再生可能エネルギーの導入可能量の拡大を目指した大型蓄電技術②
－リチウムイオン電池を活用した西仙台での取組みについて－

2021年4月22日開催の地球温暖化対策推進本部にて、「２０５０年目標と整合的で、野心的な目標として、２０３０年度に、温室効果ガスを２０１３年度から４６パーセント削減することを目指します。さらに、５０パーセントの高みに向けて、挑戦を続けてまいります。」と発表された。エネルギー政策において、再生可能性エネルギーの拡大は重要な課題です。また、再生可能エネルギーの導入可能量の拡大を実施する場合、系統安定化のためにも大型蓄電池の利活用は不可欠要素と考えられています。

前回レドックスフロー電池を用いて、短周期/長周期変動抑制制御及び下げ代不足対策運転等の技術開発を推進した南早来の事例を紹介したが、今回はリチウムイオン電池を用いて、周波数制御効果の評価及び再生可能エネルギー導入拡大効果の定量的評価等を推進した西仙台での事例を紹介します。

実証事業を進めたのは、東北電力株式会社で大型蓄電池としては大型のリチウムイオン電池を採用している。

周波数制御効果の評価の方は、蓄電池システムは火力発電と比較して追従速度が格段に速い半面、充放電容量が限られるという特徴を踏まえ、火力発電による周波数制御と協調して蓄電池を制御することで系統全体の周波数調整力の拡大を図る制御方式を開発し、制御ロジックの妥当性について検証した。一方、再生可能エネルギー導入拡大効果の定量的評価の方は、蓄電池制御実績データや風力発電出力実績データをもとに、将来的な風力発電の導入拡大を想定したシミュレーションを実施し、蓄電池システムによる風力発電導入拡大効果を定量的に評価した。さらに風力連系量が拡大した場合でも、蓄電池制御により需給偏差に相当する必要調整量（ＡＲ）の変動を「連系量拡大前の変動の大きさ」と同程度に抑制できる連系拡大量として導入拡大効果を算定した。さらに、蓄電池導入にあたっての各種課題を明確にしている。

今後、従来の火力発電のみではなく風力発電との協調を考慮した蓄電池制御への活用も期待されている。

【内容】
西仙台変電所に大型蓄電池システムを設置し、以下の検証を実施

• ①蓄電池による周波数制御効果の評価
• ②蓄電池運用の検証
• ③再生可能エネルギー導入拡大効果の定量的評価
• ④蓄電池の性能評価

【概要】

• （１）事業者名　東北電力株式会社
• （２）事業期間　平成25年度～平成29年度
• （３）設置場所　東北電力株式会社　西仙台変電所〔宮城県仙台市〕
• （４）実証設備　リチウムイオン電池（出力：２万ｋＷ、短時間出力：４万ｋＷ、容量：２万ｋＷｈ）（設置面積：約6,000㎡程度）