1997 Fiscal Year Annual Research Report
パワーエレクトロニクス技術による長距離くし形電力系統の強化に関する研究
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09650314
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
垣本 直人 京都大学, 工学研究科, 講師 (70136133)
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| Keywords | パワーエレククトロニクス / 電力系統 / 電圧共振 / サイリスタ制御リアクトル / 周波数特性 |
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| Research Abstract |
(1)静止形無効電力補償装置(SVC)による新しい電圧共振現象の予想とその解析
通常,電圧共振で対象となるのは,基本波の整数倍にあたる高周波である。これらの周波数における高調波解析およびフィルタの設計が主である。しかし,本研究では少し異なる現象を扱う。検討したのは主に第4調波近傍である。系統の固有周波数がこの近傍にあるとき,基本波の70%を越す電圧成分が発生することを瞬時波形シミュレーションにより示した。この現象は特定の周波数ではなく,ある周波数範囲で生ずる。サイリスタ制御リアクトル(TCR)の周波数特性を調べ,コンダクタンスがその範囲で負の値をもつこと,および重畳電圧の振幅による非線形性をもつことを示した。TCRの特性を考慮した電圧方程式に基づいて共振の発生条件および振幅に関する式を導いた。これらの式を対象系統に適用し,シミュレーション結果との一致を確かめた。最後に輸送量と固有周波数の関係を調べ,通常の運用でも共振の起きる可能性があることを示した。
(2)サイリスタ制御リアクトル(TCR)の周波数特性に対する理論式の導出
静止形無効電力補償装置(SVC)やサイリスタ制御直列コンデンサ(TCSC)は,いずれもコンデンサと並列にサイリスタ制御リアクトル(TCR)を設置したものである。リアクトルの通過電流をサイリスタで調節することで,等価リアクタンスを変えることができる。しかし,高調波共振や軸ねじれ共振の検討ではその周波数特性が問題となる。TCRのアドミタンスを,電源電圧にある周波数の微小電圧を重畳し,そのときの電流変化から求め,従来の理論式が基本波および高調波においてのみ有効であることを示した。TCRはコンダクタンス分をもち,周波数によっては負の値をとる。つぎに,一般の周波数における理論式を導いた。重畳電圧によるサイリスタの導通開始および終了時刻の変動も考慮した。アドミタンスは,一般の周波数では周波数と点弧角の関数であるのに対し,高調波ではさらに電源電圧と重畳電圧の位相差にも依存する。最後にシミュレーションの結果と比較し,理論式の妥当性を確認した。
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