JP2017103900A - 制御装置、制御装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】風力発電設備に対する制御を行う際の電力系統への影響を小さくする。
【解決手段】電力系統に設置される風力発電設備を制御する制御装置であって、風力発電設備の現在の発電量を逐次取得する発電量取得部と、電力系統に設置されている計測器から、電力系統の電力の状態に応じて変動する計測値を取得する系統状態取得部と、計測値と、計測値の目標値と、の比較の結果に応じて、風力発電設備による発電量の抑制量を求める抑制量算定部と、風力発電設備の発電量と、抑制量とに基づいて、風力発電設備を電力系統から解列させるか否かを判定する解列判定部と、風力発電設備を電力系統から解列させると判定された場合に、風力発電設備の発電量が所定の判定値以下になったタイミングで、風力発電設備を電力系統から解列させるための解列指令を風力発電設備に送信する解列実行部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、制御装置の制御方法及びプログラムに関する。

電力系統上の電力は、需要と供給のバランスが崩れると周波数や電圧等が変化する。そのため電力会社は、日々電力需要量の予測を行い、需要と供給のバランスを維持するように発電所での発電量を制御している。

一方で近年、メガソーラー級の太陽光発電設備や、大規模な風力発電設備などの自然エネルギーを利用した大規模な分散型電源が各地に設置され、次々に運用を開始している。

このような分散型電源は自然環境の影響を受けて発電量が時々刻々と大きく変化するが、電力系統へ与える影響を抑えるため、発電量を平準化するための技術が様々に開発されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−２２６１８９号公報

しかしながら、分散型電源から電力系統への電力供給量の比率が増すにつれ、発電所の発電量を調整するのみではなく、状況に応じて分散型電源を電力系統から解列するような運用も考慮されている。

この場合、特に風力発電設備からの発電量は、数秒ないし数十秒程度の短時間の間に発電量が大きく変わるため、発電量の大きなときに風力発電設備を電力系統から解列しようとすると、電力系統への電力供給量が急激に変化し、需要者に提供される電力の品質を低下させる可能性が想定される。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、風力発電設備に対する制御を行う際に電力系統へ与える影響を小さくすることを一つの目的とする。

一つの側面に係る制御装置は、電力系統に設置される風力発電設備を制御する制御装置であって、前記風力発電設備の現在の発電量を逐次取得する発電量取得部と、前記電力系統に設置されている計測器から、前記電力系統の電力の状態に応じて変動する計測値を取得する系統状態取得部と、前記計測値と、前記計測値の目標値と、の比較の結果に応じて、前記風力発電設備による発電量の抑制量を求める抑制量算定部と、前記風力発電設備の前記発電量と、前記抑制量とに基づいて、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させるか否かを判定する解列判定部と、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させると判定された場合に、前記風力発電設備の発電量が所定の判定値以下になったタイミングで、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させるための解列指令を、前記風力発電設備に送信する解列実行部と、を備える。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。

風力発電設備に対する制御を行う際の電力系統への影響を小さくすることができる。

本実施形態に係る電力系統を示す図である。 本実施形態に係る系統制御装置を示す図である。 本実施形態に係る記憶装置を示す図である。 本実施形態に係る風力発電設備情報テーブルを示す図である。 本実施形態に係る抑制復帰管理テーブルを示す図である。 本実施形態に係る履歴情報テーブルを示す図である。 本実施形態に係る処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る風力発電設備を解列するタイミングを示す図である。 本実施形態に係る風力発電設備を解列するタイミングを示す図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

本実施形態に係る電力系統１０００の全体構成を図１に示す。本実施形態に係る電力系統１０００は、一例として送電系統として構成され、発電所５００、及び発電所５００から延設される送電線７００を有して構成される。そして送電線７００には、一つ以上（本実施形態では複数）の風力発電設備２００が設置されている。また図１には示されていないが、送電線７００には、一次変電所や二次変電所等の各種変電所が設けられている。

発電所５００は、水力発電所や火力発電所、原子力発電所などのように、発電のためのエネルギー使用量を制御することによって、発電量を制御可能な発電所であり、発電機５１０により発電された電力を、母線５２０及び保護装置５３０を介して送電線７００に供給している。保護装置５３０は、例えば規定値以上の電流が流れると電路を遮断し、発電所５００から送電線７００への電力供給を停止する。

