JP6258466B2 - ウィンドファームの制御方法およびウィンドファームの制御システム - Google Patents

ウィンドファームの制御方法およびウィンドファームの制御システム Download PDF

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Description

本発明は、複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御方法およびウィンドファームの制御システムに関する。
風力発電装置の受風部分を通過した風すなわち風力発電装置の後流は、風力発電装置の受風部分を通過する前の風よりも風速が小さくなる。この後流の影響により、複数の風力発電装置を設置するウィンドファームにおいては、風下に設置された風力発電装置の出力（発電量）は風上に設置された風力発電装置の出力（発電量）に比べて小さくなることがある。したがって、複数の風力発電装置から構成されるウィンドファームでは、後流の影響をできるだけ低減し、ウィンドファーム全体としてより多くの発電量を得ることが風力発電事業を成立させるための重要な課題となっている。
特開２０１１−７０８５号公報
ウィンドファーム内で生じる後流の影響を低減する技術として、特許文献１のような技術が開示されている。特許文献１においては、浮体式洋上風力発電装置から構成される浮体式洋上ウィンドファームにおいて、浮体式洋上風力発電装置を水平方向に移動させることで、後流の影響を低減している。しかしながら、特許文献１の技術では、浮体式洋上ウィンドファームに対してしか利用することができず、また浮体式洋上風力発電装置の位置を移動する際にエネルギーを損失してしまう。
そこで、本発明の目的は、地上または洋上に設置された複数の風力発電装置からなるウィンドファームにおいて、ウィンドファーム内で生じる後流の影響を考慮し、ウィンドファーム全体として効率的な運用が可能となるウィンドファームの制御方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、地上または洋上に設置された複数の風力発電装置からなるウィンドファームにおいて、ウィンドファーム内で生じる後流の影響を考慮し、ウィンドファーム全体として効率的な運用が可能となるウィンドファームの制御システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、地上または洋上に設置された複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御方法であって、前記ウィンドファームの出力を計測するステップと、前記複数の風力発電装置のうち、稼働中の風力発電装置を停止した場合において、前記ウィンドファームの出力の推定値が最大となる当該停止する風力発電装置の台数および前記ウィンドファームにおける位置を算出するステップと、前記複数の風力発電装置のうち、停止中の風力発電装置を稼動した場合において、前記ウィンドファームの出力の推定値が最大となる当該稼動する風力発電装置の台数および前記ウィンドファームにおける位置を算出するステップと、を有し、前記計測したウィンドファームの出力と、前記稼働中の風力発電装置を停止した場合におけるウィンドファームの出力の推定値の最大値と、前記停止中の風力発電装置を稼動した場合におけるウィンドファームの出力の推定値の最大値とを比較することにより、前記ウィンドファームの出力値が最大となるように前記ウィンドファームの前記複数の風力発電装置における稼働する風力発電装置または停止する風力発電装置を決定することを特徴とする。
また、本発明は、地上または洋上に設置された複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御システムであって、前記制御システムは、前記複数の風力発電装置の各々の風力発電装置の風速データおよび出力データを表示する表示装置と、前記風速データおよび前記出力データ、所定の後流の風速評価式を用いて、稼働中の風力発電装置を停止した場合の前記ウィンドファームの最大の出力の推定値および停止中の風力発電装置を稼動した場合の前記ウィンドファームの最大の出力の推定値を算出し、前記ウィンドファームの出力の計測値と比較することにより、前記ウィンドファームにおける各々の風力発電装置の稼働または停止の組み合わせを算出する組み合わせ決定装置と、前記組み合わせに基づき、前記ウィンドファームにおける各々の風力発電装置の稼働または停止を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
また、本発明は、地上または洋上に設置された複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御システムであって、前記複数の風力発電装置は、風上に設置された第一の風力発電装置と、風下に設置された第二の風力発電装置と、前記風上に設置された風力発電装置と前記風下に設置された風力発電装置とに挟まれた第三の風力発電装置の少なくとも３台の風力発電装置とを有し、前記制御システムは、前記第一の風力発電装置、前記第二の風力発電装置、前記第三の風力発電装置の各々の風力発電装置の風速データおよび出力データを表示する表示装置と、前記風速データ或いは前記出力データ、所定の後流の風速評価式を用いて、前記第二の風力発電装置および前記第三の風力発電装置の出力の推定値を算出する出力推定装置と、前記第一の風力発電装置、前記第二の風力発電装置、前記第三の風力発電装置の各々の風力発電装置の出力データ或いはそれらの組み合わせによる出力データの合算値、前記第二の風力発電装置、前記第三の風力発電装置の各々の出力の推定値或いはそれらの出力の推定値の合算値のうち少なくとも二つ以上の出力データ或いは出力の推定値の比較を行い、前記ウィンドファームにおける各々の風力発電装置の稼働または停止を判定する出力比較装置と、前記判定結果に基づき、前記ウィンドファームにおける各々の風力発電装置の稼働または停止を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ウィンドファーム内で生じる後流の影響を考慮し、ウィンドファーム全体として効率的な運用が可能となるウィンドファームの制御方法を提供することができる。
また、本発明によれば、ウィンドファーム内で生じる後流の影響を考慮し、ウィンドファーム全体として効率的な運用が可能となるウィンドファームの制御システムを実現することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の稼働と停止の組み合わせを求める方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の出力の推定値を求める方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の出力の推定値を求める方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の稼働或いは停止の判断を行う方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の稼働或いは停止の判断を行う方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の稼働或いは停止の判断を行う方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の配置を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファーム制御システムの全体概要を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファーム制御システムの全体概要を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の上面図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の上面図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の一部断面図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファームにおける風力発電装置の一部断面図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファーム制御システムによるウィンドファームの制御例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファーム制御システムによるウィンドファームの制御例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファーム制御システムによるウィンドファームの制御例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るウィンドファーム制御システムによるウィンドファームの制御例を示す図である。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
本実施例では、ウィンドファームの出力が最大のときの風力発電装置の稼働と停止との組み合わせを求め、ここで求めた風力発電装置の稼働と停止との組み合わせで運用されるウィンドファームの例について説明する。なお本実施例の風力発電装置の稼働と停止との組み合わせとは、ウィンドファーム内の各々の風力発電装置に対する稼働と停止との割り当て方のことである。
例えば、３台の風力発電装置から構成されるウィンドファームでは、風力発電装置の稼働と停止との組み合わせは８（２３）通りであり、４台の風力発電装置から構成されるウィンドファームでは、風力発電装置の稼働と停止との組み合わせは１６（２４）通りである。
また、本実施例では、停止を仮定した風力発電装置の風上に設置された風力発電装置を風力発電装置（停止・風上）と略して記載し、停止を仮定した風力発電装置の風下に設置された風力発電装置を風力発電装置（停止・風下）と略して記載し、稼働を仮定した風力発電装置の風上に設置された風力発電装置を風力発電装置（稼働・風上）と略して記載し、稼働を仮定した風力発電装置の風下に設置された風力発電装置を風力発電装置（稼働・風下）と略して記載する。
図１Ａおよび図１Ｂは、本実施例の説明に用いるウィンドファームの例である。図１Ａおよび図１Ｂのウィンドファームは、１６台の風力発電装置から構成され、上側の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置１１１、風力発電装置１１２、風力発電装置１１３、風力発電装置１１４と定義され、上側から２行目の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４と定義され、上側から３行目の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置１３１、風力発電装置１３２、風力発電装置１３３、風力発電装置１３４と定義され、上側から４行目の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置１４１、風力発電装置１４２、風力発電装置１４３、風力発電装置１４４と定義されている。
