一般講演

6-001

固体絶縁物内の微小剥離欠陥で発生する部分放電パラメータの欠陥深さ依存性

◎邵 杰・木村啓韻・小島寛樹（名古屋大学）・安岡孝倫・渡辺泰一・江尻 開・星野俊弘・田崎森彦・椎木元晴（東芝エネルギーシステムズ）・早川直樹（名古屋大学）

本研究では，ガス絶縁開閉装置の絶縁スペーサに存在する剥離やボイド等の微小欠陥の検出および診断技術の確立を目指している．スペーサの微小剥離欠陥を模擬した電極サンプルを用いて，部分放電(PD)パラメータの欠陥深さ依存性を評価した．実験結果により，欠陥深さが増加するとともに，PD電荷量およびPD電流のピーク値が比例的に増加しており，2–4回目の値は初回より小さくなった．一方，PD電流の立ち上がり時間およびPD開始電圧には，深さ依存性がみられなかった．このことから，微小欠陥におけるPDにおいては，深さ方向へ進展するストリーマのような放電ではなく，タウンゼント放電が支配的であると考えられる．

6-002

スマートGIS機器監視システムのガス圧力スローリーク推定

◎横山彰大・堀米 学・前川俊浩（東京電力ホールディングス）・土田 貢・塚尾茂之（東京電力パワーグリッド）・代田孝広・永田真一（東芝エネルギーシステムズ）

送配電設備の保守業務を効率的に行うため，フィールドデータを活用した状態基準保全（CBM）の実現が期待されている。今回，スマートGISが運転開始から4年経過したことから長期的な監視項目であるガス圧力スローリークについて，フィールドデータを用いた補正を行う判定手法を適用することで要求仕様を満たす監視精度を有することを確認した。リークは，ガス圧力・大気圧・タンク温度を元にスローリーク検出換算値を算出，1年間分の結果より変化量［％／年］を算出して判定する。4年分のスマートGISフィールドデータの分析を行った結果、適用したリーク判定手法がガス圧力のスローリークを監視可能な精度を有することを確認した。

6-003

異物先端形状とガス圧力がSF₆ガス中PD電流波形形成に及ぼす影響の理論的検討

○大塚信也（九州工業大学）

本研究では、SF₆ガス中の針電極先端形状とガス圧力によるPD電流波形の変化を衝突電離によるストリーマ理論に基づき理論的に検討した。また、UHF法の検討のため、2.5GHz帯域のオシロスコープ(2.5GHz OSC)で測定したPD電流波形と理論波形を比較検討した。

6-004

直線型66kVGIBにおける部分放電放射電磁波の伝搬特性と絶縁スペーサによる減衰特性の評価

◎豊田志苑・木本涼太・匹田政幸・小迫雅裕（九州工業大学）・田村俊輔・前川俊浩・青木康二郎（東京電力ホールディングス）

本論文では，直線型66 kVガス絶縁母線（GIB）内部にボイド試料モデルを設置してPDを発生させ，エポキシ絶縁スペーサに埋設した4つのループタイプセンサにより検出を行い，絶縁スペーサによる信号減衰特性を評価した。センサ1–2間では，Vppおよび累積エネルギーの両指標においてスペーサによる減衰が確認された。一方，センサ3および4では，Vppおよび累積エネルギーが増加しており，これはGIB端部での反射波の重畳の影響と考えられる。

6-005

高電圧変電機器における廃棄段階の環境負荷評価方法

○洪 允晶（日立製作所）・斉藤大輔・栗林暢子・大林 顕（日立エナジージャパン）

ライフサイクルアセスメントにおいて、廃棄段階は材料構成や処理方法が環境負荷に大きく影響を及ぼすため、重要な評価要素である。本研究では、ガス絶縁開閉装置（GIS）を対象に、ISO 14040/14044に基づきカットオフ方式を適用し、550 kV級GISにおける材料別のリサイクル・熱回収・埋立に伴う温室効果ガス排出量を算定した。
カットオフ方式では、廃棄段階における材料処理プロセスに伴う直接的な環境負荷が製品システムに割り当てられる。その結果、550 kV級GISのEoL段階は、材料処理に起因する排出を反映し、正のGWP値を示すことが明らかとなった。

6-006

配電用変電所におけるGHG排出量の評価

○堀米 学・青 木康二郎（東京電力ホールディングス）・土 田 貢・塚尾茂之（東京電力パワーグリッド）・内井敏之・髙橋玲子（東芝エネルギーシステムズ）

2050年カーボンニュートラル社会実現に向け脱炭素化が求められる中で，電力業界においてもGHG（GreenHouse Gas）排出量削減への取組みが喫緊の課題であり，この実現のためには電力事業のあらゆる分野でのGHG排出量削減が必要で、事業活動における環境負荷を定量的に評価するライフサイクルアセスメント（Life Cycle Assessment：LCA）が重要となる。
本稿では，電力事業のうち変電所に着目・限定し，評価対象を昨年検討した超高圧変電所から配電用変電所に展開することで，配電用変電所のGHG排出量の試算をおこない，ホットスポットを特定した。

6-007

電力機器の内部アーク発生時の圧力上昇および高温ガスによる周囲への熱的影響

○神足将司・古川静枝・岩田幹正（電力中央研究所）

電力中央研究所では，開閉器やスイッチギヤなどの電力機器内部で絶縁破壊などにより大電流アーク放電が発生した場合を想定し，当該機器内部の圧力上昇・伝搬現象，および，噴出した高温ガスが周囲へ及ぼす熱的影響に関して，実験とともに物理現象を精緻に検討・評価するための解析モデルの構築を進めている。本稿では，解析モデルの検証および高度化に向け，開口部を有する実験容器により通風孔を備えるスイッチギヤなどの電力機器を模擬し，その容器内部で大電流アーク放電が発生した際の圧力上昇や，開口部から噴出した高温ガスの熱量を計測した結果を報告する。

6-008

72/84 kV真空複合形ドライエア絶縁開閉装置の開発

○岩本和也・野川 海・長綱 望・縣 祐介・長竹和浩（明電舎）

近年，地球温暖化対策が急務となる中，地球温暖化係数の高いSF6ガスの使用削減が強く求められている。弊社はこれに対し、SF6ガスの代替絶縁媒体にドライエアを採用した72/84kV真空複合形ドライエア絶縁開閉装置（Eco VFS）を開発した。
本装置は、鋳物導体の高電界部に絶縁被覆を施すことで、ドライエア特有の電極表面粗さによる影響を抑制し、従来器と同程度のサイズで絶縁性能の安定化を実現した。また、ダイレクトモールドブッシングの採用により、塩分付着密度0.35 mg/cm2までの塩害地域にも対応可能である。形式試験により設計の妥当性を確認しており、従来器と比較し30年間の運用で約47tのCO2削減に貢献する。

6-009

自然由来ガスを用いた84 kV GISの導入

◎谷泉克弥・山本友麻・初崎昭典（関西電力送配電）・中内慎一朗・佐藤基宗・宮下 信・森 剛（三菱電機）

当社では，50年以上前からSF6ガスを使用したガス絶縁開閉装置（GIS）を系統に適用してきた。しかし，GISに使用されるSF6ガスは，絶縁性能や遮断性能が高く電気的に優れているが，環境面で懸念があることが知られている。そのため，近年では世界的にSF6ガスを使用しない機器（代替ガス機器）の開発や導入が進められている。またアメリカの一部の地域や欧州では，SF6ガスを使用する開閉装置の新規導入を段階的に規制する法律が施行されるなど代替ガス機器へ注目が集まっている。
本稿ではこのような国際的な動向や昨今の環境配慮の重要性を踏まえ，当社管内京都エリアの岩田変電所へ84 kVドライエア絶縁開閉装置について導入を行ったため紹介する。

6-010

高ガス圧ドライエア分解ガスが各種材料に及ぼす影響評価～NOxの影響～

◎本多史弥・藤原宗一郎・安部淳一・大竹泰智・三木伸介（三菱電機）

当社では、キュービクル形ガス絶縁スイッチギヤ（C-GIS）の競争力を強化するため、脱SF6ガス絶縁スイッチギヤの実現に向け、高ガス圧ドライエアを適用している。高ガス圧ドライエアでは、電流開閉や内部放電等発生時に分解ガス(オゾンやNOx)が発生し、使用材料を劣化させるおそれがある。オゾンが各種材料に及ぼす影響については、昨年本学会にて報告した。本発表では、NOxが各種材料に及ぼす影響を明らかにすることを目的に、NO₂暴露試験を実施し、外観や表面抵抗率等の特性を評価した内容について述べる。

6-011

正極性直流不平等電界下における合成空気中部分放電進展メカニズムのギャップ長および先端正常依存性

◎磯村 空・小島寛樹（名古屋大学）・宮下 信（三菱電機）・早川直樹（名古屋大学）

筆者らは，SF6代替ガス絶縁直流開閉装置の絶縁診断技術の確立に向けて，合成空気中における直流不平等電界下の部分放電(PD)進展メカニズムについて検討している．本研究では，合成空気中においてギャップ長や先端形状の違いがPD発生から絶縁破壊(BD)への進展に及ぼす影響について検証した．その結果，PD開始電圧(PDIV)は先端形状の影響を，絶縁破壊電圧(BDV)はギャップ長の影響を強く受けることがわかった．また，PDからBDに至る放電進展メカニズムは先端形状により大きく異なることが明らかになった．したがって，合成空気を用いた直流開閉装置の絶縁診断においては，金属異物や突起の形状がPD進展メカニズムに与える影響を十分に考慮する必要がある．

6-012

接地開閉器における電磁誘導電流開閉の実態

◎山上恭平・尾関大輝・伊佐治宏子・伊藤保則（中部電力パワーグリッド）

近年，SF₆代替ガスを適用したGISの開発が進む中，接地開閉器の電磁誘導電流開閉能力への対応が課題となっている。本報告では，500kVおよび275kV系統を対象に，接地開閉器操作時の電磁誘導電流値，回復電圧に寄与する送電線亘長，開閉回数について調査した。過去2年間の操作記録から算出した電磁誘導電流値は，JEC-2310で規定される開閉能力を大きく下回っており，実運用上問題ないことを確認した。また，回復電圧に影響する送電線亘長は規格値より短く，開閉回数も規定を満足する結果であった。今後は静電誘導電流開閉能力を含め，他電圧階級の実態調査を進める予定である。

6-013

実在気体の圧縮性を考慮したSF₆とC4-FN混合ガスのモル密度変化と絶縁特性に関する基礎検討

◎荒川 響・環 友翔・大塚信也（九州工業大学）・中臺洋史（東京電力ホールディングス）

筆者らはこれまで, SF₆代替混合ガスのガス管理の観点から, 混合率の変化が絶縁耐力や液化温度に及ぼす影響を理想気体の条件下で検討している。同代替ガスは, 高ガス圧力化や分子量の大きな絶縁ガスの使用の観点から, 実在気体の効果を明らかにしておく必要がある。本論文では, 実在気体として分子間力と分子の体積による補正を加えた簡易なVan der Waalsの近似式とより精度の高いBeattie-Bridgemanの式, Virialの式を用いて, SF₆ガスとC4-FN混合ガスのモル密度のガス圧力依存性を検討した。さらに, 実在気体と理想気体の相違によるモル密度変化が絶縁耐力に及ぼす影響を臨界電界値Ecrの変化として評価した。

6-014

Transient Simulation of Surface Charge Accumulation in Initiation Stage of Vacuum Surface Flashover Development

◎Paul Mbuyi・Yusuke Nakano・Yasunori Tanaka・Tatsuo Ishijima（Kanazawa University）

Insulation performance in vacuum circuit breakers must be improved for higher voltage applications, and flashover along the insulator surface remains a critical issue to be clarified and suppressed. This study numerically investigates transient surface charge accumulation during the early stage of flashover development using COMSOL Multiphysics software. Results show that accumulated negative surface charge on the insulator surface not only distorts the local electric field, enhancing the tangential component along the insulator but also modifies electron’s impact energy into the range where SEEY exceeds 1. Furthermore, as the surface charge density increased, the number of secondary electrons increased by primary electrons collisions, and subsequent gradual increase indicates the SEEA development.

6-015

7.2kV VF-20E/25E形 真空遮断器の開発

◎藤木勇輔・仲田知裕・渡會凌平・西 晃（三菱電機）・十鳥 洋・松岡良祐・壬生翔真（三菱電機エンジニアリング）

定格電圧7.2 kV/ 3.6 kVの遮断器は国内外の受配電設備に設けられ，事故電流を速やかに遮断する安全装置である。今回，弊社では定格遮断電流20 kA /25 kAの仕様における新型真空遮断器 “VF-20E/25E”を開発した。複数の開発コンセプトを持ち,その一部の詳細を紹介する。保守省力化のため,新規フッ素グリス及び部品の変更を実施し, 注油周期を機構部は6年→12年,主回路摺動部は3年→6年の2倍へと延長した。また,配電盤規格JIS C 62271-200:2021に配電盤内の機器として対応するため,固定枠に金属シャッタ仕様のラインナップを追加し, 絶縁物シャッタを有する固定枠についても構造を見直すことで配電盤点検時の安全性レベルの基準のうち最高クラスのLSC2Bに対応可能とした。さらに,現行真空遮断器との互換性も有している。社会の配電盤の数が増えていく中で，本製品は現行の配電盤内の遮断器の更新と新設される新JIS規格に対応する配電盤の両方に対応でき,保守作業の削減も可能である。

6-016

多方向撮影とトモグラフィによる真空バルブの電極のアーク断面の輝度分布評価

○大坊 昂・佐野祐介・菊池 諒・日俣幸彦・丹羽芳充（東芝）

真空バルブの縦磁界方式の電極において、事故電流を遮断するためには、電極間に発生するアークを分散し、電極表面の局所加熱を抑制することが重要である。そこで本研究ではアークの分散を評価する手法を検討した。事故電流相当のアークに対して垂直方向に4方向から同時撮影し、得られた4つの輝度分布に対してフーリエ・ベッセル法によるトモグラフィを実施した。その結果、アーク断面の輝度分布が明らかになり、アークの分散の評価に有用な知見が得られた。

6-017

交流高電圧印加による真空中固体絶縁物上の負帯電形成

窪田愛斗・◎基常夏希・小島寛樹（名古屋大学）・道念大樹・渡邉真也（三菱電機）・早川直樹（名古屋大学）

真空バルブ（VI）の交流電圧コンディショニング過程において，VIの固体絶縁物であるアルミナが貫通破壊する事例が報告されている．先行研究では，交流電圧印加時の真空中アルミナ上に20 kV以上の局所的な負帯電が形成され，アルミナ内部の電界を強調し，貫通破壊に至る可能性が示唆された．本論文では，印加電圧，帯電形成時間の観点から，交流電圧コンディショニングと負帯電形成の関係について検討した．その結果，高電圧印加時には棒電極直下のアルミナ上に負帯電が形成され，測定範囲内では飽和傾向が見られず，帯電形成時間が長くなることで-20 kVを超えることを確認した．これは交流電圧コンディショニング過程において沿面放電が抑制されることで，アルミナ上には大きな負帯電が形成され，貫通破壊を引き起こす可能性を示唆している．

6-018

真空中スパークコンディショニングにおける陽極材料の⾶散⾓度分布

上野楓真・◎齋藤瑛俊・小島寛樹（名古屋大学）・福田英昭・長 輝通（明電舎）・早川直樹（名古屋大学）

真空中スパークコンディショニング過程では，陽極材料の⾶散・付着が電極表⾯状態の変化を通じてコンディショニングの飽和に影響を与えると考えられている．本研究では，棒―平板電極系を⽤いた真空中雷インパルス放電試験により，陽極表⾯から⾶散した銅粒⼦の粒径分布および⾶散⾓度分布を評価した．コンディショニング後，周囲に配置したリング電極上の付着粒⼦を観察し，放電電荷量の異なる条件間で⽐較した．その結果，粒度分布は放電条件や⾶散⾓度に依存せず半径のみに⽀配される⼀⽅，⾶散⾓度分布は直上⽅向への⾶散が優勢であることが明らかとなった．これらの知⾒は，陽極材料⾶散メカニズムの解明および真空絶縁機器の信頼性向上に資するものである．

6-019

定格24 kV真空インタラプタ内部の真空度と放電電流波形の立ち上がり時間の相関性

◎小川和也・中野裕介・田中康規・石島達夫（金沢大学）・石毛浩和・田村俊輔・青木康二郎（東京電力ホールディングス）

ドライエア GIS においては，真空インタラプタ（VI）外部を高圧ガスで絶縁するため，VI 内の真空漏れを早期に検知する技術が重要となる．本研究では，VI 内真空度の低下に伴い発生する部分放電（PD）現象に着目し，中低真空領域（10 - 1000 Pa）における PD 電流波形の立ち上がり時間と真空度の関係を実験的に調査した．その結果，真空度の低下に伴い PD 電流の立ち上がり時間が短縮することを明らかにし，立ち上がり時間を指標とした VI 内真空度推定の可能性を示した．

6-020

MPS-FVMハイブリット真空アークモデルにおける電極面への金属蒸気付着の考慮時のアーク挙動

◎吉川峻太・田中康規・中野裕介・石島達夫（金沢大学）・山本真司・浅沼 岳・恩地俊行（富士電機）

電流零点近傍における真空アーク内の金属蒸気挙動を把握するため，MPS法と有限体積法（FVM）を組み合わせたハイブリッド数値解析モデルを用い，電極面での金属蒸気付着を考慮したアーク挙動を検討した．従来モデルでは，電極面に到達した金属重粒子に弾性衝突条件を与えていたため，電極近傍での非物理的な重粒子滞留や電子密度の過剰な集中が生じていた．本研究では，電極面に到達した飛行超粒子を消滅させることで付着を簡易的に模擬し，重粒子および電子密度分布への影響を評価した．その結果，電極近傍における重粒子滞留が抑制され，アノード近傍での電子密度集中が緩和されることを確認した．

6-021

DC 550 kV残留電流遮断器の高周波電流遮断性能評価

◎赤星卓勇・坂田祐馬・中村泰規・寺田唯人・木村 涼・稲垣卓志・亀井健次（三菱電機）

高電圧直流送電系統に適用される直流遮断器と直列に接続された残留電流遮断器（以下，RCSと記す）には，数100 Hz，数100 A の高周波電流（以下，残留電流と記す）の遮断責務が課せられる。これまで交流系の高電圧パッファ形遮断器にDry air（N₂ 80 %，O₂ 20 %）を封入したものを供試器として残留電流の遮断試験を行い，RCS として適用出来る見込みを得ていた。今回は，開発した550 kV RCSの残留電流の遮断性能を検証した。また，遮断試験時の電圧及び電流波形から導出したアーク特性をもとに試験波形の再現解析を行い，実系統における遮断性能の推定評価を行った。その結果、本RCS は高電圧直流送電系統の残留電流を遮断可能であることがわかった。

6-022

AC/DC通電時の銅円柱導体温度上昇の実測による数値解析の検証
―電力DC機器のACによる代替試験の開発に向けて―

◎郷 侑樹・岩田幹正・横水康伸・兒玉直人・中村綾花（名古屋大学）

将来の電力系統では，高電圧 DC（HVDC）開閉機器の設置増加が予想され，統一試験規格の下で性能検証を行う必要がある。近年の IEC 規格では，DC 機器の温度上昇試験として AC による代替試験が規定された。当研究室では，この代替試験における AC 電流値の設定手法を基礎的に検討し，表皮効果を考慮して銅・アルミニウム円柱／円筒導体を対象に，通電時の電流密度分布，電気抵抗および表面温度上昇の解析を行ってきた。本報告では，銅円柱導体に対して大電流 AC・DC 通電試験を実施し，導体表面温度の実測結果と数値解析結果の比較検討を行った。その結果，計算結果と実測結果はおおよそ同等であり，本解析手法の妥当性を支持する結果が得られた。

6-023

電鉄車載用直流高速度遮断器の開発

◎上松航星・佐々木 央・仲田知裕・松村康平（三菱電機）・鳥羽慎司・田中 翔・桑島啓太（三菱電機エンジニアリング）

直流電流を動力源とする鉄道車両は，短絡故障や過電流から電気設備を保護するため，直流高速度遮断器を搭載している。三菱電機は2016年度，電鉄変電所向け直流高速度遮断器の開発において，「気中遮断器による直流電流の高速遮断技術」を実用化した。この技術を応用し，高速遮断性能，メンテナンス性，軽量性に優れた鉄道車両用直流高速度遮断器を開発・製品化した。特に短絡発生から遮断完了に至るまでの事故検出，主接点開極，アーク走行，消弧の各プロセスを高速化し，短絡電流の最大値と通電時間を最小限に抑える。今回確立した直流遮断技術を基盤に，今後ニーズが高まる直流送配電に適した製品を供給することで，社会の発展に貢献していく。

6-024

高電圧直流遮断器の高速度再閉路試験法の開発

◎寺田唯人・稲垣卓志・赤星卓勇・木村 涼・佐藤光馬（三菱電機）

多端子高電圧直流送電（HVDC）系統に適用される直流遮断器（DC-CB）は、主遮断部（CSD）と残留電流遮断器（RCS）から構成される。CSDの一方式であるVSCアシスト共振電流（VARC）方式は、電圧源コンバータにより拡大振動電流を生成し、真空バルブに零点を形成して遮断する。本研究では、交流短絡発電機法を用いてHVDC事故電流の上昇過程を模擬し、VARC CSDの遮断責務を解析した。さらに、高速度再閉路試験として同一遮断責務を短時間で繰り返し供試器に与える試験法を検討し、VARC CSDプロトタイプで妥当性を評価した。その結果、提案試験法が実系統条件を再現可能であることを確認した。

6-025

遮断器の制御電流を用いた故障検知のための季節バイアス

○占部千由（東京都市大学）・伊東倫明・岩田 章・岩原賢太郎・伊藤保則（中部電力パワーグリッド）

電力システムの確実な運用のため，遮断器を始めとした開閉器は，定期点検において最低動作電圧測定や開閉時間測定等の開閉特性試験を実施している。しかし，遮断器の動作は，動作履歴だけでなく，外気温等の環境にも依存して変化するため，よりきめ細やかなデータ収集と解析ができれば，軽微な異常にも早く気づくことができ，その後の補修計画もより効率的なものとすることができる。本検討では，中部電力パワーグリッドにおける「状態監視保全システム」で収集した，遮断器の制御電流を用いた遮断器における極早期の故障検知を目的とし，その前段階の検討として，遮断器の制御電流においてどのような季節バイアスが存在するかを明らかにする。

6-026

損傷のあるノズルを用いたGCBの短絡電流遮断検証結果

◎松井泰介（中部電力パワーグリッド）・中村泰規・佐藤基宗（三菱電機）

高電圧用途のSF6ガス遮断器(GCB)では、アーク消弧のためにガスを吹き付けるノズルが重要であり、特にノズルスロート部の損耗が遮断性能に影響を与える。1998年以前のGCBでは、極間耐電圧性能への影響を評価する試験手順がなく、事故電流遮断による性能低下が懸念される。そこで、損傷を模擬したノズルを用いて短絡遮断試験を行い、T60およびT100s条件での遮断性能を評価した。結果、損傷模擬ノズルでも規格要求を満たす遮断性能を維持できることが確認された。ノズル損傷はアークへのガス吹付け圧力を低下させるが、T100s条件ではアークがノズルを閉塞する時間が長く、これによりパッファ室内のガス圧力が上昇し、遮断点での冷却性能が向上することが示された。

6-027

直流遮断開始直後におけるMayrアークパラメータの電源電圧依存性に関する検討

◎井戸楓真・雪田和人・七原俊也・津坂亮博（愛知工業大学）

直流遮断装置内部で発生する遮断アークに対して数式モデルMayrモデルを用いた解析を実施している。異なる電圧条件における遮断アーク実測結果の一部から推定したアークパラメータを用いて，未試験条件の遮断過程の一部をよく予測できたことを報告する。結果として電流遮断開始直後を表すアークパラメータは，電源電圧の変化に対して，ほぼ比例して増加していることが明らかとなった。

6-028

直流フリーアーク近傍に生じる高温ガスの分布
―色相および明度に基づく画像処理による分析―

◎竹中 湧・神足将司・佐々本 凌・岩田幹正・大髙聡也（電力中央研究所）

HVDC連系設備の架空送電線では，地絡時に直流アークが発生することがある。直流アークは，近傍の高温ガス内に形成されることから，ガス分布の検討は，周辺機器への熱的影響評価に有用である。検討方法として，高温ガスの発光を分光観測することが考えられるが，装置や解析が煩雑であるうえに，測定領域を決めることも容易でない。本研究では，直流フリーアークの撮影画像における色相と明度に着目し，高温ガスの分布を簡便に分析する画像処理手法を構築した。本手法を，直流1 kAのアーク画像に適用すると，高温ガス領域が，陰極側より陽極側で広く抽出された。この結果から，直流アークの極性による高温ガス分布への影響が示唆される。

6-029

LVDC限流遮断プロセスにおけるアーク消弧時間とポリマー材配置による無延長効果

◎大野拓也・横水康伸・兒玉直人・岩田幹正・中村綾花（名古屋大学）・宮本淳史（名古屋大学/日東工業）・HAN AYE THU THU（日東工業）

LVDCシステムに設置される配線用遮断器は、アーク電圧・抵抗の上昇によりDCを限流し続け、遮断することが求められる。そこで筆者らは、ポリマー材を配置した実験用アーク消弧装置を用いて、300V・100A以上の条件下で5回ずつ実験を実施した。'N-2,O-2'配置下において、300V-116A条件では0msから限流され続け、約60msでアークが消弧された。350V-136A条件においても、全ての実験でアーク消弧に成功した。アーク消弧時間は、150V-59A条件から350V-136A条件の間で延長せず、約60msを継続しており、単位長さあたりのアーク抵抗に起因していると考えている。

6-030

LVDCアークの消弧に対する液体H₂Oの適用時に生じる電圧振動が遮断プロセスに与える影響

◎野々山颯太・兒玉直人・横水康伸・岩田幹正・中村綾花（名古屋大学）・稲田優貴（埼玉大学）

DC限流ヒューズにおける珪砂に代わる消弧媒体として，H₂Oを選定した。珪砂にて限流過程の電圧は単調減少するのに対し，H₂Oでは振動しながら上昇する。電圧振動が遮断性能に与える影響を解析するために，無振動の電圧波形を設定し，回路方程式を解くことにより検討を行った。無振動の電圧波形を設定した場合では，実験において遮断が完了する時刻で180 Aが残留しており，遮断性能に影響を及ぼしていると推察される。また，H₂Oの場合における電圧振動成分に対してFourier変換を行い，主に0—5 kHzの周波数成分から構成されていることがわかった。この周波数成分が限流に寄与し，遮断時間を短縮させていると考えられる。

6-031

CO2/O2混合ガス吹付けアークにおけるO2混合比がアーク誘起乱流様構造形成に及ぼす影響

◎野口 心・竹内雅裕・田中康規・中野裕介・石島達夫（金沢大学）

低環境負荷と高い消弧性能を両立するSF6代替ガスとしてCO2/O2混合ガスに着目し，O2混合比がアーク中の乱流様構造に及ぼす影響を検討した．周波数分解シュリーレン法およびアーク自発光計測を用いて，密度勾配の空間周波数特性を評価した．100%CO2ガスでは主に小波数成分の乱流様構造が観測されたのに対し，SF6ではアーク内部まで不規則な高強度構造が形成された．CO2/O2混合ガスでは密度勾配の時間変動が小さく，O2混合率の増加により信号強度は低下した．これはCO2比率低下により分子解離に起因する密度勾配変動が抑制されたためと考えられる．

6-032

C₃H₈O₃ミスト導入を想定した解離反応に基づくCO₂/C₃H₈O₃混合ガスの高温特性

◎竹内雅裕・野口 心・田中康規・中野裕介・石島達夫（金沢大学）

電力用遮断器では，低環境負荷と高い消弧性能を両立する新たなアーク消弧技術が求められている．筆者らは，水などの液体をミスト化してアークに吹き付ける新たな消弧原理に着目している．本稿では，グリセリン（C₃H₈O₃）ミスト導入を想定したCO₂ガスアークを対象とし，熱平衡状態にある高温CO₂/C₃H₈O₃混合ガスの粒子組成および熱力学・輸送特性を計算した．その結果，C₃H₈O₃混合により800K付近ではCH₄の解離に起因して定圧体積比熱ρCₚが増加した．3000–7000KではH₂やHなどの軽粒子生成および解離反応を介したエネルギー輸送の増大により熱伝導率が向上した．これらの効果により，熱輸送によるアーク冷却が促進され，アーク消弧性能の向上が期待される．

6-033

Numerical Analysis of Arc Decay Characteristics in CO2/O2 Gas Mixtures with C-H-N-O Polymer Vapor

◎ラーマンエムディサイフル・中野裕介・田中康規・石島達夫（金沢大学）

We numerically investigated arc decay in a gas-blast nozzle using 70%CO2/30%O2 mixed with C–H–N–O polymer (C6H11NO) vapor. Mixture composition and thermodynamic/transport properties at 1 atm were precomputed and used in a thermofluid arc simulation. A steady DC 50 A arc was first obtained, then the current was forced to 0 A at t=0 to model decay, and interelectrode arc resistance was evaluated from conductivity. Temperature fell to ~10,000 K at 50 μs and ~3,000 K at 100 μs. A 60% vapor case cooled fastest near 40 μs compared with other ratios, yielding higher late-time resistance; 10–20% mixing may worsen interruption.

