エネルギーミックスの変化および電力系統の安定性に対する影響

目次

2

と

はじめに

3

再生可能エネルギーの統合による電力系統の安定性に関する課題
再生可能エネルギーへの移行やベースロード発電所（石炭火力、ガス
火力、原子力）の廃止により、電力系統の安定性に立ちはだかる
最重要課題とは何か、そしてその課題の対処方法とは？

4インバータがシステム全体の強度に及ぼす影響は何か？

5

最重要課題は国によってどのように異なるのか？

5

風力発電・太陽光発電へと移行することで、系統の慣性が低下する。この移行が電力系統の安定性にどの程度影響するのか、
そして可能な軽減方法とは何か？

6

4

課題への対応電力系統の無効電力、短絡電流、および周波数の安定性の管理は誰が担当しているのか？

8

この増え続ける問題にどのように対処していくのか？

8

原子力エネルギーの取り込みは、石炭火力の廃炉による電力系統の品質への悪影響を緩和できるのか？

9

停電のリスクは高まるのか？

9

結論と将来の見通し

11

略語一覧

12

免責事項

13

著者

14

参考文献

15

hによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

8

はじめに

世界のエネルギー業界は、二酸化炭素排出量の少ないエネルギーシステムへと急速に移行しています。多くの先進国では、再生可能エネルギーの目標が政策方針として設定されています。
この移行の初期段階では、再生可能エネルギーの存在は電力系統の安定性にほとんど影響を与えませんでした。普及の水準が低いため、必要に応じて接続または切断することができたからです。
しかしながら、エネルギーミックスにおける再生可能エネルギー源のシェアが高まるにつれ、再生可能エネルギーをさらに導入することは、電力フローパターンの変動、無効電力の充足、および系統慣性に影響を与えるため、電力シス
テムの安定性に対してますます多くの課題をもたらします。
システムの無効電力を管理することで、事業者はシステム内の電圧レベル
が公称電圧レベルを上回るまたは下回る特定の範囲内にあることを確認できます。系統慣性とは、化石燃料をベースとする発電所に見られるような、大規模な発電機の回転で蓄えられる運動エネルギーのことです。系統
慣性は、安定した周波数レベルを維持するために不可欠です。安定した予
測可能な電力フローパターンにより、予期しない障害に対するシステム事業者の対応が容易になります[1]エネルギーミックスにおける再生可能エネルギーの割合が増加していることを考えると、電力系統の安定性の管理が今後の課題となると予測されます。電力
系統の安定性に関連する事故がすでに発生し始めています。その一例がオーストラリアで起こりました[2]。2016年9月28日に南オーストラリアで発生した
この停電は「再生可能エネルギーの高い普及率が原因として結びつく初めての停電」と呼ばれることもあります[3]。停電の原因は再生可能エネルギー源（RES: renewable energy sources）だけでなく、50年に一度の大きな嵐によるさまざまな被害（高電圧鉄塔など）も原因となったことを強調するのも重要ですが、この出来事がきっかけで、再生可能エネルギーの割合が高い状況では、より強靭な電力系統が必要であると言われるようになりました。オーストラリ
アエネルギー市場運営者（AEMO）は、このような事故を今後回避するために、事業者は、系統慣性を増やし、制御サービスの頻度を高め、システム全体を強化する必要があると最終報告書で結論付けました[4]。オーストラリアの例では、脱炭素化された電力供給に移行する際に克服すべき課題に焦点を当てています。
本資料では、スイス損害保険会社（Swiss Re）とチューリッヒ工科大学（ETH
Zurich）のReliability and Risk Engineering Laboratoryが、電力系統の安定性に関する一連の疑問について議論しています。この議論では、エネルギーミック
ス内の再生可能エネルギー源（RES）の割合が増加していること、その管理方
法、システムレベルのソリューションが利用可能であることに関して、重要な課題を取り上げています。

とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

3

再生可能エネルギーの統合による電力系統の安定性に関する課題

再生可能エネルギーへの移行やベースロード発電所（石炭火力、ガス火力、原子力）の廃止となった場合、電力系統の安定性に立ちはだかる最重要課題とは？その課題への対処方法とは？
再生可能エネルギー源（RES）は、2021年の新しい電源ポートフォリオの半分以上を占めると予想されています。この取り組みのほぼ半分は中国で発生し、米国、EU、インドがそれに続くと予想されています[5]。
再生可能エネルギー源（RES）の普及に伴い、ベースロード発電所が廃止されるとなった場合、電力系統の安定性を維持するために新たに3つの課題が生じることになります[6]。
1. 電力システムの運用と供給に十分な柔軟性を確保する
2. 電力システムの運用上の複雑さに取り組む
3. インバータ連系機器を統合する
増加する運用の複雑さを管理しながら十分な柔軟性を確保する
電力システムの柔軟性は「変化する条件に適応する能力」です。このような能力の例としては、1時間または1分単位での供給と需要のバランス調整、または数年かけて行う新しい発電・送電リソースの導入が挙げられます[7]。
電力システムが変化するペースと、さらに多くの再生可能エネルギー源（RES）
およびその他のスマートエネルギー技術（例えば、さまざまな電圧レベルでの電気自動車）が統合されていくことを考えると、柔軟性は非常に重要であるといえます。
送電レベルでは、その柔軟性は、ガス火力発電や水力発電など送配電可能な発電所からもたらされる場合もあれば、近隣諸国と電力取引からもたらされる場
合もあります。水力発電の将来性と、近隣諸国との接続性の程度に応じて、システム事業者は最適な選択肢を決定することができます。
近隣諸国間で良好に電力を取引するには、送電系運用者（TSO）間でのスムー
ズな調整と、潜在的な過負荷を管理するための安全マージンを低減したインターコネクタの使用が必要です。さらに、新しい送電インフラも必要となります[6]。
インターコネクタは、近隣諸国の電力システムをつなぐ送電線であり、相互接続された電力ネットワークで長距離の電力送電を可能にする上で重要な役割を果たします。
配電レベルでは、デマンドサイド・マネジメント（DSM）によってさらなる柔軟性が実現します。また、バッテリーシステムや電気自動車などのローカルでのエネルギー貯蔵と電力系統との間の双方向の電力フローも可能になる可能性があります。さらに、電力セクターを他のエネルギーセクター（熱セクターおよびガスセクターなど）と結びつけることにより、配電レベル[8]と送電レベルの両方で柔軟な選択肢が提供されます[9][10]。
エネルギーの移行は、電力システムの運用に影響を及ぼすと予想されます[6]。
再生可能エネルギー源（RES）の統合（特に屋上の太陽光発電）が進むと、ピーク負荷時に分散型電源から大量の電力が投入されることが予想されます。このことは、いくつかの課題につながります。まず、大量の電力が投入されると、正味負荷パターンに影響を与え、その結果、現在のピークロード事業者の運用（水力およびガス）を調整する必要があります。第二に、水力ダムや揚水式発電などの従来の貯水式ユニットは、運転を大幅に調整する必要がある場合があります。第三に、発電量が増加するにつれて、エネルギーの需給バランスをとるために、従来のユニット（融通の利く事業者）がより迅速に対応することが必要となります。最後に、分散型バッテリーとDSMからの柔軟性の可能性と相まって、分散型電源からの発電量を増やすには、送電系運用者（TSO）と配電

4とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

系運用者（DSO）の間でより多くの調整が必要となります。チューリッヒ工科大
学のNexus-e研究で実施されたこの分析[6]では、近隣諸国間の電力取引が増加しており、電力システム事業者間の調整を強化する必要があることが示されています。全体として、この移行により将来の電力システム事業の課題が増えると予想されています。
インバータ連系機器の統合
太陽光発電（PV）、風力発電、燃料電池、マイクロタービン、バッテリー、電気自動車などのインバータベースの技術は、エネルギー移行において重要な役割を果たします[11]。従来の回転機器による発電とは異なり、これらの技術はいわゆ
るインバータを利用して直流（DC）を交流（AC）に変換します。ただし、インバータ連系機器を統合することは、大きな技術的課題が伴います。このような装置を導入し、同時に同期回転発電機を廃止することは、システムの安定性に2つの大きな影響を及ぼします。それは、系統慣性および短絡容量の低下です。
系統慣性が低下すると、システムの障害への対応能力が低下することになります。
短絡容量が低下すると、発電機で見られるインピーダンスが増加するため、シス
テムの安定性が低下します。さらに、短絡容量の低下はより大きな電圧降下を引き起こし、システムにさらなる影響を与えます。例えば、短絡容量の低下によって、高電圧直流システム（HVDC）で転流失敗が発生し、インバータ接続された発電機の動作に影響を与える可能性があります[12]。北米電力信頼度協議会（NERC）もまた、大量のインバータ連系機器の予期せぬ切断について懸念を表明しています。インバータは通常、異常な電圧や周波数の偏差が発生した場合に切断され、機器を保護します。ただし、これらのインバータ切断のルールは、送電設備のカスケード障害につながり、電力システムのダイナミクスを変更する可能性があるため、システムの安定性を低下させることになります[13]。インバー
タ連系機器に起因する電力システムの安定性の問題は、欧州送電系統運用者ネットワーク（ENTSO-E）[12]によってさらに指摘されています[14]。

インバータがシステム全体の強度に及ぼす影響は何か？
パワーエレクトロニクス・コンバータを備えた発電機の出力電流は、制限閾値内に維持され、半導体スイッチを過負荷から保護します。ただし、この電流制限に
よりシステム強度が低下します。これは多くの場合、短絡容量で表されます。脆弱なネットワーク（つまり、低い短絡容量のネットワーク）は、国際大電力シス
テム会議（CIGRE）およびNERCに列挙されているように、いくつかの課題に直面しています[22]、[23]。このシステムは、発電量や需要の変動に直面すると、電圧が不安定になりやすくなります。脆弱なネットワークに統合された場合、インバータベースの発電機はフォルトライドスルー機能が低下します。つまり、システム内で発生する障害に対する回復力が低くなります。脆弱なネットワークは、
遠隔地での再生可能エネルギーによる発電を特徴とすることが多いため、このようなネットワークでは送電設備の過負荷が問題となる可能性があります。システ
ム強度が低いと、保護システムにリスクが生じたり[24]、リレーのトリップ時間が長くなったりする可能性があります[25]。
同期コンデンサを取り付けると、系統慣性と強度が向上します。この目的のため、段階的に廃止された従来型発電所の発電機を改修することができます。

最重要課題は国によってどのように異なるのか？
電力系統の安定性を維持しながらRESを統合するという課題は、既存のエネルギーミックス、地理的差異、既存/潜在的な地域協力の度合により、国や地域によって大きく異なります[44]。RESによってもたらされる変動は、水力発電所やガス火力発電所などの柔軟で給電可能なエネルギー源を持つことで相殺できます。
これらの設備を所有する利点は、開発に際して電力供給と需要の差異の「バランス」がとれることです。例えば、スイスの水力発電は、幅広い欧州電力網にとって非常に有益です。欧州電力網は、非常に変動しやすい太陽光発電と風力発電への依存度が高いからです。ただし、これらの給電可能な電力源の利点は、各種とhによる共著、エネルギーミックスの変化およびと電力系統の安定度に対する影響