なお、本実施形態に係る発電機５１０及び保護装置５３０には、電圧や電流、周波数、力率などの、電力系統１０００の状態に応じて変動する物理量を計測可能な不図示の計測器が設けられており、随時、これらの情報を、通信可能に接続される系統制御装置１００に送信している。

風力発電設備２００は、風車２２０と個別制御装置２１０とを有して構成される。風力発電設備２００による発電量は、主に風速によって変動する。従って風力発電設備２００による発電量は、風速が数秒から数十秒程度の極めて短時間に大きく変動する特性に起因して、同程度の短時間の間に大きく変動する。

風力発電設備２００によって発電された電力は、風力発電設備２００からの電力供給を受ける図示しない構内の負荷によって消費される一方で、余剰電力が生じた場合には個別制御装置２１０を通じて送電線７００に供給される。

このため発電機５１０は、毎日の気象条件や時間帯によって変動する電力需要のみならず、風力発電設備２００の発電量（過去の発電量の実績値や現在値、所定時間後の予測値、さらにはこれらの推移など）の変動を適宜考慮しながら、電力系統１０００における電力の品質（例えば電圧や周波数、力率など）が適切に維持されるように（規定の範囲内に収まるように）、発電量を制御している。

個別制御装置２１０は、電力系統１０００への並列および解列を切替可能であり、例えば風力発電設備２００や送電線７００に事故が発生した場合に、風力発電設備２００を電力系統１０００から解列する。また個別制御装置２１０は、通信可能に接続された系統制御装置１００から送信される指令（並列指令、解列指令）によっても、風力発電設備２００を電力系統１０００に並列あるいは解列する。

また個別制御装置２１０は、風力発電設備２００の現在の発電量を計測可能な計測器を有しており、逐次（例えば１秒乃至５秒おき程度に）系統制御装置１００に送信している。

系統制御装置１００は、電力系統１０００に設けられている風力発電設備２００を制御する装置（制御装置）である。

例えば系統制御装置１００は、上述したように、発電機５１０や保護装置５３０等に設置されている計測器から、電圧や電流、周波数、力率などの電力系統１０００の電力の状態に応じて変動する物理量（計測値）を取得し、風力発電設備２００を電力系統１０００から解列させる場合には、解列対象の風力発電設備２００に解列指令を送信する。

また系統制御装置１００は、解列中の風力発電設備２００を電力系統１０００に並列する場合には、並列対象の風力発電設備２００に並列指令を送信する。

次に、本実施形態に係る系統制御装置１００の構成を図２に示す。

系統制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、メモリ１２０、通信装置１３０、記憶装置１４０、入力装置１５０、出力装置１６０、及び記録媒体読取装置１７０を備える。

ＣＰＵ１１０は系統制御装置１００の全体の制御を司るもので、記憶装置１４０に記憶された制御プログラム６００をメモリ１２０に読み出して実行することにより、系統制御装置１００としての各種機能を実現する。例えば、発電量取得部、系統状態取得部、抑制量算定部、解列判定部、解列実行部、期間算定部、増加量算定部、並列判定部、並列実行部が実現される。

記録媒体読取装置１７０は、記録媒体８００に記録されている制御プログラム６００や各種データの読み取りや書き込みを行うための装置である。読み取られた制御プログラム６００やデータはメモリ１２０や記憶装置１４０に格納される。

記録媒体８００としてはフレキシブルディスクや磁気テープ、光磁気ディスク、半導体メモリ等を用いることができる。

入力装置１５０は、オペレータ等による系統制御装置１００へのデータ入力等のために用いられる装置でありユーザインタフェースとして機能する。入力装置１５０としては例えばキーボードやマウス等を用いることができる。

出力装置１６０は、情報を外部に出力するための装置でありユーザインタフェースとして機能する。出力装置１６０としては例えばディスプレイやプリンタ等を用いることができる。

通信装置１３０は通信を行うための装置である。通信装置１３０は、例えば発電機５１０や保護装置５３０、個別制御装置２１０から送られてくる各種の計測値や発電量等のデータを受信する。また通信装置１３０は、個別制御装置２１０に対して解列指令や並列指令を送信する。さらに通信装置１３０は、インターネット等の通信網を介して他のコンピュータと通信可能に接続されるようにしても良い。

