(57)【要約】【課題】設置状況や設置場所の環境等に依らずに安定して電力を供給する。【解決手段】  風車１１を含む発電機１０からの多相交流電力から商用電力を生成する電力変換回路（コンバータ２２、インバータ２３等）を備えた発電制御装置２０は、発電機１０からの多相交流電力を整流して放電する放電回路３０と、多相交流電力のうち商用電力を生成する上で超過した分の電力を放電回路３０に放電させるとともに電力変換回路（２２、２３等）による多相交流電力からの家庭用電力の生成を制御する風車制御部１６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】
風車を含む発電機からの多相交流電力から商用電力を生成する電力変換回路を備えた発電制御装置であって、
前記発電機からの多相交流電力を整流して放電する放電回路と、
前記多相交流電力のうち前記商用電力を生成する上で超過した分の電力を前記放電回路に放電させるとともに前記電力変換回路による前記多相交流電力からの商用電力の生成を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする発電制御装置。
【請求項２】
前記放電回路は、前記整流された電力を消費する放電抵抗と、該放電抵抗に流れる電流量を制御する半導体スイッチと、該半導体スイッチの導通／遮断状態を制御する制御回路と、を含み、
前記制御部は、前記制御回路を介して前記半導体スイッチの導通／遮断状態を制御することで、前記放電回路に放電させる電力量を制御することを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記風車の回転数より求まる風速と該風速を検出した際の発電量とに基づいて前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を取得しておき、実稼働時に前記取得しておいた基準値に基づいて前記放電回路および前記電力変換回路とを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の発電制御装置。
【請求項４】
前記多相交流電力は、三相交流電力であり、
前記制御部は、前記三相交流電力のうち少なくとも二相の電力をＶ結線して当該三相交流電力の電力値を検出することで前記発電量を求めることを特徴とする請求項３に記載の発電制御装置。
【請求項５】
風車を含む発電機からの多相交流電力から商用電力を生成する電力変換回路と、前記発電機からの多相交流電力を整流して放電する放電回路と、を備えた発電制御装置の最適制御方法であって、
前記放電回路に放電させる電力を最小値から前記発電機が現在発電している電力の最大値まで切り替えた際の前記発電機の発電量に基づいて、前記発電機による発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を取得する基準値取得ステップと、
前記基準値取得ステップにて取得された基準値でメモリに格納されている値を更新する基準値更新ステップと、
前記メモリに格納されている基準値に基づいて、前記発電機による現在の発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする発電制御装置の最適制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電制御装置およびその最適制御方法に関し、特に、自家発電用の発電制御装置およびその最適制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭において風力や水力や火力や地熱や太陽光などの自然エネルギーを利用して電気エネルギーを生成する発電機が注目されている。例えば以下に示す特許文献１が開示するところの家庭用発電システムは、自然エネルギーを利用して発電した交流電力を直流電力に変換した後、この電力を直接または一旦蓄積した後に家庭内に設置された電気器具などの負荷に供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２４８４６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、従来では、設置状況や設置場所の環境等によって変動する発電機の発電特性が考慮されていなかった。このため、従来の発電機、特に自家発電用の発電機では、設置状況や設置場所の環境等に応じて供給電力が変動してしまうという問題が存在した。
【０００５】
