(57)【要約】【課題】太陽光発電所や風力発電所等の不安定な出力を、内燃力発電所で補う出力電力補償システムを提供する。【解決手段】太陽光発電所１３−１、１３−２や風力発電所１５−１、１５−２は、出力電力２５−１〜２５−４データをセンタ３に送る。センタ３は、これら合計出力電力値と、目標出力値との差を算出し、内燃力発電所９に送り、出力を制御して全体としての出力電力値の安定を図る。このように、不安定な自然力発電所の出力を、内燃力発電所の出力で補う。更に、急激な気象変化が予測される場合には、センタ３が出力変動予測を行い、それに従って内燃力発電所を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の自然力発電設備と、内燃力発電設備と、センタとが、ネットワークを介して接続された出力電力補償システムであって、
前記自然力発電設備は、出力電力値を前記センタに送る手段を具備し、
前記センタは、
複数の前記自然力発電設備の出力電力値を合計する手段と、
目標出力値と前記合計出力電力値との差を算出する手段と、
前記差電力値を前記内燃力発電所に送る手段と、
を、具備することを特徴とする出力電力補償システム。
【請求項２】
前記自然力発電設備は、気象監視装置と、前記気象監視装置の出力を前記センタに送る手段と、を具備し、
前記センタは、
データベースを検索する手段と、
前記気象監視装置の出力と、前記データベースのデータとを用いて気象変動予測を行う手段と、
前記気象変動予測から、複数の前記自然力発電設備の合計出力電力値を予測する手段と、
目標出力値と前記合計出力電力値との差を算出する手段と、
前記差電力値を前記内燃力発電所に送る手段と、
を、更に具備することを特徴とする請求項１記載の出力電力補償システム。
【請求項３】
前記センタは、前記合計出力電力値が変動許容値の範囲に収まるように、前記内燃力発電設備の発電量を制御することを特徴とする請求項２記載の出力電力補償システム。
【請求項４】
前記自然力発電設備は、太陽光発電所や風力発電所等であることを特徴とする請求項２記載の出力電力補償システム。
【請求項５】
前記気象監視装置は、前記自然力発電設備に設置され日照状況や風況等を測定することを特徴とする請求項２記載の出力補償システム。
【請求項６】
前記データベースは、気象変動データベース、変動予測ロジック、変動許容値等を具備することを特徴とする請求項２記載の出力補償システム。
【請求項７】
複数の自然力発電設備と、内燃力発電設備とに、ネットワークを介して接続されており、
前記自然力発電設備から送られる出力電力値を合計する手段と、
目標出力値と前記合計出力電力値との差を算出する手段と、
前記差電力値を前記内燃力発電所に送る手段と、
を、具備することを特徴とするセンタ。
【請求項８】
データベースを検索する手段と、
前記自然力発電設備が備える気象監視装置の出力と、前記データベースのデータとを用いて気象変動予測を行う手段と、
前記気象変動予測から、複数の前記自然力発電設備の合計出力電力値を予測する手段と、
目標出力値と前記合計出力電力値との差を算出する手段と、
前記差電力値を前記内燃力発電所に送る手段と、
を、更に具備することを特徴とする請求項７記載のセンタ。
【請求項９】
前記合計出力電力値が変動許容値の範囲に収まるように、前記内燃力発電設備の発電量を制御することを特徴とする請求項８記載のセンタ。
【請求項１０】
前記データベースは、気象変動データベース、変動予測ロジック、変動許容値等を具備することを特徴とする請求項８記載のセンタ。
【請求項１１】
請求項７記載のセンタを実現するためのプログラム。
【請求項１２】
請求項７記載のセンタを実現するためのプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽光発電所や風力発電所等の不安定な出力を、内燃力発電所の出力で補う出力電力補償システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自然力発電設備としては、太陽光発電や風力発電等がある。太陽光発電は、光エネルギを半導体素子を用いて電気エネルギに変換して発電を行う。風力発電は、風のエネルギを風車で回転運動に変え、それで発電機を駆動して電気エネルギを得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、太陽光発電や風力発電は、日照状況や風況により、出力が大きく変動し、出力電力系統に対して悪影響を与えていた。また、気象条件だけでなく、例えば日没等の時間帯前後では、太陽光発電の場合に大きく出力が変動していた。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、太陽光発電所や風力発電所等の不安定な出力を、内燃力発電所の出力で補う出力電力補償システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために第１の発明は、複数の自然力発電設備と、内燃力発電設備と、センタとが、ネットワークを介して接続された出力電力補償システムであって、前記自然力発電設備は、出力電力値を前記センタに送る手段を具備し、前記センタは、複数の前記自然力発電設備の出力電力値を合計する手段と、目標出力値と前記合計出力電力値との差を算出する手段と、前記差電力値を前記内燃力発電所に送る手段と、を、具備することを特徴とする出力電力補償システムである。
