WO2019189106A1

WO2019189106A1 - 水力発電装置

Info

Publication number: WO2019189106A1
Application number: PCT/JP2019/012733
Authority: WO
Inventors: 水谷　政敏; 康司立石; 伊藤　隆志
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2019-10-03
Also published as: JP2019173591A

Abstract

系統に悪影響を与えることなく、連系使用される複数の水車に付着した塵や水草を除去することが可能で、かつ簡易な機能の追加で済み、コスト増を抑えることができる水力発電装置を提供する。複数の水車(1)と、複数の発電機であって、それぞれ、複数の水車(1)のうちの対応する水車(1)の回転により発電を行う発電機(2)と、これら複数の発電機(2)の発電電力を系統に供給する系統連系手段(4)と、複数の制動力発生手段(5)であって、それぞれ、複数の水車(1)のうちの対応する水車(1)に制動力を与える制動力発生手段(5)とを備える。複数の制動力発生手段(5)それぞれに定期的に制動力を発生させる定期制動制御手段(17)と、複数の水車(1)の間で複数の制動力発生手段(17)が制動力を発生させる時間が重なることを抑制する重なり回避制御手段(18)とを設ける。

Description

水力発電装置

関連出願

　本出願は、２０１８年３月２７日出願の特願２０１８－０５９８６８の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

　この発明は、複数の水車を備えた水力発電装置に関し、特に水路等に設置される小型の水車の除塵や系統連系等のための制御に関する。

　水力発電装置は、流水が持つ運動エネルギーを発電に用いるシステムである。水力発電装置は、主な構成として、水の流れを受け回転する水車と、水車と連結され回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、発電機の出力および水車の回転を制御する制御装置とを含む。発電機から取り出す最適な電力は流速により変化するため、制御装置は、流速あるいは水車の回転速度や発電電圧を計測し、発電機から取り出す最適な電力を決定し、発電量と最適値とが一致するように発電機を制御する。

　上流より発電機に漂着する塵や水草は、水車に絡まり発電量の低下の要因となる。このため、水力発電では、塵対策が必要である。例えば、水車の上流に塵を除去する装置が設置される。特許文献１、２には、水力発電機の塵対策についての技術が開示されている。

特開２０１３－１８９８３７号公報特開２０１４－２０２０９３号公報

　特許文献１は、水車設置場所より上流の水路に、異物を除去する防塵設備を設置する例を開示している。しかし、小型で水路に手軽に設置可能な小水力発電装置では、このような大掛かりな除塵設備はコストアップの要因となるので、設置することが難しい。このため、小水力発電装置には、例えばくし形のフィルタなど、簡易的な除塵機を設置することが考えられる。

　小水力発電装置において、簡易的な除塵機を設置した場合、多少の塵や水草が水車に流れ混む場合がある。水車に流れ着いた塵は、そのまま通り過ぎるものもあれば、水車の翼に引っ掛かるものもある。水車翼に引っ掛かった塵は、水車翼の遠心力と水圧で水車翼に押しつけられた状態となり、流速の変化が少ないため外れなくなる。水車に付着した塵や水草が増えると発電電力の低下を引き起こす。したがって、簡易的な除塵機は十分な塵対策とはならず、水車に付着した塵の定期的な除去作業が必要となる。

　一方、特許文献２では、発電機をモータとして機能させ、異物を破砕する破砕翼として水車翼を使用し、塵を除去する方法が提案されている。このような方法であれば、大幅なコストアップが不要で塵が除去できる。しかし、特許文献２に開示された小水力発電装置には、次の２点の課題がある。

　第一に、発電機をモータとして駆動するために制御装置にインバータの機能を有する必要がある。一般的な発電機の制御装置は、整流回路とＤＣ／ＤＣコンバータの機能しか持たないので、このような機能を追加することはコスト増が大きくなり難しい。第二に、インバータを．使用して発電機を電動機として機能させることは、発電機を逆回転させる動作となり、発電機として望ましい動作ではないうえ、モータとして機能させることで電力を消費する。

　このような課題を解消するものとして、水車に定期的に制動し、これにより翼に引っ掛かった塵や水草を外れさせることを試みた。制動力を増減させるなどの動作を繰り返すと、塵や水草が外れることがわかった。また、水車の定期的な制動の制御で済むため、簡易な制御機能の追加で済む。

