2004 Fiscal Year Annual Research Report
独立型自然エネルギー発電・負荷システムにおける電力変動に対応した電力変換器群制御
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15760203
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
宮武 昌史 上智大学, 理工学部・電気・電子工学科, 助教授 (30318216)
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| Keywords | 太陽光発電 / 風力発電 / 自然エネルギー / 独立型ハイブリッド発電 / 出力変動抑制 / パワーエレクトロニクス / 電力供給システム |
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| Research Abstract |
本年度は、交付申請書の内容に従い、次の事項について検討を行って、成果を得た。
(1)エアコンの出力制御手法の開発と他機器との協調制御インタフェースの検討。
エアコンの温度制御や室内の温度特性を伝達関数でモデル化し、シミュレーションでそのデータを用いて検討した。さらに、自然エネルギー発電量に呼応した消費電力を取る制御機構をファジィ制御で行うことを提案し、検討している最中である。
(2)燃料電池の出力応答特性と始動時の特性測定。
設備備品費で燃料電池を購入し、発電実験を行い、静特性や動特性を測定した。これにより、改質器を含まず、水素で直接発電する燃料電池でも応答の遅れが存在し、需要に応じた発電電力を瞬時に得ることが難しいことを確認した。測定結果は、シミュレーションの基礎データとして利用した。
(3)各機器に対する最適な電力変動抑制制御の変動周波数分担を設計。
太陽光発電は、応答の速さを考慮し、電力の変動抑制を考えず、迅速な最大電力追従制御(MPPT)を行うのが良い。MPPTでは、Particle Swarm Optimization法の利用で、単一のセンサ群で複数のコンバータを同時に制御する、低コストな方式を新たに提案し、シミュレーションで従来のシステムと同等以上の有効性を確認した。風力については、風力発電の慣性モーメントをフライホイールのように使うことで、数Hz以上の出力変動を抑えることを引き続き検討し、制御系の構成に改良を加えて抑制効果を上げた。キャパシタについては、急速な負荷変動に対応した急速充放電実験を行い、広い周波数領域の電力変動が可能なことを実験的に検証した。
(3)の大部分は本年度学会発表済で、(1)(2)と(3)の一部については、平成17年夏頃発表予定である。また、来年度に補足的検討を行い、(3)の一部の内容について論文誌への投稿も予定している。
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