CONTENTS 目次 1. 小規模電力系統における再生可能エネルギー導入の課題と対策 Issues and solutions of introducing renewable energy (RE) in the small grid 2.. 小規模系統へのシステム導入事例 System int

日 IRENA( 国際再生可能エネルギー機関 ) 共催セミナー 世界の再生可能エネルギー事業の展望と課題 ~ アジアとアフリカから International Seminar on Market Challenges and Opportunities for Renewable Energy in Asia and Africa 電力貯蔵装置による小規模系統の品質向上対策 Power quality solutions for small grid by energy storage system 07/Feb./2014 Takehiko KOJIMA Fuji Electric Co., Ltd. 1

CONTENTS 目次 1. 小規模電力系統における再生可能エネルギー導入の課題と対策 Issues and solutions of introducing renewable energy (RE) in the small grid 2.. 小規模系統へのシステム導入事例 System introduction example in the small grid 3.. まとめ Summary 2

1. 小規模電力系統における再生可能エネルギー導入の課題と対策 Issues and solutions of introducing renewable energy (RE) in the small grid 再生可能エネルギー ( 風力 太陽光 ) は天候により出力が変動する Output of renewable energy (PV or WT) is fluctuated by weather. 小規模系統に再生可能エネルギーを大量に連系した場合には安定な周波数を保つことができない ディーゼル発電機が停止して停電を引き起こす場合もある Introduction of huge amount of renewable energy into small grid may cause the unsteadiness of frequency. Electrical power outage may occur due to the stoppage of diesel generator influenced by the frequency fluctuation. 再生可能エネルギーの出力変動に起因する問題を解決する必要がある Solution for renewable energy output fluctuation is required. 電力貯蔵装置による小規模系統の品質向上対策 Solutions for the power quality improvement by energy storage system 3

1. 小規模電力系統における再生可能エネルギー導入の課題と対策 Issues and solutions of introducing renewable energy (RE) in the small grid 課題 Issues 原因 Causes 対策 Solution 1 電力の安定供給 Stable power supply 風力 太陽光の出力変動 Output power fluctuation of WT&PV 電力貯蔵システムによる出力変動の抑制 Power fluctuation compensation by energy storage system 2 電力品質 Power quality 周波数変動 Frequency fluctuation 電力貯蔵システムとディーゼル発電の協調制御 Coordinated control energy storage with diesel generators 3 余剰電力 Surplus energy 風力 太陽光の出力が需要を上回る Output of WT&PV exceeds demand 電力貯蔵システムによるピークシフト運用 Peak shift operation by using energy storage system (Note) WT : Wind turbine generation / PV : Solar power generation 4

1. 小規模電力系統における再生可能エネルギー導入の課題と対策 Issues and solutions of introducing renewable energy (RE) in the small grid 再生可能エエネルギー導入率 Introductio on rate of RE 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% ピークシフト運用 ( 余剰電力対策 ) Peak shift operation by energy storage system 周波数変動の抑制 ( 電力品質の向上 ) Suppression of frequency fluctuation (Improvement of the energy quality) 出力変動の抑制 Suppression of power fluctuation 対策不要 No requirement 小 small Storage capacity Large Small 電力貯蔵装置の容量 Capacity of energy storage system 大 Large System cost UP Down Fuel cost Low High 再生可能エネルギーの最適導入量は投資回収のバランスで決まる Optimal introduction rate of RE is decided by the degree of investment return 5

2.. 小規模系統へのシステム導入事例 System introduction example in the small grid 離島におけるディーゼル発電機と電力貯蔵装置の協調制御システム導入例 Examples of coordinated control system between diesel generators and energy storage devices in the small islands CHINA KYUSHU AREA (West part of JAPAN) 6 islands of Kyusyu area OKINAWA island 再生可能エネルギーの導入率は最大 32% 以上 ( 九州 黒島 ) Maximum Introduction rate of RE is up to 32% (KYUSHU KUROSHIMA) YONAGUNI island Taiwan KITADAITO & MINAMIDAITO island TARAMA island 制御システム及び電力貯蔵装置は九州地域 6 島と沖縄地域 4 島に導入されています Control system and energy storage systems are installed at 6 small islands in Kagoshima Prefecture and 4 small islands in Okinawa Prefecture 6

2.. 小規模系統へのシステム導入事例 System introduction example in the small grid 多良間島におけるシステム構成 System configuration on TARAMA Island Existing power station Existing distribution system 6.6kV grid Wind tubine (200kW) G Diesel generator (300kW) G Diesel generator (230kW) G Diesel generator (230kW) G Diesel generator (200kW) G Diesel generator (500kW) Monitoring PC Touch panel Supervisory control device About 6km Optical fiber PV site Touch panel Supervisory control device Communication I/F 6.6kV grid Meteorological observation data Wireless Network ~ PV (250kW) Remote monitoring system ~ Communication I/F Generator data Storage system site Touch panel Supervisory control device ~ Charge/discharge inverter(±300kw) Batteries Main Office PC 7

2.. 小規模系統へのシステム導入事例 System introduction example in the small grid 電力の安定供給 Stable power supply 変動の傾斜を調整して蓄電池とディーゼル発電機の制御を協調 Coordinate the control between diesel generators and energy storage devices by adjusting the output fluctuation of RE ピークシフト運用 ( 余剰電力対策 ) Peak shift operation 昼間の太陽光発電を蓄電池に充電し夕方にシフトする Charge power to energy storage devices during the daytime and discharge it in the evening Active power (kw) 出力 (kw) 160 120 80 40 0-40 系統需要 内燃力 太陽光 電池出力 Diesel generators (Unit 1 + Unit 3) Diesel generator (Unit 3) Output shift of PV surplus power Discharging WT PV Charging Batteries 0 3 6 9 12 15 18 21 24 時間 (h) Time (hours) Island power demand 8

2.. 小規模系統へのシステム導入事例 System introduction example in the small grid システムの外観 System overview Overview of KUROSHIMA island system コンテナ収納による現地施工の簡易化 For simplification of local construction, most of equipment installed in container before shipping. Overview of KODAKARA island system 9

3. まとめ Summary 再生可能エネルギーの大量導入に起因する問題を解決するために電力貯蔵装置が有効である Energy storage system is effective to solve the Issues caused by installing large amounts of RE in the small grid. 富士電機は電力品質向上のために ディーゼル発電機と電力貯蔵装置の協調制御システムを 10 離島に導入した Fuji Electric has introduced coordinated controlling system of diesel generators and energy storage devices to improve the power quality of the small grid in 10 remote islands of Kyushu and Okinawa. 10

Thank you! 11