　しかし、水路に設置される小水力発電装置の場合、複数の水車を、水路の幅方向に並べて設置したり、水路の流れ方向に離して設置し、各水車に連結した発電機の電力を纏めて商用電力の系統(以下「系統」と称する場合がある)に供給することがある。このような場合に、複数台の水車の制動時に重なりが生じると、系統に流す電力がその間では零になり、系統での電力使用に悪影響を与える。そのため、系統に逆潮流させることができない。系統に逆潮流させ売電するためには、電圧や周波数などの電力品質につき、厳しく要件が定められている。

　この発明は、上記の課題を解消するものであって、その目的は、系統や負荷系に悪影響を与えることなく、連系使用される複数の水車に付着した塵や水草を除去することが可能で、かつ簡易な機能の追加で済み、コスト増を抑えることができる水力発電装置を提供することを目的とする。

　この水力発電装置は、
　複数の水車と、
　複数の発電機であって、それぞれ、前記複数の水車のうちの対応する水車の回転により発電を行う発電機と、
　これら複数の発電機を制御し発電電力を出力する制御装置と、
　複数の制動力発生手段であって、それぞれ、前記複数の水車のうちの対応する水車に制動力を与える制動力発生手段と、
　前記複数の制動力発生手段それぞれに定期的に制動力を発生させる定期制動制御手段と、
　前記複数の水車の間で前記複数の制動力発生手段が制動力を発生させる時間が重なることを抑制する重なり回避制御手段と、
　を備える。

　この構成によると、定期制動制御手段により、水車に定期的に制動力を与えるようにしたため、水車の翼に引っ掛かった塵や水草を、強く絡みつく前に外すことができ、水車の塵や水草の引っ掛かりによる発電電力の低下が防止される。また、重なり回避制御手段により、各水車の間で前記各制動力発生手段が制動力を発生させる時間が重なることを抑制するため、水車の制動力発生時間の重なりによって、系統や負荷系へ流す電力が大きく変動し、系統や負荷系に悪影響を与えることが防止される。コスト面でも、前記制動力発生手段とその制御を行う定期制動制御手段および重なり回避制御手段を設けただけであるため、簡易な機能の追加で済み、前記系統や負荷への悪影響を十分に回避しながら、コスト増が抑えられる。前記制動力発生手段は、除塵以外の目的、例えば水車の負荷の調整のために設けられることがあり、そのような目的で設けられたものを除塵に使用してもよい。なお、制動力発生手段に制動力を発生させる場合に、制動力の増減を繰り返させることが、水車に引っ掛かった塵や水草を除去する上で好ましい。このような制動力の増減を繰り返す場合は、その一連の繰り返し時間が、前記「制動力発生手段が制動力を発生させる時間」である。

　前記制御装置は、交流商用電力の系統に逆潮流させる系統連系手段であってもよい。前記系統に逆潮流させる場合、電圧の安定性などの所定の電力品質が要求されるが、この構成によると、上記のように系統へ流す電力が安定し、系統に逆潮流させる場合の電力品質の要求に適合させることができる。

　前記系統連系手段はパワーコンディショナであってもよい。パワーコンディショナは、各種の発電機から系統へ供給する電力を制御する装置として市販されており、このようなパワーコンディショナを利用することで、前記系統連系手段を簡単に構成することができる。

　前記重なり回避制御手段は、前記複数の水車の間で、前記制動力発生手段が制動力を発生させる時間に重なりが生じることを無くすようにしてもよい。この構成によれば、２つ以上の水車が同時に制動される重なり時間が全くないため、複数の水車を制動させることによる系統への電力供給の不安定回避の効果が大きい。

　前記重なり回避制御手段は、前記制御装置から出力する電流の総和が零とならないように、前記定期制動制御手段により前記複数の水車の間で前記各制動力発生手段が制動力を発生させる時間の重なりを回避するようにしてもよい。この構成によれば、複数の水車の間で制動させる時間の重なりをある程度は許すことになるため、制動による系統への電力供給の不安定さが多少は生じるが、水車を制動させる時間の制限が緩和されるため、水車に付着した塵や水草を水車の制動により除去する時間は多く得られ、塵や水草の除去の面では好ましい。このため、水路における塵や水草が多い場合に好適である。

　前記定期制動制御手段は、前記複数の制動力発生手段毎に、設定時間になると制動許可のリクエストを出力し、かつ許可信号を受信すると対応する前記制動力発生手段に制動力を発生させ、前記重なり回避制御手段は、前記リクエストを受信すると、制動力発生時間の重なりを回避する定められた条件の充足を確認して前記許可信号を出力してもよい。前記定期制動制御手段により、各水車の前記制動力発生手段による制動時間を、タイマ等により順次行わせるように設定しておいてもよいが、単にタイマによる設定では、設定の不良や変更等で、各水車の制動時間に重なりが生じることが懸念される。しかし、上記のように制動許可のリクエストを出力し、定められた条件の充足を確認して許可信号を出力するようにすると、制動力を発生させる時間が重なるのを確実に抑制できる。

