| 研究課題/領域番号 |
19H02131
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
三浦 友史 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90354646)
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| 研究分担者 |
劉 佳 大阪大学, 工学研究科, 助教 (00791922)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | SST / 半導体変圧器 / 仮想同期機制御 / 疑似慣性動作 / 電力貯蔵装置 / 仮想同期発電機制御 / 半導体変圧器（SST） / DAB / 慣性サポート / 配電系統 / スマートグリッド / MMC / 慣性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
インバータ連系される分散電源の増加によって引き起こされる電力系統の慣性不足の問題を解決するために，本研究では，半導体電力変換器と高周波変圧器で構成される半導体変圧器（SST）に小容量の電力貯蔵装置を設置し，同期発電機と同様の特性を与える仮想同期発電機（VSG)制御を適用することを提案する．負荷や太陽光発電などの運転条件によって潮流方向も含め運転状態が大きく変わるSSTにVSG制御を適用することに技術的課題があり，また電力貯蔵装置の設計手法についても検討が必要となる．本研究は，回路シミュレーションによる理論的かつ定量的な検討とSSTの小型実験装置による実証を行い，その基礎技術の確立を目的とする．
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| 研究成果の概要 |
電力系統の慣性をサポートするために仮想同期機（VSM）制御を適用した電力貯蔵装置（ESS）を有する半導体変圧器（VSM-SST）について，まず満足すべき慣性補償の動作を明らかにした。次に常時はESSを動作させず，電力変動が発生した場合にのみ電力変動をVSM制御の内部変数である制動電力の変化を用いて検出しESSが動作する制御系を構築した。ESSが過充電などによってVSM-SSTから切り離された場合にも，VSM制御の変数を変更することによって継続して従来のSST同様に負荷に電力供給できるようにした。これらの提案制御手法の有効性は簡略化したVSM-SSTの1 kW級装置の実験によって確認している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
提案する仮想同期機（VSM）制御を適用した半導体変圧器（SST）によって，電力系統の慣性不足の問題が解決され再エネ電源の大量導入が可能となる。またVSM制御導入時のパラメータ設定・コスト負担などの実用上の課題を解決できる。本研究では，VSM-SSTに必要な慣性補償動作を明らかにし，電力貯蔵装置がSSTと協調して動作する制御を提案し，その有効性を示すことによりVSM-SSTの開発に貢献している。
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