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2013 Fiscal Year Annual Research Report

スマートエネルギーシステム実現のための高度熱電併給システム制御技術

Research Project

Project/Area Number 23360103
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

金子 成彦  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70143378)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山崎 由大  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (60376514)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords動的設計 / エネルギーシステム / 分散型エネルギー / マイクログリッド / スマートエネルギー / 過渡特性 / ガスエンジン / ガスタービン
Research Abstract

本研究は、太陽光や風力などの変動を伴う再生可能エネルギーによる分散型電源の変動を補償するため、ガスエンジン(GE)やマイクロガスタービン(MGT)を用いたマイクロコジェネレーションシステム(熱電併給システム)と蓄電池から構成されるスマートエネルギーシステムの動的設計に関する研究である。本研究計画は、以下の3つのパートより構成されている。
①GEによる供給側変動補償技術の進化と確立
②MGTによる供給側変動補償技術の進化と確立
③スマートエネルギーシステムダイナミクスシミュレーション技術の構築
このうち、本年度は、③に重点を置いた研究を実施した。その結果、太陽光発電や風力発電等の自然エネルギーの変動抑制に利用するシステムについて、ガスエンジンの排気特性までも評価に入れて蓄電池とガスエンジンの台数を決定することの可能なアルゴリズムを構築することができた。さらに、ガスエンジンの効率を高めることを目的として、ガスエンジンの回転数可変制御運転と当量比可変制御運転について検討した。さらに、今回新たに、遺伝的アルゴリズムを適用して、自然エネルギー平準化システム内の分散電源の最適化を図り所望の成果を得ることができた。
なお、②については、MGTの燃焼振動の実験中に、燃焼器に接続された配管系等を含む全体システムを解析対象としなければ理解不能な振動現象が新たに観測されたことから、今後は、システム全体を対象としての安定性解析の必要性が判明した。これは、今後の研究課題である。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2013 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Development of an engine control system using city gas and biogas fuel mixture2013

    • Author(s)
      Yudai Yamasaki, Masanobu Kanno, Yoshitaka Suzuki and Shigehiko Kaneko
    • Journal Title

      Applied Energy

      Volume: Vol.101,issueC Pages: 465-474

  • [Journal Article] バイオマス由来ガス燃料を用いるエンジンの制御 (素反応数値計算とクランク軸瞬時トルクの適用)2013

    • Author(s)
      山崎由大,津田健嗣, 金子成彦
    • Journal Title

      日本機械学会論文集 C編(Web)

      Volume: 79-801 Pages: 1453-1460

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] バイオマス熱分解ガスを用いるディーゼルエンジンに関する研究2013

    • Author(s)
      山崎由大,野口雄平,藤原直人,金子成彦
    • Journal Title

      日本エネルギー学会誌

      Volume: 92-10 Pages: 957-963

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ガスエンジンを利用した自然エネルギー電源の出力変動補償2013

    • Author(s)
      山崎由大,小林大悟,野口雄平,牛島宏太,金子成彦
    • Journal Title

      日本機械学会論文集 B編(Web)

      Volume: 79-806 Pages: 2038-2048

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 自然エネルギーの変動抑制に利用するガスエンジンの排気特性とコスト評価2013

    • Author(s)
      見並克俊,山崎由大,金子成彦
    • Journal Title

      日本機械学会論文集B編

      Volume: 79-808 Pages: 2836-2845

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] バイオマス由来ガス燃料を利用するHCCIエンジンの自動運転制御2013

    • Author(s)
      山崎由大,新井太一,金子成彦
    • Journal Title

      日本機械学会論文集 C編(Web)

      Volume: 79-807 Pages: 4263-4274

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 変動抑制に利用するガスエンジンの回転数可変制御

    • Author(s)
      荒川大輝,山崎由大,金子成彦
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
  • [Presentation] 変動抑制に利用するガスエンジンの当量比可変制御

    • Author(s)
      清水文也,山崎由大,金子成彦
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)
  • [Presentation] 遺伝的アルゴリズムによる自然エネルギー平準化システム内の分散電源の最適化

    • Author(s)
      町田陸,山崎由大,金子成彦
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県)

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Published: 2015-05-28  

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