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2021 年度 実績報告書

実機を用いた単相マイクログリッドの構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H00251
研究機関広島大学

研究代表者

餘利野 直人  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 特任教授 (70182855)

研究分担者 清水 敏久  東京都立大学, システムデザイン研究科, 特任教授 (30254155)
関崎 真也  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (70724897)
佐々木 豊  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (10511561)
造賀 芳文  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (40294532)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード電力システム / インバータ / 単相交流 / マイクログリッド / 需給制御システム
研究実績の概要

本研究では,前年度までにSSIの回路設計の基幹部分を完了し,これを実験用インバータユニットに実装して,実機の動作検証と電力系統への連系試験を終えたところである。2021年度は,前年度の研究成果を踏まえて以下の項目を実施した。
(1)SSI制御回路設計(制御用ソフトウエアの改良および機能追加)のさらなる改良を実施した。(2)需要家ユニットの構築(ハードウエア製作)のためにハードウエアの発注・製作について検討を行った。(3)需要家ユニット制御用ソフトウェア開発について、コア部分をハードウェアに実装した。(4)需要家ユニットの製作(試験完了後に複数台を発注)に向けた仕様設計を行った。一方,深刻な半導体不足の影響を受けて,メーカーでの製造・納期が当初計画よりも大幅に遅れた。そのため,製作予算を次年度の2022年度に繰り越した。納品までの間,仕様の再設計と最適化を実施して次年度早々に発注できるように準備を行った。(5)マイクログリッドの運用技術開発(系統側から見た課題を検討しハードウェア開発にフィードバック)に関する検討を実施した。このうち,項目「SSI制御回路設計」について,これまでに開発したSSI制御回路のさらなる最適化と追加機能の検討を行った。具体的には,制御回路の改良として性能向上のための最適化を行った。前述したように項目「需要家ユニットの構築」については製品の納期が遅れ,当初研究計画へ少なくとも影響が見られた。一方で,新たにシミュレーションベースでの検討も実施し,蓄電池を持つ標準的な需要家として配電回路構成モデルを考え,これをハードウェアとして構築するための最適設計および検証を済ませることができた。したがって,半導体不足による需要家ユニットの納期遅延が見られたものの全体の研究進捗としては予定通り実施することができたといえる。

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

当初の研究計画通りに研究を進めることができた。一方で,半導体不足による製品納期遅れが発生した。しかし,インバータシステムの再設計・最適化やシステム運用の解析を当初予定よりも進めることができたため,全体の進捗としてはおおむね順調に研究を進めることができたといえる。

今後の研究の推進方策

当初計画した単相同期化力インバータの機能改良および単相マイクログリッドの構築に関して,ハードウェア実験に製品納期遅延に伴う遅れが見られたものの,ソフトウェア上での系統解析に要する時間を十分に確保できたため,実機実験の遅れをカバーすることができた。次年度以降に製品が納品され次第,ハードウェアとソフトウェアの両面から総合的に評価検討を行うこととする。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 13件)

  • [雑誌論文] 単相交流マイクログリッド構想2021

    • 著者名/発表者名
      餘利野 直人,関﨑 真也,足立 虹太,佐々木 豊,造賀 芳文,清水 敏久
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 142 ページ: 2

    • DOI

      10.1541/ieejpes.142.14

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Effective Coordination Strategy for Voltage Regulation in Distribution System Containing High Intermittent Photovoltaic Penetrations2021

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Bedawy, Naoto Yorino, Karar Mahmoud, and Matti Lehtonen
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 117404-117414

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3106838

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 新しい電圧制御手法を用いた電力系統PV曲線の算出方法2021

    • 著者名/発表者名
      餘利野 直人, 井上 直紀, 都田 龍平, 佐々木 豊, 造賀 芳文, 神田 光章
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 141 ページ: 520-527

    • DOI

      10.1541/ieejpes.141.520

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Study on the Configuration of Low-Voltage Distribution Networks for High Penetration of Photovoltaic Power Sources2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Noriyuki, Yoshifumi Zoka, Naoto Yorino, Yutaka Sasaki, Shinya Fukuba, and Tomoaki Shoji
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 16 ページ: 965-972

    • DOI

      10.1002/tee.23380

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 発電事業者群の戦略的行動に基づく前日市場シミュレータの開発2021

    • 著者名/発表者名
      藤本 康介, 関﨑 真也, 餘利野 直人, 中野 湧斗,造賀 芳文, 佐々木 豊, 西﨑 一郎
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)

      巻: 141 ページ: 473-483

    • DOI

      10.1541/ieejpes.141.473

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地域コミュニティにおける複数の蓄電池を用いた電力融通制御に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      谷岡 佳紀, 佐々木 豊, 松本 宗一郎, Mumbere Kihembo Samuel, 福原 敦, 関﨑 真也, 餘利野 直人, 造賀 芳文
    • 雑誌名

      電気設備学会論文誌

      巻: 41 ページ: 19-28

    • DOI

      10.14936/tieiej.41.3_19

    • 査読あり
  • [学会発表] Adaptive Model Predictive Load Frequency Controller Based on Unscented Kalman Filter2021

    • 著者名/発表者名
      Weichao Wang, Naoto Yorino, Yutaka Sasaki, Yoshifumi Zoka, Ahmed Bedawy Khalifa Hussien, Seiji Kawauchi
    • 学会等名
      IEEE Sustainable Power and Energy Conference (iSPEC) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Economic Load Dispatch with Emergency Demand Response for Microgrid System Operation2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sasaki, Makoto Ueoka, Yoshifumi Zoka, Naoto Yorino, Ahmed Bedawy, Samuel Kihembo Mumbere
    • 学会等名
      22nd International Middle East Power Systems Conference (MEPCON) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] A Cooperative Voltage Control Approach for Distribution Systems Based on Voltage Regulators and PV Inverters2021

