最適化とは

最適化とは，複数の選択肢の中から制約条件の下で最も良い選択肢を選び出すことをいいます． 例えば，カーナビケーションシステムは，現在地と目的地を設定すると数あるルートの中から最適なルートを選び出してくれます． カーナビケーションシステムだけでなくありとあらゆる場面において最適化は重要な技術となります．

分散最適化とは

インターネット上でのあるノードからあるノードへの通信経路は，ネットワーク上のルータとよばれる機器が選択します． ここでルータは１台ではなく複数台有り，それぞれのルータが独自に経路を選択します． それでも，ノード間の通信が成功するのはそれぞれのルータが適切な経路選択をしているためです．
最適化において，複数の決定者が協調して全体として最適となるよう選択肢を選び出すことを，分散最適化といいます． ネットワークで繋がっていることが当たり前となっている今日では分散最適化は重要な技術となります．
本研究室では，分散最適化に関して以下に示すような研究を行っています．

研究例

●研究背景
電気事業法をはじめ関係諸法の改正に伴いエネルギー売買の自由化が進んでいます． これまでの電気の流れは電力会社から企業・家庭への一方向でしたが，これからの電気の流れは企業から家庭，家庭から企業などより複雑になってゆくと考えられます．
企業はエネルギーを買ってくるだけでなく，ボイラやタービンなどを使って自分でエネルギーを生産することが出来ます． 例えば，ガスタービンを持っている企業はガスを購入して電気と熱を生産することが出来ます． 企業は，自分のエネルギー需要を満たすためだけにエネルギー生産を行ってきました． しかし，機器には最も効率の良い動作点があります． 自分のエネルギー需要を満たすためだけならば，効率の悪い動作点で運転させなければならないかもしれません．
もし，企業間でエネルギー取引が柔軟に行えるならば，各種エネルギーを生産する設備を持つ企業が，エネルギー売買を考慮した機器の運転を行うことで，エネルギー利用の効率化が達成できます．

●分散エネルギー管理システム(EMS:Energy Management System)とは
エネルギー（電気や熱）の需要に対して，最適な外部エネルギーの購入，エネルギー生産機器の運転計画・制御を行うシステムをエネルギー管理システム（EMS）といいます． 複数のEMSが協力・連携してより効率的なエネルギー利用を目指すシステムを分散EMSとよびます．

●研究内容
本研究では，複数の独立したエージェントからな る電力および熱エネルギーの売買が可能な特別区域(以降，群と呼ぶ)を考えま す．この群内において，エージェント間で余剰エネルギーを流通させることによ り，群全体の消費コストを削減しエネルギーを有効利用することを目指してお り，群全体の消費コストをより削減できる取引手法の開発に取り組んでいます．
具体的には，分散EMSに関連して以下のような研究を行っています．

■分散最適化法を用いた運転計画
最適化問題を複数のエージェントの連携により解く手法を分散最適化法といいます． 分散EMSにおけるエネルギー運用計画を分散最適化により解く手法について研究を行っています．

■エージェントの最適運転計画
分散EMSに参加している企業は当然自身の利益を最大化しようとします． しかし，市場でのエネルギー価格など計画時点では不確かなものもあります． エージェントは機器の起動停止や動作点，またエネルギー購入量を決めなければなりません． これらを考慮した運転計画法について研究を行っています．