独立型自然エネルギー発電・負荷システムにおける電力変動に対応した電力変換器群制御

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本年度は、主に次の事項について検討を行って、成果を得た。(1)発電量に合わせたエアコン等熱負荷の消費電力制御手法の提案変動の激しい自然エネルギーの発電量に対し、熱負荷の瞬時消費電力を調整する制御機構をファジィ制御で表現した。熱負荷の温度変化をファジィによって多少許容しつつ消費電力を調整することにより、短時間の需給ミスマッチが小さくなり、ミスマッチを補償するキャパシタ・バッテリ・燃料電池等の出力を小さくできることを示した。特に、バッテリの場合、瞬時電力に対する要求が楽になり、安価な鉛バッテリでも対応可能であるという見通しを得た。(2)自然エネルギー発電用最大電力追従制御(MPPT)の低コスト化の実現Particle Swarm Optimization法を用いることで、単一の電圧・電流センサで複数のコンバータを同時に制御する低コストな方式を開発した。前年度はシミュレーションのみの確認であったが、本年度は制御パラメータのチューニング等を行い、遂に実験での実証に成功した。特に、太陽光発電においてアレイの一部に陰がかかり最大電力点が探しにくい場合でも、正しく制御できていることが確認できた。しかも、この方法は演算自体もあまり複雑ではなく、制御器も含めたコストでも優位性が期待される方式である。さらに、特性の異なる太陽電池アレイを同時に制御してもうまく制御できることから、様々な自然エネルギー発電装置の一括制御にも適用可能性があると思われる。(1)と(2)の一部については既に学会発表済で、(2)の実験結果についても本年度末の学会で発表をした。(2)の内容については、追加実験を行った後、論文誌に投稿した。