(57)【要約】【課題】水路の上流から下流に向かって複数設置された水力発電システムにおいて、発電効率を向上させる。【解決手段】水車を有する水力発電装置が水路の上流から下流に向かって複数設置された水力発電システムの制御方法であって、コンピュータが、各水力発電装置の発電量を記憶する発電量記憶部と、各水力発電装置の設置場所における水路の水位を記憶する水位記憶部とを参照し、所定時間前と比較して、第１の水力発電装置において、水位が上昇し、発電量が低下している場合、当該第１の水力発電装置の下流側に隣接して設置された第２の水力発電装置の水車の垂直方向の位置を複数段階に変化させ、第２の水力発電装置の位置を変化させた際の第１の水力発電装置の発電量に基づいて、第２の水力発電装置の水車の位置を決定する。【選択図】図８Ａ
2017048632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水車を有する水力発電装置が水路の上流から下流に向かって複数設置された水力発電システムの制御方法であって、
コンピュータが、
各水力発電装置の発電量を記憶する発電量記憶部と、各水力発電装置の設置場所における前記水路の水位を記憶する水位記憶部とを参照し、所定時間前と比較して、第１の水力発電装置において、水位が上昇し、発電量が低下している場合、当該第１の水力発電装置の下流側に隣接して設置された第２の水力発電装置の水車の垂直方向の位置を複数段階に変化させ、
前記第２の水力発電装置の水車の位置を変化させた際の前記第１の水力発電装置の発電量に基づいて、前記第２の水力発電装置の水車の位置を決定する、
水力発電制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水力発電制御方法であって、
前記第２の水力発電装置の水車の前記決定された位置は、前記第２の水力発電装置の水車の前記複数段階の位置のうち、前記第１の水力発電装置の発電量が最大となる位置である、
水力発電制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の水力発電制御方法であって、
前記コンピュータは、さらに、
前記第２の水力発電装置の水車の位置が決定された後、当該第２の水力発電装置の下流側に隣接して設置された第３の水力発電装置の水車の垂直方向の位置を複数段階に変化させ、
前記第３の水力発電装置の記位置を変化させた際の前記第２の水力発電装置の発電量に基づいて、前記第３の水力発電装置の水車の位置を決定する、
水力発電制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の水力発電制御方法であって、
前記第３の水力発電装置の水車の前記決定された位置は、前記第３の水力発電装置の水車の前記複数段階の位置のうち、前記第２の水力発電装置の発電量が最大となる位置である、
水力発電制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の水力発電制御方法であって、
前記コンピュータは、さらに、
前記水位記憶部を参照し、所定時間前と比較して、前記第１の水力発電装置において、水位が下降している場合、当該第１の水力発電装置の水車の垂直方向の位置を複数段階に変化させ、
前記第１の水力発電装置の水車の位置を変化させた際の前記第１の水力発電装置の発電量に基づいて、前記第１の水力発電装置の水車の位置を決定する、
を備える水力発電制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の水力発電制御方法であって、
前記第１の水力発電装置の水車の前記決定された位置は、前記第１の水力発電装置の水車の前記複数段階の位置のうち、前記第１の水力発電装置の発電量が最大となる位置である、
水力発電制御方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の水力発電制御方法であって、
前記コンピュータは、さらに、
前記第１の水力発電装置の水車の位置が決定された後、前記第２の水力発電装置の水車の垂直方向の位置を複数段階に変化させ、
前記第２の水力発電装置の水車の位置を変化させた際の前記第２の水力発電装置の発電量に基づいて、前記第２の水力発電装置の水車の位置を決定する、
水力発電制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の水力発電制御方法であって、
前記第２の水力発電装置の水車の前記決定された位置は、前記第２の水力発電装置の水車の前記複数段階の位置のうち、前記第１の水力発電装置の発電量が最大となる位置である、
水力発電制御方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の水力発電制御方法であって、
前記コンピュータは、
前記水路の上流から下流に向かって隣接する複数の水力発電装置によって形成されるグループ単位で、前記位置の変化及び決定を行う、
