電力系統における分散配置多目的SMESの評価

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本研究においては、中小容量の超伝導エネルギー貯蔵システム(SMES)を電力系統内に分散して配置し、それらに主要な系統制御機能の一翼を担わせるような構成形態および運用形態を、将来の電力系統の有り得る一つの姿として想定して、その場合にSMESが果たし得る役割を明確化し、発揮できる性能、必要とされる仕様、経済性等を明らかにすることを目的としてきた。今年度得られた研究成果は、以下のとおりである。1.検討すべき多目的SMESの用途としては、有効電力に関する基本的機能として負荷平準化と負荷周波数制御が、また無効電力に関しては電圧安定化制御が特に重要であると考えて、詳細な分析を行うこととした。2.多目的SMESによる負荷周波数制御機能に関しては、SMES-発電機間の役割分担の実現により発電機の負担の大幅な軽減が可能であることを明らかにした。その際のSMESの制御方式として、負荷変動に対するPID制御と貯蔵エネルギー量偏差に対するPI制御の併用が有効であること、SMESの貯蔵容量や変換器容量と制御の仕上がりとの関係などに関しても、シミュレーションにより明らかにすることができた。3.上記の負荷周波数制御系に基づいた負荷平準化機能についても検討を行った。具体的には、SMESの貯蔵エネルギー量を基準レベルに戻すための制御ループを開放することで負荷平準化が実現可能であることを確認したうえで、負荷周波数制御モードと負荷平準化モードの切替運用方策について検討を加え、両モード間の切替時の応答特性の評価を行った。また、切替時の注意点についても明らかにした。4.多目的SMESによる電圧安定化制御に関しては、従来の変圧器タップや調相設備による制御との比較検討を行った結果、SMESでは連続かつ高速な制御が可能なことから大幅な改善が期待できることが確認された。