(57)【要約】【課題】揚水運転において発電電動機が同期機であっても消費電力を調整することが可能な水力発電システムおよび水力発電システムにおける消費電力調整方法である。【解決手段】水力発電システムは、ポンプ水車１３と、ポンプ水車１３に動力伝達軸１４により接続された発電電動機１５と、この発電電動機１５のロータの回転速度を昇速させる始動装置１７と、この始動装置１７に並列に接続され電力系統１９から発電電動機１５を遮断する並列用遮断器１６とを備え、始動装置１７に発電電動機１５のロータの回転速度を調整する回転速度調整手段２０を設けた。【選択図】  図１
2006029270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ水車と、このポンプ水車に動力伝達軸により接続された発電電動機と、この発電電動機のロータの回転速度を昇速させる始動装置と、この始動装置に並列に接続され電力系統から前記発電電動機を遮断する並列用遮断器とを備え、前記始動装置に前記発電電動機のロータの回転速度を調整する回転速度調整手段を設けたことを特徴とする水力発電システム。
【請求項２】
ポンプ水車と、このポンプ水車に動力伝達軸により接続された発電電動機と、この発電電動機のロータの回転速度を昇速させる始動装置と、この始動装置に並列に接続され電力系統から前記発電電動機を遮断する並列用遮断器とを備え、前記発電電動機における冷却空気の風量を調整する冷却空気風量調整手段を設けたことを特徴とする水力発電システム。
【請求項３】
ポンプ水車と、このポンプ水車に動力伝達軸により接続された発電電動機と、この発電電動機のロータの回転速度を昇速させる始動装置と、この始動装置に並列に接続され電力系統から前記発電電動機を遮断する並列用遮断器とを備え、前記ポンプ水車に前記電力系統への供給電力と需要電力とのバランスに基いて水の水位を調整する水位調整手段を設けたことを特徴とする水力発電システム。
【請求項４】
可動羽根を有する可動羽根ポンプ水車と、この可動羽根ポンプ水車に動力伝達軸により接続された発電電動機と、この発電電動機のロータの回転速度を昇速させる始動装置と、この始動装置に並列に接続され電力系統から前記発電電動機を遮断する並列用遮断器とを備え、前記可動羽根ポンプ水車に前記電力系統への供給電力と需要電力とのバランスに基いて前記可動羽根のランナ羽根角度を調整するランナ羽根角度調整手段を設けたことを特徴とする水力発電システム。
【請求項５】
電力系統から発電電動機を遮断するステップと、始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を昇速させるステップと、前記始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を調整するステップとを有することを特徴とする水力発電システムにおける消費電力調整方法。
【請求項６】
電力系統から発電電動機を遮断するステップと、始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を昇速させるステップと、前記発電電動機における冷却空気の風量を調整するステップとを有することを特徴とする水力発電システムにおける消費電力調整方法。
【請求項７】
電力系統から発電電動機を遮断するステップと、始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を昇速させるステップと、前記電力系統への供給電力と需要電力とのバランスに基いてポンプ水車に導かれる水の水位を調整するステップとを有することを特徴とする水力発電システムにおける消費電力調整方法。
【請求項８】
電力系統から発電電動機を遮断するステップと、始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を昇速させるステップと、前記電力系統への供給電力と需要電力とのバランスに基いて可動羽根ポンプ水車における可動羽根のランナ羽根角度を調整するステップとを有することを特徴とする水力発電システムにおける消費電力調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揚水運転において消費電力を調整することが可能な水力発電システムおよび水力発電システムにおける消費電力調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水力発電所に備えられる水力発電システムとして図５に示す構成のものがある（例えば特許文献１参照）。従来の水力発電システム１は、水路２に設けられた入口弁３、入口弁３の下流側の水路２に設けられたポンプ水車４、ポンプ水車４にカップリングされた発電電動機５、発電電動機５に並列接続された並列用遮断器６および始動装置７、並列用遮断器６および始動装置７に共通に接続された主要変圧器８で構成される。さらに、主要変圧器８は電力系統９と接続される。
