直流超伝導ケーブルによる電力系統のエネルギー貯蔵機能の創出

• 研究課題/領域番号: 16K14216
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 東川 甲平 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (40599651)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 超伝導ケーブル / 電力貯蔵 / 電力系統 / エネルギー貯蔵 / 直流系統 / リアルタイムデジタルシミュレータ / ハードウェア閉ループ試験 / 直流送電

研究成果の概要

本研究の目的は、直流超伝導ケーブルによる電力系統のエネルギー貯蔵機能の創出である。環境への意識の高まりと電力自由化の流れから太陽光や風力を原資とする再生可能エネルギーの大量導入が期待されるが、これらの発電量は天候による時間変化が大きく、設備容量や周波数変動の問題から、現状の電力系統の受け入れ許容量はごく限られたものになっている。この観点から、発電量の変動を吸収できる電力貯蔵技術の確立が極めて重要な課題となっている。そこで本研究では、超伝導ケーブルによる電力系統のエネルギー貯蔵機能を実証し、電力系統自体が再生可能エネルギーの出力変動補償を行える次世代電力ネットワークの可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Current Capacity of Cu-Sheathed Multifilamentary Coated Conductors Under the Influence of Spatial Variation of Local Critical Currents in Each Filament (2018)
  • 著者名/発表者名: Higashikawa Kohei、Suzuki Takumi、Inoue Masayoshi、Fujita Shinji、Iijima Yasuhiro、Kiss Takanobu
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 28 号: 3 ページ: 4801205-4801205
  • DOI: 10.1109/tasc.2018.2794965
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hardware-in-the-Loop Simulation on Fault Current Limiting Operation of RE-123 Coated Conductors Under the Influence of Spatial Inhomogeneity (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Higashikawa , M. Tajima, S. Urasaki, M. Inoue, Y. Fukumoto, M. Tomita, T. Kiss
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 28 号: 4 ページ: 5602405-5602405
  • DOI: 10.1109/tasc.2018.2815768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Local Critical Current Distribution in Multifilamentary Coated Conductor Based on Reel-to-Reel Scanning Hall-Probe Microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa, Dai Uetsuhara, Masayoshi Inoue, Shinji Fujita, Yasuhiro Iijima, Takanobu Kiss
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 27 号: 4 ページ: 6603004-6603004
  • DOI: 10.1109/tasc.2016.2641238
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of Critical Current Distribution in Roebel Cable Strands Based on Reel-to-Reel Scanning Hall-Probe Microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa, Xiang Guo, Masayoshi Inoue, Zhenan Jiang, Rodney Badcock, Nicholas Long, Takanobu Kiss
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 27 号: 4 ページ: 8001404-8001404
  • DOI: 10.1109/tasc.2016.2639278
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] エネルギー貯蔵機能を有する超電導ケーブルの可能性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, 木須 隆暢
  • 学会等名: 平成30年電気学会全国大会
• [学会発表] 超電導応用技術の最近の動向と鉄道応用の可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東川甲平, 木須隆暢
  • 学会等名: 平成29年電気学会全国大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2017-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] RE-123マルチフィラメント線材におけるフィラメントごとの局所臨界電流分布が電流容量に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, 井上 昌睦, 藤田 真司, 飯島 康裕, 木須 隆暢
  • 学会等名: 2017年度春季低温工学・超電導学会
• [学会発表] ハードウェア閉ループ試験によるRE-123線材の限流動作時過渡特性の評価とモデリングに関する検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, 浦崎 祥悟, 田島 正博, 井上 昌睦, 富田 優, 木須 隆暢
  • 学会等名: 2017年度春季低温工学・超電導学会
• [学会発表] Current Capacity of Cu-sheathed Multi-filamentary Coated Conductors under the Influence of Spatial Variation of Local Critical Currents in Each Filament (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa, Takumi Suzuki, Masayoshi Inoue, Shinji Fujita, Yasuhiro Iijima, Takanobu Kiss
  • 学会等名: International Conference on Magnet Technology 25 (MT25)
  • 国際学会
• [学会発表] Hardware-in-the-loop Simulation on Fault Current Limiting Operation of RE-123 Coated Conductors under the Influence of Spatial Inhomogeneity (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Higashikawa, M. Tajima, S. Urasaki, M. Inoue, Y. Fukumoto, M. Tomita, T. Kiss
  • 学会等名: The 13th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS2017)
  • 国際学会
• [学会発表] UTOC-MOD法によるBZO導入YGdBCO線材の磁界中磁気顕微観察 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, MOHAN Shyam, 鈴木 匠, 大村 俊介, 今村 和孝, 井上 昌睦, 淡路 智, 中岡 晃一, 和泉 輝郎, 木須 隆暢
  • 学会等名: 2017年度秋季低温工学・超電導学会
• [学会発表] Experimental and Analytical Investigation of Transient Properties of RE-123 Coated Conductors in Fault Current Limiting Operation (2016)
  • 著者名/発表者名: Shogo Urasaki, Masahiro Tajima, Kohei Higashikawa, Masayoshi Inoue, Yusuke Fukumoto, Masaru Tomita, Takanobu Kiss
  • 学会等名: 29th International Symposium of Superconductivity (ISS2016)
