超小型超伝導電力貯蔵装置(マイクロSMES)を活用した整流器型超伝導限流器の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650278
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 伊瀬 敏史 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00184581)
• Keywords: 限流器 / マイクロSMES / 自家用発電機 / コージェネレーション / 独立電力事業者(IPP) / 系統連系 / 電力品質 / 瞬時電圧低下補償

Research Abstract

コージェネレーションや非常用発電機など自家用発電機を有する需要家や独立電力事業者(Independent Power Producers;IPP)において常時系統との並列運転を行う場合に、短絡容量の小さい商用系統で落雷、地絡などによる事故が発生した場合に自家用発電機から系統に向って短絡電流が流れて一時的に電圧低下が発生したり、自家用発電機が系統と共倒れになることが考えられる。そのような場合への対策として、自家用発電機と商用系統との一時的な切り離しを行う方法も考えられ、実用化されているが、本研究では系統事故時に自家用発電機と商用系統との切り離しを行わず、系統と連係したまま短絡電流の抑制と同時に自家用発電機系統の電圧低下の補償を行う方法について検討した。本方式では、系統の異常時には自動的に短絡電流抑制と電圧低下を防ぎ、系統が正常に復帰後は自動的にもとの運転状態に戻る。平成10年度はこの方式の原理を示し、シミュレーション結果および実験結果を示したが、平成11年度はさらに装置の低コスト化のために、超伝導コイルのインダクタンスの低減および回路の簡素化が可能であることを示した。すなわち、超伝導コイルの保護のために設置される保護抵抗を用い、限流時の装置への流入エネルギーを保護抵抗で吸収し超伝導コイルのインダクタンスおよび装置全体の電流容量を低減できることを示した。これにより、現時点ではコストおよび技術的理由から大型化が困難ではあるが装置をより使いやすく出来る高温超伝導コイルの適用について見通しを得た。また、この方法により、平成10年度において設置していたPWMインバータを設置せずとも限流時の電圧低下を防止できることが分かった。また、系統側の事故のほかに自家用発電機系統の事故がある場合にも本方式が有効であり、系統側に影響を与えないことが分かった。

Research Products

• [Publications] NGUYEN HONG NGUYEN: "マイクロSMESを活用した整流器型限流器"電気学会半導体電力変換研究会資料. SPC-99-30. 11-16 (1999)
• [Publications] 岡 太良: "マイクロSMESを活用した整流器型限流器のインバータ部制御系設計法"平成11年電気学会全国大会講演論文集. 第6分冊. 224-225 (1999)
• [Publications] Toshifumi Ise: "Rectifier Type Fault Current Limiter by Use of Micro SMES"Proc. Of the International Conference on Electric Power Quality and Supply Reliability. 1. 134-137 (1999)
• [Publications] 伊瀬敏史: "電圧低下補償機能を有する整流器型超伝導限流器"平成11年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集. 分冊B. 484-485 (1999)
• [Publications] NGUYEN HONG NGUYEN: "電圧低下補償機能を有する整流器型超伝導限流器"電気学会静止器研究会資料. SA-99-38. 7-12 (1999)
• [Publications] Toshifumi Ise: "Rectifier Type Fault Current Limiter by Use of Micro SMES"Proceedings of EUCAS'99. (印刷中). (2000)