| 研究課題/領域番号 |
16K06247
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
雪田 和人 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60298461)
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| 研究分担者 |
後藤 泰之 愛知工業大学, 工学部, 教授 (70178458)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 再生可能エネルギー / マイクログリッド / 電力工学 / 電力システム / 制御工学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，系統の需給制御に参加できるアクティブ型マイクログリッドを開発することを目標としている。この開発するマイク ログリッドにより，系統全体における供給予備力の確保，電力品質の安定性， マイクロ/スマートグリッド間における電力融通，地域全体におけるエネルギーマネジメントの実現を目指している。
今年度の実績としては、 計算機シミュレーションと小規模実験との二つの方法から検討した。具体的には、
（１）マイクログリッドの運転状況と電力システムの状況を考慮した制御方法の確認 アクティブ型マイクログリッドの運転は、グリッド内における調整用電源、調整容量が重要となるため、運用状況における蓄電容量の把握、調整用電源の出力容量の把握が重要になる。そこで、蓄電装置の入出力電流について積算値から 蓄電容量を算出するロジックの開発を行った。さらに，マイクログ リッドと連系している電力シス テムの状態を把握するため，外部情報の入力値について検討をおこなった。そして、連系点電圧値から系統状態を推定しマイクログリッドが系統に貢献するための系統状態の把握手法の基礎検討を実施した。
（２）電力潮流制御装置との協調制御手法の確立 電力潮流制御装置との協調制御手法に関して検討をおこなった。特に， 交流系統を用いた潮流制御、直流系統を用いた潮流制御に関して実施した。
（３）マイクログリッドの運転状況，連系する電力システムの運転状況，潮流制御の状況に応じた制御手法の確立 上記（１）と（２）で検討した内容から，提案するアクティブ型マイクログリッドの制御手法について基礎的検討を実施した。このとき,シミュレーションにおいてと実験において、系統故障およびシステム故障を疑似的に発生させ，装置と保護装置の動特性についても検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は、以下の３項目を実施することを目標としていた。
（１）マイクログリッドの運転状況と電力システムの状況を考慮した制御方法の確認 今年度の研究では、マイクログリッドの運用状況として蓄電装置の状況把握をすることができた。しかし、連系する電力システムの状態を接続する母線にて把握する手法として、新しい潮流計算手法の開発が望まれる。この手法に関しては、現在研究中である。
（２）電力潮流制御装置との協調制御手法の確立 この項目においては、交流系統で潮流制御をするために連系する送電に直列に接続する変換器と並列に接続する変換器を用いたUPFCを製作し導入し、二つのマイクログリッド間、マイクログリッドと電力系統の二つの場合で実験をした。この実験においては、ある程度設定した電力潮流制御を実施することができた。つぎに、直流系統での潮流制御手法においては、二つのマイクログリッド間における直流系統を用いた電力融通を実施した。このとき、潮流制御が直流母線の電圧に依存するが、システムの状況によっては、母線電圧値が低い系統から母線電圧値が高いシステムに潮流制御を実施する必要があるため、今後の検討課題とした。
（３）マイクログリッドの運転状況，連系する電力システムの運転状況，潮流制御の状況に応じた制御手法の確立 この項目に関しては、系統故障を疑似的に発生させ検討した。しかし、系統故障も、線路の開放故障であるため、システム故障としては、比較的軽微なものである。今後、三相短絡故障などより過酷な故障を発生させ検討する必要がある。上記内容から、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
れまで開発してきた装置や手法について，昨年度までの検討で新たに生じた課題に関して検討するとともに、実用化のために最終的な実験を実施する。また、実用化および釈迦実装にむけて，本学に導入しているマイクロ／スマートグリットや計算機シミュレーションにて検討する。
実施内容項目の内容を以下に示す。
（１）マイクログリッドによる電力システムの供給予備力への貢献効果 これまで製作してきた装置に関して，小規模系統や実験室、実システムに導入し検討を行う。特に、オンラインデマンドレスポンスとマイクログリッドの運用および制御に関しても多面的に検討を行う予定である。
（２）アクティブ型マイクログリッドによる再生可能エネルギーの変動抑制効果 本研究で開発した装置と手法により，受電電力制御と供給電力制御の制御周期と再生可能エネルギーの変動周期について検討を実施する。さらに，マイクログリッド内に再生可能 エネルギーが導入された場合とマイクログリッドと並列接続 にて導入された再生可能エネルギーの変動抑制効果について検討を行う
（３）マイクログリッドによる電力潮流制御への貢献効果 マイクログリッドとマイクログリッド間における電力融通、系統連系したマイクログリッド間における電力融通の検討を行う。モデル系統としては，自家用発電装置， 疑似負荷装置，太陽光発電装置，蓄電装置，負荷から構成するマイクログリッド２式を用いて電力潮流制御について実験的検討を行う。この実験により，交流系統では、マイクログリッドの無効電力制御の貢献や移相制御の効果についても検討する。また、直流系統では、直流の電力品質についても検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究で実験に使用する変換器に関して、企業からの貸与が可能となったため、金額に余剰金が発生しました。
今年度は、昨年度の余剰金を用いて、国際会議への研究成果の発表および研究資料の収集や計測装置や消耗品に使用したいと思います。
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