超伝導体の解析および電気機器・電力系統への応用に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08045028
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 長谷川 淳 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40001797)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): PARK J.K. ソウル大学校工科大学, 教授 ; HAHN S.Y. ソウル大学校工科大学, 教授 ; 本間 利久 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00091497) ; 土谷 武士 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90001172) ; 大西 利只 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10261330)
• Keywords: 超伝導 / 超伝導電力貯蔵 / バルク高温超伝導磁石 / パルス着磁 / 予見制御 / 統合化設計 / 超伝導ケーブル / 超伝導限流器

Research Abstract

1.平成9年12月4日と5日に,ソウル大学校工科大学でセミナーを開催し、現時点での研究の進捗状況を発表し,活発な討論を行った.同時に,共同研究の進め方、研究の役割分担などに関して研究打ち合わせを行った.
2.各研究項目に関する進展状況・新知見は、以下の通りである。
(1)超伝導電力貯蔵:分散型SMESの電圧安定化制御特性に関して、負荷増加及び送電線事故を想定した場合について、従来型の電圧制御機器との比較・検討を行った。また、分散型SMESの日間運用における有効・無効電力制御機能特性を解析し、P-Q同時制御の有効性を定量的に明らかにした。
(2)超伝導体の電磁現象の解析:パルス着磁過程における磁束フローの影響を考慮した超電導体内部の発熱について数値解析を行い、フロー抵抗率の磁場と温度の依存性のモデルについて評価した。数値解析の結果、ほとんどの発熱がパルスの立ち上がり時に試料の表面近くにおいて生じていることがわかった。また、バルク材は金属などに比べて熱伝導率が悪いため、熱は冷媒にほとんど吸収されず、断熱状態に近いことがわかった。
(3)超伝導機器の制御:制御対象の設計とそれらを含んだ制御系の設計を同時に行う統合化設計について新たな方法を開発した。制御系の漸近特性を調べてその近似的性能を明らかにすると共に、目標値又は外乱の予見情報が利用できる場合に、制御系性能の向上が可能な予見制御を誘導電動機のベクトル制御に適用しその効果を確認した。また、提案手法が超伝導回転機の制御にも有効であるとの知見を得ることができた。
(4)大型超伝導線材の安定性の高度化および超伝導磁気浮上システムの制御法:低温および高温の両超伝導体を組み合わせた複合超伝導体を提案し、過度安定性のシミュレーション法を開発した。複合化により安定性が大きく向上することを示した。また、過渡擾乱に伴う浮上体微小振動のアクティブ制御法について検討を行った。

Research Products

• [Publications] G.R.Gibson: "A New Fuzzy Dynamic Programming Approach for Solving the Hydrothermal Scheduling Problem" 電気学会論文誌B分冊. 117・4. 564-571 (1997)
• [Publications] D.S.Rho: "Voltage Regulation Method Based on Artificial Neural Networks for Distribution Systems Interconnected with Dispersed Storage and Generation Systems" Proc. of Int.Conf. on Intelligent System Application to power Systems. 312-316 (1997)
• [Publications] H.Sugihara: "An Investigation of Efficient Tariff for IPP Based on Incentive to the Global Optimality" Proc. of Int.Conf. on Electrical Engineering. 6-9 (1997)
• [Publications] 及川 一美: "行動規範型自律移動ロボットの世界像獲得およびナビゲーション手法" 日本ロボット学会誌. 16・1. 65-73 (1998)
• [Publications] A.Matsushita: "Simultaneous Design of a Control System and a Controlled Object Using Asymptotic Characteristics of the Controlled Object" Proc. of 11th IFAC Symp. of system Identification. 607-612 (1997)
• [Publications] M.Tsuchimoto: "Numerical Evaluation of Pulse Magnetization of a Bulk High Tc Superconductor" Cnyogenics. 37・1. 43-47 (1997)
• [Publications] K.Morikawa: "Numerical Evaluation of Magnetization Properties of a Bulk HTSC with a Hole" IEEE Trans. on Magnetics. 33・2. 1576-1579 (1997)
• [Publications] 森川 謙太: "微小重力下でのバルク高温超電導体の安定平衡特性" 日本AEM学会誌. 5・1. 4-7 (1997)
• [Publications] K.Morikawa: "Macroscopic Numerical Analysis of Pulsed Field Magnetization of a Bulk High Te Superconductor" Physica C. 282-287. 1863-1864 (1997)
• [Publications] S.H.Song: "Spectral Domain Analysis and Optimum Design of the Spiral Inductor on Multilayer Substracts" IEEE Trans. on Magnetics. 33・2. 1488-1491 (1997)
• [Publications] G.S.Park: "Practical Method Te Obtain the Pranticle Density Distribution in Scalan Preisach Model" IEEE Trans. on Magnetics. 33・2. 1600-1603 (1997)
• [Publications] Y.S.Lee: "Temperature Analysis of Inductinon Motor with Distributed Heat Sources by Finite Element Method" IEEE Trans. on Magnetics. 33・2. 1718-1721 (1997)
• [Publications] Y.C.Kang: "An Algorithm for Compensating Secondary Currents of Current Transformer" IEEE Trans. on Power Delivery. 12・1. 342-348 (1997)
• [Publications] B.Y.Lee: "An Efficient Modelling Method to Analyze Electric Field Around Transmission Lines and Substation Using a Generalized" IEEE Trans. on Power Delivery. 12・3. 1143-1150 (1997)
• [Publications] H.G.Han: "Analysis of Thyristor Controlled Series Compensator Dynamics Using the State Variable Approach of a Periodic System Model" IEEE Trans. on Power Delivery. 12・4. 1744-1750 (1997)
• [Publications] J.W.Choi: "Vector Control of Induction Motor Considering Iron Loss" The Korean Institute of Electrical Engineers. 46・7. 1034-1040 (1997)
• [Publications] J.M.Kim: "Improved Dynamic Performance of Interion Permanent Magnet Synchronous Motor Drive in Flux-weakening Operation" The Korean Institute of Electrical Engineers. 46・10. 1474-1480 (1997)
• [Publications] S.Joo: "Position Sensorless Control of Synchronous Reluctance Motor Using High Freguency Current Injection" The Korean Institute of Electrical Engineers. 46・10. 1486-1489 (1997)
• [Publications] D.J.Sim: "Efficiency Optimization of Interion Permanent Magnet Synchronous Motor Using Genetic Algorithm" IEEE Trans. on Magnetics. 33・2. 1880-1883 (1997)
• [Publications] D.J.Sim: "Application of Vector Optimization Eploying Modified Gentic Algorithm to Permanent Magnet Motor Design" IEEE Trans. on Magnetics. 33・2. 1888-1891 (1997)
• [Publications] J.S.Chun: "Shape Optimization of Closed Slot Type Permanent Magnet Motors for Cogging Torgue Reduction Using Evolution Strategy" IEEE Trans. on Magnetics. 33・2. 1912-1915 (1997)