　前記制動力発生手段は、対応する前記発電機の負荷を大きくすることで前記水車に制動力を与える電気的制動手段であってもよい。発電機の負荷が大きくなると、水車に制動力が働く。この構成の場合、例えば系統の負荷の変動に応じて水車の回転速度を制御するための回路等を、制動力発生手段として用いることができる。

　前記制動力発生手段は、対応する前記水車の回転により回転する部分に接して摩擦力により制動力を発生させる機械的制動手段であってもよい。いわゆる摩擦ブレーキであってもよい。機械的制動手段の場合、制御系や電力系の回路が簡単で済む。

　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。

　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の第１の実施形態に係る水力発電装置の概念構成を示すブロック図である。図１の水力発電装置の水車の一例を示す正面図である。図２の水車の側面図である。各水車の除塵ブレーキ制御の説明図である。除塵ブレーキのタイミングが重ならないようにする例のタイミングチャートである。図１の水力発電装置における定期制動制御手段の制御フロー図である。図１の水力発電装置における重なり回避制御手段の制御フロー図である。図１の水力発電装置の概念構成の具体例を示すブロック図である。この発明の第２の実施形態に係る実施形態係る水力発電装置の概念構成を示すブロック図である。この発明の第２の実施形態に係る実施形態係る水力発電装置の概念構成を示すブロック図である。

　この発明の第１の実施形態を図１ないし図８と共に説明する。この実施形態は、農業用や工業用の用水路あるいは上下水道などに設置される水力発電装置に適用した例である。

　この水力発電装置は、複数の水車１_１～１_４（特に水車間の区別を行わない場合は、添字の１～４は省略する。他の各部の添え字も同様である）と、前記各水車１の回転により発電を行う複数の発電機２_１～２_４と、これら発電機１を制御する制御装置となる系統連系手段４とを備える。水車１は、この実施形態では４台の場合につき説明するが、２台以上であればよく、５台以上であってもよい。系統３は、交流商用電力系統であり、例えば、単相２線式または三相３線式の低圧配電線（１００Ｖまたは２００Ｖ）である。なお、発電機２_１～２_４の発電電力は、前記系統３とは別の負荷回路(図示せず)のみに供給するようにしてもよく、また負荷回路への供給と共に、余剰電力を系統３へ逆潮流させるようにしてもよい。

　図２，３に示すように、各水車１は複数の翼１ａを有するプロペラ形の水車であり、水路６の側壁間に掛け渡された架台７に、筒状部材８およびギヤボックス９を介して設置されている。発電機２は、三相同期発電機または三相誘導発電機等からなり、前記架台７上に設置されている。水車１の回転は、ギヤボックス９から筒状部材８内の回転軸（図示せず）を介して発電機２の入力軸に伝達される。前記ギヤボックス９は、例えば増速機である。

　前記複数の水車１は、水路６の幅や流量等に応じて、水路６の幅方向に並べて、または同じ水路の流れ方向に並べて設置、または水路幅方向と流れ方向との両方に複数並べて設置される。

　図１に示すように、各水車１の発電機２により発電された三相の交流出力は、整流回路１０_１～１０_４により整流され、前記系統連系手段４に入力される。系統連系手段４は、パワーコンディショナからなり、各発電機２から整流回路１０を介して入力される直流電力を、系統３で利用される前記単層交流の電力に変換する主回路１１と、その制御部１２とを有している。

　主回路１１は、例えば図８に示すように、各水車１の整流回路１０毎に設けられて直流電力を前記単相交流電力に変換する複数のＤＣ／ＡＣコンバータ（「インバータ」とも称す）１３と、これら複数のＤＣ／ＡＣコンバータ１３の出力を纏めて系統３に逆潮流させる回路とで構成される。

　制御部１２は、ＣＰＵやその制御プログラム、電子部品等で構成されるコンピュータであり、水車１の回転速度、発電機２の発電電力、系統３の負荷電力等に応じて主回路１１の制御、特に前記ＤＣ／ＡＣコンバータ１３の制御を行う主制御手段１４を有している。

