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電力融通のための負荷推定機能を有したスマートインバータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K14977
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関神戸市立工業高等専門学校

研究代表者

南 政孝  神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50707867)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードスマートインバータ / 負荷推定 / 系統連系 / 擬似ランダム信号 / 負荷切り替え / 三相インバータ / 系統連系インバータ / 誘導性負荷 / パワーエレクトロニクス
研究開始時の研究の概要

太陽光発電システムにより生成された直流電力は, インバータによって交流電力に変換され, 電力系統と連系しながら利用される. 既存のインバータでは, 電力系統における安定性・安全性の観点から, 太陽光発電システムの出力電力が制限されている. 本研究では, 電力系統の安定性・安全性を保ちつつ, 太陽光発電システムの発電電力を有効活用するため, 配電系統内の近隣複数住宅の負荷に合わせて, 電力融通することによって調整する新機能を持つスマートインバータを開発する.

研究成果の概要

本研究では、太陽光発電システムによる発電電力を有効活用するため、使用している負荷に合わせて、電力融通することを目指している。その大目標を実現する上で、本助成による研究では、追加センサなどを用いずに、負荷で消費される電力を推定する系統連系インバータを研究対象にしている。1,2年目には、単相系統連系インバータを製作および駆動して、擬似ランダム信号という推定信号により、負荷が時間的に変化する際の推定応答を評価して、時間的な負荷推定が可能であることを示した。さらに3年目には、実システムに適用すべく、三相インバータを製作して数値解析および実験により単独運転時の負荷推定が可能であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の太陽光発電システムでは、多くの機能が搭載されているスマートインバータが注目を集めている。その中で、負荷推定により必要としている電力を抽出して、電力を融通するという機能はこれまでにないスマートインバータとしての機能である。そのため、本研究の根幹となる負荷推定機能を有したスマートインバータの開発は、今後増えることが期待されている分散型電源システム(例として太陽光発電システムが挙げられる)に必要な研究テーマである。本助成による成果がその新機能の一助となる結果が得られていることから、今後の発展がさらに期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020 2019

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 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 負荷切り換えに対応可能な系統連系インバータによる擬似ランダム信号を用いた負荷推定2021

    • 著者名/発表者名
      Minami Masataka、Teraguchi Naoki
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 141 号: 1 ページ: 31-36

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.141.31

    • NAID

      130007965284

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 年月日
      2021-01-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] An Experimental Analysis of Load Estimation for Three-phase Inverter by using Pseudo Random Sequence Signal2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Morinaka and Masataka Minami
    • 学会等名
      IPEC2022 student poster competition
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 擬似ランダム信号を用いた系統連系インバータによる三相負荷の推定に関する数値的検討2020

    • 著者名/発表者名
      寺口 直希, 南 政孝
    • 学会等名
      電気学会 産業応用部門 半導体電力変換/家電・民生/自動車合同研究会(SPC/HCA/VT)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 擬似ランダム信号を使用した系統連系インバータによる負荷推定の算出方法に関する一検討2019

    • 著者名/発表者名
      寺口 直希, 南 政孝
    • 学会等名
      平成31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] 系統連系インバータによる負荷切り換え時の推定に関する実験的検討2019

    • 著者名/発表者名
      寺口 直希, 南 政孝
    • 学会等名
      電気学会 産業応用部門 半導体電力変換/家電・民生/自動車合同研究会(SPC/HCA/VT)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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