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データセンターと複合揚水発電を対象とした再生可能エネルギー指向の電力・計算・炭素協調運用手法

A Renewable-Energy-Oriented Coordinated Electricity–Computing–Carbon Dispatch Method for Data Centers and Dual Pumped Storage (原題)

Bincheng Li, Fei Tang, Jinxiu Ding, Tingyu Zhou, Yixin Yu, Shihan Wang, Ying Wang

Energies📚 査読済 / ジャーナル2026-09-15#エネルギー転換Origin: CN経営インパクト: コスト削減対象セクター: power
DOI: 10.3390/en19184375
原典: https://doi.org/10.3390/en19184375
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🤖 gxceed AI 要約

日本語

再エネ普及とデータセンター需要増に対応するため、電力・計算・炭素を統合した三目的運用手法を提案。DAD-MOPSOにより物理コスト・直接CO2排出・未利用再エネを同時最小化する。揚水発電が再エネ利用率改善に最も寄与し、立地条件が蓄電容量の実行可能性を大きく左右することを示した。

English

This study proposes a three-objective electricity–computing–carbon dispatch method for data centers and dual pumped storage, minimizing system cost, direct CO2 emissions, and unutilized renewables. A diversity-archive MOPSO (DAD-MOPSO) improved solution spacing by 51.8% over conventional MOPSO. Pumped storage drove most renewable-utilization gains, while siting strongly affected storage feasibility.

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

日本ではデータセンターの電力需要急増と再エネ調達・Scope2削減が経営課題となっており、揚水発電や需給柔軟性の活用はGX推進と電力系統制約の両立に示唆を与える。SSBJ開示における自社排出・再エネ比率の説明にも関連する。

In the global GX context

Globally, data-center electricity demand and corporate renewable procurement are central to Scope 2 and transition planning. This work adds quantitative evidence on coordinating computing workloads with storage and carbon objectives, relevant to grid-constrained decarbonization and disclosure of renewable utilization.

👥 読者別の含意

🔬研究者:異種柔軟性(計算負荷・揚水)の相互作用と立地依存性を多目的最適化で評価する枠組みが参考になる。

🏢実務担当者:データセンターの再エネ利用率向上と炭素削減に向け、計算負荷シフトと蓄電運用の組み合わせを検討する材料になる。

🏛政策担当者:系統制約下での蓄電立地とデータセンター需要管理の制度設計に示唆を与える。

📄 Abstract(原文)

The increasing penetration of renewable generation and the rapid growth of data-center demand require coordinated use of heterogeneous flexibility while respecting network operating limits. This study proposes a three-objective electricity–computing–carbon dispatch method that minimizes physical system cost, direct carbon dioxide emissions, and unutilized renewable energy. Data centers are represented through task arrivals, deadlines, server capacity, and facility efficiency, whereas pumped-storage plants retain independent power limits, reservoir states, terminal conditions, and connection locations. A diversity-archive disturbance–multi-objective particle swarm optimizer (DAD-MOPSO) couples archive diversity and stagnation feedback with resource-group temporal-block disturbance. In 30 paired runs, DAD-MOPSO produced feasible final solutions in all runs and reduced mean spacing by 51.8% relative to conventional MOPSO, with a Holm-adjusted p-value of 0.0071. Repeated evaluation of 12 workload-resource cases showed that pumped storage provided the dominant improvement in renewable-energy utilization, while workload rescheduling provided a smaller marginal contribution. Factorial analysis indicated partially overlapping rather than universally superadditive flexibility. Fixed-total-capacity tests further revealed pronounced siting dependence: the same 1200 MW/7200 MWh storage capacity was feasible in 30/30 runs at Bus16 but only 16/30 runs at Bus27 because of undervoltage. The proposed framework therefore provides a unified basis for coordinating heterogeneous flexibility and distinguishing marginal, interaction, siting, and network-limited effects.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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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。