 | 氏名 | ヨシダ アキラ 吉田 彬 | 職名 | 次席研究員（研究院講師） (https://researchmap.jp/7000005095/) |
| 所属 | （スマート社会技術融合研究機構） | |||
連絡先
メールアドレス
- メールアドレス
- a.yoshida@aoni.waseda.jp
- メールアドレス（その他）
- yoshida@power.mech.waseda.ac.jp
- WebページURL
http://mechlog.jp/（Github pages）
- 研究者番号
- 90707887
- ORCID ID
- 0000-0003-0280-9674
URL等
学歴・学位
学歴
| 2012年04月-2015年03月 | 早稲田大学 基幹理工学研究科 機械科学専攻 |
| 2010年04月-2012年03月 | 早稲田大学 基幹理工学研究科 機械科学専攻 |
| 2006年04月-2010年03月 | 早稲田大学 理工学部 機械工学科 |
学位
博士（工学） 課程 早稲田大学
修士（工学） 課程 早稲田大学
経歴
| 2018年04月-2019年03月 | 基幹理工学部機械科学・航空学科講師（任期付） |
| 2016年04月-2018年03月 | 基幹理工学部機械科学・航空学科助教 |
| 2013年04月-2016年03月 | 基幹理工学部機械科学・航空学科助手 |
所属学協会
日本機械学会
アメリカ機械学会
エネルギー・資源学会
計測自動制御学会
IEEE
受賞
2016年06月
研究分野
キーワード
省エネルギー、最適設計、最適運用、最適制御、エネルギー管理システム、需要家側エネルギーリソース科研費分類
工学 / 総合工学 / エネルギー学
工学 / 機械工学 / 知能機械学・機械システム
論文
Akira Yoshida;Jun Yoshikawa;Yu Fujimoto;Yoshiharu Amano;Yasuhiro Hayashi
158p.1632 - 16392018年01月-2018年01月
ISSN：03787788
概要：© 2017 Elsevier B.V. As demand-side energy management system (EMS) has not only a function to maximize owner's utility by automatic control but also a potential capability to respond a demand activation, demand-side EMS is expected to fulfill the key role for intelligent control of community energy management. To achieve the stable control result of EMS against the uncertain environment, it needs approach from both forecast and operation sides. The objective of this study is to construct a control scheme for a home EMS from a practicable implementation perspective and to evaluate the control performance of the scheme proposed. The scheme is composed of operational planning with receding horizon and energy demand forecasting. The goal of the scheme is to maximize householder's utility only by retrofitting the home EMS to a residential household. Throughout numerical results, it is revealed that the better control performance comes from the conservative operational strategy derived from the multiple scenarios.
Yu Fujimoto;Hiroshi Kikusato;Shinya Yoshizawa;Shunsuke Kawano;Akira Yoshida;Shinji Wakao;Noboru Murata;Yoshiharu Amano;Shin-ichi Tanabe;Yasuhiro Hayashi
9(2)p.1216 - 12272018年01月-2018年01月
ISSN：19493053
概要：© 2016 IEEE. The introduction of photovoltaic power systems is being significantly promoted. This paper proposes the implementation of a distributed energy management framework linking demand-side management systems and supply-side management system under the given time-of-use pricing program for efficient utilization of photovoltaic power outputs; each system implements a consistent management flow composed of forecasting, operation planning, and control steps. In our framework, demand-side systems distributed in the electric distribution network manage individual energy consumption to reduce the residential operating cost by utilizing the residential photovoltaic power system and controllable energy appliances so as not to inconvenience residents. On the other hand, the supply-side system utilizes photovoltaic power maximally while maintaining the quality of electric power. The effectiveness of the proposed framework is evaluated on the basis of an actual Japanese distribution network simulation model from both the supply-side and demand-side viewpoints.
Akira Yoshida;Tomikazu Sato;Yoshiharu Amano;Koichi Ito
124p.265 - 2722016年07月-2016年07月
ISSN：03787788
概要：© 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.In Japan, a feed-in tariff scheme has been implemented to promote the use of photovoltaic power generators in combination with electric batteries. Although many researchers have assessed the operation of grid-connected photovoltaic systems with electric batteries, little attention has been paid to the impact of the electric batteries' degradation characteristics. This paper evaluates the operation of a grid-connected photovoltaic/electric-battery system in a house in terms of cost savings and energy savings. We constructed a long-term operational optimization model considering the degradation characteristics of the electric battery. This model contains two objective functions: energy savings and operating costs. We create a scenario of power rates and photovoltaic/battery system configurations. To reveal the optimal operational strategy for the photovoltaic/battery system, the multi-objective optimization problem was solved. As a result, Pareto-optimal solutions were obtained, and trade-off relationships between cost and energy savings are presented. In this study, the utilization of a grid-connected photovoltaic system with an electric battery was expected to be most effective in energy-saving priority operation.