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、設置状況や設置場所の環境等に依らずに安定して電力を供給することが可能な発電制御装置および発電制御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】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明による発電制御装置は、風車を含む発電機からの多相交流電力から家庭用電力を生成する電力変換回路を備えた発電制御装置であって、前記発電機からの多相交流電力を整流して放電する放電回路と、前記多相交流電力のうち前記家庭用電力を生成する上で超過した分の電力を前記放電回路に放電させるとともに前記電力変換回路による前記多相交流電力からの家庭用電力の生成を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
上記した本発明による発電制御装置は、前記放電回路が、前記整流された電力を消費する放電抵抗と、該放電抵抗に流れる電流量を制御する半導体スイッチと、該半導体スイッチの導通／遮断状態を制御する制御回路と、を含み、前記制御部が、前記制御回路を介して前記半導体スイッチの導通／遮断状態を制御することで、前記放電回路に放電させる電力量を制御することを特徴とする。
【０００８】
上記した本発明による発電制御装置は、前記制御部が、前記風車の回転数より求まる風速と該風速を検出した際の発電量とに基づいて前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を取得しておき、実稼働時に前記取得しておいた基準値に基づいて前記放電回路および前記電力変換回路とを制御することを特徴とする。
【０００９】
上記した本発明による発電制御装置は、前記多相交流電力が、三相交流電力であり、前記制御部が、前記三相交流電力のうち少なくとも二相の電力をＶ結線して当該三相交流電力の電力値を検出することで前記発電量を求めることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による発電制御装置の最適制御方法は、風車を含む発電機からの多相交流電力から家庭用電力を生成する電力変換回路と、前記発電機からの多相交流電力を整流して放電する放電回路と、を備えた発電制御装置の最適制御方法であって、前記放電回路に放電させる電力を最小値から前記発電機が現在発電している電力の最大値まで切り替えた際の前記発電機の発電量に基づいて、前記発電機による発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を取得する基準値取得ステップと、前記基準値取得ステップにて取得された基準値でメモリに格納されている値を更新する基準値更新ステップと、前記メモリに格納されている基準値に基づいて、前記発電機による現在の発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現実の設置後に実測された発電機の発電量から最適な制御を行うための基準値を取得し、この基準値に基づいて放電回路および電力変換回路を制御するため、設置状況や設置場所の環境等に依らずに安定して電力を供給することが可能な発電制御装置およびその発電制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１による風力発電機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施の形態による風車制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施の形態による二相電圧検出部の一例を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態による負荷電流実効値変換回路の一例を示す回路図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態による制御演算器の全体概略動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図５に示す自動更新ルーチンの具体例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の説明では、風力発電機を例に挙げるが、本発明はこれに限定されず、水力発電機や火力発電機や地熱発電機や太陽光発電機や波力発電機などの種々の発電機に適用可能である。
【００１４】
風力発電機を含むあらゆる発電機において、その最適制御は大変重要であり、高度な技術が要求される。そこで本実施の形態では、図１に示す風力発電機１を例に挙げ、その風車１１のシャフト１２に連結されている永久磁石同期発電機（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＰＭＳＧ）１３の発電特性を、このＰＭＳＧ１３を制御するための基準値として事前に把握しておき、この基準値とその場での測定値とを比較演算し、この比較結果に応じてＰＭＳＧ１３を最適に制御する。
【００１５】
