系統連系

系統連系とは

系統連系（けいとうれんけい）は、発電設備が商用電力系統に接続する状態から、その設備を切り離すまでの過程を指します。このプロセスは、発電設備が電力網に電力を供給する場合に関して、逆潮流が発生することもありますし、しないこともあります。

適用対象の発電設備

系統連系が該当する発電設備には、以下の種類があります。

• - 太陽光[[発電]]設備
• - 風力発電設備
• - 燃料電池発電設備
• - コージェネレーション
• - 内燃力発電設備
• - 小水力発電設備

これらは、再生可能エネルギー技術白書に基づいた情報です。

日本における系統連系

日本列島は、4つの主要な地域（北海道、本州、四国、九州）に分かれ、これらは「連系設備」という高電圧の送電線によって接続されています。この設備により、万一の事態に備え、各地域間で電力の融通が可能です。具体的には、北海道と本州の間には直流連系設備が存在し、紀伊半島と四国の接続にも別の直流連系設備が設けられています。一方、中国地方と四国、本州と九州の間には交流連係設備があります。

欧州や米国では、系統連系はその国や州を超えて行われ、国境を越えた電力供給が行われています。たとえば、ドイツでは2050年までに発電量の80%を再生可能エネルギーで賄うことを掲げていますが、そのためには送電網の強化が必要です。また、発電量が需要を下回った際には、欧州中から電力を確保することが可能です。

系統連系と電気事業者以外の設備

家庭用太陽光[[発電]]や燃料電池設備は、これらを用いた発電が家庭内で完結することは難しいため、電気事業者の配電系統と接続されることが一般的です。電気設備設置者は、自らの発電設備が電気事業者に電力を売却したり、電気料金を低減させたりするために系統連系を行います。

特に、太陽光[[発電]]設備においては、発電した電力が家庭での使用量を超えることが多く、その余剰電力を電気事業者に売る契約を結ぶケースが一般的です。これにより、設備投資費用を回収することが期待されています。

技術基準と要求

日本では系統連系を実施する際に、発電設備設置者と電気事業者との間で個別に詳細な協議が行われ、技術要件が設定されています。2004年10月には、技術基準が明文化され、具体的なガイドラインが制定されました。このガイドラインでは、電力の品質確保や他の需要家への悪影響を最小化するための基準が示されています。これにより、電気事業者や他の需要家の設備を守るための規定も設けられています。

電力品質維持の重要性

系統連系においては、電力周波数を安定化させることが重要です。これを達成するための方法には、同期化力や慣性力の確保が求められます。具体的には、様々な技術が考えられますが、分散型電源の増加に伴って、これらの機能を補完する必要があります。

以下にいくつかの方法を挙げます。
1. 同期発電機の数を確保することで、安定性を向上させる。
2. 無負荷の同期発電機を運転させる方法。
3. 再エネ電力を同期発電機を介して送る。
4. 仮想同期発電機を活用することで慣性力をシミュレーションする。
5. 系統の強化を行い、電力の安定供給を図る。
6. STATCOM技術を用いて到達可能な電圧を維持する。

これらの方法は、電力供給の信頼性を高め、発電設備と商用電力系統の円滑な連携を実現するために不可欠です。

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