2019 年度研究成果報告書

広域計測データに基づく発電機励磁制御による電力系統安定化理論の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14639
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	電力工学・電力変換・電気機器
研究機関	東京工業大学
研究代表者	河辺賢一東京工業大学, 工学院, 助教 (60634061)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	電力系統 / 過渡安定性 / 同期発電機 / 広域計測システム / 励磁制御
研究成果の概要	送電線への雷撃などの擾乱発生時に，電力系統内の同期発電機群が同期外れを起こすことなく同期状態に回復しうる能力の程度を過渡安定性と呼ぶ。本研究では過渡安定性の向上を目的として，同期発電機の新たな励磁制御システムの構想および核となる理論を開発した。提案システムでは，系統内の発電機群の回転子角速度を広域で収集し，この広域情報を新たなに提案した制御理論で用いることによって，系統事故後の励磁電圧を変化させる。数値シミュレーションの結果，発電機の自端情報のみを用いた従来の励磁制御システムでは安定化効果が得られない事故に対しても，効果的に発電機の動揺を抑制できることを明らかにした。
自由記述の分野	電力系統工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	発電機の励磁制御に広域計測データの利用を想定することで，従来の励磁制御システムでは必須であった制御システムの事前チューニングを必要とせず，再生可能エネルギーの出力予測外れなどに起因する想定外の運用状態に対しても高い系統安定化効果を発揮することができる電力系統安定化制御システムを開発した。さらに，制御システム実現のために必要となる計測データの種類，時間解像度や，通信速度等を明らかになった。このことは、それぞれの分野における一つの技術開発目標となり得る。