レアアース材料不使用で低風速対応可能な風力用誘導発電システムの高効率低コスト化

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560287
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 木村 紀之 大阪工業大学, 工学部, 教授 (00144428)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 電気エネルギー工学 / 風力発電 / 誘導発電システム / インバータ励磁

研究概要

永久磁石式同期機は低風速でも発電可能であるが、系統連系用の周波数変換器が必要となり、さらに永久磁石はネオジウムなどの高価なレアアース材料を使用しており、永久磁石式同期機そのものが高価格である。そこで安価な、かご型誘導機に対して小容量の電圧形変換器を用いて励磁を行うことにより低風速での発電と最大出力追従制御を可能にする。有効電力は電圧形変換器より安価な高力率コンバータで吸収する。電圧形変換器の容量は無効電力供給のみとなり、定格出力の17%で運転可能であることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] 風力用電圧形変換器励磁誘導発電システムの電力制御特性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森實俊充、木村紀之、谷口勝則・
  • 雑誌名: 電気学会論文誌B 巻: Vol.132 ページ: 181-188
  • DOI: DOI:10.1541/ieejpes.132.181
  • 査読あり
• [学会発表] Wind Power Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Kimura
  • 学会等名: IEEE-PELS Taipei Chapter, Taiwan-Japan Symposium on Power Conversion
  • 発表場所: National Taiwan University of Science and Technology (Taipei,Taiwan).
  • 年月日: 2012-11-24
• [学会発表] Switching Measurement of Soft Switching DC-DC Boost Converter using Lossless Snubber and Coupling Inductor (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki KimuraKenta Isozumi、Toshimitsu Morizane、 Hideki Omori
  • 学会等名: TheInternational Conference on RenewableEnergy Research and Applications (ICRERA2012)
  • 発表場所: ベストウエスタ ンプレミアホテル長崎.
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] Soft Switching DC-DC Boost Converter with Coupling Inductor for Continuous Current Mode Operation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta Isozumi 、 NoriyukiKimura 、 Toshimitsu Morizane、 Hideki Omori
  • 学会等名: The 15th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2012)
  • 発表場所: 北海道立道民活動センター.
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Current Peak Reduction of Voltage Source Converter Exciting Induction Generator for Wind Power Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Sakoda 、 Noriyuki Kimura 、 Toshimitsu Morizane and Hideki Omori
  • 学会等名: The15th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2012)
  • 発表場所: 北海道立 道民活動センター.
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] 結合インダクタを用いた電流連続モードソフトスイッチング昇圧形DC-DCコンバータの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 五十棲健太,木村紀之,森實俊充,大森英樹
  • 学会等名: 平成24年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉工業大学
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] Active Filter Action using DFT to Reduce Peak Exciting Current of New Induction Generator System for Wind Power Generation (2012)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Kimura、 Toshimitsu Morizane、 Hideki Omori
  • 学会等名: The Thirteenth IEEE Workshop on Control and Modeling for Power Electronics
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2012-06-12
• [学会発表] Minimum Reactive Power Tracking with MPPT of Converter Excited Induction Generator for Wind Power Generation (2011)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Kimura 、 Toshimitsu Morizane
  • 学会等名: IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC)-2011
  • 発表場所: Niagara Falls (Canada).
  • 年月日: 2011-05-17
• [学会発表] Maximum Power Point Tracking of Wind Power Generator using Inverter Excited Induction Machine (2010)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Kimura 、 Kenichi Nakatani、 Toshimitsu Morizane
  • 学会等名: International technical conference of IEEE Region 10
  • 発表場所: 福岡国際会議場.
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Doubly Fed Induction Generator for Wind Power Generation using Synchronous Rectifier (2010)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Kimura、 Kenichi Nakatani、Toshimitsu Morizane、Yasuyuki Nishida
  • 学会等名: The 14th International Power Electronics and Motion Control Conference
  • 発表場所: Metropol Lake Resort(Ohrid, Macedonia).
  • 年月日: 2010-09-07