JP2016013038A - 送電システム、及び送電システムの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】風力発電装置によって発電された電力を効率的に送電できる送電システム、及び送電システムの運転方法を提供する。
【解決手段】風力発電装置と、前記風力発電装置で発電された電力が送電される送電線とを備える送電システムであって、前記送電線の導体温度に相関する物理量を検知する検知部と、前記検知部で検知した物理量に基づいて、前記導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度以下となるように前記風力発電装置の発電を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記物理量に基づいた導体温度が前記所定温度超であるか否かを判定する判定部と、前記判定部で前記導体温度が前記所定温度超であると判定された場合、前記風力発電装置の発電の出力を下げる発電制御部とを備える送電システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、送電システム、及び送電システムの運転方法に関する。特に、風力発電装置によって発電された電力を効率的に送電できる送電システム、及び送電システムの運転方法に関する。

送電は、送電による通電電流の増大に伴う送電線の異常過熱からの保護を図るため、電流センサ（ＣＴ：電流変成器）により通電電流を測定しながら行われる。そして、この通電電流が所定の閾値に達したときに、送電を停止する。

従来、送電停止の基準値となる所定の閾値は予め設定された一定値であり、その大きさは、導体最高許容温度を基に気温などの気象条件によって送電線が発熱する温度を考慮して算出される通電電流値である。通常、予測される最高温度での通電電流値とし、温度に余裕を持たせて設定される。その場合、一般的に予測される夏季の最高温度での通電電流値とされるため、最高温度よりも十分に低い冬季では、通電電流値に余裕があるにもかかわらず送電が停止されることがある（特許文献１の段落０００５〜０００６参照）。

特許文献１では、気温などの気象条件に応じた効率的な送電を目的として、送電線の温度を監視する方法を開示している。この監視方法は、まず、送電線の通電電流の検出器から送電線内部の発生熱量に基づく送電線内部の温度の推定値を演算して求め、送電線の周囲の気象条件の検出器から送電線表面の発生熱量に基づく送電線表面の温度の推定値を演算して求める。次に、送電線内部の温度の推定値と送電線表面の温度の推定値との差から、送電線内部と送電線表面との温度差を求める。そして、送電線表面の温度の気温に応じた設定値に上記温度差を加算して送電線の温度を求める。この温度により送電線の異常過熱の発生を監視し、異常過熱の発生時に所要の系統の送電を停止する。

特開平０８−２４２５３３号公報

近年、環境負荷の低減やエネルギーの有効利用を目的として、発電に風力エネルギーを利用することが検討されている。風力発電による電力量は、風の強弱によって大きく変動するため、電力の電流値が閾値（異常過熱時の値）となる頻度が高くなり、送電を停止する頻度が高くなる虞がある。そこで、風力発電による電力を効率的に送電するシステム及びそのシステムの運転方法が要望されている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的の一つは、風力発電装置によって発電された電力を効率的に送電できる送電システム、及び送電システムの運転方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る送電システムは、風力発電装置と、前記風力発電装置で発電された電力が送電される送電線とを備える送電システムであって、検知部と制御部とを備える。検知部は、前記送電線の導体温度に相関する物理量を検知する。制御部は、前記検知部で検知した物理量に基づいて、前記導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度以下となるように前記風力発電装置の発電を制御する。さらに、前記制御部は、前記物理量に基づいた導体温度が前記所定温度超であるか否かを判定する判定部と、前記判定部で前記導体温度が前記所定温度超であると判定された場合、前記風力発電装置の発電の出力を下げる発電制御部とを備える。

本発明の一態様に係る送電システムの運転方法は、風力発電装置によって発電された電力を送電線で送電する送電システムの運転方法であって、検知ステップと、判定ステップと、発電制御ステップとを備える。検知ステップは、前記送電線の導体温度に相関する物理量を検知する。判定ステップは、前記検知ステップで検知した物理量に基づいて、前記導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度超であるか否かを判定する。発電制御ステップは、前記判定の結果、前記導体温度が前記所定温度超であると判定された場合、前記導体温度が前記所定温度以下となるように前記風力発電装置の発電の出力を下げる。

