風力発電の系統連系インバータの仮想同期発電機LMI制御

风力发电并网逆变器虚拟同步发电机LMI控制

• 批准号: 21K03993
• 负责人: 梅村 敦史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03993/
• 关键词: 風力発電; LMI制御; 系統連系; パワーエレクトロニクス; 仮想同期発電機制御; 線形行列不等式制御; 系統連系インバータ

従来、電力系統では多数の同期発電機を備えているため同期発電機の持つ慣性、同期化力が系統の安定性に寄与してきた。風力発電などの再生可能エネルギー発電は二酸化炭素排出抑制、エネルギーの地政学的リスクの低減のために、今後、導入が拡大していくと見込まれている。しかしながら、再生可能エネルギー発電の多くは変換器を介して系統と連系している。変換器は基本的に慣性などを持たないため、再生可能エネルギー電源の導入が拡大していくと系統全体の安定性が低下することが懸念される。この対策として近年、変換器に仮想的に同期発電機の特性を模擬する仮想同期発電機制御の研究開発が進められている。仮想同期発電機制御の調査研究によると、2008年代に欧州４か国からなる研究グループによって仮想同期発電機制御を用いた蓄電池を系統に導入した実証試験が行われた。現在のVSG研究開発は、VSGの信頼性が高く効果的なモデリングが重要となっている。また、複数のVSGを備えた系統全体の安定性、VSGの標準化インターフェイスも今後の課題であるVSGの信頼性において、系統に導入した場合の事故発生時における保護機能の実装と検証が課題となることがわかっている。仮想同期発電機制御では同期発電機モデルは仮想的に与えられているので事故時に同期インピーダンスを変えることが有効であること、過電流抑制にはPI制御器による電流制御では過渡的な応答に限界があることがわかった。本研究では、風力発電機などの連系インバータの仮想同期発電機制御のためにLMI制御による離散時間モデル追従制御の設計方法について提案する。これは電圧電流制御にモデル追従の機能とともに電流電圧制御の制限を組み込むことが期待できる。

In the future, most of the synchronous motors in the power system are equipped with inertia and synchronization force, and the stability of the system is determined. Wind power generation and regeneration may occur, but the emission of carbon dioxide may be inhibited, and the emission of carbon dioxide may be reduced. The power generation and regeneration of multi-phase converters can be realized through the system and the interconnection. The converter has a basic inertia and regeneration potential, and the introduction of power supply is very difficult. The stability of the system as a whole is low. In recent years, the research and development of synchronous transmission mechanism has been carried out in the field of simulation of synchronous transmission characteristics of converters In 2008, the research on synchronous power transmission mechanism was carried out in Europe. Now the VSG research development, VSG reliability is very important for the high efficiency of the system. The reliability of VSG, the reliability of VSG, the reliability of VSG. In case of accident, the synchronous transmission mechanism is controlled by PI controller, and the transient response limit is controlled by PI controller. This paper proposes a design method for discrete-time tracking control based on LMI control of synchronous power generation mechanism. The current control function is to control the current voltage.

项目成果

可変速調相機とLFC水力発電機の協調仮想同期発電機制御による電力系統の安定度改善

通过变速调节器和LFC水轮发电机的协同虚拟同步发电机控制提高电力系统稳定性

• 发表时间: 2021
• 作者: Samuel Kihembo Mumbere;Yutaka Sasaki;Naoto Yorino;Yoshifumi Zoka;Ahmed Bedawy Khalifa Hussien;Yoshiki Tanioka;齋藤和也，清水創太;松田和弥，アシャリフファラマルズ，梅村敦史，高橋理音，田村淳二，坂原淳史，登坂史仁，中本涼介
• 通讯作者: 松田和弥，アシャリフファラマルズ，梅村敦史，高橋理音，田村淳二，坂原淳史，登坂史仁，中本涼介

小規模電力系統における可変速ディーゼル発電システムによる周波数制御

小型电力系统中变频调速柴油发电系统

• 发表时间: 2021
• 作者: Naoto Yorino;Yoshifumi Zoka;Yutaka Sasaki;Shinya Sekizaki;Ahmed Bedawy Khalifa Hussien;Hiromu Inami;Jumpei Koishi;Takuya Shimada;Keita Tanaka;藤田悠，清水創太，眞崎陸太，廣瀬元輝，元井直樹，Roberto Oboe，長谷部信行，宮下朋之;李志超，アシャリフファラマルズ，梅村敦史，高橋理音，田村淳二，坂原淳史，登坂史仁，中本涼介;渡邉舞夕，清水創太，高村朋希，Alessandro Carfi，Fulvio Mastrogiovanni;高橋理音，梅村敦史，田村淳二
• 通讯作者: 高橋理音，梅村敦史，田村淳二

A Grid Frequency Control on Small Scale Power System by Introduction of Variable Speed Diesel-Driven Power Plant

引入变速柴油发电机组的小型电力系统电网频率控制

• DOI: 10.1541/ieejpes.142.295
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEJ Transactions on Power and Energy
• 作者: 横山健太;河合俊和;西川敦;西澤祐吏;中村達雄;三村 和輝;高橋 理音，梅村 敦史，田村 淳二
• 通讯作者: 高橋 理音，梅村 敦史，田村 淳二

自然エネルギー電源および蓄電池による自立形局所電力系統の設計

利用自然能源和蓄电池的自治本地电力系统设计

• 发表时间: 2021
• 作者: 奥野哲史，清水創太，飯田航平，Michele Geronazzo，Roberto Oboe;Alessandro Giuseppe Privitera;國分 敬太，アシャリフ ファラマルズ，梅村 敦史，高橋 理音，田村 淳二
• 通讯作者: 國分 敬太，アシャリフ ファラマルズ，梅村 敦史，高橋 理音，田村 淳二

分散電源としての大規模ウィンドファームの中央制御方式

大型风电场分布式电源集中控制方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Ren Zhenwei;Nemoto Yusuke;Suzuki Yuki;Takagi Masahiro;Morishita Honoka;Gustilo Reggie Cobarrubia;Iwao Toru;野村博夢,高橋理音,アシャリフ ファラマルズ,梅村敦史
• 通讯作者: 野村博夢,高橋理音,アシャリフ ファラマルズ,梅村敦史