記憶装置１４０は例えばハードディスク装置により構成される。図３に示すように、記憶装置１４０には制御プログラム６００、風力発電設備情報テーブル６１０、抑制復帰管理テーブル６２０、履歴情報テーブル（発電量蓄積部）６３０が記憶されている。

本実施形態に係る風力発電設備情報テーブル６１０を図４に示す。風力発電設備情報テーブル６１０は、”識別情報”欄、”設置場所”欄、”発電量”欄、”抑制制御可否”欄、”最大抑制時間”欄、”合計抑制時間”欄を備える。

”識別情報”欄には、風力発電設備２００の識別情報が記載される。

”設置場所”欄には、電力系統１０００における風力発電設備２００の設置場所を特定する情報が記載される。

”発電量”欄には、本実施形態では、個別制御装置２１０から逐次（例えば１秒毎に）送信される風力発電設備２００の現在の発電量（最新の発電量）が記載される。

”抑制制御可否”欄には、系統制御装置１００が電力系統１０００から風力発電設備２００を解列させるようとする場合に、解列対象と判定され得るか否かを示す抑制制御可否情報が記録される。抑制制御可否は、例えば、系統制御装置１００を管理する電力会社などの管理者と、風力発電設備２００の管理者との間で交わされる契約により取り決められる。抑制制御可否情報が「可」の場合は、解列すると判定され得ることを示し、「否」の場合は、解列すると判定されないことを示す。

このように電力系統１０００に設置される複数の風力発電設備２００のそれぞれについて、電力系統１０００から解列されると判定され得るか否か、つまり、解列対象として選出され得るか否かを示す情報を記録しておくことによって、個々の風力発電設備２００の運用方針に応じて適切に対応することが可能となる。

”最大抑制時間”欄には、抑制制御可否情報が「可」である場合に、所定期間（例えば過去１か月の期間）内における解列の合計時間の最大値が記録されている。この最大抑制時間も、電力会社と風力発電設備２００の管理者との間で交わされる契約により取り決められる。

”合計抑制時間”欄には、上記所定期間において既に解列した時間の合計（解列した累積時間）が記載される。

本実施形態に係る系統制御装置１００は、一例として、電力系統１０００から解列させる風力発電設備２００を選出する際に、抑制制御可否情報が「可」である風力発電設備２００のそれぞれの、最大抑制時間と合計抑制時間との比が均等になるように選出する。具体的には、系統制御装置１００は、合計抑制時間／最大抑制時間の値が小さな風力発電設備２００が優先的に解列の判定がなされるようにする。このような態様によれば、電力会社と風力発電設備２００の管理会社との契約による最大抑制時間の範囲内で、各風力発電設備２００を公平に電力系統１０００から解列させることが可能となる。

次に、本実施形態に係る抑制復帰管理テーブル６２０を図５に示す。抑制復帰管理テーブル６２０は、”抑制順位”欄、”抑制対象”欄、”見込み抑制量”欄、”復帰順位”欄、”抑制中”欄を備える。

”抑制順位”欄には、系統制御装置１００によって電力系統１０００から解列すると判定された風力発電設備２００に割り当てられる、解列実行時の順序を示す情報が記載される。本実施形態では、抑制順位が１に割り当てられた風力発電設備２００から先に、各風力発電設備２００が逐次的に解列させられる。

このように逐次的に風力発電設備２００を解列するようにすることによって、複数の風力発電設備２００が一斉に電力系統１０００から解列しないように制御できるので、電力系統１０００への影響が抑制され、電力の品質低下を防止することが可能となる。

”抑制対象”欄には、それぞれの抑制順位に割り当てられた風力発電設備２００の識別情報が記載される。

”見込み抑制量”欄には、その風力発電設備２００を電力系統１０００から解列することによって見込まれる電力系統１０００への電力供給量の減少量が記載される。例えば見込み抑制量として、過去の直近の所定期間（例えば１時間）における発電量の平均値や、現在から所定期間後（例えば１時間後）の発電量の予測値であってもよい。

”復帰順位”欄には、一旦電力系統１０００から解列した風力発電設備２００を、電力系統１０００に並列させる場合の優先順位が記載される。例えば、先に解列した風力発電設備２００が先に並列するように定めてもよい。このような態様により、各風力発電設備２００に対する解列及び並列の制御を公平に行うことが可能となる。図５に示す例では、電力系統１０００から解列中の「Ｂ」及び「Ｆ」で特定される２つの風力発電設備２００について、復帰順位が定められている。

