(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力もしくはこれに相当する電気的諸量を測定する第１の測定手段と、
発電運転中の揚水発電設備の発電出力もしくはこれに相当する電気的諸量を測定する第２の測定手段と、
前記第１の測定手段により測定された測定値と前記第２の測定手段により測定された測定値とから所定の演算により求められる値が、ある設定された目標値となるように、前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力と前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記目標値を、正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へ連続的に変化させることが可能である、
ことを特徴とする揚水発電制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力と前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力との和、差または比率がある設定された目標値となるように、前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力と前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載の揚水発電制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の絶対値から前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力の絶対値を差し引いた値または発電出力の絶対値と揚水入力の絶対値との比率がある設定された目標値となるように、前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力と前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載の揚水発電制御装置。
【請求項４】
系統周波数測定手段と基準周波数設定手段を備え、系統周波数測定手段により計測した周波数と基準周波数設定手段により設定した基準周波数とから演算で求められる値に応じて、前記目標値もしくは前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力と前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を補正する入出力補正手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の揚水発電制御装置。
【請求項５】
前記第２の測定手段により測定される測定値から前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の変動を予測する発電出力変動予測手段と、
前記発電出力変動予測手段により予測される発電出力の変動に応じて、前記目標値もしくは前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力と前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を補正する入出力補正手段と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の揚水発電制御装置。
【請求項６】
前記揚水運転中の揚水発電設備および前記発電運転中の揚水発電設備が使用する上ダムの水位を検出する上ダム水位検出手段と、
前記上ダム水位検出手段により検出された上ダムの水位があるレベル以上または超過である場合、前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の絶対値が前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力の絶対値以上または超過となるように、前記目標値もしくは当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する入出力補正手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の揚水発電制御装置。
【請求項７】
前記揚水運転中の揚水発電設備および前記発電運転中の揚水発電設備が使用する上ダムの水位を検出する上ダム水位検出手段と、
前記上ダム水位検出手段により検出された上ダムの水位があるレベル以下または未満である場合、前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の絶対値が前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力の絶対値以下または未満となるように、前記目標値もしくは当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する入出力補正手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の揚水発電制御装置。
【請求項８】
前記揚水運転中の揚水発電設備および前記発電運転中の揚水発電設備が使用する下ダムの水位を検出する下ダム水位検出手段と、
前記下ダム水位検出手段により検出された下ダムの水位があるレベル以上または超過である場合、前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力の絶対値が前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の絶対値以上または超過となるように、前記目標値もしくは当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する入出力補正手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の揚水発電制御装置。
【請求項９】
前記揚水運転中の揚水発電設備および前記発電運転中の揚水発電設備が使用する下ダムの水位を検出する下ダム水位検出手段と、
前記下ダム水位検出手段により検出された下ダムの水位があるレベル以下または未満である場合、前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力の絶対値が前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の絶対値以下または未満となるように、前記目標値もしくは当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する入出力補正手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の揚水発電制御装置。
【請求項１０】
前記揚水運転中の揚水発電設備は、可変速揚水発電設備であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の揚水発電制御装置。
【請求項１１】
