出力電圧飽和時における低容量UPFCの電力潮流制御

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560239
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 竹下 隆晴 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (70171634)
• Keywords: UPFC(Unified Power Flow Controller) / 送電電力制御 / 電圧飽和 / 電力潮流制御 / 低容量変換器 / 送電線事故 / 安定化 / 電力自由化

Research Abstract

電力の規制緩和によるIPP(Independent Power Producer)の参入や,自然エネルギー等を用いた小規模分散電源の導入に伴って,従来の発電所から負荷側への電力潮流だけではなく,負荷側から上位系統への電力潮流が発生し,潮流の複雑化や送電システムの局所的な過負荷が生じる。このように過負荷になっても新たに送電線の建設をすることなく,既存の送電システムの潮流を制御して,安定・高信頼の電力供給システムを維持する方法が必要とされ,送電系統制御システムの一つであるUPFC(Unified Power Flow Controller)の研究が行われている。本研究では,小容量UPFCの実用化に向けての基礎研究として,特に定常状態においも電圧飽和をするような大胆に変換器の低容量化をした場合を前提に,今年度は以下の4項目を明らかにした。
1.小容量UPFCの出力電圧飽和時における高速潮流制御法を開発のために,まず,電力系統およびUPFCの数学的モデルを導出した。定常状態においてUPFCの電圧飽和が発生したときの送電電力制御法を導出した。
2.送電線事故時における電力潮流安定化のために,事故時の系統およびUPFCの数学モデルを導出すると共に,系統安定化のための事故電流を低減するUPFCの現実的な制御法を開発した。
3.過負荷解消のためのループ潮流制御時におけるUPFCの変換器容量について,電圧容量と電流容量の理論値を導出した。
4.研究室において所有している三相200V,7kVA送電システム用の試作UPFCを用いて,過渡および定常状態の電圧飽和を考慮した提案する電力制御法を用いた実験特性を示し,安定な潮流制御特性が得られた。

Research Products

• [Publications] 仙石憲司, 大石祐二朗, 竹下隆晴, 松井信行, 藤田秀紀: "UPFCのマルチレベル直列形電力変換器の設計"平成15年電気関係学会東海支部連合大会講演論文集. 101-101 (2003)
• [Publications] 大石祐二朗, 仙石憲司, 竹下隆晴, 松井信行, 藤田秀紀: "UPFCの変換器容量の設計と構成"電気学会半導体電力変換/産業電力電気応用合同研究会資料. (発表予定). (2004)