停電時における産業負荷向け太陽光・ディーゼル発電のリアルタイム協調制御

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a control algorithm for hybrid PV-diesel systems that can be extended to other renewable integration scenarios.

🏢実務担当者:Offers a practical approach to reduce diesel consumption and carbon footprint during outages, applicable to industrial facilities with backup power needs.

🏛政策担当者:Highlights the potential for policy support to encourage solar-diesel hybrid systems for industrial resilience and emissions reduction.

抄録： 産業部門における太陽光発電（PV）システムの利用促進に対する関心が、意見形成機関や政府から高まっている。しかし、ほとんどの系統連系型太陽光発電所には単独運転防止保護が装備されており、電力系統が停止すると太陽光インバータが即座に遮断される。この保護は電力会社の従業員や設備の安全性を確保するのに役立つ一方で、停電時には太陽エネルギーを利用できないことを意味する。そのため、産業界は太陽光発電が利用可能な日中であっても、電力供給をほぼ完全にディーゼル発電機（DG）に依存している。バンガロールにあるSABICリサーチ・アンド・テクノロジーセンターには、540kWの系統連系型屋上太陽光発電システムが設置されている。この施設は1日あたり約2,160kWhの電力を消費する。太陽光発電設備は通常時、負荷に対して確かに顕著な貢献をしている。しかし、このPVシステムは系統電力の停電時には単独運転防止保護により停止し、太陽光発電が利用可能であるにもかかわらず、施設はDG電力のみで稼働する。このボトルネックにより、この施設は過去2年間だけで約24万kWhの潜在的な太陽エネルギー発電量を失い、ディーゼル使用量の増加、運転経費の増加、二酸化炭素排出量の増加につながっている。本研究は、停電時に太陽光発電の高率導入と制御された利用を可能にする、リアルタイムの太陽光・ディーゼル発電機協調制御戦略を提示する。提案されたコントローラは、負荷需要、ディーゼル発電機の運転限界、系統電圧および周波数に基づいて、太陽光インバータの出力を適応的に調整する。また、ディーゼル発電機への逆潮流を防止し、安定運転のための最低回転予備力を維持する。議論されたシステムはMATLAB/Simulinkでシミュレーションおよびモデル化されている。シミュレーション結果は、系統停電、負荷変動、太陽光発電の変動を含むさまざまなシナリオが分析されたことを示している。シミュレーション結果は、提示された方式が安定した系統電圧と周波数を維持し、太陽光発電の利用を最大化できることを示している。このシステムはディーゼル発電機の負荷と燃料消費を大幅に削減し、産業プラントのエネルギー効率と環境適合性を向上させる。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Abstract: There is a growing interest from opinion-making bodies and the government to promote the use of solar photovoltaic (PV) systems in the industrial sector. But most grid-connected solar PV plants are equipped with anti-islanding protection that causes the solar inverter to disconnect immediately when the utility grid is down. While this protection helps ensure the safety of utility employees and equipment, it also means that solar energy cannot be used during outages. As such, the industry relies almost entirely on diesel generators (DGs) for power supply, even during the day when solar power is available. The SABIC Research and Technology Centre in Bangalore has a 540-kW grid-connected rooftop solar photovoltaic system. The site consumes about 2,160 kWh of electricity per day. The solar plant indeed makes a noticeable contribution to the load under normal conditions. However, the PV system shuts down during grid power outages due to anti–islanding protection, and the facility runs on DG power only, even though solar power is available. This bottleneck has cost the facility nearly 2.4 lakh kWh of potential solar energy generation over the last two years alone, leading to increased diesel use, higher operating expenses, and higher carbon emissions. This study presents a real-time solar–diesel generator coordination control strategy that enables high penetration and controlled use of solar power during grid outages. The proposed controller adaptively adjusts the output of the solar inverter based on the load demand, the diesel generator's operating limits, and the system voltage and frequency. It also prevents reverse power flow to the diesel generator and maintains a minimum spinning reserve for stable operation. The discussed system is simulated and modelled in MATLAB/Simulink. Simulation results demonstrate that different scenarios were analysed, including grid outage, load variation, and solar generation fluctuation. The simulation results show that the presented scheme can maintain stable system voltage and frequency and maximise solar power utilisation. The system significantly reduces the diesel generator load and fuel consumption, improving energy efficiency and environmental friendliness for the industrial plant.

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