【０００６】
第１の発明の出力電力補償システムは、自然力発電設備の出力電力値がネットワークを介してセンタに送られ、センタは、自然力発電設備の出力電力値を合計し、目標出力値と合計出力電力値との差を内燃力発電設備に送り、発電補充をさせる。
【０００７】
更に自然力発電設備は、気象監視装置の出力をセンタに送り、センタは、気象監視装置の出力と、データベースのデータとを用いて気象変動予測を行い、気象変動予測から、自然力発電設備の合計出力電力値を予測し、目標出力値と合計出力電力値との差を算出して、内燃力発電所に送る。
【０００８】
自然力発電設備とは、太陽光発電所や風力発電所等である。気象監視装置は、自然力発電設備に設置され日照状況や風況等を測定しセンタに送る。
【０００９】
第２の発明は、複数の自然力発電設備と、内燃力発電設備とに、ネットワークを介して接続されており、前記自然力発電設備から送られる出力電力値を合計する手段と、目標出力値と前記合計出力電力値との差を算出する手段と、前記差電力値を前記内燃力発電所に送る手段と、を、具備することを特徴とするセンタである。
【００１０】
第２の発明のセンタは、自然力発電設備から送られる出力電力値を合計し、目標出力値と合計出力電力値との差を算出し、差電力値を内燃力発電所に送り、発電補填をさせる。
【００１１】
更に、センタは、自然力発電設備が備える気象監視装置の出力と、データベースのデータとを用いて気象変動予測を行い、自然力発電設備の合計出力電力値を予測して、目標出力値と合計出力電力値との差を算出し、差電力値を内燃力発電所にり発電補填をさせる。
【００１２】
第３の発明は、請求項７記載のセンタを実現するためのプログラムである。
【００１３】
第３の発明のプログラムは、第２の発明のセンタを機能させるものであり、このプログラムをネットワークを介して流通させることもできる。
【００１４】
第４の発明は、請求項７記載のセンタを実現するためのプログラムを記録した記録媒体である。
【００１５】
第４の発明の記録媒体は、第２の発明のセンタを機能させるプログラムを記憶しており、この記録媒体を流通させることもでき、またこのプログラムをネットワークを介して流通させることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る出力電力補償システム１の構成を示す図である。出力電力補償システム１は、太陽光発電所１３−１、１３−２と、風力発電所１５−１、１５−２と、センタ３とが、インターネットなどのネットワーク７で接続されている。また、センタ３は、内燃力発電所９に接続される。図１では、センタ３と内燃力発電所９が直接接続されるように示したが、ネットワーク７を介して接続されるとしても構わない。
【００１７】
尚、太陽光発電所１３−１、１３−２と、風力発電所１５−１、１５−２は、自然力を利用した自然力発電設備である。即ち、太陽光発電装置１７−１、１７−２は、太陽光エネルギを半導体素子を用いて電気エネルギに変換して発電を行う。風力発電装置１９−１、１９−２は、風のエネルギを風車で回転運動に変えて発電機を駆動し、電気エネルギに変換して発電を行う。
【００１８】
内燃力発電所９は、例えば火力発電所等のように、内燃機関を利用した発電設備である。内燃力発電所９は、センタ３と通信し内燃力発電装置１０を制御する通信制御装置１１と、内燃力発電装置１０と、を備える。
【００１９】
太陽光発電所１３−１は、太陽光発電装置１７−１と、気象監視装置２１−１と、通信装置２３−１とを備える。太陽光発電所１３−２は、太陽光発電装置１７−２と、気象監視装置２１−２と、通信装置２３−２とを備える。風力発電所１５−１は、風力発電装置１９−１と、気象監視装置２１−３と、通信装置２３−３とを備える。風力発電所１５−２は、風力発電装置１９−２と、気象監視装置２１−４と、通信装置２３−４とを備える。
【００２０】
気象監視装置２１−１、２１−２、２１−３、２１−４は、それぞれの発電所に設置され、気象状況即ち日照状況や風況等を測定して、測定値を通信装置２３−１、２３−２、２１−３、２１−４を介してセンタ３に送る。
【００２１】
太陽光発電装置１７−１、１７−２、風力発電装置１９−１、１９−２は、それぞれの出力電力値を、通信装置２３−１、２３−２、２１−３、２１−４を介してセンタ３に送る。
【００２２】