水力発電制御方法。
【請求項１０】
水車を有する水力発電装置が水路の上流から下流に向かって複数設置された水力発電システムであって、
各水力発電装置の発電量を記憶する発電量記憶部と、各水力発電装置の設置場所における前記水路の水位を記憶する水位記憶部とを参照し、所定時間前と比較して、第１の水力発電装置において、水位が上昇し、発電量が低下している場合、当該第１の水力発電装置の下流側に隣接して設置された第２の水力発電装置の水車の垂直方向の位置を複数段階に変化させる位置制御部と、
前記第２の水力発電装置の水車の位置を変化させた際の前記第１の水力発電装置の発電量に基づいて、前記第２の水力発電装置の水車の位置を決定する位置決定部と、
を備える水力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な水力発電では、ダムで川の水をせき止めて大きな落差を作り、その落差により落下してできた水流で発電機の水車を回して発電を行っている（例えば、特許文献１）。しかしながら、この水力発電では、ダムや発電所が必要であり、そのためには広大な場所と大規模な工事が必要となって、莫大な費用がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６９５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明者らは、例えば農業用水路等の既存の小さな水路に複数の小型水力発電装置を設置して、低コストの水力発電システムを実現することを考えている。水路は、自然の川に比べて比較的水量が安定しているため、水路を用いて発電を行うことは、電力の安定発電、安定供給の点で適している。
【０００５】
しかしながら、その一方で水路は落差が小さく水量も少ないため、水力発電システムにおける発電効率を上げることが求められる。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、水路の上流から下流に向かって複数設置された水力発電システムにおいて、発電効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る水力発電制御方法は、水車を有する水力発電装置が水路の上流から下流に向かって複数設置された水力発電システムの制御方法であって、コンピュータが、各水力発電装置の発電量を記憶する発電量記憶部と、各水力発電装置の設置場所における前記水路の水位を記憶する水位記憶部とを参照し、所定時間前と比較して、第１の水力発電装置において、水位が上昇し、発電量が低下している場合、当該第１の水力発電装置の下流側に隣接して設置された第２の水力発電装置の水車の垂直方向の位置を複数段階に変化させ、前記第２の水力発電装置の水車の位置を変化させた際の前記第１の水力発電装置の発電量に基づいて、前記第２の水力発電装置の水車の位置を決定する。
【０００８】
なお、本発明において、「部」とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その「部」が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの「部」や装置が有する機能が２つ以上の物理的手段や装置により実現されても、２つ以上の「部」や装置の機能が１つの物理的手段や装置により実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水路に設置された複数の小型水力発電装置を含む水力発電システムにおいて、発電効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】水力発電システム１００の概略構成を示す図である。
【図２】水力発電装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図３】水車周りの構成の概略を示す斜視図である。
【図４】水力発電装置を側面から見た説明図である。
【図５】水車周りの構成を上面から見た説明図である。
【図６】制御サーバの機能的な構成を示すブロック図である。
【図７】水力発電設備の制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図８Ａ】位置制御処理及び位置決定処理のフローチャートを示す図である。
【図８Ｂ】水位下降時に実行される処理のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
＜水力発電システムの概略構成＞
図１は、水力発電システム１００の概略構成を示す図である。水力発電システム１００は、制御サーバ１１０と、複数の水力発電設備１２０とを備える。制御サーバ１１０と水力発電設備１２０とは、例えば、インターネットや携帯電話の通信網等のネットワークを介して通信可能に接続されている。
【００１３】
