2010 Fiscal Year Annual Research Report
ユビキタス太陽光・風力発電のための多機能モジュール集積化パワーコンバータの開発
| Project/Area Number |
21360139
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| Research Institution | Tokyo Polytechnic University |
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Principal Investigator |
松井 幹彦 東京工芸大学, 工学部, 教授 (30143689)
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| Keywords | 太陽光発電 / 小型風力発電 / 多機能MIC / ACモジュール / MPPT制御 / 単独運転防止 / 電気二重層コンデンサ / フライホイール |
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| Research Abstract |
多機能MIC(モジュール集積化コンバータ)の試作に関して:
(1)SIC-BGSITを適用して試作チョッパ回路を作成しバッテリ充電器、ACモジュールのチョッパ部への適用可能性を検討した結果、オン抵抗により導通損失は十分に低下させることができるが、デバイスのゲート静電容量が大きいためゲートドライブ回路に必要であることが判明した。
(2)PLCの組み込みを検討したが、昨今では無線方式のZigbeeの方が適用が容易であるため、今後Zigbeeの利用について検討を進めることとした。
(3)SHマイコン、DSP等の系統連系コンバータ制御系への適用の可否の予備検討を行なった。
低価格のSH2-64F7144F50V(12.5MHz)は単相コンバータの電流制御を行なうのがやっとで、このCPUの2-3倍の処理速度が必要なことが判明した。
(4)モジュール基板の信頼性向上と設計の柔軟性の観点から、基板加工を外部発注ではなく研究室で内製化するための予備調査を行ない、プリント基板加工機を導入することにした。
MICのシステム的な技術課題に関して:
(5)ACモジュールを実際に複数台並列接続して使用する場合に適した実用的な電源電圧センサレス方式を考案し、DSPコントローラを用いてソフトウェアにより実現した。
(6)多数台のACモジュールが適用される場合の単独運転防止機能について、モジュール毎に防止機能を持たせることが可能か、あるいは一括方式とする必要があるのか検討した結果、モジュールごとに防止機能を持たせ、しかも多数台が同時に動作しても有効性を失わない新方式を考案した。現在、実験による検証の準備と特許申請の準備を行なっている。
(7)自律分散電源系統に多数台のACモジュールが適用される場合、出力の時間変動によりDCバスの電圧変動が発生するが、フライホイール、バッテリ、EDLC等のエネルギー蓄積ユニットを用いてそれぞれが割り振られた周波数帯の電力平準化を分担することにより、ユニット間での干渉を防ぎDCバス電圧の安定化を図ることができることをモデルに基づくシミュレーションにより確認した。
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[Journal Article] Analysis and Design of a Digital Phase-Locked-Loop for Single-Phase Grid-Connected Power Conversion Systems2010
Author(s)
Zhang, Q., Sun, X., Zhong, Y, Matsui, M, Ren, B.
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Journal Title
IEEE Transactions on Industrial Electronics
Volume: PP-99
Pages: 1-12, Early Access
Peer Reviewed
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