使用事例

電力融通型太陽光発電システム

大阪大学大学院工学研究科　伊瀬　敏史先生

経歴
1980年　大阪大学工学部電気工学科卒
1986年　大阪大学大学院工学研究科電気工学専攻、博士後期課程修了。工学博士。同年国立奈良工業高等専門学校助手
1990年　大阪大学助手、講師、助教授
2002年　大阪大学教授

研究内容

大阪大学大学院工学研究科電気電子情報工学専攻伊瀬研究室は、電気エネルギーの発生・伝送・変換・制御の分野で新技術の創造を目指し、1)新しい電気エネルギー流通システムの研究、2)分散電源および電力貯蔵装置に関する研究、3)超伝導の電力応用に関する研究、4)新しいパワー半導体デバイスの研究、5)パワーエレクトロニクスによる電力系統制御装置に関する研究を推進しています。以下では、それらの研究テーマでのPSIMの使用実例の一つを紹介します。

PSIM使用事例

電力融通型太陽光発電システム（Distributed Flexible Network PV System;DFNPV)の構図を下図に示します。

電力融通型太陽光発電システムにおいては、太陽電池パネル、チョッパおよび負荷から構成されるサブシステムを直流配電線により複数台並列接続し、二次電池を1ヶ所にまとめることによって二次電池のメンテナンス低減と貯蔵エネルギーの有効利用を図っています。1台のサブシステムは例えば、一般家庭1軒を想定しており、電力不足の生じたサブシステムに電力融通を行います。また、二次電池のエネルギーが飽和あるいは枯渇して遮断された際にも、MPPT（Maximum Power Point Tracking;最大電力点追尾）制御と電圧一定制御を組み合わせることで、サブシステム間の電力融通が可能となります。このようなシステムにより得られる効果を下図に示します。

この図は、10台のサブシステムから構成されるシステムを考え、それらが個別に制御される場合と、連系線により二次電池の制御装置を共有しながら10台のサブシステムが電力融通を行って運転するシステムの両者について自立度、すなわち一日を通して太陽光発電と二次電池を用いて全く電力不足にならない日(自立日)の年間の割合(自立度＝自立日数/365)を種々の二次電池容量および太陽光発電の電力により求めた結果です。この図に示しますように、電力融通型太陽光発電システムとすることにより、二次電池の容量が同一の場合には自立度を向上させることが出来、一方、自立度を同じとする場合には太陽電池や二次電池の容量を低減できることが分かります。PSIMをこのようなシステムの制御方式の検討に使用しています。