太陽光発電の出力制御について

太陽光発電の出力制御とは、電力会社が発電設備から電力系統への出力を一時的に停止あるいは抑制することです。

2012年の再生可能エネルギーの固定価格買取制度(FIT)により、太陽光発電や風力発電をはじめとする発電設備は、資産価値の高い設備として導入され始めました。しかし、再生可能エネルギーが急速に普及したために電力の供給が増加し、需要を上回ってしまうことが懸念されはじめました。

出典：資源エネルギー庁「固定価格買取制度の運用見直し等について」

電力会社から供給する電力は、需要の大きさと一致させていなければいけません。
もし、この需要と供給のバランスが崩れてしまうと周波数を保てなくなり、電力の安定供給に支障をきたします。最悪の場合、故障や大規模な停電が起こる恐れもあります。

電力会社が安全かつ安定な電力供給を行い続けるためには、供給過多を避けるために発電設備からの出力を制限し、受け入れる電力をコントロールする必要があります。

出力制御の目的として、電力会社が消費者に対し安定した電力供給を行うことの他に、再生可能エネルギーの導入を拡大させることが挙げられています。

太陽光発電は、天候に左右され発電量を調整できず、貯めることもできません。そのため、出力制御しない場合は、接続可能量※は最も需要が少ない状況が基準となります。つまり、電力をたくさん売ることができる状況であっても、定められた基準が低いために売電機会を逃してしまうことになります。

しかし、出力制御する場合であれば、最も需要の少ない状況で出力制御を行い、需要の多い状況では出力制御を行わずに発電できるため接続可能量が増加します。
これにより、多くの発電設備を系統に接続することができるようになります。

※「接続可能量」：系統へ接続可能な発電量のことです。接続可能量は地域により異なります。

2015年1月に再生可能エネルギー特別措置法の一部改定に伴い、太陽光発電における「出力制御ルール」が変更されました。太陽光発電の出力制御ルールには3種類があり、適用されるルールは地域や設備容量によって異なります。

国から指定電気事業者に認定された電力会社が、接続申込みが接続可能量を超えた場合、 それ以降に接続申込みをした発電設備を対象に上限時間なく無補償で出力制御を要請できるルールです。

制御方法：スケジュールによる出力制御
※60kV以上の場合は、系統連系規定により専用回線による出力制御となります。

電力会社が出力を抑制しても電力供給が需要を上回る場合、年間360時間を上限に無補償で出⼒制御を要請できるルールです。

制御方法：現地操作による出力制御
※スケジュール制御が行える場合もあります。
※60kV以上の場合は、系統連系規定により専用回線による出力制御となります。

電力会社が出力を抑制しても電力の供給が需要を上回る場合、500kW以上の発電設備に対してのみ年間30日を上限に無補償で出⼒制御を要請できるルールです。

※2015年1月25日以前に接続申込みをした発電設備のみ適用されます。

制御方法：現地操作による出力制御
※スケジュール制御が行える場合もあります。
※60kV以上の場合は、系統連系規定により専用回線による出力制御となります。

指定ルールが適用される発電設備では、スケジュールによる出力制御を行います。
※360時間ルールと30日ルールでも条件が合えば、スケジュール制御が行える場合もあります。

電力会社の電力サーバから配信される出力制御スケジュールに則って出力制御を行う方式です。出力制御スケジュールは2種類あり、それぞれ運用方法が異なります。

出典：太陽光発電協会・日本電気工業会・電気事業連合会「出力制御機能付PCSの技術仕様について」

固定スケジュール型

電力会社から配信される固定スケジュール※を手動で取得し、現場の発電設備に出向いて出力制御ユニットに適用（年に1回以上）することで出力制御を行います。
固定スケジュールは、最大400日分の制御予定が年間設定されたスケジュールです。

更新スケジュール型

電力会社から配信される更新スケジュールを出力制御ユニットが取得し、予めバックアップスケジュールとして設定した固定スケジュールを部分的に自動更新して出力制御を行います。

