成果報告書詳細
管理番号20110000000844
タイトル平成19年度~平成21年度成果報告書 太陽光発電システム等高度化系統連系安定化技術国際共同実証開発事業 太陽光発電を可能な限り活用する電力供給システム実証研究(PV+BESS)(マレーシア)
公開日2011/8/5
報告書年度2007 - 2009
委託先名東京電力株式会社
プロジェクト番号P05016
部署名新エネルギー技術開発部
和文要約本実証研究は、太陽光発電(PV)の大量導入を促進するため、高度な系統連系技術により適用箇所拡大を図ることを目的に、太陽光発電を最大限に活用しながら電力貯蔵装置(BESS、Battery Energy Storage System)を組み合わせることで、高品質な電力を必要とする産業分野においても適用できる実用化技術を検証する。 開発した高品質PV+BESS電力供給システムは、電源である系統電力と負荷(240kW)の間に太陽光発電システム(80kW)と大容量新型蓄電池(サイクルユース型鉛蓄電池、2000Ah)を組み入れたもので、SPS(Stand-by Power Supply System)を活用し通常は系統電源からの電力を負荷に供給しているが、瞬時電圧低下や短時間停電などの電力品質低下時には瞬時にそれらを検出し、系統電力からBESSのみによる供給に高速に切り替えて負荷への安定的な電力供給を継続するものである。 研究開発項目は、(1)自立運転への切替時における安定的運転方法の開発、(2)PVと併用可能な高性能瞬時電圧低下対策システムの開発、(3)系統連系時の受電電力一定運転の検証、(4)大容量新型蓄電池による負荷平準化運転の検証、である。 マレーシアにおいては再生可能エネルギーの積極的な活用を推進中であり、また、高品質な電力を必要とする最先端工場も多いため、本実証研究において開発する技術の適用に適する地点である。 研究成果の概要:(1)自立運転への切替時における安定的運転方法の開発について、電力品質低下時に系統電力から切り離しBESSの自立運転に移行する際、PVシステムがパワーコンディショナの単独運転防止リレー保護レベル判定に達しないよう、最適化を行った。また、自立運転時の高調波低減対策として受動フィルタならびに電圧歪抑制制御を具備した。(2)PVと併用可能な高性能瞬時電圧低下対策システムの開発について、瞬時電圧低下を高速・確実に検出するため、電圧値の瞬時比較と1/4サイクル積分比較を併用し、静止型高速遮断器を適用することより、1msecの高速切替を実現した。また、連系運転時に高調波による瞬低対策装置の不要動作を避けるため、リアクトル付コンデンサを設置した。(3)系統連系時の受電電力一定運転の検証について、負荷変動とPV出力の変動をBESSにて補償し、系統からの受電電力を一定にするもので、目標受電電力から±10%以内の制御を目標として検証を行った。(4)大容量新型蓄電池による負荷平準化運転の検証について、BESSシステムの充放電(夜間充電・昼間放電)により、最大電力の低減によるピークカット効果、昼間に消費する負荷を夜間の電力で供給するピークシフト効果について検証を行った。
英文要約Title: The International Cooperative Demonstration Project for Stabilized and Advanced Grid-connection Photovoltaic Systems (FY2007-FY2009) Final Report
In order to facilitate the introduction of photovoltaic power on a large scale, its range of application must be broadened via the utilization of sophisticated grid-connection technology. In order to accomplish this, this demonstration verifies the technology of the combined system of the PV (Photovoltaic) panel and the BESS (Battery Energy Storage System) with maximum utilization of PV, which is applicable to those industries where high quality electric power is required. The advanced PV+BESS power supply system, which was developed for this project, consists of 80kW of PV capacity and a large capacity advanced battery (2000Ah cycle use lead battery). This system is installed between the grid power source and the 240kW of load. It is the SPS (Stand-by Power Supply System) which supplies grid power during normal situations, but when the power supply deteriorates due to a voltage dip or short term interruption, it is instantaneously detected and the power supply is switched from the grid to BESS in high speed, in order to ensure that a continual stable power supply to the load is maintained. There are four targets in this demonstration project. (1) Development of stable operations when switching stand alone operation: An optimized adjustment for the PV system was required in order to NOT activate the reverse power protection of the power conditioner when the power supply is switched from the grid to BESS in the event of a voltage dip or power interruption. In addition, passive filter and harmonics reduction control have been installed as a harmonics prevention measure during stand alone operations. (2) Development of an advanced system against the voltage dip which is applicable combined with PV: In order to instantaneously and precisely detect a voltage dip, both an instantaneous comparison and a one quarter integral comparison are applied, and a static high speed circuit breaker is applied to realize high speed switching of 1msec. In addition, the reactor with a condenser is installed to prevent unnecessary switching operations due to harmonics in the grid-connected operation. (3) Verification of the capability of the receiving power constant control in a grid-connected operation: The receiving power constant control is realized by BESS output to compensate for the fluctuation of the load and PV output. Its performance is verified to set its target within 10% from the setting value. (4) Verification of the capability of the load leveling control: The load leveling control is realized by BESS operations with night time charging and daytime discharging. The effects of this function, the peak cut effect due to reducing the maximum demand value and the peak shift effect due to supplying the daytime load from night time charging, are verified.
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