JP7545063B2

JP7545063B2 - Hydroelectric Power System

Info

Publication number: JP7545063B2
Application number: JP2022059759A
Authority: JP
Inventors: 淳須原; 憲亮久保
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2024-09-04
Anticipated expiration: 2042-03-31
Also published as: JP2023150581A

Description

本開示は、流体機械と、前記流体機械によって駆動される発電機とを備えた水力発電システムに関するものである。 This disclosure relates to a hydroelectric power generation system that includes a fluid machine and a generator driven by the fluid machine.

特許文献１には、流路に設置された水車と、前記水車によって駆動される発電機と、前記発電機によって発電された発電電力を第１電力に変換してリンク部に供給する発電機制御インバータと、前記リンク部から供給される第２電力を交流の供給電力に変換して交流系統及び負荷に供給する系統連系制御インバータと、リンク部に制動ユニットを介して接続された抵抗とを備えた水力発電システムが開示されている。この水力発電システムでは、交流系統に異常が発生したときに、系統連系制御インバータと交流系統との接続を遮断し、発電機制御インバータに直流電圧一定制御、系統連系制御インバータに出力電圧一定制御を行わせるようにしている。 Patent Document 1 discloses a hydroelectric power generation system including a water turbine installed in a flow path, a generator driven by the water turbine, a generator control inverter that converts the power generated by the generator into a first power and supplies it to a link section, a grid-connected control inverter that converts the second power supplied from the link section into AC supply power and supplies it to an AC system and a load, and a resistor connected to the link section via a braking unit. In this hydroelectric power generation system, when an abnormality occurs in the AC system, the connection between the grid-connected control inverter and the AC system is cut off, and the generator control inverter performs constant DC voltage control and the grid-connected control inverter performs constant output voltage control.

特許第６４８８８１４号公報Patent No. 6488814

特許文献１のような水力発電システムを水道局が運営する上水道に設けた場合、上述のように系統連系制御インバータと交流系統との接続を遮断した自立運転状態で、負荷への供給電力が急に増減することがある。しかし、このような場合に、発電機の発電電力を供給電力の増減に追従させるために、水車が設置される流路の流量を急に増減させることが望ましくない場合がある。 When a hydroelectric power generation system like that described in Patent Document 1 is installed in a water supply operated by a waterworks bureau, the power supplied to the load may suddenly increase or decrease in an independent operation state in which the grid-connection control inverter is disconnected from the AC grid as described above. However, in such a case, it may not be desirable to suddenly increase or decrease the flow rate of the flow path in which the water turbine is installed in order to make the power generated by the generator follow the increase or decrease in the power supply.

本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、水車が設置される流路の流量を急に増減させることなく、負荷への供給電力を急に増減できるようにすることを目的とする。 This disclosure was made in consideration of these points, and aims to make it possible to suddenly increase or decrease the power supply to a load without suddenly increasing or decreasing the flow rate in the flow path in which the water turbine is installed.

第１の態様は、流体が流れる第１流路（2a）に設置された流体機械（11）と、前記流体機械（11）によって駆動される発電機（12）と、前記発電機（12）によって発電された発電電力を第１電力（P1）に変換してリンク部（21）に供給するコンバータ（13）と、前記リンク部（21）から供給される第２電力（P2）を交流の供給電力（PS）に変換して負荷（7）に供給するインバータ（14,72）と、前記リンク部（21）に接続されて、前記第１電力（P1）と前記第２電力（P2）との差である第３電力（P3）を調整する調整機構（30）と、を備えた水力発電システムであって、前記調整機構（30）は、前記供給電力（PS）が増加したときに、前記第３電力（P3）を減少させて、前記調整機構（30）から前記リンク部（21）に第１の調整電力を融通し、前記供給電力（PS）が減少したときに、前記第３電力（P3）を増加させて、前記リンク部（21）から前記調整機構（30）に第２の調整電力を融通し、前記コンバータ（13）は、前記第１の調整電力及び前記第２の調整電力が０となるよう、前記第１電力（P1）を調整する。 The first aspect includes a fluid machine (11) installed in a first flow path (2a) through which a fluid flows, a generator (12) driven by the fluid machine (11), a converter (13) that converts the power generated by the generator (12) into a first power (P1) and supplies it to a link section (21), an inverter (14, 72) that converts a second power (P2) supplied from the link section (21) into an AC supply power (PS) and supplies it to a load (7), and a third power (P3) that is the difference between the first power (P1) and the second power (P2) and is connected to the link section (21). and an adjustment mechanism (30) that adjusts the third power (P3) when the supply power (PS) increases, and transfers a first adjustment power from the adjustment mechanism (30) to the link unit (21), and when the supply power (PS) decreases, the adjustment mechanism (30) increases the third power (P3) and transfers a second adjustment power from the link unit (21) to the adjustment mechanism (30), and the converter (13) adjusts the first power (P1) so that the first adjustment power and the second adjustment power are 0.

第１の態様では、リンク部（21）と調整機構（30）との間で調整電力を融通することにより、流体機械（11）のトルクや回転数を急に変更することなく、負荷（7）への供給電力（PS）を急に増減させることができる。したがって、第１流路（2a）の流量を急に増減させることなく、負荷（7）への供給電力（PS）を急に増減させることができる。 In the first aspect, by sharing the adjustment power between the link portion (21) and the adjustment mechanism (30), the power (PS) supplied to the load (7) can be suddenly increased or decreased without suddenly changing the torque or rotation speed of the fluid machine (11). Therefore, the power (PS) supplied to the load (7) can be suddenly increased or decreased without suddenly increasing or decreasing the flow rate of the first flow path (2a).

第２の態様は、第１の態様において、前記第１の調整電力の最大値は、前記供給電力（PS）の予め設定された瞬時最大増加量以上であってかつ前記発電機（12）が発電できる発電電力の最大値よりも小さい。 In the second aspect, in the first aspect, the maximum value of the first regulated power is equal to or greater than the preset maximum instantaneous increase in the supply power (PS) and is smaller than the maximum value of the power generation that the generator (12) can generate.

第２の態様では、第１の調整電力の最大値を、発電機（12）が発電できる発電電力の最大値以上とした場合に比べ、調整機構（30）を小型化及び低コスト化できる。 In the second aspect, the adjustment mechanism (30) can be made smaller and less expensive than when the maximum value of the first adjustment power is set to be equal to or greater than the maximum power that the generator (12) can generate.

第３の態様は、第１又は２の態様において、前記第２の調整電力の最大値は、前記供給電力（PS）の予め設定された瞬時最大減少量以上であってかつ前記発電機（12）が発電できる発電電力の最大値よりも小さい。 The third aspect is the first or second aspect, in which the maximum value of the second regulated power is equal to or greater than the preset maximum instantaneous decrease in the supply power (PS) and is smaller than the maximum value of the power generation that the generator (12) can generate.

第３の態様では、第２の調整電力の最大値を、発電機（12）が発電できる発電電力の最大値以上とした場合に比べ、調整機構（30）を小型化及び低コスト化できる。 In the third aspect, the adjustment mechanism (30) can be made smaller and less expensive than when the maximum value of the second adjustment power is set to be equal to or greater than the maximum power that the generator (12) can generate.

第４の態様は、第１～３の態様のいずれか１つにおいて、前記調整機構（30）は、電力消費手段（31）と、前記リンク部（21）から前記電力消費手段（31）に流れる前記第３電力（P3）の量を制御する制御部（35,61）とを有する。 In a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the adjustment mechanism (30) has a power consumption means (31) and a control unit (35, 61) that controls the amount of the third power (P3) flowing from the link portion (21) to the power consumption means (31).

第５の態様は、第４の態様において、前記調整機構（30）は、前記第１の調整電力及び前記第２の調整電力が０のとき、前記第１の調整電力の最大値以上となるよう前記第３電力（P3）を調整する。 In the fifth aspect, in the fourth aspect, when the first adjustment power and the second adjustment power are zero, the adjustment mechanism (30) adjusts the third power (P3) so that it is equal to or greater than the maximum value of the first adjustment power.

第６の態様は、第１～３の態様のいずれか１つにおいて、前記調整機構（30）は、蓄電池（51）と、前記リンク部（21）の電力を前記蓄電池（51）に充電する充電モードと、前記蓄電池（51）の電力を前記リンク部（21）に供給する放電モードとを備え、前記蓄電池（51）の充放電量を制御する制御部（53,61）とを有する。 In a sixth aspect, in any one of the first to third aspects, the adjustment mechanism (30) has a storage battery (51), a charge mode in which the power of the link portion (21) is charged to the storage battery (51), and a discharge mode in which the power of the storage battery (51) is supplied to the link portion (21), and has a control portion (53, 61) that controls the amount of charge and discharge of the storage battery (51).

第７の態様は、第６の態様において、前記調整機構（30）は、前記第１の調整電力及び前記第２の調整電力が０のとき、０または前記蓄電池（51）の充電量を閾値以上とするのに必要な電力となるよう前記第３電力（P3）を調整する。 In the seventh aspect, in the sixth aspect, when the first adjustment power and the second adjustment power are zero, the adjustment mechanism (30) adjusts the third power (P3) so that it is either zero or the power required to make the charge amount of the storage battery (51) equal to or greater than a threshold value.

第８の態様は、第１～３の態様のいずれか１つにおいて、前記調整機構（30）は、電力消費手段（31）と、前記コンバータ（13）から前記電力消費手段（31）に流れる直流電力の量を制御する第１制御部（61）と、蓄電池（51）と、前記リンク部（21）の電力を前記蓄電池（51）に充電する充電モードと、前記蓄電池（51）の電力を前記リンク部（21）に供給する放電モードとを備え、前記蓄電池（51）の充放電量を制御する第２制御部（61）とを有する。 The eighth aspect is any one of the first to third aspects, in which the adjustment mechanism (30) includes a power consumption means (31), a first control unit (61) that controls the amount of DC power flowing from the converter (13) to the power consumption means (31), a storage battery (51), and a second control unit (61) that has a charge mode in which the power of the link unit (21) is charged to the storage battery (51) and a discharge mode in which the power of the storage battery (51) is supplied to the link unit (21), and that controls the amount of charge and discharge of the storage battery (51).