制御サーバ１１０は、水力発電システム１００全体を制御するものであり、１台または複数台のコンピュータを用いて実現される。
【００１４】
複数の水力発電設備１２０は、水路１の上流から下流に向かって設置されている。また、いくつかの水力発電設備１２０ごと（例えば、５つごと）に、グループが形成されている。水力発電システム１００では、各水力発電設備１２０において発電が行われ、発電された電力は、図示しない送電網に出力される。
【００１５】
なお、本明細書における「水路」には、例えば、農業用水路や工業用水路などの用水路を含むすべての人工水路が含まれる。
【００１６】
＜水力発電装置の構成＞
図２〜図５を参照して、水力発電設備１２０の構成を説明する。各水力発電設備１２０は、水路１の上流から下流に向かって隣接して設置された２つの水力発電装置１０を含む。なお、水力発電設備１２０に含まれる水力発電装置１０の数は２つに限られず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００１７】
図２に示すように、水力発電装置１０は、水車２０、発電機２１、翼型プレート２２、集水プレート２３、昇降装置２４、固定装置２５、水位センサ２６、及び制御装置２７を備えている。
【００１８】
水車２０は、図３〜図５に示すように水路１の水流方向Ａに対して垂直の水平軸３０を有し、その水平軸３０周りに回転する。水車２０は、水平軸３０の中央に円板３１を有し、その円板３１の左右にそれぞれ複数の羽根３２が取り付けられている。羽根３２は、円板３１の水平軸３０周りに等間隔で放射状に設けられている。
【００１９】
発電機２１は、水車２０の水平軸３０に連動し、水平軸３０の回転により発電する。発電機２１と水車２０は、図示しないギアボックス等を備えた伝達機構を用いて連動している。
【００２０】
翼型プレート２２は、図４に示すように、水車２０の下方に配置されている。翼型プレート２２は、例えばプレート保持部材４０により保持されており、プレート保持部材４０は、後述する水車２０を保持する水車保持部材６０に固定されている。翼型プレート２２は、プレート保持部材４０に対し着脱自在になっており、例えば２種類の翼型プレート２２を水量の異なる季節に応じて取り替えることができる。翼型プレート２２の着脱は、例えばネジ等の固定部材により行えるようになっている。
【００２１】
集水プレート２３は、図４に示すように、例えば略方形の板状に形成され、翼型プレート２２及び水車２０の両側面に配置されている。集水プレート２３は、翼型プレート２２及び水車２０の上流から下流にわたり延設されている。
【００２２】
図５に示すように、集水プレート２３の翼型プレート２２より上流側の部分は、平面から見て左右の集水プレート２３同士の間隔（横幅）が下流側に向けて次第に狭くなるように湾曲して形成され、集水プレート２３の翼型プレート２２より下流側の部分は、左右の集水プレート２３同士の間隔が下流側に向けて次第に広くなるように形成されている。これにより、集水プレート２３は、翼型プレート２２や水車２０の上流側において広い範囲から水流を集めて翼型プレート２２や水車２０を通る水量を増加し、翼型プレート２２や水車２０の下流側において水流を開放して翼型プレート２２や水車２０を通る水流の流速を上げている。
【００２３】
昇降装置２４は、図２〜図４に示すように、例えば水車２０を保持する水車保持部材６０と、水車保持部材６０を固定軸６１周りに回転させるシリンダ６２を有している。水車保持部材６０は、例えばＬ字型の形状を有し、一端側が水車２０の水平軸３０に接続され、他端側がシリンダ６２に接続され、途中にある固定軸６１周りに回転自在である。シリンダ６２は、エア、油圧或いは電力等により伸縮自在である。昇降装置２４は、シリンダ６２を伸縮させることにより水車保持部材６０を固定軸６１周りに回転させて、水車保持部材６０に保持された水車２０の垂直方向の位置を変化させることができる。例えばシリンダ６２を短くすると、水車保持部材６０の水車２０側の端部が下に下がり、水車２０の位置が下がり、シリンダ６２を長くすると、水車保持部材６０の水車２０側の端部が上に上がり、水車２０の位置が上がる。
【００２４】
固定装置２５は、図１に示すように、例えば水路１の両側の側壁１ａに固定され、両側壁１ａにわたり敷設される天板７０と、天板７０に固定され、昇降装置２４を固定する枠体７１を備えている。
【００２５】
例えば天板７０は、水路１の上面を覆うように配置され、水車２０の上方の位置には方形の開口７０ａが形成されている。天板７０上には、例えば発電機２１及び制御装置２７が設置されている。
【００２６】
枠体７１は、例えば方形の枠状に形成され、この枠体７１には、昇降装置２４の固定軸６１とシリンダ６２が固定されている。また、例えば集水プレート２３もこの枠体７１に固定されている。
【００２７】
