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2009 Fiscal Year Annual Research Report

電力系統における汎用回路解析手法の開発

Research Project

Project/Area Number 19500032
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

長岡 直人  Doshisha University, 理工学部, 教授 (80180462)

Keywords雷サージ / 電磁界解 / 回路解析 / モデリング / 風力発電 / シミュレーション / 鉄道き電系 / EDLC
Research Abstract

前年度に引き続き,風力発電タワーならびにビル落雷時の雷電流分布・電磁界分布について,回路解析法ならびに電磁界解析法を用いて検討を加えた。我が国では,国土の特徴から外国と比して高構造物への落雷頻度が高く,シミュレーションによる雷害対策の検討は必須である。電磁界解析法はタワー等の立体構造物の形状を考慮した解が得られるが,計算時間が極めて長大となる欠点を有する。これに対して回路解析法は,構造物を直接表現することはできないが,電磁界解析法により得られた結果から導出した等価回路モデルを使用することにより,実用精度を有しかつ高速に雷サージを計算し得る。縮小モデルによる実験結果と電磁界解析結果との比較検討より,回路モデルによっても構造物雷サージ解析がなし得ることを明らかにした。
次に,鉄道き電系の架線・レールの回路モデル計算プログラムを開発し,直流特性のみならず,過渡現象をも表現し得ることを確認した。得られた定数は,き電系の電圧変動のみならず地絡などの事故シミュレーションに適用し得,安定な鉄道運行に必須のき電系設備設計に有用である。このき電系モデルを用いて,電圧変動を抑制し回生失効を抑止する電力補完装置のシミュレーションを行った。この補完装置の蓄電媒体に,電気二重層キャパシタ(EDLC)を採用したものも実用化されている。本研究では,EDLCの非線形電圧電流特性を測定し,これより汎用回路解析プログラムEMTPに導入し得るモデルを開発した。これまでに電池モデルは開発済みであるため,いかなる蓄電媒体を有する電力補完装置であっても開発したき電回路モデルと組み合わせることにより,シミュレーションが可能となった。これにより,補完装置の最適容量,最適配置など,実験では検討することが困難なパラメータが明らかになり,補完装置の実用設計に有効であると考えられる。

  • Research Products

    (22 results)

All 2010 2009

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] 3次元TLM法の雷電磁界・サージ解析への応用2009

    • Author(s)
      松田卓巳, 馬場吉弘, 長岡直人, 雨谷昭弘
    • Journal Title

      電気学会論文誌B 129

      Pages: 948-956

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Investigation of Earth-Return Impedance Between Overhead and Underground Conductors and Its Approximation2009

    • Author(s)
      Ametani, A., Yoneda, T., Baba, Y., Nagaoka, N.
    • Journal Title

      IEEE Trans.EMC 51

      Pages: 860-867

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lightning-Induced Voltage Over Lossy Ground by a Hybrid Electromagnetic Circuit Model Method With Cooray-Rubinstein Formula2009

    • Author(s)
      Yutthagowith, P., Ametani, A., Nagaoka, N., Baba, Y.
    • Journal Title

      IEEE Trans.EMC 51

      Pages: 975-985

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] FDTD Electromagnetic Analysis of a Wind Turbine Generator Tower Struck by Lightning2009

    • Author(s)
      M.Nagao, N.Nagaoka, Y.Baba, A.Ametani
    • Journal Title

      電気学会論文誌B 129

      Pages: 1181-1186

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cable Transient, N.Nagaoka, EMTP Journal, vol.14, pp.104-122, 20092009

    • Author(s)
      N.Nagaoka
    • Journal Title

      EMTP Journal 14

      Pages: 104-122

  • [Journal Article] EMTP Simulations of Lightning Surges on a Wind Firm2009

    • Author(s)
      A.Ametani, N.Nagaoka, Y.Baba, Y.Maruyama
    • Journal Title

      EMTP Journal 14

      Pages: 14-23

  • [Journal Article] Transient Characteristics of Grounding Electrodes and the Modeling for EMTP Simulations2009

    • Author(s)
      A.Ametani, N.Nagaoka, Y.Baba
    • Journal Title

      EMTP Journal 14

      Pages: 67-78

  • [Presentation] 集中定数回路要素を考慮したTLM法によるサージ解析,,, No.7-0362010

    • Author(s)
      湯田晋介・岡嶋直人・馬場吉弘・長岡直人・雨谷昭弘
    • Organizer
      平成22年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      明治大学(東京都)
    • Year and Date
      20100317-20100319
  • [Presentation] 励磁突入電流を用いたCT周波数特性補正2010

