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2017 年度 実績報告書

安全安心安定な電力系統を実現するクラウド形エネルギーストレージシステムの創造

研究課題

研究課題/領域番号 15H03960
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

伊東 淳一  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90377218)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード電力変換器 / フライホイールエネルギー貯蔵技術 / 分散電源
研究実績の概要

エネルギーストレージシステム(ESS)をクラウド化することで安心,安全,安定な電力供給を実現する。太陽光,風力発電の普及に伴い,ESSが重要となっている。本申請では,マイクログリッドなどで用いられているESSよりも,さらに小容量なESSを電力系統内に多数分散配置し,クラウド的にエネルギーを蓄えるシステムを開発した。これを実現するために,メンテナンスフリーかつ並列制御できるESSの要素技術を確立した。特に,1)マトリックスコンバータをはじめとする電力変換技術とアクティブバッファ技術,2)フライホイールエネルギー貯蔵技術,3)高速冗長分散制御技術について詳細に検討を行い,シミュレーションと実験により有効性を明らかにした。
フライホイール電力貯蔵装置向けマトリックスコンバータについて,フライホール電力貯蔵装置の特性を明らかにした。さらに,従来のAC-AC電力変換器を紹介し,その問題点について議論した。次に,フライホイール電力貯蔵装置向けマトリックスコンバータのPWMと方形波のハイブリッド駆動方式およびパワーデカップリング方式を提案し,適用する変調方式および,提案変調方式の従来の変調方式に対する利点,提案するパワーエレクトロニクスの利点を明らかにした。加えて,シミュレーションを用いて提案方式の動作検証を行なった。さらに,従来方式と比較して入力電流ひずみと変換器損失に関して評価した。
実機を用いて抵抗および誘導機負荷試験より,提案方式の動作検証を行なった。提案変調方式をフライホール電力貯蔵システムへ適用して性能を評価した。加えて,フライホールの弱め界磁領域における電圧電流特性を検証し,提案方式がフライホール電力貯蔵システムの損失を低減できることを明らかにした。

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

    (5件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 埋込磁石同期電動機のV/f制御に基づく山登り法によるパラメータを用いない最大トルク/電流制御2017

    • 著者名/発表者名
      東井孝途, 加藤尚和, 伊東淳一
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D,

      巻: Vol. 137, No. 8, ページ: 654-662

    • DOI

      10.1541/ieejias.137.654

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of DC to Single-Phase AC Voltage Source Inverter With Active Power Decoupling Based on Flying Capacitor DC/DC Converter,pp.2017

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, T.Sakuraba, K..Furukawa, K. Kusaka, J. Itoh
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Power Electonics

      巻: Vol. 33, No. 6, ページ: 4992 - 5004

    • DOI

      10.1109/TPEL.2017.2727063

    • 査読あり
  • [学会発表] マトリックスコンバータを用いたフライホイール電力貯蔵装置の弱め界磁制御に関する基礎検証2017

    • 著者名/発表者名
      増田匠西澤是呂久伊東淳一
    • 学会等名
      平成29年度電気学会東京支部新潟支所研究発表会
  • [学会発表] マトリックスコンバータを用いたフライホイール電力貯蔵装置におけるハイブリッド1パルス駆動の損失検討2017

    • 著者名/発表者名
      増田匠伊東淳一
    • 学会等名
      電気学会半導体電力変換/モータドライブ合同研究会
  • [学会発表] Loss Reduction for Matrix Converter with Hybrid Six-step Operation in Flywheel Energy Storage System2017

    • 著者名/発表者名
      J. ItohT. Masuda
    • 学会等名
      The 12th IEEE International Conference on Power Electronics and Drive Systems
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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