JP3015024B1 - 分散電源出力安定化装置の制御方法 - Google Patents
分散電源出力安定化装置の制御方法Info
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Abstract
【要約】
【課題】 簡単な手段により、常に電池をある一定以上
の電力を貯えた状態で使用して電池の長寿命化を図るこ
とにある。 【解決手段】 風力発電機６を系統電源に連系させた電
力系統２に接続され、電池４の貯蔵電力をインバータ３
を介して電力系統２とやり取りすることにより風力発電
機６の出力変動を抑制する出力安定化装置１１におい
て、電池電圧を検出してその検出値に基づいて電池４の
充電状態を判断し、電池４の残存貯蔵電力をあるレベル
以上に保持する制御方法であって、電池電圧が充電開始
レベル以下になると、インバータ３の出力Ｐinv に充電
方向のある一定のオフセットを持たせて充電を開始し、
電池電圧が充電終了レベル以上になると、充電方向のあ
る一定のオフセットを取り除いて充電を終了する。
の電力を貯えた状態で使用して電池の長寿命化を図るこ
とにある。 【解決手段】 風力発電機６を系統電源に連系させた電
力系統２に接続され、電池４の貯蔵電力をインバータ３
を介して電力系統２とやり取りすることにより風力発電
機６の出力変動を抑制する出力安定化装置１１におい
て、電池電圧を検出してその検出値に基づいて電池４の
充電状態を判断し、電池４の残存貯蔵電力をあるレベル
以上に保持する制御方法であって、電池電圧が充電開始
レベル以下になると、インバータ３の出力Ｐinv に充電
方向のある一定のオフセットを持たせて充電を開始し、
電池電圧が充電終了レベル以上になると、充電方向のあ
る一定のオフセットを取り除いて充電を終了する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は分散電源出力安定化
装置の制御方法に関し、例えば風力発電機を商用電源に
連系させた電力系統に設けられ、電力の安定供給を支え
る一種の調相設備である出力安定化装置の制御方法に関
する。
装置の制御方法に関し、例えば風力発電機を商用電源に
連系させた電力系統に設けられ、電力の安定供給を支え
る一種の調相設備である出力安定化装置の制御方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、図６に示すように負荷１を接
続した電力系統２（以下、単に系統と称す）において、
インバータ３の直流側に設けられたバッテリー等の電池
４を充放電することにより、負荷電力を平準化する負荷
平準化装置５がある。この負荷平準化装置５は、前述し
たようにインバータ３と電池４で構成され、その電池４
に貯蔵された電力を系統２とやり取りする。
続した電力系統２（以下、単に系統と称す）において、
インバータ３の直流側に設けられたバッテリー等の電池
４を充放電することにより、負荷電力を平準化する負荷
平準化装置５がある。この負荷平準化装置５は、前述し
たようにインバータ３と電池４で構成され、その電池４
に貯蔵された電力を系統２とやり取りする。
【０００３】具体的に、系統電源（図示せず）からの供
給電力が不足しがちな昼間は電池４から電力を系統２へ
放電し、負荷１で消費する電力の一部を電池４から供給
する。また、余剰電力が発生しやすい夜間は系統２から
電力をもらい電池４を充電する。この電池４の充放電サ
イクルは１日１回であり、電池４は夜間に必ず満充電さ
れる。
給電力が不足しがちな昼間は電池４から電力を系統２へ
放電し、負荷１で消費する電力の一部を電池４から供給
する。また、余剰電力が発生しやすい夜間は系統２から
電力をもらい電池４を充電する。この電池４の充放電サ
イクルは１日１回であり、電池４は夜間に必ず満充電さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示す
ように分散電源の一つである風力発電機６を系統電源に
連系させた系統２において、電池４の貯蔵電力をインバ
ータ３を介して系統２とやり取りすることにより風力発
電機６の出力変動を抑制する出力安定化装置７がある。
この出力安定化装置７は、前述した負荷平準化装置５と
動作が異なる。
ように分散電源の一つである風力発電機６を系統電源に
連系させた系統２において、電池４の貯蔵電力をインバ
ータ３を介して系統２とやり取りすることにより風力発
電機６の出力変動を抑制する出力安定化装置７がある。
この出力安定化装置７は、前述した負荷平準化装置５と
