NEDO「FLEX DER事業」の概要
1. 事業の目的
本事業は、蓄電池、電気自動車、需要家設備などの**分散型エネルギーリソース（DER：Distributed Energy Resources）**を制御し、電力系統の混雑緩和や再生可能エネルギーの出力制御回避に活用するためのシステム開発・フィールド実証を行うものである。
中心となるのは、一般送配電事業者とアグリゲーターをつなぐDERフレキシビリティシステムである。DERの充放電、出力、需要などを調整できる能力を「フレキシビリティ」と捉え、系統の混雑状況に応じて活用する仕組みを構築する。
本システムにより、以下の実現を目指す。
- 系統の混雑状況の把握
- 系統に接続されたDERの稼働状況の把握
- 混雑状況に応じたDERの制御
- DER制御による系統混雑緩和効果の検証
- DER制御による再生可能エネルギーの出力制御回避効果の検証
2. 政策的位置づけと背景
再生可能エネルギーの導入拡大
第6次エネルギー基本計画では、2030年度の総発電電力量に占める再生可能エネルギーの割合を36～38％程度とする目標が示されている。
一方、電力系統の増強には一定の時間を要する。そのため、系統増強を進めるだけでなく、既存の系統を最大限活用することが必要とされている。
既存系統を有効活用する施策
資料では、既存系統の運用容量を引き上げる施策として、以下が整理されている。
- 想定潮流の合理化
- 緊急時用の系統容量の開放
- 送電線混雑時の出力制御を条件とした新規接続
今後は、ノンファーム型接続の適用範囲をローカル系統まで拡大するとともに、配電系統においてもDERを活用した技術開発・検証を進める方針である。
電力系統の混雑緩和に、分散型エネルギーリソース（DER）を活用することが重要である。
3. DERフレキシビリティの活用領域
DERは普及が進んでおり、出力、需要、充放電などを調整できるフレキシビリティの活用先も多様化している。
資料では、主な活用領域として以下が示されている。
| 活用分野 | 活用例 |
|---|
| 需要家における再生可能エネルギー利用の拡大 | 昼間の太陽光発電の余剰電力を蓄電し、別の時間帯に利用 |
| 発電事業者・小売電気事業者の同時同量 | インバランスの低減 |
| 電力系統全体の周波数調整・需給バランス調整 | 調整力公募や需給調整市場におけるDR活用 |
| 電力系統の課題解決 | 潮流コントロールによる系統混雑の解消、系統電圧の調整 |
本事業では、このうち電力系統の混雑緩和にDERフレキシビリティを活用するためのシステム構築と実証を進める。
4. 系統混雑緩和に関する検討
日本では、送電容量の不足に伴う系統混雑への対応として、以下の手法が検討されている。
- ノンファーム型接続
- 再給電
- ローカルノンファーム
- 系統増強
- DERフレキシビリティの活用
FSでは、これらのうちDERフレキシビリティを活用できるユースケースについて、系統混雑緩和の可能性が検討された。
混雑管理手法と対象リソース
| 系統区分・混雑管理手法 | 対象リソース |
|---|
| 再給電、ノンファーム接続電源の出力制御 | ローカル系統以上の電源中給システムでデータ連携している電源 |
| 系統増強に関する費用便益評価 | ― |
| ノンファーム接続電源の出力制御 | 全電源。ただし10kW未満を除く |
| DERフレキシビリティ活用 | 混雑箇所より下流側にある各種リソース |
| 基本的な系統増強 | ― |
資料では、赤字が本FSで検討した内容、青字が国等で検討中の内容として区分されている。
5. FSでの費用便益試算
FSでは、2028～2050年を対象として、DERフレキシビリティを調達することで系統増強を回避する場合の全国累積便益、費用、純便益が試算された。
対象設備は以下の3種類である。
試算結果
| ケース | 系統増強回避の対象設備 | 便益 | 費用 | 純便益 |
|---|
| ケース① | 送電線、配電用変電所、配電線 | 580 | -635 | -55 |
| ケース② | 送電線、配電用変電所 | 660 | -575 | 86 |
| ケース③ | 配電用変電所、配電線 | 300 | -514 | -213 |
3ケースのうち、**ケース②「送電線＋配電用変電所」**のみ純便益がプラスとなった。
この結果を踏まえ、システム開発・フィールド実証では、配電用変電所の混雑を対象とすることとなった。
6. システム開発・フィールド実証の内容
対象とする混雑
実証では、以下の構成で配電用変電所の混雑緩和を検証する。
- 配電用変電所の混雑を対象とする
- 配電線以下に接続されたDERを制御する
- DERのフレキシビリティを用いて上げDRを行う
- 上げDRによる配電用変電所の混雑緩和効果を検証する
制御対象として、以下のDERが示されている。
- 配電線以下に接続されたDER