Akira Yoshida;Koichi Ito;Yoshiharu Amano
11(6)2014年-2014年
ISSN：1550-624X
吉田 彬;伊東 弘一;天野 嘉春
日本機械学会論文集80(816)p.TEP0229 - TEP02292014年-2014年
ISSN：2187-9761
概要：The main objective of this study is to evaluate energy saving potentials of polymer electrolyte fuel cell cogeneration systems integrated with solar cell and battery installed into residential houses. There exist many alternative operational policies in the above systems, and the mathematical planning approach is taken to derive the rational systems operational solution based on the mixed-integer linear planning method. In the numerical analysis of this study, energy saving characteristics of 12 alternative systems are compared respectively, and as one of main obtained results, it become clear that the energy saving effects to install battery into the systems depend largely on the operational policy of the system together with the evaluation criterion of adverse electricity from the solar cell to the electric grid. In other words, in the case of giving high priority to the self-consumption of electricity from the solar cell within the house, the energy saving potential to install battery increases largely, but few effects are noticed in other cases.
Akira Yoshida;Yoshiharu Amano;Noboru Murata;Koichi Ito;Takumi Hasizume
6(1)p.374 - 3992013年-2013年
ISSN：1996-1073
吉田 修;吉田 彬;伊東 弘一;天野 嘉春
日本機械学会論文集 B編79(806)p.2312 - 23232013年-2013年
ISSN：0387-5016
概要：In this study, a renewal planning problem of energy supply system is formulated as a large scale mixed-integer linear programming problem, in which the objective function to the minimized is the average value of annual total cost during system's evaluation period. By adopting the programming language AMPL and CPLEX solver, a numerical study is carried out for a hospital, where electrical(e.g., heat pump) and gas(e.g., gas engine cogeneration) systems are compared together with arbitrary combination one, which is composed of electrical and gas driven pieces of equipment, by focusing particularly on the influence of initial system's difference. The main results obtained are as follows: (a) If the initial system is gas one, it is better to renew it to the electrical one as soon as possible due to relatively low energy efficiency of gas utilizing pieces of equipment, the high price of gas input energy and so on. (b) If the initial system is electrical one, the optimal renewal year becomes relatively later year, because it is economically better to use the initially installed high efficiency system as long as possible. (c) Theoretically, the arbitrary combination system is of course the best renewal one. However, there is no economic difference between the arbitrary combination system and the electrical one.
片山 慎也; 永井 俊行; 吉田 彬; 天野 嘉春
エネルギー・資源学会論文誌査読有り39(6)p.19 - 282019年02月-
講演・口頭発表等
土屋 裕太; 藤本 悠; 吉田 彬; 天野 嘉春; 林 泰弘
全国大会(電気学会)2019年03月
国内会議口頭発表（一般）開催地：札幌
吉田 彬; 天野 嘉春
第35回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス(エネルギー資源学会)2019年01月
国内会議口頭発表（一般）開催地：東京
片山 慎也;永井 俊行;吉田 彬;天野 嘉春
第37回 研究発表会(エネルギー資源学会)2018年06月
国内会議口頭発表（一般）開催地：大阪
吉田 彬;山口 容平;松岡 綾子;天野 嘉春;下田 吉之; 林 泰弘
第37回 研究発表会(エネルギー資源学会)2018年06月
国内会議口頭発表（一般）開催地：大阪
Yuta Tsuchiya;Yu Fujimoto;Akira Yoshida;Yoshiharu Amano;Yasuhiro Hayashi
24th International Conference on Electrical Engineering2018年06月
国際会議口頭発表（一般）
Akira Yoshida;Yu Fujimoto;Yoshiharu Amano;Yasuhiro Hayashi
