(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、
過去の複数の日時の風速値に関するデータに基づいて作成された、前記風力発電装置の設置位置における風速の変化の傾向を示すデータを記憶する記憶部と、
前記風力発電装置に応じた風力の風速値を検出し、一定時間に検出された前記風速値の変化の傾向と、前記記憶部に記憶されている前記風力発電装置の設置位置における風速の変化の傾向を示すデータと、に基づいて、前記電圧調整用変圧器の目標電圧を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電圧調整装置。
【請求項２】
前記風力発電装置と系統連系する配電線に静止型無効電力補償装置が接続されている場合、
前記制御部は、前記風速値が前の時点から所定量以上変化したとき、前記電圧調整用変圧器の目標電圧を制御することに代えて、前記静止型無効電力補償装置の投入により配電線の電圧が調整されるように制御する
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】
前記制御部は、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又は２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、過去に計測された気象情報等をもとに、予め、発電量の変動を予測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２００４−０１９５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、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、時間がかかるため、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、一日の中でも変化が大きいため、特許文献１のような風速等の気象情報の予測データを用いた場合、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という事態が生じている。特に、風力発電装置等が分散型電源として設置された場合、配電線の電圧の変動を即座に検出するのは困難である。
【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追従を可能とする、配電線の電圧を調整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、過去の複数の日時の風速値に関するデータに基づいて作成された、前記風力発電装置の設置位置における風速の変化の傾向を示すデータを記憶する記憶部と、前記風力発電装置に応じた風力の風速値を検出し、一定時間に検出された前記風速値の変化の傾向と、前記記憶部に記憶されている前記風力発電装置の設置位置における風速の変化の傾向を示すデータと、に基づいて、前記電圧調整用変圧器の目標電圧を制御する制御部と、を備え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】
本発明によれば、風力発電装置の発電量の変動に追従するように、配電線の電圧を調整することができる。
【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実施形態における風速検出装置の設置位置を示す図である。
【図４】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５Ａ】本発明の第１実施形態における風速データを示す図である。
【図５Ｂ】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５Ｃ】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６】本発明の第１実施形態における配電線の電圧変動を説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態における電圧調整装置の制御を説明する図である。
【図８】本発明の第１実施形態における電圧調整装置の制御を説明する図である。
【図９】本発明の第２実施形態における風速の変化の傾向を説明する図である。
【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、風力発電装置と系統連系する配電線において、風速が急に変化にした場合にも、配電線中の電圧が適正範囲（例えば、需要家への供給電圧が１０１±６Ｖ）に維持されるように、電圧調整装置が、風速値に基づいて、電圧調整用変圧器（系統電圧調整用変圧器、線路電圧調整用変圧器）の目標電圧を制御する点に特徴を有する。特に、本実施形態では、風力発電装置の発電量の変動に起因して配電線の電圧が変動する前段階で、風力発電装置に応じた風上の風速値を検出し、電圧調整用変圧器の目標電圧を調整することにより、電圧調整用変圧器のタップ切換が、配電線の電圧変動に追従できず、配電線中の電圧が適正範囲を逸脱するという事態を防止するものである。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、図３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３００と線路電圧調整用変圧器２００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。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）。
【００１４】
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。
【００１５】
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、Ｆ点から分岐して、需要家Ｒ１〜Ｒ４に電力を供給している。
【００１６】
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。
【００１７】
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Ｅ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Ｅ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である。
【００１８】
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、下流側に送電する装置である。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。
【００１９】
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３００とデータ通信して、基準とする目標電圧が電圧調整装置３００に制御される構成となっている。
【００２０】