【０００３】
そして、水力発電システム１を発電運転させる際には、入口弁３が開いてポンプ水車４に水が供給され、供給された水力によりポンプ水車４が回転せしめられる。このとき並列用遮断器６は接続状態とされ、発電電動機５は主要変圧器８を介して電力系統９と接続される。このため、ポンプ水車４にカップリングされた発電電動機５が回転し、発電電動機５において発電された電力は遮断器を介して主要変圧器８に導かれる。そして、主要変圧器８において電力が昇圧されて電力系統９に供給される。
【０００４】
一方、水力発電システム１を揚水運転させる際には、並列用遮断器６は遮断状態とされ、始動装置７により発電電動機５の回転が昇速される。そして、発電電動機５の回転速度が同期速度に達すると並列用遮断器６が接続状態とされて発電電動機５は主要変圧器８を介して電力系統９と接続される。
【０００５】
このため、電力系統９から主要変圧器８を介して電力が発電電動機５に入力され、入口弁３が開かれるとともにポンプ水車４の回転により水が汲み上げられる。
【０００６】
このような揚水運転は、特に水力発電システム１から電力系統９への供給電力が需要電力を上回った場合に需要と供給をバランスするために実施される運転である。このため、水力発電システム１は図６に示すように自動周波数制御により運転され、余剰電力が揚水のための入力電力として消費される。
【０００７】
図６において横軸は一日の時刻、縦軸は電力を示す。また、図６の実線は水力発電システム１から電力系統９への供給電力Ｗ１を示し、破線は電力系統９における需要電力Ｗ２を示す。
【０００８】
図６に示すように、一般的に夜間は電力が余る傾向にあるため、供給電力Ｗ１は需要電力Ｗ２を上回る。この結果、周波数が上昇するので、周波数の上昇を抑制するために揚水運転により図６の斜線部に相当する余剰電力が揚水のための入力電力として消費され、周波数が一定となるように水力発電システム１の運転が継続される。
【特許文献１】特許第２７１４４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の水力発電システム１では、発電電動機５は同期機であるため、そのままでは常時一定の回転速度で回転する。このため、従来の水力発電システム１では、揚水に要する消費電力も一定となる。したがって、刻々と変化する電力の需要と供給のバランスに対応させて消費電力を調整することが困難である。
【００１０】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、揚水運転において発電電動機が同期機であっても消費電力を調整することが可能な水力発電システムおよび水力発電システムにおける消費電力調整方法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】
【００１１】
本発明に係る水力発電システムは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、ポンプ水車と、このポンプ水車に動力伝達軸により接続された発電電動機と、この発電電動機のロータの回転速度を昇速させる始動装置と、この始動装置に並列に接続され電力系統から前記発電電動機を遮断する並列用遮断器とを備え、前記始動装置に前記発電電動機のロータの回転速度を調整する回転速度調整手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る水力発電システムは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、ポンプ水車と、このポンプ水車に動力伝達軸により接続された発電電動機と、この発電電動機のロータの回転速度を昇速させる始動装置と、この始動装置に並列に接続され電力系統から前記発電電動機を遮断する並列用遮断器とを備え、前記発電電動機における冷却空気の風量を調整する冷却空気風量調整手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る水力発電システムは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、ポンプ水車と、このポンプ水車に動力伝達軸により接続された発電電動機と、この発電電動機のロータの回転速度を昇速させる始動装置と、この始動装置に並列に接続され電力系統から前記発電電動機を遮断する並列用遮断器とを備え、前記ポンプ水車に前記電力系統への供給電力と需要電力とのバランスに基いて水の水位を調整する水位調整手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明に係る水力発電システムは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