HP/CGS併用熱供給システムを用いた防災型地域マイクログリッドに関する研究

HP/CGS联合供热系统防灾区域微电网研究

• 批准号: 21K03992
• 负责人: 北 裕幸
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03992/
• 关键词: 電力系統; マイクログリッド; ヒートポンプ; コジェネレーションシステム; 蓄電池; 災害に強い電力システム

本研究では，研究代表者らがすでに提案した，ヒートポンプとコジェネレーションを併用する熱電併給技術を，マイクログリッド（MG）に導入し，その等価的な蓄電機能を利用して，再生可能エネルギー電源の不安定な出力変動を抑制しつつエネルギー供給を継続できる防災型の地域MGの内部構成及び運用・制御手法を提案し，その有効性を明らかにすることを目的としている．今年度は，災害時に上位系統からの電力供給が途絶えた際に自立運転可能なMGを構築する際に必要なPV，蓄電池の容量を評価することを目的に試算を行った．MG運用者が制御できないFIT既設分のPVが多く導入されている場合，余剰電力を充電しきれないことが要因で自立運転ができないことがあることが示された．FIT既設分が少ない場合にはPV，蓄電池の新設によって自立運転が可能であることを明らかにした．併せて，非常用電源として使用する蓄電池に対して，停電回避に必要な最低確保充電量を確率的に求める手法の開発も行った．これにより，最低確保充電量を時間軸に沿って動的に変化させ，空いた蓄電池容量の一部を平常時に有効活用することの経済的価値を評価した．さらに，緊急事態が発生した後の動的なMG構成の実現に向けた基礎検討として，区間ごとの自立運転への移行順序を決定するための手法についても検討を行った．この他に，MGの構築が電力系統の安定化にどの程度貢献できるか，またその貢献を得るためにはMGにどれだけ投資しなければいけないのかの両者の関係も明らかにした．試算結果より，水素供給のための設備を導入することは買電量削減と調整力確保の両面で効果的であることが示された．その際にかかる追加投資も現状の価格ベースではあるが，回収可能な範囲の追加投資で実現可能であることを確認した．

This study proposes the introduction of thermoelectric power generation technology, the utilization of all kinds of energy storage devices, the suppression of unstable power generation, and the control of disaster prevention type MG. There is no doubt about it. This year, when the power supply of the upper system is interrupted, the self-supporting operation is possible, the MG is constructed, the PV is necessary, and the capacity of the storage battery is evaluated. The MG user controls the FIT, and the PV is installed. When the PV is installed, the residual power is charged. When the FIT is installed, the PV is installed. The new design of the battery is self-supporting. In addition, the battery is used for non-common power supply, and the method of developing the battery is required to ensure the minimum charge rate to avoid power failure. The minimum guaranteed charge is evaluated along the time axis. In addition, the emergency situation has occurred since the start of the operation of the MG composition of the implementation of the basic discussion, the interval and the independent operation of the transition order to determine the method of the middle of the discussion. In this regard, MG's construction contributes to the stability of the power system, and its contribution to the stability of the power system is not limited to the investment in MG. The test results show that the water supply and the equipment are introduced, and the power consumption is reduced to ensure the effectiveness of the equipment. Additional investment status is confirmed when the recovery is possible and additional investment is possible.

项目成果

配電系統へのマイクログリッド導入設計手法に関する基礎検討

配电系统引入微电网设计方法基础研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 横山健太;河合俊和;西川敦;西澤祐吏;中村達雄;三村 和輝
• 通讯作者: 三村 和輝

Impact of sector-coupling in microgrid to residual electricity demand properties

• DOI: 10.1016/j.epsr.2022.108463
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Electric Power Systems Research
• 影响因子: 3.9
• 作者: Yushi Kida;R. Hara;H. Kita

マイクログリッド化による残余需要平準化効果の検証 ―電力と熱の供給の統合効果―

微电网剩余需求平准效应验证“电热一体化效应”

• 发表时间: 2021
• 作者: 中野裕介，石之腰昂弥，長瀬有理奈，岡野里桜，田中康規，石島達夫;喜田 勇志
• 通讯作者: 喜田 勇志

開閉器区間ごとの自立運転を考慮した動的マイクログリッド構成 －自立運転区間の順序決定手法の提案－

考虑每个开关部分自主运行的动态微电网配置 - 确定自主运行部分顺序的方法的建议 -

• 发表时间: 2023
• 作者: Yamazaki Tomonori;Shimizu Sota;Mazaki Rikuta;Kurihara Hokuto;Motoi Naoki;Oboe Roberto;Hasebe Nobuyuki;Miyashita Tomoyuki;奥野典杜
• 通讯作者: 奥野典杜

太陽光発電の出力と負荷の時間変化を考慮した災害後のマイクログリッド構成方法

考虑太阳能出力和负荷随时间变化的灾后微电网配置方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 大竹修平;元谷卓;道木加絵;鳥井昭宏;奥野典杜
• 通讯作者: 奥野典杜