上記送電システム、及び送電システムの運転方法は、風力発電装置によって発電された電力を効率的に送電できる。

実施形態に係る送電システムを説明する図である。 実施形態に係る送電システムにおける風力発電装置の発電出力の制御フローを説明する図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）実施形態に係る送電システムは、風力発電装置と、前記風力発電装置で発電された電力が送電される送電線とを備える送電システムであって、検知部と制御部とを備える。検知部は、前記送電線の導体温度に相関する物理量を検知する。制御部は、前記検知部で検知した物理量に基づいて、前記導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度以下となるように前記風力発電装置の発電を制御する。さらに、前記制御部は、前記物理量に基づいた導体温度が前記所定温度超であるか否かを判定する判定部と、前記判定部で前記導体温度が前記所定温度超であると判定された場合、前記風力発電装置の発電の出力を下げる発電制御部とを備える。

送電容量は、送電線の許容電流で定まる。許容電流とは、送電線の通電電流による導体の上昇温度と基底温度（送電線の周囲環境条件によって決められる温度で、例えば空中では４０℃）との和が導体最高許容温度を超えない電流を言う。つまり、許容電流は、送電による通電電流によっても、送電線の周囲温度によっても変動する。上記構成によれば、送電線の導体温度に相関する物理量に基づいて発電を制御するため、送電線に導体最高許容温度を超えて異常過熱するほど電流が流れる前に、発電の出力を下げることができ、送電を停止することを低減できる。特に、風力発電装置によって発電される電力は、風の強弱によって大きく変動するため、送電線に流れる電流量が大きく変動するが、上記構成によれば、発電された電力が不規則な変動電力であっても効率的に送電できる。また、発電の出力を制御するため、送電線の周囲温度に関係なく効率的に送電できる。

（２）実施形態の送電システムの一形態として、前記風力発電装置は、ピッチ角が可変であるブレードと、前記ブレードを駆動して前記ピッチ角を制御するピッチ角制御部とを備え、前記発電制御部は、前記ピッチ角制御部に前記ピッチ角を駆動して発電の出力を下げるように指令する発電指令部を備えることが挙げられる。

風力発電装置は、風の力でブレードを回し、その回転運動を発電機に伝えて発電するものである。風力発電装置の発電の制御の一形態として、ブレードの回転面に対する取付け角（ピッチ角）を変化させることで、風速に合わせて風の受ける量を調整することが挙げられる。そこで、発電制御部が発電指令部を備えることで、判定部で導体温度が所定温度超であると判定された場合、ピッチ角を調整して発電の出力を素早く下げることができる。

（３）実施形態の送電システムの一形態として、前記検知部は、前記導体温度を検知する温度センサを備えることが挙げられる。

上記構成によれば、送電線の導体温度を確実に把握でき、より正確に発電を制御することができる。

（４）実施形態の送電システムの一形態として、前記送電線は、金属素線を撚り合わせた架空送電線であることが挙げられる。このとき、前記検知部は、前記送電線の導体温度を検知する光ファイバと、前記金属素線に複合され、前記光ファイバを収納する金属管と、前記金属管から光ファイバを取り出す取出し口近傍に該金属管の長手方向に電気的に絶縁する絶縁部とを備えることが挙げられる。

上記構成によれば、送電線が架空送電線である場合でも、光ファイバそのものを温度センサとして、送電線の全長に亘る光ファイバに沿った温度分布をリアルタイムで検知することができる。金属管が光ファイバの取出し口近傍で絶縁部を備えることで、耐電圧性を有することができ、光ファイバを取出し易い。

（５）実施形態の送電システムの運転方法は、風力発電装置によって発電された電力を送電線で送電する送電システムの運転方法であって、検知ステップと、判定ステップと、発電制御ステップとを備える。検知ステップは、前記送電線の導体温度に相関する物理量を検知する。判定ステップは、前記検知ステップで検知した物理量に基づいて、前記導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度超であるか否かを判定する。発電制御ステップは、前記判定の結果、前記導体温度が前記所定温度超であると判定された場合、前記導体温度が前記所定温度以下となるように前記風力発電装置の発電の出力を下げる。