6-034

アルミニウム電線を導入した太陽光発電設備に対するアーク故障箇所特定技術の適用可能性

◎護得久真聖・津坂亮博（愛知工業大学）・加藤彰訓（河村電器産業）

近年，太陽光発電設備においてアルミニウム電線の導入が進んでいる。それを踏まえ，本稿では，筆者らがこれまでに開発したアーク故障箇所特定技術のアルミニウム電線への適用可能性について検討した。本手法は，常時取得した電流ノイズとアーク発生時のノイズとの差分を用い，高周波成分の距離減衰特性から故障個所を特定するものである。直流回路にてアルミ電極を用いたアーク発生実験を行った結果，1MHzから100MHzの周波数帯において，距離が10m，20mと増加するにつれて信号が減衰する傾向が確認された。これは銅線での先行研究と一致しており，本技術がアルミ配線にも適用可能であることが示唆された。

6-035

A Basic Study Regarding Intensities of Amplitude Obtained by Wavelet Transformation of Current Waveforms to Detect Short-Gap LVDC Series Arcs

○岩田幹正・生田天道・横水康伸・兒玉直人・中村綾花（名古屋大学）・酒井智康・宮本淳史（日東工業）

In the DC equipment to be widely utilized in the future, DC series arcs may occur due to loose terminals or poor contact. If it is left unattended, this can lead to equipment damage and/or fire. To prevent accidents like those, the technology for detecting DC series arcs is necessary. In our previous studies, we tried to identify the time of arc occurrence using Wavelet transformation which is one of the frequency analysis methods and can preserve time-domain information. This paper discusses the dependence of amplitude intensity obtained by Wavelet transformation of current waveforms on the analysis frequency.

6-036

過渡コンダクタンスに対する一次遅れ要素を考慮したDCアーク計算プラットフォームの構築

◎邱 秋・兒玉直人・横水康伸・岩田幹正・中村綾花（名古屋大学）

電気，熱，機械分野で生じる現象は，様々な複雑な現象が組み合わさった複合現象である場合が多い。従来は一つ一つの現象を非線形偏微分方程式として記述し，それらを連立させて数値的に解くプログラムを構築することが行われてきた。しかしながら，従来の方法では，現象を精確に計算できる一方で，計算時間が非常に長い場合が多い。これに対して近年では，汎用的な計算プラットフォームで論理演算ツールボックスを組み合わせることで，複雑な非線形現象を短い時間で解くことが行われている。筆者らは近年，LVDCの配線用遮断器の限流遮断を計算プラットフォームにて構築することに着手している。本報では，その第一段階として，過渡アークのコンダクタンス変化に対して一次遅れ要素を考慮した計算プラットフォームを構築した結果を報告する。

6-037

誘導熱プラズマにより形成した高温CO2ガスの絶縁破壊電圧の圧力特性

◎玉村 薫・丈田宗太郎・中野裕介・田中康規・石島 達夫達夫（金沢大学）

電流遮断直後の遮断器内では残留高温ガスを介して絶縁破壊が生じ得るため，高温ガスの絶縁破壊特性把握が重要である．誘導熱プラズマでCO2を高温化し，チャンバ圧力を40/60/78 kPa，下段コイル電力を0–7.5 kWとして絶縁破壊電圧を評価した．電圧電流波形から熱的破壊電圧と誘電的破壊電圧を定義し，電磁熱流体解析で推定した電極間ガス温度で整理した．全条件で圧力が高いほど熱的破壊電圧・誘電的破壊電圧は増加し，0–2.5 kWでは圧力上昇に伴い熱的支配から誘電的支配へ移行した．さらに7.5 kWでは，ほぼ同一温度でも圧力低下により絶縁破壊電圧が顕著に低下し，高温絶縁破壊特性が温度のみならず圧力・ガス密度にも強く支配されることを示した．

6-038

粒子アブレーション効果を組み込んだポリマーアブレーションアーク数値モデルの構築

◎中村沙羅・中野裕介・田中康規・石島達夫（金沢大学）

アーク遮断性能を向上させる手法として，ポリマーの溶発（アブレーション）現象の利用がある．本稿では，体積比熱の小さいアーク中心部でアブレーション効果を効率的に発現させるため，スポレーションにより発生したポリマー粒子をアーク中へ混入させた場合のCO₂雰囲気中の円筒対称アークに対し，粒子アブレーション効果を組み込んだ電磁熱流体数値モデルを構築した．粒子配置位置がアーク温度場に与える影響を解析し，結果として粒子位置によりアーク冷却および収縮挙動が大きく異なることを示し，本モデルによりポリマー粒子導入効果を定量的に評価できることを明らかにした．

6-039

電圧波形解析による高温空気の熱的破壊と誘電的破壊の比較

◎丈田宗太郎・玉村 薫・中野裕介・田中康規・石島達夫（金沢大学）

気中開閉器では，電流遮断直後に拡がる高温ガスを介して絶縁破壊が生じる可能性があり，その機構は熱的破壊と誘電的破壊に大別される．本研究では，誘導結合型熱プラズマを用いて生成した高温空気中において，空気導入量を制御しながら電極間の絶縁破壊電圧を測定した．各条件において測定した電圧波形および電流波形から，熱的破壊電圧/誘電的破壊電圧を定義して比較した．その結果，ガス温度の上昇に伴い支配的な破壊機構が誘電的破壊から熱的破壊へ遷移し，これが絶縁破壊電圧および電圧波形に明確に反映されることを示した．

6-040

気中アークへの縦磁界の印加-2

◎國島魁留・腰塚 正（東京電機大学）

本研究では、気中アークに縦磁界を印加した際の消弧ピーク特性およびアーク挙動を調査した。真空遮断器で用いられる縦磁界方式に着目し、電極間にリング状磁石を配置して気中アーク実験を行った。その結果、磁石を設置することで消弧ピーク電圧が増大し、消弧時の電流が低下することが確認された。特に磁石の極性を反転させると、消弧ピーク電圧はさらに高くなり、電流零点近傍での遮断性能が向上した。高速カメラ観察から、縦磁界によりアークが回転し、極性反転によって回転方向が逆転することが明らかとなった。これはローレンツ力によりアークが伸長・冷却され、アーク抵抗が増加したためと考えられる。

6-041

空気吹付状況下でのアブレーションによるアーク特性の変化

◎小川悠仁・腰塚 正（東京電機大学）

本研究では、空気吹付状況下における高分子材料のアブレーションがアーク特性および消弧性能に与える影響を明らかにすることを目的とした。ポリアセタール（POM）およびアクリル製パイプ内で気中アークを発生させ、空気吹付流速を変化させた際のアーク電圧・電流特性を比較した。その結果、流速の増加に伴い消弧性能が向上し、特にアクリル使用時に高いアーク電圧と小さな消弧ピーク電流が確認された。また、3直列アークモデルを用いた解析により、アブレーションの影響がアーク時定数の低下として表れることを示した。

6-042

アーク溶接におけるステンレスの角継手を考慮した三次元電磁熱流体解析

◎長沢東悟・根本雄介（東京工業高等専門学校）・岩尾 徹（東京都市大学）

アーク溶接は，アーク放電により母材を溶融させ，接合する技術である。しかし，近年，熟練技能者は減少している。この社会的課題への対策として，アーク溶接のデジタルツインが求められる。このため，アーク溶接の数値解析が検討されている。さらに，LiDARにより取得したステンレスの3次元点群データを用いた，三次元電磁熱流体解析の計算領域構築のアイデアが報告されている。しかし，ステンレスの継手形状を考慮した数値解析の報告は少ない。以上より本研究では，アーク溶接のデジタルツインの要素技術のため，アーク溶接におけるステンレスの角継手を考慮した三次元電磁熱流体解析を実施した。

6-043

DC限流遮断プロセスにおけるアーク抵抗とアーク径の関係性に関する基礎考察

◎THU HAN AYE THU（日東工業）・宮本淳史・横水康伸・兒玉直人・大野拓也・岩田幹正・中村綾花（名古屋大学）

筆者らはこれまでに，高分子板や陶板を電極周辺に配置したアーク消弧装置において，DC限流遮断プロセスにおける高分子材の効果を実験的に検証してきた。その効果の要因を探るため，本稿では，高速ビデオカメラでアーク姿態を観測し，アーク径の時間変化からアーク抵抗増加の要因を考察した。

6-044

DC限流遮断プロセスにおける高分子材配置下でのアーク抵抗増加の出現：アーク姿態画像からの考察

○宮本淳史（名古屋大学）・THU HAN AYE THU（日東工業）・横水康伸・兒玉直人・大野拓也・岩田幹正・中村綾花（名古屋大学）

筆者らは、高分子板や陶板を電極周辺に配置したアーク消弧装置を試作し，高分子板配置時には，アーク抵抗の増加が早期に出現し，陶板の場合より早い遮断を実現できることを明らかにしてきた。本稿では，高速ビデオカメラでアーク姿態を観察し，その発光強度画像からアーク断面積を推定・比較することで高分子板の効果の要因を考察した。

6-045

DCヒューズのPre-arcing過程で生じたジュール熱のSiO₂砂に対する熱移行率の推定

◎亀島光希・兒玉直人・横水康伸・岩田幹正・中村綾花（名古屋大学）

本報では，DC遮断実験における測定結果から，Pre-arcing過程におけるCuエレメントで生じたジュール熱のSiO₂砂に対する熱移行率を検討した。まず，ヒューズ用珪砂を消弧材としてDC遮断実験を行い，電流および電極間電圧を測定した。測定結果からエネルギーを導出し，SiO₂砂に対する熱移行率を考慮してCuエレメントの温度上昇を推定した。推定結果からCuエレメントの相変化が進行する時刻の理論値を推定した。また，測定された電極間電圧の変曲点からCuエレメントの相変化が進行する時刻の実験値を推定し，理論値と比較することでSiO₂砂に対する熱移行率を推定した。その結果，本条件ではCuエレメントで生じた熱の60%がSiO₂砂に対して熱移行していると推定された。

6-046

限流ヒューズ内で生成される高温SiO2/Cu混合蒸気の高電界印加下における導電率
―熱的再点弧の高精度解析に向けて―

○兒玉直人・横水康伸・岩田幹正・中村綾花（名古屋大学）

アーク消弧後の電力保護機器における熱的再点弧特性の解析には，熱ガスの導電率σ_eを考慮したシミュレーションが必要である。一方で，これまでのシミュレーションでは，非電界印加の仮定下(Chapman-Enskog法，CE 法)で求めたσ_eが使用されてきた。本報では，熱ガスに対して過渡回復電圧が印加された場合を想定し，ヒューズ内で生じる珪砂/銅混合蒸気に対して eBEq を数値的に解くことでσ_eの電界依存性を理論的に求め，CE 法で求められたσ_eと比較した。その結果，低電界ではeBEq解析とCE法のσ_eが概ね一致した。一方で、10 V/mm以上の電界ではCE法で求められたσ_eに対して，eBEq解析で得られたσ_eは半分程度となった。

6-047

SiC-MOSFETを用いたアークフリーハイブリッド直流遮断器の開発

◎小林聖洋・小川一樹・大野裕之（ダイヘン）・谷本 智・西岡 圭・中村 孝（ネクスファイ・テクノロジー）

近年, 再エネや蓄電池, 電気自動車(EV)といった, 直流と親和性の高い分散型電源の普及に伴い, 直流遮断技術の重要性が増している。そこで, 機械スイッチとSiC-MOSFETを並列接続したハイブリッド直流遮断器(h-DCCB)が, 定常時の導通損失が小さくかつアークフリー化が達成できる構成として著者らは注目している。本稿では, アークフリー転流要件を明確にするために転流試験を行い, アーク開始電圧の下限値を求めた。また素子の発熱を検討するために, ディスクリートSiCの熱シミュレーションモデル化し, 放熱器レスとして問題ないことを確認した。そして検討結果からプロトタイプの構成を決定して遮断試験を行い, アークフリー遮断を達成していることを確認した。

6-048

LVDC回路におけるSiC-MOSFETによる大電流限流遮断プロセスに関する考察

◎酒井 燦・横水康伸・兒玉直人・岩田幹正・中村綾花（名古屋大学）・浦井 一（東洋大学）

SiC系MOSFETのスイッチング機能を用いた低電圧直流(LVDC) 遮断法として，電気抵抗による限流機能を具備したモデル遮断器 (以下，限流抵抗型モデル遮断器) の回路構成・仕様を検討してきた。さらに，モデル遮断器を試作し，DC電源電圧400 Vにおける固有短絡電流ピーク値60 Aの電流に対する限流遮断および過渡的発生電圧のプロセスの測定結果を提示し，さらにジャンクション部温度上昇も明らかにしてきた。本報告では，大電流域を対象として，固有短絡電流ピーク値I_p =60-10000 Aに対する DC 限流遮断過程を数値計算によって得ている。その結果に基づいて，MOSFETのDrain-Source間過渡電圧とP/N接合部の温度上昇を検討している。

6-049

電力系統不安定性の因果構造分析

○矢口航太・下尾高廣・山嵜朋秀・東野正和（東芝エネルギーシステムズ）・荻本和彦・岩船由美子（東京大学）

近年，電力系統への再生可能エネルギー（再エネ）導入が急速に進み，同期化力や慣性，電圧維持能力の低下による安定度への影響が懸念される。電力系統の安定運用には実効値解析等による再エネ導入の影響把握が不可欠であるが，再エネの不確実性によって系統運用条件が多様化し，不安定現象や解析すべき潮流断面の選定は複雑化すると考えられ、様々な条件を考慮した網羅的な安定度解析には膨大な作業を要する。そこで，実効値解析による多様な潮流条件の安定度計算結果から，因果分析により不安定要因を可視化し，系統のボトルネック把握と安定化対策立案を支援するための分析手法を検討する。

6-050

時変基準負荷の時間的連続性を考慮したモデルに基づく負荷特性同定の評価

◎鎌田和大・志熊亮佑・藤本 悠・林 泰弘（早稲田大学）

再生可能エネルギー電源の大量導入に伴い，同期発電機比率の低下による系統慣性の低下が顕在化し，負荷が有する潜在慣性を含む負荷特性の適切な評価が重要となっている。PMU（Phasor Measurement Unit）の導入により定常状態の高時間分解能データを用いた負荷特性同定が期待される一方，基準負荷を一定と仮定すると，時間変動分が推定誤差に影響する課題がある。本稿では，自己回帰モデルにより基準負荷の時間的連続性を考慮した負荷特性同定手法を提案する。様々な時変基準負荷変動の想定の下で，負荷モデルにより得られた値と測定値の二乗誤差最小化による同定を行った結果，基準負荷の時間的連続性を考慮することで同定精度が向上することを確認した。

6-051

電力系統における負荷の増大に対する耐久性の数理的評価

◎塩津竜士・翁長朝功（九州大学）・竹内知哉（千葉工業大学）・安東弘泰（東北大学）・合原一幸（東京大学）・森野佳生（九州大学）

本発表では，マイクログリッドのような小規模の電力系統に対して母線の負荷が増大した場合を想定し，電力系統が機能を維持できる耐久性を数理的に評価した結果について報告する．この解析の過程では，連続型潮流計算（Continuation Power Flow：CPF） を利用した．CPF 計算により母線の負荷の増大に対応して各母線の電圧が変化する過程を数値的に求められるため，系統の許容できる最大負荷量を様々な状況に対して得ることが可能となる．この最大負荷量を電力系統の耐久性の指標として採用し，電力系統のネットワーク構造と負荷増大に対する耐久性の関係性に着目した解析を行った．これらの結果について報告する．

6-052

Parameter Identification of Inertia and Damping for Synchronous Generators and Inverter-Based Sources Without Impedance Data

◎ZHAOHAN ZHU・佐野憲一朗（東京科学大学）

As power systems integrate more inverter-based sources, system inertia declines because these units typically lack rotating mass and natural damping. To ensure frequency stability, it is important to assess whether connected units can provide effective inertia and damping support, especially those equipped with virtual inertia control. However, directly measuring their parameters is difficult. This paper thus proposes a method to estimate each unit's inertia and damping to assess its frequency support capability. The existing method can obtain the inertia constant 2H and damping coefficient D of a single unit, but its accuracy is highly dependent on the equivalent impedance, which is difficult to obtain. Therefore, this paper proposes extracting 2H and D from the active-power response to frequency changes. Both parameters are identified simultaneously without estimating the equivalent impedance, while maintaining high accuracy.

6-053

同期発電機三相突発短絡時過渡現象の考察

◎飯嶋大河・藤田流矢・林 海博・吉田 清・上野貴博（日本工業大学）・伊藤裕道（元 東芝）・平松大典（東九州機械工業）・髙根沢 真（日本工業大学）

脱炭素社会の進展に伴い，同期機の適用範囲が分散電源等へ拡大し，機械系と電気系の連成現象の把握が重要となっている。一般に系統過渡現象の検討は実機データを取得する難易度から，ミュレーションを中心に解析が行われている。ここでは小容量発電機を用いた模擬試験を計画しており，シミュレーションの適切性について小容量発電機模擬送による検証を計画した。本報告は，原点に立ち返り三相突発短絡現象に着目し検証試験の問題点について考察した結果を報告する。

6-054

同期発電機線間突発短絡時過渡現象の考察

◎藤田流矢・飯嶋大河・林 海博・吉田 清・上野貴博（日本工業大学）・伊藤裕道（元 東芝）・平松大典（東九州機械工業）・髙根沢 真（日本工業大学）

脱炭素社会の進展に伴い，同期機の適用範囲が分散電源等へ拡大し，機械系と電気系の連成現象の把握が重要となっている。一般に系統過渡現象の検討は実機データを取得する難易度から，ミュレーションを中心に解析が行われている。ここでは小容量発電機を用いた模擬試験を計画しており，シミュレーションの適切性について小容量発電機模擬送による検証を計画した。本報告は，原点に立ち返り線間突発短絡現象に着目し検証試験の問題点について考察した結果を報告する。

6-055

周波数低下事故時計測データを用いた周波数再現簡易モデルの有用性

◎袋 慈弾（富山大学先端電力システム（北陸電力）共同研究講座）

インバータ連系再エネ電源の導入拡大と同期発電機の減少による慣性低下は周波数安定性の低下につながる。このため, 系統慣性の監視や周波数変動特性の把握は系統安定運用の確保において重要となる。本研究では, 周波数低下事故時の模擬計測データを用いて提案手法より送電系統の系統慣性とGF発動特性, さらに負荷系統の周波数特性を推定する。また, それらの推定値を活用して周波数変動再現簡易モデルを構築し, 負荷変動や慣性等の条件を変えた場合の周波数低下事故時最低周波数の把握を目的とする。

6-056

dq座標系モデルで表現されたインバータ連系電源のモデル検査についての一検討

◎藤森相貴・薄 良彦（京都大学）

本報告では，インバータ連系電源の安全性を検証するためにモデル検査を適用する。具体的には，droop制御されたインバータ連系電源を対象として，実効値モデルと瞬時値モデルの一種であるdq座標系モデルに着目する。過電流に関わるモデル検査の適用により，実効値モデルにより安全性検証が可能になる状態集合が存在する一方，厳密な評価という観点において，dq座標系モデルを用いることが必要となる状態集合が存在することが明らかとなった。

6-057

電動機側系統を模擬可能なCPATに対応したM-Gセット実効値シミュレーションモデル

○片岡良彦・青木 廉・天野博之・平川遼太郎・白崎圭亮・父母靖二（電力中央研究所）

同期機で構成するM-Gセットの電動機側系統の挙動を模擬かつ確認可能なモデルとして，これまでに瞬時値モデルに関する検討例はある（電力中央研究所XTAP向け）ものの，電力中央研究所CPATに対応した実効値モデルは知られていない。本講演では，軸が連結された二台の同期機によりM-Gセットを表現するひとつの手段を示す。これにより電動機側系統の挙動の模擬と確認が可能となる。

6-058

再エネと蓄電池を伴うM-Gセットの軸ねじれトルクに関する検討‐最大トルクに関する基礎検討‐

◎青木 廉・天野博之・片岡良彦・父母靖二（電力中央研究所）

タービン発電機における軸トルクは，特に送電線故障時の高速再閉路失敗ケースにおいて問題となる。再エネと蓄電池を伴うM-Gセットでは．系統故障時に蓄電池を急速に充電しM-Gセットの有効電力を減少させる制御（電制模擬）について検討しているが，電制模擬はM-Gセットの軸系に大きな軸トルクを発生させる可能性があるため，M-Gセットでは軸疲労につながる外乱として高速再閉路失敗と電制模擬の両方が生じる可能性がある。本研究では，100 MVAのM-Gセットを想定した軸系モデルを用いて，高速再閉路失敗および電制模擬により生じる軸トルクの最大値を求めた。また，タービン発電機の高速再閉路失敗時の軸トルクと比較し，M-Gセットの軸トルクを評価した。

6-059

インバータ制御系に起因する低周波振動に関する瞬時値解析と実効値解析の比較

◎石田 悠・田村 潤・三ツ木康晃・馬場旬平（東京大学）

インバータ電源の増加に伴う同期発電機の同時並列運転台数減少による系統の不安定化が懸念されている。しかし，対策としてインバータ制御系へ付与した系統安定化機能が逆に不安定化の原因となる可能性も指摘されており，電力系統の時間領域シミュレーションの重要性が増している。瞬時値解析は短時間領域まで詳細に模擬できるが計算負荷が高い難点がある。より計算負荷の軽い実効値解析の活用が模索されているが，瞬時値解析との差異の定量的評価や使い分けの客観的指標の検討は途上にある。
そこで本稿では，インバータ制御系に起因する低周波振動現象を例に振動波形から極を推定し，両手法の違いを比較した。また，電圧安定化制御の一種である動的無効電流制御の効果についても検討した。

6-060

有効電力制御と単独運転検出機能を具備したPCSと同期機の電圧動揺現象の考察

◎池上京佑・正城健次（三菱電機）・小野里航平・奥山涼太（TMEIC）

筆者らはステップフィードバック方式能動式単独運転検出機能と有効電力制御を具備したPCSが広域電圧フリッカを誘発する可能性があることを報告してきた。一方でPCSから系統に注入される無効電力の同期発電機への影響についてはほとんど検討されていなかった。そこで、PCSが注入する無効電力による同期機の影響について、無限大母線、同期発電機、PCSの構成の簡易シミュレーションモデルを用いて検証した。PCSの容量が一定値以上となると、約1Hz電圧変動が発生し発散していく現象が発生した。これをPCSの無効電力出力と位相関係から考察すると、同期機の加速・減速を助長させていることから、同期機の定態安定度を悪化させたことが示された。

6-061

日本のグリッドコードに適合した太陽光発電を模擬するためのWECC汎用モデルの拡張

○白崎圭亮・佐藤勇人・天野博之（電力中央研究所）

日本のグリッドコードでは，2025年4月から特別高圧系統に連系される太陽光発電（PV）および風力発電を対象に，Western Electricity Coordinating Councilの小委員会や作業会で開発された再生可能エネルギーの汎用モデル（以下，WECC汎用モデル）のパラメータを提出することが義務付けられている。しかしながら，従来のWECC汎用モデルでは日本のグリッドコードに適合した太陽光発電の動的な応答を詳細に模擬することはできなかった。この動作を当所が開発したCPATで模擬するため，従来のWECC汎用モデルを拡張した。

6-062

瞬時値系統解析を目的としたWECC風力発電モデルの開発

◎長谷川 幹・中村勇太・青木 睦（名古屋工業大学）

インバータ電源の大量導入に伴い，グリッドコード要件として詳細な動特性モデルの提出が求められている。特に，過電圧や高調波現象を評価可能な瞬時値解析の重要性が高まっている。そこで本研究では，MATLAB/Simulinkを用い，WECCモデルの制御構造を踏襲した瞬時値解析用Type IV風力発電モデルを構築した。本モデルは，プラント制御（REPC）とVSCモデルを組み合わせ，一機無限大母線系統へ連系したものである。本稿ではモデル構成について述べるとともに，当日は三相短絡事故時のシミュレーション結果に基づき，本モデルが系統安定性に与える影響について報告する。

6-063

送電端の電圧と電流に基づく指標を用いた一機無限大母線系統の電圧安定性についての考察

◎山田康暉・津坂亮博・七原俊也・雪田和人（愛知工業大学）

近年，太陽光発電や風力発電など，インバータを用いた電源の導入量が増加している。これに伴い，逆潮流の増加による電圧不安定現象の発生が懸念されており，その把握は重要な課題となっている。本稿では，一機無限大母線系統モデルを対象とし，これまでに筆者らが提案した変数の規格化手法を拡張し，送電電流に対する新たな規格化した変数を導入する。さらに，この規格化した送電電流を用いて，テブナンの等価インピーダンスに基づく電圧安定性指標について考察する。

6-064

想定故障を考慮した電圧監視制御手法に関する研究

◎一村颯翼・造賀芳文・佐々木 豊（広島大学）・餘利野直人（呉工業高等専門学校）

自然変動電源の導入拡大など近年の電力系統を取り巻く環境の変化により、効率的な電圧安定性解析手法が望まれている。著者らは，連続潮流計算を基に新しい電圧制御手法を用いたP-V 曲線の算出方法を提案している。これは，混合整数線形計画法（MILP）を用いて電圧制御機器の最適配分制御を実現しながら，安定限界点を算出する手法であった。本稿では，信頼度の観点から、新たに過酷な故障を想定しつつ、想定故障後の電圧および予防的制御まで考慮して限界値を解析する手法を提案する。また，その有効性を例題系統でのシミュレーションにより検証する。

6-065

電圧低め解で運転している複数のインバータ電源が高め解へ移行する際の応動に関する検討

○吉田裕志・青木 廉・河村集平・菊間俊明・天野博之（電力中央研究所）

本研究では，系統事故によって運転点が電圧低め解側となった複数のインバータ電源が，高め解側へ復帰する際にどのような応動となるかを，同期発電機1台と風力発電機(WG1,WG2)2台で構成される系統モデルにおいて，Y法シミュレーションおよびその結果を基に作成したP-Vカーブを用いて検討した。WG1・WG2共に低め解で運転点を持つ場合において，系統電圧上昇によりWG1の電流が減少した場合，それによってWG2の電流が増加するためWG1の運転点が高め解に戻らず，最終的にWG1・WG2の電流が減少に至った場合に高め解に戻ることを確認した。

6-066

インバータ電源の電圧高め解と低め解間の移行応動についての電圧安定性指標を用いた解析

○天野博之・吉田裕志・河村集平・青木 廉・菊間俊明（電力中央研究所）

カーボンニュートラルの実現に向けて再エネの導入が拡大しており，それに伴い系統に並列される同期発電機が減少することが想定される。同期発電機の減少が進むと，系統の過渡的な電圧維持能力が低下し，事故等によりインバータ電源の運転点がP-Vカーブの先端に達するような事象の発生が懸念される。これまでに筆者らは，インバータ電源がP-Vカーブの先端に達する応動，電圧の高め解と低め解の間で移行・振動する応動等について検討してきた。また，テブナン等価インピーダンスに着目し，これに基づく電圧安定性指標を提案してきた。本稿では，上記のような応動に対して電圧安定性指標を用いた解析を行い，指標の有効性を確認した結果を報告する。

6-067

再エネ電源大量導入時の電圧制御課題に対する中央VQC高度化に関する検討

○阿部優一・伊藤直樹（東北電力ネットワーク）・山根啓介・三谷智久（三菱電機）

再生可能エネルギー（再エネ）の導入進展に伴い，電力系統の電源構成や潮流状況は大きく変化しつつあり，系統の電圧維持能力や電圧無効電力制御機能への影響が懸念される。電圧維持能力が不足している地点では，電圧制御機器の動作頻度を増やし，系統電圧維持を図ることとなるが，過剰な機器動作は電圧変動の顕著化や，設備摩耗の加速に伴う維持管理コストの増大などに繋がり，電力系統の安定運用に支障をきたす恐れがある。本稿では，再エネ電源大量導入時における電圧制御課題を踏まえ，VQCシステムにおいて電圧制御機器の動作回数低減を図る手法を検討するとともに，再エネ電源とVQCシステムの制御協調上の影響について確認した結果を報告する。