水位センサ２６は、例えば水車２０の下流側に設置されている。水位センサ２６には、例えば超音波式のセンサが用いられる。なお、水位センサ２６の設置位置は、水車２０の下流側に限られない。また、水位センサ２６は、水力発電設備１２０ごとではなく、水力発電装置１０ごとに設けられてもよい。
【００２８】
制御装置２７は、例えば天板７０上に設置される。制御装置２７は、いわゆるコンピュータであり、水力発電装置１０全体や、シリンダ６２、水位センサ２６等の各種装置の動作を制御できる。また、制御装置２７は、制御サーバ１１０との協働処理により、昇降装置２４を調整し、水車２０の高さ（垂直方向の位置）を制御できる。また、制御装置２７は、発電機２１で発電された電力を電柱Ｂを介して送電線等に送る動作も制御できる。なお、制御装置２７は、水力発電装置１０ごとに設けられてもよい。
【００２９】
＜制御サーバの機能構成＞
図６は、制御サーバ１１０の機能的な構成を示すブロック図である。制御サーバ１１０は、設備情報記憶部６００、発電量記憶部６１０、水位記憶部６２０、位置記憶部６３０、及び位置制御部６４０を備える。制御サーバ１１０は、記憶装置及びプロセッサを備え、図６に示す各部は、例えば、記憶装置内の記憶領域を用いたり、記憶装置に格納されたプログラムをプロセッサが実行したりすることにより実現される。
【００３０】
設備情報記憶部６００は、各水力発電設備１２０に関する情報である設備情報を記憶する。設備情報には、例えば、水力発電設備１２０と水力発電装置１０との対応関係や、水力発電設備１２０及び水力発電装置１０のＩＤ（識別子）、名称、設置場所、グループＩＤ、ネットワーク経由で制御装置２７にアクセスするためのアドレス情報等が含まれる。
【００３１】
発電量記憶部６１０は、各水力発電装置１０における発電量を示す発電量情報を記憶する。発電量情報は、例えば、水力発電装置１０のＩＤ、発電量、及び日時を含む。発電量情報は、所定間隔（例えば、１０分）ごとに各水力発電装置１０から取得され、履歴データとして発電量記憶部６１０に格納される。これにより、制御サーバ１１０では、各水力発電装置１０における発電量の変化を把握することができる。
【００３２】
水位記憶部６２０は、各水力発電装置１０における水位を示す水位情報を記憶する。水位情報は、例えば、水力発電装置１０のＩＤ、水位、及び日時を含む。水位情報は、所定間隔（例えば、１０分）ごとに各水力発電装置１０から取得され、履歴データとして水位記憶部６２０に格納される。これにより、制御サーバ１１０では、各水力発電装置１０における水位の変化を把握することができる。
【００３３】
なお、水位センサ２６が、水力発電設備１２０ごとに設けられている場合、水位情報は、水力発電装置１０ごとではなく、水力発電設備１２０ごとに記憶されてもよい。この場合においても、例えば、水力発電設備１２０と水力発電装置１０との対応関係により、各水力発電装置１０における水位を把握することができる。
【００３４】
位置記憶部６３０は、各水力発電装置１０における水車２０の位置（垂直方向の位置）を示す位置情報を記憶する。位置情報は、例えば、水力発電装置１０のＩＤ、水車２０の垂直方向の位置（例えば、基準位置からの変位量）、及び日時を含む。位置情報は、所定間隔（例えば、１０分）ごとに各水力発電装置１０から取得され、履歴データとして位置記憶部６３０に格納される。
【００３５】
位置制御部６４０は、水力発電設備１２０の制御装置２７との協働処理により、各水力発電装置１０の水車２０の位置（垂直方向の位置）を制御する。位置制御部６４０による位置制御処理については後述する。
【００３６】
＜制御装置の機能構成＞
図７は、水力発電設備１２０の制御装置２７の機能的な構成を示すブロック図である。制御装置２７は、位置制御部７００、位置決定部７１０、及び情報送信部７２０を備える。制御装置２７は、記憶装置及びプロセッサを備え、図７に示す各部は、例えば、記憶装置内の記憶領域を用いたり、記憶装置に格納されたプログラムをプロセッサが実行したりすることにより実現される。
【００３７】
位置制御部７００は、制御サーバ１１０との協働処理により、水力発電装置１０の水車２０の位置（垂直方向の位置）を制御する。位置制御部７００による位置制御処理については後述する。
【００３８】
位置決定部７１０は、位置制御部７００による水車２０の位置制御の結果に基づいて、水力発電システム１００における発電量が向上するように、水車２０の位置（垂直方向の位置）を決定する。位置決定部７１０による位置決定処理については後述する。
【００３９】
情報送信部７２０は、各水力発電装置１０の発電量情報及び位置情報を、所定間隔（例えば、１分）ごとに制御サーバ１１０に送信する。なお、発電量情報が送信されるタイミングと、位置情報が送信されるタイミングは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、水位センサ２６が、水力発電設備１２０ごとに設けられている場合、情報送信部７２０は、水力発電設備１２０ごとの位置情報を送信してもよい。
【００４０】
＜位置制御処理及び位置決定処理＞
