2013 Fiscal Year Research-status Report
マトリクスコンバータを用いた低周波数スマートグリッドの構築
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25420252
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
山村 直紀 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80252310)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 宗秋 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70135317)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スマートグリッド / マトリクスコンバータ / 配電系統 |
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| Research Abstract |
本研究はスマートグリッド及びスマートハウスの連系を目的として，配電系統の省エネルギー化およびスマートハウスへの高品質な連系を行うため，配電系統の低周波数化およびマトリクスコンバータを用いた電力変換装置の利用を提案するものである。
今年度の研究成果としては，第1に「マトリクスコンバータによる周波数変換方式の検討」として，周波数10Hzの電源から50Hz，100Vもしくは200Vの商用電源を供給するマトリクスコンバータの回路トポロジー及び電力変換方式を構成し，シミュレーション回路によりその銅だを確認した。第2に「配電用マトリクスコンバータの電力系統に与える影響の検討」として，電源に歪み電流として流入する負荷電流の発生量及び発生分布を理論面から考察し，系統内に導入する受動素子を用いたパッシブパワーフィルタの設計を行い，高調波電流のおよそ75%を減衰することが出来ることをシミュレーションにより確認した。以上の結果を平成26年電気学会全国大会にて報告した。
また，負荷変動または系統電圧が変動する際，出力電圧の変動を抑制するため出力単相電圧の基本波振幅と位相を計測するための検出器を構成し，検出された情報に基づき制御を行う事で，定常状態においては出力電圧の振幅と位相を一定に保つような制御系を構成し，シミュレーションによってその効果を確認した。
本システムにより，スマートグリッド内の配電系統に，配電トランスを使用することなく，需要家に電力を供給できることが明らかになった。このシステムを使用することによって従来に比べより高品質な電力を供給する方法について一定の知見が得られた。
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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
今年度の研究については，回路トポロジー，システム設計のためのフィルタの構成については成果を得ることが出来た。さらに，電源電圧変動，負荷変動に対して定電圧動作させるための制御回路についても構成し，シミュレーションにおいてその効果を確認することが出来た。
しかしながら，実機試験についてはフィルタの設計及び実装に時間がかかる事と，定電圧制御のプログラムの導入に時間がかかり，今年度は実施できなかったため，次年度早々に実施する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度はマトリクスコンバータの実機試験を行った後，予定通りに模擬スマートグリッドを構築して，スマートグリッド内に変動電力が存在しても，マトリクスコンバータが適切に稼働し，安定した電力が供給できることを確認する予定である。また，直流模擬負荷装置としてバッテリ充電装置をマトリクスコンバータにより構築し，実験によりその動作を確認する予定である。
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