電力系統への影響を考慮した太陽光発電システムの最適出力制御の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750207
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 加藤 丈佳 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (90283465)
• Keywords: 太陽光発電システム / 最大電力追従制御 / 日射変動 / 電力系統 / コスト / 蓄電池 / 負荷周波数制御 / 設備代替性

Research Abstract

本研究では,太陽光発電システム(PVシステム)における急激な出力変動を、蓄電池等を用いるのではなく、最大出力点制御(以下,MPPT)の制御特性の調整によって緩和することに着目し、その有用性について技術的および経済的観点から検討を行った。その結果、以下の知見が得られた。
◆提案手法を適用したMPPTでは、PVシステムの出力増加速度に上限値(R_<max>)を設定して出力平準化を行う。このため、日射量減少時にはPVシステムの出力減少速度を緩和することはできない。しかし、急激な日射変動は短周期で増減を繰り返すことが多いため,日射変動増加時のPVシステムの出力を抑制することによって一定時間でみた場合に出力を平準化できることがわかった。
◆名古屋市域5ヶ所で観測した日射量データを用いて、提案手法を適用した場合のPVシステム群全体の出力を推定し負の需要とみなし、提案手法の適用によるLFC発電機容量の削減効果を検討した。その結果、R_<max>を1%/minに設定すれば,PVシステム導入率が5%になっても、現状のLFC発電機容量を増加させる必要がないことがわかった。
◆提案手法を適用すると,日射から変換できる電力が減少するため、PVシステムの経済性を悪化させる。そこで,経済性の観点から,提案手法と一般的に考えられている蓄電池による出力平準化手法との比較を行った。その結果、鉛蓄電池の寿命サイクル数が現状の500回前後であれば、提案手法の平準化コストは鉛蓄電池を用いる場合の4分の1程度であり、鉛蓄電池の寿命サイクル数が将来目標の3000回になっても、提案手法の平準化コストと同程度であることがわかった。

Research Products

• [Publications] 鈴置保雄: "PVシステムの出力変動がLFCに与える影響の評価"第21回エネルギー・資源学会研究発表会講演論文集. 427-432 (2002)
• [Publications] 伊奈信彦: "MPPT制御特性によるPVシステムの出力平準化 -LFC発電機容量に対する影響-"第21回エネルギー・資源学会研究発表会講演論文集. 433-438 (2002)
• [Publications] 伊奈信彦: "MPPT制御特性に着目したPVシステムの出力平準化法がkW価値に与える影響"平成14年度電気関係学会東海支部連合大会講演論文集. 67 (2002)
• [Publications] 伊奈信彦: "MPPT制御の調整によるPVシステムの出力平準化に関する検討"電気学会新エネルギー・環境研究会資料. 33-38 (2003)