太陽光発電所の系統接続方式の選択は、通常、発電所の規模、地域の送電網へのアクセス条件、経済性の考慮事項によって異なります。
35kV と 10kV の 2 つの系統接続電圧レベルには、それぞれ独自の長所と短所があります。以下では、これら 2 つのスキームを技術的、経済的、運用上の観点から比較し、具体的な例を示します。
技術的な比較
35kV方式
アドバンテージ
伝送距離:長距離伝送に適しており、回線損失が低減されます。
設備容量：太陽光発電所の大容量化に対応し、大規模プロジェクトに最適です。
電圧安定性:高電圧送電は電力網への影響が少ないため、電圧の安定性に有利です。
欠点
料金：変電設備やケーブルなどの建設費と維持費は比較的高額です。
建設の複雑さ:より複雑な工学設計と建設が必要となり、より多くの土地資源を占有します。
安全要件:高電圧機器の操作には専門スタッフが必要であり、高い安全性が求められます。
パラメータの例
太陽光発電所の容量：10MW～50MW。
ステップアップ変電所:容量は 10 MVA ～ 50 MVA、高圧側電圧レベルは 35 kV です。
高電圧開閉装置:定格電圧 35 kV、定格電流 630 A ～ 1250 A。
ケーブル断面:高電圧ケーブルの断面積は、通常 150 mm ² ～ 400 mm ² です。
線の長さ:10キロメートル以上の伝送距離に適しています。
10kV方式
アドバンテージ
料金：建設費や維持費が比較的安価です。
簡単な施工：設備容積が小さく、占有面積が小さく、工期も短くなります。
柔軟性:電力網に柔軟にアクセスできるため、中小規模の太陽光発電所に適しています。
欠点
伝送距離:一定の距離を超えると回線損失が増加する短距離伝送に適しています。
容量制限:小規模の太陽光発電所には適していますが、大容量プロジェクトには不十分な場合があります。
電力網への影響:地域の電力網の電圧変動に大きな影響を与えます。
パラメータの例
太陽光発電所の容量：1MW～10MW。
ステップアップ変電所:容量は 1 MVA ～ 10 MVA、高圧側電圧レベルは 10 kV です。
高電圧開閉装置:定格電圧10kV、定格電流630A～1250A。
ケーブル断面:高電圧ケーブルの断面積は通常 70 mm ² ～ 150 mm ² です。
線の長さ:5キロメートル以内の伝送距離に適しています。
経済比較
コスト分析
35kV方式:全体的な投資は比較的高額ですが、ワットあたりのコストが低いため、大規模プロジェクトに適しています。
10kV方式:初期投資は比較的安価ですが、発電所規模の拡大に伴い単価が上昇する可能性があります。
回収期間
35kV方式:多額の投資と長い回収期間のため、長期的には良好な収益が得られます。
10kV方式:回収期間が比較的短く、迅速な資金回収に適しています。
運用レベル
モカITOM
35kV方式:運用とメンテナンスの要件は高く、専門チームによる定期的な検査とメンテナンスが必要です。
10kV方式:操作とメンテナンスが比較的簡単で、メンテナンスコストが低くなります。
障害処理
35kV方式:障害の影響範囲は比較的広く、障害に対処する場合にはより複雑な調整作業が必要になります。
10kV方式:この障害の影響範囲は比較的小さく、対処は比較的簡単です。
実際の事例
35kV方式の例
総設置容量30MWの大規模太陽光発電所プロジェクトが遠隔地にあると仮定すると、30km離れた変電所まで送電する必要があります。
太陽光発電所の容量：30MW。
ステップアップ変電所:容量30MVA、高圧側電圧レベル35kV。
高電圧開閉装置:定格電圧35kV、定格電流1250A。
ケーブル断面:高電圧ケーブルの断面積は 400 mm ²。
線の長さ:30キロ。
10kV方式の例
