| 研究課題/領域番号 |
20H00251
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
餘利野 直人 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 特任教授 (70182855)
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| 研究分担者 |
清水 敏久 東京都立大学, システムデザイン研究科, 特任教授 (30254155)
関崎 真也 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (70724897)
佐々木 豊 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (10511561)
造賀 芳文 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (40294532)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2022年度: 12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2021年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
2020年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | 電力システム / インバータ / 単相交流 / マイクログリッド / 需給制御システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
再生可能エネルギー（再エネ）の導入を拒む電力系統の課題を克服し，再エネ大量導入と災害時の安定な電力供給を同時に実現するために，単相交流配電線の高度マイクログリッド化技術を開発する。申請者らが世界に先駆けて開発した単相同期化力インバータ(SSI)に基づき，10年先の電力システムの課題を解決するためのマイクログリッド運用に関するシステム技術開発を行う。そして，蓄電池，太陽光，負荷からなる需要家ユニットを試作し，上記システム構築研究と通信技術を組み合わせて再エネ100％の単相マイクログリッド技術を開発する。これは以前には不可能とされた，単相交流配電線の高度マイクログリッド化に相当する。
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| 研究成果の概要 |
研究代表者らは，単相交流で三相同期機の同期化力を発生させる単相同期化力インバータを世界に先駆け開発に着手した。本研究ではこの技術に基づいて，再生可能エネルギー（以下，再エネ）の導入の障壁となる電力系統の課題を克服し，再エネの大量導入と災害時の安定な電力供給を同時に実現する革新的なパワーエレクトロニクス・電力系統技術を開発した。シミュレーションと実験で基本動作を検証し，過電流抑制機能などのインバータ制御機能を拡充して，再エネ，蓄電池，一般家庭負荷による実機構成の需要家ユニットを試作した。さらに，複数の需要家ユニットで構成する実機の実験を実施し，当初計画した単相マイクログリッド技術を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した単相同期化力インバータは，単相配電線を多数の小区間に分離し各々独立に，あるいは自由に相互接続して利用できるので，災害時の電力供給の切り札となり得る。また，原理的に複数構成で三相回路を構成できる単相マイクログリッドは，人口減少が進む我が国において，山間部の限界集落などへの電力インフラ整備に対して，長距離配電線を用いる現在の方式に代わる安価で有効な代替技術ともなり得る。さらに，このような多数の独立した単相マイクログリッドの結合や拡張，切り離し，三相システムへの拡張や基幹システムへの接続が自由にできる特長は，海外の未電化地域の有効な電力供給手段となり，社会的意義が大きい。
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