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風力発電の導入拡大に向けた電力系統の品質保証に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17J04587
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

小岩 健太  千葉大学, 大学院工学研究院, 特任助教

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords電力システム / 風力発電 / 電力貯蔵装置 / 制御工学 / 最適化
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,風力発電の導入拡大の障害となっている出力変動に関する問題および系統事故時における風力発電機の運転継続に関する問題に取り組んだ.その中で,今年度は,上記の出力変動に関して,次の課題の解決を目指した.(1)風力発電の出力平滑化を行う電力貯蔵装置の所要kWh容量・所要定格出力の決定方法の構築,(2)電力貯蔵装置の所要kWh容量および所要定格出力を低減化する制御器設計法の構築.上記(1)に関しては,制御工学において用いられる評価指標であるH∞ノルムを用いて所要kWh容量・所要定格出力を記述できることを明らかにした.当初の予定では所要kWh容量についてのみ決定方法を明らかにする予定であったが,研究の過程で所要定格出力に関してもH∞ノルムにより記述できることが明らかとなった.したがって,これまで試行錯誤的に決定されていた電力貯蔵装置のkWh容量や定格出力が体系的に算出可能となったため,予想以上の成果が得られたと言える.上記(2)に関しては,(1)で得られた結果を利用して所要kWh容量および所要定格出力を低減化する方法を以下に示すように2つ構築した.
①数値最適化手法を用いた電力貯蔵装置の制御系フィルタ設計法
②H∞制御による電力貯蔵装置の制御系設計法の制御器設計方法
上述した成果の内,「風力発電の出力平滑化を行う電力貯蔵装置の所要kWh容量・所要定格出力の決定方法」および「数値最適化手法を用いた電力貯蔵装置の制御系フィルタ設計法」を論文としてIEEE Transactions on industrial Electronics に投稿し掲載された.また,「H∞制御による電力貯蔵装置の制御系設計法」に関して,研究開発レターとして電気学会論文誌.Bに投稿し掲載された.以上の結果から期待以上の成果が得られたと言える.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] <i>H</i><sub>∞</sub> Control Approach to Reduction of Energy Capacity of Energy Storage Systems2017

    • Author(s)
      小岩 健太, 鈴木 賢太, 劉 康志, 残間 忠直, 若生 将史, 田村 淳二
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Power and Energy

      Volume: 137 Issue: 8 Pages: 596-597

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.596

    • NAID

      130005876218

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis and Design of Filters for Energy Storage System: Optimal Trade-off between Frequency Guarantee and Energy Capacity/Power Rating2017

    • Author(s)
      K. Koiwa, K.Z. Liu and J. Tamura
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      Volume: 65 Issue: 8 Pages: 6560-6570

    • DOI

      10.1109/tie.2017.2688974

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 可変速風力発電用フルコンバータの積分器を用いない制御方法2018

    • Author(s)
      小岩健太,李迎暁,劉康志,残間忠直,田村淳二
    • Organizer
      平成30年電気学会全国大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] H∞ Control Approach to the Minimization of Energy Capacity of Energy Storage System2017

    • Author(s)
      Kenta Koiwa, Kenta Suzuki, Kang Zhi Liu, Junji Tamura, Min Wu
    • Organizer
      the 36th Chinese Control Conference (CCC2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] An Optimal Fluctuation Control Method of Wind-Farm Output Using Inertia of Wind Turbines and Its Reduction Effect on Battery’s Capacity2017

    • Author(s)
      Takuro Tawara, Kenta Koiwa, Kang-Zhi Liu
    • Organizer
      2017 International Conference on Industrial Engineering and Industrial Electronic (ICIIE 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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