今日の日本では、最大240GWに及ぶ大電力がリアルタイムで制御されている。しかしながら東日本の大震災以降、高電圧大電力システムのあり方が大きく問われている。本講では先ず高電圧大容量の電力系統に用いられる機器の種々の研究開発動向や技術課題とその解決策、ならびに発電に必要なエネルギー資源獲得に関する事項ついて学ぶ。
次に、再生可能エネルギーの導入に際して高電圧大電力系統が果たす役割について正しく学ぶとともに、系統連携時の技術課題について学ぶ。
さらに、大容量蓄電装置や電気自動車を電力貯蔵装置として位置付けたときの技術課題、特に将来の電力システムとして注目されているBEMSやHEMSのあり方を考える。
最後に、世界的にも最高水準にある日本の電力技術をベースにした近隣諸国における電力流通設備ならびに系統運用技術の最新動向についても知識を深めていく。
次に、再生可能エネルギーの導入に際して高電圧大電力系統が果たす役割について正しく学ぶとともに、系統連携時の技術課題について学ぶ。
さらに、大容量蓄電装置や電気自動車を電力貯蔵装置として位置付けたときの技術課題、特に将来の電力システムとして注目されているBEMSやHEMSのあり方を考える。
最後に、世界的にも最高水準にある日本の電力技術をベースにした近隣諸国における電力流通設備ならびに系統運用技術の最新動向についても知識を深めていく。
既存の高電圧大電力輸送システムを支える機器に関する知識を得ると共に、再生可能エネルギー導入に関する最新技術動向と技術課題を考える。
さらに、授業を通して得た知識をもとに電力システムの将来像を描く。
さらに、授業を通して得た知識をもとに電力システムの将来像を描く。
- 電力系統に使用されている発電機、変圧器、ガス絶縁開閉装置、避雷器、送電線など高電圧大電力機器の概要を知る
- 発電に必要な一次エネルギー(石油、LNG、石炭、原子力、水力など)の需要動向
ならびに自然エネルギー (水素、バイオマス、メタンハイドレートなどを含む)の導入動向を知る。 - 雷サージや開閉サージ現象の概要を知るとともに、酸化亜鉛型避雷器による絶縁協調の考え方を学ぶ
- 発電に必要なエネルギー資源の最新動向についてデータを収集し、分析を行う
- 日本ならびに欧州の技術をベース近隣国で実用化された超高電圧送電技術の概要を学ぶ
- 電気自動車と電力システムとの関わりを学び、今後必要とされる技術開発課題を検討する。
| Class schedule | HW assignments (Including preparation and review of the class.) | Amount of Time Required | |
|---|---|---|---|
| 1． | 社会情勢と電力システム (1)発電に必要なエネルギー確保の現状を知る。 (2)電力流通システムならびに高電圧大電力機器の概要を学ぶ。 (3)電力品質維持に必要なエネルギーの安定確保について |
日本の電力系統の概要を調べておくこと 世界的な送電電圧と送電容量の現状を概観する。 １次エネルギーにはどのようなものがあるか、また産出国がどこにあるかを調べておくこと |
60minutes |
| 2． | 高電圧大容量送電システム (1)電力流通設備 (2)日本の電力系統の特徴 (3)電力品質 (4)電力輸送に置け津4つの電気的制約 (5)電力需要増大に対する基本施策 (6)海外の技術動向 |
日本の電力系統の特徴について事前学習すること | 60minutes |
| 3． | 発電設備 (1)電力需要動向と発電設備容量 (2)発電効率の推移と技術開発 (3)水力発電 (4)火力発電 (5)原子力発電 (6)新エネルギー (7)重電機器の研究開発動向 |
変電所や配電設備に使用されている機器を把握しておくこと。 | 60minutes |
| 4． | 電力用変圧器 (1)電力用変圧器の種類 (2)巻線構造 (3)絶縁設計 (4)冷却方式 (5)試験電圧と試験方法 |
UHV送電とは何か 1000kV、1200kV機器仕様 技術課題は何かをまとめる |
60minutes |
| 5． | 開閉機器 (1)開閉機器の種類 (2)ガス絶縁機器 (3)真空遮断器 (4)絶縁物の役割 (5)計器用変成器 (6)避雷器 |
遮断器、断路器、開閉スイッチの動作原理の違いを調べておくこと。 | 60minutes |
| 6． | 電力系統における異常電圧 (1)外雷と内雷 (2)雷サージ (3)開閉過電圧の種類 (4)過渡過電圧 雷過電圧 (1)雷現象 (2)雷サージの発生メカニズム (3)雷サージ解析手法 |
開閉動作でなぜサージが発生するかをまとめておくこと。 異常電圧にはどのようなものがあるかを、まとめる。 |
60minutes |
| 雷について知ることをまとめておくこと | |||
| 7． | 電力機器の開発の歴史に学ぶ (1)発電機 (2)可変速機 (3)変圧器 (4)ガス絶縁開閉装置 (5)酸化亜鉛型避雷器 (6)電力システム |
事前案内の文献を調査し発表できるようまとめてくること | 60minutes |
| 8． | 機器絶縁の実態と高電圧試験法 (1)絶縁設計の考え方 (2)高電圧試験の種類 (3)雷インパルス試験 (4)交流高電圧試験 (5)部分放電試験 |