揚水運転中の第１の揚水発電設備の揚水入力もしくはこれに相当する電気的諸量の測定値と発電運転中の第２の揚水発電設備の発電出力もしくはこれに相当する電気的諸量の測定値とから所定の演算により求められる値が、ある設定された第１の目標値となるように、前記揚水運転中の第１の揚水発電設備の揚水入力と前記発電運転中の第２の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を制御するとともに、揚水運転中の第３の揚水発電設備の揚水入力もしくはこれに相当する電気的諸量の測定値と発電運転中の第４の揚水発電設備の発電出力もしくはこれに相当する電気的諸量の測定値とから所定の演算により求められる値が、ある設定された第２の目標値となるように、前記揚水運転中の第３の揚水発電設備の揚水入力と前記発電運転中の第４の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を制御する制御手段と、
前記揚水運転中の第１の揚水発電設備と前記発電運転中の第２の揚水発電設備とが使用する第１の上ダムの水位を検出する第１の上ダム水位検出手段と、
前記揚水運転中の第１の揚水発電設備と前記発電運転中の第２の揚水発電設備とが使用する第１の下ダムの水位を検出する第１の下ダム水位検出手段と、
前記揚水運転中の第３の揚水発電設備と前記発電運転中の第４の揚水発電設備とが使用する第２の上ダムの水位を検出する第２の上ダム水位検出手段と、
前記揚水運転中の第３の揚水発電設備と前記発電運転中の第４の揚水発電設備とが使用する第２の下ダムの水位を検出する第２の下ダム水位検出手段と、
前記第１の上ダム水位検出手段により検出された第１の上ダムの水位がある所定のレベル以上または超過である場合、又は、前記第２の下ダム水位検出手段により検出された第２の下ダムの水位がある所定のレベル以上または超過である場合、前記発電運転中の第２の揚水発電設備の発電出力の絶対値が前記揚水運転中の第１の揚水発電設備の揚水入力の絶対値以上または超過となるように当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正すると共に、前記揚水運転中の第３の揚水発電設備の揚水入力の絶対値が前記発電運転中の第４の揚水発電設備の発電出力の絶対値以上または超過となるように当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正し、前記第２の上ダム水位検出手段により検出された第２の上ダムの水位がある所定のレベル以上または超過である場合、又は、前記第１の下ダム水位検出手段により検出された第１の下ダムの水位がある所定のレベル以上または超過である場合、前記発電運転中の第４の揚水発電設備の発電出力の絶対値が前記揚水運転中の第３の揚水発電設備の揚水入力の絶対値以上または超過となるように当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正すると共に、前記揚水運転中の第１の揚水発電設備の揚水入力の絶対値が前記発電運転中の第２の揚水発電設備の発電出力の絶対値以上または超過となるように当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する入出力補正手段と
を備え、
前記制御手段は、前記第１の目標値と前記第２の目標値の各々を、正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へ連続的に変化させることが可能である、
ことを特徴とする揚水発電制御装置。
【請求項１２】
第１の測定手段により、揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力もしくはこれに相当する電気的諸量を測定し、
第２の測定手段により、発電運転中の揚水発電設備の発電出力もしくはこれに相当する電気的諸量を測定し、
制御手段により、前記第１の測定手段により測定した測定値と前記第２の測定手段により測定した測定値とから所定の演算により求められる値が、ある設定された目標値となるように、前記揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力と前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を制御し、
前記制御手段により、前記目標値を、正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へ連続的に変化させることが可能である、
ことを特徴とする揚水発電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、揚水発電制御装置および揚水発電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電、風力発電などの発電設備は、自然環境の変化に伴い、出力が大きく変動する。これら再生可能エネルギーの発電設備が増えてくると、従来の火力、水力等の発電所においては、再生可能エネルギーの発電設備の出力変動を吸収する機能を備えることが求められる。例えば、これまで比較的長時間で変化する１日の電力需要の変化を調整する運用を行っていた揚水発電所は、長時間の調整機能だけでなく、短時間の調整機能を有することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２６８４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、１台の揚水発電設備で入出力調整を実現しようとすると、揚水運転から発電運転への切替え、あるいは発電運転から揚水運転への切替えが必要となるため、一旦、停止してから再起動を行わなければならず、運転切換えに時間がかかるという問題がある。
【０００５】
このようなことから、揚水発電設備を停止させずに揚水運転と発電運転との切替えを行える技術の提示が望まれる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、揚水発電設備を停止させずに発電所または発電所群としての揚水運転（電力消費）と発電運転（電力供給）との切替えを行える揚水発電制御装置および揚水発電制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の揚水発電制御装置は、揚水運転中の揚水発電設備の揚水入力もしくはこれに
相当する電気的諸量を測定する第１の測定手段と、発電運転中の揚水発電設備の発電出力
もしくはこれに相当する電気的諸量を測定する第２の測定手段と、前記第１の測定手段に
より測定された測定値と前記第２の測定手段により測定された測定値とから所定の演算に
より求められる値が、ある設定された目標値となるように、前記揚水運転中の揚水発電設
備の揚水入力と前記発電運転中の揚水発電設備の発電出力の少なくとも一方を制御する制
御手段とを備え、前記制御手段は、前記目標値を、正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へ連続的に変化させることが可能である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、揚水発電設備を停止させずに発電所または発電所群としての揚水運転（電力消費）と発電運転（電力供給）との切替えを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る揚水発電システムの構成の一例を示す図。