図１Ａのように風向が上から下の方向のときは、風力発電装置１１１、風力発電装置１１２、風力発電装置１１３、風力発電装置１１４が一番風上に設置された風力発電装置となり、図１Ｂのように風向が左から右の方向のときは、風力発電装置１１１、風力発電装置１２１、風力発電装置１３１、風力発電装置１４１が一番風上に設置された風力発電装置となる。また図１Ａおよび図１Ｂでは、風速はＵである。
図２は、ウィンドファームの出力が最大のときの風力発電装置の稼働と停止との組み合わせを求める方法を示した図の例である。なおこの方法では、図２のように稼働の状態にある何台かの風力発電装置の停止を仮定したときと、停止の状態にある何台かの風力発電装置の稼働を仮定したときとに分けてウィンドファームの出力の推定値を求める。
まず、稼働の状態にある風力発電装置に対して、数台ずつの停止を仮定したときのウィンドファームの出力の推定値を求め、これらの出力の推定値の中で最大の出力の推定値を抽出する方法について説明する。
最初に、稼働の状態にある風力発電装置に対して１台ずつの停止を仮定し、それぞれのウィンドファームの出力の推定値を求める。例えば図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、稼働している１２台の風力発電装置に対して１台ずつの停止を仮定し、それぞれのウィンドファームの出力の推定値を求めること、つまり１２通りのウィンドファームの出力の推定値を求めることに相当する。そしてここで求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ１を抽出する。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、１２通りのウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ１を抽出することに相当する。
次に、稼働の状態にある風力発電装置に対して２台ずつの停止を仮定し、それぞれのウィンドファームの出力の推定値を求める。例えば図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、稼働している１２台の風力発電装置に対して２台ずつの停止を仮定し、それぞれのウィンドファームの出力の推定値を求めること、つまり６６（１２Ｃ２）通りのウィンドファームの出力の推定値を求めることに相当する。そしてここで求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ２を抽出する。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、６６（１２Ｃ２）通りのウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ２を抽出することに相当する。
上記では、稼働の状態にある風力発電装置に対して１台ずつの停止の仮定、および２台ずつの停止の仮定を行い、それぞれのウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値を抽出したが、その他の台数についても同様にして風力発電装置の停止を仮定したときのウィンドファームの出力の推定値を求め、求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値を抽出する。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、稼働している風力発電装置に対して３台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ３を抽出すること、稼働している風力発電装置に対して４台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ４を抽出すること、稼働している風力発電装置に対して５台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ５を抽出すること、稼働している風力発電装置に対して６台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ６を抽出すること、稼働している風力発電装置に対して７台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ７を抽出すること、稼働している風力発電装置に対して８台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ８を抽出すること、稼働している風力発電装置に対して９台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ９を抽出すること、稼働している風力発電装置に対して１０台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ１０を抽出すること、稼働している風力発電装置に対して１１台ずつの停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳ１１を抽出すること、稼働している１２台の風力発電装置の停止を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値ＰｓＷＳ１２を抽出することに相当する。
そして、ここで抽出した出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳを抽出する。例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、ＰｓＷＳ１、ＰｓＷＳ２、ＰｓＷＳ３、ＰｓＷＳ４、ＰｓＷＳ５、ＰｓＷＳ６、ＰｓＷＳ７、ＰｓＷＳ８、ＰｓＷＳ９、ＰｓＷＳ１０、ＰｓＷＳ１１、ＰｓＷＳ１２の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＳを抽出することに相当する。
ここで、風力発電装置（停止・風下）の出力の推定値を求める方法について説明する。
図３は、２つの稼働した風力発電装置に挟まれた風力発電装置が稼働している状態において、２つの稼働した風力発電装置に挟まれた風力発電装置の停止を仮定したとき、風力発電装置（停止・風下）の出力の推定値を求める方法を示した図の例である。図３に示すように、風力発電装置（停止・風下）の出力の推定値を求めるときには、風力発電装置（停止・風上）の風上の風速が必要である。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１１１、風力発電装置１２１、風力発電装置１３１、風力発電装置１４１が稼働しているときに風力発電装置１２１の停止を仮定したときは、風力発電装置１３１の出力の推定値を求めるときに、風力発電装置１１１の風上の風速が必要であることに相当する。風力発電装置の風上の風速は計測により求めるが、風力発電装置に風上の風速を計測する機能がなければ、風力発電装置の出力と風力発電装置の出力曲線とから、風力発電装置の風上の風速を求める。ここで出力曲線とは、風力発電装置の風上の風速と風力発電装置の出力との関係を表す曲線である。
まず、風力発電装置（停止・風上）のパラメータ（風車ロータの半径やスラスト係数など）や風力発電装置（停止・風上）の風上の風速などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置（停止・風下）の位置における風速の推定値を求める。なお、風力発電装置（停止・風下）が複数台ある場合は、風力発電装置（停止・風下）のパラメータや上記で求めた風力発電装置（停止・風下）の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入し、風力発電装置（停止・風下）のさらに風下に設置された風力発電装置（停止・風下）の位置における風速の推定値を求めるという操作を繰り返し行う。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１１１、風力発電装置１２１、風力発電装置１３１、風力発電装置１４１が稼働しているときに風力発電装置１２１の停止を仮定したときは、風力発電装置１１１のパラメータや風力発電装置１１１の風上の風速などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置１３１の位置における風速の推定値を求め、風力発電装置１３１のパラメータや風力発電装置１３１の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置１４１の位置における風速の推定値を求めることに相当する。
また、後流の風速評価式の例としては、数１、数２、数３がある。数１、数２、数３において、Ｕ０は風上に設置された風力発電装置の風上の風速、ｒ０は風上に設置された風力発電装置の風車ロータの半径、ｘは風上に設置された風力発電装置と風速計測点との間の距離、Ｃｔは風上に設置された風力発電装置のスラスト係数、ｋは後流減衰係数である。また本実施例では、数１から得られる後流の風速をＵｗｍ１、数２から得られる後流の風速をＵｗｍ２、数３から得られる後流の風速をＵｗｍ３と定義する。
Figure 0006258466
Figure 0006258466
Figure 0006258466
風力発電装置（停止・風下）の位置における風速の推定値を求めた後、風力発電装置（停止・風下）の位置における風速の推定値と風力発電装置（停止・風下）の出力曲線とから、風力発電装置（停止・風下）の出力の推定値を求める。
以上のような方法により、風力発電装置（停止・風下）の出力の推定値が求められる。
次に、停止の状態にある風力発電装置に対して、数台ずつの稼働を仮定したときのウィンドファームの出力の推定値を求め、これらの出力の推定値の中で最大の出力の推定値を抽出する方法について説明する。
最初に、停止の状態にある風力発電装置に対して１台ずつの稼働を仮定し、それぞれのウィンドファームの出力の推定値を求める。例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、停止している４台の風力発電装置に対して１台ずつの稼働を仮定し、それぞれのウィンドファームの出力の推定値を求めること、つまり４通りのウィンドファームの出力の推定値を求めることに相当する。そしてここで求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＯ１を抽出する。例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、４通りのウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＯ１を抽出することに相当する。
次に、停止の状態にある風力発電装置に対して２台ずつの稼働を仮定し、それぞれのウィンドファームの出力の推定値を求める。例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、停止している４台の風力発電装置に対して２台ずつの稼働を仮定し、それぞれのウィンドファームの出力の推定値を求めること、つまり６（４Ｃ２）通りのウィンドファームの出力の推定値を求めることに相当する。そしてここで求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＯ２を抽出する。例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、６（４Ｃ２）通りのウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＯ２を抽出することに相当する。
