2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23360117
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田村 淳二 北見工業大学, 工学部, 教授 (40171897)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 理音 北見工業大学, 工学部, 准教授 (60301975)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 風力発電 / 電気分解 / 水素製造 / 独立系等 / 周波数変動解析 / 蓄電池設計 |
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| Research Abstract |
今年度における研究成果を以下に列記する。
1.並列接続された複数のPMSG形風力発電機と1台の電解槽から成るスタンドアローンシステムを電力系統シミュレータPSCAD/EMTDC上に構築し、発電機側並列接続DC-DCコンバータによるMPPT運転制御系の理論的検討並びにシミュレーション解析を行い、その有効性に関して確認するとともに、複数発電機出力の均し効果により結果として電解槽に供給される電力が平滑化されることを確認した。
2.PMSG型風力発電機を含む電力系統の周波数と電圧の変動を高速に解析できる簡易手法を開発し、通常の同期発電機3台、ウインドファーム2か所から成るモデルシステムの解析に適用した。変動風速に対する系統周波数、各ノードにおける電圧変動の計算において、PMSG風力発電機のインバータのスイッチングまで考慮した瞬時値モデルによる計算結果との比較を行い、十分な計算精度が得られるにも拘らず、計算速度は約3000倍程度高速になることを確認した。
3.風力発電機の変動出力による電力系統の周波数変動を緩和するための蓄電装置の設計に関して、通常の同期発電機による周波数制御では調整できない周波数帯域の特性を明らかにし、その帯域の変動分のみ蓄電池で補償する制御システムをバンドパスフィルターを用いて構築した。その結果、蓄電池の容量がある程度低減できることを確認した。
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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
1.離島のシステムを想定した風力発電機と水素電解槽から成る独立系統における複数風力発電機のMPPT制御による効率的な水素製造システムの設計が順調に進んだ。
2.風力発電機の出力変動による系統周波数変動を抑制する蓄電池の制御に関して、制御システムを構築したことに加え、周波数帯域制御による蓄電池の容量低減の可能性を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
電力系統に接続された風力発電所・水素電解槽・蓄電池から成るシステム、並びに離島を想定した小規模システムを対象にして、風力発電機・水素電解槽・蓄電池の協調制御による系統周波数安定化と効率的な水素製造を達成するシステムを構築するにあたり、炭酸ガス排出量を定量的に考慮し、その削減に効果のある制御方法を構築し、その有効性を確認する。
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