6-068

分散型蓄電池による事故除去後同期発電機出力最大化と蓄電池過電圧抑制を協調させた過渡安定度向上方策

◎柳澤一輝・斎藤浩海（東北大学）・伊藤直樹・和山 亘（東北電力ネットワーク）

過渡安定度維持のために一般送配電事業者は調相設備の設置などを行っているが，自前の設備増強には大きなコストがかかる。一方で，蓄電池事業者により収益獲得のために運用される蓄電池を事故時に活用することで，低いコストで過渡安定度を維持できる。
蓄電池による過渡安定度向上方策として，同期発電機の出力最大化問題の解を用いて蓄電池を制御する方法を提案した。しかし，蓄電池の無効電力注入により，蓄電池端子の過電圧が発生し，蓄電池が解列する可能性がある。
本論文では，蓄電池の制御を発電機出力最大化制御から過電圧抑制制御に切り替えることで，発電機の脱調阻止と過電圧抑制を両立させ，過渡安定度を向上させる方法を提案する。

6-069

リアルタイム潮流情報に基づくインバータ電源の緊急的な出力制御による過渡安定度向上手法の基礎検討

◎上村晃平・原 亮一・川島伸明・北 裕幸（北海道大学）

再生可能エネルギーの導入促進に伴い，系統に連系するインバータ電源が増加しているが，系統慣性が低下することによる過渡安定度の悪化が懸念されている。そこで事故発生後，事故点から見て事故前潮流が上流側の系統内のインバータ電源の出力を緊急制御として一時的に遮断し，上流側系統内の同期機の加速を抑制する過渡安定度向上手法を提案する。本手法において，緊急制御の終了を同期機潮流のリアルタイム計測情報に基づいて判断する。
本稿では一機無限大母線において提案手法の効果を検証した。その結果，緊急制御によって過渡安定度を向上させる効果が確かめられた。

6-070

EDC・LFC結合方式による再エネ電源系統連系拡大時の周波数変動抑制

◎寺島大智・井上俊雄（富山大学）

再生可能エネルギー（PV・WT）の導入拡大に伴い，予測誤差に起因する需給インバランスが増大し，電力系統の周波数品質低下が懸念されている。従来はEDC制御残をLFCで吸収してきたが，LFC容量の増加はコスト増大を招くことから、本研究ではLFC容量を増加させずに周波数変動を抑制する手法として，EDC・LFC結合方式の改良を提案した。LFCの出力変化率制限により除外された成分をEDCへフィードバックし，EDCがLFCの不足分を補完する制御経路を導入した。AGC30シミュレーションモデルによる解析の結果，EDC制御残および周波数変動が低減し，提案方式の有効性を確認した。

6-071

電源脱落事故点至近の発電機RoCoF抑制方策
―RoCoF簡易推定手法拡張とSupercapacitor適用基礎検討―

◎山田大資・井上俊雄（富山大学）

再生可能エネルギーの主力電源化により同期電源が減少すると系統慣性が低下し、電源脱落事故時に事故点近傍のRoCoFが増大する。その結果、FRT要件（−2 Hz/s）を超過するとインバータ電源が一斉停止し、大規模停電に至る恐れがある。本稿では、既存のRoCoF簡易推定手法を拡張し、E-STATCOMに搭載されたスーパーキャパシタを単独利用して瞬時に有効電力を放電し、発電機RoCoFをFRT要件内に抑制する放電パターンを検討する。さらに、電力系統動特性詳細シミュレーション（CPAT）により、そのRoCoF抑制効果を検証する。

6-072

多端子HVDCの運用条件の違いが変換器停止時の交流系統の周波数安定性に与える影響分析

◎井上寛士・河辺賢一（東京科学大学）・石黒崇裕（東芝エネルギーシステムズ）・新井卓郎・窓岩尚史（東芝）

洋上風力発電の導入拡大に伴い，高圧直流送電（HVDC）の導入計画が世界各地で進行している。直流系統内で事故（直流事故）が発生すると，電力変換器の出力が大きく変化する。その際，HVDCが交流系統内の複数地点で連系されていれば，平常時の変換器間での出力配分によって直流事故が交流系統の周波数に与える影響の度合いは異なる可能性があるが，これまで十分な検討はなされていない。
本論文では，洋上風力発電所がHVDCによって交流系統の2地点に連系された電力系統モデルに対して，平常時の変換器間での有効電力出力配分の違いが，直流事故時の交流系統の周波数安定性に与える影響について分析する。

6-073

LFCを支援する空調機群の分散協調制御における通信網構成に関する基礎検討

◎古田雅大・斎藤浩海（東北大学）

近年，電気自動車や空調機など需要側負荷機器の消費電力を制御し，負荷周波数制御（LFC）を支援する負荷制御が検討されている。制御方式の一つとして，通信ネットワークを介して近隣の需要家同士が状態情報や推定値等を交換し，各需要家の制御装置が自律的に負荷機器を制御する分散協調制御が注目されている。一方，分散協調制御では通信網の構成が制御性能・安定性に大きく影響するにもかかわらず，通信網構成の設計指針は十分に検討されていない。そこで本稿では，LFC支援を目的とする冷房運転時の家庭用空調機群の分散協調制御を対象に，通信網構成の違いが制御性能と安定性に与える影響を評価した。その結果，通信網が密であるほど制御性能は向上する一方，許容通信遅延は短くなり，安定性が損なわれやすいことを確認した。

6-074

系統周波数調整のための電気ポットの自律負荷制御

◎石井 檀・渡邊亮司・北村武尊・王 宇凱・近藤潤次（東京理科大学）

再生可能エネルギーの普及に伴う系統慣性の低下や需給変動に対し，需要側で消費電力を調整する「自律負荷制御」が有効である 。本研究では，普及台数が多く大きな調整力が期待できる電気ポットの保温運転に着目した 。具体的には，PICマイコンを用いて系統周波数を計測し，その偏差に応じてトライアックの点弧角を操作する制御回路を試作した 。従来のオンオフ制御とは異なり，周波数偏差に基づきヒータへの印加電圧を制御することで，消費電力を連続的に調節する手法を提案している 。本稿では，試作回路を用いた実験により，系統周波数に応じて電気ポットの消費電力を自律的に変化させられることを示した 。

6-075

複数のインバータ電源を有する電力系統におけるFuzzy-PID-VSG制御による安定化効果の比較

◎佐藤孝政・村上義信（豊橋技術科学大学）

地球温暖化防止の観点から，風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーの導入が進められている。しかし，これに伴い電力系統全体の慣性や同期化力が低下し，落雷などによる系統事故の際に系統の安定性が損なわれることが懸念されている。また，研究が進められている電圧制御型インバータ（以下GFM）は，系統事故時などに過電流が発生しやすいため，その対策も課題となっている。そこで本論文では，GFMが複数接続された電力系統において，三相地絡事故が発生した際の系統の応答を評価する。また，GFMに仮想同期発電機制御（Fuzzy-PID-VSG）を組み込み，その安定化効果をシミュレーションにより検証する。

6-076

マルチドメインマッピングモデリングを用いたVSC多数台連系系統の安定性評価

後藤龍弥・○山口順之（東京理科大学）

2050年のカーボンニュートラル実現に向け，電圧源コンバータを用いたインバータベース電源の導入が加速している。これに伴い，制御系と系統の相互作用による新たな安定性問題が懸念されている。本研究では，系統構成の変更に柔軟に対応可能なマルチドメインマッピングモデリングを用い，電圧源コンバータ多数台連系時の系統安定性を評価した。配電系統をポート等価小信号モデルに集約し，ステップ応答解析を行った結果，個々の電圧源コンバータの制御パラメータが同一であっても，連系台数の増加により系統全体が不安定化することを明らかにした。

6-077

特高系統における強化学習を活用した複数PCSの無効電力制御手法

◎池田晴稀・青木 睦・中村勇太・Suresh Chand Verma・伊藤凌吾・小島颯斗（名古屋工業大学）・萩原史聡・榎本 熱（中部電力）

近年の電力系統では太陽光発電（PV）の大量導入により潮流状態が複雑化し，系統の電圧調整が困難になっている。著者らはこれまで，PVが連系されている特高系統を対象とし，PV用パワーコンディショナ（PCS）の無効電力による電圧制御方法を提案しているが，複数PVが連系されている線路においてはPCS間で出力する無効電力の向きが異なり，互いに打ち消しあうことで，合計の無効電力出力量が大きくなってしまうという課題がある。そこで本稿では，各PCSが連系地点毎に異なる電圧変動に対応しながら，全体としてPCSが出力する無効電力の向きを揃えるような，PCSの無効電力制御手法を提案する。またシミュレーションにより，電圧制御性能を維持しつつ，同一線路における全PCSの無効電力出力量を低減させられることを示す。

6-078

特高系統における変電所制御機器と線路中の無効電力制御機器の強化学習による協調VQC

◎野口純平・青木 睦・中村勇太・Suresh Chand Verma・伊藤凌吾・小島颯斗（名古屋工業大学）・萩原史聡・榎本 熱（中部電力）

近年，太陽光発電（PV）の大量導入により電力系統の潮流が複雑化し，電圧調整が困難となっている。特に送電線路間でPVの連系量が異なる場合には，変電所の電圧無効電力制御機器だけでは各需要家の到達電圧を適正範囲に維持することが困難となり，線路中のコンデンサ設備などの無効電力制御機器を電圧制御に用いることが必要となる。
本研究では，複数のPVが連系された特別高圧系統を対象として，変電所制御機器と線路中の無効電力制御機器を強化学習により協調制御する手法を提案する。線路中の無効電力制御機器をタイムスケジュール制御した場合と比較し，深層強化学習を適用することにより電圧を適正に維持できることを示した。

6-079

DLRにおける気象データの補正効果の検討

○下尾高廣・坂内容子・上田隆司・大成高顕（東芝エネルギーシステムズ）・伊藤保則・近藤史彦・中村英也（中部電力パワーグリッド）

近年、再生可能エネルギーの大量導入に伴い、送電容量を動的に評価するダイナミックラインレーティング（DLR）の導入が進んでいる。DLRでは気象条件（風速・風向・気温・日射量）が送電容量(DLR値)算定の主要因となるが、気象データの空間・時間分解能や予測誤差によって、DLR値の過大評価が発生することが課題である。本検証では、風況推定モデルに基づく高解像度の気象データを用いてDLR値を評価し、各種気象データの補正効果および過大評価の抑制効果を検討した。

6-080

風況解析を利用したDLRにおける過大評価率の評価

○坂内容子・下尾高廣・上田隆司・大成高顕（東芝エネルギーシステムズ）・伊藤保則・近藤史彦・中村英也（中部電力パワーグリッド）

送電線沿線に対して風況解析を用いた風況推定の結果をもとに送電線の区間単位で年間のDLR値を評価し、区間ごとのDLR値のボトルネックと計測気象データを用いて算出した正解相当のDLR値に対する過大評価率を算出した結果を報告する。DLR過大評価の要因としてDLR算出に用いる実効風速推定値を過大評価している断面が多いこと、DLR過大評価断面でかつ実効風速を過小評価している断面では、実効風速以外の気温や日射量が過小評価する傾向があることを確認した。この結果より、風況解析データに対して補正を行うことで予測誤差の影響を低減しボトルネックDLR値の過大評価率を減少する可能性がある。

6-081

PV大量導入基幹系統におけるグラフ列挙を用いた停電作業系統の決定支援手法の一検討

◎鈴木雅之・若尾真治（早稲田大学）・山嵜朋秀・豊嶋伊知郎・犬塚直也（東芝エネルギーシステムズ）

再生可能エネルギーの大量導入により電力系統は複雑化しており、停電作業計画のシステム化が求められている。本研究では、PV大量導入基幹系統を対象に、グラフ理論に基づく停電作業系統の決定支援手法を検討する。具体的には、Graphillionを用いてトポロジー制約を満たす系統構成を列挙し、最適潮流計算（OPF）によって電気的制約を考慮した停電作業系統を導出する枠組みを構築した。さらに、OPFによる評価結果を重みに反映した重み付きグラフ列挙を導入し、停電作業系統の効率的な探索を可能とする手法について検討する。

6-082

系統混雑管理に向けた潮流予測技術の研究

○志賀慶明・宮地祐樹（東芝）・鍋谷寿久・福原竜馬（東芝エネルギーシステムズ）

再生可能エネルギーの大量導入により系統利用率は高まり、従来のファーム型接続では新規電源の連系が困難となっている。この課題に対応するためノンファーム型接続が導入されたが、系統混雑時には出力抑制が生じ、発電事業者の収益低下が懸念される。そのため、安定供給を維持しつつ出力抑制と設備増強を抑制する系統混雑管理が重要であり、高精度な潮流予測が求められる。本研究では、送電線・変電所ごとに潮流予測モデルを構築し、入力データの違いが予測精度に与える影響を北海道エリアの系統設備データを用いて評価した。

6-083

系統規模の違いが送電線の過負荷発生確率の計算負荷に与える影響分析

◎森下 聖・河辺賢一（東京科学大学）

再生可能エネルギー電源(再エネ)の増加によって，再エネの予測誤差に対応するための予備力の重要性が増している。予備力の確保における一つの指標として，先行研究(1)では，再エネの予測誤差に起因する送電線の過負荷発生確率(過負荷確率)を算出する手法を提案している。しかしながら，本手法の実系統規模への適用にあたっては，計算時間の削減に向けた検討が必要である。
そこで本研究では，系統規模の増大が提案法の計算時間に与える影響を明らかにすることを目的とし，先行研究で用いたIEEE-RTSモデルよりも大規模なIEEE-118モデルを用いて過負荷確率の算出を行い，系統規模の違いによる計算時間の変化について考察した。

6-084

短期電力需要予測に対するTemporal Fusion Transformerの適用有効性検討

◎萩野良祐・福山良和（明治大学）・金田龍哉・島崎祐一・石橋直人・飯坂達也（富士電機）

本論文では，短期電力需要予測に対するTFTの適用有効性の検証のため，Informerとの精度比較及びTFTの解釈可能性確認を行った。TFTは，Informerと比較し性能が良く，同時に時間帯別重要度と特徴量重要度を出力することが可能であり，予測判断の根拠を示すことが可能であることが確認できた。

6-085

100%再生可能エネルギーシステムにおける時系列運用シミュレーションモデルの開発と試算

◎渡辺健太・山本博巳（東北大学）

本研究は、先行研究の数理最適化により導出された100%VREシステムの最適設備容量が、実際の時系列運用において有効に機能するかを検証した。全期間の情報を既知とする最適化手法とは異なり、時間ステップごとの需給条件に基づき動作を決定する運用シミュレーションモデルを構築し評価を行った。その結果、バッテリ単独貯蔵では安定供給が確認された一方、バッテリと水素貯蔵を併用するハイブリッド構成では、最適容量を用いても年間約814kWhの供給不足が発生した。これにより、理論上の最適解と実運用の間に乖離が存在することを明らかにし、運用ロジックの高度化や設備容量マージンの必要性を示唆した。

6-086

変動電源を用いたアンモニア製造システムの設備容量および運用計画の最適化

○真鍋真鍋・児玉安広・荒井佑介・Ustun Taha Selim・橋本 潤・鈴木太一郎・眞中雄一・難波哲哉（産業技術総合研究所）

本稿では，洋上風力等の変動電源を用いたアンモニア製造において，経済性を最大化する設備容量および運用計画を同時に決定する最適化手法を提案する 。混合整数線形計画法（MILP）を用い，水電解・窒素製造・アンモニア合成・蓄電池の単機容量や変換効率を考慮したモデルを構築した 。風力発電10MWを想定したケーススタディの結果，最適な設備構成を明らかにするとともに，窒素製造装置の台数制御（整数条件）を緩和した線形モデルの適用性を評価した 。その結果，線形化により計算精度を維持しつつ，計算時間を大幅に短縮可能であることを確認した 。

6-087

将来シナリオと災害レジリエンスを考慮した地域EMSに基づくZET内設備最適設計

◎岡本勘太郎・川﨑章司（明治大学）

本研究は、脱炭素社会の実現に向け、地域エネルギーマネジメントシステム（EMS）を核としたNet Zero Energy Town（ZET）の最適設備設計手法を提案する。
収益性と電力系統への影響を目標関数とした設備容量最適化モデルを基盤とし、将来の人口変動やEV普及に伴う電力需要変化シナリオ、および災害時の電力供給継続性を確保する「災害レジリエンス」の評価軸を統合する。具体的には、PV、蓄電池、EV等の最適構成をメタヒューリスティクス的な手法により導出し、非常時のレジリエンスを検証する。本手法により、不確実な将来シナリオ下で持続可能かつ強靭な地域エネルギーシステムの構築指針を提示する。

6-088

マルチクリティックPPOを用いた発電機起動停止計画最適化

◎北川勝久・高山聡志・石亀篤司（大阪公立大大学）

再エネ拡大に伴い需給変動は複雑化し，発電機起動停止計画（UC）の高速化が急務である。本研究では深層強化学習を適用するが，UCは性質の異なる「コスト」と「制約」が混在し学習が不安定化しやすい。そこで，報酬構造に応じたMulti-Critic型PPOを提案し，最適な分離構成を検証した。結果，経済性（燃料・起動費）と制約・効率性（ペナルティ）に分離する構成が，全合算や過度な細分化より優れ，数理計画法に迫る高精度な解を安定して導出した。これは，現在あえてコストを投じ将来の効率化を図る時間的トレードオフ関係を単一評価器で保持しつつ，制約遵守との勾配干渉を回避し，学習信号を明確化できたためである。

6-089

直流連系線潮流と周波数の常時計測データを用いたエリア慣性の推定手法
―エリア間動揺の大きさが推定精度に与える影響―

○川村智輝・天野博之（電力中央研究所）

再生可能エネルギー電源の導入拡大により，系統の慣性が低下することが懸念されている。系統慣性が過度に低下すると，周波数安定性の維持が難しくなるため，系統慣性を推定・監視する技術の開発が重要となる。筆者らは，北海道エリアのように他エリアと直流連系されているエリアを対象として，常時計測データからエリア慣性を推定する手法を提案し，検証を行ってきた。これまでの検討では，推定対象のエリアと直流連系されるエリアにおいて表れるエリア間の動揺成分に着目して推定を行ってきたが，動揺成分が比較的大きい条件に限定した検討に留まっていた。そこで本稿では，推定対象のエリアに直流連系されるエリアにおけるエリア間動揺の大きさが，エリア慣性の推定精度に与える影響を評価する。

6-090

量子進化的計算QPPBSOを用いた送電系統拡張計画

◎河内勇裕・浦野昌一（明治大学）・森 啓之（ポラリスグリッド）・Chiang Hsiao-Dong（コーネル大学）

本稿では量子進化的計算であるQuantum Predator-Prey Brain Storm Optimization（以下, QPPBSOと略記）を用いた送電系統拡張計画を提案する。近年, 分散電源が多量導入やデータセンターの建設による電力需要の増加により, 送電線の送電容量を逸脱する可能性が高まっている。そのため, 将来的な発電量や電力需要の増加を見越し, 送電設備を拡充する必要がある。しかし, 送電設備は高価であるため, 費用対効果が最適になる箇所に設備投資をしなければならない。本問題は組合せ最適化問題であり, 膨大な数の解候補から最適解を探すため, 従来法では十分な品質の解を見つけづらい。そのため本稿では進化的計算（Evolutionary Computation, 以下, ECと略記）を用いる。提案法として従来のECに量子コンピューティング（Quantum Computing, 以下, QCと略記）とPredator-Prey戦略を導入したQPPBSOを用いた。

6-091

中国九州間連系設備に係る広域系統整備計画

○後藤 光・森内勝利・狩山陽一郎・高田 大・小林正孝・髙野登志裕（電力広域的運営推進機関）

2050年のカーボンニュートラル実現に向け、電力広域的運営推進機関は「広域連系系統のマスタープラン」に基づく系統強化を進めている。本稿では、2025年10月に策定された中国九州間連系設備の整備計画を対象に、技術選定と評価手法を報告する。本計画では、地理的制約から自励式HVDCを採用し、将来の拡張性を備えた設計とした。評価では不確実性を考慮し、燃料費や割引率等を変動させた48ケースの費用便益分析（CBA）を実施した。その結果、多数のケースでB/Cが1.0を上回り、定性的価値も勘案して整備を決定した。本検討プロセスは、不確実性下における系統整備の有効な評価手法として有用である。

6-092

GNN・LSTMモデルを用いた発電機起動停止計画の連系線制約削減効果の検証

◎馬本貫路・山口順之（東京理科大学）

再生可能エネルギーの導入拡大に伴う広域的な発電機起動停止計画（UC）の最適化において，計算負荷の低減が課題となっている。本研究では，GNN-LSTMモデルとデータフュージョンを組み合わせ，全国9エリアの連系線潮流制約を動的に削減する手法を提案した。2032年度の電力系統データを用いた検証の結果，混雑予測の正解率は91.9%に達し，連系線制約を平均82.3%削減できることを定量的に示した。また，混雑を見落とす確率を3.67%に抑え，運用上の安全性も確保している。本手法による制約削減は，大規模なUC問題の高速求解に寄与するものである。

6-093

CO₂輸送・貯留地を考慮した日本の最適電源構成に関する分析

◎松下竜也（東京大学）

本研究では、国内352地点の電力系統にCO₂輸送・貯留プロセスを統合し、輸送制約やコストを明示的に考慮した詳細な最適電源構成モデルを用いて、2050年の脱炭素化シナリオを分析した。炭素税とCCS貯留制約を変数としたケーススタディの結果、炭素税の導入は石炭からLNGへの燃料転換を促すことが確認された。また、CCSポテンシャルの拡大は、調整力を持つLNG火力の稼働増を通じて、相対的に再生可能エネルギーの導入を抑制する傾向が示された。さらに、多くのケースで国内CCSサイトが貯留上限に達することから、海外輸送に加え、国内貯留適地の開発が極めて重要であることを明らかにした。

6-094

将来の東日本における再生可能エネルギー大量導入による電力需給への影響に関する試算

◎岸 大希・志村啓紀・山本博已（東北大学）

2040年の再エネ比率4〜5割達成に向け、東日本での洋上風力導入が進む一方、需要地との地理的偏在による出力抑制が課題となっている。本研究では、東日本9地域需給モデルを用いて2040年度の需給運用を分析した。解析の結果、現状の導入計画では大規模な抑制が発生するが、その主因は系統制約ではなく需要に対して再エネ出力が過剰であることを示した。抑制率を10%程度に低減させるには、再エネ設備容量の最適化または35GW以上の系統用蓄電池導入が必要となることを示した。また、蓄電池の充電需要により地点別限界価格（LMP）が大きくなることを明らかにした。

6-095

Multi-population Modified Brain Storm Optimizationによる連接水系最適運用

◎関口珠生・福山良和（明治大学）・桐生智志・鈴木 聡・飯坂達也（富士電機）

近年，持続可能な社会の実現のための再生可能エネルギーの有効活用が求められている。特に，水力エネルギーは，水力発電設備の建設コストの高さや建設年数の長さから，既存の発電設備の効率的な活用が求められる。本論文では，実際の水力発電設備を用いた連接水系最適運用に対し，進化計算手法のひとつであるMulti-population Modified Brain Storm Optimizationの適用を提案する。提案手法は，シミュレーション対象期間の実績運用値および比較法と比較し，その有効性を確認した。

6-096

2050年カーボンニュートラル達成に向けた電源構成の推移と揚水発電のポテンシャル分析

○村井雅彦（東芝）・森 淳二・宮崎保幸（東芝エネルギーシステムズ）

2050年カーボンニュートラルに向けた電源構成の推移における揚水発電の活用を，LFC調整力を考慮した長期電源計画モデルを用いて分析する。本報告では，揚水発電のポテンシャルを評価するため，揚水発電の新増設容量の上限を無限大とした場合の結果を報告する。2050年に向けて固定速揚水の可変速化が進むとともに，2050年には再エネ余剰を吸収するため，固定速揚水が新設されるという結果が得られた。

6-097

大規模複合施設におけるディマンド・リスポンスシステム
―その1 計画―

○小山岳登・古澤 洵（大林組）

みなとみらい地区に建設した大規模複合施設おいて、地域のエネルギーマネジメントを促進するディマンド・リスポンスシステムを構築し、2024年度から運用を開始した。この電力需給管理における計画について報告する。電力系統の逼迫時、アグリゲーターからのディマンド・リスポンス（DR）要請に、特別なDR対応設備を導入することなく、対応できるシステムを考案した。また、需要家側の電力を抑制する下げDR要請に対して、ADRにより供給設備と需要設備を制御することで応答する。

6-098

大規模複合施設におけるディマンド・リスポンスシステム
―その2 実績―

○古澤 洵・小山岳登（大林組）

みなとみらい地区に建設した大規模複合施設において、地域のエネルギーマネジメントを促進するディマンド・リスポンスシステムを構築し、2024年度から運用を開始した。本報では、2024年度のディマンド・リスポンス（DR）の実績結果について報告する。
2024年度のDR発動回数は10回であり、計画通りのDR制御が稼働し、応答総容量は3,587kWh、応答率は約40％であった。結果より、特別なDR対応設備を導入することなく、既存のCGSを利用することでDR指令に応答し、地域の電力需給に貢献できた。建物設備を有効利用したDR応答制御は、普及性が高いと考える。

6-099

アグリゲータの利益を最大化する需要家機器組み合わせ手法の開発

◎冨永 匠・安芸裕久（筑波大学）

近年，再生可能エネルギーの導入が進んでおり，その系統対策についてさまざまな研究が行われているが，デマンドレスポンス（DR）において分散型エネルギー資源（DER）の組合せ最適化に関する研究は少ない。本研究ではアグリゲータの利益を最大化する需要家群DER機器組み合わせ構築手法を開発し，経済性について分析することを目的とした。異なる複数のDER機器の組み合わせを保有する需要家ごとに，機器運用を最適化し，その結果より需要家群全体の中からDRによる調整力提供を求める。さらにアグリゲータの利益を最大化する需要家ごとのDER機器の組み合わせ（ポートフォリオ）を求める。半年間のシミュレーションを実行した結果，需要家との電力取引価格がポートフォリオに影響を与えることが示されるとともに，アグリゲータの利益を考慮した銘柄や機器構成についても概要が示された。

6-100

家庭用ヒートポンプ給湯機における運転制御方式別の電力需給調整ポテンシャルの評価

◎島田勝成・林 七音・池上貴志（東京農工大学）

再生可能エネルギー（RE）の主力電源化に伴う需給ミスマッチの解消に向け，家庭用ヒートポンプ給湯機（HPWH）によるデマンドレスポンス（DR）が期待されている。本研究では，複数の運転制御方式を対象として，HPWHが持つ電力需給調整ポテンシャルの定量的評価を行った。各家庭の運用を模擬するHPWHモデルと電力需給解析モデルを用い，価格誘導による「間接DR」と系統側から直接制御する「直接DR」に加え，稼働時間帯を固定する「早朝運転」「昼間運転」を対象とした最適化計算を実施した。解析の結果，制御方式の違いが再エネ出力抑制の低減や発電燃料費，CO₂排出量に及ぼす効果を明らかにし，効率的な系統運用の可能性を示した。

6-101

部分負荷効率を適用した水電解装置群を含む周波数シミュレーション

◎中村勇太（名古屋工業大学）・花井悠二（電力中央研究所）

新たな需給調整力（以下，「調整力」）のリソースとして，可制御性を有する需要家側リソースが注目されており，その中でも水電解装置は有望なリソースの一つとされている。著者らはこれまで，水電解装置が需給運用に与える影響を明確にするために，周波数シミュレーションを目的とした水電解装置モデルの開発を行ってきた。しかしながら，このモデルは，系統連系に必要な変換器を含む部分負荷効率は考慮されていないため，出力調整を前提とした計画作成およびその出力調整によって，シミュレーション結果と実システムの間で大きな差が発生する。本発表では，部分負荷効率を適用した水電解装置モデルを構築し，そのモデルを用いた周波数シミュレーションを行う。

6-102

減衰バイアスを活用した電力需要予測の高精度化

○竹田 恒（東京国際大学）

電力需要予測において，気象予報の誤差は予測精度低下の主要因である。本研究では，計量経済学で問題とされる減衰バイアスを積極的に活用し，気象予報誤差の影響を低減する手法を提案する。具体的には，学習データの気温実況値に正規乱数を付加することで気温の回帰係数を意図的に減衰させ，予測時に使用する気温予報値の誤差が予測結果に与える影響を抑制する。東京電力管内の夏季を対象とした評価実験により，適切な大きさの乱数を付加することで予測精度が向上することを確認した。提案手法は学習データに乱数を付加するのみで実装可能であり，正則化回帰などの既存手法とも併用できる利点がある。

6-103

GRUによる最大電力需要予測の基礎検討

河原祥汰郎・○浦野昌一（明治大学）

電力の安定供給を維持するためには，事前の高精度な電力需要予測が不可欠であり，特に最大電力需要は設備計画や運用に大きな影響を与える。電力需要は気象条件や曜日特性など時間的連続性を持つ要因に左右されるため，時系列モデルの適用が有効である。本稿では，長期依存関係の学習に優れたGRUを用いて最大電力需要予測の基礎検討を行った。学習に用いる気象データは時別値として与えられるため、最大電力需要の発生特性を考慮し、特定の時間帯における平均値として日次データへ集約した。その結果、日中時間帯の平均気象値を用いた場合に最も高い予測精度が得られることを確認した。

