2018年9月6日、「平成30年北海道胆振東部地震」が発生した。この地震にともない、北海道のほぼ全域において、日本で初めてとなる電力会社エリア全域におよぶ大規模停電「ブラックアウト」が発生した。これを契機にブラックスタート(BS)機能の重要性が再認識された。
電力広域的運営推進機関による検証を経て、BS機能を有する電源の確保が容量市場で取引されており、水力発電(揚水発電を含む)のBS電源としての注目度が高まっている。
ブラックスタート機能としての水力発電
北海道胆振東部地震によるブラックアウト
2018年9月6日(木)早朝3時7分、「平成30年北海道胆振東部地震」が発生した。地震の規模はマグニチュード6.7、震源の深さは37km、最大震度7である。
この地震にともない、同3時25分には北海道のほぼ全域において、日本で初めてとなる電力会社エリア全域におよぶ大規模停電「ブラックアウト」が発生した。
電力広域的運営推進機関による検証の結果、震源地に近い苫東厚真火力発電所(2号機・4号機)の機器損傷による停止(116万kW)と、地震による送電線破断による水力発電所(43万kW)が停止し、電力の需要に対する供給がバランスを崩して電力不足により周波数が下がり、風力発電所の停止(17万kW)、苫東厚真火力発電所(1号機)の停止(30万kW)が相次ぎブラックアウトに至った。
ブラックアウト発生後、北海道電力は事前に決められていた手順通りに復旧作業が行われた。地震発生後に最大約295万戸が停電していたが、9月8日(土)の時点で約99%が復旧している。
しかし、地震前日の電力の最大需要(383万kW)に比べ約1割の供給が不足していたため、北海道内全域の家庭・業務・産業の各部門に対して節電依頼が出された。
9月19日(水)には純揚水式の京極発電所(40万kW)と、復旧した苫東厚真火力発電所1号機(35万kW)により電力需給を安定化させた。
ブラックスタートとは
「ブラックアウト」の状態から、停電解消のための発電を行うことが「ブラックスタート」である。通常の停電からの復旧とは大きく異なる点に注意が必要である。
ブラックスタートとは、外部の送電系統を使うことなく、周波数と電圧を適正な範囲に維持しつつ、電力網を停電状態から稼働状態に戻すプロセスを意味する。この時、出力が変動する太陽光発電や風力発電は送電系統から切り離して、水力発電や火力発電などの安定電源から立ち上げる必要がある。
このブラックスタート(BS)機能を有する電源として、2018年の北海道胆振東部地震時には「純揚水式の京極発電所」を使ってブラックスタートを開始して復旧に成功した。
具体的なブラックスタートの手順は:
①大規模火力発電所の所内機器に電力供給する複数の発電機を、水力発電や小規模ガスタービンなどのブラックスタート機能を有する電源により起動する。
②所内機器への電力供給は、機器を損傷させないよう電圧を監視・調整しながら慎重に送電線に電力を供給し、大規模火力発電所を起動する。
③大規模火力発電所を送電系統に接続した後、再びブラックアウトに戻らないよう需給バランスを取りながら需要と供給を大きくする。
④ブラックアウトに戻らないよう、出力変動する太陽光発電や風力発電を送電系統に接続する。

BS機能を有する電源の確保
ブラックアウトが発生した場合を想定し、一般送配電事業者は一定量のブラックスタート機能を確保する必要がある。2024年度以降は、ブラックスタート電源を含めた電源のkW・kWhは容量市場で取引され、実需給の4年前に年間公募により調達されている。
例えば、東京電力パワーグリッドでは、2024年12月に「ブラックスタート機能の公募(2029年度向け)」を開始し、2025年7月に落札案件が決定している。
ブラックスタート機能に必要なkW:系統復旧に火力、原子力、水力電源やLNG基地等の所内電源、変電所構内の電源などに電力供給を行うために必要な電力の最大値。
ブラックスタート機能に必要なkWh:再起動した火力発電機などから所内電源などに供給可能となるまでの間、BS電源から所内電源へ供給し続ける電力量。
現時点で、落札されているBS電源は旧一般電気事業者の電源である。また、落札されたBS電源のほぼすべてが水力発電(揚水発電を含む)で、一部でガスタービン発電が含まれている。すなわち、必要なkW・kWhは限定されるが、水力発電(揚水発電を含む)のBS電源としての注目度が高まっている。
各一般送配電事業者において、ブラックアウトからの停電復旧に必要な供給力を確保できる見込みの時間を試算した結果、設備被害やトラブルがなく、復旧操作等が想定通り実施されることを前提とした理想的な復旧がおこなわれた場合、復旧は概ね2日間以内に完了する報告されている。

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