大量导入风力发电亦可实现电力稳定供应的插件型控制技术的开发

新技术 2017年10月20日

据国立研究开发法人科学技术振兴机构(简称JST)的新闻稿报道,在该机构的战略性创造研究推进事业中,由东京工业大学定木知德特任助教、石崎孝幸助教和井村顺一教授等人组成的研究团队,在世界上率先开发出即使大量导入风力发电,电力也能稳定供应的新型电力系统控制技术。该成果已公布于2017年10月6日在美国电器电子学刊<IEEE Transactions on Power Systems> 的在线速报上。

以欧美为中心的国家,正在积极导入并推进风力发电电力系统的运营。未来,日本的风力发电导入量也有望增加。但是,随着风力发电导入量的增加,因雷击等原因而触发的停电等重大故障的发生也可能会大幅增多,使得电力供应的稳定性下降。因此,开发出可提高系统稳定性的风力发电控制技术,在今后大量导入风力发电的实施过程中就变得至关重要。

既存的提高系统安定性的方法之一是在火力或风力发电机上安装PI(Proportional Integral)控制器的参数调整方法。该方法通过测试发电机内部电流和电力系统接触点的电压,来调整发电机内部转子电压的参数。调整其参数的指标是根据到目前为止的电力运营结果和经验而设计的,对未来大量导入风力发电的电力系统稳定性的提高没有有效的保证。

而参数调整以外的方法是以建立电力系统整体的数理模式为前提,通过适用于以往的控制理论的数理模型构建新控制算法的方法。由于现在的电力系统非常的庞大、复杂,能否构建起涵盖电力系统全体的数理模型便成为一个重大的问题。并且对于设备的增加等因素造成的电力系统的变化,此控制算法必须根据新情况进行重新设计。随着电力自由化,电力系统将变得更加复杂,这种方法已不适应将来的电力系统。

针对这一问题,该研究小组在世界上首次研发出发了不需要掌握全体电力系统的详细信息,仅使用风力发电的知识和信息,通过适用于单个风力发电机的数理模式所设计的控制算法,就能提高电力稳定供应的插件型控制技术。这个技术实现了在大量引入风力发电的状况下,也能保证电力的稳定供应。而且根据数据进行了详细的模拟试验,充分证实了其有效性。

Document

图:提案的控制技术概要

此项控制技术对实现多个独立企业在不降低电力系统安定性的同时,能够自由导入、替换、拆除自有的发电机方面十分重要。今后,它还可用作电力系统的模拟器,进行包含风力发电、太阳能发电、蓄电池等复杂状况下的模拟试验,最终实现适用于实际电力系统的目标。

文/ 客观日本编辑部

相关链接(日语)
<新闻稿>大量导入风力发电亦可实现稳定电力供应的插件型控制技术的开发

相关阅读