(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力により回転されて発電する回転機器からの交流電力を、電解水素生成装置での電解による水素生成のための直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換部と、
前記回転機器に印加される風力と、前記回転機器の回転数および前記回転機器からの交流電力との関係を表す第１のテーブルと、
前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、前記電解により消費される電解電力との関係を表す第２のテーブルと、
前記回転機器に印加される風力の計測値たる計測風力と、前記回転機器の回転数の計測値たる計測回転数と、が入力される入力部と、
前記第１のテーブルおよび前記計測風力に基づき、前記回転機器の目標回転数および前記回転機器からの目標交流電力を求める第１の演算部と、
前記第２のテーブルおよび前記目標交流電力に基づき、前記電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求める第２の演算部と、
前記計測回転数と前記目標回転数の差分に基づいて、前記基準電解電圧の補正のための補正電解電圧を求める第３の演算部と、
前記基準電解電圧と前記補正電解電圧を加算して、前記電解水素生成装置での電解のための目標電解電圧を求める電解加算部と、
前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、前記目標電解電圧に対応するように、前記ＡＣ−ＤＣ変換部を制御する電圧制御部と、
を具備する電解水素生成システム。
【請求項２】
前記第１のテーブルが、前記回転機器に印加される定常風力と、前記回転機器の定常回転数および前記回転機器からの定常交流電力との関係を記憶し、
前記入力部は、前記計測風力と、前記計測回転数とを連続して入力し、
前記第１の演算部は、
前記第１のテーブルおよび前記連続して入力される計測風力に基づき、前記回転機器の定常回転数および前記回転機器からの定常交流電力を連続して求める第１の手段と、
前記連続して求められた定常回転数からの一次遅れ演算として、前記目標回転数を求める第２の手段と、
前記連続して求められた定常交流電力からの一次遅れ演算として、前記目標交流電力を求める第２の手段と、を有する
請求項１記載の電解水素生成システム。
【請求項３】
前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力を、蓄電部の充電のための直流電力に変換するとともに、前記充電された直流電力を前記電解水素生成装置での電解による水素発生のための直流電力に変換するＤＣ−ＤＣ変換部と、
前記蓄電部の蓄電量の計測値たる計測蓄電量が入力される蓄電量入力部と、
前記第１の演算部からの前記回転機器の目標交流電力と、前記電解水素生成装置での電解により消費される電解電力との関係を表す第３のテーブルと、
前記蓄電部の蓄電量と、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量との関係を表す第４のテーブルと、
前記第３のテーブルの関係に基づき、前記蓄電部の放電および充電の制御電力量を求める第４の演算部と、
前記第４のテーブルおよび前記計測蓄電量に基づき、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量を求める第５の演算部と、
前記制御電力量と前記バイアス電力量を加算して、前記蓄電部の放電および充電のための蓄電目標電力を求める蓄電加算部と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、前記蓄電目標電力に対応するように、前記ＤＣ−ＤＣ変換部を制御する蓄電量制御部と、
を具備する請求項１または２記載の電解水素生成システム。
【請求項４】
風力により回転されて発電する複数の回転機器からの交流電力を、電解水素生成装置での電解による水素生成のための直流電力に変換する複数のＡＣ−ＤＣ変換部と、
前記回転機器に印加される風力と、前記回転機器の回転数および前記回転機器からの交流電力との関係を表す複数の第１のテーブルと、
前記回転機器に印加される風力の計測値たる計測風力と、前記回転機器の回転数の計測値たる計測回転数と、が入力される複数の入力部と、
前記第１のテーブルおよび前記計測風力に基づき、前記回転機器の目標回転数および前記回転機器からの目標交流電力を求める複数の第１の演算部と、
前記計測回転数と前記目標回転数の差分に基づいて、前記回転機器の回転数の補正のための補正電力を求める複数の第２の演算部と、
前記目標交流電力と前記補正電力を加算して、前記ＡＣ−ＤＣ変換部の目標電解電力を求める複数の電力加算部と、
前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、前記目標電解電力に対応するように、前記ＡＣ−ＤＣ変換部を制御する複数の電力制御部と、
前記複数の電力加算部からの前記目標電解電力を加算して、前記目標電解電力の総和を求める総和加算部と、
前記複数のＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力を、蓄電部の充電のための直流電力に変換するとともに、前記蓄電部に充電された直流電力を前記電解水素生成装置での電解による水素発生のための直流電力に変換するＤＣ−ＤＣ変換部と、
前記蓄電部の蓄電量の計測値たる計測蓄電量が入力される蓄電量入力部と、
前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、前記電解により消費される電解電力との関係を表す第３のテーブルと、
前記蓄電部の蓄電量と、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量との関係を表す第４のテーブルと、
前記第３のテーブルおよび前記目標電解電力の総和に基づき、前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求める第３の演算部と、
前記第４のテーブルおよび前記計測蓄電量に基づき、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量を求める第４の演算部と、
前記バイアス電力量での電圧と前記基準電界電圧を加算して、前記蓄電部の放電および充電のための蓄電目標電圧を求める蓄電加算部と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、前記蓄電目標電圧に対応するように、前記ＤＣ−ＤＣ変換部を制御する蓄電量制御部と、
を具備する電解水素生成システム。
【請求項５】
ＡＣ−ＤＣ変換部が、風力により回転されて発電する回転機器からの交流電力を、電解水素生成装置での電解による水素生成のための直流電力に変換するステップと、
入力部が、前記回転機器に印加される風力の計測値たる計測風力と、前記回転機器の回転数の計測値たる計測回転数と、を入力させるステップと、
