(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧調整用変圧器が二次側に出力する電圧の目標電圧を制御することにより、風力発電装置と系統連系する配電線の電圧を調整する電圧調整装置であって、
前記風力発電装置の設置位置における前記風速の予測値と、風速と前記風力発電装置の発電量との関係を示す発電特性と、に基づいて、前記風力発電装置の発電量の予測値を算出する発電量予測部と、
前記風力発電装置の発電量の予測値と、発電量と前記電圧調整用変圧器のシフト制御量の関係を示す電圧変動特性に基づいて、前記目標電圧を算出する目標電圧算出部と、
二次側に出力する電圧が、前記目標電圧に近づくように前記電圧調整用変圧器を制御する指示部と、
過去の複数の日時における、前記風力発電装置の発電量の実績値と、過去の日時に関する気象予測データに基づく前記風力発電装置の設置位置における風速を含む複数種類の気象情報の実際値に応じた値と、風速の実際値に応じた値から前記発電特性により換算した前記風力発電装置の発電量の見込み値と、の各値の関係を示す補正発電特性を算出する補正部と、を備え、
前記発電量予測部は、風速を含む複数種類の気象情報の予測値と、前記風速の予測値から前記発電特性により換算した発電量の見込み値と、に基づいて、前記補正発電特性を用いて、前記風力発電装置の発電量の予測値を算出する
ことを特徴とする電圧調整装置。
【請求項２】
前記風速を含む複数種類の気象情報は、少なくとも風速、風向、気圧、温度及び湿度が含まれる
ことを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
【請求項３】
前記目標電圧算出部は、前記風速の予測値が大きいときは、前記風力発電装置と系統連系する配電線の電圧が適正範囲内の中で低めになるように前記目標電圧を算出し、前記風速の予測値が小さいときは、前記風力発電装置と系統連系する配電線の電圧が適正範囲内の中で高めになるように前記目標電圧を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧調整装置。
【請求項４】
前記目標電圧の予測対象の日時が近くなったとき、
前記発電量予測部は、前記風力発電装置の設置位置における更新された前記風速の予測値に基づいて、前記風力発電装置の発電量の予測値を更新し、
前記目標電圧算出部は、更新された前記風力発電装置の発電量の予測値に基づいて、前記目標電圧を更新する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電圧調整装置。
【請求項５】
前記電圧調整用変圧器の上流側に、前記電圧調整用変圧器に電力供給する第２の電圧調整用変圧器が設置されている場合、
前記目標電圧算出部は、前記発電量と前記第２の電圧調整用変圧器のシフト制御量の関係を示す第２の電圧変動特性とに基づいて、前記第２の電圧調整用変圧器の目標電圧を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電圧調整装置。
【請求項６】
前記風力発電装置と系統連系する配電線に調相設備が接続されている場合、
前記目標電圧算出部は、前記風力発電装置の発電量の予測値と、発電量と前記電圧調整用変圧器のシフト制御量の関係を示す電圧変動特性に基づいて、前記電圧調整用変圧器の前記目標電圧を算出するとともに、前記調相設備の投入計画を算出し、
前記指示部は、二次側に出力する電圧が、前記目標電圧に近づくように前記電圧調整用変圧器を制御するとともに、前記調相設備を前記投入計画に従って制御する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電圧調整装置。
【請求項７】
前記指示部は、前記電圧調整用変圧器が二次側に出力する電圧を監視するとともに、タップ切換信号を出力する電圧継電器の目標電圧を制御することにより、前記電圧調整用変圧器が二次側に出力する電圧を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然エネルギーを利用した発電システムの導入が進み、風力発電装置や太陽光発電装置が各地に建設されている。自然エネルギーを利用した発電システムは、自然現象の変化に応じて急激に発電量が変動するため、配電系統における配電線の電圧を適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）に維持することが、困難であるという問題点を有している。特に、風力発電装置や太陽光発電装置が、分散型電源として各地に設置された場合、分散型電源からの発電量は、配電線の電圧上昇及び電圧降下に著しい影響を与える。このような状況下、配電線の電圧の安定化対策としては、配電線の電圧を各地で計測し、電圧調整する等の方法がとられている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０５６９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、配電線の電圧を調整するためには、電圧調整用変圧器（例えば、負荷時タップ切換用変圧器）が用いられるが、電圧調整用変圧器がタップを切り換えるためには、数十秒程度、時間がかかることもあり、電圧調整用変圧器は、急激な電圧の変化には対応しきれないという問題を有している。そして、風力発電に用いられる風速、風向は、１日の中でも変動が大きいため、特許文献１のような各地点の配電線の電圧を計測する方法では、風力発電の発電量の変動速度に追従しきれず、一時的に、配電線の電圧が適正範囲から逸脱するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、風力発電装置により供給される発電量の変動に起因する、配電線の電圧の適正範囲からの逸脱を防止する電圧調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決する主たる本発明は、電圧調整用変圧器が二次側に出力する電圧の目標電圧を制御することにより、風力発電装置と系統連系する配電線の電圧を調整する電圧調整装置であって、前記風力発電装置の設置位置における前記風速の予測値と、風速と前記風力発電装置の発電量との関係を示す発電特性と、に基づいて、前記風力発電装置の発電量の予測値を算出する発電量予測部と、前記風力発電装置の発電量の予測値と、発電量と前記電圧調整用変圧器のシフト制御量の関係を示す電圧変動特性に基づいて、前記目標電圧を算出する目標電圧算出部と、二次側に出力する電圧が、前記目標電圧に近づくように前記電圧調整用変圧器を制御する指示部と、過去の複数の日時における、前記風力発電装置の発電量の実績値と、過去の日時に関する気象予測データに基づく前記風力発電装置の設置位置における風速を含む複数種類の気象情報の実際値に応じた値と、風速の実際値に応じた値から前記発電特性により換算した前記風力発電装置の発電量の見込み値と、の各値の関係を示す補正発電特性を算出する補正部と、を備え、前記発電量予測部は、風速を含む複数種類の気象情報の予測値と、前記風速の予測値から前記発電特性により換算した発電量の見込み値と、に基づいて、前記補正発電特性を用いて、前記風力発電装置の発電量の予測値を算出することを特徴とする電圧調整装置である。