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風力発電の接続可能量の再評価風力発電の接続可能量の再評価

風力発電の接続可能量の再評価

1.風力発電が電力需給調整に与える影響について

(1)需給調整の概要

電気は貯蔵することができないので、発電量と消費量は常に同じにする必要があります。このため、消費される電気の変動(需要変動)や風力発電の出力変動に対しては、火力や水力の発電機を制御することで調整を行います。
この需給のバランスが電力系統で崩れた場合には、電気の重要な品質のひとつである周波数が変動することになります。

(2)風力発電の出力変動に伴う需給調整上の課題

風力発電は風況の変化に伴ってその出力が変動し、その変動は数分〜20分程度の早く小刻みなものと20分程度以上のゆっくりとした大きなものに大別されます。

こうした変動等に伴い、以下のような需給調整上の課題があり、当社はこれらの課題について、それぞれ分析・検討をしたうえで接続可能量の評価を行っています。

○ 数分〜20分程度の早く小刻みな変動を調整する短周期調整力不足
数分〜20分程度の短周期変動に対しては、主に中央給電指令所の負荷周波数制御(LFC)によって火力や水力の発電機を自動制御することで変動を調整します。LFCで調整可能な発電機出力の増加量および減少量(LFC調整力)は、一般的に系統容量の数%程度であり、短周期の変動が大きくなると、LFC調整力が不足し、系統周波数を一定に保つことが困難になります。

○ 20分程度以上のゆっくりとした大きな変動を調整する長周期調整力不足
20分程度以上の長周期変動は変動量が大きくLFC調整力では対応しきれません。このため、長周期変動に対しては、出力の調整幅が大きい火力発電機などの調整用電源の出力を制御することによって行っています。
長周期の変動が大きくなると、こうした調整用電源の出力調整量や調整速度が不足し、系統周波数を一定に保つことが困難になります。

○ 発電と需要のバランスをとる下げ代不足
需要が少ない深夜などにおいては、火力発電機などの調整用電源の出力を減少あるいは発電機を停止させ、発電と需要をバランスさせています。
需要が少ない深夜などで、風力発電出力が高出力となり火力発電機の出力を抑制することができない場合、発電と需要のバランスが崩れるため、系統周波数を一定に保つことが困難になります。

2.風力発電の接続可能量の再評価

風力発電の接続可能量の再評価にあたり、これまで蓄積してきた風力発電サイトの出力変動や最新の需要などの実績データを反映するとともに、電力系統利用協議会(ESCJ)における検討結果等を踏まえて以下のとおり、短周期の調整力、長周期の調整力および下げ代について再評価しました。

この結果、風力発電の接続可能量は60万kW程度となりました。

(1)短周期の調整力の再評価

○ 風力発電サイトが増加したことによる平滑化効果の拡大を織り込みました。

○ 風力発電の出力変動率については季節性を考慮し、評価断面と同じ季節の風力実績データによる評価に見直しました。

短周期の調整力面からは、67万kW程度となりました。  (従来  45万kW)

(2)長周期の調整力の再評価

○ 長周期の調整力の再評価についても、短周期の調整力と同様に、平滑化効果の拡大および季節性を考慮しました。

○ ESCJにおける議論を踏まえ、長周期の調整力の算定方法を一部見直しました。

長周期の調整力面からは、60万kW程度となりました。  (従来  25万kW)

(3)下げ代の再評価

○ 下げ代の再評価にあたり、「電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法」における年間30日までの出力抑制を考慮しました。

下げ代面からは、60万kW程度となりました。  (従来  20万kW)