（送電線）
分散型電源の主な種類と特徴
（発電所）
（変電所）
（配電線）

（PVTECメーカーパンフレットより）
太陽光発電○住宅を中心に普及が始まっています。
○天気の変化により作り出される電気の量が変化します。

都市ガスを利用した発電（コージェネレーション）○ビルなどを対象にマイクロガスタービンや小型燃料電池の開発が進められています。
○電気と同時に発生する熱も空調などに利用できるため、効率のよいエネルギーマイクロガスタービン利用が可能となります。
（メーカーパンフレットより）
風力発電○風の強い地域を中心に導入が始まっています。
○風の強さにより作り出される電気の量が変化します。

（メーカーパンフレットより）分散型電源の導入による配電系統の電流変化

分散型電源の影響を評価―― 配電系統への接続の限界と今後の対策 ――■ 分散型電源の大量導入の課題■ 既存の配電系統での導入可能量■ 大量導入に対応する新技術開発● ひとこと システム技術研究所 需要家システム領域 上席研究員 小林 広武

分散型電源の大量導入の課題
10年ほど前から、国の補助金で太陽電池を自宅の屋根に取り付ける家庭が増えてきました。
これにより、大型の発電所から家庭に電気を配るという従来の電気の流れが大きく変ってきています。自然エネルギーの活用というメリットとともに、自然まかせの発電であることから、電力の品質を適切に管理するための問題が生じてきます。また最近では、家庭用燃料電池などが開発され、いずれも配電系統への接続が考えられています。
電力中央研究所は、従来の配電系統に分散型電源が導入された場合でも適切に運用するための限界条件や、さらにそれを超えて導入される場合に、法律に定められる電気の品質を保証して分散型電源を活用するために必要な技術開発とその実証を進めています。

■ 分散型電源の導入による電気の流れ■ 分散型電源導入の問題点（1）電圧の上昇

太陽電池など分散型電源でできた電気はまず、太陽電池を取り付けている家が多く集まってその家庭で消費されますが、使い切れなかった残いる地区で、雨がやんで、急に晴れると、このりの電気は家庭から電柱に向かって、通常とは逆地区の太陽電池は、一斉に発電を始めます。の流れで電気を送ることになります。これは家庭作られた電気は、電柱に向かっていっきに流が小型の発電所になったことを意味しています。

れ出し、遠くの発電所から送られてくる電気とこのような、電気を消費する場所に設置されは反対方向に流れるため、法律で決められた電た太陽電池や風力発電、さらには燃料電池やガ圧の範囲を超えることが起こりえます。

スタービン発電などの小型の発電設備を分散型（2）単独運転の危険電源と呼びます。個別の分散型電源には、表のまた、変電所から家庭までの間で事故が起きように、配電系統への連系の条件（ガイドライた時には、安全のためにいったん電気を止めるン）が決められています。

必要があります。従来の配電系統では、電気のしかし、分散型電源が増えて、配電系統につ流れが一方向なので変電所や電柱についているながっていくと、大型の発電所から各家庭に電スイッチを切れば、スイッチの先は電気が止ま気を配るという、従来の一方通行だった電気のる状態に簡単にできました。しかし、スイッチ流れが大きく変わってきています。所によっての先に分散型電源があると、スイッチを切っては、逆の流れが生じることもあります。

も分散型電源が停止しないので周辺の電気が止まらない恐れがあり、スイッチを切ったから電線に触っても安心とは言えません。

表

分散型電源連系のガイドラインa）適正電圧の維持
b）高調波の抑制c）故障が配電系統に波及しないこと
d）系統の電力を受けていない状態で単独で運転することの防止法
律で107V
決めら
れた 95V範
囲

通常の電圧の変位

図

電圧の上昇

既存の配電系統での導入可能量■ 大規模実証設備を用いた試験
電気の使われ方は繁華街や住宅地、そして郊■ 分散型電源導入の限界
この設備を用いて、実証試験を行った結果、外などの地域性により大きく異なり、その結果、以下のことが明らかになりました。

