本章で提案する BESS 及び HPWH の運用方法

BESS 及び HPWH を導入する住宅では，BESS は，夜間の安価な電気料金を用いて系統 から充電し，電気料金が高く設定されている昼間に放電，HPWH は夜間に蓄熱し，日中給 湯するロードレベリング運転が一般的に採用されている。

しかし本章においては，PV の出力抑制を回避するための運用を行うため，ロードレベ リング運転とは異なる時間帯に BESSの充放電及びHPWH への蓄熱を行う。具体的運転方 法は，以下のとおりである。

① 日中の系統電圧上昇による PVの出力抑制発生時に，PV の逆潮流電力を BESS に 充電，若しくは HPWHへの蓄熱。（両者併用も含めて，以降この運用を本章におけ る PVの出力抑制回避運転と定義）

② 日没から翌朝までに PVの出力抑制回避運転を実施するための必要充電状態（State

of charge：SOC）に設定するため BESSを充放電

この運用に対する定量的評価を行うため，(5.1)式に示すとおり，1 軒平均年間電気料金 収益 BIMPの最大化を本章の目的とする。

] [ Objective of Evaluation Method

) ( B

_IMP

Maximum

(5.1) ここに，BIMP：1軒平均年間電気料金収益（円／Year）

以下，年間の電気料金収益BIMPの算出方法を，(5.2)式から(5.10)式を用いて説明する。

) (

1

d Load d

PV D

d

IMP

C C

B   



(5.2)

d D d

ME d

M d

Load

C C C

C   

(5.3)

108







^N

n T T

n PV d

d PV

e

v t dt

C

1

,

23 0

) ( N Re

60 ・

・



(5.4)



 







 

) ( )

( )

( )

(

) ( )

( ) 0

(

Re

_{, , , ,}

, ,

,

t P t P t

P t P

t P t t P

v

_dn

cons n

d PV n

d cons n

d PV

n d cons n

d n PV

d (5.5)

) ( )

( )

( )

(

^{, , ,}

,

t P t P t P t

P

_cons^dn



_L^dn



_BESS^dn



_HP^dn (5.6)





 





^N

n T T

n d Lall N

n T T

n d Lall d M

M

e

e

P t dt P t dt

C

1

, 1

, ²³

23 6

0

) ) ( )

( N (

60 ・

・

β

(5.7)





 





^N

n T T

n d Lall N

n T T

n d Lall d ME

ME

e

e

P t dt P t dt

C

1

, 1

, ²³

17 9

7

) ) ( )

( N (

60 ・

・

β

(5.8)







^N

n T T

n d Lall d D

D

e

P t dt

C

1

,

16 10

) N (

60 ・

・

β

(5.9)



 







 

) ( )

( )

( )

(

) ( )

( ) 0

(

_{, , , ,}

, ,

,

t P t P t

P t P

t P t t P

P

_dn

cons n

d PV n

d PV n

d cons

n d cons n

d n PV

d

Lall (5.10)

ただし，C^dPV: 1 軒平均 1 日の売電収入(Yen/day)，C^dLoad：1 軒平均 1 日の買電支出 (Yen/day)，C^dM: 買電単価β_M が適用される時間帯の1軒平均1日の買電支出(Yen/day)， C^dME: 買電単価β_ME が適用される時間帯の 1軒平均 1日の買電支出(Yen/day)，C^dD:買 電単価β_D が適用される時間帯の1軒平均1日の買電支出(Yen/day)，Rev^d,n：1軒の逆 潮 流 電 力(kW)，P^d,nPV：1 軒 の 発 電 電 力(kW)，P^d,ncons：1 軒の 消 費 電 力(kW)，P^d,nL： BESS,HPWH を除いた1軒の負荷電力(kW)，P^d,nBESS：1軒のBESSの充放電電力(kW)， P^d,nHP: 1軒のHPWH の消費電力(kW)，P^d,nLall：1軒の電力会社からの受電電力(kW)， α_PV: 住宅用 PV の余剰電力売電単価 37(Yen/kWh)，β_M: 深夜時間帯(時刻 T0から T6e

