2014 Fiscal Year Research-status Report
カオスを用いた太陽光発電電力予測と電力平滑化制御法に関する研究
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24560333
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
舩曳 繁之 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (60108123)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 明子 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (10644213)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 太陽光発電 / 電力変動 / カオス / 電力平滑化制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究補助金で設置した日射強度計および太陽光発電システムでの、カオス短期間予測での精度向上を目指し、昨年度に指摘したカオス性成分と周期性成分の分離について検討を行った。先ず、太陽光発電電力の正規化データを周期回帰分析し、周期回帰モデルを作成して3つの周波数成分に分離した。この分離した周波数成分の内 LFC（Load Frequency Control）領域成分が、カオス性を有することを自己相関解析によって明らかにした。次に、この周波数成分のアトラクタを状態空間に再構成し、リアプノフスペクトラム解析によりカオス性の評価を行った。これらの解析により、正規化データを周波数により分離し、カオス短期間予測手法と周期性のある成分の予測手法を組み合わせて予測を行うことで、予測精度の改善が可能であることを明らかにした。
また、カオス短期間予測手法の欠点である遅れを改善するため、複数個の差分ベクトルの連なりからアトラクタの軌跡を予測する新しい手法を検討した。この新しい予測手法により、遅れの改善ができること、そして最も予測効果が期待される太陽光発電電力変動の激しい日で予測精度が向上することを明らかにした。800kWの太陽光発電システムの半年間のデータを用いて、太陽光発電電力変動の平滑化制御シミュレーション実験を行った結果、この発電電力変動を平滑化するために設置する電力貯蔵装置のエネルギー容量を、予測を用いない平滑化制御の約20％まで低減できることを示した。
また、平滑化制御法として、FIRフィルタを用いた平滑化についての検討を行い、移動平均や指数関数を用いた平滑化手法との比較・評価を行った。さらに、日射強度の平面分布の推定と配電変電所下流の電力潮流を推定する手法の開発し、高圧配電系統モデル域での潮流シミュレーションを実施し、日射強度推定の潮流制御への有効性を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「研究実施の概要」で記載したとおり、本研究の初期の目的の多くは達成できた。しかし、メガソーラーでの太陽光発電電力予測と平滑化制御の検証は、そのデータの入手が遅れたために実施できていない。なお、岡山県が所有しているメガソーラー（3.5M）のデータを本年度末に入手しており、このデータを用いた予測手法の検証を来年度に行い、本研究のまとめとする予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
（今後の推進方策）
平成26年度に予定していたメガソーラーでの検討を実施し、本年度までに開発した太陽光発電電力の短期間予測手法（カオス性を利用した手法、差分ベクトルを用いた手法）の有効性を検証する。同時に、これらの予測手法を用いた電力平滑化制御の計算機実験を行い、短期間予測の電力貯蔵装置のエネルギー容量低減への効果を評価する。以上を実施し、研究成果の公表とともに研究総括とまとめを行う予定である。
（次年度使用額が生じた理由と使用計画）
平成26年度にメガソーラーでの予測手法の検証を行う予定であったが、メガソーラーの発電電力データの入手が遅れて平成26年度末となったため、これの検討が未実施となったことおよび学会への研究成果の公表が遅れたために、未使用額が生じた。
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| Causes of Carryover |
平成26年度にメガソーラーでの予測手法の検証を行う予定であったが、メガソーラーの発電電力データの入手が遅れて平成26年度末となったため、これの検討が未実施となったことおよび学会への研究成果の公表が遅れたために、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成26年度に予定していたメガソーラーでの検討を実施し、本年度までに開発した太陽光発電電力の短期間予測手法（カオス性を利用した手法、差分ベクトルを用いた手法）の有効性を検証する。同時に、これらの予測手法を用いた電力平滑化制御の計算機実験を行い、短期間予測の電力貯蔵装置のエネルギー容量低減への効果を評価する。以上を実施し、研究成果の公表とともに研究総括とまとめを行う。
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| Remarks |
http://www.psc.ec.okayama-u.ac.jp/pps.html
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