(57)【要約】【課題】自然エネルギーを組み合わせて効率よく発電する。【解決手段】発電システムは、太陽光発電設備の電力を検出する第１電力検出器と、風力発電設備の電力を検出する第２電力検出器と、これら発電設備の連系点の電力を検出する第３電力検出器と、各電力の計測値、計測値から計算した移動平均、および連系点の電力の上限値を含む各電力設備の制御条件を記憶するメモリと、それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、メモリの移動平均と合わせて各電力の移動平均を算出しメモリに記憶する移動平均演算部と、移動平均演算部により算出された各電力の移動平均の推移が、予め設定されている上限値を超えない範囲で制御条件を満たすように太陽光発電設備と風力発電設備との発電量を配分し、各電力設備を制御する制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
風車の回転により発電する風力発電設備と、太陽光を受光して発電する太陽光発電設備とを備える発電システムにおいて、
前記太陽光発電設備により発電される電力を検出する第１電力検出器と、
前記風力発電設備により発電される電力を検出する第２電力検出器と、
各電力の計測値、計測値から計算した移動平均、および前記連系点の電力の上限値を含む各電力設備の制御条件を記憶するメモリと、
前記第１、第２電力検出器によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記メモリの移動平均と合わせて各電力の移動平均を算出し前記メモリに記憶する移動平均演算部と、
前記移動平均演算部により算出された各電力の移動平均の推移が、予め設定されている前記上限値を超えない範囲で前記制御条件を満たすように前記太陽光発電設備と前記風力発電設備との発電量を配分し、各電力設備を制御する制御部と
を具備することを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記太陽光発電設備を優先して発電させ、上限値から太陽光発電の発電電力を差し引いた不足分を前記風力発電設備の発電量で補うように制御することを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
前記太陽光発電設備と前記風力発電設備との連系点の電力を検出する第３電力検出器を備え、
前記制御部は、
前記第３電力検出器により検出された前記連系点の電力が予め設定した前記連系点の目標値となるように補正する補正部を具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記太陽光発電設備と前記風力発電設備との連系点の電力を検出する第３電力検出器を備え、
前記制御部は、
前記第３電力検出器により検出される前記連系点の電力が前記上限値を超えることが予想される場合、前記上限値を超える電力を、供給先へ出力しないようにカットオフ制御することを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記太陽光発電設備の発電電力が上昇または下降する局面では、前記風力発電設備の発電電力の下降または上昇が遅延することを予め想定した電力指令を前記風力発電設備に出力して前記風力発電設備を制御することを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項６】
風車の回転により発電する風力発電設備と、太陽光を受光して発電する太陽光発電設備とを備える発電システムにおける発電方法において、
前記太陽光発電設備により発電される電力を検出し、
前記風力発電設備により発電される電力を検出し、
それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、メモリに記憶されている移動平均の値と合わせて各電力の移動平均を算出し前記メモリに記憶し、
算出した各電力の移動平均の推移が、予めメモリに設定されている上限値を超えない範囲でメモリに記憶されている制御条件を満たすように前記太陽光発電設備と前記風力発電設備との発電量を配分し、各電力設備を制御する
ことを特徴とする発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムおよび発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球規模での地球温暖化対策が急務であり、石油、天然ガスなどの化石エネルギーに代わるエネルギーとして、ＣＯ２を排出しない燃料電池などの再生可能エネルギーや太陽光、風力などの自然エネルギーが注目されている。
【０００３】
再生可能エネルギーは、エネルギーの発生源を生成する必要があり、自然エネルギーに優位性がある。自然エネルギーを利用した発電の一つに、太陽光発電があるが、この太陽光発電は日中でしかも太陽光が雲などで遮られない環境で発電するため、定常的な電力供給元という面で安定性に欠ける。
【０００４】
また、太陽光発電以外では風力発電があるが、これについても自然の風（風速および風向など）の影響を受けて昼夜を問わず発電量が変動するため、これ一つでは電力基盤となりえないのが現状である。
【０００５】
