Coexistence technology of multiple plug-and-play power converters by adaptive function
| Project/Area Number |
21H01305
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
佐藤 之彦 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (50205978)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
名取 賢二 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70545607)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
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| Keywords | 電力ネットワーク / プラグ・アンド・プレイ変換器 / 再生可能エネルギー / 適応機能 / プラグ・アンド・プレイ電力変換器 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、プラグ・アンド・プレイ電力インターフェイス変換器が多数接続された電力ネットワークを安定に運用するため、適応機能による同一系統内多数共存技術を開発する。これにより、プラグ・アンド・プレイ電力インターフェイス電力変換器の汎用性や柔軟性を最大限に発揮でき、再生可能エネルギーの主力電源化に向けた次世代電力ネットワークの実現に大きく貢献することができる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度に導入したHILを用いて電力HILを構成し，プラグ・アンド・プレイ（PnP）電力インターフェイス（IF）変換器の制御法の移植を行った。さらに，これに高速電流制御インバータを組み合わせ，最大４台までのPnP電力IF変換器を等価的に実現できる実験評価システムの構築に着手した。具体的な検討課題として，電圧源的に動作させる変換器と電流源的に動作させる変換器が種々の組み合わせで混在する場合の等価的な実現法について検討を行い，問題点を整理した。さらに，等価的に実現する変換器の動作条件の変更を再現するための基本的な動作を確認した。
並行して，この評価システムにおいて，PnP電力IF変換器を多数台接続した場合に問題となることが予想されるビート現象回避のための適応的スイッチング周波数設定技術，不安定現象を回避するアクティブダンピング制御の動的ゲイン設定技術，高調波抑制LCフィルタ多数台接続時の動的共振回避制御について，これまで行ったシミュレーションに加えて，種々の場合について検討を拡充するとともに，実験的検証を行う準備を進めた。
あわせて，電力変換器の故障に伴う事故電流の高速抑制制御に関して，その具体的方法の検討を進めるとともに，電力HILを用いた実験的検証の進め方について検討した。さらに，複数台の変換器からなる系統における変換器故障時の応急運転法に関する検討を行い，直流出力の脈動を回避できる応急運転法の基本的な考え方を明らかにし，電気学会の研究会で発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
シミュレーションによる各種制御法の検討やその有効性の検証については，概ね予定通りに実施できた。また，令和3年度に新たに導入したHILについては，装置の立ち上げに時間を要したが，プラグ・アンド・プレイ変換器の評価環境として必要な機能について整理した結果を踏まえ，検証実験を進めつつある。また，複数台変換器からなる系統における諸問題についてはシミュレーションによる検討を体系的に実施し，実験的検証に向けた知見の集約が進められた。さらに，変換器故障時の動作の検討については，直流側電力の脈動を生じない応急運転法の考え方を明らかにすることができた。以上の状況から，研究計画は概ね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究における検証システムの中核をなすHILと高速制御インバータを組み合わせたパワーHILについては，基本的な実験を行う準備が整っており，プラグ・アンド・プレイ変換器の評価環境として実現すべき動作条件を明らかにし，その検証実験を進める。これらにより，プラグ・アンド・プレイ変換器の複数台接続時における問題点とその解決策について，実験的検討を系統的に進める。令和5年度の後半からは，研究課題全体の成果を整理し，対外発表の準備を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