図８Ａ及び図８Ｂは、制御サーバ１１０と制御装置２７が協働して実行する位置制御処理及び位置決定処理のフローチャートを示す図である。なお、図８Ａ及び図８Ｂに示す処理は、複数のグループにおいて並列して実行可能である。
【００４１】
図８Ａに示すように、制御サーバ１１０の位置制御部６４０は、発電量記憶部６１０及び水位記憶部６２０を参照し、各水力発電装置１０の発電量及び水位を監視する（Ｓ８００）。そして、位置制御部６４０は、各グループの１番目（最も上流側）の水力発電装置１０の水位が、所定時間前（例えば、１０分前）と比較して、所定量（例えば、５ｃｍ）以上変化しているかどうか判定する（Ｓ８０１）。１番目の水力発電装置１０の水位が所定量以上変化していない場合は（Ｓ８０１：なし）、監視処理（Ｓ８００）に戻る。なお、監視処理（Ｓ８００）は、所定間隔（例えば、１分）ごとに行われる。
【００４２】
雨による増水等によって水位が上昇すると、水力発電装置１０単体で考えた場合、水車２０に供給される水量の増加により、発電量が上昇することが想定される。しかしながら、水力発電システム１００においては、複数の水力発電装置１０が、水路１の上流から下流に向かって複数設置されているため、水力発電装置１０間の影響により、水力発電装置１０単体の場合に想定される発電量とならないことがある。具体的には、上流側の水力発電装置１０と、この水力発電装置１０の下流側に隣接して設置された下流側の水力発電装置１０を考えた場合、下流側の水力発電装置１０における水の淀み（以下、「バックウォーター」という。）が、上流側の水力発電装置１０の発電量に影響を与えることがある。即ち、水量の増加により、下流側の水力発電装置１０におけるバックウォーターが大きくなり、上流側の水力発電装置１０の水車２０の回転が妨げられ、上流側の水力発電装置１０の発電量が低下する可能性がある。
【００４３】
そこで、位置制御部６４０は、１番目の水力発電装置１０の水位が上昇している場合（Ｓ８０１：上昇）、１番目の水力発電装置１０の発電量が、所定時間前（例えば、１０分前）と比較して、低下しているかどうか判定する（Ｓ８０２）。
【００４４】
１番目の水力発電装置１０の発電量が低下していない場合は（Ｓ８０２：Ｎ）、監視処理（Ｓ８００）に戻る。
【００４５】
一方、１番目の水力発電装置１０の発電量が低下している場合は（Ｓ８０２：Ｙ）、バックウォーターによる影響が考えられる。そこで、位置制御部６４０は、バックウォーターの影響を緩和させて発電量を向上させるために、２番目以降の水力発電装置１０の水車２０の位置を順次制御する。
【００４６】
具体的には、まず、位置制御部６４０は、水力発電装置１０の先頭からの位置を示す変数Ｋに「２」をセットする（Ｓ８０３）。そして、位置制御部６４０は、Ｋ番目の水力発電装置１０を制御する制御装置２７に、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置調整を指示する（Ｓ８０４）。
【００４７】
制御サーバ１１０の位置制御部６４０からの指示に応じて、制御装置２７の位置制御部７００は、指定されたＫ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置を複数段階に変化させる（Ｓ８０５）。例えば、位置制御部７００は、水車２０を所定量（例えば、２ｃｍ）刻みで上昇させ、各位置で水車２０を所定時間（例えば、２分間）停止させる。なお、水車２０の位置を変化させる範囲は、例えば、所定時間前（例えば、１０分前）から現在までの水位差とすることができる。
【００４８】
位置制御部６４０による位置制御に続いて、位置決定部７１０は、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置を変化させた際のＫ−１番目（１つ上流側）の水力発電装置１０の発電量に基づいて、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置を決定する（Ｓ８０６）。例えば、位置決定部７１０は、Ｋ−１番目の水力発電装置１０の発電量が最大となるように、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車の位置を決定することができる。位置決定部７１０は、決定された位置に、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置を固定する。そして、位置決定部７１０は、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置調整の完了報告を制御サーバ１１０に送信する（Ｓ８０７）。この完了報告には、例えば、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置情報が含まれる。
【００４９】