及び T23から T23e)の住宅の買電単価 12.16(Yen/kWh)，β_ME: 朝，夜(時刻 T7から T9e及 び T17からT22e)の住宅の買電単価 25.92(Yen/kWh)，β_D: 日中(時刻T10からT16e)の住宅 の買電単価 31.64(Yen/kWh)，ただし，7月 1日から 9月 30 日は 38.63(Yen/kWh)，d： 2006 年 7 月 3 日を基点とした延べ日数(d=1,・・・,D)，n：住宅番号(n=1,・・・,N)， T₀：0時0分，T_6e：6時 59分，T₇：7時 0分，T_9e：9時 59分，T_16e：16時59分，T₁₇： 17 時0分，T22e：22時 59分，T23：23時 0分，T23e：23時59 分，t：時間

109

1軒平均年間電気料金収益BIMPは(5.2)式に示すとおり，1軒平均 1日の売電収入C^dPVと 買 電 支 出 C^dLoad の 差 の 年 間 の 総 和 と 定 義 す る 。 た だ し ，C^dLoad は(5.3)式 に 示 す と お り C^dM,C^dME,C^dDの和で定義する。

C^dPVは，(5.4)式に示すとおり，逆潮流電力 Rev^d,nの 1 日の積分値の全軒平均値と余剰電

力の売電単価α_PVの積と定義する。60 で除しているのは，取り扱うデータが全て1分間隔 の値であることから，Wh換算のために実施している。

Rev^d,nは(5.5)式に示すとおり，PV の発電電力 P^d,nPVが住宅全体の消費電力 P^d,nconsを上回 った場合の両者の差と定義する。P^d,nconsは(5.6)式に示すとおり，住宅内負荷電力 P^d,nL，BESS への充電電力 P^d,nBESS及び HPWH の消費電力 P^d,nHPの和で定義する。ただし(5.6)式におい て，P^d,nBESSは放電側をプラスとしたため，符号が反転している。

C^dM,C^dME,C^dDは電気料金の変化に応じた 1 軒平均の 1 日毎の時間帯別支出であり，C^dM

は(5.7)式に示すとおり (5.10)式に示す電力会社から受電する電力 P^d,nLallの深夜時間帯の積 分値の 1 軒平均値と同時間帯の買電単価β_Mの積と定義する。C^dMEは(5.8)式に示すとおり P^d,nLallの朝夕時間帯の積分値の1軒平均値と同時間帯の買電単価β_MEの積と定義する。C^dD

は(5.9)式に示すとおり P^d,nLallの日中の積分値の 1 軒平均値と同時間帯の買電単価β_Dの積 と定義する。

α_PVには，10kW未満のPVシステムに適応される 2014 年度売電単価37円/kWh^(5-5)を適 用する。BESS からの放電により逆潮流電力量を増やすダブル発電^(5-5)は実施しない。β_M, β_ME,β_Dには，オール電化住宅を対象として電力会社が販売中の料金メニュー^(5-6)で設定し た買電単価として，β_Mは12.16円/kWh,β_MEは25.92円/kWh,β_Dは 31.64円/kWh(ただし7

月 1日から 9月 30日は38.63円/kWh)をそれぞれ適用する。

全式共通で n は住宅番号，t は時間,d は「集中連系型太陽光発電システム実証研究（群 馬県太田市）^(5-7)」で住宅の発電・負荷が実測された 2006 年7月3 日からの延べ日数をそ れぞれ示す。発電・負荷パターンについては，5.3.1項で詳述する。

また，本研究では PV の出力抑制回避運転を実施する場合としない場合それぞれについ て，PVの出力抑制を定量的に評価するため，(5.11)～(5.17)式を定義する。









_N 

n T T

n d ideal n

n d d

rate all

e

P t dt

SUP I

1

, N

1

,

23 0

) 60 (

1

ISUP 100 ・

(5.11)





^{T e}

T

n d n

d

SUP t dt

ISUP

²³

0

)

