# 系統連系・自立運転／弱電網マイクログリッド VGID POWERの並離網／弱電網マイクログリッド：グリッドフォーミング型VSG PCSと交直流カップリングにより、シームレスな並離網切替と安定したサポートを実現。 系統連系・自立運転 · 弱電網 · グリッドフォーミング 系統連系・自立運転と弱電網マイクログリッド：電力網が不安定な場所でも、安定した電力を **系統連系・自立運転マイクログリッドは系統連系と自立運転の2つの運転モードを併せ持ち、弱電網マイクログリッドは短絡容量が低く電圧変動の大きい末端給電シーンに特化しています。** このようなシステムの技術的核心はただ一つの言葉に集約されます：**グリッドフォーミング（Grid-Forming）**。 グリッドフォローイング型機器は「追随者」のようなもので、外部の電圧・周波数基準に依存しなければ動作できません。しかし弱電網にはまさにこの基準が欠けています。こうした回線では、通常のグリッドフォローイング型 PCS は電圧降下や周波数偏移を起こし、系統連系すらできなくなることがあります。中騰数能のソリューションは、グリッドフォーミング型 PCS によって能動的に電圧・周波数の基準を確立し、さらに系統連系・自立運転のシームレス切替を組み合わせることで、「電気があれば電力網を使用し、なければ蓄電池を使用する」を実現します。 **0ms**一体型機の能動的系統連系・自立運転切替 **<20ms**受動的切替 / STS モジュール切替時間 **125%**系統連系不平衡度許容能力 **-20%~+15%**電力網電圧適応範囲 グリッドフォローイング型とグリッドフォーミング型：本質的な違い これは弱電網シーンにおける選定の最初の分水嶺であり、多くの「機器を設置したのに負荷を駆動できない」という根本原因でもあります。 グリッドフォローイング型（Grid-Following） 動作原理：外部電力網の電圧と周波数の位相を測定し、それに同期した電流を出力します。「電流源」に相当します。 前提条件：**基準として十分に強い外部電力網が存在しなければなりません。**短絡容量が不足し、遠端の故障により電圧が崩壊すると、グリッドフォローイング型機器は同期基準を失います。 典型的な症状：末端電圧降下時に電流指令を実行できず、系統連系故障を報知し、周波数が偏移し、さらには繰り返し解列します。 グリッドフォーミング型（Grid-Forming / VSG） 動作原理：能動的に電圧振幅と周波数の基準を確立し、電圧と位相を出力します。「電圧源」に相当し、システムにおける真の主電源です。 重要な能力：外部基準がない条件下でも独立して運転します。電圧波形は自身のアルゴリズムで生成されるため、外乱に対する耐性が高いです。 エンジニアリング上の価値：太陽光やディーゼル発電機などのグリッドフォローイング型機器を「接続」させて安定運転させることができ、単独で孤島を構成することもできます。 一言での判断 **この回線が晴天の正午、太陽光が満発電している時でも末端電圧が降下するなら、グリッドフォーミング型を使わなければなりません。** 判断基準は簡単です：現場で連系点の短絡容量と末端電圧を一度測定し、公称容量を下回るか電圧偏差が限度を超えていれば、弱電網の範疇に属します。 系統連系・自立運転切替のエンジニアリング実装 切替経路は2つあります：機器内部に統合するか、独立したモジュールとして配備するかです。両者は改造コストと切替時間において明らかな違いがあります。 01 経路一：PCS 内蔵切替（一体型機ソリューション） [SP250HAG2T 光蓄系統連系・自立運転一体型機](/zh/product/sp250hag2t-2) は PCM 系統連系・自立運転切替スイッチを統合し、能動的切替時間 0ms、受動的切替 <10ms です。現場では電力網と負荷の2回線を接続するだけで、システムが自動的に判別と切替を完了し、別途切替装置を配備する必要はありません。これは新規プロジェクトで最も手間がかからない方法です。 02 経路二：独立 STS モジュール（改造ソリューション） 既存システムに系統連系・自立運転能力を追加する場合、通常は交流母線上に [STS200/400/600 静的切替モジュール](/zh/product/sts200-400-600) を追加します：定格 200/400/600kW、最大交流電流 330/660/1000A、切替時間 <20ms、系統側と負荷側の双方向検出、LocalEMS と RS485/CAN/4G 通信を統合。欠点はエネルギー変換損失が一回分増えることと機器コストです。 切替時間が意味するもの 切替時間のエンジニアリング上の意味は負荷の性質によって決まります。照明、IT、制御回路は百ミリ秒級の中断を許容できますが、精密加工、医療機器、半導体生産ラインは瞬断で直接不良品や停止が発生する可能性があります。