5

再生可能エネルギーの統合による電力系統の安定性に関する課題

RESのエネルギーミックスにおける割合だけでなく、電力網全体の相互接続によっても変わります。例えば、オーストラリアは国内の電力生産ポートフォリ
オ[15]において天然ガスの割合が高いにもかかわらず、安定性を維持することに以前から苦労しており[3]、[4]、イタリアや中国などの国々ではRES生産を「抑制」（一時的に停止）しています[16]。既存の発電機の使用年数と炭素集
約度も、国内のエネルギーミックスを変更する緊急性を判断する材料となりますが、これが、各種RESを統合すべきとの圧力となる可能性があります。
電力系統の安定性を維持するという課題は、当該国の地理的特性に大きく左右されます。ノルウェー、スイス、カナダ、ブラジルなどの国々では、山岳地帯
で温暖な気候であることにより、大規模な水力発電施設を建設できます。対照的に、中東諸国、北アフリカ諸国はその将来性が限られています。プロジェク
トが下流の国々に大きな影響を及ぼすことは少なくありません。
他の国との近接性やつながりも、国内の電力系統の安定性を管理する上で有益な場合があります。デンマークが代表的な例です。デンマークでは風力発電と太陽光発電が国内電力需要の45%以上を満たしており、その柔軟性のニーズを満たすために、広範な国境を越えた取引の恩恵を受けています[17]。高圧架空送電線や海底ケーブルなどのネットワーク接続を増やすことで、電力系統の安定性の課題を管理することができています。英国などの国々では、過去数年間
でフランス、ベルギー、ノルウェーへの相互接続能力が大幅に向上してきており、現在もなお強化され続けています[18]。
国レベルでの課題は、電力システムの規制と統合の両面において、地域の協力の程度によって軽減されることもあります。協力のレベルは、世界のさまざまな地域により大きく異なります。強力な協力と市場統合への傾向の一例として、
欧州連合（EU）が挙げられます。欧州連合は、1996年に電力の域内市場に対する一般的な規則に関する指令から始めました。EUは、2009年に第三次エネ
ルギー・パッケージでエネルギー規制機関協力庁（ACER）を設立し、ヨーロッ
パ諸国の市場統合の基盤を確立しました。以来、いくつかのネットワーク規約とガイドラインをまとめて、統合電力市場への移行を形成してきました[19]。
まだ克服すべき課題はあるものの、欧州諸国はすでに技術協力のための規制枠組みによる地理的な近接性の恩恵を受けています[20]。対照的に、米国のテキサス送電網は、歴史的な理由から他の地域との接続が不十分であるため、地域で混乱が発生した場合でも機能を維持することがより困難になっています[21]。

風力発電・太陽光発電へと移行することで、系統の慣性が低下する。この移行が電力系統の安定性にどの程度影響するのか、そして可能な軽減方法とは何か？
慣性を低下させると、電力システムの安定性が脅かされます。例えば発電機が予期せず停止した場合など、系統慣性があることで、周波数レベルの突然の変化に対して瞬時に反応するように機能します。そのため、系統慣性は予期しない変化にシステムが対応するまでの期間を緩和・調整する役割をします[1]。
インバータ接続された発電は、理論的には仮想慣性を提供できますが、このようなアプローチはまだテストされておらず実装されていません[26]。考えられる緩和措置の1つは、水力発電や揚水発電、フライホイール蓄電など、異なる形
態の非同期再生可能エネルギーおよび電力貯蔵を導入することです。これにより、風力発電タービンの増加および電力不均衡に対する迅速な対応が得られます[27]。電源系統の安定性と供給の妥当性を確保するためにバックアップとしてすぐに使用できるようにする必要のある給電可能な発電の最適な割合は、発電構成全体（つまり、水力発電と分散型柔軟性のある事業者の可用性）に依存

6とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響します。さらに、グリッド構成、相互接続、近隣諸国との取引にも依存します。
この最適な割合とは、国内レベルで電力供給を確保する義務のある送電系事業者
によって特定されます。
太陽光発電（PV）と風力発電の統合が増加する中、慣性の低下は世界中の多くの電力システムにおいて重要な課題になっています。オーストラリアのように送電容量が小さい国（長い送電距離、小規模な電力網、容量が限られている）では、状況が深刻になる可能性があります[28]。このような場合は、相互接続を改善することで低減された慣性による影響を軽減することもできます。最後に、風力発
電のフォルトライドスルー機能を改善すること（慣性がいくらか提供されたとしても、電力系統の周波数に障害がある場合は接続を維持する必要があります）は、
慣性低下を緩和するためのさらなる解決の手がかりになるかもしれません[28]。

とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

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課題への対応

電力系統の無効電力、短絡電流、および周波数の安定性の管理は誰が担当しているのか？
電力系統の無効電力、短絡電流、および周波数の安定性を管理する責任は、送電網のシステム運用事業者にあるのが一般的です。欧州では、高電圧ネットワークを構築および維持することがTSOの責務であり、TSOが、その運用、補助サービスの調達、および電力系統の安定性の確保を担当します。一般的に、
TSOは国または地域ベースで運用され、ほとんどの欧州諸国では1つのTSOが国全体の電力系統を管理しています。それとは対照的に、米国には高電圧送電網
を州規模で管理する事業体がいくつかあります。規模に応じて、独立系統運用
機関（ISO）または地域送電機関（RTO）と呼ばれます。欧州諸国とは異なり、これらの事業体は電力網を保有していませんが、電力網を管理するだけでなく、エネルギーおよび補助サービス市場を運営しています[29]。

この増え続ける問題にどのように対処していくのか？
十分な無効電力および周波数の安定性を確保し、短絡電流を回避することは、適切に管理されている電力系統の重要な要素です。これらの技術的な問題は、再生可能エネルギー源（RES）の統合によってある程度影響を受けるものであり、さまざまな時間的尺度で対処されています[6]。
無効電力管理は、電力系統の電圧レベルを制御するために使用され、電力系統の安定性を維持するための重要な要素となります。現在、無効電力は、主に石炭火力、ガス火力、原子力発電所などの、同期発電機いわゆる従来の回転機器で駆動する発電機から供給されています。これらの大規模な同期発電機を段階的に廃止するには、無効電力の消費分を供給し電圧の安定性を維持するため、他のエネルギー源が必要です。風力発電所と太陽光発電所には、無効電力の管理を提供する技術的な将来性があり、このニーズを満たすことができます。そのため、TSOは、現在ドイツで行われているように、電圧の安定性を確保する
ため、無効電力の供給にこれらの電源を含める必要があります[30]。ドイツのグリッドコードでは、RESユニット（再生可能エネルギー）を不足励磁および過励磁の動作において、それぞれ0.95および0.90の力率まで動作する必要があります[31]。力率が1の場合は、無効電力が生産されないことを意味し、力率が0の場合は100%の無効電力となり、有効電力は生産されません。また、一定の力率0の非発電ユニットから無効電力を供給することも可能です[32]、[33]。例
えば、同期コンデンサ、パッシブ・シャント補償装置（固定または切り替え可能コンデンサ、フィルター、リアクトル）、スタティック・シャント補償装置、および直列補償装置（直列コンデンサ）です。これらの後者の対策の一部はすでに一般的ですが、無効電力の増大するニーズに対応するために拡張する必要がある場合があります。
またTSOは、常に発電と負荷のバランスをとることで、安定した電力系統の周波数を維持する必要があります。TSOは、周波数が50Hzの対象周波数から逸脱した場合に備えて、予備電力を有効にすることで安定した周波数を維持します[34]。再生可能エネルギー源（RES）の統合に伴い、必要な予備電力量が増加すると予想されますが[6]、残りの発電構成にも依存します。
短絡の理由には、内的要因（絶縁不良）および外的要因（悪天候事象、枝などの異物、送電線への接触など）があります。TSOは、装置の故障を防ぐために、
設備（変圧器、架空送電線、ケーブル、開閉装置）を定期的に保守・点検しています。さらに、電線の周辺の植物の管理も行い、枝が導体に接触しないようにします。最近では、TSOは機械学習方式を検討していて、最終的に障害につながる電力系統設備の異常の検出に努めています。
最後に、TSOの責務の一部は、地域、低電圧レベルに対応する配電系運用者（DSO）の提供するサービスに移行される、または補完される可能性があることは広く理解されています[45]、[46]。
電力システムの管理において、DSOがより大きな責任を負うことへの関心は、システムにおける多くの変更が消費者レベルで起きているという事実から生じ8とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

