(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力変更可能な風車を複数有する風力発電装置と、ディーゼル発電装置と、前記風車の各々の出力を制御する制御装置と、前記風車の各々の発電量を検出する発電量検出手段と、前記風車の各々の潜在発電量を検出する潜在発電量検出手段と、を備えるハイブリッド発電システムにおいて、
前記制御装置は、
前記風力発電装置の発電量が所定量を超過した場合に、風力総発電量低減操作を繰り返すことで、前記発電量を所定量以下に低減させる機能を有し、
前記風力総発電量低減操作は、
前記発電量検出手段に基づき、その時点での発電量が最大である前記風車を選択する発電量最大風車選択工程と、
前記発電量最大風車選択工程により選択した前記風車の出力を低減させる発電量低減工程とを繰り返しの単位として備え、
前記制御装置は、
前記風力発電装置の発電量が所定量未満となった場合に、風力総発電量増加操作を繰り返すことで、前記発電量を所定以上に増加させる機能を有し、
前記風力総発電量増加操作は、
前記潜在発電量検出手段に基づき、その時点での潜在発電量が最大である前記風車を選択する潜在発電量最大風車選択工程と、
前記潜在発電量最大風車選択工程により選択した前記風車の出力を増加させる発電量増加工程とを繰り返しの単位として備えることを特徴とするハイブリッド発電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記風力総発電量低減操作又は前記風力総発電量増加操作において、前記各々の風車の前記その時点での発電量又は潜在発電量が同じである場合、所定の優先順位に基づき、前記風車を選択することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自然風から安定した電力を得る目的で風車が提案され、実用化されている。また、近年においては、風エネルギそのものが有する不規則性や間欠性を他の発電装置との結合によって補い、安定した出力を得るためのハイブリッド発電システムが提案されている。かかるハイブリッド発電システムにおいて風車と組み合わせて用いられる他の発電装置としては、ディーゼル発電装置が挙げられる。
【０００３】
風力・ディーゼル系のハイブリッド発電システムにおいては、コスト削減のため、燃料消費率の高いディーゼル発電装置の出力をできるだけ抑え、風車の出力を増加させるのが好ましい。一方、ディーゼル発電装置は、その出力が最大出力の約５０％を下回ると煤が発生して装置内に堆積し、装置の耐久性に影響を与える場合がある。従って、ディーゼル発電装置が、装置の耐久性に影響を与えない程度の最小出力（以下、「許容最小出力」という）を維持するように、風車の出力を制御する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
風力・ディーゼル系のハイブリッド発電システムにおける風車の出力制御方法としては、システムの出力が所定量を超えた場合に、複数の風車のうち特定の風車の運転を停止させる方法（以下、「台数制御」という）が採用されている。しかし、この「台数制御」を採用すると、風力がわずかに大きくなってシステムの出力が所定量をわずかに超えた場合にも特定の風車の運転を完全に停止させてしまうため、ディーゼル発電装置の出力を増加させてしまうことがある。
【０００５】
例えば、定格出力１００ｋＷの風車２基運転時に風車の全出力を８０ｋＷ（所定量）に制限する場合には、１基を停止させ、２基目の出力が８０ｋＷを超えそうになった場合にこの２基目を停止させる必要がある。この結果、風車による全出力が零となるため、不足分の電力をディーゼル発電装置で補う必要があった。
【０００６】
一方、風車の出力制御方法の他の例としては、ピッチ制御自在なブレードを備えた風車を採用し、システムの出力が所定量を超えた場合に、風車のブレードのピッチを制御して出力を制限する方法（以下、「出力制御」という）が挙げられる。この「出力制御」においては、風車による全出力を風車基数で割ったものを単基当りの出力としており、例えば、定格出力１００ｋＷの風車２基運転時に風車の全出力を８０ｋＷ（所定量）に制限する場合には、風車１基当りの出力を４０ｋＷに設定している。
【０００７】
ここで、一般に、地形が複雑になるほど地点毎の風速はばらつくため、各風車に全て一定の風速の風が作用することは少なく、風車の配置場所や障害物（風上側の風車の影響も含む）の状況によって各風車の出力が変動することが頻繁に起こり得る。
【０００８】
