| 研究課題/領域番号 |
17K07026
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
藤野 貴康 筑波大学, システム情報系, 准教授 (80375427)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | MHD発電 / 非平衡プラズマ / 変動補償電源 / 電磁流体解析 |
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| 研究実績の概要 |
太陽光/風力発電の大量導入時における電力安定供給の実現は喫緊の課題であり，火力発電には高効率のみならず電力需給ギャップの調整電源としての高い負荷追従能力が求められている。本研究で対象とする希ガスMHD発電機は，機械的可動(回転)部をもたず作動気体のエネルギーを直接電気エネルギーに変換することから，既存の火力タービン発電機とは異次元の負荷追従能力を発揮する可能性がある。本研究課題では，電磁流体解析技術を駆使して，希ガスMHD発電機の高速負荷追従能力を定量的に把握し，その上で，再生可能エネルギー電源大量導入時の数秒周期の激しい負荷変動への希ガスMHD発電機の追従可能性を見極めることを目的としている．
今年度は，研究計画に従い，本研究の基盤となる，（１）衝突・輻射プラズマモデルを導入した希ガスMHD発電機解析用電磁流体プログラムの開発，（２）希ガスMHD発電機内と外部電力系統との接続解析モデルの構築とプログラム化，（３）出力調整用制御システムの解析モデルの構築とプログラム化，（４）これら各解析プログラムを結合した連成解析用プログラムを整備した．さらに，H30年度に予定していた同プログラムを用いた希ガスMHD発電機の安定定格運転をもたらす外部電力系統接続システムの回路定数の選定を目的とした数値解析や出力調整司令に対する希ガスMHD発電機の応答特性の把握を目的とした数値解析に関して，その予備解析として熱入力10MWクラスの小型MHD発電機を対象にして実施した．その解析からは，希ガスMHD発電機の高い負荷追従能力が示された．この結果を受け，H30年度に当初の計画通り熱入力1000MW級の商用規模大型希ガスMHD発電機を対象に，希ガスMHD発電機の負荷追従能力を調べる予定である．
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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
研究実績欄にて述べたとおり，当初の計画通りに研究を進めることができているため，進捗状況は順調に進展していると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度（H30年度）は，（１）まず熱入力1000MW級の希ガスMHD発電機に対して安定定格運転をもたらす外部電力系統接続システムの各種回路定数を選定するための数値解析を実施する．ここでは，安定した有効電力の供給のみならず無効電力の少ない電力供給を可能とする各種回路定数を探索する．（２）次に，同商用規模希ガスMHD発電機の負荷追従能力を定量的に評価するためパルス状の出力調整指令に対する希ガスMHD発電機の応答特性を電磁流体解析から調べる．ここでは，時間的応答性はもちろん出力可変幅（下げしろ）についても詳細に調べる．
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