ています[35]、[36]。住宅用太陽光発電、スマート家電の採用、電気自動車の販売増加などはすべて好例です。これらの消費者向けの技術を組み込むことは、地域に明確な影響を与えるため、同じ規模でそれらを管理することを提案することになります。したがって、電力システムの管理において、DSOがより積極的な役
割を果たすために、DSOの役割を変える必要があります。この変化は、ドイツではすでに確認されています。この場合、「Redispatch 2.0」規制では、2021年10月からの再給電プロセスへのDSOの積極的な参加を求めています。これは従前からの大きな変化であり、再給電対策を講じることは、ドイツの4つのTSOの唯一の責務であったのです[37]。

原子力エネルギーの取り込みは、石炭火力の廃炉による電力系統の品質への悪影響を緩和できるのか？
電力網の脱炭素化における原子力の役割は、大いに議論されています。ただし、原子力は脱炭素化された電力供給に貢献することが可能で、現在は水力発電に次ぐ世界第2位の低炭素電力源となっています[38]。原子力が石炭火力の段階的廃止の悪影響を管理するのに役立つかどうかについては、英国、フランス、フィン
ランド、ロシア、インド、中国、韓国の国々で妥当であるとされています。これらの国では現在、約40基の原子炉が建設中です。
一般的に、原子力発電所はベースローダーであり、つまり原子力発電所はほとん
どの場合フル操業で稼働します。そのため、再生可能電力がオンラインで満たされる残存需要を減らし、天候に左右されない電力供給を提供する可能性が高くなります。原子力発電所はベースロードのユニットですが、需要の変化に合わせて電力出力を変更することができます[39]。原子力発電所の出力変化率は、1分間
当たり1%～5%となっています[40]。これにより、原子力発電所は一次、二次、三次調整力を含む周波数制御サービスを提供することができます[41]。このモードの利用の好例として、フランスの原子力発電所が挙げられます[42]。つまり、原子力発電所は、再生可能エネルギー源（RES）の変動を部分的に補えるため、石炭火力発電所の廃炉の影響を小さくすることができると考えられています。ただし、原子力発電所が予備電力を供給する費用は、一般的な事業者（石炭火力、水力、ガス火力）よりも高くなる場合があります。
ほとんどの気象条件に関係なく高い可用性を維持する原子力発電は、太陽光や風力の利用可能時間が減少するときに役立つことがあります。天候により原子力発電所が利用できなくなる主なケースとしては、熱波などによる、高温、干ばつがあります。この場合、原子力発電所の冷却システムが影響を受け、発電出力の減
少や完全停止を引き起こす可能性があります[43]。

停電のリスクは高まるのか？
スイスの電力システム移行に関するシナリオ分析では、2020年から2050年にかけてカスケード障害のリスクがどのように変化するかを示しています[6]。カスケード障害は、電力送電ネットワークを分断し、電気的な不安定性や停電につながる可能性があります。この研究では、原子力発電の段階的廃止とシステム内の再生可能エネルギー源（RES）の大幅な増加について考察されており、柔軟性のある事業者の運営に影響を与えるとしています。
さらに、このようなシナリオでは、電力系統の使用率が変化します。電力系統の負荷は平均して減少しますが、極端に設備に負荷がかかるケースが増加し、インターコネクタの使用率が増加します。一般的に、極端な運用条件の増加と電力過負荷の安全マージンの減少により、システム事業者はこれまでにない課題を抱えることになる可能性があります。この場合、制御室では、非常に短い時間枠で対応することが求められます。
分析によると、複数の障害事例が発生した場合、停電によって供給されない需要分は、2015年の基準年に供給されなかった需要分よりも増加するとされています。ただし、送電システムのアップグレードにより、システムのセキュリティは2015年と同等のレベルに回復させることができます。さらに、この研究では、
バッテリー電力貯蔵システム（BESS）とDSMの量が増加するシナリオ（分散された柔軟性が利用できるシナリオ）では、カスケード障害のリスクが低下することhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

