研究の概要

系統連系型の再生可能エネルギープラント（太陽光・風力など）と同期調相機（SynCon）を組み合わせた電力系統における過渡安定性を、二重時間スケール解析によって評価した研究。同期調相機は再エネの大量連系に伴う系統強度の低下を補う設備として世界的に導入が進んでいる。

李炳芳・楊松豪らによる研究。arXiv (eess.SY)掲載。ハードウェアインザループ（HIL）試験による実証も含む。

主な発見・成果

  • 支配的不安定源の移行：同期調相機を導入すると、従来は位相同期ループ（PLL）の高速ダイナミクスが不安定の主因だったが、統合後はSynConの低速ダイナミクスが新たな支配的不安定源となることを発見した。
  • 安定性向上効果の確認：同期調相機は再エネシステムの過渡安定性を全体として改善するが、不安定のメカニズムが変化するため、既存の安定化手法が機能しなくなる場合がある。
  • PLL制振制御の有効性：適切なPLL制振制御（ダンピングコントロール）を設計・実装することで、SynCon統合後の新たな不安定リスクを効果的に緩和できることをHIL試験で実証した。
  • 系統実装指針の提供：導入工程に応じた制御パラメータの調整指針を提示し、実際の系統設計への適用可能性を示した。

実務への応用

日本においても、再エネの大量連系に伴う系統強度不足への対策として、調相設備の導入や系統安定化装置の設置が電力会社・送電会社の重要課題となっている。本研究は、同期調相機導入後に求められる制御システムの再設計・パラメータ調整に関する具体的な技術指針を提供するものであり、大規模再エネ開発プロジェクトの系統連系計画や、設備メーカーの制御装置設計に直接活用できる知見を含んでいる。