独立型自然エネルギー発電・負荷システムにおける電力変動に対応した電力変換器群制御

功率转换器群控制，响应独立自然能源发电和负载系统中的功率波动

基本信息

批准号：
15760203
负责人：
宮武昌史
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、主に次の事項について検討を行って、成果を得た。(1)発電量に合わせたエアコン等熱負荷の消費電力制御手法の提案変動の激しい自然エネルギーの発電量に対し、熱負荷の瞬時消費電力を調整する制御機構をファジィ制御で表現した。熱負荷の温度変化をファジィによって多少許容しつつ消費電力を調整することにより、短時間の需給ミスマッチが小さくなり、ミスマッチを補償するキャパシタ・バッテリ・燃料電池等の出力を小さくできることを示した。特に、バッテリの場合、瞬時電力に対する要求が楽になり、安価な鉛バッテリでも対応可能であるという見通しを得た。(2)自然エネルギー発電用最大電力追従制御(MPPT)の低コスト化の実現Particle Swarm Optimization法を用いることで、単一の電圧・電流センサで複数のコンバータを同時に制御する低コストな方式を開発した。前年度はシミュレーションのみの確認であったが、本年度は制御パラメータのチューニング等を行い、遂に実験での実証に成功した。特に、太陽光発電においてアレイの一部に陰がかかり最大電力点が探しにくい場合でも、正しく制御できていることが確認できた。しかも、この方法は演算自体もあまり複雑ではなく、制御器も含めたコストでも優位性が期待される方式である。さらに、特性の異なる太陽電池アレイを同時に制御してもうまく制御できることから、様々な自然エネルギー発電装置の一括制御にも適用可能性があると思われる。(1)と(2)の一部については既に学会発表済で、(2)の実験結果についても本年度末の学会で発表をした。(2)の内容については、追加実験を行った後、論文誌に投稿した。

今年，我们主要研究了以下几项内容，并取得了成果。 (1)提出了一种根据发电量对空调等热负荷进行耗电量控制的方法。针对自然能源发电量波动较大的情况，采用模糊表达的方式来表达调节热负荷瞬时耗电量的控制机制。控制。结果表明，通过使用模糊逻辑调整功耗，同时允许热负荷中出现一些温度变化，可以减少短期供需失配，并且可以补偿电容器、电池、燃料电池等的输出。可以减少失配。特别是就电池而言，瞬时电力的需求变得更加容易，并且我们已经获得了甚至可以使用廉价的铅酸电池的前景。 (2) 实现自然能源发电的低成本最大功率跟踪控制(MPPT) 通过使用粒子群优化方法，我们开发了一种用单个电压/电流传感器同时控制多个转换器的低成本方法。去年，结果只能通过模拟来证实，但今年，我们调整了控制参数，最终成功通过实验验证了结果。特别是，我们能够确认，即使太阳能发电部分被遮蔽，难以找到最大功率点，也能实现正确的控制。而且，该方法的计算本身并不是很复杂，并且在包括控制器在内的成本方面预计该方法会更优越。此外，由于可以同时控制具有不同特性的太阳能电池阵列，因此可以将该方法应用于各种自然能源发电装置的集中控制。 (1)和(2)的部分内容已经在学术会议上发表过，(2)的实验结果也在今年年底的学术会议上发表过。关于(2)的内容，我们在进行了额外的实验后，提交给了某期刊。