本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電圧調整装置によれば、予め、風速の変化に起因した風力発電装置の発電量の変動を踏まえて、電圧調整用変圧器の目標電圧を設定しておくができる。これによって、風力発電装置により供給される発電量の変動に起因する、配電線の電圧の適正範囲からの逸脱を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態における電力系統の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における線路電圧調整用変圧器の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態における電圧調整装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態における気象予測データの構成を示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態における発電特性データを示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態における電圧変動特性データを示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態における風力発電装置の発電量、シフト制御量、目標電圧の関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態における電圧調整装置の動作フローを説明する図である。
【図９】本発明の第１実施形態における目標電圧を説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における電圧調整装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における発電実績データの構成を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における気象予測データ（過去分）の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
＜第１実施形態＞
===電力系統の構成について===
本実施形態は、電圧調整装置が、風速の予測値に基づいて風力発電装置の発電量を予測し、予め、風力発電装置と系統連系する配電線の電圧調整をする電圧調整用変圧器の目標電圧を算出しておくことにより、風力発電装置の発電量の変動に伴う、配電線の電圧変動に対処するものである。尚、電圧調整装置の構成、及び電圧調整装置による動作の詳細は、後述する。
【００１１】
以下、図１、図２を参照して本実施形態における電力系統の構成の一例について説明する。
【００１２】
図１に、本実施形態に係る電力系統の一例を示す。本実施形態に係る電力系統は、連系変電所の系統電圧調整用変圧器１００から、高圧母線ＬＬ、高圧配電線Ｌ１を介して、下流側の需要家Ｒ１〜Ｒ４に送電する構成となっている。又、本実施形態に係る電力系統は、高圧配電線Ｌ１中に風力発電装置Ｇ１が接続され、風力発電装置Ｇ１による高圧配電線Ｌ１の電圧変動を、電圧調整装置４００の制御のもと、系統電圧調整用変圧器１００、線路電圧調整用変圧器２００、電力用コンデンサ３００により調整する構成となっている（図１中の点線は信号経路を表す）。尚、図１中のＡ点、Ｂ点、Ｄ点、Ｅ点、Ｆ点、Ｇ点は、系統電圧調整用変圧器１００に近い上流側から下流側に向かう途中において、高圧配電線Ｌ１から分岐する地点を表す。
【００１３】
系統電圧調整用変圧器１００は、連系変電所に設置され、電圧継電器１１０により変圧比が制御されて、下流側の高圧配電線の全体の電圧を調整する装置である。系統電圧調整用変圧器１００は、例えば、負荷時タップ切換器付変圧器であり、発電機又は他の変電所（図示せず）から受電した特別高圧（例えば、１１０ｋＶ）の電力を高圧（例えば、６．６ｋＶ）の電力に変電して、高圧母線ＬＬを介して高圧配線線Ｌ１及びその他の配電線（図示せず）に送電する。そして、系統電圧調整用変圧器１００は、系統電圧調整用変圧器１００が二次側に出力する電圧（以下、「系統電圧調整用変圧器１００の出力電圧」と言う）を監視する電圧継電器１１０からの指示に応じて、タップ切換により変圧比を変更して、下流側の電圧を調整する。
【００１４】
尚、電圧継電器１１０（図示せず）は、計器用変圧器（図示せず）を介して、系統電圧調整用変圧器１００の出力電圧を検出し、系統電圧調整用変圧器１００の出力電圧が目標電圧に近づくように、系統電圧調整用変圧器１００を制御する装置である。そして、系統電圧調整用変圧器１００の出力電圧は、電圧継電器１１０の目標電圧が電圧調整装置４００により制御されることによって、調整される（詳細は後述する）。
【００１５】
高圧配電線Ｌ１は、系統電圧調整用変圧器１００が送電する下流側の電線であり、各地域に鉄塔により延設されている。高圧配電線Ｌ１は、連系変電所から受電した高電圧（６．６ｋＶ)の電力を柱上変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ４を介して、低電圧（１００Ｖ) の電力に変換して、低圧配電線により、各地域の需要家Ｒ１〜Ｒ４に送電している。尚、高圧配電線Ｌ１及び低圧配電線は、三相交流の電力を送電する三相三線式の電線である。
【００１６】
柱上変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ４は、高圧側に高圧配電線Ｌ１が接続され、低圧側に低圧配電線が接続され、例えば、６．６ｋＶの高電圧と、１００Ｖの低電圧とを相互に変圧する。尚、柱上変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ４は、夫々、高圧配電線Ｌ１のＡ点、Ｂ点、Ｄ点、Ｇ点から分岐して、需要家Ｒ１〜Ｒ４に電力を供給している。
【００１７】
需要家Ｒ１〜Ｒ４は、例えば、家電製品や誘導型電動機を電力負荷として有し、柱上変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ４を介して低圧配電線に受電した電力を、それらの電力負荷に使用する。尚、柱上変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ４の変圧比は一定値に固定されており、高圧配電線Ｌ１に電圧変動が生じた場合、需要家Ｒ１〜Ｒ４が使用する低圧配電線の電圧も変動し、使用する家電製品や誘導型電動機に電気的に悪影響を及ぼすことになる。柱上変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ４の変圧比は、通常時、系統電圧調整用変圧器１００から送電される電力の電圧降下を考慮して、各々、低圧配電線への供給電圧が適正範囲（１０１±６Ｖ）となるように設定されている。
【００１８】
電力用コンデンサ３００は、高圧配電線Ｌ１の下流側のＥ点に接続され、投入状態が変更されることにより、高圧配電線Ｌ１の電圧を調整する調相設備である。電力用コンデンサ３００は、高圧配電線Ｌ１との間の開閉器を閉状態（以下、「投入状態」と言う）にすることで、高圧配電線Ｌ１に遅れ無効電力を供給し、高圧配電線Ｌ１の電圧降下を防止する。
【００１９】
尚、電力用コンデンサ３００は、ＣＰＵ等から構成される制御部、不揮発性メモリ揮発性メモリ等から構成される記憶部、通信コントローラ等から構成される通信部を備え、電圧調整装置４００とデータ通信が可能となっている。そして、電圧調整装置４００からの指示信号に従って、高圧配電線Ｌ１との間の開閉器が制御され、コンデンサの投入状態が変更される。