センタ３は、データベース５を備え、気象変動データベース７１、変動予測ロジック７３、変動許容値７５等のデータ、又各発電設備の出力電力値や、気象監視装置２１−１〜２１−４のデータ等を記憶する。気象変動データベース７１とは、気象の変動を予測するための過去データ及び計算式等のデータである。変動予測ロジック７３とは、予測電力を導くためのプログラムである。変動許容値７５とは、目標出力（一定値）に対して、許容できる出力変動値であり、いくつかのパターンがデータベース５に記憶されている。
【００２３】
図２は、自然力発電所の出力電力３３を示す図である。図２（ａ）は、太陽光発電装置１７−１の出力電力２５−１を示したものである。同様に図２（ｂ）は太陽光発電装置１７−２の出力電力２５−２、図２（ｃ）は風力発電装置１９−１の出力電力２５−３、図２（ｄ）は風力発電装置１９−２の出力電力２５−４を示したものである。
【００２４】
図２のように、自然力発電所の出力電力は、時間、及び気象により大きく変動する。これらの出力は出力電力系統２７に接続され、合計出力電力値３５は、図３に示される。
【００２５】
図３は、合計出力電力値３５・目標出力値３７・補償電力値３９を示す図である。ここでは出力電力系統２７の電力値が、目標出力値３７（時間変化に対して一定）となるように、内燃力発電装置１０を制御する。即ちセンタ３は、図１の内燃力発電装置１０に、補償電力値３９を出力させ（図１の出力電力２５−５）、出力電力系統２７の電力値が目標出力値３７に近づくように制御を行う。
【００２６】
図４に、出力電力補償システム１のフローチャートを示す。太陽光発電所１３−１が電力を出力電力系統２７に出力する（ステップ４０１）。出力電力２５−１は図２（ａ）に示す。太陽光発電所１３−２、風力発電所１５−１、風力発電所１５−２についても同様である（ステップ４０２〜ステップ４０４）。
【００２７】
太陽光発電所１３−１において、通信装置２３−１は、出力電力値２５−１と気象監視装置２１−１のデータとを、センタ３に送る（ステップ４０５）。太陽光発電所１３−２、風力発電所１５−１、風力発電所１５−２についても同様である（ステップ４０６〜ステップ４０８）。
【００２８】
センタ３は、出力電力値２５−１〜２５−４を合計し（図３の合計出力電力値３５）、データベース５内にある目標出力値（図３の出力目標値３７）との差を算出して補償電力値３９とする（図３の補償電力値３９）（ステップ４０９）。図３では、目標出力値３７が一定値の場合である。
【００２９】
次に、センタ３は、内燃力発電所９に、補償電力値３９の値を送信する（ステップ４１０）。内燃力発電装置１０は、通信制御装置１１の制御により、補償電力値３９を出力すべく運転し、実際の出力電力２５−５を出力電力系統２７に出力する。
【００３０】
このように、内燃力発電装置１０が補償電力値３９を出力することで、自然力発電設備の不安定な出力の安定化を図る効果がある。
【００３１】
図３、図４では、出力目標値３７が一定である場合の出力補償システム１について説明した。これは、気象条件に大きな変化がない場合である。
【００３２】
次に説明するのは、例えば、日没の前後等のように、大きな気象条件の変化がある場合である。即ち日没を挟んで、特に太陽光発電装置１７−１、１７−２では、大きな出力の低下が見られる。このような場合、センタ３は日没後の出力の変動を予測し、それに従って目標出力値３７（一定値）に対し変動許容値を考慮した内燃力発電装置１０の制御を行う。
【００３３】
図５には、自然力発電装置の合計出力電力値３５が、日没５１後にとる値の出力変動予測５３を示す。センタ３は、気象監視装置２１−１〜２１−４のデータと、データベース５内にある気象変動データベース７１を用いて出力変動予測５３を算出する。このときデータベース５の中の変動予測ロジック７３等のプログラムを用いて、出力変動予測５３を算出する。尚、気象変動データベース７１がデータベース５内にあるとしたが、ネットワーク７を介して、気象庁等のデータベースを用いることも考えられる。
【００３４】
図６は、日没５１を挟んだ変動許容値５５を示す図である。センタ３は、出力変動予測５３を算出した後、日没前後であまり急激に出力目標値５５の変化がないように、変動許容値５５を設定する（データベース５の変動許容値７５データの中から選定する）。即ち、出力電力系統２７に出力される電力を急激に変化させないようにする。これは、出力電力系統２７に接続されている他の設備に急激な出力変動の影響を与えないためである。更に許容変動値５５の急変を避けるのは、内燃力発電装置１０に急激な負荷をかけないようにするためでもある。
【００３５】
図７は、目標出力値３７（一定値）に対し、日没５１を挟んだ許容変動値５７、５９の例を示す。データベース５には、何パターンかの許容変動値７５データが記憶されており、センタ３は気象監視装置２１−１〜２１−４から送られてくる気象情報や気象変動データベース７１等の条件を加味して、許容変動値５７又は５９等を決定する。
【００３６】
図８は、許容変動値を考慮した出力電力補償システム１のフローチャートを示す。太陽光発電所１３−１が電力を出力電力系統２７に出力する（ステップ８０１）。出力電力２５−１は図２（ａ）に示す。太陽光発電所１３−２、風力発電所１５−１、風力発電所１５−２についても同様である（ステップ８０２〜ステップ８０４）。
