第 200 号・2022 年 1 月

住友電工テクニカルレビュー

特集

持続的な成長を支える
スマート電力供給システム（SPSS）

Smart Power Supply Systems (SPSS) to Support Sustainable Growth

藤原

＊

基伸

Motonobu Fujiwara

田中

康博

栗尾

Yasuhiro Tanaka

信広

Nobuhiro Kurio

カーボンニュートラル、持続可能な社会の実現に向けた取組みが世界規模で加速する中、日新電機㈱（以下、日新電機）は、新中長期計画「VISION2025」の6つの成長戦略で「持続可能な地球環境とあらゆる人々が活躍する社会の実現」に貢献することを目指している。その中で「SPSS（Smart Power Supply Systems：スマート電力供給システム）」は、環境・エネルギー分野の成長戦略を支えるソリューションビジネスとなる。本稿では、近年の SPSS の取組みを紹介する。

With efforts to realize a carbon-neutral and sustainable society accelerating on a global scale, we have launched a new
medium- to long-term plan, VISION 2025, aiming to contribute to “the realization of a sustainable global environment anda society in which anyone can play an active role” through six growth strategies. Among them, Smart Power Supply
Systems (SPSS) are a solution business that supports our growth strategies in the environment and energy fields. This
paper introduces the recent efforts for SPSS.
キーワード：再生可能エネルギー、系統連系、直流配電、自己託送、エネルギーマネジメント

1.

緒

言

地球環境に配慮した新たなエネルギー社会への転換が求められる中、太陽光発電（PV 発電）、風力発電などの再生可能エネルギー（再エネ）の主力電源化や、再エネの大量導入を持続可能なものとしていくための次世代電力ネット
ワーク構築などの検討が進んでいる。需要家においても、
企業経営の新たな課題として、脱炭素化に取組むことが要求されており、エネルギー消費効率の高い設備の採用や運用改善、エネルギーマネジメントなどの対策が求められている。
このような環境下において、日新電機では従来の機器販売
のみならず、これまで培ってきた受変電システム技術、電力

図1

系統技術にソフトウェアやネットワーク技術を融合し、「コ

6つの成長戦略

ンポーネント＋センサ＋システム＋ノウハウ」を組み合わせて、電力の安定的な確保、省エネ、省コスト、CO2排出

2.

量削減といったお客様のさまざまなニーズにソリューショ

SPSS の実規模実証として、2011年から日新電機本社工ンを提供する事業「スマート電力供給システム（SPSS）」
を展開してきた。

SPSS 実規模実証の概要

場における110kWPV 発電システムの導入や、工場・事務

この事業は、日新電機の新中長期計画「VISION2025」

棟の消費電力の見える化への取組みがある。その後は規模の6つの成長戦略のうち「環境配慮製品の拡大」、「再生可を拡大して、前橋製作所における実証に取組んでいる（1）。

能エネルギー対応」、「分散型エネルギー対応」、「デジタル前橋製作所では、分散型エネルギー社会を見据えて、多様

トランスフォーメーション（DX）の製品・事業への適用」

な分散型電源を安定的、効率的、経済的に利活用することを目をカバーするものである（図1）。

指し、66kV 特高受変電設備に550kWのPV 発電システム、

本稿では、SPSS の実規模実証の現状と、SPSS にて注力す

700kWのコージェネレーションシステム（CGS）、96kWhるソリューションとしてエネルギー管理システム（EMS）、の電池電力貯蔵システム（BESS）と EMS を組み合わせた

風力発電連系システム、直流配電システムへの取組みを紹実規模レベルのシステムを構築し、2014年3月から実証を介する。

開始した。さらに、これらの分散型電源を最適に制御するEMS となる ENERGYMATE-Factory（ENERGYMATE-F）を開発（2）し、実規模実証に導入した。この ENERGYMATE-F
持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