【００２０】
風力発電装置Ｇ１は、風力を利用して発電を行い、発電した電力を高圧配電線Ｌ１のＦ点に向けて送電する装置である。具体的には、風力発電装置Ｇ１は、風力発電装置Ｇ１が設置された位置に吹く風の力をプロペラの回転力に変えて、磁界内で導線を巻いた当該軸受を回転させることにより、当該導線に起電力を発生させ、発電を行う。そして、風力発電装置Ｇ１は、発電した電力をパワーコンディショナーにより所定の周波数（例えば、６０Ｈｚ）の交流電力に変換して、高圧配電線Ｌ１のＦ点に向けて送電する。尚、風力発電装置Ｇ１は、プロペラの向きを風向に追従させるヨー制御がなされているため、風向によらず発電が可能な構成となっている。
【００２１】
図２に、本実施形態に係る線路電圧調整用変圧器２００の一例を示す。線路電圧調整用変圧器２００は、高圧配電線Ｌ１のＣ点に設置され、電圧継電器２１０により変圧比が制御されて、その下流側の電圧を調整する装置である。線路電圧調整用変圧器２００は、例えば、負荷時タップ切換器付変圧器であり、高圧配電線Ｌ１の上流側から高圧（例えば、６．５ｋＶ）の電力を受電し、下流側の電圧が適正値（例えば、６．６ｋＶ）を維持するように変圧して、下流側に送電する。尚、図２中では、三相の配電線のうち一相分の単巻変圧器のみを表しているが、線路電圧調整用変圧器２００は、三相の電線の一次側と二次側を夫々がＹ結線で構成されるとともに、三相夫々に単巻変圧器を備え、各相で同一レベルとなるように三相のタップが一括して切り換えられる構成となっている。
【００２２】
電圧継電器２１０は、例えば、デジタル電圧継電器であり、計器用変圧器ＰＴを介して、線路電圧調整用変圧器２００が二次側に出力する電圧（以下、「線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧」と言う）を検出し、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧が目標電圧に近づくように、線路電圧調整用変圧器２００を制御する装置である。又、電圧継電器２１０は、電圧調整装置４００とデータ通信して、基準とする目標電圧が電圧調整装置４００に制御される構成となっている。
【００２３】
電圧継電器２１０は、ＣＰＵ等から構成される制御部、不揮発性メモリ、揮発性メモリ等から構成される記憶部、通信コントローラ等から構成される通信部を備え、制御部が
所定のプログラムを実行することで、各種機能を実現している。具体的には、電圧継電器２１０は、計器用変圧器ＰＴを介して検出した電圧を、入力信号変換回路を介して適当な電圧に変換し、Ａ／Ｄ変換回路を介してデジタル情報として取得して、基準電圧（目標電圧＋０．５Ｖ（上限値）、目標電圧−０．５Ｖ（下限値））と比較する。そして、当該検出した電圧が目標電圧の上限値よりも大きいときは、線路電圧調整用変圧器２００に対して１タップ下げの指示信号を出力し、当該検出した電圧が目標電圧の下限値よりも小さいときは、線路電圧調整用変圧器２００に対して１タップ上げの指示信号を出力することにより、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧が目標電圧に近づくように、線路電圧調整用変圧器２００を制御する。
【００２４】
このとき、電圧継電器２１０は、電圧調整装置４００とデータ通信して、調整指示に応じた目標電圧となるように設定する。即ち、基準とする目標電圧が電圧調整装置４００に制御されることにより、風速の予測値に応じた、即ち、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値に応じた電圧調整を可能としている。
【００２５】
尚、本実施形態は、電圧変動が大きいＧ点の電圧を調整するべく、主に、線路電圧調整用変圧器２００の電圧調整について説明するが、電圧継電器１１０も、電圧継電器２１０と同様の構成を備え、電圧調整装置４００の制御により系統電圧調整用変圧器１００の出力電圧の調整も可能となっている。
【００２６】
電圧調整装置４００は、風速の予測値に基づいて、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧、系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧、電力用コンデンサ３００の投入計画が算出され、これらに基づいて、各装置を制御する装置である（電圧調整装置４００の構成及び動作の詳細については、後述する）。これにより、線路電圧調整用変圧器２００、系統電圧調整用変圧器１００は、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動に起因する電圧変動が生じる前に、タップ切換をすることができる。
【００２７】
===電圧調整装置の構成について===
以下、図３〜図６を参照して、本実施形態における電圧調整装置の構成について説明する。
【００２８】
図３に、本実施形態に係る電圧調整装置４００の構成の一例を示す。電圧調整装置４００は、制御部４１０、記憶部４２０、通信部４３０、入力部４４０、表示部４５０を備えるコンピュータである。
【００２９】
制御部４１０は、バス（図示せず）を介して、記憶部４２０、通信部４３０、入力部４４０、表示部４５０を構成するハードウェアとデータ通信を行うとともに、それらの動作を制御する。又、制御部４１０は、風速発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出するとともに、高圧配電線Ｌ１の電圧調整のための目標電圧を算出するための機能として、取得部４１１、発電量予測部４１２と、目標電圧算出部４１３、指示部４１４の機能を有する（詳細は後述する）。制御部４１０は、例えば、ＣＰＵが記憶部４２０に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
記憶部４２０は、気象予測データ４２１、発電特性データ４２２、電圧変動特性データ４２３、電力系統データ４２４、コンピュータプログラム４２５、及び演算処理の中間データを記憶する領域を有する（詳細は後述する）。記憶部４２０は、例えば、不揮発性メモリ（磁気ディスク、フラッシュメモリ、ＲＯＭ）、揮発性メモリ（ＲＡＭ）によって構成される。
【００３０】
通信部４３０は、通信回線６００を介して、電圧継電器２１０（線路電圧調整用変圧器２００用）、電圧継電器１１０（系統電圧調整用変圧器１００用）、電力用コンデンサ３００、気象情報提供装置５００とデータ通信する。通信部４３０は、例えば、通信コントローラによって構成され、ＬＡＮ（通信回線６００）を介して、これらの装置とデータ通信する。
【００３１】
入力部４４０は、電圧調整装置４００の使用者がデータを入力した場合、記憶部４２０に当該入力内容を記憶させる。入力部４４０は、例えば、キーボードによって構成される。
【００３２】
表示部４５０は、発電量の予測値等の制御部４１０により演算処理された結果を電圧調整装置４００の使用者に識別可能に表示する。表示部４５０は、例えば、液晶ディスプレイによって構成される。
【００３３】
=記憶部のデータ構成について=
ここで、電圧調整装置４００の記憶部４２０が有する気象予測データ４２１、発電特性データ４２２、電圧変動特性データ４２３、電力系統データ４２４について説明する。
