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多端子直流送電システムによる基幹送電系統の構築に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04097
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

佐野 憲一朗  東京工業大学, 工学院, 助教 (60589307)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード直流送電システム / 直流系統 / 信頼度 / 直流遮断器 / 運転継続 / 系統事故解析 / 自励式変換器 / 基幹送電系統 / 多端子直流送電 / 洋上風力発電 / パワーエレクトロニクス
研究成果の概要

本研究は,多端子直流送電システムによる基幹送電系統の構築技術の確立を目的として実施した。まず,拡張性と事故の選択遮断を両立できる直流系統の構成として,ダイオードを用いた多回線直流送電方式を考案した。そして,電力変換器と断路器による低コストな直流系統の保護技術を開発した。これらは,スケールダウン構成の直流系統を構築し,実験により有効性を検証した。本研究で開発した技術は,将来的に多端子HVDCによる基幹送電系統(直流系統)を構成して広域連系を行う際に有効と考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で扱う直流系統は,洋上風力発電をはじめとする再生可能エネルギー電源の大規模導入段階において,発電した電力を需要地近郊まで送電することで陸上の交流系統の混雑を回避するとともに,非同期交流系統の間で電力を融通して,広域連系を実現する役割を持つ。本研究成果は,この直流系統を,長期に亘って段階的に拡張可能とするとともに,系統事故の広域的な波及を回避し高い信頼度の実現に貢献する。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 多回線直流送電の系統切替時における発電設備の運転継続法2022

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Mitsuyoshi、Sano Kenichiro、Kanno Junya、Fukushima Junichi
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 142 号: 1 ページ: 41-50

    • DOI

      10.1541/ieejpes.142.41

    • NAID

      130008139063

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 年月日
      2022-01-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Fault Protection Method for Avoiding Overvoltage in Symmetrical Monopole HVDC Systems by Half-Bridge MMC2021

    • 著者名/発表者名
      Sano Kenichiro、Nakayama Hiro
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 165219-165226

    • DOI

      10.1109/access.2021.3134248

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Variable Admittance Shunt Capacitor using Series Inverter for Filtering Harmonics of Distribution Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Leandro Guilherme Cirilo、Sano Kenichiro、Okada Naotaka
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics

      巻: 1 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/jestpe.2021.3132258

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A configuration of multi‐circuit HVDC transmission system for offshore wind power plants and its protection scheme for DC line faults2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Hiro, Sano Kenichiro
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan

      巻: 214 号: 2 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1002/eej.23318

    • NAID

      130007934102

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 洋上風力発電向け多回線直流送電の基本構成と直流線路事故時の保護方式2020

    • 著者名/発表者名
      中山比呂,佐野憲一朗
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 140 号: 11 ページ: 795-802

    • DOI

      10.1541/ieejpes.140.795

    • NAID

      130007934102

    • ISSN
      0385-4213, 1348-8147
    • 年月日
      2020-11-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多端子直流送電システム用直流遮断器の要件と比較2019

    • 著者名/発表者名
      Sano Kenichiro
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 139 号: 3 ページ: 348-359

    • DOI

      10.1541/ieejias.139.348

    • NAID

      130007606821

    • ISSN
      0913-6339, 1348-8163
    • 年月日
      2019-03-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An electromagnetic transient simulation model of grid-connected inverters for dynamic voltage analysis of distribution systems2019

    • 著者名/発表者名
      Sano Kenichiro、Yonezawa Rikido、Noda Taku
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan

      巻: 206 号: 4 ページ: 11-21

    • DOI

      10.1002/eej.23179

    • NAID

      210000178073

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Continuous Operation of Wind Power Plants under DC Line Faults in Multi-Circuit HVDC Transmission System2021

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Mitsuyoshi、Sano Kenichiro、Kanno Junya、Fukushima Junichi
    • 学会等名
      IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多端子直流送電システムに対する二重母線方式の適用2021

    • 著者名/発表者名
      Shao Shuai, 佐野 憲一朗
    • 学会等名
      令和3年電気学会電力・エネルギー部門大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ハイブリッド直流遮断器を用いた直流送電の運転継続制御法2021

    • 著者名/発表者名
      千葉 惇史, 佐野 憲一朗, 児山 裕史, 関口 慧, 金子 恭大, 石黒 崇裕
    • 学会等名
      令和3年電気学会電力・エネルギー部門大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多回線直流送電における系統切替手法の実験検証2021

    • 著者名/発表者名
      榎本 光芳,佐野 憲一朗,菅野 純弥,福嶋 純一
    • 学会等名
      令和4年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] A double bus configuration with multi-port DC circuit breakers for DC switching stations2021

    • 著者名/発表者名
      Shuai Shao, Kenichiro Sano
    • 学会等名
      IET International Conference on AC and DC Power Transmission (ACDC)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Overvoltage-Less Protection Method for Pole-to-Ground Faults in Symmetrical Monopole HVDC Systems by Half-Bridge MMC2020

    • 著者名/発表者名
      K. Sano, H. Nakayama
    • 学会等名
      IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A concept of multi-circuit HVDC transmission system for selective fault clearing without DC circuit breakers2020

    • 著者名/発表者名
      K. Sano
    • 学会等名
      International Conference on Smart Grids and Energy Systems (SGES)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多回線直流送電の直流線路事故時における発電設備の運転継続法2020

    • 著者名/発表者名
      榎本光芳,佐野憲一朗,菅野純弥,福嶋純一
    • 学会等名
      令和2年電気学会電力・エネルギー部門大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] A method to consider voltage distortion caused by interaction grid-connected inverter and distribution system2020

    • 著者名/発表者名
      N. Okada, K. Fukushima, K. Sano
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2020-Hamamatsu)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 洋上風力発電向け多回線直流送電の基本構成と直流線路事故時の保護方式2019

    • 著者名/発表者名
      中山 比呂, 佐野 憲一朗
    • 学会等名
      電気学会 電力技術/電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] An analysis of harmonic disturbances in distribution systems caused by grid-connected inverters: Experimental verification of high-order harmonic resonance2019

    • 著者名/発表者名
      N. Okada, K. Sano, Y. Noda, K. Fukushima
    • 学会等名
      CIRED 2019 Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 直列インバータ付進相コンデンサの制御法と配電系統への影響2019

    • 著者名/発表者名
      佐野 憲一朗, 岡田 有功
    • 学会等名
      電気学会 電力技術/電力系統技術合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 洋上風力発電向けバックボーン形多端子直流送電の直流線路地絡事故のシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      中山 比呂, 佐野 憲一朗
    • 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] 電力系統用パワーエレクトロニクス機器の解析・シミュレータ技術の概要2019

    • 著者名/発表者名
      天満 耕司, 菅野 純弥, 佐野 憲一朗, 正城 健次
    • 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
  • [備考] 動画で見る東工大研究「高信頼直流送電システム~洋上風力発電の大規模導入に向けて」

    • URL

      https://educ.titech.ac.jp/ee/news/2022_04/062407.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 高信頼直流送電システム~洋上風力発電の大規模導入に向けて

    • URL

      https://youtu.be/CSKLiLf4hlg

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 直流送電システム2019

    • 発明者名
      佐野 憲一朗, 中山 比呂
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 電力系統用アクティブフィルタ装置2019

    • 発明者名
      佐野 憲一朗
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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