3レベルインバータで発生する雷過電圧の初期検討

カテゴリ：研究会(論文単位)

論文No：HV25080

グループ名：【B】電力・エネルギー部門 高電圧研究会

発行日：2025/10/20

タイトル(英語)：Initial Study of Lightning Overvoltages Occurring in a Three-Level Inverter

著者名：一色 祐哉(中部大学),山本 和男(中部大学),松井 拓斗(中部大学),佐藤 智希(富士電機)

著者名(英語)： Yuya Isshiki(Chubu University),Kazuo Yamamoto(Chubu University),Takuto Matsui(Chubu University),Tomoki Sato(FUJI ELECTRIC CO., LTD.)

キーワード：雷過電圧,３レベルインバータ,パワーコンディショナ,太陽光発電,半導体素子,Lightning overvoltage,3-level inverter,Power conditioning systems,Photovoltaic generation,Semiconductor elements

要約(日本語)：近年，エネルギー資源の枯渇や地球温暖化の進行を背景に，発電時にCO₂を排出しない再生可能エネルギー発電が注目されている。その中でも，小規模から大規模まで幅広い発電容量の分散型電源として，太陽光発電の普及が進んでいる。太陽光発電設備は開けた場所に設置されるため雷被害を受けやすく，特にパワーコンディショナ（PCS）関連の被害が全体の94％を占める。太陽光発電設備のパワーコンディショナには直流から交流に電力を変換する3レベルインバータが用いられており，そのインバータに，電力ケーブル上を伝搬した雷サージが入り込むことで雷被害が発生する。雷サージがインバータに入り込んだ際に，内部の半導体素子へどのような雷過電圧が印加されるのかについては，十分に研究されていない。本研究では，回路解析ソフトLT-SPICEで3レベルインバータの回路モデルを構築し，その特性の解明を試みた。

要約(英語)：In recent years, renewable energy generation, which does not emit CO₂ during power generation, has attracted attention due to the depletion of energy resources and the progression of global warming. As one of those renewable energy generations, photovoltaic (PV) generation has become increasingly popular as a distributed power source with a wide range of generating capacities, from small to large. Because PV power generation facilities are installed in open areas, they are susceptible to lightning damage, with 94% of damage occurring due to power conditioning systems (PCS). Power conditioning systems in PV power generation facilities use three-level inverters that convert DC to AC power. Lightning surges propagating along power cables can cause lightning damage to these inverters. The lightning overvoltages applied to semiconductor elements inside the inverter when a lightning surge penetrates has not been fully studied. In this study, a circuit model of a three-level inverter using the circuit analysis software LT-SPICE is constructed, and its characteristics has been studied.

本誌：2025年10月23日-2025年10月24日高電圧研究会-1

本誌掲載ページ：7-11p

原稿種別：日本語

PDFファイルサイズ：1,462Kバイト