研究課題
平成16年度は、「自律分散電源実験システム用各ユニットの構築」と「システムの電圧安定化に関わる問題点検討のためのHILS(Hardware In the Loop Simulation)環境の構築」に重点を置き以下の成果を得た。1)システムを構成する太陽光発電、風力発電、フライホイール等、各ユニットの試作太陽光発電ユニット:バッテリー充電器などの電力変換段が1段の回路構成にも適用が可能な「電流誤差情報に基づく最大電力点追尾(MPPT)制御方式」を新たに提案し、シミュレーションで動作を確認すると共に、PICマイコンを利用して実験システムを構築した。風力発電ユニット:太陽光発電用に開発した「リミットサイクルMPPT制御方式」を、小形永久磁石同期発電機にダイオードブリッジ整流回路を組み合わせた直流電源のMPPT制御に適用することにより、風速、回転速度、電力等の情報を必要としない簡易MPPTが実現できることを実験的に示し、そのメカニズムを考察した。実験装置による動作の検証と並行して、シミュレーションモデルも構築した。また、2.2kW誘導機と永久磁石直流サーボモータのMGセットを用いて風車シミュレータを構築した。フライホイールユニット:DCバスの電圧の上昇/低下に伴い、余剰または不足する電力の吸収/放出を行うためのフライホイールユニットの制御系を、PWMインバータでV/f一定方式で可変速駆動される5kJフライホイール誘導機を用いて構築した。2)各ユニットの数式モデリングとシミュレーションによる動作の検証シミュレーションとリアルタイムシミュレータへの実装:汎用回路シミュレータPSIM、および制御系設計ツールMATLAB/SIMLINKにより、上記の各ユニットを伝達関数モデルにより表現し、動作の検証を行った。続いて、リアルタイムシミュレータ(DSPを用いたシステムコントローラ)上に、小規模自律分散電源システムを構築し、手動による外部入力信号によって太陽光の照度や風速を変化させ、系の動的な応答が再現されることを確認した。
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