【００３７】
太陽光発電所１３−１において、通信装置２３−１は出力電力値２５−１と気象監視装置２１−１のデータとを、センタ３に送る（ステップ８０５）。太陽光発電所１３−２、風力発電所１５−１、風力発電所１５−２についても同様である（ステップ８０６〜ステップ８０８）。
【００３８】
センタ３は、出力電力値２５−１〜２５−４を合計する（ステップ８０９）。図５の合計出力電力３５として示す。次に、センタ３は、気象監視装置２１−１〜２１−４と、気象変動データベース７１とから、日没５１後の出力変動予測５３を行う（ステップ８１０）。図５の出力変動予測５３に示す。
【００３９】
次に、センタ３は、データベース５の変動許容値７５データを参考に、変動許容値５５を決定する（ステップ８１１）。図６の変動許容値５５として示す。変動予測５３に対して、変動許容値５５の出力電力３３の時間変化は緩やかなものになっている。これは前述したように、出力電力系統２７に接続されている他の設備に急激な出力変動の影響を与えないためである。また、内燃力発電装置１０に急激な負荷をかけないようにするためである。
【００４０】
センタ３は、合計出力電力値３５と、許容変動値５５との差を算出して補償電力値とし（図示せず）、内燃力発電所９に送信する（ステップ８１２）。内燃力発電装置１０は、補償電力値に従って運転し、出力電力２５−５を出力電力系統２７に出力する（ステップ８１３）。
【００４１】
許容変動値５５を用いる内燃力発電装置１０の制御は、例えば台風などの特別な気象の時にも利用できる。
【００４２】
ここでは、４基の自然力発電所の出力を、１基の内燃力発電所の出力で補償する例を示したが、自然力発電所や内燃力発電所の基数の設定は任意である。
【００４３】
このように、本実施の形態によれば、複数の自然力発電装置の出力値をネットワーク７を介してセンタ３に送り、合計出力電力値が目標電力値に近づくように内燃力発電装置１０を制御する。従って、出力電力系統２７の、気象条件による電力値の変動を低減する効果がある。即ち太陽光発電や風力発電の、日照状況や風況による出力電力変動を低減する効果がある。
【００４４】
又、急激な気象変化（例えば日没等）が起こる場合には、センタ３が自然力発電装置の合計出力値の出力変動予測５３を行い、変動許容値５５を加味して内燃力発電装置１０を制御する。従って、日没後の合計出力値の急激な変動を抑えることができ、出力電力系統２７に繋がる他の設備への影響を低減する効果がある。同時に、日没後の内燃力発電装置１０の急激な出力変動を抑える効果がある。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、太陽光発電所や風力発電所等の不安定な出力を、内燃力発電所の出力で補う出力電力補償システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る出力電力補償システム１の構成を示す図
【図２】自然力発電所の出力電力を示す図
【図３】合計出力電力値３５・目標出力値３７・補償電力値３９を示す図
【図４】出力電力補償システム１のフローチャート
【図５】出力電力値３５を示す図
【図６】目標出力値５５を示す図
【図７】許容変動値５７、５９を示す図
【図８】許容変動値を考慮した出力電力補償システム１のフローチャート
【符号の説明】
１・・・  出力電力補償システム
３・・・  サーバ
５・・・  データベース
７・・・  ネットワーク
９・・・  内燃力発電所
１０・・・  内燃力発電装置
１１・・・  通信制御装置
１３−１、１３−２・・・  太陽光発電所
１５−１、１５−２・・・  風力発電所
１７−１、１７−２・・・  太陽光発電装置
１９−１、１９−２・・・  風力発電装置
２１−１、２１−２、２１−３、２１−４・・・  気象監視装置
２３−１、２３−２、２３−３、２３−４・・・  通信装置
２５−１、２５−２、２５−３、２５−４・・・  出力電力
２７・・・  出力電力系統
３１・・・  時間
３３・・・  出力電圧
３５・・・  合計出力電力値
３７・・・  目標出力値
３９・・・  補償電力値
５１・・・  日没
５３・・・  出力変動予測
５５、５７、５９・・・  変動許容値
７１・・・  気象変動データベース
７３・・・  変動予測ロジック
７５・・・  変動許容値
【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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【図７】
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【図８】
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