風力発電機・水素製造装置・蓄電キャパシターから成る新しいウィンドファームの構築

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今年度における研究成果を以下に列記する。1.永久磁石形可変速風力発電機(PMSG)の系統接続に関して、整流回路、DCチョッパ、インバータを通して系統に接続されるシステムモデルをPSCAD上に構築し、これを基に複数台の発電機がDC回路を共通にして接続されるシステムを新たに提案・構築した。更には、共通DC回路部分に昇降圧チョッパを通してECS(エナージー・キャパシタ・システム)蓄電装置を接続して、ウィンドファーム出力を平滑化するための制御系を構築し、シミュレーション検討により提案システムが問題なく動作することを確認した。2.永久磁石形可変速風力発電機(PMSG)の系統接続に関して、コンバータ、インバータを通して系統に接続されるシステムモデルをPSCAD上に構築し、これを基に複数台の発電機が並列に接続されて運転するシステムを新たに提案・構築した。本システムは出力に応じて動作コンバータ/インバータの数を減らして損失を低減でき、かついずれかのコンバータ/インバータが故障した際にも運転継続できる目的で開発した。更に、系統側事故発生時においても提案システムが安定に運転継続できることを確認した。3.永久磁石形可変速風力発電機(PMSG)がコンバータ、インバータを通して系統に接続されるシステムにおいて、ECS(エナージー・キャパシタ・システム)蓄電装置並びに水素製造のための電解槽が接続されたシステムを構築し、ECS蓄電装置と電解槽の協調制御システムを設計した。電解槽はチョッパ制御による複数ブロック構成として蓄電池容量を軽減し、更に電解槽のスイッチングにオペレーションシフトを導入して電解槽の動作時間の平均化を達成できる構造とした。シミュレーション解析により提案システムの有効性を確認した。