再生可能エネルギーにおけるコンバータ原理と設計法

【著者紹介】

合田　忠弘（ごうだ　ただひろ）

同志社大学　大学院理工学研究科　客員教授
1973年3月大阪大学工学研究科修士課程修了、1973年4月～三菱電機 （株）、2006年4月～九州大学教授、2013年4月～同志社大学客員教授、現在に至る。工学博士。専門は、電力系統分野 （保護、制御および系統解析）、マイクログリッドおよびスマートグリッド。電気学会会員。
三菱電機 （株） に入社以来一貫して電力系統工学の分野に関連し系統解析技術を技術基盤として電力系統の保護装置や制御装置の開発製造に従事。1998年に日本電機工業会 （JEMA） の技術専門委員会委員長に就任以来、分散型電源とネットワーク型電源の協調による次世代電力システムの開発に従事し、NEDOの八戸マイクログリッド等の国内外の実証試験システムを構築。現在は日本工業標準調査会の第二部会委員及びスマートグリッド技術専門委員会委員長としてマイクログリッドやスマートグリッドの国際標準作りを担当。

庄山　正仁（しょうやま　まさひと）

九州大学　大学院システム情報科学研究院　電気システム工学部門　教授
1981年九州大学工学部電気工学科卒業。1986年同大学大学院工学研究科博士課程修了。同年同大学助手、助教授、准教授を経て、2010年九州大学大学院システム情報科学研究院教授、現在に至る。工学博士。専門は、パワーエレクトロニクス、スイッチング電源、EMC。電気学会、電子情報通信学会、IEEE各会員。
最近の研究課題としては、スイッチング電源の小形・軽量・高効率化、インバータやパワーコンディショナのノイズ解析と対策、ディジタル制御、双方向DC-DCコンバータを活用した再生可能エネルギー用直流電源システム、ワイヤレス電力伝送などの研究を行っています。「工夫は、楽しい、面白い、役に立つ」 をモットーに、研究テーマを考えています。この本が、皆様のお役に立てることを願っております。

安芸　裕久（あき　ひろひさ）

産業技術総合研究所
1996年大阪大学大学院修士課程修了、2001年まで三菱重工業 （株） にてプラントエンジニアリング業務に従事。2002年横浜国立大学大学院博士後期課程修了、産業技術総合研究所入所、現在、エネルギーシステム戦略グループ主任研究員。2008年米国ローレンスバークレー国立研究所客員研究員。主に分散型エネルギーネットワークに関する研究に従事。専門はエネルギーシステム工学。博士 （工学）。

伊瀬　敏史（いせ　としふみ）

大阪大学　大学院工学研究科　電気電子情報工学専攻　教授
1980年大阪大学工学部電気工学科卒業。1986年大阪大学大学院工学研究科博士後期課程修了。同年4月国立奈良工業高等専門学校勤務、1990年7月より大阪大学工学部電気工学科勤務。講師、助教授を経て2002年8月、大阪大学大学院工学研究科電気工学専攻教授、現在に至る。パワーエレクトロニクスと超伝導の電力応用に関する研究に従事。工学博士。電気学会フェロー、IEEE、パワーエレクトロニクス学会、低温工学・超電導学会会員。

市川　紀充（いちかわ　のりみつ）

工学院大学　工学部　電気システム工学科　准教授
1978年2月生。2005年3月東京農工大学大学院博士（後期）課程単位修得満期退学。博士 （工学）。2004年4月 （独） 日本学術振興会特別研究員。2005年4月 （独） 産業安全研究所 （現、労働安全衛生総合研究所） 入所 （研究員）。2009年4月工学院大学電気システム工学科講師。2012年4月同大学准教授。専門は、電気安全 （感電、放電・静電気）、EMC、ビル電気システム。電気設備学会、電気学会、静電気学会、IEEE、各会員。

江口　政樹（えぐち　まさき）

シャープ株式会社
1988年京都工芸繊維大学大学院工芸学研究科電気工学専攻 （修士課程） 修了。同年シャープ （株） 入社。現在同社、エネルギーソリューション事業推進センターにて、太陽光発電システムおよび蓄電システム用の系統連系インバータの開発に従事。電気学会上級会員、電子情報通信学会、パワーエレクトロニクス学会会員。

大村　一郎（おおむら　いちろう）

九州工業大学　大学院工学研究院電気電子工学研究系　教授
1987年大阪大学大学院理学研究科博士前期修了。1987年 （株） 東芝研究開発センター （当時総合研究所） 入社。高耐圧IGBTとパワー半導体の研究に従事。1996年～1998年スイス連邦工科大学客員研究員。1999年 （株） 東芝セミコンダクター社。高耐圧IGBT、次世代パワー半導体 （GaN, SJMOS） の開発・研究に従事。2001年スイス連邦工科大学。工学博士。2008年九州工業大学大学院工学研究院電気電子工学研究系教授就任。2012年九州工業大学次世代パワーエレクトロニクス研究センターセンター長併任、現在に至る。次世代の高電圧シリコンパワーデバイス （IGBT） の研究ならびにその応用システム、高信頼化、制御の高度化について研究を進めている。

門　勇一（かど　ゆういち）

京都工芸繊維大学　電気電子工学系　教授
1983年東北大学大学院工学研究科修士課程修了、同年日本電信電話公社厚木電気通信研究所、1990年日本電信電話 （株） LSI研究所主任研究員、1996年同主幹研究員、2003年日本電信電話 （株） マイクロシステムインテグレーション研究所スマートデバイス研究部長、2006年同理事、2010年京都工芸繊維大学大学院工芸科学研究科電子システム工学部門教授、2012年法政大学大学院理工学研究科応用情報工学専攻兼任講師、2014年 （社） 新世代パワーエレクトロニクス・システム研究コンソーシアム （NPERC-J） 理事。専門は、通信・ネットワーク、電力変換・電気機器。IEEE、電子情報通信学会、各会員。電力網のネットワーク化に向けた基本要素としてSiCやGaN素子を用いたY字電力ルータ （3ポート電力ルータ） の研究開発を進めている。この基本要素を用いて、レジリエンス、安全・信頼性、システム制御、通信・ネットワーク、電力工学等の工学分野を横断的に取り込み、従来 「想定外」 とされた状況下で、システムが限りなく正常に近いレベルで機能する頑健性・強固性・柔軟性を兼備するシステムの実現を目指している。