【００３４】
気象予測データ４２１は、日時情報と対応付けて記憶された、風速の予測値に関するデータである。図４に、本実施形態に係る気象予測データ４２１の構成の一例を示す。気象予測データ４２１は、風力発電装置Ｇ１が設置された位置における、風速、風向、気圧、温度、及び湿度に関する１時間ごとの予測値を、日時情報と対応付けてテーブル形式で記憶したものである。
【００３５】
気象予測データ４２１は、例えば、気象庁から提供される数値予測データの一つであるメソ数値予報モデルＧＰＶ（Grid Point Value）データ（以下、「ＧＰＶデータ」と言う）を用いることができる。尚、本実施形態で用いるＧＰＶデータは、北緯２２．４°〜４７．６°の間を０．０５°間隔（５０５格子）で分割すると共に、東経１２０°〜１５０°の間を０．０６２５°間隔（４８１格子）で分割することにより形成される一辺約５ｋｍのメッシュ上の格子点毎に、気象衛星のデータ等に基づいて、地表面（高度１０ｍ）におけるＧＰＶデータを数値的に算出したものである。気象庁は、１時間間隔で３３時間先までのＧＰＶデータを作成して、気象情報提供装置５００に格納している。尚、気象情報提供装置５００は、例えば、電圧調整装置４００からのリクエストに応じて気象予測データを送信するコンピュータである。
【００３６】
電圧調整装置４００は、当該気象情報提供装置５００から、通信回線６００を介して、２４時間先のＧＰＶデータを受信して、気象予測データ４２１として記憶している。
【００３７】
尚、気象予測データ４２１が記憶するＧＰＶデータの風速の予測値は、地上１０ｍの東西方向の成分ＷX（東向きが正）と南北方向の成分ＷY（北向きが正）とのベクトル値である。そのため、制御部４２０は、以下の式（１Ａ）、式（１Ｂ）により、ＧＰＶデータの風速を、風力発電装置Ｇ１のナセルの高さに変換して、各種の演算処理を行っている。
【００３８】
【数１】
0005931991.tif 000002
（但し、Ｗ10は地上高１０ｍにおける風速、Ｗnはナセルの高さにおける風速、Ｚnは地表面からナセル中心までの高さ、Ｚ10は基準高度である１０ｍ、Ｂは周囲環境によって定まる定数（例えば森林の場合Ｂ＝５、海の場合Ｂ＝７）を表す）
ここで、式（１Ａ）は、ＧＰＶデータの風速の予測値の東西方向の成分ＷXと南北方向の成分ＷYのベクトルから、スカラー値としての風速（Ｗ10）を算出する式である。又、式（１Ｂ）は、地上１０ｍ風速（Ｗ10）から、風力発電装置Ｇ１のナセルの高さＺnにおける風速Ｗnに変換する式である。
【００３９】
発電特性データ４２２は、風力発電装置Ｇ１の基準となる発電特性に関するデータである。図５に、風速と風力発電装置の発電量の関係（発電特性）の一例を示す。ここで、図５の横軸は、風力発電装置Ｇ１のナセルの高さにおいてプロペラに向かう風の風速（ｍ／ｓ）を表し、縦軸は、風力発電装置Ｇ１の発電量を表す。尚、風力発電装置Ｇ１の発電量とは、出力電力（ｋＷ）、又は、出力電力（ｋＷ）と発電時間の積（ｋＷ・ｓ）を意味する（以下、同じ）。
【００４０】
発電特性データ４２２は、風速がカットイン風速（図中では、３ｍ／ｓ）以下のとき、プロペラはロックされており、風力発電装置Ｇ１による発電量（発電出力）はほぼゼロである。風速がカットイン風速以上（図中では、３ｍ／ｓ）になったとき、風力発電装置Ｇ１の発電が開始され、風速の増加に応じて風力発電装置Ｇ１の発電量は、次第に増加する。そして、風速が一定値以上（図中では、１３ｍ／ｓ）になったとき、風力発電装置Ｇ１は発電量の安定化のため、定格出力運転へ移行する。
尚、風力発電装置が複数ある場合、発電特性データ４２２は、風力発電装置の種別ごと、又、風力発電装置ごとに記憶されるのが望ましい。風力発電装置の発電特性は、プロペラ型、ダリウス型等の種別に応じて異なり、又、そのプロペラサイズ等の設計規格によっても異なるためである。又、発電特性データ４２２は、どのような形式で記憶してもよいが、例えば、風速０〜３０ｍ／ｓの間の０．１ｍ／ｓごとに対応する風力発電による発電出力をテーブルデータとして記憶しておく。
【００４１】
電圧変動特性データ４２３は、風力発電装置Ｇ１の発電量に応じて線路電圧調整用変圧器２００、系統電圧調整用変圧器１００で変更するべき目標電圧の関係を示すデータである。図６に、本実施形態に係る電圧変動特性データ４２３の一例をグラフ化して示す。図６は、風力発電装置Ｇ１の発電量（ｋＷ）と、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を低下させるべき量（以下、「シフト制御量」と言う）の関係を表している。尚、図６の横軸は、風力発電装置Ｇ１の発電量（ｋＷ）を表し、縦軸は、線路電圧調整用変圧器２００のシフト制御量（Ｖ）を表す。
【００４２】
電圧変動特性データ４２３は、風力発電装置Ｇ１に接続された配電線の電力系統に基づいて設定される。本実施形態では、風力発電装置Ｇ１は、高圧配電線Ｌ１のＦ点に接続されているから、例えば、風力発電装置Ｇ１の発電に伴うＦ点における電圧変動を算出することにより、シフト制御量を算出することができる。その場合、シフト制御量は、風力発電装置Ｇ１の発電量（出力電力）、高圧配電線Ｌ１の線路インピーダンス、高圧配電線Ｌ１のＦ点の電圧（目標電圧）と高圧配電線Ｌ１の電力負荷（電力負荷の予測値）等から求まる係数に基づいて、以下の式（２）により算出することができる。
【００４３】
【数２】
0005931991.tif 000003
尚、式（２）は、シフト制御量の算出方法の一例であって、周知の潮流計算により、他の方法によっても算出することが可能である。そして、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧は、風力発電装置Ｇ１の発電量を考慮しない場合（発電量がゼロのとき）の予測目標電圧から、電圧変動特性データ４２３により算出したシフト制御量を減算することにより算出することができる。図７に、風力発電装置Ｇ１の発電量、目標電圧、シフト制御量の関係の一例を示す。尚、風力発電装置Ｇ１の発電量を考慮しない場合（発電量がゼロのとき）の予測目標電圧は、例えば、予測対象の日時における電力需要量、高圧配電線Ｌ１のＧ点の電圧、高圧配電線Ｌ１の線路インピーダンス、高圧配電線Ｌ１の電力負荷等に基づいて、周知の潮流計算により算出することができる。
【００４４】
又、電圧変動特性データ４２３は、風力発電装置Ｇ１の発電量と系統電圧調整用変圧器１００のシフト制御量の関係を示すデータも、同様に有している（図示せず）。尚、電圧変動特性データ４２３は、風力発電装置Ｇ１の発電量（Ｗ）からシフト制御量を算出可能とするように演算式の形式で記憶されてもよいし、テーブルデータとして記憶されてもよい。
【００４５】
