2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of low frequency power transmission converter using multilevel inverter
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16K06246
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| Research Institution | Shizuoka Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
中田 篤史 静岡理工科大学, 理工学部, 准教授 (70635028)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 低周波送電 / 共振電流 / 多重インバータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海上に浮かべた太陽電池の電力を低周波送電で安価なCVケーブルを使って長距離送電し電力消費地に送電する方法の検討である。直流送電ではCVケーブルにクラックが入る問題があり，商用周波数送電ではCVケーブルのインピーダンスによる電圧降下の問題がある。5Hz程度の低周波送電ならば，CVケーブルのクラック発生や電圧降下の問題を回避できる。しかし，五島列島での商用周波数長距離のケーブル送電ではケーブルの皮覆絶縁物によって容量性の成分が生じ，配線のインダクタンス成分との共振が問題となると報告されている。本研究では5Hzの出力を多重インバータで発生させ，マルチレベル化と低スイッチング周波数のインバータによる送電方法を提案し，この方式で発生する様々な問題点について研究を行った。五島列島での商用周波数送電で明らかになったCVケーブルのインピーダンスとその等価回路を元に，理論的検討によって最適な送電電圧を求めた。またシミュレーションを行い，共振電流を抑制できるダンピング制御について検討を行い，共振電流を制御できるインバータのスイッチング周波数を求めた。理論的検討やシミュレーションでは検討していない，多重インバータ用の変圧器を検討した。ミニモデル用の低周波変圧器を製作し，その内部インピーダンスを測定して実験による多重インバータを用いたときの問題点について検討した。低周波用変圧器は非常に大型化してコスト面で問題が生じるが，直流送電で用いられている油ケーブルの価格とその維持費とを考えれば，変圧器が大型化する分のコスト上昇は相殺できるものと考えられる。変圧器の内部インピーダンスによる電圧降下も考慮して，インバータの直流電圧（太陽電池の直並列の組み合わせ），多重変圧器の巻き数比をどうすれば良いのかを検討した。本研究の期間はこれで終了したが，2019年7月に国際会議でこれら成果を発表する予定である。
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