10（1）住友電工テクニカルレビュー

第 200 号・2022 年 1 月の最適化演算には、住友電気工業㈱のエネルギー管理シス

ENERGYMATE-Factory

テムs EMSA を活用している。2016年4月より実運用を開始し、5年以上問題なく運用継続している。
また、実規模実証で得た技術を活かして SPSS としてのソリューションビジネス事業を開始する他、バーチャルパ
ワープラント（VPP ※1）実証へ展開するなど常に進歩を続
けている。

PV

そして、2019年6月から日新電機研修施設「日新アカデ

IoT
Wi-SUN FUN

920MHz

ミー研修センター（研修センター）」において、再エネのさ

IoT

らなる利用拡大に向けた SPSS の新たなソリューション創IoT

出のための「自家消費 PV システム」と「直流配電システム」実証を開始した。
図2は SPSS 実規模実証の全体イメージを示しており、次図3

研修センターにおける SPSS 実証システム構成

章に研修センターの実証内容を紹介する。

4.

PV 自己託送に対応した EMS

前述の通り、自家消費型の PV を導入した場合、休日な
どの軽負荷時に生じる余剰電力や、既設工場に対して太陽
光パネルを設置する場合の設置スペースの確保、屋根耐荷重などの課題がある。これらの対策として、別拠点に太陽光パネルを設置して、その拠点から PV 電力を既設工場へ自己託送し、電力を利用する制度がある。
PV の余剰電力を自己託送により無駄なく使うことで、さらなる CO2排出量削減、電力コスト削減につなげ、企業の環境価値を向上させることが可能となる。また、敷地が狭く、発電設備を設置できないケースでは、土地の広い離れた場所に発電設備を設置して自己託送を行うことが可能で
図2

SPSS 実規模実証 全体イメージある。自己託送の活用イメージを図4に示す。
しかし、自己託送を活用するには、毎日30分単位の託送電力を事前に計画・通知が必要であり、託送計画順守の3. 研修センターにおける新たな SPSS 実規模実証ための調整など、さまざまな作業が要求され、作業員が研修センターへ導入した SPSS 実証システム構成を図3に示す。
自家消費 PV システムでは、自家消費型 PV と自己託送※2を利用して PV の余剰電力を活用するシステムを実現している。
研修センターには、定格92.4kW の PV を導入しており、平日は PV 発電電力を自家消費するが、休日などの軽負荷時には PV の余剰電力が生じる。この余剰電力を本社工場に自己託送することにより、PV 発電電力を無駄なく活用できる。これによって CO2排出削減量は、自家消費のみの場
合の27.1ton-CO2 ／年（試算値）から38.7ton-CO2 ／年（試算値）となり、自己託送をしない場合と比較して約1.4倍の環境負荷軽減に繋がる。
PV 自己託送の運用は、EMS で自動化を図って無人運用を実現しており、4章で詳細を紹介する。また、直流配電システムの詳細は6章で紹介する。
図4

PV 自己託送の活用イメージ

持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

11（2）住友電工テクニカルレビュー

第 200 号・2022 年 1 月

直接行うには多大な労力がかかる。そこで日新電機は、託送計画の立案は、計画単位である30分毎に行う。さらENERGYMATE-F に PV 電力の自己託送に関する運用を全に、託送計画を提出する期限直近の PV 発電量予測と需要（4）。
て自動化する機能を実装した（3）、予測により、計画を補正することで、予測精度を高めてイ

4－1

ンバランスの発生量を抑制している。

EMS システム概要

PV 発電量の自己託送に対応した EMS のシステム概要を

4－3

図5に示す。システムの機能は、大きく「予測」「託送計

計画値同時同量制御機能

提出した託送計画に対して、託送電力実績が同時同量と画」「同時同量制御」で構成される。

なるように、分散型電源や負荷を調整力として制御を行う。

「予測」は、発電拠点の PV 発電量の予測と需要電力量の制御は、託送実績が託送計画を超えることが予測される場予測を行い、ここから余剰電力を導き出す機能である。
「託合の「託送抑制制御」と、託送実績が託送計画まで到達しな送計画」は、余剰電力から託送計画を立案する機能である。