6-104

ヒートポンプ給湯器群の稼働時間シフトによる需要創出ポテンシャル評価の基礎検討

◎森田晃世・金子曜久・吉永 淳・広橋 亘・光岡正隆・林 泰弘（早稲田大学）・河野俊介・高口雄介・板屋伸彦（三菱電機）・鍵田昌幸（三菱電機ソフトウェア）

脱炭素社会の実現に向け，PV余剰電力の効率的な利活用が求められており，その一つに，ヒートポンプ給湯器（HPWH）へのデマンドレスポンス（DR）による需要創出が挙げられる。アグリゲータの視点では，期待される需要創出量を適切に見積もることが重要だが，見積もりには多くの不確実性が内在するため，それらを考慮しつつ，HPWH群のDRにおける需要創出ポテンシャルや影響の大きな因子を評価しておくことが必要となる。
本稿では，アグリゲータと需要家のHPWH群の情報連携や稼働制御をモデル化し，稼働時間シフトによる需要創出ポテンシャルを評価する。具体的には，給湯需要推定データを用いた数値実験により，HPWH群の需要創出ポテンシャルをシフト開始時刻や日ごとの給湯需要のバラつきの観点で評価した。

6-105

空気熱源式ヒートポンプを併用した温室暖房システムの低炭素性および経済性の地域別評価

◎石森貴也・菅野颯馬・藤本 悠・田辺新一（早稲田大学）・石井雅久（農業・食品産業技術総合研究機構）・林 泰弘（早稲田大学）

施設園芸の暖房システムの低炭素化に向け、燃油式暖房機が既設された温室に対し、ヒートポンプを併用したハイブリッド運転による一次エネルギー消費量とCO2排出量および運用コスト
への影響を、地域別の複数の気象条件や電力のCO2排出係数・価格を用いて算出し定量的に評価した。
全地点においてハイブリッド運転による
一次エネルギー消費量とCO2排出量および運用コストの削減を確認したが、地点別のCO2排出量の低減効果の度合いは31%～67%と大きく変動をした。
そのため、ハイブリッド運転においては，地域特性を考慮したHPの併設導入やその暖房容量の設計に関する研究の必要性が示唆された。

6-106

契約電力制約下における配送用EVの低炭素経路・充電計画
―狭域PV余剰電力と拠点建物負荷を考慮して―

◎宮部稜士・藤本 悠・林 泰弘（早稲田大学）

配送用電気自動車の普及により，物流拠点では建物負荷に加えて充電需要が発生し，拠点総需要（建物＋充電）が契約電力（デマンド上限）を超過するリスクが懸念されている。本稿では，時空間的に変動する狭域の太陽光余剰電力を活用し，契約電力制約化でCO₂排出量を最小化する配送経路・充電計画の同時最適化を混合整数線形計画問題として定式化，提案する。実都市を対象とした数値実験からは，契約超過を回避しつつ，配送距離最小化運用比でCO2を約48%削減できることを確認した。これにより，契約電力制約下でも再エネ余剰を考慮する運用設計が物流低炭素の観点で有意義であることを示した。

6-107

機械学習に基づくグリーン水素の季節間貯蔵を考慮した燃料電池の前日運転計画策定に関する検討

◎岡本光一郎・丹野祐次郎・石井英雄・林 泰弘（早稲田大学）・島 清・田村龍一（大林組）

近年，太陽光発電（PV）等の変動性再生可能エネルギーの主力電源化に伴い，水素貯蔵と燃料電池（FC）を活用した季節間エネルギー貯蔵の重要性が高まっている。従来，著者らは過去データに基づく年間一括最適化から水素貯蔵量の推移を算出し，これに基づく前日運転計画手法を提案してきたが，日々の需給変動に対する柔軟性に課題があった。そこで本稿では，年間一括最適化結果を学習データとし，機械学習により日次水素消費量目標値を動的に推定するFC前日運転計画手法を提案する。数値計算により，提案手法は季節間貯蔵を考慮しつつ日次変動に適応可能であり，年間電力料金の低減に有効であることを示した。

6-108

島嶼部のエネルギー自立のための自律分散システム間協調による蓄電池容量削減可能性の検討

◎進士聖夫・藤本 悠・金子奈々恵・広橋 亘・林 泰弘（早稲田大学）・マハムドファーハン・諏訪部元樹・植嶋美喜・林 俊宏（NTT）

近年エネルギーアクセスの公平性を重視するエネルギージャスティスの理念が注目されているが、日本の島嶼部では地理的要因から電力供給の公平性に課題が残る。本研究ではこの理念を実現する供給形態として、PV・蓄電池を備えた需要家から成る配電網を介さない自律分散型集落を対象に、蓄電池の容量削減のため、協調による容量削減可能性を検討する。LightGBMによる需要・発電予測と最適化による計画を周期的に行うEMSを構築し、沖縄県久米島データを用いてEVおよびP2P取引による融通の効果を年間評価した。その結果、融通により単独運用と比べ地域全体で約70％の容量削減が可能であり、導入コスト低減への有効性を示した。

6-109

電気バス導入によるクロスセクターベネフィットの検討

○井原雄人・藤本 悠・飯野 穣・光岡正隆・紙屋雄史・林 泰弘（早稲田大学）

地方都市における人口減少は顕著であり公共交通の利用減少が進んでいる。特に、バス事業は事業性を確保することができず廃止・減便が進んでおり、国・自治体からの補助が行われているが、公的資金投入を続けるための根拠が求められる。
本研究で対象とする宇都宮市では、生活交通確保維持改善事業において8804万円/年の補助がされている。これに対し宇都宮市におけるバス事業のクロスセクターベネフィットとして環境、防災、健康への寄与を推計した。その結果、環境では1,055万円/年、防災では5,754万円/年、健康では1,562万円/年の寄与を示し、公的資金投入に妥当性があることを明らかとした。

6-110

停電災害時の電気バス群を活用した避難所給電計画によるレジリエンス性能評価

○飯野 穣・林 泰弘（早稲田大学）

近年，自然災害による広域停電リスクの顕在化とともに，電力インフラの停電レジリエンス対策が社会的課題として議論されている。その対策の一つに，停電災害時の避難所における電気バスからの給電によるレジリエンス確保といった電力×交通×防災のセクターカップリング型ソリューションが期待されている。本研究では，実在都市の防災計画に基づき，将来の市バス電動化を想定した電気バス164台を148か所の避難所へ給電するシナリオをモデル化するとともに，避難所設置PVとの協調運用による電力レジリエンス性能の評価を試み，PVと電気バスの協調連携によるレジリエンス性能の改善効果をシミュレーションにより検証する。

6-111

消費電力不確実性下における電気バスの運行継続性を考慮した低炭素充電計画手法

◎中野はるか・藤本 悠・金子奈々恵・菅野颯馬・井原雄人・楊 イ翔・林 泰弘（早稲田大学）

脱炭素社会の実現に向け，大型車両の停車時間を利用した再生可能エネルギー(RE)活用が注目されている。一方，気温等の外部環境に依存するRE供給や車両消費電力推移が持つ不確実性により，運行開始前に策定される充電計画の当日履行においてRE活用率の低下や，当日の車両電力消費に満たない充電による電力欠乏・運行中断が懸念される。本稿では，電気バス(EB)消費電力の分位点予測を用いた計画策定における消費電力不確実性の考慮により，EB運行の継続を前提に，RE電力を用いてEB運用に伴う二酸化炭素(CO2)を削減する充電計画を提案する。栃木県宇都宮市を対象とするEB運用シミュレーションにより，提案手法のCO2排出低減効果と運行継続性の破綻防止効果を評価した。

6-112

電力・交通セクター統合にむけた電気バスの時空間的充放電計画の最適化

◎梅津 奏・石井綱吉・飯野 穣・林 泰弘（早稲田大学）・内山慎距・前田 亮・波田 隆（東京電力パワーグリッド）

近年, 電動化が進む交通セクターを電力系統の運用高度化に役立てる統合的なアプローチが求められている。中でも電気バスは, 定期運行と大容量蓄電池という特性から, V2Gによる分散型電源としての活用が期待される。本研究では, 二次錐緩和最適潮流計算（SOCP-ACOPF)に基づき, 配電損失と充放電変換ロスの総和（システムロス）を最小化するV2G計画手法を提案する。複数の充放電ステーションが連系する配電系統において, バスの移動に伴う空間的自由度を考慮したモデルを構築した。検証の結果, ステーションの電気的位置や系統状態に応じて充放電が調整される「時空間的可制御性」が確認され, システム全体の効率化に対する有効性が示された。

6-113

Sensitivity Analysis of Rated Charging Power of Electric Buses for Congestion Management at a Distribution Network Substation

◎大崎文暉・藤本 悠・林 泰弘（早稲田大学）・Hugo Morais（INESC-ID/Instituto Superior Técnico）

The increasing integration of photovoltaic (PV) generation in distribution networks (DNs) requires effective congestion management through coordination with the electrified transportation sector, such as electric buses (EBs). This study investigates the impact of rated charging power of EB depots on mitigating reverse power flow congestion in DNs. Numerical simulation reveals that increasing rated charging power improves congestion management capability up to a certain level. However, excessively large charging power relative to EB energy demand and battery capacity reduces temporal flexibility, leading to increase PV curtailment. These results highlight the importance of appropriately sizing EB charging power for effective congestion management.

6-114

EVと定置用蓄電池および電力市場を用いた宇都宮市のVPP事業性分析

○後藤美香（東京科学大学）・井上智樹（メンテル）・佐川大志（東京大学）・林 泰弘・藤本 悠（早稲田大学）

持続可能な社会のために，分散型エネルギー資源（distributed energy resources: DERs）の有効活用が期待されている。本論文では，宇都宮市のスマートメータデータを用いて，都市型仮想発電所（virtual power plant: VPP）の事業性評価を目的としたシミュレータを開発し，ソーラーPVが増加した場合のVPP内電力コストへの影響と収益性を分析した。シミュレーションの目的関数はVPPエリア内の電力コスト最小化，すなわちエリア外から市場を通じて購入する電力取引費用を最小化することである。シミュレーションの結果から，PVの増加により費用削減効果が高まる可能性が示された一方で，PV大幅増加のケースでも，需要全体で見ると自給率は35%程度であり，削減効果の抑制要因となることを示した。

6-115

学校行事に使用される送迎バスの電動化の事業性評価に関する基礎検討

○高橋雅仁・後藤久典・田口裕史・桑垣玲子（電力中央研究所）

著者は、内閣府SIP第3期の「エネルギーとモビリティのセクターカップリング」の研究プロジェクトに参画しており、公共用車両のEV・V2X化の事業性評価に関する研究を行っている。本稿では、ある中核市の小中学校の集団宿泊活動に使用される送迎バスに注目し、送迎バスの電動化を企図し、送迎EVバスによるCO2排出削減効果とコスト影響、災害時のEVバスから避難施設への電力供給の便益評価を行った。本稿の計算条件下では、DEバスをEVにすることでCO2排出量を26%減、更に充電シフトにより61%減が可能である。EVバスから避難施設へ電力供給する場合の停電1回当たりの便益を評価したところ、EVバス1台あたりの停電回避便益推計値は20～55万円である。

6-116

V2X事例集・DB構築に関する基礎検討

○後藤久典・田口裕史・桑垣玲子・筒井美樹・島津裕一郎・高橋雅仁（電力中央研究所）

著者は、内閣府SIP第3期において、「エネルギーとモビリティのセクターカップリング」の研究プロジェクトに参画し、EV・V2Xの事業性評価や事例調査を行っている。本稿では、自治体がV2X施策を検討する際に活用しうる、事例集・データベース（DB）の構築に関する基礎検討を行う。まず、地域におけるエネルギー事業に関する類似の事例集を整理し、本事例集・DBの要件を整理した。その上で、自治体に関わりのあるEV導入・V2X事例を対象に調査を行った。2026年1月時点では、利用するEVの種類、フィールドとなる施設や拠点、地域課題や自治体政策、ステークホルダーに関して多様な事例が見られる。これらの事例をもとに、事例集・DBの試作を進めている。

6-117

A Proposed Unified Energy Management System for Active Distribution Networks with Hybrid Storage and Decentralized Voltage Control

○Ahmed Bedawy・Yutaka Sasaki・Chiraz Krifa・Yoshifumi Zoka（Hiroshima University）・Naoto Yotino（National Institute of Technology （KOSEN）, Kure College）

This paper proposes a conceptual energy management system (EMS) framework for active distribution networks (ADNs) with high renewable penetration. The framework integrates forecasting, hybrid energy storage scheduling, and decentralized voltage control within a coordinated architecture. At the current stage, the framework is under development, and each function is evaluated individually through simulations. Results indicate that the proposed approach has strong potential for improving supply-demand balancing and voltage performance in future implementations.

6-118

Optimal Two-Stage Energy Management Strategy for Microgrids Integrating Hydrogen and Battery Storage Systems

◎Chiraz Krifa・Yutaka Sasaki・Ahmed Bedawy・Yoshifumi Zoka・Shinya Sekizaki・Toma Kubotani（Hiroshima University）

Energy storage systems, like Battery energy storage systems (BESS) can mitigate these effects, but it is often insufficient across all time scales. BESS provide fast response for short-term fluctuations, while hydrogen energy storage systems (HESS) enable longer-duration energy shifting. This paper proposes a two-stage MG energy management strategy that coordinates BESS and HESS to improve flexibility and reduce grid dependence. In the first stage, a day-ahead mixed-integer linear programming (MILP) model optimizes a 48-hour dispatch plan using forecasts of PV output, load, and electricity prices. In the second stage, a receding-horizon model predictive control (MPC) layer updates every four hours to correct forecast-driven deviations by tracking the planned battery state-of-charge (SOC) and hydrogen level-of-hydrogen (LOH) while enforcing operational constraints. Simulation results demonstrate improved economic performance and energy autonomy compared with static scheduling.

6-119

EVの不確実性に起因する地域マイクログリッドのインバランス量管理を考慮した確率的前日需給計画法

◎小西賢治・佐々木 豊・春岡悠人・造賀芳文・馬場秀央（広島大学）・角井弘典・河内清次（中国電力）

近年，分散型エネルギーリソース（DER）を組み合わせて構成されるマイクログリッド（MG）が注目されている。中でも電気自動車（EV）の普及に伴い，V2G（Vehicle to Grid）を通じてEVを系統へ接続し，比較的高価な定置用蓄電池（BESS）の代替として活用することが期待されている。一方，EVは接続時刻や走行需要に不確実性を有するため，インバランスが発生する可能性がある。著者らはこれまでEVの不確実性を考慮したMGの前日需給計画手法を提案してきたが，総運用コスト期待値最小化のみを考慮しており，インバランス発生量のテールリスクに関する検討は十分ではなかった。そこで本研究では，Conditional Value at Risk（CVaR）を導入し，経済性とインバランス管理のトレードオフを考慮した，運用者のリスク選好に応じた前日需給計画手法を提案する。

6-120

EV・FCV混在型自動運転カーシェアリングにおける収益性の検討

◎高木慎之助・田村 滋（明治大学）

本研究は，EVとFCVを組み合わせたカーシェアリングの収益性を，最適化問題に基づくシミュレーションにより検討したものである。EVは航続距離が短いことに加え，充電により稼働が制限される一方，FCVは航続距離が長く短時間で補給可能である点に着目し，両者の併用効果を分析した。その結果，FCVの導入により予約対応数が増加し，さらに自動運転による無人回送を組み合わせることで，予約対応能力が向上することが示された。

6-121

系統混雑対応への需要側フレキシビリティ活用のための配電用変電所のモデル化

○岩船由美子・荻本和彦・今中政輝・河合俊明（東京大学）

太陽光発電の導入拡大に伴い、配電系統における混雑発生の可能性が高まっている。著者らはこれまで、ローカルフレキシビリティ市場の制度設計や運用方法について検討を進めてきた。しかし、エリア特性を踏まえた実効性の高い評価を行うためには、配電レベルにおける需要側フレキシビリティの特徴を整理・類型化し、そのアグリゲーション運用の効果を定量的に把握することが不可欠である。また、需要側リソースの活用が送電レベルの運用に与える影響を分析するため、SCUC（運用制約付きユニットコミットメント）や ACOPF（AC 最適潮流計算）等を用いた評価も今後実施する予定である。本稿では、その前段となる基礎データの整備として、東京電力パワーグリッド管内を対象に、配電用変電所（以下、配変）ごとに 8760 時間分の需要および太陽光発電量を推計した結果について報告する。

6-122

需要アグリゲーションの送電網運用適用評価-Price Takerモデルの予備検討

○荻本和彦・岩船由美子・今中政輝・片岡和人（東京大学）

再生可能エネルギーの大量導入のもとで、エリア特性を踏まえた実効性の高い送配電網の運用を行うためには、配電網側の需要側フレキシビリティの特徴に基づくアグリゲーション運用と送電網のエリア全体の毎日の最適運用を連携した運用が必要となる。具体的には、需要のアグリゲーション運用を活用し、安定供給と経済性・環境性を高めたSCUC（運用制約付きユニットコミットメント）や ACOPF（AC 最適潮流計算）等を用いた運用が必要となる。本稿では、アグリゲータが前日のスポット市場価格の想定に基づく運用計画によるスポット市場からの電力調達を行うPrice Takerモデルに関する予備検討の状況について報告する。

6-123

流通制約を考慮した電力・水素運用計画

○根本 亮・大原伸也・高橋由泰・桐原健太・小野哲嗣（日立製作所）

カーボンニュートラル社会の実現には電力とガス/H2とを連携したエネルギーマネジメント(統合エネルギーシステム)の構築が必要であると考えられる。その際に、統合エネルギーシステムは、電力・ガスの双方の流通における物理的な制約を踏まえた上での計画が必要となる。そこで我々は、各事業者の電力/水素の取引による流通網の状態を運用の範囲内で評価するための手法を提案し、電力/水素活用を想定した電力・ガス連携シミュレータを試作した。

6-124

需要家側電力・水素複合エネルギーシステムの経済運用への強化学習の適用初期検討

◎林 亮佑・山根俊博・下田英介（清水建設）・飯野 穣・林 泰弘（早稲田大学）

本稿では，太陽光発電（PV），蓄電池，水素設備を有する需要家を対象とし，市場価格連動下で収益を最大化するエネルギーマネジメント問題に，強化学習の一種であるProximal Policy Optimization（PPO）を用いた手法を適用した。有効性を検証するため，充放電等を行わない場合をベースラインとし，線形計画法（LP）による厳密解と比較を行った。
PPOで獲得した方策は，高効率な蓄電池を優先利用し，水素設備をピーク時の容量不足補填に充てる等，機器の効率特性を反映した運用傾向を示した。LPに比べると改善の余地は残したものの，複雑な価格変動下において，ピークカットやPVの余剰電力活用を含む経済合理的な運用が可能であることを確認した。

6-125

データセンターにおける強化学習を用いたタスクスケジューリングによるエネルギー管理

◎吉峯幹弥・重信颯人・髙橋明子・伊藤雅一（福井大学）

エネルギーと情報通信を連携させるワット・ビット連携が注目されており，本稿ではデータセンターの電力需要増加と再エネの拡大に対応することを目的とした。送電量を減らすため敷地内や近隣に太陽光発電システム・蓄電池を備えたデータセンターを対象とし，SACを用いた強化学習によるエネルギー管理とタスクスケジューリングを提案する。サーバーのCPU割り当てと蓄電池の充放電を同時に決定し，購入電力費，蓄電池劣化費，期限違反ペナルティの総和を最小化する。シミュレーションではCase0（運用計画なし・蓄電池なし）に比べ提案手法を用いたCase2は総コストを低減し，需要と発電状況に応じて電源を切り替える挙動を確認した。

6-126

ZEB実現に向けた蓄電池併設屋上・壁面太陽光発電システムの技術経済性最適化

◎原井小太郎・前 匡鴻（東京大学）・浅見明太（宮崎大学）・渡辺健太郎・杉山正和（東京大学）

本研究では、ZEB達成に向けた屋上・壁面太陽光発電システムと蓄電池の技術経済性を最適化する。ZEB達成率を制約条件とし、年間総コスト最小化を目的関数として、太陽光パネルと蓄電池の容量および充放電計画を線形計画法により最適化した。東京大学駒場IIキャンパスの建物を対象とし、南・西・東壁面および屋上への配置を検討した結果、ZEB達成率80%において南壁40kWp、屋上50kWp、蓄電池276kWhが最適構成となり、年間総コストは太陽光パネル及び蓄電池のない場合のおよそ3倍と算出された。蓄電池はZEB 40%以上で導入され電力需要の時間シフトに寄与する一方、壁面太陽光発電は現状コスト（60万円/kW）ではZEB 60%以上でのみ経済的価値を持つことが明らかになった。

6-127

カーボンニュートラルへ向けた需要家が持つ余力電力量を活用する制御機能開発

○西川浩行・司城 徹・峯野勝也（東芝）

需要家が持つ蓄電池の一つとしてデータセンターなど大規模施設向けの無停電電源装置(UPS)に着目し，蓄電池の余力電力量を調整力として活用する。UPSを需給調整市場の商品の中で，継続時間が最も短い一次調整力として運用するために開発した制御機能と，その検証試験の結果について報告する。

6-128

中百舌鳥キャンパスのゼロカーボン化に向けた設備導入によるCO₂削減効果の評価

◎加藤優貴・石亀篤司・高山聡志（大阪公立大学）・谷口和彦・森田祐志・久保直也（きんでん）

本研究では、大阪公立大学中百舌鳥キャンパスのゼロカーボン化に向け、設備導入によるCO₂削減効果を定量的・包括的に評価した。まず、キャンパス内の全建物および未利用領域（駐車場・農地）を対象に、設置面ごとの面積・方角と日射量データを用い、詳細なPV発電プロファイルを生成した 。次に、熱需要の電化も考慮した多目的最適化（NSGA-II）を行った結果、高効率EHP（COP=4.0）を想定した将来シナリオでは最大36.0%のCO₂削減が可能であることを示した 。また、EHPの導入量は機器効率とCO₂排出係数の関係に強く依存し、将来性能でのみGHPからの完全な置き換えが進むことを明らかにした 。

6-129

電熱併給型オフグリッドにおける需要家リソース活用のメリット評価

◎高田友弥・原 亮一・川島伸明・北 裕幸（北海道大学）・竹内雅靖・藤原基伸（日新電機）

本稿では，電熱併給型オフグリッドを対象として，需要家側に設置されたエコキュートおよび電気自動車（EV）を需給調整リソースとして活用した場合の効果を評価した。需要家側設備はエネルギーマネジメントシステムを通じて運用者が一括管理可能であると仮定し，エコキュートおよびEV群をそれぞれ集約ストレージとしてモデル化した。年間の設備容量最適化および運用最適化を行った結果，エコキュートの導入はPV出力抑制量の低減に寄与し，EVのV2G活用はディーゼル発電機の運転抑制を通じて，運用者側の設備容量および運用コスト削減に有効であることを示した。

6-130

宮古島におけるVillage Energy Management Systemの開発
～その4 陸上養殖施設のEMS開発状況とオフグリッド運転事例～

○大嶺英太郎・坂東 茂・地子智浩・石井 隆・齋藤洸太・庄子和博・八太啓行・伊藤憲彦（電力中央研究所）・野方靖行・鈴木健太郎・比嘉直人（ネクステムズ）・後藤文之（佐賀大学）

著者らは農漁村地域におけるエネルギーと食の地産地消を可能とするシステムの構築に向けて、宮古島におけるVEMS（Village Energy Management System）の開発および実証を進めている。本稿ではVEMSの構成機器としての陸上養殖施設におけるEMS開発状況とオフグリッド運転事例を紹介する。

6-131

スワッピングバッテリーをエネルギーキャリアとして活用した電力需給モデル

◎松浦英寿・重信颯人・髙橋明子・伊藤雅一（福井大学）

電力系統は放射状構造を有し，需要特性の異なる地域が同一系統内に混在する。このため電圧変動が生じやすく，電圧制御機器の運用が課題となる。対策として，上位系統からの一括制御やスマートインバータ制御などがあるが，季節・時間帯による余剰電力も含め，時間的・空間的な不均衡の解消が重要である。従来の電力融通は多様な制約を含むため，蓄電池を交通ネットワークで移動させ空間的に電力を融通する手法には検討の余地がある。そこで本稿では，需要特性の異なる2地域を対象に，交換式EVバッテリー（スワッピングバッテリー）をエネルギーキャリアとして，配置と充放電を同時に最適化し，正味負荷の平準化を図る手法を提案する。

6-132

バッテリー交換式EVと再生可能エネルギーの親和性に関する一考察

○安並一浩（熊本大学）

再エネやEVの大量導入は，電力系統運用に対して様々な悪影響を与えることが憂慮されている。たとえば，系統制御の観点からは，PVの大量導入により，送配電線を流れる電力潮流が複雑化し，電力潮流や電圧の変動が増大する恐れがある。これに加え，EVの大量導入により，EVの充放電に起因して，送配電線の電力潮流や電圧の変動のさらなる増大が懸念される。また，需給制御の観点からは，昼間にはPVの発電による余剰電力の発生，夜間にはEVの充電による電力需要の大幅な増加が見込まれることから，電力需給運用がより一層難しくなると予想される。
本論文では，近年，導入促進が検討されている「バッテリー交換式EV」に着目し，上述した課題の解決に資することを目的として，バッテリー交換式EVと再エネとの親和性について考察を行う。

6-133

Vehicle Grid Integration導入に向けたV2Xシステムの電力変換効率の評価

○林田 淳・多奈田紘希（北海道立総合研究機構）・船迫 潤・鈴木 新（塚田電気工事）

PV，EV，蓄電池とPCSを接続するDC/DCコンバータ及び，PCSと需要を接続するAC/DCインバータでは変換ロスが発生する。エネルギーの有効利用の観点から，PVの発電電力をできるだけ変換ロスなく需要に供給することが望ましいが，各機器及び建屋需要とPCS間の変換効率に関する知見が少ない課題を有した。そこで今回，V2Xシステムでエネルギーを有効利用することを目的として，V2Xシステムの各機器及び建屋需要とPCSを接続するDC/DCコンバータ及び，AC/DCインバータの変換効率を実験的に導出した。また，V2Xシステムの月間の電力収支を用いて導出した変換効率の有効性を検証した。

6-134

ワークプレイスでのEV充電器利用に関するユーザ毎の特徴分析

○今中政輝・馬場博幸（東京大学）・松村 淳（IoT-EX）

太陽光発電の急増に伴い、電力システムにおける出力制御が増加している。その対策として、日中の電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド車(PHEV)への充電が注目されている。日中の充電促進にはワークプレイスでの普通充電が有望だが、国内では充電器が設置された事業所はまだ一部であり、ワークプレイス充電に関する利用可能なデータも限られている。今後こうした充電器の設置・拡充の上でも、電力システムにおける充電の活用を分析する上でも、こうしたデータは重要である。筆者らは、東京大学駒場IIキャンパス内に充電テストベッドを構築し、EVやPHEVで実際に通勤する教職員に充電器を使用する機会を提供した。本報では、取得された充電器利用データのユーザごとの特徴を分析する。

6-135

変調充電電流を用いたEV・充電器識別における計測パラメータの最適化と評価

◎梁 志碩・野村成孝・小平大輔（筑波大学）

V2G普及にはEVの個体識別が必須である。本研究では、変調充電電流を用いた識別手法の実運用性を検証するため、機器間の計測間隔の差異、指令値更新間隔、通信遅延の3要素が識別精度に与える影響を分析した。300対のシミュレーションの結果、動的時間伸縮法（DTW）を用いれば、EV計測間隔が30秒以下であれば通信遅延等の外乱が存在する実環境下や、識別時間を短縮した条件下でも100%の精度を維持できることを実証し、実用化のための技術的要件を明らかにした。

6-136

再生可能エネルギー発電量の地域差を考慮した長距離商用EVの最適充電戦略

◎藪崎 駿・芳澤信哉・坂井勝哉（大阪大学）

カーボンニュートラルに向け，地域差のある再生可能エネルギー（再エネ）余剰電力の有効活用と，交通混雑緩和を同時に達成する長距離商用EVの充電戦略を提案する。出発時刻の調整（シフト）を許容し，旅行時間，充電由来CO2，シフトペナルティからなる社会コストを最小化する最適化モデルを構築した。大阪－東京間の幹線道路を模擬した数値計算では，出発時刻固定のベースケースに比べ，社会コストを約30%削減し，再エネ充電量を約40%増加させた．以上より，出発時刻の柔軟性が再エネ利用率向上と交通流分散に有効であることを定量的に示した。