　このような構成の水力発電装置において、図１に示すように、この実施形態では、除塵を行う手段として、各水車１に制動力を与える複数の制動力発生手段５_１～５_４と、これら制動力発生手段５_１～５_４を制御する除塵制御手段１６とが設けられている。制動力発生手段５は、除塵のために動作させるため、この明細書において「除塵ブレーキ」と称することがある。制動力発生手段５は、この実施形態では除塵専用に設けられているが、他の目的、例えば発電電力の制御等の目的で水車１の回転を抑制する手段として設けられたものを、除塵用に使用してもよい。除塵制御手段１６は、前記系統連系手段４における前記制御部１２に設けられている。除塵制御手段１６は、前記系統連系手段４と別に設けられる水車制御手段に設けられてもよい。除塵制御手段１６は、各制動力発生手段５_１～５_４に定期的に制動力を発生させる定期制動制御手段１７_１～１７_４と、各水車１_１～１_４の間で前記各制動力発生手段５_１～５_４が制動力を発生させる時間が重なることを抑制する重なり回避制御手段１８とで構成される。

　制動力発生手段５は、水車１に制動力を与えることができる手段であればよく、後述の実施形態のように摩擦力で制動力を与える構成であってもよいが、この実施形態では、図８に示すように、発電機２の整流回路１０を介して出力する直流回路における正電位ラインと負電位ラインとの間に接続された抵抗１９と、この抵抗１９に直列接続された電磁開閉式のスイッチ２０とで制動力発生手段５が構成されている。スイッチ２０をオンにして抵抗１９に大きな電流を流すことにより、発電機２の負荷が大きくなり、発電機２に制動力が作用することになる。スイッチ２０は、制御入力により開閉するスイッチであり、トランジスタ等の半導体スイッチング素子であっても、またリレー接点であってもよい。

　定期制動制御手段１７は、この実施形態では、前記スイッチ２０をオンにすることで、制動力発生手段５に制動力を発生させる。この場合に、定期制動制御手段１７は、所定時間だけ制動力を連続して発生させて水車１の停止状態を維持するように制御してもよいが、図５に示すように、制動力が増減することを繰り返すように制御することが好ましい。つまり、所定時間の間、間欠的に制動力を発生させてもよい。前記「所定の時間」は適宜設定される。

　定期制動制御手段１７において、定期的に制動力を発生させるための構成としては、タイマー（図示せず）を有し、タイムアップすると、制動許可リクエストの信号を重なり回避制御手段１８に送り、重なり回避制御手段１８から制動許可の信号を受信すると制動指令の信号として、前記スイッチ２０をオンさせる信号を出力する。

　重なり回避制御手段１８は、前記リクエストを受信すると、制動力発生時間の重なりを回避するように適宜定められた条件の充足を確認して前記許可信号を出力する。

　図６は、定期制動制御手段１７の処理例を示す。定期制動制御手段１７は、同図の制御を繰り返して行い、その繰り返し過程における最初に前記タイマー（図示せず）をクリアし（ステップＳ１）、カウントする（ステップＳ２）。除塵ブレーキをかける定められたタイミングになったかを判定し（ステップＳ３）、前記タイミングになっていないときはカウント（ステップＳ２）を繰り返す。

　除塵ブレーキをかける定められたタイミングになると（ステップＳ３、ＹＥＳ）、重なり回避制御手段１８に除塵ブレーキ制御の許可のリクエストを行う（ステップＳ４）。回避制御手段１８からの除塵ブレーキ制御の許可を待ち（ステップＳ５、ＮＯ）、許可が出ると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、除塵ブレーキ、つまり制動力発生手段５に制動を行わせる制御を所定時間だけ続ける（ステップＳ６）。制動力発生手段５が制動力の増減を繰り返す場合は、その繰り返しが続く時間Ｔ（図５）が、前記所定時間である。制動力発生手段５の制動が終了すると、定期制動制御手段１７は除塵ブレーキ制御終了の信号を重なり回避制御手段１８に送信し（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。

　図７は重なり回避制御手段１８の処理例である。いずれかの定期制動制御手段１７（１７_１～１７_４）からの除塵ブレーキ許可リクエストが受信されたかを判定し（ステップＲ１）、受信していない場合（ステップＲ１、ＮＯ）は、除塵ブレーキ制御の許可待ちがあるかの確認を行い（ステップＲ３）、許可待ちがない場合は、最初のステップＲ１に戻る。ステップＲ１で除塵ブレーキ許可リクエストが受信されたと判定したとき（ステップＲ１、ＹＥＳ）は、除塵ブレーキ許可リクエストをリスト（図示せず）に登録し（ステップＲ２）、前記除塵ブレーキ制御の許可待ちがあるかの確認のステップＲ３に進む。許可待ちがない場合は、再度ステップＲ１に戻る。