い場合の「託送促進制御」を備えている。ENERGYMATE-F

さらに立案した託送計画を電力広域的運営推進機関に通知

では、分散型電源の最適制御機能を有しており、お客様のする。
「同時同量制御」は、計画値に対して、同時同量にな

さまざまな設備構成に対応することが可能である。同時同るように制御を行うプロセスである。

量制御の調整力として制御可能な設備は表1のとおりであ

開発した ENERGYMATE-F は、自己託送に関する前述の運用を全て自動化できる。

る。また、「託送抑制制御」機能と「託送促進制御」機能の詳細を以降に記載する。

不安定な PV 発電量を自動運用で自己託送するには、託送計画と計画値に対する同時同量が技術のポイントになる。
ENERGYMATE-F の機能である「託送計画立案機能」と

表1「計画値同時同量制御機能」について、以降に解説する。

同時同量制御の対象設備

制御対象設備

調整の方向

太陽光発電設備

出力抑制

CGSなどの自家発電設備

出力抑制／出力増加

蓄電池

充電／放電

空調など負荷設備

投入（負荷増加）／開放（負荷減少）（1）託送抑制制御
計画を提出した30分単位内で、早期に託送実績が託送計画を超えると判断した場合に、託送抑制制御を行う。託送抑制制御では、蓄電池の充電制御、CGS の出力抑制制御、PV の出力抑制制御、自家消費の負荷の投入制御を行う。これら制御の優先順位は設定変更可能であり、設定した優先順位に従い制御を行う。
図5 システム概要（2）託送促進制御
計画を提出した30分単位内の実績からの残り時間に対する託送量予測値が、しきい値である託送促進ラインを下回
ると、計画に到達しないと判断して託送促進制御を行う。

4－2

託送計画立案機能

託送計画立案に際しては、PV 発電量予測と需要電力量予託送促進制御では、蓄電池の放電制御、CGS の出力増加制御、負荷の開放制御をあらかじめ設定した優先順位に従測をもとに、PV 発電の余剰電力量を導く。PV 発電の自己託送を行う場合には、発電量が天候に大きく左右されるために、インバランス※3が発生しやすい。このため、インバ
ランスの発生量を考慮した託送計画を立案している。

託送抑制制御（kW）
100

ENERGYMATE-F では、PV 発電のみで自己託送を行う

80ことが可能である。この時、託送計画アルゴリズムは、事60前の余剰電力量予測に対して計画の託送量を抑えることで40実現している。PV 発電の場合は、出力を抑制することはで20きるが出力を上げることはできない。この対策として、事前に計画した直近30分の託送デマンド内で、天候などによ

30

り急に PV 発電量が低下することをリスクとして想定した
日新電機独自のアルゴリズムを使用している。

（kW）
100

託送計画
託送実績

25

80

託送抑制制御・太陽光出力抑制制御
・蓄電池充電制御
・CGS出力抑制制御
・負荷投入制御2015
10
残り時間（分）図6

50

託送促進制御託送計画
託送促進ライン

60
40

託送実績
託送促進制御・蓄電池放電制御
・CGS出力増加制御
・負荷開放制御

20

30

25

20
15
10
残り時間（分）50

託送抑制制御と託送促進制御

持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

12（3）住友電工テクニカルレビュー

第 200 号・2022 年 1 月

い、制御出力する。託送抑制制御と託送促進制御のイメーが容易で景観上の問題も少ない長距離地中ケーブル送電をジを図6に示す。

採用するケースが増えてきている。

4－4

研修センターにおける実規模運用評価

一方で、高電圧・長距離交流ケーブル送電は、その静電容

日新電機では、研修センターの定格92.4kW の自家消費
PV から、その余剰電力を隣接する本社工場への自己託送運量に起因する特異な回路現象が発生することがあるため、その適用には十分な事前検討が必要である。