以下、本実施の形態による風力発電機１の構成およびその自動制御方法を、図面を用いて詳細に説明する。なお、図１は、本発明の一実施の形態による風力発電機１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、風力発電機１は、風を受けて電気的エネルギー（電力）を生成する発電機１０と、発電機１０で生成された電力および／またはバッテリ２４に蓄積された電力から家庭用電力を生成する発電制御装置２０と、を備える。
【００１６】
発電機１０は、風を受けて回転する風車１１と、回転を電気エネルギーに変換するＰＭＳＧ１３と、風車１１の回転をＰＭＳＧ１３へ伝達するシャフト１２と、を備える。発電機１０のＰＭＳＧ１３からは、３本の電力ラインＬ１〜Ｌ３が引き出されている。ＰＭＳＧ１３は、生成した電力を電力ラインＬ１〜Ｌ３に三相交流電力として出力する。電力ラインＬ１〜Ｌ３に供給された三相交流電力は、三相整流ダイオード２１にて直流電力に変換された後、コンバータ２２において整流される。また、家庭における家電製品などの負荷２５へは、コンバータ２２から出力された電力および／またはバッテリ２４から供給された電力からインバータ２３において商用電力が生成され、この商用電力が供給される。
【００１７】
なお、発電機１０の発電特性は、上述したように、発電機１０自体の特性のばらつきや風車１１の組立て状態のばらつきや発電機１０の設置場所の条件等によって異なってくる。そこで、発電制御装置２０は、発電機１０を設置後の最初の起動時、その設置場所での風速と発電量との対応を把握して最適制御基準値として取得し、この取得した最適制御基準値を内部のメモリに記憶しておく。また、発電制御装置２０は、後に不図示のスイッチ（後述する自動更新有効化スイッチ）で自動更新機能が有効とされた場合、その設置場所での風速と発電量との対応を再度把握して最適制御基準値として取得し、この取得した最適制御基準値でメモリ内の値を自動的に更新する。これにより、本実施の形態では、設置場所において日々変化する発電量が把握できるため、最も効率的に発電機１０を制御することを可能である。
【００１８】
次に、発電制御部２０の構成および動作（最適制御方法）を、具体的に説明する。図１に示すように、発電制御部２０は、放電回路３０を備える。放電回路３０には、発電機１０において過大に発電された電力を放電するための過大発電放電抵抗３３が搭載されている。放電回路３０は、発電機１０が過大発電した際に一定電流を消費する負荷として動作することで、風車１１を低速回転させるための回路である。なお、放電回路３０は、電力ラインＬ１〜Ｌ３から分岐された三相交流電力を三相整流ダイオード３１およびキャパシタ３２により直流電力に変換し、この直流電力を過大発電放電抵抗３３にて消費する回路である。なお、過大発電放電抵抗３３への電流の流入は、風車制御部１６が定電流／定電力制御回路３５を介して半導体スイッチ３４の導通状態を制御することで制御される。
【００１９】
ここで、発電制御部２０の動作を制御する風車制御部１６について、図面を用いて詳細に説明する。図２は、本実施の形態による風車制御部１６の概略構成例を示すブロック図である。図２に示すように、風車制御部１６は、風車１１の回転数を検出する発電機回転数検出部１６１と、風車１１の回転数に応じた最適制御基準値の初期値（以下、最適制御初期値という）を取得する最適制御初期値取得部１６２と、発電機の回転数ごとの発電値を配列した発電値配列を記憶するＥＥＰＲＯＭ型記憶素子等で構成された発電値配列記憶部１６３と、実測された値より求められた最適制御基準値を記憶するフラッシュ型記憶素子等で構成された最適制御取得値記憶部１６４と、風車１１の回転数に対応した発電値を取得する発電値取得部１６５と、電力ラインＬ１〜Ｌ３のうち１つの電力ラインＬ１の電圧と負荷電流を検出して実効値で変換した電圧Ｙ１を掛け算する乗算回路１６６ａおよび電力ラインＬ３の電圧と負荷電流を検出して実効値で変換した電圧Ｙ３を掛け算する乗算回路１６６ｄと、２つの乗算回路１６６ａおよび１６６ｄで計算された二相電力を検出して三相電力で変換する三相電力計算部１６７と、発電機１０が過大発電した際に超過分の電力を放電回路３０に放電させる過大発電制御部１６８と、風車制御部１６を含む発電制御装置２０全体を制御する制御演算器１６９と、を備える。
【００２０】
ここで、電力ラインＬ１〜Ｌ３に供給された三相電力を検出するための構成を、図面を用いて詳細に説明する。図３は、本実施の形態において、三相電力のうちの電圧を検出するための構成を示す回路図である。図４は、本実施の形態において、三相電力のうちの電流を検出するための構成を示す回路図である。
【００２１】
図３に示すように、本実施の形態では、電力ラインＬ１に供給された交流電圧を検出する単相電圧検出回路１６６ｂと、電力ラインＬ３に供給された交流電圧を検出する単相電圧検出回路１６６ｅと、を備え、電圧検出回路１６６ｂ及び電圧検出回路１６６ｅをＶ結線して発電機１０から出力された三相交流電圧を検出する。