そこで、これら異なる自然エネルギーを組み合わせて発電することが考えられるが、それぞれの発電は、燃料が不要といった利点だけでなく、発電の仕組みを含めて発電の変動要因が異なることから、どのようしにして連系運用を図るかが今後の課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−９６１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、太陽光発電は、日中昼過ぎに発電量が最大、つまりピークを迎えるが、この太陽光発電と風力発電を組み合わせた発電において、発電出力に余力を持たせているため、この太陽光発電のピークと風力発電のピークが重なった場合、総発電量が規定の出力（上限）を超過する可能性があるが、これは、電力供給先に影響が及ぶことから、防がなければならない。
【０００８】
また互いの発電は、制御指令を出してから、発電が追従するまでの制御特性（上昇特性・下降特性）が異なることから、連系した発電制御が難しく、上限を超えないような運用では、効率が低下することが予想される。
【０００９】
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、自然エネルギーを組み合わせて効率よく発電することができる発電システムおよび発電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発電システムは、風車の回転により発電する風力発電設備と、太陽光を受光して発電する太陽光発電設備とを備える発電システムにおいて、前記太陽光発電設備により発電される電力を検出する第１電力検出器と、前記風力発電設備により発電される電力を検出する第２電力検出器と、各電力の計測値、計測値から計算した移動平均、および前記連系点の電力の上限値を含む各電力設備の制御条件を記憶するメモリと、それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記メモリの移動平均と合わせて各電力の移動平均を算出し前記メモリに記憶する移動平均演算部と、前記移動平均演算部により算出された各電力の移動平均の推移が、予め設定されている前記上限値を超えない範囲で前記制御条件を満たすように前記太陽光発電設備と前記風力発電設備との発電量を配分し、各電力設備を制御する制御部とを具備する。
【００１１】
本発明の発電方法は、風車の回転により発電する風力発電設備と、太陽光を受光して発電する太陽光発電設備とを備える発電システムにおける発電方法において、前記太陽光発電設備により発電される電力を検出し、前記風力発電設備により発電される電力を検出し、それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、メモリに記憶されている移動平均の値と合わせて各電力の移動平均を算出し前記メモリに記憶し、算出した各電力の移動平均の推移が、予めメモリに設定されている上限値を超えない範囲でメモリに記憶されている制御条件を満たすように前記太陽光発電設備と前記風力発電設備との発電量を配分し、各電力設備を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、自然エネルギーを組み合わせて効率よく発電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一つの実施の形態の再エネ・クロス発電システムの構成を示す図である。
【図２】再エネ・クロス発電システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】再エネ・クロス発電システムの動作を示すグラフである。
【図４】太陽光出力上昇時の制御特性の変化を示すグラフである。
【図５】太陽光出力下降時の制御特性の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一つの実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る一つの実施の形態の再生可能エネルギー（太陽光／風力）・相互発電システム（以下「再エネ・クロス発電システム」と称す）の構成を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、この実施の形態の再エネ・クロス発電システムは、第１の自然エネルギー生成部としての太陽光発電設備１０と、第２の自然エネルギー生成部としての風力発電設備２０とを備える。
【００１６】
太陽光発電設備１０は、ソーラーパネル１１（以下「ＰＶ１１」と称す）とパワーコンディショナシステム１２（以下「ＰＣＳ１２」と称す）を備える。
【００１７】
ＰＶ１１は、太陽光を受光して発電する。ＰＶ１１は１基が例えば５００ｋＷのものであり、複数台（例えば２０台）を直列接続して構成し１００００ｋＷを発電する能力を有する。
【００１８】
ＰＣＳ１２は、それぞれのＰＶ１１の直流電力を交流電力に変換する機能（ＤＣ／ＡＣコンバータの機能）とＰＶ１１の発電量を抑制する制御機能を有する。
【００１９】
ＰＣＳ１２は、主コントローラ３０から受け取った制御値Ｐｖｎを基にＰＶ１１毎に出力を抑制する。ここに示した太陽光発電設備１０の構成例は一例であり、さまざまな発電量での設備構成が可能である。
【００２０】
風力発電設備２０は、風車発電機２１（以下「ＷＴ２１」と称す）とパワーコンディショナシステム２２（以下「ＰＣＳ２２」と称す）と風車コントローラ２３とを備える。
【００２１】
ＷＴ２１は、風車の回転により発電する。この例では、既存の太陽光発電設備１０に２基のＷＴ２１を増設する形で設備増強したものである。ＷＴ２１は、１基が例えば３２００ｋＷのものであり、２基で６４００ｋＷを発電する能力を有する。
