適応機能を有するファジ-制御による太陽光発電プラントの高効率化に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650342
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 上里 勝實 琉球大学, 工学部, 教授 (70045029)
• 研究分担者: 唐 躍進 琉球大学, 工学部, 助教授 (20284953) ; 千住 智信 琉球大学, 工学部, 助教授 (40206660)
• キーワード: 太陽光発電 / 最大電力点探索 / ファジ-ニューラルネットワーク / チョッパ制御

研究概要

本研究では、希薄で不規則に変動する太陽光エネルギーを高効率で電気エネルギーに変換するために、運転状態が変化しても常に最適な動作点で太陽電池が動作するように、新たに適応機構を導入したファジ-制御を太陽光発電システムに適用する。
平成8年度までに、沖縄県各地における太陽エネルギー賦存量を算出し、基礎データを得た。同時に最大日射エネルギーを得る最適傾斜角、最適方位角を求めた。また、全日射量から太陽電池発電量を算出して、沖縄各地の太陽エネルギーの電力変換に関する特性を明らかにし、その成果の一部を学会等で発表した。
平成9年度は、これまで得られたデータと前年度開発したファジ-制御による太陽電池最適動作点探索制御法を試作した太陽光発電プラントに適用し、その妥当性を実験により検証した。先ず、太陽光を模擬した白熱電球を用いて室内で実験を行い、提案手法の有効性を確認した。その後、野外にセットした太陽光発電システムによって、自然光による最適動作点探索の速応性や定常運転時の性能評価を行ったところ、良好な制御結果を得た。
また、これまでファジ-制御器のパラメータ調整は、試行錯誤で行ってきたが、実プラントに適応性を付加するためにファジ-ニューラルネットワークを導入した。その結果、日射量急変時においても速応性、安定性等の制御性能の向上を図ることができた。
以上の研究成果を国内外の学会等で発表すると共に、学術雑誌に投稿すべく現在作成準備中である。

研究成果

• [文献書誌] 千住 智信,具志堅 淳,上里 勝実: "ファジィ制御による太陽電池の最大出力追従制御" 電気学会論文誌B. 113・8. 962-963 (1993)
• [文献書誌] 千住 智信,上里 勝実,大熊 繁: "ファジ-制御による太陽電池の最大電力点の探索" 電気学会論文誌D. 114・9. 843-848 (1994)
• [文献書誌] 千住 智信,徳村 政也,上里 勝実: "出力特性の同定情報に基づく風力発電システムの最大出力点探索制御" 電気学会論文誌B. 116・12. 1541-1548 (1996)
• [文献書誌] Tomonobu Senjyu, Hajime Kinjo,Katsumi Uezato: "Unity Power Factor AC/DC Converter Using Disturbance Voltage Observer" 27th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference Record (PESC'96). Vol II. 1209-1214 (1996)
• [文献書誌] 千住 智信,金城 肇,上里 勝實: "電源電圧オブザ-バを用いた電圧形PWM AC/DCコンバータの力率1制御" 琉球大学工学部紀要. 52. 129-141 (1996)
• [文献書誌] 千住 智信,島田 尚昭,上里 勝実,唐 躍進: "沖縄県における太陽エネルギー賦存量の調査研究" 平成8年度電気関係学会九州支部連合大会講演論文集. 453. 197 (1996)