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接続拒否の後は出力抑制が待っている(なぜ抑制が発生するか、その対策が分かる)

接続拒否は無制限・無補償の出力抑制と交換した。
その後、導入拡大後は年間の出力抑制時間は1500時間以上だと発表された。
日数にすると年間200日以上の抑制となる。
抑制日は、午前9時から16時まで発電禁止となる。
でもご安心ください、ハイブリッド・バッテリー・システムを使用すると
出力抑制は全く発生しません。

1.現在はどれだけ抑制されているか?
































 







2.3年後の予想

































 



 


3.ハイブリッド・バッテリー・システムを使用した場合の出力抑制











































































      


   
 4.更に太陽光発電が
50パーセント増えた場合






































 
 
5.安定給電保障機能
を導入した場合


九州電力は、2018年3月の離島における再生可能エネルギーの出力制御について、壱岐で3回、種子島で19回、徳之島で2回、合計24回実施したと発表した。徳之島では、2017年4月(2回)以来の出力制御となった。
日射強度は夏至のころが最強であるので、離島の抑制回数は6月に向けて抑制頻度多くなる。
昨年は、壱岐だけが5月に10回抑制されたことに比べると、今年は昨年より多いことがわかる。

しかし、現時点では九州本土では出力抑制は発生していない。
昨年(2017年)7月の稼働状況をグラフ化したものが下図である。
                                                                                                  (図1)
                                                (出典)九州電力の稼働実績から弊社がグラフ化

このグラフを見ると、太陽光発電が需要ラインを1000~2000MWh程度超過しているように見えるが、この超過分は揚水動力で対応しているので出力抑制は必要なかった。
(注;九州地域には九州電力以外の会社、例えば J-Powerとか住友金属が九州以外の需要のために発電してるのでその分、連携線の使用が増えている)


   3年後にはすでに受け付けている再エネが稼働し始める。その時でも出力抑制は発生しないかを予測する。すでに受け付けている再エネは図2の通りで、太陽光が10GW、太陽光以外が約2GWある。3年以内に玄海原発も再稼働する。
                                                                                                (図2)

3年後の稼働想定は、昨年(2017年)7月1か月の稼働実績に、新たに稼働する再エネ(2017
年3月認定受付分)と原発を上乗せして計算する。計算結果は図3の通りである。

                                                                                                (図3)

7月1か月間に九州電力が行った出力抑制回数は17回となる。
抑制を公平に実施したとすると、一つの発電所に対する平均抑制回数は5~6回程度となる。
 
抑制された日(7月14日)の稼働状況(図4)を詳細にみてみよう。
      ①ベース電源として原発が毎時470万kWで稼働しているため、その他の電源は原発の
         上に乗せる
      ②火力発電は太陽光が発電始めると下げ代一杯まで下げている。
      下げ代一杯まで下げてもまだ供給量が多すぎるので、揚水動力を能力一杯の219万kW
         で消費している。
      ④それでもまだ201万kWが供給過剰のため、中国電力に他電力連携で送電する。
      しかし、再エネ用に使用できる連携容量は17万kWであるため、約200万kWは抑制
         対象となる。
      ⑥全太陽光発電容量は1,771万kWであるため、抑制対象の200万kWは全太陽光の9分
         の発電所が抑制される。
                                                                                         (図4)


九州地区では、認定受付済みで未稼働中の太陽光全てが稼働する3年後の7月には17回の
抑制が発生することが分かった。
それでは、未稼働の太陽光全てがハイブリッド・バッテリーを使用した場合、抑制回数は
どうなるかを計算する。
 
(1)ハイブリッド・バッテリー・システムの概要
         一つの太陽光発電に一組のハイブリッド・バッテリー・システム(蓄電池)を接続し、
         そこに一日の発電量を蓄電できる容量を持つ。
         発電した電気は直接系統には流さずバッテリーに蓄電する。夕方の発電終了時に中央
         システムにその日の発電量を知らせ、中央ではその容量を使用して翌日の稼働計画を
         作成する。
         作成した計画が稼働開始する時刻から、蓄電池からの放電を開始する。放電量は24
         時間均等の量で放電する。
                                                                                             (図5)

