グリーンスマートグリッドの観点によるPVシステムを用いた動的電力系統制御

从绿色智能电网的角度使用光伏系统进行动态电力系统控制

基本信息

批准号：
11F01058
负责人：
千住智信
金额：
$ 0.51万
依托单位：
University of the Ryukyus
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01058/
关键词：
スマートグリッド太陽光発電系統周波数制御

项目摘要

地球温暖化対策や化石燃料の枯渇に対処するため大型の太陽光発電設備が国内外で多数導入されている。たとえば日本国内では、数年内に数MW～数十MW程度のメガソーラー発電システム(メガソーラー)が導入予定である。このような傾向はさらに加速することが予測されており、国内外においても急速にメガソーラーの導入が進展しつつある。このような状況で問題になるのはメガソーラーを電力系統に連系する場合に生じる電力系統の安定性の問題である。大規模な電力系統へメガソーラーを導入する場合の研究はこれまでに多数の研究者が取り組んでいる。すなわち、メガソーラーを電力系統へ大規模に連系すると発電電力の変動によって電力系統周波数ばかりでなく系統電圧も大きく変動することになり、高価な蓄電池を導入することなくメガソーラー側で対処することが望まれる。本年度は、先ず太陽電池から最大電力を常に得るための技術として太陽電池の最適動作点制御法を開発した。本制御手法の導入により、得られる日射量から最大の発電電力を得ることが可能である。メガソーラー発電設備において太陽電池パネルが敷設されている面積は広大であるため、部分影に対する対処法が特に重要となる。本研究では、パネル面に部分影が生じても短時間で最適動作点を検出できるため、曇天時においても最大の発電電力量を得ることが可能である。電力系統へメガソーラー発電設備を大規模に導入すると系統周波数ならびに系統電圧の変動を生じる可能性がある。本研究では、電力系統の動特性を考慮して系統周波数を制御する手法を開発した。系統周波数をオンラインフィードバック制御することにより、これまで火力発電機で制御していた系統周波数をメガソーラー発電設備で制御することが可能となった。このため、火力発電機が高出力の高効率運転が可能になることから、重油使用量の低減が可能となる。

许多大型太阳能发电设施在国内和国际上都被引入，以打击全球变暖并打击化石燃料耗竭。例如，在日本内部，计划在几年内推出大约几兆瓦到几十兆瓦的巨型太阳能发电系统（Mega Solar）。预计这种趋势将进一步加速，大型太阳能的引入在国内和国际上都在迅速发展。在这种情况下，问题是当大型太阳能连接到电源系统时发生的电力系统的稳定性。许多研究人员一直在研究将大型太阳能引入大规模电力系统的研究。换句话说，当大型太阳能大规模连接到电力系统时，生成的电源的波动不仅会导致电源系统频率而且网格电压的大幅波动，因此在不引入昂贵的昂贵存储电池的情况下，在巨型太阳能方面处理它是值得的。今年，我们首先为太阳能电池开发了一种最佳的工作点控制方法，作为一种不断从太阳能电池中获得最大功率的技术。通过引入这种控制方法，可以从获得的太阳辐射量中获得最大生成功率的量。在巨型太阳能发电设备中，铺设太阳能电池板的区域很大，因此如何处理部分阴影特别重要。在这项研究中，即使在面板表面发生部分阴影，也可以在短时间内检测到最佳的工作点，从而可以获得即使在多云的天气中获得最大的电量。大规模将巨型太阳能发电设施引入电力系统可能会导致系统频率和电网电压的波动。在这项研究中，我们开发了一种控制电力系统的动态特征来控制网格频率的方法。通过对系统频率的在线反馈控制，现在可以控制巨型太阳能发电设施先前由热发电机控制的系统频率。因此，由于热发电机可以以高输出和高效的操作运行，因此可以减少所使用的重油量。