”抑制中”欄には、抑制復帰管理テーブル６２０に掲載されている風力発電設備２００が現在、電力系統１０００に連系中であるか、解列中であるか、を示す情報が記載される。

図５に示す例では、「Ｂ」「Ｆ」「Ａ」で特定される風力発電設備２００について、電力系統１０００から解列すると判定されて、解列対象として選出されている。そしてそのうち、抑制順位第１位の「Ｂ」、及び第２位の「Ｆ」で特定される風力発電設備２００は電力系統１０００から既に解列しており、抑制順位が第３位の「Ａ」で特定される風力発電設備２００は、まだ電力系統１０００に連系中であり、解列していないことを示す。

次に、本実施形態に係る履歴情報テーブル６３０を図６に示す。履歴情報テーブル６３０は、”日時”欄、”発電量”欄を備える。

履歴情報テーブル６３０は、風力発電設備２００から系統制御装置１００に逐次送信されてくる発電量を日付情報と対応付けて記憶したテーブルであり、過去の発電量が履歴情報として蓄積されている。なお、本実施形態に係る履歴情報テーブル６３０は、風力発電設備２００毎に、それぞれの発電量を記録するためのテーブルが設けられている。

次に、本実施形態に係る系統制御装置１００が、電力系統１０００に設置される複数の風力発電設備２００に対する解列及び並列を制御する際の処理の流れを、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず系統制御装置１００は、抑制制御フラグを０に初期化する（S1000）。抑制制御フラグは、系統制御装置１００が、電力系統１０００に設置されている少なくとも一つの風力発電設備２００に対して解列を行っている場合に１となり、いずれの風力発電設備２００に対しても解列を行っていない場合（全て連系している場合）に０となる。

続いて系統制御装置１００は、系統情報を取得する（S1010）。具体的には、系統制御装置１００は、発電機５１０や保護装置５２０等に設置されている計測器から、電力系統１０００の電力の状態に応じて変動する計測値（電圧、電流、周波数、力率など）を取得する。

なお系統制御装置１００は、S1010とは別に、電力系統１０００に設置されているそれぞれの風力発電設備２００からそれぞれの発電量（ここでは例えば現在の発電量）を逐次（例えば１秒毎に）取得しており、随時、風力発電設備情報テーブル６１０及び履歴情報テーブル６３０に記録している。

系統制御装置１００は、この計測値を目標値（図７に示す例では、第２判定値以上第１判定値以下の範囲が目標値となる）と比較し、電力系統１０００に対する電力供給量を抑制するか、増加するか、あるいは何もしないかを判定する（S1030）。

例えば、発電機５１０の周波数が目標値に対して高い場合や、電力系統１０００の電圧が目標値に対して高い場合には、電力需要に対して電力供給量が過剰であるため、系統制御装置１００は、電力系統１０００への電力供給量を抑制すると判定する。逆に発電機５１０の周波数が目標値に対して低い場合や、電力系統１０００の電圧が目標値に対して低い場合には、電力需要に対して電力供給量が不足であるため、系統制御装置１００は、電力系統１０００に対する電力供給量を増加すると判定する。

図７に示す例では、系統制御装置１００は、計測値（例えば発電機５１０の周波数）が第１判定値よりも大きい場合には、目標値の範囲を外れており、電力系統１０００への電力供給量を抑制すると判定する。

なおS1030において、系統制御装置１００は、上記計測値を基に、電力系統１０００の電力需給のバランスを示す指標値を算出して、この指標値を目標値と比較することによって、電力系統１０００への電力供給量を抑制するか増加するかを判定するようにしてもよい。この場合、この指標値は、例えば比較的短時間の電力変動量による発電機５１０の周波数変動や運転予備力、あるいは比較的長時間の電力系統１０００の電圧や周波数滞在率などとすることができる。

そして系統制御装置１００は、電力系統１０００への電力供給量を抑制すると判定した場合には、抑制制御フラグを１にセットして（S1050）、電力系統１０００から解列させる風力発電設備２００を選出した上で、抑制復帰管理テーブル６２０を作成する(S1060)。

このとき系統制御装置１００は、まず、上記の計測値を基に、風力発電設備２００に削減させるべき電力供給量（風力発電設備２００による発電量の抑制量）を求める。抑制量の算出は、例えば計測値を所定の換算式に代入することにより求めることができる。あるいは、抑制量と計測値とを対応付けたテーブルを参照することにより求めることができる。