制御サーバ１１０の位置制御部６４０は、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置調整の完了報告を受信すると、変数Ｋに１加算する（Ｓ８０８）。そして、位置制御部６４０は、Ｋがグループ内の水力発電装置１０の数より大きいかどうか確認する（Ｓ８０９）。Ｋがグループ内の水力発電装置１０の数より大きくない場合（Ｓ８０９：Ｎ）、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置調整を指示する処理（Ｓ８０４）に戻る。そして、Ｋがグループ内の水力発電装置１０の数より大きくなると（Ｓ８０９：Ｙ）、監視処理（Ｓ８００）に戻る。
【００５０】
また、水路１の上流側で、分岐水路への水門が開放された場合等には、水路１の水位が下降する。この場合、水車２０に供給される水量の減少により、発電量が減少することが想定される。そこで、１番目の水力発電装置１０の水位が下降している場合（Ｓ８０１：下降）、水位下降時処理（図８Ｂ）が実行される。
【００５１】
図８Ｂに示すように、位置制御部６４０は、変数Ｋに「１」をセットする（Ｓ８２０）。そして、位置制御部６４０は、Ｋ番目の水力発電装置１０を制御する制御装置２７に、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置調整を指示する（Ｓ８２１）。
【００５２】
制御サーバ１１０の位置制御部６４０からの指示に応じて、制御装置２７の位置制御部７００は、指定されたＫ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置を複数段階に変化させる（Ｓ８２２）。例えば、位置制御部７００は、水車２０を所定量（例えば、２ｃｍ）刻みで下降させ、各位置で水車２０を所定時間（例えば、２分間）停止させる。なお、水車２０の位置を変化させる範囲は、例えば、所定時間前（例えば、１０分前）から現在までの水位差とすることができる。
【００５３】
位置制御部６４０による位置制御に続いて、位置決定部７１０は、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置を変化させた際のＫ番目の水力発電装置１０の発電量に基づいて、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置を決定する（Ｓ８２３）。例えば、位置決定部７１０は、Ｋ番目の水力発電装置１０の発電量が最大となるように、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車の位置を決定することができる。位置決定部７１０は、決定された位置に、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置を固定する。そして、位置決定部７１０は、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置調整の完了報告を制御サーバ１１０に送信する（Ｓ８２４）。この完了報告には、例えば、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置に関する情報が含まれる。
【００５４】
制御サーバ１１０の位置制御部６４０は、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置調整の完了報告を受信すると、変数Ｋに１加算する（Ｓ８２５）。そして、位置制御部６４０は、Ｋがグループ内の水力発電装置１０の数より大きいかどうか確認する（Ｓ８２６）。Ｋがグループ内の水力発電装置１０の数より大きくない場合（Ｓ８２６：Ｎ）、Ｋ番目の水力発電装置１０の水車２０の位置調整を指示する処理（Ｓ８２１）に戻る。そして、Ｋがグループ内の水力発電装置１０の数より大きくなると（Ｓ８２６：Ｙ）、図８Ａに示す監視処理（Ｓ８００）に戻る。
【００５５】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明した。水力発電システム１００では、図８Ａに示したように、水路１の上流側の水力発電装置１０（第１の水力発電装置）において、水位が上昇したにもかかわらず発電量が低下している場合、当該水力発電装置１０の下流側に隣接して設置された水力発電装置１０（第２の水力発電装置）の水車２０の垂直方向の位置を複数段階に変化させ、下流側の水力発電装置１０（第２の水力発電装置）の水車２０の位置を変化させた際の上流側の水力発電装置（第１の水力発電装置）の発電量に基づいて、下流側の水力発電装置１０（第２の水力発電装置）の水車２０の位置を決定することが行われる。
【００５６】
これにより、水位が上昇したにもかかわらず、例えばバックウォーター等の影響によって発電量が低下している場合に、下流側の水力発電装置１０の水車２０の位置を調整することにより、発電効率を向上させることが可能となる。
【００５７】