用を、2019年11月より実施している。この自己託送運用

また、電源短絡容量が小さい電力系統に大型の変圧器をには、本章で紹介した ENERGYMATE-F を活用し、管理者接続する場合は、励磁突入電流による電圧降下対策や発電が介在することなく、無人での自動運用を実現している。

出力変動対策を行う必要がある。

図7は運用評価の一例であり、1日の PV 発電量と託送計

日新電機では、大規模風力発電システムの拡大を支える画・実績を示しているが、託送計画と託送実績を30分単位

とともに、CO2削減に貢献すべく、これまで培ってきた数（6）。
で一致させる同時同量をほぼ実現できている（5）、

百メガワットを超える連系設備の豊富な実績と系統解析技
術を基に、①連系用変電機器の提供②系統現象の解析と対策立案

kW③対策機器の提供を一体化した「SPSS 風力発電パッケージシステム（図8）」を提供している。

図7

4－5

1日の PV 発電量と託送計画・託送実績

今後の取組み図8

SPSS 風力発電パッケージシステム

本章では、PV 自己託送を自動運用できる EMS について紹介した。現在の運用では、インバランスを回避するために、PV 出力制御により抑制している余剰電力があるため、今後は抑制量を削減できるよう取組んでいく。

5－2

系統連系上の技術課題と対策（7）

脱炭素社会の実現に向けて、再エネのさらなる導入拡大

系統連系上の技術課題として、長距離交流ケーブル送電が欠かせないが、その実現には本章で紹介した自己託送のにおけるケーブルの対地静電容量に起因する特異現象と対ような固定価格買取制度（FIT）以外でのあらたな取組みが策検討の一例を以下に示す。

重要になる。日新電機は、引き続き脱炭素化に貢献する製（1）電圧変動対策
送電電圧が高くなるに従い、長距離送電ケーブルでは充品、サービス、ビジネスモデルの創出に取組む所存である。

電容量（Qc）が大きくなり、ケーブルの送電可能な有効電

5.
5－1

風力発電連系システム

力は減少する。この対策として、分路リアクトル（写真1）を設置し、無効電力を消費することでケーブルから発生す

SPSS 風力発電パッケージシステム

風力発電は、近年導入が急速に拡大しているが、風況の良い地域は、電力会社の既存電力供給設備（変電所）から離れていることが多く、送電線の長距離化により「自営線方式」を採用する例が増加している。
また、洋上風力の計画も増えており、発電事業者による
長距離自営線の設置を行うケースが増えてくることが予想される。
自営線に関して、架空送電では、鉄塔用地の確保、鉄塔・送電線の保守、積雪・雷撃リスクなどの問題があり、保守

写真1

分路リアクトル

持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

13（4）住友電工テクニカルレビュー

第 200 号・2022 年 1 月

図12）。

る無効電力を補償することが一般的である。
また、常時電圧変動範囲は、電力会社により概ね±1～

この対策として、リアクトル等の突入電流を抑制するこ

2％以下と規定されている。長距離ケーブル系統を開閉するとや、中性点抵抗を設置する等、系統構成に適した運用をと、ケーブル充電容量（進み電流）により電圧変動が発生し、図ることが必要である。

規定値を超過することがある。この対策として、前述の分路
リアクトルや静止型無効電力補償装置（SVC）を設置し、ケーブル充電容量を相殺することが有効である（図9）
。