前記した「出力制御」を採用すると、風車による全出力を風車基数で割ったものを単基当りの出力としているため、例えば前記した例において１基目の風車に６０ｋＷ相当の風が作用し、２基目の風車に２０ｋＷ相当の風が作用した場合においても、１基目の風車の出力が４０ｋＷに制限される。この結果、風車による全出力は結果的に８０ｋＷに満たないこととなり、やはり不足分をディーゼル発電装置で補う必要があった。
【０００９】
本発明の課題は、風力・ディーゼル系のハイブリッド発電システムにおいて、ディーゼル発電装置の燃料消費量を抑制して、発電コストの削減を図ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、出力変更可能な風車を複数有する風力発電装置と、ディーゼル発電装置と、前記風車の各々の出力を制御する制御装置と、前記風車の各々の発電量を検出する発電量検出手段と、前記風車の各々の潜在発電量を検出する潜在発電量検出手段と、を備えるハイブリッド発電システムにおいて、
前記制御装置は、前記風力発電装置の発電量が所定量を超過した場合に、風力総発電量低減操作を繰り返すことで、前記発電量を所定量以下に低減させる機能を有し、前記風力総発電量低減操作は、前記発電量検出手段に基づき、その時点での発電量が最大である前記風車を選択する発電量最大風車選択工程と、前記発電量最大風車選択工程により選択した前記風車の出力を低減させる発電量低減工程とを繰り返しの単位として備え、前記制御装置は、前記風力発電装置の発電量が所定量未満となった場合に、風力総発電量増加操作を繰り返すことで、前記発電量を所定以上に増加させる機能を有し、前記風力総発電量増加操作は、前記潜在発電量検出手段に基づき、その時点での潜在発電量が最大である前記風車を選択する潜在発電量最大風車選択工程と、前記潜在発電量最大風車選択工程により選択した前記風車の出力を増加させる発電量増加工程とを繰り返しの単位として備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、風力発電装置の発電量が所定量を超過した場合に、発電量最大の風車の出力を優先的に低減させる制御装置を備えるので、各風車に作用する風の速度が変動し、これに起因して各風車の出力（発電量）が変動した場合においても、発電量に比較的余裕のある風車の出力を優先的に低減させることができる。
【００１２】
従来の風車の出力制御方法である「出力制御」においては、風車１基当りの出力が所定の値（風車による全出力を風車基数で割った値）以下に制限されていたため、風車全体でみると出力が不足する場合があり、この不足分をディーゼル発電装置で補っていた。これに対し、本発明によれば、風車１基当りの出力が所定の値（風車による全出力を風車基数で割った値）以下に制限されることはなく、発電量最大の風車から優先的に出力を低減させるので、風車全体でみると出力が不足することが少なくなる。従って、ディーゼル発電装置が補う出力を低減させることができるので、ディーゼル発電装置の燃料消費量を抑制することができる。この結果、発電コストを削減することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のハイブリッド発電システムにおいて、前記制御装置は、前記風力総発電量低減操作又は前記風力総発電量増加操作において、前記各々の風車の前記その時点での発電量又は潜在発電量が同じである場合、所定の優先順位に基づき、前記風車を選択することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、風力発電装置の発電量が所定量未満となった場合に、潜在発電量が最大である風車の出力を優先的に増加させる制御装置を備えるので、風力発電装置の発電量を所定量まで迅速に回復させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
[第１の実施の形態]
本実施の形態においては、風力・ディーゼル系のハイブリッド発電システムについて説明する。図１は、本実施の形態に係るハイブリッド発電システム１の構成を示す概念図である。ハイブリッド発電システム１は、風力発電装置１０と、ディーゼル発電装置２０と、これら風力発電装置１０およびディーゼル発電装置２０を制御するハイブリッド制御装置３０と、を備えている。
【００１７】
