報告書番号

R14021

タイトル（和文）

太陽光発電大量導入時における配電用変電所変圧器の電圧制御方式の比較評価と対策

タイトル（英文）

Estimation and Measure by Comparing Voltage Regulation Method of Transformer for Distribution in Substation System with PV Large Penetration

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

固定価格買取制度の導入等により太陽光発電（PV）の導入量が急速に増加している中で、配電用変電所の変圧器（バンク）の逆潮流程度のPV導入量を考慮して配電線電圧を管理していく必要がある。この管理の実現に向けて、現状のバンクに採用されている電圧制御方式について、上位系統の電圧制御1)の有無やPVの力率制御の有無を考慮したPV大量導入時の適切なバンク電圧制御方式を明らかにする必要がある。
そこで、上位系統の電圧制御の有無を考慮した上で、現状のバンクに採用されているプロコン方式やLDC方式についてPV大量導入時の適用性を評価し、適切な電圧制御方式を明らかにした。また、PVの力率制御を加えた場合の効果、課題を明らかにした。具体的な結果を以下に示す。
当所既開発の配電系統総合解析ツール上に、図１に示す各地域が混在する比較的シビアなバンクモデルを構築し、PV導入量を増加させながら配電線の電圧解析を行った。この結果より得られる電圧逸脱が開始する導入量により、現状採用されているバンク電圧制御方式の有効性を比較評価した（図２）。
（１）プロコン方式、スカラーLDCおよびベクトルLDC方式の解析結果を表１に示す。いずれの方式もPV導入率が増大すると逸脱回数が増大する傾向があり、比較的LDC方式が有効であることが明らかになった。さらに、上位系統の電圧制御の有無により両LDC方式を比較すると、バンク潮流の向きや力率への対応が可能なベクトルLDC方式の方が有効であることが明らかになった。
（２）ベクトルLDC方式に、現在メガソーラに導入されているPVの力率一定制御を加えた場合の有効性を評価した（表２）。その結果、力率0.95の場合に十分な電圧適正化の効果が得られること、逆に力率0.9の場合には電圧を下げ過ぎて下限逸脱が増加する場合があることを明らかにした。また、上位系統の電圧制御の有無による比較は、送電線20kmかつ電圧制御がない場合の方が力率一定制御の効果が大きく表れる結果となった。
以上により、対策法の検討には上位系統の電圧制御を考慮する必要があること、電圧逸脱を回避する面ではベクトルLDCが最も効果があること、およびPV力率一定制御を加えると効果が大きくなるが下限逸脱に留意が必要であることが明らかになった。

概要 （英文）

The expectation for renewable energy grows after an East Japan great earthquake, and introduction is progressing focusing on photovoltaic or wind power. Ignited by the FIT enforced in July, 2012, it is expected that introduction will accelerate further. On the other hand, when renewable energy is introduced in large quantities, it is said that it has the influence on protection, security, and electric power quality, and we are anxious about the influence on an electric power system.
We can't maintain system voltage suitable because of reverse power flow of photovoltaic generations can have study and develop the measure method sufficiently.
Therefore, developing the measure method that cost is low and effort is little is necessary.
In this paper, voltage control method of transformer in distribution substation that adopted as equipment of the current state are program control, scalar type load drop compensation and vector type load drop compensation. We must evaluate effect of system voltage regulation about these voltage control method and clear most suitable voltage control method. Moreover, these voltage control method added control of maintaining power factor of photovoltaic generations.
As a result of comparing these voltage control method, we cleared that vector type load drop compensation is suitable method, and adding control of maintaining power factor of photovoltaic generations was brought to more suitable method. Moreover, we cleared that when considering this, it's necessary to consider impedance of transmission power line.

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