第１の演算部が、前記回転機器に印加される風力と、前記回転機器の回転数および前記回転機器からの交流電力との関係を表す第１のテーブルおよび前記計測風力に基づき、前記回転機器の目標回転数および前記回転機器からの目標交流電力を求めるステップと、
第２の演算部が、前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、前記電解により消費される電解電力との関係を表す第２のテーブルおよび前記目標交流電力に基づき、前記電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求めるステップと、
第３の演算部が、前記計測回転数と前記目標回転数の差分に基づいて、前記基準電解電圧の補正のための補正電解電圧を求めるステップと、
電解加算部が、前記基準電解電圧と前記補正電解電圧を加算して、前記電解水素生成装置での電解のための目標電解電圧を求めるステップと、
電圧制御部が、前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、前記目標電解電圧に対応するように、前記ＡＣ−ＤＣ変換部を制御するステップと、
を含む電解水素生成方法。
【請求項６】
複数の入力部が、複数のＡＣ−ＤＣ変換部が風力により回転されて発電する複数の回転機器からの交流電力を、電解水素生成装置での電解による水素生成のための直流電力に変換するステップと、
複数の入力部が、前記回転機器に印加される風力の計測値たる計測風力と、前記回転機器の回転数の計測値たる計測回転数と、が入力されるステップと、
複数の第１の演算部が、前記回転機器に印加される風力と、前記回転機器の回転数および前記回転機器からの交流電力との関係を表す複数の第１のテーブルおよび前記計測風力に基づき、前記回転機器の目標回転数および前記回転機器からの目標交流電力を求めるステップと、
複数の第２の演算部が、前記計測回転数と前記目標回転数の差分に基づいて、前記回転機器の回転数の補正のための補正電力を求めるステップと、
電力加算部が、前記目標交流電力と前記補正電力を加算して、前記ＡＣ−ＤＣ変換部の目標電解電力を求める複数のステップと、
複数の電力制御部が、前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、前記目標電解電力に対応するように、前記ＡＣ−ＤＣ変換部を制御するステップと、
総和加算部が、前記複数の電力加算部からの前記目標電解電力を加算して、前記目標電解電力の総和を求めるステップと、
ＤＣ−ＤＣ変換部が、前記複数のＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力を、蓄電部の充電のための直流電力に変換するとともに、前記蓄電部に充電された直流電力を前記電解水素生成装置での電解による水素発生のための直流電力に変換するステップと、
蓄電量入力部が、前記蓄電部の蓄電量の計測値たる計測蓄電量が入力されるステップと、
第３の演算部が、前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、前記電解により消費される電解電力との関係を表す第３のテーブルおよび前記目標電解電力の総和に基づき、前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求めるステップと、
第４の演算部が、前記蓄電部の蓄電量と、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量との関係を表す第４のテーブルおよび前記計測蓄電量に基づき、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量を求めるステップと、
蓄電加算部が、前記バイアス電力量での電圧と前記基準電界電圧を加算して、前記蓄電部の放電および充電のための蓄電目標電圧を求めるステップと、
蓄電量制御部が、前記ＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、前記蓄電目標電圧に対応するように、前記ＤＣ−ＤＣ変換部を制御するステップと、
を含む電解水素生成方法。
【請求項７】
風力により回転されて発電する回転機器からの交流電力を、電解水素生成装置での電解による水素生成のための直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換部と、
前記回転機器に印加される風力と、前記回転機器の回転数および前記回転機器からの交流電力との関係を表す第１のテーブルと、
前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、前記電解により消費される電解電力との関係を表す第２のテーブルと、
前記回転機器に印加される風力の計測値たる計測風力と、前記回転機器の回転数の計測値たる計測回転数と、が入力される入力部と、
前記第１のテーブルおよび前記計測風力に基づき、前記回転機器の目標回転数および前記回転機器からの目標交流電力を求める第１の演算部と、
前記第２のテーブルおよび前記目標交流電力に基づき、前記電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求める第２の演算部と、
前記計測回転数と前記目標回転数の差分に基づいて、前記基準電解電圧の補正のための補正電解電圧を求める第３の演算部と、
前記基準電解電圧と前記補正電解電圧を加算して、前記電解水素生成装置での電解のための目標電解電圧を求める電解加算部と、
前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、前記目標電解電圧に対応するように、前記ＡＣ−ＤＣ変換部を制御する電圧制御部、
としてコンピュータを機能させるプログラム。
【請求項８】
風力により回転されて発電する複数の回転機器からの交流電力を、電解水素生成装置での電解による水素生成のための直流電力に変換する複数のＡＣ−ＤＣ変換部と、
前記回転機器に印加される風力と、前記回転機器の回転数および前記回転機器からの交流電力との関係を表す複数の第１のテーブルと、
前記回転機器に印加される風力の計測値たる計測風力と、前記回転機器の回転数の計測値たる計測回転数と、が入力される複数の入力部と、
前記第１のテーブルおよび前記計測風力に基づき、前記回転機器の目標回転数および前記回転機器からの目標交流電力を求める複数の第１の演算部と、
前記計測回転数と前記目標回転数の差分に基づいて、前記回転機器の回転数の補正のための補正電力を求める複数の第２の演算部と、
前記目標交流電力と前記補正電力を加算して、前記ＡＣ−ＤＣ変換部の目標電解電力を求める複数の電力加算部と、
前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、前記目標電解電力に対応するように、前記ＡＣ−ＤＣ変換部を制御する複数の電力制御部と、
前記複数の電力加算部からの前記目標電解電力を加算して、前記目標電解電力の総和を求める総和加算部と、
前記複数のＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力を、蓄電部の充電のための直流電力に変換するとともに、前記蓄電部に充電された直流電力を前記電解水素生成装置での電解による水素発生のための直流電力に変換するＤＣ−ＤＣ変換部と、