【００２２】
ＰＣＳ２２は、それぞれのＷＴ２１の電力を変圧する機能（ＡＣ／ＡＣ変換機能）とＷＴ２１の翼の角度や方向を変えることで発電量を制御（増減）する制御機能を有する。
【００２３】
風車コントローラ２３は、分担値算出部２４を有する。分担値算出部２４は、主コントローラ３０からの制御値を受けて、２基のＷＴ２１のうちそれぞれの分担値を算出し、算出したＷＴ２１毎の分担値を基に各ＰＣＳ２２に対して出力指示値を出力する。ここに示した風力発電設備２０の構成例は一例であり、さまざまな発電量での設備構成が可能である。
【００２４】
また、この再エネ・クロス発電システムは、互いの電力系統を接続する送電線上に開閉器（図示せず）、変圧器５１、第１電力検出器としての計器用変成器１３、第２電力検出器としての計器用変成器２５、第３電力検出器としての計器用変成器５２などを備える。計器用変成器はＣＴ（Current Transformer）やＶＴ（Voltage Transformer）などである。
【００２５】
計器用変成器１３は、太陽光発電設備１０により発電される電圧および電流などの電力を検出する。計器用変成器２５は、風力発電設備２０により発電される電圧および電流などの電力を検出する。計器用変成器５２は、これら発電設備の連系点の電圧および電流などの電力を検出する。
【００２６】
さらに、この再エネ・クロス発電システムは、互いの設備を連系運用するために指令（制御信号）を出力する制御部としての主コントローラ３０を備える。主コントローラ３０は、メモリ３１、移動平均演算部３２〜３４、減算器３５、指令制御部３６、太陽光発電指令生成部３７、風力発電指令生成部３８、加算器３９、４０、指令変換部４１などを備える。
【００２７】
メモリ３１は、各電力の計測値、計測値から計算した移動平均の値、および連系点の電力の上限値を含む各電力設備の制御条件を記憶している。
【００２８】
制御条件は、例えば連系点の電力の上限値（例えば１００００ｋＷ：発電所設備定格）、各太陽光と風力の各設備の制御値の範囲（例えば太陽光は０〜１００００ｋＷ、風力は０〜６４００ｋＷ）、上昇方向および下降方向の制御幅（例えば１ステップが１００ｋＷで、２ステップ、３ステップにすることもある）、制御周期（１〜６００秒：初期値は３０秒）、制御値調整用の定数ｎ、目標値やその範囲などである。制御値および目標値は演算結果で常に変動する。
【００２９】
主コントローラ３０は、移動平均演算部３２〜３４により算出された各電力の移動平均の推移が、予めメモリ３１に設定されている上限値を超えない範囲で制御条件を満たすように太陽光発電設備１０と風力発電設備２０との発電量を配分し、各電力設備１０、２０をそれぞれ制御する。
【００３０】
移動平均演算部３２〜３４は、各計器用変成器１３、２５、５２によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、既にメモリ３１に記憶されている移動平均の算出値と合わせて各電力の移動平均を都度新たに算出しメモリ３１に記憶（更新）する。
【００３１】
減算器３５は、移動平均演算部３２により連系点の電力Ｐｇの移動平均値とメモリ３１の上限値（１００００ｋＷ：発電所設備定格）との差分をとって連系点補正成分を生成し、指令制御部３６に出力する。
【００３２】
指令制御部３６は、太陽光発電指令生成部３７および風力発電指令生成部３８により生成される電力指令と各計器用変成器により検出される電力の測定値（実測値）とその時点の目標値とを基に電力指令の出力タイミングと補正値を決定し、太陽光発電設備１０および風力発電設備２０の発電量を増減させるための制御を行う。
【００３３】
指令制御部３６は、太陽光発電設備１０の発電電力が上昇または下降する局面では、風力発電設備２０の発電電力の下降または上昇が遅延することを予め想定した風力発電の目標値を設定して風力発電設備２０を制御する。
【００３４】
指令制御部３６は、検出される連系点の電力Ｐｇが上限値を超えることが予想される場合、上限値を超える電力を、供給先へ出力しないようにカットオフ制御する。
【００３５】
また、指令制御部３６は、例えば太陽光発電設備１０を優先して発電させ、上限値から太陽光発電設備１０の発電電力を差し引いた不足分を風力発電設備２０の発電量で補うように制御する。
【００３６】
指令制御部３６は、入力された連系点補正成分と、各電力設備の計測値Ｐｐｖ、Ｐｗｔの移動平均値から、太陽光発電および風力発電の各電力指令に加減する補正値を出力する。補正値は、制御誤差、変圧器損失分を補正し、上限値の１００００ｋＷに届かない部分を補正するためのものである。
【００３７】
指令制御部３６は、計測、制御・変圧器などの誤差を補正するために、連系点の計測値Ｐｇとメモリ３１に記憶されている上限値（１００００ｋＷ）を基に、連系点の計測値Ｐｇが発電目標値になるように補正値を算出する。つまり指令制御部３６は、検出された連系点の電力Ｐｇが予め設定した連系点の目標値となるように補正する補正部として機能する。
【００３８】
太陽光発電指令生成部３７は、移動平均演算部３２により演算された電力（計測値Ｐｐｖ）の移動平均値とメモリ３１に記憶されている目標値ＰＶｓｖとを基に新たな発電電力上限指令（０〜１００００ｋＷ）を生成し加算器３９へ出力する。加算部３９は補正値と加算した結果を指令値（制御値Ｐｖｎ）として指令変換部４１へ出力する。
【００３９】
風力発電指令生成部３８は、移動平均演算部３２により演算された電力（計測値Ｐｗｔ）の移動平均値とメモリ３１に記憶されている目標値ＷＴｓｖとを基に新たな発電電力上限指令（０〜６４００ｋＷ）を生成し加算器４０へ出力する。加算部４０は補正値と加算した結果を指令変換部４１へ出力する。
