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Multi-Agent Systems for Decentralized Control and Management of Active Power Grid Peripheries: A Systematic Review

能動的電力グリッド周辺部の分散制御と管理のためのマルチエージェントシステム：系統的レビュー (AI 翻訳)

Mamun S, Ioannou S, Christofides NG, Darwish M

Research Squareプレプリント2026-05-25#エネルギー転換Origin: Global
DOI: 10.20944/preprints202605.1579.v1
原典: https://doi.org/10.20944/preprints202605.1579.v1

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本レビューは、再生可能エネルギー源（RES）の高普及に伴う電力システムの分散化課題に対し、マルチエージェントシステム（MAS）の役割を体系的に分析。160件のQ1論文を対象に、分散型エネルギー管理、需給調整、EV充電協調などの応用を評価。通信遅延やサイバーセキュリティ、相互運用性などの課題を指摘し、将来のデジタルツインやブロックチェーンとの統合方向性を提示。

English

This systematic review examines the role of multi-agent systems (MAS) in addressing challenges of decentralized smart grids with high renewable energy penetration. Analyzing 160 Q1 journal articles, it covers applications in distributed energy management, voltage/frequency regulation, EV charging coordination, etc. It identifies limitations such as communication latency and cybersecurity vulnerabilities, and proposes future research directions including digital twins and blockchain integration.

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

日本でも再生可能エネルギーの大量導入に伴い、配電系統の分散制御が重要視されている。本レビューはMAS技術の現状と課題を整理しており、日本のスマートグリッド開発や系統運用の効率化に示唆を与える。

In the global GX context

Globally, the transition to decentralized smart grids is critical for integrating variable renewable energy. This review provides a comprehensive overview of multi-agent systems for grid periphery control, highlighting scalability and resilience benefits as well as implementation challenges, relevant to grid modernization efforts worldwide.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a structured overview of MAS applications in smart grids, identifying research gaps and future directions.

🏢実務担当者:Offers insights on MAS-based control strategies for distribution system operators and DER aggregators.

🏛政策担当者:Highlights technical challenges and standards needed for decentralized grid control, informing regulatory frameworks.

📄 抄録（日本語訳）

集中型の化石燃料ベースの電力システムから、再生可能エネルギー源（RESs）の高普及を伴う分散型スマートグリッドへの移行は、監視、制御、協調、および管理において重大な課題をもたらす。これらの課題は、特に能動的電力グリッド周辺部において顕著であり、本稿ではこれを、低圧配電網、分散型エネルギー資源（DERs）、プロシューマー、エネルギー貯蔵システム、電気自動車（EVs）、およびグリッドの需要家側近傍で動作する局所的な知的制御エンティティから構成される、現代の電力システムの分散型エッジ層として定義する。本レビューは、これらの新たな課題に対処する際のマルチエージェントシステム（MASs）の役割を体系的に検討する。2026年3月までに発表された合計160件のQ1ジャーナル論文を体系的に分析し、最近の方法論的進展を評価し、永続的な研究ギャップを特定し、既存の問題定式化と数学的手法を比較した。本レビューは、分散型エネルギー管理、電圧・周波数調整、デマンドサイド管理、マイクログリッド協調、EV充電協調、レジリエンス強化、およびサイバーフィジカル監視制御を含むMASベースの応用を対象とする。調査結果は、MASが拡張性、柔軟性、レジリエンス、および分散型意思決定能力の向上を提供する一方で、既存のアプローチは、通信遅延、サイバーセキュリティの脆弱性、相互運用性の制約、異種エージェントのダイナミクス、および限られたリアルタイム実験検証に関連する重大な限界に引き続き直面していることを示している。さらに、本レビューは、十分に調査されていない領域を対象とした6つの新たな研究仮説を提案し、MAS実装と選択のための方法論的決定フローチャートを提示し、デジタルツイン、ブロックチェーン技術、エッジインテリジェンス、および高度な通信アーキテクチャとMASフレームワークとの統合を含む将来の研究方向について議論する。従来のレビュー研究とは異なり、本研究は、MASベースのアーキテクチャとIEC 61850規格に基づく階層型産業制御フレームワークとの間の体系的な比較を提供し、標準化されたベンチマークプラットフォームの欠如を既存文献における重大な限界として特定する。全体として、本論文は、将来の能動的電力グリッド周辺部向けのMAS駆動型制御および管理戦略を設計、評価、実装しようとする研究者および実務者にとっての包括的な参考資料となることを目的とする。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

The transition from centralized fossil fuel-based power systems toward decentralized smart grids with high penetration of renewable energy sources (RESs) introduces substantial challenges in monitoring, control, coordination, and management. These challenges are particularly evident at the active power grid periphery, defined in this work as the decentralized edge layer of modern power systems comprising low-voltage distribution networks, distributed energy resources (DERs), prosumers, energy storage systems, electric vehicles (EVs), and localized intelligent control entities operating near the consumer side of the grid. This review systematically examines the role of multi-agent systems (MASs) in addressing these emerging challenges. A total of 160 Q1 journal articles published up to March 2026 were systematically analyzed to evaluate recent methodological advances, identify persistent research gaps, and compare existing problem formulations and mathematical techniques. The review covers MAS-based applications including distributed energy management, voltage and frequency regulation, demand-side management, microgrid coordination, EV charging coordination, resilience enhancement, and cyber-physical supervisory control. The findings indicate that although MASs offer enhanced scalability, flexibility, resilience, and decentralized decision-making capabilities, existing approaches continue to face significant limitations associated with communication latency, cybersecurity vulnerabilities, interoperability constraints, heterogeneous agent dynamics, and limited real-time experimental validation. Furthermore, this review proposes six emerging research hypotheses targeting underexplored domains, presents a methodological decision flowchart for MAS implementation and selection, and discusses future research directions involving the integration of digital twins, blockchain technologies, edge intelligence, and advanced communication architectures with MAS frameworks. Unlike previous review studies, this work provides a systematic comparison between MAS-based architectures and hierarchical industrial control frameworks based on IEC 61850 standards while identifying the absence of standardized benchmarking platforms as a critical limitation within the existing literature. Overall, this paper aims to serve as a comprehensive reference for researchers and practitioners seeking to design, evaluate, and implement MAS-driven control and management strategies for future active power grid peripheries.

🔗 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。