ER

Es

1400MVA

22kV
VS

G

図11

ShR
L

C

電流零ミス現象の対策

Qc 30Mvar
Qc

図9

2

30MVA

分路リアクトルによる電圧変動対策

600
500
400
300
200
100
0

（2）ケーブル残留電荷放電対策-100 0.1

長距離ケーブル系統で遮断器を開放すると、ケーブルの

0.2

0.3

0.4

0

0.5

0.6

0.5

0.6

-200
-300

静電容量（C）にピーク電圧が残留することがある。この状IL

Ic

態で遮断器を投入すると、過電圧が発生し、機器を損傷する可能性がある。そこで、対策として計器用変圧器（VT）

600の巻線を通して残留電荷を対地へ放電する方法が採用され

400

500
300

ている。

200
100

ただし、ケーブル残留電荷放電責務は、規格に規定され0ておらず、VT の放電耐量が不足し、加熱焼損により地絡事-100 0.1

故等を発生させることがある。このため、VT の放電耐量

-300

-200

の確認が重要で、熱的・機械的性能を検証する必要がある

0.2

0.3

3

Ic

0.4

0

0

5

IL

（図10）。
図12

電流零ミス現象（4）大容量変圧器投入時の突入電流抑制対策
大容量変圧器を系統に接続する際、変圧器の過大な励磁
C

VT

G

突入電流により、系統電圧を著しく低下させることがある。
以下のような抑制対策があるので、設備構成に応じて検討する必要がある。

図10（a）遮断器の投入位相角制御の採用

ケーブル残留電荷放電対策

 変圧器の残留磁束を測定し遮断器の投入位相（タイミング）を制御する。
（b）抵抗投入方式の採用（3）電流零ミス現象の対策

 抵抗回路と直列に接続された遮断器を先行投入して突電源投入や地絡発生により中性点リアクトル等に電圧が入電流を抑制し、その後に主遮断器を投入する。

印加されると、突入電流（遅れ電流＋直流分電流）が流れ（c）逆励磁方式の採用

る。このうち、遅れ電流分は、ケーブル充電電流（進み電 非常用発電機で、変圧器の低圧側から印加電圧を徐々流）により打ち消され、電流零点のない期間が発生し、に増加させ、励磁が完了した時点で、系統電圧位相に合系統故障時に遮断器が遮断出来ない恐れがある（図11、わせて高圧側遮断器を同期投入後、発電機を切り離す。
持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

14（5）住友電工テクニカルレビュー

第 200 号・2022 年 1 月（5）高調波共振現象の対策

6.

長距離送電ケーブル設置により、静電容量（C）が大き

2019年6月より開始した直流配電実証システムでの実証

くなると、系統のインダクタンス（L）との共振周波数が低下し、特定の高調波が拡大する。

直流配電実証システム

試験について、試験結果の事例とともに解説する。
6－1

実証システムの構成と特徴（8）直流配電実証システムは、以下に示す直流機器と、シス共振周波数＝1/（2π√ LC）

テム状態の監視ならびに運転管理を担う統合制御装置で構共振周波数が低下すると、例えば第5次や第7次高調波に成している。実証システムとその外観を図15に示す。
【構成機器】て共振することがあり、系統の電圧歪が拡大し、高調波ガ①半導体直流遮断器（半導体 DCCB）

イドラインの規定値を超過させてしまうことがある。対策

定格 DC1500V/135A、DC750V/135A

としては、第5次や第7次の高調波フィルタを設置して共振②絶縁型双方向 DC/DC コンバータを回避する方法がある（図13、図14）。

定格 DC1500/600V、167kW（液冷）定格 DC600/600V、100kW（強制空冷）③ PV 発電：定格92.4kW④電力調整用 Li-ion 電池：定格27.4kWh⑤ EV 急速充電器（DC 充電仕様）：定格44kW

DCCB
DC/DC

図13 周波数－インピーダンス特性
長距離交流ケーブル系での高調波共振例

EV

EV

図15
図14

直流配電実証システムとその外観

長距離交流ケーブル送電の高調波共振対策例（1）実証システムの特長
国内外の直流配電システム実証試験では、データセンター
5－3

今後の取組みで用いられる DC380V か、それ以下の電圧での事例が多長距離交流ケーブルでの系統連系時には、特異な回路現い。日新電機の実証システムでは、顧客ニーズに合致する象が発生することがあり、ここで挙げた対策は、あくまで様々な電圧クラスのソリューションを提供するため、国際も一例である。