9課題への対応とが示されています。現時点では、これらの分析は、明らかに不確実性と仮定を伴うものであるため、正確な定量化を提供するものではなく、一般的な傾向として示したものと考える必要があります。
別の注意点として、NERCとENTSO-Eは、大量のインバータ連系機器が電力シス
テムに前例のない共通原因故障をもたらすのではないかという懸念を表明しています[12]、[13]、[14]。これは多くの場合、電力セクターなどの従来の保守的なビジネスに新しいテクノロジーが大規模に浸透する場合によく見られます。

10とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響結論と将来の見通し

電力システムの健全性を確保するには、電力系統の安定性を維持することが重要です。全体的な発電構成に占める再生可能エネルギー源の割合が増加し続ける中、電力系統の安定性を維持することはより困難になっています。簡単に言えば、さまざまな再生可能エネルギー源に大きく依存する電力系統では、火力発電、水力
発電、原子力発電などの給電可能なエネルギー源に依存する場合よりも、運用上の柔軟性が高くなければなりません。この観点から、再生可能エネルギー源を統合する際に直面する主な課題は次の3つになります。
1. 電力システムの運用と供給に十分な柔軟性を確保する
2. 電力システムの運用上の複雑さと集中管理の削減に取り組む
3. インバータ連系機器を統合する

課題の範囲と関連する緩和戦略は、状況に大きく依存します。既存の発電構成、地勢、地域の協力、電力網の相互接続はすべて要因となります。次のような将来的な開発は、再生可能エネルギーを電力供給に統合する容易さと程度に大きな影響を与える可能性があります。
◼
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デマンドサイド・マネジメントの大幅な拡大
セクターの相互接続、例えば熱の電力変換と輸送を介する[47]
Vehicle to Grid（V2G）充放電技術の普及[47]Power-to-X技術、特にPower-to-Hydrogenを幅広い展開を可能とするコス
トおよび技術の飛躍的進歩[47]–[49]許容可能な低炭素エネルギー発電源としての原子力の再検討[50]こうした潜在的な開発にもかかわらず、電力系統の安定性を維持するための一連の戦略がすでに存在しています。これらの戦略には、電力ネットワーク相互接続の増加、良好に機能する電力市場の確保、十分な無効電力の確保、地域レベルでの再生可能エネルギーの管理、ネットワーク設備の維持が含まれます。今後、システム事業者は、新たな投資とメンテナンスの優先事項、他事業者との連携の増加、または新しいビジネス構造を採用する必要性に備えるべきです。これらすべての戦略を採用して新たな開発の導入に備えることは、再生可能エネルギー源の電力システムへの一層の統合に不可欠です。

とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

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略語索引

AC：交流
ACER：エネルギー規制機関協力庁
AEMO：オーストラリアエネルギー市場運営者
BESS：バッテリー電力貯蔵システム
CIGRE：国際大電力システム会議
DC：直流
DSO：配電系運用者
DSM：デマンドサイド・マネジメント
ENTSO-E：欧州送電系統運用者ネットワーク
HVDC：高電圧直流システム
ISO：独立系統運用機関
NERC：北米電力信頼度協議会
PV：太陽光発電
RES：再生可能エネルギー源
RTO：地域送電機関
TSO：送電系運用者

12とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響免責事項

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開、将来の事象その他に起因するか否かにかかわらず、将来予測を改訂または更新する義務を一切負いません。本報告は法律または規制に関する助言ではな
く、Swiss Reは証券の売買やあらゆる投資取引に関して、助言や投資推奨を一切行いません。本書によって証券取引や投資活動に誘導する意図はありません。

とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

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著者

ETH Zürich
Prof. Dr. Giovanni Sansavini
Dr. Paolo Gabrielli
Dr. Blazhe Gjorgiev Behnam Akbari
Linda Brodnicke
Kate Lonergan
Raphael Wu

Swiss ReDr. Thomas Kocher
Jan Berger
Werner Collenberg

14とhによる共著、エネルギーミックスの変化および電力系統の安定度に対する影響

参考文献

[1]

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