総設備容量が 5 MW の中規模太陽光発電所プロジェクトが都市郊外にあると仮定すると、3 km 離れた変電所に送電する必要があります。
太陽光発電所の容量：5MW。
ステップアップ変電所:容量5MVA、高圧側電圧レベル10kV。
高電圧開閉装置:定格電圧10kV、定格電流630A。
ケーブル断面:高電圧ケーブルの断面積は 150 mm ²。
線の長さ:3キロ。
適切な昇圧変電所を選択するための手順と具体的な考慮事項は次のとおりです。
1. 発電所の規模と容量を決定する
発電所の規模は昇圧変電所の容量需要を決定し、昇圧変電所を選択する基準になります。
ステップ
太陽光発電所の総設置容量を見積もる: 太陽光発電モジュールの数と各モジュールの定格電力に基づいて総設置容量を計算します。
最大出力電力の決定：日照条件や変換効率などを考慮して、太陽光発電所の最大出力電力を計算します。
将来の拡張を考慮する: 将来の拡張ニーズに対応できるよう、ある程度の容量マージンを確保します。
2. グリッドアクセスの要件を理解する
グリッドアクセスの要件により、昇圧変電所の電圧レベルおよびその他の技術指標が決まります。
ステップ
地域の電力網会社に問い合わせて、電力網アクセスに関する技術要件と規制を取得してください。
接続する電圧レベルを決定する: 電力網会社の要件に従って、電力網に接続する電圧レベルを決定します (10kV、35kV など)。
系統接続点の位置を把握する：太陽光発電所と系統接続点との距離を把握します。
3. 地理的位置と環境要因を考慮する
地理的位置と環境条件は、昇圧変電所の設計と設置に影響を与えます。
ステップ
立地条件の把握：太陽光発電所の設置場所の地形、気象条件などを調査します。
輸送と設置を考慮する: 変電所機器が現場までスムーズに輸送できることを確認し、設置プロセス中の困難を考慮します。
避雷と保護: 地域の気象条件に基づいて、避雷接地システムと保護対策を設計します。
4. 費用対効果の評価
費用便益分析は、最終計画を決定する重要な要素の 1 つです。
ステップ
変電設備の購入、土木工事、ケーブル敷設などの費用を含む初期投資を計算します。
運用および保守コストの評価: 定期的な検査、修理、スペアパーツなどを含む、長期的な運用および保守コストを考慮します。
経済的利益の計算: 発電収入や政府補助金などの要素を考慮して、投資回収期間と収益率を計算します。
5. 適切なタイプの変電所を選択します
上記の解析結果をもとに、最適な昇圧変電所の種類を選定します。
種類と特徴
乾式変圧器：屋内設置に適し、油浸漬が不要でメンテナンスが容易です。
油入変圧器：屋外設置に適しており、放熱性能が良く、大容量です。
モジュラー変電所: 変圧器、開閉装置、保護装置などが統合されているため、設置が簡単で、占有面積が小さくなります。
プレハブ変電所: 工場でプレハブ、現場で組み立て、設置サイクルが短い。
例
事例1：中型太陽光発電所（容量10MW）
太陽光発電所容量：10MW。
昇圧変電所の容量：10MVA。
電圧レベル：高圧側 10 kV、低圧側 0.69 kV。
変圧器の種類：乾式変圧器。
高圧開閉装置：定格電圧10kV、定格電流630A、真空遮断器。
低圧配電盤: 定格電圧 0.4 kV、定格電流 400 A。
ケーブル断面積: 高電圧ケーブル 150 mm ²、低電圧ケーブル 70 mm ²。
事例2：大規模太陽光発電所（出力50MW）
太陽光発電所容量：50MW。
昇圧変電所の容量：50MVA。
電圧レベル：高圧側 35 kV、低圧側 0.69 kV。
変圧器の種類: 油浸変圧器。
高圧開閉装置：定格電圧 35 kV、定格電流 1250 A、真空遮断器。
低圧配電盤: 定格電圧 0.4 kV、定格電流 630 A。
ケーブル断面積: 高電圧ケーブル 400 mm ²、低電圧ケーブル 150 mm ²。