第８の態様では、発電機（12）の発電電力が０である期間における蓄電池（51）から負荷（7）への電力供給を可能にできる。 In the eighth aspect, it is possible to supply power from the storage battery (51) to the load (7) during a period when the power generated by the generator (12) is zero.

第９の態様は、第８の態様において、前記調整機構（30）は、前記第１の調整電力及び前記第２の調整電力が０のとき、０から前記第１の調整電力の最大値までの値となるよう前記第３電力（P3）を調整する。 In the ninth aspect, in the eighth aspect, when the first adjustment power and the second adjustment power are zero, the adjustment mechanism (30) adjusts the third power (P3) to a value between zero and the maximum value of the first adjustment power.

第１０の態様は、第１～９の態様のいずれか１つにおいて、前記第１流路（2a）に設けられた第１電動弁（17）と、前記第１の調整電力及び前記第２の調整電力が０となるように、前記第１電動弁（17）を制御する第１電動弁制御手段（19）とを備える。 The tenth aspect is any one of the first to ninth aspects, further comprising a first motor-operated valve (17) provided in the first flow path (2a) and a first motor-operated valve control means (19) that controls the first motor-operated valve (17) so that the first adjustment power and the second adjustment power become zero.

第１０の態様では、供給電力が急に増減したときに、リンク部（21）と調整機構（30）との間で調整電力を融通できるので、コンバータ（13）及び第１電動弁（17）の制御によって発電電力を急に増減させる必要がない。したがって、第１電動弁（17）の開閉速度を比較的遅く設定することにより、第１電動弁（17）の高速な開閉に起因する水撃の発生を抑制するとともに、設備コストを削減できる。 In the tenth aspect, when the supply power suddenly increases or decreases, the adjustment power can be shared between the link portion (21) and the adjustment mechanism (30), so there is no need to suddenly increase or decrease the generated power by controlling the converter (13) and the first electric valve (17). Therefore, by setting the opening and closing speed of the first electric valve (17) relatively slow, it is possible to suppress the occurrence of water hammer caused by the rapid opening and closing of the first electric valve (17) and reduce equipment costs.

第１１の態様は、第１～１０の態様のいずれか１つにおいて、前記第１流路（2a）と並列に設けられた第２流路（2b）に設けられた第２電動弁（18）と、前記第１流路（2a）の流量、及び前記第２流路（2b）の流量の合計が所定の指令値になるように、前記第２電動弁（18）を制御する第２電動弁制御手段（19）とを備える。 The eleventh aspect is any one of the first to tenth aspects, further comprising a second motor-operated valve (18) provided in a second flow path (2b) provided in parallel with the first flow path (2a), and a second motor-operated valve control means (19) that controls the second motor-operated valve (18) so that the sum of the flow rate of the first flow path (2a) and the flow rate of the second flow path (2b) becomes a predetermined command value.

第１１の態様では、コンバータ（13）及び第１電動弁（17）によって第１電力が調整されることにより第１流路（2a）の流量が変化しても、第１流路（2a）の流量、及び第２流路（2b）の流量の合計を所定の指令値に制御できる。 In the eleventh aspect, even if the flow rate in the first flow path (2a) changes due to the first power being adjusted by the converter (13) and the first motor-operated valve (17), the sum of the flow rate in the first flow path (2a) and the flow rate in the second flow path (2b) can be controlled to a predetermined command value.

図１は、本開示の実施形態１に係る水力発電システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hydroelectric power generation system according to a first embodiment of the present disclosure. 図２は、抵抗の電圧と、スイッチのオンオフ状態とを示すタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart showing the voltage across the resistor and the on/off state of the switch. 図３は、水力発電システムの特性マップを表したグラフである。FIG. 3 is a graph showing a characteristic map of a hydroelectric power generation system. 図４は、実施形態１における供給電力、抵抗の消費電力、発電電力、及び各流路の流量を表すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing the supplied power, the power consumption of the resistor, the generated power, and the flow rate of each flow path in the first embodiment. 図５は、実施形態２の図１相当図である。FIG. 5 is a view of the second embodiment corresponding to FIG. 図６は、実施形態２における供給電力、蓄電池の充放電電力、発電電力、及び各流路の流量を表すタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart showing the supply power, the charging and discharging power of the storage battery, the generated power, and the flow rate of each flow path in the second embodiment. 図７は、実施形態３の図１相当図である。FIG. 7 is a view of the third embodiment corresponding to FIG. 図８は、実施形態３における供給電力、抵抗の消費電力、蓄電池の充放電電力、発電電力、及び各流路の流量を表すタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart showing the supplied power, the power consumption of the resistor, the charging and discharging power of the storage battery, the generated power, and the flow rate of each flow path in the third embodiment. 図９は、実施形態４の図１相当図である。FIG. 9 is a view of the fourth embodiment corresponding to FIG.

本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that the following embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses.

《実施形態１》
図１は、本開示の実施形態１に係る水力発電システム（1）を示す。この水力発電システム（1）は、流路（2）を流れる流体としての水の位置エネルギーを利用して電力を得る。流路（2）は、配水槽（3）と住宅などの水の供給対象（4）や配水池（5）との間の管路を構成している。流路（2）は、落差を有して水が流れる水路である。流路（2）は、第１流路（2a）と、第１流路（2a）と並列に設けられた第２流路（2b）と、第１流路（2a）を流れる水、及び第２流路（2b）を流れる水が合流して流れる第３流路（2c）とを含んでいる。 First Embodiment
FIG. 1 shows a hydroelectric power generation system (1) according to a first embodiment of the present disclosure. The hydroelectric power generation system (1) generates electric power by utilizing the potential energy of water as a fluid flowing through a flow path (2). The flow path (2) constitutes a pipeline between a water tank (3) and a water supply target (4) such as a house or a water reservoir (5). The flow path (2) is a waterway through which water flows with a head. The flow path (2) includes a first flow path (2a), a second flow path (2b) provided in parallel with the first flow path (2a), and a third flow path (2c) through which the water flowing through the first flow path (2a) and the water flowing through the second flow path (2b) join together and flow.

水力発電システム（1）は、流体機械としての水車（11）と、発電機（12）と、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）と、系統連系インバータ（14）と、調整機構（30）と、切替部（15）と、流量センサ（16）と、第１電動弁（17）と、第２電動弁（18）と、第１電動弁制御手段及び第２電動弁制御手段としての指令部（19）とを備えている。水力発電システム（1）は、発電した電力を電力系統（6）及び負荷（7）に供給できる。電力系統（6）はいわゆる商用電力である。 The hydroelectric power generation system (1) includes a water turbine (11) as a fluid machine, a generator (12), an AC/DC converter (13), a grid-connected inverter (14), an adjustment mechanism (30), a switching unit (15), a flow rate sensor (16), a first motor-operated valve (17), a second motor-operated valve (18), and a command unit (19) as a first motor-operated valve control means and a second motor-operated valve control means. The hydroelectric power generation system (1) can supply the generated electric power to a power grid (6) and a load (7). The power grid (6) is a so-called commercial power source.

水車（11）は、第１流路（2a）に設置されている。水車（11）としては、ポンプ逆転水車、プロペラ水車、クロスフロー水車、水中タービン水車、チューブラ水車、カプラン水車、ぺルトン水車、ターゴインパルス水車、フランシス水車等を用いることができる。 The water turbine (11) is installed in the first flow path (2a). As the water turbine (11), a pump reverse turbine, a propeller turbine, a cross-flow turbine, a submerged turbine, a tubular turbine, a Kaplan turbine, a Pelton turbine, a Turgo impulse turbine, a Francis turbine, or the like can be used.

発電機（12）は、回転軸（20）を介して水車（11）に連結されている。水車（11）が回転すると、水車（11）によって発電機（12）が駆動される。これにより、発電機（12）が回生運転を行う。回生運転中の発電機（12）は、電力を発生する。 The generator (12) is connected to the water wheel (11) via a rotating shaft (20). When the water wheel (11) rotates, the generator (12) is driven by the water wheel (11). This causes the generator (12) to perform regenerative operation. During regenerative operation, the generator (12) generates electric power.

ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）は、コンバータ本体（13a）と、コンバータ制御部（13b）とを有している。 The AC/DC converter (13) has a converter body (13a) and a converter control unit (13b).

コンバータ本体（13a）は、複数のスイッチング素子を備え、発電機（12）によって発電された電力（交流電力）をスイッチングして直流の第１電力（P1）に変換してリンク部（21）に供給する。コンバータ本体（13a）の出力は、リンク部（21）に接続された平滑コンデンサ（図示せず）によって平滑化され、系統連系インバータ（14）に出力される。 The converter body (13a) includes multiple switching elements, and switches the power (AC power) generated by the generator (12) to convert it into a first DC power (P1) and supplies it to the link unit (21). The output of the converter body (13a) is smoothed by a smoothing capacitor (not shown) connected to the link unit (21) and is output to the grid-connected inverter (14).

コンバータ制御部（13b）は、調整機構（30）の抵抗（31）（後述）で消費される消費電力（第３電力（P3））が所定の基準電力Ｐｓｔ（図４に示す）となるように、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御することにより、発電機（12）のトルクを制御する。かかる制御は、後述する調整機構制御部（35）によって算出される消費電力の量に基づいて行われる。コンバータ制御部（13b）は、マイクロコンピュータによって構成されている。 The converter control unit (13b) controls the torque of the generator (12) by controlling the on/off of the switching element of the converter main body (13a) so that the power consumption (third power (P3)) consumed by the resistor (31) (described later) of the adjustment mechanism (30) becomes a predetermined reference power Pst (shown in FIG. 4). Such control is performed based on the amount of power consumption calculated by the adjustment mechanism control unit (35) (described later). The converter control unit (13b) is composed of a microcomputer.

