【問題】
【難易度】★★★☆☆（普通）
次の文章は，系統連系に関する記述である。文中の\( \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ \)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
\( \ \mathrm {a)} \ \) 一般送配電事業者間の系統連系を実施する場合の利点としては，
① 相互電力融通により，設備事故や需要の想定外の変化に対し\( \ \fbox { （１） } \ \)の節減と供給信頼度の向上を図ることができる。
② 大規模送電系統のスケールメリットによる高効率の大容量発電ユニット採用や，電源の共同開発による立地点の有効活用とコスト低減を図ることができる。
ことなどがあげられる。
一方，この系統連系の課題としては，
① 安定度問題の発生，\( \ \fbox { （２） } \ \)の拡大，短絡容量・誘導障害の増大が懸念される。
② 電圧・周波数の調整容量が増大し，調整方法も複雑となる。
ことなどがあげられる。
\( \ \mathrm {b)} \ \) この系統連系の運用にあたっては，全国規模での需給調整機能の強化や広域的な系統計画の必要性といった我が国の電力システムの課題に対応するため，電力広域的運営推進機関がその管理を行っている。そこでは全国規模の需給状況の監視，安定供給に必要な供給能力の確保の促進及び需給状況が悪化したときの電気の供給の\( \ \fbox { （３） } \ \)などを行う。
\( \ \mathrm {c)} \ \) 一般に直流連系は交流連系に比べ，
① 周波数の異なる系統間の連系ができる。
② ケーブルによる充電電流がないため，長距離ケーブル送電が可能である。
③ 位相角による安定度問題がないため長距離大容量送電が可能である。
④ 交流系統の短絡容量が連系によって増大しない。
⑤ 潮流を急速かつ自由に制御できる。
などの利点がある。
一方，
① 交直変換設備が高価である。
② 交流系統の高調波増加，発電機と変換器の相互作用による\( \ \fbox { （４） } \ \)，短絡容量が小さい場合の電圧不安定性現象などが発生する。
③ \( \ \fbox { （５） } \ \)系統の構成では制御・保護が複雑になる。
などの課題がある。
〔問4の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）& 軸ねじれ振動 &（ロ）& 操作 &（ハ）& 指示 \\[ 5pt ]
&（ニ）& 多端子 &（ホ）& 周波数変動幅 &（ヘ）& 電圧変動幅 \\[ 5pt ]
&（ト）& 最終補償供給 &（チ）& 助言 &（リ）& 供給予備力 \\[ 5pt ]
&（ヌ）& フェランチ現象 &（ル）& くし形 &（ヲ）& 下位 \\[ 5pt ]
&（ワ）& ノンファーム電源 &（カ）& 遮断容量不足 &（ヨ）& 事故波及範囲 \\[ 5pt ]
\end{eqnarray}
\]
【ワンポイント解説】
一般送配電事業者間の系統連系とそれに関連する法律と直流送電に関する問題です。
電力広域的運営推進機関\( \ \mathrm {\left(OCCTO\right)} \ \)のに関する問題が近年増えてきている印象なので，学習の中に取り入れるようにしておいて下さい。
1.一般送配電事業者間の系統連系の得失
一般送配電事業者間の電力系統を広域的に連系すること安定かつ経済的に運用することができ，具体的には以下のメリット・デメリットがあります。
＜メリット＞
・事故発生時や想定外の需要急増時に相互に電力を融通できるため，個々の系統が単独で保有すべき供給予備力を削減でき，設備投資や運用コストを抑えられる。
・広域的な運用により，高効率な大容量発電ユニットの採用や電源の共同開発，立地の有効活用が可能となる。
・系統容量が大きくなるため，負荷変動に対する周波数変動が小さくなる。
＜デメリット＞
・系統が一体化しているため，管轄エリア外で発生した事故や周波数・電圧低下が連系線を介して他地域へ波及し，広域停電につながるリスクがある。
・系統並列数が増加することで短絡インピーダンスが低下し，短絡容量が増大する。
・系統規模が長距離・大規模化することで同期安定度の維持が難しくなる。
2.直流送電の得失
直流送電は日本では北海道ー本州直流連系，紀伊水道直流連系がありますが，いずれも以下のような得失から長距離・大容量の送電線で採用されています。
＜メリット＞
・安定度の問題がないため，送電線の熱的許容電流まで送電容量を増やせる。したがって，大容量の送電に有利となる。
・無効電流による損失がないので，送電損失が少ない。したがって，長距離送電に有利となる。
・同容量のケーブルで，交流に比べ\( \ \sqrt {2} \ \)倍までの電圧を送電可能。
・電圧最大値が実効値と等しいので，絶縁強度の低減が図れる。
・静電容量による充電電流が流れないため，誘電損が発生しない。
・送電線が\( \ 2 \ \)条で良いため，建設コストが下がる。
＜デメリット＞
・交直変換装置が必要。
・交流のように零点がないため，高電圧・大電流の遮断が難しい。
・変換装置から高調波が発生するため，フィルタや調相設備の設置が必要。
・大地帰路方式において，電食が発生しやすい。
・変圧器で電圧の変成ができない。
・タービン発電機の軸系の固有ねじれ振動数と直流送電の制御系の相互作用により，発電機軸に軸ねじれ振動を発生させる危険性がある。
・\( \ 3 \ \)箇所以上を網状に接続する多端子系統を構成する場合，制御・保護システムが著しく複雑になる。
【解答】
(1)解答：リ
題意より解答候補は，（ト）最終補償供給，（リ）供給予備力，（ワ）ノンファーム電源，になると思います。
ワンポイント解説「1.一般送配電事業者間の系統連系の得失」の通り，相互電力融通により，設備事故や需要の想定外の変化に対し供給予備力の節減をすることができます。ノンファーム電源とは，設備の空き容量がある時だけ送電できる仕組みで接続された太陽光や風力等の電源のことで，\( \ 2 \ \)種の令和7年法規科目問7で出題されたことがある内容です。
(2)解答：ヨ
題意より解答候補は，（ホ）周波数変動幅，（ヘ）電圧変動幅，（ヨ）事故波及範囲，等になると思います。
ワンポイント解説「1.一般送配電事業者間の系統連系の得失」の通り，系統連系により，事故波及範囲の拡大のリスクが高まります。
(3)解答：ハ
題意より解答候補は，（ロ）操作，（ハ）指示，（チ）助言，になると思います。
電気事業法第28条の4の通り，電力広域的運営推進機関は需給状況が悪化したときの電気の供給の指示などの業務を行います。
(4)解答：イ
題意より解答候補は，（イ）軸ねじれ振動，（ヌ）フェランチ現象，（カ）遮断容量不足，等になると思います。
ワンポイント解説「2.直流送電の得失」の通り，直流連系では，発電機と変換器の相互作用による軸ねじれ振動が発生する懸念があります。
(5)解答：ニ
題意より解答候補は，（ニ）多端子，（ル）くし形，（ヲ）下位，等になると思います。
ワンポイント解説「2.直流送電の得失」の通り，直流連系では，多端子系統の構成では制御・保護が複雑になります。
＜電気事業法第28条の4＞
広域的運営推進機関は，電気事業者が営む電気事業に係る電気の需給の状況の監視，電気の安定供給のために必要な供給能力の確保の促進及び電気事業者に対する電気の需給の状況が悪化した他の小売電気事業者，一般送配電事業者，配電事業者又は特定送配電事業者への電気の供給の(3)指示等の業務を行うことにより，電気事業の遂行に当たっての広域的運営を推進することを目的とする。
愛知県出身 愛称たけちゃん