インテリジエント機能付きPV-ECSシステムの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350139
• Research Institution: KITAMI INSTITUTE OF TEHNOLOGY
• Principal Investigator: 山城 迪 北見工業大学, 工学部, 教授 (60041951)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井口 傑 旭川工業高等専門学校, 助手 (70353224) ; 仲村 宏一 北見工業大学, 工学部, 助手 (10133810)
• Keywords: 系統連系型太陽光発電 / 分散型電源 / 電気二重層キャパシタ / 負荷平準化 / 電力貯蔵 / PV-ECSシステム / 日射量予測 / ハイブリッドシステム

Research Abstract

天候に左右されずに出力制御可能な自律型太陽光発電(PV)の開発において、PVと電力貯蔵とのハイブリッド化が不可欠であり、本研究では、電気二重層キャパシタからなる蓄電装置ECSを組み合わせたインテリジェント機能を持つハイブリッドシステム(PV-ECSシステム)の開発を目的としている。昨年度開発したシステムにより、本年度はオンライン気象情報を用いる次世代型のPVシステムの開発を行った。研究成果を以下に要約する。
(1)直達日射に関するHottelの式、散乱日射に関するLiuおよびJordanの式に基づき北見市における全天日射の理論推定式を開発し、これにより年間にわたる特定日の日間PV総発電量算定式を求めた。
(2)予想される日間のPV総発電量を用いて、PV-ECSシステムの負荷平準化機能の最大化を実現するため、時々刻々の系統からの最適買電力設定アルゴリズムを開発し、実証試験により、その有効性を検証した。
(3)翌日の3時間ごとのオンライン気象情報(晴れ、曇り、雨(雪))と、PV出力の実測値および理論値とから、快晴時の理論出力を100とした場合の各気象情報状態での出力比(PV発電係数)を統計的に平均値で推定した。PV発電係数、理論出力および3時間ごとの天気予報とから、翌日のPV総発電量を推定し、(2)の最適買電力設定アルゴリズムを用いてPV-ECSシステムの負荷平準化機能向上向上を図り、実験による検証を行った。
以上の研究成果を電気学会の電力技術・系統技術合同研究会、全国大会、北海道支部連合大会および、IASTED・PES2003(スペイン)、DRPT(香港)で報告し、また、ICEE2004(札幌)、POWERCON2004(シンガポール)での発表を予定している。

Research Products

• [Publications] 中山純一: "インテリジェント機能付PV-ECSシステムの開発"電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会資料. PE-03, PSE-03. 61-66 (2003)
• [Publications] M.H.Rahman: "AN INTERIGENT GRID-CONNECTED PV-ECS SYSTEM WITH LOAD LEVELING FUNCTION"Proceedings of IASTED International Conference on POWER AND ENERGY. 75-80 (2003)
• [Publications] M.H.Rahman: "Estimation of Solar Radiation for PV-ECS System With Load Leveling Function"電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 284-285 (2003)
• [Publications] M.H.Rahman: "A Grid-connected PV-ECS System Taking into Account Solar Energy Estimation"電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 95-96 (2003)
• [Publications] 中山純一: "インテリジェント機能付PV-ECSシステムの開発(4)"電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 97 (2003)
• [Publications] M.H.Rahman: "A Grid-connected PV-ECS System with Load Leveling Function Taking into Account Solar Energy Estimation"Proceedings of DRPT2004. DRPT-98 (2004)