スマートエネルギーシステム実現のための高度熱電併給システム制御技術

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360103
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金子 成彦 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70143378)
• 研究分担者: 山崎 由大 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (60376514)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 動的設計 / エネルギーシステム / 分散型エネルギー / マイクログリッド / スマートエネルギー / 過渡特性 / ガスエンジン / ガスタービン

研究概要

本研究は以下の3部により構成されている。①ガスエンジンによる供給側変動補償技術の進化と確立、②マイクロガスタービンによる供給側変動補償技術の進化と確立、③スマートエネルギーシステムダイナミクスシミュレーション技術の構築。①についてはリアルタイムセンシング技術により瞬時の燃料の特性を推測し、最適な燃焼状態を保持できることを実現できた。②については遅れ時間を定量的に計算し、熱発生位置を安定判別に組み込んだ理論を提案し実験で検証した。③については自然エネルギーの変動補償にガスエンジンと蓄電池を組み合わせた場合、効率とコストの2つを評価関数として最適な組み合わせを見つける手法を提案することができた。

研究成果

• [雑誌論文] バ イオマスガスを利用するHCCI エンジン(予混合気の不均質性の影響) (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎由大, 篠田治人, 金子成彦
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 巻: Vol.93,No.2 ページ: 135-141
• [雑誌論文] バイオマス由来ガス燃料を利用するHCCIエンジンの自動運転制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎由大, 新井太一, 金子成彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C 編(Web) 巻: Vol.79,No.807 ページ: 4263-4274
• [雑誌論文] 自然エネルギーの変動抑制に利用するガスエンジンの排気特性とコスト評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 見並克俊, 山崎由大, 金子成彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編(Web) 巻: Vol.79,No.808 ページ: 2836-2845
• [雑誌論文] ガスエンジンを利用した自然エネルギー電源の出力変動補償 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎由大, 小林大悟, 野口雄平, 牛島宏太, 金子成彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 B 編(Web) 巻: Vol.79,No.806 ページ: 2138-2148
• [雑誌論文] バイオマス熱分解ガスを用いるディーゼルエンジンに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎由大, 野口雄平, 藤原直人, 金子成彦
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 巻: Vol.92,No.10 ページ: 957-963
• [雑誌論文] バ イオマス由来ガス燃料を用いるエンジンの制御 (素反応数値計算とクランク軸瞬時トルクの適用) (2013)
  • 著者名/発表者名: 山崎由大, 津田健嗣, 金子成彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 C 編(Web) 巻: Vol.79,No.801 ページ: 1453-1460
• [雑誌論文] Development of an engine control system using city gas and biogas fuel mixture (2013)
  • 著者名/発表者名: Yudai Yamasaki, Masanobu Kanno, Yoshitaka Suzuki and Shigehiko Kaneko
  • 雑誌名: Applied Energy 巻: Vol.101,issueC ページ: 465-474
• [雑誌論文] HCCIエンジンによる木質系バイオマスガスと都市ガスの混焼利用(燃料組成の影響) (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎 由大, 篠田 治人, 金子 成彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編(Web) 巻: Vol.78,No.787 ページ: 410-414
• [雑誌論文] Developement of flexible gas fuel engine system (2011)
  • 著者名/発表者名: Yudai Yamasaki, Yukihiro Nishizawa and Shigehiko Kaneko
  • 雑誌名: Journal of System Design and Dynamics 巻: Vol.5,No.1 ページ: 125-138
• [学会発表] 遺伝的アルゴリズムによる自然エネルギー平準化システム内の分散電源の最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 町田 陸, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 変動抑制に利用するガスエンジンの当量比可変制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水文也, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 変動抑制に利用するガスエンジンの回転数可変制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荒川大輝, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] ク ランク軸瞬時トルクを用いたバイオマスガスエンジン制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎由大, 津田健嗣, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会機械力学・計測制御部門講演会D&D2012
  • 発表場所: 慶応義塾大学日吉キャンパス(神奈川県)
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 自然エネルギーの変動抑制に用いるガスエンジンのコスト評価と運転手法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 見並克俊, 牛島宏太, 山崎由大, 金子成彦, 進士誉夫, 緒方隆雄
  • 学会等名: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 自然エネルギーの変動抑制に適したガスエンジン運転手法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 牛島宏太, 見並克俊, 野口雄平, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県)
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] 予混合気の不均質性がHCCIエンジンの振動騒音へ及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原慎之輔, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県)
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] バイオマス利用 Dual Fuel エンジンの着火燃焼特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原直人, 野口雄平, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県)
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] Modeling of Combustion Oscillation Experienced in Micro Gas Turbine Combustor Fueled by Biomass Gas (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigehiko Kaneko, Daisuke Yamazaki, Hosung Hwang, Tatsuo Watanabe and Yudai Yamasaki
  • 学会等名: 10th International Conference on Flow-Induced Vibration (& Flow-Induced Noise)
  • 発表場所: アイルランド・ダブリン
  • 年月日: 2012-07-02
• [学会発表] 自然エネルギーの変動抑制に利用するガスエンジンの排気特性とコスト評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 見並克俊, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会第17回動力・エネルギー技術シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学(福岡県)
  • 年月日: 2012-06-21
• [学会発表] 自然エネルギー電源の変動抑制におけるガスエンジンの利用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林大悟, 野口雄平, 山崎由大, 金子成彦 ,牛島宏太
  • 学会等名: 日本機械学会機械力学・計測制御部門講演会D&D2011
  • 発表場所: 高知工科大学(高知県)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] ガスエンジンダイナミクスモデルによる太陽光発電の出力変動抑制予測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野口雄平, 小林大悟, 山崎由大, 金子成彦
  • 学会等名: 日本機械学会第16回動力・エネルギー技術シンポジウム
  • 発表場所: 関西大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-06-23
• [学会発表] Combustion Oscillation of Micro Gas Turbine Operated by Biomass Gas (2011)
  • 著者名/発表者名: Hwang Hosong, Daisuke Yamasaki, Ryohei Kitamura, Shigehiko Kaneko and Yudai Yamasaki
  • 学会等名: The Second Korea-Japan Dynamics Symposium
  • 発表場所: 韓国・釜山
  • 年月日: 2011-05-25
• [備考]
  • URL: http://knock.t.u-tokyo.ac.jp