Implementation of variable speed wind power generation system using capacitor-less AC-AC converter and switched reluctance generator

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究課題は、スイッチトリラクタンス発電機（SRG）とキャパシタレスAC-AC変換器を用いる可変速風力発電システム（VSWPGS）を、実機試験に近い形式にて理論検証を実施するために、風車タービン（WT），WTを含む機械系、SRG、キャパシタレスAC-AC変換器、そしてディジタルコントローラなどの数学モデルを構築し、Matlab/Simulinkに基づくHILS（Hardware-In-the-Loop Simulation）により、風速を変化させた場合のシステム全体のリアルタイムシミュレーションを実施することを目的としている。またリアルタイムシミュレーションを実施しながら、システム構成方法を検証し、システムを構成する要素らの各パラメータを最適化していくことを目的としている。研究計画に基づき、SRGとキャパシタレスAC-AC変換器を用いるVSWPGS（提案方式）を構成している各要素に対して、HILSに実装可能な形式となるようにMATLAB/Simulinkによるモデリングを行った。翼素運動量理論に基づくWTの挙動、WT・SRG・増速機の相互干渉を含む機械系、パワーデバイスの素子モデルまで考慮したキャパシタレスAC-AC変換器、そしてディジタル制御システムのモデルを検証した。HILSによるリアルタイムシミュレーションを効率よく実施できる実験システムの構築した。実装ソフトウェアのコーディングを行うコンピュータ、ディジタル電力計、ディジタルオシロスコープ、コントローラとしてのディジタルシグナルプロセッサ（DSP）制御システムを統合した実験システムの基本動作を検証した。風車タービンとスイッチトリラクタンス発電機のマッチングを図る設計アルゴリズムを検討した。