| 研究課題/領域番号 |
20K04455
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 福岡工業大学 |
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研究代表者 |
大山 和宏 福岡工業大学, 工学部, 教授 (60320321)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 風力発電システム / スイッチトリラクタンス発電機 / キャパシタレスAC-AC変換器 / HILS / リアルタイムシミュレーション / 可変速風力発電システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スイッチトリラクタンス発電機（SRG）とキャパシタレスAC-AC変換器の組合せによるギアレス可変速風力発電システム（提案方式）を構成している風力タービン、SRG、キャパシタレスAC-AC変換器とそのドライブ回路、そして各制御系を実装するコントローラの各機器を製作する前に、先に理論検証を行った制御系のコントローラへの実装を目的として、HILSによる実機製作前の最終的な動作検証を実施する。ここでの動作検証で十分な性能が確認できれば、実機性能を保証できる。動作検証の過程において、動作検証の結果に基づき、各機器の電気設計を見直しつつ、実機製作のための機械設計の精度を向上し、提案方式の実機実現を目指す。
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| 研究実績の概要 |
HILS（Hardware-In-the-Loop-Simulation）で検証する提案システムにおいて、HILSでの検証段階において制御パラメータ（風車速度制御器のPI制御ゲイン）の設定によっては、風車速度制御系が風速変化時に不安定になる現象が見られた。そこで不安定現象を回避すべく風車速度制御系の安定性解析を行った。具体的には、風車速度制御系のPI制御ゲインの様々な設計値に対して、様々な風速変化への追従性能を評価した。
追従性能を評価するにあたり、風速に応じて決定される風車速度指令に対して収束していく風車速度の特徴を５つのシナリオで定義して、横軸・比例ゲインそして縦軸・積分ゲインとした平面において、そのシナリオ分布を示した。最も安定なシナリオ１から不安定なシナリオ５までコンターズで示すことで、安定な設計ゲインを視覚的に分かり易く示すことができた。
そのシナリオ分布は、風車速度制御系のPI制御ゲインを設計するときの指針として有用である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
数年のコロナ禍において、リモート授業で使用する講義資料の準備で時間を要したり、一緒に実験を補助してくれる研究生（学生）を確保できなかったりして、計画通りに研究を進めることができなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究テーマに割く時間を優先的に確保するとともに、新たに配属された卒業研究生と修士学生と協働して、当初の研究計画に速やかに追いつくように研究活動を遂行する。
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