複数台分散電源設置配電系統における電力変換器統合制御法の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750214
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 馬場 旬平 東京理科大学, 理工学部・電気電子情報工学科, 助手 (80339118)
• Keywords: 分散電源 / 電力変換器 / 直並列補償装置 / 交流電圧制御 / ゼロクロスPLL

Research Abstract

本年度の研究では分散型電源を配電系統に接続する際に容易に連系が可能となるように系統側と分散電源側双方において、電圧変動問題について対処法を検討した。
系統側の対策としては配電用変電所や線路の途中に設置されている負荷時タップ切替え装置を電力変換器に置き換え、更に直列補償装置と直流を介してリンクさせた直並列補償装置(SSC)の導入を検討し、自律的に電圧変動を補償する手法を提案し、シミュレーションによる検証を行った。SSCでは直列補償器を利用するため、系統に直接電圧を注入することが可能であり、更に並列補償器を利用することにより、有効電力がSSCを通過することが可能となり、同容量の電力変換器を利用した場合、制御可能範囲を広げることが可能となる。瞬時電圧低下の補償特性をシミュレーションにより検証した。また、直列補償器を利用していることから事故電流抑制の可能性を探るべく、シミュレーションを行った。
電力変換器側の対策としては、通常、電力変換器では利用されないac-AVR制御を利用し、電圧変動を抑制する手法を提案した。ac-AVR制御を利用することにより電圧変動の抑制を個々の電力変換器が担うことが可能となる。しかし、ac-AVR制御では電圧を一定に保つために必要な有効電力と無効電力が制御不能となり、場合によっては過大な電力を供給することとなる。そのため場合によっては従来から用いられている有効・無効電力制御(PQR)を利用せざるを得ない場合も存在するため、ac-AVRとPQRを系統に対しショックレスで切替える方法について検討を行った。
いずれの制御においてもPLLの役割が重要となり、高速に同期が取れるゼロクロスPLL方式にFFとFB制御を掛け、高い精度の位相情報を得る方策について検討を行った。