栗原　郁夫（くりはら　いくお）

電力中央研究所
1982年東京大学大学院電気工学専門課程博士課程修了。同年 （財） 電力中央研究所入所、1986年～1987年アメリカ合衆国テキサス大学アーリントン校客員研究員、2008年～2013年電力中央研究所システム技術研究所所長、2013年～ （一財） 電力中央研究所主席研究員。主として電力システムの計画・運用技術に関する研究に従事。2008年6月～2010年5月電気学会電力・エネルギー部門部門長、2012年6月～2013年5月電気学会電力調査理事、2013年6月～2014年5月電気学会研究調査副会長。1992年、1998年、2005年電気学会論文賞受賞。

河野　良之（こうの　よしゆき）

三菱電機株式会社
1981年3月神戸大学大学院電気・電子専攻修士課程修了。同年4月三菱電機 （株） 入社。現在、系統変電システム製作所系統変電エンジニアリング統括センターに所属、おもに系統解析技術および系統・パワエレ制御に関する業務に従事。博士 （工学）。IEEE、CIGRE会員。

小西　博雄（こにし　ひろお）

産業技術総合研究所　福島再生可能エネルギー研究所
昭和47年3月大阪大学大学院工学研究科電気工学専攻修士課程修了。同年4月 （株） 日立製作所日立研究所入所。平成18年11月 （株） NTTファシリティーズエネルギー事業本部勤務。平成26年10月から産総研福島再生可能エネルギー研究所勤務。大型PCSグローバル認証事業に従事。電気学会学術振興賞論文賞受賞を平成23年ほか4回受賞。平成24年電気学会学術振興賞進歩賞受賞。工学博士 （1989年大阪大学工学部電気工学科）。電気学会フェロー。

佐藤　之彦（さとう　ゆきひこ）

千葉大学　大学院工学研究科　教授
1988年3月東京工業大学大学院理工学研究科電気・電子工学専攻修士課程修了。同年4月同大学工学部助手、1996年同助教授、2001年千葉大学工学部助教授、2004年同教授、現在に至る。専門は、半導体電力変換回路。電気学会、パワーエレクトロニクス学会、IEEE、日本工学教育協会、各会員。

新保　哲彦（しんぽ　てつひこ）

（株） ハセテック　技術顧問
日本ケミコン、太陽誘電にてスイッチング電源、部品の開発に従事し、1989年からは北米にて、カスタム電源の設計、製造、制御ICの開発に従事した。帰国後は2009年よりハセテックにてEV急速充電器、超急速充電器、非接触給電充電器等の開発に従事。専門は電力変換制御技術、ノイズ対策技術等。

高崎　昌洋　（たかさき　まさひろ）

元東京理科大学　工学部　教授
1983年3月東京大学大学院工学系研究科電気工学専攻修士課程修了、1983年4月～2013年3月電力中央研究所システム技術研究所。2004年10月～2013年3月東京大学大学院新領域創成科学研究科客員教授。2013年4月～2013年8月東京理科大学工学部教授。2013年8月逝去。工学博士。専門は、電力系統工学、パワーエレクトロニクス応用工学。電気学会、IEEE、CIGRE、各会員。一貫してパワーエレクトロニクスの電力系統への適用技術、およびこれに係る解析・制御に関する研究に取り組んできた。他励式直流送電に関しては、解析技術や制御技術の開発を行い、国内実プロジェクトの計画・運用に貢献してきた。自励式変換器を応用した直流送電・FACTSに関しても、最先端の解析技術・制御技術を構築した。近年では、トランスレス化やSiCデバイス適用に関する高効率コンパクト変換器の開発研究を推進していた。以上に加え、電力系統の安定度解析、安定化制御技術の研究に幅広く取り組んできた。

附田　正則（つくだ　まさのり）

北九州市環境エレクトロニクス研究所
1991年 （株） 東芝研究開発センター （当時総合研究所） 入社、高耐圧IGBTと高耐圧ダイオードの研究・開発に従事。1995年芝浦工業大学工学部電気工学科二部入学、1999年卒業。1999年 （株） 東芝セミコンダクター社、高耐圧IGBT、高耐圧ダイオード、次世代パワー半導体の研究・開発に従事。2010年アジア成長研究所 （当時国際東アジア研究センター） 一般研究員。2010年九州工業大学大学院工学府博士後期課程電気電子工学専攻入学。2013年修了。2013年アジア成長研究所上級研究員。2014年九州工業大学次世代パワーエレクトロニクス研究センター客員准教授就任。2015年北九州市産業経済局産業振興部新産業振興課上級研究員。2015年北九州市環境エレクトロニクス研究所主任研究員、現在に至る。次世代の高耐圧シリコンパワーデバイスの高性能化ならびに高信頼化の研究を進めている。

天満　耕司（てんま　こうじ）

三菱電機株式会社
1994年3月同志社大学工学部電気工学科卒業。同年4月三菱電機 （株） 入社。系統変電システム製作所系統変電エンジニアリング統括センター電力系統技術課所属。電力系統解析およびパワーエレクトロニクスに関する業務に従事。博士 （工学）。2010年電気学術振興賞進歩賞受賞。IEEE、CIGREおよびパワーエレクトロニクス学会会員。

西方　正司（にしかた　しょうじ）

東京電機大学　工学部　教授
1975年東京電機大学大学院修士課程修了。同年、東京工業大学助手。1984年工学博士 （東京工業大学）。同年東京電機大学工学部専任講師、その後、助教授を経て1992年教授、現在に至る。専門は電気機器工学、パワーエレクトロニクス。無整流子電動機ドライブシステムの過渡特性、軸発電システム、風力発電システムなどに関する研究に従事。電気学会、IEEE、風力エネルギー学会等に所属。

