大容量PVインバーター：逆潮流上限の下で電力量を比較する

概要

同じPVアレイ、気象条件、損失、既存の逆潮流制限を用いて、基準となるインバーターと大容量インバーターを比較します。系統制限の適用前後における年間AC電力量の増加分を算出し、供給電力量の増加分に対して見積上の追加費用を評価します。負荷や蓄電設備があるサイトでは、モデル上の逆潮流の評価境界を確認します。

重要なポイント

• インバーター容量を比較する際は、アレイ容量、気象条件、損失、逆潮流制限を変更しないでください。
• インバーターのkWacとアレイのkWdcを明記し、文書に記載された式に照らしてDC/AC比を検証してください。
• 系統制限適用前の電力量増加分と、既存の系統制限適用後の電力量増加分の両方を算出してください。
• 時系列結果を確認し、回収された電力量が逆潮流上限に達している時間帯と重なるかを特定してください。
• 容量に起因する増加分を、インバーター効率やその他の前提条件の変更による影響と区別してください。
• 追加費用を承認する前に、供給の評価境界、制御費用の対象範囲、追加費用の見積を確認してください。

大容量PVインバーター：既存の逆潮流上限の下で供給電力量を比較する

インバーターの容量増強に費用を支払う前に、同じPVアレイと既存の系統逆潮流上限を用いた比較シミュレーションを依頼してください。系統制限適用前の年間AC電力量の増加分と、制限適用後に残る電力量の増加分を比較します。インバーターのクリッピングが減少したという事実だけでは、供給電力量が増加した十分な証拠にはなりません。

1. 比較の評価境界と入力条件を固定する

SAMのPVWattsシステム設計ヘルプでは、PVWattsはインバーター出力を定格AC容量に制限することで、インバーターのクリッピングをモデル化すると説明されています。これとは別に、系統制限では、SAMがシミュレーションの各タイムステップで算出されたAC出力に、系統連系上限と出力抑制上限を適用すると説明されています。これらは別個の制限です。インバーターのボトルネックを解消しても、系統制限が引き続き制約となる場合があります。PVWattsシステム設計；系統制限。

調達のための比較では、気象ファイル、シミュレーションのタイムステップ、DCアレイ容量、モジュール種類、方位・傾斜、追尾、日陰、その他の損失を一定に保つよう技術者に依頼してください。既存の逆潮流上限と出力抑制スケジュールも変更しないでください。インバーターのAC容量を変更し、それに伴う効率の変化は別途記録します。

PVWattsシステム設計に記載された次の関係式を使用してください。

インバーター容量(kWac) = アレイ容量(kWdc) ÷ DC/AC比。

同ページの冒頭にある比率の説明文は、記載された式および計算例と矛盾しています。シミュレーション報告書には両方の容量を明記するよう求め、その式に照らして比率を検証してください。比率の表記によってアレイ容量の増加が見えなくなることを防いでください。PVWattsシステム設計。

2. 年間電力量の差を2種類算出する

基準インバーターと大容量の候補インバーターについて、それぞれ既存の系統制限を有効にした結果を依頼してください。系統制限適用前のAC電力と、適用後の最終出力の時系列データを取得します。

モデル上の出力が系統への供給を表す、逆潮流のみを対象とした比較では、次を算出してください。

• 系統制限適用前の電力量増加分： 系統制限適用前のAC電力について、候補から基準を差し引き、各タイムステップの継続時間を乗じて合計した値。
• 供給電力量の増加分： 変更していない系統連系上限と出力抑制スケジュールを適用した後の、対応する年間電力量の差。
• 系統制限によって失われる増加分： 系統制限適用前の電力量増加分から、供給電力量の増加分を差し引いた値。

これらの計算は、SAMがインバーターと系統制限を別々に扱うことに基づいて導いた、推奨される比較方法です。上流側で回収される電力量と、既存の供給制約を適用した後にも残る電力量を区別します。PVWattsシステム設計；系統制限。

インバーター容量だけを変更した場合は、系統制限適用前の差をインバーター容量増強によるモデル上の効果と表現してください。効率やその他の前提条件も変更した場合は、差のすべてをクリッピングの減少によるものとしないでください。PVWattsは公称効率と効率曲線を用いて運転時のインバーター効率を算出します。クリッピングによる損失の回収分をどのように切り分けたか、技術者に文書化を依頼してください。PVWattsシステム設計。

