電力変換器の受動性に基づく直並列化に関する研究

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本研究は、直並列接続された電力変換回路に対する受動性に基づく制御の適用について検討したものである。本年度は、受動性に基づく制御による分散電源システムの漸近安定化と過渡性能について検討を行った。分散電源システムとは、複数の電力変換器を介し、様々な電力源を直並列に接続し、相補的に負荷へ電力の供給を行う電力システムのことである。電力変換器の出力側における直並列接続は、各変換器に受動性に基づく制御を適用することで漸近安定となることが既に報告されている。本研究ではこの性質を活用し、複数の電力変換器を直並列接続し構成された分散電源システムが、受動性に基づく制御により漸近安定化できることを数値的に確認した。また、先行研究で報告のある受動性に基づく適応制御や非干渉制御を適用し、これら制御手法の過渡性能は電力変換器を直並列接続した場合でも維持されることを確認した。これは負荷や目標値の変動がある中で、分散電源システムの協調的な制御を可能にする。次に、これらの数値的な結果を実験的に確認するため、電力変換回路の試作と実験系の構築を行った。実験系は、同期整流型のバックコンバータとブーストコンバータ計四つを出力側において直並列に接続したものである。この実験系において、各コンバータに受動性に基づく制御を適用することで、漸近安定化が可能であることを確認した。また、受動性に基づく適応制御の導入を行った場合の過渡性能を実験的に確認し、負荷変動がある中で、電力変換器を目標値で安定化した。これらの実験結果は数値計算結果との一致を確認している。