廣瀬　圭一（ひろせ　けいいち）

株式会社NTTファシリティーズ　エネルギー事業本部　技術部長
平成4年4月、NTT入社後、ネットワーク開発部、通信エネルギー研究所を経て、平成26年4月より現職、博士 （工学）。通信用電源システム、直流給電、マイクログリッド等の研究開発に従事。電気学会 （上級会員）、電気設備学会、電子情報通信学会、IEEEなど会員。平成22年電気学会論文賞、平成25年エネルギー・資源学会賞、平成25年電気設備学会論文賞、平成26年電気設備学会星野賞、平成26年渋澤賞等受賞。

藤田　敬喜（ふじた　けいき）

三菱電機株式会社　神戸製作所　交通システム部
1975年三菱電機入社、2011年三菱電機交通事業部交通システム推進部主席技師長、2014年三菱電機神戸製作所交通システム部主席技師長、鉄道用電力供給システムを核に鉄道エネルギー・環境ソリューションを推進している。電車がブレーキをかけた際に発生する回生電力は昼夜発電する鉄道固有の再生可能エネルギー、電車間で融通できなかった余剰回生電力の有効活用の拡大に取り組んでいる。電気学会会員。

舟木　剛（ふなき　つよし）

大阪大学　大学院工学研究科
平成3年大阪大学工学部電気工学科卒業。平成5年大阪大学大学院工学研究科電気工学専攻博士前期課程修了。平成6年大阪大学大学院工学研究科電気工学専攻博士後期課程退学。平成12年9月博士 （工学） （大阪大学）。平成 6年大阪大学助手、平成13年大阪大学講師、平成14年京都大学助教授、平成20年大阪大学教授。
専門は、パワー半導体のモデリング・実装、電力変換回路の動作解析と制御、電力変換回路のEMC設計・評価、直流送電による電力系統制御や電力・エネルギーシステムの安定性解析と最適設計など。電気学会、電子情報通信学会、システム制御情報学会、エネルギー・資源学会、日本大気電気学会、IEEE、各会員。

松田　秀雄（まつだ　ひでお）

元（株）ハセテック
（株）東芝個別半導体事業部にてSCR、GTO、IEGTなどのハイパワー半導体デバイスの応用技術およびデバイス開発に従事した。（株） 東芝ディスクリートテクノロジーを経て2006年より （株） ハセテックにて電源装置開発技術に従事。デバイス技術を装置開発に生かし信頼性向上に注力。2014年より顧問。専門は大電力半導体デバイスの設計開発と応用評価。電気学会会員。

水垣　桂子（みずがき　けいこ）

産業技術総合研究所　地圏資源環境研究部門
1986年、名古屋大学大学院理学研究科 （地球科学専攻） 博士前期課程中退、通商産業省工業技術院地質調査所入所、地殻熱部に配属。2001年、独立行政法人産業技術総合研究所に改組、地圏資源環境研究部門に配属。博士 （理学）。専門は地質学。所属学会は、日本地質学会、日本地熱学会、日本火山学会。

諸住　哲（もろずみ　さとし）

新エネルギー・産業技術総合開発機構　スマートコミュニティ部　統括研究員
1958（昭和33）年2月26日、北海道札幌市生まれ。昭和60年3月北海道大学大学院工学研究科博士課程修了。昭和61年4月 （株） 三菱総合研究所入社、電力需給問題、供給信頼度分析、DSM、電力市場、新エネルギー系統連系問題、電力貯蔵技術、マイクログリッドなどの調査、開発に従事。平成18年4月よりNEDO技術開発機構出向、新エネルギー技術開発部主任研究員に着任。平成22年4月NEDOに転籍。平成22年7月より現職。専門は電力システム、再生可能エネルギー、電力貯蔵など。電気学会、電気設備学会、火力原子力発電協会会員。

【目次】

第 Ⅰ 編　再生可能エネルギー導入の背景
第１章　再生可能エネルギーの導入計画

1. １．近年のエネルギー事情
   1. １.１　エネルギー消費と資源の逼迫
   2. １.２　地球環境問題とトリレンマ問題
   3. １.３　循環型社会の構築
2. ２．再生可能エネルギーの導入とコンバータ技術
   1. ２.１　再生可能エネルギーの導入計画
   2. ２.２　コンバータ技術の重要性

第２章　再生可能エネルギーの種類と系統連系

1. １．再生可能エネルギーの種類とその概要
   1. １.１　再生可能エネルギーの種類と背景
   2. １.２　コージェネレーション （CGS：Cogeneration System）
   3. １.３　太陽光発電
   4. １.４　風力発電
   5. １.５　バイオマス発電
   6. １.６　燃料電池
   7. １.７　電力貯蔵装置
2. ２．分散型電源の系統連系
   1. ２.１　分散型電源の系統連系要件の概要
   2. ２.２　系統連系の区分
   3. ２.３　発電設備の電気方式
   4. ２.４　系統連系保護の原則

第３章　各種エネルギーシステム

1. １．太陽光発電
2. ２．風力発電
3. ３．太陽熱利用
   1. ３.１　トラフ型
   2. ３.２　フレネル型
   3. ３.３　タワー型
   4. ３.４　ディッシュ型
4. ４．水力発電
5. ５．燃料電池
   1. ５.１　燃料電池の原理
   2. ５.２　燃料電池の用途と種類
      1. ５.２.１　概要
      2. ５.２.２　固体高分子形燃料電池 （PEFC）
      3. ５.２.３　リン酸形燃料電池 （PAFC）
      4. ５.２.４　固体酸化物形燃料電池 （SOFC）
      5. ５.２.５　溶融炭酸塩形燃料電池 （MCFC）
6. ６．蓄電池
   1. ６.１　揚水発電
   2. ６.２　蓄電池
      1. ６.２.１　鉛蓄電池
      2. ６.２.２　NAS電池
      3. ６.２.３　レドックス・フロー電池
      4. ６.２.４　亜鉛臭素電池
      5. ６.２.５　ニッケル水素電池
      6. ６.２.６　リチウム二次電池
7. ７．海洋エネルギー
   1. ７.１　海洋温度差発電
   2. ７.２　波力発電
8. ８．地熱
   1. ８.１　地熱発電の概要
      1. ８.１.１　地熱発電の3要素
      2. ８.１.２　地熱発電所の概要
      3. ８.１.３　地熱発電の種類
   2. ８.２　地熱発電の特徴と課題
   3. ８.３　地熱発電の現状と動向
      1. ８.３.１　発電所の現状と地下資源量
      2. ８.３.２　地熱発電の歴史と動向
   4. ８.４　地中熱
9. ９．バイオマス

