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マルチレベルインバータを用いた低周波送電変換器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06246
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関静岡理工科大学

研究代表者

中田 篤史  静岡理工科大学, 理工学部, 准教授 (70635028)

研究協力者 鳥井 昭宏  
元谷 卓  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード低周波長距離送電 / ケーブルインピーダンス / 多重インバータ / 低周波送電 / 共振電流 / 海底ケーブル / 低週波送電 / マルチレベル / 長距離送電 / 太陽電池 / マルチレベルインバータ
研究成果の概要

近年,海洋国家である我が国では洋上太陽光発電,洋上風力発電等,海から得る自然エネルギーの利用法が模索されてきている。洋上で得られたエネルギーを効率よく電力消費地へ送電できる手法として直流送電がある。しかし,CVケーブル(海底ケーブル)に直流電圧を印加すると絶縁体内に空間電荷が蓄積し絶縁破壊を引き起こすため,低周波交流送電を提案した。66kV送電で30MVA容量の海底ケーブルを使用する場合,4多重のインバータでキャリア周波数が1.5kHzとするのがバランスの取れた設計になることがわかった。変圧器は大型化するが,その大きさの概略と巻き線数,鉄心の断面積等を算出する設計法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,海洋国家である我が国では洋上太陽光発電,洋上風力発電等,海から得る自然エネルギーの利用法が模索されてきている。洋上で得られたエネルギーを効率よく電力消費地へ送電できる手法として直流送電がある。しかし,CVケーブル(海底ケーブル)に直流電圧を印加すると絶縁体内に空間電荷が蓄積し絶縁破壊を引き起こすため使用できない。研究課題ではフィルタを用いず,小型化可能な高電圧マルチレベルインバータを用いた低周波送電を提案する。本研究課題によって低周波送電システム網を確立し,将来において再生可能エネルギーの比率の増加を目標とする。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Study on resonance current suppression method for low frequency transmission2019

    • 著者名/発表者名
      NAKATA, Atsushi; TORII, Akihiro; MOTOTANI, Suguru
    • 雑誌名

      The International Council on Electrical Engineering (ICEE) Conference 2019

      巻: ICEE19J-047

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current Oscillation Damping Control in a Low Frequency Power Transmission with Light Loads2018

    • 著者名/発表者名
      A. Terashima, A. Nakata, A. Torii, S. Mototani, K. Doki
    • 雑誌名

      The International Conference on Electrical Engineering 2018 Korea

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低周波送電における共振周波数変化の検討2018

    • 著者名/発表者名
      寺島淳史,鳥井昭宏,元谷 卓,井島崇博,中田篤史
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 低周波送電用多重インバータとキャリア周波数の検討2018

    • 著者名/発表者名
      寺島淳史,中田篤史,鳥井昭宏,元谷 卓
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低周波送電用多重インバータの電流振動抑制制御の検討2018

    • 著者名/発表者名
      寺島淳史,鳥井昭宏,元谷 卓,中田篤史
    • 学会等名
      電気学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低周波送電回路と受電回路の検討2017

    • 著者名/発表者名
      中田篤史,寺島淳史,元谷 卓,鳥井昭宏
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 低周波送電における送電電圧とキャリア周波数の検討2017

    • 著者名/発表者名
      井島崇博,中田篤史,寺島淳史,元谷卓,鳥井昭宏
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 低周波送電用 PWM 変換器におけるダンピング制御とキャリア周波数の検討2017

    • 著者名/発表者名
      寺島淳史,鳥井昭宏,元谷卓,井島崇博,中田篤史
    • 学会等名
      電気学会東海支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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