6-137

実データに基づく宅配トラック電動化に伴う電欠リスクの評価

◎東谷拓弥・高橋雅仁・山田智之（電力中央研究所）

本研究では宅配便ラストワンマイル配送の電動化に向けて，配送車の実走行データに基づいてEVトラックの電欠リスクに関する基礎検討を行った。具体的には，基礎充電による運用の限界を明らかにするため，夏期や冬期に営業所での普通充電のみで走行する場合を想定したEVの充電シミュレーションを実施した。関東の3地域を対象に分析した結果，東京23 区では電池容量40 kWh，充電出力6 kW でもほとんど電欠しない一方，群馬北部では電池容量と充電出力を2 倍にしても延べ台数で1 割ほど電欠する可能性が示された。これらの車両において電欠を回避するには，経路充電の利用や運用パターンの見直しも含めて対策を検討することが重要である。

6-138

JEPXスポット市場の価格帯毎売入札量に対する分析および予測手法の初期検討

◎坂東隆宏・平田飛仙・浦 政博（三菱電機）

JEPXスポット市場においては2022年6月より売・買入札曲線の公開が始まった。本研究では公開入札曲線を分析し，価格帯毎の入札量予測の指針を検討する。

6-139

スポット市場取引を考慮した水道設備運用に配水流量予測・価格予測が与える影響の評価

○田中慎也・藤田稜矢・益田泰輔（名城大学）

本研究グループでは、既存の水道施設の配水池をバッファとして利用して、スポット市場で電力を購入し、最小コストで送水ポンプを運転する運転方法を提案している。本稿では市場でのスポット価格を予測し運転計画を作成および運用した場合と、配水流量を予測し運転計画を作成運用した場合の、電気料金に与える影響を比較評価する。

6-140

デマンドレスポンスのためのSARIMAモデルを用いた収益性に基づくJEPXスポット価格予測

◎蔡 思楠・前 匡鴻・松橋隆治（東京大学）

本研究では，デマンドレスポンス（DR）の収益性向上を目的として，市場価格の極値タイミング予測精度に着目した新たな電力価格予測手法を提案する。従来の予測モデルは誤差最小化を目的とした学習が主流であり，市場に参加するDRの収益機会である価格極値のタイミングを十分に捉えられないという課題があった。本研究では，極値タイミングの予測精度を評価する指標であるExtremum Timing Accuracy（ETA）を学習過程に組み込んだETA-SARIMAを構築し，JEPXスポット市場の複数エリアを対象に評価を行った。その結果，提案手法は従来手法と比較して，ETAおよび収益性の双方を一貫して改善できることを示した。

6-141

大域構造を持った前処理付き深層ニューラルネットワークを用いた電力価格予測法

◎竹本真大・浦野昌一（明治大学）・森 啓之（ポラリスグリッド/明治大学）・Hsiao-Dong Chiang（コーネル大学）

本稿ではELM (Extreme Learning Machine) と量子進化的計算法を用いた深層ニューラルネット電力価格予測手法を提案する。電力市場における電力価格は取引における損益に大きく依存し、電力価格の高精度な予測の重要性は年々増加している。本稿ではStacked-Autoencoderによる次元圧縮とELMを用いた電力価格予測モデルと電力価格予測に用いられるニューラルネットの学習にL1ノルムを評価関数とした量子進化的計算法を用いた学習法を提案する。

6-142

収益性評価指標を用いたアンサンブル予測によるスポット市場価格予測と収益性評価

◎増田達矢・石橋直人・飯坂達也（富士電機）・蔡 思楠・前 匡鴻・松橋隆治（東京大学）

近年，電力市場を活用した系統用蓄電池による市場取引のビジネスモデルが注目されている。このビジネスモデルは，電力価格の時間帯ごとの変動を利用した裁定取引により収益を得るものである。このような市場取引を実現するためには，将来の電力価格を予測し，その結果に基づいて最適な充放電計画を立案することが不可欠である。本稿では，日本卸電力取引所（JEPX）のスポット市場を対象に，電電力価格の極値の予測精度を評価することが可能な指標である極値タイミング精度（ETA）を適用したアンサンブル学習による収益性向上の可能性を検証する。

6-143

電源起動停止計画最適化による同時市場のスポット価格と需給調整ΔkW価格の感度分析

◎倉橋天志・山口順之・真鍋勇介（東京理科大学）

電力システム改革が進む中，kWhとΔkWの価格を同時決定する「同時市場」の導入検討が加速している。発電事業者は入札指値を通じて供給力を最適配分し，利益最大化を図る必要がある。
本研究では，電源起動停止計画（UC）最適化を用い，ΔkW入札指値をパラメータとした感度分析を実施した。2030年の国内9エリア・10連系線を対象に，代表日におけるスポット価格や各商品の約定量への影響を定量評価した。分析の結果，指値の変化が電源起動判断や再エネ抑制量に及ぼす非線形な挙動を明らかにし，将来の適切な市場設計に向けた定量的知見を得た。

6-144

強化学習を用いた同時市場モデルに基づく蓄電池事業者の入札価格設定の基礎検討

◎清水龍一・亀井友暉・益田泰輔（名城大学）

同時市場では発電事業者のThree-part Offer（起動費，無負荷コスト，増分費用カーブ（IC: Incremental Cost Curve））を用いて，市場運用者が数理最適化によるkWhとΔkWの取引を決定をする。ここで，火力機等の従来電源は燃料費からICを算定することができるが，蓄電池システム（BESS: Battery Energy Storage Systems）におけるICの算定法は明確でない。現需給調整市場におけるICは蓄電の原資とされ，同時市場ではこれが最適化において内生的に決定される。先行研究にて，蓄電の原資としてICを計算する方法では，BESS導入量増加に伴いBESS事業者の利益が減少することが分かった。そこで本論文では，BESS事業者が設定するマージンを考慮したICの算定法を提案し，マルチエージェント強化学習と数理最適化を用いた同時市場モデルによって評価する。

6-145

複数市場への蓄電池リソースの分散入札戦略の初期検討

◎齊藤慎人・飯野 穣・石井綱吉・林 泰弘（早稲田大学）・山下聡史・土井淳平・坂元賢太郎（東京ガス）

再エネ導入拡大に伴い，調整力確保のため蓄電池等を需給調整市場で活用する動きが期待される。一方，需給調整市場は応動指令（使用率）が不確実であり，スポット市場を含む複数市場の同時運用において，入札量・価格を市場横断で最適化する戦略設計は容易でなく，検討事例も十分でない。そこで本研究は，需給調整市場への入札と時間前市場での買い戻しを考慮したスポット・需給調整・時間前の同時入札問題を二段階最適化として定式化し，時刻ペアの期待利益マップに基づいて市場間配分と売買タイミングを決定する手法を提案する。さらに市場データによる入札シミュレーションを行い，スポットのみ運用との比較から提案手法の有効性を評価した。

6-146

確率的予測に基づく風力発電の複数市場多段階入札による逸失発電量低減手法の検討

◎岩瀬暁海・藤本 悠・金子曜久・林 泰弘（早稲田大学）・簑津真一郎・柴田龍一・福田 元（電源開発）

風力発電事業者は，市場入札の際に，発電出力や市場価格等の不確実性を考慮した合理的な入札計画を立てることが求められている。本稿では風力発電事業者がスポット市場および時間前市場の併用を前提に，逸失発電量の削減と収益性向上を目的とした複数市場多段階入札手法を提案する。スポット市場に加え時間前市場における複数回の入札機会を明示的に考慮し，市場価格，インバランス単価，および風力発電量の確率分布予測に基づく期待収益最大化問題として入札計画を定式化する。単一予測値による入札を比較ケースとし，実データを用いた年間シミュレーションを通して年間収益と年間逸失発電量の観点から提案手法の有効性が評価された。

6-147

分散型電源システムにおける複数市場取引のリアルタイム最適化とバッテリー容量の効果検証

◎佐藤聖史・吉田好邦（東京大学）

PVとバッテリーを用いたアービトラージ運用にて複数の電力市場を対象に、売買量と充放電計画を決める最適化手法を構築した。目的は①予測手法の違いが収益に与える影響、②当日30分ごとに予測を更新して計画を修正するリアルタイム最適化の効果、③バッテリー容量の変化が収益に与える影響を比較評価することである。結果として、高い精度の予測誤差が高収益とは限らず、予測と収益の関係の評価を別視点で行う必要がある。リアルタイム最適化は、インバランスを低減して運用安定性を改善することができた一方で収益性は大きく改善されない。さらにバッテリー容量増加は取引可能電力量を拡大し、収益増加に寄与することが確認された。

6-148

系統情報を活用したスポット市場取引戦略

◎王 亜成・志賀慶明（東芝）・福原竜馬・草清和明（東芝エネルギーシステムズ）

第7次エネルギー基本計画において再生可能エネルギー（以下、再エネ）の主力電源化が進む中、発電事業者には変動電源の適切な管理と収益の安定化が求められている。しかし、気象条件により出力が大きく変動する再エネは、実需給前日の発電予測に基づきJEPXスポット市場に入札を行ったとしても、発電予測と発電実績の乖離（インバランス）を避けるのは困難である。インバランスの発生は、インバランス料金による事業収益悪化を招くだけでなく、電力需給の安定化に寄与する観点からも課題となる。したがって、発電事業者にとって、インバランスを抑制しつつ、収益を最大化する戦略的な取引が不可欠である。インバランス発生時の収益への影響は、スポット市場価格（エリアプライス）とインバランス料金の価格差に依存する。そこで本研究では、近年のインバランス料金の制度設計および系統情報を用いて両価格の大小関係を推定し、それに基づいて入札量を調整する取引戦略を提案する。提案手法の収益性およびインバランス発生量を評価し、既存の課題の解決に資するかを検討する。

6-149

需要家の主観的投資回収年数のもとにおけるヒートポンプ給湯機普及の便益の基礎評価

○志村啓紀・山本博巳（東北大学）

ヒートポンプ給湯機(HPWH)など高効率な電化機器への設備投資は，需要家の主観的な投資回収年数のもとで判断がなされ，必ずしもライフタイムにて経済合理性のある設備が選択されるとは限らない。そこで本検討では，需要家が主観的な投資回収年数に基づき技術選択を行うエネルギーシステムをモデル化し，補助金政策によりHPWHを普及させるシナリオの便益評価を行う。結果として，地域別のエネルギー需給特性に応じたヒートポンプ給湯機への補助金額を示した。加えて，主観的投資回収年数のもとでHPWHを政策的に普及させるとき，エネルギー変換の高効率化により社会的なシステムコストの低減が可能であることを明らかにした。

6-150

系統用蓄電池事業者の収益性に関する基礎検討
―予測値による収益試算―

◎新井 馨・林 巨己・石橋直人・飯坂達也（富士電機）

近年，需給調整市場の創設に伴い，系統用蓄電池を活用した電力取引のビジネスモデルが注目されている。蓄電池は応答が早いため，需給調整市場の全商品に対応できる。従って系統用蓄電池事業者にとって需給調整市場は，エネルギーとしての電力(kWh)を取引する卸電力市場と合わせて選択肢となり得るため，これに参加することで収益の増加が期待される。これまで，筆者らは，公開されている各種電力価格の実績値を用いて，系統用蓄電池運用者の収益を試算した。その結果，スポット市場に単独で参加するより需給調整市場と合わせて参加することで収益が増加することを確認した。しかし，実績値を用いた収益試算は価格予測誤差のない理想的な取引を行った場合の収益となるため，系統蓄電池運用者にとっては将来不確定な予測値を用いた場合の収益試算がより重要となる。本論文では，各種電力価格の予測値を用いてより現実的な収益試算を実施し，結果を報告する。

6-151

P2P電力取引における運用コスト削減を目的としたスコアリング型マッチング手法

◎岡本大輝・王 宇凱・近藤潤次（東京理科大学）・小平大輔（筑波大学）

分散型電源の普及により，Prosumer を主体とした P2P 電力取引が注目されているが，Blockchain を基盤とする取引では，Gas コストや取引参加者間距離に起因する送配電負荷など，運用コストの増大が課題となっている。本研究では，入札電力量差および Buyer–Seller 間の Node 間距離を評価指標として定量化し，それらを統合した取引適合度に基づく スコアリング型マッチング手法を提案する。提案手法の有効性を検証するため，最大 4000 node 規模の P2P 電力取引を想定したシミュレーションを実施した。その結果，提案手法の有効性およびP2P 電力取引における複数指標を統合的に考慮したマッチング設計の重要性が示された。

6-152

家庭部門の分散型エネルギーリソースの協調を考慮した配電システムの数理最適化に関する研究

◎大澤亮介・小宮山涼一・藤井康正（東京大学）

本研究では，調整力の不足や家庭部門の分散型エネルギーリソース（DER）の普及を背景に，デマンドレスポンス（DR）やP2P電力取引を考慮した配電システムと従来の配電システムの経済性や最適設備投資について比較分析する ．100世帯の住宅と配電系統を統合した数理モデル（線形計画法）を用い，システムコスト最小化を目的とする最適化計算を行った ．その結果，DRの導入は従来システムのコストを削減し，太陽光発電の導入を促進することが示された ．さらに，取引システムは，従来システムに比べ配電設備容量を大幅に抑制でき，総コストの低減とさらなる太陽光発電の活用に寄与するという結果が得られた．

6-153

動学的多部門エネルギー経済モデルによる日本、中国の最適電源構成に関する分析

◎寺嶋孝太朗・藤井康正・小宮山涼一（東京大学）

本研究では、世界最大のエネルギー消費国である中国の電力部門の工学的特性を、日本と同一の枠組みで考慮に入れた動学的多部門エネルギー経済モデル（DMSEE）を構築し、電力部門の工学的制約を考慮した最適電源構成とその経済的影響を分析した。工学的な記述に際して、発電技術別の設備形成や燃料投入を内生化することで、エネルギー政策としての炭素税の税率が経済・エネルギー需給に与える波及効果を評価した。炭素税導入ケースの計算結果から、ベースロード電源の転換を通じた産業構造およびGDPへの影響が示され、電力部門を詳細化した一般均衡モデルによる政策評価の有効性が確認された。

6-154

Dantzig-Wolfe分解に基づく最適電源構成モデルの構築と帯水層蓄熱システムの国内導入可能性評価

◎田中直旺・藤井康正・小宮山涼一（東京大学）

脱炭素化に伴うエネルギーシステムの変革に向け，データセンターや大規模工場など，分散した巨大な電力・空調需要地と電力系統の関わりを分析する事が重要だが，一つの最適化モデルにこのような分散したエネルギーシステムを多数導入した場合，計算が困難で膨大な時間を要する。
本研究ではDantzig-Wolfe分解を適用することで，分散型エネルギーシステムを個別の最適化問題として切り出し，分散型エネルギーシステムの設置数の増加・複雑化に対応したモデルを開発した。本モデルを帯水層蓄熱システムの導入性検証モデルとして用いた結果，帯水層蓄熱システムは空調の設備費用を減少させ再生可能エネルギーのより効率的な運転に貢献する可能性が示唆された。

6-155

送電容量逸脱量最大化問題から定める調整力発動シナリオを考慮する調整力市場決済法

◎加藤啓太・斎藤浩海（東北大学）

著者らの先行研究では，需給平衡の確度を向上させるために送電容量制約を含む調整力市場決済法を提案した。本手法では，実需給時に生じうる調整力の発動状態をシナリオとして考慮することで，送電容量を満たす調整力の発動が可能となるよう決済している。ただしこれまで，決済において考慮するシナリオ作成法の検討が十分ではなかった。本稿では，送電容量逸脱量最大化問題に基づく発動シナリオの作成法を検討し，このシナリオを考慮した送電容量制約付き調整力市場決済法を検討する。数値解析結果から，提案するシナリオ作成法を用いた市場決済により，送電容量を満たす調整力の発動が可能となる一方，TSOの総費用が増加することを明らかにした。

6-156

2040年の広域連系系統における調整力確保が発電コストに及ぼす影響分析

◎池田麗士（横浜国立大学）・辻 隆男（工学院）

2050年カーボンニュートラル実現に向け、再生可能エネルギーの導入が加速する中、その出力変動に対応した安定的な市場制度の設計が喫緊の課題となっている。これに伴い、供給力と調整力を同時に約定する同時市場の導入が検討されている。そこで本研究では、第7次エネルギー基本計画をもとに、2040年度を想定した電力市場シミュレーションを行った。将来の電源構成や調整力必要量などをエリアごとに推計することで、同時市場の枠組みに基づいた需給運用を模擬した。本解析により、調整力確保制約の有無に伴う電源運用の変化を明らかにし、調整力の確保が社会全体での総発電コストへ与える影響を定量的に評価することができた。

6-157

PJMにおける限界費用入札の分類

◎結城尚道・礒永 彰・和地恒久（J-POWERビジネスサービス）・簑津真一郎・柴田龍一・福田 元（電源開発）

日本で導入が検討されている同時市場では，限界費用を含むThree-Part情報の提出が求められている。本研究は，PJM当日市場の限界費用入札に着目し，入札容量や価格に基づく4指標を用いてユニットの入札傾向をk-平均法で分類した。その結果，入札の量的な特徴と価格的な特徴の間に明確な関連が確認され，再エネ系と火力系に対応する2つの典型的パターンが見出された。本研究は，Three-Part情報を用いた日本市場設計において，ユニット特性に基づく入札行動の分析・再現や入札戦略の検討に有益な示唆を与える。

6-158

柱上変圧器の接続相誤推定がある場合の配電系統の電圧不平衡改善のための工事地点最適化手法の有効性検証

◎中村希美・福山良和（明治大学）・吉田武尊・大井章弘・佐藤智希・神通川 亨（富士電機）

本論文では，柱上変圧器の接続相誤推定がある場合に，ねん架と柱上変圧器の接続相付替工事地点最適化に高速改良型整数型PBILを適用し，得られた工事案を柱上変圧器の接続相推定が正しい系統に適用しても，電圧不平衡改善が有効であるかどうかの検証を行ったので報告する。

6-159

量子進化的計算とマルチモードロバスト最適化によるアクティブ配電ネットワーク再構成法

河内勇裕・浦野昌一（明治大学）・○森 啓之（ポラリスグリッド）・Hsiao-Dong Chiang（コーネル大学）

本稿では、パラメータの不確定性を持つシステムの最適化のためロバスト最適化を改良したマルチモーダルロバスト最適化と量子進化計算を統合したアクティブ配電ネットワーク再構成手法を提案する。大域クラスタリングの決定論的アニーリングクラスタリングと量子進化計算のQuantum Predator-Prey Brain Storm Optimizationを適用することで、分散型電源（Distributed Energy Source; 以後、DERと略記）の不確実性を考慮しつつ、ネットワーク損失を最小化する。本手法を例題系統に適用し、その有効性を示す。

6-160

配電系統構成決定における平常時運用性能と事故復旧能力に関する初期検討

◎清水翔馬・石井綱吉・藤本 悠・林 泰弘（早稲田大学）・内山慎距・前田 亮・波田 隆（東京電力パワーグリッド）

配電系統構成は、配電損失や線路余裕度、電圧品質といった平常時運用性能に加え、事故発生時の復旧能力も考慮して決定する必要がある。本研究では、小規模配電系統モデルを対象に、全ての実行可能な系統構成を列挙し、平常時評価指標間および平常時評価指標と事故復旧能力との関係性を定量的に分析した。さらに、平常時評価指標に基づくパレート最適解群を導出し、同程度の運用性能を有する系統構成間での事故復旧能力の差異を検証した。その結果、平常時運用性能のみを最適化した場合、事故復旧の観点から必ずしも望ましくない構成が選択される可能性が示され、両者を統合的に考慮した系統構成決定の必要性が明らかとなった。

6-161

玉突きを考慮したReactive Tabu Searchによる負荷融通手法の目的関数の各項の重みを変更した際の負荷融通結果比較検証

◎髙橋 琉・福山良和（明治大学）・吉田武尊・大井章弘・佐藤智希・神通川 亨（富士電機）

本論文では，玉突きを考慮したReactive Tabu Searchによる負荷融通手法の目的関数の各項の重みを変更した際の負荷融通結果を比較することで，運用者の要望を反映した結果を出力することが可能かどうかを検証する。シミュレーションの結果，重みの値を調整することで，運用者が重視したい項目に合わせた解を生成することが可能であることが確認できた。

6-162

配電系統状態推定に用いる次世代スマートメータ最適電圧測定箇所のSurrogate Modelによる選定

◎吉川大智・福山良和（明治大学）・吉田武尊・大井章弘・佐藤智希・神通川 亨（富士電機）

本論文では，次世代スマートメータの最適電圧測定箇所の選定問題に対して，配電系統状態推定の計算量を削減したサロゲートモデルを用いることを提案する。提案法の有効性はIEEE69母線系統を用いたシミュレーションにより確認した。

6-163

センサ付開閉器のデータ利用による負荷・PVSの接続相と消費・発電電力の推定方法

◎伊藤良樹・横水康伸（名古屋大学）・岩月秀樹・武 達也（中部電力）・吉江 学（中部電力パワーグリッド）

配電系統のセンサ付開閉器で計測されるデータからPVSが接続されているか否かを判別する手法を述べた。三相力率が負荷力率と等しい場合は三相間に負荷が，負荷力率より小さい場合はある相間にPVSが接続されていると判別できるとし，その過程を論述した。次いで，各接続状況における線電流の大きさと環状電流の大きさの関係による三元二次方程式を立式し，線電流の大きさが与えられたときの環状電流および電力を計算する手法の説明を行った。最後に，センサ付開閉器での計測データを模擬するにあたっての電力設定値と計測データからの電力推定計算値が一致することを示し，本推定手法の有効性を示した。

6-164

太陽光発電が大量導入された配電バンクの無効電力と送り出し電圧の実態

○橋本将司・梅澤浩二朗・山上 直（北陸電力送配電）

近年，配電系統への太陽光発電（PV）連系量が急増しており，系統運用に様々な課題をもたらしている。配電線の電圧上昇対策として，PV パワーコンディショナーには力率一定制御を求めており，遅れ力率となる配電バンクも生じている。本研究では，当社管内の約 8 MW の PV を導入した配電バンクについて，有効電力・無効電力，変電所送り出し電圧およびタップの実態を測定・評価した。さらに LDC の設定値と実際の電圧の比較を行った。

6-165

配電線路上の電圧を指定範囲内で制御する場合におけるPV力率の最大値

◎青山知生・雪田和人・七原俊也・津坂亮博（愛知工業大学）・松村年郎（名古屋産業科学研究所）

筆者らは，太陽光発電装置(PV)が末端に接続された電力系統の定常解析手法として電圧円線図による検討を実施している。
本稿では，力率一定制御において，線路全体の電圧が設定した上限・下限電圧を逸脱しない条件を満たす最大の力率について明らかにした。

6-166

配電系統における系統用蓄電池のVolt-Var制御に関する実証

塩山博史・○張本 毅・小林友岳・伊藤 翼（九州電力送配電）

蓄電池が配電系統に連系する場合の充電・放電時の電圧変動対策としてPCSの力率一定制御は一定の効果があるが、最適な力率は系統の潮流によって変わるため、再エネや蓄電池の連系量が多く線路の潮流が順潮流から逆潮流まで大きく変化する系統では設定が難しいという課題がある。一方で、PCSのVolt-Var制御は系統電圧に応じて無効電力を注入するため、線路潮流に関わらず電圧変動の抑制効果があると思われるが、実系統での実証事例が少なく配電系統に適用した場合の効果や影響については不明な点が多い。そこで今回、実系統に連系された系統用蓄電池を用いて電圧変動への影響について実証を行ったため、その成果について報告する。

6-167

多くのPVとEV用充電器が配置された配電系統におけるタップ機器とスマートインバータによる最適な電圧制御手法

◎岩月拓大・岩瀬和実・青木 睦（名古屋工業大学）・篁 哲太・山田富士宏（中部電力）・吉江 学（中部電力パワーグリッド）

近年，脱炭素化社会の実現に向けて，電力系統への太陽光発電(Photovoltaic power generation system：PV)と電気自動車(Electric Vehicle：EV)が増加している。このため，PVが多く発電する時間帯には，系統の電圧が上昇する一方で，EVが多く充電する時間帯には電圧が低下し，電圧の適正維持が困難になることが考えられる。そこで本稿では，PVとEV用充電器が多数配置された複数フィーダからなる配電系統において，電圧を適正範囲内に維持するためのスマートインバータ(Smart Inverter：SI)の電圧制御手法について検討した。配電損失，タップ機器の動作回数，SI所有者間の負担の公平性などの観点から制御効果の評価を行った。

6-168

電圧適正化とEV充電シフト時間の低減を目的とした電圧感度分析に基づく充電制御の基礎検討

◎渡邉崇史・金子曜久・吉永 淳・石井英雄・林 泰弘（早稲田大学）・平田嘉裕・横瀬誉実・石原伸晃（住友電気工業）

電気自動車(EV)が大量導入した配電系統では，充電需要の集中に伴うローカルな電圧下限逸脱の発生が懸念されている。対策として，充電時間のシフトが挙げられるが，過度な充電シフトは需要家の利便性の悪化につながるため，各EV充電器が充電に伴う電圧降下量を見積もりながら，自端電圧に応じて充電時間をシフトするような運用が効果的であると考えられる。そこで本稿では，充電シフトによる充電遅延時間低減と電圧適正化の両立を目的に，電圧感度分析を用いて充電に伴う電圧降下量を推定し，接続地点に応じた適切な充電開始電圧を個別に整定する手法を提案する。1配電線モデルを用いて，充電遅延時間や電圧制御結果の観点から評価した結果を報告する。

6-169

物流産業の車輌電動化と電気自動車普及を考慮した配電系統の電圧制御に関する基礎検討

◎木村佳祐・北條昌秀（徳島大学）・秋吉亮佑（東京電力ホールディングス）・内山慎距（東京電力パワーグリッド）

本研究では，PVシステムとEVが多数導入された配電系統において，電圧逸脱や送出電流の増加といった課題に対し，EVを蓄電要素として活用する電圧制御手法を提案する。一般の電気自動車を蓄電要素として活用し，配電系統内にある物流産業施設を有効利用した場合における，系統混雑緩和に向けた電圧逸脱解消や送出電流低減の方法を提案し，その有用性について検証した結果を述べる。主に，夜間の充電集中を避けるスケジューリングを行うことで，送出電流を系統基準容量以下に抑えつつ，通勤時間帯までの充電完了を実現する。本稿では，充電需要変動時や，雨天時といった，あらかじめ想定していた需要やPV出力が変動した場合の検証結果を示す。

6-170

PCSの無効電力補償による電圧フリッカ抑制手法

◎ユ ギョンミン・川﨑章司（明治大学）

太陽光発電システムでは，発電された直流電力を交流電力に変換するためにインバータが不可欠であり，単独運転検出機能を備えたPCS（Power Conditioning System）の系統連系が求められている。一方，PCSの単独運転検出機能として用いられるステップ注入付周波数フィードバック方式が大量に導入された場合，電圧が約3～7 Hzで振動する電圧フリッカ現象を引き起こすことが知られている。本研究では，電圧フリッカの原因であるPCSの無効電力をPCS単独で補償する制御法を提案し，実験によりその有効性を示す。

6-171

トランスレスSTATCOMを用いた配電系統の不平衡負荷時の電圧安定化制御に関する検討

◎太田拳伍・呉 国紅（東北学院大学）

近年、配電系統における単相負荷やPVの連系拡大に伴う電圧不平衡が課題である。本研究では、小型化に適したトランスレスSTATCOMに着目し、同期回転座標系（DSRF）を用いた不平衡抑制制御系を構築した。実測PVデータを用いた200V系統シミュレーションにおいて、単相負荷投入により不平衡率が3%を超過する条件下での検証を行った。結果、提案法により不平衡率を速やかに1%未満へ抑制できることを確認した。また、不平衡制御時においても本来の機能である無効電力制御が正常に働き、系統電圧を指令値に維持できることを確認した。これにより、トランスレスSTATCOMが低圧系統における電力品質課題の解決に対し、有効な手段となり得ることが示された。

6-172

配電系統における系統用蓄電池の力率一定制御及び出力速度に関する実証

◎川口翔大・小林友岳・張本 毅・塩山博史・伊藤 翼（九州電力送配電）

蓄電池が配電系統に連系する場合の電圧変動対策としてPCSによる力率一定制御は効果的と考えられるが、最適な力率は系統の潮流状態によって変化するという課題がある。また、充電・放電の開始時・終了時の出力変化速度が急峻な場合、同じ配電系統に連系している分散型電源の単独運転検出機能が誤検出し、不要解列が発生する可能性もある。今回、実系統に連系された系統用蓄電池を用いて、蓄電池の充放電時に力率一定制御を実施した場合の効果、蓄電池の充電・放電の開始時・終了時の出力変化速度の違いが系統の位相や周波数に与える影響について実証を行ったため、その成果を報告する。

