川崎重工:明石工場の自家発電設備で蓄電ハイブリッドシステムの実証を開始

川崎重工は、明石工場の自家発電設備(同社製高効率ガスタービン「M1A-17D」)にリチウムイオン蓄電池と太陽光パネルを組み合わせ、蓄電ハイブリッドシステムの実証試験を開始した。

 本システムは、ガスタービン発電の排熱を利用した熱エネルギー供給と、太陽光発電やガスタービン発電、リチウムイオン蓄電池の充放電により、ユーザーの熱と電気の使用状況に応じた最適なエネルギー供給を実現するもの。

システムの特長

1)余剰電力の蓄電による省エネルギー
 熱需要に合わせてガスタービンを運転した際に発生する余剰電力は、蓄電池に充放電することで、有効利用が可能となる。また、余剰電力の効果的な売電への貢献も可能。
2)仮想同期発電機制御(VSG※1)を搭載
 発電機特性を模擬することで、再生可能エネルギーと協調した自立運転を実現。
 系統連系運転と自立運転の無瞬断切替により、無停電で電力供給を継続。
3)事業継続計画(BCP)の実現
 停電時に、蓄電した再生可能エネルギーの電力でガスタービンのブラックアウトスタートが可能。
 再生可能エネルギー、ガスタービン、蓄電池の充放電によって、停電時エリアへの給電が可能。
4)計画値同時同量制度※2への対応
 蓄電池システムを監視・制御し、ガスタービンと蓄電池の協調制御を行う統括制御装置により、
 計画値同時同量を実現。

 本実証では、システムの安定性や運用性についての機能確認に加え、再生可能エネルギーと協調した自立運転を実現するための自社開発した仮想同期発電機制御(VSG)の評価も行う。本システムの蓄電池およびガスタービン発電の最適な制御により、設備導入者は、太陽光発電をはじめとする気象条件で発電出力が変動する再生可能エネルギーの有効活用や、電力の需給調整市場※3への効果的な電力の販売による収益向上が可能となる。

蓄電ハイブリッドシステムの模式図

主要設備と能力

 太陽光発電:5kW
 蓄電池システム/蓄電池:35.3kWh
 蓄電池システム/パワーコンディショナー:50kW
 ガスタービン:1770kW

※1 VSG (Virtual Synchronous Generator):PCSの制御方式の一種で、ソフトウェアによって発電機の特性を模擬したもの。充放電動作だけでなく、発電機のように台数の制約なく自立運転や系統連系運転が可能。また、電力系統に対して慣性力を供給するため、再エネ主力電源化における電力系統の安定化に貢献する。系統連系規程(JEAC9701-2019)に準拠。特許取得済(第5956991号)。
※2 計画値同時同量制度:電気事業者は合理的に発電計画と調達計画を提出し、その計画に基づいて運用する制度。
※3 電力の需給調整市場:需要と供給を一致させるために必要な電力である調整力を、全国一体的な市場で取引する制度。2021年4月から開始。

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