【図２】同実施形態における制御装置１００による制御を説明するためのグラフ。
【図３】同実施形態の揚水発電システムの制御に係る構成を示す図。
【図４】同実施形態における制御装置１００の機能構成を示す図。
【図５】同実施形態における制御装置１００の更なる機能構成を示す図。
【図６】同実施形態における制御装置１００の更なる機能構成を示す図。
【図７】第２の実施形態に係る揚水発電システムの構成の一例を示す図。
【図８】同実施形態における制御装置１００の更なる機能構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
最初に、図１乃至図６を参照して、第１の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、第１の実施形態に係る揚水発電システムの構成の一例を示す図である。
【００１３】
ある揚水発電所Ａは、上ダムＤ１および下ダムＤ２を備えるとともに、双方のダムの間に複数台の揚水発電設備、例えば揚水発電設備１と揚水発電設備２とを備えている。
【００１４】
揚水発電設備１、２は、例えば可変速機能を有する可変速揚水発電設備で、ここでは揚水入力および発電出力のいずれをも調整可能な揚水発電設備であるものとする。なお、揚水発電設備２は、発電出力のみを調整可能な揚水発電設備（定速揚水発電設備）でも良いし、揚水機能を持たない水力発電設備でも良い。また、揚水発電設備１は、発電設備を持たない入力調整が可能なポンプ設備でも良い。
【００１５】
揚水発電設備１は、電力系統Ｓに電気的に接続され、例えば揚水運転を行う。この場合、揚水発電設備１は、下ダムＤ２から上ダムＤ１への揚水を行う。一方、揚水発電設備２は、電力系統Ｓに電気的に接続され、例えば発電運転を行う。この場合、揚水発電設備２は、上ダムＤ１の水を用いて発電を行い、使用した水を下ダムＤ２へ送る。
【００１６】
また、揚水発電所Ａには、揚水発電制御装置１００（以下、「制御装置１００」と称す。）が備えられる。
【００１７】
制御装置１００は、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力もしくはこれに相当する電気的諸量（例えば、電圧、電流など）の測定値と、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力もしくはこれに相当する電気的諸量（例えば、電圧、電流など）の測定値とから所定の演算により求められる値（例えば、和、差、比率など）が、ある設定された目標値となるように、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を制御する機能を備えている。
【００１８】
制御装置１００は、電力系統Ｓの系統周波数ｆを取得し周波数差Δｆを演算したり、水位検出器Ｋ１、Ｋ２を通じて上ダムＤ１の水位Ｌ１、下ダムＤ２の水位Ｌ２をそれぞれ取得したり、取得した各種の情報に基づき、揚水発電設備１、２に指令Ｃ１、Ｃ２をそれぞれ送ることにより、揚水発電設備１、２を制御したりすることができる。この制御装置１００は、どこに配置されてもよい。例えば、揚水発電設備１、２のいずれかに配置されてもよいし、揚水発電設備１、２以外の場所に配置されてもよい。
【００１９】
図２は、制御装置１００による制御を説明するためのグラフである。
【００２０】
このグラフでは、紙面の中央部より上方に発電出力「出力（ＭＷ）」の軸をとり、これと相反する下方に揚水入力「入力（ＭＷ）」の軸をとり、また、右方向に時間軸「ｔ」をとっている。
【００２１】
ここでは、発電出力「出力（ＭＷ）」の軸と揚水入力「入力（ＭＷ）」の軸とを１本の軸として共通化しており、揚水入力の値は、発電出力「出力（ＭＷ）」の軸上ではマイナス値の出力（ＭＷ）とみなすことができる。
【００２２】
Ｐｐ１は揚水発電設備１の揚水入力（有効電力絶対値）を示し、Ｐｇ２は揚水発電設備２の発電出力（有効電力絶対値）を示す。
【００２３】
Ｐｐ１ｍｉｎ、Ｐｐ１ｍａｘは、それぞれ、揚水発電設備１の揚水入力の最小値（もしくは下限値）、最大値（もしくは上限値）を示す。Ｐｐ１ｍｉｎからＰｐ１ｍａｘまでが、揚水発電設備１の揚水運転の範囲である。
【００２４】
一方、Ｐｇ２ｍｉｎ、Ｐｇ２ｍａｘは、それぞれ、揚水発電設備１の揚水入力の最小値（もしくは下限値）、最大値（もしくは上限値）を示す。Ｐｇ２ｍｉｎからＰｇ２ｍａｘまでが、揚水発電設備２の発電運転の範囲である。
【００２５】
制御装置１００は、例えば、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力「Ｐｇ２」の絶対値から揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力「Ｐｐ１」の絶対値を差し引いた値「Ｐｇ２−Ｐｐ１」（即ち、揚水発電所Ａとしての合計出力）がある設定された目標値となるように、揚水発電設備１の揚水入力と揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を制御する。目標値は、例えば電力需要の変化に応じて適宜変更してもよい。
【００２６】
但し、揚水入力の値を、発電出力「出力（ＭＷ）」の軸上でマイナス値の出力「−Ｐｐ１」（ＭＷ）として扱う場合には、制御装置１００は、「Ｐｇ２」に「−Ｐｐ１」を加算した値「Ｐｇ２＋（−Ｐｐ１）」がある設定された目標値となるよう、揚水発電設備１の揚水入力と揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を制御する。また、「Ｐｇ２−Ｐｐ１」や「Ｐｇ２＋（−Ｐｐ１）」ではなく、「Ｐｇ２／Ｐｐ１」もしくは「Ｐｐ１／Ｐｇ２」が、ある設定された目標値となるように制御する形態に変形して実施してもよい。すなわち、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力「Ｐｇ２」の絶対値と、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力「Ｐｐ１」の絶対値との比率がある設定された目標値となるように、揚水発電設備１の揚水入力と揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を制御するようにしてもよい。本実施形態では、「Ｐｇ２−Ｐｐ１」がある設定された目標値となるように制御する場合を例示する。
【００２７】
制御装置１００は、前記目標値を、正の値から負の値へ、あるいは負の値から正の値へ変化させることができる。また、制御装置１００が使用する目標値は、揚水発電設備２の発電出力の最大値Ｐｇ２ｍａｘから揚水発電設備１の揚水入力の最小値Ｐｐ１ｍｉｎを差し引いた第１の値「Ｐｇ２ｍａｘ−Ｐｐ１ｍｉｎ」から、揚水発電設備２の発電出力の最小値Ｐｇ２ｍｉｎから揚水発電設備１の揚水入力の最大値Ｐｐ１ｍａｘを差し引いた第２の値「Ｐｇ２ｍｉｎ−Ｐｐ１ｍａｘ」（入力（ＭＷ）側から見ると「Ｐｐ１ｍａｘ−Ｐｇ２ｍｉｎ」）までの範囲内において、変化させることができる。
【００２８】
また、制御装置１００は、図１に示す電力系統Ｓの系統周波数ｆに応じて、前記目標値もしくは揚水発電設備１の揚水入力と揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を補正する機能を備えている。
【００２９】
