超電導エネルギ-貯蔵装置による風力発電機を含む電力系統の安定化に関する研究

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本年度の研究の結果得られた結果を以下に箇条書きに記す。1.同期発電機1台が2回線送電線を通して無限大母線に接続されている1機無限大母線系統の同期発電機端子から配電線を通した先に風力発電機が接続されているモデル系統を構築し、風力発電機端子に超電導エネルギー貯蔵装置(SMES)を設置して以下の検討を行った。(1)GTOコンバータ並びにGTOチョッパの先にSMESインダクタンスを接続したSMESモデルを電力系統汎用シミュレーションソフトPSCAD/EMTDC上で構築し、ファジィ制御に基づくコンバータ並びにチョッパ制御系を構築した。(2)風力発電機の風車モデルに入力する風速データとしてランダムに変化する自然風速データを用い、風力発電機出力および端子電圧の平滑化制御に関するシミュレーションを行い、SMESによる平滑化効果を確認した。(3)同期発電機至近端での地絡故障を想定した過渡安定度シミュレーション解析を行い、ファジィ制御SMESによる風力発電機の安定化効果を確認した。2.更に、本研究に関連して以下の成果も得られた。(1)同期発電機とSMESから成るモデル系統を基礎として、発電機至近端での地絡故障時における安定度並びに発電機タービン軸系におけるねじれトルクに関する解析を行い、ファジィ制御SMESが大きな安定化効果を有することを確認した。(2)SMESと類似の安定化機器として制動抵抗装置のファジィ制御による同期発電機安定化効果に関する検討も行い、通常の安定化効果に加えて再閉路失敗時においても大きな安定化効果を有することを確認した。