系統連系インバータ（14）は、インバータ本体（14a）と、インバータ制御部（14b）とを有している。 The grid-connected inverter (14) has an inverter body (14a) and an inverter control unit (14b).

インバータ本体（14a）は、複数のスイッチング素子を備え、リンク部（21）から供給される直流の第２電力（P2）を交流の供給電力（PS）に変換して電力系統（6）又は負荷（7）に供給する。 The inverter body (14a) includes multiple switching elements and converts the second DC power (P2) supplied from the link section (21) into AC supply power (PS) and supplies it to the power system (6) or the load (7).

インバータ制御部（14b）は、インバータ本体（14a）のスイッチング素子を制御する。インバータ制御部（14b）は、マイクロコンピュータによって構成されている。 The inverter control unit (14b) controls the switching elements of the inverter body (14a). The inverter control unit (14b) is configured by a microcomputer.

調整機構（30）は、リンク部（21）に接続されて、第１電力（P1）と第２電力（P2）との差である第３電力（P3）を調整（消費）する。調整機構（30）は、供給電力（PS）が増加したときに、第３電力（P3）を減少させて、調整機構（30）からリンク部（21）に第１の調整電力を融通し、供給電力（PS）が減少したときに、第３電力（P3）を増加させて、リンク部（21）から調整機構（30）に第２の調整電力を融通する。第３電力（P3）は、第１及び第２の調整電力が０のときに、所定の基準電力Ｐｓｔ（図４に示す）となる。したがって、コンバータ制御部（13b）は、第１及び第２の調整電力が０となるように、コンバータ本体（13a）を制御することにより、第１電力（P1）を調整する。 The adjustment mechanism (30) is connected to the link section (21) and adjusts (consumes) the third power (P3), which is the difference between the first power (P1) and the second power (P2). When the supply power (PS) increases, the adjustment mechanism (30) reduces the third power (P3) and transfers the first adjustment power from the adjustment mechanism (30) to the link section (21), and when the supply power (PS) decreases, the adjustment mechanism (30) increases the third power (P3) and transfers the second adjustment power from the link section (21) to the adjustment mechanism (30). When the first and second adjustment powers are zero, the third power (P3) becomes a predetermined reference power Pst (shown in FIG. 4). Therefore, the converter control section (13b) adjusts the first power (P1) by controlling the converter main body (13a) so that the first and second adjustment powers become zero.

ここで、第１の調整電力の最大値は、供給電力（PS）の仕様で予め設定された瞬時最大増加量以上であって、かつ発電機（12）が発電できる発電電力の最大値よりも小さい。ここで、瞬時最大増加量は、単位時間あたりに増加可能な供給電力（PS）の量である。また、第２の調整電力の最大値は、供給電力（PS）の仕様で予め設定された瞬時最大減少量以上であって、かつ発電機（12）が発電できる発電電力の最大値よりも小さい。また、瞬時最大減少量は、単位時間あたりに減少可能な供給電力（PS）の量である。 Here, the maximum value of the first regulated power is equal to or greater than the maximum instantaneous increase preset in the specifications of the supplied power (PS) and is smaller than the maximum amount of generated power that the generator (12) can generate. Here, the maximum instantaneous increase is the amount of the supplied power (PS) that can be increased per unit time. Also, the maximum value of the second regulated power is equal to or greater than the maximum instantaneous decrease preset in the specifications of the supplied power (PS) and is smaller than the maximum amount of generated power that the generator (12) can generate. Also, the maximum instantaneous decrease is the amount of the supplied power (PS) that can be decreased per unit time.

調整機構（30）は、電力消費手段としての抵抗（31）と、スイッチ（32）と、抵抗電流測定部（33）と、直流電圧測定部（34）と、調整機構制御部（35）とを有している。調整機構（30）の抵抗（31）、スイッチ（32）、及び調整機構制御部（35）は、共通の制御盤に設けられている。 The adjustment mechanism (30) has a resistor (31) as a power consumption means, a switch (32), a resistor current measuring unit (33), a DC voltage measuring unit (34), and an adjustment mechanism control unit (35). The resistor (31), switch (32), and adjustment mechanism control unit (35) of the adjustment mechanism (30) are provided on a common control panel.

抵抗（31）の一端は、スイッチ（32）を介してリンク部（21）の正極に接続されている。一方、抵抗（31）の他端は、リンク部（21）の負極に接続されている。 One end of the resistor (31) is connected to the positive electrode of the link portion (21) via the switch (32). Meanwhile, the other end of the resistor (31) is connected to the negative electrode of the link portion (21).

スイッチ（32）は、抵抗（31）とリンク部（21）との間に、抵抗（31）と直列に接続されている。 The switch (32) is connected in series with the resistor (31) between the resistor (31) and the link portion (21).

抵抗電流測定部（33）は、抵抗（31）に流れる電流を測定する。 The resistor current measuring unit (33) measures the current flowing through the resistor (31).

直流電圧測定部（34）は、リンク部（21）の正極－負極間の電圧を測定する。 The DC voltage measuring unit (34) measures the voltage between the positive and negative poles of the link portion (21).

調整機構制御部（35）は、リンク部（21）から抵抗（31）に流れる第３電力（P3）の量を制御する。具体的には、調整機構制御部（35）は、図２に示すように、直流電圧測定部（34）によって測定された電圧が、所定の上限電圧値よりも低い状態から高い状態に遷移したときに、スイッチ（32）をオンし、所定の下限電圧値よりも高い状態から低い状態に遷移したときに、スイッチ（32）をオフする。調整機構制御部（35）は、第１の調整電力及び前記第２の調整電力が０のとき、前記第１の調整電力の最大値以上となるよう第３電力（P3）を調整する。つまり、基準電力Ｐｓｔ（図４に示す）は、第１の調整電力の最大値以上に設定される。 The adjustment mechanism control unit (35) controls the amount of the third power (P3) flowing from the link unit (21) to the resistor (31). Specifically, as shown in FIG. 2, the adjustment mechanism control unit (35) turns on the switch (32) when the voltage measured by the DC voltage measurement unit (34) transitions from a state lower than a predetermined upper limit voltage value to a state higher than the predetermined upper limit voltage value, and turns off the switch (32) when the voltage transitions from a state higher than a predetermined lower limit voltage value to a state lower than the predetermined lower limit voltage value. When the first adjustment power and the second adjustment power are 0, the adjustment mechanism control unit (35) adjusts the third power (P3) so that it is equal to or greater than the maximum value of the first adjustment power. In other words, the reference power Pst (shown in FIG. 4) is set to be equal to or greater than the maximum value of the first adjustment power.

また、調整機構制御部（35）は、抵抗電流測定部（33）によって測定された電流と、直流電圧測定部（34）によって測定された電圧とに基づいて、抵抗（31）で消費された消費電力の量、すなわち第３電力（P3）の量を算出し、コンバータ制御部（13b）に送信する。 In addition, the adjustment mechanism control unit (35) calculates the amount of power consumed by the resistor (31), i.e., the amount of third power (P3), based on the current measured by the resistor current measurement unit (33) and the voltage measured by the DC voltage measurement unit (34), and transmits it to the converter control unit (13b).

調整機構制御部（35）は、マイクロコンピュータによって構成される。 The adjustment mechanism control unit (35) is configured by a microcomputer.

切替部（15）は、系統連系インバータ（14）によって出力される供給電力（PS）を電力系統（6）と負荷（7）のいずれに供給するかを、指令部（19）からの切替指示に応じて切り替える。 The switching unit (15) switches whether the supply power (PS) output by the grid-connected inverter (14) is to be supplied to the power grid (6) or to the load (7) in response to a switching command from the command unit (19).

流量センサ（16）は、第３流路（2c）に流れる水の流量を測定する。第３流路（2c）に流れる水の流量は、第１流路（2a）の流量、及び前記第２流路（2b）の流量の合計である。 The flow rate sensor (16) measures the flow rate of water flowing through the third flow path (2c). The flow rate of water flowing through the third flow path (2c) is the sum of the flow rate of the first flow path (2a) and the flow rate of the second flow path (2b).

第１電動弁（17）は、第１流路（2a）に設けられている。第１電動弁（17）は、指令部（19）からの第１制御信号に応じて開閉する。 The first motor-operated valve (17) is provided in the first flow path (2a). The first motor-operated valve (17) opens and closes in response to a first control signal from the command unit (19).

第２電動弁（18）は、第２流路（2b）に設けられている。第２電動弁（18）は、指令部（19）からの第２制御信号に応じて開閉する。 The second motor-operated valve (18) is provided in the second flow path (2b). The second motor-operated valve (18) opens and closes in response to a second control signal from the command unit (19).

指令部（19）は、切替指示を切替部（15）に出力することにより、切替部（15）を制御する。供給電力（PS）の供給先を電力系統（6）とした状態（発電機（12）が電力系統（6）と連系して運転する状態）で、図示しない異常検出手段によって停電等の異常が検出されると、指令部（19）は、供給電力（PS）の供給先を負荷（7）に切り替える。 The command unit (19) controls the switching unit (15) by outputting a switching command to the switching unit (15). When an abnormality such as a power outage is detected by an abnormality detection means (not shown) in a state in which the destination of the supply power (PS) is the power grid (6) (a state in which the generator (12) is operating in connection with the power grid (6)), the command unit (19) switches the destination of the supply power (PS) to the load (7).

また、指令部（19）は、第１制御信号及び第２制御信号を出力することにより、第１電動弁（17）及び第２電動弁（18）を制御する。詳しくは、指令部（19）は、第３電力（P3）が所定の基準電力Ｐｓｔとなるように、第１電動弁（17）を制御する。また、指令部（19）は、流量センサ（16）により測定された流量、すなわち第１流路（2a）の流量、及び第２流路（2b）の流量の合計が所定の指令値になるように、第２電動弁（18）を制御する。 The command unit (19) controls the first motor-operated valve (17) and the second motor-operated valve (18) by outputting a first control signal and a second control signal. More specifically, the command unit (19) controls the first motor-operated valve (17) so that the third power (P3) becomes a predetermined reference power Pst. The command unit (19) also controls the second motor-operated valve (18) so that the flow rate measured by the flow sensor (16), i.e., the sum of the flow rate of the first flow path (2a) and the flow rate of the second flow path (2b), becomes a predetermined command value.

