分散型電源の多数台連系を可能にする革新的電力地域供給システムの基礎研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14350141
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 横山 明彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30174866)
• 研究分担者: 馬場 旬平 東京理科大学, 理工学部, 助手 (80339118) ; 仁田 旦三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40026266)
• キーワード: 分散型電源 / 配電系統 / 単独運転 / 安定度 / 直並列補償器 / UPFC

研究概要

まず、各種の分散型電源が多数連系された配電系統の振る舞いを実効値シミュレーションするディジタル・シミュレータを構築するための、各種分散型電源(マイクロガスタービン、太陽光発電装置、風力発電装置、回転機型コージェネレーション等)のシミュレータ用モデルの調査を行った。そして、特に回転機型コージェネレーションが複数台連系された工業地区の配電系統のシミュレータを作成し、系統内の負荷変動に伴う各ノードでの電圧変動の様子、上位系統で事故が発生し、配電系統が単独運転状態になった際の系統不安定性のディジタルシミュレーションを行い、分散型電源の連系系統の不安定特性を把握した。その対策として小型超電導発電機を配電用変電所に設置し、励磁系制御系に関係なくこの連系端子の電圧変動を抑制することができ、その結果として系統安定性の抑制に効果があることを明らかにした。
また、分散型電源が連系された系統の電圧変動の抑制を実現するために、電圧型インバータを応用した直並列補償器(UPFC)を配電用変電所に設置することを検討した。この補償器のハードウェア設計、制御系の効果の検討を、EMTDCを用いたシミュレータを作成してシミュレーションを行い、電圧変動抑制について良好な結果を得るとともに、ハードウェア設計上の課題を明らかにした。また、自律的な制御を指向したAVR-PQR混合制御系を提案し、有効な結果を得ている。

研究成果

• [文献書誌] 太田, 横山, 浅田, 熊野, 伊藤: "分散電源を含む配電系統の超電導発電機による電圧変動抑制の基礎的検討"平成14年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集. 分冊A. 149-150 (2002)
• [文献書誌] Kameshima, Baba, Shutoh, Masada: "Characteristics of High-Speed Phase Shifter at Demand Side during Load Fluctuation"EPE-PEMC 2002. (CD-ROM). (2002)
• [文献書誌] Shiraishi, Tsuchiide, Baba, Shutoh, Ohshima, Masada: "Verification on Power Controllable Domain Theory of Three-Phase Voltage Source Power Converter"IEEE/PES T&D 2002. 2. 1947-1952 (2002)
• [文献書誌] Kameshima, Baba, Shutoh, Masada: "Performance Characteristics of High-speed Phase Shifter at Demand Side"IEEE/PES T&D 2002. 3. 2028-2031 (2002)