七原研究室 ―研究室紹介 #41―

電力・エネルギーグループ
電気電子コース・エネルギーコース
研究室：大岡山キャンパス・南3-619
教授　七原俊也　助教　河辺賢一

図1　研究の概要

風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギー発電（以下、再エネ電源）は地球温暖化などの面で地球環境に優しいエネルギー源として大きな期待を集めています。一方、再エネ電源は、天気によって発電出力が大きく変動するとともに、発電機として誘導発電機やインバータを用いているため落雷時などにおける挙動が火力発電などの在来型電源とは異なっています。このためこれら再エネ電源が大量に導入された場合に電力系統にどのような影響を及ぼすかを的確に評価することが重要です。

当研究室では、下記のように、再エネ電源が電力系統の安定性や電力品質（周波数、電圧など）、経済性等に及ぼす影響についての解析手法の開発と分析に取り組んでいます。

• 再エネ電源の出力変動が周波数・電圧におよぼす影響の評価（図2：周波数への影響の評価例）
• 電力系統事故時における再エネ電源の応動特性の分析
• 再エネ電源が電源の運用に及ぼす影響の評価

電力系統における事故（送電線への雷撃等）後の過渡領域で進展する各種不安定現象（同期発電機の脱調、負荷供給系統の電圧低下等）に対する安定性を維持することは、安定的な電力供給のために必要不可欠です。太陽光発電（PV）等のインバータ連系電源は、同期発電機を利用した在来型電源と事故時の出力特性が異なり、大量導入により安定性を損ねる恐れがあります。

当研究室では、再エネ電源連系時における電力系統の安定性維持を目的として、以下の課題に取り組んでいます（図3：制御システムの概要）。

• 再エネ電源がもつインバータの高速制御性を利用した電圧安定性の安定化システムの開発
• 広域情報計測システムや系統設置型二次電池を利用した同期安定性の安定化システムの開発
• 各種制御システムの統合（複数台・複数種類の電力制御機器の協調）

七原先生・河辺先生より

電力システムは現代社会の基盤をなす重要なインフラであり、これまでに長い年月をかけて構築されてきました。一方、近年の電力システムを取り巻く状況は、太陽光発電や風力発電の大量導入、発送電分離等の電力自由化の進展など、大きく変わりつつあります。当研究室では、このような状況下での新しい電力システム工学を確立すべく、太陽光発電や風力発電の大量導入の影響とその対策解明を中心課題に据え、研究を進めています。新たな分野の開拓に興味を持つ意欲的な学生が仲間に加わってくれることを期待しています。