炭素価格下における船舶統合エネルギーシステムのSOCP-DistFlowベース二段階ロバストスケジューリング
SOCP-DistFlow Based Two-Stage Robust Scheduling of Shipboard Integrated Energy Systems Under Carbon Pricing (原題)
Bo Li, Xin-Yu Wang, Xiao Luo, Shao-Ping Chang, Tao Wu
🤖 gxceed AI 要約
日本語
炭素価格制度と再生可能エネルギー出力の不確実性を考慮し、船舶統合エネルギーシステムの前日運用を最適化する二段階ロバスト最適化フレームワークを提案。船舶向けSOCP DistFlow定式化と電圧包絡線を組み合わせ、発電機・蓄電池・陸上電力・CCSの運用を協調させる。20バス系統のケースで電圧制約を満たしつつコストとロバスト性の良好なトレードオフを示し、決定論的手法が実行不能となる中でも実行可能解を維持した。
English
This paper proposes a two-stage robust optimization framework for day-ahead scheduling of shipboard integrated energy systems under maritime carbon pricing and renewable uncertainty. A shipboard-adapted SOCP DistFlow formulation with node-specific voltage envelopes coordinates diesel generators, renewables, storage, alternative maritime power, and carbon capture. Case studies on a 20-bus microgrid show nodal-voltage feasibility under worst-case deviations and a favorable robustness–cost trade-off, while the deterministic schedule becomes infeasible.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
海運の炭素価格（EU-ETS海運拡大やIMO規制）は日本海運・造船業の脱炭素投資判断に直結する。本手法は炭素価格感応度を運用計画に織り込む枠組みとして、国内海運企業のScope1削減・CCS導入検討に示唆を与える。
In the global GX context
Maritime carbon pricing (EU ETS extension to shipping, IMO measures) is a fast-moving global disclosure and compliance frontier. The paper links carbon-price signals to operational scheduling with CCS and shore power, informing transition planning and emissions accounting for shipping under emerging regimes.
👥 読者別の含意
🔬研究者:炭素価格と不確実性を同時に扱うロバスト最適化の船舶エネルギー応用として、定式化と求解手法が参考になる。
🏢実務担当者:海運・造船の運用担当は、炭素価格下でのCCS・陸電・蓄電池の組合せ最適化の考え方を自社の脱炭素計画に応用できる。
🏛政策担当者:海運炭素価格の設計が船舶運用の実行可能性やCCS導入インセンティブに与える影響を検討する材料になる。
📄 Abstract（原文）
Existing and prospective maritime carbon-pricing regimes, together with uncertain renewable generation, complicate the low-carbon operation of shipboard integrated energy systems (SIES), particularly when network voltages and coupled electrical, heating, and cooling demands must be coordinated. To address this problem, this paper develops a two-stage robust optimization framework for day-ahead unit commitment and dispatch of diesel generators, renewable energy sources, energy storage, alternative maritime power, and carbon capture systems. A shipboard-adapted second-order cone programming (SOCP) DistFlow formulation combines an impedance-ratio-dependent operational security margin with node-specific voltage envelopes. The resulting min–max–min problem is solved by column-and-constraint generation with Big-M linearization. Case studies on a 20-bus shipboard microgrid demonstrate that the framework maintains nodal-voltage feasibility under the modeled worst-case deviations and provides a favorable robustness–cost trade-off. In out-of-sample tests, no infeasible robust realization is observed among the sampled scenarios, whereas the deterministic schedule exhibits infeasibility. Under the assumed capture efficiency, carbon capture also substantially reduces net emissions relative to the no-capture case. The proposed framework supports network-feasible, low-carbon day-ahead scheduling under renewable-generation and multi-energy-load uncertainty without altering the voyage plan.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- semanticscholar https://doi.org/10.3390/jmse14201930first seen 2026-10-21 05:06:41 · last seen 2026-11-06 05:19:28
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。