| 研究課題/領域番号 |
16K18123
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
原 尚之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10508386)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 浮体式洋上風車 / ブレードピッチ角制御 / 予見制御 |
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| 研究実績の概要 |
風速の予見情報を利用した浮体式風車の制御について検討を進めた。実際の風速予見情報は、LIDARを利用し得られることを想定しているが、測定値の誤差は避けられない。そこで、スパー型浮体をもつNREL5MW風車を制御対象とし、そのような誤差を確率的な外乱として表現し、確率モデル予測制御を適用することによりその基本的な性能を数値シミュレーションにより確認した。特に、IEC 61400-1で定められたExtreme Operating Gustとよばれる突風条件を想定し、発電機速度に設けた制約条件と設定した制約をみたす確率について検証をした。また、前年度1/100スケール模型の数理モデルに対し実施した風速の予見情報を利用した状態フィードバックH∞予見制御では、その制御則が全状態を必要としていたが、本年度は出力フィードバックの場合を利用した場合について検討を進めた。そして、予見時間とH∞性能の関係を調査し、性能改善が見込めることが確認された。また、個別ピッチ制御と発電機トルク制御を併用した場合の性能について検討をおこない、ブレード翼根の疲労荷重などが抑制できることを確認した。個別ピッチ制御が可能な1/100スケール模型は有していなかったため、製作を依頼し実機が完成した。本スケール模型を利用し、予見制御の実機試験、個別ピッチ制御の有効性を確認することを予定しているが、現在は、本スケール模型を利用した試験ができるように実機準備を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
予見情報を利用した制御について、予見情報の不確かさ（誤差）などを考慮した場合について確率モデル予測制御を用いた検討が進められた。H∞予見制御における風速予見情報に含まれる誤差の影響についても検討を行っている。また、個別ピッチ制御についても風車シミュレータ上で制御器設計、性能評価をおこなった。予定通り個別ピッチ角制御が可能なスケール模型を製作し、本実機を利用した実験にむけ準備を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
H∞予見制御については風速予見情報の不確かさを考慮した場合の検討を進める。また、スケール模型実機において、個別ピッチ制御、予見制御の実験検証準備を進める。ウィンドファームの制御についても、そのモデル化、予見制御の適用について検討を進める。
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