電力系統データ４２４（図示せず）は、電力系統、電力需要量に基づいて算出された各点における目標電圧、電力系統内の配電線、電力系統内に設置された装置に関するデータである。電力系統データ４２４は、具体的には、最上流の発電機（図示せず）から各点の需要家に電力を送電する現在の電力系統や、事故発生時等において電力系統が切り替えられた場合の電力系統に関するデータを有する。又、電力系統データ４２４は、当該電力系統における配電線の線路インピーダンス、遮断器（図示せず）の配電線における設置位置、柱上変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ４の配電線における設置位置及び変圧比に関するデータを有する。又、電力系統データ４２４は、風力発電装置Ｇ１の配電線における接続位置、及び風力発電装置Ｇ１に応じた風速の予測値を参照するための風力発電装置Ｇ１の設置位置（経度緯度情報、所定領域ごとにメッシュで分けたときの対応するメッシュ情報等）に関するデータを有する。又、電力系統データ４２４は、電力用コンデンサ３００の配電線における接続位置、投入状態、投入可能容量等に関するデータを有する。又、電力系統データＭ４は、各装置と通信回線６００を介して通信するため、各装置の通信アドレスに関するデータを含む。尚、電力系統データ４２４は、これらの情報を、各装置の装置識別情報と関連付けて、装置ごとに記憶する。
【００４６】
又、電力系統データ４２４は、電力系統内の配電線の電圧を適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）に保つべく、高圧配電線Ｌ１の各点で維持すべき適正電圧に関するデータを有する。
【００４７】
=制御部の各種機能について=
次に、電圧調整装置４００の制御部４１０が有する取得部４１１、発電量予測部４１２、目標電圧算出部４１３、指示部４１４について説明する。
【００４８】
取得部４１１は、所定のタイミング（例えば、１時間ごと）に、気象情報提供装置５００とデータ通信を行い、気象情報提供装置５００から気象予測データを取得する機能である。そして、取得部４１１は、気象情報提供装置５００から取得した気象予測データを、気象予測データ４２１として記憶する。尚、取得部４１１は、気象情報提供装置５００から、予測対象日時の気象予測データのうち、更新された最新の気象予測データがある場合、当該データも取得し、取得済みの気象予測データを、最新の気象予測データに更新する。
【００４９】
発電量予測部４１２は、気象予測データ４２１の風速の予測値と、風速発電装置Ｇ１の発電特性データ４２２と、に基づいて、風速発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出する機能である。
【００５０】
目標電圧算出部４１３は、発電量予測部４１２が算出した風速発電装置Ｇ１の発電量の予測値と、電圧変動特性データ４２３と、に基づいて、線路電圧調整用変圧器２００及び系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧を算出する機能である。又、目標電圧算出部４１３は、風速発電装置Ｇ１の発電量の予測値に基づいて、電力用コンデンサ３００の投入計画を算出する。
【００５１】
指示部４１４は、目標電圧算出部４１３が算出した線路電圧調整用変圧器２００及び系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧、電力用コンデンサ３００の投入計画に基づいて、当該時間帯に到達するに応じて、各装置を制御する機能である。
【００５２】
===電圧調整装置の動作について===
以下、図８、図９を参照して、電圧調整装置４００の動作について説明する。図８のＳ１〜Ｓ５は、電圧調整装置４００の制御部４１０がコンピュータプログラムに従って順に実行する工程を表す。尚、ここで、風力発電装置Ｇ１の発電量に応じて電圧変動が発生するのは特に下流側のＧ点の配電線電圧であることから、線路電圧調整用変圧器２００の動作について主に説明する。
【００５３】
Ｓ１は、電力系統に関する初期設定を行う工程である。本工程で、電圧調整装置４００は、線路電圧調整用変圧器２００、系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧を算出するとともに、電力用コンデンサ３００の投入計画を算出するため、電力系統データ４２４に基づいて、現在の電力系統（各装置の配電線における接続位置等）、予測対象の日時の電力需要量の予測値、高圧配電線Ｌ１の線路インピーダンス、高圧配電線Ｌ１の各点の適正電圧、電力用コンデンサ３００の投入可能容量等を設定する。又、ここで、演算処理に必要な変数の初期設定等を行う。
【００５４】
又、このとき、電圧調整装置４００は、上記予測対象の日時の電力需要量の予測値等に基づいて、風力発電装置Ｇ１の発電量を考慮しない場合における（発電量がゼロの場合）、予測対象の日時における線路電圧調整用変圧器２００等の基準となる予測目標電圧を算出する。即ち、本実施形態では、当該予測目標電圧からシフト制御量を減算した値を、正規の目標電圧として算出する。尚、予測目標電圧は、例えば、予測対象の日時における電力需要量、高圧配電線Ｌ１のＧ点の電圧、高圧配電線Ｌ１の線路インピーダンス、高圧配電線Ｌ１の電力負荷等に基づいて、周知の潮流計算により算出することができる。
【００５５】
Ｓ２は、取得部４１１が気象情報提供装置５００から気象予測データ４２１を取得する工程ある。本工程で、取得部４１１は、気象情報提供装置５００から風力発電装置Ｇ１の設置位置における、予測対象の日時の気象予測データ（風速の予測値）を取得し、気象予測データ４２１として記憶する。
【００５６】
Ｓ３は、発電量予測部４１２が、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出する工程である。本工程で、発電量予測部４１２は、Ｓ２の工程で取得した予測対象の日時の風速の予測値と、風力発電装置Ｇ１の発電特性データ４２２と、に基づいて、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出する。即ち、発電量予測部４１２は、予測対象の日時の風速の予測値から、発電特性データ４２２を用いて風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値に換算する。
【００５７】
Ｓ４は、目標電圧算出部４１３が、線路電圧調整用変圧器２００等の目標電圧を算出する工程である。本工程で、目標電圧算出部４１３は、Ｓ３の工程で算出した風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値と、電圧変動特性データ４２３に基づいて、線路電圧調整用変圧器２００等の目標電圧を算出する。即ち、目標電圧算出部４１３は、予測対象の日時の風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値から、電圧変動特性データ４２３を用いて線路電圧調整用変圧器２００のシフト制御量に換算し、予測目標電圧からシフト制御量を減算した値を正規の目標電圧として算出する。尚、目標電圧算出部４１３は、風力発電装置Ｇ１の下流側Ｇ点が最も電圧変動が大きく、適正範囲を逸脱する可能性が高いことから、Ｇ点を基準として、目標電圧を算出する。
【００５８】
又、このとき、目標電圧算出部４１３は、一時的な風速の急変に備え、風速の予測値が大きいときはＧ点の電圧が適正範囲内の中で高めになるように目標電圧を設定し、風速の予測値が小さいときはＧ点の電圧が適正範囲内の中で低めになるように目標電圧を設定するのが望ましい。図９に、目標電圧（Ｇ点の低圧配電線側の電圧）と、風速が強風から弱風に急変した場合の電圧の実際値（Ｇ点の低圧配電線側の電圧）を示す。尚、図９は、縦軸（ＶG）がＧ点における電圧（低圧配電線の電圧に換算した値）を表し、横軸（ｔ）が時間軸を表す。図９は、風速の予測値が大きいときに、Ｇ点の電圧が適正範囲内の中で高めになるように目標電圧を設定しておくことにより、一時的に弱風に急変した場合（図９中のｔ１〜ｔ２の間の時間帯）にも、Ｇ点の電圧が適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）を逸脱することがないことを表している。尚、この場合、風速の予測値が大きい、小さいとは、例えば、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動が大きい風力発電装置Ｇ１の定格出力運転になる前の風速（例えば、１０ｍ／ｓ）を基準値とする。