具体的には、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。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。このとき、電圧継電器２１０は、電圧調整装置３００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３００に制御されることにより、風速変化に起因する風力発電装置Ｇ１の発電量の変動に対応することを可能としている。
【００２１】
電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１に応じた風速値を風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から取得して、風速値が前の時点よりも小さくなった場合には、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧が高くなるように、風速値が前の時点よりも大きくなった場合には、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧が低くなるように、電圧継電器２１０の目標電圧を制御する装置である（電圧調整装置３００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は、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動に起因して、高圧配電線Ｌ１の電圧変動が生じる前に、又は、即座にタップ切換をすることができる。
【００２２】
尚、本実施形態は、電圧変動が大きいＦ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３００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。
【００２３】
又、本実施形態に係る電力系統は、風力発電装置Ｇ１による発電量の変動に起因する電圧変動を、事前に把握するべく、風力発電装置Ｇ１から所定距離離れた周囲の位置（例えば、風力発電装置Ｇ１から１０ｋｍ程度離れた東西南北の位置）に、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２を備える。
【００２４】
図３に、本実施形態に係る風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の設置位置の一例を示す（図中のＮは、日本列島の中国地方の地図を表す）。本実施形態では、風力発電装置Ｇ１の１０ｋｍ程度離れた東西南北の位置に、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２が設置されている（図中のＧ２は、他の風力発電装置を表す）。風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２は、例えば、風車型風向風速計であり、地面から垂直に伸延する基台上に、水平方向（東西南北）に回転自在に胴体が取り付けられ、当該胴体の前後に、垂直尾翼とプロペラが取り付けられて構成される。そして、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２は、風が吹くと、垂直尾翼によりプロペラが風上に向くように胴体を回転させ、胴体の向きを風向としてロータリーエンコーダにより検出し、プロペラの回転数を風速値としてフォトインタラプタにより検出する。風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２は、検出した風向、風速値の１分間の平均値を、電圧調整装置３００に対して出力する。
【００２５】
風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２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、それらにより、電圧調整装置３００とデータ通信が可能となっている。そして、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２は、制御部が所定のプログラムを実行することで、上記で検出した風速値、風向を記憶部に格納するとともに、所定のタイミングで（例えば、１秒間隔）、通信部を用いて電圧調整装置３００に対して、当該風速値、風向に関するデータを送信する。
【００２６】
尚、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２は、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動により、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲（低圧配電線側が１０１±６Ｖ）を逸脱する前に、風速値を検出して、線路電圧調整用変圧器２００にタップ切換を行わせることができればよく、その設置位置や風速値の検出方法は、線路電圧調整用変圧器２００のタップ切換に要する時間、風力発電装置Ｇ１が接続された高圧配電線Ｌ１の電圧変動に対する許容度、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の風速の検出速度、風力発電装置Ｇ１が発電して高圧配電線Ｌ１に流入するまでに要する時間、風力発電装置Ｇ１の発電容量等を、総合的に考慮して、適宜設定すればよい。そのため、例えば、風上に設置された他の風力発電装置の発電量に基づいて、風速値を検出してもよいし、風力発電装置Ｇ１に隣接して設置された風速検出装置により、風速値を検出してもよい。又、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲（低圧配電線側が１０１±６Ｖ）を逸脱する前に、高圧配電線Ｌ１の電圧調整が可能であれば、風力発電装置Ｇ１のプロペラの回転数等により、風速値を検出してもよい。例えば、風力発電装置Ｇ１から高圧配電線Ｌ１へ接続する電力ケーブルが長く、キャパシタや負荷を形成する場合は、風力発電装置Ｇ１のプロペラの回転数等により、風速値を検出してもよい。
【００２７】
===電圧調整装置の構成について===
以下、図４、図５Ａ〜図５Ｃ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４に、本実施形態に係る電圧調整装置３００の内部構成の一例を示す。電圧調整装置３００は、制御部３１０、記憶部３２０、通信部３３０、表示部３４０、入力部３５０を備えるコンピュータである。
【００２９】
制御部３１０は、バス３６０を介して、記憶部３２０、通信部３３０、表示部３４０、入力部３５０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３１０は、検出された風速値に応じ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の目標電圧を制御する機能を有する（機能の詳細は後述する）。制御部３１０は、例えば、ＣＰＵが記憶部３２０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。
【００３０】
