低風速地域独立電源用風力発電システムの並列化に関する研究

低风速区域独立电源风力发电系统并联研究

• 批准号: 17760238
• 负责人: 笠 展幸
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Okayama University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760238/
• 关键词: 風力発電システム; 小型風車; ソフトスイッチング; 永久磁石界磁発電機

低風速地域で風力発電システムを構築するとき、出力10kW未満の小型風車が低風速でも効率よく発電できるという特徴を利用することが考えられる。より大きな電力の発電が必要な場合に複数台設置して,小規模の電力網システムを構築することが可能である。しかしながら,このような小電力発電システムでは,システムに用いられる個々の電力変換装置の効率および発電機の制御が重要課題になる。本研究では,まず新しい部分共振ゼロ電流スイッチング(ZCT)昇圧コンバータおよびバッテリに充放電を可能とする双方向コンバータ回路を提案した。電力変換効率を向上させるために,IGBTのテール電流による電力損失とRCDスナバに起因する電力損失の両問題を解決できるZCT回路を適用している。これらのZCTコンバータ回路は,2kW程度の小規模の風力発電システムの直流電圧の制御に使用することを想定して,スイッチング周波数38kHz,定格400Wのコンバータとして試作した。回路シミュレーションと実機実験を行った結果として,主スイッチのZCTが実現できた。試作回路での実験結果より,主スイッチに発生していたサージ電圧が軽減でき,スイッチング損失低減による効率向上が確認できた。次に、発電機の制御に関しては、風速と発電機の速度に応じて最大に発電できる電力点が変動するため、最大電力点追従機構とそれに適した発電機の負荷と速度指令に対する2自由度の速度制御器を提案した。提案した手法によって、従来のPI制御器より早く目標速度に収束できることが確認できた。以上のことから,本研究で提案のZCTコンバータおよび発電機の制御が複数の小型風車を用いた小電力ネットワークシステムに適していることが明らかになった。

Regional で low wind speed wind 発 electric シ ス テ ム を build す る と き, 10 kw of output not against の small windmill が low wind speed で も sharper rate よ く 発 electric で き る と い う, 徴 を using す る こ と が exam え ら れ る. よ り big き な power の 発 electric が な occasions に plural sets necessary to set up し て, small-scale の grid シ ス テ ム を build す る こ と が may で あ る. し か し な が ら, こ の よ う な small power 発 electric シ ス テ ム で は, シ ス テ ム に with い ら れ る a 々 の power variations in device の sharper rate お よ び 発 motor の suppression が important topic に な る. This study で は, ま ず new し い partial resonance ゼ ロ current ス イ ッ チ ン グ (ZCT) l 圧 コ ン バ ー タ お よ び バ ッ テ リ に charge-discharge を may と す る both sides to コ ン バ ー タ loop を proposal し た. Power - in sharper rate を upward さ せ る た め に, IGBT の テ ー ル current に よ る power loss と RCD ス ナ バ に cause す る power loss の struck を solve で き る ZCT loop を applicable し て い る. こ れ ら の ZCT コ ン バ ー タ loop は, degree of 2 kw wind 発 の small-scale の electric シ ス テ ム の dc 圧 の suppression に use す る こ と を scenarios し て, ス イ ッ チ ン グ cycle for 38 KHZ, freeze 400 w の コ ン バ ー タ と し て attempt し た. Loop シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と be machine be 験 を line っ た results と し て, Lord ス イ ッ チ の ZCT が be presently で き た. Try for loop で の be 験 results よ り, Lord ス イ ッ チ に 発 raw し て い た サ ー ジ electric 圧 が 軽 minus で き, ス イ ッ チ ン グ low loss reduction に よ る sharper rate upward が confirm で き た. に, 発 motor の suppression に masato し て は, wind speed と の 発 motor speed に 応 じ て biggest に 発 electric で き る power point が - move す る た め, maximum power point after 従 institutions と そ れ に optimum し た の load と 発 motor speed instruction に す seaborne る 2 dof の speed system of imperial unit を proposal し た. Proposal し た gimmick に よ っ て, 従 の PI to imperial unit よ り early く target speed に 収 beam で き る こ と が confirm で き た. Above の こ と か ら, this study proposed で の ZCT コ ン バ ー タ お よ び 発 motor の suppression が plural の を with small windmill い た small power ネ ッ ト ワ ー ク シ ス テ ム に optimum し て い る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

低風速地域における小型風車の小電力ネットワークシステム用ZCTコンバータ

低风速地区小型风机小型电网系统ZCT变流器

• 发表时间: 2006
• 期刊: 電気学会半導体電力変換研究会資料 SPC-06
• 作者: 笠 展幸;原田陽介;飯田隆彦;A.K.S.Bhat
• 通讯作者: A.K.S.Bhat

Zero-Current Transition Flyback Inverter for Small Scale Wind Power Generation Systems

适用于小型风力发电系统的零电流过渡反激式逆变器

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of India International Conference on Power Electronics No. 3
• 作者: N.Kasa;T.Iida
• 通讯作者: T.Iida

Zero-Current Transition Converters for Independent Small Scale Power Network System using Lower Power Wind Turbines

使用低功率风力涡轮机的独立小型电网系统的零电流过渡转换器

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion No. 18
• 作者: N.Kasa;Y.Harada;T.Iida;A.K.S.Bhat
• 通讯作者: A.K.S.Bhat