20220907_電気学会B部門大会「電気自動車スタンド最適設備容量設計手法に関する基礎検討」

182 Views

September 08, 22

スライド概要

profile-image

Shintaro Negishi

@6488834999

スライド一覧

神奈川大学工学部准教授。電力・エネルギーシステム研究室を主宰。電力システム工学,オペレーションズ・リサーチが専門。電力需給シミュレーションや再生可能エネルギーの発電運用最適化,エネルギーデータの確率モデリングに関する研究に従事。 研究室サイト:https://powersysgroup.jp/

シェア

埋め込む »CMSなどでJSが使えない場合

各ページのテキスト
1.

2022.09.07 電気学会B部門大会 講演番号:252 電気自動車スタンド最適設備容量設計手法に 関する基礎検討 鈴木拓真,◎根岸信太郎(神奈川大学) 2022/9/8 1

2.

項目 1. 研究背景・目的 2. 電気自動車スタンド最適設備容量設計モデル ➢想定するエネルギーフロー ➢提案モデル 3. 数値実験 4. まとめ 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 2

3.

研究背景・目的 電気自動車(EV)の普及 カーボンニュートラル社会の実現に向けて,運輸部門の脱炭素化は急務 ガソリン車から電気自動車(EV)への転換を促進中 普及にはEVを充電するための設備を備えたEVスタンドの整備が急務 充電時間短縮のための急速充電器の開発や 独立型EVスタンドの実証実験が進行中 EVの環境性を高めるためにはPVや蓄電池を併設したEVスタンドが有効 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 3

4.

研究背景・目的 日時によって変化するPV出力や充電需要, 初期コストやランニングコストを加味して 最適な設備容量を決定したい 研究目的 PVや蓄電池を併設したEVスタンドの最適設備容量を 決定できる手法を開発 • PV発電出力やEV充電需要が確定値である 場合のモデル • 系統連系/独立型の必要設備規模について考察 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 4

5.

想定するエネルギーフロー 全ての充電需要を1台の 充電器で対応すると仮定 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 5

6.

提案モデル 目的関数:年間総費用の最小化 min. 固定費 (年間設備費) + ෍ 𝑡∈ 1,…,8760 各時刻の 各時刻の - 買電費用 売電収入 制約条件 エネルギー収支 買電・売電電力量の上限制約 PV・蓄電池・充電器のインバータ容量制約 PV発電容量制約 蓄電池の蓄電容量制約 蓄電電力量の更新制約 蓄電電力量の始端終端条件 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 6

7.

数値実験 実験条件 • 充電需要:右図を365日分 • PV出力プロファイル:2019年東京電力 エリアを規格化 • PV建設費:30万円/kW • 蓄電池建設費:12万円/kWh • PCS各変換器:5,000円/kW • 残存価値率:10% • 設置年数:20年 • 固定資産税率:1.27% • O&M費用率:1% • 変換器効率:97% EV充電需要 • 買電価格:29.58円/kWh • 売電価格:8.50円/kWh 比較ケース • (ケース1)基本ケース:提案モデルのまま容量最適化 • (ケース2)逆潮流禁止ケース:売電電力量をゼロにする制約追加 • (ケース3)独立ケース:買電・売電電力量をゼロにする制約追加 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 7

8.

数値実験 実験結果:ケース別最適容量 ケース1 基本 年間費用[万円] ケース2 逆潮流禁止 ケース3 独立 1,619 1,628 6,531 PVパネル容量[kW] 76 66 1,293 連系用インバータ[kW] 266 261 0.0 PV用DCDCコンバータ[kW] 59 52 407 蓄電池用DCDCコンバータ[kW] 0.0 4.9 344 EV用DCDCコンバータ[kW] 258 258 258 蓄電池容量[kWh] 0.0 5.9 3,289 • 逆潮流禁止で蓄電池が入る • PVの変換器に対してパネルが過積載 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) EV充電需要 8

9.

数値実験 実験結果:ケース別最適容量 ケース1 基本 年間費用[万円] ケース2 逆潮流禁止 ケース3 独立 1,619 1,628 6,531 PVパネル容量[kW] 76 66 1,293 連系用インバータ[kW] 266 261 0.0 PV用DCDCコンバータ[kW] 59 52 407 蓄電池用DCDCコンバータ[kW] 0.0 4.9 344 EV用DCDCコンバータ[kW] 258 258 258 蓄電池容量[kWh] 0.0 5.9 3,289 • 逆潮流禁止で蓄電池が入る • PVの変換器に対してパネルが過積載 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) EV充電需要 9

10.

数値実験 実験結果:運用結果 ケース1:基本ケース ケース2:逆潮流禁止 • 蓄電池を入れずに昼間のEV充電需要に合わせてPVを導入 • 逆潮流禁止の場合は抑制してしまう方が経済的 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 10

11.

数値実験 実験結果:運用結果 ケース3:独立ケース(1月1日) ケース3:独立ケース(2月20日) • 低出力の日(右図)でも充電できる様にPV容量を設計 • 晴天時には大幅に出力抑制 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 11

12.

まとめ 研究成果 • PVと蓄電池が併設されたEVスタンドの確定論的設備容量最適化 モデルを提案 • 系統連系/独立させた場合の設備規模について考察 課題 • ポアソン過程で表現できるEVの到着モデルをもとに 必要な充電器の台数を決定できるモデルに拡張 • PV出力やEV充電需要・到着台数の不確実性を含めたモデルへの拡張 2022/9/8 第6会場,マイクログリッド・スマートグリッドⅰ 講演番号252,根岸信太郎(神奈川大学) 12