2010 Fiscal Year Annual Research Report
スタンドアロン形ウィンドファームによる高効率水素製造システムの設計
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20560255
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田村 淳二 北見工業大学, 工学部, 教授 (40171897)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 理音 北見工業大学, 工学部, 准教授 (60301975)
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| Keywords | 風力発電 / 電気分解 / 水素製造 / 独立系統 / 可変速風力発電機 / フライホイール運転 |
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| Research Abstract |
今年度における研究成果を以下に列記する。
1.固定速形風力発電機(誘導発電機IG)と可変速風力発電機(永久磁石形同期発電機PMSG)の2種類の風力発電機を対象として、水素製造装置と蓄電装置(電気2重層キャパシター)を併設したウィンドファームモデルを構築し、それぞれの場合における損失と発電電力に関して検討した。その結果、発電機出力はPMSGがIGを上回り、風速が低いほどその差は大きく、また風力発電システムに水素製造装置と蓄電装置を追加したときの損失の増加は、PMSGの方が小さくなることを明らかにした。
2.風力発電機の出力変動平滑化用電力貯蔵装置の容量決定を目的に、ウインドファームが大規模系統に連系されている系統モデルを構築し、ガバナフリー(G.F)運転や負荷周波数制御(LFC)等の系統側の周波数調整能力も考慮した解析を行った。この際、系統容量に対するウインドファーム容量の大小による周波数変動特性に加えて、系統負荷の大小の影響も考慮した。電力貯蔵装置(ESS)としては超電導エネルギー貯蔵装置(SMES)を想定し、必要となるESS出力定格とエネルギー貯蔵容量について検討した。その結果、エネルギー貯蔵容量低減を目的とした新しい残存容量フィードバック制御法を新たに構築し、その有効性を確認した。
3.可変速風力発電機(二重給電形誘導発電機DFIG)複数からなるウィンドファームを想定して、風車のフライホイール効果を利用してそれぞれの風力発電機の出力を制御する事によりウィンドファーム全体の発電量を平滑化するための制御システムの設計を行った。その結果、急激な風速変動が発生した場合を除いては、系統側出力を十分に平滑化できることを確認した。
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