太陽光発電に搭載する FRT 機能の経済効果～全国大で太陽光発電 53GW 普及時に 1 兆 3,000 億円の効果～太陽光発電（ PV）への FRT 機能の搭載が系統連系規程（ JEAC 9701-2012）で要件化されました。FRT 機能はどれくらいの経済効果があるのでしょうか？ ※FRT（Fault Ride Through）：系統擾乱時の PV 運転継続機能技術開発研究所電力品質チーム谷川知也さん FRT 機能の効用 1.4 1.2 普及相当）に 3 相地絡故障（故障継続時間 70ms） 1 を発生させたときの系統電圧のシミュレーション結果を図 1 に示します。FRT 機能がない場合，電圧低下系統電圧（p.u.） 7.5GW の PV が連系するある系統（全国大 53GW で PV が大量に脱落（電圧低下率 20％で脱落と想く，無効電力消費が大きい状態となり，系統電圧を不安定化させます。FRT 機能により PV を脱落させないことが誘導機減速の抑制につながり，電圧の不安定現象を回避します（図 2）。 0 0.6 故障除去後の電気トルク（ＦＲＴ機能搭載） 0.5 〃電気トルク（ＦＲＴ機能なし－ＰＶ脱落）機械トルク 0.4 定常時（安定点） 0.3 0.2 不安定平衡点（故障除去直後のモーターの回転数がこの点より低いと定常時の安定点には戻れない） 0.1 0 0.9 0.95 1 FRT機能なしPVにSVCを追加 1.2 系統電圧（p.u.） 1 SVCなし SVC 60% SVC 70% SVC 80% 0.8 0.6 0.4 （5.47GW）の SVC が必要と試算されます。これは 0.2 1,640 億円の設備投資に相当します(SVC の単価を 0 済効果のある機能なのです。 0.85 1.4 そこで，FRT 機能の効果を SVC の導入回避量から 1 兆 3,000 億円にもなります。FRT 機能は非常に経 5 図 2 誘導機負荷の不安定現象の説明 SVC 量が増加すると電圧回復を速めます（図 3）。 3 万円/kVA として計算)。これを全国大で見積もると 4 誘導機負荷の角速度ω (p.u.) SVC は電圧回復を助ける電力設備のひとつで，秒で 0.8 まで回復させるには， PV 導入量の 75％ 3 FRT機能を搭載したPVの方が電気トルクが大きいため誘導機負荷は減速しにくい 0.7 FRT 機能の経済効果のない PV だけで構成された場合に，系統電圧を 1 2 時間（sec） 0.8 0.8 経済的に評価してみます。前出の系統が FRT 機能 1 図 1 系統故障除去後の系統電圧（SVC なし）誘導機負荷の電気トルクと機械トルク (p.u.) 去後，誘導機負荷は減速して有効電力消費が小さ電圧不安定発生 -1 誘導機負荷による電圧不安定現象 50%強を占めていることがわかっています。故障除 0.4 0 搭載した PV は電圧回復しています。観測データ分析から誘導機負荷(モーター)が負荷の PVなし FRT機能搭載PV FRT機能なしPV 0.6 0.2 定）してしまい，電圧回復できませんが，FRT 機能を図 1 の理由を説明します。北陸系統における瞬低電圧不安定回避 0.8 -1 0 1 2 時間（sec） 3 図 3 SVC 量と系統電圧（※SVC 量は PV 導入比） 4 5