前記蓄電部の蓄電量の計測値たる計測蓄電量が入力される蓄電量入力部と、
前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、前記電解により消費される電解電力との関係を表す第３のテーブルと、
前記蓄電部の蓄電量と、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量との関係を表す第４のテーブルと、
前記第３のテーブルおよび前記目標電解電力の総和に基づき、前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求める第３の演算部と、
前記第４のテーブルおよび前記計測蓄電量に基づき、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量を求める第４の演算部と、
前記バイアス電力量での電圧と前記基準電界電圧を加算して、前記蓄電部の放電および充電のための蓄電目標電圧を求める蓄電加算部と、
前記ＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、前記蓄電目標電圧に対応するように、前記ＤＣ−ＤＣ変換部を制御する蓄電量制御部、
としてコンピュータを機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、水素を生成する電解水素生成システム、電解水素生成方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、風力発電や太陽光発電等の再生可能エネルギーの有効利用が望まれ、低コスト大容量電源となることが期待されている。
また、風力発電と電解水素発生装置を備えるシステムでは、風力発電機が運転可能な回転数範囲に長くとどまるように、水素の電解電流を風車の回転数に応じて変化させ、風車が加速すれば電解電流を大きくし、風車が減速すれば電解電流を小さくして風車の回転を制御するものや風車回転数の微分値を求め、この微分値に応じて整流器の出力電圧を制御するものが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５２０２８号公報
【特許文献２】特開２００５−７３４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、先行技術のシステムでは、風車の回転数を風速に応じて変化させており、発電の安定化と高効率発電の両立は図られていないので、水素製造効率が低下する恐れがあり、また動的な応答特性に対する考慮もなされていないという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、発電の安定化と高効率発電の両立を図ることのできる電解水素生成システム、電解水素生成方法およびプログラム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】
上記の課題を解決するために本発明の電解水素生成システムは、風力により回転されて発電する回転機器からの交流電力を、電解水素生成装置での電解による水素生成のための直流電力に変換するＡＣ−ＤＣ変換部と、前記回転機器に印加される風力と、前記回転機器の回転数および前記回転機器からの交流電力との関係を表す第１のテーブルと、前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、前記電解により消費される電解電力との関係を表す第２のテーブルと、前記回転機器に印加される風力の計測値たる計測風力と、前記回転機器の回転数の計測値たる計測回転数と、が入力される入力部と、前記第１のテーブルおよび前記計測風力に基づき、前記回転機器の目標回転数および前記回転機器からの目標交流電力を求める第１の演算部と、前記第２のテーブルおよび前記目標交流電力に基づき、前記電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求める第２の演算部と、前記計測回転数と前記目標回転数の差分に基づいて、前記基準電解電圧の補正のための補正電解電圧を求める第３の演算部と、前記基準電解電圧と前記補正電解電圧を加算して、前記電解水素生成装置での電解のための目標電解電圧を求める電解加算部と、前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、前記目標電解電圧に対応するように、前記ＡＣ−ＤＣ変換部を制御する電圧制御部と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の電解水素生成システムは、風力により回転されて発電する複数の回転機器からの交流電力を、電解水素生成装置での電解による水素生成のための直流電力に変換する複数のＡＣ−ＤＣ変換部と、前記回転機器に印加される風力と、前記回転機器の回転数および前記回転機器からの交流電力との関係を表す複数の第１のテーブルと、前記回転機器に印加される風力の計測値たる計測風力と、前記回転機器の回転数の計測値たる計測回転数と、が入力される複数の入力部と、前記第１のテーブルおよび前記計測風力に基づき、前記回転機器の目標回転数および前記回転機器からの目標交流電力を求める複数の第１の演算部と、前記計測回転数と前記目標回転数の差分に基づいて、前記回転機器の回転数の補正のための補正電力を求める複数の第２の演算部と、前記目標交流電力と前記補正電力を加算して、前記ＡＣ−ＤＣ変換部の目標電解電力を求める複数の電力加算部と、前記ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、前記目標電解電力に対応するように、前記ＡＣ−ＤＣ変換部を制御する複数の電力制御部と、前記複数の電力加算部からの前記目標電解電力を加算して、前記目標電解電力の総和を求める総和加算部と、前記複数のＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力を、蓄電部の充電のための直流電力に変換するとともに、前記蓄電部に充電された直流電力を前記電解水素生成装置での電解による水素発生のための直流電力に変換するＤＣ−ＤＣ変換部と、前記蓄電部の蓄電量の計測値たる計測蓄電量が入力される蓄電量入力部と、前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、前記電解により消費される電解電力との関係を表す第３のテーブルと、前記蓄電部の蓄電量と、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量との関係を表す第４のテーブルと、前記第３のテーブルおよび前記目標電解電力の総和に基づき、前記電解水素生成装置での電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求める第３の演算部と、前記第４のテーブルおよび前記計測蓄電量に基づき、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量を求める第４の演算部と、前記バイアス電力量での電圧と前記基準電界電圧を加算して、前記蓄電部の放電および充電のための蓄電目標電圧を求める蓄電加算部と、前記ＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、前記蓄電目標電圧に対応するように、前記ＤＣ−ＤＣ変換部を制御する蓄電量制御部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発電の安定化と高効率発電の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の電解水素生成システムの構成を示すブロック図である。
