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2022 Fiscal Year Research-status Report

ハイブリッド蓄電システムを有する仮想同期発電機の開発と実機検証

Research Project

Project/Area Number 22K14233
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

小岩 健太  千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (80815481)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords仮想同期発電機 / 再生可能エネルギー / 電力貯蔵装置
Outline of Annual Research Achievements

化石燃料の枯渇や地球温暖化などの環境問題の深刻化に伴い,太陽光・風力発電をはじめとした再生可能エネルギー発電の導入拡大による恒久的な社会実現が期待されている.しかしながら,これらの電源は火力発電と異なり慣性力および同期化力を持たないため,電力系統の大規模停電を引き起こすことが問題視されている.本研究が対象とする「仮想同期発電機」は上記問題を解決し,再生可能エネルギー発電の導入拡大を実現する基盤技術ではあるが,そこに含まれる蓄電池は非常に高コストであり,実用化のボトルネックとなっている.
本研究では,この問題を解決し仮想同期発電機技術の確立,引いては再生可能エネルギー発電導入拡大に資するために,具体的に下記に取り組んでいる.
1.ハイブリッド蓄電システムを有する仮想同期発電機の開発
2.蓄電池のエネルギーマネジメントと仮想同期発電機制御系を統合した制御方法の開発
当該年度においては上記1に関して基本的なシステムの枠組みを完成させ,シミュレーションによる解析を行い,システム全体の有効性を確認した.また,上記2に関してもハイブリッド蓄電システムを有する仮想同期発電機に対して,仮想同期発電機としての性能を損なうことなく,二つの蓄電池のエネルギーをマネジメントできる制御方法を構築することに成功した.これらの結果を踏まえ,来年度はコスト面での優位性を定量的に明らかにすることに加え,実機実験に着手し,実装の観点からも提案システム・制御法を検証する予定である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

1)ハイブリッド蓄電システムを有する仮想同期発電機の基本的なシステム構成を確立したこと,
2)上記システムに対し具体的な制御方法を明らかにしたこと,
3)シミュレーションにより提案システム・制御方法の有効性を確認したこと,
4)実機検証のための環境構築に着手していること.

Strategy for Future Research Activity

ハイブリッド蓄電システムを有する仮想同期発電機に対し下記に取り組む.
1)机上計算により従来システムに対しコスト面での優位性を示す.
2)実機実験による検証

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] A Novel Filter With High Harmonics Attenuation and Small Dimension for Grid-Connected Inverter2023

    • Author(s)
      Koiwa Kenta、Takahashi Harutaka、Zanma Tadanao、Liu Kang-Zhi、Natori Kenji、Sato Yukihiko
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Power Electronics

      Volume: 38 Pages: 2202~2214

    • DOI

      10.1109/tpel.2022.3207432

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optimal Hydrogen Production and High Efficient Output Smoothing in Wind Farm2022

    • Author(s)
      Koiwa Kenta、Cui Linman、Zanma Tadanao、Liu Kang-Zhi
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 10 Pages: 122001~122009

    • DOI

      10.1109/access.2022.3223476

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Passivity-Based Robust Controller Design for Load-Independent Voltage Source Inverters2022

    • Author(s)
      Koiwa Kenta、Goto Taiki、Zanma Tadanao、Liu Kang-Zhi
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 10 Pages: 132742~132751

    • DOI

      10.1109/access.2022.3230967

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Optimal Control for Energy Storage System Using Prediction of Wind Farm Output2022

    • Author(s)
      Tomonori Tashiro, Kenta Koiwa, Tomoya Ishii, Kang-Zhi Liu, Tadanao Zanma
    • Organizer
      The 41st Chinese Control Conference (CCC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Coordinated Control of Combining Wind Farms with Hydrogen Production2022

    • Author(s)
      Linman Cui, Kenta Koiwa, Kang-Zhi Liu, Tadanao Zanma
    • Organizer
      The 41st Chinese Control Conference (CCC 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 系統連系インバータの適応スイッチング周波数制御による減衰極を有するフィルタ体積の低減2022

    • Author(s)
      高橋春孝, 小岩健太, 残間忠直, 劉康志
    • Organizer
      第65回自動制御連合講演会
  • [Presentation] ウィンドファーム出力の最大最小予測を利用した電力貯蔵装置の最適制御2022

    • Author(s)
      田代智徳, 小岩健太, 劉 康志, 残間忠直
    • Organizer
      令和4年 電気学会 電力・エネルギー部門大会
  • [Presentation] A Coordinated Control Method for Integrated System of Wind Farm and Hydrogen Production2022

    • Author(s)
      崔琳曼, 小岩健太, 劉康志, 残間忠直
    • Organizer
      令和4年 電気学会 電力・エネルギー部門大会
  • [Presentation] 系統連系インバータにおける LCTCL フィルタの設計およびアクティブダンピングの適用2022

    • Author(s)
      高橋春孝, 小岩健太, 残間忠直, 劉康志
    • Organizer
      令和4年 電気学会 電力・エネルギー部門大会
  • [Presentation] モデル予測制御を用いた仮想同期発電機の最適制御2022

    • Author(s)
      苫米地 晃, 小岩健太, 劉康志, 残間忠直
    • Organizer
      令和4年 電気学会 電力・エネルギー部門大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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