報告書番号

R09010

タイトル（和文）

SiCデバイスを適用した配電系統用STATCOMの最適回路構成

タイトル（英文）

Optimum Circuit Configuration of SiC Device Applied STATCOM for Distribution System

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所では，電気機器の大幅な高効率化，コンパクト化を図るためSiCデバイスを適用した変換器の開発を進めており，開発対象として配電系統用の柱上設置STATCOMを取り上げている。これは，今後太陽光発電の大量導入に対し不可欠となる配電線電圧調整装置を低コストかつ設置スペースの制約なしに実現するものである。
トランスレスSTATCOMへの適用が可能な9種類の回路構成から，必要素子数等を考慮して，①Y結線MMC (Modular Multilevel Converter)，②ハイブリッドMMC，③階調制御MMC，④フライングキャパシタ形変換器の4種類の回路構成に絞り込み，シミュレーションによる定量的評価を行った。
以上の検討より，以下の結果を得た。
1) 部品総体積は，階調制御MMC，Y結線MMC，ハイブリッドMMC，フライングキャパシタ形変換器の順に小さくなる。
2) ハイブリッドMMCと諧調制御MMCは異なる電圧，スイッチング周波数で動作するセルを組み合わせるため回路構成や制御が複雑になる。
3) 効率は各回路方式ともにほぼ同じであり，99.1～99.2%程度である。
以上の結果により，Y結線MMCが6.6kVトランスレスSTATCOMの最適回路構成と判断した。

概要 （英文）

We are now conducting a research on loss and volume reduction of converter by applying SiC device and, as a target equipment to develop, we chose a pole-mounted STATCOM for distribution system. A pole-mounted STATCOM is an inexpensive and space-saving equipment to solve a problem of voltage deviation by increase of photovoltaic energy source. In this study, we screened nine types of converters and selected four types; 1.Y-connection MMC, 2.hybrid MMC, 3.gradational MMC and 4.flying capacitor converter as 6.6 kV transless STATCOM topology and evaluated these four circuit types quantitatively. The following results have been obtained.
1) From the aspect of total volume of parts, the volume is small in following order; gradational MMC, Y-connection MMC, hybrid MMC and flying capacitor converter.
2) Hybrid MMC and gradational MMC have cells that are operated with different voltage and frequency, so circuits and controls of these two circuits are complicated.
3) The efficiencies of these four circuit types are 99.1-99.2 % and approximately same number.
From the results above, we selected Y-connection MMC as the optimum circuit type of 6.6 kV transless STATCOM.

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