上記構成によれば、送電線に導体最高許容温度を超えて異常過熱するほど電流が流れる前に、発電の出力を下げることができ、送電を停止することを低減できる。特に、風力発電装置によって発電される電力は、風の強弱によって大きく変動するため、送電線に流れる電流量が大きく変動するが、上記構成によれば、発電された電力が不規則な変動電力であっても効率的に送電できる。また、発電の出力を制御するため、送電線の周囲温度に関係なく効率的に送電できる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態の詳細を、以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜送電システム＞
図１を参照して、実施形態に係る送電システム１を説明する。図１に示す送電システム１は、風力発電装置１０によって発電された電力を変電所２０に送電線３０で送電する。本実施形態の送電システム１の主たる特徴とするところは、送電線３０の導体温度に相関する物理量を検知する検知部４０と、この物理量に基づいて、導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度（以下、閾値と呼ぶ）以下となるように風力発電装置１０の発電を制御する制御部５０とを備えることにある。

《風力発電装置》
風力発電装置１０は、風を受けて回転するブレード１１と、ブレード１１の付け根を回転軸に連結するハブ１２と、ハブ１２から回転軸を通じて連結された増速機や発電機などを収納するナセル１３と、ブレード１１、ハブ１２、ナセル１３を支え、各種のケーブルの通り道にもなる支柱１４とを備える。風力発電装置１０は、ブレード１１が風を受けて回り、回転軸がブレード１１の回転に同期して回転し、この回転軸を通じて増速機によって回転数を上げて発電機に伝達して発電するものである。つまり、風力エネルギーを回転エネルギーに変換して、電気エネルギーとして取り出す。発電された電力は、発電所（風力発電装置１０）に併設された変電所によって送電に効率のよい電圧に変換し、送電線３０に送り出し、各変電所（図１では変電所２０のみを示す）で徐々に電圧を下げて、家庭や工場に送電する。風力発電装置１０は、発電出力を制御するために、ピッチ角制御部１５やヨー制御部（図示せず）を備える。

〈ピッチ角制御部〉
ピッチ角制御部１５は、ブレード１１の取付け角（ピッチ角）を変化させ、風速に合わせて風の受ける量を調整するものである。ピッチ角制御部１５は、ハブ１２の中に収納されており、ピッチ角を駆動させる駆動装置（図示せず）は、ブレード１１とハブ１２の連結部に設けられている。

〈ヨー制御部〉
ヨー制御部は、ブレード１１、ハブ１２、ナセル１３の向きを風向きに合わせるものである。ヨー制御部は、ハブ１２の中に収納されており、ヨー駆動装置（図示せず）は、ナセル１３と支柱１４の連結部に設けられている。

《送電線》
送電線３０は、発電所（風力発電装置１０）から変電所へ電力を送る。図１では、風力発電装置１０から変電所２０までを繋ぐ送電線３０を示す。送電線３０は、布設場所の地形によって空中に架設されたり（架空送電線）、地中に布設されたり（地中送電線）、海底や川底の水底に布設されたり（水底送電ケーブル）様々で、それによって使用される電線・ケーブルの種類も様々である。図１では、送電線の具体例として架空送電線を示している。

架空送電線は、鉄塔などに電線を架設して、電力を空中搬送するものである。架空送電線に使用される電線は、絶縁被覆を有さない裸線であり、金属素線を撚り合わせた導体である。架空送電線として、例えば、鋼心アルミより線（ＡＣＳＲ）、鋼心耐熱アルミ撚線（ＴＡＣＳＲ）、アルミ覆鋼心アルミより線（ＡＣＳＲ／ＡＣ）、硬銅より線（ＰＨ）、硬アルミより線（ＨＡＬ）などが挙げられる。特に、架空送電線として、鋼線材を撚り合わせてなる抗張力部（コア芯）の外周に、アルミニウム線を撚り合わせた鋼心アルミより線（ＡＣＳＲ）が広く用いられている。地中送電線は、洞道や管路などに電線を布設し、電力を地中搬送するものであり、例えばＯＦケーブルやＣＶケーブルなどが挙げられる。水底送電ケーブルは、ＯＦケーブルやソリッドケーブルなどの油浸絶縁ケーブルが挙げられる。

《検知部》
検知部４０は、送電線３０の導体温度に相関する物理量を検知する。導体温度に相関する物理量は、導体温度自体や、送電線３０が架空送電線の場合だと送電線３０の弛度や張力などが挙げられる。検知する物理量の違いによって、検知部４０が異なる。検知する物理量に応じた検知部４０について以下に説明する。

