電力系統の混雑緩和を実現するシステムのフィールド実証を開始

NEDOは、東京電力パワーグリッド株式会社を幹事会社として、学校法人早稲田大学、株式会社三菱総合研究所、関西電力送配電株式会社、京セラ株式会社、国立大学法人東京大学生産技術研究所（東京大学）、中部電力パワーグリッド株式会社、東京電力エナジーパートナー株式会社、東京電力ホールディングス株式会社および三菱重工業株式会社の10者からなるコンソーシアム（以下、本コンソーシアム）と、「電力系統の混雑緩和のための分散型エネルギーリソース制御技術開発（FLEX DERプロジェクト）」（以下、本事業）に取り組んでいます。

5月1日より本事業において、蓄電池などの分散型エネルギーリソースを活用した系統混雑緩和の実現性を確認するフィールド実証を開始しました。フィールド実証では、実際の電力系統に実証用システムを構築し、配電用変電所の混雑緩和の実現性を確認するための技術的検証を行います。

この検証結果を既存設備に最大限活用し、再生可能エネルギー（以下、再エネ）導入量を拡大させるためのシステム開発に活かすことで、2050年カーボンニュートラル実現に貢献します。

1．背景

「第6次エネルギー基本計画」で示された「再生可能エネルギーの主力電源化」に向け、系統の増強と並行しながら既存系統を最大限に活用するために必要な技術開発が求められており、その一つとして分散型エネルギーリソース^※1（以下、DER）の出力を制御し、電力系統の混雑緩和^※2を行う技術があります。

本事業^※3では、再エネの発電電力に起因して混雑が生じる配電用変電所の変圧器を対象に、その供給エリアにおいて、アグリゲーター^※4などと一般送配電事業者をつなぎ、DERの電力需要パターン制御（需要シフトなど）をすることで混雑緩和を実現するDERフレキシビリティシステム^※5の構築に向けた技術開発を行っています。

2．フィールド実証の概要

（1）概要

本事業では、DERフレキシビリティシステムを活用した系統混雑緩和の実現性をフィールド実証により確認するため、検討事項を「一般送配電事業者における課題検討」（WG1）、「DERフレキシビリティ活用プラットフォームにおける課題検討」（WG2）、「アグリゲーターにおける課題検討」（WG3）、「フィールド実証」（WG4）の四つの項目に分類しています。

今回の栃木県那須塩原市におけるフィールド実証に向けては、一般送配電事業者がDERフレキシビリティを調達する際の募集要件やデータ連係手順案などを反映した業務フロー案を基に、各項目（WG）間で連携しながら検証項目の抽出やユースケースの設定、シナリオ案の作成について取り組むとともに、DERの導入（系統用蓄電池システムの設置^※6など）や各種測定器の設置などフィールド実証の環境構築を並行して進めてきました。

図1　フィールド実証のイメージ

（2）実証期間

2024年度中に複数時期にて実証を行う予定であり、第1回目は2024年5月14日までの予定で5月1日に開始しています。

（3）実証場所

太陽光発電を主とする再エネの導入拡大により、将来、混雑の発生が懸念される栃木県那須塩原市にある配電用変電所を抽出し、選定されたエリアにてフィールド実証を行います。

3．今後の予定

NEDOと本コンソーシアム^※7は、本フィールド実証での検証結果を基に、DERフレキシビリティシステムの要求仕様をまとめ、標準的な業務フローや通信仕様を確立します。これによりDERを最大限活用できる仕組みを実現し、国内における再エネのさらなる普及拡大に貢献します。

【注釈】

※1　分散型エネルギーリソース
発電設備や蓄電設備、電気自動車、ヒートポンプなどの需要設備の総称です。「Distributed Energy Resources」を略して「DER」とも呼ばれます。

※2　電力系統の混雑緩和
再エネの大量導入時に、再エネにより発電された電力が電力系統へ大量に送り込まれることにより、電力系統の送配電線の電力潮流が増加し送配電可能電力量が減少することを電力系統の混雑といいます。一方、この混雑を解消する取り組み（負荷の消費電力を大きくし再エネの発電電力を吸収するなど）により送配電可能量が回復することを混雑緩和といいます。

※3　本事業
事業名：電力系統の混雑緩和のための分散型エネルギーリソース制御技術開発（FLEX DERプロジェクト）
事業期間：2022年度～2024年度
事業概要：電力系統の混雑緩和のための分散型エネルギーリソース制御技術開発（FLEX DERプロジェクト）
https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100237.html

※4　アグリゲーター
DERなどを統合制御し、エネルギーサービスを提供する事業者です。

※5　DERフレキシビリティシステム
DERフレキシビリティとは発電電力や負荷の消費電力の大きさを柔軟に変化させることが可能な能力のことです。本事業で、DERフレキシビリティシステムは、図2に示す三つのシステム／プラットフォームにより構成されるシステムと定義して開発を進めています。図中の「DSO」は「Distribution System Operator」の略で、一般送配電事業者である配電系統運用者を指します。

図2　DERフレキシビリティシステムのイメージ

※6　系統用蓄電池システムの設置
系統用蓄電池システムをフィールド実証用に供するDERの一つとして設置し、運用を開始しています。
設置場所：那須塩原市関谷地区
設備面積：528㎡
設備容量：リチウムイオン電池（出力：1,999kW／公称電力容量：6,310kWh）

図3　設備の外観

※7　本コンソーシアム
東京電力パワーグリッド、早稲田大学、三菱総合研究所、関西電力送配電、京セラ、東京大学、中部電力パワーグリッド、東京電力エナジーパートナー、東京電力ホールディングス、三菱重工業の10者を指します。図4の四つの項目（WG）に分類し、各WG間で連携して検討を実施しています。

図4　本コンソーシアムにおける各者の役割