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現代制御理論を用いて振動低減を行う仮想同期発電機の制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K14643
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関大阪大学

研究代表者

劉 佳  大阪大学, 工学研究科, 助教 (00791922)

研究協力者 伊瀬 敏史  
三浦 友史  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードインバータ / 分散電源 / 仮想同期発電機 / 状態フィードバック / 極配置 / 現代制御理論 / 状態フィードバック制御 / 電力工学 / 再生可能エネルギー / 制御工学
研究成果の概要

本研究では、電力系統に慣性を寄与する仮想同期発電機制御を用いたインバータ型分散電源について、現代制御理論によりその振動性を低減することを目的とした。そのため、極配置法を用いた状態フィードバック制御を提案し、そのチューニング方法および設計フローチャートを確立した。さらに、様々な運転モードと条件において提案制御の特性を解析・評価し、従来制御と比較した。その結果、提案制御が従来方法より速い応答を実現できると同時に、リプル・ノイズ耐性も優れていることを、理論解析およびシミュレーション・実験にて示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生可能エネルギー発電の大量導入により、同期発電機がどんどんインバータに切り替わっていく次世代の電力系統において、インバータの慣性補償機能が重要になる。それができる仮想同期発電機制御が振動しやすいが、本研究で提案した振動低減方法でその弱点をなくし、インバータ型分散電源の大量導入の土台を構築した。提案した設計方法と解析方法も、分散電源の研究において世界を先んじ、今後の研究開発の理論的基盤に寄与する。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A Novel Oscillation Damping Method of Virtual Synchronous Generator Control Without PLL Using Pole Placement2018

    • 著者名/発表者名
      Jia Liu, Yushi Miura and Toshifumi Ise
    • 雑誌名

      Proceedings of International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia-)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 極配置法による仮想同期発電機制御の振動抑制方法2017

    • 著者名/発表者名
      劉佳,三浦友史,伊瀬敏史
    • 雑誌名

      電気学会 電力技術・電力系統技術合同研究会資料

      巻: PE-17-101,PSE-17-101 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A Comparative Study on Damping Methods of Virtual Synchronous Generator Control2019

    • 著者名/発表者名
      Jia Liu, Yushi Miura, and Toshifumi Ise
    • 学会等名
      21st European Conference on Power Electronics and Applications (EPE 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Novel Oscillation Damping Method of Virtual Synchronous Generator Control Without PLL Using Pole Placement2018

    • 著者名/発表者名
      Jia Liu, Yushi Miura and Toshifumi Ise
    • 学会等名
      International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia-)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極配置法による仮想同期発電機制御の振動抑制方法2017

    • 著者名/発表者名
      劉佳,三浦友史,伊瀬敏史
    • 学会等名
      電気学会 電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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