風力発電装置１０は、定格出力１００ｋＷの３基の風車１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを備えている。各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）は、可変速制御手段によって回転速度を変更できるロータを備えており、さらにこのロータは、ピッチ可変制御手段によってピッチ変更自在なブレードを有している。そして、ハイブリッド制御装置３０によってこれら可変速制御手段およびピッチ可変制御手段を制御することによって、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）の出力（発電量）を、定格出力（１００ｋＷ）未満の任意の出力に設定することができる。
【００１８】
また、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）のナセルには、作用する風の速度（風速）を測定する（図示してない）風速計が設けられている。この風速計は、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）の潜在的な発電能力を検出する潜在発電量検出手段として機能する。風速計によって測定された各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）に作用する風の速度信号は、ハイブリッド制御装置３０に送られ、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）の出力制御に用いられる。
【００１９】
ディーゼル発電装置２０は、定格出力１００ｋＷの３台のディーゼル発電機２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを備えている。各ディーゼル発電機２１Ａ（２１Ｂ、２１Ｃ）の許容最小出力は、５０ｋＷである。
【００２０】
ハイブリッド制御装置３０は、系統の電力負荷を検出する系統負荷検出手段３１と、ディーゼル発電装置２０による発電量（以下、「ディーゼル発電量」という）を検出するディーゼル発電量検出手段３２と、風力発電装置１０による発電量（以下、「風力総発電量」という）を検出する風力総発電量検出手段３３と、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）の発電量を検出する風車発電量検出手段３４と、中央自動処理手段３５と、を備えている。
【００２１】
中央自動処理手段３５は、系統負荷検出手段３１によって検出された系統の電力負荷と、ディーゼル発電量検出手段３２によって検出されたディーゼル発電量と、から、風力総発電量の制御が必要か否かを判定するという機能を果たす。また、風力総発電量の制御が必要である場合に、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）に備えられた可変速制御手段およびピッチ可変制御手段を制御することによって、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）の出力（発電量）を制御し、もって風力総発電量を制御するという機能をも果たす。
【００２２】
なお、作業者の手動操作によって、中央自動処理手段３５と同様の処理を行うことができる。この場合には、系統負荷検出手段３１によって検出された系統の電力負荷と、ディーゼル発電量検出手段３２によって検出されたディーゼル発電量と、を作業者がモニタ等を介して監視し、風力総発電量の制御が必要か否かを判定する。そして、風力総発電量の制御が必要である場合に、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）に備えられた可変速制御手段およびピッチ可変制御手段を、作業者が通信手段等を介して制御することによって、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）の出力（発電量）を制御する。
【００２３】
次に、本実施の形態に係るハイブリッド発電システム１の制御方法について、図２のフローチャートを用いて説明する。
【００２４】
まず、ハイブリッド制御装置３０の中央自動処理手段３５は、系統負荷検出手段３１によって検出された系統の電力負荷と、ディーゼル発電量検出手段３２によって検出されたディーゼル発電量と、から、風力総発電量を制御する必要があるか否かを判定する（制御要否判定工程：Ｓ１）。風力総発電量を制御する必要がないと判定された場合には、風力発電装置１０の発電量の制御は行わない。
【００２５】
