2020 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of Sustainable Green Society Through 99.9% Class Efficiency Electric Power Conversion
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17H06147
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
河村 篤男 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 名誉教授 (80186139)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 隆男 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00432873)
小原 秀嶺 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 非常勤教員 (50772787)
藤本 康孝 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313475)
下野 誠通 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90513292)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | パワーエレクトロニクス / 電力変換効率 / 電気機器 / 部分電力変換 / マイクログリッド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度の要約は、以下の通り。変換効率99.9％級の単相インバータの新測定法を考案し、変換効率99.75％を実測した。HEECSインバータの逆潮流の実験を行い、最短で1/4 周期で潮流反転を確認し、さらに力率補償も可能であることを実機で確認した。また、この変換器を3相電力系統用の位相器として使用する場合の基本動作をシミュレーションで確認した。
追加実証実験（研究計画【A-4】の修正）高効率電力変換の精密測定法としては、効率をさらに正確に測定する方法を提案し、力行と回生の動作を実現する2組のインバータを用いて、仮想トランスによるBTB（back-to-back）回路構成により損失を実測した。その値は、99.75％となり、損失測定の精度に関しては、非常に小さい値（0.01％未満）となった。
研究計画【D-2】：“低圧マイクログリッドでの分散電源急変時の本提案インバータの性能の実証実験”の課題に対しては、（１）電気自動車バッテリV2Gまたは太陽光発電を模擬した分散電源を単相ACで系統に接続する低圧マイクログリッドを構築し、（２）定常状態として、提案のHEECSインバータが力行及び改正動作で高効率運転できることを実証した。（３）さらに、高速な過渡的な潮流制御が最短で1/4周期で安定に実現できることを実験的に確認した。さらに、（４）太陽光発電によりローカルに電圧が上昇するなどの問題に対して、提案HEECSインバータが力率補償も実現できることを定常状態で実験で確認した。
研究計画【E-1】：“高効率でかつ自由にエネルギーの移動が行えるような新電力配電網構築のための理論的な解析およびそのシミュレーション“に関しては、海外（清華大）の研究者とのZoom会議で意見交換を踏め、電力系統の位相器としての応用の基礎をシミュレーションで検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ計画通りに研究が進行しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、順調に進展しているので、今年度も予定通りに、研究を遂行する。
最終年度の研究実施計画を要約すると、以下の2点となる。
（１）研究計画【D-3】に従い、これまでのテーマに関しての追加実験を3件実施する：①追加実証実験（研究計画【A-4】の追加）：高効率電力変換の精密測定法の最終データ取得と効率の最大化（目標99.80％以上）、②追加実験（研究計画【D-3】の追加実験）：低圧マイクログリッドでの分散電源として動作時のHEECSインバータの進み力率（系統からみると遅れ力率）運転追加実験、および③（研究計画【E-1】の検証実験）：新電力配電網構築のためのBTB（Back-to-Bach）実験による高効率位相制御実現実験を行う。
（２）【E-2】BTB配置による電気エネルギー配電網を提案する。
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