- 低圧・10kW未満のDER
システム開発の狙い
DERフレキシビリティを活用するには、一般送配電事業者、DERフレキシビリティ活用プラットフォーム、アグリゲーターの各システムを接続する必要がある。
このため、簡易的なシステム開発とフィールド実証を通じて、以下を実施する。
- 技術課題の解決に必要な要素技術の探索
- システム要求の整理
- 将来の課題解決を見据えた拡張性の検討
7. DERフレキシビリティシステムの構成
DERフレキシビリティシステムは、次の3つのシステム・プラットフォームで構成される。
① 一般送配電事業者システム
一般送配電事業者のシステムでは、以下の情報を関連付ける。
- 送配電系統の混雑状況
- 各系統に接続されている制御可能なDERの情報
これらの情報を基に、系統の混雑状況に応じたDER制御指令を発出する。
② DERフレキシビリティ活用プラットフォーム
一般送配電事業者とアグリゲーターの間で、DERフレキシビリティを活用するための中核的なプラットフォームである。
主な機能は以下のとおりである。
- 登録されたリソース情報の管理
- DERフレキシビリティの調達情報の管理
- DERフレキシビリティの取引を実現する市場機能
- 一般送配電事業者からの制御指令の伝達
- アグリゲーターシステム等との制御連携
③ アグリゲーターシステム
アグリゲーターシステムは、プラットフォームを通じて伝達された制御指令に基づき、DERを制御・管理する。
主な役割は以下のとおりである。
- DERへの制御指令の実行
- DERの応動状態の管理
- アグリゲーションコーディネーターおよびリソースアグリゲーターによるシステム連携
8. データ連携・通信プロトコルの検討
各システム間では、DERの情報、制御指令、応動状態などを連携する必要がある。そのため、本事業ではデータ連携と通信プロトコルの仕様を検討する。
検討にあたって考慮する事項は以下のとおりである。
- 既存の調整力公募やVPP実証における状況
- 日本固有のDERフレキシビリティの特性
- DERの運用制約
- DERフレキシビリティを最大限活用するためのデータ連携情報モデル
- 通信プロトコルの仕様
特に、アグリゲーターとのインターフェースBについて詳細に検討する。
想定される連携対象・技術
資料では、以下のシステム、機器、通信方式などが示されている。
- 一般送配電事業者、TSO、DSO、配電ライセンス事業者
- DERフレキシビリティ活用プラットフォーム
- アグリゲーター
- DER群、住宅DER群
- スマートメーター
- EV・充電器管理システム
- データベース、MDMS
- IEC61850
- OpenADR
- ECHONET Lite
- BACnet
本事業では、これらのシステム間を結ぶデータモデル、調整機能、各種インターフェースの仕様を検討する。
9. 事業体制
事業は、相互に関連する4つの検討項目に分けて進められる。
| 検討項目 | 主な参加者 |
|---|
| ① 一般送配電事業者における課題検討 | 東京電力PG、関西送配電、中部電力PG |
| ② DERフレキシビリティ活用プラットフォームにおける課題検討 | 東京電力PG、早稲田大学、三菱総合研究所、関西送配電、三菱重工 |
| ③ アグリゲーターにおける課題検討 | 京セラ、東京大学、東京電力EP、東京電力HD |
| ④ フィールド実証 | 東京電力PG、早稲田大学、関西送配電、三菱総合研究所、東京電力EP、三菱重工 |
幹事企業は東京電力PGである。
10. 事業の進行状況とスケジュール
| 年度 | 主な内容 | 状況 |
|---|
| 令和2～3年度（2020～2021年度） | フィージビリティスタディ（FS） | 終了 |
| 令和4年度～（2022年度～） | システム開発・フィールド実証 | 実施中 |
| 令和5年度～（2023年度～） | リリース導入による検証 | 実施 |
| 令和7年度以降（2025年度～） | 実用化に向けた開発・実証 | 検討中 |
11. 資料全体の要点
本事業は、再生可能エネルギーの導入拡大に伴う系統混雑に対し、系統増強だけでなく、既存のDERが持つ調整能力を活用して対応するものである。
FSの費用便益試算では、送電線と配電用変電所を対象とするケース②で純便益がプラスとなった。これを踏まえ、システム開発・フィールド実証では、配電用変電所の混雑を対象に、配電線以下に接続されたDER、特に低圧・10kW未満のDERを制御し、上げDRによる混雑緩和効果を検証する。
そのために、以下の3者をつなぐシステムの構築が進められる。
- 一般送配電事業者
- DERフレキシビリティ活用プラットフォーム
- アグリゲーター
今後の検討の中心は、これらのシステム間におけるデータモデル、制御機能、通信プロトコル、インターフェースの仕様整理と、実証を通じた技術課題の解決である。