【図２】風速と、定常目標回転数および定常交流電力との関係を示す図である。
【図３】水電解水素生成装置での電解のための電解電圧と、この電解により消費される電解電力との関係を示す図である。
【図４】図１に示した第３の演算器の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態２の電解水素生成システムの構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した配分制御器の構成を示すブロック図である。
【図７】第１の演算器からの風車の目標交流電力と、水電解水素生成装置での電解により消費される電解電力との関係を示す図である。
【図８】実施形態３の電解水素生成システムの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示したＤＣリンク電圧制御器の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施形態４の電解水素生成システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した蓄電量制御部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一つの実施の形態に係る電解水素生成システムの構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１に示すように、この電解水素生成システム１０では、風速計２、回転数計３を備え、風力により回転されて発電する風車（回転機器）１からの交流電力を、ＡＣ−ＤＣ変換器４が直流電力に変換している。
【００１３】
風速計２は、風速を例えば風向が同時に計測できる風車型風速計から構成されている。回転数計３は、例えばレゾルバーから構成されている。計測風速と風車１の計測回転数は、連続して計測されている。
【００１４】
また、この実施形態において、風速計２および回転数計３での測定値は、後述するＡＣ−ＤＣ変換器４の直流電力の制御に用いられるとともに、風車１の方向制御やブレードピッチ角制御などの最適制御にも用いられる。なお、風車１の方向制御やブレードピッチ角制御などは、従来から知られている一般的なものなので、ここでは説明を省略する。
【００１５】
ＡＣ−ＤＣ変換器４は、風車１からの交流電力を、水電解水素生成装置（電解水素生成装置）５での電解による水素生成のための直流電力に変換している。このＡＣ−ＤＣ変換器４は、例えばコンバータと直流コンデンサとから構成され、交流電力の導通時間（点弧角）を制御して調整することで、直流電力を制御している。なお、この直流電力の制御は、後述する風力電解協調制御装置１１から入力される目標電圧によって行われる。
【００１６】
水電解水素生成装置５は、図示しないアルカリ電解液を用いた陽極と陰極を持つアルカリ電解装置と、発生した水素を加圧貯蔵する水素貯蔵タンクと、から構成されている。
ＡＣ−ＤＣ変換器４で生成した直流電力は、アルカリ電解装置の陽極と陰極の間に印加され、水を電解して水素を得る。アルカリ電解装置には、減少した水を補うための純水補給装置およびアルカリ電解液の温度を制御するための熱交換ユニットが付設されている（図示せず）。
【００１７】
この電解水素生成システム１０は、風力電解協調制御装置１１を具備している。
図１に示すように、この風力電解協調制御装置１１は、第１の演算器２１と、この第１の演算器２１にそれぞれ接続された第２、第３の演算器２２，２３と、第２、第３の演算器２２，２３に接続された加算器２４と、を備える。
【００１８】
図１に示した第１の演算器２１は、入力部、第１のテーブルおよび第１の演算部の機能を有している（図示せず）。
この入力部は、風速計２が風車１に印加される風力を計測した風速（計測風力）と、回転数計３が風力により回転する風車１の回転数を計測した回転数（計測回転数）とを取り込んでいる。
【００１９】
図２は、風速と、定常目標回転数および定常交流電力との関係を示す図である。
第１のテーブルは、図２に示すように、風力により回転される風車１の定常状態の目標回転数を示す定常目標回転数（図２中、点線で表示）および風力により回転されて発電する風車１からの定常状態の目標交流電力を示す定常目標電力（図２中、実線で表示）との関係を、風車１固有の特性として記憶している。
【００２０】
すなわち、定常目標回転数は、風速がある速度になった時の目標とする風車１の回転数を示し、また定常目標電力は、風速がある速度になった時の目標とする風車１からの交流電力を示している。そして、風速がある一定以上に達すると、上述した風車１の方向制御やブレードピッチ角制御などの最適制御を用いて定常目標電力および定常目標回転数を一定の上限値に設定制御している。
【００２１】
第１の演算部は、第１のテーブルおよび計測した風速に基づき、風車１の目標回転数および風車１からの目標交流電力を求めている。この第１の演算部は、風速計２で測定された風速に対応する回転数および交流電力を、第１のテーブルから求め、この求めた回転数および交流電力を目標回転数および目標交流電力とする。
【００２２】
さらに、第１の演算部は、第１のテーブルで求めた定常目標電力および定常目標回転数から以下に示す式（１）、式（２）に基づいて、目標電力および目標回転数を算出する。
（目標電力）＝｛１／（１＋ＴＳ）｝・（定常目標電力）          …（１）
（目標回転数）＝｛１／（１＋ＴＳ）｝・（定常目標回転数）      …（２）
ここで、１／（１＋ＴＳ）：１次遅れの伝達関数
Ｔ：風車の完成モーメントで決まる時定数
Ｓ：微分演算子
【００２３】
式（１）、式（２）に含まれる伝達関数は、１次遅れのフィルターの働きを示すものである。この風車１に印加される風力（風速）の急激な変化に対しては、風車１の持つ慣性や局所的な風の変化が平均化されることにより、実際の風車１が発電する電力および風車１の回転数は、遅れて変化していくので、この実施形態ではその遅れを考慮する。風速の変化は、風車１にかかるトルクの変化に対応するので、風車１の動特性からその遅れはほぼ１次遅れで表される。そこで、この実施形態では、この遅れとして１次遅れを採用している。
【００２４】
すなわち、この実施形態では、第１の演算器２１が風力発電の特性に基づいた式（１）、式（２）を用いて、目標電力および目標回転数を求めることとする。
【００２５】
図１に示した第２の演算器２２は、第２のテーブルおよび第２の演算部の機能を有している（図示せず）。
図３は、水電解水素生成装置５での電解のための電解電圧と、この電解により消費される電解電力との関係を示す図である。
