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超高効率OTECプラントの動特性と拘束条件を考慮した制御システム構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K04207
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21040:制御およびシステム工学関連
研究機関佐賀大学

研究代表者

松田 吉隆  佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 助教 (00578429)

研究分担者 後藤 聡  佐賀大学, 理工学部, 教授 (20225650)
杉 剛直  佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (00274580)
池上 康之  佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (80232172)
安永 健  佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 助教 (50758076)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード海洋温度差発電 / 2段ランキンサイクル / 動特性 / 拘束条件 / むだ時間 / 制御システム
研究成果の概要

本研究では,海洋温度差発電(OTEC)の制御について,近年超高効率化を目指して研究が進められている2段(多段)ランキンサイクルを用いたOTECプラントの動特性およびその制御問題について検討した.特に,動特性を考慮したモデル構築においては,発電量制御のための動的モデルとして,温冷海水・作動流体流量を入力としたモデルをいくつか具体的に提案した.また,そのモデルを用いた発電量制御の手法についてもいくつか提案し,モデルと制御手法の有効性を数値シミュレーションおよび実験により検証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年再生可能エネルギーの有効利用促進が求められているが,その有効なエネルギー源のひとつに海洋温度差発電(OTEC)がある.すなわち,再生可能エネルギーに関する検討という点に本研究の社会的意義がある.また,OTECは一般的に熱効率が低いことが大きな課題であるが,本研究は,近年超高効率化を目指して研究が進められている2段(多段)ランキンサイクルについて,超高効率な状態を維持する制御手法の具体的な構築方法を検討している.これが本研究の学術的意義である.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 12件)

  • [雑誌論文] Water Level Control of After Condenser in a Spray Flash Desalination System Using Stochastic Process2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Yoshitaka,Eishima Yoshihiro,Goto Satoru,Sugi Takenao,Morisaki Takafumi,Yasunaga Takeshi,Ikegami Yasuyuki
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 32 号: 1 ページ: 24-31

    • DOI

      10.5687/iscie.32.24

    • NAID

      130007632909

    • ISSN
      1342-5668, 2185-811X
    • 年月日
      2019-01-15
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Control System with Anti-windup Compensation for Water Level Control of Flash Chamber in a Spray Flash Desalination System via Stochastic Processes2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Ryoichi Sakai, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Extended Abstract of the 52nd ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications, Partially Online, October 29-30, 2020, pp. 63-64
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a State Space Model with Warm and Cold Seawater Flow Rate Inputs for an OTEC Plant Using Rankine Cycle2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Daiki Suyama, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Proceedings of SICE Annual Conference 2020, September 23-26, 2020, Chiang Mai, Thailand (Online Conference), pp. 1856-1861
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a State Space Model for a Spray Flash Desalination System2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Ryoichi Sakai, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Proceedings of 4th IEEE Conference on Control Technology and Applications, Canada (Online Conference), August 24-26, 2020, pp. 922-927
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control System for Water Level Control of Flash Chamber in a Spray Flash Desalination System via Stochastic Processes2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Ryoichi Sakai, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Proceedings of the 51st ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications, The University of Aizu, Fukushima, JAPAN, November 1-2, 2019, pp. 7-12
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Construction of a State Space Model for an OTEC Plant Using Rankine Cycle with Heat Flow Rate Dynamics2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Daiki Suyama, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Preprints of the 21st IFAC World Congress (Virtual), Berlin, Germany, July 12-17, 2020, pp. 13225-13230
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2段ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントの温海水流量を入力とした状態空間モデル2020

    • 著者名/発表者名
      陶山大暉,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会,Online開催,2020,2H2-1, pp. 919-924
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スプレーフラッシュ蒸発式海水淡水化実験プラントの遠隔地からの監視実験2020

    • 著者名/発表者名
      松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之,江頭成人
    • 学会等名
      2020年度(第73回)電気・情報関係学会九州支部連合大会,オンライン開催,2020,06-1A-05,p. 67
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントの冷海水流量を入力とした状態空間モデル2020

    • 著者名/発表者名
      陶山大暉,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第64回システム制御情報学会研究発表講演会,2020年5月20日~22日,Web開催,GS08-1,pp. 356-360
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントのむだ時間を考慮した簡易動的モデルに基づく発電量制御2020

