連系・自立どちらの運転状態でも高性能を発揮する新しい構造切り替え型電力変換装置

• 研究課題/領域番号: 23560318
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 船渡 寛人 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60272217)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: マイクログリッド / 分散電源 / 系統連系 / 自立運転 / 連系運転 / ハイブリッドフィルタ / 自然エネルギー / スマートグリッド / 構造変化

研究概要

自立運転時、連系運転時どちらでも高性能を発揮する構造切り替え型系統連系変換器について、ディジタルヒステリシス電流制御(DHI)と構造切り替え型ハイブリッドフィルタを用いることで実現した。DHIについてバイポーラ動作(BP)が有利であることを確認した。ハイブリッドフィルタについては、出力電圧制御方式という新方式を採用し、LCフィルタのみの場合の出力電圧歪率3.54％に対して1.04%という低歪みを得た。さらに、系統連系運転について、共振が発生する場合あることを確認して、HFの構造を切りかえてダンピング抵抗として動作させることで振動を抑制できることを確認した。

研究成果

• [学会発表] LCLフィルタ付きヒステリシス制御を用いた単相系統連系インバータの歪み低減 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増渕展大,船渡寛人
  • 学会等名: 平成26年電気学会全国大会
  • 発表場所: 松山市愛媛大学(4-144,vol.4, p.243)
• [学会発表] ヒステリシス電流制御を適用した単相インバータの効率の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増渕展大,船渡寛人
  • 学会等名: 電気学会半導体電力変換研究会
  • 発表場所: 神戸大学(SPC-14-005)
• [学会発表] ハイブリッドフィルタ付きヒステリシス制御インバータの電圧制御実験検証 (2013)
  • 著者名/発表者名: 増渕展大,船渡寛人,市川亮太
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口大学、山口市(Y-35,p.Y-35)
• [学会発表] Single Phase Utility Interface Inverter Based on Digital Hysteresis Current Controller - Operational Characteristics Both Grid-Connected Mode and Islanding Mode (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryota Ichikawa and Hirohito Funato
  • 学会等名: 15th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition–ECCE Europe (EPE-PEMC 2012)
  • 発表場所: Novi Sad, Serbia(pp.LS8b.3-1–LS8b.3-8)
• [学会発表] Single Phase Utility Interface Inverter Based on Digital Hysteresis Current Controller - Operational Characteristics Both Grid-Connected Mode and Islanding Mode (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryota Ichikawa and Hirohito Funato
  • 学会等名: 15th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition –ECCE Europe (EPE-PEMC 2012)
  • 発表場所: Novi Sad, Serbia
• [学会発表] An Experimental Verification of Single Phase Utility Interface Inverter Based on Digital Hysteresis Current Controller (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryota Ichikawa, Kenji Nemoto and Hirohito Funato
  • 学会等名: The 2011 International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2011)
  • 発表場所: Beijing, China(On CD-ROM, Paper No. PE-12, 6pages)
• [学会発表] ディジタルヒステリシス制御を用いたLCLフィルタ付単相系統連系インバータの動作特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 市川亮太、根本健司、船渡寛人
  • 学会等名: 電気学会半導体電力変換研究会
  • 発表場所: (SPC-11-109,pp.19-24)
• [学会発表] Experimental Verification of Single Phase Utility Interface Inverter Based on Digital Hysteresis Current Controller (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryota Ichikawa, Hirohito Funato and Kenji Nemoto
  • 学会等名: The 2011 International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS2011),
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] ハイブリッドフィルタ付きヒステリシス制御インバータの電圧制御実験検証
  • 著者名/発表者名: 増渕展大，船渡寛人，市川亮太
  • 学会等名: 平成25年電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口市
• [学会発表] ヒステリシス電流制御を適用した単相インバータの効率の検討
  • 著者名/発表者名: 増渕展大，船渡寛人
  • 学会等名: 電気学会半導体電力変換研究会
  • 発表場所: 神戸市
• [学会発表] LCLフィルタ付きヒステリシス制御を用いた単相系統連系インバータの歪み低減
  • 著者名/発表者名: 増渕展大，船渡寛人
  • 学会等名: 平成26年電気学会全国大会
  • 発表場所: 松山市