| 研究課題/領域番号 |
21K03993
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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 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
梅村 敦史 北見工業大学, 工学部, 准教授 (90453795)
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| 研究分担者 |
高橋 理音 北見工業大学, 工学部, 准教授 (60301975)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | LMI制御 / 仮想同期発電機制御 / 風力発電 / ＬＭＩ制御 / 系統連系 / パワーエレクトロニクス / 線形行列不等式制御 / 系統連系インバータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、風力発電などの再生可能エネルギーのための系統連系インバータが増加している。系統連系インバータには慣性や同期化力などがないため系統の安定性に悪影響を与える場合がある。そのために、系統連系インバータに仮想的に同期発電機の特性を与えて系統を安定にする研究が進んでいる。
複数の制約を線形不等式（LMI）問題で記述し、これを解いてえられた最適状態フィードバックゲインよる制御器は、系統連系インバータの安定性と入出力制限などの制約を同時に満たすことが期待できる。
本研究では風力発電などの系統連系インバータの仮想発電機制御のためにLMI制御による離散時間モデル追従制御の設計方法について提案する。
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| 研究成果の概要 |
太陽光発電や可変速風力発電電力を系統に連系するにはパワーエレクトロニクス技術による変換器を介して系統に連系する。従来の電力系統は同期発電機から電力を供給している。そのため、同期発電機の慣性エネルギーと同期化力が系統の安定化に貢献している。再生可能エネルギーが普及し、再生可能エネルギー発電が電力系統に増えてくると同期発電機が減少するため系統の安定性が心配されている。その対策として再生可能エネルギー発電の変換器に仮想的に同期発電機をシミュレートする仮想同期発電機制御の導入が研究開発されている。本研究では仮想同期発電機モデルを目標としているゲインスケジューリング制御を提案する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
系統追従方式の仮想同期発電機制御を瞬時値最適制御であるゲインスケジューリング制御が適用可能であれば、仮想同期発電機制御のロバスト性や追従性能の向上が期待でき、過電流抑制の向上が期待できる。これらは、系統への導入時にコストダウンしつつ、信頼性向上が期待できる。制御工学としては、極が単位円に近い仮想同期発電機モデルのような目標へゲインスケジューリング制御の導入ができれば、この制御手法の適用範囲の拡大が期待できる。
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