| 研究課題/領域番号 |
16KT0104
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
門 勇一 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (90500223)
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| 研究分担者 |
岩月 勝美 東北大学, 電気通信研究機構, 特任教授 (00590522)
山田 博仁 東北大学, 工学研究科, 教授 (60443991)
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| 研究期間 (年度) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| キーワード | ３ポート電力ルーター / 自律分散制御 / 非干渉フィードバック制御 / フラクタル構造 / リジリエンス / 自律的マイクログリッドセル / 短絡事故対応 / ＳｉＣ素子 |
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| 研究実績の概要 |
初年度は、計画に基づき主要課題（１）自律的マイクログリッドセル構成法の検討を行った。多様な電源、負荷、蓄電要素を有する家庭、マンション等を3ポート電力ルータで相互接続した自律的マイクログリッドセルを検討対象とした。更に、3ポート電力ルータによる電力フロー制御で、余剰電力をもつ家庭から電力が不足している家庭に電力融通する仕組みと制御法を検討した。制御方式としてポート間の電力フローを指令値に従いフィードバック制御する制御法を確立し、特定のフローパターンから任意のフローパターンに15 ms以内に安定制御できる事をＳｉＣ素子を用いて試作した3ポート電力ルータにより実証した。また、3ポート電力ルータで系統（３相交流源）とLi蓄電地を接続して、充放電制御する実験にも成功し、自律的マイクログリッドセルと系統との連携動作の可能性も実証した。
次に、主要課題（２）セル間のダイナミックな接続トポロジー変化に応じた連携制御法を考察した。３ポート電力ルータをネットワークの基本要素に用いると、セルを基本にメッシュ構造のネットワークを構築できる。ここで３ポート電力ルータの任意のポートを不活性化或いは活性化すると、セル間を電気的に“接続”したり、“切断”することが出来る。被災して、電力線が切断したり、短絡事故が生じた場合、上記の機能で予備の電力線を活性化したり、短絡した電力線を不活性化して、自律的セル間の接続トポロジーをダイナミックに変化させる事が出来る。３ポート電力ルータでセル間を安全に電気的の接続及び遮断するため、ＳｉＣ素子のゲート制御法を明らかにし、制御プログラムを開発した。
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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
当初計画に基づき主要課題（１）自律的マイクログリッドセル構成法の検討、及び（２）セル間のダイナミックな接続トポロジー変化に応じた連携制御法について、順調に研究が進展した。
本研究テーマでは、３ポート電力ルータで構成されるマイクログリッドセルを自律型基本単位セルとして設計し、基本単位セル間の相互作用による創発的シンセシスのプロセスを通して、システムの機能・仕様の再定義機能を発現させるアプローチを目指す。
そのためには、３ポート電力ルータ単体のポート間電力フローに対する非干渉フィードバック制御技術を確立し、３ポート電力ルータ間の電気的接続と遮断を安全に行うプロセスとデバイス制御技術が不可欠となる。２８年度は上記について基本技術を確立した。以上が順調に進展しているとする根拠である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、主要課題（１）自律的マイクログリッドセル構成法と（２）セル間のダイナミックな接続トポロジー変化に応じた連携制御法の検討で得られた方法論を検証する実験を行う。ＳｉＣ素子を用いた10kW級３ポート電力ルータ６台を用いた自律型マイクログリッドの小規模テストベッドを構築して、連携制御法の検証実験を行う。自律型マイクログリッドセルについては中央制御ユニットによる集中制御方式と中央制御ユニットを用いない分散制御方式を試作し、比較検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
電子テスター用の乾電池購入で残しておいた260円が、年度を超えてしまった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
29年度予算で購入すよてい。
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