報告書番号

GD21013

タイトル（和文）

電力系統のレジリエンス強化に資する緊急時の周波数制御に関する基礎検討（その3）－再エネ脱落特性を考慮した負荷遮断方式のIEC 61850による実現方法－

タイトル（英文）

A Basic Study on Emergency Frequency Control for Enhancement of Power System Resilience (Part 3) - An IEC 61850 based Load Shedding Method considering Self- disconnection Characteristics of RESs -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
再生可能エネルギー電源（以下，再エネ）の導入拡大に伴う系統慣性の低下により電源脱落時の周波数変化率が拡大することが想定される１）。これにより，単独運転検出機能の不要動作に起因する再エネ脱落量が増加し，周波数低下を助長することが懸念される。当所では，再エネ脱落に応じて負荷遮断を行うことで緊急時の周波数安定化を図る制御方式（負荷遮断方式）を提案し，開発を進めている２）。この方式を，IEC 61850に対応させることで，IEC 61850適用済み変電所等への導入が容易になることが期待される。

目　　的
提案する負荷遮断方式をIEC 61850により実現する方法を提案する。また同方法に基づき負荷遮断装置を試作し，その基本的な性能を明らかにする。

主な成果
1.再エネ脱落特性に基づく負荷遮断方式のIEC 61850による実現方法の提案
既提案方式において再エネ脱落量と同量程度の負荷（フィーダ）を遮断するためには，負荷遮断装置が様々な再エネ脱落特性を考慮した複数のRoCoFリレーのロジックを具備し，かつ，再エネ出力・負荷等に応じたロジックと閾値の変更機能を有する必要がある。そこで，RoCoFリレーのロジックを複数のPFRC（周波数変化率リレー用の論理ノード３））を用いて実装し４），PFRC配下のDOにロジックと閾値変更用の変数を割り当てることで，既提案方式をIEC 61850により実現可能とした（図1）。

2.負荷遮断装置の試作と基本的な性能の把握
上記の方法に基づき負荷遮断装置を，変電所向けコンピュータと同等スペックのPCとMerging Unit製品を用いて試作し，ロジックと閾値の変更にかかる時間と伝送量を明らかにした（表1）。また，再エネ脱落後から負荷遮断装置が遮断器に接点信号を出力するまでにかかる時間５）を明らかにした（表2）。変電所等での長期稼働を想定した場合についても，本結果と同等の性能が得られることが期待される。

概要 （英文）

In Japan, the rate of change of frequency (ROCOF) at the time of loss of large-scale generation following disasters tends to increase by the decrease of the inertia in power systems caused by large-scale integration of renewable energy sources (RESs). there is a concern that the amount of self-disconnection of RESs due to the unnecessary operation of anti-islanding protections for PV inverters in Japan promotes the frequency drop of the power system. Therefore, the authors developed a prototype of load shedding system that adjusts ROCOF relays settings according to the estimated value of the amount of self-disconnection of RESs and maintains the power system frequency. To put this system into practical use, it is important to implement a remote setting function by IEC 61850 in the load shedding systems. This report proposes a load shedding system capable of remote setting by IEC 61850 with MMS protocol. the load shedding devices are constructed by a interchangeable merging unit and a computer. To realize remote setting by IEC 61850, the anti-islanding protections compliant with a Japanese Grid Code were implemented as IEC 61850 Logical Nodes (LN) in the computer. Through the evaluation of the proposed system, it was confirmed that proposed system was possible to operate promptly after the RESs were disconnected, and remote setting compliant with IEC 61850 was performed appropriately.

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