動作が異なる。
【０００５】すなわち、風力発電機６の出力安定化装置
７は、インバータ３と電池４から構成され、風力発電機
６と並列に接続されている。ここで、図８に示すように
風力発電機６の出力Ｐw は風速に応じて時々刻々と変動
する。このように出力変動が頻繁に現出する風力発電機
６が小規模な系統２に設置されると、その系統２に周波
数変動などを招くことがある。
７は、インバータ３と電池４から構成され、風力発電機
６と並列に接続されている。ここで、図８に示すように
風力発電機６の出力Ｐw は風速に応じて時々刻々と変動
する。このように出力変動が頻繁に現出する風力発電機
６が小規模な系統２に設置されると、その系統２に周波
数変動などを招くことがある。
【０００６】この出力安定化装置７は、前述した風力発
電機６の出力変動を打ち消すように電池４から電力を系
統２へ充放電する（図中のＰinv 参照）。この電池４の
充放電による系統２との電力のやり取りでもって、系統
２から見れば風力発電機６の出力変動を抑制することが
できる（図中のＰw ＋Ｐinv 参照）。
電機６の出力変動を打ち消すように電池４から電力を系
統２へ充放電する（図中のＰinv 参照）。この電池４の
充放電による系統２との電力のやり取りでもって、系統
２から見れば風力発電機６の出力変動を抑制することが
できる（図中のＰw ＋Ｐinv 参照）。
【０００７】しかしながら、風力発電機６の出力安定化
装置７では、以下のような問題があった。すなわち、風
力発電機６の出力Ｐw が風速に応じて時々刻々と変動す
るため、それに合わせて出力安定化装置７でも電池４の
充放電を頻繁に繰り返すことになる。この電池４の充放
電電力は平均的に見れば充電量と放電量は同じであるた
め、インバータ３や電池４が理想的で効率１００％であ
れば問題なく装置を運用できる。
装置７では、以下のような問題があった。すなわち、風
力発電機６の出力Ｐw が風速に応じて時々刻々と変動す
るため、それに合わせて出力安定化装置７でも電池４の
充放電を頻繁に繰り返すことになる。この電池４の充放
電電力は平均的に見れば充電量と放電量は同じであるた
め、インバータ３や電池４が理想的で効率１００％であ
れば問題なく装置を運用できる。
【０００８】ところが、実際にはインバータ３で損失が
発生し、さらに電池４の内部抵抗による充放電時の損失
のため、何の対策も施さずにこの出力安定化装置７を運
用すると、いずれは電池４に貯蔵した電力をすべて使い
きってしまい、出力安定化装置７の運用が困難となる。
またこのような頻繁な充放電を行う場合には、電池４に
ある一定以上の電力を貯えた状態で使用する方が電池寿
命が延びるため、電池４には常にある一定以上の電力を
貯蔵しておく必要がある。
発生し、さらに電池４の内部抵抗による充放電時の損失
のため、何の対策も施さずにこの出力安定化装置７を運
用すると、いずれは電池４に貯蔵した電力をすべて使い
きってしまい、出力安定化装置７の運用が困難となる。
またこのような頻繁な充放電を行う場合には、電池４に
ある一定以上の電力を貯えた状態で使用する方が電池寿
命が延びるため、電池４には常にある一定以上の電力を
貯蔵しておく必要がある。
【０００９】そこで、本発明は前述した問題点に鑑みて
提案されたもので、その目的とするところは、簡単な手
段により、常に電池をある一定以上の電力を貯えた状態
で使用して電池の長寿命化を図り得る分散電源出力安定
化装置の制御方法を提供することにある。
提案されたもので、その目的とするところは、簡単な手
段により、常に電池をある一定以上の電力を貯えた状態
で使用して電池の長寿命化を図り得る分散電源出力安定
化装置の制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めの技術的手段として、本発明は、風力発電機を含む分
散電源を連系させた電力系統に接続され、電池の貯蔵電
力をインバータを介して電力系統とやり取りすることに
より分散電源の出力変動を抑制する出力安定化装置にお
いて、電池電圧を検出してその検出値に基づいて電池の
充電状態を判断し、電池の残存貯蔵電力をあるレベル以
上に保持する制御方法であって、インバータ出力に充電
方向のオフセットを持たせて電池を充電することを特徴
とする。
めの技術的手段として、本発明は、風力発電機を含む分
散電源を連系させた電力系統に接続され、電池の貯蔵電
力をインバータを介して電力系統とやり取りすることに
より分散電源の出力変動を抑制する出力安定化装置にお
いて、電池電圧を検出してその検出値に基づいて電池の