【００２６】
第２のテーブルは、図３に示すように、水電解水素生成装置５での電解のための電解電圧と、この電解により消費される電解電力との関係を、水電解水素生成装置５固有の特性として記憶している。
【００２７】
この実施形態の水電解水素生成装置５では、内部の電気抵抗によってこの装置５が消費する電力（電解電力）と、この装置５の陽極−陰極間の直流電圧（電解電圧）とは、図３に示す右肩上がりの曲線で、下限値と上限値を有する特性を持つ。すなわち、陽極−陰極間の電解電圧が上昇すると、この間を流れる電流が増大して電解電圧が上昇する。また、この装置５に適用できる陽極−陰極間の電解電圧には上限と下限があるので、この間の特性曲線として表される。
【００２８】
第２の演算部は、第２のテーブルおよび目標電力に基づき、水電解水素生成装置５での電解のための電解電圧としての基準電圧（基準電解電圧）を求める。この第２の演算部は、第１の演算器２１から目標電力が与えられると、これに対応する電解電圧を、第２のテーブルから求め、この求めた電解電圧を基準電圧として出力している。
これにより、第２の演算器２２からは、水電解水素生成装置５に必要な基準電圧が得られる。
【００２９】
しかし、この基準電圧は、第１の演算器２１に記憶された風力発電の特性と、第２の演算器２２に記憶された水電解水素生成装置５の仕様特性に基づいて計算されたもので、これら特性と実機での特性とは微妙なずれが生じることがある。このずれにより、風車１の回転数は加速または減速してしまう。この結果、風車１の回転数は、最適な運転時の回転数からずれが発生してしまう。
そこで、この実施形態では、このずれを防止するために、第３の演算器２３の機能を用いる。
【００３０】
図４は、図１に示した第３の演算器２３の構成を示すブロック図である。
図１に示した第３の演算器２３は、図４に示す各部位から構成される第３の演算部の機能を有している。
第３の演算部は、計測回転数と目標回転数の差分に基づいて、基準電解電圧の補正のための補正電圧（補正電解電圧）を求めている。
【００３１】
図４に示すように、第３の演算器２３は、減算器１１１、ローパスフィルタ１１２、ＰＩ制御器１１３およびリミッタ１１４を有する。
減算器１１１は、加算器２４から入力される目標回転数と、回転数計３で計測された計測回転数と、回転数の差分（偏差）を演算している。
ローパスフィルタ１１２は、入力される回転数の差分を平滑化して、高周波成分（ノイズ）を取り除いている。
【００３２】
ＰＩ制御器１１３は、オフセットをとるための回転数の差分が「０」になるようにフィードバックして、補正電圧を出力している。なお、ＰＩ制御器１１３の比例ゲインと積分時定数とは、風力発電を安定に制御するための調整要素であり、システムの稼働状態の安定性を検知しながら調整されている。
リミッタ１１４は、ＰＩ制御器１１３から入力される補正電圧（補正電解電圧）の上限値と下限値を定めて、この補正電圧の動作範囲を制限している。
【００３３】
図１に示すように、加算器２４は、基準電解電圧と補正電解電圧を加算して、水電解水素生成装置５での電解のための目標電解電圧を求める電解加算部として機能する。
加算器２４は、第２の演算器２２から入力される基準電圧と、第３の演算器２３から入力される補正電圧を加算して、ＡＣ−ＤＣ変換器４の直流目標電圧（目標電解電圧）を求めている。
【００３４】
ＡＣ−ＤＣ変換器４は、ＡＣ−ＤＣ変換部および電圧制御部の機能を有している（図示せず）。
ＡＣ−ＤＣ変換部は、風車１からの交流電力を、水電解水素生成装置（電解水素生成装置）５での電解による水素生成のための直流電力に変換している。
【００３５】
電圧制御部は、ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、目標電圧に対応するように、ＡＣ−ＤＣ変換部を制御している。
すなわち、電圧制御部は、ＡＣ−ＤＣ変換器４で交流電力から変換された直流電力での電圧が、風力電解協調制御装置１１で出力された目標電圧になるように、交流電力の導通時間を制御することで、直流電力を変換制御している。
【００３６】
このように、この実施形態では、測定風速や測定回転数などの測定値に基づき、風車１の方向制御やブレードピッチ角制御などを行って、風力発電を風速に応じて最も効率よく運転できる回転数で運転しつつ、同時に、ＡＣ−ＤＣ変換器４の直流電力の制御に用いるので、水素を最も効率的に生成することができる。この結果、この実施形態では、発電の安定化と高効率発電の両立を図ることができる。
【００３７】
特に、この実施形態では、風速が急激に変化しても、あるいは計測した回転数にノイズが混入しても、第１演算器２１のフィルターの機能および第３の演算器２３のローパスフィルタ１１２の機能により安定してシステムを運用することができる。
この実施形態は、特に風力により大きく回転数が変化する永久磁石式ロータを備える風車発電に有効である。
【００３８】
また、この実施形態では、水電解水素生成装置５としてアルカリ水電解装置について説明したが、本発明はこれに限らず、固体高分子水電解装置に図１の構成を用いて、ガス生成システムを構築することも可能である。
【００３９】
また、この実施形態では、上述したＡＣ−ＤＣ変換部、第１〜第２のテーブル、入力部、第１〜第３の演算部、電解加算部および電圧制御部、としてコンピュータを機能させるプログラムを備えることも可能である。
【００４０】
（実施形態２）
図５は、実施形態２の電解水素生成システム１０ａの構成を示すブロック図である。この実施形態２では、実施形態１と異なる構成のみを説明し、実施形態１と同様な構成は説明の都合上、省略する。
この実施形態では、実施形態１と同様の構成の他に、ＤＣ−ＤＣ変換器１２、蓄電池１３および配分制御器１４を備える。
【００４１】
ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、ＡＣ−ＤＣ変換器４と水電解水素生成装置５とを電気的に接続する直流ラインに接続されている。このＤＣ−ＤＣ変換器１２は、ＡＣ−ＤＣ変換器４で変換された直流電力を、蓄電池（蓄電部）１３の充電のための直流電力に変換するとともに、この充電された直流電力を水電解水素生成装置５での電解による水素発生のための直流電力に変換するＤＣ−ＤＣ変換部の機能を有している。
【００４２】
ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、実施形態１と同様の点弧角制御によって、蓄電池１３に印加される直流電圧を制御することで、この蓄電池１３の充放電を制御している。すなわち、ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、蓄電池１３に充電するときには、所定の関数に従った充電直流電圧を蓄電池１３端子に発生させて、充電動作を実行する。一方、放電動作が必要なときには、上記充電直流電圧より低い所定の値を蓄電池１３端子に発生させて、放電を実行する。なお、この電圧制御は、例えば変換器チョッパ制御のデューティ比により行う。
【００４３】
蓄電池１３は、蓄電部および計測部の機能を有している（図示せず）。
蓄電部は、ＤＣ−ＤＣ変換器１２からの直流電力によって所定の蓄電量で充電されている。