    • 著者名/発表者名
      松田吉隆,青崎祐也,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第7回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(第11回プラントモデリングシンポジウム),徳島大学 常三島地区,徳島,2020年3月2日~5日,3C2-3
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Control System for Water Level Control of Flash Chamber in a Spray Flash Desalination System via Stochastic Processes2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Ryoichi Sakai, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Extended Abstract of the 51st ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications, The University of Aizu, Fukushima, JAPAN, November 1-2, 2019, pp. 19-20
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water Level Control of Flash Chamber in a Spray Flash Desalination System with Valve Dynamics and Flow Rate Limitation2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Ryoichi Sakai, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Proceedings of 2019 19th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2019), Oct. 15-18, 2019 in ICC Jeju, Korea, pp. 879-884
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Power Generation Control of OTEC Plant Using Double-stage Rankine Cycle with Target Power Output Variation by Simultaneous Regulation of Multiple Flow Rates2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Riku Oouchida, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Proceedings of SICE Annual Conference 2019, September 10-13, 2019, Hiroshima, Japan, pp. 1412-1417
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Model Construction of OTEC Plant Using Double-stage Rankine Cycle with Time Delay by Considering Separator and Working Fluid Tank2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Aosaki, Yoshitaka Matsuda, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga, Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      Proceedings of 2019 12th Asian Control Conference (ASCC2019), Kitakyushu, Fukuoka, Japan, June 9-12, 2019, pp. 358-363
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2段ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントの流量の動特性を考慮した簡易動的モデルによる発電量制御2019

    • 著者名/発表者名
      大内田陸,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第38回計測自動制御学会九州支部学術講演会予稿集,令和元年11月30日,宮崎大学工学部,宮崎,2019,2A2,pp. 49-52
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スプレーフラッシュ蒸発式海水淡水化システムの水位制御実験2019

    • 著者名/発表者名
      阪井亮一,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会,札幌コンベンションセンター,北海道,2019,1D1-02
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スプレーフラッシュ蒸発式海水淡水化実験プラントの遠隔監視実験2019

    • 著者名/発表者名
      松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之,江頭成人
    • 学会等名
      2019年度(第72回)電気・情報関係学会九州支部連合大会,九州工業大学,戸畑キャンパス,福岡,2019,06-2A-14,p. 372
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フラッシュ室出口バルブの動特性を考慮したスプレーフラッシュ蒸発式海水淡水化システムの水位制御2019

    • 著者名/発表者名
      阪井亮一,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会,2019年5月22日~24日,中央電気倶楽部,大阪,GSb09-1,pp. 295-299
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2段ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントの作動流体ポンプの動特性を考慮した簡易動的モデルの構築2019

    • 著者名/発表者名
      大内田陸,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第6回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(第10回プラントモデリングシンポジウム),熊本大学黒髪キャンパス南地区,熊本,2019年3月6日(水)~3月9日(土),3B2-5
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2段ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントのむだ時間を考慮した簡易動的モデルにおける海水流量変化の影響2019

    • 著者名/発表者名
      青崎祐也,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第6回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム(第10回プラントモデリングシンポジウム),熊本大学黒髪キャンパス南地区,熊本,2019年3月6日(水)~3月9日(土),3B2-6
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Current Status of Web-based Simulator and Control System for OTEC Plant Using Double-stage Rankine Cycle2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takeshi Yasunaga, Yasuyuki Ikegami and Naruto Egashira
    • 学会等名
      6th International OTEC Symposium, September 26-27, 2018, Okinawa, Japan, IOS6-09
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Regulation of Multiple Flow Rates for Power Generation Control of OTEC Plant Using Double-stage Rankine Cycle2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Riku Oouchida, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takafumi Morisaki, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2018, September 11-14, 2018, Nara Kasugano International Forum, Nara, Japan, pp. 983-988
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anti-windup Compensation for Water Level Control of a Spray Flash Desalination System with Flow Rate Limitations2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuda, Ryoichi Sakai, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takafumi Morisaki, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
    • 学会等名
      2nd IEEE Conference on Control Technology and Applications, The Scandic Hotel Copenhagen, Copenhagen, Denmark, August 21-24, 2018, pp. 1363-1368
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントの気液分離器を考慮した動的モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      大内田陸,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第37回計測自動制御学会九州支部学術講演会,平成30年11月23日~24日,琉球大学工学部,沖縄,2018,102B2
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2段ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラント実時間遠隔操作のためのWebアプリケーション開発2018

    • 著者名/発表者名
      松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之,江頭成人
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会,南山大学名古屋キャンパス,愛知,2018,3C4,pp. 665-670
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2段ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントの温海水温度の変動を考慮した発電量制御の改善2018

    • 著者名/発表者名
      大内田陸,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会,大分大学,旦野原キャンパス,大分,2018,03-2A-09,p. 300
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] スプレーフラッシュ蒸発式海水淡水化システムの真空ポンプを考慮したシミュレーションモデルの改良2018

    • 著者名/発表者名
      阪井亮一,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会,大分大学,旦野原キャンパス,大分,2018,03-2A-07,p. 298
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2段ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントのむだ時間を考慮した動的モデルの構築2018

    • 著者名/発表者名
      青崎祐也,松田吉隆,杉剛直,後藤聡,安永健,池上康之
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会,大分大学,旦野原キャンパス,大分,2018,03-2A-08,p. 299
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2段ランキンサイクルを用いた海洋温度差発電プラントシミュレータの遠隔制御2018

    • 著者名/発表者名
      江頭成人,後藤聡,杉剛直,松田吉隆,安永健,池上康之
    • 学会等名
      第23回動力・エネルギー技術シンポジウム,2018年6月14日~15日,国際ホテル宇部,山口,E122
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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