選定時には**最も敏感な負荷の種類**に基づいて切替時間を定めるべきであり、平均的な要求に基づくべきではありません。 中騰数能の系統連系・自立運転 / 弱電網製品ラインナップ 主力はグリッドフォーミング型一体型機で、壁掛け型機種と独立切替モジュールを補完し、30kVA から 500kVA をカバーします。 [SP250HAG2T 光蓄系統連系・自立運転一体型機（グリッドフォーミング型） 定格出力（系統連系） 250kVA 最大出力（自立運転） 275kVA 能動的切替時間 0ms 受動的切替時間 弱電網シーンの技術的難点 弱電網の4つの典型的な症状は、互いに関連していますが個別に対処する必要があります。 難点一 短絡容量が低く、電圧が変動しやすい 短絡容量は電力網が「どれだけ硬いか」を決めます。容量が小さいほど、同じ電力外乱による電圧偏移が大きくなります。末端回線は大出力の太陽光や蓄電を接続した後、電圧が GB/T 12325 で許容される ±7% の範囲を外れる可能性があります。連系点の電圧が一旦崩壊すると、通常のグリッドフォローイング型 PCS は直接系統連系故障を報知します。 難点二 電圧不平衡と高調波 単相負荷の比率が高い農電網と末端回線では、電圧不平衡度が標準を大きく超える可能性があります。中騰数能の機種は系統連系不平衡度 125%、自立運転側 100% を許容し、出力電圧高調波は抵抗負荷下で 2% 未満です——これは不平衡負荷下で機器が過電流保護により誤動作せずに維持できるかどうかを決めます。 難点三 周波数変動と慣性不足 多数の同期発電機が撤退した後、システムの等価慣性が低下し、周波数は電力不均衡に対してより敏感になります。グリッドフォーミング型 PCS は自身の制御ループを通じて周波数変化に能動的に応答し、システムに仮想慣性を補うことに相当します。これが弱電網において電圧・周波数がより安定する理由でもあります。 難点四 末端電圧降下 連系点から遠いほど、回線の電圧降下の累積が顕著になります。典型的な実測方法：満負荷時間帯に連系点と末端の電圧差を測定し、偏差が 7% を超える場合、その回線は弱電網として設計し、PCS の選定をグリッドフォローイング型からグリッドフォーミング型に変更すべきです。 すべての一体型機はグリッドフォーミング運転能力と系統連系・自立運転切替スイッチを内蔵しています。SP250HAG2T はさらに絶縁変圧器を内蔵し、電気的絶縁が要求されるプロジェクトに適しています。 典型的な応用シーン VSG グリッドフォーミング型光蓄 太陽光の大量発電により末端電圧が上昇する地域では、グリッドフォーミング型 PCS で逆方向に電力を吸収し、電圧を安定させながら太陽光の消費を完了します。 配電区蓄電 農村低圧配電区の電圧対策。壁掛け型機種は配備が速く、設置面積が小さく、分散配置に適しています。 光蓄ディーゼル交直流結合マイクログリッド 太陽光、電池、PCS が直流母線を共用し、直流結合充電効率は 99.3% 超で、エネルギー変換を一回分削減します。 弱電網地域の工場 電圧降下により機器が頻繁に再起動したり電力品質が基準を満たさない場合、まず給電品質を解決してから省エネを語る必要があります。 島嶼と遠隔地 電力網末端または間欠給電シーンでは、商用電源がある時に系統連系運転し、停電時に自動的に重要負荷を引き継ぐ必要があります。 重要負荷の電力確保 切替時間に敏感な生産ラインと医療施設では、最も敏感な負荷に基づいて切替時間指標を選択します。 非常用電源とディーゼル蓄電 電力網停電時に蓄電が引き継ぎ、同時にディーゼル発電機を長時間バックアップとして起動し、両者は SOC に応じて分担します。 太陽光アービトラージ蓄電 連系点に電圧上限超過の制約がある新エネルギー発電プロジェクトでは、グリッドフォーミング型蓄電を配備することで系統連系規範と消費要求を同時に満たせます。 設計と実施の要点 ① 連系点と切替点の位置を明確化 両者の位置は切替時の過渡現象を直接決めます。切替点が重要負荷から遠い場合、切替瞬間の電圧瞬時降下が先に負荷に伝わります。エンジニアリング上は切替点をできるだけ負荷側に近づけるか、重要負荷の前に過渡コンデンサを追加すべきです。 ② SOC 運転ウィンドウの確定 系統連系・自立運転システムの SOC ウィンドウは純系統連系システムよりはるかに狭くなります：ピークカット・谷埋めのために調整可能な区間を確保しつつ、停電時のバックアップのためにエネルギーを保持する必要があります。エンジニアリング上は通常、放電下限を 30%～40% に設定し、具体的には電力確保時間の要求と電池サイクル寿命のトレードオフによります。 ③ 負荷起動衝撃の検証 自立運転に切り替わる瞬間、電池は全負荷の起動衝撃を単独で負担しなければなりません。中騰数能の機種は一般的に **1.1 倍長期 / 1.25 倍短時間**の過負荷に対応します（SP60HCG2 は 150% に達する）が、それでも最大単機モーターの 6～7 倍の起動電流で個別に計算する必要があり、総定格出力で代用してはなりません。 ④ 保護と単独運転防止 系統連系・自立運転システムの保護ロジックは純系統連系より複雑です：単独運転防止保護（非計画的な孤島の防止）を持ちつつ、計画的な孤島（切替後）が正常に成立することも保証する必要があります。両者は異なる判断基準と遅延が必要で、設計時には個別に設定しなければならず、一組の設定値を共用してはなりません。 ⑤ 多機並列の通信と協調 複数のグリッドフォーミング型 PCS を並列する場合、主周波数源が唯一であることを保証しなければなりません。エンジニアリング上は通常、1台を主機に指定して電圧・周波数基準を確立し、残りを従機として追随させます。同時に2台が基準を確立すると、周波数の奪い合いと循環電流が発生します。SP250HAG2T と SP375/500HAG2 はともに3台並列に対応します。 ⑥ 環境と保護等級 弱電網プロジェクトは多くが屋外または半屋外に位置します：壁掛け型機種は IP65（SP135HAPSS）、一体型機のキャビネットは IP54（SP250HAG2T、SP375/500HAG2）です。高温地域では 45℃ 以上の減定格に注意し、高海拔 2000m 以上でも同様に減定格が必要です。 プロジェクト実景 光蓄ディーゼル一体型マイクログリッド コンテナ式蓄電キャビン PCS キャビネット並列配置 系統連系・自立運転切替キャビネット 電池キャビンと消防配置 太陽光アレイと蓄電方陣 鉱区マイクログリッド現場 系統連系切替と保護 交流配電と保護 よくある質問 系統連系・自立運転切替で機器が停止することはありますか？ ありません。グリッドフォーミング型 PCS は切替過程で運転を維持します——これが「先に停止し、再起動する」型のソリューションとの根本的な違いです。中騰数能の一体型機は能動的切替時間 0ms、受動的切替 <10ms で、切替過程中も負荷は中断しません。実際に停止するのは純グリッドフォローイング型機器で、電力網の基準を失うと出力を維持できないためです。 弱電網地域ではなぜ必ずグリッドフォーミング型機器を使うのですか？ 弱電網にはまさにグリッドフォローイング型機器が動作するために依存するもの——外部の電圧・周波数基準——が欠けているからです。短絡容量の小さい回線では、連系点の電圧がグリッドフォローイング型機器の同期を失わせる程度まで降下する可能性があります。この時、能動的に電圧を確立できるのはグリッドフォーミング型 PCS だけです。これは一部のプロジェクトで「系統連系は正常なのに、使用時に負荷を駆動できない」理由も説明します：機器の出力が足りないのではなく、弱い基準下で動作できないのです。 すでに通常の系統連系蓄電を設置していますが、系統連系・自立運転にアップグレードできますか？ 既存機器が自立運転に対応しているかによります。多くの通常の系統連系 PCS は自立運転出力能力を持たず、ソフトウェアアップグレードでこの機能を獲得することはできず、機器の交換が必要です。実行可能な折衷案は、交流母線上に独立 STS モジュールを追加し、自立運転可能な蓄電を接続することですが、これでも通常は新たに蓄電システムを追加する必要があります。したがって、プロジェクト初期に系統連系・自立運転が必要かどうかを明確にする方が、事後の改造よりはるかに経済的です。 グリッドフォーミング型機器は系統連系モードで追加損失がありますか？ グリッドフォーミング型とグリッドフォローイング型の電力変換段の設計は近く、同等の効率水準です。実際の損失差は制御方式ではなくトポロジー構造から来ます：一体型機は MPPT と配電をキャビネット内に統合し、余分な交流集電段を削減します。交流結合ソリューションは一段分の変換が増えます。価値があるかどうかは、損失差ではなく切替能力の要求に基づいて判断すべきです。 切替時間はどのように検証しますか？ 現場実測：重要負荷に電力記録計（またはオシロスコープ）を追加し、人為的に連系点を遮断して、負荷電圧の中断時間を記録します。中騰数能製品の出荷指標は能動 0ms、受動 <10ms で、実際の値はスイッチの機械動作と検出ロジックの影響を受けます。検収時には実測値を基準とし、検収報告書に記載すべきです。 ディーゼル発電機ハイブリッドはどのように実現しますか？ 本質はディーゼル発電機を高効率区間のみで動作させることです。電池 SOC が閾値を下回るか、負荷が PCS の出力能力を超えると、ディーゼル発電機が起動し PCS と並列で給電します。SOC が十分で負荷が小さい時は、ディーゼル発電機が停止し、すべて電池が負担します。EMS は SOC と負荷に応じてリアルタイムでどちらが出力するかを決定します。中騰数能の一体型機はディーゼル・電力ハイブリッド戦略を内蔵し、ディーゼル発電機の自動起動停止に対応します。 お客様の回線は弱電網に該当しますか？ 連系点の位置、回線長、実測電