第 Ⅱ 編　要素技術
第１章　電力用半導体とその開発動向

1. １．電力用半導体の歴史
2. ２．IGBTの高性能化
3. ３．スーパージャンクションMOSFET
4. ４．ワイドバンドギャップパワー素子
5. ５．パワー素子のロードマップ

第２章　パワーエレクトロニクス回路

1. １．はじめに
2. ２．再生可能エネルギー利用におけるパワーエレクトロニクス回路
3. ３．昇圧チョッパの原理と機能
4. ４．インバータの原理と機能
   1. ４.１　電圧形インバータの動作原理
   2. ４.２　電圧形インバータによる系統連系の原理
   3. ４.３　電圧形インバータによる交流発電機の制御

第３章　交流バスと直流バス（低圧直流配電）

1. １．序論
2. ２．交流配電方式
   1. ２.１　配電電圧・電気方式
      1. ２.１.１　配電線路の電圧と配電方式
      2. ２.１.２　電圧降下
3. ３．直流配電方式
   1. ３.１　直流送電
   2. ３.２　直流配電 （給電）
   3. ３.３　直流配電 （給電） による電圧降下
   4. ３.４　直流配電 （給電） の利用拡大
      1. ３.４.１　直流方式の歴史と現在における直流応用
      2. ３.４.２　今日における直流応用
      3. ３.４.３　電気通信事業における直流給電
4. ４．直流給電の最新動向
   1. ４.１　負荷容量の増大と高電圧化
   2. ４.２　海外における通信用380Vdc給電方式の運用例
   3. ４.３　マイクログリッドにおける直流応用
5. ５．直流システムにおける課題・留意事項
   1. ５.１　直流過電流保護と保護協調
   2. ５.２　直流アーク保護
   3. ５.３　定電力負荷特性による不安定現象
   4. ５.４　接地と感電保護
   5. ５.５　その他の課題
6. ６．国際標準化の動向
   1. ６.１　直流電圧規格の区分
      1. ６.１.１　IEC規格などにおける直流電圧の定義
      2. ６.１.２　日本国内における直流電圧の定義
      3. ６.１.３　米国内における直流電圧の定義
   2. ６.２　直流と安全性の関連について
   3. ６.３　制定・運用されている国際標準の一例
      1. ６.３.１　電気通信分野
      2. ６.３.２　情報システム分野
   4. ６.４　標準化機関、および関連団体における活動状況
      1. ６.４.１　IECにおける活動
      2. ６.４.２　ITUおよびETSIでの活動
      3. ６.４.３　その他の国際標準化動向
7. ７．まとめ

第４章　電力制御

1. １．MPPT制御
   1. １.１　山登り法
   2. １.２　電圧追従法
   3. １.３　その他のMPPT制御法
   4. １.４　部分影のある場合のMPPT制御
   5. １.５　MPPT制御の課題
2. ２．双方向通信制御
   1. ２.１　はじめに
   2. ２.２　自律分散協調型の電力網 「エネルギーインターネット」
   3. ２.３　自律分散協調型電力網の制御システム
   4. ２.４　自律分散協調制御システム階層と制御所要時間

第５章　安定化制御と低ノイズ化技術

1. １．系統安定化
   1. １.１　系統連系される分散電源のインバータの制御方式
   2. １.２　自立運転
   3. １.３　仮想同期発電機
2. ２．低ノイズ化技術
   1. ２.１　パワーエレクトロニクス回路と高周波スイッチング
   2. ２.２　スイッチングノイズの発生機構
   3. ２.３　従来の低ノイズ化技術
   4. ２.４　ソフトスイッチングによる低ノイズ化技術
   5. ２.５　ノイズ電流相殺による低ノイズ化技術
   6. ２.６　まとめ

第 Ⅲ 編　応用事例
第１章　電力向けの適用事例

1. １．次世代電力系統：スマートグリッド
   1. １.１　スマートグリッドの概念
   2. １.２　スマートグリッドの狙いとそのベネフィット
   3. １.３　スマートグリッドの主要構成要素
      1. １.３.１　スマートメータ
      2. １.３.２　HEMS、BEMS／スマートハウス、スマートビルディング
      3. １.３.３　分散型電源 （再生可能エネルギー発電）
      4. １.３.４　センサーとICT
         1. １.３.４.１　センサー・制御装置およびセンサーネットワーク化
         2. １.３.４.２　通信ネットワークおよび通信プロトコル
         3. １.３.４.３　情報処理技術ほか
   4. １.４　スマートグリッドからスマートコミュニティへ
2. ２．直流送電
   1. ２.１　他励式直流送電
      1. ２.１.１　他励式直流送電システムの構成
      2. ２.１.２　他励式直流送電システムの運転・制御
      3. ２.１.３　直流送電の適用メリット
      4. ２.１.４　他励式直流送電の適用事例
   2. ２.２　自励式直流送電
      1. ２.２.１　自励式直流送電システムの構成
      2. ２.２.２　自励式直流送電システムの運転・制御
      3. ２.２.３　自励式直流送電の適用メリット
      4. ２.２.４　自励式直流送電の適用事例
3. ３．FACTS
   1. ３.１　FACTSの種類
   2. ３.２　FACTS制御
   3. ３.３　系統適用時の設計手法
   4. ３.４　電圧変動対策
   5. ３.５　定態安定度対策
   6. ３.６　電圧安定性対策
   7. ３.７　過渡安定度対策
   8. ３.８　過電圧抑制対策
   9. ３.９　同期外れ対策
4. ４．配電系統用パワエレ機器
   1. ４.１　SVC
      1. ４.１.１　回路構成と動作特性
      2. ４.１.２　配電系統への適用
   2. ４.２　STATCOM
      1. ４.２.１　回路構成と動作特性
      2. ４.２.２　配電系統への適用
   3. ４.３　DVR
   4. ４.４　ループコントローラ
   5. ４.５　UPS
      1. ４.５.１　常時インバータ給電方式
      2. ４.５.２　常時商用給電方式
5. ５．電気鉄道用パワエレ機器
   1. ５.１　電気鉄道の給電方式の概要
   2. ５.２　直流き電方式の応用事例
      1. ５.２.１　直流電気車
      2. ５.２.２　直流電力供給設備
      3. ５.２.３　余剰回生電力の吸収方法
   3. ５.３　交流き電方式の応用事例
      1. ５.３.１　交流電気車
      2. ５.３.２　交流き電電力供給設備

