報告書番号

R17003

タイトル（和文）

自然変動電源の大量導入に対応した発電設備の定期補修計画手法の開発

タイトル（英文）

Development of a Generation Unit Maintenance Scheduling Method for Power Grid with Large Amount of Variable Renewable Energy Sources

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

〇背景
太陽光発電や風力発電などの自然変動電源（VRE）が大量導入された場合，余剰電力や残余需要変動を吸収できる調整電源が重要となる。しかし，発電設備の定期補修計画は最大需要電力に対する供給力の確保に主眼が置かれ，調整電源の補修停止が軽負荷期に集中して調整力が不足する可能性がある。このため，供給力の確保とともに，軽負荷期においても十分な調整力が確保できる定期補修計画手法が必要となる。
〇目的
供給予備力と調整力の確保を同時に考慮できる定期補修計画手法を開発し，モデル系統を用いた試算によりその有効性を示す。
〇主な成果
1. 発電設備の定期補修計画手法の現状把握
定期補修計画手法に関する国内外の文献を調査し，現状と課題について整理した。目的関数については，供給予備率の均等化や運用コスト（燃料費，補修費等）の最小化が主流であるが，発送電分離に伴い発電事業者の売電収入の最大化も検討されている。また，週間・月間の最大需要を対象とした評価が中心で，オフピーク断面の調整力の確保や余剰電力の解消を考慮した手法は検討されていない。
2. 調整力確保を考慮した定期補修計画手法の開発
週間の最大需要に対する供給予備力と，最大・最小残余需要に対する調整力の確保を考慮できる定期補修計画手法を開発した。開発手法は，需要抑制量とVRE出力抑制量（以下，纏めて単に「抑制量」）を最小化する論理を導入し，所要の予備力・調整力を確保できないシナリオに対しても最小限の抑制量で実行可能となる計画を作成できる点，オフピーク断面を含めて調整力の確保を保証できる点に特長がある。
3. 開発手法の有効性評価
開発手法と調整力確保を考慮しない従来手法の各々をモデル系統に適用し，定期補修計画の特徴や運用コストなどの比較を行った。その結果，開発手法では，少ない抑制量で所要の予備力・調整力を確保した計画が策定されること，調整電源の補修期間が分散されて軽負荷期の調整力確保が容易になることを確認した。
〇今後の展開
需給の不確実性や電力システム改革を踏まえ，供給力･調整力確保のあり方を検討する。

概要 （英文）

In Japan, large amount of variable renewable energy (VRE) such as photovoltaics (PV) and wind turbines (WT) has been penetrated into the power grid, driven by a governmental policy of the feed-in tariff (FIT) scheme. Since VRE output power could be variable and less predictable due to weather condition changes, the appropriate countermeasures to balance supply with demand in terms of frequency stability will be required under high penetration of VRE. Also, an increase of VER with almost zero marginal cost would possibly push conventional power generation units with high control capability (but higher marginal cost) out of a power market. In the stage of maintenance scheduling, retaining some maneuverable and responsive generation units is one of the countermeasures to control reserve capacity deficiency. This paper proposes a maintenance scheduling method considering control reserve capacity to compensate the variability and uncertainty of VRE.

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