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加速せよ:ドイツにおけるパワーグラデーション要件の理解

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加速せよ:ドイツにおけるパワーグラデーション要件の理解

​送電網の制約は、もはや出力制限だけの話ではありません。ドイツ全土で、バッテリーはランプレート制限付きで接続されており、出力変更の速さが制限されています。

ランプが遅いと、単にディスパッチが遅れるだけでなく、取引可能なボリュームが減少し、aFRRの適格性が制限され、バッテリーが依存する柔軟性プレミアムも損なわれます。

本記事では、なぜ送電網運用者がランプ制限を課すのか、TSO(送電系統運用者)とDSO(配電系統運用者)でどのように異なるのか、そしてビジネスケースにどのような意味を持つのかを解説します。

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15分ランプレートで収益が10%以上減少する可能性

ランプ制限によって、バッテリーが市場期間間で出力を切り替える速度が制限されます。ランプが遅いほど、失われる収益は増えます。

(仮定としての)ゼロ分ランプレートと比較して:

  • 5分ランプでは、2時間バッテリーの割引前生涯収益が約5%減少します。
  • 15分ランプでは、収益が約10%減少します。
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影響はバッテリーの持続時間によって異なります:

  • 1時間バッテリーは最も大きな影響を受けます:緩やかな5分ランプと厳しい15分ランプの差は、非レバレッジIRRで1.4ポイントです。
  • 4時間バッテリーはより耐性があります:同じランプレートの変化でもIRRは0.7ポイントの減少にとどまります。

1. ランプレートとは?

バッテリーは数秒で出力を変えることができますが、送電網は常にそれについていけるわけではありません。

多くのアセットが急速に出力を変えると、ネット負荷に急激な変動が生じます。系統運用者が即座に対応しなければ、周波数が不安定になり、局所的な電圧問題が発生します。

過去の周波数データからも明らかです:最大の逸脱は、ちょうど1時間または15分ごとの市場区切りで発生し、多くのアセットが市場スケジュールに基づき一斉に動くタイミングです。

バッテリーが全国の市場シグナルに従い、数秒で一斉にオン・オフを切り替えると、市場区切りごとに同期した出力ステップが発生します。負荷は滑らかに変化するため、これが周波数や電圧に大きく影響します。

送電網を保護するため、運用者はランプレート制限を設けて、アセットが出力を変える速度に上限を設け、市場期間間の移行を滑らかにし、数百MWが一度に現れたり消えたりするのを防ぎます。

ランプレートは、定格出力に対する1分あたりの割合(%/分)またはゼロから全出力までに必要な分数として表されます。

2. ランプレートは系統レベルで異なる

ランプレートのルールは、バッテリーがTSOかDSOのどちらに接続されるかによって異なります。

TSOレベルのランプレート:幅広い定義、aFRRへの柔軟性

ドイツの4つのTSOは、バッテリーの技術的制約に関するガイダンスを公開しています:

  • 許容範囲:6~20%/分 または 5~17分
  • 推奨値:10%/分 または 10分

TSOは、系統指令によるアクション(例:リディスパッチFCRaFRR)については、より速いランプ設定を認めています。これらのサービスは系統自体を支援し、迅速な応答が必要と認識されているためです。

DSOレベルのランプレート:一貫性なく、より厳しい場合が多い

配電事業者には統一ルールがありません。多くの場合、局所的な電圧変動を避けるため、特にグリッドが弱い場合や可視性・計算頻度が限られる場合に、より厳しいランプ制限を適用します。

DSOはaFRRのような周波数応答サービスに例外を設けるインセンティブが少なく、全国的な周波数偏差に反応するバッテリーでも局所的な電圧問題を引き起こす可能性があるためです。

特別な例外がなければ、ランプレートがaFRR参加を制限する

事前適格化コードの下では、アセットは5分以内に指定されたaFRR出力に到達しなければなりません。

DSOがaFRR向けにより速いランプレートを認めなければ、参加は制限されます:

  • アセットが5分以内に100%までランプできれば、aFRRに全容量を入札できます。
  • できない場合は、5分以内に到達できる部分のみが対象となります。ただし、aFRRと同時に卸市場でランプする場合、さらなる課題も生じます。

つまり、厳しいDSOランプレートはバッテリーのaFRR提供能力を直接制限し、初期段階での収益機会を抑えることになります。

3. ランプレートはバッテリー運用にどう影響するか?

ランプレートは、市場期間内でバッテリーが実際にエネルギーを移動できる時間を制限します。これにより取引できるボリュームが減り、1日の価格変動から得られる価値も減少します。

制約されたアセットは15分市場枠を十分に活用できない

アセットの立ち上げ・停止に時間がかかる場合、各15分間の一部はフルパワーではなくランプに費やされます。

例えば、5分ランプレートの場合:

  • 立ち上げに5分
  • 停止に5分
  • フルパワーは5分のみ

つまり、15分間のプロダクトでは、ランプ制約がなければ届けられるエネルギーの70%しか実行できず、15分清算平均に紐づくインバランスペナルティのリスクもあります。

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