,

(

,

(5.12) )

( )

(

^,_'

,

,

P t P t

SUP

^dn



_ideal^dn



_PV^dn

(5.13)

110









_N

n T T

n d ideal n

T dn

d rate all

e e

dt t P

dt t SUP

IMP

1

, N

1 T

,

23 0 23 0

) (

) ( IMPSUP 100 ・

(5.14)

) ( )

(

^,_'

, '

,

P t P t

IMPSUP

^dn



_PV^dn



_PV^dn

(5.15)





^{T e}

T

n d

HP BESS n

d HP

BESS

SUP t dt

ISUP

²³

0

) 60 (

1

_,

_ ,

_

(5.16) )

( )

(

^,

, ,

_

SUP t IMP t

SUP

_BESS^dn _HP



^dn



_SUP^dn

(5.17)

ここに，IallSUP^drate:コミュニティ全体の1日のPV の出力抑制率(%)，ISUP^d,n：1軒・1 日に発生する PV の出力抑制量(kWh/day)，SUP^d,n:全軒で PV の出力抑制回避運転を実 施しない場合の電圧上昇による 1 軒の PV の出力抑制損失(kW)，P^d,nideal: 送り出し電 圧が低く全軒で電圧上昇による出力抑制が発生しない場合の 1 軒の PV の発電電力 (kW)，P^d,nPV’: 全軒でPVの出力抑制回避運転を実施しない場合の 1軒のPVの発電電 力(kW)，IMPallSUP^drate:コ ミ ュ ニ テ ィ 全 体 の 1 日 の PV の 出 力 抑 制 回 避 率(%)， IMPSUP^d,n: PV の出力抑制回避運転実施時の 1 軒の PV の出力抑制回避電力(kW)，

ISUP^d,nBESS_HP:PVの出力抑制回避運転実施時に残存する1軒・1日のPVの出力抑制量

(kWh/day)，SUP^d,nBESS_HP:PVの出力抑制回避運転実施時に残存する1軒のPVの出力抑

制電力(kW)

コミュニティ全体の1日のPVの出力抑制率IallSUP^drateは，(5.11)式に示すとおり，各住 宅の1日の出力抑制量ISUP^d,nの全軒の総和を全軒で出力抑制が発生しない場合のPVの発

電電力P^d,nidealの1日の積分値の全軒の総和で規格化した値と定義する。ただし ISUP^d,nは，

(5.12)式に示すとおり，PV の出力抑制回避運転を実施しない場合の PV の出力抑制電力

SUP^d,nの1日の積分値と，SUP^d,nは(5.13)式に示すとおり，P^d,nidealとPVの出力抑制回避運 転を実施しない場合の PVの発電電力P^d,nPV’の差とそれぞれ定義する。また，PVの出力抑 制回避運転実施時のコミュニティ全体の 1 日の出力抑制回避率 IMPallSUP^drateは，(5.14)式 に示すとおり，1 軒の PV の出力抑制回避電力 IMPSUP^d,nの 1 日の積分値の全軒の総和を

P^d,nidealの1日の積分値の全軒の総和で規格化した値と定義する。ただしIMPSUP^d,nは(5.15)

式に示すとおり，実際の PVの発電電力P^d,nPVとPVの出力抑制回避運転を実施しない場合 の PV の発電電力 P^d,nPV’の差と定義する。また，PV の出力抑制回避運転時に残存する 1 軒・1日の出力抑制量

ISUP

^d,nBESS_HPは，(5.16)式に示すとおりPVの出力抑制回避運転時 に残存する1軒のPVの出力抑制電力SUP^d,nBESS_HPの1日の積分値とし，SUP^d,nBESS_HPは，

(5.17)式に示すとおり1軒のPVの出力抑制電力SUP^d,nとPVの出力抑制回避電力IMPSUP^d,n

111 の差とそれぞれ定義する。

ドキュメント内 太陽光発電設置住宅群の出力抑制回避手法 に関する研究 (ページ 113-117)