成果報告書詳細
管理番号20120000000492
タイトル平成22~23年度成果報告書 蓄電複合システム化技術開発 要素技術開発 産業用デマンド制御型蓄電池・太陽電池複合システムの研究開発
公開日2012/6/27
報告書年度2010 - 2011
委託先名シャープ株式会社
プロジェクト番号P10008
部署名スマートコミュニティ部
和文要約集合住宅やオフィスビルなどの需要者側に設置される数十kW規模のデマンド制御型蓄電池システムが検討されているが、電力変換装置が個別設計となるためコストが下がらないという課題がある。一方、環境意識の高まりから、集合住宅やオフィスビルに太陽光発電システムを設置する事例が増えてきており、今後更に普及されることが予想される。この太陽光発電は天候に左右されやすい非常に不安定な発電システムであり、今後普及が拡大することで系統に対して電圧上昇や周波数変動の要因になりうることが分かっている。一方蓄電池システムでは、放電だけでなく充電という変動吸収が可能な発電を行うことが出来る。そこで、蓄電池と太陽電池の複合システムを構築することで、上記問題を解決できることが想定できるが、そのシステム制御手法や、要求性能はまだ確立されていない。また、その複合システムが電力需給調整実施者からの要求により系統協調運転が可能な取り組みも行われていない。本研究の目的は、需要者側からみた蓄電池・太陽電池複合システムの制御や要求性能を明確化すると共に、電力需給調整を制御するインターフェースを搭載することで再生可能エネルギーの普及と同時に系統全体の安定化に貢献できるシステムを開発することである。まず、システム全体を考える上で、設置場所の自然環境から、設置可能な太陽電池の発電量と、複合システムとして運転するために必要な蓄電池容量をシミュレーションによって求め、さまざまな運転パターンでの発電量や発電効率の計算を行った。さらに、2種類の蓄電池と太陽電池の接続方法における効率をシミュレーションによって求めた。次に、シミュレーションによって得られた要求仕様に基づいて実証設備を設置した。それは、複数台の電力変換装置による台数制御運転や、外部(蓄電SCADAや集配信装置)からの指令に基づいた協調運転、設置場所のデマンドにより計画発電を行えるしシステムであり、これらの制御を実証しながら、蓄電池・太陽電池複合システムの制御手法やシステム全体及び蓄電池に対する要求性能を明確化する。
英文要約A Tens of kW size for Demand responsible battery system set close to consumer side like housing complex or office building has been studied.However, since power conditioners are designed individually, the cost can not be reduced. On the other hand, higher consciousness for the environment increases the case of introducing photovoltaic power generation systems in housing complex or office building. The further spread of the system is expected. The photovoltaic power generation systems are an unstable system because it is easily affected by the weather condition. It is know that the spread of the system will become a factor for the voltage rise and frequency error of power grid lines. In addition, the battery system can not only discharge, but also charge to make the electric power fluctuations smaller. We assume PV and battery power generation system will solve the problem, but the system control technology and required performance for the system are not established. And the approach to make the system cooperate with power grid lines by the power supplier's requirement has not been performed. Our purpose is to verify the system control technology and required performance for the system, provide the interface that will control the power supply and demand. That will contribute the spread of renewable energy, make power grid lines stable and cooperate with it. To think about the entire system, we simulated available size of solar panel and the necessary size of the battery from the location and its environment, then calculated the power generation and efficiency on various type of patterns. And we simulated the efficiency of the system selected by 2 types of battery and 2 types of solar panels. Next, we introduced the equipment based on the required performance by the simulation. That is to select four power conditioners, to cooperate by the external directions (battery SCADA, Distributing device) and to generate the planned power by the location demand. And that will verify the required performance to control PV and battery power-generation system, total system and the battery.
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