2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of Estimation Method of Future Wind Power Output Fluctuations Considering Smoothing Effects
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17K17704
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
池上 貴志 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70534460)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 再生可能エネルギー / 風力発電 / 平滑化効果 / 電力工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、風車位置の面的な広がりによる平滑化効果を考慮した風力発電出力変動量の推計手法を開発を目指し、全国74ヶ所の風力発電所の発電出力データに基づく現況分析を行う。複数の風力発電所の出力変動を合成することによる平滑化効果を定量的に評価し、それを用いて政府の導入シナリオによる今後の風力発電所の導入位置も考慮した発電出力変動量の推計を行う。
平成２９年度は、風力発電所ごとの発電出力データを、中心化移動平均フィルタを用いて、ガバナーフリー(GF)領域、負荷周波数制御(LFC)領域、経済負荷配分制御(EDC)領域、それ以外の長周期成分に分割し、出力変動量の定量化の手法とその指標を提案した。
平成３０年度は、これらの出力変動量やその平滑化効果の季節特性を明らかにするため、風力発電出力の各領域の変動量の大きさを、地域別、月別に出現確率分布を算出し、出力変動量の上位0.1、1、99、99.9パーセンタイル値を求めた。これを用いて平成２９年度に開発した出力変動量の定量化手法を適用し、将来の短周期変動量を推計するための近似曲線を、地域別、月別に得た。月別に推計することにより、平滑化効果の持つ季節特性も考慮した推計が可能となった。これらの結果の一部を論文にまとめた。
地域ごとの出力変動量の季節性については、特に日本海側に風車の設置が多い北海道、北陸、中国地方についての季節変動が大きく、夏の期間と比較して冬の出力変動が特に大きくなっていることが明らかになった。また、これらの出力変動量の地域特性や季節特性を考慮した電力需給解析を行うことで、平滑化効果を考慮することの優位性を明確にした。これらの結果は国内学会にて発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
風力発電出力を、ガバナーフリー（GF）領域、負荷周波数制御（LFC）領域、経済負荷配分制御（EDC）領域、それ以外の長周期成分の４つの領域の変動成分に分割し、GF、LFC、EDCの領域について平滑化効果の定量化を進めてきた。その平滑化効果の度合いについても季節性が存在することが確認され、これまで年間一括で定量化してきたものを月別に定量化しなおす必要が出てきた。そのため、当初の計画では、長周期成分も含めた将来の平滑化効果を考慮した出力変動量の推計について、平成３０年度に北海道、東北について、平成３１年度に北陸、中国、四国、九州について行う計画であったが、研究の手順を変更し、平成３０年度に北海道、東北、北陸、中国、四国、九州の対象とする全地域における長周期以外の領域の2030年などの将来の変動成分を推計する手法を確立し、その影響の評価を行うことを優先し、平成３１年度に全地域における長周期成分の推計と評価を行うこととした。平成３０年度の研究はおおむね順調に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度は、北海道、東北、北陸、中国、四国、九州の各地域を対象として、これまで行ってきた風力発電出力間の相互相関係数と位置関係等を考慮して、長周期変動成分の平滑化効果の定量化を行い、推計精度の検証を行う。また、平成３０年度に行った短周期変動成分の将来推計結果と合わせ、2030年の風力発電導入場所を想定した将来の風力発電出力を模擬できる電力需給解析用のデータを整備する。
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