電気エネルギー管理と制御

博士前期課程理工学研究科 - 理工学専攻

MSEE7230

コース情報

担当教員: 宮武 昌史

単位数: 2

年度: 2024

学期: 春学期

曜限: 水3

形式: 対面授業

レベル: 500

アクティブラーニング: あり

他学部履修:

評価方法

授業参加

40%

リアクションペーパー

10%

授業内期末試験

授業期間中

25%

小テスト等

25%

その他

出席点はないが,5割以上の出席および小テスト提出がない場合は,原則としてF評価とする。 「小テスト等」はMoodle上で出題する演習問題のことを指す。「授業参加」は,授業後半のプレゼンテーション及び質疑のことを指す。

0%

詳細情報

概要

昨今の地球環境問題や電力・エネルギー事情のなかで,「スマートグリッド」というキーワードに始まり,ICTやIoTなどの情報通信に関する技術,さらには人工知能(AI)なども活用して,電力の流れを「見える化」し,流れを適正に制御する「電気エネルギーマネジメント」が求められている。この分野では,電気工学の専門性に加え,周辺の境界領域の知識も有機的に利用する必要があり,カリキュラム・ポリシーに従って,今後の新たな展開にも柔軟に対応できる複合知を兼ね備えた専門能力を獲得するための学修を行う。 本講義では,電気エネルギーのマネジメントとその制御について,必要となる電力変換,システム制御,最適化などの基礎理論・技術を学び,電力システムや交通システムの具体例を通して全体構成を学ぶ。具体例の一部は,学生が自ら内外の文献を調査し,プレゼンテーションで紹介する。 リアクションペーパーによりフィードバックを行う。 具体的な内容は,下記の講義スケジュールの通りである。

目標

次の項目の能力を獲得し,それにより,ディプロマ・ポリシーに従って,電気工学の専門性と社会・環境への貢献のための学際性を身につけることを目標とする。 ・電気エネルギーマネジメントとは何かを理解する。 ・それに必要な制御工学,システム工学など,学部レベルの基礎理論を融合的に理解する。 ・エネルギーマネジメントの事例について知り,その創意工夫などを理解する。 ・エネルギーマネジメントの事例を自ら見いだし,それについて論じる。

授業外の学習

【予習】 ・Moodleで配布資料をダウンロードし,適宜参考書も交えながらざっと目を通しておく(60分/回) ・制御,システム,電力変換等の基礎知識を復習する(40分/回) 【復習】 ・Moodle等で出題される小テスト問題の間違った所を復習する(30分/回) ・プレゼンテーションで紹介する文献を調べ,読んで発表資料を作成する(60分/回)

所要時間: 190分

スケジュール

  1. 電気エネルギーマネジメントとは
  2. 電気エネルギーマネジメントに必要な最適化技術(1) 〜 線形計画法 〜
  3. 電気エネルギーマネジメントに必要な最適化技術(2) 〜 非線形・整数計画法 〜
  4. 電気エネルギーマネジメントに必要なシステム制御技術(1) 〜 線形システム理論 〜
  5. 電気エネルギーマネジメントに必要なシステム制御技術(2) 〜 最適制御(動的計画法など) 〜
  6. 電気エネルギーマネジメントにおける近年の技術 〜 AI,IoT,機械学習等 〜
  7. 具体例1: 車両の最小エネルギー運転制御理論
  8. 具体例2: 鉄道電力供給システムとスマートグリッド
  9. 具体例3: 太陽光発電の最大電力追従制御
  10. 具体例4: 再生可能エネルギー利用システム
  11. 具体例5: 電気自動車と電力系統
  12. 受講者による具体例のプレゼンテーション(1)
  13. 受講者による具体例のプレゼンテーション(2)
  14. 受講者による具体例のプレゼンテーション(3) (70分) 試験(30分)

教科書

Moodleで配布する

    参考書

    参考資料をMoodleで適宜配布する

    • 簡単に解ける非線形最適制御問題

      著者: 片柳

      出版社: 技報堂出版・2019

    • エネルギー変換応用システム

      著者: 田村・中村

      出版社: 丸善

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