    • Author(s)
      向野下裕明・長岡直人・雨谷昭弘・長友春一郎
    • Organizer
      平成22年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      明治大学(東京都)
    • Year and Date
      20100317-20100319
  • [Presentation] 直流電気鉄道変電所交流側電流高調波測定2010

    • Author(s)
      梅田繁樹・延原隆良・長岡直人・雨谷昭弘
    • Organizer
      平成22年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      明治大学(東京都)
    • Year and Date
      20100317-20100319
  • [Presentation] CIP法用いた雷電磁界パルス計算,,ED-09-157,SP-09-28,HV-09-37,,20092009

    • Author(s)
      松本慎哉, 馬場吉弘, 長岡直人, 雨谷昭弘
    • Organizer
      電気学会放電・開閉保護・高電圧合同研究会
    • Place of Presentation
      長崎大学(長崎県)
    • Year and Date
      20091119-20091120
  • [Presentation] A Surge Analysis of a Cable System Composed of Submarine and Underground-Overhead cables,,, Session PS8, 2009.2009

    • Author(s)
      Goto, Y, Ametani A, Nagaoka N, Baba Y, Kbuo T
    • Organizer
      Proc.of the 44th International Universities Power Engineering Conference
    • Place of Presentation
      the University of Strathclyde(Glasgow, UK,)
    • Year and Date
      20090901-20090904
  • [Presentation] 3次元TLM法のサージ解析への応用,no.234,20092009

    • Author(s)
      松田卓巳・馬場吉弘・長岡直人・雨谷昭弘
    • Organizer
      平成21年電気学会B部門大会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20090818-20090820
  • [Presentation] サブグリッド法を用いたFDTD法による雷電磁界解析2009

    • Author(s)
      西祐司・馬場吉弘・長岡直人・雨谷昭弘
    • Organizer
      平成21年電気学会B部門大会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20090818-20090820
  • [Presentation] FDTD法による2導体試験配電線の誘導雷サージ解析2009

    • Author(s)
      竹嶋俊貴・馬場吉弘・長岡直人・雨谷昭弘
    • Organizer
      平成21年電気学会B部門大会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20090818-20090820
  • [Presentation] 突入電流解析精度に及ぼす励磁回路モデルの影響2009

    • Author(s)
      向野下裕明・長岡直人・雨谷昭弘・馬場吉弘
    • Organizer
      平成21年電気学会B部門大会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20090818-20090820
  • [Presentation] 変圧器短絡インピーダンスから励磁突入電流を推測する手法2009

    • Author(s)
      亀澤朋将, 長友春一郎, 井上真二, 長岡直人, 向野下裕明, 税所真前
    • Organizer
      電気学会,保護リレーシステム研究会
    • Place of Presentation
      東京電機大学(東京都)
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] An Investigation of an Equivalent Conductor Plate Representing Earth for a Surge Analysis2009

    • Author(s)
      A.Ametani, M.Nishitsuji, N.Nagaoka, Y.Baba, S.Okabe
    • Organizer
      International Conference on Power Systems Transients
    • Place of Presentation
      International Community House(Kyoto, Japan)
    • Year and Date
      2009-06-04
  • [Presentation] Propagation Characteristics of Power Line Communication Signals Along a Power Cable2009

    • Author(s)
      N.Okazima, Y.Baba, N.Nagaoka, A.Ametani, K.Temma, T.Shimomura
    • Organizer
      International Conference on Power Systems Transients
    • Place of Presentation
      International Community House(Kyoto, Japan)
    • Year and Date
      2009-06-04
  • [Presentation] Parameter Estimation of a Nonlinear EDLC Model for EMTP Simulation2009

    • Author(s)
      N.Nagaoka, S.Fujiyama, H.Nonoyama, A.Ametani
    • Organizer
      International Conference on Power Systems Transients
    • Place of Presentation
      International Community House(Kyoto, Japan)
    • Year and Date
      2009-06-04
  • [Presentation] An Improved Arbitrary-Radius-Wire Representation for FDTD Electromagnetic and Surge Calculations2009

    • Author(s)
      Y.Taniguchi, Y.Baba, N.Nagaoka, A.Ametani
    • Organizer
      International Conference on Power Systems Transients
    • Place of Presentation
      International Community House(Kyoto, Japan)
    • Year and Date
      2009-06-04
  • [Presentation] Induced Voltages to Wires Installed within a Building due to Direct Lightning2009

    • Author(s)
      N.Nagaoka, T.Kusuda, Y.Iwakura, A.Ametani
    • Organizer
      International Conference on Power Systems Transients
    • Place of Presentation
      International Community House(Kyoto, Japan)
    • Year and Date
      2009-06-04

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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