6-173

系統用蓄電池の力率制御による混雑解消効果および無効電力量と電圧分布の基礎評価

◎蔵口桜子・金子曜久・石井綱吉・吉永 淳・林 泰弘（早稲田大学）・Junsang Cha・Gilsoo Jang（高麗大学）

配電系統への太陽光発電（PV）の大量導入により，日中の余剰電力増大に起因した配電線レベルの混雑が顕在化している。PVは力率一定制御により無効電力を系統へ流出させるため，これが集積して上位系統へ流入し，電圧低下を招くことが懸念されている。本研究では，混雑が発生する1バンク配電系統を対象とし，系統用蓄電池（BESS）の充電時に力率一定制御を適用した場合の系統影響を評価した。複数の力率設定に対する数値実験を通じて，配電系統内の電圧分布および配電用変電所を通過する無効電力積算値への影響を解析した。その結果，力率設定により有効電力と無効電力の配分が変化し，混雑緩和効果と上位系統への無効電力流入特性が変化することを示した。

6-174

配電用変電所の混雑解消を目的としたPV出力制御による系統電圧への影響評価

◎鳥海貴正・金子曜久・藤本 悠・吉永 淳・飯野 穣・金子奈々恵・林 泰弘（早稲田大学）

太陽光発電（PV）の急速な普及拡大に伴い，配電系統ではPV発電の逆潮流量の増加による配電用変電所の混雑が顕在化しつつある。
系統用蓄電池などを活用した需要創出は混雑対策として効果的である一方，その非応動時やPV出力が想定以上に発生した場合などには，セーフティネットとしてPV出力制御を実施する必要がある。しかし，PV出力制御は配電線の電圧に急峻な変動を与える恐れがあるため，適切な制御を行う必要がある。本稿では，PV出力制御方式として想定される転送遮断方式とランプ方式に対し，制御対象のPV設置地点の制御量の違いが配電線電圧へ与える影響を，1バンク実配電系統モデルを用いた数値実験により評価した結果を報告する。

6-175

蓄電池を活用した配電系統の電圧逸脱および系統混雑回避の課題解決に向けた基礎検討

◎山下裕輔・廣瀬健太郎（東光高岳）

2050年カーボンニュートラル達成に向けて継続的普及が見込まれるPV拡大に伴い、配電線における電圧逸脱と系統混雑の発生が懸念されている。対策として、配電線新設や太線化といった期間とコストを要する設備増強の他、将来的な普及が期待される蓄電池の活用が考えられているが、配電線内に複数連系されるPV，蓄電池に対してPQ制御を決定する方法は確立されていない。
本論文では、配電線簡易モデル上で蓄電池制御による効果を潮流計算により評価した。電圧逸脱と系統混雑の解消に必要な蓄電池のPQ制御量を算出し，併せて配電線内で必要な蓄電池容量を試算した。

6-176

配電系統における蓄電池によるSVRタップ切替回数削減効果指標の提案

◎満尾蒼亮（名古屋工業大学）

太陽光発電に代表される自然変動電源の大量導入により，配電系統では電圧変動問題が深刻化している。従来は自動電圧調整器（SVR）が使用されてきたが，頻繁なタップ切替による機器寿命への影響が課題である。そのため，蓄電池による切替回数削減を目的とした手法が検討されているが，SVRタップ切替回数の削減効果は諸条件によって変化するため，多種多様に存在する配電系統に対して，この効果を適切に評価する指標が求められる。そこで本発表では，多数の配電系統における蓄電池の活用能力を評価する新たな指標を提案するとともに，JST-CREST126配電線モデルの複数フィーダにおけるシミュレーションにより，各系統の諸条件と提案指標の関係性を模索する。

6-177

要求と能力に基づく複数負荷機器協調制御による受電点無効電力補償

◎知識 凜・芳賀 仁（静岡大学）・有松健司（東北電力）・伊東洋一（GSユアサ）

需要家には，空調や照明のように入力電流を制御できる機器(電流可制御負荷)や，無効電力を発生する機器がある。電流可制御負荷に受電点無効電力制御を追加することで，需要家全体の無効電力を抑制できる。しかし，負荷機器が定格電力付近で動作すれば無効電力補償に使える余裕(能力)が少なくなる。他方，負荷機器はそれぞれ独立して動作するので，受電点無効電力の大きさや種類(基本波，高調波)は異なる。そのため，受電点側はどの無効電力をどの程度補償してほしいか(要求)を決める必要がある。本稿では，受電点側の要求と負荷側の能力から，負荷機器の無効電力補償のための補償ゲインを決定する協調制御法を提案する。

6-178

PV発電が導入された配電系統における冗長構成MMC-STATCOMの安定運用に関する検討

◎加賀琉生海・呉 国紅（東北学院大学）

本研究では、太陽光発電(PV)が導入された配電系統の電圧安定化に向け、冗長構成を有するMMC-STATCOMの運用方式を提案してシミュレーションによって検討した。MMCは多段構成のため単一セルの故障が全体停止に繋がるリスクがあるが、本提案では予備セルを設け、故障時に即座に投入することで継続運転が可能になる。PV発電が導入された200V級の配電系統でのセル短絡故障を模擬し、予備セルの待機状態として「未充電待機方式」と「予備充電待機方式」の結果を比較した。解析の結果、予備充電方式は故障復旧時の電圧変動が小さく系統安定性に優れることが確認された。一方で、未充電方式はコンデンサの劣化抑制に有利であるため、系統の許容度に応じた方式選定が重要であると結論付けた。

6-179

配電用変電所における汎用的なLCAモデルに基づく等価CO₂排出量評価と削減策の定量分析

◎愛知慎也・野口真希（中部電力パワーグリッド）

本研究では，従来の個別設備を対象とした評価ではなく，変電所全体を一つのシステムとして捉えたライフサイクル等価CO₂排出量（LC-CO₂eq）の評価手法を提案する。設備仕様に基づき算定可能な汎用的LCAモデルを構築し，気中絶縁方式の配電用変電所を対象に，排出源の内訳分析およびCO₂削減策の定量評価を行った。その結果，原材料およびSF₆ガスが主要な排出要因であることを明らかにし，LC-CO₂eqに基づく評価により，変電所レベルで有効なCO₂削減策を選定できることを示した。

6-180

配電系統に連系されたグリッドフォーミング変換器による電圧不平衡抑制効果の一検討

○吉原 徹（日立製作所）・松永俊佑（日立産機システム）・冨永直樹・西田悠介（東京電力ホールディングス）・森内映人（東京電力パワーグリッド）

再生可能エネルギーの導入が進む中、今後、グリッドフォーミング制御(GFM)を備えた太陽光発電や蓄電システムの配電系統への連系増加の可能性が想定される。配電系統運用の課題の一つに，単相負荷の接続相の偏りやインピーダンス不平衡に伴う，電圧不平衡がある。電圧不平衡によって，機器の故障や，保護リレーの誤動作を招く可能性がある。本報告では，三相不平衡負荷が接続された配電系統にGFM が連系した場合を想定し，簡易配電系統モデルでの解析結果について報告する。

6-181

配電系統の電圧制御におけるDER無効電力活用の経済性評価に関する基礎検討

◎山田彩人・原 亮一・川島伸明・北 裕幸（北海道大学）

本稿では、配電系統における電圧制御機器（SVR）の増強回避を目的として、分散型エネルギー源（DER）の無効電力活用に関する経済性を評価した。配電系統モデルを用いた最適潮流計算により、太陽光発電（PV）導入率の変化に応じて電圧維持に最低限必要なDER無効電力量を導出し、回避可能な設備コストに基づきその経済価値を算定した。結果として、PV導入の過渡期において系統電圧分布が平坦化され、必要無効電力量が最小化されることで、その価値単価が最大となる傾向を確認した。この結果は、DER活用に向けたインセンティブ設計や設備投資判断における有用な指標となり得ることを示した。

6-182

EV充電需要の増加に対する需要家側対策併用による系統設備対策台数の低減効果

◎釼持恒丞・芳澤信哉（大阪大学）・伊東 嶺・鈴木 大（東京電力ホールディングス）

本研究では，EV充電需要の増加が配電系統に及ぼす影響に対し，系統側の設備対策と需要家側対策を併用した場合の効果を評価した。EV導入率および導入シナリオを複数想定し，潮流計算により電圧逸脱および柱上変圧器の容量超過を分析した。その結果，設備対策や充電シフトの導入により問題発生シナリオ数が低減することを確認した。さらに，充電シフトを設備対策と組み合わせることで，高EV導入率時においても必要となる設備対策台数を抑制できることを示した。一方で，EV導入率100％では電圧逸脱が残存するケースも確認された。

6-183

配電系統におけるスマートインバータ活用の課題と方向性の一考察

○矢野 亨・畠山遼子・木村和博・熊澤俊光（東芝）

太陽光発電（PV）などの再生可能エネルギーの導入に伴って、電圧の逸脱や系統の混雑が起きうる状況となっている。対策の一つとして、再生可能エネルギー（特にPV）に接続されているインバータとしてスマートインバータを利用して、PVの発電電力の力率調整・有効無効電力を調整する方法が配電系統を中心に検討されている。系統が不安定になる際にスマートインバータをどう制御するかは検討の途上であり、スマートインバータの活用方法を検証するための実験条件など多くの課題が残る。本発表では、このようなスマートインバータの活用に向けた課題を提示し、今後の検討の方向性について述べる。

6-184

太陽光PCS有効電力制御の広域フリッカへの関与とPCS用フリッカ抑制制御方式の提案

◎小野里航平・奥山涼太・手操亮裕・棚瀬智仁・樽谷哲平・多和田義大・神田大介・関 航佑（TMEIC）

太陽光発電PCSの単独運転検出に起因する電圧フリッカ対策として、従来はPCS単独運転検出機能の無効電力注入ゲイン低減や、STATCOMによるフリッカ抑制制御などが提案・導入されてきた。これに対し、本論文ではPCSに搭載可能な新たなフリッカ抑制制御方式を提案する。まずPCS制御と系統を含む伝達関数の特性から、提案する制御が不安定周波数付近のゲインを低減してシステムの安定化に寄与することを理論的に示した。次にPCSと系統をモデル化したシミュレーションにより電圧フリッカが拡大する状況を模擬し、フリッカ抑制制御により電圧フリッカが抑制されることを確認した。

6-185

高調波抑制対策技術指針とIEC TR 61000-3-6の検討フローの比較

◎中山比呂・福島健太郎・岡田有功（電力中央研究所）

国内の高圧・特別高圧需要家の高調波検討については，高調波抑制対策技術指針（指針）に規定されている。一方，発電事業者に対しては国内規格が存在せず，系統アクセスにおいて指針が援用されている実態がある。将来的に洋上風力発電を始めとした大容量のIBR（Inverter-Based Resources）による設備の接続が増加し，系統の高調波レベルに影響することが予想される。このため，IBRによる高調波の評価方法や業務フローの整理が急務となっている。当 所では，高調波検討方法に関する国際規格，海外送電事業者が採用する業務フローなどを調査している。本稿では，高調波検討に関する国際的な技術報告書であるIEC TR 61000-3-6と国内の指針について，検討フローの概要を比較・整理する。

6-186

潜在表現に基づく学習ベース適応校正による太陽光発電出力の予測区間推定

◎谷口 涼・高山聡志・石亀篤司（大阪公立大学）

再生可能エネルギーの導入拡大に伴い，太陽光発電（PV）出力予測における不確実性の定量化が重要となっている。しかし，深層学習モデルが出力する予測区間は天候条件により信頼性が大きく変動し，実運用上の課題となっている。本研究では，Temporal Fusion Transformer（TFT）の潜在表現を用いて各時刻の予測困難度を捉え，特定月の誤差構造に基づき翌月の予測区間を自己校正する潜在空間適応型コンフォーマル予測（LS-ACP）を提案する。大阪府堺市の実測PV出力および気象データを用いた数値実験の結果，提案手法は従来のα-scalingと比較して過剰校正を抑制し，特に曇天時において被覆率偏差を約67%低減しつつ区間幅を約13%縮小した。以上より，LS-ACPの有効性を確認した。

6-187

ランダムフォレストを用いた衛星可視画像からの日射量時系列データの構築

◎川上瑞就・加藤丈佳（名古屋大学）・榎本 熱・山田富士宏・多田 玲（中部電力）

太陽光発電の大量導入が電力系統に与える影響を評価するためには、出力平滑化効果を考慮した高時間解像度の日射量時系列データが必要である。本研究では、ひまわり8号の衛星可視画像から得られる雲アルベドおよび大気上端日射量に基づき、ランダムフォレストを用いた時間解像度1分の日射量時系列データ構築を試みた。静岡、長野、富山のデータを一括して学習させて推定モデルを構築し、これらを単地点学習させたモデルと比較すると、推定精度が概ね同程度であることが確認できた。これより、日射変動に関してこれら三地点と同様の特性を持つ任意の500mメッシュについて、時間解像度1分の日射変動を概ね適切に推定できることがわかった。

6-188

発電量高度予測に向けた日射量高精度予測技術開発に関する取り組み

○宇都宮健志・佐々木 潤・久野勇太・山口浩司（日本気象協会）

再生可能エネルギーの大量導入に伴い、予測誤差に起因する調整力確保コストが顕在化している。太陽光発電は日射量などの気象条件により発電量が変動する不安定な電源であるため、発電量を高精度に予測するには、日射量予測の高度化が不可欠である。本研究では、最新の気象モデルの出力結果やAI手法を活用し、前日夕方から当日朝にかけて発表される日射量予測を対象として、大外し誤差および平均誤差の低減を実現する予測技術の開発を目指す。本稿では、AIを活用した前日・当日予測の基盤モデル開発、複数モデルの統合技術、ならびに信頼度予測技術の開発に関する実施計画の概要を紹介する。

6-189

アンサンブル気象予報と逐次発電効率学習を用いた太陽光発電量予測の一検討

◎池川聖悟・金田龍哉・石橋直人・飯坂達也（富士電機）

太陽光発電した電力を託送するためには、太陽光発電量を事前に予測して託送計画を決める必要がある。これまで筆者らは単一の気象予報を用いた太陽光発電量予測技術の開発を行ってきた。本稿では、アンサンブル気象予報を用いた日射量予測手法と、逐次発電効率学習による発電量変換手法による太陽光発電量予測技術について検討し、太陽光発電所の実測データを用いて提案法の検証を行った結果を示す。

6-190

地形効果を考慮した風力発電量予測技術の研究

◎宮地祐樹・志賀慶明・進 博正（東芝）・福原竜馬（東芝エネルギーシステムズ）

再生可能エネルギー導入拡大に伴い、風力発電事業者には正確な発電計画の作成が求められる。本研究では、風車周辺の地形による風速加減速を風向別に補正する地形効果と、パワーカーブ等の設備情報パラメータの経年変化を考慮可能な風工学AIモデルを開発した。米国NCEPの全球予報を数値気象モデルWRFでダウンスケールした風速予測値を入力とし、国内風力発電所の実績データで検証した。地形効果および設備情報パラメータ推定の考慮が予測精度向上に有効であることを確認したので報告する。

6-191

周辺地域の気象要素を用いた高度補正および機械学習の切り替えによる風力発電量予測

◎鈴木香緒里・川﨑章司（明治大学）

・これまでの高精度風力発電予測に関する研究の中で，学習データとして風速のみ用いて予測を行ってきたが，精度の向上には限界があったため新たなパラメータの検討や予測手法の改善が必要。
・本稿では，周辺地域に関する気象要素を追加し，各要素に適切な補正式を適用して予測対象地域の高度に補正した入力データを構築。さらに，複数の機械学習手法を切り替えながら行った予測の結果を報告。
・風の発生要因となる気圧差の情報を学習させるため，予測対象地点を中点とする2地点間の気圧傾度を用いて1km毎の気圧変化を表す気圧傾度パラメータを設定し，これを入力要素として導入。

6-192

CRPSに基づく重み学習を用いたアンサンブル気象予測の動的統合による風力発電出力の確率分布予測

◎奥山詩英莉・藤本 悠・金子奈々恵・林 泰弘（早稲田大学）・鈴木隼人・石井英俊（J-POWERビジネスサービス）・吉田雄太・中嶋智司・西尾宣俊・鈴木 淳（電源開発）

再生可能エネルギーの主力電源化に伴い導入が進む風力発電は，気象条件に依存した変動性を有しており，不確実性を考慮した運用が重要となっている。発電量の確率分布予測は不確実性を定量的に捉える有力な手段である。本稿では，アンサンブル気象予測各メンバーの予測結果の信頼性を，確率分布と実測値の乖離度を示すContinuous Ranked Probability Score（CRPS）により評価し，CRPSに基づく基準重みからの乖離を抑制するアンカー正則化項を組み込んだ重み学習に基づいて，各メンバーから得られる予測分布を動的に統合する手法を提案する。評価の結果，提案手法は予測区間内に実測値を含む割合(包含性)を維持しつつ，予測分布の集中性を改善できることを確認した。

6-193

PV給電・蓄電システムに適した発電量推定

◎阿草 裕・酒井明啓（ニプロン）・小林真也（松山大学）

PV給電・蓄電システムの導入にあたっては，系統からの消費電力と契約料金の低減によるコストダウンと太陽電池や蓄電池等の設備コストのバランス，ならびにCO₂削減効果の最大化が求められる．これらの最適化にあたっては，30分以下の時間分解能での高精度な発電量推定が必要となる．特に，蓄電量が多くなる，一日の累積発電量が多い日の精度が求められる．
本稿では，アメダスの公開日照時間データとPV設置条件から，蓄電池容量の最適設計に足る精度での発電量推定方法を提案する．提案方法では，年間を通して最も一日累積発電量が多い日の発電量の90％以上累積発電があった日において，誤差平均6％以内での推定を行うことができる．

6-194

系統用蓄電池をネガポジ型リソースとして活用した場合の収益性検討

○林 巨己・新井 馨・石橋直人・綱分智則・石上雄太・飯坂達也（富士電機）

需給調整市場では需要抑制から逆潮流までを行うことにより調整力を提供するネガポジ型リソースが認められている。系統用蓄電池は従来逆潮流のみで調整力を提供するポジ型リソースとしての活用を前提としていたが，これをネガポジ型リソースとして活用すれば取引量を増やすことができ，収益増加が期待できる。そこで系統用蓄電池をネガポジ型リソースとして活用した場合の収益を試算した。試算の結果，ネガポジ型リソースとしてとして活用した場合，従来のポジ型リソースとして活用するよりも収益が増加することを確認した。

6-195

配電系統における分散型リソース群の協調による多目的最適運用手法

◎大川達也・呉 国紅（東北学院大学）

近年、配電系統ではPVの大量導入に伴う急峻な電圧変動が課題となっている。本研究では、この課題に対し、定置用蓄電池(BESS)、STATCOM、およびEVアグリゲーター(EVA)といった分散型リソース群を協調させる多目的最適運用手法を提案する。手法としては、配電系統の物理モデルを線形化し、数理最適化ソルバーを用いて、電圧逸脱量、電力損失、および経済コストの同時最小化を行う最適充放電計画を導出した。IEEE33母線モデルを用いたシミュレーションの結果、提案手法により電圧違反が完全に解消されるとともに、電力損失および運用コストの削減効果が確認され、本提案の有効性が示された。

6-196

垂直設置を考慮した自家消費型太陽光発電システム
―設置地域が最適容量に与える影響―

◎大澤拓門・菊田和重・岡田昌樹（苫小牧工業高等専門学校）

本稿では，自家消費型太陽光発電（PV）システムにおいて，一般的な傾斜式PVに加え発電ピーク特性の異なる垂直式PVの併用を考慮した場合の設置地域が最適導入容量に与える影響を評価した。東北地方の電力需要と国内複数地点の日射量データを用いた数値シミュレーションを行った結果，多くの地域において垂直式PVが導入され，コスト低減に寄与することが確認された。一方で，その導入効果は地域ごとの垂直式・傾斜式の単位発電量あたりの設置コスト比に大きく依存することが明らかとなった。

6-197

太陽光発電試験用直流電源の性能比較実験

◎山田尚幸・後藤卓弥・雪田和人・七原俊也（愛知工業大学）・吉岡康哉（富士電機）

愛知工業大学ではDERの遠隔監視制御に関する研究を進め，広域監視制御を活用した将来脳系統構成を検討する試験設備を構築している。DERの電力系統への影響を評価する試験設備では，試験結果の信頼性，妥当性などを確保するために，試験用直流電源の性能要件を明確に定義する必要がる。本稿では試験用直流電源の性能要件を検討するために，IEC63409-4 で策定予定のUVRTV評価試験における PVS の影響の有無を確認する実験を実施した。その結果，電圧回復後の直流電流応答に機種差があり，交流出力電力の復帰挙動が最大約20%変動することを確認した。今後，結果分析を進め，試験用直流電源の性能要件整理に資する。

6-198

太陽光発電用PCS向けGFM制御方式

○菊池 輝・吉田直充（日立製作所）・松永俊祐（日立産機システム）・渡邉正将（日立ケーイーシステムズ）

太陽光発電用PCS向けのグリッドフォーミング制御（以下，GFM制御）を開発している。太陽光発電用PCSでは最大電力点追従制御（以下，MPPT制御）を実装するため，GFM制御はMPPT制御と協調して動作する必要がある。本研究では，MPPT制御と協調可能なGFM制御を考案し，その有効性をシミュレーションにより確認した。太陽光パネル出力を基準値としてPCS出力指令及び有効電流指令を算出することで，GFM制御を適用した太陽光発電用PCSにおいて最大電力点に到達できることをシミュレーションで確認できた。

6-199

需要家の無効電力リソース活用による配電系統の電圧制御手法の提案

○陣野良平・山根俊博・下田英介（清水建設）・吉永 淳・金子曜久・林 泰弘（早稲田大学）

気候変動問題等への対応により、太陽光発電設備（PV）の連系量の増加が顕在化している。一方で、PVには逆潮流時の配電系統の電圧上昇抑制対策として、力率一定制御が採用されているが、発電機会損失や、無効電力の集積による電圧低下を生じるなど、新たな課題となっている。また従来より大口の需要家では、力率割引を目的に進相コンデンサが設置されている。本稿ではPV普及のため、需要家の進相コンデンサを活用した電圧制御手法を提案し、PVを連系した配電系統への適用効果について評価を行った。潮流解析の結果、PVを力率1で連系した場合においても、配電系統の適正電圧の維持および電圧分布の平滑化が可能であることを示した。

6-200

宮古島におけるVillage Energy Management Systemの開発 ～その3 実証概要と設備構成～

○坂東 茂・大嶺英太郎・地子智浩・石井 隆・齋藤洸太・八太啓行・伊藤憲彦・庄子和博・野方靖行・鈴木健太郎（電力中央研究所）・比嘉直人（ネクステムズ）・後藤文之（佐賀大学）

著者らは、再エネで稼働する複数の農漁業設備を統括的に管理するシステム（VEMS）を構築する取り組みを提案し、宮古島市において実証を進めている。農漁業施設の電化を進めて再エネ率を高めるとともに、電力需要を任意に制御することにより地域の電力ネットワークのひっ迫時にはその運用にも貢献し、さらには農漁業生産物の生産性を高めるシステムとすることが目標である。
農漁業施設としては、植物工場や陸上養殖施設を導入し、既存の農業ハウスと合わせて、再エネと蓄電池を導入することにより、再エネ由来の電力を積極的に活用するとともに、台風などの災害時に停電が発生した場合でも、電力供給を維持しながら生産を継続できる。本稿では各農漁業設備の2025年12月時点の導入状況について報告する。

6-201

直流マイクログリッド間での電力融通損失最小化を目的とした最適電圧制御手法

○山中玄太郎・菅井 賢（豊田中央研究所）

直流マイクログリッド間で電力融通を行う際の損失低減を目的として，融通線電圧を最適に制御する手法を提案した。DC/DCコンバータ損失と送電損失の総和を実験的に評価し，融通電力に対する最小損失電圧を損失マップから導出してルックアップテーブルとして用いた。本制御を実機で検証した結果，電圧固定制御と比較してエネルギー損失を低減できることを確認した。

6-202

地域マイクログリッドにおける駐車EVの調整力活用に向けた車両動向のクラスタリング解析

◎磯見滉人・九蘭和樹（東京都市大学）・林田 淳（北海道⽴総合研究機構）・中島達人（東京都市大学）

近年，カーボンニュートラルの達成に向けて，再生可能エネルギー(RE)や電気自動車(EV)の導入拡大が見込まれている。また，エネルギーセキュリティ確保の視点から, 地域でのエネルギー自給自足が求められている。REは天候により出力が変動するため，マイクログリッド(MG)により需給バランス維持することでREの主力電源化が期待されている。筆者らはVehicle to Xを活用したMG運用の検討に向け，実車両の動向解析により，電力需給シミュレーションで重要となる初期充電率(SOC)などのEVに関するパラメータの基礎的な検討をしてきた。本研究では，駐車中のEVを調整力として活用することを目的として，実車両の運行データに基づきクラスタリング解析を行った。

6-203

V2Xと再生可能エネルギーを含む地域マイクログリッドモデルの天候条件へのロバスト性の評価

◎九蘭和樹・磯見滉人（東京都市大学）・林田 淳（北海道立総合研究機構）・中島達人（東京都市大学）

国内二酸化炭素排出量の過半を占める電力・運輸分野の脱炭素化に向け，今後大量発生が見込まれる中古蓄電池とEVを活用し，V2Xシステムを導入したマイクログリッドが有効である。既往研究では，太陽光発電(PV)出力を連日晴天と仮定し，99%以上の再生可能エネルギー(RE)供給比率を実現したが，社会実装にはPV出力が低下する曇天時の挙動解明が不可欠である。そこで本研究では，既往モデルを基に連日曇天時のシミュレーションを実施し，晴天時の結果と比較を行う。需要に対するRE供給比率を評価指標とし，気象条件が悪化した場合におけるV2Xシステムのロバスト性を定量的に評価し，導入可能性を検証する。

6-204

電気自動車を活用した配電系統におけるオフグリッド選定とその経済性評価

◎高山瑞生・中村勇太・青木 睦（名古屋工業大学）

過疎地等の維持費削減とレジリエンス向上のため、EVを活用し、多数の配電系統から最適なオフグリッド（OG）箇所を網羅的かつ効率的に選定・設計する手法を提案した。本手法は、OG箇所とともにPVやEV等の設備容量を決定し、導入費用と維持費削減額を考慮した総費用最小化問題を解くものである。また、本手法による設備形成において潮流計算を用いて運用時の配電損失を含む総コストを算出し、最終的な経済性を評価した。JST-CREST126モデルを用いた検証の結果、系統末端で需要が小さい箇所ほどOG化の恩恵が大きいことを示した。また、設備容量決定における代表日の選定が、年間運用コストや配電損失に及ぼす影響を明らかにした。

6-205

電力品質と経済性を考慮したマイクログリッドの最適位置と容量に関する研究

◎田端優也・卞 凝・川崎章司（明治大学）

再生可能エネルギーなどの分散型電源（DG）の普及に伴い、出力の不安定さによる電力系統への影響が懸念されている。本研究では、DGを活用する方法としてマイクログリッド（MG）を導入し、電圧偏差・配電損失・費用を最小化する最適な導入位置と容量を決定することを目的とする。MGをPV・蓄電池・住宅負荷で構成し、k-means法によりPV出力を20クラスタに分類して複数の運用状況を模擬した。多目的粒子群最適化を用い、IEEEノード30系統モデルにおいて3ノードをMGに置き換えて最適化を行った。最適化の結果、電圧偏差と配電損失の低減が確認されたが、費用面での課題が残された。

6-206

オープンデータのみを用いた地域マイクログリッド標準配電モデルの構築

◎高山京輔（大阪公立大学）・姉川高也（関西電力送配電/大阪公立大学）・石亀篤司・高山聡志（大阪公立大学）

地域マイクログリッドの導入検討において、配電情報の非公開性に加え、地域特性を反映した標準モデルの不在が導入が進まない要因となっている。本稿では、オープンデータのみを用いた標準配電モデルの構築手法を提案する。まず、メッシュ人口とGIS建物データの統合により需要分布を推定した上で、K-means法による二段階クラスタリングを実施した。第一段階で集落規模、第二段階で分布形状（標準偏差）に基づき「密集型」「散在型」等へ類型化し、さらにCDFによる確率的配置と引込線長の分布特性を考慮することで、統計的整合性を有する標準配電モデルを構築した。

6-207

BEV中古バッテリによる農村型マイクログリッドの需給調整のHILS評価

◎本橋優綺・倉辻 陽・阿部光希（東京都市大学）・林田 淳（北海道立総合研究機構）・中島達人（東京都市大学）

再生可能エネルギーの導入拡大と効率的活用の手段として，小規模電力ネットワークであるマイクログリッド（MG）が注目されている。一方，電動車の普及に伴い，駆動用バッテリの廃棄量増加が課題である。そこで使用済み駆動用バッテリをMGの需給調整用としてリユースすることで，コスト低減が期待できる。著者らは農村型MGを対象に，バイオガス発電とバッテリ容量の設計手法を提案し，MILS試験による年間運用評価を行ってきた。しかし，モデルと実機の特性差により，バッテリ挙動を完全に再現できない。そこで本研究では，リアルタイムシミュレータと実機バッテリを用いたHILSを24時間連続で実施し，提案制御手法の有効性を評価した。

