| 研究課題/領域番号 |
20K04539
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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21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
原 尚之 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (10508386)
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| 研究分担者 |
二瓶 泰範 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00470055)
林 直樹 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (80637752)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 風力発電 / 分散最適化 / スケール模型 / 荷重抑制 / ブレードピッチ制御 / 洋上風力発電 / スケール模型試験 / 浮体式風力発電 / 浮体式洋上風車 / ウィンドファーム / 予見制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、浮体式の洋上風車からなるウィンドファームに対する制御法の開発に取り組む。個々の洋上風車をエージェントとみなし、ウィンドファームをマルチエージェントネットワークと考える。そして、分散最適化の手法を応用することにより、ファーム全体の最適な制御法を開発する。また、個々の風車がうける疲労荷重の評価も高精度な風車シミュレータを用いておこなう。開発するウィンドファームの制御法の検証を、浮体式風車のスケール模型を用いおこなう。
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| 研究成果の概要 |
浮体式洋上風車およびウィンドファームにおける制御の高度化について研究をおこなった。主に取り組んだ内容は，次の３項目である: 1)ウィンドファームにおける分散最適化，2)風車の荷重抑制制御，3)スケール模型による荷重抑制制御の検証。1)に関しては，風速が定格風速以下の動作領域における最大電力の達成を目的とした制御，および，定格風速以上の動作領域における協調的なピッチ角制御について研究を実施した。2)に関しては，個別ピッチ角制御や予見制御を用いた荷重抑制制御を検討した。3)に関しては，風車スケール模型を用いて，ウィンドファームを想定した状況における個別ピッチ角制御の有用性を検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
持続可能な社会実現のために，カーボンニュートラルの達成が喫緊の課題となっており，発電分野においては，再生可能エネルギーの導入拡大が急務となっている。特に，我が国においては，適地が限られる陸上風力に比べ，洋上風量の導入ポテンシャルが大きい。多数の洋上風車を設置するウィンドファームにおいては，そのファーム全体の性能を考慮できる協調的制御手法が必要となる。また，個々の洋上風車の疲労荷重抑制も，メンテナンスをするためのアクセスが限定的な洋上風車においては，重要である。取り組んだ研究は，これらの点に関するものであり，今後の洋上風車の発展に向けた基盤的研究にあたる。
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