教員の紹介
研究者情報
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学位
博士(工学)
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担当授業科目
工学基礎実験および演習，??????総合工学概論，??????総合工学I，??????総合工学II，電気??????応用，パワー回路基礎，??????変換基礎，????????????，オホーツク地域と環境
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専門分野
電気機器工学
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研究テーマ
電力系統における風力発電システムのモデリングと挙動解析，大規模電力系統における可変速揚水発電システムの挙動解析
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研究内容キーワード
EMTP，風力発電，可変速揚水発電システム，電力系統安定化，電力貯蔵装置
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所属学会
電気学会，ＩＥＥＥ，電気設備学会
研究室の概要
文明を根底で支えている電気エネルギーの発生は、火力?水力に代表される発電機(回転機)が担っていますが、現在では化石燃料を用いない太陽光エネルギーや風力エネルギーなどを利用する自然エネルギー発電システムの導入が拡大しつつあります。しかしこれらの発電出力は天候に左右され不安定であるため、電力系統では安定な電力供給を維持するために、これまでにない運用方法が求められています。
本研究室では、風力発電所の積極的な出力コントロールやパワーエレクトロニクス技術を応用した大容量電力変換などの新しい運用方法を取り入れ、自然エネルギー発電の導入拡大と、電力系統の安定運用を両立させるための技術を研究しています。数時間にわたる天候の変化に伴う発電量の変化から、数秒以下の落雷などによる系統故障現象まで、さまざまな時間幅で生じる現象をシミュレーションし、課題を解決するための新しい電力系統の運用方法や制御方法の研究を進めています。
研究室の研究テーマ
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直流送電システムを応用した自然エネルギー由来の変動電力安定化
風力?太陽光に代表される自然エネルギー発電の導入拡大は、送電先の電力系統が受け入れられるレベルを超えつつあります。本研究では長距離海底送電などに採用されている直流送電システムを応用して自然エネルギー由来の変動電力を安定化する運用方法を設計します。例えば北海道の小さな電力系統から本州の大きな電力系統へ変動電力を送電することで、自然エネルギーに恵まれている北海道への風力発電の導入拡大を実現します。
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可変速風力発電システムの協調制御によるウィンドファーム出力安定化
風力発電の出力安定化には主に蓄電池を用いることが一般的ですが、高コストという課題は避けられません。本研究は、蓄電池を用いずに風車自身で安定化をどこまで出来るか、そのための制御方法を開発するものです。現在の風車は、可変速運転が可能なものが主流であり、風車自身でフライホイールのように慣性エネルギーを出し入れすることが出来ます。それらをいかに制御することで、全風車合計の出力を一定にするかを追求します。
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既設発電所の積極的な出力調整による電力系統安定化
再生可能エネルギー由来の変動電力を安定化するために大型蓄電池を導入することは、非常に高コストになり困難です。本研究では、大規模可変速揚水発電やアシストモータ搭載2軸形ガスタービン発電など、発電出力を高速に調整できるシステムを採用している発電所の性能に着目し、大型蓄電池なしに変動電力を吸収し、電力の安定供給と再生可能エネルギーの導入拡大を同時に達成するような電力システムを設計します。