GIST、太陽光・ESS出力調整の余力を算出する技術

光州科学技術院(GIST)は31日、金潤洙(キム・ユンス)教授のチームが、太陽光発電やエネルギー貯蔵装置(ESS)など分散型エネルギー資源(DER)の出力を調整する際に電力系統の安全を確保し、各装置が追加で調整できる電力量をリアルタイムで算出する技術を開発したと発表した。

同時調整が招くリスク

この技術は、複数の発電・蓄電装置を一つの発電所のように運用する仮想発電所(VPP)や電力取引で、各装置の出力調整が系統に与える影響を考慮する「安全ガードレール」と位置づけられる。各装置が自らの容量を守っていても、複数が同時に出力を変えれば、系統の電圧が高く、または低くなりすぎたり、特定の送電線が過負荷になったりする恐れがある。同じ電力量でも、接続位置や周辺の電力の流れで影響は変わるため、装置ごとの容量確認だけでは安全を判断しにくい。

15分周期で監視・検証

研究チームの枠組みは、まず系統の電圧と電力の流れを点検し、運転限界を外れていれば一部のDERの出力を調整して安全な状態に戻す。その上で「運転柔軟性余裕量(OFM)」を計算し、複数装置が同時に調整しても電圧や線路の限界を守れるかを繰り返し検証する。系統の状態監視は15分単位で行い、監視から余裕量の算出・検証までを一つにつなげた点が特徴だ。

ESSで確認したところ、個々の機器条件のみを考慮した場合に6.7%だった運転限界の違反率は、開発技術の適用で0%に下がった。ESS全体の充放電処理量はほぼ維持された。系統に負担をかける位置の装置ではなく、余裕のある位置の装置に調整量を配分したためという。済州島の配電線データを使った追加の模擬実験でも、15分の制御周期内で複数の配電線の運転余力を算出できる計算性能を確認した。

金教授は、配電網運営者が個々の分散電源の自律的な運転を最大限尊重しつつ、系統の物理的限界を超えないようリアルタイムの安全ガードレールを提供する技術だと説明した。韓国電力の実際の配電系統システム(DSO-MD)にすでに適用されており、再生可能エネルギーの受容性向上や、韓国型の配電系統運営体制、地域電力市場の定着に寄与するとの見方を示した。