【００４０】
指令変換部４１は、太陽光発電設備１０側のリミッタ回路４２と割合変換部４３および風力発電設備２０側のリミッタ回路４４と割合変換部４５とを有している。リミッタ回路４２は、出力すべき太陽光出力目標値ＰＶｓｖを下限（３６００ｋＷ）と上限（１０００００ｋＷ）の範囲に制限する。
【００４１】
割合変換部４３は、目標値として電力量を割合に変換する。すなわちリミッタ回路４２と割合変換部４３は、太陽光発電指令生成部３７から入力された電力指令（０〜１００００ｋＷ）を、太陽光発電設備１０側の総発電量に対する割合（３６〜１００％）に変換して出力する。
【００４２】
同様に、リミッタ回路４４は、出力すべき風力発電出力目標値ＷＴｓｖ（風力発電設備２０の総発電量）の上限（６４００ｋＷ）を制限する。すなわちリミッタ回路４４と割合変換部４５は、風力発電指令生成部３８から入力された電力指令（０〜６４００ｋＷ）を風力発電設備２０側の総発電量に対する割合（０〜１００％）に変換して出力する。
【００４３】
以下、図２のフローチャートと図３のグラフを参照してこの実施の形態のハイブリッド発電システムの動作を説明する。
この実施の形態の再エネ・クロス発電システムの場合、主コントローラ３０は、各計器用変成器１３、２５、５２により検出される電力（計測値Ｐｇ、Ｐｐｖ、Ｐｗｔ）を常時監視しており、一定時間毎にサンプリングし、メモリ３１に記憶する（図２のステップＳ１０１）。
【００４４】
この際、移動平均演算部３２〜３４は、メモリ３１に記憶されている各電力（計測値）を読み出して、新たに検出された電力値を加えて移動平均を算出し、メモリ３１のデータを更新する（ステップＳ１０２）。
【００４５】
指令制御部３６は、メモリ３１から太陽光と風力それぞれの出力の目標値ＰＶｓｖ、ＷＴｓｖを読み出して加算して、加算した合計値（Ｖｓｖ+ＷＴｓｖ）が出力上限値（１００００ｋＷ）を超えないことを確認する（図３の符号７１）。
【００４６】
続いて、指令制御部３６は、メモリ３１から太陽光と風力それぞれの計測値Ｐｐｖ、Ｐｗｔを読み出して加算して、加算した合計値（Ｐｐｖ+Ｐｗｔ）と出力上限値（１００００ｋＷ）とを比較し、合計値（Ｐｐｖ+Ｐｗｔ）が出力上限値（１００００ｋＷ）を超えることが予測される場合（Ｓ１０３のＮｏ）、出力上限値（１００００ｋＷ）を超えないよう、各設備の一部の開閉器（図示せず）を開放したり、負荷を切り替えるなどしてピークカット制御を行う（Ｓ１０４）。
【００４７】
続いて、指令制御部３６は、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが、太陽光出力目標値ＰＶｓｖの範囲の中の下限の値（３６００ｋＷ）より低い値か否かを確認する（Ｓ１０５）。
【００４８】
この確認の結果、図３の符号７２に示すように、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが下限の値（３６００ｋＷ）を下回る状況では、太陽光出力目標値ＰＶｓｖを「３６００ｋＷ」、風力出力目標値ＷＴｓｖを「６４００ｋＷ」に設定したままにする（ステップＳ１０６：目標値固定）。
【００４９】
また、指令制御部３６は、メモリ３１から読み出した移動平均を基に、実際の太陽光発電の計測値Ｐｐｖが上昇傾向にあるか下降傾向にあるかを確認する（ステップＳ１０７）。
【００５０】
この確認の結果、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが上昇傾向にあり（ステップＳ１０７の上昇）、計測値Ｐｐｖが制御値Ｐｖｎを超えた場合（ステップＳ１０８のＹｅｓ）、図３の符号７３に示すように、風力発電の計測値Ｐｗｔを下降させるように風力出力目標値ＷＴｓｖを所定の制御幅でダウンさせる制御を行う（ステップＳ１０９，図３の符号７３）。
【００５１】
そして、指令制御部３６は、風力発電の計測値Ｐｗｔの移動平均が実際に降下してゆくことを確認しながら、計測値Ｐｗｔの移動平均を監視し、計測値Ｐｗｔの移動平均が目標値ＷＴｓｖを下回った場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが上昇する方向に太陽光出力目標値ＰＶｓｖを設定する（ステップＳ１１１，図３の符号７４）。
【００５２】
なお、図３の符号７５に示すように、風力発電の計測値Ｐｗｔが、風力出力目標値ＷＴｓｖよりも下がることは問題ないものとする。
【００５３】
一方、ステップＳ１０７の確認ステップにおいて、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが下降し始めたら（下降傾向になった場合）（ステップＳ１０７の下降）、指令制御部３６は、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが下降する方向に太陽光出力目標値ＰＶｓｖを設定する（ステップＳ１１２，図３の符号７６）。
【００５４】
そして、指令制御部３６は、太陽光発電の計測値Ｐｐｖの移動平均が実際に降下してゆくことを確認しながら、太陽光発電の計測値Ｐｐｖの移動平均を監視し、計測値Ｐｐｖの移動平均が制御値Ｐｖｎを下回った場合（ステップＳ１１３のＹｅｓ）、風力発電の計測値Ｐｗｔを上昇させるように風力出力目標値ＷＴｓｖを所定の制御幅でアップさせる制御を行う（ステップＳ１１４，図３の符号７７）。
【００５５】
