電力変換器の受動性に基づく直並列化に関する研究

基于功率变换器无源性的串并联研究

• 批准号: 22KJ1800
• 负责人: 村川 悠磨
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1800/
• 关键词: 受動性; 電力変換器; 直並列化; DC-DCコンバータ; 分散電源システム; 受動性に基づく制御

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。

This research is based on a thorough investigation of the application of basic control to the dynamic performance of directly and parallelly connected power conversion circuits. This year, the basic control system of passive power supply system and the asymptotic stabilization and transition performance system are discussed. Distributed power supply system, a plurality of power converters, power sources, direct parallel connection, complementary load, power supply system The output side of the power converter is directly connected to the power converter, and the basic control of the power converter is applicable. In this study, the properties of the power converter are utilized, and the power converter is connected in parallel to form a distributed power supply system, a passive power supply system, and an asymptotic stabilization system. This paper reports on the basic performance of the power converter and confirms that the transition performance of the power converter is suitable for non-interference control. This is the case for distributed power systems and coordinated control of load and target changes. The results of these tests are confirmed and the test operation and construction of the power conversion circuit are carried out. In this case, the synchronous rectifier type is connected directly to the output side. The system is stable, and the basic control is applicable. The transient performance of the power converter is verified when the load is changed, and the stability of the power converter is improved. The result of calculation is consistent with the result of calculation.