・物理量：導体温度
検知部４０は、導体温度を検知する温度センサ４１を備える。温度センサ４１は、送電線３０の全長に沿って配設してもよいし、送電線３０の長さ方向の少なくとも一箇所に配設してもよい。なお、図１では、送電線３０の導体温度を検知することを説明しているにすぎず、温度センサ４１を誇張して示している。温度センサ４１を送電線３０の全長に亘って配設する場合、温度センサ４１として機能する光ファイバを用いて、オーピサーモ（（株）ジェイ・パワーシステムズの登録商標）などの光ファイバ温度分布計測システム（ＤＴＳ）といった公知の技術を利用することができる。送電線３０の全長に亘って光ファイバに沿った温度分布をリアルタイムで検知することで、送電線３０の導体温度を正確に把握し易い。光ファイバの配設形態としては、送電鉄塔の上部に架設される光ファイバ複合架空地線（ＯＰＧＷ）に類似した構造のものが挙げられる。例えば、送電線が金属素線を撚り合わせた架空送電線の場合、金属素線と共に撚り合わされた金属管に光ファイバを収納することが挙げられる。金属管にはステンレスが好適に利用できる。この場合、耐電圧性を有するために、金属管から光ファイバを取り出す取出し口近傍において、金属管の長手方向に電気的に絶縁する絶縁部を設けることや、金属管にポリエチレンなどの絶縁シースを設けることが挙げられる。他に、送電線がＯＦケーブルやＣＶケーブルなどの地中送電線の場合、光ファイバをケーブルに内蔵させることが挙げられる。

温度センサ４１を送電線３０の長さ方向の少なくとも一箇所に配設する場合、無線式小型温度センサを用いて、ジェイピーサーモ（（株）ジェイ・パワーシステムズの登録商標）などの無線式の温度監視システムといった公知の技術を利用することができる。無線式小型温度センサは、例えば、送電線３０の長手方向に沿って最も熱的負荷がかかる箇所に配設することが挙げられる。温度センサ４１は、送電線３０の長さ方向に等間隔で複数個所配設することが好ましい。温度センサを所望の箇所に分散配置することで、送電線３０の全長に配設する手間が省ける。

・物理量：弛度
送電線３０は、隣り合う送電鉄塔間（径間）に一定の弛み（弛度）を有して架設される。弛度とは、送電線３０の支持点（送電鉄塔側の端部）が同一の高さの場合には、支持点と送電線の最下点（最も弛んだ位置）との差のことを言う。送電線３０は導体温度によって膨張収縮するため、送電線３０の長さが送電線３０の線膨張係数に応じて実長から変化する。この実長からの変化は弛度に大きく影響を及ぼす。そこで、送電線３０の弛度を検出することで、送電線３０の導体温度を把握することができる。

検知部は、隣り合う送電鉄塔に架設される送電線の弛度を検知するものであり、送電線の弛み部を撮影する撮影部と、撮影部による撮影画像を表示する表示部と、撮影画像を処理して弛度を演算する弛度演算部と、弛度演算部で得られた弛度に基づいて送電線の導体温度を演算する温度演算部とを備えることが挙げられる。撮影部は、カメラを用いることができ、例えば送電鉄塔の所定位置に固定することが挙げられる。撮影部は、撮影方向や角度などを調整可能な調整部と、遠隔操作で調整部を制御できる調整制御部とを備えることが挙げられる。調整制御部は、表示部に表示される撮影画像を見ながら調整部を制御すればよい。例えば、夏季の送電線の最下点と冬季の送電線の最下点を視野に捉えるようにカメラの撮影方向などを調整する。弛度演算部は、例えば、その視野画像における送電線の最下点の位置を画像処理により求めて簡易的に弛度とすることができる。温度演算部は、予め求めておいた送電線の導体温度と弛度との相関関係を用いて、この相関関係と弛度演算部によって得られた弛度から、その弛度を有する送電線の導体温度を算出する。上記送電線の導体温度と弛度との相関関係は、記憶部に記憶しておけばよい。