機器の絶縁設計がどのように行われるかプロセスを考えておくこと | 60minutes |
| 9． | サージの抑制と避雷器 (1)サージの発生メカニズム (2)避雷器とは (3)避雷器によるサージ抑制の原理 |
酸化亜鉛型避雷器についてまとめておくこと。 | 60minutes |
| 10． | 絶縁協調 (1)絶縁協調の歴史 (2)SiC保護装置 (3)ZnOサージアレスタ (4)絶縁協調の考え方 (5)実例 |
絶縁協調の必要性について、まとめておく。 | 60minutes |
| 11． | 絶縁レベルの低減 (1)絶縁設計の考え方 (2)絶縁協調 (3)保護レベルの設定 (4)サージ解析手法 (5)絶縁設計の合理化 |
絶縁レベルを低減する手法にはどのようなものがあるかまとめておく。 | 90minutes |
| 12． | 電力機器の新しい技術開発動向(特別講演) (1)ガス絶縁開閉装置の最新技術動向 (2)電力用変圧器の最新技術動向 (3)電力用避雷器の最新技術動向 |
社会のニーズとパラダイムシフトにいて考えをまとめておくこと。 | 60minutes |
| 13． | スマートグリッドの概念を学ぶ (1)スマートグリッドとは (2)分散型電源の最新動向 (3)蓄電装置 (4)電力用通信 (5)電力自由化 |
事前案内の文献を調査し発表できるようまとめてくること | 120minutes |
| 14． | 電力貯蔵装置としての電気自動車の役割と将来の電力系統との関係を学ぶ。 (1)蓄電装置 (2)電気自動車 (3)電力系統との調和 |
事前案内の文献を調査し発表できるようまとめてくること | 120minutes |
| Total. | - | - | 990minutes |
| 1,2,3,4,5 | 6,7,8,9,10 | 11 | 12 | 13,14 | Total. | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1. | 10% | 5% | 15% | |||
| 2. | 20% | 20% | ||||
| 3. | 10% | 5% | 15% | |||
| 4. | 5% | 5% | 5% | 5% | 20% | |
| 5. | 5% | 5% | 10% | 20% | ||
| 6. | 5% | 5% | 10% | |||
| Total. | 20% | 20% | 15% | 15% | 30% | - |
テキストの演習問題の中から自分が興味を持つテーマを選定し、国内外の文献調査を行う。調査結果はレポートあるいは輪講により発表し相互評価を行う。課題は少なくとも３回以上とする。レポートならびに発表の内容には、背景、技術的課題、課題解決にあたり苦労した点、新技術、その技術が社会に与える影響などが織り込んであるかを理解度と共に評価し、発表時の質疑応答の内容を加味し評価する。
評価点は
プレゼンテーション 70%
質疑応答 30%
で評価する
評価点は
プレゼンテーション 70%
質疑応答 30%
で評価する
プリントを配布する。
参考書
雨谷昭弘編著「インフラストラクチャー」オーム社
関井康雄、脇本隆之「エネルギー工学」電気書院
乾、伊藤、川口、大地、山本、「発送変電工学」、ISBN978-4-7655-3017-0,技報堂出版
Allan Greenwood: “Electric transients in power systems” (2nd ed.), John Wiley & Sons, Inc., New York, 1991
電気学会シリーズ特集「電力技術のイノベーション」2007-2009
参考書
雨谷昭弘編著「インフラストラクチャー」オーム社
関井康雄、脇本隆之「エネルギー工学」電気書院
乾、伊藤、川口、大地、山本、「発送変電工学」、ISBN978-4-7655-3017-0,技報堂出版
Allan Greenwood: “Electric transients in power systems” (2nd ed.), John Wiley & Sons, Inc., New York, 1991
電気学会シリーズ特集「電力技術のイノベーション」2007-2009
- Course that cultivates a basic problem-solving skills
- Course that cultivates an ability for utilizing knowledge
| Work experience | Work experience and relevance to the course content if applicatable |
|---|---|
| Applicatable | 講義内容は20年間の企業における研究開発の過程で得られた知識を基に最新の技術内容で構成されている。また、企業経験のある特別講師に国内外の研究動向について講演を毎年依頼している。 |
Last modified : Thu Mar 21 14:58:21 JST 2019