【００２２】
単相電圧検出回路１６６ｂは、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５と、キャパシタＣ１、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６およびＣ１７と、絶縁フォトカプラＡｍｐ１と、比較器Ｃｍｐ１と、小型直流コンバータＤＤ１と、三端子シリーズレギュレータＵ１と、を含む。同様に、単相電圧検出回路１６６ｅは、抵抗Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２７、Ｒ２８、Ｒ２９およびＲ３０と、キャパシタＣ１８、Ｃ１９、Ｃ２３、Ｃ２８、Ｃ２９、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３およびＣ３４と、絶縁フォトカプラＡｍｐ２と、比較器Ｃｍｐ２と、小型直流コンバータＤＤ２と、三端子シリーズレギュレータＵ２と、を含む。
【００２３】
図３に示すように、絶縁フォトカプラＡｍｐ１／Ａｍｐ２と小型直流コンバータＤＤ１／ＤＤ２とを用いることで、比較的高価な絶縁アンプモジュールを使用せずに交流電圧を検出することが可能である。また、各単相電圧検出回路１６６ｂおよび１６６ｅをＶ結線することで、Ｙ結線やΔ結線を用いた場合よりも回路構成を簡略化することが可能である。
【００２４】
また、本実施の形態では、図４に示すように、抵抗Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４８およびＲ４９と、キャパシタＣ４２、Ｃ４３、Ｃ４４、Ｃ４７、Ｃ４８、Ｃ４９、Ｃ５０およびＣ５１と、実効値変換器Ａ１と、を含む負荷電流実効値変換回路１６６ｃおよび１６６ｆを用いて、三相電力における電流を検出する。
【００２５】
以上のような構成を備えた本実施の形態では、風力発電機１を設置した当初であってシステムの正常運転前に、発電制御装置２０のみを動作させ、そのときに風車１１の回転が始まると、発電機１０から風速に応じた三相交流電力が発生する。その後、不図示の自動更新スイッチがオンされると、発電制御装置２０は、風速が実稼働可能な状態となった後、すなわち発電機１０によって十分な量の発電が可能となった後に、発電制御装置２０（特に放電回路３０および電力変換回路（コンバータ２２、インバータ２３等）を最適に制御するための基準値（最適制御基準値）を取得／更新する動作を実行する。この動作において、発電制御装置２０は、事前に把握している発電機の回転速度に比例した発電電力の基準値を放電回路３０へ制御信号として出力する。この際に出力される基準値は、例えば風車制御部１６における制御演算器１６９を構成するマイクロコンピュータの分解能単位の値とすることができる。すなわち、放電回路３０に放電させる電力量は、マイクロコンピュータの分解能単位の値とすることができる。
【００２６】
なお、最適制御基準値が取得されていたいときの制御のために、予めメーカ側で設定しておいた基準値（最適制御初期値）を記憶媒体発電機の発電値配列記憶部１６３に記憶しておく。風力発電機１の設置当初は、この発電機の発電値配列記憶部１６３に記憶されている最適制御初期値に基づいて、発電機１０の発電特性が取得される。
【００２７】
また、放電回路３０に発電機１０が発電した電力の一部を放電させた場合、放電回路３０は、発電機１０の負荷として作用する。そこで本実施の形態では、放電回路３０に発電機１０が発電した電力の一部を放電させた際の発電機１０の発電量を測定し、この値から風速に応じて発電制御装置２０を最適に制御するための基準値（現場で取得した最適制御基準値）を取得し、この最適制御基準値をリライタブルな記憶媒体（最適制御取得値記憶部１６４）に記憶しておく。
【００２８】
ただし、設置後の当初に発電機１０が発電する電力量が発電機１０の能力の最大値であるとは限らない。そこで本実施の形態では、そのときに発電可能な電力量の最大値までについて最適制御基準値を取得し、これを最適制御取得値記憶部１６４に格納しておく。また、本実施の形態では、設置後の正常運転時に、設置当初を含む前回最適制御取得値を更新した際の発電量を今回の発電量が超えた場合、再度そのときに発電可能な電力量の最大値までについて最適制御基準値を取得し、これで最適制御取得値記憶部１６４に記憶されている最適制御基準値を更新する。この際、超えた分のみの最適制御基準値を取得するようにしてもよい。このように、起動時ごとに、そのときの最大発電量に応じて最適制御基準値を記憶／更新することで、発電機１０の能力における最大発電量までの最適制御基準値を把握することが可能である。
【００２９】