、可動羽根を有する可動羽根ポンプ水車と、この可動羽根ポンプ水車に動力伝達軸により接続された発電電動機と、この発電電動機のロータの回転速度を昇速させる始動装置と、この始動装置に並列に接続され電力系統から前記発電電動機を遮断する並列用遮断器とを備え、前記可動羽根ポンプ水車に前記電力系統への供給電力と需要電力とのバランスに基いて前記可動羽根のランナ羽根角度を調整するランナ羽根角度調整手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明に係る水力発電システムにおける消費電力調整方法は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、電力系統から発電電動機を遮断するステップと、始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を昇速させるステップと、前記始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を調整するステップとを有することを特徴とする方法である。
【００１６】
また、本発明に係る水力発電システムにおける消費電力調整方法は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、電力系統から発電電動機を遮断するステップと、始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を昇速させるステップと、前記発電電動機における冷却空気の風量を調整するステップとを有することを特徴とする方法である。
【００１７】
また、本発明に係る水力発電システムにおける消費電力調整方法は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、電力系統から発電電動機を遮断するステップと、始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を昇速させるステップと、前記電力系統への供給電力と需要電力とのバランスに基いてポンプ水車に導かれる水の水位を調整するステップとを有することを特徴とする方法である。
【００１８】
また、本発明に係る水力発電システムにおける消費電力調整方法は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、電力系統から発電電動機を遮断するステップと、始動装置により前記発電電動機のロータの回転速度を昇速させるステップと、前記電力系統への供給電力と需要電力とのバランスに基いて可動羽根ポンプ水車における可動羽根のランナ羽根角度を調整するステップとを有することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る水力発電システムおよび水力発電システムにおける消費電力調整方法においては、揚水運転において発電電動機が同期機であっても消費電力を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る水力発電システムおよび水力発電システムにおける消費電力調整方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る水力発電システムの第１の実施形態を示す構成図である。
【００２２】
水力発電システム１０は、水路１１に設けられた入口弁１２、入口弁１２の下流側の水路１１に設けられたポンプ水車１３、ポンプ水車１３に動力伝達軸１４を介してカップリングされた発電電動機１５、発電電動機１５に並列接続された並列用遮断器１６および始動装置１７、並列用遮断器１６および始動装置１７に共通に接続された主要変圧器１８を備えている。主要変圧器１８は電力系統１９と接続される。
【００２３】
始動装置１７は、電力系統１９から発電電動機１５に電力を入力して発電電動機１５のロータとともに動力伝達軸１４を介してポンプ水車１３の回転速度を昇速させる機能を有する。さらに、始動装置１７には、回転速度調整手段２０が設けられる。
【００２４】
回転速度調整手段２０は、電力系統１９への供給電力と需要電力とのバランスに基いて、発電電動機１５に与える電力を調節することにより、発電電動機１５のロータとともに動力伝達軸１４を介して接続されたポンプ水車１３の回転速度を調整する機能を有する。
【００２５】
図２は、図１に示す発電電動機１５の構成例を示す断面図である。
【００２６】
発電電動機１５は電動機ケーシング３０の内部にステータ３１およびロータ３２を設けた構成である。ステータ３１はリング状であり、ステータ３１の内側に柱状のロータ３２が回転可能に設けられる。さらに、ロータ３２は動力伝達軸１４と接続される。そして、電動機ケーシング３０の内部には冷却空気が導かれ、ステータ３１およびロータ３２を冷却することができるように構成される。
