成果報告書詳細
管理番号20150000000106
タイトル平成22年度-25年度成果報告書 米国ニューメキシコ州における日米スマートグリッド実証 アルバカーキ市における商業地域マイクログリッド実証
公開日2015/5/1
報告書年度2010 - 2013
委託先名清水建設株式会社 東京瓦斯株式会社 株式会社東芝 三菱重工業株式会社 富士電機株式会社 古河電気工業株式会社 古河電池株式会社 株式会社明電舎 シャープ株式会社
プロジェクト番号P09023
部署名スマートコミュニティ部
和文要約日米共同スマートグリッド実証プロジェクトが、2010年度から2013年度まで米国ニューメキシコ州アルバカーキ市の商業ビルで実施された。このプロジェクトの目的は以下の通りである。1.再生可能エネルギー由来の変動電源を系統に連系するための技術の実証2.情報通信技術を使って需要家側のエネルギー要求を取り込んだ効率的なエネルギー制御システムの実現実証システムの設計と建設が2010年度から始められ2012年5月に完成した。その後、2014年3月まで2年間にわたって各種の実証試験が実施された。実証システムは400kWの出力を有するマイクログリッドとして構築され、電源システムとしてガスエンジン発電機、燃料電池と太陽光発電設備が設置され、空冷式冷凍機、吸収式冷凍機と蓄熱槽が熱源システムを構成している。これらの機器はスマートBEMS(BuildingEnergyManagementSystem)によって制御される。本マイクログリッドは、(1)再生可能エネルギーの出力変動や需要家の負荷変動による配電網への影響を最小化するとともに、(2)需要家側の電源機器、熱源機器や負荷設備を系統からのデマンドレスポンス信号に従って制御可能とし、かつ、(3)系統側の事故等による電力供給停止時には瞬時に系統から独立し、停電なしで自立運転に移行して安定的に電力と熱エネルギーを供給できる。この実証システムを用いて、参加各社が以下に示す実証試験を行った。1)ビル側システムの買電量調整による配電系統安定化の検証(清水建設、東芝、東京ガス)2)自立運転可能なビル側システム構築による高信頼度供給の実証(清水建設、東京ガス)3)空調システムによるDSM実施効果の検証(清水建設)4)太陽光発電用PCSのロバスト性向上の実証(明電舎)5)ガスエンジン発電装置の設計・製作と高地運転性能の評価(三菱重工)6)燃料電池の設計・製作と高地運転性能の評価(富士電機)7)先進鉛蓄電池運用管理システムの実証評価(古河電工)8)先進的鉛蓄電池の実証評価(古河電池)9)太陽光発電システムの性能評価(シャープ)これらの結果は、以下のように各章に示されている。第1章:清水建設実証システムの建設と系統連系運転、自立運転、デマンドレスポンス運転、冷凍機による電力変動補償制御などの実証試験結果。第2章:東京ガスガスエンジン発電機と燃料電池を用いたPV変動補償制御、自立運転、米国側系統に設置された蓄電池容量削減効果の検証などの実証試験結果。第3章:東芝系統データの収集とデマンドレスポンスデータの仕様と取扱い。第4章:三菱重工高地における燃料ガス性状変動に対するガスエンジンの追従性の評価。第5章:富士電機燃料電池の設計・製作と高地運転性能の評価。第6章:古河電工先進鉛蓄電池運用管理システムの実証評価。第7章:古河電池先進鉛蓄電池の実証運転結果の評価。第8章:明電舎太陽光発電用PCSのロバスト性向上と出力抑制機能の実証試験結果。第9章:シャープ太陽光発電用PVの構築とモジュール性能の評価
英文要約The Japan-US Collaborative Smart Grid Demonstration Project was executed from FY2010 to FY2013 at a commercial building in City of Albuquerque, NM, US.
The purposes of the project were as follows.
1) Demonstration of the interconnection technologies for connecting renewable intermittent power source.
2) Realization of the efficient energy control system which coordinates the energy needs of the demand side by using ICT (information communication technologies).
The design and construction of the demonstration system was carried out from FY2010 and it was completed in May, 2012. After that, various demonstration tests were carried out for two years until March 2014.
The demonstration system was constructed as a Micro Grid of 400kW output capacity that consisted of a gas engine generator, a fuel cell, a lead acid battery and a PV system as electric power supply. And the system had an air-cooled chiller, an absorption chiller and thermal energy storage water tanks as heat source equipment. These devices were controlled by smart BEMS (Building Energy Management System).
This micro grid system could minimize the negative impact due to the power output fluctuations of large scale PV systems on the utility power feeder. This micro grid system could also control the demand side energy devices such as secondary batteries, heat energy storage, etc., in cooperation with the upstream utility power system. Furthermore, this system could supply stable and high quality electric power and thermal energy to the building in case of utility power loss without any blackout.
The participated nine companies carried out several experiments using this demonstration system. These results were mentioned in each chapter as follows.
Chapter 1: SHIMIZU Construction of the demonstration system and results of the demonstration tests such as grid-connecting operation, islanding operation, demand response operation and power fluctuation control by chiller.
Chapter 2: TOKYO GAS Test results of the compensation control for PV fluctuation, islanding operation and validation of US side battery capacity reduction, using gas engine generator and fuel cell.
Chapter 3: TOSHIBA Data collection from external power system, specifications and handling of the demand response data.
Chapter 4: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIAL Evaluation of the gas engine’s load response to fluctuations in fuel gas properties at a high land.
Chapter 5: FUJI ELECTRIC Design and installation of fuel cell and evaluation of FC’s performance at a high land.
Chapter 6: FURUKAWA ELECTRIC Demonstration results of the battery management unit for advanced lead-acid battery
Chapter 7: FURUKAWA BATTERY Performance evaluation of the advanced lead-acid battery.
Chapter 8: MEIDENSYA Test results of the improvement of robustness and output limitation function on a PV inverter.
Chapter 9 :SHARP Installation and evaluation of PV module system.
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