エネルギー貯蔵装置を用いた多機能制御システムの最適化に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650312
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 田中 英一 北海道大学, 工学部, 助手 (10124538)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長谷川 淳 北海道大学, 工学部, 教授 (40001797)
• Keywords: 電力系統 / エネルギー貯蔵装置 / 多機能制御システム / 最適化 / 周波数制御 / 電圧・無効電力制御

Research Abstract

本研究は、近い将来における電力系統の一構成形態として、従来型の発電設備と基幹送電系統とが上位系統を構成し、負荷とエネルギー貯蔵装置とが多数の下位系統を構成するようなシステムを想定したうえで、各エネルギー貯蔵装置に様々な系統制御機能を担わせることにより、従来設備の負担の軽減をはかるとともに、従来設備だけでは難しかった良質な制御の実現を目的としている。一般に、エネルギー貯蔵装置は従来の発電設備に比べて比較的自由な制御が可能であると考えられ、さらに、既存設備と貯蔵装置との協調によって、より望ましい制御効果が得られるものと考えられる。
今年度は、これまでの研究成果を踏まえて、分散配置されたエネルギー貯蔵装置と既存設備との協調による総合的な最適化に関する検討を行うとともに、実用化の観点から制御対象のモデル化における誤差や系統状態の変化に伴う誤差などの影響についても基礎的な検討を行った。
1.分散型エネルギー貯蔵装置を用いた周波数・有効電力制御に関して、既存の周波数制御用発電所との協調制御に関する再検討を行った。一般に、応答速度に限界のある発電機に比べて、エネルギー貯蔵装置の場合は高速な応答が可能であるが、容量の面からの制約を受ける。したがって、負荷急変直後などの過渡的な状態においてはエネルギー貯蔵装置が応答し、過渡動揺が収まった後の定常誤差を制御用発電機が受け持つという役割分担が望ましいが、制御系パラメータの適切な設定により、このような分担が可能であることを確認した。
2.電圧・無効電力制御に関しても、分散型エネルギー貯蔵装置と従来型の個別VQCの協調により、過渡的な動揺はエネルギー貯蔵装置が受け待ち、定常的な無効電力の過不足については従来設備の調相容量で補償するという役割分担が可能で、それにより貯蔵装置の変換器容量を抑えながら系統の電圧安定性の向上に寄与できることをシミュレーションによって確認した。
3.モデル誤差の影響に関しては、例えば下位系統の負荷周波数特性定数の値の測定が困難であるといった問題が考えられるが、シミュレーションでは誤差による影響はほとんど認められなかった。

Research Products

• [Publications] 藤井 裕紀: "電力輸送力の観点に基づく分散型エネルギー貯蔵システムの経済性評価に関する検討" 平成8年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集(論文I). 49-54 (1996)
• [Publications] 佐野 了一: "分散型エネルギー貯蔵システムによる電圧・無効電力制御の総合的評価" 平成8年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集(論文II). 119-120 (1996)
• [Publications] 佐野 了一: "分散型エネルギー貯蔵システムによる電圧・無効電力制御の評価" 電気学会電力技術・電力系統技術合同研究会資料. PE PSE96-104. 79-88 (1996)
• [Publications] 佐野 了一: "分散型エネルギー貯蔵システムによる電圧・無効電力制御の総合的評価-限界時間の伸びに関する検討-" 平成8年度電気関係学会北海道支部連合大会講演論文集. 489- (1996)