確率最適制御を用いた風力発電機の系統連系時におけるシュミレーション

使用随机最优控制模拟风力发电机并网

• 批准号: 14750376
• 负责人: 小玉 成人
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Hachinohe Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750376/
• 关键词: 確率最適制御; フィードフォワード; 出力変動; 系統連系; 風況評価

風力エネルギーは再生可能で環境を汚染しないという観点から米国や欧州諸国をはじめ、我が国でも実用化が推進されている。一方、風力発電機の入力は不規則に変動する自然風であるため、風車出力が変動してしまう。この結果、大容量の系統に接続した場合にはそれほど問題にならないが、離島などの小容量の系統に接続した場合には、電圧変動や周波数変動などを引き起こしてしまう。特に、日本では欧米諸国と異なり、複雑でかつ起伏の大きい地形に風車が設置されることが多いため出力変動が大きく、電力系統への連系上重要な問題のひとつとなっている。そのため、このような出力変動を抑制する制御法の開発が必要である。そこで、本研究では出力変動を抑制するための制御法としてフィードバックとフィードフォワードを併用した確率最適制御を提案する。本研究では、提案する制御系の有効性を確認するために種々のシミュレーションを行った。この結果、時間領域および周波数領域において本制御方策の有効性を確認した。さらに、実測値を入力してシミュレーションを行ない、本制御法の効果を確認した。また、ウインドシェアの少ない離島や洋上での発電を想定してシミュレーションを行ない、さらに高い効果が得られることを確かめた。さらに、本制御系の動作点の変化に対する影響を調べ、多少の効果の差は見られるものの総じて効果があることを確かめた。以上の結果から、本制御系が系統連系時の電圧変動や周波数変動の抑制に有効であることが確認できた。この他、東北地方の風況評価を行うために、津軽海峡を中心に各灯台から実測データの収集を行った。つぎに、収集したデータを元に風況の解析を行い、津軽海峡での各灯台での風速は相互に相関を持っていることが確認された。この結果、津軽海峡は風の通り道になっており、風力発電にとって良好な地域であることが示された。

Wind エ ネ ル ギ ー は regeneration may を で environment pollution し な い と い う 観 point か ら U.S. や European countries を は じ め, I が で も be used が to さ れ て い る. On the one hand, the wind turbine's input force irregularly に changes する, the natural wind であるため, and the wind turbine's output force が changes <s:1> て まう まう. こ の results, large capacity の system に 続 し た occasions に は そ れ ほ ど problem に な ら な い が, outlying islands な ど の small capacity の system に 続 し た occasions に は, electricity 圧 - や cycle count - move な ど を lead き up こ し て し ま う. に, Japan で は omega states と different な り, complex 雑 で か つ big ups and downs の き い terrain に windmill が set さ れ る こ と が more い た め output - move が big き く, power system へ の important な problems connecting の ひ と つ と な っ て い る. Youdaoplaceholder0 ため, <s:1> ような, ような force change を suppression する control method <e:1> development が necessary である. そ こ で, this study で は output - move を inhibit す る た め の suppression method と し て フ ィ ー ド バ ッ ク と フ ィ ー ド フ ォ ワ ー ド を and し た probabilistic optimal suppression を proposal す る. This study で は, proposal す る suppression is の is sharper availability を す る た め に kind 々 の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. <s:1> result, time domain および frequency domain にお て て this imperial policy <s:1> effectiveness を confirmation た た. さ ら に, be measured numerical を し into force て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line な い, the suppression method の unseen fruit を confirm し た. ま た, ウ イ ン ド シ ェ ア の less な い in the outlying islands や で の 発 electric を scenarios し て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line な い, さ ら に high い fruit comes unseen が ら れ る こ と を か indeed め た. さ ら に, the suppression is の action point の variations change に す seaborne る affect how many の を べ, working poor fruit の は see ら れ る も の の 総 じ て unseen fruit が あ る こ と を か indeed め た. The above <s:1> results に ら and the effectiveness of the <s:1> voltage variation や frequency change <s:1> suppression に when the が system is connected in this system are confirmed by である とが とが とが and で. Youdaoplaceholder6 こ の him, northeast wind should place の review 価 を line う た め に を center, tianjin 軽 strait に each lampstand か ら be measured デ ー タ の 収 row っ を た. つ ぎ に, 収 し た デ ー タ を yuan に wind line analytical を の い, tianjin 軽 strait で の each lampstand で の wind speed は に each phase masato を hold っ て い る こ と が confirm さ れ た. The <s:1> <s:1> results, the になってお wind <s:1> channel of the Tianjin 軽 strait, the になってお <e:1>, and the にとって area with good wind power generation にとって are shown as された とが とが とが とが とが された.

项目成果

松坂 知行, 小玉 成人, 星 文伸: "青森県・津軽海峡における風力エネルギーの賦存量推定に関する研究"八戸工業大学 異分野融合科学研究所紀要. 第2巻. 57-63 (2004)

松坂智之、儿玉重人、星文信：“青森县津轻海峡风能潜力估算研究”八户工业大学跨学科科学研究所通报，第 2 卷，57-63（2004 年）

小玉 成人, 松坂 知行, 猪俣 登: "風力発電の系統連系時の出力変動抑制シミュレーション"計測自動制御学会東北支部、第209回研究集会(2003.6.12)資料番号209-11.

Shigeto Kodama、Tomoyuki Matsuzaka、Noboru Inomata：“风力发电并网时输出波动抑制的模拟”仪器与控制工程师学会东北分会，第209次研究会议（2003年6月12日）资料第209-11号。

Naruhito Kodama, Tomoyuki Matsuzaka, Noboru Inomata: "Power Variations of A Wind Turbine Generator Connecting to Power System"SICE Annual Conference 2002 in Osaka (SICE2002). (2002)

Naruhito Kodama、Tomoyuki Matsuzaka、Noboru Inomata：“连接到电力系统的风力涡轮发电机的功率变化”2002 年大阪 SICE 年会 (SICE2002)。