規格 IEC の直流低圧（LVDC）区分の最大値 DC1500V と、

日新電機では、電力品質対策に関して保有する知見と技国内基準（電気設備技術基準）の直流低圧区分と機器の入術を基に、「SPSS 風力発電パッケージシステム」として、手性の観点から DC600V の2クラスを採用した。DC600V

発電事業者・電力会社の双方が納得できるシステムの提案

以上、特に DC1500V の実証事例は数少なく、配電時の損活動を進めている。

失が少ないことから大電力用途に適したシステムとなって今後拡大となる洋上風力の連系設備に関しても、長年培っいる。

てきた系統技術で、再生可能エネルギーの普及拡大に貢献していきたい。

なお、PV 電力を自家消費する需要家を想定して、商用電源との接続にはダイオード整流器を用い、双方向インバー
持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

15（6）住友電工テクニカルレビュー

第 200 号・2022 年 1 月

タ連系と比べて制御の簡素化と設備コストの低減を図った。このシステム構成は、電力の逆潮流がないため FRT

表2※4（Fault Ride Through）要件による制約はなく、系統連系
申請が不要となることから設備導入にあたっての制約が少なくなる。
また、蓄電池には日新電機で新たに開発した劣化診断ツー
ル「蓄電池健全性モニタ」を設置した。蓄電池の運転を停止させることなくオンタイムかつリアルタイムで診断し、高効率／長寿命な運用を支援するための実証試験を並行して進めている。

検証項目

再エネ
最大活用

PVの余剰電力を蓄電池に充電して利用することで、商用電源からの買電量を最小限に抑えた再エネの有効活用の確認

BCP対策

商用電源側瞬低・停電時の自立運転による安定運用（BCP対策）と、電圧回復後の速やかな系統再連系の確認

ピーク
カット

EV急速充電器のような突発性の負荷に対して、蓄電池によるピークカットを適用した契約電力閾値に対する使用電力の抑制効果の確認

安全性

直流回路側短絡故障時の半導体DCCBによる高速遮断（波及事故の防止）の確認

電力融通

DC1500VとDC600Vから成る複数フィーダの直流配電システムにおける相互の電力融通の確認（2）主要構成機器の特長
直流配電システムでは、電流ゼロ点のない事故電流を高速に遮断する直流遮断器（9）が必要となる。日新電機では、事故

実測波形

電流を高速（0.02msec 以内）に検出し、アークレスで電商用電源 停電

電圧[V]

流を遮断（2msec 以内）する「半導体 DCCB」を新たに開全性・信頼性の向上と設備のコンパクト化を図っている。

電
流
[A]

また、直流電力を変圧（昇圧・降圧）および絶縁する役割を持つ Dual Active Bridge（DAB）方式「絶縁型双方向

電
圧
[V]

DC/DC コンバータ（10）」を開発した。167kW 品では SiC
デバイスを適用した高周波化（20kHz）により、DC/DC

負荷変動時も安定

直流
フィーダ

コンバータに内蔵する大容量高周波変圧器（200kVA）を

電
流
[A]

含めた小型・軽量化を実現している。
6－2

商用電源 復電

商用
電源
(AC)

発した。この高速遮断技術により、直流配電システムの安実証システム運用制御（1）基本コンセプト

PV停止

PV起動

ＰＶ

実証システムの運用制御では、システムの統合制御の下で、蓄電池用／ PV 用の各 DC/DC コンバータが直流フィー
ダの DC 電圧の状態を常時監視して、自律的に動作を決定蓄電池する方式を採用した。

電
流
[A]