配電の形状も異なっています。また、春夏秋冬（1）電圧の逸脱の限界量の季節によって、また、一日の昼夜の時間帯で春秋の晴れた昼間など電気の使用量が少ない電気の使われ方が異るので、従来の配電系統で場合に、配電線容量（配電線に安全に流すことは法律で定められた電気の品質を守るために投のできる電気の最大量）の数％程度の導入でも入できる分散型電源に限界が生じます。その分法律で定められた範囲の電圧から逸脱する可能散型電源導入量の限界や対策を明らかにするに性があることが分かりました。

は、それぞれの形状に合わせて実験する必要が（2）電圧変動を把握あります。

太陽光のようにインバーターによって交流に当所では、群馬県の赤城試験センターに、さしている電源では、落雷事故などによる瞬間的まざまな条件での試験を行える大規模実証設備な電圧低下や系統の切り替え作業に伴い、止りを設置しました。そこでは、以下の研究開発がやすく電圧変動をもたらすことが分かりました。

できます。

（3）単独運転の発見が遅れる（a）種々の配電形状に対応することセンサーに依存しますが、単機の分散型電源（b）実規模の電力を対象にできることだと的確に発見できても、機器が多数だと相互（c）多種・多量の分散型電源の接続を試験でき干渉が生じて感度が低下し、発見できないことることもあることが分かりました。

（d）分散電源の制御や配電線の連携に対応した実験設備

機器を開発・検証すること
容量総容量
（1台）
［kW］ ［kW］

電源種類

実機/模擬

コージェネ模擬用
同期発電機

実機

風力模擬用
誘導発電機

実機

太陽光発電

実機
模擬

120〜150251503555

燃料電池
蓄電池模擬

模擬

20240

マイクロ
ガスタービン

実機

3030

合計

図

415

太陽光発電

185
80950

実験設備の概要と特徴

発電機

図

多様な電源

大量導入に対応する新技術開発■ 新概念の導入：需要地系統■ 今後の計画

分散型電源は、限界を超えて導入が進むこと分散型電源の大量導入が進んでも、品質のよいも予想されます。当所では、分散型電源が多数電気が利用でき、なおかつ分散型電源を止めない導入された配電系統に対し「需要地系統」といためには、前述のような設備を新たに設置する必う新概念を提案し、その運用のための新技術を要が生じます。しかし、これらの設置に対する負開発しています。

担を軽くして、合理的な運用ができるようにする（1）ループコントローラ

ため、さらなる研究を進める計画です。特に、ル異なる２つの配電系統の末端間を結び、電力ープコントローラのコンパクト化、低価格化、需融通を可能にします。結ぶ両サイドの配電系統給インタフェースの高機能化などざまざまな状況間で自律的に電力を融通する機器をループコンでの機能の検証を進めていきます。

トローラと名付けました。ループコントローラ

一方、多くの分散型電源が各地に導入されるで結ばれた２つの配電系統は、図のように、太と、周波数など系統全体の問題も危惧されます。

陽光発電の発電量を融通しあえます。

この問題への実験的研究にも着手しています。

（2）需給インタフェース
ある区間内での分散型電源の総発電容量をその区間内の総需要量に合わせて調整し、電圧な● ひとことどを適正にします。この機器を需給インタフェ

分散型電源がたくさんースと呼びます。各分散型電源や家庭の電力計接続されると、互いに影を通信回線で結び、需給のバランスをコンピュ響を及ぼしあい、１台のーターが判断して分散型電源を制御します。

時では想定できないような思わぬ動きをする場合が多くあります。それだ
システム技術研究所
需要家システム領域
上席研究員

小林
ループコントローラ

広武

けに難しい面もあります
が、新しい現象を見つけ出したり、新しい対策方式を一から作り上げたりと、なかなかやり甲斐のある研究です。現在８名の研究員でチームを組み、赤城での実験を中心に各種の技術開発にチャレンジしています。

図

ループコントローラの活用■ 既刊「電中研ニュース」ご案内
No.415 事故・トラブル防止システムを開発
No.414 2005-06、原油価格の見通しと影響

No.413 CRIEPIのうごき 2005.7夏No.412 高温超電導ケーブルの適用性を実証

2005年９月30日発行〒100-8126（財）電力中央研究所 広報グループ
東京都千代田区大手町1-6-1（大手町ビル7階） TEL.（03）3201-6601 FAX.（03）3287-2863
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古紙配合率100％の再生紙を使用しています