不平衡下におけるGrid Forming Inverterの正相・逆相分離制御手法の提案

カテゴリ: 部門大会

論文No: 3

グループ名: 【B】令和4年電気学会電力・エネルギー部門大会

発行日: 2022/08/26

タイトル(英語): Proposal of Control Method with Positive and Negative Sequence Decomposition for Grid Forming Inverter under Imbalanced Conditions

著者名: 成田匠（東京都市大学），杉森聡（東京都市大学），中島達人（東京都市大学），岸周矢（東京都市大学），三ツ木康晃（東芝三菱電機産業システム），橋口弘（東芝三菱電機産業システム）

著者名(英語): Takumi Narita (Tokyo City University), Satoshi Sugimori (Tokyo City University), Tatsuhito Nakajima (Tokyo City University), Shuya Kishi (Tokyo City University), Yasuaki Mitsugi (Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation), Hiroshi HASHIGUCHI (Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation)

キーワード: grid forming inverter|grid forming control|インバータ|分散型電源|慣性|不平衡電圧|grid forming inverter|grid forming control|inverter|distributed power source|inertia|imbalanced voltage

要約(日本語): 環境問題やエネルギー資源の枯渇などの背景から, 再生可能エネルギーを用いた分散型電源の導入増加が予想される。また, 需給調整用途などの電池電力貯蔵設備の導入増加も考えられる。同期発電機を使用する火力･水力発電は, 慣性や同期化力を備えており, 系統擾乱時に電力系統を安定化させる能力がある。一方, こうした分散型電源などは, 直流もしくは商用周波数とは異なる周波数の交流で出力されるため, インバータを介して系統連系されているが, インバータは慣性･同期化力をといった特性を備えていない。そのため, 分散型電源などの導入が増加すると, 擾乱発生時に電力系統の安定度が損なわれる懸念がある。分散型電源や電池電力貯蔵のインバータの制御は, GFL (Grid Following Control)とGFM (Grid Forming Control)に分類できる。GFMは出力交流電圧の振幅と位相を直接制御し, 負荷変動を瞬時に補償可能であり, 自立運転も可能といった特性を備えている。世界各国でGFMをインバータに付加したGFMインバータ導入に向けた研究が進んでいる。電流制御型インバータの不平衡補償は, 国内外で研究されている。一方, GFMインバータ(電圧制御型)は, 不平衡補償に関する研究がそれほどされていない。海外のGFMインバータの不平衡補償は, PLLの改善による論文やインバータに正相と逆相, 零相を分離し, 各相対称形で演算制御を行う研究がされている。本論文では, 慣性を有するGFMに系統電圧制御系(AVR)を加えた制御を正相制御部とし, 新たに逆相制御部を設け, 正相・逆相分離制御を提案する。正相と逆相を分離し, 独立に制御することでインバータ保護や不平衡補償といった目的に沿った設計が可能である。一線地絡による不平衡事故や不平衡負荷によるGFMインバータの正相・逆相分離制御手法の検討結果を報告する。

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