【００５９】
又、このとき、目標電圧算出部４１３は、Ｓ３の工程で算出した風力発電装置Ｇ１の発電量の変動が一定以上である場合、上流側の系統電圧調整用変圧器１００の変更すべき目標電圧も算出する。即ち、風力発電装置Ｇ１の発電量が急激に変動した場合、その上流側の電力系統全体で電圧降下又は電圧上昇を引き起こす可能性がある。そのため、電圧調整装置４００は、風速の予測値に基づいて、線路電圧調整用変圧器２００に加えて、その上流側の系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧を制御する。尚、この場合、電圧調整装置４００は、上記と同様に、電圧変動特性データＭ３の風力発電装置Ｇ１の発電量と系統電圧調整用変圧器１００のシフト制御量の関係を示すデータに基づいて、系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧を制御する。
【００６０】
又、このとき、目標電圧算出部４１３は、電力用コンデンサ３００等の調相設備の投入計画も算出する。電力用コンデンサ３００は、線路電圧調整用変圧器２００に比して大まかな電圧調整しかできないが、これを投入することにより、Ｇ点等の下流側の電圧降下を防止することができる。そのため、例えば、風速の予測値が０に近い状態が続く場合に、電力用コンデンサ３００を投入しておくことにより、電圧を一定量高い状態に維持し、上流側の系統電圧調整用変圧器１００や線路電圧調整用変圧器２００の電圧調整の範囲を少なくすることができる。尚、投入計画とは、予測対象の日時ごとの電力用コンデンサ３００の投入状態を意味する。
【００６１】
Ｓ５は、指示部４１５が、線路電圧調整用変圧器２００等に対して、目標電圧となるように調整指示を出力する工程である。本工程で、指示部４１５は、予測対象の日時になったとき、電圧継電器２１０、及び電圧継電器１１０に対して目標電圧の調整指示を出力する。そして、電圧継電器２１０、電圧継電器１１０は、指示部４１５からの指示信号を受信するに応じて、目標電圧を制御する。即ち、電圧継電器２１０、電圧継電器１１０は、夫々タップ切換指示の基準となる基準電圧（目標電圧＋０．５Ｖ（上限値）、目標電圧−０．５Ｖ（下限値））を制御する。これにより、線路電圧調整用変圧器２００、系統電圧調整用変圧器１００の出力電圧が、目標電圧に近づくように制御される。
【００６２】
又、同様に、本工程で、指示部４１５は、予測対象の日時になったとき、電力用コンデンサ３００の投入計画に即して、電力用コンデンサ３００の投入状態が変更されるように、電力用コンデンサ３００に対して、調整指示を出力する。そして、電力用コンデンサ３００は、指示部４１５からの指示信号を受信するに応じて、当該投入状態となるように高圧配電線Ｌ１との間の開閉器を制御する。
【００６３】
以上、Ｓ１〜Ｓ５の工程により、電圧調整装置４００は、予測対象の日時において、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）となるように、電圧調整を行うことができる。
【００６４】
尚、上記では、一時点の予測対象の日時における、線路電圧調整用変圧器２００等の目標電圧の算出について説明したが、電圧調整装置４００は、例えば、１時間ごとの線路電圧調整用変圧器２００、系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧、電力用コンデンサ３００の投入計画を１日単位で、予測対象の日時の前日に作成する。
【００６５】
以上、本実施形態に係る電圧調整装置４００によれば、予め、風速の変化に起因した風力発電装置Ｇ１の発電量の変動を踏まえて、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を設定しておくができる。これによって、風速が変化する前に、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧が制御され、風力発電装置の発電量の変動が生じても、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）となるように、維持されることになる。
【００６６】
特に、風速の予測値が大きいときはＧ点の電圧が適正範囲内の中で高めになるように目標電圧を設定し、風速の予測値が小さいときはＧ点の電圧が適正範囲内の中で低めになるように目標電圧を設定した場合、一時的な風速の急変にも対応することも可能となる。
【００６７】
又、本実施形態に係る電圧調整装置４００は、線路電圧調整用変圧器２００に加えて、上流側の系統電圧調整用変圧器１００等の目標電圧も設定することが可能である。これによって、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動に起因する上流側への影響を、事前に対処することが可能となる。
【００６８】
＜第２実施形態＞
本実施形態に係る電圧調整装置４００’は、風速発電装置Ｇ１の発電量の予測値の予測精度を向上させるため、過去の複数の日時の発電実績データに基づいて、風速発電装置Ｇ１の発電特性を補正する。そして、電圧調整装置４００’は、当該補正した発電特性に基づいて、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を制御することにより、風力発電装置Ｇ１の発電特性の誤差に基づく目標電圧の設定誤りを防止し、高圧配電線Ｌ１が適正電圧から逸脱することを防止する。尚、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。
【００６９】
風力発電装置の発電特性は、一般に、下記の式（３）に示す、単位面積当たりの風力エネルギーを基準に定められている。即ち、発電特性データ４２２は、風力発電装置の発電量（ｋＷ）は風速のみにより定まると仮定した基準データである。
【００７０】
【数３】
0005931991.tif 000004
（但し、Ｑは風力エネルギー、ρは１気圧／温度１５℃における空気密度、ｖは風速を表す。）
しかし、実際には、風力発電装置の発電量は、温度、湿度、気圧等に起因して、空気密度やプロペラの回転特性が影響を受け、当該発電特性からずれる場合がある。そのため、本実施形態に係る電圧調整装置４００’は、発電量の予測精度を向上させるべく、過去の複数の日時の、風力発電装置の発電量の実績値と、対応する日時の温度、湿度、気圧等の実際値を用いて、風速を含む温度、湿度、気圧等の気象情報と、風力発電装置の発電量の関係式（以下、「補正発電特性」とも言う）を算出し、発電量予測部４１２’は、これを用いて、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出する。即ち、補正発電特性は、発電特性データ４２２を、気圧、湿度、温度等による風力発電装置Ｇ１の発電量への影響を反映させるように補正した発電特性であり、発電量予測部４１２’が、より精度の高い発電量の予測値を算出することを可能とする、風力発電装置の発電量と、風速を含む複数種類の気象情報の予測値の関係式である。