充電状態を判断し、電池の残存貯蔵電力をあるレベル以
上に保持する制御方法であって、インバータ出力に充電
方向のオフセットを持たせて電池を充電することを特徴
とする。
【００１１】この電池の充電運転についての具体的な手
段として、以下のを採用する。 電池電圧が充電開始レベル以下になると、インバータ
出力に充電方向のある一定のオフセットを持たせて充電
を開始し、電池電圧が充電終了レベル以上になると、前
記オフセットを取り除いて充電を終了する。 検出された電池電圧と予め設定された電池電圧目標値
とを比較し、その差電圧に応じてオフセット量を決定
し、その決定されたオフセット量をインバータ出力に重
畳する。
段として、以下のを採用する。 電池電圧が充電開始レベル以下になると、インバータ
出力に充電方向のある一定のオフセットを持たせて充電
を開始し、電池電圧が充電終了レベル以上になると、前
記オフセットを取り除いて充電を終了する。 検出された電池電圧と予め設定された電池電圧目標値
とを比較し、その差電圧に応じてオフセット量を決定
し、その決定されたオフセット量をインバータ出力に重
畳する。
【００１２】ここで、図９に示すように電池電圧と電池
に貯えた電力との関係に着目して、その電池電圧を監視
すれば、電池に貯えた電力をある程度推定することがで
きる。本発明では、前述した電池電圧と電池の貯蔵電力
との関係を利用して前述の又はの方法でインバータ
を制御して電池に貯蔵した電力をある一定以上に保持す
る。
に貯えた電力との関係に着目して、その電池電圧を監視
すれば、電池に貯えた電力をある程度推定することがで
きる。本発明では、前述した電池電圧と電池の貯蔵電力
との関係を利用して前述の又はの方法でインバータ
を制御して電池に貯蔵した電力をある一定以上に保持す
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係る分散電源出力安定化
装置の制御方法の実施形態を以下に詳述する。なお、図
６乃至図９と同一部分には同一参照符号を付す。
装置の制御方法の実施形態を以下に詳述する。なお、図
６乃至図９と同一部分には同一参照符号を付す。
【００１４】図１に示す実施形態は、分散電源の一つで
ある風力発電機６を系統電源に連系させた系統２におい
て、電池４の貯蔵電力をインバータ３を介して系統２と
やり取りすることにより風力発電機６の出力変動を抑制
する出力安定化装置１１を示す。
ある風力発電機６を系統電源に連系させた系統２におい
て、電池４の貯蔵電力をインバータ３を介して系統２と
やり取りすることにより風力発電機６の出力変動を抑制
する出力安定化装置１１を示す。
【００１５】この実施形態による制御方法では、前述し
た出力安定化装置１１は、電池電圧を検出してその検出
値に基づいて電池４の充電状態を判断し、電池４の残存
貯蔵電力をあるレベル以上に保持するために、図２に示
すような各電圧レベルを設定した電池電圧監視回路１２
を具備し、その電池電圧監視回路１２により電池電圧を
監視する。
た出力安定化装置１１は、電池電圧を検出してその検出
値に基づいて電池４の充電状態を判断し、電池４の残存
貯蔵電力をあるレベル以上に保持するために、図２に示
すような各電圧レベルを設定した電池電圧監視回路１２
を具備し、その電池電圧監視回路１２により電池電圧を
監視する。
【００１６】この電池電圧監視回路１２は、電池電圧が
充電開始レベル以下になるとインバータ３に充電開始指
令を送出する。これにより、インバータ３はその出力Ｐ
invに充電方向のある一定のオフセットａを持たせて充
電を開始する（図３の充電運転時を参照）。この電池４
の充電時にはインバータ３による出力変動の補償動作も
同時に行う。
充電開始レベル以下になるとインバータ３に充電開始指
令を送出する。これにより、インバータ３はその出力Ｐ
invに充電方向のある一定のオフセットａを持たせて充
電を開始する（図３の充電運転時を参照）。この電池４
の充電時にはインバータ３による出力変動の補償動作も
同時に行う。
【００１７】そして、電池電圧監視回路１２は、電池電
圧が充電終了レベル以上になるとインバータ４に充電終
了指令を送出する。これにより、インバータ４はその出
力Ｐinv から前述したオフセットａを取り除いて零に
し、充電を終了して通常運転を行う。
圧が充電終了レベル以上になるとインバータ４に充電終
了指令を送出する。これにより、インバータ４はその出
力Ｐinv から前述したオフセットａを取り除いて零に
し、充電を終了して通常運転を行う。
【００１８】なお、電池電圧が過電圧レベル以上又は低
