2018 Fiscal Year Research-status Report
複数点連系型配電システムの制御および保護システムの開発
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18K04103
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
青木 睦 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70362316)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 配電系統のループ運用 / ループパワーフローコントローラ / ハイブリッド型電圧調整器 / 太陽光発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，将来のエネルギーシステムに欠かすことができない再生可能エネルギーによる分散電源(Distributed Energy Resources：DER)，コ・ジェネレーションシステム，電気自動車(Electric Vehicle：EV)などの大量連系に対して柔軟に対応できる高効率かつ高品質な電気エネルギー供給システムの実現を目指して，複数点連系型配電システム(Multiple-Interconnected Distribution System：MIDS)の制御システムおよび保護システムの開発を目的とするものである。平成30年度は，MIDSの最適構成の導出として，小容量のインバータとサイリスタを組み合わせたハイブリッド型電圧調整機器(HVR)とループパワーフローコントローラによる潮流制御方法の検討を目的としてシミュレーションモデルを作成した。多くの太陽光発電の連系を想定したMIDのモデルによるシミュレーションの結果，これらの機器を適切に制御することにより，配電系統の電圧を適切に維持することができるとともに，配電線の損失を大幅に削減できることを確認した。
太陽光発電などの再生可能エネルギー電源が大量に連系された場合の配電系統の電圧適正範囲維持は，将来の配電系統において重要な課題である。複数回線の配電線を連系した配電系統は，電圧を適正に維持するのに有効な方法であると考えられるが，回線間における潮流が増加して，損失が増加することが課題である。本研究で用いたHVRとループパワーフローコントローラを用いた方法は，従来の機器の新たな活用であり実用性が高いものである。また，これらの機器を協調させた制御方法は，過去にも研究事例がなく，今年度の成果はその基礎検討として，適切に潮流制御すできることを確認したものである。
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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
複数点連系型配電システム(Multiple-Interconnected Distribution System：MIDS)の系統故障時の応動評価と保護システムの構築において，系統のシミュレーションモデルの構築を行った。今後は，さまざまな条件で系統故障のシミュレーションを実施していく予定である。
複数回線を連系した場合の系統における小容量のインバータとサイリスタを組み合わせたハイブリッド型電圧調整機器(HVR)とループパワーフローコントローラによる潮流制御について，その基本的な動作を確認することができている。また，新型直列型電圧制御機器(ASR)の新しい回路方式についても検討している。今後，さまざまな条件でのシミュレーションを行い，潮流制御機器の仕様を策定していく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度は，複数点連系型配電システム(Multiple-Interconnected Distribution System：MIDS)の構成に不可欠な要素技術の開発を目的として実施する。まず，MIDSの保護システムの開発について，これまで，「汎用保護制御装置(IED： Intelligent Electronics Device)による配電線保護システムの開発」を実施してきているが，これまでは，2回線を連系した場合の検討であった。これを複数回線に拡張して，MIDSの系統故障時の応動評価と保護システムの構築を行っていく。具体的には，MIDSにおいて，さまざまな条件で系統故障のシミュレーションを行い，MIDSの保護の課題点を整理するとともに，保護システムの仕様を策定する。IEDを組み込んだ区分開閉器について機器の構成の検討，および，新しい保護方法と開閉選択の高度化を図り，MIDSの保護に関する課題の解決を図る。
また，配電線の潮流を最適に制御する新型直列型電圧制御機器(ASR)として，サイリスタとトランジスタのハイブリッド型の直列電圧制御機器とその潮流制御法を開発する。小容量のインバータとサイリスタを組み合わせたハイブリッド型電圧調整機器(HVR)は，太陽光発電などによる配電系統電圧の急激かつ短時間での変動に対して有効なものである。HVRは小容量のインバータで良いため，従来の直列型変換器を用いたものよりも低コストに装置を構成することができる。このインバータ回路の制御として，配電線の潮流を制御する基本的な機能を組み込むことができることを前年度の研究により確認している。この回路の構成や制御方法を改善することにより，さらに配電線の潮流を適切に制御できることを検証していく。
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| Causes of Carryover |
研究成果として発表するまでにデータをまとめることが遅れてしまったので，研究成果の発表等を次年度に実施することとした。シミュレーション結果を適切にまとめ，研究成果の発表等を行っていきたい。
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