<水力発電システム及び流路の特性>
図３は、水車（11）の特性を示すグラフ（特性マップ(M)と呼ぶ）である。図３の縦軸は、水車（11）の有効落差(H)、横軸は、水車（11）を流れる水の流量(Q)である。有効落差（H）は、配水槽（3）の液面から流路（2）の流出端までの間の落差から、配水槽（3）の水が管路を経て流路（2）の流出端に至るまでの管路抵抗に相当する落差を減じたものである。 <Characteristics of hydroelectric power generation system and flow channel>
Figure 3 is a graph (called characteristic map (M)) showing the characteristics of the water turbine (11). The vertical axis of Figure 3 is the effective head (H) of the water turbine (11), and the horizontal axis is the flow rate (Q) of water flowing through the water turbine (11). The effective head (H) is the head between the liquid level in the water distribution tank (3) and the outlet end of the flow path (2) minus the head corresponding to the pipeline resistance from the water in the water distribution tank (3) through the pipeline to the outlet end of the flow path (2).

水車（11）の有効落差（H）及び流量（Q）の関係は、図３に示すシステムロスカーブ（流動抵抗特性線）(S)で表すことができる。システムロスカーブ(S)は、流量（Q）の増大に伴って有効落差（H）が減少する特性を有する。 The relationship between the effective head (H) and flow rate (Q) of the water turbine (11) can be expressed by the system loss curve (flow resistance characteristic line) (S) shown in Figure 3. The system loss curve (S) has the characteristic that the effective head (H) decreases as the flow rate (Q) increases.

図３の特性マップ（M）では、水車（11）における流量（Q）と有効落差（H）とに相関する特性として、発電機（12）のトルク(T)、及び発電機（12）の回転数（回転速度）(N)が表されている。 In the characteristic map (M) of Figure 3, the torque (T) of the generator (12) and the number of revolutions (rotational speed) (N) of the generator (12) are shown as characteristics that correlate with the flow rate (Q) and effective head (H) of the water turbine (11).

特性マップ(M)では、発電機（12）のトルク(T)が０の曲線（無拘束特性曲線(T=0)）の右側に、キャビテーションが発生しやすいキャビテーション領域と、キャビテーションが発生しにくい適切運転領域とが左側から順に形成される。特性マップ（M）上、流量（Q）の増大に応じてトルク値（T）も増大する。また、有効落差（H）が大きくなるほど回転数（N）も上昇する。システムロスカーブ（S）上においては、流量（Q）の減少に応じてトルク値（T）が減少する。また、システムロスカーブ（S）上においては、流量（Q）の増大に応じて回転数（N）が減少する。破線で示した等発電電力曲線は下に凸な曲線であって、有効落差（H）及び流量（Q）の増大に応じて発電電力も増大する。 In the characteristic map (M), a cavitation region where cavitation is likely to occur and an appropriate operating region where cavitation is unlikely to occur are formed from the left to the right of the curve where the torque (T) of the generator (12) is zero (unconstrained characteristic curve (T=0)). On the characteristic map (M), the torque value (T) increases as the flow rate (Q) increases. Also, the rotation speed (N) increases as the effective head (H) increases. On the system loss curve (S), the torque value (T) decreases as the flow rate (Q) decreases. Also, on the system loss curve (S), the rotation speed (N) decreases as the flow rate (Q) increases. The constant power generation curve shown by the dashed line is a downward convex curve, and the generated power increases as the effective head (H) and flow rate (Q) increase.

以上のような特性マップ（M）の各パラメータの関係は、テーブル（数表）や、プログラム内の数式（関数）という形でコンバータ制御部（13b）に記憶される。従って、コンバータ制御部（13b）は、特性マップ（M）で表される各パラメータの関係を利用することで、各種の演算や制御が可能である。 The relationships between the parameters of the characteristic map (M) as described above are stored in the converter control unit (13b) in the form of a table (mathematical table) or a mathematical formula (function) in a program. Therefore, the converter control unit (13b) can perform various calculations and controls by using the relationships between the parameters represented in the characteristic map (M).

－運転動作－
実施形態１に係る水力発電システム（1）の運転動作について、図４を参照して説明する。 - Driving operation -
The operation of the hydraulic power generation system (1) according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

時刻ｔ１０では、切替部（15）が、供給電力（PS）の供給先を負荷（7）とし、水力発電システム（1）は自立運転をしている。また、抵抗（31）が第３電力（P3）として所定の基準電力Ｐｓｔを消費するように調整機構制御部（35）がスイッチ（32）を制御している。この状態から、時刻ｔ１１において、負荷（7）の消費電力、すなわち系統連系インバータ（14）によって出力される供給電力（PS）がステップ状に増大すると、調整機構制御部（35）の制御により、抵抗（31）の消費電力、すなわち第３電力（P3）が減少する。つまり、調整機構（30）からリンク部（21）に第３電力（P3）の減少分の電力が、第１の調整電力として融通される。 At time t10, the switching unit (15) designates the load (7) as the destination of the supply power (PS), and the hydroelectric power generation system (1) is operating autonomously. The adjustment mechanism control unit (35) controls the switch (32) so that the resistor (31) consumes a predetermined reference power Pst as the third power (P3). From this state, when the power consumption of the load (7), i.e., the supply power (PS) output by the grid-connected inverter (14), increases stepwise at time t11, the adjustment mechanism control unit (35) controls the power consumption of the resistor (31), i.e., the third power (P3), to decrease. In other words, the power equivalent to the decrease in the third power (P3) is transferred from the adjustment mechanism (30) to the link unit (21) as the first adjustment power.

そして、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間において、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）が、第１の調整電力が０となるように、すなわち、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔに戻るように発電機（12）の発電電力及び第１電力（P1）を増加させる（調整する）。具体的には、コンバータ制御部（13b）が、第１の調整電力が０となるように、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御する。また、指令部（19）も、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔに戻るように第１電動弁（17）を制御する。このときの第１電動弁（17）の制御による第１電力（P1）の増加速度は、負荷（7）の消費電力の増加速度に比べて、ゆっくりである。このとき、調整機構制御部（35）は、所定タイミング毎に、抵抗電流測定部（33）によって測定された電流と、直流電圧測定部（34）によって測定された電圧とに基づいて、第３電力（P3）を算出し、コンバータ制御部（13b）に送信する。コンバータ制御部（13b）が、この第３電力（P3）を参照して、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔとなるように、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御する。また、指令部（19）も、この第３電力（P3）を参照して、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔとなるように、第１電動弁（17）を制御する。これにより、第１電動弁（17）の開度が増大し、第１流路（2a）の流量が増加する。このときの第１電動弁（17）の制御による第１電力（P1）の増加速度も、負荷（7）の消費電力の増加速度に比べて、ゆっくりである。このとき、指令部（19）は、流量センサ（16）により測定された流量が所定の指令値ＣＶになるように、第２電動弁（18）を制御するので、第２流路（2b）の流量は減少し、第３流路（2c）を流れる総流量は、所定の指定値ＣＶに一定に維持される。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間においては、水車動作点を図３中、点Ａから点Ｂに移動させるように、トルクと、第１電動弁（17）の開度とが制御される。このような制御により、時刻ｔ１２において、第１の調整電力が０となる。すなわち、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔに戻る。 Then, between time t11 and time t12, the AC/DC converter (13) increases (adjusts) the power generated by the generator (12) and the first power (P1) so that the first adjustment power becomes zero, that is, so that the third power (P3) returns to the reference power Pst. Specifically, the converter control unit (13b) controls the on/off of the switching element of the converter main body (13a) so that the first adjustment power becomes zero. The command unit (19) also controls the first motor-operated valve (17) so that the third power (P3) returns to the reference power Pst. At this time, the rate of increase of the first power (P1) due to the control of the first motor-operated valve (17) is slower than the rate of increase of the power consumption of the load (7). At this time, the adjustment mechanism control unit (35) calculates the third power (P3) based on the current measured by the resistance current measurement unit (33) and the voltage measured by the DC voltage measurement unit (34) at each predetermined timing, and transmits it to the converter control unit (13b). The converter control unit (13b) controls the on/off of the switching element of the converter main body (13a) with reference to the third power (P3) so that the third power (P3) becomes the reference power Pst. The command unit (19) also controls the first motor-operated valve (17) with reference to the third power (P3) so that the third power (P3) becomes the reference power Pst. This increases the opening of the first motor-operated valve (17) and increases the flow rate of the first flow path (2a). At this time, the rate of increase of the first power (P1) by the control of the first motor-operated valve (17) is also slower than the rate of increase of the power consumption of the load (7). At this time, the command unit (19) controls the second motor-operated valve (18) so that the flow rate measured by the flow sensor (16) becomes a predetermined command value CV, so that the flow rate of the second flow path (2b) decreases and the total flow rate of the third flow path (2c) is kept constant at a predetermined designated value CV. Between time t11 and time t12, the torque and the opening of the first motor-operated valve (17) are controlled so as to move the turbine operating point from point A to point B in FIG. 3. By such control, the first adjustment power becomes 0 at time t12. In other words, the third power (P3) returns to the reference power Pst.

その後、時刻ｔ１３において、負荷（7）の消費電力、すなわち系統連系インバータ（14）によって出力される供給電力（PS）がステップ状に減少すると、調整機構制御部（35）の制御により、抵抗（31）の消費電力、すなわち第３電力（P3）が増加する。つまり、リンク部（21）から調整機構（30）に第３電力（P3）の増加分の電力が、第２の調整電力として融通される。 After that, at time t13, when the power consumption of the load (7), i.e., the supply power (PS) output by the grid-connected inverter (14), decreases stepwise, the power consumption of the resistor (31), i.e., the third power (P3), increases under the control of the adjustment mechanism control unit (35). In other words, the increased amount of the third power (P3) is supplied from the link unit (21) to the adjustment mechanism (30) as the second adjustment power.