  • 発表場所: Tokyo International Forum, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Spatially Resolved Measurements on Critical Current in Coated Conductors and MgB2 Wires (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa, Masayoshi Inoue, Shinji Fujita, Mitsunori Igarashi, Kazuomi Kakimoto, Yasuhiro Iijima, Zhenan Jiang, Rodney Badcock, Nicholas Long, Robert Buckley, Teruo Izumi, Akiyoshi Matsumoto, Hiroaki Kumakura, Takanobu Kiss
  • 学会等名: 29th International Symposium of Superconductivity (ISS2016)
  • 発表場所: Tokyo International Forum, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Analysis for Local Magnetization in Stacks of High-Tc Superconducting Tapes for the Development of Non-Destructive Diagnosis Method for Pancake Coils (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Tsuji, Hiroki Nakagiri, Kohei Higashikawa, Masayoshi Inoue, Takanobu Kiss
  • 学会等名: Asian Applied Physics Conference
  • 発表場所: Tsushima, Japan
  • 年月日: 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation of Interaction between Permanent Magnet and High-Tc Superconducting Tape Based on Finite Element Method (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Kondo, Kohei Higashikawa, Masayoshi Inoue, Takanobu Kiss
  • 学会等名: Asian Applied Physics Conference
  • 発表場所: Tsushima, Japan
  • 年月日: 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of local inhomogeneity of critical current density and site-specified microstructure observation in a 10-mm-wide 20-filamentary coated conductor (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuhei Nishimiya, Kohei Higashikawa, Masayoshi Inoue, Takanobu Kiss, Takato Machi, Akira Ibi, Teruo Izumi
  • 学会等名: Asian Applied Physics Conference
  • 発表場所: Tsushima, Japan
  • 年月日: 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] Investigation of Fault Current Limiting Properties of RE-123 Coated Conductors Based on Hardware-in-the-loop Simulation for DC Railway Feeder System (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa, Masahiro Tajima, Shogo Urasaki, Masayoshi Inoue, Yusuke Fukumoto, Masaru Tomita, Takanobu Kiss
  • 学会等名: 1st Asian ICMC and CSSJ 50th Anniversary Conference
  • 発表場所: Kanazawa Kageki-za, Kanazawa, Japan
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] リアルタイムデジタルシミュレータを用いたハードウェア閉ループ試験によるRE-123線材の限流特性に関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田島正博, 浦崎祥吾, 東川甲平, 福本祐介, 富田優, 木須隆暢
  • 学会等名: 電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 宮崎大学
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] Reel-to-reel Characterization of Two-dimensional Distribution of Local Critical Current Density in Coated Conductors as a Diagnostics for Roebel Strands and Cable (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa, Xiang Guo, Dai Uetsuhara, Masayoshi Inoue, Zhenan Jiang, Rodney A. Badcock, Nicholas J. Long, Takanobu Kiss
  • 学会等名: Coated Conductors for Applications 2016 (CCA016)
  • 発表場所: Aspen, Colorado, USA
  • 年月日: 2016-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of local critical current distribution in multi-filamentary coated conductor based on reel-to-reel scanning Hall-probe microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa, Dai Uetsuhara, Masayoshi Inoue, Shinji Fujita, Yasuhiro Iijima, Takanobu Kiss
  • 学会等名: 2016 Applied Superconductivity Conf. (ASC 2016)
  • 発表場所: Colorado Convention Center, Denver, Colorado, USA
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of local critical current distribution in Roebel cable and its strands based on reel-to-reel scanning Hall-probe microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Higashikawa, Xiang Guo, Dai Uetsuhara, Masayoshi Inoue, Zhenan Jiang, Rodney A. Badcock, Nicholas J. Long, Takanobu Kiss
  • 学会等名: 2016 Applied Superconductivity Conf. (ASC 2016)
  • 発表場所: Colorado Convention Center, Denver, Colorado, USA
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] RE-123長尺マルチフィラメント線材の局所臨界電流分布評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東川 甲平, 上津原 大, 井上 昌睦, 藤田 真司, 飯島 康裕, 木須 隆暢
  • 学会等名: 2016年度春季低温工学・超電導学会
  • 発表場所: タワーホール船堀, 東京
  • 年月日: 2016-05-30
• [学会発表] 超伝導電力応用機器の系統連系時挙動の模擬手法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 東川甲平, 木須隆暢
  • 学会等名: 九州パワーアカデミーフォーラム2016
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス