ハイブリッド蓄電システムを有する仮想同期発電機の開発と実機検証

混合储能虚拟同步发电机的研制与实际验证

基本信息

批准号：
22K14233
负责人：
小岩健太
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14233/
关键词：
仮想同期発電機再生可能エネルギー電力貯蔵装置

项目摘要

化石燃料の枯渇や地球温暖化などの環境問題の深刻化に伴い，太陽光・風力発電をはじめとした再生可能エネルギー発電の導入拡大による恒久的な社会実現が期待されている．しかしながら，これらの電源は火力発電と異なり慣性力および同期化力を持たないため，電力系統の大規模停電を引き起こすことが問題視されている．本研究が対象とする「仮想同期発電機」は上記問題を解決し，再生可能エネルギー発電の導入拡大を実現する基盤技術ではあるが，そこに含まれる蓄電池は非常に高コストであり，実用化のボトルネックとなっている．本研究では，この問題を解決し仮想同期発電機技術の確立，引いては再生可能エネルギー発電導入拡大に資するために，具体的に下記に取り組んでいる．1.ハイブリッド蓄電システムを有する仮想同期発電機の開発2.蓄電池のエネルギーマネジメントと仮想同期発電機制御系を統合した制御方法の開発当該年度においては上記1に関して基本的なシステムの枠組みを完成させ，シミュレーションによる解析を行い，システム全体の有効性を確認した．また，上記2に関してもハイブリッド蓄電システムを有する仮想同期発電機に対して，仮想同期発電機としての性能を損なうことなく，二つの蓄電池のエネルギーをマネジメントできる制御方法を構築することに成功した．これらの結果を踏まえ，来年度はコスト面での優位性を定量的に明らかにすることに加え，実機実験に着手し，実装の観点からも提案システム・制御法を検証する予定である．

随着化石燃料枯竭和全球变暖等环境问题日益严重，人们期望通过扩大太阳能和风力发电等可再生能源发电的推广来实现永久社会。然而，与火力发电不同，这些电源不具有惯性力或同步力，因此被认为可能导致电力系统大规模停电的问题。本研究针对的“虚拟同步发电机”是解决上述问题、实现可再生能源发电规模扩大的基础技术，但其中包含的蓄电池极其昂贵，无法投入实际使用。这已经成为一个瓶颈。在本研究中，我们为了解决这一问题，具体解决以下问题，建立虚拟同步发电机技术，最终为扩大可再生能源发电的引进做出贡献。 1.开发具有混合储能系统的虚拟同步发电机 2.开发集成蓄电池能量管理和虚拟同步发电机控制系统的控制方法在本财年，我们完成了上述1的基本系统框架。我们进行了仿真分析，验证了整个系统的有效性。针对上述2，我们成功构建了一种具有混合储能系统的虚拟同步发电机的控制方法，该方法可以管理两个蓄电池的能量，而不影响其作为虚拟同步发电机的性能。基于这些结果，除了明年定量阐明成本优势外，我们计划开始在实际机器上进行实验，并从实施角度验证所提出的系统和控制方法。