再生可能エネルギー導入促進のため運用システム改善と高効率制御器の開発

改进操作系统并开发高效控制器以促进可再生能源的引入

• 批准号: 18J15222
• 负责人: 又吉 秀仁
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J15222/
• 关键词: DCスマートグリッド; DCマイクログリッド; 再生可能エネルギー; 風力発電; 太陽光発電; 電力変換器; Droop制御; 垂直軸風車; 独立系統; 制御システム

再生可能エネルギー大規模導入の実現を目的として、直流スマートグリッドによる分散型電源のマネジメント手法と再生可能電源の効率的な制御手法について研究した。具体的な研究内容は「太陽電池の疑似Droop制御を適用したDCマイクログリッド」、「都市環境における小型垂直軸風車の回転速度維持制御による継続運転手法」、「太陽電池のための高効率電力変換器」の3つのテーマに分類される。以下に研究テーマ別の詳細を示す。１)「太陽電池の疑似Droop制御を適用したDCマイクログリッド」では、太陽電池、ヒートポンプ、燃料電池、電解装置、蓄電池を有するDCマイクログリッドに太陽電池の特性を利用した疑似Droop制御を適用した。シミュレーション結果からシンプルな制御スキームによってDCマイクログリッドの安定的な自立運転が可能であることが確認された。２)「都市環境における小型垂直軸風車の回転速度維持制御による継続運転手法」では都市環境において小型垂直軸風車を運用するための低風速かつ断続的な風況に適した新たな制御アルゴリズムを提案した。シミュレーションと実験の結果から、回転速度の維持に重点を置くことで低風速下でも連続的に発電できることを確認した。また、強風速時においても回転速度抑制制御を小型垂直軸風車に適用し、機械的トルクと遠心力を低減することで継続運転が可能となることを確認した。３)「太陽電池のための高効率電力変換器」では太陽電池から電気自動車の蓄電池へ充電するための高効率DC-DCコンバータについての研究を行った。電力変換器および太陽電池の動作点制御システムとしてLLC共振型DC-DCコンバータを用いることで、スイッチング損失を低減し変換効率を改善した。また、周波数制御と通流率制御、2つの制御手法を比較し制御性能や変換効率の違いについて明らかにした。

The purpose of large-scale introduction of regenerative power supply is to study the production and control methods of distributed power supply and regenerative power supply efficiency. The specific research contents are classified into three categories: "Application of suspected Droop control of solar cells to DC power converters","Operation method of small vertical axis windmill for speed maintenance in urban environment","High efficiency power converters of solar cells". The following is a detailed description of the study. 1)"Solar Cell Suspected Droop Control Application" is applicable to solar cells, fuel cells, electrolytic devices, and storage batteries. The results of the study are as follows: 1. The stability of the DC system is possible. 2. The stability of the DC system is possible. 3. 2)"Control of the return speed of small vertical axis windmills in urban environments" is proposed for the application of small vertical axis windmills in urban environments with low wind speeds and intermittent wind conditions. The results of the test are as follows: 1. The focus of the test is on the maintenance of the return speed. 2. The test results of the test are as follows: It is suitable for small vertical axis windmills and mechanical windmills to reduce the force of rotation and rotation in case of strong wind speed. 3)"Solar cell and high efficiency power converter" is a research project on solar cell and battery charging for electric vehicles. Power converter operating point control system LLC resonant DC-DC converter operating point control system Comparison of control performance and conversion efficiency between frequency control and flux control

项目成果

Online Parameter identification of PMSG Wind turbine for Output Power control

• DOI: 10.1109/tencon.2019.8929463
• 发表时间: 2019-10
• 期刊: TENCON 2019 - 2019 IEEE Region 10 Conference (TENCON)
• 作者: Kosuke Takahashi;Hidehito Matayoshi;T. Senjyu;Hiroshi Takahashi;A. M. Howlader

DC スマートグリッドにおけるPV システムのDroop 制御

直流智能电网中光伏系统的下垂控制

• 发表时间: 2018
• 作者: 又吉 秀仁;千住 智信
• 通讯作者: 千住 智信

Islanding operation scheme for DC microgrid utilizing pseudo Droop control of photovoltaic system

利用光伏系统伪Droop控制的直流微电网孤岛运行方案

• DOI: 10.1016/j.esd.2020.01.004
• 发表时间: 2020
• 期刊: Energy for Sustainable Development
• 影响因子: 5.5
• 作者: Matayoshi Hidehito;Kinjo Mitsunaga;Rangarajan Shriram S.;Ramanathan Girish Ganesan;Hemeida Ashraf M.;Senjyu Tomonobu
• 通讯作者: Senjyu Tomonobu

LLC Resonant DC-DC Converter as an Interface Between Electric Vehicle and Photovoltaic Generator

LLC 谐振 DC-DC 转换器作为电动汽车和光伏发电机之间的接口

• 发表时间: 2019
• 作者: Hidehito Matayoshi;Takeyoshi Kato;Shriram S. Rangarajan;Girish Ganesan R;and Tomonobu Senjyu
• 通讯作者: and Tomonobu Senjyu

電気自動車のためのLLC 共振型DC/DC 充電器

适用于电动汽车的 LLC 谐振 DC/DC 充电器

• 发表时间: 2018
• 作者: 又吉 秀仁;千住 智信;加藤丈佳
• 通讯作者: 加藤丈佳