2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of Stability Assurance Method for Extension of Grid-Connected System
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17K06324
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
加藤 利次 同志社大学, 理工学部, 教授 (40148375)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 馨 同志社大学, 理工学部, 教授 (60343662)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | グリッド連系システム / 安定化制御法 / 受動性 / 安定性判別法 / 汎用シミュレーション / 周波数特性 / フィードフォワード制御 / ディジタル制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は平成29年度より3年間にわたる計画により構成され、(1)電力変換システムの高安定化制御法の開発、(2)安定性を確保したグリッド連系法の開発、および(3)グリッド連系システムの汎用安定性析法の開発を行うものである。平成29年度内においては(1)-(3) のすべての過程について研究を行い、以下のような成果を得た。
まず、(1)に関しては、エネルギー関数に基づく安定な制御法に関する調査の結果、受動性に基づく制御法が有用であることがすでに分かっていた。そのためこれに関連して、DC-DCコンバータ等に用いられている受動性に基づく制御を調査し、これをフィードフォワード(FF)制御によりインバータに対して適用可能な方法の開発を行った。その上で従来のフィードフォバック(FB)制御法と組み合わせて、安定かつ制御性能のよい方法の開発を行い、FBおよびFFを組み合わせた一般的設計法として構成した。
次に(2)の安定性を確保したグリッド連系法として、受動性に基づく安定性判別法が有用であることが分かり、同原理に基づく判定法の開発を行った。同判別法は様々な構成で電力変換器が混在した場合にも適用可能であり、有用である。特に受動性を高めた電力変換器を連系システムに挿入し、システムを受動的とできれば、安定性を確保できる。
また、(3)のグリッド連系システムの汎用安定性析法の開発に関して、電力変換器の出力アドミタンスの周波数特性を汎用的に求めるためのシミュレータの開発を行い、これにより単相および三相の連系システムの周波数特性解析を行った。さらに電力変換器の時間領域における初期値感度行列を求めて、ポアンカレマップに基づく安定解析を行うシミュレータに関して、特定の回路に適用可能なシミュレータの開発を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は平成２９年度において、(1)電力変換システムの高安定化制御法の開発、(2)安定性を確保したグリッド連系法の開発、および(3)グリッド連系システムの汎用安定性析法の開発、以上の3過程について研究を行ったが、研究実績の概要にも述べたようにすべての過程においてすでに準備しておいた計画を基に、本研究の基本的原理の開発および原理的な確認をすることができている。現在では、それらを具体的に実現し、シミュレーションおよび実験的に検証していくことを検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も本研究の3過程を並行して推進していく。第１年次において開発したグリッド連系システムの受動性に基づく安定化制御法に関して、第２年次において単体および並列接続システムに関してシミュレーションおよび実験的検証を行い、理論値との比較を行って、より精度よく実現していくことを検討する。連系システムの安定性解析に関して、開発シミュレータを活用して周波数特性による安定性解析を行うとともに、時間波形に基づく安定性解析も実施していく予定である。
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