そして、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の間において、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）が、第２の調整電力が０となるように、すなわち、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔに戻るように発電機（12）の発電電力及び第１電力（P1）を減少させる（調整する）。このときの第１電動弁（17）の制御による第１電力（P1）の減少速度は、負荷（7）の消費電力の減少速度に比べて、ゆっくりである。具体的には、コンバータ制御部（13b）が、第２の調整電力が０となるように、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御する。このとき、調整機構制御部（35）は、所定タイミング毎に、抵抗電流測定部（33）によって測定された電流と、直流電圧測定部（34）によって測定された電圧とに基づいて、第３電力（P3）を算出し、コンバータ制御部（13b）に送信する。コンバータ制御部（13b）は、この第３電力（P3）を参照して、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔとなるように、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御する。また、指令部（19）も、この第３電力（P3）を参照して、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔとなるように、第１電動弁（17）を制御する。これにより、第１電動弁（17）の開度が低減し、第１流路（2a）の流量が減少する。このとき、指令部（19）は、流量センサ（16）により測定された流量が所定の指令値ＣＶになるように、第２電動弁（18）を制御するので、第２流路（2b）の流量は増加し、第３流路（2c）を流れる総流量は、所定の指定値ＣＶに一定に維持される。時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の間においては、水車動作点を図３中、点Ｂから点Ａに移動させるように、トルクと、第１電動弁（17）の開度とが制御される。このとき、第１電動弁（17）の開度を一定にしたまま第１電力（P1）を減少させるには、水車動作点を、共通のシステムロスカーブ（S）上でキャリブレーション領域の点Ｃ等に移動させる必要が生じる。これに対し、本実施形態１では、トルクと、第１電動弁（17）の開度とを制御するので、水車動作点を適切運転領域に配置したまま、第１電力（P1）を減少させることができる。このような制御により、時刻ｔ１４において、第２の調整電力が０となる。すなわち、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔに戻る。 Then, between time t13 and time t14, the AC/DC converter (13) reduces (adjusts) the power generated by the generator (12) and the first power (P1) so that the second adjustment power becomes zero, i.e., the third power (P3) returns to the reference power Pst. At this time, the speed at which the first power (P1) is reduced by the control of the first motor-operated valve (17) is slower than the speed at which the power consumption of the load (7) is reduced. Specifically, the converter control unit (13b) controls the on/off of the switching element of the converter main body (13a) so that the second adjustment power becomes zero. At this time, the adjustment mechanism control unit (35) calculates the third power (P3) at each predetermined timing based on the current measured by the resistance current measurement unit (33) and the voltage measured by the DC voltage measurement unit (34) and transmits it to the converter control unit (13b). The converter control unit (13b) controls the on/off of the switching element of the converter main body (13a) with reference to the third power (P3) so that the third power (P3) becomes the reference power Pst. The command unit (19) also controls the first motor-operated valve (17) with reference to the third power (P3) so that the third power (P3) becomes the reference power Pst. This reduces the opening of the first motor-operated valve (17) and reduces the flow rate of the first flow path (2a). At this time, the command unit (19) controls the second motor-operated valve (18) so that the flow rate measured by the flow sensor (16) becomes a predetermined command value CV, so that the flow rate of the second flow path (2b) increases and the total flow rate of the third flow path (2c) is maintained constant at a predetermined designated value CV. Between time t13 and time t14, the torque and the aperture of the first electric valve (17) are controlled so as to move the turbine operating point from point B to point A in FIG. 3. At this time, in order to reduce the first power (P1) while keeping the aperture of the first electric valve (17) constant, it is necessary to move the turbine operating point to point C or the like in the calibration region on the common system loss curve (S). In contrast, in the first embodiment, since the torque and the aperture of the first electric valve (17) are controlled, it is possible to reduce the first power (P1) while keeping the turbine operating point in the appropriate operation region. By such control, the second adjustment power becomes 0 at time t14. In other words, the third power (P3) returns to the reference power Pst.

このように、本実施形態１では、時刻ｔ１１及び時刻ｔ１３において、リンク部（21）と調整機構（30）との間で調整電力を融通することにより、水車（11）のトルクや回転数を急に変更することなく、負荷（7）への供給電力（PS）を急に増減させることができる。したがって、第１流路（2a）の流量を急に増減させることなく、負荷（7）への供給電力（PS）を急に増減させることができる。また、供給電力（PS）が急に増減したときに、リンク部（21）と調整機構（30）との間で調整電力を融通できるので、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）及び第１電動弁（17）の制御によって発電電力を急に増減させる必要がない。したがって、トルク又は回転数の変更速度、及び第１電動弁（17）の開閉速度を比較的遅く設定することにより、流量急変に起因する水撃の発生を抑制するとともに、設備コストを削減できる。 In this manner, in the first embodiment, at time t11 and time t13, the regulated power is exchanged between the link unit (21) and the adjustment mechanism (30), so that the power supply (PS) to the load (7) can be suddenly increased or decreased without suddenly changing the torque or rotation speed of the water turbine (11). Therefore, the power supply (PS) to the load (7) can be suddenly increased or decreased without suddenly increasing or decreasing the flow rate of the first flow path (2a). In addition, when the power supply (PS) suddenly increases or decreases, the regulated power can be exchanged between the link unit (21) and the adjustment mechanism (30), so that it is not necessary to suddenly increase or decrease the generated power by controlling the AC/DC converter (13) and the first motor-operated valve (17). Therefore, by setting the speed of change of the torque or rotation speed and the opening and closing speed of the first motor-operated valve (17) to be relatively slow, the occurrence of water hammer caused by a sudden change in the flow rate can be suppressed and the equipment cost can be reduced.

また、第１及び第２の調整電力の最大値を、発電機（12）が発電できる発電電力の最大値よりも小さく設定したので、第１の調整電力の最大値を、発電機（12）が発電できる発電電力の最大値以上とした場合に比べ、抵抗（31）の消費電力の最大値を小さくできる。したがって、抵抗（31）を小型化及び低コスト化できる。 In addition, since the maximum values of the first and second regulated powers are set to be smaller than the maximum power that the generator (12) can generate, the maximum power consumption of the resistor (31) can be made smaller than when the maximum value of the first regulated power is set to be equal to or greater than the maximum power that the generator (12) can generate. This allows the resistor (31) to be made smaller and less expensive.

《実施形態１の変形例》
上記実施形態１では、調整機構制御部（35）が、第３電力（P3）（抵抗（31）の消費電力）の算出を、抵抗電流測定部（33）及び直流電圧測定部（34）の測定値に基づいて行ったが、直流電圧測定部（34）の測定値と、スイッチ（32）のデューティ比とに基づいて行ってもよい。第３電力（P3）をＰ、直流電圧測定部（34）によって測定された電圧をＶｄｃ、抵抗（31）の抵抗値をＲ、スイッチ（32）のオン時間をＴｏｎ、オン時間とオフ時間の合計をＴｏｎｏｆｆとすると、第３電力（P3）は以下の式によって算出できる。 Variation of the First Embodiment
In the first embodiment, the adjustment mechanism control unit (35) calculates the third power (P3) (power consumption of the resistor (31)) based on the measured values of the resistor current measurement unit (33) and the DC voltage measurement unit (34), but may also calculate the third power (P3) based on the measured value of the DC voltage measurement unit (34) and the duty ratio of the switch (32). If the third power (P3) is P, the voltage measured by the DC voltage measurement unit (34) is Vdc, the resistance value of the resistor (31) is R, the on-time of the switch (32) is Ton, and the sum of the on-time and off-time is Tonoff, the third power (P3) can be calculated by the following formula.

Ｐ＝（Ｖｄｃ^２／Ｒ）＊Ｔｏｎ／Ｔｏｎｏｆｆ・・・式
《実施形態２》
図５は、本開示の実施形態２に係る水力発電システム（1）を示す。本実施形態２では、水力発電システム（1）が、直流電流測定部（41）と、直流電圧測定部（42）と、第１～第３の出力電流測定部（43a～43c）と、第１～第３の出力電圧測定部（44a～44c）とをさらに備えている。 P=( ^Vdc2 /R)*Ton/Tonoff ... formula {Embodiment 2}
5 shows a hydroelectric power generation system (1) according to a second embodiment of the present disclosure. In the second embodiment, the hydroelectric power generation system (1) further includes a DC current measurement unit (41), a DC voltage measurement unit (42), first to third output current measurement units (43a to 43c), and first to third output voltage measurement units (44a to 44c).

直流電流測定部（41）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）の出力電流を測定する。 The DC current measuring unit (41) measures the output current of the AC/DC converter (13).

直流電圧測定部（42）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）の出力電圧を測定する。 The DC voltage measuring unit (42) measures the output voltage of the AC/DC converter (13).

第１の出力電流測定部（43a）は、系統連系インバータ（14）によって出力されるｕ相の電流を測定する。 The first output current measuring unit (43a) measures the u-phase current output by the grid-connected inverter (14).

第２の出力電流測定部（43b）は、系統連系インバータ（14）によって出力されるｖ相の電流を測定する。 The second output current measuring unit (43b) measures the v-phase current output by the grid-connected inverter (14).

第３の出力電流測定部（43c）は、系統連系インバータ（14）によって出力されるｗ相の電流を測定する。 The third output current measuring unit (43c) measures the w-phase current output by the grid-connected inverter (14).

第１の出力電圧測定部（44a）は、系統連系インバータ（14）によって出力されるｕ相ｖ相間の電圧を測定する。 The first output voltage measuring unit (44a) measures the voltage between the u-phase and the v-phase output by the grid-connected inverter (14).