3. 回収される電力量が発生する時間帯を確認する

大容量インバーターによって系統制限適用前の出力が増加するタイムステップを確認してください。基準と候補の出力がどちらも同じ逆潮流上限に達する場合、モデル上の制限の下では、そのタイムステップ中に上流側の電力が増えても供給量は増えません。上限まで余裕がある場合は、増加分の一部または全部が残る可能性があります。これは、系統連系上限を超える出力をその上限まで引き下げるというSAMの規則に基づきます。系統制限。

年間合計値に加えて、制限適用前後の基準と候補の電力を示す時系列比較を依頼してください。SAMの系統制限では、「系統連系前のシステム電力」と「出力抑制上限適用前のシステム電力」の時系列、および各制限による年間電力量損失の結果が示されています。これらを用いて、増加分がどこで失われるかを確認してください。個別に報告される損失区分は、計算の評価境界を確認せずに加算できると考えないでください。系統制限。

出力抑制の入力条件を気象ファイルのタイムステップに合わせてください。SAMでは、出力抑制テーブルのレコード数を気象ファイルのレコード数と一致させる必要があります。異なるタイムステップやスケジュールを用いた比較は、購入判断の根拠とする前に整合を取る必要があります。系統制限。

4. 利用可能な増加分を購入の条件とする

両インバーターの容量、変更していない逆潮流上限、年間の系統制限適用前電力量、年間供給電力量、それぞれの差、追加費用の見積を記載した比較表を依頼してください。追加費用は、クリッピングによる損失の回収量だけでなく、供給電力量の増加分に照らして判断することを推奨します。

任意の診断指標として、系統制限適用前の増加分に対する供給増加分の割合があります。これは、供給電力量の増加分を、正の値となる系統制限適用前の電力量増加分で割ったものです。機器効率ではなく、比較指標として明示してください。系統制限適用前の増加分がゼロの場合、この比率は未定義と報告してください。

自家消費や蓄電池があるサイトでは、最終的なシステム出力を「逆潮流電力量」と呼ぶ前に、モデル上の供給の評価境界を特定するよう技術者に求めてください。系統制限では、システムのAC出力に対する制限が説明され、一部の運用オプションでは蓄電池の充放電計画で系統制限を考慮できると記載されています。ただし、あらゆるサイト構成に共通するネットメータリング計算を定めているわけではありません。選択したモデルと充放電運用の扱いを検証してください。系統制限。

最後に、SAMは系統制限を実施するための物理的な仕組みが存在することを前提とし、その費用を含めるよう利用者に指示しています。実際の制御範囲と、それに伴う設置費用または運用費用の提示を依頼してください。ヘルプページが示しているのはモデル化の方法であり、個別プロジェクトの電力量増加分や投資回収ではありません。容量増強を承認する前に、比較シミュレーションと見積を取得してください。系統制限。

よくある質問

クリッピングの減少は、逆潮流電力量の増加と同じですか？

いいえ。上流側で回収された電力量は、変更していない系統連系上限や出力抑制スケジュールによって失われる場合があります。

どの入力条件を変更せずに維持する必要がありますか？

DCアレイ、気象ファイル、タイムステップ、方位・傾斜、追尾、日陰、損失、逆潮流上限、出力抑制スケジュールを同一に保ってください。

インバーター容量はどのように確認すべきですか？

インバーターkWac = アレイkWdcをDC/AC比で割った値、という式を使用し、両方の容量を明記してください。

購入判断では、どの年間差が重要ですか？

供給の評価境界を明確にしたうえで、既存の系統制限適用後の電力量増加分を用いてください。

なぜ時系列結果を依頼するのですか？

回収される出力が、すでに逆潮流上限に達している時間帯に発生するのか、それとも供給余力が残っている時間帯に発生するのかを示すためです。

系統制限適用前の増加分は、すべてクリッピングによる損失の回収と呼べますか？

効率やその他の前提条件の変更による影響を切り分けた後に限り、そのように表現してください。それ以外の場合は、容量増強によるモデル上の効果と呼んでください。

SAMの系統制限は買電も制限しますか？

いいえ。系統制限では、系統連系と出力抑制の入力条件は買電を制限しないと明記されています。

電力量の比較には、ほかに何が必要ですか？

追加費用の見積、逆潮流制御の範囲と関連費用、および該当する場合は負荷と蓄電設備のモデル化に関する確認を依頼してください。