Case-01

同志社大学 様 導入事例
双方向電源

「柔軟な制御」 がキーワード
幅広く多用途に使いたいため、 自前で制御プログラムが作成できることが重要
同志社大学は、 1875年に新島襄によって創立された同志社英学校がその前身となっており、 現在では14学部、 16研究科を擁する総合大学となっています。 国際文化都市 「京都」 に立地しており、 京都の豊かな自然と日本の文化に日常的に触れながら学業に打ち込むことができます。

同志社大学

今回ご導入いただいたシステムは、 主に直流配電のシミュレーション・実験用設備としてご使用中のものです。 また、 配電のみならず、 鉄道や電気自動車ま鴨川河畔にほど近く、 緑豊かな京都御苑でのモデリング及び直流での PLC（電力線搬送波通信）の実験、 さらに屋上にと相国寺に隣接する今出川キャンパスは1875年 の 同志社英学校創立以来、 130設置された太陽電池パネルにも接続されています。

年以上に渡って 「同志社建学の精神」 が脈々と受け継がれてきました。 また、

システム概要図

1986年に開校された京田辺キャンパス
は、 なだらかな丘陵地に広がる790,000㎡もの広大なキャンパスで、 約9,000人が学生生活を送っています。 さらに、2010年に開設された多々羅キャンパス
は、 外国人留学生や地域住民との交流拠点であるとともに、 多数のスポーツ施設を有しており、 新たな課外教育活動の場として期待されています。
お話をうかがった方
理工学部電気工学科
インフラストラクチャー研究センター
センター長
長岡直人教授システム構成
名称

型式

数量

概要

①

システムコントローラ

NT-SC

1

CAN, LAN インターフェース内蔵②

片方向 DC/DC コンバータ

NT-LD-2000E

1定格電圧：50～450V / 定格電流：20A③

双方向 DC/DC コンバータ

NT-DD-2000A

1

定格電圧：36～60V / 定格電流：52A / 定格電力：2kW④

双方向 AC/DC コンバータ

NT-AD-20002

最大容量：2.2kW（系統連系時）⑤

直流電子負荷装置

LN-1000C-G7

2

負荷部定格：500V, 36A, 1000W⑥

バッテリーコントローラ

NT-BM1002

1

最大容量：19.2kWh / 動作電圧範囲：40～60V / 動作電流範囲：0～100A⑦

リチウムイオン蓄電池

NT-BT1200A

2

1.2kWh / 24Atyp. / 放電終止電圧 32V

2kW（自立運転時）

Case-01

同志社大学 様 導入事例
長岡教授

双方向電源

インタビュー

Q1. 現在までのご研究内容を教えていただけますか？

いわゆる、 「インフラ」 に関する研究を行っているので

Q2. ご研究で最も重視されているポイントは？

があります。 電車のき電系統ではすでに問題になり、 対主に電力、 中でも過渡現象を中心に行っています。 電力「安全・安心」 が最も重要と考えています。 全ての研究策が実施されています。

ケーブルの過渡現象解析をはじめとする系統の過渡現象に共通する重要なポイントは、 「高安定度」 と 「信頼数値解析や電力機器のモデリングを行っています。 ご存性」 でしょうか。

場合インバータノイズが配電系に流入・流出する可能性

電車の場合は、 送配電系と負荷がクローズしているので対策は比較的取りやすいのですが、 不特定多数の負荷がじのように電力分野の実験は簡単ではないので、 コンピますが、 総じて言えば 「電力の安定供給に寄与する」 とQ3. ご研究されている中で、 ご苦労されていることは？

いう研究になります。

研究は苦労の塊のようなものですが、 強いて言えば 「養ュレーションも得意としており、 これが応用して対応で成したスペシャリストがいずれは卒業していく」 というきると考えています。

ュータの力を借りて物事を明らかにしてゆくことになり専門的な話になりますが、 過渡現象の解析・モデリングことでしょうか。 これは、 「大学」「学校」 の特徴でもには、 いわゆる 「時間領域」 と 「周波数領域」 法がありある訳ですが、 嬉しくもあり、 悲しくもあり、 これが苦ます。 我々の研究室では、 いずれも取り扱っています

労と言えば苦労かも知れません。 毎年新人が入ってきが、 特に周波数領域での計算を 「得意」 としています。て、 院生でも３年（学部生の場合は１年）でひとつの研と言うよりも、 世界的にはほとんど時間領域で解析され究を行わなければならない訳です。ており、 当研究室の 「特異」 な技術という方が正しいかこれが苦労でもあり、 使命でもある。 そこが難しいとこもしれません。

ろですね。 このため、 研究用の設備は容易に使えた方が接続される一般的な配電系統では対策が難しいと思われます。 しかし、 我々は元々雷の電磁界解析に関するシミ本来の研究に時間を割けるのでありがたいですね。 研究
過渡現象では、 例えば 「雷サージ」 と言われる高速な現用の設備はソフトウエアも含めて 「設計ポリシー」 がし象から、 直流にいたる低速な現象まで、 電力系統を安定っかりしたものでないと、 習得に時間がかかるので採用に有用するための数値解析・モデリングを行います。 こしにくいです。