電圧レベル以下になれば、電池電圧監視回路１２は、異
常と判断してインバータ３に停止指令を送出して出力安
定化装置１１を停止させる。
電圧レベル以下になれば、電池電圧監視回路１２は、異
常と判断してインバータ３に停止指令を送出して出力安
定化装置１１を停止させる。
【００１９】このように電池４の充電運転時に、ある一
定のオフセットａを持たせて充電することにより、常に
電池４をある一定以上の電力を貯えた状態で使用するこ
とができる。なお、電池４の充電開始時及び充電終了時
には、ともにオフセット量を徐々に加減することによ
り、インバータ３の出力Ｐinv には急激な変動が発生す
ることもない。
定のオフセットａを持たせて充電することにより、常に
電池４をある一定以上の電力を貯えた状態で使用するこ
とができる。なお、電池４の充電開始時及び充電終了時
には、ともにオフセット量を徐々に加減することによ
り、インバータ３の出力Ｐinv には急激な変動が発生す
ることもない。
【００２０】次に、図４に示す実施形態における出力安
定化装置１３は、電池電圧を検出する電池電圧検出回路
１４と、その検出された電池電圧と予め設定された電池
電圧目標値とを比較する比較回路１５と、その比較結
果、すなわち、検出された電池電圧と電池電圧目標値と
の差に応じたオフセット量を決定するオフセット量決定
回路１６とを具備する。
定化装置１３は、電池電圧を検出する電池電圧検出回路
１４と、その検出された電池電圧と予め設定された電池
電圧目標値とを比較する比較回路１５と、その比較結
果、すなわち、検出された電池電圧と電池電圧目標値と
の差に応じたオフセット量を決定するオフセット量決定
回路１６とを具備する。
【００２１】この実施形態による制御方法では、検出さ
れた電池電圧と予め設定された電池電圧目標値とを比較
し、その差電圧に応じてオフセット量ｂを決定し、その
決定されたオフセット量ｂをインバータ出力Ｐinv に重
畳する。これにより、電池電圧は電池電圧目標値付近で
一定となり、電池４に貯蔵された電力もある一定値とな
る（図５の充電運転時を参照）。
れた電池電圧と予め設定された電池電圧目標値とを比較
し、その差電圧に応じてオフセット量ｂを決定し、その
決定されたオフセット量ｂをインバータ出力Ｐinv に重
畳する。これにより、電池電圧は電池電圧目標値付近で
一定となり、電池４に貯蔵された電力もある一定値とな
る（図５の充電運転時を参照）。
【００２２】具体的には、電池電圧検出回路１４により
検出された電池電圧と、予め設定された電池電圧目標値
とを比較回路１５で比較し、その検出された電池電圧と
電池電圧目標値との差に応じたオフセット量ｂをオフセ
ット量決定回路１６で決定し、インバータ３の出力Ｐin
v にそのオフセット量ｂを重畳させる。
検出された電池電圧と、予め設定された電池電圧目標値
とを比較回路１５で比較し、その検出された電池電圧と
電池電圧目標値との差に応じたオフセット量ｂをオフセ
ット量決定回路１６で決定し、インバータ３の出力Ｐin
v にそのオフセット量ｂを重畳させる。
【００２３】このように電池４の充電運転時に、検出さ
れた電池電圧と電池電圧目標値との差に応じたオフセッ
ト量ｂをインバータ出力Ｐinv に重畳させることによ
り、常に電池４をある一定以上の電力を貯えた状態で使
用することができる。なお、オフセット量ｂの変化は、
風力発電機６に変動に対して非常に緩やかなものである
ため、インバータ３の出力Ｐinv には急激な変動が発生
することもない。
れた電池電圧と電池電圧目標値との差に応じたオフセッ
ト量ｂをインバータ出力Ｐinv に重畳させることによ
り、常に電池４をある一定以上の電力を貯えた状態で使
用することができる。なお、オフセット量ｂの変化は、
風力発電機６に変動に対して非常に緩やかなものである
ため、インバータ３の出力Ｐinv には急激な変動が発生
することもない。
【００２４】なお、前述した実施形態では、風力発電機
６を分散電源とした場合について説明したが、本発明は
これに限定されることなく、出力が時々刻々と変動する
ような他の分散電源にも適用可能であるのは勿論であ
る。
６を分散電源とした場合について説明したが、本発明は
これに限定されることなく、出力が時々刻々と変動する
ような他の分散電源にも適用可能であるのは勿論であ
る。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、風力発電機を含む分散
電源を連系させた電力系統に接続され、電池の貯蔵電力
