令和6年電気学会全国大会 公益事業学会共同シンポジウム『GX 推進下の電力システムの課題と対策 ～技術開発・実装と規制・制度の結節点～』

Advanced Collaborative Research Organization for Smart Society

2024年3月15日

電力システムの大転換と需要側FLEXIBILITY
早稲田大学 スマート社会技術融合研究機構（ACROSS） 事務局長

石井 英雄

本日の話題
１．電力システムの大転換の本質
２．不可逆に高まるFlexibilityの必要性

３．需要側リソース活用の到達点と次なるユースケース
４．まとめ

Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

電力システムの大変身～2024年頃までのCopyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved2新たな電力システムの特徴と課題

 IEC / MSB (Market Strategy Board) 白書“Stable grid operations in a future ofdistributed electric power”

Change Drivers = 5 Ds
• Decarbonization• Decentralization• Deregulation• Democratization• Digitalization

脱炭素化
分散化
自由化
民主化
ﾃﾞｼﾞﾀﾙ化+Challenges = 4 Ls
• Limited Visibility• Limited Control• Limited Predictability• Limited Coordination

可視性
制御性
予測性
協調性

将来の電力システム運用✓ 分散資源の統合 (Aggregation)✓ 系統運用者との通信✓ 統合資源の市場での活用✓ 太陽光の出力制御
需給一体による再生可能ネルギ―の健全な拡大

3

新たな「coordination＝協調」の追求
Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

3高まるFlexibilityの必要性

Source: IEA “World Energy Outlook 2018”
Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

4

VPPの活躍領域
便益主体

便益内容

需給調整力・容量調達概要
需給調整市場(△kW)、容量市場（kW）へ電力を提供

送配電事業者 潮流・電圧調整等局所対応

送配電線の混雑緩和、電圧調整等へ電力(kW・kVar・kWh)を提供

投資最適化

蓄電池等の活用により、系統・変電所等の更新・増強を回避

小売事業者

需要家

再エネ発電
事業者

電力調達（コスト低減、イ 相対契約、または電力量/ネガワット市場へ電力(kWh)を提供
ンバランス回避等）
電気料金削減ピークカットによる契約電力削減、電力購入量・タイミングの最適化

設備最適利用による収益化

余力のある需要家のエネルギー資源により、電力・ネガワットを販売

BCP

災害時に電力供給が途絶しても、分散電源、蓄電池等から電力を供給

出力制御回避出力抑制発動時に、上げDR（蓄電池充電、需要シフト・創出）により再エネ発電を最大限
5活用

Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved5DER/DSR活用の到達点と動向◆ 電源Ｉ‘から発動指令電源（容量市場）へ⚫ I’での実績・信頼性＋昨今の需給逼迫頻発⇒ 調達量の拡大 ： Ｈ３需要の３％ → ４％ →５％⚫ 発動指令電源は需給調整市場に入札可能、同時に発動指令された場合は需給調整指令に対応、容量のペナルティは免除される◆ 需給調整市場（BM）でのDER/DSR資源の扱い⚫ 三次②、三次①に続き、二次②への参入も可（簡易指令システム）⚫ 二次②においては、指令間隔を5分（←数秒～数分）、監視間隔を5秒（←1~5秒）、最低入札容量を１MW（←５MW）に緩和⚫ 一次については、オフライン枠を設定、一次調整力必要量（調達量）の4%を上限
データ提出による事後的確認、抜き打ちテスト要件、データ改竄に対する措置、etc◆ 低圧リソースの需給調整市場への参入・機器点個別計測⚫ 2026年度から“可”◆ EV等新たな分散型リソースの系統への貢献◆ 分散型リソース等を活用した高度な配電系統の運用や構築⚫ NEDO電力系統の混雑緩和のための分散型エネルギーリソース制御技術開発(FLEX DER)事業、DER管理プラットフォームの試作、フィールド実証⚫ ローカル市場等、DER活用のための将来像に関するコンセンサスをとっていくことが肝要
Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

6省エネルギー法からのアプローチ
出典：概要紙（安定的なエネルギー需給構造の確立を図るためのエネルギーの使用の合理化等に関する法律等の一部を改正する法律案）

Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

7

未来の街づくりへの活用

Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

8

NEDO実証事業の概要
NEDO電力系統の混雑緩和のための分散型エネルギーリソース制御技術開発(FLEX DER)事業

出所：第４回次世代の分散型電力システムに関する検討会
Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

9

NEDO実証事業の概要

出所：第４回次世代の分散型電力システムに関する検討会

Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved10分散コンピューティングをflexibleなリソースに

出所: 第1回次世代の分散型電力システムに関する検討会 東電PG 岡本委員資料
Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved11シティレベルのシミュレーション手法・ツール開発

Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

12配電系統の状態の可視化
出典：三菱総合研究所 ニュースリリース
https://www.mri.co.jp/news/press/20230731.html

Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved

13

まとめ
⚫ DER/DSRの活用は、関係者の不断の努力により一定程度進展。
⚫ DRからVPPへ進化し、市場への参入も始まったエネルギー・リソース・アグ
リゲーション・ビジネス（ERAB）の重要性、期待は一層高まっている。事業者の課題を制度設計にフィードバックし、「分散協調」が鍵となるエネルギーシステムに深化していくことが重要。
⚫ さらに活用を進めていくためには、「需給一体」のCoordinationが鍵。
⚫ エネルギー関連のデータ活用、これを伴うセクターカップリング（シェアリングの拡大＆新たな価値の創出）、技術的にはデータプラットフォームがactiveなエリアになるだろう。
⚫ 電力系統に関する情報公開・共有が重要であり、需給一体のCoordinationが正しく進むための礎である。

Copyright ©2023 Waseda University, All Right Reserved14