れは、 変圧器などの電力機器だけではなく、 ケーブル、送電線、 鉄塔なども含めた総合的な解析・モデリングとQ4. 現在の研究室の人員数は？

なります。 過渡現象には定常現象も含まれ、 過渡現象を教員2名、 全体で50名くらい。 学部学生の中で半数は卒Q7. 弊社製品を実際にお使いになったご感想は？

解析すれば当然ながら定常現象まで出てきます。 最近の業後も院生として残っています。

さきほどお話ししたように、 導入前の企画段階から学生が参画しており、 導入後のソフトウエア開発も全て学生

パワーエレクトロニクス機器も電力設備の中に入ってきていますが、 パワーエレクトロニクス技術はスイッチン

Q5. 弊社の双方向電源システムご導入の経緯は？

グ現象、 すなわち過渡現象の塊ですので、 パワーエレク

実は、 元々研究室の学生から提案が来たもので、 システ発ですが、 学生の独学で構築しています。 私は困ったとトロニクスの解析も研究しています。 その中で特徴的なムの設計はもちろん、 メーカさんなどとの対外的なやりきに相談に乗る程度ですね。 導入した設備は幅広く多用ことは 「周波数領域」 によるモデリングです。 時間領域

とりも全て学生が主導して行いました。 メーカさんには途に使いたいため、 「柔軟な制御」がキーワードであり、で考える場合、 時間の中だけでクローズしますが、 周波ご迷惑をかけたことがあるかも知れませんが、 本学の方自前で制御プログラムを作成することが重要です。 パラ

数変換法の場合、 時間軸と周波数軸を行ったり来たりし針として、 システムアップ等含めて全て学生にやらせる

メータの変更により自動車にもなり、 鉄道にもなる・・

なければなりませんが、 多くの知見を得ることができまのが基本となっているからです。 最初から自分で携わっなど。

す。 そのような中でパワーエレクトロニクスを含めたモたものは一生懸命やりますからね。

によるものです。 この開発もお手本なしのゼロからの出

本学の方針は 「リクエストベース」 となっており、 学生デリング法を考えています。

はやりたいことがあれば 「企画書」 を作成し、 提出する
また、 現在は電池に注目が集まっていますが、 電力設備ようになっています。 いわゆる学校スタンダードではなの中にも蓄電池が導入されつつあります。 電池のモデリ

く、 社会のスタンダード、 有る意味 「実社会では普通」

ングが盛んになされている電気化学の分野では、 電池イの環境でしょうか。 この手法は時間がかかりますが、 学ンピーダンスの計測はもっぱら交流信号を入れて測定す

生自ら考え、 提案して作ったシステムを完成させ、 自らる 「定常周波数領域法」 によりなされてきました。 これ使うのは楽しく、 嬉しいもののようです。 場合によってに対して我々は 「過渡現象法」 を提案しています。 時間は問題や不具合も発生しますが、 自分で作ったものです

領域の過渡現象は周波数の情報も含んでおり、 電池の特から対策や問題解決への意識が全く違います。 このよう性も過渡現象から周波数領域での結果を短時間に得るこに、 同志社は 「自主」「自立」 がキーワードになっておとができます。 雷サージなどで培った電力系統モデリンり、 自主性を重んじた教育を行っています。

グの技術により、 過渡現象から周波数領域の特性を知る

Q8. 今後の研究テーマについてお聞かせください。

技術を電池の分野に応用し、 電池の劣化現象を解析する蓄電システムについて、 従来は数値シミュレーションのこと目標に現在研究を進めています。

Q6. 弊社製品の具体的なご使用目的は？

みで行っていましたが、 今後は実機検証を含めて行いま

もうひとつの注目分野は電力系統でのパワーエレクトロ今後の直流システムの増加を見据えて、 直流配電のシミす。 また、 数値シミュレーションは 「日」「月」「年」

ニクス技術で、 その中でも現在興味を持っているのは直ュレーションを行っています。 鉄道や先々は電気自動車などの長時間のシミュレーションには適していませんが、流での送配電系統（電気鉄道ではき電系統）です。 研究までのモデリング、 バッテリーを用いた蓄電システムのこのような場合、 実験装置を使って数値シミュレーショ

成果の一例は、 ＪＲ西日本さんと共同で開発した鉄道用研究です。 また、 屋上に設置された太陽光発電装置とのンと組み合わせて行うと効率が良いと言えます。 信頼性の大規模な蓄電装置です。 この中で、 電池寿命を検討す

直流連系も行っており、 自然エネルギーの有効利用につを高めるには様々な視点から見ることが必要であり、 数る必要に迫られ、 前項の電池の研究に及んでいます。 今いても検討しています。 それに加えて PLC（電力線搬送値シミュレーションだけではあらかじめ想定した範囲で後の研究キーワードは蓄電池、 直流配電系統、 鉄道でし波通信）。 交流では昔からの古典的な技術ですが、 これしか結果は現れません。 これに対して実験装置は 「生ょうか。 今後は直流が大きなテーマとなり、 色々なことを直流に適用しています。

身」 であり、 数値シミュレーションだけではわからない特性や、 シミュレーションでは難しいノイズなど色々なに使える実験装置が要求されます。 つまり、 鉄道専用ではなく、 配電にも使えるなど・・汎用的な直流の実験設

現在、 直流システムで安定運用を阻害する要因として危ことがわかってきます。 インフラ系では信頼度が最も重備があれば色んなところで使えるからです。

惧しているのはノイズの問題です。 直流配電系統のウイ要であり、 実験装置を使った問題点の克服がひとつの重ークポイントはおそらくノイズになるでしょう。 交流と要なテーマとなっています。

異なり規格も無い状態であり、 インバータが直結された

発行：（株）計測技術研究所

パワーエレクトロニクス事業部

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