日本首个光伏发电和蓄电池并用的电网

几乎位于宫城县正中央的东松岛市有着风光旖旎的海岸线，以及海水浴场及游船等，过去每年都有100多万游客光顾。但东日本大地震造成的海啸袭击了65%的市区，约73%住户的1万1073栋房屋全毁或半毁。死亡失踪人数达1134人，避难者最多达到了1万5185人。

停电也可用光伏电力和柴油供电

东松岛市灾后重建政策课负责人懊悔道：“震灾前虽制定了海啸防灾计划，但没料到这么大范围被淹”。震灾前43142的人口数量减至40138人(截至2015年4月)。游客数量也减至每年约20万人。

东松岛市由对不充分防灾对策的反省，推进了优先强化抗灾措施的城市重建工作。其中的一个措施是建设“东松岛市智能防灾生态城”(图1)。震灾后停电时间长达5个半月，由于无法取暖，很多人因低温症而死亡，由这个教训，构筑了可以独立于电力系统运转、以地方为主体的分散型能源系统。

图1：“东松岛市智能防灾生态城”全景(出处：积水建房)

在东松岛市柳之目北地区建设了85户市营灾害公营住宅。生态城设置了光伏发电设备(470kW)、定置式铅蓄电池(480kWh)以及应急生物柴油发电机(500kVA，图2、图3)。即使供电网东北电力停电，也能维持数日正常水平的供电。

图2：生态城内建设的光伏电站(摄影：日经BP社)

图3：收纳在机壳内的铅蓄电池(摄影：日经BP社)

 自主敷设约5km的配电网

 在2016年6月12日的“宫城县民防灾日”，举行了公营住宅及并设的发电和供电设备竣工仪式。东松岛市市长阿部秀保在仪式上致辞：“我们要建设防灾、减灾能力增强的城市，向日本国内外展现东松岛的面貌”。

“东松岛市智能防灾生态城”利用CEMS(地区能源管理系统)对需求方设备、光伏发电设备、蓄电池及柴油发电机等进行综合管理(图4)。以ICT(信息通信技术)掌握能源供求信息并进行优化控制。这种CEMS的构筑也可以说是日本各地兴起的智能社区实证模式之一。

图4：CEMS功能示意图(出处：积水建房)

然而，东松岛市的防灾生态城具有独一无二的划时代特点：即沿着生态城内的道路设置电线杆，自主铺设了高压及低压配电线。自营高低压输电线的总长度各为2.7km左右，设置了54根电线杆(图5)。

图5：以自营线供电的公营住宅(摄影：日经BP社)

生态城整体的设计由Smart City Project(东京都中央区)负责，公营住宅的设计和施工由积水建房负责，自营线的敷设由Kinden负责。太阳能电池板为夏普制，应急生物柴油发电机为洋马制，定置式铅蓄电池为日立化成制，蓄电池用光伏逆变器(PCS)为明电舍制，调节池的光伏发电用PCS为日新电机制，屋顶上的光伏发电用PCS为夏普制。

还用自营线为4家医院供电

自营线微电网除了连接自己的光伏发电设备和柴油发电机外，还与东北电力的电力系统并网。将光伏电力与接受的电网电力，通过自营线输送给生态城内的各住宅等。CEMS用于供求管理和收费管理等。

这种利用自营线的电力零售业务形态称为“自营线PPS(特定规模电力企业)”。地震后，以灾区为中心规划并运转了多个智能社区实证项目，但采用“自营线PPS”模式的只有东松岛市。

自营线微电网(配电网络)除了灾害公营住宅“市营柳之目东住宅”的85户住宅外，还连接了周边的4家医院以及驾照中心(以下称公共设施，图6)。其中2家大规模医院和公共设施为高压用户，除此之外为低压用户。截至目前，白天的峰值需求一直为350～370kW。

图6：自营线除了公营住宅外，还与医院和公共设施连接(出处：积水建房)

东松岛市灾后重建政策课说，“如果白天正午为晴天，则470kW的光伏发电能满足生态城内的全部电力需求。光伏电力有剩余时存储在蓄电池中，夜间放电使用。总体来说是需求的一半左右是用光伏电力满足的”。(未完待续)