上記では、停止の状態にある風力発電装置に対して１台ずつの稼働の仮定、および２台ずつの稼働の仮定を行い、それぞれのウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値を抽出したが、その他の台数についても同様にして風力発電装置の稼働を仮定したときのウィンドファームの出力の推定値を求め、求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値を抽出する。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、停止している風力発電装置に対して３台ずつの稼働を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＯ３を抽出すること、停止している４台の風力発電装置の稼働を仮定して求めたウィンドファームの出力の推定値ＰｓＷＯ４を抽出することに相当する。
そして、ここで抽出した出力の推定値の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＯを抽出する。例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４の４台が停止し、残りの１２台の風力発電装置が稼働している状態では、ＰｓＷＯ１、ＰｓＷＯ２、ＰｓＷＯ３、ＰｓＷＯ４の中で最大の出力の推定値ＰｓＷＯを抽出することに相当する。
ここで、稼働を仮定した風力発電装置の出力の推定値、および風力発電装置（稼働・風下）の出力の推定値を求める方法について説明する。
図４は、２つの稼働した風力発電装置に挟まれた風力発電装置が停止している状態において、２つの稼働した風力発電装置に挟まれた風力発電装置の稼働を仮定したとき、稼働を仮定した風力発電装置の出力の推定値、および風力発電装置（稼働・風下）の出力の推定値を求める方法を示した図の例である。図４に示すように、稼働を仮定した風力発電装置の出力の推定値を求めるときには、風力発電装置（稼働・風上）の風上の風速が必要である。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１１１、風力発電装置１３１、風力発電装置１４１が稼働し、風力発電装置１２１が停止しているときに、風力発電装置１２１の稼働を仮定したときは、風力発電装置１２１の出力の推定値を求めるときに、風力発電装置１１１の風上の風速が必要であることに相当する。風力発電装置の風上の風速は計測により求めるが、風力発電装置に風上の風速を計測する機能がなければ、風力発電装置の出力と風力発電装置の出力曲線とから、風力発電装置の風上の風速を求める。
まず、風力発電装置（稼働・風上）のパラメータや風力発電装置（稼働・風上）の風上の風速などを後流の風速評価式に代入して稼働を仮定した風力発電装置の位置における風速の推定値を求め、そして稼働を仮定した風力発電装置のパラメータや稼働を仮定した風力発電装置の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置（稼働・風下）の位置における風速の推定値を求める。なお、風力発電装置（稼働・風下）が複数台ある場合は、風力発電装置（稼働・風下）のパラメータや上記で求めた風力発電装置（稼働・風下）の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入し、風力発電装置（稼働・風下）のさらに風下に設置された風力発電装置（稼働・風下）の位置における風速の推定値を求めるという操作を繰り返し行う。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて、風力発電装置１１１、風力発電装置１３１、風力発電装置１４１が稼働し、風力発電装置１２１が停止しているときに、風力発電装置１２１の稼働を仮定したときは、風力発電装置１１１のパラメータや風力発電装置１１１の風上の風速などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置１２１の位置における風速の推定値を求め、風力発電装置１２１のパラメータや風力発電装置１２１の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置１３１の位置における風速の推定値を求め、風力発電装置１３１のパラメータや風力発電装置１３１の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置１４１の位置における風速の推定値を求めることに相当する。
稼働を仮定した風力発電装置の位置における風速の推定値、および風力発電装置（稼働・風下）の位置における風速の推定値を求めた後、稼働を仮定した風力発電装置の位置における風速の推定値と稼働を仮定した風力発電装置の出力曲線とから稼働を仮定した風力発電装置の出力の推定値を求め、風力発電装置（稼働・風下）の位置における風速の推定値と風力発電装置（稼働・風下）の出力曲線とから、風力発電装置（稼働・風下）の出力の推定値を求める。
以上のような方法により、稼働を仮定した風力発電装置の出力の推定値、および風力発電装置（稼働・風下）の出力の推定値が求められる。
ＰｓＷＳ、ＰｓＷＯを求めた後、現在のウィンドファームの出力ＰＷ、ＰｓＷＳ、ＰｓＷＯを比較し、一番大きい出力もしくは出力の推定値を抽出する。そしてここで抽出した出力もしくは出力の推定値のときの風力発電装置の稼働と停止との組み合わせを求める。
本実施例では、以上で説明したような風力発電装置の稼働と停止との組み合わせを求めることを時々刻々と行い、ここで求めた風力発電装置の組み合わせでウィンドファームを運用する。その結果、ウィンドファームの出力が最大の状態でウィンドファームを運用することが可能となる。
本実施例では、４行×４列の１６台の風力発電装置から構成されるウィンドファームの例を示したが、任意の台数の風力発電装置から構成されるウィンドファームも本実施例に含まれる。また本実施例では、後流の風速評価式の例として数１、数２、数３を示したが、他の後流の風速評価式を用いた例も本実施例に含まれる。
本実施例では、Ｎを３以上の整数としたとき、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の中から抽出したＮ台の連続して並んだ風力発電装置の中で、一番風上に設置された風力発電装置と一番風下に設置された風力発電装置とに挟まれた風力発電装置の稼働と停止との判断をウィンドファームの出力が大きくなるように行い、この判断に基づいて運用されるウィンドファームの例について説明する。
なお本実施例では、上記のＮ台の連続して並んだ風力発電装置の中で、一番風上に設置された風力発電装置を風力発電装置（風上）と略して記載し、一番風下に設置された風力発電装置を風力発電装置（風下）と略して記載し、稼働と停止との判断の対象となる風力発電装置を風力発電装置（状態）と略して記載する。ここで風力発電装置（風上）と風力発電装置（風下）とは稼働の状態にある。また、風力発電装置（状態）が複数台あり、これらの風力発電装置（状態）の区別が必要なときは、風力発電装置（状態）の中で風上に設置された風力発電装置（状態）から順に状態の後に番号を付けて区別する。
例えば風力発電装置（状態）が２台の場合は、風上の風力発電装置（状態）から順に、風力発電装置（状態１）、風力発電装置（状態２）となる。また本実施例では、後流の風速評価式に関する説明は実施例１と重複するため省略する。
図５は、本実施例の説明に用いるウィンドファームの例である。図５のウィンドファームは、６台の風力発電装置から構成され、左側から順に風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４、風力発電装置２１５、風力発電装置２１６と定義されている。また風向は、図５の矢印のように左から右の方向であり、風速はＵである。
図６Ａおよび図６Ｂは、風力発電装置（風上）と風力発電装置（風下）とに挟まれた風力発電装置（状態）の稼働と停止とを判断する方法を示した図の例である。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断は、風力発電装置（状態）の初期状態が稼働の状態（図６Ａ）と停止の状態（図６Ｂ）とで分けて行う。
まず、風力発電装置（状態）の初期状態が稼働の状態において、ウィンドファームの出力が大きくなるように風力発電装置（状態）の稼働と停止とを判断する方法について説明する。
図６Ａに示すように、最初に、抽出したＮ台の連続して並んだ風力発電装置の中で、風力発電装置（状態）の停止を仮定したとき、風力発電装置（風下）の位置における風速の推定値ＵｓＳＤを求める。例えば、図５において、連続して並んだ風力発電装置として、風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４を抽出したときは、この４台の風力発電装置の中では風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とが風力発電装置（状態）であり、風力発電装置２１４が風力発電装置（風下）であるため、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３との停止を仮定したときの風力発電装置２１４の位置における風速の推定値を求めることに相当する。
ＵｓＳＤは、風力発電装置（風上）のパラメータや風力発電装置（風上）の風上の風速などを後流の風速評価式に代入することで求める。風力発電装置（風上）の風上の風速は計測により求めるが、風力発電装置（風上）に風上の風速を計測する機能がなければ、風力発電装置（風上）の出力と風力発電装置（風上）の出力曲線とから、風力発電装置（風上）の風上の風速を求める。ここで出力曲線とは、風力発電装置の風上の風速と風力発電装置の出力との関係を表す曲線である。
例えば、図５において、連続して並んだ風力発電装置として、風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４を抽出したときは、風力発電装置２１１のパラメータや風力発電装置２１１の風上の風速などを後流の風速評価式に代入し、風力発電装置２１４の位置における風速の推定値を求めることに相当する。
ＵｓＳＤを求めた後、ＵｓＳＤと風力発電装置（風下）の出力曲線とから風力発電装置（風下）の出力の推定値ＰｓＳＤを求める。例えば、図５において、連続して並んだ風力発電装置として、風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４を抽出したときは、風力発電装置２１４の位置における風速の推定値と風力発電装置２１４の出力曲線とから風力発電装置２１４の出力の推定値を求めることに相当する。
ＰｓＳＤを求めた後、ＰｓＳＤと、風力発電装置（状態）が稼働しているときの風力発電装置（状態）の出力ＰＯＯと風力発電装置（状態）が稼働しているときの風力発電装置（風下）の出力ＰＯＤとの和との比較を行う。なお風力発電装置（状態）が複数台ある場合は、ＰＯＯの代わりにすべての風力発電装置（状態）の出力の合計であるＡＯＯを用いる。比較の結果、ＰｓＳＤのほうが小さい場合は、風力発電装置（状態）を稼働の状態のままとし、ＰｓＳＤのほうが大きい場合は、風力発電装置（状態）を停止する。