なお、このような動作の例は一例であり、各ステップを入れ替え、また新たなステップを追加したり、一部のステップを削除することで、動作をさまざまに変えることも可能である。曇りなどの天候で、太陽光発電の計測値Ｐｐｖの移動平均が３６００ｋＷを超えない間は、ステップＳ１０６と同様に目標値を固定する。
【００５６】
続いて、図４、図５を参照してこの再エネ・クロス発電システムにおける太陽光出力目標値ＰＶｓｖ、風力出力目標値ＷＴｓｖの決定動作について説明する。まず、図５を参照して太陽光発電出力が上昇時の動作を説明する。
【００５７】
（太陽光発電出力が上昇時）
太陽光発電出力が上昇時に、指令制御部３６は、太陽光発電の計測値Ｐｐｖと太陽光発電の制御値Ｐｖｎとを監視し比較する中で、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが制御値Ｐｖｎを超えた場合（図４の符号８１）、風力発電の目標値ＷＴｓｖを下降させる（図４の符号８２）。制御値Ｐｖｎは目標値ＷＴｓｖから定数ｎを差し引いた値である。
【００５８】
そして、図４の符号８３の時点で、指令制御部３６は、風力発電の実際の計測値Ｐｗｔが目標値ＷＴｓｖ未満であることを確認した後、太陽光発電の目標値ＰＶｓｖを上昇させる（図４の符号８４）。
【００５９】
その後、図４の符号８５の時点で、風力発電の実際の計測値Ｐｗｔが目標値ＷＴｓｖ以上になっていた場合、指令制御部３６は、太陽光発電の目標値ＰＶｓｖを前回の値のまま維持する（図４の符号８６）。
【００６０】
そして、図４の符号８７の時点で、指令制御部３６は、風力発電の実際の計測値Ｐｗｔが目標値ＷＴｓｖ未満になったことを確認すると、太陽光発電の目標値ＰＶｓｖを上昇させるよう設定を変更する（図４の符号８８）。
【００６１】
なお、符号ＷＴｓｖｍｉｎは風力発電下降時の制御幅、符号ＰＶｓｖｍａｎは太陽光発電上昇時の制御幅である。このようにして太陽光発電出力が上昇時に、風力発電側の出力を徐々に下降させる。
【００６２】
（太陽光発電出力が下降時）
太陽光発電出力が下降時に、指令制御部３６は、太陽光発電の計測値Ｐｐｖと太陽光発電の制御値Ｐｖｎとを監視し比較する中で、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが制御値Ｐｖｎを下回った場合（図５の符号９１）、太陽光発電の目標値ＰＶｓｖを下降させる（図５の符号９２）。
【００６３】
その後、図５の符号９３の時点でも、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが制御値Ｐｖｎ未満であった場合、指令制御部３６は、太陽光発電の目標値ＰＶｓｖをさらに下降させる（図５の符号９４）。
【００６４】
そして、指令制御部３６は、太陽光発電の計測値Ｐｐｖが制御値Ｐｖｎ未満であることを確認すると、風力発電の目標値ＷＴｓｖを上昇させる（図５の符号９５）。このようにして太陽光発電出力が下降時に、風力発電側の出力を徐々に上昇させる。
【００６５】
（効果）
このようにこの実施の形態の再エネ・クロス発電システムによれば、太陽光発電設備１０と風力発電設備２０とを連系させて、連系出力の上限値を設定し、風力発電の遅延を考慮して太陽光発電と風力発電の配分および目標値を定め、その目標値に近づくように太陽光発電と風力発電の設備へ電力指令を出力することで、自然エネルギーそれぞれの特徴を生かして発電設備を高効率に運用することができる。
【００６６】
すなわち、太陽光発電と風力発電の各電力の移動平均の推移が、予め設定されている上限値を超えない範囲で制御条件（太陽光発電を優先するなど）を満たすように太陽光発電と風力発電との発電量を配分し、各電力設備を制御することで、自然エネルギーを組み合わせて効率よく発電することができる。
【００６７】
また、本発明によれば、以下のような効果がある。
検出される各電力設備の電力の移動平均の推移を基に、今後の目標値や制御値（電力指令）を決定することで、目標値の前後での細かな切り替え動作をなくして平準的な制御が可能になる。
【００６８】
本発明の実施の形態を説明したが、この実施の形態は、例として示したものであり、この他の様々な形態で実施が可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【００６９】
また上記の実施の形態に示した主コントローラ３０の各構成要素を、コンピュータのハードディスク装置などのストレージにインストールしたプログラムで実現してもよく、また上記プログラムを、コンピュータ読取可能な電子媒体：electronic mediaに記憶しておき、プログラムを電子媒体からコンピュータに読み取らせることで本発明の機能をコンピュータが実現するようにしてもよい。電子媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やフラッシュメモリ、リムーバブルメディア：Removable media等が含まれる。さらに、ネットワークを介して接続した異なるコンピュータに構成要素を分散して記憶し、各構成要素を機能させたコンピュータ間で通信することで実現してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０…太陽光発電設備、１１…ソーラーパネル、１２、２２…パワーコンディショナシステム（ＰＣＳ）、１３，２５、５２…計器用変成器、２０…風力発電設備、２１…風車発電機、２３…風車コントローラ、２４…分担値算出部、３０…主コントローラ、３１…メモリ、３２〜３４…移動平均演算部、３５…減算器、３６…指令制御部、３７…太陽光発電指令生成部、３８…風力発電指令生成部、３９、４０…加算器、４１…指令変換部、４２、４４…リミッタ回路、４３、４５…割合変換部、５１…変圧器。