記憶部３２０は、電圧調整装置３００を制御するコンピュータプログラム及び演算処理の中間データを記憶するとともに、制御部３１０による線路電圧調整用変圧器２００及び系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧の制御を実現するため、風速データＭ１、発電特性データＭ２、電圧変動特性データＭ３、電力系統データＭ４を記憶する領域を有する（データの内容の詳細は後述する）。記憶部３２０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。通信部３３０は、通信回線４００を介して、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２、及び線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧を制御する電圧継電器２１０、系統電圧調整用変圧器１００の出力電圧を制御する電圧継電器１１０とデータ通信する。
【００３１】
通信部３３０は、例えば、通信コントローラによって構成され、電圧調整装置３００は、ＬＡＮ（通信回線４００）を介して、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から、各点で検出された風速値及び風向に関するデータを取得する。又、電圧調整装置３００は、電圧継電器２１０、電圧継電器１１０とＬＡＮ（通信回線４００）を介して接続され、これらの装置の目標電圧の制御を行う。
【００３２】
表示部３４０は、制御部３１０により演算処理された結果（例えば、風速値に基づいて数秒後に予測される風力発電装置の発電量や、高圧配電線Ｌ１の電圧の変動量）を、電圧調整装置３００の使用者に識別可能に表示する。表示部３４０は、例えば、液晶ディスプレイによって構成される。
【００３３】
入力部３５０は、電圧調整装置３００の使用者がデータ（例えば、電力系統に関するデータ）を入力した場合、記憶部３２０に記憶させる。入力部３５０は、例えば、キーボードによって構成される。
【００３４】
=記憶部のデータ構成について=
ここで、記憶部３２０が有する風速データＭ１、発電特性データＭ２、電圧変動特性データＭ３、電力系統データＭ４について説明する。
【００３５】
風速データＭ１は、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２夫々と対応付けて記憶された、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から取得した風向、風速値に関するデータ、及び風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の設置位置に関するデータである。図５Ａに、本実施形態に係る風速データＭ１の一例を示す。風速データＭ１は、例えば、１秒間隔で、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２夫々から取得した風向、風速値（１分間の平均風速値）に関するデータである。そして、記憶部３２０は、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から風向、風速値に関するデータを取得するごとに、風速データＭ１の更新を行う。又、記憶部３２０は、過去に風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から取得した風向、風速値に関するデータを風速データＭ１として蓄積する。尚、風向とは風が吹いてくる方向をいい、風速値とは単位時間に大気が移動した距離を意味する。
【００３６】
又、風速データＭ１は、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２夫々について、予め、風力発電装置Ｇ１と風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の方角関係、風力発電装置Ｇ１と風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の距離等に関するデータを有する。図５Ａでは、風向（吹いてくる方向）は南西方向であるから、風力発電装置Ｇ１との方角関係で風上に該当するのは、風力発電装置Ｇ１から１１ｋｍ南西に位置する風速検出装置Ｔ７である。これにより、電圧調整装置３００は、風速検出装置Ｔ７で検出された風速値に基づいて、数分後における風力発電装置Ｇ１における発電量（ｋＷ）の出力変動を推定する（詳細は後述する）。
【００３７】
尚、風速データＭ１のデータ構成は、以下の点から、種々の変更が可能である。風速値に関するデータは、発電特性により風力発電装置Ｇ１の発電量を判断するためのデータであり、強風に該当するか（１３ｍ／ｓ〜）、弱風に該当するか（３ｍ／ｓ〜１３ｍ／ｓ）、無風に該当するか（０ｍ／ｓ〜３ｍ／ｓ）等の風速値のレベルに関するデータであってもよい。又、風向に関するデータは、風上の風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２を判断するためのデータであり、図５Ａに示すように、周角を８等分したデータであってもよいし、１°刻みデータであってもよい。又、風速値、風向に関するデータは、東西方向のベクトルと南北方向のベクトルにより、風速値及び風向を表すデータであってもよい。又、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の風速データが中央管理装置に記憶されている場合、中央管理装置を介して風速データを取得してもよい。又、風力発電装置Ｇ１と風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の方角関係に関するデータは、風力発電装置Ｇ１に対して風上の風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２を判断するためのデータであり、図５Ａに示すように、周角を８等分したデータであってもよいし、１°刻みデータであってもよい。又、風力発電装置Ｇ１と風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の距離に関するデータは、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から風力発電装置Ｇ１に到達するまでの時間を判断するデータであり、緯度経度等の座標データであってもよい。又、風力発電装置Ｇ１と風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２の方角関係及び距離に関するデータは、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に関するデータであってもよい。
【００３８】
発電特性データＭ２は、風速値と風力発電装置の発電特性の関係を示すデータである。図５Ｂに、本実施形態に係る発電特性データＭ２の一例をグラフ化して示す。ここで、図５Ｂ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（１分間の平均の風速値）を表し、縦軸は、風力発電装置Ｇ１の発電量（ｋＷ）を表す。図５Ｂは、風速値が３ｍ／ｓを超えてから発電が開始され、風速値が３ｍ／ｓ〜１３ｍ／ｓのときは風速値に応じて徐々に発電量が増加する。そして、風速が１３ｍ／ｓになったとき、定格出力運転へ移行することを表している。電圧調整装置３００は、発電特性データＭ２を用いて、検出された風速値から、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動を推定する。尚、風力発電装置の発電量とは、風力発電装置の出力電力（Ｗ）、又は、出力電力と発電時間の積（Ｗ・ｓ）を表す。