例えば、図５において、連続して並んだ風力発電装置として、風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４を抽出したときは、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３との停止を仮定したときの風力発電装置２１４の出力の推定値（ＰｓＳＤに相当）と、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とが稼働しているときの風力発電装置２１２の出力と風力発電装置２１３の出力との和（ＡＯＯに相当）と風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とが稼働しているときの風力発電装置２１４の出力（ＰＯＤに相当）との和との比較を行う。
比較の結果、風力発電装置２１４の出力の推定値のほうが小さい場合は、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とを稼働の状態のままとし、風力発電装置２１４の出力の推定値のほうが大きい場合は、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とを停止する。
風力発電装置（状態）の初期状態が稼働の状態のときは、以上のような方法により風力発電装置（状態）の稼働と停止とを判断する。
次に、風力発電装置（状態）の初期状態が停止の状態において、ウィンドファームの出力が大きくなるように風力発電装置（状態）の稼働と停止とを判断する方法について説明する。
図６Ｂに示すように、最初に、抽出したＮ台の連続して並んだ風力発電装置の中で、風力発電装置（状態）の稼働を仮定したとき、風力発電装置（状態）の位置における風速の推定値ＵｓＯＯと風力発電装置（風下）の位置における風速の推定値ＵｓＯＤとを求める。なお風力発電装置（状態）が複数台ある場合は、各々の風力発電装置（状態）の位置における風速の推定値を求める。
例えば、図５において、連続して並んだ風力発電装置として、風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４を抽出したときは、この４台の風力発電装置の中では風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とが風力発電装置（状態）であり、風力発電装置２１４が風力発電装置（風下）であるため、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３との稼働を仮定したときの風力発電装置２１２の位置における風速の推定値、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３との稼働を仮定したときの風力発電装置２１３の位置における風速の推定値、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３との稼働を仮定したときの風力発電装置２１４の位置における風速の推定値を求めることに相当する。
ＵｓＯＯとＵｓＯＤとは、風力発電装置（風上）のパラメータや風力発電装置（風上）の風上の風速など、もしくは風力発電装置（状態）のパラメータや風力発電装置（状態）の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入することで求める。風力発電装置（状態）が１台の場合は、風力発電装置（風上）のパラメータや風力発電装置（風上）の風上の風速などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置（状態）の位置における風速の推定値ＵｓＯＯを求め、風力発電装置（状態）のパラメータやＵｓＯＯなどを後流の風速評価式に代入して風力発電装置（風下）の位置における風速の推定値ＵｓＯＤを求める。風上の風速は計測により求めるが、風力発電装置（風上）に風上の風速を計測する機能がなければ、風力発電装置（風上）の出力と風力発電装置（風上）の出力曲線とから、風力発電装置（風上）の風上の風速を求める。
風力発電装置（状態）が複数台ある場合は、まず風力発電装置（風上）のパラメータや風力発電装置（風上）の風上の風速などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置（風上）に隣接した風力発電装置（状態１）の位置における風速の推定値ＵｓＯＯ１を求め、風力発電装置（状態１）のパラメータやＵｓＯＯ１などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置（状態２）の位置における風速の推定値ＵｓＯＯ２を求める。そして、このような操作を風力発電装置（風下）の位置における風速の推定値ＵｓＯＤを求めるまで繰り返し行う。
例えば図５において、連続して並んだ風力発電装置として、風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４を抽出したときは、風力発電装置２１１のパラメータや風力発電装置２１１の風上の風速などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置２１２の位置における風速の推定値を求め、風力発電装置２１２のパラメータや風力発電装置２１２の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置２１３の位置における風速の推定値を求め、風力発電装置２１３のパラメータや風力発電装置２１３の位置における風速の推定値などを後流の風速評価式に代入して風力発電装置２１４の位置における風速の推定値を求めることに相当する。
それぞれの風力発電装置（状態）の位置における風速の推定値、および風力発電装置（風下）の位置における風速の推定値を求めた後、それぞれの風力発電装置の位置における風速の推定値とそれぞれの風力発電装置の出力曲線とから風力発電装置（状態）の出力の推定値ＰｓＯＯおよび風力発電装置（風下）の出力の推定値ＰｓＯＤを求める。
例えば、図５において、連続して並んだ風力発電装置として、風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４を抽出したときは、風力発電装置２１２の位置における風速の推定値と風力発電装置２１２の出力曲線とから風力発電装置２１２の出力の推定値を求め、風力発電装置２１３の位置における風速の推定値と風力発電装置２１３の出力曲線とから風力発電装置２１３の出力の推定値を求め、風力発電装置２１４の位置における風速の推定値と風力発電装置２１４の出力曲線とから風力発電装置２１４の出力の推定値を求めることに相当する。
ＰｓＯＯとＰｓＯＤとを求めた後、ＰｓＯＯとＰｓＯＤとの和と、風力発電装置（状態）が停止の状態にあるときの風力発電装置（風下）の出力ＰＳＤとの比較を行う。なお、風力発電装置（状態）が複数台ある場合は、ＰｓＯＯの代わりにすべての風力発電装置（状態）の出力の推定値の合計であるＡｓＯＯを用いる。比較の結果、ＰｓＯＯ（ＡｓＯＯ）とＰｓＯＤとの和のほうが小さい場合は、風力発電装置（状態）を停止の状態のままとし、ＰｓＯＯ（ＡｓＯＯ）とＰｓＯＤとの和のほうが大きい場合は、風力発電装置（状態）を稼働する。
例えば、図５において、連続して並んだ風力発電装置として、風力発電装置２１１、風力発電装置２１２、風力発電装置２１３、風力発電装置２１４を抽出したときは、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３との稼働を仮定したときの風力発電装置２１２の出力の推定値と風力発電装置２１３の出力の推定値との和（ＡｓＯＯに相当）と風力発電装置２１４の出力の推定値（ＰｓＯＤに相当）との和と、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とが停止の状態にあるときの風力発電装置２１４の出力（ＰＳＤに相当）との比較を行う。
比較の結果、風力発電装置２１２の出力の推定値と風力発電装置２１３の出力の推定値との和と風力発電装置２１４の出力の推定値との和のほうが小さい場合は、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とを停止の状態のままとし、風力発電装置２１２の出力の推定値と風力発電装置２１３の出力の推定値との和と風力発電装置２１４の出力の推定値との和のほうが大きい場合は、風力発電装置２１２と風力発電装置２１３とを稼働する。
風力発電装置（状態）の初期状態が停止の状態のときは、以上のような方法により風力発電装置（状態）の稼働と停止とを判断する。
本実施例では、図６Ａおよび図６Ｂに示した方法により、風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を時々刻々と行い、この判断に基づいてウィンドファームを運用する。その結果、風力発電装置（状態）を常に稼働の状態にしてウィンドファームを運用する場合よりも、大きな出力が得られることがある。また実施例１のようにウィンドファーム内の風力発電装置の稼働と停止とのすべての組み合わせに対してウィンドファームの出力を求める必要がないため、実施例１よりも計算を単純化することが可能である。
本実施例では、説明をわかりやすくするためにＮを４とし、風向に近い方向とほぼ平行に連続して並んだ４台の風力発電装置を抽出した例を用いて説明したが、Ｎを他の３以上の整数とした例も本実施例に含まれる。
本実施例では、ＮおよびＭを３以上の整数としたとき、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の中から抽出したＮ台の連続して並んだ風力発電装置の中で、一番風上に設置された風力発電装置と一番風下に設置された風力発電装置とに挟まれた風力発電装置の稼働と停止との判断をウィンドファームの出力が大きくなるように行い、さらに風向に近い方向とほぼ平行に並んだ別の風力発電装置の中から抽出したＭ台の連続して並んだ風力発電装置の組に対してもこの操作を行い、これらの操作に基づいて運用されるウィンドファームの例について説明する。
つまり本実施例は、実施例２で説明したＮ台の連続して並んだ風力発電装置の組に対して行う操作を別のＭ台の連続して並んだ風力発電装置の組に対しても行い、これらの操作に基づいて運用されるウィンドファームの例である。なお連続して並んだ風力発電装置の組の抽出は、２つの組を抽出する場合に限らず、３つ以上の組を抽出する場合も本実施例の対象である。
また本実施例では、上記の抽出した風力発電装置の組の中で、一番風上に設置された風力発電装置を風力発電装置（風上）と略して記載し、一番風下に設置された風力発電装置を風力発電装置（風下）と略して記載し、稼働と停止との判断の対象となる風力発電装置を風力発電装置（状態）と略して記載する。ここで風力発電装置（風上）と風力発電装置（風下）とは稼働の状態にある。
図７は、本実施例の説明に用いるウィンドファームの例である。図７のウィンドファームは、２５台の風力発電装置から構成され、上側の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置３１１、風力発電装置３１２、風力発電装置３１３、風力発電装置３１４、風力発電装置３１５と定義され、上側から２行目の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置３２１、風力発電装置３２２、風力発電装置３２３、風力発電装置３２４、風力発電装置３２５と定義され、上側から３行目の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置３３１、風力発電装置３３２、風力発電装置３３３、風力発電装置３３４、風力発電装置３３５と定義され、上側から４行目の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置３４１、風力発電装置３４２、風力発電装置３４３、風力発電装置３４４、風力発電装置３４５と定義され、上側から５行目の風力発電装置は、左側から順に風力発電装置３５１、風力発電装置３５２、風力発電装置３５３、風力発電装置３５４、風力発電装置３５５と定義されている。また風向は、図７の矢印のように上から下の方向であり、風速はＵである。
