3次元地理情報インフラです.これを生成する国内最初のモービルマッピングシステムは早稲田大学と企業との共同開発成果として生まれました.本研究所では,ダイナミックマップの自動的なアップデートシステムの構築に着手しています.開発中の簡単に車載可能なデバイスで,衛星測位情報と正確な時刻情報を同期し,センサが捉えた画像特徴量を複合することで,センサの自己位置・姿勢を迅速に同定しながら,画像中の地図標識などの対象地物を物体検出するシステムを構築しています.

これまでの研究成果は,reseacrhmapを参照してください:https://researchmap.jp/read0097594


NEWS:

  • Prof. Amano was a co-chair the 34rd international conference ECOS 2021.
  • Prof. Amano was a co-chair the 33rd international conference ECOS 2020.
  • Prof. Amano made a presentation with a title of “Cooperative Energy Management Systems for Smart Cities” on 3 Oct., 2018 at conference room in EPFL Valais Wallis.
  • Prof. Amano made a Keynote Lecture @ ECOS 2018 – 31st International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy systems, 17-22, June, 2018 @ Guimarães, Portugal.   Other 3 papers are presented from our lab. namely, by Assist.Prof. Akira Yoshida, Mr. Kosuke Seki(M2) and Mr. Yasuaki Bando(M2).
  • Prof. AMANO visited to JEJU Island , Korea on August 23 to 24, 2017. At JEJU National University, he gave a presentation of past and current research topics including advanced cogeneration system and energy management with smart grid on 23rd August. On 24th August, he visited JEJU Global Research Center in KIER, and New and Renewable Energy Exhibition Hall and JEJU National University to discuss with key search topics with energy related researchers.
  • Prof. CHUN, Wongee visited to our lab on 24th July, 2017.
  • 理工研第二種行事補助を得て,RIPES主催,2017年度第1回RIPESシンポジウム「エネルギーマネジメントシステムの最適設計シンポジウム」 を開催しました.
    • 日時:2017/9/20(水)13:00〜18:05
    • 会 場: 早稲田大学 西早稲田キャンパス
  • ECOS 2017 : 30th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems at San Diego State Universityにて,CRESTテーマ研究成果他合計5件発表.
  • CREST「第4回JST-NSF-DFG-RCN国際合同ワークショップ」2017年6月12日~14日 秋葉原,に天野が早大林チームとして参加
  • ACROSSでの共同研究成果が受賞(2016/6/22)
    #50898 presented at ECOS2015 in Pau has been selected as “ECOS 2015 Second Place Best Paper Award”
  • TUM(Technische Universität München)にて共同研究テーマ探索のためのワークショップ(吉田助教,天野)2016年5月27日(MEETING & WORKSHOP ON ENERGY INFORMATICS CHAIR FOR APPLICATION AND MIDDLEWARE SYSTEMS I13 TUM CAMPUS GARCHING, 27/05/2016 )
  • CREST「第3回JST-NSF-DFG-RCN国際合同ワークショップ」2016年5月23日~25日 ドイツ ハイデルベルクに天野が早大林チームとして参加