逆潮流による周波数上昇

質問

太陽光発電などで系統に逆潮流が発生した場合、電圧上昇と、周波数上昇の影響を与えるとのことですが、この周波数上昇について教えてください。

例えば、地点Aに工場、地点Bに発電所、地点Cに太陽光発電が有り、　A<-100KM->B<-100KM->C　100KM離れて直線で並んでいたとします。

Aは電力を消費するので、周波数は下がり、Cは電力を送るので、周波数が上がるとなると、例えば、Aの周波数は　49.9Hz、Cの周波数は50.1Hzのように、場所によって、周波数が変わるのでしょうか。

回答No.2

Energie

系統における周波数はどこでも同じです。　系統に繋がったすべての発電機は同じ周波数で発電しています。
周波数は系統全体の発電と負荷のバランスで決まります。したがって、負荷（需要）に応じて全体の発電量を調整することで、周波数を維持します。

周波数の瞬時変化（秒単位）には各発電機を自動的に一定回転させる調速器で対応します。それ以上の時間で変化する周波数調整のために、電力会社には中央給電指令所という部署があります。　中央給電指令所では系統の発電と負荷の状況をリアルタイムで監視しAFC（自動周波数制御装置）によって主要の発電機に対して、発電出力を指令することで調整します。　また、日単位の負荷変動に対しては、中央給電指令所で需要予測をして、DSS（日間起動停止）を行う発電機に対して、起動、停止を指令します。

回答No.1

Tann3

>例えば、Aの周波数は　49.9Hz、Cの周波数は50.1Hzのように、場所によって、周波数が変わるのでしょうか。

　いいえ。同じ電力系統につながっている限り、周波数は同一です。

　定性的には、Ａが電力を消費するので、Ｂの発電機は「負荷がある」ので「重く」なります。火力発電だとすると、蒸気量を増やさないと回転数が低下、つまり周波数が下がります。周波数を一定に保とうと、燃料を燃やして蒸気量を増やします。
　自転車の発電気付ライトを考えてください。ライトを点けていないときより、発電機をタイヤに密着させてライを点灯させた時の方が、こぐ力がたくさん必要になって、スピードが落ちますね。同じスピードで走るには、足の力を何割か増さないといけません。スピードが落ちると、電圧・電流が下がって、ライトが暗くなります。

　Ａの負荷に対して周波数を一定にしようと頑張っている発電機Ｂに対して、Ｃから急に電力が流れ込むと、上の逆で、発電機Ｂは急に負荷が軽くなって、同じ蒸気量のままだと発電機がオーバーラン、つまり回転数が上がります。同じ界磁状態で回転数が上がれば、発電機の電圧は上がるはずです。周波数を一定に保つには、燃料を絞って蒸気量を減らします。
　自転車の例でいえば、ライトを点けて走っているときに、後ろから押されたとか、下り坂になったような状態です。スピードが上がって車輪の回転が上がり、ライトも電圧・電流が上がって明るくなります。こぐ力が小さくて済むので楽ですが、下手をするとブレーキをかけないと危険です。

　電力系統の場合には、電圧と電流の関係（位相、力率、有効電力と無効電力）といったことも考えなけれないけませんので、もう少し複雑ですが、定性的なイメージは上のように考えれば理解できると思います。