無停電電源の独立制御の研究

• Project/Area Number: 13875057
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 電力工学・電気機器工学
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 河村 篤男 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80186139)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2001: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: 独立制御 / UPS / 分散電源

Research Abstract

複数台のUPSシステムが独立制御により、それぞれの出力情報を共有しない状態でも、安定動作かつ負荷分担を行い、しかも無効電力のバランスもある程度可能であることを理論的かつ実験的に示した。
(1)2台のUPSが負荷に並列に接続され、それぞれの出力情報を交換しないで、提案している独立制御により、制御されている状態をモデル化した。周波数は一定と仮定して、周波数変換により、d軸とq軸の成分に分割して、電圧や電流を表現する。それに基づき、提案している制御則を盛り込んだ制御系の安定性解析を行った。その結果、安定領域がシミュレーションの結果よりも小さめに求まることがわかった。
(2)次に、昨年構築した、3台のUPSシステムから構成される独立制御の実験装置用いて実験を行った。
(3)まず、2台のUPSに独立制御を適用した。独立制御を行っている状態で、(A)UPS1の位相が急変する場合、(B)UPS1の振幅が急変する場合、(C)負荷が急変する場合、について、データ(端子電圧、有効電力,無効電力)を収集した。横流の抑制が問題となるが、経験的に無効分電流の積分ゲインをうまく選ぶことにより、抑制できた。
(4)さらに、3台のUPSへ拡張して実験を行った。3台でも独立制御が有効に機能し、安定かつ、負荷分担を行いながら、横流も抑制して動作することが確認された。ただし,理論検討とはまだ誤差がみられ、今後の課題が残った。
(5)まとめると、3台のUPS制御において、申請者が提案している独立制御により、自律分散的に安定に動作することがシミュレーションおよび実験で確認された。