また、制御装置１００には、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の測定値などからカルマンフィルタなどを用いて当該発電所および発電所群が求められる出力の変動や上ダム、下ダムの水位の変動を予測する機能を持たせ、予測される発電出力や上ダム、下ダムの水位に応じて、前記目標値もしくは揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を補正する機能を付加することもできる。このように発電出力などの変動予測を行う目的の１つは、いずれかのダムが満水になってしまうことを未然に防ぎ、それぞれのダムの水位に余裕を持たせた運転を行うことにある。例えば揚水発電設備１が発電出力し、揚水発電設備２が揚水入力を行っていて、｜発電出力｜＞｜揚水入力｜の関係にあり、例えば下ダムＤ２の水位が上限に迫っている状況において、その先の運転が依然として｜発電出力｜＞｜揚水入力｜の関係を維持することが予測される場合には、｜発電出力｜＜｜揚水入力｜となるように運転を切り替える（揚水発電設備１の揚水入力と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を補正する）。これにより、下ダムＤ２の水位を安全な領域に推移させることができる。
【００３０】
このような構成において、制御装置１００は、上ダムＤ１の水位Ｌ１がある所定のレベル以上または超過（即ち「Ｌ１≧所定のレベル」または「Ｌ１＞所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば、ある第１の基準値がＬ１よりも高いレベルにある場合において、水位Ｌ１と第１の基準値との水位差Ｌd1が「Ｌd1≦所定値」または「Ｌd1＜所定値」となる場合、あるいは、第１の基準値がＬ１よりも低いレベルにある場合において、水位Ｌ１と第１の基準値との水位差Ｌd1が「Ｌd1≧所定値」または「Ｌd1＞所定値」となる場合）、上ダムＤ１の水位Ｌ１が高すぎるとみなし、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値と揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値との関係が「｜発電出力｜≧｜揚水入力｜」または「｜発電出力｜＞｜揚水入力｜」となるように、前記目標値もしくは当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する（例えば、前記目標値が正の値の領域にあれば、負の値の領域へ連続的に移行させる制御を行う）。
【００３１】
また、制御装置１００は、上ダムＤ１の水位Ｌ１がある所定のレベル以下または未満（即ち「Ｌ１≦所定のレベル」または「Ｌ１＜所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば、第１の基準値がＬ１よりも高いレベルにある場合において、水位Ｌ１と第１の基準値との水位差Ｌd1が「Ｌd1≧所定値」または「Ｌd1＞所定値」となる場合、あるいは、第１の基準値がＬ１よりも低いレベルにある場合において、水位Ｌ１と第１の基準値との水位差Ｌd1が「Ｌd1≦所定値」または「Ｌd1＜所定値」となる場合）、上ダムＤ１の水位Ｌ１が低すぎるとみなし、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値と揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値との関係が「｜発電出力｜≦｜揚水入力｜」または「｜発電出力｜＜｜揚水入力｜」となるように、前記目標値もしくは当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する（例えば、前記目標値が負の値の領域にあれば、正の値の領域へ連続的に移行させる制御を行う）。
【００３２】
一方、制御装置１００は、下ダムＤ２の水位Ｌ２が「Ｌ２≧所定のレベル」または「Ｌ２＞所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば、ある第２の基準値がＬ２よりも高いレベルにある場合において、水位Ｌ２と第２の基準値との水位差Ｌd2が「Ｌd2≦所定値」または「Ｌd2＜所定値」となる場合、あるいは、第２の基準値がＬ２よりも低いレベルにある場合において、水位Ｌ２と第２の基準値との水位差Ｌd2が「Ｌd2≧所定値」または「Ｌd2＞所定値」となる場合）、下ダムＤ２の水位Ｌ２が高すぎるとみなし、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値との関係が「｜揚水入力｜≧｜発電出力｜」または「｜揚水入力｜＞｜発電出力｜」となるように、前記目標値もしくは当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する（例えば、前記目標値が負の値の領域にあれば、正の値の領域へ連続的に移行させる制御を行う）。
【００３３】
また、制御装置１００は、下ダムＤ２の水位Ｌ２が「Ｌ２≦所定のレベル」または「Ｌ２＜所定のレベル」である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば、第２の基準値がＬ２よりも高いレベルにある場合において、水位Ｌ２と第２の基準値との水位差Ｌd2が「Ｌd2≧所定値」または「Ｌd2＞所定値」となる場合、あるいは、第２の基準値がＬ２よりも低いレベルにある場合において、水位Ｌ２と第２の基準値との水位差Ｌd2が「Ｌd2≦所定値」または「Ｌd2＜所定値」となる場合）、下ダムＤ２の水位Ｌ２が低すぎるとみなし、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値との関係が「｜揚水入力｜≦｜発電出力｜」または「｜揚水入力｜＜｜発電出力｜」となるように、前記目標値もしくは当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する（例えば、前記目標値が正の値の領域にあれば、負の値の領域へ連続的に移行させる制御を行う）。
【００３４】
すなわち、制御装置１００は、目標値が「Ｐｇ２−Ｐｐ１」に沿って変化するのに従い、揚水発電設備１の揚水入力Ｐｐ１および揚水発電設備２の発電出力Ｐｇ２を変化させる。
【００３５】
図３は同実施形態の揚水発電システムの制御に係る構成を示す図である。
【００３６】
なお、ここでは、揚水発電設備１、２が二次励磁方式の可変速揚水発電システムを採用している場合の例を紹介するが、フルコンバータ方式の可変速揚水発電システムを採用したものにも同様に適用可能である。
【００３７】
揚水発電設備１は、基本的な構成要素として、ポンプ水車３Ａに連結される発電電動機３Ｂ、電力系統Ｓに接続される主要変圧器４、並列用遮断器５、励磁用変圧器６、励磁用遮断器７、二次励磁装置８、サーボモータ９、調速機１０、角度検出器ＫＡ、計器用変成器ＰＴ、変流器ＣＴなどの機器類を備えている。また、揚水発電設備１は、有効電力制御部１１、二次励磁制御部１２、調速機制御部１３などの基本的な制御機能も備えている。
【００３８】
有効電力制御部１１は、計器用変成器ＰＴ、変流器ＣＴから供給される電圧ＶＬおよび電流ＶＩに基づき、回転速度の演算や有効電力の制御などを行う。
【００３９】