【００２７】
また、発電電動機１５には冷却空気風量調整手段３３が設けられる。冷却空気風量調整手段３３は、電力系統１９への供給電力と需要電力とのバランスに基いてステータ３１あるいはロータ３２近傍に導かれた冷却空気の風量を調整する機能を有する。
【００２８】
冷却空気風量調整手段３３は、例えばロータ３２に設けられ、冷却空気風量調整穴を電動扉３４で開閉可能に閉塞して構成される。このため電動扉３４の位置を調節することにより、冷却空気風量調整穴の開閉度を調整することができる。
【００２９】
尚、冷却空気風量調整手段３３の位置は、冷却空気の風量を調節できる位置であれば任意である。
【００３０】
図３は、図１に示すポンプ水車１３の構成例を示す断面図である。
【００３１】
ポンプ水車１３は、ポンプ水車ランナ４０、ケーシング４１、ガイド弁４２および水位調整手段４３を備えている。ポンプ水車１３のポンプ水車ランナ４０は動力伝達軸１４と接続され、水路１１と接続されたドラフトチューブ４４の開口端に回転可能に設けられる。ドラフトチューブ４４は、ポンプ水車ランナ４０近傍において垂直に形成され、ドラフトチューブ４４の内部には水路１１から水４５が導かれる。このため、ドラフトチューブ４４の内部に水位Ａの水面４５ａが形成される。
【００３２】
ポンプ水車１３のガイド弁４２はケーシング４１に設けられ、ケーシング４１の内外を開閉させることができるように構成される。
【００３３】
また、ポンプ水車１３の水位調整手段４３は、電力系統１９への供給電力と需要電力とのバランスに基いてドラフトチューブ４４の内部に形成された水面４５ａの水位Ａ、すなわちポンプ水車１３に導かれる水の水位Ａを調整する機能を有する。水面４５ａの水位Ａを調整する方法としては、例えば圧縮空気４６をドラフトチューブ４４の内部に注入または抽出する方法が挙げられる。
【００３４】
次に、水力発電システム１０の作用について説明する。
【００３５】
水力発電システム１０を発電運転させる際には、水路１１に設けられた入口弁１２が開いて水路１１からドラフトチューブ４４を介してポンプ水車１３に水が供給される。このため、ドラフトチューブ４４のポンプ水車１３側の開口端に水が導かれてポンプ水車ランナ４０と接触し、水力によりポンプ水車ランナ４０が回転せしめられる。
【００３６】
このとき並列用遮断器１６は接続状態とされ、発電電動機１５は主要変圧器１８を介して電力系統１９と接続される。このため、ポンプ水車１３のポンプ水車ランナ４０に動力伝達軸１４を介して接続された発電電動機１５のロータ３２がステータ３１の内側において回転し、発電が行われる。
【００３７】
また、電動扉３４が駆動せしめられて冷却空気風量調整穴が開放状態となる。さらに、発電電動機１５の電動機ケーシング３０内部には冷却空気が導かれる。このため、発電電動機１５のロータ３２およびステータ３１近傍には冷却空気の流れが形成され、冷却空気によりロータ３２およびステータ３１が冷却される。
【００３８】
そして、発電電動機１５において発電された電力は遮断器を介して主要変圧器１８に導かれる。さらに、主要変圧器１８において電力が昇圧されて電力系統１９に供給される。
【００３９】
一方、夜間のように水力発電システム１０から電力系統１９に供給される供給電力が需要電力を上回る場合には周波数が上昇するため、周波数の上昇を抑制する必要がある。そこで、水力発電システム１０を揚水運転させることにより、余剰電力が揚水のための入力電力として消費され、周波数が一定となるように調整される。
【００４０】
水力発電システム１０を揚水運転させる際には、並列用遮断器１６は遮断状態とされる。そして電力系統１９から始動装置１７に電力が入力され、始動装置１７の作用により発電電動機１５におけるロータ３２の回転速度が昇速される。このため、発電電動機１５のロータ３２に動力伝達軸１４を介して接続されたポンプ水車１３のポンプ水車ランナ４０の回転速度も昇圧される。
【００４１】
ここで、始動装置１７に入力された電力は、発電電動機１５のロータ３２とポンプ水車１３のポンプ水車ランナ４０の回転による機械損失に相当する。さらに、発電電動機１５のロータ３２とポンプ水車１３のポンプ水車ランナ４０の回転による機械損失は、概ね回転速度の３乗に比例することが知られる。
【００４２】
そこで、始動装置１７に設けられた回転速度調整手段２０は、並列用遮断器１６が遮断された状態で電力系統１９への供給電力が電力系統１９の需要電力にバランスされるように発電電動機１５に与える電力を調節することにより、発電電動機１５のロータ３２とともに動力伝達軸１４を介して接続されたポンプ水車１３のポンプ水車ランナ４０の回転速度を調整する。
【００４３】
この結果、発電電動機１５のロータ３２とポンプ水車１３のポンプ水車ランナ４０の回転による機械損失が調整され、電力系統１９から始動装置１７に入力されてポンプ水車１３および発電電動機１５において消費される電力も調整される。