風力総発電量の制御が必要であると判定された場合には、風力総発電量が過剰であるか否かを判定する（過剰発電判定工程：Ｓ２）。なお、風力総発電量が過剰であるか否かの判定は、風力総発電量検出手段３３によって検出された風力総発電量が所定の発電量よりも一定量大きいか否かによって行う。
【００２６】
風力総発電量が過剰であると判定された場合には、風車発電量検出手段３４によって検出された各風車１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの発電量に基づいて、所定の評定時間内の発電量が最大の風車（以下、「発電量最大風車」という）を選択する（発電量最大風車選択工程：Ｓ３）。本実施の形態では、所定の評定時間を１秒に設定している。そして、ハイブリッド制御装置３０によって風力発電装置１０の可変速制御手段およびピッチ可変制御手段を制御することによって、選択した発電量最大風車の出力（発電量）を低減させる（発電量低減工程：Ｓ４）。
【００２７】
ハイブリッド制御装置３０の中央自動処理手段３５は、風力総発電量が所定の値に達するまで、これら発電量最大風車選択工程Ｓ３および発電量低減工程Ｓ４を繰り返す。この際、風速の変動によって発電量最大風車が入れ替わることがある。この後、風力発電装置１０の発電量の制御を終了する。
【００２８】
一方、過剰発電量判定工程Ｓ２で風力総発電量が過剰でないと判定された場合には、風力総発電量が過小か否かを判定する（過小発電判定工程：Ｓ５）。なお、風力総発電量が過小であるか否かの判定は、風力総発電量検出手段３３によって検出された風力総発電量が所定の発電量よりも一定量小さいか否かによって行う。風力総発電量が過小でないと判定された場合には、風力発電装置１０の発電量の制御を終了する。
【００２９】
風速の減少や系統の電力負荷の増加などに起因して各風車の出力（発電量）が減少した結果、風力総発電量が過小であると判定された場合には、潜在発電量検出手段である風速計によって検出された各風車１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの風速に基づいて、潜在的な発電能力が最大の風車（以下、「潜在発電量最大風車」という）を選択する（潜在発電量最大風車選択工程：Ｓ６）。そして、ハイブリッド制御装置３０によって風力発電装置１０の可変速制御手段およびピッチ可変制御手段を制御することによって、選択した潜在発電量最大風車の出力（発電量）を増加させる（発電量増加工程：Ｓ７）。
【００３０】
ハイブリッド制御装置３０の中央自動処理手段３５は、風力総発電量が所定の値に回復するまで、これら潜在発電量最大風車選択工程Ｓ６および発電量増加工程Ｓ７を繰り返す。この際、風速の変動によって潜在発電量最大風車が入れ替わることがある。この後、風力発電装置１０の発電量の制御を終了する。
【００３１】
次に、以上説明したハイブリッド発電システム１の制御方法において、発電量最大風車選択工程Ｓ３および発電量低減工程Ｓ４の繰り返しによる風力総発電量低減操作の具体例と、潜在発電量最大風車選択工程Ｓ６および発電量増加工程Ｓ７の繰り返しによる風力総発電量増加操作の具体例と、を説明する。
【００３２】
＜風力総発電量低減操作の具体例＞
まず、発電量最大風車選択工程Ｓ３および発電量低減工程Ｓ４の繰り返しによる風力総発電量低減操作の具体例について説明する。図１に示したハイブリッド発電システム１において、電力需要１８０ｋＷの下で、ディーゼル発電装置２０の３台のディーゼル発電機のうち２台を許容最小出力の５０ｋＷで運転させるとともに、風力発電装置１０の風車１１Ａを出力４０ｋＷ、風車１１Ｂを出力３０ｋＷ、風車１１Ｃを出力１０ｋＷで各々運転させている状態を想定する。この状態においては、ディーゼル発電装置２０が１００ｋＷの出力を、風力発電装置１０が８０ｋＷの出力を、各々担っている。
【００３３】
この状態から風が強まって、風車１１Ａの出力が４５ｋＷ、風車１１Ｂの出力が３５ｋＷ、風車１１Ｃの出力が３０ｋＷ（風力総発電量１１０ｋＷ）となったため、発電量最大風車選択工程Ｓ３および発電量低減工程Ｓ４を繰り返して過剰な風力総発電量を低減させ、風力総発電量を８０ｋＷまで回復させる手順について説明する。なお、以下の例では、各風車の出力を５ｋＷずつ低減させることとしている。
【００３４】
まず、発電量最大風車である風車１１Ａを選択し、この風車１１Ａの出力を５ｋＷ低減させ、風車１１Ａの出力を４０ｋＷ、風車１１Ｂの出力を３５ｋＷ、風車１１Ｃの出力を３０ｋＷとし、風力総発電量を１０５ｋＷとする（第１発電量低減操作）。次いで、発電量最大風車である風車１１Ａを再び選択し、この風車１１Ａの出力を５ｋＷ低減させ、風車１１Ａの出力を３５ｋＷ、風車１１Ｂの出力を３５ｋＷ、風車１１Ｃの出力を３０ｋＷとし、風力総発電量を１００ｋＷとする（第２発電量低減操作）。