系統制御装置１００は、次に、この抑制量の分の電力供給を削減するために、電力系統１０００から解列させるべき風力発電設備２００を選出する。

より具体的には、系統制御装置１００は、図４に示した風力発電設備情報テーブル６１０を参照しながら、電力系統１０００から解列可能な風力発電設備２００の中から、上記の抑制量に相当する電力を削減し得る風力発電設備２００の組み合わせを、各風力発電設備２００の発電量を元に選出する。例えば抑制量が２０ＭＷ（メガワット）である場合には、解列対象として選出する風力発電設備２００の過去所定期間の平均発電量（例えば過去１０分間の発電量の移動平均）の合計値と、抑制量である２０ＭＷと、の差分が所定値以下（例えば±５ＭＷ）となるように、解列対象となる風力発電設備２００を選出する。本実施形態に係る系統制御装置１００は、このようにして、電力系統１０００から解列させる風力発電設備２００を選出する。このような態様によれば、電力系統１０００における電力の状態を精度良く維持しつつ、風力発電設備２００を電力系統１０００から解列することが可能となる。

またその際に、系統制御装置１００は、最大抑制時間と合計抑制時間との比率が均等になるように、解列対象とする風力発電設備２００を選出する。

具体的には系統制御装置１００は、合計抑制時間／最大抑制時間の値が小さな風力発電設備２００ほど優先的に電力系統１０００から解列されるように、優先順位（抑制順位）をつけて選出する。

この後、系統制御装置１００は、例えば図５に示すように、抑制復帰管理テーブル６２０を作成する（S1060）。

続いて系統制御装置１００は、抑制復帰管理テーブル６２０の抑制順位に従って、各解列対象の風力発電設備２００を電力系統１０００から解列させていく（S1070）。このとき系統制御装置１００は、解列対象の風力発電設備２００が複数ある場合には、解列対象のそれぞれの風力発電設備２００を、逐次的に解列していく。

具体的には、系統制御装置１００は、図５の抑制復帰管理テーブル６２０に従って、まず抑制順位第１位の「Ｂ」で特定される風力発電設備２００を解列する。このとき系統制御装置１００は、風力発電設備情報テーブル６１０を参照して、「Ｂ」で特定される風力発電設備２００の現在の発電量を取得する。そして系統制御装置１００は、この現在の発電量を所定の判定値と比較して、発電量が判定値以下であれば、この風力発電設備２００の個別制御装置２１０に対して解列指令を送信する。そして系統制御装置１００は、抑制中欄に「Ｙ」を記入する。

一方で系統制御装置１００は、「Ｂ」で特定される風力発電設備２００の現在の発電量が判定値以下でなければ、そのまま待機し、発電量が判定値以下になったタイミングでこの風力発電設備２００の個別制御装置２１０に対して解列指令を送信する。

その様子を図８に示す。図８の（Ａ）で示すタイミングは、系統制御装置１００が「Ｂ」で特定される風力発電設備２００の現在の発電量を上記の判定値と比較して、発電量が判定値以下であるか否かの判定を開始したタイミングである。そして図８の（Ｂ）で示すタイミングは、この風力発電設備２００の発電量が判定値以下になったタイミングである。

このような態様によって、風力発電設備２００の発電量が相対的に小さい時に、この風力発電設備２００を電力系統１０００から解列させることが可能となるため、電力系統１０００への影響を小さくすることができる。

しかしながら、風の強い日などには、これから解列しようとしている「Ｂ」で特定される風力発電設備２００の発電量が、なかなか判定値以下にならない場合も考えられる。このような場合は、系統制御装置１００は、所定期間の間に風力発電設備２００の現在の発電量が判定値以下にならなければ、この所定期間の経過後に、風力発電設備２００の発電量が減少から増加に転じたタイミングで、解列指令を送信するようにする。

この様子を図９に示す。図９の（Ａ）で示すタイミングは、系統制御装置１００が、「Ｂ」で特定される風力発電設備２００の現在の発電量を上記判定値と比較して、発電量が判定値以下であるか否かの判定を開始したタイミングである。そして図９の（Ｃ）で示すタイミングは、上記所定期間が経過したタイミングである。そして図９の（Ｄ）で示すタイミングは、この所定期間の経過後に、風力発電設備２００の発電量が減少から増加に転じたタイミングである。

