用語解説 第174回テーマ：短絡容量
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印刷2025/09/01
小出 明〔東京電機大学〕
1. はじめに
短絡容量(1)（SCC：Short Circuit Capacity）は，遮断器の容量を見積もる際に重要な指標ではあるが，電力系統の強度（System Strength）および電圧維持能力を測る指標としても活用されている。特に，火力発電機の休廃止が進展し，短絡容量が減少した電力系統（特に短絡容量比が3 未満の弱い系統）では，インバータ連系する電源や設備への影響が懸念(2)(3)されている。本解説では，短絡容量について説明後，近年注目されている短絡容量比についても解説する。
2. 短絡容量
短絡容量SCC [MVA] は，(１)式の三相短絡時の交流分短絡電流を用いて(２)式のように算出(1)できる。
ただし，
3. 短絡容量比
(３)式に示すようにインバータ電源の定格出力と短絡容量の比は，短絡容量比（SCR：Short Circuit Ratio）と呼ばれている。
また，(３)式は単一のインバータ電源を対象とした指標であるが，複数のインバータ電源を考慮したSCR（Equipment circuit-based SCR やWeighted SCR，Composite SCR(3)など）や無効電力制御量を考慮したEffective SCR（ESCR）など，(３)式よりも実態を反映したSCR も用いられている。特に，(４)式に示すEffective SCR(4)は，直流高圧送電（HVDC：High Voltage Direct Current）にとって重要な指標となる。
ただし，
なお，SCR，ESCR の目安は参考文献によって異なるが，文献(５)では両者ともに，3 未満の場合はLow，特に2 以下はVery Low と分類されている。なお，このような短絡容量比が小さい系統にインバータ電源が連系した場合，PLL（Phase Locked Loop）の制御が出力電流の影響を受けて不安定になることや，動的な高電圧（Dynamic High Voltage），電圧不安定性，高調波共振，電圧フリッカー発生のリスクが上昇する(4)ため対策が必要となる。
文献
(１) 電気学会：電気工学ハンドブック (第6 版) (2001)
(２) North American Electric Reliability Corporation: “Short-Circuit Modeling and System Strength”, White Paper (2018)
(３) National Grid ESO : “Provision of Short Circuit Level Data” (2022)
(４) P. Kunder : Power System Stability and Control, McGrawHill (2006)
(５) American National Standard : “IEEE Guide for Planning DC Links Terminating at AC Locations Having Low Short-Circuit Capacities”, IEEE Std 1204-1997 (R2003) (2003)