東京都立大学　システムデザイン研究科

自然エネルギー大量導入時の系統協調制御

　太陽光発電などクリーンエネルギーを電力系統に大量導入する計画が，様々な課題を含みながらも進められています．NEDOの太陽光発電普及に向けたロードマップ，PV2030+によると，2030年前には戸建て住宅の約半分に太陽光発電が設置されるなど日本の全電力の10%をまかなう太陽光発電の導入が想定され，CO2削減に大きく寄与することが期待されています．しかしながら、太陽光発電により生成される電気エネルギーは日射量に大きく影響し，また予測に不確実さが伴うため，需給のバランスを維持するためには，不確かさに対処できる系統運用計画と制御法を早急に確立する必要があります．
　また太陽光発電では，真昼に最高の発電出力が得られるにもかかわらず，需要ピークは夕方になるため，エネルギー需給の時間シフトは不可欠であり，日射量の高精度な予測法と蓄電池の効率的な運用法が開発されない限り，自然エネルギーを大量導入した系統制御システムは成立しません．
　本研究では, 太陽光大量導入時の発電・蓄電計画，太陽光発電量の急激な変化に対する系統安定化制御法を開発します．太陽光大量導入時の発電・蓄電計画においては，需給バランスを回復させる運用法と許容される不確かさの関係を明らかにし，ロバストモデル予測制御の手法から，許容できる予測不確かさ（予測はずれ）と蓄電計画の関係を導きます．また系統安定化制御においては，気象情報・衛星観測情報等から得られる日射量予測データを反映させ，系統に生じる擾乱を予見制御により軽減する研究を行います．
　自然エネルギー大量導入時の系統制御問題は，地球科学・気象学，日射量予測，電力システム工学など，多くの科学技術分野の研究者の協力により，はじめて取り組むことのできる巨大な課題です．本研究は，他大学・研究機関と連携を組みながら進められています．

• Ｈ∞性能改善に着目したゲイン調整法の検討 [PDF] (2023年度　谷口将大)

• 変化速度制約を考慮したバッテリーアシスト型負荷周波数制御の構成 [PDF] (2022年度　元木達也)

• ゲイン配分に基づくバッテリーアシスト型負荷周波数制御 [PDF] (2022年度　髙田悠太)

• Ｈ２性能に着目したゲイン調整法とその負荷周波数制御への応用 [PDF] (2021年度　池川聖悟)

• プロシューマ群の協調的運用計画を目指した蓄電池充放電計画法の開発 [PDF] (2021年度　泉 直人)

• 自然エネルギーの発電予測に基づく負荷周波数制御と連系系統の検討 [PDF] (2021年度　谷口将大)

• 太陽光発電の持続的予測誤差を克服する蓄電池充放電計画法の開発 [PDF] (2020年度　山村温子)

• 長周期の需給変動を考慮した予測型負荷周波数制御 [PDF] (2020年度　宮本楓雅)

• 蓄電池系との協調運用を実現する負荷周波数制御 [PDF] (2020年度　元木達也)

• 需給変動の予⾒情報を利⽤した負荷周波数制御 [PDF] (2019年度　池川聖悟)

• 電線温度制約に基づく送電容量制約下における太陽光蓄電池の運⽤計画 [PDF] (2018年度　川久保志朗)

• 予⾒補償を⽤いた負荷周波数制御系の構成 [PDF] (2018年度　⾼⾒賢和)

• 再⽣可能エネルギー⼤量導⼊を想定した予測型負荷周波数制御 [PDF] (2018年度　宮本楓雅)

• 太陽光発電⼤量導⼊を想定した蓄電池の充放電計画の検討 [PDF] (2018年度　⼭村温⼦)

• 計画変更時の実行可能性を考慮した蓄電池のロバスト予測制御 [PDF] (2017年度　南波和樹)

• 太陽光蓄電池の電力損失を考慮した充放電計画 [PDF] (2017年度　太田直樹)

• 負荷周波数制御における予見制御則の設計 [PDF] (2017年度　北野雄資)

• 予見情報を用いた負荷周波数制御 [PDF] (2016年度　發知 諒)

• 系統連系システムの状態推定 [PDF] (2016年度　發知 諒)

• 周波数・電圧制御複合モデルにおける予見制御系の構成とその評価 [PDF] (2016年度　市川慎太朗)

• 電線温度制約を考慮した太陽光蓄電池の充放電制御 [PDF] (2016年度　川久保志朗)

• 再生可能エネルギー大量導入を想定した短周期経済負荷配分制御 [PDF] (2015年度　小浦弘之)

• 天候変化を考慮した太陽光蓄電池の充放電制御法 [PDF] (2015年度　南波和樹)

• 太陽光発電の大量導入を想定した系統安定化制御 [PDF] (2015年度　木村隼人)