【図１】
2018196199.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月8日(2018.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを利用する第１発電設備と、制御指令を出してから発電が追従するまでの制御特性が前記第１発電設備とは異なる自然エネルギー利用の第２発電設備とを連系点で接続し連系運用する発電システムにおいて、
前記第１発電設備により発電される電力を検出する第１電力検出器と、
前記第２発電設備により発電される電力を検出する第２電力検出器と、
前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の範囲を含む制御条件を記憶するメモリと、
前記第１、第２電力検出器によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記第１発電設備の計測値の移動平均と前記第２発電設備の計測値の移動平均とこれら移動平均を合計した合計値とを算出する演算部と、
それぞれの発電設備の移動平均の推移が上昇傾向か下降傾向かによって前記合計値が前記閾値を超えない範囲で前記第１発電設備の発電量の目標値と前記第２発電設備の発電量の目標値とを一定時間毎に設定し、設定した前記第１発電設備の目標値を基に前記第１発電設備の発電を制御し、設定した前記第２発電設備の目標値を基に前記第２発電設備の発電を制御する制御部と
を具備することを特徴とする発電システム。
【請求項２】
風車の回転により発電する風力発電設備と、太陽光を受光して発電する太陽光発電設備とを連系点で接続し連系運用する発電システムにおいて、
前記太陽光発電設備により発電される電力を検出する第１電力検出器と、
前記風力発電設備により発電される電力を検出する第２電力検出器と、
前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の範囲を含む制御条件を記憶するメモリと、
前記第１、第２電力検出器によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記太陽光発電設備の計測値の移動平均と前記風力発電設備の計測値の移動平均とこれら移動平均を合計した合計値とを算出する演算部と、
それぞれの発電設備の移動平均の推移が上昇傾向か下降傾向かによって前記合計値が前記閾値を超えない各発電量の範囲で前記太陽光発電設備の発電量の目標値と前記風力発電設備の発電量の目標値とを一定時間毎に設定し、設定した前記太陽光発電設備の目標値を基に前記太陽光発電設備の発電を制御し、設定した前記風力電設備の目標値を基に前記風力発電設備の発電を制御する制御部と
を具備することを特徴とする発電システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記合計値が前記閾値を超える分の電力を、一部の開閉器を開放することによりカットする制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２いずれか記載の発電システム。
【請求項４】
自然エネルギーを利用する第１発電設備と、制御指令を出してから発電が追従するまでの制御特性が前記第１発電設備とは異なる自然エネルギー利用の第２発電設備とを連系点で接続し供給先へ出力する発電システムにおける発電方法において、
前記第１発電設備により発電される電力を第１電力検出器により検出し、
前記第２発電設備により発電される電力を第２電力検出器により検出し、
前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の範囲を含む制御条件を記憶し、
それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記第１発電設備の計測値の移動平均と前記第２発電設備の計測値の移動平均とこれら移動平均を加算した合計値とを算出し、
それぞれの発電設備の移動平均の推移が上昇傾向か下降傾向かを確認しその確認結果によって前記合計値が前記閾値を超えない各発電量の範囲で前記第１発電設備の発電量の目標値と前記第２発電設備の発電量の目標値とを一定時間毎に設定し、設定した前記第１発電設備の目標値を基に前記第１発電設備の発電を制御し、設定した前記第２発電設備の目標値を基に前記第２発電設備の発電を制御することを特徴とする発電方法。
【請求項５】
風車の回転により発電する風力発電設備と、太陽光を受光して発電する太陽光発電設備とを連系点で接続しこれらの発電設備により発電された電力を供給先へ出力する発電システムにおける発電方法において、
前記太陽光発電設備により発電される電力を検出し、
前記風力発電設備により発電される電力を検出し、
前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の範囲を含む制御条件をメモリに記憶し、
それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記太陽光発電設備の計測値の移動平均と前記風力発電設備の計測値の移動平均とこれら移動平均を合計した合計値とを算出し、
