自励交直変換器と電力系統の相互作用

カテゴリ：技術報告

論文No：1612

グループ名：【B】電力・エネルギー部門

発行日：2026/6/5

タイトル(英語)：The Interaction of Power Systems and Voltage Source Converter Converters

著者名：自励交直変換器と電力系統の相互作用調査専門委員会

著者名(英語)： Investigating R&D Committee on the Interaction of Power Systems and Voltage Source Converters

キーワード：交直変換器,電力系統,グリッドフォーミング,直流送電,電力品質,AC/DC Power Converter, Power System, Grid-Forming, HVDC, Power Quality

要約(日本語)：再生可能エネルギーは従来の回転機型電源と異なり交直変換器（以下，変換器）を用いて連系されることが多く，変換器の系統への導入が進んでいる。また，レジリエンスの強化や，広域電力取引の拡大をめざし，直流送電，FACTS (Flexible AC Transmission Systems) などにおいても変換器の導入が進んでいる。近年では，他励変換器ではなく，制御性に優れる自励変換器が広く適用されている。再生可能エネルギーが増加する一方で，火力発電などの回転機型電源が減少すると，電力系統の慣性が低下し，系統事故時などに系統の安定運用を維持することが難しくなるものと懸念されている。このため，近年は慣性低下への変換器側での対策としてGrid-Forming 変換器制御などの擬似慣性機能を変換器の制御系に付加する手法が注目されている。また，自励変換器と電力系統の相互作用による電力品質障害の発生事例が報告されつつある。例えば，高調波共振が原因と考えられるケーブルの損傷が報告されている。これらの状況を踏まえ，本委員会では，既存の変換器制御から最新の変換器制御（Grid-Forming制御）までを広く調査した。加えて電力系統側に発生する諸問題（慣性，安定度，短絡容量，電力品質）とその対策，さらに最新の基幹系統への導入事例など幅広い技術領域に関して調査を行った。本技術報告はその結果を取りまとめたものである。

要約(英語)：Unlike conventional synchronous generators, renewable energy sources are typically interconnected to the grid via AC/DC converters, leading to an increasing penetration of converters in power systems. Furthermore, to enhance grid resilience and expand wide-area power trading, the deployment of converters in high-voltage direct current (HVDC) transmission and FACTS (Flexible AC Transmission Systems) is also accelerating. As renewable energy integration grows and synchronous generators decline, there are growing concerns over the reduction in power system inertia. This reduction makes it difficult to maintain stable system operation during grid contingencies. Consequently, as a converter-side countermeasure against this inertia decline, control strategies providing virtual inertia, such as Grid-Forming (GFM) control, have garnered significant attention in recent years. Additionally, there have been emerging reports of power quality issues caused by the dynamic interactions between voltage source converters and the power grid. For instance, cable damage suspected to be induced by harmonic resonance has been documented. The committee has conducted a comprehensive review of converter control strategies, ranging from conventional control schemes to the latest Grid-Forming techniques. In addition, the committee investigated a broad range of technical topics, including various grid-side challenges (inertia, stability, short-circuit capacity, and power quality) along with their respective countermeasures, as well as recent case studies of converter integration into power systems. This technical report summarizes the findings of these investigations.

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