二次励磁制御部１２は、有効電力制御部１１により演算された回転速度、計器用変成器ＰＴから得られる電圧ＶＬ、および角度検出器ＫＡから供給されてくる角度信号に基づき、二次励磁装置８の制御を行う。二次励磁装置８は、発電電動機３Ｂの二次巻線に接続し可変周波数の交流を印加する周波数変換器８ａと、二次励磁制御部１２から供給される制御信号に従って周波数変換器８ａの周波数を制御する二次励磁部８ｂとを備えている。
【００４０】
調速機制御部１３は、有効電力制御部１１での演算結果、二次励磁制御部１２での演算結果、およびサーボモータ９から供給されるガイドベーン開度帰還信号に基づき、ガイドベーン開度制御信号を生成し、調速機１０およびサーボモータ９を通じてポンプ水車３Ａのガイドベーン開度制御を行う。調速機１０は、サーボモータ９を駆動するアクチュエータ１０ａと、調速機制御部１３から供給されるガイドベーン開度制御信号に従ってアクチュエータ１０ａを作動させるコンバータコイル１０ｂとを備えている。
【００４１】
揚水発電設備２も、揚水発電設備１と同様の構成要素、すなわち、ポンプ水車３Ａ’に連結される発電電動機３Ｂ’、電力系統Ｓに接続される主要変圧器４’、並列用遮断器５’、励磁用変圧器６’、励磁用遮断器７’、二次励磁装置８’、サーボモータ９’、調速機１０’、角度検出器ＫＡ’、計器用変成器ＰＴ’、変流器ＣＴ’などの機器類を備えるほか、有効電力制御部１１’、二次励磁制御部１２’、調速機制御部１３’などの基本的な制御機能も備えている。
【００４２】
本実施形態では、例えば、揚水発電設備１に前述の制御装置１００が備えられる。以下、制御装置１００に関して詳細に説明する。
【００４３】
図４は、制御装置１００の機能構成を示す図である。  
制御装置１００は、入力測定部２１、出力測定部２２、加算部２３、入出力設定部２４、入出力指令作成部２５、入出力比較部２６、第１の入出力補正部２７、入力指令値設定部２８、出力指令値設定部２９、静落差測定部３０等の各種機能を備えている。
【００４４】
入力測定部２１は、計器用変成器ＰＴ、変流器ＣＴから供給されてくる電圧ＶＬおよび電流ＶＩに基づき、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力を測定する。
【００４５】
出力測定部２２は、揚水発電設備２側の計器用変成器ＰＴ’、変流器ＣＴ’から供給されてくる電圧ＶＬおよび電流ＶＩに基づき、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力を測定する。
【００４６】
加算部２３は、出力測定部２２により測定された発電出力（例えば「Ｐｇ２」）と入力測定部２１により測定された揚水入力（例えば「−Ｐｐ１」（マイナス値の出力））とを加算処理し、揚水発電所Ａとしての合計出力（例えば、「Ｐｇ２−Ｐｐ１」）を求める。
【００４７】
入出力設定部２４は、揚水発電設備１の揚水入力、揚水発電設備２の発電出力、もしくは揚水発電設備１の揚水入力と揚水発電設備２の発電出力とを加算した値である揚水発電所Ａとしての合計出力に対し、目標値を設定する。目標値は、電力需要の変化に応じて適宜変更することができる。
【００４８】
入出力指令作成部２５は、入出力設定部２４により設定された目標値に基づき、揚水発電設備１に対する入力指令（揚水入力の指令）と、揚水発電設備２に対する出力指令（発電出力の指令）とを作成する。
【００４９】
入出力比較部２６は、加算部２３により求められた合計出力と入出力設定部により設定された合計出力の目標値とを比較し、双方の差分を算出する。
【００５０】
第１の入出力補正部２７は、入出力比較部２６により算出された差分に基づき、当該差分が０となるように（即ち、上記合計出力が目標値に近づくように）、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【００５１】
入力指令値設定部２８は、入出力指令作成部２５から供給されてくる（補正が施された）入力指令に対応する入力指令値の設定を行い、当該入力指令値を有効電力制御部１１に供給する。
【００５２】
出力指令値設定部２９は、入出力指令作成部２５から供給されてくる（補正が施された）出力指令に対応する出力指令値の設定を行い、当該出力指令値を揚水発電設備２側に供給する。
【００５３】
静落差測定部３０は、上ダムＤ１の水面と下ダムＤ２の水面との静落差を測定し、測定結果を有効電力制御部１１に供給すると共に、揚水発電設備２側の有効電力制御部１１’にも供給する。
【００５４】
一方、有効電力制御部１１は、入力指令値入力部７１により、制御装置１００側の入力指令値設定部２８により設定された入力指令値を入力するとともに、有効落差演算部７２により、制御装置１００側の静落差測定部３０により測定された静落差から有効落差を演算し、有効電力制御指令演算部７３により、入力指令値と有効落差から二次励磁制御部１２の指令値および調速機制御部１３の指令値を生成する。
【００５５】
また、揚水発電設備２側の有効電力制御部１１’は、出力指令値入力部７１’により、制御装置１００側の出力指令値設定部２９により設定された出力指令値を入力するとともに、有効落差演算部７２’により、制御装置１００側の静落差測定部３０により測定された静落差から有効落差を演算し、有効電力制御指令演算部７３’により、出力指令値と有効落差から二次励磁制御部１２’の指令値および調速機制御部１３’の指令値を生成する。
【００５６】
このように構成することにより、電力需要に大きな変化があった場合でも、短時間に供給電力を調整することができ、しかも揚水発電設備１、２を停止させずに揚水運転と発電運転との切替えを行うことができる。
【００５７】
また、制御装置１００は、更なる機能として、基準周波数設定部３１、周波数測定部３２、周波数差算出部３３、および第２の入出力補正部３４をも備えている。
【００５８】
基準周波数設定部３１は、系統周波数ｆの基準値である基準周波数を設定する。
【００５９】
周波数測定部３２は、電力系統Ｓの系統周波数ｆを測定する。図４の例では、経路Ｘ１を通じて供給される電圧ＶＬから系統周波数ｆを計測して求める場合を例示しているが、電圧ＶＬ以外の諸量（電流、磁束など）から系統周波数ｆを計測して求めても良い。
【００６０】
周波数差算出部３３は、基準周波数設定部３１により設定された基準周波数と周波数測定部３２により測定された周波数測定値との周波数差を算出する。
【００６１】
第２の入出力補正部３４は、周波数差算出部３３により算出された周波数差に応じて、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【００６２】
このように構成することにより、系統周波数ｆが変動しても、その変動に応じて入力指令値、出力指令値を適正な値に調整することができる。
【００６３】
また、制御装置１００は、更なる機能として、図５に示されるように発電出力変動予測部３５および第３の入出力補正部３６を備えている。
【００６４】
発電出力変動予測部３５は、出力測定部２２により測定される発電出力の測定値の推移からカルマンフィルタなどを用いて当該発電所および発電所群に求められる出力の変動やその結果および上ダム水位検出部４２および下ダム水位検出部４５により測定される上ダム、下ダムの水位変動の測定値とから予測される上ダム、下ダムの水位変動などを予測する。
【００６５】
第３の入出力補正部３６は、発電出力変動予測部３５により予測される発電出力の変動に応じて、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【００６６】
