AEコース 電力システム工学 1年・前期・選択・学修2単位
担当教員 長洲 正浩 連絡先 
講義の概要 この科目では、電気エネルギー供給を行う電力送配電システムの構成および電力変換装置について学ぶ。電力システムの現状、伝送方式を説明するとともに、電力送配電の基本技術である三相交流回路について理解する。最近ではパワー半導体の高電圧化と低損失化に伴い、電力系統のパワーエレクトロニクス化が進んでいることから、パワー半導体とそれを利用した電力変換器についても学習する。また、交流送電と直流送電の比較を通して、パワーエレクトロニクスが及ぼす影響についても議論する。プレゼンテーション力の向上を目的として、電力供給の観点から太陽光、風力発電、蓄電池応用などの分散電源システムの海外、国内の取り組み状況を調査し、普及のための課題について発表を行う。
到達目標 1.送電、配電の設備を理解する。
2.直流‐交流、交流‐直流変換器を理解する。
3.パワー半導体と電力変換器について理解する。
4.電力システムにおける現状技術を理解する。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
前期 第1週 1.電力システム工学の概要 電力・エネルギーと社会、電力伝送方式について学ぶ。  
第2週 送電、配電設備、電線、変電所などの電力システム設備について学ぶ。  
第3週 2.三相交流と電力配電システム 対称三相交流、Y結線と⊿結線、三相電力などの基本技術につて学ぶ。  
第4週 配電系統の構成、配電機器、電圧降下と力率調整などの配電システムについて学ぶ。  
第5週 3.パワーエレクトロニクス技術 パワー半導体の構造、動作原理、制御方式、現状の開発動向について学ぶ。  
第6週 コンバータ、インバータの回路構成と基本動作について学ぶ。  
第7週 4.プレゼンテーション 電力供給の各国の取り組み状況を分析し、日本国内の電力供給の現状と発表者が考える電力供給のあるべき姿を提案する。その上で太陽光、風力発電、蓄電池応用などの分散電源システムを国内で普及させるための経済的、技術的な課題について議論する。  
第8週 電力供給の各国の取り組み状況を分析し、日本国内の電力供給の現状と発表者が考える電力供給のあるべき姿を提案する。その上で太陽光、風力発電、蓄電池応用などの分散電源システムを国内で普及させるための経済的、技術的な課題について議論する。  
第9週 5.電力変換装置 電圧形と電流形インバータの回路構成と制御方式、および鉄道車両の主回路方式について学ぶ。  
第10週 電圧形と電流形インバータの回路構成と制御方式、および鉄道車両の主回路方式について学ぶ。  
第11週 6.電力系統変換装置 三相交流の電流制御と電力制御について学ぶ。  
第12週 電力系統の電圧・無効電力制御、無効電力補償装置などについて学ぶ。  
第13週 7.直流送電 BTBシステムの制御と応用、直流送電の特徴と構成について学ぶ。  
第14週 8.電力システムの現状と将来 電力用技術(電力用アクティブフィルタ、FACTS、電力貯蔵技術など)およびスマートグリッド技術について学ぶ。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 Bに対応 達成項目専攻科ロ),ハ) に対応 JABEE
認定基準
(B-1,-2),(d)-(1),(d)-(2)-a)に対応
教科書・参考書 教科書:教科書を使用せず配布資料に基づき、実施する。
参考書:山村 昌、他「パワーエレクトロニクス入門」(OHM社)、大久保 仁、「電力システム工学」(OHM社)、山口 純一、他、「送配電の基礎」(森北出版)。
評価方法及び合格基準 成績の評価は、期末試験の成績を60%、プレゼンテーションの内容と取り込み状況を20%、レポートの成績を20%で行い、合計の成績が60点以上の者を合格とする。
プレゼンテーションの成績は、国内海外の電力供給の状況、および太陽光発電、風力発電、蓄電池応用などを活用した分散電源システムの経済的、技術的な課題についての調査内容、及び発表者の考えをまとめた発表を行い、発表内容と質疑応答で評価を行う。レポートの評価は、発表した内容と発表中に出た意見や質疑応答をまとめたレポートで行う。
学生への
メッセージ
本講義を理解するには、本科の交流回路、電力発送工学、パワーエレクトロニクスの基礎知識が必要になります。
本講義は、学生自身の調査や本人の意見をまとめたプレゼンテーションに主眼を置いている。講義の中で出てきた技術内容について、調査を含めた復習をすることが望まれる。