計測部は、この蓄電部の蓄電量を計測している。
【００４４】
配分制御器１４は、蓄電量入力部、第３、第４のテーブル、第４、第５の演算部および蓄電加算部を有している（図示せず）。
蓄電量入力部は、蓄電池１３の蓄電量の計測値たる計測蓄電量が入力される。
第３のテーブルは、水電解水素生成装置５での電解のための電解電圧と、この電解により消費される電解電力との関係を表している。
【００４５】
第４のテーブルは、蓄電池１３の蓄電量と、蓄電池１３の放電および充電時のバイアス電力量との関係を表している。
第４の演算部は、第３のテーブルの関係に基づき、前記蓄電部の放電および充電の制御電力量を求めている。
第５の演算部は、第４のテーブルおよび計測蓄電量に基づき、蓄電池１３の放電および充電時のバイアス電力量を求めている。
蓄電加算部は、制御電力量と前記バイアス電力量を加算して、前記蓄電部の放電および充電のための蓄電目標電力を求めている。
【００４６】
図６は、図５に示した配分制御器１４の構成を示すブロック図である。図７は、第１の演算器２１からの風車１の目標交流電力と、水電解水素生成装置５での電解により消費される電解電力との関係を示す図である。
【００４７】
図６に示すように、配分制御器１４は、ハイパスフィルタ３１および蓄電量制御部３２を有している。
ハイパスフィルタ３１は、図７に示す第３のテーブルおよび第４の演算部の機能を有し、第１の演算器２１から風力の目標電力が入力されると、その低周波数成分を除去している。
【００４８】
第３のテーブルは、第１の演算器２１からの風車１の目標交流電力と、水電解水素生成装置５での電解により消費される電解電力との関係を、水電解水素生成装置５固有の特性として記憶している。図７中、実線は時刻に対する第１の演算器２１からの風力の目標電力（目標交流電力）で、点線は水電解水素生成装置５での電解により消費される消費電力（電解電力）で、一点鎖線はこの電解電力の上限値、二点鎖線はこの電解電力の下限値を示している。
【００４９】
この第３のテーブルの目標電力と消費電力の差分が蓄電池１３の充放電分となる。すなわち、風力の目標電力が消費電力より大きい場合には、蓄電池１３の充電分となり、風力の目標電力が消費電力より小さい場合には、蓄電池１３の放電分となる。
【００５０】
この風力の目標電力は、水電解水素生成装置５が許容できる負荷変動よりも急激に変化する。
そこで、この実施形態では、水電解水素生成装置５が追従できる負荷変化に留められるように、風力発電の出力の一部を蓄電池１３に蓄えられるようにする。
【００５１】
この時の蓄電制御入力（制御電力量）と目標電力との関係は、以下の式（３）となる。
（蓄電制御入力）＝［１−｛１／（１＋ＴＳ）｝］・（目標電力）    …（３）
ここで、Ｔ：水電解水素生成装置の応答時定数により決まる時定数
Ｓ：微分演算子
ハイパスフィルタ３１は、式（３）と目標電力に基づき、蓄電制御入力（制御電力量）を求める。
【００５２】
また、図６に示すように、蓄電量制御部３２は、充電バイアステーブル１２１と、加算器１２２と、を有している。
充電バイアステーブル１２１は、蓄電量入力部、第４のテーブルおよび第５の演算部の機能を有し、図６に示すように、蓄電量入力部から蓄電池１３の計測蓄電量が入力されると、第４のテーブルに基づき、第５の演算部が蓄電池１３の放電および充電時のバイアス電力量を求めている（図６参照）。
【００５３】
すなわち、充電バイアステーブル１２１は、蓄電池１３の蓄電量を許容範囲に保ちつつ、計測蓄電量が所定の基準電力量より小さい時には、充電側のバイアス電力量を求めて出力し、また蓄電池１３の計測蓄電量が所定の基準電力量より大きい時には、放電側のバイアス電力量を求めて出力している。
【００５４】
加算器１２２は、蓄電加算部の機能を有し、充電バイアステーブル１２１からのバイアス電力量と、ハイパスフィルタ３１からの蓄電制御入力と、を加算して、その加算結果である蓄電目標電力を出力している（図６参照）。
【００５５】
ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、ＤＣ−ＤＣ変換部および蓄電量制御部の機能を有している（図示せず）。
ＤＣ−ＤＣ変換部は、ＡＣ−ＤＣ変換器４で変換された直流電力を、蓄電池１３の充電のための直流電力に変換するとともに、蓄電池１３に充電された直流電力を水電解水素生成装置５での電解による水素発生のための直流電力に変換している。
【００５６】
蓄電量制御部は、ＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、蓄電目標電力に対応するように、ＤＣ−ＤＣ変換部を制御している。
このＤＣ−ＤＣ変換器１２は、このＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、図５に示す配分制御器１４からの蓄電目標電力に対応するように、ＤＣ−ＤＣ変換部を制御することで、蓄電池１３の充放電を制御している。
【００５７】
つまり、ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、計測蓄電量が小さい時の蓄電目標電力に対しては、図７に示した消費電力を下限値方向に移動させる制御を行って、蓄電池１３の充電を可能にする。また、ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、計測蓄電量が大きい時の蓄電目標電力に対しては、図７に示した消費電力を上限値方向に移動させる制御を行って、蓄電池１３の放電を可能にする。
【００５８】
水電解水素生成装置５には、前述したごとく純粋供給装置や熱交換ユニットなどが付設されている。これらの装置は、風力発電の急激な出力変動による水電解水素生成装置５の負荷の急激変動に対して機械的に対応することが難しく、この水電解水素生成装置５の負荷急変は装置寿命を短くする原因となる。
【００５９】
これに対して、この実施形態では、実施形態１と同様に、発電の安定化と高効率発電の両立を図ることができるとともに、蓄電池の蓄電量を許容範囲に保ちつつ、風力の急激な変動を蓄電池１３で吸収することができるので、水電解水素生成装置５の負荷の急激変動を防ぐことができる。この結果、純粋供給装置や温度制御装置などの装置寿命の劣化を防止し、電解水素生成システム１０ａを安定に運用することができる。
【００６０】
また、この実施形態では、実施形態１に示したＡＣ−ＤＣ変換部、第１〜第２のテーブル、入力部、第１〜第３の演算部、電解加算部および電圧制御部とともに、ＤＣ−ＤＣ変換部、蓄電量入力部、第３〜第４のテーブル、第４〜第５の演算部、蓄電加算部および蓄電量制御部、としてコンピュータを機能させるプログラムを備えることも可能である。
【００６１】
（実施形態３）
図８は、実施形態３の電解水素生成システム１０ｂの構成を示すブロック図である。なお、この実施形態では、実施形態２と相違する構成を中心に説明する。
この電解水素生成システム１０ｂでは、複数の風車１ａ〜１ｃに風速計２ａ〜２ｃ、回転数計３ａ〜３ｃをそれぞれ備え、風車１ａ〜１ｃからの交流電力を、ＡＣ−ＤＣ変換器４ａ〜４ｃが直流電力にそれぞれ変換して、水電解水素生成装置５に出力している。
【００６２】
