(57)【要約】【課題】風力発電装置の距離に基づいて計測データの予測値の精度を高めた制御装置、ウィンドファーム、制御方法およびプログラムを提供すること。【解決手段】  本発明の実施形態によれば、複数の風力発電装置のそれぞれに設けられた計測器での計測データを、前記風力発電装置間の距離に基づいて重み付けして、異常が発生した前記計測器での前記計測データの予測値を算出する演算部と、前記予測値に基づいて前記異常が発生した計測器に設けられた前記風力発電装置を制御する制御手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の風力発電装置のそれぞれに設けられた計測器での計測データを、前記風力発電装置間の距離に基づいて重み付けして、異常が発生した前記計測器での前記計測データの予測値を算出する演算部と、
前記予測値に基づいて前記異常が発生した計測器に設けられた前記風力発電装置を制御する制御手段と、
を備える制御装置。
【請求項２】
前記計測データを重み付けする重み係数を記憶する記憶部をさらに備える請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
複数の風力発電装置と、
前記風力発電装置のそれぞれに設けられ、前記風力発電装置の計測データを計測する計測器と、
請求項１または２に記載の制御装置と、
を備えるウィンドファーム。
【請求項４】
複数の風力発電装置間の距離に基づき、前記風力発電装置のそれぞれに設けられた計測器の計測データを重み付けする重み係数、および異常が発生した計測器を除く他の前記計測器の前記計測データに基づいて、前記異常が発生した計測器での前記計測データの予測値を算出するステップと、
前記予測値に基づいて、前記異常が発生した計測器が設けられた前記風力発電装置を制御するステップと、
からなる制御方法。
【請求項５】
複数の風力発電装置間の距離に基づき、前記風力発電装置のそれぞれに設けられた計測器の計測データを重み付けする重み係数、および異常が発生した計測器を除く他の前記計測器の前記計測データに基づいて、前記異常が発生した計測器での前記計測データの予測値を算出するステップと、
前記予測値に基づいて、前記異常が発生した計測器が設けられた前記風力発電装置を制御するステップと、
を制御装置に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、制御装置、ウィンドファーム、制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の風力発電装置で構成されたウィンドファームでは、風力発電装置に設けられた計測器に異常が発生した場合に、他の風力発電装置の計測データに基づいて予測値を算出し、その予測値を用いてこの風力発電装置を運転制御する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４３３６８２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１２００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、従来のように他の風力発電装置の計測データに基づいた制御方法では、風速、風向きおよび設置箇所等の周囲の環境が計測器に異常が発生した風力発電装置と大きく異なる計測データを予測値に反映する場合もあり、その予測精度が低下する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、風力発電装置の距離に基づいて計測データの予測値の精度を高めた制御装置、ウィンドファーム、制御方法およびプログラムを提供することである。
【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、実施形態の制御装置は、複数の風力発電装置のそれぞれに設けられた計測器での計測データを、前記風力発電装置間の距離に基づいて重み付けして、異常が発生した前記計測器での前記計測データの予測値を算出する演算部と、前記予測値に基づいて前記異常が発生した計測器に設けられた前記風力発電装置を制御する制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、風力発電装置の距離に基づいて計測データの予測値の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るウィンドファームの概要図である。
【図２】実施形態に係る重み係数の一覧表である。
【図３】実施形態に係る制御装置の処理フローである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
まず、実施形態に係る制御装置およびウィンドファームについて、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るウィンドファームの概要図である。ウィンドファーム１は、風力発電装置２ａから２ｅと、計測器３ａから３ｅと、制御装置１０で構成される。
【００１０】
風力発電装置２ａから２ｅは、風力を利用した発電方式によって電力を発生させる。風力発電装置２ａから２ｅは、それぞれ電力系統（図示していない）に接続され、風力発電装置２ａから２ｅのそれぞれが発生させた電力を、電力系統（図示していない）に供給（送電）する。
【００１１】
計測器３ａから３ｅは、風力発電装置２ａから２ｅに接続され、風力発電装置の計測データを計測する。本実施形態の場合、例えば風力発電装置２ａには計測器３ａが、風力発電装置２ｂには計測器３ｂがそれぞれ接続される。ここでいう計測データとは、風力発電装置から出力される電力の周波数、電圧、電流、有効電力、無効電力、力率、風速、風向、温度、その他風力発電装置の稼動状況に関するパラメータである。本実施形態では、風力発電装置と計測器とが別々の機器として接続された場合を例示しているが、計測器３ａから３ｅは、対応する風力発電装置に内蔵されていてもよい。
【００１２】
制御装置１０は、評価部１１と、重み係数ＤＢ１２と、演算部１３と、指令部１４から構成され、計測器３ａから３ｅで計測された計測データに基づいて、風力発電装置２ａから２ｅを制御する。
【００１３】
評価部１１は、計測器３ａから３ｅのそれぞれで計測された計測データを受信すると共に、計測器の異常を検知する。ここでいう計測器の異常の検知とは、例えば計測器からの異常を知らせる通知を受信した場合、計測器から一定時間継続して計測データが送信されない場合を示す。
