← 論文一覧に戻る

Low-Ripple Modulation Strategy for a Photovoltaic-Based Triple-Port Hydrogen Production System

太陽光発電ベースのトリプルポート水素製造システムのための低リップル変調戦略 (AI 翻訳)

Shiqi Zhang, Ziang Jiao, Jiaxin Su, Ning Wang, Zheng Li, Xiaoqiang Guo, Changchun Hua

IEEE transactions on industrial electronics (1982. Print)📚 査読済 / ジャーナル2026-05-01#水素
DOI: 10.1109/tie.2025.3639816
原典: https://doi.org/10.1109/tie.2025.3639816

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、再生可能エネルギー水素製造におけるトリプルアクティブブリッジ絶縁型DC-DC変換システムの出力電流リップルを低減する変調戦略を提案する。内外位相角の協調最適化に基づく手法により、動的条件下でも最小リップルを実現する。適応的パラメータ戦略を備えた改良差分進化アルゴリズムを用いて大域的最適化を行い、シミュレーションと実験で有効性を確認した。

English

This paper proposes a low-ripple modulation strategy for a triple-active-bridge isolated DC-DC converter used in renewable hydrogen production. By coordinating inner and outer phase-shift angles and using an improved differential evolution algorithm, it achieves optimal ripple suppression under dynamic conditions. Simulations and experiments validate the effectiveness, offering an efficient solution for hydrogen production from fluctuating renewable sources.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本は水素社会の実現を目指しており、再生可能エネルギーからの水素製造技術は重要である。本論文の低リップル変調戦略は、変動する太陽光発電下での電解槽効率向上に寄与し、日本のグリーン水素コスト低減や系統安定化に示唆を与える。

In the global GX context

Green hydrogen from renewables is a cornerstone of global decarbonization. This paper addresses a key technical challenge—current ripple in electrolyzer power supplies—which directly impacts efficiency and durability. The proposed modulation strategy advances power electronics for hydrogen systems, relevant for scaling up electrolysis plants worldwide.

👥 読者別の含意

🔬研究者:The paper provides a novel optimization framework for ripple suppression in multi-port converters, useful for power electronics and hydrogen systems researchers.

🏢実務担当者:Engineers designing power converters for electrolyzers can apply the adaptive modulation strategy to improve system efficiency and reliability.

🏛政策担当者:Policymakers supporting green hydrogen deployment may note that such technical innovations reduce production costs and enhance grid integration of renewables.

📄 抄録（日本語訳）

様々な生産方法の中で、再生可能エネルギーによる電解を利用した水素生成は、大規模なグリーン水素生産を達成する上で重要な役割を果たす。三重アクティブブリッジ絶縁型dc-dc変換システムは、高エネルギー密度、広い降圧比、高信頼性といった利点により、水素生産において顕著な応用可能性を示している。しかし、水素生産ポートにおける出力電流リップルは、電解槽の効率と水素生成速度に決定的な影響を与える。既存の研究では、電流リップルに対する最適化効果が限定的であり、動的最適化を達成することが難しく、動的動作条件下でのリップル抑制が制約されている。この問題に対処するため、本論文では、再生可能エネルギー水素生産における多ポート電力変換システム向けに、内外位相シフト角の協調最適化に基づく低リップル変調戦略を提案する。正確な数学モデルを構築することにより、最小電流リップル条件下での最適位相シフト角の組み合わせを導出する。適応パラメータ戦略を備えた改良型差分進化アルゴリズムを用いて、動的条件下での大域的最適化を達成する。シミュレーションと実験結果は、提案戦略が電流リップルを効果的に抑制し、変動する再生可能エネルギー源からの水素生産に対して効率的かつ信頼性の高い解決策を提供することを実証している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Among various production methods, hydrogen generation via electrolysis powered by renewable energy plays a key role in achieving large-scale green hydrogen production. The triple active bridge isolated dc–dc conversion system exhibits significant application potential in hydrogen production due to its advantages, such as high energy density, wide step-down ratio, and high reliability. However, the output current ripple at the hydrogen production port critically affects the efficiency of the electrolyzer and the hydrogen production rate. Existing studies have limited optimization effects on current ripple and struggle to achieve dynamic optimization, leading to constrained ripple suppression under dynamic operating conditions. To address this issue, this article proposes a low-ripple modulation strategy based on coordinated optimization of inner and outer phase-shift angles for multiport power conversion systems in renewable energy hydrogen production. By establishing an accurate mathematical model, the optimal phase-shift angle combination under minimal current ripple conditions is derived. An improved differential evolution algorithm with adaptive parameter strategy is employed to achieve global optimization under dynamic conditions. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed strategy effectively suppresses current ripple, providing an efficient and reliable solution for hydrogen production from fluctuating renewable energy sources.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

🔔 こうした論文の新着を逃したくない方は キーワードアラート に登録（無料・3キーワードまで）。

gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。