【００４４】
ここで、発電電動機１５の電動機ケーシング３０内部には、ステータ３１およびロータ３２を冷却するために冷却空気が導かれる。この際、冷却空気風量調整手段３３の一例としてロータ３２に設けられた電動扉３４の位置が調整されて冷却空気風量調整穴の開閉度が変化せしめられる。すなわち、冷却空気の風量が冷却空気風量調整穴の開閉度により調整される。
【００４５】
この結果、所要の風量の冷却空気の流れが、例えば図２の矢印に示す向きで形成される。ここで、冷却空気の風量が多くなるほどロータ３２の風損が増加する一方、冷却空気の風量が少なくなるほどロータ３２の風損は減少する。このため、ロータ３２の風損に相当する消費電力は、冷却空気の風量に依存する。
【００４６】
そこで、並列用遮断器１６が遮断された状態で電動扉３４の位置、すなわち冷却空気風量調整穴の開閉度が電力系統１９への供給電力が電力系統１９の需要電力にバランスされるように調整されて、発電電動機１５のロータ３２における風損に相当する消費電力が調整される。
【００４７】
一方、ポンプ水車１３では、通常揚水運転の始動時にはケーシング４１からドラフトチューブ４４への漏水を回避させるためにガイド弁４２が閉じられる。さらに、揚水運転の始動に必要なトルクを低減させるためにドラフトチューブ４４には、圧縮空気４６が注入される。このため、揚水運転の始動時にはドラフトチューブ４４の内部には水位Ａの水面４５ａが形成され、ポンプ水車ランナ４０が空転する。
【００４８】
ここで、水位調整手段４３は、例えば圧縮空気４６をドラフトチューブ４４の内部に注入または抽出することにより、ドラフトチューブ４４の内部に形成された水面４５ａの水位Ａを調整しつつ上昇あるいは下降させて水をポンプ水車ランナ４０に接触させる。このため、水面４５ａの水位Ａに応じて水とポンプ水車ランナ４０との接触量が変化し、水とポンプ水車ランナ４０とが非接触の状態からポンプ水車ランナ４０の反抗トルクが増大せしめられる。すなわち、ポンプ水車ランナ４０の回転エネルギに相当する消費電力を、水位調整手段４３により水面４５ａの水位Ａを変化させることにより調整することができる。
【００４９】
そこで、並列用遮断器１６が遮断された状態で水位調整手段４３は、電力系統１９への供給電力が電力系統１９の需要電力にバランスされるように水面４５ａの水位Ａを変化させて、ポンプ水車ランナ４０の回転エネルギを調整する。さらに、ポンプ水車ランナ４０の回転により水面４５ａの水位Ａに応じた量の水が汲み上げられる。
【００５０】
以上のような水力発電システム１０によれば、発電電動機１５が同期機であっても回転速度調整手段２０、冷却空気風量調整手段３３および水位調整手段４３の作用により揚水運転による消費電力を電力の需要と供給のバランスに応じて調整することができる。
【００５１】
尚、水力発電システム１０において、回転速度調整手段２０、冷却空気風量調整手段３３および水位調整手段４３の一部を設けない構成としてもよい。
【００５２】
図４は本発明に係る水力発電システムの第２の実施形態を示す構成図である。
【００５３】
図４に示された、水力発電システム１０Ａでは、ポンプ水車１３を可動羽根ポンプ水車５０とした点が図１に示す水力発電システム１０と相違する。他の構成および作用については図１に示す水力発電システム１０と実質的に異ならないため可動羽根ポンプ水車５０の構成のみ図示し、可動羽根ポンプ水車５０の構成および作用について説明する。また、図１、図２、図３と同一の構成については同符号を付して説明する。
【００５４】
可動羽根ポンプ水車５０は、可動羽根ポンプ水車ランナ５１、ケーシング４１およびガイド弁４２を備えている。可動羽根ポンプ水車ランナ５１は動力伝達軸１４と接続され、水路１１と接続されたドラフトチューブ４４の開口端に回転可能に設けられる。ドラフトチューブ４４の内部には水路１１から水が導かれて水位Ｂの水面４５ａが形成される。
【００５５】
可動羽根ポンプ水車ランナ５１には可動羽根５２とランナ羽根角度調整手段５３とが設けられる。可動羽根５２は翼形状であり、ドラフトチューブ４４の内部に形成された水面４５ａに対して角度θの傾きで設けられる。
【００５６】
ランナ羽根角度調整手段５３は、電力系統１９への供給電力と需要電力とのバランスに基いて可動羽根５２とドラフトチューブ４４の内部に形成された水面４５ａとがなす角度であるランナ羽根角度θを調整する機能を有する。
【００５７】
一方、可動羽根ポンプ水車５０のガイド弁４２はケーシング４１に設けられ、ケーシング４１の内外を開閉させることができるように構成される。
【００５８】
次に、水力発電システム１０Ａの作用について説明する。
【００５９】
