太陽光発電の大量連系された高低圧配電系統における電気自動車の充電マネジメント手法

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25420922
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 杉原 英治 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10359854)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 配電系統 / 太陽光発電 / 電気自動車

Research Abstract

本研究では，高圧連系する急速充電と，低圧連系する普通充電や住宅用PVの影響を同時に考慮した分析を行うため，本年度は，まず高圧系統と低圧系統を同時に考慮した高低圧配電系統モデルを構築した．特に住宅用PVの導入分布については始端優先，末端優先，均等分布など様々なケースを想定し，普通充電器の導入分布についても，住宅用PVと同じケースや異なるケースなど，様々なケースにおけるEV普通充電の導入分布を想定した．急速充電設備については高圧配電線の母線として数百メートルに１か所程度を想定し，急速充電設備の同時最大充電可能台数を評価するためのモデル系統を構築した．その上で，配電用変電所の送出電圧の調整については，従来と同様に線路電圧低下補償(LDC)方式を想定し，太陽光発電の大量導入を想定したLDCパラメータ最適決定手法を開発した．上述のモデル配電系統に適用した結果，PV導入分布が始端集中・末端集中・均等導入ケースのいずれにおいてもPV導入率が20～25%程度改善することを評価した．さらに，上述のモデル配電系統を用いて，高低圧配電系統の運用制約下におけるEV急速充電最大可能台数及び最小必要台数を評価するための基礎検討を行った．すなわち，高低圧配電系統における電圧・電流制約下におけるEV急速充電最大可能台数を評価する定式化を開発した．なお，定式化された問題には，放射状系統の潮流計算式が非線形関数として含まれるが，変数変換により二次錐計画問題として定式化でき，厳密な最適解が得られることを示した．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

PV発電やEV充電を考慮した高低圧配電系統モデルの開発，高低圧配電系統における変電所の送出電圧調整手法の開発，充電最大可能台数及び最小必要台数を求めるための定式化さらに放射状配電系統の潮流計算に対する二次錐計画法の適用が完了しており，おおむね順調に推移している．

Strategy for Future Research Activity

H25年度に開発した高低圧配電系統モデルに対する潮流計算手法を用いて，EV急速充電の最大可能台数を評価する．特にH26年度は，急速充電台数が最大可能台数を上回る場合には，EV急速充電により電圧下限制約または電流容量制約を逸脱する可能性があるため，PV用インバータやEV急速充電器の力率制御による急速充電最大可能台数の改善効果について評価する．ただし，力率制御により無効電力を出力するためにはインバータ容量に余裕分が必要であり，そのインバータ容量についても併せて評価する．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため
H25年度当初の見込み額と執行額は若干異なったが，研究計画に変更はなく，前年度の研究費も含め，当初予定通りの計画を進めていく．