【００３５】
ここで各風車に作用する風の速度が変動して、風車１１Ａの出力が３０ｋＷ、風車１１Ｂの出力が３０ｋＷ、風車１１Ｃの出力が３５ｋＷとなり、風力総発電量が９５ｋＷとなったものと仮定する。この状態においては、発電量最大風車は風車１１Ｃであるので、風車１１Ｃの出力を５ｋＷ低減させ、風車１１Ａの出力を３０ｋＷ、風車１１Ｂの出力を３０ｋＷ、風車１１Ｃの出力を３０ｋＷとし、風力総発電量を９０ｋＷとする（第３発電量低減操作）。
【００３６】
第３発電量低減操作が終了した時点においては全ての風車の出力が同じであるので、出力の履歴を参照して発電量最大風車を選択する。すなわち、最新の発電量低減操作終了時点から所定の評定時間だけ前の時点で出力が最大の風車を選択する。かかる選択手法により、発電量最大風車として風車１１Ｃを選択し、風車１１Ｃの出力を５ｋＷ低減させ、風車１１Ａの出力を３０ｋＷ、風車１１Ｂの出力を３０ｋＷ、風車１１Ｃの出力を２５ｋＷとし、風力総発電量を８５ｋＷとする（第４発電量低減操作）。
【００３７】
次いで、前記した出力の履歴を参照した選択手法により、発電量最大風車として風車１１Ａを選択し、風車１１Ａの出力を５ｋＷ低減させ、風車１１Ａの出力を２５ｋＷ、風車１１Ｂの出力を３０ｋＷ、風車１１Ｃの出力を２５ｋＷとし、風力総発電量を８０ｋＷとする（第５発電量低減操作）。以上で、発電量最大風車選択工程Ｓ３および発電量低減工程Ｓ４の繰り返しによる風力総発電量低減操作を終了する。
【００３８】
＜風力総発電量増加操作の具体例＞
次に、潜在発電量最大風車選択工程Ｓ６および発電量増加工程Ｓ７の繰り返しによる風力総発電量増加操作の具体例について説明する。図１に示したハイブリッド発電システム１において、電力需要１８０ｋＷの下で、ディーゼル発電装置２０の３台のディーゼル発電機のうち２台を許容最小出力の５０ｋＷで運転させるとともに、風力発電装置１０の風車１１Ａを出力４０ｋＷ、風車１１Ｂを出力３０ｋＷ、風車１１Ｃを出力１０ｋＷで各々運転させている状態を想定する。この状態においては、ディーゼル発電装置２０が１００ｋＷの出力を、風力発電装置１０が８０ｋＷの出力を、各々担っている。
【００３９】
この状態から電力需要が２００ｋＷに増加したため、潜在発電量最大風車選択工程Ｓ６および発電量増加工程Ｓ７を繰り返して風力総発電量を１００ｋＷまで増加させる手順について説明する。なお、以下の例では、各風車の出力を５ｋＷずつ増加させることとしている。
【００４０】
まず、潜在発電量検出手段である風速計によって検出された各風車１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの風速に基づいて、潜在発電量最大風車を選択する。潜在発電量最大風車が風車１１Ｂであるとすると、この風車１１Ｂを選択して出力を５ｋＷ増加させ、風車１１Ａの出力を４０ｋＷ、風車１１Ｂの出力を３５ｋＷ、風車１１Ｃの出力を１０ｋＷとし、風力総発電量を８５ｋＷとする（第１発電量増加操作）。
【００４１】
次いで、第１発電量増加操作終了時点における潜在発電量最大風車を選択する。潜在発電量最大風車が再び風車１１Ｂであるとすると、この風車１１Ｂを再び選択して出力を５ｋＷ増加させ、風車１１Ａの出力を４０ｋＷ、風車１１Ｂの出力を４０ｋＷ、風車１１Ｃの出力を１０ｋＷとし、風力総発電量を９０ｋＷとする（第２発電量増加操作）。
【００４２】
第２発電量増加操作が終了した時点において、全ての風車の潜在的な発電能力が同じであるとする。このような場合を想定して、出力を増加させる優先順位をあらかじめ決めておく。例えば、出力増加優先順位が、風車１１Ａ、風車１１Ｂ、風車１１Ｃの順で決められていたとすると、優先順位の高い風車１１Ａを選択して出力を５ｋＷ増加させ、風車１１Ａの出力を４５ｋＷ、風車１１Ｂの出力を４０ｋＷ、風車１１Ｃの出力を１０ｋＷとし、風力総発電量を９５ｋＷとする（第３発電量増加操作）。
【００４３】
第３発電量増加操作が終了した時点において、風車１１Ｂと風車１１Ｃの潜在的な発電能力が同じであり、風車１１Ａの潜在的な発電能力よりも高い場合には、前記した優先順位により、風車１１Ｂを選択して出力を５ｋＷ増加させ、風車１１Ａの出力を４５ｋＷ、風車１１Ｂの出力を４５ｋＷ、風車１１Ｃの出力を１０ｋＷとし、風力総発電量を１００ｋＷとする（第４発電量増加操作）。以上で、潜在発電量最大風車選択工程Ｓ６および発電量増加工程Ｓ７の繰り返しによる風力総発電量増加操作を終了する。