次に、本実施の形態による発電制御装置２０の動作、すなわち発電機１０の最適制御方法について、図面を用いて詳細に説明する。図５は、本実施の形態による発電制御装置２０の概略動作を示すフローチャートである。また、図６は、図５に示す自動更新ルーチンの詳細を示すフローチャートである。なお、図５に示す動作は、風力発電機１の設置後の最初の起動時や、その後のシステム運用時に適宜実行される。
【００３０】
図５に示すように、本実施の形態では、発電制御装置２０は、起動後、まず初期化処理を実行する（ステップＳ１０１）。次に、図１に示すバッテリ２４が正常であるか否か、すなわちバッテリ２４が正常に接続されているか否かや、バッテリ２４のみで家庭用電力を生成可能な程度にバッテリ２４の残量があるか否か等を判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の判断の結果、バッテリ２４が正常でない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、発電制御装置２０は、バッテリ２４が正常となるまでステップＳ１０２の判定を繰り返すことで待機する。一方、ステップＳ１０２の判定の結果、バッテリ２４が正常である場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、不図示の自動更新有効化スイッチがオンされているか否か、すなわち自動更新機能が有効化されているか否かを判定し（ステップＳ１０３）、有効化されている場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、図６に示す自動更新ルーチンを実行する（ステップＳ１０４）。なお、自動更新ルーチンの詳細については、後述において図６を用いて詳細に説明する。
【００３１】
一方、自動更新有効化スイッチがオンされていない場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、発電制御装置２０は、続いて図１に示すインバータ２３を有効化するための不図示のスイッチ（インバータスイッチ）がオンされているか否か、すなわち風力発電機１が実稼働の状態とされているか否かを判定し（ステップＳ１０５）、オンされていない場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、ステップＳ１０５の判定を繰り返すことで負荷２５への家庭用電力の供給を待機する。
【００３２】
一方、ステップＳ１０５の判定の結果、インバータスイッチがオンされている場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、インバータ２３の運転を開始して発電機１０からの三相電力より家庭用電力の発電を開始する（ステップＳ１０６）。続いて、発電制御装置２０は、ステップＳ１０６の結果、家庭用電力の発電が確認できたか否かを判定し（ステップＳ１０７）、確認できない場合（ステップＳ１０７のＮｏ）、バッテリ２４からの電力を用いて発電するバッテリ運転モードを実行し（ステップＳ１０８）、その後、ステップＳ１１２へ移行する。
【００３３】
一方、ステップＳ１０７の判定の結果、発電機１０からの電力に基づいた家庭用電力の発電が確認できた場合（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、図２に示す発電値配列記憶部１６３に記憶された発電値配列および最適制御取得値記憶部１６４に記憶された最適制御基準値を用いた発電機１０の最適制御を実行する（ステップＳ１０９）。
【００３４】
続いて、発電制御装置２０は、発電機１０による発電状況が正常であるか否か、すなわち発電機１０から供給される三相交流電力がインバータ２３による発電を可能とする定格以内であるか否かを判定し（ステップＳ１１０）、正常でない場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、発電機１０による発電量を調節するための発電量調節制御ルーチンを実行する（ステップＳ１１１）。なお、この発電量調節制御ルーチンは、発電機１０による発電状況が正常となるまで継続される。
【００３５】
一方、ステップＳ１１０の判定の結果、発電機１０による発電状況が正常である場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、インバータスイッチがオフされたか否か、すなわち風力発電機１の実稼働が停止指示されたか否かを判定し（ステップＳ１１２）、オフされていた場合（ステップＳ１１２のＹｅｓ）、図５に示す動作を終了する。一方、インバータスイッチがオフされていない場合（ステップＳ１１２のＮｏ）、発電制御装置２０は、ステップＳ１０６へ帰還し、以降の動作を実行する。
【００３６】