【００１４】
評価部１１は、計測器の異常を検知した場合、予測値を用いた制御が必要であると評価する。
【００１５】
重み係数ＤＢ１２は、風力発電装置２ａから２ｅの互いの距離に基づいて、他の風力発電装置ごとの重み係数を記憶する。本実施形態では、風力発電装置２ａから２ｅの互いの距離として水平距離を例示して説明するが、例えば標高差や、風力発電装置間の直線距離でもよい。また、水平距離とは、風力発電装置間の水平方向（重力方向に垂直な方向）の距離を、標高差とは、風力発電装置間の重力方向の高さの差を、直線距離とは、風力発電装置間を結ぶ線分の距離をそれぞれ示す。
【００１６】
ここで、重み係数ＤＢ１２で記憶される重み係数について、図２を用いて説明する。図２は、実施形態に係る重み係数の一覧表である。本実施形態では、風力発電装置間の距離の逆数を重み係数とする場合を例示して説明する。例えば、風力発電装置２ａにおいては、風力発電装置２ａと風力発電装置２ｂとの距離に基づいて重み係数Ｋａｂを、風力発電装置２ａと風力発電装置２ｃとの距離に基づいて重み係数Ｋａｃをそれぞれ算出し、それらの結果が重み係数ＤＢ１２に記憶される。他の風力発電装置の重み係数についても同様である。
【００１７】
なお、この重み係数は、例えば水平距離の大きい順にあらかじめ設定された重み係数の値を割り振ってもよい。ただし、水平距離に基づく重み係数と標高差に基づく重み係数がそれぞれ存在する場合は、水平距離に基づく重み係数を優先し、距離が同じ場合に標高差による重み係数を用いることが好ましい。風力発電装置間の距離に関するパラメータに基づいて重み付けを行う理由は、風力発電装置の互いの距離が近いほど、類似する環境で風力発電装置を稼動させるからである。また、重み係数の算出は、制御装置１０に重み係数の算出部（図示していない）を設け、この算出部で行ってもよいし、あらかじめ外部で実施してもよい。
【００１８】
演算部１３は、評価部１１が予測値を用いた制御が必要と評価した場合に、異常が発生した計測器を除く他の計測器で計測された計測データと、重み係数ＤＢ１２に記憶された重み係数とを用いて、異常が発生した計測器で計測されるはずだった計測データの予測値を算出する。この予測値の算出方法については後述する。
【００１９】
指令部１４は、他の計測器で計測された計測データと、演算部１３で算出された計測データの予測値に基づいて、風力発電装置２ａから２ｅのそれぞれを制御する。
【００２０】
次に、実施形態に係る制御装置１０の処理手順について、図３を用いて説明する。図３は、制御装置の処理フローである。本実施形態では、この処理フローを行う前に、重み係数ＤＢ１２に重み係数が記憶されていることとする。また、以降では計測データが風速の大きさ（風速値）であり、かつ異常が発生した計測器が計測器３ａである場合を例示して説明する。
【００２１】
まず、評価部１１は、計測器３ａから３ｅのそれぞれから風力発電装置の風速値（計測データ）を受信する（Ｓ１）。評価部１１は、計測器３ａの異常を検知したか否かを評価し（Ｓ２）、評価部１１が計測器３ａの異常を検知していない、つまり全ての計測器で異常が発生していない場合は、評価部１１から指令部１４に対して、計測器３ａから３ｅのそれぞれで計測された風速値を送信すると共に、全ての計測器に異常がないことを通知する（Ｓ３）。ステップＳ３を実施した後には、ステップＳ６が実施される。
【００２２】
評価部１１が計測器３ａの異常を検知した場合は、評価部１１から演算部１３に対して、計測器３ｂから３ｅで計測された風速値を送信すると共に、計測器３ａで計測されるはずだった風速の予測値を算出するよう指示する（Ｓ４）。この際に、評価部１１は、計測器３ｂから３ｅで計測された風速値を指令部１４にも送信する。
【００２３】
演算部１３は、計測器３ｂから３ｅで計測された風速値と、重み係数ＤＢ１２で記憶された、計測器３ａに異常が発生した場合の重み係数に基づいて、計測器３ａで計測されるはずだった風速の予測値を算出する（Ｓ５）。ステップＳ５を実施した後には、ステップＳ６が実施される。
【００２４】
この風速の予測値は、以下の数（１）により算出される。ここで登場するｖｉは、計測器３ｂから３ｅのいずれかで計測された風速値を、Ｋａｉは、図２に示す重み係数の一覧表のうち、計測器３ａに異常が発生した場合の重み係数のいずれかをそれぞれ表す。この風速の予測値は、演算部１３から指令部１４に送信される。
【数１】
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【００２５】
なお、本実施形態では、風速の予測値の算出にあたり、数（１）を用いる場合を例示して説明したが、その算出方法は数（１）に限定されない。
【００２６】
指令部１４は、計測器３ａから３ｅで計測された風速値、あるいは計測器３ａで計測されるはずだった予測値に基づいて、風力発電装置２ａから２ｅのそれぞれを制御する（Ｓ６）。
【００２７】
上述した実施形態によれば、風力発電装置間の距離や標高差など、その距離に関するパラメータに基づき、計測データに重み付けを行って予測値を算出することにより、風力発電装置の計測器に異常が発生した場合でも、より高い精度でその風力発電装置を制御できる。また、風力発電装置間の位置に関するパラメータに基づいて重み付けを行うため、重み係数を決定するにあたり複雑な解析等を必要とせず、既設の風力発電設備等にも適用が可能である。
【００２８】
なお、本実施形態では、風力発電装置２ａから２ｅの計五台の風力発電装置の場合を例示して説明したが、風力発電装置は複数台あればよく、その台数は限定されない。また、本実施形態では、計測器３ａに異常が発生した場合、つまり異常が発生した計測器が１つの場合を例示して説明したが、異常が発生した計測器が複数あってもよい。
【００２９】
さらに、本実施形態では、制御装置１０の処理フローを行う前に重み係数ＤＢ１２に重み係数が記憶されていることとしたが、処理フローを行う際に重み係数を算出してもよい。その場合は、重み係数ＤＢが設置されなくてもよい。
【００３０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１．ウィンドファーム、２ａ〜２ｅ．風力発電装置、３ａ〜３ｅ．計測器、１０．制御装置、１１．評価部。１２．重み係数ＤＢ、１３．演算部、１４．指令部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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