先進的風力発電システムのモデルベース知的制御パラダイムに関する研究

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風力エネルギーは希薄で大きく変動するため、風力エネルギーを有効利用するためには、風車の最適な制御が必要である。風車で取得可能な風力エネルギーを風力発電機で得るためには、常に最適な動作点での動作が必要であり、風車回転速度の制御が重要である。また、風エネルギーは不規則に変動するため、風車の軸ねじれが発生することがある。このような軸ねじれを抑制しないと軸の破断が発生することもあるので、適切な制御を風力発電機で実施しなければならない。このように風力エネルギーの有効利用のためには適切な制御を導入することが必要である。風力発電機の種類は数種類存在するため、このような種類に応じた最大電力点追従制御手法と軸ねじれを抑制する制御法に関して研究した。また、パラメータ変動に対処するために、ロバストな制御や知的制御を用いた手法について研究した。近年の風力発電機容量は大容量となっていることから、今年度は風力発電機としてギアレス化を達成するために、永久磁石同期発電機を用いた風力発電システムに対して最大電力点追従手法と電力系統を考慮した風力発電機の出力電力平準化法を開発した。すなわち、電力系統周波数は発電電力と消費電力により決定されるため、電力系統のこのような情報を用いた新しい出力電力平準化法を提案した。制御手法としては、パラメータ変動にロバストなH∞制御やニューラルネットワークを用いた制御法を導入している。また、新たな蓄電池等を導入無しで出力電力平準化を達成するために大型風車に通常採用されている風車ピッチ角制御系を用いた。