（a）蓄電池用 DC/DC コンバータ＋側 「放電」－側 「充電」

負荷投入

 商用電源側の AC 電圧や直流フィーダの DC 電圧、蓄

放電開始

充電開始

負荷開放

放電停止

負荷投入

負荷

電池の SOC（充電状態／充電率）によりシステムの運転

経過時間 T[s]モード（計画運転や自立運転）を判定して自律的に動作
する。

図16

PVと蓄電池による自立運転の実測結果（b）PV 用 DC/DC コンバータ
 直流フィーダの DC 電圧を検出して PV の動作モードを判定し、自律的に制御する。PV 電力余剰時には、蓄電池
用 DC/DC コンバータが直流フィーダの電圧上昇を検出た電力供給ができることを確認した。図16に実測結果をして蓄電池に充電し、満充電になると PV 用 DC/DC コン示す。

バータが直流フィーダの電圧上昇を所定の範囲内に制御するように出力抑制を行う。
（2）実証試験
直流実証システムでは、上述の基本コンセプトの下でまず、商用電源からダイオード整流器を通して、直流フィーダの電圧が定格電圧 DC600V 近傍に保たれた状態
で、最初に直流負荷として抵抗負荷13kW と定電力負荷
6kW を順次投入している。

システムの運用制御を行う。表2に実証試験の検証項目を示す。
6－3

経過時間 T ＝100秒時点でPV 用 DC/DCコンバータが起動し、直流フィーダの電圧をダイオード整流器による直流実証試験の事例紹介

本節では、実証試験の一例として商用電源停電時の自立運転試験の結果を紹介する。
以下に示す事例では、災害発生により商用電源の停電が

出力電圧よりも高めに制御することで直流フィーダの電流は減少し、PV から負荷への給電に移行している。これにより商用電源からの買電量を抑え、PV 電力が優先的に有効活用されていることが確認できる。

発生した場合を想定し、PV と蓄電池により負荷へ安定しT ＝310秒時点にて、交流遮断器開放による商用電源の持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

16（7）住友電工テクニカルレビュー

第 200 号・2022 年 1 月

模擬停電を発生させている。直流配電システムは、PV と蓄

ルギー社会の実現」に貢献すべく取組んでいる。今後もた電池の組み合わせによる自立運転モードへ自動的に移行す

ゆまぬ研究開発を行い、新製品・新サービスの創出に挑戦る。日射変化による PV 発電の出力変動があっても、直流し続ける所存である。

フィーダ電圧が安定に制御されていることが確認できる。
また負荷変動を模擬するため、T ＝400秒時点にて定電力負荷を開放、T ＝580秒時点にて再投入しているが、直流フィーダの電圧は常に安定している。
さらに、T ＝750秒時点にて急激な日射変動による PV 発

用 語 集 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー※1

VPP

電の出力低下を模擬し、PV 用 DC/DC コンバータを停止さバーチャルパワープラント（Virtual Power Plant）の略。

せているが、直流フィーダの電圧低下は10V 程度に抑えら点在する再エネ発電や蓄電池などをあたかも一つの発電所れている。

のように制御することで、電力の需給バランス調整に活用

その後、T ＝900秒時点で交流遮断器を投入して商用電する仕組み。

源を復電させると、商用電源からの給電へスムーズに移行※2

していることが確認できる。

自己託送

なお、本試験は商用電源側での開放停電を模擬したが、自家発電設備で発電した電力を、電力会社の送配電ネット

短絡事故等による停電が発生した場合であってもダイオーワークを利用して、離れた自社拠点へ送電する仕組み。

ド整流器により商用電源側の事故点への逆潮流はなく、安定的に自立運転へ移行することを確認している。

※3

6－4

需要計画－需要実績間、発電計画－発電実績間の差分。

エネルギー・ゼロエミッションへの取組み

インバランス

実証試験だけでなく、日常的な直流配電システムの活用として、2021年3月より PV の余剰電力を活用した研修セ※4

ンターのエネルギー・ゼロエミッションへの取組みを開始

Fault Ride Through：電力品質を確保するために必要とな

FRT

した。

る、系統擾乱時の分散電源の運転継続性能の要件。

昼間に PV の余剰電力を蓄電池に蓄え、夜間に有効利用することで商用電源からの買電量を削減し、自家消費率を向上させている。現在、蓄えた電力は、夜間に研修センター
や隣接する日新電機厚生施設（日新倶楽部嵯峨野荘）の入・SPSS、ENERGYMATEは日新電機㈱の登録商標です。
・s EMSAは住友電気工業㈱の登録商標です。
・Wi-SUNはWi-SUN Alliance の商標または登録商標です。