をインバータを介して電力系統とやり取りすることによ
り分散電源の出力変動を抑制する出力安定化装置の制御
方法であって、インバータ出力に充電方向のオフセット
を持たせて電池を充電することにより、電池に貯蔵した
電力を常にある一定以上に保持することができ、出力安
定化装置の安定運用を実現でき、さらに電池の長寿命化
を図ることができてその実用的価値は大きい。
電源を連系させた電力系統に接続され、電池の貯蔵電力
をインバータを介して電力系統とやり取りすることによ
り分散電源の出力変動を抑制する出力安定化装置の制御
方法であって、インバータ出力に充電方向のオフセット
を持たせて電池を充電することにより、電池に貯蔵した
電力を常にある一定以上に保持することができ、出力安
定化装置の安定運用を実現でき、さらに電池の長寿命化
を図ることができてその実用的価値は大きい。
【図１】本発明の実施形態における出力安定化装置の構
成例を示す回路図
成例を示す回路図
【図２】図１の電池電圧監視回路で設定した各電圧レベ
ルを示す説明図
ルを示す説明図
【図３】図１に示す出力安定化装置の通常運転時と充電
運転時の出力波形図
運転時の出力波形図
【図４】本発明の他の実施形態における出力安定化装置
の構成例を示す回路図
の構成例を示す回路図
【図５】図４に示す出力安定化装置の通常運転時と充電
運転時の出力波形図
運転時の出力波形図
【図６】電力系統に設けられた負荷平準化装置の一例を
示す回路図
示す回路図
【図７】風力発電機と連系した電力系統に接続された出
力安定化装置の一例を示す回路図
力安定化装置の一例を示す回路図
【図８】風力発電機の出力と出力安定化装置の出力とを
示す波形図
示す波形図
【図９】電池電圧と電池の貯蔵電力との関係を示す特性
図
図
２ 電力系統 ３ インバータ ４ 電池 ６ 分散電源（風力発電機） １１ 出力安定化装置 ａ オフセット ｂ オフセット量 Ｐinv インバータ出力
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−27874（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−325832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285699（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−70500（ＪＰ，Ｕ) 伊良皆、”分散型エネルギー源の導入 ［▲Ｉ▼］風力発電の実力”、資源環境 対策、公害対策技術同友会、平成11年１ 月、第35巻、第１号、ｐ．37−42 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/42 - 7/98 H02J 3/00 - 3/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 風力発電機を含む分散電源を連系させた
電力系統に接続され、電池の貯蔵電力をインバータを介
して電力系統とやり取りすることにより分散電源の出力
変動を抑制する出力安定化装置において、電池電圧を検
出してその検出値に基づいて電池の充電状態を判断し、
電池の残存貯蔵電力をあるレベル以上に保持する制御方
法であって、インバータ出力に充電方向のオフセットを
持たせて電池を充電することを特徴とする分散電源出力
安定化装置の制御方法。 - 【請求項２】 前記電池の充電運転に際しては、電池電
圧が充電開始レベル以下になると、インバータ出力に充
電方向のある一定のオフセットを持たせて充電を開始
し、電池電圧が充電終了レベル以上になると、前記オフ
セットを取り除いて充電を終了することを特徴とする請
求項１記載の分散電源出力安定化装置の制御方法。 - 【請求項３】 前記電池の充電運転に際しては、検出さ
れた電池電圧と予め設定された電池電圧目標値とを比較
し、その差電圧に応じてオフセット量を決定し、その決
定されたオフセット量をインバータ出力に重畳すること
を特徴とする請求項１記載の分散電源出力安定化装置の
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108311A JP3015024B1 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 分散電源出力安定化装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108311A JP3015024B1 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 分散電源出力安定化装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3015024B1 true JP3015024B1 (ja) | 2000-02-28 |
