発電出力予測の不確実性を考慮した蓄電池併設型風力発電所の 確率論的計画発電手法に関する検討

摘要

近年，化石燃料の枯渴ゃ二酸化炭素排出量の増加などの問題を解決する手段として，再生可能エネルギー（RE: Renewable Energy, 以下RE)である太陽光発電や風力発 電が注目されている。風力発電は他のRE電源に比べ，発電 コストが低いため，将来的には調整力のある火力発電と同 等の発電コストになると想定されている。我が国において も，2000年時点では総設備容量，総設置基数は各々 143,744[kW], 434基であつたが，2014年時点には 2,936,306[kW], 2034基まで導入が進hでいる。平成17 年3月に独立行政法人新エネルギー•産業技術総合開発機 構(NEDO: New Energy and Industrial Technology Development Organization, 以下NEDO)が報告した「風 力発電ロードマップ検討結果報告書」では，2020年の導入 目標を10[GW], 2030年には20[GW]としている。加えて， 日本風力発電協会が平成20年と22年に公表したロー ドマ ップでは，導入目標は2020年に8〜12[GW], 2030年には 13〜28[GW]としており，今後も急速に導入が進むと考えら れる。しかし，太陽光発電や風力発電は自然変動電源と呼 ばれ，天候や季節によつて発電量が変動するという特徴が ある。このような電源が電力系統に大量に導入されると，従 来の需要変動に加え，REの出力変動が加わり，周波数変動 が増大する恐れがある。また，REの導入促進により，周波 数調整力を有する既存の電源が停止するため，周波数調整 力を確保することも困難となる。特に，風力発電所（WF:Wind Farm,以下WF)の大量連系によって，夜間の火力 発電低出力運転時にWF発電出力（以下，WF出力）が変動 すると，火力発電機は最低出力制約のため，出力を下げるこ とが出来ず，需給バランスが維持できなくなる，いわゆる下 げ代不足が生じることも考えられる。したがって，今後日本 の電力システムにおいてWFの大量導入を達成するために は，WF出力の制御が必要となる。