このように構成することにより、発電出力に予測される変動があっても、その変動に応じて入力指令値、出力指令値を適正な値に調整することができる。
【００６７】
また、制御装置１００は、更なる機能として、図６に示されるように上ダム水位基準値設定部４１、上ダム水位検出部４２、上ダム水位比較部４３、下ダム水位基準値設定部４４、下ダム水位検出部４５、下ダム水位比較部４６、および第４の入出力補正部４７を備えている。
【００６８】
上ダム水位基準値設定部４１は、上ダムＤ１の満水の判断基準となる第１の基準値を設定する。
【００６９】
上ダム水位検出部４２は、水位検出器Ｋ１を通じて上ダムＤ１の水位Ｌ１を検出する。
【００７０】
上ダム水位比較部４３は、上ダム水位基準値設定部４１により設定された第１の基準値と上ダム水位検出部４２により検出された上ダムＤ１の水位Ｌ１とを比較し、双方の水位差を算出する。
【００７１】
下ダム水位基準値設定部４４は、下ダムＤ２の満水の判断基準となる第２の基準値を設定する。
【００７２】
下ダム水位検出部４５は、水位検出器Ｋ２を通じて下ダムＤ２の水位Ｌ２を検出する。
【００７３】
下ダム水位比較部４６は、下ダム水位基準値設定部４４により設定された第２の基準値と下ダム水位検出部４５により検出された下ダムＤ２の水位Ｌ２とを比較し、双方の水位差を算出する。
【００７４】
第４の入出力補正部４７は、上ダム水位比較部４３により算出された水位差や、下ダム水位比較部４６により算出された水位差に応じて、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【００７５】
例えば、第４の入出力補正部４７は、上ダムＤ１の水位Ｌ１が「Ｌ１≧所定のレベル」または「Ｌ１＞所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば第１の基準値がＬ１よりも高いレベルにある場合において、上ダム水位比較部４３により算出された水位差Ｌd1が「Ｌd1≦所定値」または「Ｌd1＜所定値」となる場合、あるいは、第１の基準値がＬ１よりも低いレベルにある場合において、上ダム水位比較部４３により算出された水位差Ｌd1が「Ｌd1≧所定値」または「Ｌd1＞所定値」となる場合）、上ダムＤ１の水位Ｌ１が高すぎるとみなし、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値と揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値との関係が「｜発電出力｜≧｜揚水入力｜」または「｜発電出力｜＞｜揚水入力｜」となるように、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【００７６】
また、第４の入出力補正部４７は、上ダムＤ１の水位Ｌ１が「Ｌ１≦所定のレベル」または「Ｌ１＜所定のレベル」である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば、第１の基準値がＬ１よりも高いレベルにある場合において、上ダム水位比較部４３により算出された水位差Ｌd1が「Ｌd1≧所定値」または「Ｌd1＞所定値」となる場合、あるいは、第１の基準値がＬ１よりも低いレベルにある場合において、上ダム水位比較部４３により算出された水位差Ｌd1が「Ｌd1≦所定値」または「Ｌd1＜所定値」となる場合）、上ダムＤ１の水位Ｌ１が低すぎるとみなし、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値と揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値との関係が「｜発電出力｜≦｜揚水入力｜」または「｜発電出力｜＜｜揚水入力｜」となるように、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【００７７】
また、第４の入出力補正部４７は、下ダムＤ２の水位Ｌ２が「Ｌ２≧所定のレベル」または「Ｌ２＞所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば、第２の基準値がＬ２よりも高いレベルにある場合において、下ダム水位比較部４６により算出された水位差Ｌd2が「Ｌd2≦所定値」または「Ｌd2＜所定値」となる場合、あるいは、第２の基準値がＬ２よりも低いレベルにある場合において、下ダム水位比較部４６により算出された水位差Ｌd2が「Ｌd2≧所定値」または「Ｌd2＞所定値」となる場合）、下ダムＤ２の水位Ｌ２が高すぎるとみなし、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値との関係が「｜揚水入力｜≧｜発電出力｜」または「｜揚水入力｜＞｜発電出力｜」となるように、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【００７８】
また、第４の入出力補正部４７は、下ダムＤ２の水位Ｌ２が「Ｌ２≦所定のレベル」または「Ｌ２＜所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば、第２の基準値がＬ２よりも高いレベルにある場合において、下ダム水位比較部４６により算出された水位差Ｌd2が「Ｌd2≧所定値」または「Ｌd2＞所定値」となる場合、あるいは、第２の基準値がＬ２よりも低いレベルにある場合において、下ダム水位比較部４６により算出された水位差Ｌd2が「Ｌd2≦所定値」または「Ｌd2＜所定値」となる場合）、下ダムＤ２の水位Ｌ２が低すぎるとみなし、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値との関係が「｜揚水入力｜≦｜発電出力｜」または「｜揚水入力｜＜｜発電出力｜」となるように、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【００７９】
このように構成することにより、揚水発電設備１の揚水運転および揚水発電設備２の発電運転を維持しつつ、上ダムＤ１、下ダムＤ２が満水になることを防止できる。
【００８０】
例えば揚水発電設備１に対する入力指令値が制御装置１００により設定されると、有効電力制御部１１、二次励磁制御部１２、および調速機制御部１３においてはそれぞれ当該入力指令値に応じた制御が行われる。これにより、二次励磁制御部１２からは当該入力指令値に応じたすべり周波数制御信号が二次励磁装置８へ供給され、調速機制御部１３からは当該入力指令値に応じたガイドベーン開度制御信号が調速機１０へ供給され、揚水発電設備１が当該入力指令値に応じた揚水入力となるよう制御される。
【００８１】
また、例えば揚水発電設備２に対する出力指令値が制御装置１００により設定されると、有効電力制御部１１’、二次励磁制御部１２’、および調速機制御部１３’においてはそれぞれ当該出力指令値に応じた制御が行われる。これにより、二次励磁制御部１２’からは当該出力指令値に応じたすべり周波数制御信号が二次励磁装置８’へ供給され、調速機制御部１３’からは当該出力指令値に応じたガイドベーン開度制御信号が調速機１０’へ供給され、揚水発電設備２が当該出力指令値に応じた発電出力となるよう制御される。
【００８２】
この第１の実施形態によれば、短時間の発電設備の出力変動が生じても、揚水発電設備を停止させずに揚水運転と発電運転との切替えを行うことができ、特別な機器を増設せずとも出力変動を容易に吸収することができる。
