複合型自然エネルギー利用発電システムのスマートグリッド化に関する研究

application/pdf本研究は，複合型自然エネルギー利用発電システムのスマートグリッド化に関する研究と題し，以下の研究を行った。まず燃料電池システムの模擬装置の構築を行い，燃料電池システムを利用したスマートグリッド構築の為に実際の燃料電池を用いる必要をなくすことで，開発コストの削減を行った。次に電力補償装置であるフライホイールについて補償性能の向上を図る制御法を提案した。また，電気二重層キャパシタを用いたシステムでは補償特性を解析モデルにより求める事を可能にし，システムの設計に役立てた。最後にバッテリを用いた電力補償システムにおいて補償性能とバッテリ容量の関係を示し，システム構築時の容量選定に関する知見を得た。This study is to solve the problems to construct the smart-grid system by using renewable energy. First, we constructed the method to make fuel cell emulator to reduce the system development cost. Second, we proposed the method for improving the performance of fly-wheel energy storage system to improve the characteristics of compensating fluctuating power in smart-grid. Third, we proposed the method to analyze power compensating system using EDLC (Electric double-layer capacitor) and got a certain knowledge on how to design the control parameter. Finally, showing relationship between compensation performance and battery capacity in battery power compensating system, obtained the findings on capacity when building a system.2011年度～2013年度科学研究費補助金(基盤研究(C))研究成果報告書2356032

マトリックスコンバータを用いた複合型スマートグリッドシステムに関する研究

application/pdf本研究はスマートグリッドの実現を目的として，配電系統の高品質化および安定化するためにマトリックスコンバータを用いた電力変換装置の利用を提案するもので，自然エネルギーを利用した分散電源システムの脈動電力の安定化と，需要家に高品質の電力を供給することを同時に可能とする手法である。本研究の成果としては以下のことが挙げられる。1. 配電用三相４線式-単相3線式電力変換用マトリックスコンバータ(以降単相用MCと略す)の回路構成，及び電力変換のための制御法を提案した。2. 当初提案した制御法は入力電流に逆相成分が重畳するため，波形整形の障害となっていた。そこで，単相用MCによる電力変換時に，電源電流に逆相成分を含まない電力変換方式を提案した。3. 提案した制御法においてもなお，入力電流には三次高調波成分が含まれているため，この三次高調波電流を電源側へ流出させないように，単相用MCの複数台接続や入力側にパッシブフィルタを接続することで，高調波電流の低減を行った。4. また，負荷変動や，電源電圧変動に起因する出力電圧の振幅及び位相の変動を抑制する制御法について検討を行い，シミュレーションにより効果を確認した。This study is what proposes use of the power converter which used the matrix converter in order that a distribution system might improve the quality of it and be stable for the purpose for realizing a smart grid, It is the technique of making it possible simultaneously the stabilization using natural power sources of the fluctuating electric power of a distributed power source, and to supply high quality electric power to a consumer. The following things are mentioned as a result of this study. 1. The method of controlling for the circuit configuration of the matrix converter for three phase 4-wire system-single phase 3 line type electric energy conversion for power distribution (it is called as single phase MC) and electric energy conversion was proposed. 2. Becoming an obstacle of waveform shaping, since a negative phase components include in the input currents. Then, the power conversion system which does not contain a negative phase component in input current was proposed at the time of the power conversion by single phase MC. 3. Since the third harmonic wave component was contained in addition in the input current also in the proposed controlling method, harmonic current was reduced by connecting a input passive filter so that this third harmonic wave current might not be made to flow into the power supply side. 4. Moreover, the controlling method which controls the amplitude and phase of output voltage when load or power supply voltage change was examined was proposed, and the effect was verified by the simulation.2010年度～2012年度科学研究費補助金(基盤研究(C))研究成果報告書2256027