【００３９】
発電特性データＭ２は、風が、風力発電装置Ｇ１のナセルの高さ位置で、プロペラに対向するように吹いた場合のデータである。そのため、検出された風速値は、風速データの風向と風力発電装置Ｇ１のナセル高さ位置に基づいて、風力発電装置Ｇ１に利用される風力の風速値に変換して、風力発電装置Ｇ１の発電量を算出するのが有効である。又、複数の風力発電装置が系統連系されている場合、発電特性データＭ２は、風力発電装置の種別ごと、又、風力発電装置ごとに発電特性データを記憶することが望ましい。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。
【００４０】
電圧変動特性データＭ３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５Ｃに、本実施形態に係る電圧変動特性データＭ３の一例をグラフ化して示す。図５Ｃは、風力発電装置Ｇ１の発電量と、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５Ｃ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。
【００４１】
電圧変動特性データＭ３は、風力発電装置Ｇ１の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、例えば、高圧配電線Ｌ１のＥ点に接続されているから、風力発電装置Ｇ１の発電に伴うＥ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、例えば、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Ｅ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（１）により算出することができる。
【００４２】
シフト制御量=発電量×Ｃ点−Ｅ点間の線路インピーダンス×係数  …式（１）
尚、式（１）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。
【００４３】
尚、電圧変動特性データＭ３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、データテーブルとして記憶されてもよい。又、電圧変動特性データＭ３は、上記と同様の形式で、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を有する（図示せず）。
【００４４】
電力系統データＭ４（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。具体的には、電力系統データＭ４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Ｍ４は、当該電力系統における配電線の線路インピーダンス、風力発電装置Ｇ１の設置位置、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、静止型無効電力補償装置（図示せず）の配電線における設置位置及び投入状態等に関するデータを有する。尚、風力発電装置Ｇ１の設置位置に関するデータは、風力発電装置Ｇ１に応じた風速値を検出するべく、経度緯度情報や、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も含む。又、電力系統データＭ４は、各装置と通信回線４００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。そして、電力系統データＭ４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。
【００４５】
又、電力系統データＭ４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。
【００４６】
===電圧調整装置の動作について===
以下、図６〜図８を参照して、電圧調整装置３００の動作について説明する。
【００４７】
始めに、図６を参照して、電圧調整装置３００が動作しない場合の配電線の電圧変動について説明する。図６は、高圧配電線Ｌ１の各点における電圧を、風速が変化する前後で比較したものである。尚、図６の縦軸は、高圧配電線Ｌ１の電圧（線間電圧）を表し、かっこ内の数値は、柱上変圧器Ｔｒ１〜Ｔｒ４で変圧された後の低圧配電線の電圧（需要家に供給される電力の電圧）を表す。
【００４８】
本実施形態に係る電力系統においては、系統電圧調整用変圧器１００、線路電圧調整用変圧器２００は、予め定められた目標電圧に近づくように出力電圧が制御されている。尚、高圧配電線Ｌ１の電圧は、図６に示すように、系統電圧調整用変圧器１００から離れるに従って需要家Ｒ１〜Ｒ４の使用する電力負荷と配電線インピーダンスにより電圧降下が生じることから、Ｃ点に設置された線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧を調整することで、下流側（Ｄ点、Ｆ点）の電圧を適正範囲に維持している。
【００４９】
しかし、風力発電装置Ｇ１の発電量の変化に起因して、高圧配電線Ｌ１の電圧が急激に変化した場合、線路電圧調整用変圧器２００の下流側の電圧が適正範囲（Ｄ点、Ｆ点に接続された低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）を逸脱してしまう。例えば、図６（上図）に示す強風が吹いている状態では、高圧配電線Ｌ１と風力発電装置Ｇ１の連結点であるＥ点には、多量の電力が送電されるため、風力発電装置Ｇ１の下流側のＦ点の電圧は、一定の電圧上昇が生じている。一方、強風が弱風に変化した場合（図６の下図）、風力発電装置Ｇ１の発電量は急激に減少する結果、風力発電装置Ｇ１の下流側のＦ点の電圧も急激に減少し、適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）を逸脱し、ひいては電力系統全体で、電圧崩壊を招くことにもなり得る。
【００５０】
この点、下流側の電圧の変動に対応するべく、線路電圧降下補償器（Line-Drop Compensator：ＬＤＣ）を用いて線路電圧調整用変圧器の目標電圧を自動で調整する方法や、下流側の各地点に計測器を設置して配電線の電圧を計測するという方法も考えられる。しかし、本実施形態のように、下流側に分散型電源（風力発電装置Ｇ１）が接続されている場合、電流の変化を正確に把握することができないため、線路電圧降下補償器では、対処することができない。又、下流側の各地点で配電線の電圧を計測するという方法であっても、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧が変更されるまでの間には、各地点の計測器による電圧変動の計測、計測器から線路電圧調整用変圧器２００への通知、線路電圧調整用変圧器２００のタップ切換が行われる必要があり、一定時間（少なくとも数十秒以上）を要するため、配電線の急激な電圧変動には対応することができない。