第２章　需要家向けの適用事例

1. １．スマートハウス
2. ２．スマートビル
   1. ２.１　はじめに
   2. ２.２　スマートビルにおける障害や災害の原因
      1. ２.２.１　雷サージ
      2. ２.２.２　電磁誘導
      3. ２.２.３　静電誘導
   3. ２.３　スマートビルにおける障害や災害の防止対策
      1. ２.３.１　雷サージ
      2. ２.３.２　電磁誘導
      3. ２.３.３　静電誘導
   4. ２.４　まとめ
3. ３．電気自動車 （EV） 用充電器
   1. ３.１　はしがき
   2. ３.２　急速充電
      1. ３.２.１　CHAdeMO仕様
      2. ３.２.２　急速充電器
   3. ３.３　EVバス充電
      1. ３.３.１　概要
      2. ３.３.２　超急速充電器
      3. ３.３.３　ワイヤレス充電
   4. ３.４　普通充電
      1. ３.４.１　車載充電器
      2. ３.４.２　普通充電器
      3. ３.４.３　プラグインハイブリッド車 （PHV） 充電
   5. ３.５　Vehicle to Home （V2H）
   6. ３.６　まとめ
4. ４．PV用のPCS
   1. ４.１　要求される機能と性能）
   2. ４.２　単相3線式PCS）
   3. ４.３　PCSの制御・保護回路）
   4. ４.４　三相3線式PCS）
   5. ４.５　FRT機能）
   6. ４.６　PCSの高効率化）
   7. ４.７　PCSの接地）
   8. ４.８　高周波絶縁方式PCS）
5. ５．WT用のPCS