売電機会の損失を防ぐ遠隔監視

電力会社が定める仕様では、出力制御の対応案件（66kV未満）にて通信異常が起きた場合、発電停止になる可能性があります。異常に気付けずに放置された場合、売電ができない状態が続きます。そのため、遠隔監視で異常を素早く把握し、売電機会の損失を防ぐことが重要となります。

出典：九州電力「出力制御機能付PCS（66kV未満）技術仕様書」

「出力制御ユニットとPCS（狭義）間の通信」と「出力制御ユニットの状態」を遠隔から監視できれば、異常を早期発見・対処することで発電機会の損失を抑えることができます。

出典：九州電力「出力制御機能付PCS（66kV未満）技術仕様書」

更新スケジュールで出力制御を行っている場合、通信が途絶えたままだと出力制御値が多い固定スケジュールが適用されるため、通信異常を早期発見することが重要です。

特別高圧の発電設備は、発電情報取込用の専用通信回線を活用することで出力制御を行う方式です。※60kV以上は、系統連系規定により、専用回線による発電情報取込が連系要件となっています。

360時間ルール（新ルール）と30日ルール（旧ルール）が適用される発電設備に限り、スケジュールによる制御の他、出力制御ユニットを使用せずに現地操作によって出力制御を行う方法があります。

前日に電力会社から出力制御予定が電話・メールなどで連絡が入り、当日に現地に出向いて手動で停止・発電の操作を行う方式です。

出力制御の対象となる設備は、地域や設備容量によって適用されるルールが異なります。

50kW未満であれば、東京電力・中部電力・関西電力の地域は出力制御対応機器の設置義務がありません。その他電力会社の地域では、10kW未満であっても出力制御の対象となり、出力制御対応機器を設置する義務があります。

(※1) 北海道電力、東北電力、九州電力については、既存の接続申込量で接続可能量を超過しており、360時間ルールの対象案件が想定されない。
(※2) いつ時点の接続申込み案件から「接続可能量超過後に接続申込みをしたと認められる案件」となるかについては、各電力会社にお問い合わせください。

(※1) 北海道電力、東北電力、九州電力については、既存の接続申込量で接続可能量を超過しており、360時間ルールの対象案件が想定されない。
(※2) いつ時点の接続申込み案件から「接続可能量超過後に接続申込みをしたと認められる案件」となるかについては、各電力会社にお問い合わせください。
(※3)電力会社の系統の状況によっては、1月25日以前の接続申込み案件であっても、360時間ルールの対象となる場合もあるので、詳しくは各電力会社にお問い合わせください。

(※1) 北海道電力、東北電力、九州電力については、既存の接続申込量で接続可能量を超過しており、360時間ルールの対象案件が想定されない。
(※2) いつ時点の接続申込み案件から「接続可能量超過後に接続申込みをしたと認められる案件」となるかについては、各電力会社にお問い合わせください。
(※3)電力会社の系統の状況によっては、1月25日以前の接続申込み案件であっても、360時間ルールの対象となる場合もあるので、詳しくは各電力会社にお問い合わせください。

(※1) 北海道電力、東北電力、九州電力については、既存の接続申込量で接続可能量を超過しており、360時間ルールの対象案件が想定されない。
(※2) いつ時点の接続申込み案件から「接続可能量超過後に接続申込みをしたと認められる案件」となるかについては、各電力会社にお問い合わせください。
(※3)電力会社の系統の状況によっては、1月25日以前の接続申込み案件であっても、360時間ルールの対象となる場合もあるので、詳しくは各電力会社にお問い合わせください。

出力制御はどのような順番で行われるか？

出力制御は、発電設備の種類ごとに出力を抑制する条件や順番を定めた「優先給電ルール」に則って実施されます。※九州電力で採用されている仕様です。

出典：九州電力「優先給電ルールの考え方について」

需要に対して供給が多すぎる場合、まずは揚水運転（電力を消費して水をくみ上げさせること）で供給調整し、次に発電の調整が行いやすい火力発電などの出力を抑制します。それでも供給が需要を上回る場合は、地域間の電力融通、バイオマス発電の抑制と続き、5番目に太陽光発電と風力発電の出力抑制が行われます。

---