32nd International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems2018年06月
国際会議口頭発表（一般）
永井 俊行;吉田 彬;天野 嘉春
第34回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス(エネルギー資源学会)2018年01月
国内会議口頭発表（一般）開催地：大阪
土屋 祐太;藤本 悠;吉田 彬;天野 嘉春;林 泰弘
電力・エネルギー部門大会(電気学会)2018年
国内会議口頭発表（一般）開催地：徳島
Stochastic receding horizon control of residential fuel cell cogeneration unit with periodic forecast update
Summer School on Communication Technology and Data Analytics for Future Energy Systems2017年09月
国際会議ポスター発表開催地：Passau
吉田 彬
エネルギーマネジメントシステムシンポジウム(ACROSS)2017年09月
国内会議公開講演開催地：新宿
2017年07月
国際会議口頭発表（一般）
2017年07月
国際会議口頭発表（一般）
2017年07月
国際会議口頭発表（一般）
吉田 彬;天野 嘉春
第22回 動力・エネルギー技術シンポジウム(日本機械学会)2017年06月
国内会議口頭発表（一般）開催地：豊橋
2017年06月
国際会議口頭発表（一般）
土屋 祐太;藤本 悠;吉田 彬;天野 嘉春;林 泰弘
全国大会(電気学会)2017年
国内会議口頭発表（一般）開催地：富山
Akira Yoshida
Waseda University & Singapore Polytechnic Joint Symposium 2016 on "Smart House"(Waseda University)2016年12月
国際会議公開講演開催地：新宿
池上 晴信;吉田 彬;天野 嘉春
年次大会(日本機械学会)2016年09月
国内会議口頭発表（一般）開催地：博多
黒羽 亮一;吉田 彬;広橋 亘;藤本 悠;天野 嘉春;田辺 新一;林 泰弘
電力・エネルギー部門大会(電気学会)2016年09月
国内会議口頭発表（一般）開催地：博多
永井 俊行;吉田 彬;天野 嘉春
第35回 研究発表会(エネルギー資源学会)2016年06月
国内会議口頭発表（一般）開催地：大阪
2016年06月
国際会議口頭発表（一般）
2016年06月
国際会議口頭発表（一般）
小方 亮平;吉田 彬;田辺 新一;天野 嘉春
第32回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス(エネルギー資源学会)2016年01月
国内会議口頭発表（一般）開催地：千代田
吉川 潤;吉田 彬;田辺 新一;天野 嘉春
第32回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス(エネルギー資源学会)2016年01月
国内会議口頭発表（一般）開催地：千代田
2016年
国際会議口頭発表（一般）
2016年
国際会議口頭発表（一般）
2015年11月
国際会議口頭発表（一般）開催地：横浜
江部 真里奈;竹中 大史;長澤 夏子;田辺 新一;吉田 彬;林 泰弘
2015年度日本建築学会大会2015年09月
国内会議口頭発表（一般）
吉田 彬;古市 匠;天野 嘉春
年次大会(日本機械学会)2015年09月
国内会議口頭発表（一般）開催地：札幌
吉川 潤;吉田 彬;天野 嘉春
年次大会(日本機械学会)2015年09月
国内会議口頭発表（一般）開催地：札幌
2015年07月
国際会議口頭発表（一般）
2015年06月
国際会議口頭発表（一般）
2015年06月
国際会議口頭発表（一般）
2015年06月
国際会議口頭発表（一般）
小方 亮平;吉田 彬;藤本 悠;村田 昇;若尾 真治;田辺 新一;天野 嘉春
第31回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス(エネルギー資源学会)2015年
国内会議口頭発表（一般）開催地：千代田
江部 真里奈;竹中 大史;海野 玄陽;田辺 新一;庄司 智昭;吉田 彬;林 泰弘
2014年度日本建築学会大会2014年09月
国内会議口頭発表（一般）
竹中 大史;江部 真里奈;海野 玄陽;田辺 新一;庄司 智昭;吉田 彬;林 泰弘
2014年度日本建築学会大会2014年09月
国内会議口頭発表（一般）
芳澤 信哉;河野 俊介;吉田 彬;藤本 悠;村田 昇;若尾 真治;田辺 新一;天野 嘉春;林 泰弘
電力・エネルギー部門 電力系統技術研究会(電気学会)2014年09月
国内会議口頭発表（一般）
2014年06月
国際会議口頭発表（一般）
2014年06月
国際会議口頭発表（一般）
佐藤 富一;吉田 彬;天野 嘉春;伊東 弘一
第30回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス(エネルギー資源学会)2014年
国内会議口頭発表（一般）開催地：千代田
吉田 彬;天野 嘉春
第30回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス(エネルギー資源学会)2014年
国内会議口頭発表（一般）開催地：千代田
江部 真里奈;竹中 大史;田辺 新一;庄司 智昭;海野 玄陽;吉田 彬;林 泰弘
空気調和・衛生工学会大会(空気調和・衛生工学会)2014年
国内会議口頭発表（一般）
小方 亮平;吉田 彬;村田 昇;天野 嘉春
第19回 動力・エネルギー技術シンポジウム(日本機械学会)2014年
国内会議口頭発表（一般）開催地：福井
吉田 彬;小方 亮平;村田 昇;天野 嘉春
第19回 動力・エネルギー技術シンポジウム(日本機械学会)2014年
国内会議口頭発表（一般）開催地：福井
吉田 彬;藤本 悠;村田 昇;若尾 真治;田辺 新一;天野 嘉春
年次大会(日本機械学会)2014年
国内会議口頭発表（一般）開催地：千代田
2013年07月
国際会議口頭発表（一般）開催地：桂林
佐藤 富一;吉田 彬;天野 嘉春;伊東 弘一
第18回 動力・エネルギー技術シンポジウム(日本機械学会)2013年06月
国内会議口頭発表（一般）開催地：千葉
吉田 彬;村田 昇;天野 嘉春
システム・情報部門 学術講演会(計測自動制御学会)2013年
国内会議口頭発表（一般）開催地：大津
2012年06月
国際会議口頭発表（一般）
2011年09月
国際会議口頭発表（一般）
2011年05月
国際会議口頭発表（一般）
吉田 彬;小川 雅也;天野 嘉春;伊東 弘一;橋詰 匠
第15回 動力・エネルギー技術シンポジウム(日本機械学会)2010年06月
国内会議口頭発表（一般）
外部研究資金
科学研究費採択状況
研究種別：
HEMSアグリゲーションのための分散最適化手法2018年-0月-2021年-0月
配分額：￥4030000
研究種別：
CO2を熱輸送媒体とする地域熱供給システムの最適設計基盤の構築2019年-0月-2022年-0月
配分額：￥4030000
学内研究制度
特定課題研究
2014年度
研究成果概要：地域ごとの気候差および需要家ごとのエネルギー需要特性の差を考慮した機器導入および運用方策の決定が家庭用エネルギー供給システムの性能を発揮する上で重要である．本年は家庭用ヒートポンプ式給湯機の部分負荷および蓄熱特性を実験により解明す...地域ごとの気候差および需要家ごとのエネルギー需要特性の差を考慮した機器導入および運用方策の決定が家庭用エネルギー供給システムの性能を発揮する上で重要である．本年は家庭用ヒートポンプ式給湯機の部分負荷および蓄熱特性を実験により解明することを目的とし，負荷試験装置の設計・組立てを行い，モデル同定を実施した．また，負荷試験により同定されたエネルギー収支モデルを最適運用計画モデルへと拡張し，サンプリング時間ごとの蓄熱量の推移も含め運用方策を計画する問題を定式化した．運用計画問題においてエネルギー需要量を外生変数として入力することで，様々な需要特性に対するシステムの運用成績を評価可能とした．