【００５１】
そこで、本実施形態に係る電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１に応じた風速値自体を検出することにより、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動を事前に、又は即座に検出する。そして、電圧調整装置３００は、高圧配電線Ｌ１の電圧変動の前段階で、電圧継電器２１０の目標電圧を変化させることにより、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧を制御し、上記の事態を防止する。
【００５２】
ここで、図７、図８を参照して、本実施形態に係る電圧調整装置３００による線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧の制御について説明する。
【００５３】
図７は、風速変化のタイミングと電圧調整装置３００が目標電圧を制御するタイミングを表した図である。又、図８は、電圧調整装置３００による目標電圧の制御方法を表した図である。尚、図７の上図において、縦軸は風力発電装置Ｇ１の設置位置における風速の変化を表す。又、図７の下図において、横軸（ｔ）は時間軸、左側の縦軸（ＶF）はＦ点における電圧（低圧配電線の電圧に換算した値）、右側の縦軸（Ｖ200）は線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を表す。
【００５４】
図７の線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧は、ｔ１までは、風上で強風（例えば、１４ｍ／ｓ）が検出されていることから低め（シフト制御量を高め）に設定されている。そして、目標電圧は、ｔ１のタイミングからｔ３のタイミングの間に、風上で風速が急速に減少する（２０ｍ／ｓから５ｍ／ｓ）ことが検出されたことから、目標電圧は、これに応じて、即座に、高め（シフト制御量を低め）になるように変更されることを表している。尚、図７は、風上で風速を検出することから、風力発電装置Ｇ１の設置位置における風速の変化のタイミングと略同時に、目標電圧が変更されることを表している。
【００５５】
一方、図７の風力発電装置Ｇ１の下流側のＦ点の配電線電圧は、ｔ１のタイミングから、風速の低下により、風力発電装置Ｇ１の発電が徐々に減少し、電圧降下が生じる。しかし、Ｆ点の配電線電圧は、風速の低下に応じて、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧が高くなるように制御されるため、即座に、ｔ２のタイミングからｔ４のタイミングにかけて、線路電圧調整用変圧器２００のタップ切換（タップ上げ）がなされる。これによって、Ｆ点の配電線の電圧は、風速変化に追従するように制御され、大幅な電圧降下を生じることなく、適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）に維持される。
【００５６】
図８は、電圧調整装置３００が、図７に示した動作を行うための具体的な制御方法を表す。図８のＳ０〜Ｓ５は、電圧調整装置３００の制御部３１０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Ｅ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。
【００５７】
Ｓ０は、線路電圧調整用変圧器２００に設定すべき予測目標電圧を算出するための初期工程である。具体的には、電圧調整装置３００は、電力系統データＭ４の現在の電力系統（各装置の高圧配電線Ｌ１における接続位置等）、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の各点の適正電圧等を設定する。これにより、電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１を考慮しない場合における、各時間帯における線路電圧調整用変圧器２００（及び系統電圧調整用変圧器１００）の予測目標電圧を算出し、予め設定する。
【００５８】
即ち、電圧調整装置３００は、Ｓ４の工程においては、本工程で事前に設定した各時間帯の予測目標電圧から、風力発電装置Ｇ１の発電量に応じたシフト制御量を減じた値を、線路電圧調整用変圧器２００（及び系統電圧調整用変圧器１００）の正規の目標電圧として設定して、線路電圧調整用変圧器２００（及び系統電圧調整用変圧器１００）の出力電圧の制御を行う。尚、このとき、演算処理に必要な変数の初期設定等を行う。
【００５９】
Ｓ１は、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から風速データを取得する工程である。本工程は、例えば、電圧調整装置３００が、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２に対して１秒間隔で風速データを要求して、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２が、当該要求に応じて風速データを電圧調整装置３００に送信することにより行われる。そして、電圧調整装置３００は、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から取得した風速データを、記憶部３２０に記憶する。
【００６０】
Ｓ２は、風上の風速値を算出又は選択する工程である。本工程で、電圧調整装置３００は、各点の風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から取得した風速データの風向と風力発電装置Ｇ１との方角関係が一致する風速検出装置を選択することにより、風上の風速検出装置を選択する。そして、電圧調整装置３００は、当該選択した風速検出装置において検出された風速値を、数分後に風力発電装置Ｇ１に到達する風の風速値として認識する。
【００６１】
ここで、風上の風速検出装置は、図５Ａに示した風速データＭ１であれば、風向が南西であり、風力発電装置Ｇ１に対する位置関係が南西の風速検出装置Ｔ７に該当するが、必ずしも完全一致する必要はなく、風力発電装置Ｇ１に到達する風速値を推定し得るものであればよい。又、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２が、南北方向の風速値と東西方向の風速値を夫々ベクトルとして検出する場合、これらのデータに基づいて風上の風速値を算出する。又、本工程において、電圧調整装置３００は、風向と風力発電装置Ｇ１のナセル高さ位置に基づいて、風速検出装置により検出された風速値を、風力発電装置Ｇ１に用いられる風の風速値に変換する。又、同様に、風速検出装置の設置位置と風力発電装置Ｇ１の設置位置とで周囲の障害物が異なるため、選択した風速検出装置で検出された風速値と風力発電装置Ｇ１で利用される風速値が異なる場合には、所定の演算式により、風速検出装置で検出された風速値を風力発電装置Ｇ１で利用される風速値に変換してもよい。
【００６２】
