| 研究課題/領域番号 |
19K23521
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東洋大学 |
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研究代表者 |
平瀬 祐子 東洋大学, 理工学部, 准教授 (50843778)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 慣性力 / 分散電源 / インバータ連系 / 指標 / 同期発電機 / 仮想同期発電機 / 連系要件 / 指標化 / マイクログリッド / 過渡安定性 / Matlab/SIMULINK / 同期化力 / IEEE 9BUS / 過渡安定 / 仮想同期 / 系統貢献 / 実証試験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
種々の分散電源が接続される系統において，静止型インバータや蓄電池等による，系統安定化のための貢献機能が求められているが、求められる貢献機能は定常状態と過渡状態とでは異なり，特に過渡貢献機能に対しては、より複雑で詳細な分析と検証が必要になる。
そこで本研究では，(a) 電力系統の過渡動揺・安定の物理的・数学的理論を明らかにし，(b) メーカが上記貢献機能を実装するための代表手法を検証して提案するとともに，(c) 一方で，系統管理者が策定する普遍的な連系要件の指針作りを行う。(d) さらに，連系インバータによる過渡貢献効果の検証手法についても研究し，実機設備を用いてこれを実証する。
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| 研究成果の概要 |
「仮想同期発電機(VSG)制御」と呼ばれる連系インバータの制御手法(同期発電機の動揺方程式をプログラム上で模擬し、蓄電池エネルギーを慣性エネルギーとして疑似的に利用する制御手法)をMATLAB/Simulink上のモデルとして作成し、大規模系統のシミュレーション回路を作成した。負荷/発電電力変動が生じた場合の系統周波数の変化について調査を行った。また、系統安定化のために要求される分散電源の特性を決定づけるパラメータを指標化する目的で、IEEE9BUSの3機モデルを使い、各電源の種々のトルクの詳細分析と、慣性中心周波数と制御パラメータと時間の相関関係を可視化した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電力系統にインバータ連系される静止形の分散電源が大量導入されると、慣性力をもつ回転形の同期発電機の比率が相対的に減り、系統全体の安定度が低下する。この事実は、分散電源に利用される再生可能エネルギーの利用を妨げるため、再エネ電源の普及と電力の安定かつ安全な供給を両立しなくてはいけない。
さらに、インバータ電源の制御変数や機器定数はメーカ開示されないことや、天候や時間に左右される再エネ電源が接続と解列を任意に行うことで系統の状態が常に変化することなども、再エネ電源の普及を妨げている。
本研究成果のインバータ挙動の指標を基に、系統事業者が連系インバータに必要十分な要求を制定することが可能になる。
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