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三相3線並列部三相4線直列部を持つマトリックスコンバータ方式統合電力潮流制御装置

研究課題

研究課題/領域番号 18K04083
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

山本 吉朗  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (70220457)

研究分担者 篠原 篤志  鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (90807794)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードマトリックスコンバータ / 統合電力潮流制御装置 / 不平衡電圧補償 / 電力制御 / 総合電力潮流制御装置 / )マトリックスコンバータ
研究成果の概要

本研究では,再生可能エネルギー導入の促進に向け,三相3線式並列補償部と三相4線式直列補償部により無効電力と不平衡電圧を同時に補償でき大容量電解コンデンサを持たないマトリックスコンバータ(3×4MC)を用いた統合電力潮流制御装置(UPFC)を構築し,様々な電力状況に対してその動作の検証を行った。また,平衡電圧出力の場合に使用スイッチ数を減らすことで出力電圧の高調波ひずみや余計なスイッチング損失を抑制する「部分スイッチング法」が提案し,その有効性を示した。シミュレーションによる動作確認はほぼ完了し,実機を用いた動作確認も3×4MC部分までは完了したが,装置全体としての動作確認は現在も継続中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在,再生可能エネルギー発電の増加により,配電系統では急激な電力変動や逆潮流による電圧の上昇,電圧の不平衡化などが問題になっている。このような問題への対応を視野に,本研究では,三相3線式並列補償部と三相4線式直列補償部により電力制御と不平衡電圧補償を同時に実行でき大容量電解コンデンサを持たないマトリックスコンバータを用いた統合電力潮流制御装置(3×4MC方式UPFC)の制御法や基本特性についてシミュレーションで明らかにしている。部分的には実機による動作確認も行われているが,装置全体の動作確認については現在も継続中である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 3×4マトリックスコンバータ方式UPFC平衡電圧出力時における部分スイッチングを用いた補償電圧ひずみ率の低減2020

    • 著者名/発表者名
      平尾光輝・山本吉朗・篠原篤志・重久 瑛
    • 雑誌名

      2020年度 第73回連合大会 電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集

      巻: 01-2A-10 ページ: 272-273

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 3×4マトリックスコンバータ方式UPFCを用いた系統電圧不平衡の低減2020

    • 著者名/発表者名
      重久 瑛・山本吉朗・篠原篤志・平尾光輝
    • 雑誌名

      2020年度 第73回連合大会 電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集

      巻: 01-2A-09 ページ: 270-271

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 系統電圧不平衡時における3×4マトリックスコンバータ方式UPFCを用いた電圧変動補償有効・無効電力制御2020

    • 著者名/発表者名
      平尾光輝,山本吉朗,篠原篤志
    • 雑誌名

      令和2年電気学会全国大会講演論文集

      巻: - ページ: 186-187

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 三相3線入力三相4線出力マトリックスコンバータを用いた電力潮流制御の検討2019

    • 著者名/発表者名
      平尾光輝,山本吉朗,篠原篤志
    • 雑誌名

      2019年電気学会産業応用部門大会講演論文集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 三相3線入力三相4線出力マトリックスコンバータを用いた電力潮流制御における系統インピーダンスの影響2019

    • 著者名/発表者名
      平尾光輝,山本吉朗,篠原篤志
    • 雑誌名

      2019年度電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集

      巻: - ページ: 515-516

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 三相3線入力三相4線出力マトリックスコンバータによる不平衡電圧出力2018

    • 著者名/発表者名
      原田麻央, 山本吉朗, 篠原篤志
    • 雑誌名

      平成30年電気学会産業応用部門大会講演論文集

      巻: ー

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 三相3線入力三相4線出力マトリックスコンバータを用いた統合電力潮流制御装置の基本特性2018

    • 著者名/発表者名
      原田麻央, 山本吉朗, 篠原篤志
    • 雑誌名

      平成30年度電気・情報関係学会九州支部連合大会講演論文集

      巻: ー ページ: 345-346

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 3×4マトリックスコンバータ方式UPFC平衡電圧出力時における部分スイッチングを用いた補償電圧ひずみ率の低減2020

    • 著者名/発表者名
      平尾光輝・山本吉朗・篠原篤志・重久 瑛
    • 学会等名
      2020年度 第73回連合大会 電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 3×4マトリックスコンバータ方式UPFCを用いた系統電圧不平衡の低減2020

    • 著者名/発表者名
      重久 瑛・山本吉朗・篠原篤志・平尾光輝
    • 学会等名
      2020年度 第73回連合大会 電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 系統電圧不平衡時における3×4マトリックスコンバータ方式UPFCを用いた電圧変動補償有効・無効電力制御2020

    • 著者名/発表者名
      平尾光輝,山本吉朗,篠原篤志
    • 学会等名
      令和2年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 三相3線入力三相4線出力マトリックスコンバータを用いた電力潮流制御の検討2019

    • 著者名/発表者名
      平尾光輝,山本吉朗,篠原篤志
    • 学会等名
      2019年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 三相3線入力三相4線出力マトリックスコンバータを用いた電力潮流制御における系統インピーダンスの影響2019

    • 著者名/発表者名
      平尾光輝,山本吉朗,篠原篤志
    • 学会等名
      2019年度電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 三相3線入力三相4線出力マトリックスコンバータによる不平衡電圧出力2018

    • 著者名/発表者名
      原田麻央, 山本吉朗, 篠原篤志
    • 学会等名
      平成30年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 三相3線入力三相4線出力マトリックスコンバータを用いた統合電力潮流制御装置の基本特性2018

    • 著者名/発表者名
      原田麻央, 山本吉朗, 篠原篤志
    • 学会等名
      平成30年度電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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