Ｓ３は、発電特性データＭ２を用いて、風上の風速値から風力発電装置Ｇ１の発電量を算出する工程である。本工程で、電圧調整装置３００は、Ｓ２の工程で算出した風上の風速値から、発電特性データＭ２を用いて、風力発電装置Ｇ１の発電量を算出する。即ち、電圧調整装置３００は、Ｓ２の工程で算出した風上の風速値が、前の時点の風速値と比較して大きくなった場合、風力発電装置Ｇ１の発電量が増加すると推定されるため、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を低くするべく、本工程を行う。又、風上の風速値が、前の時点の風速値と比較して小さくなった場合、風力発電装置Ｇ１の発電量が減少すると推定されるため、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を高くするべく、本工程を行う。
【００６３】
このとき、電圧調整装置３００が基準とする前の時点とは、風速検出装置から直前に取得した風速値、又は、風速検出装置から直前に取得した風速値を含む一定期間（例えば、１分間）の平均値を意味する。又、電圧調整装置３００は、タップ切換のチャタリングを防止するため、前の時点の風速値から一定値以上の変化がない場合（例えば、風速レベルが同じ）は、以下のＳ３〜Ｓ５の工程を行うことなく、Ｓ１の工程に戻って、一定期間の風速値を加算して、風速値に一定量変化があるまでに変化があるまで、待機処理を行ってもよい。尚、発電特性データＭ２と電圧変動特性データＭ３に基づいて、予め、風速値と線路電圧調整用変圧器２００のシフト制御量の対応関係を算出している場合、本工程は省略することができる。
【００６４】
Ｓ４は、電圧変動特性データＭ３を用いて、風力発電装置Ｇ１の発電量から、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧の変更すべき値を算出する工程である。本工程で、電圧調整装置３００は、Ｓ３の工程で算出した風力発電装置Ｇ１の発電量から、電圧変動特性データＭ３を用いて、換算される線路電圧調整用変圧器２００のシフト制御量を算出する。そして、算出したシフト制御量と前の時点のシフト制御量の差を算出することにより、目標電圧の変更すべき値を算出することができる。即ち、本工程では、風速値の変化に応じて、風力発電装置Ｇ１の発電量が変動するため、これに応じて変更するべき目標電圧の値を算出する。尚、本工程は、電圧継電器２１０で変更すべき目標電圧の値を算出する代わりに、電圧継電器２１０で設定すべき目標電圧自体を算出するものであってもよい。又、その際、現在の高圧配電線Ｌ１の各点の電圧、電流、有効電力、無効電力等を取得し、これらと電圧変動特性データＭ３に基づいて、現時点の電力負荷の消費電力量等を考慮した最適な目標電圧を再度算出してもよい。
【００６５】
又、このとき、電圧調整装置３００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り、上流側の系統電圧調整用変圧器１００の出力電圧も変更する必要があると判断した場合、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３００は、検出された風速値に基づいて、線路電圧調整用変圧器２００だけでなく、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３００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。
【００６６】
Ｓ５は、Ｓ４で算出した変更すべき目標電圧となるように、電圧継電器２１０の目標電圧を制御する工程である。本工程で、電圧調整装置３００は、Ｓ４で算出した変更すべき目標電圧の値だけ、電圧継電器２１０が目標電圧を変更するように、電圧継電器２１０に指示する。そして、電圧継電器２１０が、目標電圧を当該指示に応じた電圧に設定することにより、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧は目標電圧に近づくように制御される。これにより、電圧継電器２１０は、高圧配電線Ｌ１の電圧変動が生じる前に、線路電圧調整用変圧器２００にタップ切換を行わせる。
【００６７】
尚、電圧調整装置３００は、風上の風速検出装置と風力発電装置Ｇ１の距離等を考慮して、風力発電装置Ｇ１の発電量が変動するタイミングにあわせて、電圧継電器２１０の目標電圧を変更してもよい。同様に、電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１の発電量が変動するタイミングにあわせるため、目標電圧を一段階で変更するよりも、段階的に変更する構成とした方が有効である。又、このとき、電圧調整装置３００は、上流側の系統電圧調整用変圧器１００の目標電圧も変更すべきと判断した場合、Ｓ４の工程で算出した目標電圧に応じて、同様に、電圧継電器１１０の目標電圧も制御する。
【００６８】
以上の工程を繰り返すことにより、風力発電装置Ｇ１の発電量の急激に変動した場合でも、高圧配電線Ｌ１の電圧を適正範囲に維持することができる。
【００６９】
以上、本実施形態に係る電圧調整装置３００によれば、線路電圧調整用変圧器２００は、風速変化に追従するように、早急に制御されることにより、大幅な電圧降下を生じさせることなく、配電線の電圧を適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）に維持することができる。特に、電圧調整装置３００は、発電特性データＭ２、電圧変動特性データＭ３を用いて、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動分を、即座に、線路電圧調整用変圧器２００の出力電圧に変換することにより、配電線の電圧を常に適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）に維持することができる。
【００７０】
又、本実施形態に係る電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１の風上で風速値を検出する等、風力発電装置Ｇ１の発電量が変動する前段階で、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を調整することにより、線路電圧調整用変圧器２００のタップ切換が、高圧配電線Ｌ１の電圧変動に追従できず、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲を逸脱するという事態を確実に防止することができる。
【００７１】
又、本実施形態に係る電圧調整装置３００は、線路電圧調整用変圧器２００に加えて、系統電圧調整用変圧器１００等の上流側の電圧変動にも対処することが可能であり、夫々の装置が順に電圧降下を認識して、電圧調整を行っていく場合に比して、早急な対処が可能である。
【００７２】
＜第２実施形態＞
本実施形態に係る電圧調整装置３００’は、一定時間内に検出された風速値の変化の傾向と、過去に検出された風速値等を統計処理して求めた風速値の変化の傾向と、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。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。
【００７３】
