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風力発電の導入拡大に向けた電力系統の品質保証に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J04587
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関千葉大学

研究代表者

小岩 健太  千葉大学, 大学院工学研究院, 特任助教

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード電力システム / 風力発電 / 電力貯蔵装置 / 制御工学 / 最適化
研究実績の概要

本研究では,風力発電の導入拡大の障害となっている出力変動に関する問題および系統事故時における風力発電機の運転継続に関する問題に取り組んだ.その中で,今年度は,上記の出力変動に関して,次の課題の解決を目指した.(1)風力発電の出力平滑化を行う電力貯蔵装置の所要kWh容量・所要定格出力の決定方法の構築,(2)電力貯蔵装置の所要kWh容量および所要定格出力を低減化する制御器設計法の構築.上記(1)に関しては,制御工学において用いられる評価指標であるH∞ノルムを用いて所要kWh容量・所要定格出力を記述できることを明らかにした.当初の予定では所要kWh容量についてのみ決定方法を明らかにする予定であったが,研究の過程で所要定格出力に関してもH∞ノルムにより記述できることが明らかとなった.したがって,これまで試行錯誤的に決定されていた電力貯蔵装置のkWh容量や定格出力が体系的に算出可能となったため,予想以上の成果が得られたと言える.上記(2)に関しては,(1)で得られた結果を利用して所要kWh容量および所要定格出力を低減化する方法を以下に示すように2つ構築した.
①数値最適化手法を用いた電力貯蔵装置の制御系フィルタ設計法
②H∞制御による電力貯蔵装置の制御系設計法の制御器設計方法
上述した成果の内,「風力発電の出力平滑化を行う電力貯蔵装置の所要kWh容量・所要定格出力の決定方法」および「数値最適化手法を用いた電力貯蔵装置の制御系フィルタ設計法」を論文としてIEEE Transactions on industrial Electronics に投稿し掲載された.また,「H∞制御による電力貯蔵装置の制御系設計法」に関して,研究開発レターとして電気学会論文誌.Bに投稿し掲載された.以上の結果から期待以上の成果が得られたと言える.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] <i>H</i><sub>∞</sub>制御による電力貯蔵装置の容量低減化2017

    • 著者名/発表者名
      小岩 健太, 鈴木 賢太, 劉 康志, 残間 忠直, 若生 将史, 田村 淳二
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 137 号: 8 ページ: 596-597

    • DOI

      10.1541/ieejpes.137.596

    • NAID

      130005876218

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis and Design of Filters for Energy Storage System: Optimal Trade-off between Frequency Guarantee and Energy Capacity/Power Rating2017

    • 著者名/発表者名
      K. Koiwa, K.Z. Liu and J. Tamura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: 65 号: 8 ページ: 6560-6570

    • DOI

      10.1109/tie.2017.2688974

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 可変速風力発電用フルコンバータの積分器を用いない制御方法2018

    • 著者名/発表者名
      小岩健太,李迎暁,劉康志,残間忠直,田村淳二
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] H∞ Control Approach to the Minimization of Energy Capacity of Energy Storage System2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Koiwa, Kenta Suzuki, Kang Zhi Liu, Junji Tamura, Min Wu
    • 学会等名
      the 36th Chinese Control Conference (CCC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An Optimal Fluctuation Control Method of Wind-Farm Output Using Inertia of Wind Turbines and Its Reduction Effect on Battery’s Capacity2017

    • 著者名/発表者名
      Takuro Tawara, Kenta Koiwa, Kang-Zhi Liu
    • 学会等名
      2017 International Conference on Industrial Engineering and Industrial Electronic (ICIIE 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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