図８は、複数の風力発電装置の組があるときの風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を行う方法を示した図の例である。なおそれぞれの組の風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断に関する説明は、実施例２と重複するため省略する。
まず、風向に近い方向とほぼ平行に連続して並んだＮ台の風力発電装置の組を抽出し、その組に対して風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を実施例２に示した方法で行う。次に別の組を抽出し、その組に対しても風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を実施例２に示した方法で行う。同様にして、このような風力発電装置の組の抽出、および風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を繰り返し行う。
一例として、図７に示したウィンドファームを用いて説明する。例えば、風力発電装置３１１と風力発電装置３２１と風力発電装置３３１との３台の組、風力発電装置３３１と風力発電装置３４１と風力発電装置３５１との３台の組、風力発電装置３１２と風力発電装置３２２と風力発電装置３３２と風力発電装置３４２との４台の組、風力発電装置３１３と風力発電装置３２３と風力発電装置３３３と風力発電装置３４３と風力発電装置３５３との５台の組、風力発電装置３１４と風力発電装置３２４と風力発電装置３３４と風力発電装置３４４との４台の組、風力発電装置３１５と風力発電装置３２５と風力発電装置３３５との３台の組、風力発電装置３３５と風力発電装置３４５と風力発電装置３５５との３台の組を抽出した場合は、実施例２に示した方法で風力発電装置３２１の稼働と停止との判断、風力発電装置３４１の稼働と停止との判断、風力発電装置３２２と風力発電装置３３２との稼働と停止との判断、風力発電装置３２３と風力発電装置３３３と風力発電装置３４３との稼働と停止との判断、風力発電装置３２４と風力発電装置３３４との稼働と停止との判断、風力発電装置３２５の稼働と停止との判断、風力発電装置３４５の稼働と停止との判断をそれぞれ行う。
なおここでは７つの組（風力発電装置が３台の組が４つ、風力発電装置が４台の組が２つ、風力発電装置が５台の組が１つ）を抽出し、それぞれの組に対して実施例２に示した方法で風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を行う例を示したが、抽出する組の数や抽出する組に含まれる風力発電装置の台数が異なる例も本実施例に含まれる。
本実施例では、図８に示した方法により、抽出したそれぞれの組の風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を時々刻々と行い、これらの判断に基づいてウィンドファームを運用する。その結果、風力発電装置（状態）を常に稼働の状態にしてウィンドファームを運用する場合よりも、大きな出力が得られることがある。さらに本実施例は、実施例２と異なり複数の組に対して風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を行うため、実施例２よりも大きな出力が得られることがある。また、実施例１のようにウィンドファーム内の風力発電装置の稼働と停止とのすべての組み合わせに対してウィンドファームの出力を求める必要がないため、実施例１よりも計算を単純化することが可能である。
本実施例では、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の中で、一番風上に設置された風力発電装置と一番風下に設置された風力発電装置とに挟まれた風力発電装置の稼働と停止との判断をウィンドファームの出力が大きくなるように行い、この判断に基づいて運用されるウィンドファームの例について説明する。つまり本実施例は、実施例２のＮの値を風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の数と等しくした例である。
なお本実施例では、上記の風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の中で、一番風上に設置された風力発電装置を風力発電装置（風上）と略して記載し、一番風下に設置された風力発電装置を風力発電装置（風下）と略して記載し、稼働と停止との判断の対象となる風力発電装置を風力発電装置（状態）と略して記載する。ここで風力発電装置（風上）と風力発電装置（風下）とは稼働の状態にある。
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、本実施例に用いるウィンドファームの例である。なお風向は、図中の矢印のように左から右の方向であり、風速はＵである。図９Ａのウィンドファームでは、風力発電装置（風上）が風力発電装置４１１であり、風力発電装置（状態）が風力発電装置４１２であり、風力発電装置（風下）が風力発電装置４１３である。図９Ｂのウィンドファームでは、風力発電装置（風上）が風力発電装置４１１であり、風力発電装置（状態）が風力発電装置４１２と風力発電装置４１３とであり、風力発電装置（風下）が風力発電装置４１４である。図９Ｃのウィンドファームでは、風力発電装置（風上）が風力発電装置４１１であり、風力発電装置（状態）が風力発電装置４１２と風力発電装置４１３と風力発電装置４１４とであり、風力発電装置（風下）が風力発電装置４１５である。
本実施例では、風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を実施例２に示した方法で行い、この判断に基づいてウィンドファームを運用する。なお風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断に関する説明は、実施例２と重複するため省略する。
実施例２と本実施例との違いは、実施例２では、風向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の中から抽出した何台かの連続して並んだ風力発電装置を対象とするのに対し、本実施例では、風向とほぼ平行に並んだすべての風力発電装置を対象とする。その結果、本実施例では、実施例２よりも対象とする風力発電装置の組の数を制限できる。
例えば、図９Ｂのウィンドファームにおいて風力発電装置の組の選択方法は、実施例２では、風力発電装置４１１と風力発電装置４１２と風力発電装置４１３との組、風力発電装置４１２と風力発電装置４１３と風力発電装置４１４との組、風力発電装置４１１と風力発電装置４１２と風力発電装置４１３と風力発電装置４１４との組の３通りであるが、本実施例では、風力発電装置４１１と風力発電装置４１２と風力発電装置４１３と風力発電装置４１４との組の１通りである。したがって、風力発電装置の組の選択方法まで考慮に入れたアルゴリズムを作成する場合、本実施例は、風力発電装置の組の数を制限できるため、実施例２よりも計算を単純化することが可能である。
本実施例では、実施例２と同様に、風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を時々刻々と行い、この判断に基づいてウィンドファームを運用する。その結果、風力発電装置（状態）を常に稼働の状態にしてウィンドファームを運用する場合よりも、大きな出力が得られることがある。また実施例１のようにウィンドファーム内の風力発電装置の稼働と停止とのすべての組み合わせに対してウィンドファームの出力を求める必要がないため、実施例１よりも計算を単純化することが可能である。
本実施例では、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の中で、一番風上に設置された風力発電装置と一番風下に設置された風力発電装置とに挟まれた風力発電装置の稼働と停止との判断をウィンドファームの出力が大きくなるように行い、さらに別の風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の組に対してもこの操作を行い、これらの操作に基づいて運用されるウィンドファームの例について説明する。つまり本実施例は、実施例４で説明した風力発電装置の組に対して行う操作を別の風力発電装置の組に対しても行い、これらの操作に基づいて運用されるウィンドファームの例である。
また本実施例は、実施例３におけるＮの値を風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の数と等しくした例でもある。なお本実施例では、上記の風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の中で、一番風上に設置された風力発電装置を風力発電装置（風上）と略して記載し、一番風下に設置された風力発電装置を風力発電装置（風下）と略して記載し、稼働と停止との判断の対象となる風力発電装置を風力発電装置（状態）と略して記載する。ここで風力発電装置（風上）と風力発電装置（風下）とは稼働の状態にある。
本実施例では、実施例１における図１Ａのウィンドファームを例に用いて説明する。なお図１Ａの説明に関しては、実施例１と重複するため省略する。
本実施例では、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の組に対して、風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を実施例２に示した方法で行う。なお風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断に関する説明は、実施例２と重複するため省略する。
例えば、図１Ａのウィンドファームでは、風力発電装置１１１、風力発電装置１２１、風力発電装置１３１、風力発電装置１４１の組、風力発電装置１１２、風力発電装置１２２、風力発電装置１３２、風力発電装置１４２の組、風力発電装置１１３、風力発電装置１２３、風力発電装置１３３、風力発電装置１４３の組、風力発電装置１１４、風力発電装置１２４、風力発電装置１３４、風力発電装置１４４の組といった４つの組に対して、それぞれ実施例２に示した方法で風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を行うことに相当する。
なお、図１Ａのウィンドファームでは、風力発電装置（風上）が風力発電装置１１１、風力発電装置１１２、風力発電装置１１３、風力発電装置１１４であり、風力発電装置（状態）が風力発電装置１２１、風力発電装置１２２、風力発電装置１２３、風力発電装置１２４、風力発電装置１３１、風力発電装置１３２、風力発電装置１３３、風力発電装置１３４であり、風力発電装置（風下）が風力発電装置１４１、風力発電装置１４２、風力発電装置１４３、風力発電装置１４４である。またここでは４つの組（風力発電装置が４台の組が４つ）に対して、実施例２に示した方法を用いる例を示したが、組の数や組に含まれる風力発電装置の台数が異なる例も本実施例に含まれる。