それぞれの発電設備の移動平均の推移が上昇傾向か下降傾向かによって前記合計値が前記閾値を超えない各発電量の範囲で前記太陽光発電設備の発電量の目標値と前記風力発電設備の発電量の目標値とを一定時間毎に設定し、設定した前記太陽光発電設備の目標値を基に前記太陽光発電設備の発電を制御し、設定した前記風力電設備の目標値を基に前記風力発電設備の発電を制御する
ことを特徴とする発電方法。
【請求項６】
前記合計値が前記閾値を超える分の電力を、一部の開閉器を開放することによりカットする制御を行うことを特徴とする請求項４または請求項５いずれか記載の発電方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の発電システムは、自然エネルギーを利用する第１発電設備と、制御指令を出してから発電が追従するまでの制御特性が前記第１発電設備とは異なる自然エネルギー利用の第２発電設備とを連系点で接続し連系運用する発電システムにおいて、前記第１発電設備により発電される電力を検出する第１電力検出器と、前記第２発電設備により発電される電力を検出する第２電力検出器と、前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の範囲を含む制御条件を記憶するメモリと、前記第１、第２電力検出器によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記第１発電設備の計測値の移動平均と前記第２発電設備の計測値の移動平均とこれら移動平均を合計した合計値とを算出する演算部と、それぞれの発電設備の移動平均の推移が上昇傾向か下降傾向かによって前記合計値が前記閾値を超えない各発電量の範囲で前記第１発電設備の発電量の目標値と前記第２発電設備の発電量の目標値とを一定時間毎に設定し、設定した前記第１発電設備の目標値を基に前記第１発電設備の発電を制御し、設定した前記第２発電設備の目標値を基に前記第２発電設備の発電を制御する制御部とを具備する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の発電方法は、自然エネルギーを利用する第１発電設備と、制御指令を出してから発電が追従するまでの制御特性が前記第１発電設備とは異なる自然エネルギー利用の第２発電設備とを連系点で接続し連系運用する発電システムにおける発電方法において、前記第１発電設備により発電される電力を第１電力検出器により検出し、前記第２発電設備により発電される電力を第２電力検出器により検出し、前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の範囲を含む制御条件を記憶し、それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記第１発電設備の計測値の移動平均と前記第２発電設備の計測値の移動平均とこれら移動平均を加算した合計値とを算出し、それぞれの発電設備の移動平均の推移が上昇傾向か下降傾向かを確認しその確認結果によって前記合計値が前記閾値を超えない各発電量の範囲で前記第１発電設備の発電量の目標値と前記第２発電設備の発電量の目標値とを一定時間毎に設定し、設定した前記第１発電設備の目標値を基に前記第１発電設備の発電を制御し、設定した前記第２発電設備の目標値を基に前記第２発電設備の発電を制御することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
移動平均演算部３２〜３４は、各計器用変成器１３、２５、５２によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、既にメモリ３１に記憶されている測定値と合わせて各電力の移動平均を都度新たに算出しメモリ３１に記憶（更新）する。
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月12日(2018.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを利用する第１発電設備と、制御指令を出してから発電が追従するまでの制御特性が前記第１発電設備とは異なる自然エネルギー利用の第２発電設備とを連系点で接続し連系運用する発電システムにおいて、
前記第１発電設備により発電される電力を検出する第１電力検出器と、
前記第２発電設備により発電される電力を検出する第２電力検出器と、
前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の目標値を含む制御条件を記憶するメモリと、
前記第１、第２電力検出器によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記第１発電設備の計測値の移動平均と前記第２発電設備の計測値の移動平均とを算出する演算部と、
前記第１発電設備の計測値の移動平均が下降してゆき、前記第１発電設備の発電量の目標値を下回った場合、前記第２発電設備の計測値が上昇する方向に前記第２発電設備の目標値を設定する制御を行う制御部と
を具備することを特徴とする発電システム。
【請求項２】
風車の回転により発電する風力発電設備と、太陽光を受光して発電する太陽光発電設備とを連系点で接続しこれらの発電設備により発電された電力を供給先へ出力する発電システムにおいて、
前記太陽光発電設備により発電される電力を検出する第１電力検出器と、
前記風力発電設備により発電される電力を検出する第２電力検出器と、