このような態様によれば、風の強い日などに、解列対象の風力発電設備２００の発電量が判定値以下になりにくい場合であっても、発電量が比較的に小さいタイミングで解列することが可能となるため、電力系統１０００への影響を小さくすることができる。

なお、系統制御装置１００は、風力発電設備２００の発電量が上記判定値以下に低下するのを待機する所定期間の長さを、履歴情報テーブル６３０に記録された当該風力発電設備２００の発電量の履歴情報を用いて求めるようにすると良い。

具体的には、系統制御装置２００は、この風力発電設備２００の履歴情報を用いて、所定値以上（例えば８０％以上）の確率で、風力発電設備２００の発電量が、１回以上、判定値以下となるような長さの時間を、所定期間として求めるようにしている。この所定期間の長さは、長くすればするほど、その間に風力発電設備２００の発電量が判定値以下になる確率は上昇する。

そのため、系統制御装置２００は、所定期間の長さを暫定的に例えば１０秒と定め、履歴情報テーブル６３０に記録された個々の発電量を時系列に参照し、発電量の値が１０秒の間に判定値以下になる確率を算出する。そして、この確率が目標確率（例えば８０％）に達していなければ、所定期間の長さを所定の増分（例えば５秒）だけ増やし、１５秒の間に発電量が判定値以下になる確率が目標確率（８０％）に達しているか否かを判定する。系統制御装置１００は、このような処理を目標確率に達するまで繰り返すことにより、所定期間を求める。

このようにして所定期間を定めておけば、系統制御装置２００が電力系統１０００から風力発電設備２００を解列しようとする場合に、目標確率により定められた割合で、この風力発電設備２００の発電量が判定値以下になったタイミングで、解列させることが期待できるようになる。

系統制御装置１００は、以下、図５の抑制復帰管理テーブル６２０に従って、抑制順位第２位の「Ｆ」で特定される風力発電設備２００を解列する（S1075、S1070）。このとき系統制御装置１００は、風力発電設備情報テーブル６１０を参照して、「Ｆ」で特定される風力発電設備２００の現在の発電量を取得して、この現在の発電量を所定の判定値と比較して、発電量が判定値以下になったタイミング、あるいは、所定期間経過後に発電量が減少から増加に転じたタイミングで、この風力発電設備２００に対して解列指令を送信する。そして系統制御装置１００は、抑制中欄に「Ｙ」を記入する。

系統制御装置２００は、解列対象として選出した全ての風力発電設備２００に対する解列が終了したら（S1075）、所定時間待機した後に（S1080）、S1010に戻る。

そして系統制御装置１００は、再び系統情報（新たな計測値）を取得して（S1010）、この新たな計測値（例えば発電機５１０の周波数）が第１判定値よりも未だ大きい場合には、系統制御装置１００は、さらなる解列対象の風力発電設備２００を選出して、これらの風力発電設備２００を電力系統から解列する（S1050〜S1075）。

このような態様によって、複数の風力発電設備２００が一斉に電力系統１０００から解列しないように制御できるので、電力系統１０００への影響が抑制され、電力の品質低下を防止することが可能となる。また解列対象の風力発電設備２００を電力系統１０００から解列した後に、所定時間以上の間隔を空けるようにすることによって、解列対象の風力発電設備２００を電力系統１０００から解列する毎に変動する電力系統１０００の状態が安定するのを待ってから、次の風力発電設備２００を解列するか、並列するか、そのままにするかを判定することができるので、より一層電力系統１０００への影響を抑制し、電力の品質低下を防止することが可能となる。

一方、S1030において、計測値を目標値（図７に示す例では、第２判定値以上第１判定値以下の範囲）と比較した結果、計測値が第２判定値未満である場合には、系統制御装置１００は、電力系統１０００への電力供給量を増加すると判定する（S1030）。

そしてこの場合、系統制御装置１００はS1090に処理を進める。そして系統制御装置１００は、抑制制御フラグが０である場合には、解列中の風力発電設備２００が存在しないためS1080に処理を進め、抑制制御フラグが１である場合には、抑制復帰管理テーブル６２０を参照して、解列中の風力発電設備２００の中から、電力系統１０００に並列させる風力発電設備２００を選出する。

