四国大規模停電の報告書を読む：EPPSとEFCの関係

注：この記事は一介の大学院生が執筆したものですので、内容の正確性について保証はありません。

前回のおさらい

前回、2024-11-09に発生した四国における大規模停電について、ゲスト執筆者の方に解説してもらいました。簡単にまとめると、「EPPSとEFCが動いている状況で、認識の齟齬からEFCのみを停止したらなぜか送電電力が急増、UFR作動による四国管内の広域停電に繋がった」という事故であったわけです。

前回記事時点では詳細な報告書が出ていなかったので原因については推測でしたが、この度電気関係報告規則に基づく報告書の概要が四国電力送配電・関西電力送配電の二社連名で公開されたので、こちらに基づいてその原因、とくになぜEFCを止めると送電電力が急増したのかについて改めて考察します。果たして我々の推測は当たっていたのか、停電の概要や我々の推測については前回記事をご覧ください。

四国大規模停電時の潮流変化から考察する原因

直流送電の動きから読み解く、停電時の動き。

EFCによる指令値の減少分がなくなった

前回は主に、電力広域的運営推進機関が提供する系統情報サービスから取得した阿南紀北直流幹線・本四連系線の潮流実績をもとに考察を行いました（以下潮流グラフは電力広域的運営推進機関が提供する系統情報サービスより、一部改変して使用しています）。

このグラフより、EFC停止直後に送電電力が約－700MWまで急変し、結果として停電に至ったことがわかります。この700MWもの変化がどの機能によって引き起こされたのかは不明でしたが、今回の報告書によってそれぞれの機能からどのような指令値が出力されていたのかという点が明らかになりました。以下グラフに報告書をもとに指令値（積み上げ棒）と出力（水色折れ線）の変化を示します。

このグラフより、

1. 本四連系L1事故直後にEPPSによって出力が急増
2. その後、EFCが動作してEPPSによる増加分をほぼ打ち消す
   • 徐々に四国管内の発電電力を絞ることで直流送電の送電量を減らそうとしていたと予想。
3. この状態でEFCを停止したのでEFCによるマイナス分が突然消えた
4. 結果としてEPPSによるフルパワーのプラス指令値が残り、送電電力が急増した

という事象が発生していたと分析できます。つまり、本来はEPPSとEFCの両方を同時に止めることでEPPSによるプラス分とEFCによるマイナス分が同時に消えて送電量はほぼ変わらないはずだったのが、EFCのみを停止したことでEFCによるマイナス分だけが消えてしまったわけです。

というわけで、前回記事での推測は…みやびさんの推測がまあまあ近かったんじゃないですかね。私個人の正直な感想を言うと、もっと複雑な事象が発生していると思っていました。このグラフを見た後だとなおさら「そりゃそうだろ」と感じてしまいます…

PSS値をPdpに？

要は「EPPS+EFC動作中にEFCだけを止めるのはNG」なわけで、対策として報告書では

• EPPS+EFC動作中に43EFC-Hスイッチ（EFCだけを止めるスイッチ）を操作できないようにする
• EFC停止依頼時の文言を「EFC停止」ではなく「3-STP（EPPSとEFCを両方止めるスイッチ）押下＋PSS値をPdpに設定」に変更する

という記載があります。ここで私は思ったわけです、

PSS値をPdpに設定とは何ぞや

と。この用語については報告書中には一切説明がないのですが（たぶん経済産業省に提出されたほうには書かれているけど非公開）、対策のところに書かれているということは何らか今回の停電と関係があると思われます。そこで、簡単にこの用語の意味について考察してみました。

まず、電力業界においてPSSといえば同期発電機に搭載する電力系統安定化装置：Power System Stabilizer が該当します（参考資料）。一方で、今回は明らかに直流送電設備に搭載されている何かなわけです。

ここで、北本連系（北海道ー本州間に2系統ある直流送電設備のうち古いほう）に搭載されているAFC（今回のEFCみたいなやつ）に関する論文¹において、その制御ブロックの出力値に

直流送電指令（PDP）

という記載があります。さらに、「直流応援電力Pdp」という記載もあります。

したがって、この報告書におけるPSSはより一般に系統を安定化させる装置の総称として用いられているのではないかと推測しました。一方で、それなら単にEPPS/EFCと書けばよいのではないかという気もしますし、Pdpが何なのかは不明なままなので謎が残ります。「Pdpはふだんの送電量を表していて、EPPSとEFCを切った後にそれらの指令値をもとに戻しておきましょう、さもなくば何かあった際に大変なことになるから」とかですかね。