6-208

小規模マイクログリッドにおける電圧特性

◎柴田隼弥・後藤卓弥・雪田和人（愛知工業大学）・二宮貴之（電源開発）・鈴木健資・村上優也（鈴与商事）

地域マイクログリッドは災害等による大規模停電時に自立供給が可能な電力システムとして注目されている。本研究では、実際にマイクログリッドを構築している地域を対象に需要データおよび太陽光発電量データを用い、平常時の系統連系モデルと非常時の自立モデルについて電圧変動を解析した。力率改善用コンデンサを多数有するモデル系統を対象に、最大需要日と最小需要日のデータを用いて検討した結果、連系モデルでは最大0.34％、自立モデルでは最大1.51％の電圧変動が生じた。これは低圧配電系統の許容電圧変動範囲内であり、本モデルでは平常時・非常時ともに電圧特性が許容可能であることを確認した。

6-209

分散型電源を有する地域マイクログリッド内の故障点探査および停電復旧方法

◎山田虹輝・登 淳史・益田泰輔（名城大学）

近年，災害時のレジリエンス強化に向けて地域マイクログリッド（MG）が注目されている。本稿では，ディーゼル発電機（DG）を有する地域MG内で故障が発生した際の故障点探査順を提案し，シミュレーションにより評価した。DGを早期に再連系することで停電負荷容量の低減が期待できる点に着目し，探査を①DG接続箇所周辺，②DGに近い非末端部，③末端部の順に実施する。複数故障も想定し，故障位置を変化させて従来手法と比較した。その結果，多くのケースで従来手法より停電負荷容量を削減できることを確認した。今後は，太陽光発電など再生可能エネルギーを含む地域MGに対し，探査と復旧手法の検討を進める。

6-210

マイクログリッドにおける出力電圧位相制御を適用した並列コンバータの横流抑制法

◎大畑凱斗・北條昌秀（徳島大学）

近年，再生可能エネルギーを用いた分散形電源の導入が進んでいる。しかし，今後も分散形電源の電源比率が上昇すると，同期機がもつ同期化力の低下が懸念されている。この問題に対して，著者らはコンバータ電源の出力電圧位相を制御することで，系統慣性の低下対策と同時にGFMとGFLの並列運転も可能であることを確認している。しかし，位相差により各コンバータ間で横流が発生し，これにより特定のコンバータにおいて過電流による停止などが懸念される。そこで本稿では，出力電圧位相制御を用いたコンバータ電源の並列運転時の横流の抑制法を提案し，線路インピーダンスなどの系統条件および負荷変動時に関する検討を行った結果について述べる。

6-211

直流マイクログリッドの電源品質の評価と課題

○古田 太・吉原 徹（日立製作所）・松永俊祐・武田賢治（日立産機システム）

工場など需要家側における小規模な配電網にて再エネ電力の導入や電力のレジリエンス強化を促進すべく，直流マイクログリッド（DCMG）の構成や制御を検討している。本報告では工場内配電網をユースケースに，GFL、DCバス、GFMや負荷からなるDCMG を構成し、バスの長さや負荷の位置、電力の大きさを変えてシミュレーションによる電力品質評価を行い、制御課題を抽出した。
DCMG の電源品質維持には各電源コンポーネントの動作設定で，それらの配置関係を再現し，挙動を静/動特性の両方で解析する必要性を明らかにした。

6-212

三相GFL出力設定変更のための三相GFM出力電圧周波数のパルス変化の実験的検討

◎西口拓海（名古屋大学）

近年，自然災害等に起因する大規模停電への対策として，マイクログリッド（MG）の構築が注目されている。著者らは先行研究において，単相MGを対象に，Grid-Forming（GFM）電源の周波数をパルス的に変化させることで，Grid-Following（GFL）電源の出力設定を通信設備なしで変更する手法を提案した。本稿では，本手法を三相MGへ適用し，回転機負荷を含む条件下での有効性を検証した。汎用インバータを介して起動する誘導電動機および変動負荷を接続した実験の結果，回転機負荷が存在する場合においても，周波数パルスに基づくGFL電源の出力設定変更が可能であることを確認した。

6-213

住宅地マイクログリッドにおけるGFM/GFL切替による需給調整力の継続的維持

◎片多亨太・加藤丈佳（名古屋大学）・中川雅也・中谷柊斗・藤田 悠・小林 浩（トーエネック）

本研究では，自立運転を行う住宅地マイクログリッド（MG）において，蓄電池（BESS）のグリッドフォーミング（GFM）／グリッドフォローイング（GFL）動作を運用中に切り替える制御方式を検討し，需給調整力の継続的維持効果を評価した。提案方式では，GFM動作のBESSが自身の充放電状態およびSOC情報に基づいてMGの供給余剰・不足状態を判断し，必要に応じて他のBESSとGFM／GFL動作を切り替える。専用通信を用いず，分散的に実装可能である点に特徴がある。実測需要・PVデータを用いた3住宅から成るMGのシミュレーションにより，GFM／GFL切替を適用することで，SOCの偏りが緩和され，特に電力不足の発生時間を完全に解消できることを確認した。以上より，本方式は住宅地MGにおける自立運転時の需給安定性向上に有効であることが示された。

6-214

慣性低下対策PCS開発の取組事例の報告

○西田悠介・伊藤勇磨・宮崎 輝（東京電力ホールディングス）・森内映人（東京電力パワーグリッド）・橋本 潤（産業技術総合研究所）・森脇 滉（電力中央研究所）

カーボンニュートラルの達成に向けて今後さらなる太陽光発電や風力発電，蓄電池などのIBRの導入が進められている一方で，IBRの増加により相対的に同期機の発電割合が低下することによる系統慣性の低下が懸念されている。系統安定化のための対策技術の1つに同期機を模擬した慣性を提供する機能をIBRに具備させる，慣性低下対策PCSの導入が挙げられる。この慣性低下対策PCS実用化に向けた技術開発のための，新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の「再生可能エネルギーの主力電源化に向けた次々世代電力ネットワーク安定化技術開発(STREAMプロジェクト)事業の取組の概要について紹介する。

6-215

Grid-Formingインバータにおける過電流制御およびLVRT時挙動に関する要求事項の整理

○橋本 潤・織原 大・田岡久雄・喜久里浩之（産業技術総合研究所）・西田悠介・宮崎 輝（東京電力ホールディングス）

再生可能エネルギーの主力電源化に伴い，系統安定化機能を担う電源としてGrid-Forming（GFM）インバータへの期待が高まっている。GFMインバータは電圧源として動作し，電圧・周波数を自律的に形成することで，同期発電機と同様に系統を支える役割が期待される。一方，地絡・短絡事故など過電流を伴う系統事故時における挙動や要求事項は，国内で十分に整理されていない。本稿では，産総研FREAで実施した複数メーカのGFMインバータ実機試験結果および海外動向を踏まえ，過電流制御およびLow-voltage ride-through（LVRT）時挙動に関する要求事項を整理・提案する。

6-216

実機試験に基づくGrid-Formingインバータの運転特性と課題の抽出

◎喜久里浩之（早稲田大学/産業技術総合研究所）・橋本 潤・織原 大（産業技術総合研究所）・西田悠介・宮崎 輝（東京電力ホールディングス）

IBR普及による安定性低下の対策となるGFMインバータに関し ，3社実機の各1,000ケース超の網羅的試験結果を報告する。大部分で運転継続したが，電流制限中の保護不整合や不平衡時の歪み，脱調等の課題を抽出した。本知見は要件策定の技術的根拠となり，効率的な試験選定や性能定義の必要性を示すものである。

6-217

Grid-Forming制御の小信号安定性向上を目的とした位相補償が実効慣性に与える影響

○織原 大・田岡久雄・横山明彦・橋本 潤（産業技術総合研究所）

同期発電機に代わり系統安定性を支える機器として、Grid-Forming（GFM）インバータへの期待が高まっている。本稿では，GFM による同期機模擬に必要な有効電力計測における時間遅れが小信号安定性を低下させる問題に対し，位相補償による対策がどの程度有効であるかについて基礎的な評価を行った。具体的には、位相補償の設計時に設定する位相余裕の改善度の大小が、小信号安定性およびGFMの慣性模擬能力に与える影響について評価した結果を報告する。

6-218

系統慣性の低下と対策技術の評価手法

○瀬川周平（J-POWERビジネスサービス）・岩船由美子・荻本和彦（東京大学生産技術研究所）

変動性再生可能エネルギー(VRE)の大規模導入により生じる課題の一つが電力系統における同期発電機の運転容量減少であり、これにより電力系統の慣性力が低下し、系統周波数の変動はより速く大きくなる。こうした変動が電力系統の運転を不安定化させる場合がある。本研究では、従来型電源、VRE、蓄電池などの大規模統合を前提とした2040年の電力需給シナリオに基づき、需給調整市場における一次から三次②の要件を定義する。次に、グリッドフォーミングインバータ搭載の蓄電池による擬似慣性力供給をシミュレートし、年間の需給分析を実施することで、系統慣性低下の影響を緩和する技術評価を行う。

6-219

2030年の電源構成を模擬したEAST10機モデルを用いた慣性低下対策インバータ導入効果の基礎的評価

◎金子曜久・諏訪 寛・吉川優衣・志熊亮佑・矢部邦明・本庄昇一・石井英雄・林 泰弘（早稲田大学）

再エネの主力電源化が進む一方で同期発電機の稼働停止に伴う慣性力低下が，喫緊の課題とされている。その対策として，慣性低下対策機能を有するGrid Following Inverter（GFL）やGrid Forming Inverter（GFM）の開発が進められている。これらの対策インバータの検討は，これまで小規模な系統モデルが用いられてきたが，再エネを主力電源とする将来系統において必要となる対策インバータの容量や制御種別を検討する上では，実規模の系統に将来の電源構成や需要想定を組み込んだモデルが必要となる。そこで本稿では，電気学会EAST10機系統モデルを2030年相当の電源構成に沿った発電機台数，再エネや蓄電池の導入量，需要想定に基づき拡張したモデルを構築し，GFL/GFM化の効果を評価した結果を報告する。

6-220

電流制限機能を考慮した単相同期化力インバータの実効値モデルの構築および検証

◎山田駿友・造賀芳文・佐々木 豊・関崎真也・東 佳佑（広島大学）・餘利野直人（呉工業高等専門学校）

本研究グループで開発しているSSIを大量に用いた実験によってその有効性を検証することは困難であり，シミュレーションによる安定性解析が必要となる。著者らがこれまでに開発済みの瞬時値モデルは電力系統全体の解析には不向きであった。そこで電力系統全体の解析を効率的に行うために実効値解析モデルを開発している。SSIには電流制限機能が不可欠であり，電流制限は過渡安定性に影響を及ぼすため，電流制限機能を考慮したモデルを構築し評価を行う必要がある。そこで，今後，定量的な過渡安定性評価を行うために，本稿では，電流制限機能を考慮した実効値モデルを構築し，大規模系統でのシミュレーションを通じて基礎的な検証を行った。

6-221

単相同期化⼒インバータ群からなるマイクログリッド構築を⽬的とした過酷負荷条件下における実験的運⽤試験

◎下幸茂⼤雅（広島大学）・横沼実雄（呉工業高等専門学校）・佐々木 豊・造賀芳文・関﨑真也（広島大学）・餘利野直人・城明舜磨（呉工業高等専門学校）

広島大学では同期機の動揺方程式に基づいて制御される単相同期化力インバータ（SSI）を開発している。SSIの開発目的は，インバータ出力に同期化力，慣性力を持たせ，系統安定性に貢献することである。それに加え，SSI複数台でマイクログリッドを構築し，電力インフラのレジリエンスを高めることも目的としている。これまで，2台のSSIを用いたマイクログリッド（MG）運用試験を行い，純抵抗負荷における安定動作の確認に加え，極端な遅れ負荷や歪み電流を伴う過酷負荷条件下での動作検証を実施してきた。本稿では，構成規模を拡張し，5台のSSIを用いたMG運用試験を行う。特に歪み電流を含む過酷負荷条件下においても，MG運転が実現できることを実験的に検証する。

6-222

周波数安定化を目的とした風力発電用GFMコンバータの有効電力制御手法の提案

◎SEONGHEON OH・河辺賢一（東京科学大学）

慣性応答をしない再生可能エネルギーの導入拡大により，電力系統の周波数安定性が損なわれる恐れがある。対策として，先行研究(1)では，Grid-forming(GFM)型の風力発電(WT)の制御手法を検討した。
本論文では，先行研究(1)で提案した有効電力制御手法を基に，電源脱落時のRoCoF改善効果を高めるための改善手法を提案する。電源脱落を模擬したシミュレーションにより，提案手法を適用したWTの動作特性を確認するとともに，周波数安定化機能をもたせたGrid-Following(GFL)型のWTとの比較により，提案手法の周波数安定化効果を示す。

6-223

Micro-Transient Overcurrent Handling in Grid-Forming Inverters Under Small Voltage Sags

○Khaliqur Rahman・橋本 潤・Christian Verbe Sunjoh（National Institute of Advanced Industrial Science and Technology）

Grid-forming inverters' behavior during severe faults and islanding events has been studied extensively. However, their response to small and frequent voltage dips, typically in the range of 1–10% remains largely unexplored. However, the study shows that even a 4-5% voltage dip can cause 60–80% current overshoot. This paper analyzes micro-transient overcurrent in droop-controlled GFMs under minor disturbances and proposes a compensation term that suppresses overshoot without affecting steady-state performance.

6-224

GFMインバータの実機試験（その1）
―NEDOプロジェクトでの取り組み―

○父母靖二・白崎圭亮・平川遼太郎・天野博之・片岡良彦（電力中央研究所）

当所では，NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の委託業務 (JPNP22003)での取り組みとして，狛江地区・電力系統シミュレータに導入したこれらの実設備を用いて，各種系統安定性維持機能の動作検証により得失の評価や適用時の留意点の取りまとめを進めている。本稿では，導入した設備のうちGFMについての制御機能と設定パラメータ，これらの設備に対する評価試験の概要について述べる。

6-225

GFMインバータの実機試験（その2）
―同期保持制御の効果と課題―

◎平川遼太郎・白崎圭亮・天野博之・父母靖二・片岡良彦（電力中央研究所）

当所では，NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の委託業務 (JPNP22003)の取り組みとして，狛江地区・電力系統シミュレータに導入したGFM等の実設備の性能評価を進めている。GFMは同期機が有する慣性応答を模擬可能な一方で，過電流抑制制御の影響より，同期機と比較して脱調しやすくなることが知られている。このためGFM実設備では，過電流抑制制御に起因する脱調を回避することを目的として，製作メーカより提案・設計された同期保持制御が実装されている。本稿では，GFM実設備を用いた試験を通じて，同期保持制御が有効に機能する場合とむしろ同期を阻害する場合の両者を確認したため，それらの試験結果と分析を報告する。

6-226

GFMインバータの実機試験（その3）
―周波数変動時の慣性応答と運転継続能力に関する基礎検討―

◎増田宗紀・佐藤勇人・平川遼太郎・父母靖二・片岡良彦（電力中央研究所）

再生可能エネルギー電源の普及に伴う系統安定性低下への対策技術として，M-Gセット，Grid Formingインバータ（GFM）等の活用が期待されているが，これらの効果・課題については，その実態が明らかになっていない。そこで，当所では，NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の委託業務 (JPNP22003)の一環として，これらの実設備を用いて，各種系統安定化技術の得失評価を進めている。本稿では，周波数安定性に着目し，周波数変動時のGFMの慣性応答と運転継続能力について，実機試験により把握した結果を取りまとめる。

6-227

GFMインバータの実機試験（その4）
―電源脱落時等の周波数維持能力に関する基礎検討―

◎佐藤勇人・増田宗紀・平川遼太郎・父母靖二・片岡良彦（電力中央研究所）

近年，再生可能エネルギー電源の導入拡大に伴い同期電源の並列容量が減少し，系統慣性の減少や周波数安定性等の低下が懸念されている。これに対し，NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の委託業務 (JPNP22003)においては，M-Gセット，Grid Formingインバータ（GFM）等の系統安定化技術を対象として，実設備の得失評価が進められている。本稿では，電源脱落時等におけるGFMの周波数維持能力について，実機試験により把握した特徴・課題等を取りまとめる。

6-228

GFMインバータの実機試験（その5）
―事故電流供給に関する分析―

○会田峻介・山岡史周・片岡良彦・父母靖二（電力中央研究所）

近年，インバータ連系電源の主力電源化に向けて，Grid-Formingインバータ（GFM）に関する研究開発が進展している。本研究では，GFMの実機試験を通じて，事故電流供給特性の詳細な分析を行った。特に，同期保持制御（AOS）の有効・無効時における三相地絡時の電流挙動や，同期機との比較を実施した。その結果，AOS有効時には基本波以外の周波数成分を含む電流供給や，事故除去後の電圧上昇など，保護リレー動作への影響が懸念される課題が明らかとなった。今後，事故電流をもとに動作する保護リレーへの影響等も考慮し多面的に評価・改良していく必要があることを示した。

6-229

GFMインバータの実機試験（その6）
―距離リレーの検出に与える影響の検討―

◎山岡史周・会田峻介・父母靖二・片岡良彦（電力中央研究所）

近年，再エネの導入拡大に伴い，インバータ連系電源(IBR)の連系比率が増大している。従来の主要電源である同期機と比べ，慣性や短絡容量が小さいIBRの導入拡大は，系統安定性を低下させる懸念がある。Grid Formingインバータ(GFM)は，系統安定性維持能力を有するIBRとして着目されている。当所では狛江地区・電力系統シミュレータ設備にGFMの実設備を導入し，安定性維持能力の多角的評価を行っている。本稿では，GFMが距離リレーの検出に与える影響について，実機を用いた試験を基に検討を行う。

6-230

GFM出力電圧の周波数変調による複数台のGFLの出力設定変更に関する実験的検討

◎加藤悠真・松岡 樹・加藤丈佳（名古屋大学）・中川雅也・中谷柊斗・藤田 悠・小林 浩（トーエネック）

住宅地マイクログリッドにおいて、EMSを用いずGFMの出力電圧周波数を変調することで、GFLに制御指令を伝達する手法が提案されている。しかし、先行研究の実機検証はGFMとGFLが1対1の構成に留まっており、複数台連系時の挙動は明らかではなかった。そこで本稿では、GFLを2台（うち1台は充放電可能な蓄電池模擬）接続した実験システムを構築し、複数台のGFLに個別に指令を伝達する手法を検証した。実験の結果、周波数変調のパルス幅を設定することによって個別に指令を送ることに成功し、複数台電源環境下においても選択的な指令伝達が可能であることを実証した。

6-231

自立を目指したGFMインバータの開発

○宇田怜史・金光亮輔（住友電気工業）・竹内雅靖（日新電機）・野呂康宏・荒井純一・横山隆一（環境エネルギー技術研究所）

近年、カーボンニュートラルを背景に離島などの小規模系統において再生可能エネルギー（再エネ）の導入が進んでいる。再エネ比率が高まると系統全体の慣性が低下するため、それを補うことができるインバータ電源が必要である。更に、再エネ100%による給電を目指す場合、安定した自立・並列運転を行うインバータ電源も求められる。今回は、これらの課題解決のためグリッドフォーミング（GFM）インバータの制御技術を開発し、小規模検証設備（ミニモデル）によってその有効性を検証した。

6-232

再エネ100%電力供給に向けたVSG-PCSの評価

◎田中裕大・鈴木茂之・井上稔也・中丸琢斗（明電舎）

再生可能エネルギー（再エネ）が大量導入され同期発電機（SG：Synchronous Generator）が減少すると，周波数の安定性すなわち系統の慣性が低下するという課題がある。その課題を解決するために，仮想同期発電機（VSG：Virtual Synchronous Generator）制御が注目されている。VSG制御はインバータにSGの動作をソフトウェアでモデル化し，制御ロジックに組み込んだものとなる。これによって，SGの減少で不足する慣性力・同期化力を補うことができ，系統を不安定化させることなく再エネの導入拡大に寄与する。本論文では，VSG機能付き蓄電PCS（VSG-PCS）の機能，小笠原村母島での実証概要と納入したVSG-PCSの評価を紹介する。

6-233

高調波注入による並列GFM向け単独運転検出

◎吉田直充・菊池 輝（日立製作所）・渡邉正将（日立ケーイーシステムズ）・杉本卓也・松永俊祐（日立産機システム）

同期発電機の特性を模擬した系統形成型インバータ(GFM)にも，連系運転にあたり従来のパワーコンディショナ(PCS)と同様に単独運転検出機能が求められる。PCSでは，与えた擾乱によって生じる周波数の変動で能動的に単独運転を検出する方式が主流となっているが，自立運転も可能なGFMにおいて同方式で単独運転を検出することは難しい。そこで，高調波注入によるGFM向け単独運転検出方式を検討した。並列運転可能台数に制約が生じないよう系統位相に同期した高調波電流を注入し，並列運転している各GFMが注入次数のサセプタンスの変化に基づいて単独運転か否かを判定する。本発表では，検討方式の実機評価結果を報告する。

6-234

インバータ制御を用いたMGセットに関する一考察

◎山田響生・雪田和人・後藤卓弥（愛知工業大学）・向山信治・鈴木一浩（東芝エネルギーシステムズ）

近年、カーボンニュートラルの実現へ向けて再生可能エネルギーを利用した電源(再エネ)の導入が世界的に進められている。しかし再エネは慣性力を有しておらず、系統の電源構成の内、再エネが占める割合が増加すると系統の慣性力が低下する。この課題に対応するため、再エネから電動発電機を介して系統接続することで，再エネへ慣性力を持たせる手法が提案されている。本稿では、電動発電機のインバータ制御手法について、負荷変動が生じた際の電動発電機動特性についてトルク制御とV/f制御それぞれの場合の比較検討を行った。

6-235

モータエミュレータに基づく三相系統連系インバータ向け仮想同期発電機制御

◎田中元粋・西川滉大・渡辺大貴・伊東淳一（長岡技術科学大学）

系統連系インバータの導入割合の増加に伴う系統安定性の低下に対し，系統連系インバータに擬似的な慣性を付与する仮想同期発電機(VSG)制御が提案されている。本制御は電圧制御に基づく系統連系が可能であり，同一の制御系を用いて系統連系運転（GFL）と自立運転（GFM）を切り替えることができる。一方で，小型連系インダクタを使用すると電力制御分解能が低下するため連系インダクタの小型化には限界がある。本稿では，モータエミュレータに基づくVSG制御を提案する。提案制御では，同期発電機の機械系および電気系モデルを制御系に導入することで，電圧制御を用いずにGFM/GFL切替動作を実現し連系インダクタの小型化と両立する。

6-236

GFL型およびGFM型インバータ電源による電力系統のdqインピーダンス解析モデルを用いた安定余裕評価

◎三宅諒汰・吉川涼太・井手智也・平瀬祐子（関西学院大学）・橋本 潤・織原 大（産業技術総合研究所）

再生可能エネルギー導入の拡大により，電力系統へのインバータ電源（IBR）の接続比率が増加している。弱系統ではIBRと系統特性の干渉が不安定振動を引き起こす可能性がある。IBRには系統追従（GFL）型と系統形成（GFM）型があり，これらのみで構成されるマイクログリッド（MG）では新たな不安定性が生じやすい。先行研究は実験的インピーダンス計測に基づき安定性を議論したが，制御パラメータとの因果が不明瞭になる課題がある。本研究ではGFL型およびGFM型IBRのインピーダンスを解析的に導出し，3つの系統構成の安定余裕を比較評価し，安定性向上のパラメータ指針を示す。

6-237

仮想インピーダンスを使う電流リミタがインバータの慣性供給に与える影響

◎青木陽介・三浦友史（長岡技術学大学）

本稿では，仮想インピーダンスを使う電流リミタを仮想同期発電機制御（VSG）で動作するインバータに適用し，電流リミタがインバータの慣性供給能力に与える影響を検討する。位相角が異なる仮想インピーダンスを使って，3種類の電流リミタを設計する。そして，各電流リミタを適用した場合に，負荷変動によって過負荷状態になったインバータの動作をシミュレーションで解析する。その結果から，抵抗成分が小さく，リアクタンス成分が大きくなるように仮想インピーダンスを設計することで，電流リミタが有効な場合でもインバータは比較的大きな慣性を系統に供給できることを確認した。

6-238

系統事故時におけるGrid-Forming Inverterによる位相角過渡安定性の向上の検討

◎本尾皇毅・井上俊雄（富山大学）

近年再生可能エネルギー電源の導入拡大に伴い、同期発電機の減少と非同期電源の増加が進み、電力系統における位相角安定性の低下が懸念されている。
特に位相角安定性が低下した系統では事故時にSG間の加速・減速が増大し、脱調に至る可能性が高まる。
このような背景から、将来の電力系統における位相角安定性の確保が重要な課題となっている。
内部位相および電圧を高速に制御可能なGrid-Forming Inverterは同期化力低下を抑制する手段として注目されている。
本稿では将来の基幹系統において大容量の発電機が稼働する状況を想定し、droop制御方式のGFMにダンピング制御を付加した場合の有効性について、SGとGFMが混在する4機系統を用いて位相角過渡安定性低下抑制の検討を行う。

6-239

dfdt+Δf制御型インバータの各種制御パラメータが出力電力応答速度に与える影響の評価

◎尾﨑 光・門田修平・舟木秀明・三浦友史（長岡技術科学大学）・藤澤俊暢（ヤンマーパワーソリューション）

近年，船舶電力系統では電動推進の普及に伴い，交流系統と直流系統を併用するAC/DCハイブリッド配電システムの導入が進んでいる。本システムでは多数の電力変換器が接続されるため，従来系統とは異なる動特性を示し，系統安定化が重要な課題となる。本研究では，連結コンバータに適用可能な仮想同期発電機制御の一つであるdfdt+Δf制御に着目し，制御パラメータが擾乱時の過渡電力補償効果に及ぼす影響を検討した。シミュレーション結果より，適切なパラメータ設定により過渡電力補償効果が向上し，系統安定化に有効であることを示した。一方で，実装上の遅れに起因する補償性能の限界も明らかとなった。

6-240

出力偏差フィードバックを用いた並列VSGの過渡横流抑制

◎惠美宇矩・近藤潤次・王 宇凱（東京理科大学）

再エネ電源の導入拡大に伴う系統慣性低下に対し,同期発電機の特性を模擬する仮想同期発電機（Virtual Synchronous Generator，VSG）制御が注目されている。VSGの実装においては,大容量化や安定性を向上させるため,複数台を並列接続して運用することが一般的である。しかし,VSGを並列運用する場合, 線路インピーダンスやVSG内の制御パラメータである仮想慣性定数M およびダンピング係数D_p の不一致などの原因により,VSG間で横流電流が発生する課題がある。
本研究では, 並列するVSG間のM およびDp に差異が存在する場合においても, 出力有効電力の偏差を用いたフィードバック制御を導入することで, 外乱が発生した際に生じる横流電流を効果的に抑制することを目的とする。加えて,通信遅延の影響を考慮した解析を行い,提案手法の有効性と安定性を検証する。

6-241

VOC方式GFMインバータにおけるPD制御を用いた慣性導入とLPFによるノイズ対策

◎岩井颯也・近藤潤次・王 宇凱（東京理科大学）

再生可能エネルギーの導入拡大に伴い従来の同期発電機が減少することで電力系統の安定性の低下することが課題となっている。そこで安定化に貢献するGFMインバータへの注目が集まっている。GFMインバータの制御方式の一つとしてVOC方式がある。高速応答かつ制御がしやすいなどの利点がある反面、時定数がないために慣性を持たないという特徴を持つ。そこで本研究ではPD制御器を用いて慣性の導入に取り組む。また、微分動作により、ノイズに対して弱くなることが考えられる。そのため、LPFを用いた対策手法を提案する。また、導入したことによる応答速度の遅れによる安定性への影響とノイズ除去との関係性についても考慮し、その有効性についてシミュレーションを用いて検証を行う。

6-242

A Methodology for Determining the Minimum GFM Capacity Required in Parallel Operation with GFL Inverters

◎カン 雷・馬場旬平・界 波（東京大学）

This paper investigates the minimum required capacity of grid-forming (GFM) inverters in a grid-connected microgrid composed of GFM and grid-following (GFL) inverters. A simplified dynamic model is developed to analyze frequency stability under load disturbances, considering system inertia and damping contributions from GFM control and GFL phase-locked loops. Frequency nadir and rate of change of frequency are adopted as key performance indicators in accordance with ENTSO-E standards. Parametric analysis reveals the relationship between GFM capacity, inertia, and damping, identifying an optimal GFM penetration level. The analytical results are validated through EMT simulations, confirming the effectiveness of the proposed method.