【００４４】
なお、全ての風車の潜在的な発電能力が同じである場合には、出力の履歴を参照して潜在発電量最大風車を選択することもできる。この場合には、最新の発電量増加操作終了時点から所定の評定時間だけ前の時点で潜在的な発電能力が最大の風車を選択する。
【００４５】
次に、本実施の形態に係るハイブリッド発電システム１の出力制御方法を採用した場合の制御結果と、従来の風車の出力制御方法である「台数制御」および「出力制御」を採用した場合の制御結果と、を表−１に示した。なお、表−１においては、本実施の形態に係るハイブリッド発電システム１による風車の出力制御方法を「複数機出力制御」と記載している。
【００４６】
【表１】
0004115747.tif 000002
【００４７】
表−１に示すように、「複数機出力制御」、「台数制御」および「出力制御」いずれの場合においても、定格出力１００ｋＷの風車２基と、定格出力１００ｋＷのディーゼル発電機２台と、を運転させており、ハイブリッド発電システム全体で２００ｋＷの出力を得るように、風力発電装置およびディーゼル発電装置の出力を制御するものとした。なお、各風車に風速１０ｍ／ｓの風が作用した場合には約８１ｋＷの出力（発電量）が得られ、風速７ｍ／ｓの風が作用した場合には約２８ｋＷの出力（発電量）が得られる。
【００４８】
２基の風車に作用する風の速度が同一（１０ｍ／ｓ）であるケース１において「台数制御」を採用した場合には、風力発電装置で出力１００ｋＷを超えないように１基目の風車を停止させ、２基目の風車において風速１０ｍ／ｓの風の作用により８１ｋＷの出力（発電量）を得ている。このため、風力発電装置によって合計８１ｋＷの出力が得られる。この風力発電装置の出力不足を補うために、ディーゼル発電装置は１１９ｋＷの出力を行っており、２台のディーゼル発電機を各々許容最小出力５０ｋＷで運転させた場合の出力１００ｋＷよりも出力が１９ｋＷ過剰となる。
【００４９】
また、ケース１において「出力制御」を採用した場合には、風力発電装置の風車による全出力１００ｋＷを風車基数（２基）で割った５０ｋＷを単基当りの出力に設定している。このため、風力発電装置によって合計１００ｋＷの出力を得ることができ、２台のディーゼル発電機を各々許容最小出力５０ｋＷで運転させることができる。
【００５０】
また、ケース１において本発明に係る「複数機出力制御」を採用した場合には、非制御時における出力である１６２ｋＷ（８１ｋＷ×２）から、前記したフローチャート等で説明した発電量低減操作を行うことによって、２基の風車の出力を各々５０ｋＷに設定し、風力発電装置によって合計１００ｋＷの出力を得ることができる。この場合にも、２台のディーゼル発電機を各々許容最小出力５０ｋＷで運転させることができる。
【００５１】
一方、１基目の風車に風速７ｍ／ｓの風が作用し、２基目の風車に１０ｍ／ｓの風が作用するケース２において「台数制御」を採用した場合には、風力発電装置で出力１００ｋＷを超えないように１基目の風車を停止させ、２基目の風車において風速１０ｍ／ｓの風の作用により８１ｋＷの出力（発電量）を得ている。よって、ケース１と同様に風力発電装置によって合計８１ｋＷの出力を得ることとなり、風力発電装置の出力不足を補うために、ディーゼル発電装置は１１９ｋＷの出力を行うこととなる。この場合、２台のディーゼル発電機を各々許容最小出力５０ｋＷで運転させた場合の出力１００ｋＷよりも出力が１９ｋＷ過剰となる。
【００５２】
また、ケース２において「出力制御」を採用した場合には、風力発電装置の風車による全出力１００ｋＷを風車基数（２基）で割った５０ｋＷを単基当りの出力としている。しかし、このケース２においては、１基目の風車に風速７ｍ／ｓの風が作用しているため、１基目の風車によっては約２８ｋＷの出力しか得ることができない。従って、風力発電装置によって合計７８ｋＷの出力しか得ることができず、この風力発電装置の出力不足を補うために、ディーゼル発電装置は１２２ｋＷの出力を行うこととなる。この場合、２台のディーゼル発電機を各々許容最小出力５０ｋＷで運転させた場合の出力１００ｋＷよりも出力が２２ｋＷ過剰となる。
【００５３】
これに対し、ケース１において本発明に係る「複数機出力制御」を採用した場合には、非制御時における出力である１６２ｋＷ（８１ｋＷ×２）から、前記したフローチャート等で説明した発電量低減操作を行うことによって、１基目の風車の出力を７２ｋＷに設定し、２基目の風車の出力を２８ｋＷに設定することができる。これは、発電量最大風車である１基目の風車の出力を優先的に低減させたからである。この結果、風力発電装置によって合計１００ｋＷの出力を得ることができ、２台のディーゼル発電機を各々許容最小出力５０ｋＷで運転させることができる。
