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2010 年度 実績報告書

ユビキタス太陽光・風力発電のための多機能モジュール集積化パワーコンバータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21360139
研究機関東京工芸大学

研究代表者

松井 幹彦  東京工芸大学, 工学部, 教授 (30143689)

キーワード太陽光発電 / 小型風力発電 / 多機能MIC / ACモジュール / MPPT制御 / 単独運転防止 / 電気二重層コンデンサ / フライホイール
研究概要

多機能MIC(モジュール集積化コンバータ)の試作に関して:
(1)SIC-BGSITを適用して試作チョッパ回路を作成しバッテリ充電器、ACモジュールのチョッパ部への適用可能性を検討した結果、オン抵抗により導通損失は十分に低下させることができるが、デバイスのゲート静電容量が大きいためゲートドライブ回路に必要であることが判明した。
(2)PLCの組み込みを検討したが、昨今では無線方式のZigbeeの方が適用が容易であるため、今後Zigbeeの利用について検討を進めることとした。
(3)SHマイコン、DSP等の系統連系コンバータ制御系への適用の可否の予備検討を行なった。
低価格のSH2-64F7144F50V(12.5MHz)は単相コンバータの電流制御を行なうのがやっとで、このCPUの2-3倍の処理速度が必要なことが判明した。
(4)モジュール基板の信頼性向上と設計の柔軟性の観点から、基板加工を外部発注ではなく研究室で内製化するための予備調査を行ない、プリント基板加工機を導入することにした。
MICのシステム的な技術課題に関して:
(5)ACモジュールを実際に複数台並列接続して使用する場合に適した実用的な電源電圧センサレス方式を考案し、DSPコントローラを用いてソフトウェアにより実現した。
(6)多数台のACモジュールが適用される場合の単独運転防止機能について、モジュール毎に防止機能を持たせることが可能か、あるいは一括方式とする必要があるのか検討した結果、モジュールごとに防止機能を持たせ、しかも多数台が同時に動作しても有効性を失わない新方式を考案した。現在、実験による検証の準備と特許申請の準備を行なっている。
(7)自律分散電源系統に多数台のACモジュールが適用される場合、出力の時間変動によりDCバスの電圧変動が発生するが、フライホイール、バッテリ、EDLC等のエネルギー蓄積ユニットを用いてそれぞれが割り振られた周波数帯の電力平準化を分担することにより、ユニット間での干渉を防ぎDCバス電圧の安定化を図ることができることをモデルに基づくシミュレーションにより確認した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Minute Asymmetrical Current Injection Based Anti-islanding Method for Three-Phase Grid-Connected Photovoltaic Inverters2011

    • 著者名/発表者名
      Xiang-Dong Sun, Mikihiko Matsui, Byunggyu Yu, Kang-Hoon Koh
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: Vol.6 ページ: 65-72

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A review of current anti-islanding methods for photovoltaic power system2010

    • 著者名/発表者名
      Byunggyu Yu, Mikihiko Matsui, Gwonjong Yu
    • 雑誌名

      Solar Energy Journal

      巻: Vol.84 ページ: 745-754

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Digital Phase-locked-loop for Single-Phase Grid-connected Power Generation Systems2010

    • 著者名/発表者名
      Qi Zhang, Xiangdong Sun, Yanru Zhong, Mikihiko Matsui, Biying Ren
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEJ IPEC Sapporo 2010

      巻: Vol.1 ページ: 349-353

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Proposal of a Multi-DC Tap Family Suited for Series-connected Low Voltage Devices2010

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Kitanol, Akihiko Ogawa, Mikihiko Matsui
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEJ IPEC Sapporo 2010

      巻: Vol.1 ページ: 1446-1450

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Correlation Based Islanding Detection Method Using Current Magnitude Disturbance for PV System2010

    • 著者名/発表者名
      Yu, B.G, Matsui, M Yu, G
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: PP-99 ページ: 1-8, Early Access

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis and Design of a Digital Phase-Locked-Loop for Single-Phase Grid-Connected Power Conversion Systems2010

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Q., Sun, X., Zhong, Y, Matsui, M, Ren, B.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industrial Electronics

      巻: PP-99 ページ: 1-12, Early Access

    • 査読あり
  • [学会発表] 単相系統連系インバータにおける電源電圧センサレス化の一方式2011

    • 著者名/発表者名
      松井幹彦、ブグア・モセス・ムホロ、孫向東、兪柄圭
    • 学会等名
      平成23年電気学会全国大会講演論文集
    • 発表場所
      大阪・大阪大学(震災のため中止、CDのみ)
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] 多数台ACモジュール方式太陽光発電のための単独運転防止法の検討2011

    • 著者名/発表者名
      松井幹彦
    • 学会等名
      Power Electronics Workshop PEGym2010(千葉工業大学)
    • 発表場所
      千葉・千葉工大
    • 年月日
      2011-03-04
  • [学会発表] 系統連系のための電源電圧センサレス制御方式の検討2011

    • 著者名/発表者名
      ブグアモセスムホロ、松井幹彦
    • 学会等名
      Power Electronics Workshop PEGym2010(千葉工業大学)
    • 発表場所
      千葉・千葉工大
    • 年月日
      2011-03-04
  • [学会発表] SiC静電誘導トランジスタの特性測定と双方向スイッチの実現に関する考察2011

    • 著者名/発表者名
      柳島潤、松井幹彦
    • 学会等名
      Power Electronics Workshop PEGym2010(千葉工業大学)
    • 発表場所
      千葉・千葉工大
    • 年月日
      2011-03-04
  • [学会発表] Power Electronics as Environment-Protecting Technology---Toward a New Age of Smart-Grids and EVs---2010

    • 著者名/発表者名
      Mikihiko Matsui
    • 学会等名
      Invited lecture at Xi'an University of Technology (Xi'an, P.R.China)
    • 発表場所
      Xi'an University of Technology (Xi'an, P.R.China)
    • 年月日
      2010-10-15
  • [学会発表] Project-Based-Learning of a Power Electronics System by Constructing a Radio Controlled Solar Car2010

    • 著者名/発表者名
      Mikihiko MATSUI
    • 学会等名
      2010 Korea-Japan Joint Workshop
    • 発表場所
      Pusan, Korea
    • 年月日
      2010-10-01
  • [学会発表] 電流振幅変動を利用した相関関数に基づく単独運転検出2010

    • 著者名/発表者名
      プグア・モセス・ムホロ、松井幹彦、兪柄圭
    • 学会等名
      平成23年電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      東京・芝浦工大
    • 年月日
      2010-08-24
  • [学会発表] 電流振幅変動を利用した相関係数に単独基づく運転検出2010

    • 著者名/発表者名
      MBUGUA MOSES MUHORO, 松井幹彦
    • 学会等名
      東京支部主催 第1回学生研究発表会
    • 発表場所
      東京・工学院大学
    • 年月日
      2010-08-15
  • [備考]

    • URL

      http://www.t-kougei.ac.jp/engineering/system/labo/

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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