実施例３と本実施例との違いは、実施例３では、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の中から抽出した何台かの連続して並んだ風力発電装置の組を対象とするのに対し、本実施例では、風向に近い方向とほぼ平行に並んだすべての風力発電装置の組を対象とする。その結果、本実施例では、実施例３よりも対象とする風力発電装置の組の数を制限できる。
例えば、図１Ａのウィンドファームにおいて風力発電装置の組の選択方法は、実施例３では、風力発電装置１１１と風力発電装置１１２と風力発電装置１１３との組、風力発電装置１１２と風力発電装置１１３と風力発電装置１１４との組、風力発電装置１１１と風力発電装置１１２と風力発電装置１１３と風力発電装置１１４との組、風力発電装置１２１と風力発電装置１２２と風力発電装置１２３との組、風力発電装置１２２と風力発電装置１２３と風力発電装置１２４との組、風力発電装置１２１と風力発電装置１２２と風力発電装置１２３と風力発電装置１２４との組、風力発電装置１３１と風力発電装置１３２と風力発電装置１３３との組、風力発電装置１３２と風力発電装置１３３と風力発電装置１３４との組、風力発電装置１３１と風力発電装置１３２と風力発電装置１３３と風力発電装置１３４との組、風力発電装置１４１と風力発電装置１４２と風力発電装置１４３との組、風力発電装置１４２と風力発電装置１４３と風力発電装置１４４との組、風力発電装置１４１と風力発電装置１４２と風力発電装置１４３と風力発電装置１４４との組の１２通りであるが、本実施例では、風力発電装置１１１と風力発電装置１１２と風力発電装置１１３と風力発電装置１１４との組、風力発電装置１２１と風力発電装置１２２と風力発電装置１２３と風力発電装置１２４との組、風力発電装置１３１と風力発電装置１３２と風力発電装置１３３と風力発電装置１３４との組、風力発電装置１４１と風力発電装置１４２と風力発電装置１４３と風力発電装置１４４との組の４通りである。
したがって、風力発電装置の組の選択方法まで考慮に入れたアルゴリズムを作成する場合、本実施例は、風力発電装置の組の数を制限できるため、実施例３よりも計算を単純化することが可能である。
本実施例では、実施例３と同様に、それぞれの組の風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を時々刻々と行い、これらの判断に基づいてウィンドファームを運用する。その結果、風力発電装置（状態）を常に稼働の状態にしてウィンドファームを運用する場合よりも、大きな出力が得られることがある。
さらに本実施例は、実施例４と異なり複数の組に対して風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断を行うため、実施例４よりも大きな出力が得られることがある。また実施例１のようにウィンドファーム内の風力発電装置の稼働と停止とのすべての組み合わせに対してウィンドファームの出力を求める必要がないため、実施例１よりも計算を単純化することが可能である。
本実施例では、実施例１において説明した風力発電装置の稼働と停止との判断に基づいて運用されるウィンドファームを制御する装置の具体的な構成例について説明する。なお本実施例では、後流の風速評価式に関する説明は実施例１と重複するため省略する。
図１０は、実施例１において説明した風力発電装置の稼働と停止との組み合わせで運用されるウィンドファームの制御を行う装置の全体概要を示している。ウィンドファーム１は複数の風力発電装置から構成され、それぞれの風力発電装置の風速データおよび出力データは表示装置２に伝送される。表示装置２では、伝送されたそれぞれの風力発電装置の風速データおよび出力データを表示し、必要な風速データおよび出力データを組み合わせ決定装置３に伝送する。
組み合わせ決定装置３では、伝送された風力発電装置の風速データや後流の風速評価式などを用いて、稼働している風力発電装置の停止を仮定したときのウィンドファームの出力の推定値や停止している風力発電装置の稼働を仮定したときのウィンドファームの出力の推定値を求める。そして、ここで求めたウィンドファームの出力の推定値の中で最大の出力の推定値（ＰｓＷＳ、ＰｓＷＯ）と現在のウィンドファームの出力ＰＷとの中で最大の出力もしくは最大の出力の推定値を抽出し、このときの風力発電装置の稼働と停止との組み合わせを求める。そして組み合わせ決定装置３で求められた風力発電装置の稼働と停止との組み合わせの情報は、制御装置に伝送される。
制御装置では、伝送された風力発電装置の稼働と停止との組み合わせの情報を各々の風力発電装置に伝送する信号に変換し、この信号をウィンドファーム１に伝送する。ウィンドファーム１の風力発電装置では、この信号に基づいて稼働と停止とが行われる。
したがって本装置により、ウィンドファームの出力が最大となるようにウィンドファーム内の風力発電装置を制御することが可能となる。
本実施例では、実施例２から実施例５において説明した風力発電装置の稼働と停止との判断に基づいて運用されるウィンドファームを制御する装置の具体的な構成例について説明する。なお、本実施例では、対象とする風力発電装置の中で、一番風上に設置された風力発電装置を風力発電装置（風上）と略して記載し、一番風下に設置された風力発電装置を風力発電装置（風下）と略して記載し、稼働と停止との判断の対象となる風力発電装置を風力発電装置（状態）と略して記載する。また、本実施例では、後流の風速評価式に関する説明は実施例１と重複するため省略する。
図１１は、実施例２から実施例５において説明した風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断に基づいてウィンドファームの制御を行う装置の全体概要を示している。ウィンドファーム１は複数の風力発電装置から構成され、それぞれの風力発電装置の風速データおよび出力データは表示装置２に伝送される。表示装置２では、伝送されたそれぞれの風力発電装置の風速データおよび出力データを表示し、この中で必要な風速データおよび出力データを出力推定装置４および出力比較装置に伝送する。
出力推定装置４では、伝送された風力発電装置の風速データを後流の風速評価式に代入して風下の風力発電装置（風力発電装置（状態）および風力発電装置（風下））の位置における風速の推定値を求め、風下の風力発電装置の出力曲線を用いて風下の風力発電装置の出力の推定値を求める。なお表示装置２に風速データがない場合は、表示装置２の出力データと出力曲線とから変換された風速データを用いる。また風下の風力発電装置が複数台ある場合は、導出したＵｓＯＯを後流の風速評価式に代入し、さらに風下の風力発電装置の位置における風速の推定値を求め、風下の風力発電装置の出力曲線を用いて風下の風力発電装置の出力の推定値を求める。
出力推定装置４で求められた出力の推定値のデータは、出力比較装置に伝送される。出力比較装置では、出力推定装置４から伝送された出力の推定値のデータと表示装置２から伝送された出力データとの中で、必要な出力データと出力の推定値のデータとを用いてデータ間の比較を行い、風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断（判定）を行う。より具体的には、風力発電装置（風上）、風力発電装置（風下）、風力発電装置（状態）の各々の風力発電装置の出力データ或いはそれらの組み合わせによる出力データの合算値、風力発電装置（風下）、風力発電装置（状態）の各々の出力の推定値或いはそれらの出力の推定値の合算値のうち少なくとも二つ以上の出力データ或いは出力の推定値の比較を行い、風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断（判定）を行う。
そしてここでの判断の結果は、制御装置に伝送される。制御装置では、出力比較装置から伝送された風力発電装置（状態）の稼働と停止との判断（判定）の結果を各々の風力発電装置（状態）に伝送する信号に変換し、この信号をウィンドファーム１に伝送する。ウィンドファーム１の風力発電装置（状態）では、この信号に基づいて稼働と停止とが行われる。
したがって本装置により、ウィンドファームの出力が大きくなるようにウィンドファーム内の風力発電装置を制御することが可能となる。
本実施例では、実施例１から実施例５に示した風力発電装置の稼働と停止との操作を風力発電装置のヨー制御（風向に対する風車ロータの回転面の制御）により行う例を説明する。
図１２Ａおよび図１２Ｂは、風力発電装置を上方から見た図の例である。図１２Ａおよび図１２Ｂでは、風向は矢印のように左から右の方向であり、風力発電装置はヨー制御を説明するためにブレード１１、ナセル１２、ハブ１３を表示してある。ヨー制御では、ブレード１１とナセル１２とハブ１３とを回転させ、風力発電装置が風から受ける影響を制御する。一般にヨー制御は、風向の変化に対して風車ロータの回転面１４が常に風向と垂直になるように制御する。しかし本実施例では、風車ロータの回転面１４が風向と垂直になるように制御することに加えて、風車ロータの回転面１４が風向と平行になるように制御することも行い、風力発電装置の稼働と停止とを行う。
図１２Ａは、風力発電装置を稼働させるときに風力発電装置のヨー制御を行った図の例である。風力発電装置を稼働させるときには、図１２Ａに示すように、風向に対して常に風車ロータの回転面１４が風向と垂直になるように制御する。一方、図１２Ｂは、風力発電装置を停止させるときに風力発電装置のヨー制御を行った図の例である。風力発電装置を停止させるときには、図１２Ｂに示すように、風向に対して常に風車ロータの回転面１４が風向と平行になるように制御する。
本実施例のようにヨー制御を行うことで、実施例１から実施例５に示した風力発電装置の稼働と停止とを行うことが可能となる。
本実施例では、実施例１から実施例５に示した風力発電装置の稼働と停止との操作を風力発電装置のピッチ制御（ブレードの取り付け角の制御）により行う例を説明する。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、ブレード１１の断面をブレード１１の先端から図１２Ａ或いは図１２Ｂにおけるハブ１３の方向で見たときの図の例である。図１３Ａおよび図１３Ｂでは、風向は矢印のように左から右の方向であり、風力発電装置はピッチ制御を説明するためにブレード１１のみ表示してある。一般にピッチ制御では、ブレード１１と風車ロータの回転面１４との間の角度であるピッチ角１５（ブレードの取り付け角）の大きさを風速の変化に応じて調節し、風力発電装置の風車ロータの回転速度を制御する。しかし、本実施例のピッチ制御では、ピッチ角の大きさを調節し、風力発電装置の稼働と停止とを行う。
図１３Ａは、風力発電装置を稼働させるときに風力発電装置のピッチ制御を行った図の例である。風力発電装置を稼働させるときには、図１３Ａに示すように、ピッチ角１５が小さくなるように制御する。一方、図１３Ｂは、風力発電装置を停止させるときに風力発電装置のピッチ制御を行った図の例である。風力発電装置を停止させるときには、図１３Ｂに示すように、ピッチ角１５が大きくなるように制御する。