第２の出力電圧測定部（44b）は、系統連系インバータ（14）によって出力されるｖ相ｗ相間の電圧を測定する。 The second output voltage measuring unit (44b) measures the voltage between the v phase and the w phase output by the grid-connected inverter (14).

第３の出力電圧測定部（44c）は、系統連系インバータ（14）によって出力されるｗ相ｕ相間の電圧を測定する。 The third output voltage measuring unit (44c) measures the voltage between the w-phase and the u-phase output by the grid-connected inverter (14).

また、本実施形態２では、調整機構（30）が、蓄電池（51）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（52）と、充放電制御部（53）とで構成されている。 In addition, in the second embodiment, the adjustment mechanism (30) is composed of a storage battery (51), a DC/DC converter (52), and a charge/discharge control unit (53).

本実施形態２では、調整機構（30）は、リンク部（21）に接続されて、第１電力（P1）と第２電力（P2）との差である第３電力（P3）を調整する。調整機構（30）は、供給電力（PS）が増加したときに、第３電力（P3）を減少させて、調整機構（30）からリンク部（21）に第１の調整電力を融通し、供給電力（PS）が減少したときに、第３電力（P3）を増加させて、リンク部（21）から調整機構（30）に第２の調整電力を融通する。 In the second embodiment, the adjustment mechanism (30) is connected to the link portion (21) and adjusts the third power (P3), which is the difference between the first power (P1) and the second power (P2). When the supply power (PS) increases, the adjustment mechanism (30) reduces the third power (P3) and transfers the first adjustment power from the adjustment mechanism (30) to the link portion (21), and when the supply power (PS) decreases, the adjustment mechanism (30) increases the third power (P3) and transfers the second adjustment power from the link portion (21) to the adjustment mechanism (30).

ＤＣ／ＤＣコンバータ（52）は、複数のスイッチング素子を有し、リンク部（21）の電力を蓄電池（51）に充電する充電動作と、蓄電池（51）の電力をリンク部（21）に供給する放電動作とを実行する。 The DC/DC converter (52) has multiple switching elements and performs a charging operation to charge the storage battery (51) with power from the link unit (21) and a discharging operation to supply power from the storage battery (51) to the link unit (21).

充放電制御部（53）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（52）の複数のスイッチング素子のオンオフを制御することにより、リンク部（21）の電力を蓄電池（51）に充電する充電モードと、蓄電池（51）の電力をリンク部（21）に供給する放電モードとで動作する。充放電制御部（53）は、リンク部（21）の電圧に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ（52）の複数のスイッチング素子のオンオフを制御することにより、蓄電池（51）の充放電量を制御する。本実施形態２では、充放電制御部（53）は、前記第１の調整電力及び前記第２の調整電力が０のとき、蓄電池（51）の充電量を閾値以上とするのに必要な電力となるよう第３電力（P3）を調整する。なお、充放電制御部（53）が、前記第１の調整電力及び前記第２の調整電力が０のとき、蓄電池（51）の充放電量を０とするのに必要な電力となるよう第３電力（P3）を調整するようにしてもよい。 The charge/discharge control unit (53) operates in a charge mode in which the power of the link unit (21) is charged to the storage battery (51) and in a discharge mode in which the power of the storage battery (51) is supplied to the link unit (21) by controlling the on/off of multiple switching elements of the DC/DC converter (52). The charge/discharge control unit (53) controls the charge/discharge amount of the storage battery (51) by controlling the on/off of multiple switching elements of the DC/DC converter (52) based on the voltage of the link unit (21). In the second embodiment, the charge/discharge control unit (53) adjusts the third power (P3) so that it becomes the power required to make the charge amount of the storage battery (51) equal to or greater than a threshold value when the first adjustment power and the second adjustment power are zero. Note that the charge/discharge control unit (53) may adjust the third power (P3) so that it becomes the power required to make the charge/discharge amount of the storage battery (51) zero when the first adjustment power and the second adjustment power are zero.

また、充放電制御部（53）は、直流電流測定部（41）、直流電圧測定部（42）、第１～第３の出力電流測定部（43a～43c）、及び第１～第３の出力電圧測定部（44a～44c）の測定値に基づいて、第３電力（P3）を算出する。詳しくは、充放電制御部（53）は、直流電流測定部（41）、及び直流電圧測定部（42）の測定値に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）の出力電力（第１電力（P1））を算出し、第１～第３の出力電流測定部（43a～43c）、及び第１～第３の出力電圧測定部（44a～44c）の測定値に基づいて、系統連系インバータ（14）の出力電力を算出する。そして、充放電制御部（53）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）の出力電力と系統連系インバータ（14）の出力電力との差分に基づいて、第３電力（P3）を算出する。 The charge/discharge control unit (53) also calculates the third power (P3) based on the measured values of the DC current measurement unit (41), the DC voltage measurement unit (42), the first to third output current measurement units (43a to 43c), and the first to third output voltage measurement units (44a to 44c). In more detail, the charge/discharge control unit (53) calculates the output power (first power (P1)) of the AC/DC converter (13) based on the measured values of the DC current measurement unit (41) and the DC voltage measurement unit (42), and calculates the output power of the grid-connected inverter (14) based on the measured values of the first to third output current measurement units (43a to 43c) and the first to third output voltage measurement units (44a to 44c). The charge/discharge control unit (53) then calculates the third power (P3) based on the difference between the output power of the AC/DC converter (13) and the output power of the grid-connected inverter (14).

コンバータ制御部（13b）は、充放電制御部（53）により算出された第３電力（P3）を参照して、当該第３電力（P3）が所定の基準電力Ｐｓｔ（図６に示す）となるように、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御する。 The converter control unit (13b) refers to the third power (P3) calculated by the charge/discharge control unit (53) and controls the on/off of the switching elements of the converter main body (13a) so that the third power (P3) becomes a predetermined reference power Pst (shown in FIG. 6).

－運転動作－
実施形態２に係る水力発電システム（1）の運転動作について、図６を参照して説明する。 - Driving operation -
The operation of the hydraulic power generation system (1) according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

時刻ｔ２０では、切替部（15）は、供給電力（PS）の供給先を負荷（7）とし、水力発電システム（1）は自立運転をしている。また、蓄電池（51）に第３電力（P3）として所定の基準電力Ｐｓｔが充電されるように充放電制御部（53）がＤＣ／ＤＣコンバータ（52）を制御している。この状態から、時刻ｔ２１において、負荷（7）の消費電力、すなわち系統連系インバータ（14）によって出力される供給電力（PS）が増大すると、充放電制御部（53）の制御により、蓄電池（51）の充電電力、すなわち第３電力（P3）が負の値まで減少し、蓄電池（51）は放電状態となる。つまり、調整機構（30）からリンク部（21）に第３電力（P3）の減少分の電力が、第１の調整電力として融通される。 At time t20, the switching unit (15) sets the destination of the supply power (PS) to the load (7), and the hydroelectric power generation system (1) is operating autonomously. The charge/discharge control unit (53) controls the DC/DC converter (52) so that the storage battery (51) is charged with a predetermined reference power Pst as the third power (P3). From this state, when the power consumption of the load (7), i.e., the supply power (PS) output by the grid-connected inverter (14), increases at time t21, the charge/discharge control unit (53) controls the charging power of the storage battery (51), i.e., the third power (P3), to decrease to a negative value, and the storage battery (51) enters a discharged state. In other words, the power equivalent to the decrease in the third power (P3) is supplied from the adjustment mechanism (30) to the link unit (21) as the first adjustment power.

そして、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２の間において、充放電制御部（53）は、所定タイミング毎に、直流電流測定部（41）、直流電圧測定部（42）、第１～第３の出力電流測定部（43a～43c）、及び第１～第３の出力電圧測定部（44a～44c）の測定値に基づいて、第３電力（P3）の量を算出し、コンバータ制御部（13b）に送信する。コンバータ制御部（13b）は、この第３電力（P3）の量を参照して、第３電力（P3）の量が基準電力Ｐｓｔとなるように、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御する。そして、実施形態１と同様に、指令部（19）により第１電動弁（17）及び第２電動弁（18）が制御され、時刻ｔ２２において、第１の調整電力が０となる。すなわち、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔに戻る。 Between time t21 and time t22, the charge/discharge control unit (53) calculates the amount of the third power (P3) based on the measured values of the DC current measurement unit (41), the DC voltage measurement unit (42), the first to third output current measurement units (43a to 43c), and the first to third output voltage measurement units (44a to 44c) at each predetermined timing, and transmits the amount of the third power (P3) to the converter control unit (13b). The converter control unit (13b) refers to the amount of the third power (P3) and controls the on/off of the switching element of the converter main body (13a) so that the amount of the third power (P3) becomes the reference power Pst. Then, as in the first embodiment, the command unit (19) controls the first motor-operated valve (17) and the second motor-operated valve (18), and at time t22, the first adjustment power becomes 0. That is, the third power (P3) returns to the reference power Pst.

その後、時刻ｔ２３において、負荷（7）の消費電力、すなわち系統連系インバータ（14）によって出力される供給電力（PS）が減少すると、充放電制御部（53）の制御により、蓄電池（51）の充電電力、すなわち第３電力（P3）が増加する。つまり、リンク部（21）から調整機構（30）に第３電力（P3）の増加分の電力が、第２の調整電力として融通される。 After that, at time t23, when the power consumption of the load (7), i.e., the supply power (PS) output by the grid-connected inverter (14), decreases, the charging/discharging control unit (53) controls the charging/discharging control unit (53) to increase the charging power of the storage battery (51), i.e., the third power (P3). In other words, the increased amount of the third power (P3) is supplied from the link unit (21) to the adjustment mechanism (30) as the second adjustment power.