次に、図５のステップＳ１０４に示す自動更新ルーチンについて、図６を用いて詳細に説明する。図６に示すように、本実施の形態による自動更新ルーチンでは、発電制御装置２０は、発電機回転数検出部１６１において検出された風車１１の回転数より現在の風速を検出する（ステップＳ２０１）。続いて、発電制御装置２０は、ステップＳ２０１で検出した風速が発電可能な風速であるか否かを判定し（ステップＳ２０２）、発電可能な風速でない場合（ステップＳ２０２のＮｏ）、発電可能な風速となるまでステップＳ２０２の判定を繰り返すことで待機する。
【００３７】
一方、ステップＳ２０１で検出された風速が発電可能な風速である場合（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、続いて発電可能な風速が維持されているか否かを判定し（ステップＳ２０３）、維持されていない場合（ステップＳ２０３のＮｏ）、ステップＳ２０１へ帰還して、再度、発電可能な風速となるまで待機する。一方、発電可能な風速が維持されている場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、続いて、前回の起動時に発電値配列記憶部１６３に記憶されている発電値配列を更新したか否かを判定し（ステップＳ２０４）、更新していない場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、そのままステップＳ２０６へ移行する。一方、前回の起動時に発電値配列を更新した場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、前回発電値配列を更新した際の最大値よりも今回の最大値の方が大きいか否かを判定し（ステップＳ２０５）、大きくない場合（ステップＳ２０５のＮｏ）、図５に示す動作へリターンする。一方、ステップＳ２０５の判定の結果、前回発電値配列を更新した際の最大値よりも今回の最大値の方が大きい場合（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、ステップＳ２０６へ移行する。
【００３８】
ステップＳ２０６では、発電制御装置２０は、発電値配列記憶部１６３に記憶された発電値配列から今回の最大風速に比例した配列値を読み出し（ステップＳ２０６）、この読み出した配列値に基づいて放電回路３０の最大制限値を出力する（ステップＳ２０７）。また、発電値制御部２０は、放電回路３０に定電力モードを設定する。（ステップＳ２０８）。
【００３９】
次に、今回検出された電力に基づいた最低値から最大値までの放電回路の制御基準値を分解能の順序で出力する（ステップＳ２０９）。その次、発電制御装置２０は、放電回路３０の動作を開始し（ステップＳ２１０）、放電回路３０による放電電力の値を測定電力として測定する（ステップＳ２１１）。続いて、発電制御装置２０は、放電回路が出力した測定電力が維持されているか否かを判定し（ステップＳ２１２）、維持されていない場合（ステップＳ２１２のＮｏ）、放電回路の制御基準値を１つ繰り下げ（ステップＳ２１３）、その後、ステップＳ２０９へ帰還して、同様の動作を実行する。
【００４０】
一方、放電回路が出力した測定電力が維持されている場合（ステップＳ２１２のＹｅｓ）、発電制御装置２０は、放電回路制御基準値の分解能に応じて三相交流電力のパラメータＷｖ，ＷｉおよびＷｐを測定し（ステップＳ２１４）、このパラメータにより求めた新たな最適制御基準値にて最適制御取得値記憶部１６４に記憶されている最適制御基準値をステップＳ２０９における放電回路制御基準値の最大値まで更新する（ステップＳ２１５）。その後、発電制御装置２０は、ステップＳ２０９へ帰還し、以降の動作を実行する。
【００４１】
また、ステップＳ２１５の判定の結果、発電制御装置２０は、最適制御取得値記憶部１６４へ測定した最大値の更新を完了して（ステップＳ２１６）、図５に示す動作へリターンする。
【００４２】
以上のように動作することで、本実施の形態では、起動するたびに自動更新ルーチンを実行して、その状況に応じて最適制御値を更新することが可能となるため、上述したように、設置状況や設置場所の環境等に依らずに安定して電力を供給することが可能となる。
【００４３】
また、以上のような動作とすることで、本実施の形態では、追加回路を必要とせずにマイクロコンピュータに実行させるプログラムのみで、発電機１０の発電条件のばらつぎを容易に把握することが可能となる。なお、把握した発電特性（最適制御基準値）は、例えばＲＳ２３２通信やその他の有線または無線通信回線を通じてベンダ側のコンピュータ等へ送信してもよい。これにより、製造者においた複数の発電機１０の発電特性を資料化することが可能となる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態では、風車１１の回転数を検出し、この回転数に応じて風力発電機１を最適制御する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、例えば風速を検出し、この風速に応じて風力発電機１を最適制御するように構成することも可能である。この場合、図２の発電機回転数検出部１６１を風速センサの検出回路で置き換えられる。
