2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K06214
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
田岡 久雄 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (30367502)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高野 浩貴 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (50435426)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 風力発電システム / 同期化力インバータ / 疑似ガバナ制御 / 二次励磁誘導発電機 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電力系統の周波数調整能力は、系統接続された同期発電機によって付与される。これより、従来同期発電機が担当していた部分が再生可能エネルギー電源に置き換わると、電力系統の環境性が向上する反面で、安定供給性が著しく低下する結果に繋がりかねない。本研究では、風力発電システムの二次励磁誘導発電機（DFIG）に用いられる電力変換装置に擬似ガバナ制御機構を搭載すると共に、先行研究で開発した同期化力インバータ技術を併載することで、系統周波数調整機能を具備した新しい風力発電システムを開発する。
今年度は、まずDFIGの回転子側インバータに，動揺方程式を用いることで同期化力を付与した同期化力インバータを適応し、負荷解列を想定したシミュレーションによって提案手法の動作検証を行った。シミュレーション結果より、周波数の変動抑制効果、定常状態への収束時間の短縮が確認でき、同期化力インバータが正しく動作していることが確認できた。一方、提案手法によって回転子角速度が上昇しており、現在の制御手法では回転子の過回転が起こりうることを確認した。この回転子の過回転防止に向け、有効電力と回転子角速度の関係を回転エネルギーの算出によって示した。
次に、風力発電システムと同期発電機との並列運転時に、負荷解列による擾乱を発生させ、擬似ガバナ制御を用いたDFIGの周波数変動抑制効果の検証を行った。解析結果より、従来のDFIGと比べ、擬似ガバナ制御を用いたDFIGは過渡的な周波数変動を抑制できたことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度、同期化力インバータの動作検証と擬似ガバナ制御を用いたDFIGの周波数変動抑制効果についてシミュレーションにより検証し良好な結果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
同期化力インバータ・疑似ガバナ各々の制御系の性能試験用シミュレーションモデルを構築した上で、開発技術の機能、効用を分析する。
また、実規模系統モデルでのシミュレーションにより、擬似ガバナフリー運転手法、同期化力インバータによる系統安定化機能の詳細評価、分析を行う。
個々の技術、系統安定化機能を多角的に分析し、擬似ガバナ制御フリー運転手法と同期化力インバータとを融合したシステムを検討し、機能の競合などの問題があればそれらの解決方策を探る。
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| Causes of Carryover |
海外での調査を次年度に延期したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度に調査を計画する。
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