成果報告書詳細
管理番号20110000001097
タイトル平成18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 太陽光発電等の自然変動電源を可能な限り活用する電力供給システム実証研究(PV+CB)(インドネシア)
公開日2011/8/5
報告書年度2006 - 2009
委託先名関西電力株式会社 株式会社ニュージェック
プロジェクト番号P05016
部署名新エネルギー技術開発部
和文要約今後、太陽光発電を始めとする新エネルギーの大量導入が想定されている。新エネルギー等の電源を需要地内に配置して電力供給を行う小規模の電力網(マイクログリッド)も同時に普及するものと想定される。マイクログリッドが電力系統から自立した場合でも、マイクログリッド内の電圧や周波数等の変動が少ない安定的な電力供給を可能とする技術が求められている。そこで、マイクログリッドにおける電力の安定供給に必要な技術的課題への対策に係る実証開発を行う。本研究では、自然変動電源として太陽光発電を採用し、マイクログリッド内の全電源に対する太陽光発電の設備容量比率を高くした実証システムを構築する。構築した実証システムを用い、太陽光発電を可能な限り活用し、実証システムの系統連系時および自立運転時の電圧・周波数の安定化技術について有効性を実証する。そして、系統連系時のマイクログリッドの協調的な連系運転技術の確立と自立運転時の安定的なマイクログリッド運転技術の確立を目的とする。本研究の実証システムは、自然変動電源である太陽光発電システムと蓄電池システムを高速遮断器を介して系統に連系するものである。蓄電池システムは自立運転時の電力安定供給・電力品質維持のために用いる。2007年は、停電や瞬時電圧低下発生時に実証システムを高速で自立系統へ移行させ、重要負荷の電力品質を維持する制御方式の開発を行った。また実証設備の製作を行い、日本国内にて工場試験を実施した。2008年は、前年に製作した実証システムの現地輸送、設置、調整試験を実施した。また検討した試験内容に基づき、実証試験を実施した。2008年12月に電力系統にて発生した特異事故によりシステムが停止するという事象が発生した。これを受け、2009年はプロジェクト実施期間を延長し、システム停止の原因究明等を行い、適切な対策を実施した。実証試験項目の検証にて得られた主な成果は以下の通りである。1.自立運転における電圧・周波数維持システムの検証:自立運転時における電圧・周波数を維持するための蓄電池システムの入出力制御方式を開発した。目標とした電力品質(周波数・電圧)を達成した。2.高速遮断器を用いた電圧低下抑制システムの検証:電圧低下を瞬時に検出し自立運転へと移行することで重要負荷の電圧低下を抑制する手法を開発した。系統再連系時は、自動で同期投入を行い無停電で系統連系する手法を開発した。また運転モード遷移時においても、重要負荷が瞬時電圧低下の影響を受けない電力品質を達成した。以上の検証から、開発した実証システムの有効性が確認できた。また、実証を通じて得られたその他の成果は以下の通りである。1.システム停止の原因究明、対策検討を通して、当初計画していた実証試験項目の検証のみでは得られない有益な知見を得た。2.ワークショップや運転保守研修等にて実証システムに関する技術の共有や意見交換を行うことで、インドネシア国~日本国相互の技術知識の向上を図れることができ、有意義な実証研究となった。
英文要約Title:The International Cooperative Demonstration Project on Stabilized and Advanced Grid-Connection Photovoltaic Systems. The demonstration study by utilizing photovoltaic power sources to every possible extent (FY2006-FY2009) Final Report
The demonstration system interconnects PV systems, which are power sources whose output varies depending on natural conditions, and battery systems via high speed circuit breakers. Battery systems were used in order to ensure a steady supply of power and maintain the quality of electricity service while the microgrid operates independently. In 2007, a control system designed to maintain the quality of electricity supply service for important loads by moving the demonstration system quickly to the independent system during a power outage or a momentary voltage dip was developed. In addition, demonstration facilities were constructed and shop tests on these facilities were carried out at home. In 2008, the demonstration system, produced in the previous year, was transported to the site, where it was installed and adjustment tests were carried out on it. The demonstration tests were implemented after examining the test detail. In December 2008, an event occurred in which the system was shut down as the result of a peculiar accident in the power grid. Because of this accident, in 2009 the project period was extended to investigate the causes of the system shutdown and to conduct appropriate countermeasures. Also investigations were carried out on the causes of other system shutdowns that occurred while field tests were carried out by connecting important loads with the grid, and proper measures were taken. The following principal results were obtained from the verification of the demonstration test items: Verification of a system for maintaining voltage and frequency during the islanding operation of the microgrid: A battery system input/output control mechanism designed to maintain voltage and frequency during the islanding operation of the grid was developed. The electricity service quality targets (frequency and voltage) were accomplished.Verification of a high speed circuit breaker-based voltage drop control system: A technique for controlling a drop in the voltage for important loads by instantly detect a voltage drop and shifting the grid from the grid-connected operation to the islanding operation was developed. Also a method for performing an automatic synchronous input and re-interconnecting the microgrid with the major power grid without a power outage was developed. The electricity supply service quality was attained to such an extent that important loads were not affected by a momentary voltage dip in a transition from one operation mode to another. These verification efforts confirmed the validity of the developed demonstration system. Other projects gave rise to the following results: Useful insights that could not be gained solely through the initially planned verification of the demonstration test items were obtained through investigations to find the causes of system shutdowns and studies of possible solutions. Technologies and knowledge of both Indonesia and Japan were enhanced by sharing technologies related to the demonstration system and exchanging views at workshops and operation and maintenance training sessions. Thus, the demonstration project ended up with fruitful results.
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