【００４５】
また、上記実施の形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、回転力を利用する全ての発電機を採用した発電装置に対応が可能であり、仕様等に応じて種々変形することも本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。例えば各実施の形態に対して適宜例示した変形例は、他の実施の形態に対して適用することも可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４６】
１  風力発電機
１０  発電機
１１  風車
１２  シャフト
１３  ＰＭＳＧ
１４、１５  電流センサ
１６  風車制御部
２０  発電制御装置   
２１  三相整流ダイオード
２２  ＤＣ−ＤＣコンバータ
２３  インバータ
２４  バッテリ
２５  負荷
３０  放電回路
３１  三相整流ダイオード
３２  電解コンデンサ
３３  放電抵抗
３４  半導体スイッチ
３５  定電流／定電力制御回路
Ｕ１、Ｕ２  三端子シリーズレギュレータ
１６１  発電機回転数検出部
１６２  最適制御初期値取得部
１６３  発電値配列記憶部
１６４  最適制御取得値記憶部  
１６５  発電値取得部
１６６ａ、１６６ｄ  乗算回路
１６６ｂ、１６６ｅ  単相電圧検出回路
１６６ｃ、１６６ｆ  負荷電流実効値変換回路
１６７  三相電力計算部
１６８  過大発電制御部
１６９  制御演算器
Ａ１  実効値変換器
Ａｍｐ１、Ａｍｐ２  絶縁フォトカプラ
Ｃ１、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７、Ｃ１８、Ｃ１９、Ｃ２３、Ｃ２８、Ｃ２９、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３、Ｃ３４、Ｃ４２、Ｃ４３、Ｃ４４、Ｃ４７、Ｃ４８、Ｃ４９、Ｃ５０、Ｃ５１  キャパシタ
Ｃｍｐ１、Ｃｍｐ２  比較器
ＤＤ１、ＤＤ２  小型直流コンバータ
Ｌ１〜Ｌ３  電力ライン
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８、Ｒ１９、Ｒ２０、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２７、Ｒ２８、Ｒ２９、Ｒ３０、Ｒ４５、Ｒ４６、Ｒ４８、Ｒ４９  抵抗
【図１】
2011114908.tif 000003
【図２】
2011114908.tif 000004
【図３】
2011114908.tif 000005
【図４】
2011114908.tif 000006
【図５】
2011114908.tif 000007
【図６】
2011114908.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月5日(2010.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明による発電制御装置は、風車を含む発電機からの多相交流電力から商用電力を生成する電力変換回路を備えた発電制御装置であって、前記発電機からの多相交流電力を整流して放電する放電回路と、前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を格納する記憶部と、前記多相交流電力のうち前記商用電力を生成する上で超過した分の電力を前記放電回路に前記記憶部に記憶されている前記基準値に基づいて放電させるとともに前記電力変換回路による前記多相交流電力からの商用電力の生成を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記放電回路に放電させる電力を最小値から前記発電機が現在発電している電力の最大値まで切り替えた際の前記発電機の発電量に基づいて、前記発電機による発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を新たに取得し、該新たに取得した基準値で前記記憶部に格納されている基準値を更新することを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記した本発明による発電制御装置は、前記放電回路が、前記整流された電力を消費する放電抵抗と、該放電抵抗に流れる電流量を制御する半導体スイッチと、該半導体スイッチの導通／遮断状態を制御する制御回路と、を含み、前記制御部が、前記制御回路を介して前記半導体スイッチの導通／遮断状態を制御することで、前記発電機が発生している電力の最大値を超