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2014 年度 実績報告書

ローカルエリアパワーネットワークのための回路モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 24560456
研究機関京都大学

研究代表者

久門 尚史  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80301240)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードローカルエリアパワーネットワーク / 回路モデル / 電磁現象 / 電力フロー
研究実績の概要

ローカルエリアパワーネットワークを構成する配線部の高周波に対するモデルである単導体素子モデルのマクロ化したモデルとして、単導体線路モデルがあるが、これに放射の影響を入れたモデルの開発を行った。単導体線路モデルは電荷密度と電流に対する波動方程式で表現され、放射による損失の表現が難しかったが、端部に基づいて生成される電界が伝搬遅延を考慮した形で配線に誘導を引き起こすというモデルを用いることにより、放射損を表現する方法を提案した。このモデルに対して1次元のFDTD法を適用したシミュレーションと単導体素子モデルに基づく解を比較することにより、提案線路モデルが放射の影響を表現していることを確認した。
また、ローカルエリアパワーネットワークを構成するスイッチング電源のユニバーサルなモジュールとして設計を行った双方向AC-DC変換器の制御方法の検討を行った。交流1周期を単位とした離散時間システムとして変換モジュールの制御を行うアルゴリズムを提案した。ローカルエリアネットワークのような小規模ネットワークにおいては回路の固有モードの周波数が高いため、このモデルのような交流1周期ごとに扱うことにより制御のダイナミクスをうまく抽出することが可能になることを示した。
実際に試作した双方向AC-DC変換モジュールにより複数電源と複数負荷から成る交流のローカルエリアパワーネットワークを構成し、提案モデルの妥当性の評価を行った。過渡現象のダイナミクスを離散時間システムとして表現したモデルと実測値からフェーザの離散時間変化を求めた結果との比較から、提案モデルがローカルエリアパワーネットワークのダイナミクスを表現できていることを確認した。
このように配線部の高周波モデルと電源部の低周波モデルによりローカルエリアパワーネットワークを適切に表現できることが明らかになった。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] Time Domain Model of Current Propagation on Thin Wire Structures by Traveling Wave Elements2014

    • 著者名/発表者名
      T. Hisakado, A. Hagihara, O. Wada
    • 学会等名
      CEFC
    • 発表場所
      Annecy, France
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-28
  • [学会発表] 伝搬電流モデルにおける電磁ポテンシャルを用いた電力フローの解析2014

    • 著者名/発表者名
      久門尚史 萩原明 和田修己
    • 学会等名
      電子情報通信学会 マイクロ波研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-23

URL: 

公開日: 2016-06-03  

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