【参考文献】

• エヌ・ティー・エス：「スマートエネルギーネットワーク最前線」，エヌ・ティー・エス，p.199，2012年．
• 独立行政法人 産業技術総合研究所：「きちんとわかる燃料電池」，白日社，p.263，2011年．
• 社団法人火力原子力発電技術協会：「地熱発電の現状と動向2010・2011年」、99pp、2012年．
• 湯原浩三 （監修） ：「地熱開発総合ハンドブック」、1109pp、1982年．
• 電力中央研究所：「日本の発電技術のライフサイクルCO2排出量評価-2009年に得られたデータを用いた再推計-」、96pp、2010．
  http://criepi.denken.or.jp/jp/kenkikaku/report/detail/Y09027.html
• 資源エネルギー庁：「平成22年度エネルギーに関する年次報告」 （エネルギー白書2011）
  http://www.enecho.meti.go.jp/topics/hakusho/2011energyhtml/index.html
• 環境省：平成22年度再生可能エネルギー導入ポテンシャル調査報告書．
  http://www.env.go.jp/earth/report/h23-03/
• 村岡洋文他：「日本の熱水系資源量評価2008」、日本地熱学会学術講演会講演要旨集、B01、2008年．
• 地中熱利用促進協会．
  http://www.geohpaj.org/
• 日本地熱協会：日本の地熱発電所．
  http://www.chinetsukyokai.com/information/nihon.html
• 石油天然ガス・金属鉱物資源機構：日本の地熱発電．
  http://geothermal.jogmec.go.jp/geothermal/japan.html
• 石油天然ガス・金属鉱物資源機構：世界の地熱発電．
  http://geothermal.jogmec.go.jp/geothermal/world.html
• NEDO　再生可能エネルギー技術白書　第2版 （2014.2）
  http://www.nedo.go.jp/library/ne_hakusyo_index.html
• H. Ohashi, I. Omura : "Role of Simulation Technology for the Progress in Power Devices and Their Applications", IEEE transactions on electron devices, 2013.
• たとえば、柿ヶ野浩明・三浦友史・伊瀬敏史・打田良平：「超高品質電力供給システム「DC マイクログリッド」-システム構成と分散形電源および電力貯蔵装置の電力制御法-」，電学論B，126，12，pp.1207-1214，2006．
• 「燃料電池のための家庭用直流電力供給に関する調査報告書」，独立行政法人 新エネルギー産業技術総合開発機構（NEDO），2007．
• 廣瀬圭一：「DC電源の国際標準策定に向けた動き」，DC Building Power Asia，2010．
• Brian Patterson，Dennis Symanski : "The Power to change building", EMerge Alliance, 2011.
• 日本経済新聞：「国を開き 道を拓く③」，平成23年1月4日，2面．
• 小新博昭：「住宅用直流配電システムの開発」，電気評論，94（3），pp.34-37，2009-3．
• My Ton, B. Fortenbery, W. Tschudi : "DC Power for Improved Data Center Efficiency", LBNL report, 2007-1.
• 田中憲光・馬場崎忠利：「データセンタ内における直流給電」，電学誌，130，5，pp.289-292，2010-5．
• R. Lobenstein and C. Sulzberger : "Eyewitness to dc history", IEEE Power and Energy Magazine, Vol.6, Issue3, pp.84-90, 2008.
• 廣瀬圭一：「欧州における直流給電システム調査訪問記」燃料電池 2007年夏号 Vol.7 No.1．
• 電気設備技術史 平成3年，電気設備学会．
• 佐々木三郎：「直流技術の現状と将来」，エレクトロニクス実装学会誌，Vol.13，No.2，pp.114-121，2010．
• 廣瀬圭一：「情報通信用電源システムの動向」，H19年電気学会D部門大会講演論文集，2-O3-5，2007-8．
• C Foster and M Dickinson : "High Voltage DC Power Distribution for Telecommunications Facilities", IEEE 30th International Telecommunications Energy Conference (INTELEC), 19-4, 2008.
• ELTEK : "Flat Pack -Remote Power System Presentation-", 2006.1
• IEC White paper, Coping with the Energy Challenge, The IEC's role from 2010 to 2030, Smart electrification- The key to energy efficiency, 2010-9.
• たとえば、雪田和人他：「故障発生時におけるパラレルプロセッシング方式による分散型電源導入系統の給電方式の一検討」，信学技報，Vol.110，No.151，EE2010-9，pp.21-26，2010-7．
• 廣瀬圭一：「直流技術と応用の動向」，電学論B，Vol.131，No.4，pp.358-361，2011．
• The National Fire Protection Association (NFPA), National Electrical Code, Article 690.11 Arc-Fault Circuit Protection Direct Current, 2011.
• 田中徹・山崎幹夫：「直流給電システムの発振条件・発振領域に関する解析」，信学技報，Vol.104，No.218，pp.23-28，2004．
• 経済産業省原子力安全・保安院：「解説 電気設備の技術基準（第13版）」，文一総合出版，平成20年1月．
• 市川紀充：「感電災害とその傾向」，電気設備学会誌，Vol.28，No.2，pp.119-122，2008-2．
• ETSI規格：ETSI EN 300 132-2 V2.2.1 European Standard (Telecommunications series) Environmental Engineering (EE); Power supply interface at the input to telecommunications equipment; Part 2: Operated by direct current (dc), 2007-1.
• ANSI規格：T1.315-2001 Voltage Levels for DC-Powered Equipment Used in the Telecommunications Environment, 2001.
• ETSI規格：ETSI EN 300 132-3 V1.2.1 European Standard (Telecommunications series) Environmental Engineering (EE); Power supply interface at the input to telecommunications equipment; Part 3: Operated by rectified current source, alternating current source or direct current source up to 400 V, 2003-8.
• Emerge Alliance, http://www.emergealliance.org/ (Accessed 2011-01-19)
• 「内線規程」，需要設備専門部会編，JEAC8001-2011，日本電気技術規格委員会，JESC E0005(2011).
• 小玉他：「住宅用太陽光発電システム用インバータ」，シャープ技報，第70号，pp.49-53，1998．
• 小玉他：「住宅用太陽光発電システム用マルチパワーコンディショナ」，シャープ技報，第77号，pp.73-78，2000．
• 西村他：「マルチストリング対応MPPT機能を有する太陽光発電システム用ストリングパワーコンディショナ」，パワーエレクトロニクス研究会論文誌，Vol.28，pp.67-72，2002．
• Rikiya Abe, Hisao Taoka, David McQuilkin : "Digital Grid: Communicative Electrical Grids of the Future", IEEE TRANSACTIONS ON SMART GRID, Vol.2, No.2, pp.399-410, 2011.
• Huang.A.Q., Crow.M.L., Heydt.G.T., Zheng.J.P., Dale.S.J. : "The Future Renewable Electric Energy Delivery and Management (FREEDM) System: The Energy Internet", Proceeding of the IEEE, Vol.99, pp.134-148, Jan 2011.
• 井上重徳，赤木泰文：「次世代3.3kV/6.6kV電力変換システムのコア回路としての双方向絶縁型DC/DCコンバータ」，電学論D，126巻3号，pp.211-217，2006．
• 次世代送配電ネットワーク研究会:「低炭素社会実現のための次世代送配電ネットワークの構築に向けて」，次世代送配電ネットワーク研究会報告書，2010年4月．