前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記太陽光発電設備、前記風力発電設備の各発電量の目標値を含む制御条件を記憶するメモリと、
前記第１、第２電力検出器によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記太陽光発電設備の計測値の移動平均と前記風力発電設備の計測値の移動平均とを算出する演算部と、
前記風力発電設備の計測値の移動平均が下降してゆき、前記風力発電設備の発電量の目標値を下回った場合、前記太陽光発電設備の計測値が上昇する方向に前記太陽光発電設備の目標値を設定する制御を行う制御部と
を具備することを特徴とする発電システム。
【請求項３】
前記制御部は、
各発電設備の計測値を加算した合計値が前記閾値を超える分の電力を、一部の開閉器を開放することによりカットする制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２いずれか記載の発電システム。
【請求項４】
自然エネルギーを利用する第１発電設備と、制御指令を出してから発電が追従するまでの制御特性が前記第１発電設備とは異なる自然エネルギー利用の第２発電設備とを連系点で接続し連系運用する発電システムにおける発電方法において、
前記第１発電設備により発電される電力を第１電力検出器により検出し、
前記第２発電設備により発電される電力を第２電力検出器により検出し、
前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の目標値を含む制御条件を記憶し、
それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記第１発電設備の計測値の移動平均と前記第２発電設備の計測値の移動平均とを算出し、
前記第１発電設備の計測値の移動平均が下降してゆき、前記第１発電設備の発電量の目標値を下回った場合、前記第２発電設備の計測値が上昇する方向に前記第２発電設備の目標値を設定する制御を行うことを特徴とする発電方法。
【請求項５】
風車の回転により発電する風力発電設備と、太陽光を受光して発電する太陽光発電設備とを連系点で接続しこれらの発電設備により発電された電力を供給先へ出力する発電システムにおける発電方法において、
前記太陽光発電設備により発電される電力を検出し、
前記風力発電設備により発電される電力を検出し、
前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記太陽光発電設備、前記風力発電設備の各発電量の目標値を含む制御条件をメモリに記憶し、
それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記太陽光発電設備の計測値の移動平均と前記風力発電設備の計測値の移動平均とを算出し、
前記風力発電設備の計測値の移動平均が下降してゆき、前記風力発電設備の発電量の目標値を下回った場合、前記太陽光発電設備の計測値が上昇する方向に前記太陽光発電設備の目標値を設定する制御を行う
ことを特徴とする発電方法。
【請求項６】
各発電設備の計測値を加算した合計値が前記閾値を超える分の電力を、一部の開閉器を開放することによりカットする制御を行うことを特徴とする請求項４または請求項５いずれか記載の発電方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の発電システムは、自然エネルギーを利用する第１発電設備と、制御指令を出してから発電が追従するまでの制御特性が前記第１発電設備とは異なる自然エネルギー利用の第２発電設備とを連系点で接続し供給先へ出力する発電システムにおいて、前記第１発電設備により発電される電力を検出する第１電力検出器と、前記第２発電設備により発電される電力を検出する第２電力検出器と、前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の目標値を含む制御条件を記憶するメモリと、前記第１、第２電力検出器によりそれぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記第１発電設備の計測値の移動平均と前記第２発電設備の計測値の移動平均とを算出する演算部と、前記第１発電設備の計測値の移動平均が下降してゆき、前記第１発電設備の発電量の目標値を下回った場合、前記第２発電設備の計測値が上昇する方向に前記第２発電設備の目標値を設定する制御を行う制御部とを具備する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の発電方法は、自然エネルギーを利用する第１発電設備と、制御指令を出してから発電が追従するまでの制御特性が前記第１発電設備とは異なる自然エネルギー利用の第２発電設備とを連系点で接続し供給先へ出力する発電システムにおける発電方法において、前記第１発電設備により発電される電力を第１電力検出器により検出し、前記第２発電設備により発電される電力を第２電力検出器により検出し、前記連系点における電力の出力上限を定めた閾値、前記第１および第２発電設備の各発電量の目標値を含む制御条件を記憶し、それぞれ検出された電力を所定周期でサンプリングして、前記第１発電設備の計測値の移動平均と前記第２発電設備の計測値の移動平均とを算出し、前記第１発電設備の計測値の移動平均が下降してゆき、前記第１発電設備の発電量の目標値を下回った場合、前記第２発電設備の計測値が上昇する方向に前記第２発電設備の目標値を設定する制御を行うことを特徴とする。