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離島・非電化地域における自然エネルギー利用導入に向けたマイクログリッド技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04099
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
研究機関北見工業大学

研究代表者

高橋 理音  北見工業大学, 工学部, 准教授 (60301975)

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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードマイクログリッド / ディーゼル発電 / 可変速発電機 / 風力発電 / 周波数安定化 / 系統制御 / 二重給電形誘導発電機 / 蓄電池制御 / 蓄電池 / 小規模電力系統 / 自然エネルギー / 電力系統 / 電力変換 / シミュレーション技術
研究成果の概要

本研究では,主に離島を想定した小規模独立電力系統において再生可能エネルギー電源の導入拡大を図るための系統設計法および制御手法開発を目的として,主電源であるディーゼル発電の一部に可変速制御を導入することに加え,再エネ電源である風力発電も自ら部分的な出力制御を行うこと,さらに需要家に設置されている蓄電池の電力の一部を利用可能として,これらが協調的に変動電力抑制に参画する系統運用・制御手法を提案し,この有用性を検証するための解析モデルを構築した。解析の結果,何も対策を講じない従来の系統制御の場合に比べて,系統周波数変動を大きく抑制できるという成果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国にも数多く存在する有人島のほとんどでは重油を燃料とするディーゼル発電でほぼ全ての電力がまかなわれており排ガス等の環境負荷が大きいため,マイクログリッド技術を活用した風力発電等の自然エネルギーを積極的に導入することは大いにメリットがある。本研究はマイクログリッド制御の一手法を提案し,風力発電などの変動電源が含まれていても主電源の高速な電力調整と風力発電との協調制御により変動抑制が可能であることを示した。また,本研究の成果は住宅用などの小規模なシステムへも応用可能であり,自然エネルギーを自宅に導入するような利用形態などを様々な条件で解析・提供することも可能としている。

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

    (8件)

すべて 2021 2020 2019 2018

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 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Cooperative frequency control of small scale power system between diesel engine driven adjustable speed generator and battery2020

    • 著者名/発表者名
      Rion Takahashi, Atsushi Umemura, Junji Tamura
    • 雑誌名

      Applied Sciences (Special Issue on Wind Generators: Technology and Trends)

      巻: Vol.10, No.24 号: 24 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3390/app10249085

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A new control strategy for grid frequency stabilization of small scale power system by variable speed diesel-driven power plant2021

    • 著者名/発表者名
      Rion Takahashi, Atsushi Umemura, Junji Tamura
    • 学会等名
      2nd International Conference on Robotics, Electrical and Signal Processing Techniques 2021 (ICREST 2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 可変速ディーゼル発電システムを用いた小規模電力系統における風力発電由来の周波数変動抑制法2020

    • 著者名/発表者名
      高橋理音,梅村敦史,田村淳二
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 小規模電力系統における可変速ディーゼル発電システムの導入による系統周波数の変動抑制効果2020

    • 著者名/発表者名
      高橋理音,梅村敦史,田村淳二
    • 学会等名
      令和2年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 再生可能エネルギーを有する小規模電力系統における可変速ディーゼル発電システムを用いた系統周波数安定化2019

    • 著者名/発表者名
      高橋理音,梅村敦史,田村淳二
    • 学会等名
      令和元年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] An application of adjustable speed diesel power plant to frequency control of small scale power system with renewable energy sources2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Rion、Umemura Atsushi、Tamura Junji
    • 学会等名
      2019 IEEE PES Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference (APPEEC)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 可変速ディーゼル発電システムを導入した小規模電力系統における周波数安定化制御法2018

    • 著者名/発表者名
      高橋 理音
    • 学会等名
      平成30年度電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 可変速ディーゼル発電システムを導入した小規模電力系統における周波数安定化制御法2018

    • 著者名/発表者名
      高橋 理音
    • 学会等名
      電気学会 回転機研究会(2018年11月開催)
    • 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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