このとき系統制御装置１００は、まず、上記の計測値を基に、風力発電設備２００により増加させるべき電力供給量（風力発電設備２００による発電量の増加量）を求める。増加量の算出は、例えば計測値を所定の換算式に代入することにより求めることができる。あるいは、増加量と計測値とを対応付けたテーブルを参照することにより求めることができる。

系統制御装置１００は、次に、この増加量の分の電力供給を増加するために、電力系統１０００に並列させるべき風力発電設備２００を選出する。

より具体的には、系統制御装置１００は、図５の抑制復帰管理テーブル６２０に記載されている解列中（抑制中）の風力発電設備２００に対して、上記の増加量に相当する電力を増加し得る風力発電設備２００の組み合わせを求める。例えば増加量が２０ＭＷ（メガワット）である場合には、並列対象として選出する風力発電設備２００の過去所定期間の平均発電量（例えば過去１０分間の発電量の移動平均）あるいは見込み抑制量の合計値と、増加量である２０ＭＷと、の差分が所定値以下（例えば±５ＭＷ）となるように選出する。このような態様によれば、電力系統１０００における電力の状態を精度良く維持しつつ、風力発電設備２００を電力系統１０００に並列することが可能となる。

またその際に、系統制御装置１００は、最大抑制時間と合計抑制時間との比率が均等になるように、並列対象とする風力発電設備２００を選出する。

具体的には系統制御装置１００は、合計抑制時間／最大抑制時間の値が大きな風力発電設備２００ほど先に電力系統１０００に並列されるように、優先順位（復帰順位）をつけて選出する。

続いて系統制御装置１００は、抑制復帰管理テーブル６２０の復帰順位に従って、各並列対象の風力発電設備２００を電力系統１０００に並列する（S1100）。このとき系統制御装置１００は、並列対象の風力発電設備２００が複数ある場合には、並列対象のそれぞれの風力発電設備２００を、逐次的に並列する。

そして系統制御装置１００は、並列対象の全ての風力発電設備に対する並列が終了したら（S1110）、S1115に進む。

そして系統制御装置１００は、電力系統１０００に設置されているいずれの風力発電設備２００も解列中ではない場合（全て連系中の場合）には、S1115においてＹに進み、抑制制御フラグを０に更新してS1080に進む。

一方、電力系統１０００から解列中の風力発電設備２００が未だある場合には、抑制制御フラグを１にしたままS1080に進む。

このような態様によって、複数の風力発電設備２００が一斉に電力系統１０００に並列しないように制御できるので、電力系統１０００への影響が抑制され、電力の品質低下を防止することが可能となる。また並列対象の風力発電設備２００を電力系統１０００に並列した後に、所定時間以上の間隔を空けるようにすることによって、並列対象の風力発電設備２００を電力系統１０００に並列する毎に変動する電力系統１０００の状態が安定するのを待ってから、次の風力発電設備２００を解列するか並列するかあるいはそのままにするかを判定することができるので、より一層電力系統１０００への影響を抑制し、電力の品質低下を防止することが可能となる。

以上、本実施形態に係る系統制御装置１００、系統制御装置１００の制御方法及び制御プロラム６００について説明したが、本実施形態に係る系統制御装置１００、系統制御装置１００の制御方法及び制御プログラム６００によれば、電力系統１０００に設置されている風力発電設備２００の発電量が所定の判定値以下になったタイミングで電力系統１０００から解列あるいは並列させることができるので、電力系統１０００における電力の変動が抑制され、電力の品質低下を防止することが可能となる。

なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、上記実施形態では電力系統１０００が送電系統である場合を例に説明したが、配電系統であっても良い。

１００ 系統制御装置
１１０ ＣＰＵ
１２０ メモリ
１３０ 通信装置
１４０ 記憶装置
１５０ 入力装置
１６０ 出力装置
１７０ 記録媒体読取装置
２００ 風力発電設備
２１０ 個別制御装置
２２０ 風車
５００ 発電所
５１０ 発電機
５２０ 母線
５３０ 保護装置
６００ 制御プログラム
６１０ 風力発電設備情報テーブル
６２０ 抑制復帰管理テーブル
６３０ 履歴情報テーブル
７００ 送電線
８００ 記録媒体
１０００ 電力系統

Claims (8)