• Yi Xu, Jianhua Zhang, Wenye Wang, Avik Juneja, and Subhashish Bhattacharya : "Energy Router: Architectures and Functionalities toward Energy Internet", Proceedings of the IEEE Smart Grid Communications Conference, pp.31-36, 2011.
• Yukihiko Sato, Yasunori Tanaka, Akiyoshi Fukui, Mikio Yamasaki, Hiromichi Ohashi : "SiC-SIT Circuit Breakers With Controllable Interruption Voltage for 400-V DC Distribution Systems", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol.29, No.5, pp.2597-2605, May 2014.
• Janos Sztipanovits, Xenofon Koutsoukos, Gabor Karsai, Nicholas Kottenstette, Panos Antsaklis, Vijay Gupta, Bill Goodwine, John Baras, and Shige Wang : "Toward a Science of Cyber-Physical System Integration", Proceeding of the IEEE, Vol.100, No.1, pp.29-44, 2012.
• 田代隆義，寺田純，吉本直人：「時刻同期対応集合型メディアコンバータの試作評価」，電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，通信講演論文集2，p.176，2013．
• 角田二郎，西岡宏二郎，野呂康宏，篠原裕文，伊藤洋三，矢吹正徳，川上紀子：「新エネルギー発電装置を用いたマイクログリッドの自立運転の検討」，電気学会論文誌B，Vol.127，pp.145-154，No.1，2007．
• 崎元謙一，三浦友史，伊瀬敏史：「仮想同期発電機によるインバータ連系形分散電源を含む系統の安定化制御」，電気学会論文誌B，Vol.132，No.4，pp.341-349，2012．
• M.P.N.van Wesenbeeck, S.W.H.de Haan, P.Varela, K. Visscher, : "Grid Tied Converter with Virtual Kinetic Storage", PowerTech, pp.1-7, June28-July2 2009.
• M.Torres, L.A.C.Lopes, : "Virtual Synchronous Generator Control in Autonomous Wind-diesel Power Systems", Electrical Power & Energy Conference (EPEC), pp.1-6, October22-23 2009.
• Yang Xiang-zhen, Su Jian-hui, Ding Min, Li Jin-wei, Du Yan, : "Control Strategy for Virtual Synchronous Generator in Microgrid", 4th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies (DRPT), pp.1633-1637, July6-9 2011.
• Yong Chen, R.Hesse, D.Turschner, H.-P.Beck, : "Improving the Grid Power Quality Using Virtual Synchronous Machines", International Conference on Power Engineering Energy and Electrical Drives (POWERENG), pp.1-6, May11-13 2011.
• H.-P.Beck, R.Hesse, : "Virtual Synchronous Machine", 9th International Conference on Electrical Power Quality and Utilization (EPQU), pp.1-6, October9-11 2007.
• 古賀毅，川村正英，杉本和繁，遠藤裕司：「仮想発電機モデルを用いた電力変換装置のマイクログリッド連系制御」平成18年電気学会全国大会，Vol.2006，No.4，pp.122-123，2006．
• 平瀬祐子，阿部一広，杉本和繁，進藤裕司：「代数型仮想発電機モデルによる系統連系インバータ」，電気学会論文誌B，Vol.132，No.4，pp.371-380，2012．
• Qing-Chang Zhong, G.Weiss, : "Synchronverters: Inverters That Mimic Synchronous Generators", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.58, No.4, pp.1259-1267, April 2011.
• Yan Du, Jianhui Su, Meiqin Mao, Xiangzhen Yang, : "Autonomous Controller Based on Synchronous Generator dq0 Model for Micro Grid Inverters", IEEE 8th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia (ICPE & ECCE), pp.2645-2649, May30-June3 2011.
• 原田耕介，村田勝昭：「太陽電池と商用交流電源のインターフェース回路」，電気通信学会論文誌C，Vol.J69-C，No.11，pp.1458-1464，1986．
• 大西徳生，古橋昌也，川崎憲介：「分散形個別連系太陽光発電システム」電気学会論文誌D，Vol.115，No.12，pp.1448-1455，1995．
• Takashi Hikihara, Tadashi Sawada, Tsuyoshi Funaki, : "Enhanced Entrainment of Synchronous Inverters for Distributed Power Sources", IEICE Transactions on Fundamentals, Vol.E90-A, No.11, pp.2516-2525, November 2007.
• 南正孝，引原隆士：「受動性に基づく分散型電源の配電系統連系制御方程式に関する検討」，システム制御情報学会論文誌，Vol.25，No.10，pp.257-265，2012．
• 北条昌秀，池下亮，植田喜延，舟橋俊久：「系統連系自励式変換器の運転位相制御方式の検討」，パワーエレクトロニクス学会誌，Vol.38，pp.108-112，2013．
• 崎元謙一，三浦友史，伊瀬敏史：「仮想同期発電機によるインバータ連系形分散電源の並列運転特性」，電気学会論文誌B，Vol.133，No.2，pp.186-194，2013．
• 庄山正仁，田中秀和，奥永剛士，二宮保：「スイッチング電源とEMC」，電気学会全国大会シンポジウム，No.2-S11-1，pp.861-864，2000年3月．
• パワーエレクトロニクス機器のEMC解析・抑制技術共同研究委員会編：「パワーエレクトロニクス機器のEMC」，電気学会，2013．
• 藤原修他：「スマートシティの電磁環境対策」，S&T出版，2012．
• 原田耕介，二宮保，顧文建：「スイッチングコンバータの基礎」，コロナ社，1992．
• C. R. Paul: "Introduction to Electromagnetic Compatibility," John Wiley & Sons, Inc. 1992.
• 佐藤利三郎監訳：「EMC概論」，ミマツデータシステム，1996．
• B. Carsten: "High Power SMPS Require Intrinsic Reliability," PCI'81 Proc., pp.118-132, Sep. 1981.
• P.V inciarelli: "Optimal Resetting of the Transformer's Core in Single Ended Forward Converters," US Patent, #4,441,146, Filed on Feb. 1982, Issued on Apr. 1984, Reissued on Feb. 1999.
• B. Barn: "Bed Converter," APEC'86 Record, pp.13-19, Apr. 1986.
• B. Yang, F. C. Lee, A. J. Zhang, G. Huang: "LLC Resonant Converter for Front End DC/DC Conversion", IEEE APEC 2002, pp.1108-1112, Mar. 2002.
• M. Shoyama, G. Li, and T. Ninomiya: "Balanced Switching Converter to Reduce Common-mode Conducted Noise," IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.50, No.6, pp. 1095-1099, Dec. 2003.
• 大島正明：「トランスレス交直変換とコモンモードノイズ対策」，H13年電気学会産業応用部門大会，S8-2，pp.185-190，2001年8月．
