| 研究課題/領域番号 |
20K04448
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| 研究機関 | 北海道科学大学 |
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研究代表者 |
矢神 雅規 北海道科学大学, 工学部, 教授 (30364243)
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| 研究分担者 |
一戸 昌則 北海道科学大学, 工学部, 准教授 (70806968)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 過渡安定度 / 可変速風力発電 / 太陽光発電 |
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| 研究実績の概要 |
可変速風力発電と太陽光発電を用いて系統安定度を向上させるための制御方法について検討した。以下に具体的な研究成果を示す。
1．可変速風力発電の電力変換器にDVS（Dynamic Voltage Support）機能を実装し、このDVSとしての無効電力制御と可変速風力発電機の慣性エネルギーを利用した有効電力制御を組み合わた制御方法について検討した。有効電力は系統周波数と回転速度に基づき制御され、無効電力はSVC（Static Var Compensator）の電圧-無効電力特性に基づいて制御される。系統事故を想定したシミュレーション解析により、提案方法の有効性を確認した。
2. 太陽光発電の電力変換器にDVS機能を実装し、系統事故除去後の電圧回復に有効な制御方法について検討した。こちらもSVCの電圧-無効電力特性を利用した。系統事故を想定したシミュレーション解析により、提案方法の有効性を確認した。
3．1と2の発電設備を連系したIEEE9母線ベンチマークモデルをベースとする電力系統モデルを用いたシミュレーション解析により、(a)可変速風力発電の有効電力制御、(b)可変速風力発電の有効・無効電力制御、(c)可変速風力発電の有効・無効制御および太陽光発電の無効電力制御をそれぞれ実施した場合の系統安定度への影響を調査した。その結果、(c)の安定化効果が最も大きいこと、DVS機能により有効電力の制御量が減少し、可変速風力発電から放出される慣性エネルギーが節約されることで速度低下が抑制されることを確認した。
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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
1．文献調査に基づき解析のための電力系統モデルを構築し、これに提案制御システムを実装した発電設備を連系してシミュレーション解析を実施している。
2. 限定的な解析条件ではあるが、可変速風力発電の慣性エネルギーを利用する有効・無効電力制御および太陽光発電の無効電力制御のそれぞれの安定化効果、協調制御した場合の安定化効果を確認した。
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| 今後の研究の推進方策 |
1．低風速下でも安定化装置として利用できるように可変速風力発電のdeloaded運転（定常状態時に出力を抑制して余力を確保する運転）について検討する。
2. ウインドファーム内の可変速風力発電の出力分担を決定するためのアルゴリズムを検討する。
3．可変速風力発電で構成されるウインドファームおよび太陽光発電に関して、それらの設備容量、連系点、負荷モデルなどをパラメータとする様々な運用条件下で提案方法の有効性を検証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
主に国内出張キャンセルに伴う旅費の未使用分。翌年度分の助成金と合わせ、電力系統解析用ワークステーションの購入、講演登録料、論文投稿料、研究資料の購入を計画している。
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