【００５４】
本実施の形態に係るハイブリッド発電システム１においては、風力発電装置１０の発電量が所定量を超過した場合に、発電量最大の風車の出力を優先的に低減させるハイブリッド制御装置３０を備えるので、各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）に作用する風の速度が変動し、これに起因して各風車１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｃ）の出力（発電量）が変動した場合においても、発電量に比較的余裕のある風車の出力を優先的に低減させることができる。
【００５５】
従来の風車の出力制御方法である「出力制御」においては、風車１基当りの出力が所定の値（風車による全出力を風車基数で割った値）以下に制限されていたため、風車全体でみると出力が不足する場合があり、この不足分をディーゼル発電装置で補っていた（表−１参照）。これに対し、本実施の形態に係るハイブリッド発電システム１においては、風車１基当りの出力が所定の値（風車による全出力を風車基数で割った値）以下に制限されることはなく（表−１参照）、発電量最大の風車から優先的に出力を低減させるので、風車全体でみると出力が不足することが少なくなる。従って、ディーゼル発電装置２０が補う出力を低減させることができるので、ディーゼル発電装置２０の燃料消費量を抑制することができる。この結果、発電コストを削減することができる。
【００５６】
また、本実施の形態に係るハイブリッド発電システム１においては、風力発電装置１０の発電量が所定量未満となった場合に、潜在発電量が最大である風車の出力を優先的に増加させるハイブリッド制御装置３０を備えるので、風力発電装置１０の発電量を所定量まで迅速に回復させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、風力発電装置の発電量が所定量を超過した場合に発電量最大の風車の出力を優先的に低減させる制御装置を備えるので、発電量に比較的余裕のある風車の出力を優先的に低減させることができる。従って、ディーゼル発電装置が補う出力を低減させることができるので、ディーゼル発電装置の燃料消費量を抑制することができる。この結果、発電コストを削減することができる。
【００５８】
請求項２記載の発明によれば、風力発電装置の発電量が所定量未満となった場合に潜在発電量が最大である風車の出力を優先的に増加させる制御装置を備えるので、風力発電装置の発電量を所定量まで迅速に回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイブリッド発電システムの構成を示す概念図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るハイブリッド発電システムの制御方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１              ハイブリッド発電システム
１０              風力発電装置
１１Ａ          風車
１１Ｂ          風車
１１Ｃ          風車
２０              ディーゼル発電装置
２１Ａ          ディーゼル発電機
２１Ｂ          ディーゼル発電機
２１Ｃ          ディーゼル発電機
３０              ハイブリッド制御装置
３１            系統負荷検出手段
３２            ディーゼル発電量検出手段
３３            風力総発電量検出手段
３４            風車発電量検出手段
３５            中央自動処理手段
Ｓ１              制御要否判定工程
Ｓ２              過剰発電判定工程
Ｓ３              発電量最大風車選択工程
Ｓ４              発電量低減工程
Ｓ５              過小発電判定工程
Ｓ６              潜在発電量最大風車選択工程
Ｓ７              発電量増加工程
【図１】
0004115747.tif 000003
【図２】
0004115747.tif 000004