【００７１】
図１０に、本実施形態に係る電圧調整装置４００’の構成を示す。本実施形態に係る電圧調整装置４００’は、記憶部４２０が、発電実績データ４２６’を有するとともに、制御部４１０が、補正部４１５’を有し、発電量予測部４１２’が、補正部４１５’により算出された補正発電特性を用いて風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出する点で、第１実施形態に係る電圧調整装置４００と相違する。
【００７２】
発電実績データ４２６’は、電圧調整装置４００’が通信回線６００を介して、風力発電装置Ｇ１から取得して記憶された発電量の実績値に関するデータである。図１１に、発電実績データ４２６’のデータテーブルを示す。そして、発電実績データ４２６’は、各時間帯の発電量の実績値が、日時情報と対応付けて記憶されている。尚、発電量の実績値とは、例えば、風力発電装置Ｇ１が記憶した１時間の平均出力電力（ｋＷ）である。そして、電圧調整装置４００’は、風力発電装置Ｇ１とデータ通信することにより、当該データを取得する。
【００７３】
又、本実施形態に係る電圧調整装置４００’は、風速を含む温度、湿度、気圧等の気象情報と、風力発電装置の発電量の関係式（補正発電特性）を算出するに際し、過去分の気象予測データ４２１’を用いる。図１２に、気象予測データ４２１のデータテーブルを示す。過去分の気象予測データ４２１’は、図４に示した未来の気象予測データ４２１と同様に、風力発電装置Ｇ１が設置された位置における、風速、風向、気圧、温度、及び湿度に関する１時間ごとの予測値を、日時情報と対応付けてテーブル形式で記憶したものである。尚、気象予測データ４２１’は、予測値であり実際値と完全に一致する値ではないが、取得部４１１’により、予測対象の日時の直前（例えば、１時間前）まで更新され、実際値に近似し得る値となっている（以下、「実際値に応じた値」と言う）。そのため、本実施形態に係る補正部４１５’は、気象予測データ４２１’のうち、過去の日時に関する予測データを用いても統計分析を行うことができる。但し、より精度の高い補正発電特性を算出する場合、気象予測データ４２１’の対応する日時について気象実測データを用いた方が有効である。
【００７４】
補正部４１５’は、具体的には、過去の複数の日時（例えば過去１年分）における発電実績データ４２６’と、気象予測データ４２１’（実際値に応じた値）と、発電特性データ４２２’と、に基づいて、風力発電装置Ｇ１の発電量の実績値と、風速の実際値に応じた値から発電特性により換算される発電量の見込み値、複数種類の気象データの実際値に応じた値、の各値の関係を示す補正発電特性を算出する。尚、補正部４１５’は、気象予測データ４２１’のうち、過去の所定期間における風速を含む複数種類の気象情報の予測値（実際値に応じた値）として、風速、風向、気圧、温度及び湿度を用いる。
【００７５】
そして、補正部４１５’は、例えば、以下の式（４）を回帰分析することにより、補正発電特性を算出する。
【００７６】
【数４】
0005931991.tif 000005
（但し、Ｐは目的変数（発電量の実績値）、Ｘ1〜Ｘ6は説明変数（Ｘ1は風速値から発電特性を用いて求めた発電量の見込み値、Ｘ2は温度、Ｘ3は湿度、Ｘ4は風速、Ｘ5は気圧、Ｘ6は風向）、ａは切片、ｂ〜ｇはそれぞれ回帰係数を表す）
この場合、補正部４１５’は、日時情報の対応付けに基づいて、過去１年分の気象予測データ４２１’の夫々の予測値（実際値に応じた値）をＸ2〜Ｘ6に入力し、気象予測データ４２１’の風速の実際値に応じた値から発電特性により換算される発電量の見込み値をＸ1に入力し、発電実績データ４２６’の発電実績をＰに入力する。そして、補正部４１５’は、回帰分析の手法として、例えば、最小二乗法を用いて、式（４）の係数ａ〜ｇを定めることにより、補正発電特性を算出することができる。
【００７７】
尚、補正部４１５’は、補正発電特性を季節毎に算出するのが望ましい。温度、湿度、気圧、風速は、季節に応じて、同様の傾向を示すため、季節毎に補正発電特性を算出することによって、発電量の予測精度をより高めることができる。
【００７８】
そして、発電量予測部４１２’は、補正発電特性（式（４））のＸ2〜Ｘ6に、予測対象の日時の気象予測データ４２１’の複数種類の気象情報の予測値を入力するとともに、補正発電特性（式（４））のＸ1に、予測対象の日時の風速の予測値から発電特性データ４２２’により換算される発電量の見込み値を入力することによって、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出することができる。
【００７９】
又、目標電圧算出部４１３’は、発電量予測部４１２’が算出した風速発電装置Ｇ１の発電量の予測値と、電圧変動特性データ４２３’（第１実施形態と同様の構成）に基づいて、線路電圧調整用変圧器２００及び系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧を算出するとともに、電力用コンデンサ３００の投入計画を算出する。
【００８０】
本実施形態では、以上の工程により、第１実施形態よりも精度の高い風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値の算出、及び第１実施形態よりも精度の高い目標電圧の設定が可能となる。即ち、本実施形態に係る電圧調整装置４００’によれば、風力発電装置Ｇ１の発電特性の誤差に基づく目標電圧の設定誤りを防止し、高圧配電線Ｌ１の電圧が、確実に、適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）となるように維持されることになる。
【００８１】
＜その他の実施形態＞
尚、上記実施形態で、予測対象の日時の目標電圧を算出した後、当該予測対象の日時が近くなったとき（例えば、予測対象の日時の１０分前）、風力発電装置の発電量の予測値、及び目標電圧を更新する態様としてもよい。風力発電装置の発電量の予測値等は、発電計画の策定等のため、できるだけ早期に算出する必要があるが（例えば、予測対象の日時の１日前）、風速の予測値は、予測対象の日時が近づくほど、正確な予測値を算出、又は取得することが可能となる。この点、上記実施形態に係る電圧調整装置４００によれば、高圧配電線Ｌ１の電圧変動は、発電特性データ４２２と電圧変動特性データ４２３に基づいて算出しているため、風速の予測値の変化を、即座に、目標電圧に反映させることができる。そのため、例えば、発電量予測部４１２は、当該予測対象の日時が近くなったとき（例えば、予測対象の日時の１０分前）に、更新された風速の予測値に基づいて、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を更新し、目標電圧算出部４１３は、更新された風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値に基づいて、目標電圧を更新する。
【００８２】
又、上記実施形態では、電圧調整装置４００と電圧継電器２１０（又は電圧継電器１１０）を別体の装置とする態様を示したが、電圧調整装置４００と電圧継電器２１０（又は電圧継電器１１０）を一体として構成されてもよく、その場合、電圧継電器２１０に、上記した電圧調整装置４００の制御部４１０の機能を備えさせればよい。