口・前庭の LED 照明へ給電している。
6－5

今後の取組み再エネ電源主力化や激甚化する自然災害を背景に、系統
安定化、電力レジリエンスの強化が重要になっている。これに対応すべく、既存の交流システムと共存する形で、再エネ電源や蓄電池の利活用に適した直流配電システムの導入が進むと考えている。今後も、先進の半導体デバイス適用による機器の小型化・軽量化など、様々な顧客ニーズに対応した最適なソリューションの提供を進めていく所存で
ある。

7.

結

言

本稿で紹介した SPSS は、グリーン成長戦略によって、ますます加速する電力エネルギー関連市場の大きな変化に対応して、また自ら変化を創造して、持続的に成長し続けるための重要な成長戦略製品である。
日新電機では、環境配慮製品の開発、PV 発電・風力発電などの再エネ主力電源化へのソリューション提供はもとより、多様化するニーズに対して、AI・IoT・エネルギーマネ

参 考 文 献（1）	藤原基伸 他、「スマート電力供給システム（SPSS）前橋実規模検証か
ら5つのソリューション提案へ」、日新電機技報 Vol.63 No.1、pp.47-57（2018.4）（2）
	藤原基伸 他、「分散型電源を統合管理するエネルギー管理システム「ENERGYMATE-Factory」の開発」、日新電機技報 Vol.62 No.3、pp.76-81（2017.10）（3）	貞利章文 他、「太陽光発電の自己託送に対応したエネルギー管理システム「ENERGYMATE-Factory」の開発」、日新電機技報 Vol.65 No.2、pp.82-86（2020.12）（4）	藤原基伸、「太陽光発電の自己託送に対応したエネルギー管理システムの開発」、スマートグリッド2021年4月号、pp45-48（2021.4）（5）	竹内雅靖 他、「太陽光発電自己託送システムの開発」、令和2年電気学会全国大会、7-040、p63（2020.3）（6）	竹内雅靖 他、「太陽光発電自己託送システムの開発」、2020年電気設
備学会全国大会、G-2、p278（2020.8）（7）	安達哲也 他、「再生可能エネルギーの多様化に応える電力供給システム」、日新電機技報 Vol.63 No.2、pp.8-14（2018.10）（8）	黒田和宏 他、「直流配電システムの開発」、日新電機技報 Vol.65 No.1、pp.33-41（2020.4）（9）	麻植実 他、「半導体直流遮断器の開発」、日新電機技報 Vol.65 No.1、pp.42-46（2020.4）（10）	小倉正嗣 他、「絶縁型双方向 DC-DCコンバータの開発」、日新電機技報 Vol.65 No.1、pp.47-51（2020.4）

ジメントなどの DX 関連技術や、PV 発電・蓄電池といった分散型電源を交流・直流機器で柔軟に組み合わせ、最新・最適なソリューションを提供することで、「持続可能なエネ
持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

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第 200 号・2022 年 1 月

執 筆 者 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
藤原

基 伸＊ ：日新電機㈱部長田中康 博 ：日新電機㈱室長

栗尾信 広 ：日新電機㈱主幹ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー＊主執筆者

出典元：藤 原基伸 他、「持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）」、日新電機技報 Vol.66、No.2、pp.46-59（2021年11月）

持続的な成長を支えるスマート電力供給システム（SPSS）

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