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3.4 数値シミュレーション
本論文ではLPV制御の有効性を検証するために、数値シミュレーションを行った。風速データとしては、九州大学応用力学研究所のフィールド試験で計測された実風速データから、運転モードの風速領域に合致したものを選択した。モード2の制御目的は、風力発電機を最適周速比（λopt=4.51）で運転することであるので、周速比の時系列データの結果をFig. 10に、一方で、モード3の制御目的は、風力発電機の出力を定格出力（Prated=300）に押さえ込むことであるので、出力の時系列データの結果をFig. 11に示す。比較のために、（1）式で示した回転数の2乗に比例する制御（従来制御）5）の結果も付記する。
数値シミュレーション結果の定量的な評価のために、次のような分散評価指標として定義する。
（24）式の第1式は最適周速比4.51からの、第2式は定格出力300からの分散値を表す。さらに、モード2における制御性能評価のために、次のような評価指標を導入する1）。
これは、時刻tまでに、流体力学的に獲得可能な風の総エネルギーに対して、どの程度の風エネルギーが実際に獲得されているかを表す指標である。それらの評価指標の結果をTable2，3に示す。
Table 2 Performance index in mode 2
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σ2 |
EP (300) |
| Conventional Control |
0.439 |
0.926 |
| LPV Control |
0.083 |
0.979 |
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Table 3 Performance index in mode 3
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σ2 |
| Conventional Control |
252.839 |
| LPV Control |
65.162 |
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| Fig. 10 |
Comparison conventional control with LPV control in mode 2 |
(a) Wind profile in mode 2
(b) Conventional control
(c) LPV control
| Fig. 11 |
Comparison conventional control with LPV control in mode 3 |
(a) Wind profile in mode 3
(b) Conventional control
(c) LPV control
モード2の制御こおいては、Fig. 10から、LPV制御は従来制御に対して最適周速比近傍での運転を実現しており、Table 2の結果からも、最適周速比からの分散が、従来制御が0.439に対し、LPV制御は0.083と、LPV制御は従来制御に対して、約1/5の分散値となっている。さらに、獲得エネルギーEP（300）の比較で見ても、従来制御は0.926に対し、LPV制御は0.979と約6%の改善が見られる。また、モード3の制御についても、Fig. 11から、LPV制御は従来制御と比較して、出力変動が大きく低減している。Table 3の定格出力300からの分散を見ると、従来制御は252.839であるのに対して、LPV制御は65.162と、約1/4に分散が抑えられている。ここで、Fig. 11の（b）、（c）には、出力値が300からオフセットを残して制御されているように観察されるが、これは、関数近似による数値誤差の影響と考えられる。
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