　除塵ブレーキ許可リクエストを受信せずに（ステップＲ１、ＮＯ）、許可待ちがあるかの確認ステップＲ３に進んだ場合、および除塵ブレーキ許可リクエストを受信して（ステップＲ１、ＹＥＳ）、除塵ブレーキ許可リクエストのリストへの登録（ステップＲ２）を行ってステップＲ３に至った場合のいずれも、他の制動力発生手段（除塵ブレーキ）５が制動中であるかを確認し（ステップＲ４）、いずれか１つの制動力発生手段５でも制動中である場合はステップＲ１に戻る（ステップＲ４、ＮＯ）。制御中でない場合（ステップＲ４：ＹＥＳ）は、前記リスト中の最も早く登録された除塵ブレーキの定期制動制御手段１７に除塵ブレーキ制御許可の信号を送信し（ステップＲ５）、許可した除塵ブレーキ制御許可リクエストを前記リストから除外する（ステップＲ６）。この後、ステップＲ１に戻る。

　この構成の水力発電装置によると、このように定期制動制御手段１７により、水車１に定期的に制動力を与えて停止させるため、水車１の翼１ａに引っ掛かった塵や水草を、強く絡みつく前に外すことができ、水車１の塵や水草の引っ掛かりによる発電電力の低下が防止される。この場合に、水車１の制動力の増減を繰り返させるようにした場合は、水車１に引っ掛かった塵や水草の除去がより一層確実に行われる。また、重なり回避制御手段１８により、各水車１の間で各制動力発生手段５の制動力を発生させる時間が重なることを抑制するため、水車１の制動力発生時間の重なりによって、系統へ逆潮流させる電力が大きく変動し系統に悪影響を与えることが防止される。

　前記重なり回避制御手段１８は、単に、各定期制動制御手段１７のタイマが満了する時間を互い異ならせるように設定するもの、すなわち前記定期制動制御手段１７が単なるタイマであって、これらのタイマが満了する時間を異ならせる機能のみを有してもよいが、単にタイマによる設定では、調整の不良や変更生等で、各水車１の制動時間に重なりが生じることが懸念される。しかし、この実施形態では、上記のように制動許可のリクエストを出力し、定められた条件の充足を確認して許可信号を出力するようにすると、重なり時間の確実な制限が行える。

　この構成の水力発電装置は、コスト面においても、制動力発生手段５とその制御を行う定期制動制御手段１７および重なり回避制御手段１８を設けただけであるため、簡易な機能の追加で済む。制動力発生手段５は、除塵以外の目的、例えば水車１の負荷の調整のために設けられることがあり、そのような目的で設けられたものを使用してもよい。定期制動制御手段１７および重なり回避制御手段１８は、パワーコンディショナ等からなる系統連系手段４の制御プログラムの追加で構成することが可能である。

　このように、系統３に悪影響を与えることなく、連系使用される複数の水車１に付着した塵や水草を除去することが可能で、かつ簡易な機能の追加で済み、コスト増を抑えることができる。

　図９、図１０は、それぞれ第２および第３の実施形態を示す。これらの実施形態において、特に説明する事項の他は、図１～図８と共に説明した第１の実施形態と同様である。

　図９の実施形態は、パワーコンディショナからなる系統連系手段４におけるＤＣ／ＡＣコンバータ１３と整流回路１０との間に、回転数制御等のためのＤＣ／ＤＣコンバータ５Ａを設け、このＤＣ／ＤＣコンバータ５Ａを制動力発生手段として利用する例である。ＤＣ／ＤＣコンバータ５Ａは、制御部１２から与えられる電流指令信号に従って、整流回路１０から電力を取り出し、昇圧させ、ＤＣ／ＡＣコンバータ１３へ指令通りの電流を出力する手段である。

　水車１から取り出すことのできる最適な電力は、水車１が受ける水の流速で決まる。流速と発電機２の回転数は、ほぼ比例する。発電機３の回転速度を検出することによって、最適な電力を決定することができる。もし、最適な電力より過大な電力を発電機２から取り出すと、発電機２は失速し回転速度が低下する。この時、発電機２と連結された水車１も同様に失速する。逆に、発電機３から取り出す電力を最適値よりも少なく、例えばゼロにすると、発電機２の回転速度は上昇し、発電機３と連結された水車１も同様に回転速度が上昇する。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ５Ａは、このような回転数制御に使用されるが、この実施形態では防塵制御手段１６の定期制動制御手段１７からＤＣ／ＤＣコンバータ５Ａに過大な電力を出力させる指令を与えることによって、水車１を停止させる。この構成の場合も、第１の実施形態と同様に、系統３に悪影響を与えることなく、連系使用される複数の水車１に付着した塵や水草を除去することができる。