本実施例のようにピッチ制御を行うことで、実施例１から実施例５に示した風力発電装置の稼働と停止とを行うことが可能となる。またピッチ制御は、ヨー制御に比べて切り替えの時間が短いため、ヨー制御よりも風向の変化にすばやく対応することが可能である。さらに風力発電装置を停止させるときにナセル１２が風から受ける負荷は、ヨー制御よりもピッチ制御の方が小さい。
本実施例では、実施例１から実施例５に示したウィンドファーム内の風力発電装置の制御を風向の変化に応じて行う例を説明する。なお本実施例では、稼働と停止との判断の対象となる風力発電装置を風力発電装置（状態）と略して記載する。
本実施例では、図７に示したウィンドファームを実施例３に示した方法で制御する例を用いて説明する。なお図７の説明は、実施例３と重複するため省略する。また説明をわかりやすくするために、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の組の抽出は、風上から３台を抽出することとし、風速がＵのときは風力発電装置（状態）が停止という判断がなされることとする。
まず、図７のように風向が上から下の方向で、風速がＵのときのウィンドファームの運用について説明する。このときは、風力発電装置３１１、風力発電装置３２１、風力発電装置３３１の組、風力発電装置３１２、風力発電装置３２２、風力発電装置３３２の組、風力発電装置３１３、風力発電装置３２３、風力発電装置３３３の組、風力発電装置３１４、風力発電装置３２４、風力発電装置３３４の組、風力発電装置３１５、風力発電装置３２５、風力発電装置３３５の組が抽出され、風力発電装置（状態）である風力発電装置３２１、風力発電装置３２２、風力発電装置３２３、風力発電装置３２４、風力発電装置３２５が停止という判断がなされる。この判断に基づいて、風力発電装置（状態）を停止した図の例を図１４Ａに示す。
次に、風向が左から右の方向に変化し、風速がＵのときのウィンドファームの運用について説明する。このときは、風力発電装置３１１、風力発電装置３１２、風力発電装置３１３の組、風力発電装置３２１、風力発電装置３２２、風力発電装置３２３の組、風力発電装置３３１、風力発電装置３３２、風力発電装置３３３の組、風力発電装置３４１、風力発電装置３４２、風力発電装置３４３の組、風力発電装置３５１、風力発電装置３５２、風力発電装置３５３の組が抽出され、風力発電装置（状態）である風力発電装置３１２、風力発電装置３２２、風力発電装置３３２、風力発電装置３４２、風力発電装置３５２が停止という判断がなされる。この判断に基づいて、風力発電装置（状態）を停止した図の例を図１４Ｂに示す。
本実施例では、上記のように風向の変化に伴い、風力発電装置（状態）の稼働と停止とを行う。その結果、風力発電装置（状態）を常に稼働の状態にしてウィンドファームを運用する場合よりも、大きな出力が得られることがある。
本実施例では、風速がＵのときにすべての風力発電装置（状態）が停止する例を示したが、他の風速により風力発電装置（状態）が停止する例や風力発電装置（状態）のうちの一部が停止する例などの上記の条件以外の例も本実施例に含まれる。
また本実施例では、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の組の抽出には、風上から３台の風力発電装置の抽出を行ったが、他の条件で風力発電装置の組の抽出を行う例も本実施例に含まれる。
本実施例では、実施例１から実施例５に示したウィンドファーム内の風力発電装置の制御を風速の変化に応じて行う例を説明する。なお本実施例では、稼働と停止との判断の対象となる風力発電装置を風力発電装置（状態）と略して記載する。
本実施例では、図７に示したウィンドファームを実施例３に示した方法で制御する例を用いて説明する。なお図７の説明は、実施例３と重複するため省略する。また説明をわかりやすくするために、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の組の抽出は、風上から３台を抽出することとし、風速がＵ１のときは風力発電装置（状態）が稼働という判断がなされ、風速がＵ２のときは風力発電装置（状態）が停止という判断がなされることとする。
まず、風向が上から下の方向で、風速がＵ１のときのウィンドファームの運用について説明する。風速がＵ１のときは、風力発電装置３１１、風力発電装置３２１、風力発電装置３３１の組、風力発電装置３１２、風力発電装置３２２、風力発電装置３３２の組、風力発電装置３１３、風力発電装置３２３、風力発電装置３３３の組、風力発電装置３１４、風力発電装置３２４、風力発電装置３３４の組、風力発電装置３１５、風力発電装置３２５、風力発電装置３３５の組が抽出され、風力発電装置（状態）である風力発電装置３２１、風力発電装置３２２、風力発電装置３２３、風力発電装置３２４、風力発電装置３２５が稼働という判断がなされる。この判断に基づいて、風力発電装置（状態）を稼働した図の例を図１５Ａに示す。
次に、風向が上から下の方向で、風速がＵ２のときのウィンドファームの運用について説明する。風速がＵ２のときは、風力発電装置３１１、風力発電装置３２１、風力発電装置３３１の組、風力発電装置３１２、風力発電装置３２２、風力発電装置３３２の組、風力発電装置３１３、風力発電装置３２３、風力発電装置３３３の組、風力発電装置３１４、風力発電装置３２４、風力発電装置３３４の組、風力発電装置３１５、風力発電装置３２５、風力発電装置３３５の組が抽出され、風力発電装置（状態）である風力発電装置３２１、風力発電装置３２２、風力発電装置３２３、風力発電装置３２４、風力発電装置３２５が停止という判断がなされる。この判断に基づいて、風力発電装置（状態）を停止した図の例を図１５Ｂに示す。
本実施例では、上記のように風速の変化に伴い、風力発電装置（状態）の稼働と停止とを行う。その結果、風力発電装置（状態）を常に稼働の状態にしてウィンドファームを運用する場合よりも、大きな出力が得られることがある。
本実施例では、風速がＵ１のときにすべての風力発電装置（状態）が稼働し、風速がＵ２のときにすべての風力発電装置（状態）が停止するという例を示したが、他の風速で稼働と停止とが判断される例や風力発電装置（状態）のうちの一部が停止する例などの上記の条件以外の例も本実施例に含まれる。
また本実施例では、風向に近い方向とほぼ平行に並んだ風力発電装置の組の抽出には、風上から３台の風力発電装置の抽出を行ったが、他の条件で風力発電装置の組の抽出を行う例も本実施例に含まれる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１…ウィンドファーム
２…表示装置
３…組み合わせ決定装置
４…出力推定装置
１１…ブレード
１２…ナセル
１３…ハブ
１４…風車ロータの回転面
１５…ピッチ角
１１１…風力発電装置
１１２…風力発電装置
１１３…風力発電装置
１１４…風力発電装置
１２１…風力発電装置
１２２…風力発電装置
１２３…風力発電装置
１２４…風力発電装置
１３１…風力発電装置
１３２…風力発電装置
１３３…風力発電装置
１３４…風力発電装置
１４１…風力発電装置
１４２…風力発電装置
１４３…風力発電装置
１４４…風力発電装置
２１１…風力発電装置
２１２…風力発電装置
２１３…風力発電装置
２１４…風力発電装置
２１５…風力発電装置
２１６…風力発電装置
３１１…風力発電装置
３１２…風力発電装置
３１３…風力発電装置
３１４…風力発電装置
３１５…風力発電装置
３２１…風力発電装置
３２２…風力発電装置
３２３…風力発電装置
３２４…風力発電装置
３２５…風力発電装置
３３１…風力発電装置
３３２…風力発電装置
３３３…風力発電装置
３３４…風力発電装置
３３５…風力発電装置
３４１…風力発電装置
３４２…風力発電装置
３４３…風力発電装置
３４４…風力発電装置
３４５…風力発電装置
３５１…風力発電装置
３５２…風力発電装置
３５３…風力発電装置
３５４…風力発電装置
３５５…風力発電装置
４１１…風力発電装置
４１２…風力発電装置
４１３…風力発電装置
４１４…風力発電装置
４１５…風力発電装置
ＡＯＯ…すべての風力発電装置（状態）の出力の合計
ＡｓＯＯ…すべての風力発電装置（状態）の出力の推定値の合計
Ｃｔ…風上に設置された風力発電装置のスラスト係数
ｋ…後流減衰係数
ＰＴ…風力発電装置（風上）の出力
ＰＯＯ…風力発電装置（状態）が稼働しているときの風力発電装置（状態）の出力
ＰｓＯＯ…風力発電装置（状態）の稼働を仮定したときの風力発電装置（状態）の出力の推定値
ＰＯＤ…風力発電装置（状態）が稼働しているときの風力発電装置（風下）の出力
ＰｓＯＤ…風力発電装置（状態）の稼働を仮定したときの風力発電装置（風下）の出力の推定値
ＰＳＤ…風力発電装置（状態）が停止しているときの風力発電装置（風下）の出力
ＰｓＳＤ…風力発電装置（状態）の停止を仮定したときの風力発電装置（風下）の出力の推定値
ＰＷ…現在のウィンドファームの出力
ＰｓＷＳ…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して、数台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ１…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して１台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ２…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して２台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ３…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して３台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ４…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して４台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ５…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して５台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ６…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して６台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ７…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して７台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ８…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して８台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ９…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して９台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ１０…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して１０台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ１１…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して１１台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＳ１２…ウィンドファーム内の稼働している風力発電装置に対して１２台ずつの停止を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＯ…ウィンドファーム内の停止している風力発電装置に対して、数台ずつの稼働を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＯ１…ウィンドファーム内の停止している風力発電装置に対して１台ずつの稼働を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＯ２…ウィンドファーム内の停止している風力発電装置に対して２台ずつの稼働を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＯ３…ウィンドファーム内の停止している風力発電装置に対して３台ずつの稼働を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ＰｓＷＯ４…ウィンドファーム内の停止している風力発電装置に対して４台ずつの稼働を仮定したときの出力の推定値の中で最大の出力の推定値
