報告書番号

R20006

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2）－再エネ脱落特性を考慮した分散制御方式の実験的検証－

タイトル（英文）

A Basic Study on Emergency Frequency Control for Enhancement of Power System Resilience (Part 2) - Experimental Validation of Emergency Frequency Control considering Self-disconnection Characteristics of 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）

背　　景
わが国は，再生可能エネルギー電源（以下，再エネ）の導入拡大を主体とした脱炭素社会の実現を目指しており，大規模電源サイト脱落時の周波数安定性確保等が重要な課題となっている。このような将来系統の再エネ主力電源化とレジリエンス強化の両立に資する対策の一つとして，当所では周波数安定性の低下要因として懸念される再エネ脱落に対処可能な負荷制御方法を提案し，数値解析による検証を行ってきた。この提案方式の実用化に向けては，変電所等に導入が進むIEC 61850に対応した負荷制御装置の構築と，実系統で生じる制御遅れやノイズ等を考慮した実験的検証が必要となる。
目　　的
IEC 61850に対応した保護監視制御装置等を用いて，再エネ脱落特性を考慮した周波数変化率（RoCoF）リレーによる負荷制御の試験用装置を構築し，電力系統シミュレータにおいて電源サイト脱落を想定した提案制御の実験的検証を行う。
主な成果
1. IEC 61850に対応した保護監視制御装置等を用いた負荷制御の試験用装置の構築
RoCoFリレー演算用PCとIEC 61850に準拠したMU等を用いて，変電所等への適用を想定した負荷制御の試験用装置を構築した。従来のRoCoFリレーでは実施不可であった，種々の再エネの脱落特性を考慮した周波数・RoCoFの演算と動作判定による負荷制御を可能とするため，RoCoFリレー演算方式（含，制御整定）を，任意の再エネの単独運転検出ロジックに変更可能とした。
2. 電力系統シミュレータを用いた提案制御の実験的検証
電力系統シミュレータにおいて，太陽光発電（以下，PV）を主とした再エネ導入拡大が進んだ将来想定の試験系統を構成し，様々な規模の電源サイト脱落を模擬した際の試験用装置の動作検証を通じて，提案制御の適用可能性を評価した。その結果，ノイズが含まれる実測データに対しても，本試験用装置が十分な精度で周波数・RoCoFの演算と動作判定を行い，PVが脱落する場合には高速に負荷制御を実施することにより，電源サイト脱落時のPV脱落量の低減，周波数ボトムの改善が期待できることを明らかにした。

概要 （英文）

In Japan, it is recognized as an important issue to realize both the decarbonization by large-scale integration of renewable energy sources (RES) and ensuring frequency stability for loss of large-scale generation following disasters. In order to cope with the issue, Central Research Institute of Electric Power Industry (CRIEPI) has developed an emergency frequency control considering self-disconnection of RES which is a concern as a factor that reduces frequency stability and validated the proposed method by the time-domain simulation. However, in order to implement the proposed method, it is necessary to construct a system using IEC 61850 and experimental validation considering the influences of control delays and measurement noise.
Therefore, the authors constructed a prototype of the load shedding device for the proposed method using the protection, control, and monitoring device compliant with IEC 61850, and conducted experimental validation assuming that loss of large-scale generation in CRIEPI's power system simulator. As a result, it was confirmed that the constructed device has noise immunity and can perform high-speed load shedding accurately, and it was clarified that it contributes to reduce the amount of self-disconnection of RES and improve frequency nadir.

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