【００８３】
又、上記実施形態では、風力発電装置Ｇ１が高圧配電線Ｌ１に接続されている場合に、電圧調整装置３００が線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を制御することで、高圧配電線Ｌ１の電圧調整を行う態様について説明した。しかし、電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１が系統電圧調整用変圧器１００の母線ＬＬに接続されている場合に、系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧を制御することで、母線ＬＬの電圧調整を行う態様についても、同様に適用し得る。
【００８４】
上記各実施形態は、以下の記載により特定される発明を開示するものである。
【００８５】
前述した課題を解決する主たる本発明は、電圧調整用変圧器１００、２００が二次側に出力する電圧の目標電圧を制御することにより、風力発電装置Ｇ１と系統連系する配電線の電圧を調整する電圧調整装置４００であって、風力発電装置Ｇ１の設置位置における風速の予測値（気象予測データ４２１に対応）と、風速と風力発電装置Ｇ１の発電量との関係を示す発電特性（発電特性データ４２２に対応）と、に基づいて、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出する発電量予測部４１２と、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値と、発電量と電圧調整用変圧器１００、２００のシフト制御量の関係を示す電圧変動特性（電圧変動特性データ４２３に対応）に基づいて、目標電圧を算出する目標電圧算出部４１３と、二次側に出力する電圧が、目標電圧に近づくように電圧調整用変圧器１００、２００を制御する指示部４１４と、を備えることを特徴とする電圧調整装置４００である。これによって、予め、風速の変化に起因した風力発電装置Ｇ１の発電量の変動を踏まえて、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を設定しておくができる。そのため、風速が変化する前に、電圧調整用変圧器１００、２００の出力電圧が制御され、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動が生じても、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）となるように、維持されることになる。
【００８６】
ここで、過去の複数の日時における、風力発電装置Ｇ１の発電量の実績値（発電実績データ４２６’に対応）と、風力発電装置Ｇ１の設置位置における風速を含む複数種類の気象情報の実際値に応じた値（気象予測データ４２１’の過去分に対応）と、風速の実際値に応じた値から発電特性により換算した風力発電装置Ｇ１の発電量の見込み値と、に基づいて、これらの各値の関係を示す補正発電特性（上記の式（４）に対応）を算出する補正部４１５’と、を更に備え、発電量予測部４１’２は、風速を含む複数種類の気象情報の予測値と、風速の予測値から発電特性により換算した発電量の見込み値と、に基づいて、補正発電特性を用いて、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を算出するものであってもよい。これによって、風力発電装置Ｇ１の発電特性の誤差に基づく目標電圧の設定誤りを防止し、高圧配電線Ｌ１の電圧が、確実に、適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）となるように維持されることになる。
【００８７】
ここで、風速を含む複数種類の気象情報は、少なくとも風速、風向、気圧、温度及び湿度が含まれるものであってもよい。
【００８８】
ここで、目標電圧算出部４１３は、風速の予測値が大きいときは、風力発電装置Ｇ１と系統連系する配電線の電圧が適正範囲内の中で低めになるように目標電圧を算出し、風速の予測値が小さいときは、風力発電装置Ｇ１と系統連系する配電線の電圧が適正範囲内の中で高めになるように目標電圧を算出するものであってもよい。これによって、一時的な風速の急変にも対応することも可能となる。
【００８９】
ここで、目標電圧の予測対象の日時が近くなったとき、発電量予測部４１２は、風力発電装置Ｇ１の設置位置における更新された風速の予測値に基づいて、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値を更新し、目標電圧算出部４１３は、更新された風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値に基づいて、目標電圧を更新するものであってもよい。これによって、より精度の高い風速の予測値を反映させた目標電圧を設定することができる。
【００９０】
ここで、電圧調整用変圧器２００の上流側に、電圧調整用変圧器２００に電力供給する第２の電圧調整用変圧器１００が設置されている場合、目標電圧算出は、発電量と第２の電圧調整用変圧器１００のシフト制御量の関係を示す第２の電圧変動特性とに基づいて、第２の電圧調整用変圧器１００の目標電圧を算出するものであってもよい。これによって、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動に起因する上流側への影響を、事前に対処することが可能となる。
【００９１】
ここで、風力発電装置Ｇ１と系統連系する配電線に調相設備３００が接続されている場合、目標電圧算出部４１３は、風力発電装置Ｇ１の発電量の予測値と、発電量と電圧調整用変圧器１００、２００のシフト制御量の関係を示す電圧変動特性に基づいて、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を算出するとともに、調相設備３００の投入計画を算出し、指示部は、二次側に出力する電圧が、目標電圧に近づくように電圧調整用変圧器１００、２００を制御するとともに、調相設備３００を投入計画に従って制御するものであってもよい。これによって、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動を、事前に対処することが可能となる。
【００９２】
ここで、指示部４１４は、記電圧調整用変圧器１００、２００が二次側に出力する電圧を監視するとともに、タップ切換信号を出力する電圧継電器の目標電圧を制御することにより、電圧調整用変圧器１００、２００が二次側に出力する電圧を制御するものであってもよい。
【００９３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
１００  系統電圧調整用変圧器
１１０  電圧継電器
２００  線路電圧調整用変圧器
２１０  電圧継電器
３００  電力用コンデンサ
４００  電圧調整装置
５００  気象情報提供装置
６００  通信回線
Ｇ１  風力発電装置
Ｔｒ１〜Ｔｒ４  柱上変圧器
Ｒ１〜Ｒ４  需要家
ＬＬ  高圧母線
Ｌ１  高圧配電線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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