ｒ０…風上に設置された風力発電装置の風車ロータの半径
Ｕ…風速
Ｕ０…風上に設置された風力発電装置の風上の風速
Ｕ１…風力発電装置（状態）が稼働という判断がなされる風速
Ｕ２…風力発電装置（状態）が停止という判断がなされる風速
ＵＴ…風力発電装置（風上）の風上の風速
ＵＯＯ…風力発電装置（状態）が稼働しているときの風力発電装置（状態）の位置における風速
ＵｓＯＯ…風力発電装置（状態）の稼働を仮定したときの風力発電装置（状態）の位置における風速の推定値
ＵｓＯＯ１…風力発電装置（状態）の稼働を仮定したときの風力発電装置（状態１）の位置における風速の推定値
ＵｓＯＯ２…風力発電装置（状態）の稼働を仮定したときの風力発電装置（状態２）の位置における風速の推定値
ＵＯＤ…風力発電装置（状態）が稼働しているときの風力発電装置（風下）の位置における風速
ＵｓＯＤ…風力発電装置（状態）の稼働を仮定したときの風力発電装置（風下）の位置における風速の推定値
ＵＳＤ…風力発電装置（状態）が停止しているときの風力発電装置（風下）の位置における風速
ＵｓＳＤ…風力発電装置（状態）の停止を仮定したときの風力発電装置（風下）の位置における風速の推定値
Ｕｗｍ１…数１から得られる後流の風速
Ｕｗｍ２…数２から得られる後流の風速
Ｕｗｍ３…数３から得られる後流の風速
ｘ…風上に設置された風力発電装置と風速計測点との間の距離

Claims (14)

  1. 地上または洋上に設置された複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御方法であって、
    前記ウィンドファームの出力を計測するステップと、
    前記複数の風力発電装置のうち、稼働中の風力発電装置を停止した場合において、前記ウィンドファームの出力の推定値が最大となる当該停止する風力発電装置の台数および前記ウィンドファームにおける位置を算出するステップと、
    前記複数の風力発電装置のうち、停止中の風力発電装置を稼動した場合において、前記ウィンドファームの出力の推定値が最大となる当該稼動する風力発電装置の台数および前記ウィンドファームにおける位置を算出するステップと、を有し、
    前記計測したウィンドファームの出力と、前記稼働中の風力発電装置を停止した場合におけるウィンドファームの出力の推定値の最大値と、前記停止中の風力発電装置を稼動した場合におけるウィンドファームの出力の推定値の最大値とを比較することにより、前記ウィンドファームの出力値が最大となるよう前記ウィンドファームの前記複数の風力発電装置における稼働する風力発電装置または停止する風力発電装置を決定することを特徴とするウィンドファームの制御方法。
  2. 風上及び風下に風力発電装置が設置された稼働中の風力発電装置を停止する場合において、前記停止する風力発電装置の風上側に隣接する他の風力発電装置の風上の風速、前記停止する風力発電装置の風上側に隣接する他の風力発電装置の風車ロータの半径、前記停止する風力発電装置の風上側に隣接する他の風力発電装置のスラスト係数のうち、少なくとも一つのパラメータを用いて、前記停止する風力発電装置の風下側に隣接する他の風力発電装置における風速の推定値を算出し、
    前記停止する風力発電装置の風下側に隣接する他の風力発電装置における風速の推定値から、前記停止する風力発電装置の風下側に隣接する他の風力発電装置の出力の推定値を算出し、前記ウィンドファーム全体の出力の推定値を算出することを特徴とする請求項１に記載のウィンドファームの制御方法。
  3. 風上及び風下に風力発電装置が設置された停止中の風力発電装置を稼動する場合において、前記稼動する風力発電装置の風上側に隣接する他の風力発電装置の風上の風速、前記稼動する風力発電装置の風上側に隣接する他の風力発電装置の風車ロータの半径、前記稼動する風力発電装置の風上側に隣接する他の風力発電装置のスラスト係数のうち、少なくとも一つのパラメータを用いて、前記稼動する風力発電装置における風速の推定値を算出し、
    前記稼動する風力発電装置における風速の推定値、前記稼動する風力発電装置の風車ロータの半径、前記稼動する風力発電装置のスラスト係数のうち、少なくとも一つのパラメータを用いて、前記稼動する風力発電装置の風下側に隣接する他の風力発電装置における風速の推定値を算出し、
    前記稼動する風力発電装置における風速の推定値および前記稼動する風力発電装置の風下側に隣接する他の風力発電装置における風速の推定値から、前記稼動する風力発電装置における出力の推定値および前記稼動する風力発電装置の風下側に隣接する他の風力発電装置における出力の推定値を算出し、前記ウィンドファーム全体の出力の推定値を算出することを特徴とする請求項１または２に記載のウィンドファームの制御方法。
  4. 前記ウィンドファームにおいて、風向と略平行な方向に並ぶ複数の風力発電装置のうち、少なくとも３台以上の複数の風力発電装置を任意に抽出し、当該抽出した複数の風力発電装置のうち、最も風上に設置された風力発電装置と最も風下に設置された風力発電装置とにはさまれた風力発電装置の稼働または停止を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のウィンドファームの制御方法。
  5. 前記ウィンドファームにおいて、風向と略平行な方向に並ぶ複数の風力発電装置のうち、少なくとも３台以上連続して並ぶ複数の風力発電装置を抽出することを特徴とする請求項４に記載のウィンドファームの制御方法。
  6. 前記複数の風力発電装置の抽出を繰り返し行い、前記ウィンドファームの出力が常に最大となるよう前記ウィンドファームにおける風力発電装置の稼働または停止を決定することを特徴とする請求項４または５に記載のウィンドファームの制御方法。
  7. 風向の変化が生じた際に、前記複数の風力発電装置の抽出を行い、前記ウィンドファームの出力が常に最大となるよう前記ウィンドファームにおける風力発電装置の稼働または停止を決定することを特徴とする請求項４または５に記載のウィンドファームの制御方法。
  8. 風速の変化が生じた際に、前記複数の風力発電装置の抽出を行い、前記ウィンドファームの出力が常に最大となるよう前記ウィンドファームにおける風力発電装置の稼働または停止を決定することを特徴とする請求項４または５に記載のウィンドファームの制御方法。
  9. 前記ウィンドファームにおいて、前記複数の風力発電装置の各々のヨー制御により風力発電装置の稼働または停止を行うことを特徴とする請求項１から８に記載のウィンドファームの制御方法。
  10. 前記ウィンドファームにおいて、前記複数の風力発電装置の各々のブレードのピッチ制御により風力発電装置の稼働または停止を行うことを特徴とする請求項１から８に記載のウィンドファームの制御方法。
  11. 地上または洋上に設置された複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御システムであって、
    前記制御システムは、前記複数の風力発電装置の各々の風力発電装置の風速データおよび出力データを表示する表示装置と、
    前記風速データおよび前記出力データ、所定の後流の風速評価式を用いて、稼働中の風力発電装置を停止した場合の前記ウィンドファームの最大の出力の推定値および停止中の風力発電装置を稼動した場合の前記ウィンドファームの最大の出力の推定値を算出し、前記ウィンドファームの出力の計測値と比較し前記出力が最大となる組み合わせを抽出することにより、前記ウィンドファームにおける各々の風力発電装置の稼働または停止の組み合わせを算出する組み合わせ決定装置と、
    前記組み合わせに基づき、前記ウィンドファームにおける各々の風力発電装置の稼働または停止を制御する制御装置と、を備えることを特徴とするウィンドファームの制御システム。
  12. 地上または洋上に設置された複数の風力発電装置からなるウィンドファームの制御システムであって、
    前記複数の風力発電装置は、風上に設置された第一の風力発電装置と、風下に設置された第二の風力発電装置と、前記風上に設置された風力発電装置および前記風下に設置された風力発電装置とに挟まれた第三の風力発電装置の少なくとも３台の風力発電装置を有し、
    前記制御システムは、前記第一の風力発電装置、前記第二の風力発電装置、前記第三の風力発電装置の各々の風力発電装置の風速データおよび出力データを表示する表示装置と、
    前記風速データ或いは前記出力データ、所定の後流の風速評価式を用いて、前記第二の風力発電装置および前記第三の風力発電装置について、いずれかの風力発電装置の稼働若しくは停止を仮定した場合の出力の推定値を算出する出力推定装置と、
    前記第一の風力発電装置、前記第二の風力発電装置、前記第三の風力発電装置の各々の風力発電装置の出力データ或いはそれらの組み合わせによる出力データの合算値、前記第二の風力発電装置、前記第三の風力発電装置の各々の出力の推定値或いはそれらの出力の推定値の合算値のうち少なくとも二つ以上の出力データ或いは出力の推定値の比較し前記出力が最大となる組み合わせの抽出を行い、前記ウィンドファームにおける各々の風力発電装置の稼働または停止を判定する出力比較装置と、
    前記判定結果に基づき、前記ウィンドファームにおける各々の風力発電装置の稼働または停止を制御する制御装置と、を備えることを特徴とするウィンドファームの制御システム。
  13. 前記ウィンドファームにおいて、前記複数の風力発電装置の各々のヨー制御により風力発電装置の稼働または停止を行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載のウィンドファームの制御システム。
  14. 前記ウィンドファームにおいて、前記複数の風力発電装置の各々のブレードのピッチ制御により風力発電装置の稼働または停止を行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載のウィンドファームの制御システム。
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