2023 Fiscal Year Annual Research Report
観測データに基づく低慣性電力システムオンライン統合制御
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21K04025
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡邊 政幸 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (90398115)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 電力システム / 低慣性 / 仮想慣性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電力システムにおける電力変換器連系型電源の増加による電力動揺特性の変化，特に同期状態を保ちもとの状態に戻ろうとする能力の低下や慣性力の低下によるシステム不安定化に対して，本研究では，電力変換器連系型電源の制御によって仮想的に同期発電機と同等の慣性力を補償させる制御により，システムを安定化し信頼性を向上するための制御手法の構築を進めた。
最終年度においては，仮想慣性制御に必要となるエネルギー貯蔵の容量に着目した制御パラメータの設計方法を検討した。容量制約下において最大限の制御効果を得るために，系統擾乱発生時における周波数変化率の最小化を目的関数とした最適化問題を定式化し，シンプルな手法として知られる粒子群最適化を適用して，システムの不確実性に対しても性能を保証できるロバスト性を有する制御パラメータを決定する方法を構築した。低慣性状態を模擬したモデル系統を用いたシミュレーションによって有効性を検証した結果，所望の制御性能を有することが確認できた。
期間全体をとおして，エネルギー貯蔵の容量制約を考慮した仮想慣性制御方式を構築した。電力システムにおける擾乱発生後の周波数変化に応じて機能を切り替える出力制御方式，エネルギー貯蔵の残量モニタリングによる同期発電機との協調制御方式，感度分析に基づく制御パラメータ決定方法，ロバスト制御適用による制御器設計，非整数階制御器の適用，および制御パラメータ最適化手法を検討し，その有効性をシミュレーションによって明らかにした。限られたエネルギーで最大限の効果を発揮する制御器の設計方法を検討したものであり，低慣性電力システムの周波数安定性を向上できる方法としての利用が期待される。
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