ナ星からの同期信、巴肋栧消を`指すデジタルグリッド
「電Bビジネスが電B時代、5兆のx場だったのが30Q後の今、84兆のx場に拡jした。ここにはインフラの破s的発tがあった。これと同じことを電分野でOy化すれば、x場は爆発する」。東Bj学総括プロジェクト機構兼\術経営戦S学専任教bの阿靂也は、3vGPICシンポジウムでこのように述べた。
ただOy化すればよいlではなく、破s的なイノベーションがLかせないという。現在のスマートグリッドやマイクログリッドだと、U統送電の周S数と電圧が変動したら電気的なU約をpける。もし、U統で電の消J量が発電量をvるようなXがきると、スマートグリッド笋糧電を\やすように無効電、すなわち電潮流がきる。そうなると停電せざるをuなくなる。U統に瓦靴謄蹇璽ルなグリッドが影xをpけないようにするためにはグリッドのO立が要とする。これが同の主張するデジタルグリッドである。
電では、発電所から原子発電所、水発電所、さらには再擴Δ陵曚班など、さまざまな発電所がある。電気はある場所でこせば、別の場所で消Jしなければ不W定になる。このため、発電したらず使うかQめるかしなければならない。再擴Ε┘優襯ーは変動が極めてしい。陵杆は呂砲く発電しない。風は風任せである。そのような変動がjきな電源が基U統に加わると、電潮流をこしやすくなる。このため、現在の電システムでは、再擴Ε┘優襯ーをむやみやたらと導入できない。九ε杜が陵杆のAいDりをやめると言いだしたのは、このことが背景にある。
デジタルグリッドは、基U統から電を切り`し}独立させ、地域ごとに発電と消Jを調Dするシステムだからこそ、周S数や電圧の変動を容J囲内に抑えることができる。U統に電潮流をこす心配がなくなると阿は言う。では、どのようにしてO立した電を形成するのか。阿の提案する電は、地栧消を細かくすることで、ある地域で周S数と電圧がH少変動しても他の地域に影xを与えないようにすることだ。
では、地域内のいろいろな場所で発電する場合に的にどのようにして、電圧と周S数の同期をとるのだろうか。来の電U統では50Hz±0.2HzのJ囲に渡って消Jを調Dしている。しかも要を見ずにともかく周S数の変動を抑えているという。阿は、k地域に複数T在している発電所において、それぞれインバータで周S数をU御する場合、そのパルスS形の位相のズレを抑えるために、人工ナ星のGPS信、鯑唄信、隆に使うべきだと提案する(図1)。最ZではGPSよりもさらに位@度の高いGNSSナ星が使えるようになりつつある。
図1 ナ星からの信、砲茲辰栃数インバータの同期をとる 出Z:東Bj学阿靂也教b
基U統から引き込むマイクログリッドネットワークには、Qマイクログリッドにルーターを設け、それぞれにIPアドレスを与する(図2)。このようにすると、阿が以iから提案していたデジタルグリッドの現実解が実現可Δどうかの課であった、周S数・電圧の確立、基U統からの独立した同期接、複数発電機の同期の確立などが解できるようになる。
図2 マイクログリッド内もAC-DC/DC-ACの変換_をけ独立性を保つと、電を融通し合える 出Z:東Bj学阿靂也教b
デジタルグリッドルーターには1次AC-DC、2次DC-ACとして、いったんDCに変換してからAC電圧を変えるようにすれば、さらにマイクログリッド同を同期で独立にU御できるようになる。マイクログリッド内には発電機(ソーラーや風)と蓄電池を△─△任るだけ地栧消で電気をすることで、独立性を高める。しかもマイクログリッドからマイクログリッドへも融通し合うことが可Δ砲覆襦いったんDCに変換することで、周S数・電圧変動から独立させることができるからだ。
独立したマイクログリッドをネットワークで接し、まるでインターネットのようにデータ(電)を送p信できると、基U統に何ら影xを及ぼさないシステムができる。こうなると再擴Ε┘優襯ーだけで、日本の電をうことができるようになる。さらに半導噞にとってもjきなx場が開けることになる。インターネットの仕組みが電グリッドにも使われるようになり、センサ、デジタルデータ伝送、ネットワークスイッチやプロセッサ、パワー半導など半導x場にとってもgの僂箸覆襦そこにはサービスプロバイダも登場する余地ができ、ビジネスが拡jする。阿は、「未来はO分で作るもの」と言う。まさに来の日本の電インフラを構成するE^真ができたといえよう。