本実施形態は、ある地点における風速と風向は、季節、時間帯、気圧、湿度、天候等に応じて、同様の変化の傾向を示すという理解に基づく。そこで、本実施形態に係る電圧調整装置３００’は、風力発電装置Ｇ１の設置位置における過去の複数の日時の風速、風向、気圧、湿度、天候等の気象情報（風速値に関するデータ）に基づいて、日時、風速、風向、気圧、湿度、天候等の気象情報の関係を、統計処理（例えば、回帰分析）により算出する。そして、電圧調整装置３００’は、風力発電装置の設置位置における気圧、湿度、天候等の気象情報を設定した場合に、一又は数パターンの１日の風速の変化の傾向を示すデータの推定データが設定し得るように、風速変化傾向データＭ５として記憶部３２０’に記憶しておく。
【００７４】
図９に、本実施形態に係る風速変化傾向データＭ５の一例をグラフ化して示す。図９は、天候が晴れた春の日における、風力発電装置Ｇ１の設置位置での１日の風速の変化の傾向を表している。当該データによると、１５時頃に南西からの風速値が急速に大きくなり、１７時頃に南西からの風速値が急速に小さくなる傾向を示すことが分かる。そのため、電圧調整装置３００’は、例えば、図９に示す傾向データを予め設定しておくことにより、１５時頃に、一定時間（例えば、５分）、南西からの風速値が急速に大きくなったことを検出した場合、次の時点（例えば、１分後）においても同様の変化の傾向を示すものと推定できる。即ち、電圧調整装置３００’は、取得した現時点の風速値を含む一定時間の風速値の傾向から次の時点の風速値を推定し、当該推定した次の時点の風速値に基づいて、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、早期に、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を制御して、高圧配電線Ｌ１の電圧調整を行うことが可能となる。
【００７５】
尚、風速変化の傾向の近似度は、一定時間の風速値データと、例えば、季節、気圧、天候、時間帯等の情報に基づいて設定した風速変化傾向データＭ５とを周知の近似計算することにより行うことができる。又、風速変化傾向データＭ５についても、重回帰分析等、周知の統計分析により算出することができる。そのため、これらの説明は省略する。
【００７６】
以上、本実施形態によれば、電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１の発電量が変動する前段階で、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を調整することが可能となり、線路電圧調整用変圧器２００のタップ切換が、高圧配電線Ｌ１の電圧変動に追従できず、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲を逸脱するという事態を確実に防止することができる。
【００７７】
＜その他の実施形態＞
第１実施形態では、電圧調整装置３００は、複数の風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から風速値及び風向に関するデータを取得し、当該データと複数の風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２と風力発電装置Ｇ１の位置関係とに基づいて、風上の風速値を検出して、風上の風速値に基づいて、線路電圧調整用変圧器２００のシフト制御量を算出した。しかし、電圧調整装置３００は、複数の風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２を用いる代わりに、風力発電装置Ｇ１と隣接して設置された風速検出装置で検出された風速値を用いてもよい。その場合であっても、線路電圧降下補償器を用いて電圧の変動を検出する場合や高圧配電線Ｌ１の電圧を直接検出する場合に比して、早急な対処が可能である。
【００７８】
又、上記各実施形態では、電圧調整装置３００は、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧を変更することにより、線路電圧調整用変圧器２００の下流側の高圧配電線Ｌ１の電圧変動を調整する態様を示した。しかし、静止型無効電力補償装置（Static Var Compensator：ＳＶＣ）が、線路電圧調整用変圧器２００の下流側の高圧配電線Ｌ１に設置されている場合、電圧調整装置３００は、前の時点との風速値の変化が所定量以上のときには、線路電圧調整用変圧器２００の目標電圧の調整に代えて、静止型無効電力補償装置の投入により、電圧変動に対処してもよい。
【００７９】
静止型無効電力補償装置は、サイリスタ等の半導体スイッチを用いて配電線の無効電力を調整する装置であり、負荷時タップ切替器付変圧器のタップ切換動作に比して短時間で動作が可能である（数１００ｍｓ程度）。そのため、電圧調整装置３００は、図８のＳ０工程において、静止型無効電力補償装置の設置位置、投入可能状態を予め設定しておき、検出した風速値と前の時点の風速値の変化が所定量以上のときには、静止型無効電力補償装置により高圧配電線Ｌ１の電圧調整を行う。この場合、電圧調整装置３００は、線路電圧調整用変圧器２００による電圧調整が間に合わない場合でも、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲を逸脱するという事態を確実に防止することができる。尚、その際、電圧調整装置３００が静止型無効電力補償装置に対して調整指示を出力してもよいし、静止型無効電力補償装置が電圧変動を検出して、即座に自動で動作する場合は、電圧調整装置３００から調整指示を出力しなくともよい。
【００８０】
又、上記各実施形態では、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。
【００８１】
又、上記各実施形態では、電圧調整装置３００と電圧継電器２１０を別体の装置としたが、電圧調整装置３００と電圧継電器２１０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３００の制御部の機能を備えさせればよい。
【００８２】
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。
【００８３】
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Ｌ１の電圧を調整する電圧調整装置３００であって、風力発電装置Ｇ１に応じた風力の風速値を検出し、風速値が前の時点よりも大きくなった場合、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧が低くなるように制御し、風速値が前の時点よりも小さくなった場合、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧が高くなるように制御する制御部３１０、を備えることを特徴とする電圧調整装置３００を開示した。これによって、電圧調整用変圧器１００、２００は、日射量変化に追従するように、早急に制御されることにより、大幅な電圧降下を生じさせることなく、配電線の電圧を適正範囲（低圧配電線の電圧が１０１±６Ｖ）に維持することができる。
【００８４】
又、制御部３１０は、検出された風速値、風速値と風力発電装置Ｇ１の発電量の関係を示す発電特性Ｍ２、及び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Ｍ３とに基づいて、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を制御するものであってもよい。これによって、電圧調整装置３００は、検出された風速値に応じた目標電圧を設定することができる。