6-243

Coordinated Control of a DC-Coupled Hydrogen Storage Link with Grid-Forming Inverters for Inter-Area Frequency Support

○Michael Graeme Gibson・Ryoichi Hara・Nobuaki Kawashima・Hiroyuki Kita（Hokkaido University）

This paper presents a control framework for a wind–battery–hydrogen (WBH) DC-coupled storage link interfacing two asynchronous 50 Hz AC areas via dual grid-forming (GFM) converters. A DC-bus voltage loop commands the BESS to preserve DC stiffness and adds RoCoF-triggered power for inertial support. A slower hysteretic hydrogen supervisor dispatches electrolyser and fuel-cell setpoints with ramp limits and tank headroom, enabling a surplus-to-hydrogen mode that absorbs high-frequency surplus by AC-to-DC import. Simulations on a 320 kV, 600 MW model demonstrate improved frequency containment, limited disturbance transfer to the second grid, reduced circulating power, and faster DC-voltage recovery than an uncoordinated baseline.

6-244

需要家利便性と系統貢献を両立するBESS協調制御における制御範囲の適応的調整法

◎石坂匡基・飯野 穣・石井綱吉・林 泰弘（早稲田大学）・内山慎距・前田 亮・波田 隆（東京電力パワーグリッド）

近年，配電系統へのDER導入拡大に伴う運用課題に対し，DR活用による系統運用の高度化が期待されている。一方，需要家の利便性や機器本来の用途を損なわない制御がアグリゲーターには求められる。筆者らの先行研究では，PV自家消費運用を基本とし，アグリゲーターが利用する需要家BESSの制御範囲を限定したBESS協調制御手法を提案した。しかし，制御範囲を固定していたため需要家のBESS運用に不必要な変更が生じる課題があった。本稿では，日々の系統潮流状態に応じて制御範囲を適応的に調整する手法を提案する。年間評価の結果，提案手法は系統改善効果を維持しつつ，アグリゲーターによる需要家BESSへの制御量を必要最小限に抑制できることを確認した。

6-245

深層強化学習による蓄電池制御に対する予測誤差の影響の定量分析

◎松花正剛（筑波大学）

PVと蓄電池の売電では前日計画と実績の乖離がインバランスとなり、PV出力・価格予測誤差が収益を左右する。本研究はPPOで学習した制御方策を固定し、観測入力を予測系列（Normal）と実績系列（Perfect）に切替えて誤差寄与を定量化した。蓄電池容量4kWh、PV4kW、SoC30–70%、30分刻み48ステップ/日で充電はPVのみ。利益は売電収益−インバランスコストで算出した。気象庁データで評価し、2022年9月は収益が2,291円から3,022円へ731円増。Perfectでは価格帯への放電立上りが早まり放電前SoCを維持。今後は誤差条件を変え影響を分析する。

6-246

蓄電池劣化抑制を目的としたSOCバランス制御に関する研究

◎劉 思宇・川﨑章司（明治大学）

蓄電システムは多数の電池セルで構成されており，セル間のSOCばらつきはシステム効率低下や寿命劣化，安全性低下を招く。このためSOCバランシング制御が提案されてきたが，従来手法では1運転サイクル内でセルが充放電を繰り返す不要な動作が生じ，電池劣化を促進する課題がある。さらに常時バランシングを行う制御は，老化を加速させる可能性も指摘されている。そこで本稿では，電池の不要な動作回数を最大限に低減しつつ，SOCバランシングを実現する新たな制御手法を提案する。

6-247

蓄電池SoC指令追従制御における通信遅延補正手法の実機検証

◎小松悠太（筑波大学）

本稿では，強化学習で生成した蓄電池の充放電スケジュール（SoC目標値列）を実機に適用した際に生じる，通信遅延や効率差に起因するSoC追従誤差の低減を目的とする。5分スロット制御により，実測電力を積分してPredicted SoCを推定し，Target SoCとの差をRMSE/MAEで評価した。遅延補正の有無を比較した結果，補正なしでも高い追従性が得られるケースが確認され，遅延の開始・停止が相殺される条件では補正が過補償となり得ることを考察した。今後は遅延特性の同定と条件依存性の整理を行う。

6-248

非線形電力‐周波数ドループ特性を用いた交流自立系統を構成する複数台の蓄電池PCSの充放電運転

◎塩見健太・三浦友史（長岡技術科学大学）・荘田隆博・高松寛彰（矢崎総業）・大沼喜也（長岡パワーエレクトロニクス）

交流自立系統では複数台の蓄電池PCSをGFMとして運転し負荷を分担する。しかし線形P–fドループは傾きが一定で分担比がほぼ変わらないため，負荷増加に伴い分担の大きいPCSの負担が増え，過負荷に至りやすい。本稿では，双曲線関数に基づく非線形P–fドループを導入し，49.9Hzで線形と分担を一致させつつ，周波数を±0.2Hzに制限し，運転点に応じて特性の傾きを滑らかに変化させる。周波数が許容範囲に近づくほど傾きを緩め，特定PCSへの負担偏りを抑制する。係数はSoCに応じLUT更新し，放電はSoC高，充電はSoC低のPCSほど分担を増やす。3台PCS並列実験により，PV模擬出力増加時も全PCSを定格内に維持でき，線形で過負荷停止した条件下でも運転継続とPCS容量の有効利用を確認した。

6-249

Distributed Electric Vehicle Charging Control Method Considering Fairness of Charging Time among Customers

◎竹内佑甫・芳澤信哉（大阪大学）

カーボンニュートラルの達成に向け，運輸部門の電化に貢献するとともに，分散型エネルギー資源としても活用可能な電気自動車（EV）の導入はますます進むものと予想される。しかし，EVの充電需要が時間的・空間的に集中することにより，配電系統において電圧低下等の問題が生じる可能性がある。この問題に対し、EVの充電制御により需要端での対処を行う手法が検討されているが、それらは通信コストのかかる集中制御方式が主である。本研究では，需要家ごとに事前に作成した非線形ドループ関数に基づきEV充電出力変更を行う非通信の分散制御を提案する。また，数値シミュレーションにより，提案手法が集中制御と同等の制御性能をもつことを確認する。

6-250

ダイナミックプライシングシステムによるEV充電における太陽光発電活用と配電線利用平準化の評価

◎八尾裕大・芳澤信哉・内田英明（大阪大学）・藤井秀樹（東京大学）

カーボンニュートラルの実現に向け，太陽光発電（PV）の発電量の変動や電気自動車（EV）の充電需要の集中による配電線利用率の大きな変動が将来的な課題とされており，PV発電量を効果的にEV充電へ活用しつつ配電線負荷を平準化する仕組みとしてEV充電料金のダイナミックプライシングシステム（DPS）が有効である。本研究では，実際の配電系統と交通網を模擬したモデルを用い，配電線利用率や充電ステーション（CS）の混雑状況に基づきEV充電料金を動的に更新し，事前提示を組み込んだDPSについて，PV発電量利用率の向上と配電線利用率の平準化の観点から評価した。その結果，晴天時と雨天時の双方でPV発電量利用率の向上と配電線利用率の平準化が確認され，DPSの有効性が示された。

6-251

多端子直流送電システムへの仮想同期発電機制御の実装による交流系統安定化に関する基礎的検証

◎松岡祐希・中村綾花・岩田幹正・横水康伸・兒玉直人（名古屋大学）

筆者らは，各端子の運転特性や風力発電機との協調を考慮した仮想同期発電機制御手法を開発することによって交流系統の安定度向上を目指しており，本稿においてその基礎的検証を行った結果について述べた。まず，風力発電機が連系されている端子では仮想同期発電機制御によって周波数変動時の有効電力指令値を定義し，風力発電機の出力を可能な限り電力融通に用いるような手法について論述した。続いて，風力発電機連系端子のみでは補いきれない融通電力を，変換器容量比を考慮することでその他の端子に配分する有効電力指令値の配分手法について論述した。最後に，4端子のモデルを用いてシミュレーションを行い，交流系統での周波数変動に対する本手法の有効性について示した。

6-252

端子脱落時における多端子直流送電システムを介した最適電力融通量決定に関する検討

◎中村綾花・岩田幹正・横水康伸・兒玉直人（名古屋大学）

双極構成の多端子直流送電（Multi-terminal DC: MTDC）システムは正極および負極の有効電力を独立に制御可能であり，片極脱落時においても冗長性を有する。一方，複数の交流系統を連系する場合，故障時の電力融通量は系統規模や運用状態，系統安定性などを総合的に考慮して決定する必要がある。そこで本研究では，片極脱落時を対象とし，融通電力量を周波数安定性および経済性の観点から決定する手法について検討している(1)。本稿では，最適化計算に基づく解析結果から，MTDCシステムの挙動を評価する。

6-253

洋上WF～陸上二端子間海底直流送電におけるWF停止時の陸上端子間電力配分に関する検討

◎福原玄騎・中島達人（東京都市大学）

2020年10月，日本政府は2050年カーボンニュートラルの実現を表明し，温室効果ガスの排出を実質ゼロにする目標を掲げた。2025年に表明された第7次エネルギー基本計画では，再生可能エネルギー割合を2040年度までに全体の4～5割程度とすることが目標とされており，洋上風力発電が注目を集めている。本研究では，洋上風力発電所(以下洋上WF)から陸上の複数の需要地への効率的な送電手法である多端子直流送電(以下HVDC)に着目し，洋上WFからの電力融通や，送電の安定性などを考慮しつつ，洋上WFの運転停止時における陸上端子の受電電力配分について検討し，シミュレーションで応答を確認した結果を報告する。

6-254

三端子直流送電を用いた陸上系統間電力融通によるブラックスタート手法の検討

◎新野忠司・中島達人（東京都市大学）

近年，気候変動に伴う自然災害や気温上昇による被害が深刻化している。日本政府は2050年カーボンニュートラルを掲げ，再生可能エネルギーの導入拡大を進めている。洋上風力発電は国産で大規模導入が可能な電源であり，第7次エネルギー基本計画では2030年に10 GW，2040年に30～45 GWの導入目標が示された。先行研究では，洋上風力発電所と陸上系統を接続する多端子HVDCを対象に，各交流系統への影響を解析した。本研究では，小規模系統のブラックスタート時に，大規模系統から電力融通を行うことで，早期復旧の可能性を検討する。

6-255

多端子HVDC回路構成の洋上風力システムにおける双方向DC/DCコンバータによる電力制御に関する研究

◎花田 凜（東北学院大学）

本研究では、洋上風力送電システムの多端子連系における柔軟な潮流制御を実現するため、HVDC系統間に非絶縁型Dual Active Bridge (DAB) DC/DCコンバータを導入し、位相シフト制御による高速な電力融通を行うことを図る電力制御系も設計した。それから、MMC回路構成を有する自励式HVDC多端子洋上風力送電システムを構築し、シミュレーションによって検討を行った。その結果により、風速変動に伴うDFIG発電機群の出力変化が生じた場合でも、提案したDAB方式双方向DC/DCコンバータが指令値通りに電力を制御できることを確認した。また、HVDC回路の直流電圧も一定に維持され、提案システムの電力制御特性の有効性が確認できた。

6-256

双極直流送電における直流事故保護方式の違いが交流系統の周波数に与える影響

◎鈴木蘭丸・清水雅哉・佐野憲一朗（東京科学大学）・石黒崇裕（東芝エネルギーシステムズ）・新井卓郎・窓岩尚史（東芝）

洋上風力発電設備を陸上交流系統へ連系する方法として, 多端子直流送電システム(直流系統)がある。直流系統における送電線事故に対する保護手法は, 直流遮断器を用いて停電範囲を限定して事故除去を行う選択事故遮断と, 交流遮断器を開放して直流系統全域を停電させた後に, 断路器で事故区間を除去する非選択事故遮断に大別される。非選択事故遮断では, 交流遮断器の開放により発電設備が停止するため, 運転継続を可能にする新しい手法が提案されている。しかし, これら保護方式の違いが交流系統の周波数特性に与える影響は明らかでない。そこで本研究では, 4機2負荷の交流系統を双極3端子直流送電システムに接続し, 保護方式による送電電力の違いが周波数最低点（Nadir）に与える影響を比較した。

6-257

需要家内直流マイクログリッドにおけるDC/DCコンバータ設置位置の検討

◎杉谷真実・青木 睦（名古屋工業大学）・藤田 悠・中川雅也・小林 浩（トーエネック）

需要家内直流マイクログリッドにおいて，電源を負荷から遠方に設置する際の配線インピーダンスによる電圧降下とPV出力低下を抑えるため，DC/DCコンバータの設置位置を検討した。SimulinkモデルでPV₂を負荷から1 km離して配置し，①PV₂近傍②中間③負荷近傍の3条件を比較した。電圧指令値差による潮流制御を適用し，PV330 V，BT325 V条件で負荷10 kWの出力を評価した。その結果，①②では母線電圧との差が縮小しPV₂出力が低下した一方，③ではPV₁と同程度の出力を維持できた。さらに，DC/DCを負荷側に置くことで電圧降下の影響を低減できた。負荷側配置が遠方電源の有効利用に有効である。

6-258

センサ内蔵開閉器を用いた短絡点推定手法の一考察

○児玉安広（産業施術総合研究所）・植村 篤（葛尾創生電力）

配電線で短絡が発生した場合、電力供給再開には短絡点の発見と除去が必要である。現在は過電流表示器の通過状況を目視確認して短絡点を特定するが、時間を要することが課題である。著者らは交流電圧印加やスマートメータを用いた推定手法を検討してきた。今回、短絡時にセンサ内蔵開閉器で測定される電圧と電流の位相差から短絡点を推定する手法を提案する。本手法は既存のSWSを活用し、効率的な短絡点推定を可能にする。

6-259

サージ電圧を用いた配電線地絡事故の標定手法確立に向けた一考察

○土井佑太・宮本卓也・廣瀬健太郎（東光高岳）

配電線に地絡事故が発生した際，電力会社は事故点除去や早期停電復旧を実施するが，その事故点の探査に多くの時間と労力を費やしている。この問題の解決のため，これまでセンサ内蔵開閉器や変電所で計測されたデータを活用した地絡の事故点標定手法の検討が進められてきたが，標定精度に課題がある現状となっている。
このような中，データ社会化が進み，今後次世代スマートメータなどの普及により大量かつ面的にIT開閉器よりも高解像度データの取得が容易になると想定される。
本稿では，これらのデータが取得できることを想定し，模擬配電線を用いた地絡事故実験を行い，高解像度データの取得および解析を試みたので報告する。

6-260

太陽光発電システムを用いた直流電路の短絡検出に関する実験的検討

◎中川雅也・藤田 悠・小林 浩・中谷柊斗（トーエネック）・岩田邦男・多田 玲・今西祐介（中部電力）・長谷川幹也・渡邉侑暉・飯岡大輔（中部大学）

近年，直流で発電し直流で給電する直流給電が注目されているが，短絡事故時において，保護協調を考慮した保護方法の確立には至っていない。そこで，筆者らは直流グリッドの短絡時における保護協調を考慮した保護方法として，「仮想短絡電流」を用いた新たな手法を検討している。本稿では，「仮想短絡電流」の有効性を確認するため，PV用のDC/DCコンバータを用いた直流電路を用いて短絡試験を実施した。その結果，短絡検出には，回路電圧の低下を補正した仮想短絡電流を用いることが有効であることを確認した。仮想短絡電流を過電流判定に用いて協調をとることで，直流グリッドの保護協調を達成することができると考えられる。

6-261

再生可能エネルギー導入地域マイクログリッドにおける短絡検出対策の検討

○吉山和宏・森田真矢・宮崎 輝（東京電力ホールディングス）・井上稔也（明電舎）・山本燎弥（三菱電機）・鍵田昌幸（三菱電機ソフトウエア）・森脇 滉（電力中央研究所）・内山慎距（東京電力パワーグリッド）

昨今，地震や台風等により大規模停電が発生し，電力インフラのレジリエンス強化の重要性が認識されている。この対応として既存配電線を活用した地域マイクログリッドの構築が考えられるが，インバータベースの再生可能エネルギーが主電源の場合は，通常系統の電源構成と異なるため，課題の洗い出しと対策が必要である。これらの検討のため，2022年6月より東京電力ホールディングスをはじめとした電力会社・研究機関・大学・メーカー・その他法人との産学連携にてNEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構）の「再生可能エネルギーの主力電源化に向けた次々世代電力ネットワーク安定化技術開発（STREAMプロジェクト）」事業にて，将来の再エネ主電源地域MG導入の円滑化に向けて検討を進めている。本稿では，特に対策が難しいと考えている二相短絡保護・保護協調の検討内容について報告する。

6-262

Operating Principle of the Rule Based Harmonic Score Index DSI scheme for Feeder Fault Detection

◎Buchizya Kumwenda・Ryoichi Hara・Nobuaki Kawashima・Hiroyuki Kita（Hokkaido University）

Traditional protection schemes in radial distribution networks become ineffective in inverter-dominated microgrids due to limited fault current contribution, phase-angle uncertainty, and the reduced effectiveness of overcurrent, directional, and distance protection in short feeders. This paper proposes a communication-free, two-terminal feeder protection scheme based on a Rule-Based Harmonic Dominance Score Index (DSI), where controlled harmonic injection by inverters enables fast fault discrimination in the harmonic domain. By embedding harmonic dominance as an accelerating function in relay operating time, near-simultaneous tripping is achieved without pilot channels, even with relay-specific harmonic sets. MATLAB/Simulink studies confirm fast, selective operation within recommended protection limits.

6-263

IBRを主電源とする自立運転マイクログリッドにおける保護方式に関する基礎検討

○西村修一・原 亮一・川島伸明・北 裕幸（北海道大学）

本稿は、IBRを主電源とする自立マイクログリッドの保護方式に関する基礎検討である 。IBRの過電流抑制機能により短絡電流が制限されるため、従来の過電流リレー(OCR)のみでは保護が困難となる懸念がある 。そこで、OCRと距離リレー(DR)のAND条件による判定を提案し、DRには地絡抵抗や電流抑制の影響を考慮して四辺形特性を採用した 。シミュレーションによる検証の結果、従来の円特性では検出困難な高抵抗地絡事故においても、提案手法であればインピーダンス軌跡を捉え、確実に事故検出が可能であることを確認した。

6-264

系統のインバータ電源の増加が保護リレーに及ぼす影響の検討

◎鈴木悠夏・三ツ木康晃・馬場旬平（東京大学）・安部晃平・伊藤悠基（中部電力パワーグリッド）

再生可能エネルギーの導入拡大により，系統におけるインバータ連系電源（IBR）の比率が増加している。一方、IBRの電流源的な出力特性が事故電流の減少や位相変化をもたらし、保護リレーにおける事故検出の不確実性を増加させる可能性も指摘されている。保護リレーから見て末端側にIBRが導入された場合の検討例はいくつかあるものの，系統上流側のIBR比率上昇に着目した検討は十分でない。そこで本研究では，系統上流のIBR比率が増加した低短絡容量系統において1回線送電線で事故が発生した場合を想定し，フェーザ理論に基づく解析により過電流リレーおよび距離リレーへの影響を評価した。

6-265

送配電線用非接触センサー出力低下における流水による検討

◎武藤壮海・雪田和人（愛知工業大学）・谷口謙悟（日本高圧電気）

現代社会において、家庭への電力送配電の安全性は生活インフラの根幹を支える重要な要素である。送配電線の多くは屋外に敷設されており、近年の地球温暖化に伴う激甚化した台風やゲリラ豪雨、さらには落雷といった自然災害が頻発することで、送電線の短絡事故が増加し、電力の安定供給が脅かされている。
こうした状況下で、電圧を非接触で検知する「非接触電圧センサー」は、電力網の運用・保守において欠かせない装置である。しかしながら、センサー表面への雨水や経年による汚れの付着は、センサーと導体間の状態を変化させ、測定信号の減衰を招くことが知られている。そのため本検討ではセンサーに水が流れることで瞬間的に出力電圧が減少の防止策を検討した。

6-266

非可換幾何学に基づく電圧フリッカの解析

○関 建平（三菱電機）

本研究では，電力系統の電圧波形に含まれる低周波成分(0〜0.5Hz:系統動揺，0.5〜35Hz:電圧フリッカ)および，定常状態で主に存在する奇数次高調波に着目し，電圧フリッカの定量評価手法を拡張した。従来，IEC規格における電圧変化率(ΔV/V)の評価には，フーリエ変換や統計的手法が用いられてきた。著者は非可換幾何学に基づく非可換交N元数を用いた新しい周波数計測法を提案する。実測データの解析により，提案手法で得られる周波数変動係数が電圧変化率の上位互換指標となることを確認した。そこで，この周波数変動係数を非可換変調係数として定義し，スペクトル解析を行うことで，電圧フリッカに起因する変調周波数と側波帯ペアを定量的に特定できることを示した。本論文では，計測プロセスの詳細と実測例に基づく検証結果を報告する。

6-267

プロセスバスシステムを適用した保護・監視制御システムの導入

◎西 慎太郎・小林博之・竹下洋介・岡久 篤（関西電力送配電）・北村律子・能勢陽太郎・菊崎朋祐（東芝エネルギーシステムズ）

関西電力送配電では2014年以降、配電用変電所LAN型監視制御システムを適用し、監視・制御機能のディジタル化を進めてきた。一方で、変電所構内におけるディジタル化の範囲は限定的であり、通信仕様には独自フォーマットを採用してきた。近年、国内では変電所構内の機能仕様および通信仕様の統一を目的として、国際標準規格IEC 61850の適用検討が加速している。そこで、保護情報を含めた構内全体のディジタル化を目的として、新設変電所にプロセスバスシステムを適用したIEC 61850準拠の保護・監視制御システムを開発し、フルディジタル変電所を導入した。本稿では、本システムの構成、機能仕様および伝送仕様の概要について報告する。

6-268

変電所IEC 61850 MMS通信のサイバーセキュリティ対策

◎プラカシニキル・アンディアントニウ・永田淳也・金田啓一・大久保光之（東芝エネルギーシステムズ）

本稿では，変電所監視制御システムにおける通信および操作のセキュリティ向上を目的として，認証サーバを基盤としたTLS相互認証および役割ベースアクセス制御方式を実装・評価した。IEC 61850に基づくMMS通信に対し，IEC 62351-3および62351-4に準拠したTLS 1.2通信を適用し，機器証明書による相互認証と通信の暗号化を実現した。また，IEC 62351-8に基づき，利用者証明書に含まれる役割情報を用いたアクセス制御を実装した。評価の結果，正当な機器間のみでの安全な通信確立および，権限を有しない利用者の操作拒否を確認し，本方式の有効性を示した。

6-269

負荷の需要規模および連系位置が系統認識型保護リレーに与える影響

石川颯祐・○青木 睦（名古屋工業大学）・川副隆一（中部電力パワーグリッド）・天雨 徹（東京都市大学）・大谷哲夫（名古屋工業大学）・小島一浩（中部電力パワーグリッド）・對馬宏介（名菱電子）

フルデジタル変電所における装置状態データおよび変電所間通信を活用し，系統状態に応じて後備保護動作を柔軟に変更する系統認識型保護リレーについて，負荷条件が与える影響を検討した。一回線送電系統モデルを用い，負荷の連系位置，需要規模，力率を変化させ，変電所で演算される測距インピーダンスを解析した。その結果，負荷が特定位置に接続された場合，負荷需要の増加により測距インピーダンスが低下し，力率に応じて抵抗成分およびリアクタンス成分への影響が異なることを確認した。本方式においては，負荷条件を考慮した整定検討が重要であることを示した。

6-270

無線通信および仮想化を用いた過負荷監視装置の内製化

◎盛重信芳・川副隆一・一瀬 賢・福岡賢明・井戸田 勇（中部電力パワーグリッド）

近年，自然災害の激甚化に伴い，災害時の迅速復旧など電力レジリエンスの強化が重要視されており緊急時おいては仮設設備による復旧が必要となる。一方で仮設設備はその緊急性から，設置環境や設置条件が限定されるため，恒久設備と同等の遠隔監視システムの適用が困難となる。その結果，運用信頼性が低下するおそれがあり，保守員による現地での直接監視で対応することもある。一方でこの対応は長期監視に劣後するといった課題を内在している。そこで，今回は仮設設備にも実装可能であり迅速復旧と運用信頼性の維持を両立可能な仮想化ならびに無線通信を適用した簡易的な監視装置を内製化したため，本論文にて報告する。

6-271

次世代ディジタルリレー（GR300）の開発

◎薬師寺由衣・寺谷一星・河野史生・白川紘之・岡田和也・田窪喜光（東芝エネルギーシステムズ）

当社は2008年に長期供給性の確保・信頼性向上・運用保守性の向上を図ったD4リレーを開発し，保護リレーの高信頼化，高機能化に努めてきた。現在は，IEC 61850を適用するディジタル変電所や海外メーカー製リレーの導入が進み，D4リレー開発時とは異なる状況である。当社は，運用保守LANなどの国内要求仕様にも対応しつつ，海外市場にも投入できる新しいリレーの開発が必要であると考える。これまでの国内外市場で培った技術および品質向上施策を結集し，次世代機種として「GR300」の開発を完了した。本稿では，GR300の開発コンセプトと構成について報告する。

6-272

HVDC連系された風力発電設備の周波数調定率制御の効果検証

◎WEIHAO YAO・清水雅哉・佐野憲一朗（東京科学大学）・横山彰大・藤ノ木俊宏・春日 衛・太田文彦（東京電力ホールディングス）

風力発電設備には周波数変動に対して出力を調整する周波数調定率制御が規定されている。一方で高圧直流送電（HVDC）を介して風力発電を連系する場合，周波数を陸上から洋上に伝送する必要があり遅れを伴うため，その影響は明らかになっていない。そこで本研究では，HVDCを介して陸上系統の周波数情報を洋上系統へ伝達し，洋上風力発電設備に周波数調定率制御を適用した場合の周波数安定化効果をシミュレーションにより検証した。その結果，通信遅延が100 msの場合には直接交流連系と同等の周波数抑制性能が得られ，500 msでも軽微な振動は生じるものの周波数低下・上昇のいずれにも有効に機能することを確認した。以上より，通信により系統周波数を洋上側変換器へ伝送することで，HVDC連系された風力発電設備における周波数調定率制御は有効に動作し，周波数安定性向上に寄与することを示した。

6-273

直流送電で接続された洋上風力発電における周波数調定率制御と高速周波数応答の比較

◎馬場耀生・清水雅哉・佐野憲一朗（東京科学大学）・春日 衛・横山彰大・藤ノ木俊宏・太田文彦（東京電力ホールディングス）

従来の風力発電システムは風況により発電電力が決まり，周波数調整力を持たない。将来的にこうした電源の割合が増えれば，系統周波数制御が困難になることが懸念される。このため，グリッドコードでは風力発電に周波数調整機能を付与するようになり，周波数調定率制御やIBFFRが規定されている。しかし，洋上風力発電設備がHVDCシステムを介して交流系統へ連系される場合に，風力発電の周波数制御手法が系統へ及ぼす影響については検討例が少ない。そこで本研究では，周波数調定率制御と IBFFR の2つの制御手法について，HVDCシステムを介して連系された場合の周波数改善効果を比較検討した。

6-274

洋上風力発電が接続するHVDCでのブレーキチョッパを用いた交流系統の同期安定性の改善

◎駒屋敬介・清水雅哉・佐野憲一朗（東京科学大学）・藤ノ木俊宏・横山彰大・春日 衛・太田文彦（東京電力ホールディングス）

近年，再生可能エネルギー導入の進展に伴い，洋上風力発電（WPP）の大規模導入が期待されている。洋上風力発電を陸上交流系統と連系する際，連系点が遠隔となる場合には，長距離送電に適した直流送電（HVDC）が利用される。一方，HVDCが連系される陸上交流系統では，送電線の熱容量に加えて同期安定性の制約を受けるため，連系できる発電設備の容量が制限される場合がある。本研究では，HVDCに備えられたブレーキチョッパ（BC）を活用し，陸上交流系統事故時にHVDCの送電電力を高速に抑制することで，同期安定性を改善する過渡安定度向上制御を提案する。シミュレーションにより，提案制御が事故時の同期発電機の相差角拡大を抑制し，送電可能電力を増加させることを確認した。

6-275

500kV統合型事故波及防止リレーシステムの開発

○遠藤拓哉・木幡廉之・伊藤 秀・大條由和（東北電力ネットワーク）・犬塚直也・石井拓実・山嵜朋秀・吉本早織・山田郁夫（東芝エネルギーシステムズ）

日本国内において，電力取引活性化および再生可能エネルギーの大量導入に対応するためにネットワーク設備の増強が進められている。その施策の一つとして，風力発電などの電源が大量に導入される見込みの東北エリアと，電力需要が大きい東京エリア間の第二連系線新設が計画されており，将来断面において東北－東京エリア間の連系線は電力需要が大きい東京エリアに向けてより一層南流方向に重潮流送電となる。
このような条件の下，東北エリアにおいて500kV送電線ルート遮断などの過酷な系統事故が発生した場合，複合的な系統不安定現象が発生する。これらの系統不安定現象を総合的に解消するため，統合型事故波及防止リレーシステム（Integrated System emergency Preventive Controller for 500kV system(略称：ISPC)）の開発を進めている。
本稿では，ISPCの開発背景と概要，システム構成および外部系統縮約手法について報告する。