概要

パワーエレクトロニクスの応用分野の1つに，高圧直流送電があります。海底ケーブルによる大容量の送電線では，技術的制約や経済性から，従来より高圧直流送電が用いられています。近年，海洋上に大規模な風力発電所が建設されるようになり，これらを海底ケーブルで結んだ海底の送電系統が構築されつつあります。しかし，現状の高圧直流送電では，交流系統のように大規模な電力系統を構築し，安定して運用する方法が確立されていません。

当研究室では，パワーエレクトロニクスと電力システムの両面から，高圧直流送電により大規模な電力系統を構築する方法を研究しています。大容量電力変換器，直流遮断器，長期にわたり拡張可能な系統構成，設備故障の波及を防ぐ方法などを検討しています。将来，洋上風力発電をはじめとする再生可能エネルギー電源が大規模に導入された際にも，安定して電力を利用できるシステムの実現を目指しています。

研究紹介動画

• YouTube

発表論文

• 交直変換器の制御保護方式
  • K. Sano, H. Nakayama, “A fault protection method for avoiding overvoltage in symmetrical monopole HVDC systems by half-bridge MMC,” in IEEE Access, vol. 9, pp. 165219-165226, Dec. 2021.
  • 中山比呂，佐野憲一朗：「洋上風力発電向け多回線直流送電の基本構成と直流線路事故時の保護方式」, 電気学会論文誌B, vol. 140, no. 11, pp. 795?802, Nov. 2020.
• 系統構成
  • K. Sano, “A configuration of offshore HVDC grid considering reliability standard and scalability,” 15th Wind Integration Workshop, Energynautics, pp. 598-604, Nov. 2016.
  • K. Sano, N. Gibo, “A lightweight DC collection and HVDC transmission system equipped with DC-DC converter for offshore wind farms,” CIGRE International Symposium in Lund 2015, no.134, pp.1-8, May 2015.
• 直流遮断器
  • K. Sano, M. Takasaki, “A surgeless solid-state DC circuit breaker for voltage-source-converter-based HVDC systems,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 50, no. 4, pp. 2690-2699, July-Aug. 2014.
  • 佐野憲一朗：「多端子直流送電システム用直流遮断器の要件と比較」, 電気学会論文誌D, vol. 139, no. 3, pp. 348-359, Mar. 2019.
• 超高圧DC-DCコンバータ
  • K. Sano, M. Takasaki, “A boost conversion system consisting of multiple DC-DC converter modules for interfacing wind farms and HVDC transmission,” Proc. of IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), pp.2613-2618, Sept. 2013.