2015年度
研究成果概要：On operational planning problem decidingcontrol/operational strategy of energy plant, the energy demand is handled ...On operational planning problem decidingcontrol/operational strategy of energy plant, the energy demand is handled asdeterministic parameter. However, the energy demand varies momentarily in realoperation. It is important to reveal the impact of forecast accuracy on controlresult when the operational planning problem is based on forecasted energydemand. This research in this year was done two tasks: one was energy systemmodelling with high resolution power meter for operational planning problem;the other task revealed the relationship between characteristics of energysystem and energy demand. On the first task, I replaced the power meter withhigh time resolution in order to model the energy system with enough accuracy.The first task concluded that the operational model in 1~60 minutes time scaleis able to adopt status transient model for building evaluation. On the secondtask, I analyzed the relationship between the characteristic of energy systemand the forecast accuracy by numerical experiment. The second task suggestedthat the more efficient operational strategy under uncertainty of energy demandis that the energy system intends to supply more thermal energy than forecasteddemand in order to avoid opportunity loss of energy production by cogenerationsystem.
2016年度
研究成果概要：This study tackled following two issues:1) developing robust operational planningmethodology to compensate forecast...This study tackled following two issues:1) developing robust operational planningmethodology to compensate forecast error of energy demand,2) arranging an environment forproof-of-concept demonstration of residential energy management scheme thatthis study proposed.This study adopted the concept of recedinghorizon for the operational planning problem, in order to use energy demandforecast scenarios with high accuracy by shortening forecast lead time. Thenumerical case study shows that the receding horizon control with 15-minutesforecast/operational-strategy update interval achieves 9.5% reduction ofprimary energy consumption compared with the case with 24-hours updateinterval. The operational planning problem inprevious work minimizes expected value of disutility meaning primary energyconsumed in a household when energy supply meets plausible energy demandscenarios forecasted. Here, this study considers two problem settings in orderto derive more robust operational strategy: one is to employ expected value andits variance as an objective function; the other is to increase number ofscenario forecasted for operational planning problem. As a result, latter casewith 9 scenarios shows 3% reduction of primary energy consumption in comparisonwith the case with only one scenario.
現在担当している科目
| 科目名 | 開講学部・研究科 | 開講年度 | 学期 |
|---|---|---|---|
| 制御系の設計と応用 | 基幹理工学部 | 2019 | 春学期 |
| 制御系の設計と応用 | 基幹理工学部 | 2020 | 春学期 |
| エネルギ変換工学 | 基幹理工学部 | 2019 | 春学期 |
| エネルギ変換工学 | 基幹理工学部 | 2020 | 春学期 |
| Applied Mechanics and Aerospace Engineering Laboratory A | 基幹理工学部 | 2020 | 春クォーター |
| Applied Mechanics and Aerospace Engineering Laboratory B | 基幹理工学部 | 2020 | 夏クォーター |