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2019 年度 実績報告書

単相交流マイクログリッドの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H03219
研究機関広島大学

研究代表者

餘利野 直人  広島大学, 工学研究科, 教授 (70182855)

研究分担者 清水 敏久  首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (30254155)
造賀 芳文  広島大学, 工学研究科, 准教授 (40294532)
関崎 真也  広島大学, 工学研究科, 助教 (70724897)
佐々木 豊  広島大学, 工学研究科, 助教 (10511561)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード電力系統 / パワーエレクトロニクス / 再生可能エネルギー / 蓄電池 / 同期化力インバータ / 単相マイクログリッド / 制御系設計 / 安定性解析
研究実績の概要

単相同期化力インバータを用いた単相マイクログリッドの構築に向けて、令和元年度は以下の項目について研究を実施した。
(1) 同期化力インバータにおける基本制御系の設計:単相交流同期化力インバータの制御系設計について電圧制御系および周波数制御系の改良を実施した。この改良を基に単相交流同期化力インバータのコア技術として、仮想回転機の同期化力による単相交流回路との同期メカニズムの良好な動作を確認した。さらに本研究の目的である単相マイクログリッドの安定運用のためには、補足的技術として、過電流抑制技術、周波数制御技術、協調的電圧制御機能が必須である。令和元年度は、このうち周波数制御技術、協調的電圧制御機能について新しい制御手法を開発した。リアルタイムシミュレータであるHardware-in-the-loop(HIL)を継続的に利用し、開発した電圧及び周波数制御を実装した同期化力インバータの動作検証を行った。
(2) 需給コントローラの基本機能の構築: 需給制御マネージャ(SMU)の改良を実施した。SMUは、前日計画機能と当日リアルタイム運用機能を実現した大規模電力システムのシミュレータとして、基幹システムの課題抽出や新手法の開発に使用できるので、本研究ではSMUに対して単相マイクログリッドを管理・運用するコントローラ機能を加えるための検討を行った。そして、独立系統として運用する際に需給バランスを確保するために需要レスポンスや太陽光発電の抑制機能を開発した。
(3) 電力システム解析用インバータシミュレーションモデルの開発: 提案インバータのモデルはミリ秒オーダー(瞬時値レベル)の動的特性を有するので、電力系統の安定性解析に適した秒オーダー(実効値レベル)の近似モデルを開発した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Optimal Voltage Control Strategy for Voltage Regulators in Active Unbalanced Distribution Systems Using Multi-Agents2019

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Bedawy, Naoto Yorino, Karar Mahmoud, Yoshifumi Zoka, Yutaka Sasaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Power Systems

      巻: 35 ページ: 1023 - 1035

    • DOI

      10.1109/TPWRS.2019.2942583

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 過渡安定度問題における臨界条件について2019

    • 著者名/発表者名
      餘利野 直人, Emil Popov, 由良 典久, 六箱 凌佑, 中村 優希, 佐々木 豊, 造賀 芳文, 杉山 弘幸
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 139 ページ: 349-355

    • DOI

      https://doi.org/10.1541/ieejpes.139.349

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient stability monitoring and preventive control based on CCT distribution factor2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nakamura, Naoto Yorino, Yutaka Sasaki, Yoshifumi Zoka
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan

      巻: 207 ページ: 8-17

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/eej.23210

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proposal of a single‐phase synchronous inverter with noninterference performance for power system stability enhancement and emergent microgrid operation2019

    • 著者名/発表者名
      Shinya Sekizaki, Naoto Yorino, Yutaka Sasaki, Kosuke Matsuo, Yuki Nakamura, Yoshifumi Zoka, Toshihisa Shimizu, Ichiro Nishizaki
    • 雑誌名

      Engineering in Japan

      巻: 207 ページ: 3-13

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/eej.23200

    • 査読あり
  • [学会発表] 将来に向けての技術開発事例-単相同期化力インバータ2020

    • 著者名/発表者名
      餘利野 直人
    • 学会等名
      2020年電気学会全国大会論文集,シンポジウムH1-5
  • [学会発表] Effective use of a novel designed inverter for distributions system to improve power system stability and voltage profiles2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Yorino
    • 学会等名
      15th International Workshop on Electroc Power Control Centers (EPCC15)
    • 国際学会
  • [学会発表] 単相同期化力インバータを用いた小規模交流系統による実験的検証2019

    • 著者名/発表者名
      松尾 興祐,関﨑 真也,餘利野 直人,佐々木 豊,造賀 芳文,西﨑 一郎,清水 敏久
    • 学会等名
      電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会

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公開日: 2021-01-27  

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