【００８３】
なお、上記実施形態では、二次励磁方式の可変速揚水発電システムを採用した場合の例を説明したが、入力調整が可能な定速揚水発電システムにも適用可能である。定速揚水発電設備の場合、制御装置１００は、有効電力制御部１１、二次励磁制御部１２の代わりに、流量の制御を行う流量制御部、ランナ羽根の角度制御を行うランナ羽根角度制御部などを備える。流量制御部により流量を変化させ、ランナ羽根角度制御部によりランナ羽根の角度を変化させることにより、定速機においても可変速機と同様な動作を実現することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、揚水発電設備１と揚水発電設備２とが同一発電所内に設置されている例について説明したが、揚水発電設備１と揚水発電設備２が別々の発電所に設置されている場合にも適用可能である。また、揚水発電設備１の上ダム及び／又は下ダムと揚水発電設備２の上ダム及び／又は下ダムとが異なる場合にも適用可能である。揚水発電設備１の上ダム及び／又は下ダムと揚水発電設備２の上ダム及び／又は下ダムが異なる場合は、本発明による揚水発電制御装置は、揚水発電設備１の上ダム及び／又は下ダムと揚水発電設備２の上ダム及び／又は下ダムの水位信号に基づいて、揚水発電設備１及び／又は揚水発電設備２の入力指令及び／又は出力指令を演算する。
【００８５】
（第２の実施形態）
次に、図７および図８を参照して、第２の実施形態について説明する。以下、前述した第１の実施形態と共通する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００８６】
図７は、第２の実施形態に係る揚水発電システムの構成の一例を示す図である。
【００８７】
ある揚水発電所Ａは、上ダムＤ１および下ダムＤ２を備えるとともに、双方のダムの間に複数台の揚水発電設備、例えば揚水発電設備１と揚水発電設備２とを備えている。一方、別の揚水発電所Ｂは、上ダムＤ３および下ダムＤ４を備えるとともに、双方のダムの間に複数台の揚水発電設備、例えば揚水発電設備３と揚水発電設備４とを備えている。
【００８８】
揚水発電設備１は、例えば可変速機能を有する可変速揚水発電設備である。揚水発電設備２は、少なくとも発電出力を調整可能な揚水発電設備であればよいが、ここでは揚水入力および発電出力のいずれをも調整可能な揚水発電設備であるものとする。同様に、揚水発電設備３は、例えば可変速機能を有する可変速揚水発電設備である。揚水発電設備４は、少なくとも発電出力を調整可能な揚水発電設備であればよいが、ここでは揚水入力および発電出力のいずれをも調整可能な揚水発電設備であるものとする。
【００８９】
可変速揚水発電設備１は、電力系統Ｓに電気的に接続され、例えば揚水運転を行う。この場合、可変速揚水発電設備１は、下ダムＤ２から上ダムＤ１への揚水を行う。一方、揚水発電設備２は、電力系統Ｓに電気的に接続され、例えば発電運転を行う。この場合、揚水発電設備２は、上ダムＤ１の水を用いて発電を行い、使用した水を下ダムＤ２へ送る。
【００９０】
同様に、可変速揚水発電設備３は、電力系統Ｓに電気的に接続され、例えば揚水運転を行う。この場合、可変速揚水発電設備３は、下ダムＤ４から上ダムＤ３への揚水を行う。一方、揚水発電設備４は、電力系統Ｓに電気的に接続され、例えば発電運転を行う。この場合、揚水発電設備４は、上ダムＤ３の水を用いて発電を行い、使用した水を下ダムＤ４へ送る。
【００９１】
制御装置１００は、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力もしくはこれに相当する電気的諸量（例えば、電圧、電流など）の測定値と、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力もしくはこれに相当する電気的諸量（例えば、電圧、電流など）の測定値とから所定の演算により求められる値（例えば、和、差、比率など）が、ある設定された第１の目標値となるように、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を制御する機能を備えている。
【００９２】
また、制御装置１００は、揚水運転中の揚水発電設備３の揚水入力もしくはこれに相当する電気的諸量（例えば、電圧、電流など）の測定値と、発電運転中の揚水発電設備４の発電出力もしくはこれに相当する電気的諸量（例えば、電圧、電流など）の測定値とから所定の演算により求められる値（例えば、和、差、比率など）が、ある設定された第２の目標値となるように、揚水運転中の揚水発電設備３の揚水入力と発電運転中の揚水発電設備４の発電出力の少なくとも一方を制御する機能を備えている。
【００９３】
制御装置１００は、電力系統Ｓの系統周波数ｆを取得し周波数差Δｆを演算したり、水位検出器Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を通じて上ダムＤ１の水位Ｌ１、下ダムＤ２の水位Ｌ２、上ダムＤ３の水位Ｌ３、下ダムＤ４の水位Ｌ４をそれぞれ取得したり、取得した各種の情報に基づき、揚水発電設備１、２、３、４に指令Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４をそれぞれ送ることにより、揚水発電設備１、２、３、４を制御したりすることができる。この制御装置１００は、どこに配置されてもよい。例えば、揚水発電設備１、２、３、４のいずれかに配置されてもよいし、揚水発電設備１、２、３、４以外の場所に配置されてもよい。
【００９４】
また、制御装置１００は、更なる機能として、図８に示されるように第１の上ダム水位基準値設定部５１、第１の上ダム水位検出部５２、第１の上ダム水位比較部５３、第１の下ダム水位基準値設定部５４、第１の下ダム水位検出部５５、第１の下ダム水位比較部５６、第２の上ダム水位基準値設定部５７、第２の上ダム水位検出部５８、第２の上ダム水位比較部５９、第２の下ダム水位基準値設定部６０、第２の下ダム水位検出部６１、第２の下ダム水位比較部６２、および第５の入出力補正部６３を備えている。
【００９５】
第１の上ダム水位基準値設定部５１は、上ダムＤ１の満水の判断基準となる第１の基準値を設定する。
【００９６】
第１の上ダム水位検出部５２は、水位検出器Ｋ１を通じて上ダムＤ１の水位Ｌ１を検出する。
【００９７】
第１の上ダム水位比較部５３は、第１の上ダム水位基準値設定部５１により設定された第１の基準値と第１の上ダム水位検出部５２により検出された上ダムＤ１の水位Ｌ１とを比較し、双方の水位差を算出する。
【００９８】
第１の下ダム水位基準値設定部５４は、下ダムＤ２の満水の判断基準となる第２の基準値を設定する。
【００９９】
第１の下ダム水位検出部５５は、水位検出器Ｋ２を通じて下ダムＤ２の水位Ｌ２を検出する。
【０１００】
第１の下ダム水位比較部５６は、第１の下ダム水位基準値設定部５４により設定された第２の基準値と第１の下ダム水位検出部５５により検出された下ダムＤ２の水位Ｌ２とを比較し、双方の水位差を算出する。
【０１０１】
第２の上ダム水位基準値設定部５７は、上ダムＤ３の満水の判断基準となる第３の基準値を設定する。
【０１０２】
第２の上ダム水位検出部５８は、水位検出器Ｋ３を通じて上ダムＤ３の水位Ｌ３を検出する。
【０１０３】
第２の上ダム水位比較部５９は、第２の上ダム水位基準値設定部５１により設定された第３の基準値と第２の上ダム水位検出部５８により検出された上ダムＤ３の水位Ｌ３とを比較し、双方の水位差を算出する。