・物理量：張力
送電線３０は、隣り合う送電鉄塔間に一定の張力を有して架設される。送電線３０の張力と上述した弛度とは相関しており、送電線３０の導体温度の上昇により弛度が大きくなると張力が小さくなり、送電線３０の導体温度の下降により弛度が小さくなると張力が大きくなる。そこで、送電線３０の張力を検出することで、送電線３０の導体温度を把握することができる。検知部は、隣り合う送電鉄塔に架設される送電線の支持する張力を検知するものであり、ロードセルなどを用いることができる。検知された張力から送電線の導体温度を算出するにあたり、予め求めておいた送電線の導体温度と張力との相関関係を記憶部に記憶しておけばよい。

《制御部》
制御部５０は、検知部４０で検知した物理量に基づいて、導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度（閾値）以下となるように風力発電装置の発電を制御するものであり、判定部５１と発電制御部５２とを備える。送電線３０の導体最高許容温度とは、送電線３０に連続通電を行っても送電線３０を保持して支障のない温度のことである。上記閾値とは、導体最高許容温度自体である場合と、導体最高許容温度よりも若干低い特定温度である場合とがある。閾値については、以下の判定部の説明で詳述する。

〈判定部〉
判定部５１は、検知部４０で検知された物理量に基づいた導体温度が所定温度（閾値）超であるか否かを判定する。判定に供する閾値は、使用する送電線３０に応じた値を記憶部（図示せず）に記憶しておけばよい。閾値は、送電線３０の導体最高許容温度程度が挙げられる。上記閾値は、例えば、送電線３０の導体最高許容温度の−１０℃以上＋５℃以下、さらに−５℃以上導体最高許容温度以下が挙げられる。

閾値を導体最高許容温度とする場合、使用する送電線３０の導体最高許容温度を記憶部に記憶する。判定部５１は、送電線３０の導体温度が導体最高許容温度超であるか否かを判定し、導体温度が導体最高許容温度であると判定した場合、その結果を後述する発電制御部５２に送信する。発電制御部５２は、判定部５１の判定結果を受信してから風力発電装置１０の発電の出力を下げるため、この下げた発電の出力が送電線３０の送電容量に反映されて導体温度が導体最高許容温度以下となるまでに若干のタイムラグが生じることがある。よって、発電制御部５２による発電の出力の低下が送電線３０の導体温度の低下に反映されるまでに、送電線３０の導体温度が導体最高許容温度超である状態で連続通電されることがある。送電線３０には、導体最高許容温度を超過しても、短時間であれば通電可能である温度（短時間許容温度）が設定されている。従って、閾値を導体最高許容温度とした場合であっても、発電制御部５２が、判定部５１による判定結果（導体温度が導体最高許容温度超である）を受信してから速やかに発電の出力の制御を行えば問題はない。

閾値を導体最高許容温度よりも若干低い特定温度とする場合、使用する送電線３０の導体最高許容温度未満で導体最高許容温度の−１０℃以上、好ましくは−５℃以上の温度を記憶部に記憶する。発電制御部５２による発電の出力が送電線３０の送電容量に反映されるまでには、上述したように、タイムラグが生じることがある。よって、特定温度として、上記タイムラグを考慮して、送電線３０の導体温度が導体最高許容温度を超えることのない温度を算出すればよい。つまり、閾値を特定温度とすることで、送電線３０が短時間許容温度となることなく、かつ送電線３０の最大送電容量に近い送電を行うことができる。

〈発電制御部〉
発電制御部５２は、判定部５１で送電線３０の導体温度が上記閾値超であると判定された場合、風力発電装置１０の発電の出力を下げる。このとき、送電線３０の導体温度と風力発電装置１０の発電の出力との相関関係を予め求めておき、この相関関係を基に、発電の出力を制御する。発電制御部５２は、風力発電装置１０の発電の出力を下げる一形態として、ピッチ角制御部１５にピッチ角を駆動して発電の出力を下げるように指令する発電指令部５３を備える。発電制御部は、他に、ヨー制御部（図示せず）にブレード１１、ハブ１２、ナセル１３の向きを制御して発電の出力を下げるように指令する指令部（図示せず）を備えることが挙げられる。また、送電線３０の送電容量が、複数台の風力発電装置による発電の合計出力である場合、いずれかの風力発電装置の発電を停止することも挙げられる。

＜送電システムの運転方法＞
上述した送電システム１の運転方法について説明する。送電システム１の運転方法は、送電線３０の導体温度に相関する物理量に基づいて、風力発電装置１０の発電の出力を制御する運転方法であり、以下の検知ステップと、判定ステップと、発電制御ステップとを備える。図２に示す風力発電装置１０の発電の出力の制御フローチャートを参照して、各ステップの具体的な処理を以下に説明する。