| JP2000308370A JP2000308370A (ja) | 2000-11-02 |
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ID=14481507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11108311A Expired - Fee Related JP3015024B1 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 分散電源出力安定化装置の制御方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3015024B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8575780B2 (en) | 2010-01-18 | 2013-11-05 | Samsung Sdi, Co., Ltd. | Power storage apparatus, method of operating the same, and power storage system |
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|---|---|---|---|---|
| JP4796974B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2011-10-19 | 株式会社日立産機システム | 風力発電装置と蓄電装置のハイブリッドシステム，風力発電システム，電力制御装置 |
| ES2663657T3 (es) | 2008-12-26 | 2018-04-16 | Japan Wind Development Co., Ltd. | Sistema de generación de electricidad eólica del tipo que tiene un acumulador, y dispositivo para controlar la carga y descarga del acumulador |
| EP2325970A3 (en) * | 2009-11-19 | 2015-01-21 | Samsung SDI Co., Ltd. | Energy management system and grid-connected energy storage system including the energy management system |
| KR101097265B1 (ko) | 2010-02-25 | 2011-12-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전력 저장 시스템 및 그 제어방법 |
| CN104052086A (zh) * | 2013-03-11 | 2014-09-17 | 深圳职业技术学院 | 电池管理系统 |
| JP6297522B2 (ja) * | 2015-06-03 | 2018-03-20 | 株式会社日本製鋼所 | 再生可能エネルギー出力システム、再生可能エネルギー出力変動抑制方法および再生可能エネルギー出力変動抑制プログラム |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP11108311A patent/JP3015024B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Title |
|---|
| 伊良皆、"分散型エネルギー源の導入［▲Ｉ▼］風力発電の実力"、資源環境対策、公害対策技術同友会、平成１１年１月、第３５巻、第１号、ｐ．３７−４２ |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000308370A (ja) | 2000-11-02 |
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