中国企業、500MWの太陽光発電所で広帯域振動の抑制に成功、世界初の実地テストを実現

中国のある企業が、500メガワットの太陽光＋蓄電プラントにおいて広帯域振動を再現・抑制することに成功し、本技術の世界初となる実地テストとされた。このテストは、合肥に本拠を置く太陽光 PVおよび蓄電システムを手掛ける再生可能エネルギー企業、陽光電源（Sungrow）が実施したものである。このテストは2026年9月に中国・青海省のプラントで行われ、広帯域振動への対応を目的としていた。広帯域振動とは急速な電気的揺らぎであり、再生可能エネルギー系統を実際に不安定化させる可能性がある。さらに、発電設備が電力系統から解列されたり、完全に停止に追い込まれる事態にもつながり得る。

こうした揺らぎは予測が困難なため、これまでは運転中のプラントで再現することが困難とされてきた。陽光電源は、実プラントにおいて意図的に揺らぎを発生させることで、この課題に取り組んだ。陽光電源の首席エンジニア、潘年安氏は次のように説明している。「再生可能エネルギーを真に安定的で信頼性の高い電力源とするには、自律的な障害自己修復能力と系統支援能力を培うことが不可欠である。」

広帯域振動の再現に成功

このテストを行うため、陽光電源のPVインバータを備えた500メガワットのプラントに弱系統条件を造成した。チームは、振動を引き起こす3つの要因として、プラントの出力、短絡比（SCR）、およびインバータ制御パラメータを特定した。彼らはまずこれらのパラメータを調整し、制御された環境下で局所的な広帯域振動の再現に成功した。さらに、PVインバータをさまざまな系統条件下で試験した。陽光電源は同プラントにおいて世界初の振動抑制テストを完了した。

陽光電源の特許取得済み系統強度適応技術は、40ミリ秒以内に現地の系統強度を識別した。同装置はその後、電圧と周波数を安定化させるよう制御戦略を調整した。この実証ではまた、陽光電源の系統形成制御技術もテストされた。同システムは、既存の系統条件に追従するだけでなく、パワーエレクトロニクスが系統安定性を能動的に支えることを目指すものである。同社によれば、その系統形成制御戦略はSCR1〜40の範囲で安定運転を維持しつつ、過渡的過電圧の軽減にも寄与できるとしている。

テストがもたらし得る影響

広帯域振動はこれまでにも電力系統の重大な障害と関連付けられてきた。例えば、ドイツのBorWin1洋上HVDCプロジェクトは2014年に250〜350Hzの振動に見舞われた。この事象によりフィルタ用コンデンサが損傷し、約6か月にわたる停止に至った。2019年には、英国沿岸の北海Hornsea洋上風力発電所においても亜同期振動が発生し、大規模な解列が生じた結果、システム負荷の約3.2%が失われ、およそ100万人が影響を受けた。陽光電源の担当者は、最新のテストが振動制御技術をシミュレーションや研究室の枠組みから実際の現場へと移行させる一助となり、結果として再生可能エネルギー発電所が極めて弱い系統条件下でも接続を維持し、発電量の損失を抑え、施設から送電できる電力量を増やすことに寄与すると確信しているとしている。

潘年安氏は、同社が広帯域振動の抑制、系統形成制御、そして多様なエネルギー資源の協調に関する技術の開発を継続していく意向を示している。「こうした取り組みは、再生可能エネルギーの安定的かつ効率的な系統統合を支援し、安全で安定したエネルギー転換と次世代電力システムの技術基盤を強化することを目的としている。」

広帯域振動制御技術の今後の展望

広帯域振動は、特に系統条件が厳しい状況において、再生可能エネルギー系統の安定性に対する課題となっている。陽光電源によるテストの成功は、技術的な実現可能性を示すだけでなく、世界のほかの発電所にも類似の状況下での安定運転維持に向けた参考事例を提供し得るだろう。再生可能エネルギーが普及するなか、電力システムの安全性と安定性を確保するうえで、こうした技術の発展は不可欠であり、エネルギー転換の進展を促すものとなる。