《検知ステップ》
検知ステップは、送電線３０の導体温度に相関する物理量を検知する。導体温度に相関する物理量は、導体温度自体や、送電線３０が架空送電線の場合だと送電線３０の弛度や張力などが挙げられる。検知する物理量に応じた検知部４０を選択して、物理量を検知すればよい。物理量の検知は、連続的に行ってもよいし、断続的に一定間隔で行ってもよい。

検知した物理量が導体温度以外の場合、予め求めておいた送電線３０の導体温度と物理量との相関関係Ａを用いて、この相関関係Ａと検知した物理量とから、その物理量における導体温度を算出する。送電線３０の導体温度と物理量との相関関係Ａは、記憶部に記憶しておく。

《判定ステップ》
判定ステップは、まず、検知部４０で検知した物理量に基づいた送電線３０の導体温度（信号）を有線又は無線を介して判定部５１で取得する（ステップＳ１）。取得した物理量に基づいて、送電線３０の導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度（閾値）超であるか否かを判定する（ステップＳ２）。導体温度が閾値超と判定した場合、その判定結果（信号）を発電制御部５２に送信する。導体温度が閾値以下と判定した場合、何も行わず、再び検知部４０で検知した物理量に基づいた送電線３０の導体温度を取得する。

《発電制御ステップ》
発電制御ステップは、判定部５１による判定結果（導体温度が閾値超である）を受信し、導体温度が閾値以下となるように風力発電装置１０の発電の出力を下げる（ステップＳ３）。風力発電装置１０の発電の出力を下げる一形態として、ブレード１１のピッチ角を制御することが挙げられる。例えば、ピッチ角を大きくすることでブレード１１の回転数が低減し、発電の出力を下げることができる。

風力発電装置１０の発電の出力の制御は、例えば以下のように行う。まず、送電線３０の通電電流が最大となる冬季を基に基底温度（送電線３０の周囲環境条件による温度）を設定し、そのときの送電線３０の通電電流（すなわち、発電の出力）とその通電電流による温度の上昇（導体温度）との相関関係Ｂを予め求めておく。冬季を基に設定した基底温度は、送電線３０の布設現場での最低の観測温度とすることが好適であるが、この布設現場における冬季の平均気温としてもよい。この相関関係Ｂは、送電線３０の導体温度を変化させるにあたり、発電の出力をどれだけ変化させる必要があるかを把握するための相対的な関係である。例えば、送電線３０の導体温度を１００℃（現在の導体温度）から８０℃（目標温度）に変化させるにあたり、送電線３０の導体温度を２０℃下げるために発電の出力をどれだけ下げる必要があるかを把握するものである。この相関関係Ｂから、検知した物理量に基づいた送電線３０の導体温度から目標温度となるための発電の出力変更幅（目標出力）を求める。この目標温度は、例えば、送電線３０の閾値未満でその閾値近傍の温度とすることが挙げられる。つまり、送電線３０の導体温度が導体最高許容温度を超過することなく、かつ送電線３０の送電容量の近い送電を行うことができる温度とすることが好ましい。この目標温度は、例えば、送電線３０の導体最高許容温度の−１０℃以上＋５℃以下、さらに−５℃以上導体最高許容温度以下が挙げられる。次に、風速毎の発電の出力とピッチ角との相関関係Ｃを予め求めておき、上記目標出力となるためのピッチ角を求める。そして、求めたピッチ角を制御して、風力発電装置１０の発電の出力を下げる。上記相関関係Ｂや相関関係Ｃは、記憶部に記憶しておけばよい。相関関係Ｂと相関関係Ｃは、それぞれ個別に求めておいてもよいし、二つの相関関係を合成して、風速毎のピッチ角と導体温度との相関関係を求めておいてもよい。