より具体的には、水力発電システム１００では、下流側の水力発電装置１０（第２の水力発電装置）の水車２０の位置は、上流側の水力発電装置１０（第１の水力発電装置）の発電量が最大となる位置とすることができる。なお、発電量が最大という条件は一例であり、条件はこれに限られない。例えば、下流側の水力発電装置１０（第２の水力発電装置）の水車２０の位置を変化させる前より上流側の水力発電装置１０（第１の水力発電装置）の発電量が向上する任意の位置であってもよい。
【００５８】
また、水力発電システム１００では、水位が上昇している場合に、下流側の水力発電装置１０（第２の水力発電装置）よりさらに下流側の水力発電装置１０についても同様に、水車２０の位置を順次調整することにより、水力発電システム１００全体の発電効率を向上させることが可能となる。
【００５９】
また、水力発電システム１００では、図８Ｂに示したように、水力発電装置１０（第１の水力発電装置）において、水位が下降している場合、当該水力発電装置１０（第１の水力発電装置）の水車２０の垂直方向の位置を複数段階に変化させ、水車２０の位置を変化させた際の当該水力発電装置１０（第１の水力発電装置）の発電量に基づいて、当該水力発電装置１０（第１の水力発電装置）の水車２０の位置を決定することが行われる。
【００６０】
これにより、水位が下降している場合に、水力発電装置１０の水車２０の位置を調整することにより、発電効率を向上させることができる。
【００６１】
より具体的には、水力発電システム１００では、水力発電装置１０（第１の水力発電装置）の水車２０の位置は、水力発電装置１０（第１の水力発電装置）の発電量が最大となる位置とすることができる。なお、発電量が最大という条件は一例であり、条件はこれに限られない。例えば、水車２０の位置を変化させる前より水力発電装置１０（第１の水力発電装置）の発電量が向上する任意の位置であってもよい。
【００６２】
また、水力発電システム１００では、水位が下降している場合に、さらに下流側の水力発電装置１０についても同様に、水車２０の位置を順次調整することにより、水力発電システム１００全体の発電効率を向上させることが可能となる。
【００６３】
また、水力発電システム１００では、水路１の上流から下流に向かって隣接する複数の水力発電装置１０によって形成されるグループ単位で、水車２０の位置制御及び位置決定の処理を行うことができる。これにより、水力発電システム１００が多数の水力発電装置１０を備える場合であっても、水位の変化に応じて迅速に発電効率を向上させることが可能となる。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６５】
例えば、本実施形態における制御サーバ１１０と制御装置２７の機能分担は一例にすぎず、種々の態様を採用することができる。例えば、本実施形態では、各水力発電装置１０の発電量及び水位の情報が制御サーバ１１０に記憶されることとしたが、これらの情報は、各水力発電装置１０を制御する制御装置２７に記憶されてもよい。発電量及び水位の情報が制御装置２７に記憶される場合、制御サーバ１１０を介して通信を行ったり、あるいは、複数の制御装置２７間で通信を行ったりすることにより、必要な情報の取得が行われることとしてもよい。また、制御サーバ１１０が存在しない構成であってもよい。制御サーバ１１０が存在しない場合、例えば、制御装置２７間でピア・ツー・ピアの通信によって各種制御が行われてもよいし、ある制御装置２７が制御サーバ１１０と同様の機能を有することとしてもよい。
【００６６】
また、例えば、本実施形態に示した水力発電システム１００の構成の一部は、システムの外部に設けられていてもよい。例えば、本実施形態では、各水力発電装置１０の発電量及び水位の情報が制御サーバ１１０に記憶されることとしたが、これらの情報は、クラウドストレージ等の外部の記憶装置に記憶されてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  水路
１０  水力発電装置
２０  水車
２１  発電機
２２  翼型プレート
２３  集水プレート
２４  昇降装置
２５  固定装置
２６  水位センサ
２７  制御装置
１００  水力発電システム
１１０  制御サーバ
１２０  水力発電設備
６００  設備情報記憶部
６１０  発電量記憶部
６２０  水位記憶部
６３０  位置記憶部
６４０，７００  位置制御部
７１０  位置決定部
７２０  情報送信部
【図１】
2017048632.tif 000003
【図４】
2017048632.tif 000004
【図５】
2017048632.tif 000005
【図６】
2017048632.tif 000006
【図７】
2017048632.tif 000007
【図８Ａ】
2017048632.tif 000008
【図８Ｂ】
2017048632.tif 000009
【図２】
2017048632.tif 000010
【図３】
2017048632.tif 000011