広域災害に対するインテリジェント太陽光発電システムの開発

• Project/Area Number: 15760205
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 電力工学・電気機器工学
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 若尾 真治 早稲田大学, 理工学術院, 助教授 (70257210)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: 太陽光発電 / シミュレーション / システム設計 / 電力品質

Research Abstract

本研究では、光通信機器用バックアップ電源として極小規模の太陽光無停電電源システムの開発・実用化を達成すると同時に、開発システムの概念をさらに展開し、様々な規模のコミュニティに柔軟に対応可能な分散ネットワーク構成の太陽光発電(PV)ローカル電力供給システムの構築を目的としている。本年度は先ず、数値解析に基づく算定結果も踏まえ、PVローカル電力供給システムを運用するにあたっての様々なシステム動作モードや蓄電方式のアルゴリズムを検討した。特にローカルシステム内の電力安定度確保の観点から自然エネルギー以外の能動的に制御可能な発電および蓄電装置の局所的導入が重要と考え、昨年度開発した蓄電池を用いた有効・無効電力制御における電力操作量の決定手法をさらに高度化し、大学構内に設置された20kWのPV容量を有する実験システムに実装した。開発手法では、システム内各所の電圧情報とPV出力情報とを通信ネットワークを介して制御用PCに収集し、システムの振る舞いを高精度に模擬できるシミュレータに基づき、蓄電装置の有効・無効電力の最適入出力指令値を高速に決定する。開発手法を用いてリアルタイム電圧抑制制御実験を行ったところ、雲の移動の影響等によりPV電力量が大きく変動している場合においても、それに応じて電力制御量がよく追従し、PVローカル電力供給システム内の最大電圧を設定値以下にほぼ抑制でることが確認され、本開発手法の有効性を実証することができた。今回はシステム内の電圧上昇抑制に焦点を当てたが、商用系統に対するネットワークPVシステムの影響緩和を目的として、蓄電装置を用いてシステムから系統への電力逆潮流平滑化を効果的に実施するうえでも、本開発アルゴリズムは十分に有効と考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Novel Design Method of Optimal Battery Capacity in Wind Power Generation System (2005)
  • Author(s): S.Wakao, R.Ohyama
  • Journal Title: Proc.Of European Wind Energy Conference (2004 EWEC) (Recorded in CD-ROM)
• [Journal Article] Hybrid Wind/PV Power Generation System for Beacon (2005)
  • Author(s): S.Wakao, Y.Kanata
  • Journal Title: Proc.of European Wind Energy Conference (2004 EWEC) (Recorded in CD-ROM)
• [Journal Article] Stand-alone PV system design based on computational simulation (2005)
  • Author(s): S.Wakao, D.Nishimori
  • Journal Title: Proc.of The 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference (Accepted)
• [Journal Article] Voltage control in small-scale dispersed PV power generation system of networked composition (2005)
  • Author(s): S.Wakao, T.Mikami, F.Tamura
  • Journal Title: Proc.of The 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference (Accepted)
• [Journal Article] A consideration of PV system design based on computational simulation (2004)
  • Author(s): S.Wakao, N.Sugiyama, A.Sawada, K.Sasaki, T.Mochizuki
  • Journal Title: Proc.of The 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference Vol.2 Pages: 2298-2301
• [Journal Article] Fundamental study on the- assessment of power supply ability of photovoltaic power generating system (2004)
  • Author(s): T.Motegi, F.Tamura, S.Wakao, K.Otani, K.Kato
  • Journal Title: Proc.of The 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference Vol.3 Pages: 2980-2983
• [Publications] S.Wakao: "Small-scale distributed PV power generation system of networked composition"Proc.of 3rd World Conf.on Photovoltaic Energy Conversion(WCPEC-3). Vol.C. 2298-2301 (2003)
• [Publications] S.Wakao: "Performance analysis of the PV/Wind/Wave hybrid power generation system"Proc.of 3rd World Conf.on Photovoltaic Energy Conversion(WCPEC-3). Vol.C. 2337-2340 (2003)
• [Publications] S.Wakao: "Computational simulation of peak cut system composed of PV power generation and storage battery"Proc.of 3rd World Conf.on Photovoltaic Energy Conversion(WCPEC-3). Vol.C. 2404-2407 (2003)
• [Publications] S.Wakao: "A consideration of PV system design based on computational simulation"Proc.of The 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference. (accepted). (2004)
• [Publications] T.Motegi: "Fundamental study on the assessment of power supply ability of photovoltaic power generating system"Proc.of The 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference. (accepted). (2004)