そして、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４の間において、充放電制御部（53）は、所定タイミング毎に、直流電流測定部（41）、直流電圧測定部（42）、第１～第３の出力電流測定部（43a～43c）、及び第１～第３の出力電圧測定部（44a～44c）の測定値に基づいて、第３電力（P3）の量を算出し、コンバータ制御部（13b）に送信する。コンバータ制御部（13b）は、この第３電力（P3）の量を参照して、第３電力（P3）の量が基準電力Ｐｓｔとなるように、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御する。そして、実施形態１と同様に、第１電動弁（17）が制御され、時刻ｔ２４において、第２の調整電力が０となる。すなわち、第３電力（P3）が基準電力Ｐｓｔに戻る。 Between time t23 and time t24, the charge/discharge control section (53) calculates the amount of the third power (P3) at each predetermined timing based on the measured values of the DC current measuring section (41), the DC voltage measuring section (42), the first to third output current measuring sections (43a to 43c), and the first to third output voltage measuring sections (44a to 44c), and transmits the amount of the third power (P3) to the converter control section (13b). The converter control section (13b) refers to the amount of the third power (P3) and controls the on/off of the switching element of the converter main body (13a) so that the amount of the third power (P3) becomes the reference power Pst. Then, as in the first embodiment, the first motor-operated valve (17) is controlled, and at time t24, the second adjustment power becomes 0. That is, the third power (P3) returns to the reference power Pst.

その他の構成及び動作は、実施形態１と同じであるので同じ構成箇所には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 The rest of the configuration and operation are the same as in embodiment 1, so the same components are given the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.

したがって、本実施形態２によれば、第１及び第２の調整電力の最大値を、発電機（12）が発電できる発電電力の最大値よりも小さく設定したので、第１の調整電力の最大値を、発電機（12）が発電できる発電電力の最大値以上とした場合に比べ、蓄電池（51）の容量を小さくできる。したがって、蓄電池（51）を小型化及び低コスト化できる。 Therefore, according to the second embodiment, the maximum values of the first and second regulated powers are set to be smaller than the maximum value of the power that the generator (12) can generate, so the capacity of the storage battery (51) can be made smaller than when the maximum value of the first regulated power is set to be equal to or greater than the maximum value of the power that the generator (12) can generate. This allows the storage battery (51) to be made smaller and less expensive.

《実施形態３》
図７は、本開示の実施形態３に係る水力発電システム（1）を示す。本実施形態３では、調整機構（30）が、実施形態１の抵抗（31）及びスイッチ（32）をさらに備えている。また、充放電制御部（53）に代えて、第１制御部及び第２制御部としての調整電力制御部（61）を備えている。 Third Embodiment
7 shows a hydroelectric power generation system (1) according to a third embodiment of the present disclosure. In the third embodiment, the adjustment mechanism (30) further includes the resistor (31) and the switch (32) of the first embodiment. Also, instead of the charge/discharge control unit (53), the adjustment mechanism (30) includes an adjustment power control unit (61) serving as a first control unit and a second control unit.

調整電力制御部（61）は、リンク部（21）から抵抗（31）に流れる前記第３電力（P3）の量を制御する。つまり、調整電力制御部（61）は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）から抵抗（31）に流れる直流電力の量を制御する。調整電力制御部（61）は、具体的には、実施形態１の調整機構制御部（35）と同様に、直流電圧測定部（34）によって測定された抵抗（31）の電圧が、所定の上限電圧値よりも低い状態から高い状態に遷移したときに、スイッチ（32）をオンし、所定の下限電圧値よりも高い状態から低い状態に遷移したときに、スイッチ（32）をオフする。 The adjustment power control unit (61) controls the amount of the third power (P3) flowing from the link unit (21) to the resistor (31). In other words, the adjustment power control unit (61) controls the amount of DC power flowing from the AC/DC converter (13) to the resistor (31). Specifically, like the adjustment mechanism control unit (35) of the first embodiment, the adjustment power control unit (61) turns on the switch (32) when the voltage of the resistor (31) measured by the DC voltage measurement unit (34) transitions from a state lower than a predetermined upper limit voltage value to a state higher than the predetermined upper limit voltage value, and turns off the switch (32) when the voltage transitions from a state higher than a predetermined lower limit voltage value to a state lower than the predetermined lower limit voltage value.

また、調整電力制御部（61）は、実施形態２の充放電制御部（53）と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ（52）の複数のスイッチング素子のオンオフを制御することにより、リンク部（21）の電力を蓄電池（51）に充電する充電モードと、蓄電池（51）の電力をリンク部（21）に供給する放電モードとで動作する。充放電制御部（53）は、リンク部（21）の電圧に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ（52）の複数のスイッチング素子のオンオフを制御することにより、蓄電池（51）の充放電量を制御する。 In addition, the adjustment power control unit (61), like the charge/discharge control unit (53) of the second embodiment, operates in a charge mode in which the storage battery (51) is charged with power from the link unit (21) and in a discharge mode in which the storage battery (51) is supplied with power from the storage battery (51) by controlling the on/off of multiple switching elements of the DC/DC converter (52) based on the voltage of the link unit (21). The charge/discharge control unit (53) controls the amount of charge/discharge of the storage battery (51) by controlling the on/off of multiple switching elements of the DC/DC converter (52) based on the voltage of the link unit (21).

調整電力制御部（61）は、第１の調整電力及び第２の調整電力が０のとき、０から前記第１の調整電力の最大値までの値となるよう第３電力（P3）を調整する。 When the first adjustment power and the second adjustment power are 0, the adjustment power control unit (61) adjusts the third power (P3) to a value between 0 and the maximum value of the first adjustment power.

また、調整電力制御部（61）は、実施形態２の充放電制御部（53）と同様に、第３電力（P3）を算出する。 The adjustment power control unit (61) also calculates the third power (P3) in the same manner as the charge/discharge control unit (53) of the second embodiment.

－運転動作－
実施形態３に係る水力発電システム（1）の運転動作について、図８を参照して説明する。 - Driving operation -
The operation of the hydraulic power generation system (1) according to the third embodiment will be described with reference to FIG.

時刻ｔ３０から時刻ｔ３４において、水力発電システム（1）の調整電力制御部（61）は、実施形態１の時刻ｔ１０から時刻ｔ１４における調整機構制御部（35）と同様に動作する。時刻ｔ３０から時刻ｔ３４では、調整電力制御部（61）は、第１の調整電力及び第２の調整電力が０のとき、第１の調整電力の最大値となるよう第３電力（P3）を調整する。 From time t30 to time t34, the adjustment power control unit (61) of the hydroelectric power generation system (1) operates in the same manner as the adjustment mechanism control unit (35) from time t10 to time t14 in embodiment 1. From time t30 to time t34, when the first adjustment power and the second adjustment power are 0, the adjustment power control unit (61) adjusts the third power (P3) so that it becomes the maximum value of the first adjustment power.

その後、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６において、指令部（19）が流量の指令値ＣＶを徐々に０まで低減させると、第１電動弁（17）及び第２電動弁（18）の開度も低減し、発電電力も０まで減少する。これにより、抵抗（31）で消費される電力、すなわち第３電力（P3）も０まで減少する。 After that, from time t35 to time t36, when the command unit (19) gradually reduces the flow command value CV to 0, the openings of the first motor-operated valve (17) and the second motor-operated valve (18) also decrease, and the generated power also decreases to 0. As a result, the power consumed by the resistor (31), i.e., the third power (P3), also decreases to 0.

その後、時刻ｔ３７で、負荷（7）の消費電力、すなわち系統連系インバータ（14）によって出力される供給電力（PS）が増大すると、調整電力制御部（61）は、充放電制御部（53）の制御により、蓄電池（51）の放電電力を増やす。つまり、調整機構（30）からリンク部（21）に第３電力（P3）の０からの減少分の電力が、第１の調整電力として融通される。時刻ｔ３６以降では、調整電力制御部（61）は、第１の調整電力及び第２の調整電力が０のとき、第３電力（P3）を０となるよう調整する。 After that, at time t37, when the power consumption of the load (7), i.e., the supply power (PS) output by the grid-connected inverter (14) increases, the regulated power control unit (61) increases the discharge power of the storage battery (51) under the control of the charge/discharge control unit (53). In other words, the power that is the reduction of the third power (P3) from 0 is supplied from the regulating mechanism (30) to the link unit (21) as the first regulated power. After time t36, when the first regulated power and the second regulated power are 0, the regulated power control unit (61) adjusts the third power (P3) to 0.

このように、本実施形態３では、発電機（12）の発電電力が０である期間にも、蓄電池（51）から負荷（7）に電力を供給できる。 In this way, in this embodiment 3, power can be supplied from the storage battery (51) to the load (7) even during periods when the power generated by the generator (12) is zero.

その他の構成及び動作は、実施形態２と同じであるので同じ構成箇所には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 The rest of the configuration and operation are the same as in embodiment 2, so the same components are given the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.

《実施形態４》
図９は、本開示の実施形態４に係る水力発電システム（1）を示す。本実施形態４では、水力発電システム（1）が、インバータ切替部（71）及び負荷用インバータ（72）を備え、切替部（15）を備えていない。 Fourth Embodiment
9 illustrates a hydroelectric power generation system (1) according to a fourth embodiment of the present disclosure. In the fourth embodiment, the hydroelectric power generation system (1) includes an inverter switching unit (71) and a load inverter (72), but does not include a switching unit (15).

インバータ切替部（71）は、リンク部（21）から供給される第２電力（P2）を、系統連系インバータ（14）と負荷用インバータ（72）の両方に出力するか、系統連系インバータ（14）だけに出力するか、又は負荷用インバータ（72）だけに出力するかを、指令部（19）からの切替指示に応じて切り替える。 The inverter switching unit (71) switches whether the second power (P2) supplied from the link unit (21) is output to both the grid-connected inverter (14) and the load inverter (72), only to the grid-connected inverter (14), or only to the load inverter (72) in response to a switching command from the command unit (19).

