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实验室声音 对依赖可再生能源的供电taptap点点体育的思考

工程学院

个人资料

工程学院电气与电子taptap点点体育工程系

又吉秀人讲师

电源控制实验室

●又吉教授的实验室名称是“电源控制实验室”。功率控制是什么意思?

 控制电力供需平衡的技术和机制。
 由于难以储存大量电力,因此需要同时产生(供应)和消耗(需求)相同的量(图1)如果发电和用电之间的平衡被打破,频率就会受到干扰,如果不平衡变得更大,可能会导致停电。电力公司在用电量低时通过减少发电量来维持总体平衡。
 在电力控制方面,我的实验室正在接受挑战,创建一个有效利用太阳能和风能等可再生能源(可再生能源)的taptap点点体育。
 可再生能源不会耗尽,也不排放二氧化碳,因此可以防止全球变暖。建立小型发电设施有助于预防灾害,而且不存在核发电那样的风险。但受天气等因素影响,存在发电不稳定的问题。
  • (图1)如果电力供需平衡崩溃,就有可能出现大停电

●您在实验室从事哪些工作?

 我们进行了仅使用可再生能源连续运行的“小型电力taptap点点体育(微电网)”的示范实验。微电网是独立于传统电网、能够在特定区域内自给自足的小型电力网络。在我们的实验室里,我们开发了一种直流供电taptap点点体育,可以用一块太阳能电池稳定地运行一台计算机。(图2,照片1)
 直流电源taptap点点体育板是使用电子设计自动化软件“KiCad”进行设计的。我们通过计算机模拟选择了部件,并对电路中使用的微控制器进行了编程。标准电压为24V,我们的目标是在没有通信taptap点点体育的情况下自动平衡发电和消耗。然而,最初它遇到了电路故障和故障。电路设计和元件选择存在问题,最大的问题是线圈会磁饱和。通过调整电路布线的位置并选择合适的元件,我们终于能够实现无需通信的协同控制(图3)
  • (图2)我们进行了仅使用可再生能源可持续运行的小型供电网络的示范实验。浅蓝色方块“DC/DC”是直流供电taptap点点体育。
  • (照片1)使用1块蓄电池、1台计算机(负载)、1块太阳能电池(PV)进行验证
  • (图3)蓝色线为电源电压,橙色线为太阳能发电的输出功率。直流供电taptap点点体育工作时,当发电量增加时,电压降低,当发电量减少时,电压升高。电源电压和输出功率可以大致联系起来。

●您为什么研究功率控制?

31917_32147(照片 2、3)
  • (图2)又吉讲师(左)检查学生制作的电源转换板
  • (图3)研究用设备的日常维护至关重要

●请告诉我们您将来想从事什么工作。

 在微电网示范实验中,我们实现了“通过简单的控制taptap点点体育自动平衡发电和用电”的第一个目标。未来,我们将进行增加太阳能电池和蓄电池数量的实验。我们也开始了风力发电的研究。在风速变化较大的情况下,风力发电机的转速控制比较困难,有时甚至会导致输出功率大幅下降。我想开发一种利用机器学习的控制方法。
 除了“微电网”、“太阳能发电”、“风力发电”之外,我们还会考虑“需求响应”这一电力需求调节机制。我们开发了在电力紧张时可以减少电力消耗的设施和装置,例如养鱼场的水泵和植物工厂的照明,并帮助稳定不稳定的可再生能源发电。
 过去,电力公司发电厂发出的电力会通过输变电站到达消费者手中,而且流动是单向的,就像河流一样。然而,随着电力管制的放松以及包括可再生能源在内的多种来源的发电,连接发电和消费的供应网络变得更加复杂,人们对利用通信网络和IT技术来优化供应的“智能电网”越来越感兴趣。
 创建taptap点点体育的一种方法是“集中控制(全局控制)”,它使用中央控制单元集成信息并确定各个输出。为此,我们实验室的目标是创建一种名为“分散控制(本地控制)”的taptap点点体育,其中以供电电压为指标来估计供需平衡,并由每个发电设施确定其输出。这是因为它不需要沟通,从而降低了成本,并且具有能够快速响应的优点。通过这些研究,我们希望展示一条利用可再生能源作为主要能源的路径,为脱碳和提高能源自给自足做出贡献。
  • 又吉讲师(最左)和实验室里的学生