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広域計測データに基づく発電機励磁制御による電力系統安定化理論の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14639
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関東京工業大学

研究代表者

河辺 賢一  東京工業大学, 工学院, 助教 (60634061)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード電力系統 / 過渡安定性 / 同期発電機 / 広域計測システム / 励磁制御 / 広域計測データ
研究成果の概要

送電線への雷撃などの擾乱発生時に,電力系統内の同期発電機群が同期外れを起こすことなく同期状態に回復しうる能力の程度を過渡安定性と呼ぶ。本研究では過渡安定性の向上を目的として,同期発電機の新たな励磁制御システムの構想および核となる理論を開発した。提案システムでは,系統内の発電機群の回転子角速度を広域で収集し,この広域情報を新たなに提案した制御理論で用いることによって,系統事故後の励磁電圧を変化させる。数値シミュレーションの結果,発電機の自端情報のみを用いた従来の励磁制御システムでは安定化効果が得られない事故に対しても,効果的に発電機の動揺を抑制できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

発電機の励磁制御に広域計測データの利用を想定することで,従来の励磁制御システムでは必須であった制御システムの事前チューニングを必要とせず,再生可能エネルギーの出力予測外れなどに起因する想定外の運用状態に対しても高い系統安定化効果を発揮することができる電力系統安定化制御システムを開発した。
さらに,制御システム実現のために必要となる計測データの種類,時間解像度や,通信速度等を明らかになった。このことは、それぞれの分野における一つの技術開発目標となり得る。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] An Excitation System of Synchronous Generators Based on Wide Area Measurement System for Transient Stability Improvement in Power Systems2019

    • 著者名/発表者名
      M. Masuda, K. Kawabe, and T. Nanahara
    • 雑誌名

      Journal of Int’l Council on Electrical Engineering

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Excitation Control Method Based on Wide-Area Measurement System for Improvement of Transient Stability in Power Systems2020

    • 著者名/発表者名
      K.Kawabe, M. Masuda, T.Nanahara
    • 学会等名
      21st Power Systems Computation Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電力系統の過渡安定性向上のための中央事前演算に基づく発電機励磁制御手法2020

    • 著者名/発表者名
      山本燎弥,河辺賢一,七原俊也
    • 学会等名
      令和元年度電気学会電力系統技術研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電力系統の過渡安定性向上を目的とした広域リアルタイム情報に基づく発電機励磁制御手法の検討―推定器による情報遅延の影響の緩和―2019

    • 著者名/発表者名
      増田宗紀,河辺賢一,七原俊也
    • 学会等名
      平成31年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] An Excitation System of Synchronous Generators Based on WAMS and Energy Function for Improvement of Transient Stability2018

    • 著者名/発表者名
      M. Masuda, K.Kawabe, T.Nanahara
    • 学会等名
      IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Excitation System of Synchronous Generators Based on Wide Area Measurement System for Transient Stability Improvement in Power Systems2018

    • 著者名/発表者名
      M. Masuda, K.Kawabe, T.Nanahara
    • 学会等名
      Int’l Conference on Electrical Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 過渡安定性向上のための広域計測情報を用いた発電機励磁制御手法-潮流状態の変化に対するロバスト性の検証-2018

    • 著者名/発表者名
      増田宗紀,河辺賢一,七原俊也
    • 学会等名
      平成30年度電気学会電力技術・電力系統技術合研
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 広域計測情報に基づく発電機励磁制御による電力系統の過渡安定性の安定化2018

    • 著者名/発表者名
      増田宗紀,河辺賢一,七原俊也
    • 学会等名
      平成30年電気学会B部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電力系統の過渡安定性向上を目的とした広域リアルタイム情報に基づく発電機励磁制御手法の検討―AVRとの併用による改善―2018

    • 著者名/発表者名
      増田宗紀,河辺賢一,七原俊也
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 電力系統の過渡安定性向上を目的とした広域リアルタイム情報に基づく発電機励磁制御手法の検討ーAVRとの併用による改善ー2018

    • 著者名/発表者名
      増田宗紀,河辺賢一,七原俊也
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 過渡安定性向上のためのエネルギー関数に基づく発電機励磁制御手法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      増田宗紀,河辺賢一,七原俊也
    • 学会等名
      平成29年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 過渡安定性向上のための広域情報に基づく発電機励磁電圧制御手法の検討ーWest10機系統への適用ー2017

    • 著者名/発表者名
      増田宗紀,河辺賢一,七原俊也
    • 学会等名
      電気学会平成29年電力技術・電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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