【０１０４】
第２の下ダム水位基準値設定部６０は、下ダムＤ４の満水の判断基準となる第４の基準値を設定する。
【０１０５】
第２の下ダム水位検出部６１は、水位検出器Ｋ４を通じて下ダムＤ４の水位Ｌ４を検出する。
【０１０６】
第２の下ダム水位比較部６２は、第２の下ダム水位基準値設定部６０により設定された第４の基準値と第２の下ダム水位検出部６１により検出された下ダムＤ４の水位Ｌ４とを比較し、双方の水位差を算出する。
【０１０７】
第５の入出力補正部６３は、第１の上ダム水位比較部５３により算出された水位差や、第１の下ダム水位比較部５６により算出された水位差に応じて、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正すると共に、第２の上ダム水位比較部５９により算出された水位差や、第２の下ダム水位比較部６２により算出された水位差に応じて、入出力指令作成部２５により作成された入力指令と出力指令の少なくとも一方を補正する。
【０１０８】
例えば、第５の入出力補正部６３は、上ダムＤ１の水位Ｌ１が「Ｌ１≧所定のレベル」または「Ｌ１＞所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば第１の基準値がＬ１よりも高いレベルにある場合において、第１の上ダム水位検出部５２により検出された上ダムＤ１の水位Ｌ１と第１の基準値との水位差Ｌd1が「Ｌd1≦所定値」または「Ｌd1＜所定値」となる場合、あるいは、第１の基準値がＬ１よりも低いレベルにある場合において、当該水位差Ｌd1が「Ｌd1≧所定値」または「Ｌd1＞所定値」となる場合）、又は、下ダムＤ４の水位Ｌ４が「Ｌ４≧所定のレベル」または「Ｌ４＞所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば第４の基準値がＬ４よりも高いレベルにある場合において、第２の下ダム水位検出部６１により検出された下ダムＤ４の水位Ｌ４と第４の基準値との水位差Ｌd4が「Ｌd4≦所定値」または「Ｌd4＜所定値」となる場合、あるいは、第４の基準値がＬ４よりも低いレベルにある場合において、当該水位差Ｌd4が「Ｌd4≧所定値」または「Ｌd4＞所定値」となる場合）、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値と揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値との関係が「｜発電出力｜≧｜揚水入力｜」または「｜発電出力｜＞｜揚水入力｜」となるように当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正すると共に、揚水運転中の揚水発電設備３の揚水入力の絶対値と発電運転中の揚水発電設備４の発電出力の絶対値との関係が「｜揚水入力｜≧｜発電出力｜」または「｜揚水入力｜＞｜発電出力｜」となるように当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する。
【０１０９】
また、第５の入出力補正部６３は、上ダムＤ３の水位Ｌ３が「Ｌ３≧所定のレベル」または「Ｌ３＞所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば第３の基準値がＬ３よりも高いレベルにある場合において、第２の上ダム水位検出部５８により検出された上ダムＤ３の水位Ｌ３と第３の基準値との水位差Ｌd3が「Ｌd3≦所定値」または「Ｌd3＜所定値」となる場合、あるいは、第３の基準値がＬ３よりも低いレベルにある場合において、当該水位差Ｌd3が「Ｌd3≧所定値」または「Ｌd3＞所定値」となる場合）、又は、下ダムＤ２の水位Ｌ２が「Ｌ２≧所定のレベル」または「Ｌ２＞所定のレベル」）である場合もしくはそのようになると予測した場合（例えば第２の基準値がＬ２よりも高いレベルにある場合において、第１の下ダム水位検出部５５により検出された下ダムＤ２の水位Ｌ２と第２の基準値との水位差Ｌd2が「Ｌd2≦所定値」または「Ｌd2＜所定値」となる場合、あるいは、第２の基準値がＬ２よりも低いレベルにある場合において、当該水位差Ｌd2が「Ｌd2≧所定値」または「Ｌd2＞所定値」となる場合）、発電運転中の揚水発電設備４の発電出力の絶対値と揚水運転中の揚水発電設備３の揚水入力の絶対値との関係が「｜発電出力｜≧｜揚水入力｜」または「｜発電出力｜＞｜揚水入力｜」となるように当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正すると共に、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力の絶対値と発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の絶対値との関係が「｜揚水入力｜≧｜発電出力｜」または「｜揚水入力｜＞｜発電出力｜」となるように当該揚水入力と発電出力の少なくとも一方を補正する。
【０１１０】
この第２の実施形態によれば、前述した第１の実施形態の場合と同様の効果が得られるほか、揚水発電設備１の揚水運転、揚水発電設備２の発電運転、揚水発電設備３の揚水運転、および揚水発電設備４の発電運転を維持したまま、上ダムＤ１、下ダムＤ２、上ダムＤ３、下ダムＤ４が満水になることを防止できる。
【０１１１】
なお、上記実施形態では、揚水発電設備１、２と揚水発電設備３、４とが別々の発電所内に設置されている例について説明したが、揚水発電設備１、２、３、４が同一発電所に設置されている場合にも適用可能である。
【０１１２】
以上詳述したように、実施形態によれば、揚水発電設備を停止させずに揚水運転と発電運転との切替えを行えるようにすることができる。
【０１１３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１４】
１、２…揚水発電設備、３Ａ…ポンプ水車、３Ｂ…発電電動機、４…主要変圧器、５…並列用遮断器、６…励磁用変圧器、７…励磁用遮断器、８…二次励磁装置、９…サーボモータ、１０…調速機、１１…有効電力制御部、１２…二次励磁制御部、１３…調速機制御部、１００…制御装置、Ｓ…電力系統、ＫＡ…角度検出器、ＰＴ…計器用変成器、ＣＴ…変流器。
【要約】
【課題】  揚水発電設備を停止させずに発電所または発電所群としての揚水運転（電力消費）と発電運転（電力供給）との切替えを行えるようにすること。
【解決手段】  実施形態の揚水発電制御装置１００は、揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力もしくはこれに相当する電気的諸量を測定する第１の測定手段と、発電運転中の揚水発電設備２の発電出力もしくはこれに相当する電気的諸量を測定する第２の測定手段と、前記第１の測定手段により測定された測定値と前記第２の測定手段により測定された測定値とから所定の演算により求められる値が、ある設定された目標値となるように、前記揚水運転中の揚水発電設備１の揚水入力と前記発電運転中の揚水発電設備２の発電出力の少なくとも一方を制御する制御手段とを備える。
【選択図】図１【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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