宫古岛メガソーラー実証研究设备
(1)研究の背景
太阳光発电は環境に優しいエネルギーとして注目される一方、その出力は天候により大きく変動するため、電力系統に大量導入されると、電圧や周波数等、電力の品質に影響を及ぼす恐れがあります。
特に离岛では、电力系统が他の地域から独立しており、规模が小さいため、その影响がより顕着となります。
当社は、離島の独立型系統へ、太阳光発电設備を大量導入した場合の実系統へ与える影響を把握するとともに、蓄电池による系統安定化対策の有効性を確認するため、沖縄県宮古島において以下の実証研究を行っています。
本実証研究は経済产业省の「平成21年度离岛独立型系统新エネルギー导入実証事业补助金」を活用して设备を构筑しました。
天候で変化する太阳光発电出力
(2)宫古岛メガソーラー実証研究设备の概要
宫古岛の约10万尘2の敷地に、総出力4,000kWの太阳光発电設備を設置しました。年間発電量は一般家庭約1,200世帯分の電気使用量に相当します。
太阳光発电の出力変動や宮古島系統の周波数変動を抑制するため、4,000kWのNaS電池を設置しました。また、太阳光発电が併設された一般家庭100軒等を模擬できる設備も導入しました。これにより、様々な形態で太阳光発电が大量導入されたケースを再現できます。
| 宫古岛の最大电力 | 约55,000办奥 |
|---|---|
| 太阳光発电 | 4,000kW |
| 蓄电池 | 狈补厂电池：4,000办奥、28,800办奥丑 リチウムイオン电池：100办奥、200办奥丑 |
(3)実証研究の概要
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- 太阳光発电出力変動抑制効果の検証
- 太阳光発电の急峻な出力変動を蓄电池で平滑化する制御機能および蓄电池所要量の検証
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- 周波数変动抑制効果の検証
- ディーゼル発電機の周波数制御に加え、蓄电池による周波数制御機能および蓄电池所要量の検証
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- 太阳光発电設備のスケジュール運転の検証
- 太阳光発电の出力予測から作成した太阳光発电と蓄电池の発電計画に基づくスケジュール運転の検証
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- 模拟线路における最适制御阶层の検証
- 模擬配電線路に連系されている蓄电池と太阳光発电の最適制御階層に関する検証
実証研究の成果について
①の「太阳光発电出力変動抑制効果の検証」について、太阳光発电の出力変動をNaS電池の充放電で打ち消して平滑化する制御機能を確認しました。その結果、NaS電池により太阳光発电の出力変動を平滑化し、周波数変動を緩和できることが分かりました。
太阳光発电出力変動抑制効果の検証事例
②の「周波数変动抑制効果の検証」について、太阳光発电や風力発電の出力変動に起因する宮古島系統の周波数変動をNaS電池の充放電で打ち消して平滑化する制御機能を確認しました。その結果、ディーゼル発電機による周波数制御に加え、NaS電池により周波数制御を行うことで、周波数変動を緩和できることが分かりました。
周波数変动抑制効果の検証事例
③の「太阳光発电設備のスケジュール運転の検証」について、太阳光発电をディーゼル発電機と同様に安定的且つ計画的な電源として活用するため、翌日の太阳光発电とNaS電池の合計出力を予め計画し、スケジュール運転が可能か検証しました。その結果、スケジュールと太阳光発电実出力の差をNaS電池で充放電することで、太阳光発电出力変動に関わらず、予め計画した発電量を安定的に得ることができ、系統安定化およびディーゼル発電機の発電量低減効果を確認しました。
太阳光発电設備のスケジュール運転の検証事例
④の「模拟线路における最适制御阶层の検証」について、配電系統を模擬した装置を用いて、太阳光発电の出力変動を各家庭に設置した蓄电池で打ち消すケースや、変電所に設置された蓄电池で打ち消すケース等、太阳光発电が配電系統に大量導入された場合の適切な蓄电池設置場所を検証しました。
(4)今后の展望
本実証研究を通じて、離島独立型系統に太阳光発电が大量導入された場合の系統への影響および蓄电池による系統安定化対策の有効性を確認しました。また、太阳光発电と蓄电池を組み合わせることで安定電源として活用し、離島におけるディーゼル発電機の発電量を低減できることを確認しました。 当社は本実証研究で得られた知見を基に、太阳光発电が大量に導入された場合には電力系統の安定運用が維持できるよう対策し、低炭素社会の実現に向けて引き続き取り組んでいきます。
- ※2019年の台风袭来により、设备の一部が破损する被害が生じたため、保安确保の観点から、现在は一时的に太阳光パネル全数を取り外しております。