エネルギー環境問題の解決を目的としたNAS電池システムの計画運用手法

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550278
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 岩本 伸一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (30119648)
• 研究分担者: 大高 聡也 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 講師 (50339694)
• キーワード: 電力系統 / 電力貯蔵装置 / NAS電池 / 線路過負荷 / 最適潮流計算 / 過渡安定度計算

研究概要

本研究では、電力貯蔵装置の1つであるNAS電池に対して、「電力の貯蔵」という投割を果たさせるだけでなく「電力系統の制御」という機能を持たせることを検討し、その応用方法について検討した。特に、送電線事故によって生じる線路過負荷を解消するためにNAS電池を利用することを考え、そのために必要な設置計画と運転制御を決定する手法について提案を行った。
一般的に、送電線n-1基準の線路過負荷を抑制するためには、送電線を増強したり、発電機有効電力出力を振り替えたりして対処する。しかし、立地条件などにより送電線を増強することができない場合や、放射状系統のように発電機有効電力出力振り替えでは対応することが難しい場合も考えられる。本研究では、このような状況においてNAS電池を利用することが望ましい手法を提案した。
まず、設置計画の段階では、線路過負荷抑制の対象となる想定事故を特定し、その事故に対するNAS電池の最適配置と最適容量、および、発電機有効電力出力の減少量を最適潮流計算により決定する。最も厳しい線路過負荷が生じると考えられる時季・時間を考慮すればよいと考えられるため、夏季・昼間の需要ピーク時間断面を想定した計画を行うことにする。次に、運転制御の段階では、NAS電池の制御内容を過渡安定度計算により検討する。「電圧変動の抑制」と「線路過負荷の解消」という2つの機能を持った運転制御を考え、高出力型NAS電池により過渡状態の系統動揺を抑制しつつ最終的には線路過負荷も解消することができる手法を適用している。最後に例題系統を用いてシミュレーションを行い、設置計画段階で決定されたNAS電池システムの最適配置と最適容量により、運転制御段階で線路過負荷現象が効果的に抑制されることを示した。

研究成果

• [文献書誌] 大高聡也, 岩本伸一: "NAS電池システムを用いた線路過負荷現象の抑制手法"電気学会論文誌B. Vol.124, No.3. 363-373 (2004)
• [文献書誌] Toshinori Esaka, Arisa Takehara, Toshiya Ohtaka, Shinichi Iwamoto: "VOLTAGE STABILITY CONTROL BASED ON VIPI INCLUDING AN NAS BATTERY SYSTEM"IFAC symposium on Power Plants & Power System Control 2003. 2003(Pre-prints I). 620-625 (2003)
• [文献書誌] Masashi Tatsuno, Toshiya Ohtaka, Shinichi Iwamato: "Installation planning and operation control of NAS battery systems considering voltage stability margin"Proceeding of the 6th International Conference on APSCOM2003. Volume 2 of 2. 624-629 (2003)
• [文献書誌] 江坂俊徳, 大高聡也, 岩本伸一: "電圧安定度を考慮した送電線混雑解消へのNAS電池の摘用"電気学会研究会資料 電力技術・電力系統技術合同研究会. PE-03-99 PSE-03-110. 1-6 (2003)
• [文献書誌] 龍野正志, 大高聡也, 岩本伸一: "電圧安定性を考慮したNAS電池システムの設置計画手法"電気学会 電力・エネルギー部門大会論文集. 平成15年分冊A. 353 A113 (2003)