ＡＣ−ＤＣ変換器４ａ〜４ｃは、風力ＤＣリンク出力制御器７ａ〜７ｃにそれぞれ接続され、風力ＤＣリンク出力制御器７ａ〜７ｃから出力される目標電力によって直流電力を制御している。
【００６３】
風力ＤＣリンク出力制御器７ａ〜７ｃは、いずれも同様の構成なので、代表して風力ＤＣリンク出力制御器７ａの構成を説明する。
図８に示すように、風力ＤＣリンク出力制御器７ａは、第１、第２の演算器２１ａ，２１ｂと、第１、第２の演算器２１ａ，２１ｂに接続された加算器２４ａと、を備える。
【００６４】
第１の演算器２１ａは、実施形態１の第１の演算器２１と同様の構成で、入力部、第１のテーブルおよび第１の演算部の機能を有し、目標回転数および目標交流電力を求めている。
第２の演算器２３ａは、第２の演算部の機能を有している（図示せず）。
第２の演算部は、計測回転数と目標回転数の差分に基づいて、風車１ａの回転数の補正のための補正電力を求めている。
【００６５】
第２の演算器２３ａの構成は、図４とほぼ同様である。ＰＩ制御器は、風車回転数のオフセットをとるため、風車回転数の目標値と計測値の差分が「０」になるように、補正電力をフィードバック出力している。リミッタは、ＰＩ制御器から入力される補正電力の上限値と下限値を定めて、この補正電力の動作範囲を制限している。
【００６６】
加算器２４ａは、電力加算部の機能を有し、第１の演算器２１ａからの目標電力と、第２の演算器２３ａからの補正電力を加算して、ＡＣ−ＤＣ変換器４ａの目標電力（目標電解電力）を求めている。
【００６７】
ＡＣ−ＤＣ変換器４は、ＡＣ−ＤＣ変換部および電力制御部の機能を有している（図示せず）。
ＡＣ−ＤＣ変換部は、風車１ａからの交流電力を、水電解水素生成装置５での電解による水素生成のための直流電力に変換している。
【００６８】
電力制御部は、ＡＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、目標電解電力に対応するように、ＡＣ−ＤＣ変換部を制御している。
すなわち、電圧制御部は、ＡＣ−ＤＣ変換器４ａで交流電力から変換された直流電力が、風力ＤＣリンク出力制御器７ａで出力された目標電解電力になるように、交流電力の導通時間を制御することで、直流電力を変換制御している。
【００６９】
図８に示すように、この電解水素生成システム１０ｂでは、各風力ＤＣリンク出力制御器７ａ〜７ｃと接続される加算器８、この加算器８とＤＣ−ＤＣ変換器１２間に接続されるＤＣリンク電圧制御器９を備える。
【００７０】
また同様に、各風力ＤＣリンク出力制御器７ａ〜７ｃで求められた目標電解電力は、各ＡＣ−ＤＣ変換器４ａ〜４ｃに出力されるとともに、加算器８に出力される。
加算器８は、総和加算部の機能を有している（図示せず）。
総和加算部は、加算器２４ａ〜２４ｃからの目標電解電力を加算して、目標電解電力の総和を求めている。
【００７１】
図９は、図８に示したＤＣリンク電圧制御器９の構成を示すブロック図である。
ＤＣリンク電圧制御器９は、図９に示すように、ローパスフィルタ９１と、演算器９２と、蓄電量制御部９３と、加算器９４と、を有している。
【００７２】
図８に示したＤＣリンク電圧制御器９は、図９に示す各部位から構成され、蓄電量入力部、第３、第４のテーブルおよび第３、第４の演算部の機能を有している（図示せず）。
【００７３】
蓄電量入力部は、蓄電池１３の蓄電量の計測値たる計測蓄電量が入力されている。
第３のテーブルは、図３と同様に、水電解水素生成装置５での電解のための電解電圧と、この電解により消費される電解電力との関係を、水電解水素生成装置５固有の特性として記憶している。
【００７４】
第３の演算部は、第３のテーブルおよび目標電解電力の総和に基づき、水電解水素生成装置５での電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求めている。
第４のテーブルは、蓄電池１３の蓄電量と、この蓄電池１３の放電および充電時のバイアス電力量との関係を、水電解水素生成装置５固有の特性として記憶している。
【００７５】
第４の演算部は、第４のテーブルおよび前記計測蓄電量に基づき、前記蓄電部の放電および充電時のバイアス電力量を求めている。
蓄電加算部は、バイアス電力量での電圧と基準電界電圧を加算して、蓄電池１３の放電および充電のための蓄電目標電圧を求めている。
【００７６】
図９に示すように、ローパスフィルタ９１および演算器９２は、上述した第３のテーブルおよび第３の演算部の機能を有している。
ローパスフィルタ９１は、入力される目標電解電力の総和を平滑化して、高周波成分（ノイズ）を取り除いている。
演算器９２は、平滑後の目標電解電力の総和が与えられると、これに対応する電解電圧を、第３のテーブルから求め、この求めた電解電圧を基準電解電圧として出力する。
【００７７】
図９に示す蓄電量制御部９３は、上述した蓄電量入力部、第４のテーブルおよび第４の演算部の機能を有している。
蓄電量制御部９３は、図６と同様の充電バイアステーブル１２１を有し、蓄電量入力部から蓄電池１３の計測蓄電量が入力されると、第４のテーブルに基づき、第４の演算部が蓄電池１３の放電および充電時のバイアス電力量を求めている（図６参照）。
【００７８】
加算器９４は、上述した蓄電加算部の機能を有し、蓄電量制御部９３からのバイアス電力量での電圧と、演算器９２からの基準電解電圧と、を加算して、蓄電池１３の放電および充電のための蓄電目標電圧を求めている。
【００７９】
ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、ＤＣ−ＤＣ変換部および蓄電量制御部の機能を有している（図示せず）。
ＤＣ−ＤＣ変換部は、ＡＣ−ＤＣ変換器４で変換された直流電力を、蓄電池１３の充電のための直流電力に変換するとともに、蓄電池１３に充電された直流電力を水電解水素生成装置５での電解による水素発生のための直流電力に変換している。
【００８０】
蓄電量制御部は、ＡＣ−ＤＣ変換器４で変換された直流電力が、ＤＣリンク電圧制御器９からの蓄電目標電圧に対応するように、ＤＣ−ＤＣ変換器１２を制御することで、蓄電池１３の充放電を制御している。
【００８１】
このように、この実施形態では、複数の風車１ａ〜１ｃが連携された大規模ウィンドファームにおいても、実施形態１と同様に、発電の安定化と高効率発電の両立を図ることができるとともに、各風車１ａ〜１ｃの出力を最大化しつつ、水電解水素生成装置５による水素生成を効率よく実現することができる。
【００８２】
また、この実施形態では、複数の風車１ａ〜１ｃが連携され、相互に風力発電の出力変動が平滑化されるので、相対的に蓄電量の小さな蓄電池１３により急激な風力発電の出力変動を補償することができる。この結果、水電解水素生成装置５の負荷の急激変動を防ぐことができる。
【００８３】
また、この実施形態では、電力変換の回数が最小回数となっているので、電力変換時の変換ロスを最も小さくできる。
