2018 Fiscal Year Annual Research Report
Preview-based control of floating offshore wind turbines and wind farm
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16K18123
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
原 尚之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10508386)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 浮体式洋上風車 / ブレードピッチ角制御 / 予見制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度には，大きく分けてつぎのことを実施した：1) 風速の予見情報に不確かさを考慮した場合のブレードピッチ角制御系の設計と評価，2) 個別ピッチ角制御器機能を有する風車スケール模型の準備と荷重低減実験，3) ウィンドファームの発電性能の最大化の検討。1)については，浮体式洋上風車の1/100スケール模型の数理モデルを用い，風速の予見情報に不確かさが存在する場合について検討を進めた。現実的には，風速の予見情報はLIDAR (レーザーを用いた遠隔測距技術)により取得することを想定しているが，得られる情報に不確かさ・誤差が存在することは避けられない。従って，このような不確かさが存在する場合，風速の予見時間とその性能改善度合いの関係を定量的に把握することは重要である。スケール模型の数理モデルを用い，最新のH∞予見制御理論を適用することにより，予見情報に含まれる不確かさと性能改善の度合いを明らかにした。2)については，前年度に製作した個別ピッチ角制御機能を有するスケール模型の実験準備を進めるとともに，荷重低減制御の基礎検討をおこなった。ブレードピッチ角を変化させる回転系に存在するバックラッシなどの影響により，ある程度の精度でブレードピッチ角を操作できるような実験系の構成に時間がかかった。まだ実験系には改善の余地がありこの点は今後の課題となっているが，個別ピッチ角制御をおこなうことにより３枚のブレードにかかる不均一な荷重を抑制できることを実験的に確認した。3)については，ウィンドファームにおいて風車が直線上に複数台配置される状況を想定し，この場合におけるウィンドファームの総発電出力の最大化問題について検討をした。分散最適化の手法を用いることにより，総発電出力が最大となるような各風車の出力を明らかにした。
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