• R. Gonzalez, J. Lopez, P. Sanchis, L. Marroyo: "Transformerless Inverter for Single-Phase Photovoltaic Systems," IEEE Transactions on Power Electronics, Vol.22, No.2, pp.693-697, Mar. 2007.
• 山中克利他：「太陽光発電用電力変換装置」，特許第3539455号（2004年4月登録），特願平7-215684．
• 大島正明他：「三相倍電圧交直変換回路の定サンプリング型PWM装置」，特許第3318918号（2002年6月登録），特願平11-145782．
• 谷口治人編著：「電力システム解析-モデリングとシミュレーション-」，pp.23-25，オーム社，2009年
• WG B4.37 : "VSC Transmission," CIGRE Technical Report No.269, 2005.
• T. Shimato, T. Hashimoto and M. Sampei : "The Kii Channel HVDC Link in Japan," CIGRE 2002 Paper No.14-106, 2002.
• M. Takasaki, T. Sato, S. Hara and H. Chisyaki : "Operating Experiences and Results of On-line Extinction Angle Control in Kii-channel HVDC Link," CIGRE 2004 Paper No.B4-212, 2004.
• 町田武彦編著：「直流送電工学」，東京電機大出版局，1999年
• H. Huang : Multilevel Voltage-Sourced Converters for HVDC and FACTS Applications, CIGRE SC B4 2009 Colloquium, Paper No.401, 2009.
• http://www.abb.com/industries/
• WWW.siemens.com/energy/hvdcplus
• Narain G. Hingorani : "High Power Electronics and flexible AC Transmission System. Hingorani", Power Engineering Review, IEEE Volume: 8, Issue: 7. pp.3-4, July 1988.
• Shosuke Mori : "Initiatives perspectives by the power industry towards a low carbon emission society", Keynote address of Paris Session CIGRE 2010.
• 横山他：「次世代送配電系統最適制御技術実証 低炭素社会を支える電力ネットワークを目指して」，電気評論，Vol.95，No.10，pp.26-29，2010年
• 天満他：「スマートグリッド・次世代送配電系統に貢献するSTATCOM技術」，技術雑誌スマートグリッド4月号，pp.8-12，2012年
• T.Akedani, et al : "450MVA STATCOM installation plan for stability improvement", Proceeding of 2010 CIGRE, Paper B4-207, Paris Session 2010.
• S. Mori, et al : "Development of a large static VAr generator using self-commutated inverters for improving power system stability", IEEE Trans. PS, vol.8, pp.371-377, 1993.
• M. Yagi, et al : "Role and new technologies of STATCOM for flexible and low cost power system planning", Proceedings of 2002 CIGRE, Paris, SC14-107.
• 米沢他：「STATCOMによる電圧安定度の向上」，電気学会電力技術研究会，PE-04-1，pp.1-6，2004年
• Reed,G. et al : "The VELCO STATCOM-Based Transmission System Project", 2001 IEEE PES WM, Vol.3, pp.1109-1114, 2001.
• 安喰他：「過渡安定度向上STATCOMの開発」，電気学会電力技術研究会，PE-11-187，2011年
• 電力品質調整用パワーエレクトロニクスの適用動向，電気学会技術報告，第978号，2004年
• N. Hingorani and L. Gyugyi：Understanding FACTS, IEEE Press, 2000.
• 配電系統における電力品質の現状と対応技術，電気協同研究，第60巻第2号，2005年
• H. Huang：Multilevel Voltage-Sourced Converters for HVDC and FACTS Applications, CIGRE SC B4 2009 Colloquium, Paper No.401, 2009.
• M. PEREIRA , A. ZENKNER and M. CLAUS, "Characteristics and benefits of modular multilevel converters for FACTS," CIGRE Session Paper B4-104, 2010.
• 岡田有功他：「6.6kV-1MVAトランスレスループバランスコントローラのフィールド試験による検証」，平成19年電気学会電力・エネルギー部門大会，論文Ⅱ，No.377，2007年
• 電気学会　電気鉄道における教育調査専門委員会編：「最新電気鉄道工学」，2000年．
• （社） 日本鉄道電気技術協会：「電気鉄道におけるパワーエレクトロニクス」，1993年．
• 電気学会技術報告第979号，鉄道におけるパワーエレクトロニクス技術，2004年．
• 松村他：「回生エネルギー貯蔵システム」，三菱電機技報Vol.83 No.11，2009年．
• ビル・工場電気設備の安全と災害防止調査専門委員会編：「ビル・工場電気設備での障害・災害と未然防止策」，電気学会技術報告第1225号，2011年．
• 藤原修他：「スマートシティの電磁環境対策」，S&T出版，2012年．
• 電気・電子機器の雷保護検討委員会編：「電気・電子機器の雷保護-ICT社会をささえる-」，電気設備学会，2011年．
• 柳川俊一：「無線鉄塔設備に対する雷害対策」，安全工学シンポジウム2013，pp.176-179，2013年．
• Norimitsu Ichikawa, Isaku Yamakawa,:"Validity of measurement and calculation on electrostatically induced voltage of ungrounded metal box generated by moving charged body", 2013 Annual Meeting of the Electrostatic Society of America, Florida (2013. 6), No. H3, pp.1-9.
• 市川紀充：「金属筐体開口部に取り付けたシールド導体による静電誘導電圧の低減効果」，電気設備学会誌，Vol.31，No.10，pp.813-820，2011年．
• CHAdeMO協議会ホームページ：
  http://www.chademo.com/wp/japan/
• CHAdeMO協議会：「電気自動車用急速充電器の設置・運用に関する手引書」2014年3月，Rev.3.3，p.4，2014．
• 松田秀雄：「電気自動車用急速充電器」：電気学会研究会資料　自動車研究会VT-10-009，pp.1-3，2010．
• ハセテックホームページ：
  http://www.hasetec.co.jp/product/batterycharger/index.html
• Car Watch：「日産、従来の半額で小型のEV用急速充電器」（2011年 9月 13日付け記事）
  http://car.watch.impress.co.jp/docs/news/20110913_477031.html
• 国立国会図書館蔵書　図書　東芝2013「EVバス早期普及に向けた長寿命電池による5分間充電運行と電池リユースの実証研究成果報告書：平成24年度地球温暖化対策技術開発・実証研究事業」
  http://iss.ndl.go.jp
• 昭和飛行機工業ホームページ：
  http://www.showa-aircraft.co.jp/business/products/kyuuden/
• H.Konishi, et.al.:"EVALUATION OF LARGE-SCALE POWER CODITIONER IN HOKUTO MEGA-SLOAR SYSTEM", 26th EU-PVSEC, Hamburg Germany (2011.9)
• 小西博雄ほか2名：「太陽光発電用PCSの電流型と電圧型のMPPT制御動作の比較」，平成23年電気学会B部門大会予稿No.119，福井大学文京キャンパス（2011.8-9）
• 藤原ほか5名：「階調制御インバータ方式による高効率太陽光発電用パワーコンディショナー｣，H21年電気学会全国大会 予稿No.4-056，北海道大学高等教育機能開発総合センター（2009.3）
• 松川満ほか4名：「分散接地方式太陽光発電システム（ACアレイシステム）」，日新電機技報Vol.44，No.3（1999.10）

【口コミ】