1. 電力系統に設置される風力発電設備を制御する制御装置であって、
   前記風力発電設備の現在の発電量を逐次取得する発電量取得部と、
   前記電力系統に設置されている計測器から、前記電力系統の電力の状態に応じて変動する計測値を取得する系統状態取得部と、
   前記計測値と、前記計測値の目標値と、の比較の結果に応じて、前記風力発電設備による発電量の抑制量を求める抑制量算定部と、
   前記風力発電設備の前記発電量と、前記抑制量とに基づいて、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させるか否かを判定する解列判定部と、
   前記風力発電設備を前記電力系統から解列させると判定された場合に、前記風力発電設備の発電量が所定の判定値以下になったタイミングで、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させるための解列指令を、前記風力発電設備に送信する解列実行部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置であって、
   前記解列実行部は、前記判定の後、所定期間内に前記風力発電設備の発電量が前記判定値以下にならなかった場合には、前記所定期間の経過後に、前記風力発電設備の発電量が減少から増加に転じたタイミングで、前記解列指令を送信する
   ことを特徴とする制御装置。
3. 請求項２に記載の制御装置であって、
   前記風力発電設備の過去の前記発電量を履歴情報として蓄積する発電量蓄積部と、
   前記履歴情報を用いて、所定値以上の確率で前記発電量が１回以上前記判定値以下となるような長さの期間を、前記所定期間として求める期間算定部と、
   を備える
   ことを特徴とする制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置であって、
   前記風力発電設備が前記電力系統から解列中である場合に、前記計測値と、前記目標値と、の比較の結果に応じて、前記風力発電設備による発電量の増加量を求める増加量算定部と、
   前記電力系統から解列中の前記風力発電設備の発電量と、前記増加量とに基づいて、前記解列中の風力発電設備を前記電力系統に並列させるか否かを判定する並列判定部と、
   前記風力発電設備を前記電力系統に並列させると判定された場合に、前記風力発電設備の発電量が前記判定値以下になったタイミングで、前記風力発電設備を前記電力系統に並列するための並列指令を、前記風力発電設備に送信する並列実行部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
5. 請求項１に記載の制御装置であって、
   複数の前記風力発電設備が前記電力系統に設置されている場合には、
   前記解列判定部は、前記風力発電設備のそれぞれの前記発電量と、前記抑制量とに基づいて、前記電力系統から解列させる風力発電設備を選出し、
   前記解列実行部は、前記電力系統から解列させると判定された風力発電設備に対して、前記判定の後、前記風力発電設備の発電量が前記判定値以下になったタイミングで、前記解列指令を送信する
   ことを特徴とする制御装置。
6. 請求項５に記載の制御装置であって、
   前記解列判定部は、解列させると判定される風力発電設備の発電量の合計と、前記抑制量と、の差分が所定値以下になるように、前記電力系統から解列させる前記風力発電設備を選出する
   ことを特徴とする制御装置。
7. 電力系統に設置される風力発電設備を制御する制御装置の制御方法であって、
   前記制御装置は、前記風力発電設備の現在の発電量を逐次取得し、
   前記制御装置は、前記電力系統に設置されている計測器から、前記電力系統の電力の状態に応じて変動する計測値を取得し、
   前記制御装置は、前記計測値と、前記計測値の目標値と、の比較の結果に応じて、前記風力発電設備による発電量の抑制量を求め、
   前記制御装置は、前記風力発電設備の前記発電量と、前記抑制量とに基づいて、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させるか否かを判定し、
   前記制御装置は、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させると判定した場合には、前記風力発電設備の発電量が所定の判定値以下になったタイミングで、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させるための解列指令を、前記風力発電設備に送信する
   ことを特徴とする制御装置の制御方法。
8. 電力系統に設置される風力発電設備を制御する制御装置に、
   前記風力発電設備の現在の発電量を逐次取得する手順と、
   前記電力系統に設置されている計測器から、前記電力系統の電力の状態に応じて変動する計測値を取得する手順と、
   前記計測値と、前記計測値の目標値と、の比較の結果に応じて、前記風力発電設備による発電量の抑制量を求める手順と、
   前記風力発電設備の前記発電量と、前記抑制量とに基づいて、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させるか否かを判定する手順と、
   前記風力発電設備を前記電力系統から解列させると判定した場合には、前記風力発電設備の発電量が所定の判定値以下になったタイミングで、前記風力発電設備を前記電力系統から解列させるための解列指令を、前記風力発電設備に送信する手順と、
   を実行させるためのプログラム。

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