太陽光発電系統連携時の配電線力率について

質問

太陽光発電施設（数百ｋｗから１Ｍｗクラス）の系統連携において、電力会社に接続の検討申請を行なっていますが、電力会社から「系統連携において、配電線を新たに引く必要があり、そのために配電線の力率を１００％、９７％、９５％のいずれにするか」との検討を求められました。

力率が高い方が、配電線工事にかかる費用（電線の価格）が高く、１００％と９５％ではかなりの金額差があるようです。
ここで、工事費用における力率が高い場合と低い場合の大きな違いはなんなのでしょうか？　使用する電線自体の価格？　教えてください。

また、力率９７％、９５％の場合は、それぞれ、パワコン側で力率一定運転が必要とのことですが、一定運転をしないと（つまり、パワコンが力率１００％で運転しようとすると）、配電線の電圧が上昇してしまうようなのですが、どうして電圧が上昇してしまうのかその理屈が分かりません。　教えてください。

最後に、パワコンが仮に力率９５％で一定運転をするということは、パワコンの出力が、たとえば１０００ｋｗ(kVA)のときは、実際の発電は、１０００kva×０．９５＝９５０ｋｗとなる。
つまり、１０００ｋｗのパワコンでも最大９５０ｋｗしか出力しないということで、売電値もそれだけ下がるということですよね。　この考えでいいか教えてください。

よろしくお願いします。

回答No.1

foobar · ベストアンサー

「力率100%で運転すると電圧が上昇する」に関して。
送配電系統は受電点から見ると、等価的に交流電圧に直列にコイルが繋がっているように見えます。こういう回路に遅れの無効電力をとる（電圧に対して位相遅れの電流を流す）と、直列の等価リアクタンスによる電圧降下がでて、接続点（受電点）での電圧を下げる作用が働きます。
もうひとつ、送配電線には抵抗分もあって、有効電力を流し込むと接続点の電圧を上げる作用が働きます。
力率を若干下げることで、両者を相殺して電圧変動を抑制できます。（家庭用のソーラ発電用パワーコンバータにも、これを使った電圧抑制機能がある。）
もし、力率100％で運転すると、無効電力による電圧降下の効果が期待できないので、電力を流し込むと接続点の電圧はあがりますし、電圧変動を抑えるためには電気抵抗自体を下げる（その分太い電線を使う）必要が出るかと思います（ここは推測）。

力率95％で運転すると、1000kVA(1000kWと呼ばないほうがよいかも）の容量のコンバータだと950kW分のしか出力できません。