水力発電システム１０を発電運転させる際には、並列用遮断器１６が接続された状態で入口弁１２が開いて水路１１からドラフトチューブ４４を介して可動羽根ポンプ水車５０に水が供給され、可動羽根ポンプ水車５０の可動羽根ポンプ水車ランナ５１が回転せしめられる。このため、可動羽根ポンプ水車ランナ５１とともに動力伝達軸１４を介して接続された発電電動機１５のロータ３２がステータ３１の内側において回転することにより発電され、電力が遮断器および主要変圧器１８を経由して所要の電力に昇圧されて電力系統１９に供給される、
この際、発電電動機１５では電動扉３４が駆動せしめられて冷却空気風量調整穴が開放状態となり、冷却空気により発電電動機１５のロータ３２およびステータ３１が冷却される。
【００６０】
一方、水力発電システム１０を揚水運転させる際には、並列用遮断器１６が遮断された状態で電力系統１９から始動装置１７に電力が入力され、始動装置１７の作用により発電電動機１５におけるロータ３２とともに可動羽根ポンプ水車５０の可動羽根ポンプ水車ランナ５１の回転速度が昇速される。この際、回転速度調整手段２０により電力系統１９への供給電力が電力系統１９の需要電力にバランスされるように発電電動機１５に与える電力に相当する消費電力が調整される。
【００６１】
また、電力系統１９への供給電力が電力系統１９の需要電力にバランスされるように冷却空気風量調整手段３３の一例である電動扉３４の位置が調整されて発電電動機１５のロータ３２における風損に相当する消費電力が調整される。
【００６２】
一方、可動羽根ポンプ水車５０では、通常揚水運転を水中起動により始動させる際、ケーシング４１からドラフトチューブ４４への漏水を回避させるためにガイド弁４２が閉じられる。さらに、揚水運転の始動に必要な起動トルクを低減させるために、ランナ羽根角度調整手段５３により可動羽根ポンプ水車ランナ５１における可動羽根５２のランナ羽根角度θは、最小のランナ羽根角度θＭＩＮとされて可動羽根５２が閉じられる。
【００６３】
ここで、可動羽根５２のランナ羽根角度θが大きいほど、可動羽根ポンプ水車ランナ５１が水をかき回す際の反抗トルクは増加する一方、可動羽根５２のランナ羽根角度θが小さいほど、可動羽根ポンプ水車ランナ５１の反抗トルクは減少する。すなわち、可動羽根ポンプ水車ランナ５１を駆動させるために必要なエネルギに相当する可動羽根ポンプ水車５０の消費電力は、可動羽根５２のランナ羽根角度θに依存する。
【００６４】
そこで、並列用遮断器１６が遮断された状態で、ランナ羽根角度調整手段５３は、電力系統１９への供給電力が電力系統１９の需要電力にバランスされるように可動羽根５２のランナ羽根角度θを増加あるいは減少させることにより、可動羽根ポンプ水車ランナ５１の反抗トルクとともに可動羽根ポンプ水車５０の消費電力を調整する。さらに、可動羽根ポンプ水車ランナ５１の回転により可動羽根５２のランナ羽根角度θに応じた量の水が汲み上げられる。
【００６５】
以上のような水力発電システム１０Ａによれば、発電電動機１５が同期機であっても回転速度調整手段２０、冷却空気風量調整手段３３およびランナ羽根角度調整手段５３の作用により揚水運転による消費電力を電力の需要と供給のバランスに応じて調整することができる。
【００６６】
尚、各実施形態における水力発電システム１０、１０Ａを組合せて構成してもよい。例えば、可動羽根ポンプ水車５０にランナ羽根角度調整手段５３とともに水位調整手段４３を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る水力発電システムの第１の実施形態を示す構成図。
【図２】図１に示す発電電動機の構成例を示す断面図。
【図３】図１に示すポンプ水車の構成例を示す断面図。
【図４】本発明に係る水力発電システムの第２の実施形態を示す構成図。
【図５】従来の水力発電システムの構成図。
【図６】水力発電システムによる供給電力および需要電力と時刻の関係を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１０、１０Ａ  水力発電システム
１１  水路
１２  入口弁
１３  ポンプ水車
１４  動力伝達軸
１５  発電電動機
１６  並列用遮断器
１７  始動装置
１８  主要変圧器
１９  電力系統
２０  回転速度調整手段
３０  電動機ケーシング
３１  ステータ
３２  ロータ
３３  冷却空気風量調整手段
３４  電動扉
４０  ポンプ水車ランナ
４１  ケーシング
４２  ガイド弁
４３  水位調整手段
４４  ドラフトチューブ
４５  水
４５ａ  水面
４６  圧縮空気
５０  可動羽根ポンプ水車
５１  可動羽根ポンプ水車ランナ
５２  可動羽根
５３  ランナ羽根角度調整手段
Ｘ  冷却空気
【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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