指令部（19）は、切替指示をインバータ切替部（71）に出力することにより、インバータ切替部（71）を制御する。第２電力（P2）の出力先を系統連系インバータ（14）にした状態（発電機（12）が電力系統（6）と連系して運転する状態）で、図示しない異常検出手段によって停電等の異常が検出されると、指令部（19）は、第２電力（P2）の出力先を負荷用インバータ（72）に切り替える。負荷用インバータ（72）は系統連系インバータ（14）と同様の構成を有している。 The command unit (19) controls the inverter switching unit (71) by outputting a switching command to the inverter switching unit (71). When an abnormality such as a power outage is detected by an abnormality detection means (not shown) in a state in which the output destination of the second power (P2) is set to the grid-connected inverter (14) (a state in which the generator (12) is operating in a grid-connected manner), the command unit (19) switches the output destination of the second power (P2) to the load inverter (72). The load inverter (72) has a configuration similar to that of the grid-connected inverter (14).

《その他の実施形態》
上記実施形態１～４、及び実施形態１の変形例では、水力発電システム（1）に、第３流路（2c）に流れる水の流量を測定する流量センサ（16）を設けたが、第１流路（2ａ）に流れる水の流量を測定する流量センサと、第２流路（2b）に流れる水の流量を測定する流量センサとを設けてもよい。そして、これら２つの流量センサによって測定された流量の合計に基づいて、指令部（19）が第２電動弁（18）を制御するようにしてもよい。 Other Embodiments
In the above-described first to fourth embodiments and the modified example of the first embodiment, the hydroelectric power generation system (1) is provided with the flow rate sensor (16) that measures the flow rate of water flowing through the third flow path (2c), but a flow rate sensor that measures the flow rate of water flowing through the first flow path (2a) and a flow rate sensor that measures the flow rate of water flowing through the second flow path (2b) may also be provided. Then, the command unit (19) may control the second motor-operated valve (18) based on the sum of the flow rates measured by these two flow rate sensors.

また、上記実施形態１～４、及び実施形態１の変形例では、コンバータ制御部（13b）が、コンバータ本体（13a）のスイッチング素子のオンオフを制御することにより、発電機（12）のトルクを制御したが、トルクに代えて回転数を制御するようにしてもよい。 In addition, in the above-described first to fourth embodiments and the modified example of the first embodiment, the converter control unit (13b) controls the torque of the generator (12) by controlling the on/off of the switching element of the converter body (13a). However, the rotation speed may be controlled instead of the torque.

また、上記実施形態１，４、及び実施形態１の変形例では、調整機構制御部（35）を、抵抗（31）と共通の制御盤に設けたが、調整機構制御部（35）の機能を、コンバータ制御部（13b）を構成するマイクロコンピュータ、インバータ制御部（14b）を構成するマイクロコンピュータ、又は指令部（19）に設けてもよい。 In addition, in the above-mentioned first and fourth embodiments and the modified example of the first embodiment, the adjustment mechanism control unit (35) is provided in a control panel common to the resistor (31), but the function of the adjustment mechanism control unit (35) may be provided in the microcomputer constituting the converter control unit (13b), the microcomputer constituting the inverter control unit (14b), or the command unit (19).

また、上記実施形態１～４、及び実施形態１の変形例では、第１電動弁（17）及び第２電動弁（18）の制御を指令部（19）に実行させたが、コンバータ制御部（13b）を構成するマイクロコンピュータに実行させてもよい。 In addition, in the above-described first to fourth embodiments and the modified example of the first embodiment, the control of the first motor-operated valve (17) and the second motor-operated valve (18) is executed by the command unit (19). However, the control may be executed by a microcomputer constituting the converter control unit (13b).

また、上記実施形態１、４においても、上記実施形態２と同様に、第３電力（P3）が、直流電流測定部（41）、直流電圧測定部（42）、第１～第３の出力電流測定部（43a～43c）、及び第１～第３の出力電圧測定部（44a～44c）の測定値に基づいて算出されてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned first and fourth embodiments, similar to the above-mentioned second embodiment, the third power (P3) may be calculated based on the measured values of the DC current measuring unit (41), the DC voltage measuring unit (42), the first to third output current measuring units (43a to 43c), and the first to third output voltage measuring units (44a to 44c).

また、上記実施形態１～４において、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）に入力されるｕ相、ｖ相、ｗ相の電圧及び電流を測定する測定手段を設けてもよい。そして、第３電力（P3）が、ＡＣ／ＤＣコンバータ（13）に入力される入力電力と、実施形態２の方法で算出された系統連系インバータ（14）の出力電力との差分に基づいて算出されるようにしてもよい。 In addition, in the above-mentioned first to fourth embodiments, a measuring means may be provided for measuring the voltage and current of the u-phase, v-phase, and w-phase input to the AC/DC converter (13). The third power (P3) may be calculated based on the difference between the input power input to the AC/DC converter (13) and the output power of the grid-connected inverter (14) calculated by the method of the second embodiment.

以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態及び変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。 Although the embodiments and modifications have been described above, it will be understood that various modifications of form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims. Furthermore, the above embodiments and modifications may be combined or substituted as appropriate as long as the functionality of the subject matter of this disclosure is not impaired.

以上説明したように、本開示は、流体機械と、前記流体機械によって駆動される発電機とを備えた水力発電システムとして有用である。 As described above, the present disclosure is useful as a hydroelectric power generation system including a fluid machine and a generator driven by the fluid machine.

１水力発電システム
２ａ第１流路
２ｂ第２流路
７負荷
１１水車（流体機械）
１２発電機
１３ＡＣ／ＤＣコンバータ
１４系統連系インバータ
１７第１電動弁
１８第２電動弁
１９指令部
２１リンク部
３０調整機構
３１抵抗(電力消費手段)
３５調整機構制御部
５１蓄電池
５３充放電制御部
６１調整電力制御部
７２負荷用インバータ 1. Hydroelectric power generation system
2a First flow path
2b Second flow path 7 Load
11 Water turbine (fluid machine)
12. Generator
13 AC/DC converter
14 Grid-connected inverter
17 First electric valve
18 Second electric valve
19 Command Center
21 Link section
30 Adjustment mechanism
31 Resistance (power consumption means)
35 Adjustment mechanism control section
51 Storage battery
53 Charge/discharge control unit
61 Adjustment power control unit
72 Load inverter

Claims

a fluid machine (11) disposed in a first flow path (2a) through which a fluid flows;
a generator (12) driven by the fluid machine (11);
a converter (13) that converts electric power generated by the generator (12) into a first electric power (P1) and supplies the first electric power to a link portion (21);
an inverter (14, 72) that converts the second power (P2) supplied from the link portion (21) into AC supply power (PS) and supplies the AC supply power (PS) to a load (7);
an adjustment mechanism (30) connected to the link portion (21) and configured to adjust a third power (P3) which is a difference between the first power (P1) and the second power (P2),
The adjustment mechanism (30)
When the supply power (PS) increases, the third power (P3) is reduced to supply a first regulated power from the regulating mechanism (30) to the link portion (21);
When the supply power (PS) decreases, the third power (P3) is increased to supply a second regulated power from the link portion (21) to the regulating mechanism (30);
The converter (13) adjusts the first power (P1) so that the first regulated power and the second regulated power become zero.

2. The hydroelectric power generation system according to claim 1,
A hydroelectric power generation system in which the maximum value of the first regulated power is equal to or greater than a preset maximum instantaneous increase in the supply power (PS) and is smaller than the maximum value of the generated power that the generator (12) can generate.

3. The hydroelectric power generation system according to claim 1,
A hydroelectric power generation system in which the maximum value of the second regulated power is equal to or greater than a preset maximum instantaneous decrease in the supply power (PS) and is smaller than the maximum value of the generated power that the generator (12) can generate.

The hydroelectric power generation system according to any one of claims 1 to 3,
The adjustment mechanism (30)
A power consuming means (31);
a control unit (35, 61) for controlling the amount of the third electric power (P3) flowing from the link unit (21) to the electric power consuming means (31).

5. The hydroelectric power generation system according to claim 4,
The adjustment mechanism (30) adjusts the third power (P3) so that the third power (P3) is equal to or greater than the maximum value of the first adjustment power when the first adjustment power and the second adjustment power are 0.

The hydroelectric power generation system according to any one of claims 1 to 3,
The adjustment mechanism (30)
A storage battery (51);
A hydroelectric power generation system having a charge mode in which the storage battery (51) is charged with power from the link portion (21) and a discharge mode in which the storage battery (51) is supplied with power from the storage battery (51) to the link portion (21), and having a control unit (53, 61) that controls the amount of charge and discharge of the storage battery (51).

7. The hydroelectric power generation system according to claim 6,
The adjustment mechanism (30) adjusts the third power (P3) so that, when the first adjustment power and the second adjustment power are zero, the third power (P3) is zero or the power required to make the charge amount of the storage battery (51) equal to or greater than a threshold value.

The hydroelectric power generation system according to any one of claims 1 to 3,
The adjustment mechanism (30)
A power consuming means (31);
a first control unit (61) that controls the amount of DC power flowing from the converter (13) to the power consumption means (31);
A storage battery (51);
A hydroelectric power generation system having a charge mode in which the storage battery (51) is charged with power from the link portion (21) and a discharge mode in which the storage battery (51) is supplied with power from the storage battery (51) to the link portion (21), and having a second control portion (61) that controls the amount of charge and discharge of the storage battery (51).

9. The hydroelectric power generation system according to claim 8,
The adjustment mechanism (30) adjusts the third power (P3) so that the third power (P3) has a value between 0 and the maximum value of the first adjustment power when the first adjustment power and the second adjustment power are 0.

The hydroelectric power generation system according to any one of claims 1 to 9,
a first electric valve (17) provided in the first flow path (2a); and
a first motor-operated valve control means (19) for controlling the first motor-operated valve (17) so that the first regulated power and the second regulated power become zero.

In the hydroelectric power generation system according to any one of claims 1 to 10,
a second electric valve (18) provided in a second flow path (2b) provided in parallel with the first flow path (2a);
and a second electric valve control means (19) that controls the second electric valve (18) so that the sum of the flow rate of the first flow path (2a) and the flow rate of the second flow path (2b) becomes a predetermined command value.