令和7年度第三種電気主任技術者上期試験　電力科目 問70 解説 問7 問7

分散型電源からの逆潮流による系統電圧の上昇を抑制するためには、無効電力を消費する方向である遅れ力率に制御する必要があるため、進み力率と記述している選択肢(3)は誤りです。

配電系統における電圧降下と潮流の関係

配電線において、送電端の電圧と受電端の電圧には差が生じます。線路のインピーダンスを $R + jX$ 、流れる電流を $I$ （有効電流 $I_p$ 、無効電流 $I_q$ ）とすると、近似的な電圧降下 $\Delta V$ は次のように表されます。

$\Delta V \approx I_p R + I_q X$

この式から、電圧は電流の有効分と無効分によって影響を受けることがわかります。配電線は一般に抵抗 $R$ よりもリアクタンス $X$ が大きいため、無効電力の変化が電圧に与える影響は無視できません。

分散型電源の連系と電圧変動

分散型電源が配電系統に連系されると、電力系統側に向かって逆潮流が発生します。逆潮流が発生すると電流の向きが反転するため、上記の電圧降下の式において無効電流 $I_q$ の符号が入れ替わります。

1. 逆潮流による電圧上昇: 分散型電源が有効電力を送り出すと、配電線上の電流により系統側から見た受電点の電圧が上昇します。
2. 無効電力による制御: 電圧の上昇を抑えるには、無効電力を系統から消費する方向（遅れ力率運転）に制御することで、電圧降下の式における $I_q X$ の成分を負の方向に作用させ、電圧の上昇分を相殺します。
3. 誤りの判定: 選択肢(3)にある「進み力率」で運転すると、系統に対して進み無効電力を供給することになり、電圧上昇をさらに助長してしまうため、この制御は逆効果となります。

分散型電源連系時の対策

大規模な太陽光発電などの分散型電源が配電線に連系される場合、配電線の末端付近では逆潮流によって電圧が適正範囲を超えて上昇しやすくなります。このとき、専用線による接続や配電線の太線化によるインピーダンスの低減といった系統側の増強や、SVR（ステップ式自動電圧調整器）を適切に活用して系統全体の電圧プロファイルを維持することが求められます。

選択肢(1)、(2)、(4)、(5)については、いずれも分散型電源を系統へ接続する際の技術的妥当性を示す内容であり、電圧上昇抑制のための無効電力制御の性質に照らすと、記述(3)のみが誤りであると判断できます。

配電線のインピーダンスと逆潮流によって生じる電圧変動の式を、実際の系統の電圧上昇の様子と重ねてみると、無効電力の制御が持つ役割が見えてきます。

参考リンク

• 分散型電源の連系技術（電気設備学会）
• 太陽光発電の逆潮流と電圧上昇抑制（YouTube：電気主任技術者試験対策チャンネル）
• 電力系統の電圧制御方式（電気学会：電気工学ハンドブック定義）