風力発電装置１０は、定格風速において発電の出力は定格出力となる。風力発電装置１０は、通常、ナセル１３の頂上に設置された風向風速計（図示せず）で風の状態を常に検知している。そして、この風の状態に合わせて、発電の出力を定格出力に維持しようと、ピッチ角制御やヨー制御を自動的に調整し、風力発電を効率的に行っている。例えば、定格風速以下の場合は、発電の出力が大きくなるようにピッチ制御やヨー制御を自動的に行い、定格風速超の場合は、発電の出力が小さくなるようにピッチ制御やヨー制御を自動的に行う。ここでは、風力発電装置１０の発電の定格出力は、送電線３０の通電電流が最大になると推測される値を上記相関関係Ｂから求めて、その値を設定しておく。具体的には、送電線３０の導体温度が導体最高許容温度近傍となるような出力とする。

上述した発電制御ステップで発電の出力を下げたあとは、送電線３０の導体温度が閾値以下である間は、風力発電装置１０が、ピッチ角制御やヨー制御により自動で発電の出力を上げて上記定格出力に近づけるように制御する。そして、風力発電装置１０の発電の出力が上がり過ぎて送電線３０の導体温度が閾値超とならないように、上述した検知ステップと、判定ステップと、発電制御ステップとを繰り返す。

以上に説明した実施形態の送電システム１、及び送電システム１の運転方法によれば、送電線３０の導体温度に相関する物理量に基づいて発電を制御するため、送電線３０に導体最高許容温度を超えて異常過熱するほど電流が流れる前に、発電の出力を下げることができる。特に、風力発電装置によって発電される不規則な変動電力であっても、効率的に送電できる。風力発電装置による発電量は、冬季の風の強い時期に大きくなる傾向にある。また、送電線３０の送電容量は、冬季では基底温度（送電線の周囲環境条件によって決められる温度基準）が低く設定できるため大きくなる傾向にある。よって、上記実施形態の送電システム１、及び送電システム１の運転方法によれば、送電線３０の周囲環境温度に応じた送電容量に適合する発電が行えるため、効率的に送電できる。

上述した実施形態の送電システム１では、架空送電線（図１を参照）を例に挙げて説明したが、架空送電線以外にも、地中送電線や水底ケーブル送電にも適用できる。

本発明の送電システムは、風力発電装置によって発電された電力の送電に利用可能である。本発明の送電システムの運転方法は、風力発電装置によって発電された電力を効率的に送電する送電システムの運転に利用可能である。

１ 送電システム
１０ 風力発電装置
１１ ブレード １２ ハブ １３ ナセル １４ 支柱
１５ ピッチ角制御部
２０ 変電所
３０ 送電線
４０ 検知部 ４１ 温度センサ
５０ 制御部 ５１ 判定部 ５２ 発電制御部 ５３ 発電指令部

Claims (5)

1. 風力発電装置と、前記風力発電装置で発電された電力が送電される送電線とを備える送電システムであって、
   前記送電線の導体温度に相関する物理量を検知する検知部と、
   前記検知部で検知した物理量に基づいて、前記導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度以下となるように前記風力発電装置の発電を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記物理量に基づいた導体温度が前記所定温度超であるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部で前記導体温度が前記所定温度超であると判定された場合、前記風力発電装置の発電の出力を下げる発電制御部とを備える送電システム。
2. 前記風力発電装置は、ピッチ角が可変であるブレードと、前記ブレードを駆動して前記ピッチ角を制御するピッチ角制御部とを備え、
   前記発電制御部は、前記ピッチ角制御部に前記ピッチ角を駆動して発電の出力を下げるように指令する発電指令部を備える請求項１に記載の送電システム。
3. 前記検知部は、前記導体温度を検知する温度センサを備える請求項１または請求項２に記載の送電システム。
4. 前記送電線は、金属素線を撚り合わせた架空送電線であり、
   前記検知部は、
   前記送電線の導体温度を検知する光ファイバと、
   前記金属素線に複合され、前記光ファイバを収納する金属管と、
   前記金属管から光ファイバを取り出す取出し口近傍に該金属管の長手方向に電気的に絶縁する絶縁部とを備える請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の送電システム。
5. 風力発電装置によって発電された電力を送電線で送電する送電システムの運転方法であって、
   前記送電線の導体温度に相関する物理量を検知する検知ステップと、
   前記検知ステップで検知した物理量に基づいて、前記導体温度が導体最高許容温度を基準とする所定温度超であるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定の結果、前記導体温度が前記所定温度超であると判定された場合、前記導体温度が前記所定温度以下となるように前記風力発電装置の発電の出力を下げる発電制御ステップとを備える送電システムの運転方法。

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