えないように前記放電回路を動作させるために、整流後の放電電圧に基づいて前記放電抵抗に放電させる電力を制限しながら該放電抵抗に流れる電力の最大値を制御することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明による発電制御装置の最適制御方法は、風車を含む発電機からの多相交流電力から商用電力を生成する電力変換回路と、前記発電機からの多相交流電力を整流して放電する放電回路と、該放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を格納する記憶部と、を備えた発電制御装置の最適制御方法であって、前記放電回路に放電させる電力を最小値から前記発電機が現在発電している電力の最大値まで切り替えた際の前記発電機の発電量に基づいて、前記発電機による発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を新たに取得する基準値取得ステップと、前記基準値取得ステップにて新たに取得された基準値で前記記憶部に格納されている基準値を更新する基準値更新ステップと、前記記憶部に格納されている基準値に基づいて、前記発電機による現在の発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【手続補正５】
【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】
上記した本発明による発電制御装置の最適制御方法は、前記基準値取得ステップが、前記発電制御装置の起動ごとに実行されることを特徴とする。
【手続補正６】
【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】
風車を含む発電機からの多相交流電力から商用電力を生成する電力変換回路を備えた発電制御装置であって、
前記発電機からの多相交流電力を整流して放電する放電回路と、
前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を格納する記憶部と、
前記多相交流電力のうち前記商用電力を生成する上で超過した分の電力を前記放電回路に前記記憶部に記憶されている前記基準値に基づいて放電させるとともに前記電力変換回路による前記多相交流電力からの商用電力の生成を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記放電回路に放電させる電力を最小値から前記発電機が現在発電している電力の最大値まで切り替えた際の前記発電機の発電量に基づいて、前記発電機による発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を新たに取得し、該新たに取得した基準値で前記記憶部に格納されている基準値を更新することを特徴とする発電制御装置。
【請求項２】
前記放電回路は、前記整流された電力を消費する放電抵抗と、該放電抵抗に流れる電流量を制御する半導体スイッチと、該半導体スイッチの導通／遮断状態を制御する制御回路と、を含み、
前記制御部は、前記制御回路を介して前記半導体スイッチの導通／遮断状態を制御することで、前記発電機が発生している電力の最大値を超えないように前記放電回路を動作させるために、整流後の放電電圧に基づいて前記放電抵抗に放電させる電力を制限しながら該放電抵抗に流れる電力の最大値を制御することを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。
【請求項３】
風車を含む発電機からの多相交流電力から商用電力を生成する電力変換回路と、前記発電機からの多相交流電力を整流して放電する放電回路と、該放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を格納する記憶部と、を備えた発電制御装置の最適制御方法であって、
前記放電回路に放電させる電力を最小値から前記発電機が現在発電している電力の最大値まで切り替えた際の前記発電機の発電量に基づいて、前記発電機による発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を最適に制御するための基準値を新たに取得する基準値取得ステップと、
前記基準値取得ステップにて新たに取得された基準値で前記記憶部に格納されている基準値を更新する基準値更新ステップと、
前記記憶部に格納されている基準値に基づいて、前記発電機による現在の発電量に応じて前記放電回路および前記電力変換回路を制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする発電制御装置の最適制御方法。
【請求項４】
前記基準値取得ステップは、前記発電制御装置の起動ごとに実行されることを特徴とする請求項３に記載の発電制御装置の最適制御方法。