| 研究課題/領域番号 |
20K14768
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
星野 光 兵庫県立大学, 工学研究科, 助教 (30836292)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | コージェネレーション / 地域熱供給 / 階層制御 / モデル予測制御 / 非線形制御 / 階層的制御 / 蒸気ネットワーク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本課題では、地域熱供給システムに分散設置されたコージェネレーションの協調制御（集中制御）によりアンシラリーサービスを提供（電力系統の周波数制御に参加）するための手法を開発する。コージェネレーションは燃料流量の操作によって電気出力を調整できる一方、同時に熱出力が変化する。これに伴う熱供給システムでの蒸気流速の速い変化および蒸気圧力の遅い変化の両方を考慮した階層的な制御手法を提案するとともにその有効性を数値シミュレーションにより検証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では，地域熱供給システムに分散設置されたコージェネレーション(Combined Heat and Power; CHP)の協調制御によりアンシラリーサービスを提供，すなわち電力系統の周波数制御に参加するための手法について検討した．複数のCHPの総電気出力を指令値に追従させるとともに，蒸気供給ネットワークにおける蒸気流速および蒸気圧力が安全性の観点から望ましい仕様を満たすよう，これらの時間スケールの異なる応答を考慮した階層的な制御手法を開発し，その有効性を数値シミュレーションに基づき検証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CHPをアンシラリーサービスの提供に用いるには，熱出力の変化が熱供給システムの運用に悪影響を与えないことを担保する必要があり，北欧や英国などで導入されている温水式の地域熱供給システムに関しては多数の研究例がある．しかし，わが国などアジア諸国で広く採用されている蒸気供給ネットワークに対する研究はほとんどなく，その応答を適切に考慮した制御，運用手法の確立が望まれている．本研究で得られた制御手法は蒸気供給ネットワークの応答を陽に考慮したものであり，上記のような制御，運用手法の確立に向けた基礎検討として有用であると考えられる．
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