【００８５】
又、制御部３１０は、複数の風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２から取得した風向及び風速値と、風速検出装置Ｔ１〜Ｔ１２と風力発電装置Ｇ１の位置関係に基づいて検出された風力発電装置Ｇ１の風上の風速値を、風力発電装置Ｇ１に応じた風力の風速値として、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を制御するものであってもよい。これによって、電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１の発電量が変動する前段階で、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を調整することにより、電圧調整用変圧器１００、２００のタップ切換が、高圧配電線Ｌ１の電圧変動に追従できず、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲を逸脱するという事態を確実に防止することができる。
【００８６】
又、過去の複数の日時の風速値に関するデータに基づいて作成された、風力発電装置Ｇ１の設置位置における風速の変化の傾向を示すデータＭ５を記憶する記憶部を備え、制御部３１０は、一定時間に検出された風速値の変化の傾向と、風力発電装置Ｇ１の設置位置における風速の変化の傾向を示すデータＭ５とに基づいて、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を制御するものであってもよい。これによって、電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１の発電量が変動する前段階で、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を調整することが可能となり、電圧調整用変圧器１００、２００のタップ切換が、高圧配電線Ｌ１の電圧変動に追従できず、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲を逸脱するという事態を確実に防止することができる。
【００８７】
又、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、制御部３１０は、検出された風速値、風速値と風力発電装置Ｇ１の発電量の関係を示す発電特性Ｍ２、及び発電量と第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Ｍ３とに基づいて、第２の電圧調整用変圧器１００の目標電圧を制御するものであってもよい。これによって、  電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１の発電量の変動に伴う系統電圧調整用変圧器１００等の上流側の電圧変動にも対処することが可能であり、夫々の装置が順に電圧降下を認識して、電圧調整を行っていく場合に比して、早急な対処が可能である。
【００８８】
又、配電線Ｌ１と系統連系する風力発電装置Ｇ１が複数設置されている場合、制御部３１０は、検出された風速値、風力発電装置Ｇ１ごと又は風力発電装置Ｇ１の種別ごとに設定された風速値と風力発電装置Ｇ１の発電量の関係を示す発電特性Ｍ２、及び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Ｍ３とに基づいて、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を制御するものであってもよい。これによって、電圧調整装置３００は、検出された風速値に応じた風力発電装置Ｇ１の発電量の変動を正確に把握することが可能となり、検出された風速値に応じた目標電圧を設定することができる。
【００８９】
又、制御部３１０は、検出された風速値、風速値と風力発電装置Ｇ１の発電量の関係を示す発電特性Ｍ２、及び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Ｍ３とに基づいて、段階的に、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を制御するものであってもよい。これによって、電圧調整装置３００は、風力発電装置Ｇ１の発電量が変動するタイミングにあわせて、配電線Ｌ１の電圧調整を行うことが可能となる。
【００９０】
又、風力発電装置Ｇ１と系統連系する配電線に静止型無効電力補償装置が接続されている場合、制御部３１０は、検出された風速値が前の時点から所定量以上変化したとき、電圧調整用変圧器１００、２００の目標電圧を制御することに代えて、静止型無効電力補償装置の投入により配電線の電圧が調整されるように制御するものであってもよい。これによって、電圧調整装置３００は、電圧調整用変圧器１００、２００による電圧調整が間に合わない場合でも、高圧配電線Ｌ１の電圧が適正範囲を逸脱するという事態を確実に防止することができる。
【００９１】
又、制御部３１０は、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１１０、２１０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。
【００９２】
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】
【００９３】
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  電圧調整装置
４００  通信回線
Ｇ１  風力発電装置
Ｔｒ１〜Ｔｒ４  柱上変圧器
Ｒ１〜Ｒ４  需要家
Ｔ１〜Ｔ１２  風速検出装置
ＬＬ  高圧母線
Ｌ１  高圧配電線
【要約】      （修正有）【課題】風力発電装置により供給される発電量の変動に追従を可能とする、配電線の電圧を調整する電圧調整装置を提供する。【解決手段】系統電圧調整用変圧器１００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と系統連系する高圧配電線Ｌ１の電圧を調整する電圧調整装置３００であって、風力発電装置Ｇ１に応じた風力の風速値を検出し、風速値が前の時点よりも大きくなった場合、電圧調整用変圧器１００の目標電圧が低くなるように制御し、風速値が前の時点よりも小さくなった場合、電圧調整用変圧器１００の目標電圧が高くなるように制御する制御部を備える。【選択図】図１【図１】
0005897678.tif 000002
【図２】
0005897678.tif 000003
【図３】
0005897678.tif 000004
【図４】
0005897678.tif 000005
【図５Ａ】
0005897678.tif 000006
【図５Ｂ】
0005897678.tif 000007
【図５Ｃ】
0005897678.tif 000008
【図６】
0005897678.tif 000009
【図７】
0005897678.tif 000010
【図８】
0005897678.tif 000011
【図９】
0005897678.tif 000012