AIで電力の安定供給を守る。 世界に先駆けた挑戦

電力の安定供給を維持し、大規模停電を発生させない。―――それは、中部電力にとって最も重要なミッションである。
電力は発電所から送電線、変電所を経てお客さまの元へ届けられるが、何もせず、スムーズに送り続けられるものではない。電力の需給状況は絶えず変化しており、常時、適正な電圧を維持する必要がある。
当社では、電圧や安定度などが厳しい“系統”に、安定化システムを導入しており、24時間365日、常に電圧や安定度などを監視・制御し、電力の安定供給を守っている。

その中でも特殊な安定化システムを用いているのが「長野方面系統」だ。
「長野方面系統」は、新潟県上越市にある上越火力発電所から、長野県を縦断し、愛知県にある豊根開閉所に至るまでの電力網を指す。
これまで、当社の発電所は電力供給エリアがある太平洋側に集中していたが、この一帯は南海トラフ地震の発生が予測されている。万が一の場合でも、電力供給を維持できるよう建設されたのが上越火力発電所であり、その電力を安定して運ぶ役割を担うのが「長野方面系統」だ。

「長野方面系統は、従来のものとは大きく異なる系統でした。その一番の理由は、距離です。」（Y）

リーダーとして本プロジェクトに携わったYさんは、その特異性を振り返る。
上越火力発電所は、総出力2,380MWを誇る大規模発電所。その電力は、275kVと500kVの2種類の送電線を経由し、総距離約300km先まで届けられる。しかも平地だけではなく豪雪地帯や険しい山岳地帯を貫く長距離送電網である。
距離が長いと、それだけでリスクが高まる。故障発生確率が増加するだけでなく、電圧の揺れが起こりやすくなるからだ。実は、電力系統での故障は発電所へも大きな影響を与える可能性がある。たとえば、系統の故障時に何も対策しないと、更なる電圧の揺れや系統周波数変動により、発電機の回転数にも影響を与え、電力ネットワーク全体が不安定になることが考えられる。さらにその状態が拡大し他の発電機へと連鎖することにより、大規模停電の発生に繋がりかねない状況となる。そのため、中部電力では1960年代から発電機停止の連鎖を阻止する遮断システム「TSC機能（注2）」を導入してきた。また、同様に送電線のルート遮断によって電力ネットワークが分断した場合は、バランスを取るために発電機または電力の使用先を高速遮断するシステム「SSC機能（注3）」を導入している。 （注2） TSC：Transient Stability Control　（過渡安定度維持制御）
（注3） SSC：System Stabilizing Control　（分離系統周波数維持制御）

「TSC機能とSSC機能に加え、長野方面系統安定化システム（ISC）には、電圧変動問題に対処する“平常時VQC（注4）機能”と“緊急VQC機能”が搭載されています。これは送電距離が長いことで生じる電圧の揺れを防止し、安定化させる機能です。2012年の運転開始から搭載されていましたが、再生可能エネルギーの導入拡大に伴い、天候の変化などにより系統内の電圧が時々刻々と大きく変動するようになったため、今後の運用を見据えて2023年のリプレースで平常時VQC機能にAI制御を導入することにしました。」（Y） （注4） VQC：Voltage and reactive power（Q） Control　（電圧安定化制御）

「電圧の変動は調相設備（注5）や変圧器タップなど電圧調整機器の動作回数を大幅に増加させてしまいます。それは故障だけでなく、動作回数により整備・交換時期が定められている機器のメンテナンスの増加にもつながり、コストもかさんでしまう。安定した電力供給かつコスト面においても長野方面系統をより安定化させることは必然でした。」（Y） （注5） 調相設備：電圧を適正な範囲に維持するために、無効電力（Reactive Power）を供給または吸収する設備のこと

その手法に選ばれたのがAIだった。
今ほどAIが一般的ではなかった2017年頃に、なぜAIを活用するという選択に至ったのか。
そこには開発チームの未来を切り拓く強い思いがあった。