共同研究・競争的資金等の研究課題

2001年 - 2003年

電力クォリティ改善多機能エネルギー貯蔵システムの電力系統への導入

日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  • 宮内 肇
  • ,
  • 喜多 敏博
  • ,
  • 檜山 隆

課題番号
13650311
配分額
(総額)
3,400,000円
(直接経費)
3,400,000円

今後増加が予想されるパワーエレクトロニクス応用機器や分散型電源は、電力システムの柔軟な制御や運用の可能性を広げ、効率的な電力の利用を可能とする反面、変換器などから高調波や三相不平衡を発生させることも考えられる。一方、パーソナルコンピュータから半導体の生産現場まで、極めて高品質な電力を要求する局面も増加の一途を辿り、電力システムにおける電力品質の維持と向上はますます重要な課題となっている。本研究では、超伝導エネルギー貯蔵装置(SMES)を、電力貯蔵という装置本来の用途の他に、副次的な効果として、SMESが交直変換器を有することから適切にそれを制御することで、電力品質の向上に利用することを考えている。SMESを大きなエネルギー貯蔵素子を持つアクティブフィルタと見なし、すでに昨年度までの研究で、電力品質の主要な項目である高調波抑制、瞬時電圧低下補償、停電補償(UPS機能)、三相平衡化が達成でき、多機能電力品質改善装置として利用できることを示している。本年度は、各機能に対する電力品質改善制御系が、三相/dq変換、ローパスフィルタ、dq/三相逆変換から構成される同一要素を持つことを用いて、この同一要素に個々の機能を達成する制御系を付加した御御系を構成し、各機能の達成を図った。その結果、各機能を組み込んだ制御系をもつSMESは、少なくとも上述の4機能をもつ多機能電力品質改善装置として働くことを確認した。しかしながら、高調波抑制や三相平衡補償時には、電力品質改善のためにはほとんどエネルギーを必要としないが、超伝導コイル電流に2次調波成分が現れ、その動揺を超伝導コイルのインダクタンスで抑制する必要が生じる。そのインダクタンスの大きさから、必然的にSMESはある程度以上の容量を持つことになる。