　図１０の実施形態は、各水車１を制動させる手段として、水車１の回転軸に設けられたブレーキロータ、これに接する摩擦部材、および摩擦部材の駆動機構（いずれも図示せず）等で構成される機械的制動手段５Ｂを制動力発生手段として設けたものである。前記機械的制動手段５Ｂは、油圧式、空圧式、電磁式等のいずれであってもよい。このような摩擦ブレーキからなる機械的制動手段５Ｂを用いた場合も、第１の実施形態と同様に、系統３に悪影響を与えることなく、連系使用される複数の水車１に付着した塵や水草を除去することができる。摩擦ブレーキからなる機械的制動手段５Ｂについても、水車１の回転数制御のために設けられることがあるが、その摩擦ブレーキ５Ｂを、水車１に付着した塵や水草を除去に利用することができる。

　なお、前記各実施形態は、各水車１の停止時間の重なりを全くなくすようにしたが、前記重なり回避制御手段１８は、３台以上の水車１を備える水力発電装置の場合、系統連系手段４から系統３へ供給する電流の総和が零とならない範囲で、一部の水車１の停止時間の重なりを許容してもよい。また、前記各実施形態は、系統連系手段４がパワーコンディショナである場合につき説明したが、系統連系手段４は、系統連系インバータであってもよい。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１（１_１～１_４）…水車
２（２_１～２_４）…発電機
３…系統
４…系統連系手段(制御装置)
５（５_１～５_４）…制動力発生手段
５Ａ…ＤＣ／ＤＣコンバータ
５Ｂ…摩擦ブレーキ
１０（１０_１～１０_４）…整流回路
１１…主回路
１２…制御部
１３…ＤＣ／ＡＣコンバータ
１４…主制御手段
１６…除塵制御手段
１７（１７_１～１７_４）…定期制動制御手段
１８…重なり回避制御手段
１９…抵抗
２０…スイッチ

Claims

　複数の水車と、
　複数の発電機であって、それぞれ、前記複数の水車のうちの対応する水車の回転により発電を行う発電機と、
　これら複数の発電機を制御し発電電力を出力する制御装置と、
　複数の制動力発生手段であって、それぞれ、前記複数の水車のうちの対応する水車に制動力を与える制動力発生手段と、
　前記複数の制動力発生手段それぞれに定期的に制動力を発生させる定期制動制御手段と、
　前記複数の水車の間で前記複数の制動力発生手段が制動力を発生させる時間が重なることを抑制する重なり回避制御手段と、
　を備えた水力発電装置。
　請求項１に記載の水力発電装置において、前記制御装置は、交流商用電力の系統に逆潮流させる系統連系手段である水力発電装置。
　請求項２に記載の水力発電装置において、前記系統連系手段がパワーコンディショナである水力発電装置。
　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の水力発電装置において、前記重なり回避制御手段は、前記複数の水車の間で、前記制動力発生手段が制動力を発生させる時間に重なりが生じることを無くす水力発電装置。
　請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の水力発電装置において、前記重なり回避制御手段は、前記制御装置から出力する電流の総和が零とならないように、前記定期制動制御手段により前記複数の水車の間で前記各制動力発生手段が制動力を発生させる時間の重なりを回避する水力発電装置。
　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の水力発電装置において、
　前記定期制動制御手段は、前記複数の制動力発生手段毎に、設定時間になると制動許可のリクエストを出力し、かつ許可信号を受信すると対応する前記制動力発生手段に制動力を発生させ、
　前記重なり回避制御手段は、前記リクエストを受信すると、制動力発生時間の重なりを回避する定められた条件の充足を確認して前記許可信号を出力する水力発電装置。
　請求項１ないし請求項６いずれか１項に記載の水力発電装置において、前記制動力発生手段は、対応する前記発電機の負荷を大きくすることで前記水車に制動力を与える電気的制御手段である水力発電装置。
　請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の水力発電装置において、前記制動力発生手段は、対応する前記水車の回転により回転する部分に接して摩擦力により制動力を発生させる機械的制動手段である水力発電装置。