なお、この実施形態では、風力ＤＣリンク出力制御器７ａ〜７ｃで求められた目標電解電力を、各ＡＣ−ＤＣ変換器４ａ〜４ｃに出力する構成としたが、例えばこの目標電解電力に代えてＡＣ−ＤＣ変換器４ａ〜４ｃの目標電流を、各ＡＣ−ＤＣ変換器４ａ〜４ｃに出力する構成でもよい。この場合も、実施形態３と同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、この実施形態では、上述した複数のＡＣ−ＤＣ変換部、複数の第１のテーブル、複数の入力部、複数の第１〜第２の演算部、複数の電力加算部、複数の電力制御部、総和加算部、ＤＣ−ＤＣ変換部、蓄電量入力部、第３〜第４のテーブル、第３〜第４の演算部、蓄電加算部および蓄電量制御部、としてコンピュータを機能させるプログラムを備えることも可能である。
【００８５】
（実施形態４）
図１０は、実施形態４の電解水素生成システム１０ｃの構成を示すブロック図である。
図１０に示すように、この電解水素生成システム１０ｃでは、太陽光により発電するＰＶ発電機器６からの直流電力を、ＤＣ−ＤＣ変換器１８が水電解水素生成装置５での電解による水素生成のための直流電力に変換している。
【００８６】
ＤＣ−ＤＣ変換器１８には、ＰＶ最大電力制御部１７が付設されており、このＰＶ最大電力制御部１７はＤＣ−ＤＣ変換器１８に入力するＰＶ発電機器６からの直流電力が最大になるように制御している。
【００８７】
ＤＣ−ＤＣ変換器１８は、第１のＤＣ−ＤＣ変換部としての機能を有する。
第１のＤＣ−ＤＣ変換部は、ＰＶ最大電力制御部１７の目標電圧から水電解水素生成装置５での電解水素生成のための変換後の変換出力電力を算出している。
【００８８】
この電解水素生成システム１０ｃは、ＰＶ電解協調制御装置１５を具備している。
図１０に示すように、ＰＶ電解協調制御装置１５は、図９と同様にローパスフィルタ２６と、演算器２２と、蓄電量制御部２７と、加算器２４と、を有する。
【００８９】
ＰＶ電解協調制御装置１５は、蓄電量入力部、第１、第２のテーブル、第１、第２の演算部および蓄電加算部の機能を有している（図示せず）。
【００９０】
蓄電量入力部は、蓄電池１３の蓄電量の計測値たる計測蓄電量が入力されている。
第１のテーブルは、水電解水素生成装置５での電解のための電解電圧と、水電解水素生成装置５での電解により消費される電解電力との関係を、水電解水素生成装置５固有の特性として記憶している。
【００９１】
第１の演算部は、第１のテーブルおよび直流電力に基づき、水電解水素生成装置５での電解のための電解電圧としての基準電解電圧を求めている。
第２のテーブルは、蓄電池１３の蓄電量と、基準電解電圧の補正のための補正電解電圧との関係を、水電解水素生成装置５固有の特性として記憶している。
【００９２】
第２の演算部は、第２のテーブルおよび前記計測蓄電量に基づき、補正電解電圧を求めている。
蓄電加算部は、基準電解電圧と補正電解電圧を加算して、蓄電池１３の放電および充電のための蓄電目標電圧を求めている。
【００９３】
図１０に示すように、ローパスフィルタ２６および演算器２２は、上述した第１のテーブルおよび第１の演算部の機能を有している。
ローパスフィルタ２６は、入力されるＰＶ電力（直流電力）を平滑化して、高周波成分（ノイズ）を取り除いている。
演算器２２は、平滑後のＰＶ電力が与えられると、これに対応する電解電圧を、第１のテーブルから求め、この求めた電解電圧を基準電解電圧として出力する。
【００９４】
図１０に示す蓄電量制御部２７は、上述した蓄電量入力部、第２のテーブルおよび第２の演算部の機能を有している。
図１１は、図１０に示した蓄電量制御部２７の構成を示すブロック図である。
図１１に示すように、蓄電量制御部２７は、蓄電量に対応する電圧（補正電解電圧）の関係を表すテーブル１２７を有し、蓄電量入力部から蓄電池１３の計測蓄電量が入力されると、テーブル１２７に基づき、第２の演算部が蓄電池１３の放電および充電時の補正電解電圧を求めている。
【００９５】
加算器２４は、上述した蓄電加算部の機能を有し、演算器２２からの基準電解電圧と、蓄電量制御部２７からの補正電解電圧と、を加算して、蓄電池１３の放電および充電のための蓄電目標電圧を求めている。
【００９６】
ＤＣ−ＤＣ変換器１２は、第２のＤＣ−ＤＣ変換部および蓄電量制御部の機能を有している（図示せず）。
第２のＤＣ−ＤＣ変換部は、ＤＣ−ＤＣ変換器１８で変換された直流電力を、蓄電池１３の充電のための直流電力に変換するとともに、蓄電池１３に充電された直流電力を水電解水素生成装置５での電解による水素発生のための直流電力に変換している。
【００９７】
蓄電量制御部は、ＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力での電圧が、蓄電目標電圧に対応するように、ＤＣ−ＤＣ変換器１２を制御している。
すなわち、ＤＣ−ＤＣ変換器１２では、このＤＣ−ＤＣ変換部で変換された直流電力が、図１０に示すＰＶ電解協調制御装置１５からの蓄電目標電力に対応するように、蓄電量制御部がＤＣ−ＤＣ変換部を制御することで、蓄電池１３の充放電を制御している。
【００９８】
このように、この実施形態では、演算器２２で演算された基準電解電圧と、蓄電量制御部２７で演算された補正電解電圧と、を加算器２４で加算して、ＤＣ−ＤＣ変換器１２の目標電圧を出力するので、ＰＶ発電に適した水電解水素の生成を実現できるとともに、急激なＰＶ電力の変動を蓄電池１３の充放電で補償することができる。この結果、水電解水素生成装置５の負荷の急激変動を防ぐことができる。
【００９９】
また、この実施形態では、蓄電量制御部２７によって計測蓄電量に対する補正電解電圧を求めることにより、蓄電池１３を許容範囲の蓄電量に保つことができる。
また、この実施形態では、電力のＤＣ−ＡＣ変換を含まないので、電力変換時の変換ロスを低減することが可能となる。
【０１００】
また、この実施形態では、上述した第１〜第２のＤＣ−ＤＣ変換部、蓄電量入力部、第１〜第２のテーブル、第１〜第２の演算部、蓄電加算部および蓄電量制御部、としてコンピュータを機能させるプログラムを備えることも可能である。
【０１０１】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形してもよい。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の発明を構成できる。例えば実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１ａ〜１ｃ…風車、２，２ａ〜２ｃ…風速計、３，３ａ〜３ｃ…回転数計、４，４ａ〜４ｃ…ＡＣ−ＤＣ変換器、５…水電解水素生成装置、７ａ〜７ｃ…風力ＤＣリンク出力制御器、８…加算器、９…ＤＣリンク電圧制御器、１０，１０ａ〜１０ｃ…電解水素生成システム、１１…風力電解協調制御装置、１２，１８…ＤＣ−ＤＣ変換器、１３…蓄電池、１４…配分制御器、２１〜２３，２１ａ，２１ｂ…演算器、２４，２４ａ〜２４ｃ…加算器、２６…ローパスフィルタ、２７，９３…蓄電量制御部、３１…ハイパスフィルタ、３２…蓄電量制御部、９１…ローパスフィルタ、９２…演算器、９４…加算器、１１１…減算器、１１２…ローパスフィルタ、１１３…ＰＩ制御器、１１４…リミッタ、１２１…充電バイアステーブル、１２２…加算器、１２７…テーブル。
【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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