【特集2】日本の電力支える直流幹線 東西間の融通能力が向上

【東京電力・中部電力】

東日本大震災の教訓を得た、東西間を結ぶ周波数変換所と直流幹線が完成した。短い工期、厳しい環境条件が重なる困難も、現場の創意工夫で乗り切った。

周波数の異なる東西地域間で融通できる電力量を拡大するため、東京電力パワーグリッド（PG）と中部電力PGが5年前から建設工事を進めてきた「飛騨信濃周波数変換設備（FC）」が完成、3月末に運用を開始した。

2011年3月11日の東日本大震災では、東北・東京エリアの発電所の多くが被災し電源脱落が発生。これにより供給力が著しく低下し、東京電力エリアでは計画停電の実施を余儀なくされた。この教訓を踏まえ、災害時の東西間の電力融通量を拡大し供給安定性を高めることを目的に、国家プロジェクトとして整備することが決まったのがこの飛騨信濃FCだ。

飛騨信濃FCの完成により、それまで新信濃（60万kW、東電PG）、東清水（30万kW、中部電力）、佐久間（30万kW、Jパワー）の3カ所計120万kWだった東西間の連系容量は210万kWに拡大した。

自然災害が頻発する中、設備損傷による需給ひっ迫時など全国の電力安定供給に資するのに加え、平常時には電力取引の活性化や再生可能エネルギーの導入拡大、需給調整のための調整力の広域的な調達・運用に貢献することが期待されている。

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新型コロナで厳しい工期も 20年度内に運用開始

飛騨信濃FCは、50 Hz側の交直変換設備である「新信濃変電所（長野県朝日村）」と60 Hz側の「飛騨変換所（岐阜県高山市）」、そして両変換所を接続する「飛騨信濃直流幹線」で構成されている。新信濃変電所の増設と直流幹線の建設を東電PGが、飛騨変換所の建設を中電PGが担当した。

交直変換設備の要となるのが、半導体素子「サイリスタ」を多数個組み合わせた「サイリスタバルブ」と呼ばれる高さ8・5mの巨大な装置だ。東日本側から西日本側に電気を流す際には、50万Vから15万4000Vに変電した交流電気を直流20万Vに変換、直流幹線を通して中部電力が新設した飛騨変換所に送る。逆に中部電側から直流幹線で送られてきた電気は、この装置で交流に変換し安曇幹線を通じて新秩父開閉所に送られる。電気をどちら方向にどれだけ送るかといった指令は全て、東電PGの中央給電指令所から発出するという。

東電PGの設備である新信濃変電所には、1977年に運開した1号FC、92年に運開した2号FCがあり、これまで計60万kWの変換能力を有してきた。二つのFCの役割はそれぞれ異なっており、1号は緊急的な電力融通に備えて待機、2号は市場に開放されて平時に東西間の電力取引に活用されている。

交直変換設備の増強工事は、16年4月に着手。「サイリスタバルブ」に加え、直流に変換した電気を平滑化する「直流リアクトル」、直流から交流に変換された電気の高調波を取り除く「交流フィルター」や電圧を一定に保つための「調相設備」などを増設。20年6月に使用前実施検査を完了し、10月から今年3月25日までの間、飛騨変換所との一体運用に向けた系統連系試験を実施した。

新型コロナウイルス禍の影響もあり厳しい工期に追われたが、当初計画していた通り20年度内に運用開始にこぎつけることができた。工事を担当した工務部送変電建設センターの藤岡慎太郎・東西連系線新信濃グループマネージャーは、「地震が多い日本で、新FCの運用により電力の安定供給に寄与できる」と期待を寄せる。

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