成果報告書詳細
管理番号20100000002119
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国際共同実証開発事業 大容量太陽光発電システム等出力安定化統合制御技術実証開発(大容量PV+キャパシタ+統合制御)(青海省)
公開日2010/11/10
報告書年度2007 - 2009
委託先名株式会社ニュージェック
プロジェクト番号P92034
部署名新エネルギー技術開発部
和文要約件名:平成19年-平成21年度成果報告書 大容量太陽光発電システム等出力安定化統合制御技術実証開発大容量PV+キャパシタ+統合制御(青海省)
大容量太陽光発電システム等出力安定化統合制御技術実証開発・大容量PV+キャパシタ+統合制御(青海省)は、出力変動の激しい太陽光発電システム等の再生可能エネルギーを系統へ連系した場合、その出力変動が系統へ及ぼす影響を緩和すべく、電気二重層キャパシタ(以下「EDLC」という)を用い、また発電出力の安定化とメンテナンス性向上等について統合制御方式を用いたシステムを構築し、技術的知見の取得と安定制御できる運用方法を確立することである。
ここで得られた知見はわが国においても、太陽光発電など出力が不安定な新エネルギーが系統に連系され増加していった際、系統への送電出力を短時間域でも安定化させることに役立つ技術である。
【実証運転】サイトに建設した実証設備に於いて、約1年間の長期間における良好な制御の確認を行うための実証運転を実施した。また、実機によるOJTトレーニングを柱とした、現地運転技術者へのトレーニングを行った。さらに、本研究の成果および、PVなど新エネルギー関連技術等に関する技術的な知見について、ワークショップを開催した。
【成果】運転実績を基に、実証設備全体としての運転・制御および保全性および経済性について検討した。運転・制御および保全性では、約1年間の実証運転により、自然エネルギーの変動等に対しても、良好な制御による給電が実施できることを実証した。この実証研究の成果として次の次項が挙げられる。
1.EDLCによる出力変動補償では、EDLCによる出力安定化装置と制御システムを開発し、発電設備の短時間の出力変動を安定化できることを確認した。具体的には、出力安定化装置の容量に対し1秒周期 (1 Hz) の出力変動を1/10に低減したことを確認した。2.統合制御については、1年間に渡る実証運転データを解析することで、直流母線電圧およびコンバータ交流側出力点電圧の電圧変動が所定の品質に収まっていることを確認した。さらに、PV出力急変時 (270 kW→0 kW) の直流母線電圧の変動についても、所定の品質に収まることを実証した。3.電力系統と協調のとれたインバータ制御に関しては、サイトで瞬時停電を回路操作にて模擬し、系統停電復帰後のインバータの高速立上試験を実施し所定の成果を達成した。4.実証設備の経済評価では、本実証研究での実証運転結果に基づき、太陽光発電所の減価償却費を含めた長期の財務分析およびEDLCの将来的な普及可能性検討を行った。財務分析では、実証運転結果より投資回収を10年以内にするための提案を行い、EDLCの将来的な普及可能性検討では、現在の主流である鉛蓄電池の機能の一部をEDLCで担うことにより、より高性能かつ低価格な二次電池-EDLCハイブリッドシステムの構築におけるEDLC限界コスト等について検討した。
以上のことから、PVシステムにEDLC設備を併設し、またPVシステムと出力安定化装置を直流母線で接続する統合制御方式を用いたシステムにより得られた技術的知見の取得と安定制御できる運用方法は、我が国においても、太陽光発電など出力が不安定な新エネルギーが系統に連系され増加していった際、系統への送電出力を短時間域でも安定化させることに役立つ技術である。また、将来のEDLC価格低減を期待すれば新エネルギーにフレキシブルに対応し、効率的・安定的なPVシステムの構築へ目途がついた。
英文要約Title: Report on Demonstrative Research on Power Output Stabilization and Integrated Control Technologies for Large-scale Photovoltaic Power Generation Systems (Large-scale PV + Capacitor + Integrated Control)
#Objective and Outline of Project
The objective of the Demonstrative Development of Power Output Stabilization and Integrated Control Technologies Utilizing Large-scale Photovoltaic Power Generation System with Large-scale PV System, Capacitors, and Integrated Control (in Qinghai Province, China) is to construct systems using electric double-layered capacitors (hereinafter referred to as the EDLC) for the reduction of adverse influence of variations in power output from the PV power generation system that are caused when renewable energy of the PV power generation system with sharp variations in power output is interconnected to the grid system as well as the integrated control system for the stabilization of generated power output and the improvement of maintainability, and further to establish an operation procedure that makes it possible to obtain technical knowledge and stably control the PV power generation system.
# Demonstrative Operation
We conducted the demonstrative operation of the demonstration facilities constructed on the site to ensure the good control of the facilities for an extended period of approximately one year.
# Achievements
We carried out studies on the operation, control, maintainability, and economic efficiency of the entire demonstration facilities in accordance with the results of the demonstrative operation. With regard to the operation, control, and maintainability, we verified through the demonstrative operation for a period of approximately one year that power could be distributed through good control regardless of natural energy variations.
In conclusion, the operating procedure that makes it possible to obtain technical knowledge that was obtained from the PV power generation system combining the EDLC equipment in the PV system and using the integrated control system connecting the PV system and power output stabilization system with a DC bus line and to stably control the PV power generation system is a technology useful in stabilizing power output to be distributed to the grit system even for a short period of time in Japan when new energy with unstable output such as PV power generation is increasingly interconnected to the grit system. In addition, we now see the light at the construction of effective and stable PV systems that flexibly respond to new energy in expectation of a future reduction in cost of the EDLC.
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