(2)計算前提と計算結果
        すでに稼働している太陽光発電にはハイブリッド・バッテリーは使用しない。未稼働の
        太陽光発電全てはバッテリーを使用する。
        計算結果はバッテリーを使用するものも使用しないものも、すべて抑制されることなく
        発電できている図6の中で需要(赤破線)をハイブリッドを使用しない太陽光発電が超
        過しているのが数か所あるが、その超過分は揚水動力で吸収しているので、抑制する必
        要は無かった。(図6)のグラフの中で黄色部分はバッテリーから放電した部である。
       黄色部分が日別に量が異なっているのは、前日の発電量にバラツキがあるからである。 
       次に、この抑制が全く発生しないこの月の再エネ化率をいくらになっているか
        計算してみる。7月1か月間の発電量を求める。

                再エネ発電量 = バッテリーからの放電量 + 水力+地熱+バイオマス+風力+バッテリーなしの太陽光
                                   = 1,437 + 597 + 199 + 58 + 48 + 926 = 2,670GWh
                需要量          = 8,454 GWh
                再エネ化率      再エネ発電量 ÷  需要量  =  2,670GWh ÷ 8,454 GWh =  31.6パーセント

        3年前に作成した第4次エネルギー計画では、2030年までに再生可能エネルギー化率
        を22パーセントから24パーセントにすると計画しているが、ハイブリッド・バッテリー
        システムを導入すれば2020年までに30パーセントに簡単に到着できる。
 
                                                                                               (図6)

(3)7月14日の詳細
        バッテリーを使用しなかった場合には抑制日となった7月14日(図4)が、バッテ
         リーの使で、どのように変化するか(図7)を詳しく見てみる。
         前日の13日にバッテリー使用の太陽光発電量は  61,750MWhであったため、翌日
         14日の時間当たり放電量は2,573MWになる。
         原発の発電量は4,665MWhとバッテリーからの放電量の合計がベース電源となってい
         る。需要量とベース電源との差分を火力発電および再生可能エネルギーの発電などで
         補っている。
         7月14日は揚水動力や他電力連携などの支援を受ける必要もなく制御できた。
         したがって、出力抑制の必要性もなかった。

                                                                                       (図7)

 
現在受け付けられている再エネがすべて稼働しても、ハイブリッド・バッテリーを使用して
いれば出力抑制は発生しないことはわかった。
それでは、ハイブリッド・バッテリー使用している場合は、どの程度太陽光発電が増えても
出力抑制が発生することなく発電できるか?
再エネ化率が50パーセントになるほど太陽光発電が増え、増えた発電は全てハイブリッド・
バッテリーを使用している場合を想定し、分析した。 

分析結果をグラフ化したものが図1.7と図1.8である。
図1.7を見ると7月の一か月間に、ハイブリッド・バッテリーを使用していない太陽光発電が
抑制された回数は12回であった。図1.8は1日から6日までを拡大したものである。
図1.8から明確にわかることは、ハイブリッド・バッテリーを使用しないときの抑制時間は
太陽光発電が最大になる正午近辺の時間であったが、ハイブリッドを使用すると、早朝の時間
にも抑制されことが多いということである。この超過分も揚水動力で対応している。

分析結果
    ①ハイブリッド・バッテリーを使用していれば出力抑制になることはない。
            再エネ化率50パーセント以上になっても抑制対象にはならない。
            抑制されることなく無制限に導入可能である。
    ハイブリッド・バッテリーを非使用の太陽光発電は抑制される。
            ハイブリッド・バッテリーを使用しない太陽光は、現在認定受付容量であれば、
            7月に5~6回は抑制される。ハイブリッド使用が増えると非使用の抑制は使用量に
                 比例して増えていく。


 
ハイブリッド・バッテリーを使用すると24時間の放電量は均一に放電されるが、日ごとに
時間当たり放電量は変化する。晴れの日の翌日は時間当たり放電量が多く、雨の日の翌日は
放電量は少ない。
しかし、安定給電保障機能を使用すると、事前に決めておいた放電量で、天気に左右される
ことなく放電される。
事前に決めておく放電量を保障値と呼んでいるが、それは10日毎(旬)月3旬年36旬
と決めている。36旬と回数を多くしているのは月の変わり目に放電量が大きく変化す
るのを抑えるためである。
図1.9を見ると1か月間の放電量が殆ど均一量であることがわかる。
1旬の時間別放電量は3,788MW、2旬は3,861MW、3旬は4,371MWとなっている。
安定給電保障機能の使用で天気に左右されない安定運転が可能となっている。

                                                                        (図1.9)


最後までご精読ありがとうございます。ご質問、ご感想、反論等お待ちしてます。
                                 
















































































































































































































「安定給電保障機能」については











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