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Bedawy, Karar Mahmoud, Yutaka Sasaki, Yoshifumi Zoka, Naoto Yorino, Matti Lehtonen
    • 学会等名
      22nd International Middle East Power Systems Conference (MEPCON) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive Model Predictive-Based Load Frequency Controller Based using Unscented Kalman Filter2021

    • 著者名/発表者名
      Weichao Wang, Naoto Yorino, Yutaka Sasaki, Yoshifumi Zoka, Ahmed Bedawy, Seiji Kawauchi
    • 学会等名
      IEEE PES Innovative Smart Grid Technology (ISGT-Asia) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Economic Load Dispatch Considering Incentive-based Demand Response2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sasaki, Makoto Ueoka, Naoto Yorino, Yoshifumi Zoka
    • 学会等名
      IEEE PES Innovative Smart Grid Technology (ISGT-Asia) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust Unit Commitment Based on IGDT Approach for Microgrid System Operation2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sasaki, Naoki Takahashi, Naoto Yorino, Yoshifumi Zoka
    • 学会等名
      IEEE PES Innovative Smart Grid Technology (ISGT-Asia) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust Unit Commitment Based on IGDT Approach for Microgrid System Operation2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Sasaki, Sho Enomoto, Naoto Yorino, Yoshifumi Zoka, Samuel Kihembo Mumbere
    • 学会等名
      IEEE PES Innovative Smart Grid Technology (ISGT-Asia) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Solar Power Prediction Using Iterative Network Pruning Technique for Renewable-based Microgrid2021

    • 著者名/発表者名
      Sho Enomoto, Yutaka Sasaki, Naoto Yorino, Yoshifumi Zoka, and Mumbere Samuel Kihembo
    • 学会等名
      12th International Workshop on Computational Intelligence and Applications (IWCIA2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Prosumer Control Strategy for A Robust Microgrid Energy Management System2021

    • 著者名/発表者名
      Samuel Mumbere Kihembo, Yutaka Sasaki, Naoto Yorino, Yoshifumi Zoka, Atsushi Fukuhara, Ahmed Bedawy and Yoshiki Tanioka
    • 学会等名
      IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference 2021 (ISGT Europe 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of an Energy Management System Tool for Disaster Resilience in Islanded Microgrid Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Samuel Kihembo Mumbere, Atsushi Fukuhara, Yutaka Sasaki, Ahmed Bedawy, Yoshifumi Zoka, and Naoto Yorino
    • 学会等名
      20th International Symposium on Communications and Information Technologies (ISCIT 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Modified Critical Trajectory Algorithm to Determine the Critical Clearing Time for Unbalanced Fault2021

    • 著者名/発表者名
      Isa Haridz, Ardyono Priyadi, Margo Pujiantara, Sjamsjul Anam, Naoto Yorino, Mauridhi Hery Purnomo
    • 学会等名
      2021 International Electronics Symposium (IES)
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal Generation Scheduling Considering Distributed Generator for Cost Minimization based on Adaptive Modified Firefly Algorithm2021

    • 著者名/発表者名
      Sujono, Ardyono Priyadi, Margo Pujiantara, Sjamsjul Anam, Naoto Yorino, Mauridhi Hery Purnomo
    • 学会等名
      2021 International Electronics Symposium (IES)
    • 国際学会
  • [学会発表] An Energy Management System for Disaster Resilience in Islanded Microgrid Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Samuel Kihembo Mumbere, Soichiro Matsumoto, Atsushi Fukuhara, Ahmed Bedawy, Yutaka Sasaki, Yoshifumi Zoka, Naoto Yorino, and Yoshiki Tanioka
    • 学会等名
      IEEE PES&IAS PowerAfrica Conference 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Latched limitを用いた過電流保護機能を備えた単相同期化力インバータ2021

    • 著者名/発表者名
      関﨑 真也,餘利野 直人,佐々木 豊,造賀 芳文,清水 敏久,西﨑 一郎
    • 学会等名
      2021年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • [学会発表] 電力系統の安定性解析のための単相同期化力インバータモデル~シミュレーションと実機の比較~2021

    • 著者名/発表者名
      稲見 啓生,小石 純平,*島田 匠,餘利野 直人,造賀 芳文,佐々木 豊,関﨑 真也
    • 学会等名
      2021年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • [学会発表] Grid-Forming Inverterの導入による電力系統安定化効果2021

    • 著者名/発表者名
      小石 純平,稲見 啓生,餘利野 直人,造賀 芳文,佐々木 豊,関﨑 真也
    • 学会等名
      2021年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • [学会発表] 単相同期化力インバータを複数台用いたマイクログリッド運用に関する実験的検証2021

    • 著者名/発表者名
      島田 拓也,田中 敬太,餘利野 直人,関﨑 真也,佐々木 豊,造賀 芳文,清水 敏久
    • 学会等名
      2021年電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会
  • [学会発表] 単相同期化力インバータを複数台用いたマイクログリッド運用に関する実験的検証2021

    • 著者名/発表者名
      島田 拓也,田中 敬太,餘利野 直人,関﨑 真也,佐々木 豊,造賀 芳文,清水 敏久
    • 学会等名
      2021年電気学会電力・エネルギー部門大会
  • [学会発表] 単相同期化力インバータ間の電力融通に関する実験的検証2021

    • 著者名/発表者名
      田中 敬太,島田 拓也,餘利野 直人,関﨑 真也,佐々木 豊,造賀 芳文,清水 敏久
    • 学会等名
      2021年電気学会電力・エネルギー部門大会

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公開日: 2023-12-25  

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