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2017 年度 実績報告書

大量の再生可能エネルギーが導入された電力系統の革新的広域運用・安定化制御システム

研究課題

研究課題/領域番号 15H03958
研究機関東京大学

研究代表者

横山 明彦  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30174866)

研究分担者 太田 豊  東京都市大学, 工学部, 准教授 (50372537)
河辺 賢一  東京工業大学, 工学院, 助教 (60634061)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード電力システム / WAMS / 再生可能エネルギー / 適応制御 / 安定性 / 蓄電池 / 系統安定化装置 / PMU
研究実績の概要

電力系統の定態安定性と過渡安定性の向上を目的とし,広域情報を用いて発電機設置のPSSと送電網内設置の可変直列コンデンサ(TCSC)を適応的かつ協調的に制御する手法の開発を行った。系統状態の変化に対して,どのTCSCを制御に選択するか決定し,そのTCSCが入った状態で適応型PSSの制御を最適化するというもので, TCSCはエネルギー関数を用いて過渡安定性の向上を目的として制御され,適応型PSSは系統状態に対して入出力を適応的に変化させ,支配的な固有値を選択的に安定領域に移動するように制御されている。その結果,全体として定態安定性と過渡安定性の両方が効果的に向上できることを明らかにした。
次に,太陽光発電の連系インバータによる無効電力注入が過渡安定性に与える影響について解析を進めるなかで,系統事故時の電圧低下に応じた無効電力注入が必ずしも過渡安定性に寄与しないことを見出した。そこで,各々の太陽光発電による無効電力注入が,系統内の各々の同期発電機の出力変化に与える感度を算出する方法を開発し,系統事故時における感度係数の解析を行った。その結果,太陽光発電による過渡安定性の安定化効果は,無効電力注入地点と脱調発電機の位置関係に左右されることを明らかにした。
最後に,電力システム全体の需給を計算するモデルと, 太陽光発電・電気自動車などの分散制御デバイスが接続される配電系統の潮流・電圧分布を計算するモデルをディジタルリアルタイムシミュレータに分担させ, そこに, 太陽光発電・電気自動車の実機インバータを連系し, 送電系統と配電系統を同時に考慮した周波数・電圧の安定化制御のハイブリッド実機試験システムを構築し,検証を行った。インバータシステムの計測・制御の応答性が制御効果に与える影響を定量評価するとともに, 通信・制御インターフェースの設計仕様を明確化した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] 大規模系統における適応型PSSとTCSCの協調制御手法に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      櫻木政徳,横山明彦,天野博之,太田豊,河辺賢一
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
  • [学会発表] HIL Test of Power System Frequency Control by Electric Vehicles2018

    • 著者名/発表者名
      H. Toda, Y. Ota, T. Nakajima, K. Kawabe, and A. Yokoyama
    • 学会等名
      The 1st E-Mobility Power System Integration Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] HIL test on Smart Inverter Control of Photovoltaic Generations and Electric Vehicles2018

    • 著者名/発表者名
      Kamo, Y. Ota, T. Nakajima, K. Kawabe, and A. Yokoyama
    • 学会等名
      The 7th Solar Integration Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽光発電の進み力率運転時におけるインバータの電流制限方式の違いが短時間電圧安定性に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      河辺賢一,太田豊,横山明彦,七原俊也,田中和幸
    • 学会等名
      平成29年度電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • [学会発表] 太陽光発電のDVS機能が過渡安定性に与える影響に関する感度係数を用いた一考察2017

    • 著者名/発表者名
      河辺賢一,太田豊,横山明彦,七原俊也,田中和幸
    • 学会等名
      平成29年電気学会電力・エネルギー部門大会
  • [学会発表] Importance of considering induction motor load for studying impact of photovoltaic generation on transient stability of power systems2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kawabe, T. Nanahara, and K. Tanaka
    • 学会等名
      IEEE PES PowerTech 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 広域情報を用いた適応型PSSとTCSCの協調最適化手法2017

    • 著者名/発表者名
      櫻木政徳,横山明彦,天野博之,太田豊,河辺賢一
    • 学会等名
      平成29年電気学会電力・エネルギー部門大会
  • [学会発表] Wide-Area Measurements Based Coordinated Optimal Tuning of Wide-Area PSS and TCSC Controllers2017

    • 著者名/発表者名
      Masanori Sakuragi, Akihiko Yokoyama, Hiroyuki Amano, Kenichi Kawabe, Yutaka Ota
    • 学会等名
      2017The International Conference on Electrical Engineering (ICEE2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] EVのスマートインバータ制御による配電系統の電圧管理の実証試験2017

    • 著者名/発表者名
      加茂章太郎, 太田豊, 中島達人
    • 学会等名
      電気学会自動車・交通・電気鉄道合同研究会
  • [学会発表] 電気自動車を用いた電力系統周波数制御の実証試験2017

    • 著者名/発表者名
      戸田英邦, 太田豊, 中島達人
    • 学会等名
      電気学会自動車・交通・電気鉄道合同研究会
  • [学会発表] 太陽光発電のスマートインバータ制御による配電系統の電圧管理の実証試験2017

    • 著者名/発表者名
      加茂章太郎, 太田豊, 中島達人, 河辺賢一, 横山明彦
    • 学会等名
      電気学会電力・エネルギー部門大会
  • [学会発表] 電気自動車による電力システムの周波数制御の実証試験2017

    • 著者名/発表者名
      戸田英邦, 太田豊, 中島達人, 河辺賢一, 横山明彦
    • 学会等名
      電気学会電力・エネルギー部門大会

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公開日: 2018-12-17  

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