Renewable electricity transmission and supply-demand balance in 2040, considering effects of grid development and electric vehicles

考虑电网发展和电动汽车影响的2040年可再生电力传输和供需平衡

• 批准号: 21K12356
• 负责人: 竹濱 朝美
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ritsumeikan 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/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12356/
• 关键词: 電力需給解析; 石炭火力廃止; IEA Net Zero; 風力発電; 接続検討申込量; 出力制御; 原子力発電; 再エネ電力60％; 太陽光発電; 広域送電; 地域間連系線; デマンドレスポンス; 電力需給; 石炭発電廃止; 原子力発電停止; 再生可能エネルギー; 需給解析; 炭素税; 電気自動車

①IEA Net-Zeroシナリオに準拠して，西日本の電力需給について，2030年に，石炭火力の廃止と再生可能電力比率（RE比率）60%の達成可能性を検討した。発電機起動停止-経済運用(UC-EDC)の簡易モデルを改良した。各送電管区の在来電源を22種に区分し，1時間単位の平均燃料費の最小化を目的関数として，Matlab optimization tool box線形計画法により，各電源の発電量と需給を解析した。②(a)西日本で，Highケース（PV65GW,風力31GW），TSO-Highケース（PV52GW，風力9GW）を比較した。Highケース導入量は，風力の接続検討申込量の50％を連系する。TSO-Highケース導入量は，系統ワーキング委員会における送電会社の「1.5倍ケース」である。(b)連系線運用容量は，2030年の長期運用容量から上積みして，九州-中国，中国-関西を5.5GW，四国-関西を2.8GWに拡張する。蓄電池は揚水発電定格出力*25％*4h*4日の容量とした。③(a)九州地域のHighケース（原子力無し）では，風力を11GW導入した結果，RE比率70%で目標を達成した。TSO-Highケース（原子力有り）では，RE比率51%で目標に届かず，出力制御率は25%となった。(b)中国地域でも，Highケース（原子力無し）では，RE比率73％で目標を達成した。TSO-High（原子力有り）ケースでは，RE比率48％で目標に達せず，需給ひっ迫状態になった。(c)西日本でHighケースの規模で風力発電を導入すれば，石炭火力を廃止しても，RE比率60％達成の可能性がある。原子力稼働は柔軟性不足になり，出力制御率を数％ポイント悪化させる。西日本ではPV出力に規定された残余需要になるため，朝夕の需要ピーク時に，需要削減（下げデマンドレスポンス）が必要である。

1 IEA Net-Zero is expected to be completed in 2030, and the probability of achieving a 60% regeneration rate (RE ratio) is discussed. Improved simple control of motor start-stop-cycle application (UC-EDC) Each power transmission area in the power supply 22 categories, 1 time unit of the average fuel cost minimization target number, Matlab optimization tool box linear planning method, each power transmission quantity needs to be analyzed.②(a) In Western Japan, High ース(PV65GW, wind power 31GW) and TSO-High ース(PV52GW, wind power 9GW) are compared. High temperature induction is 50% of the wind speed. TSO-High (b)The capacity of the connection line will be increased from 5.5GW in Kyushu to China, 5.8GW in China to Kansai and 2.8GW in Shikoku to Kansai in 2030. Storage battery water discharge capacity *25%*4h*4 days.③(a) Kyushu area High temperature (atomic force is not available), wind force is 11GW, RE ratio is 70%, the goal is achieved. TSO-High (Atomic Force) RE ratio 51% Purpose Output control rate 25% (b)China region, High (atomic force free), RE ratio 73% goal achieved TSO-High (Atomic Force), RE ratio 48% (c)The scale of the West Japan High Wind Power Generation Project is very high, and the probability of achieving the RE ratio of 60% is very high. Atomic force is not flexible enough, and the output control rate is several %. West Japan's PV output requirements are required to be reduced when necessary.

项目成果

2030年，石炭火力廃止の場合の西日本の電力需給，再エネ電力60％目標の可能性

2030年，取消燃煤发电情况下日本西部的电力供需情况，以及实现60%可再生能源电力目标的可能性

• 发表时间: 2022
• 期刊: 第44回 風力エネルギー利用シンポジウム (発表原稿集) (日本風力エネルギー学会)
• 作者: 竹濱朝美，歌川学;竹濱朝美，歌川学
• 通讯作者: 竹濱朝美，歌川学

「変動性再エネ電源導入による2040 年の電力需給と出力抑制の考察」

《引入可变可再生能源对2040年电力供需和限产的思考》

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本環境学会・第47回研究発表会予稿集 (日本環境学会)
• 作者: 渡辺 陽介;草山 真一;槇 晶彦;芦田 敬;山田 峻也;佐藤 健哉;高田 広章;竹濱朝美，歌川学
• 通讯作者: 竹濱朝美，歌川学

2030年に石炭火力を廃止する場合，西日本の電力需給への影響，再エネ電力60%の可能性検討

如果2030年逐步淘汰燃煤电厂，考虑对日本西部电力供需的影响以及60%可再生电力的可能性

• 发表时间: 2023
• 期刊: 第39回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集 39, (エネルギー資源学会)
• 作者: 竹濱朝美，歌川学

「2030年の西日本における電力需給，石炭火力・原子力発電を削減する場合の一考察」

《2030年西日本电力供需，减少燃煤和核电发电的考虑》

• 发表时间: 2022
• 期刊: 第38回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス論文集，(エネルギー資源学会)
• 作者: Moroto Koki;Miyake Koji;Shu Yasuhiro;Toyama Yuya;Ma Jiaojiao;Tanaka Shunsuke;Nishiyama Norikazu;Fukuhara Choji;Kong Chang Yi;Carlos Cortes;竹濱朝美，歌川学
• 通讯作者: 竹濱朝美，歌川学

自然変動電源による2030年の西日本の電力需給，原発ゼロの場合のデマンドレスポンス必要量

2030年日本西部使用可变自然能源的电力供需、零核发电情况下的需求响应要求

• 发表时间: 2022
• 作者: 竹濱朝美，歌川学;竹濱朝美，歌川学;竹濱朝美・歌川学;歌川学;歌川学・ 外岡豊・松原弘直・安竹哲雄・寺尾信子;竹濱朝美・歌川学;竹濱朝美，歌川学;竹濱朝美，歌川学
• 通讯作者: 竹濱朝美，歌川学