誘導機によるエネルギー利用の過渡状態を含む高効率化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 17K14646
• 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: 上智大学
• 研究代表者: 坂本 織江 上智大学, 理工学部, 准教授 (40443262)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 誘導発電機 / 誘導電動機 / 瞬時値解析 / DFIG / XTAP / 二重給電型誘導機 / 電力系統工学

研究成果の概要

本研究では、誘導機によるエネルギー利用の高効率化に貢献することを目指し、過渡的な状態を含めて電力システムにおける誘導機の運転特性を安定かつ精度よくシミュレーションすることができる、二重給電型の誘導発電機（以下、DFIG）の新たなモデルを提案した。また、提案手法に基づくDFIGモデルを電力系統瞬時値解析ソフトウェアXTAP上で作成した。DFIGは誘導機の一種で、揚水発電所やウィンドファームなどに用いられている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

主要な学術的意義は、提案する安定性が高い計算手法が電力システムの瞬時値解析においてDFIGの過渡的な運転状態のシミュレーションに適用できると示した点にある。電力システムの瞬時値解析は電気現象を数十～数キロヘルツ程度までの波形を追う形で詳細にシミュレーションするものである。開発したモデルは、電力システムに落雷などの大きな擾乱が加わり電圧や電流の波形や周波数が大きく変化する場合にも過渡的な特性を計算でき、社会的にはウィンドファームのよりよい制御手法の検討などに用いることができる。