JP6917407B2 - 出力制御装置、発電システム、および、出力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の発電設備が連系した発電システムの出力を制御する出力制御装置等に関する。

自然界に存在する再生可能エネルギーを電力エネルギーに変換する方法として、例えば太陽光発電や風力発電があり、設備利用率の向上等を目的としてこれらの再生可能エネルギーを組み合わせて発電する方法（以下、ハイブリッド発電システム）がある。発電事業者がこの再生可能エネルギー発電装置を例えば電力供給会社の電力系統と連系させる場合には、事前にこれらの発電装置の合計最大出力電力（以下、連系契約容量という）が定められる。そして、これらの発電装置は、連系契約容量を超える電力を商用電力系統へ供給することができない。これらの再生可能エネルギーによる発電を行う複数の発電設備の出力を、そのうちの１の発電設備の出力を気象条件を考慮して制御することによって連系契約容量を超えないようにする従来技術が知られている。

特開２０１８−００７４２３号公報（２０１８年１月１１日公開） 特開２０１８−０４２２９５号公報（２０１８年３月１５日公開） 特開２０１８−１５７７００号公報（２０１８年１０月４日公開）

しかしながら、上述のような従来技術は、例えば太陽光発電モジュール上の積雪が滑落した場合や、太陽光発電モジュール周辺の霧が消失した場合などの、モジュールへの日射量に関わる環境の急激な変化による発電量の急激な増加に対応することができず、連系契約容量を超えてしまうことがある。

本発明の一態様は、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えないように複数の発電設備の総出力を制御することができる出力制御装置等を実現することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る出力制御装置は、モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備、および第２発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、第１発電設備および第２発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御装置であって、前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測し、前記タイミングより前に前記第２発電設備の出力を抑制する。

また、本発明の一態様に係る出力制御方法は、モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備、および第２発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、第１発電設備および第２発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御方法であって、前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測し、予測されたタイミングにおける、前記第１発電設備の発電電力の出力値を予想し、前記連系点における供給電力の総和が前記連系契約容量を上回らないようにするための前記第２発電設備の発電電力の出力値を算出する。

本発明の一態様によれば、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えずに複数の発電設備の総出力をより大きくすることができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド発電システムの全体的な構成に係るブロック図である。 本発明の実施形態１に係るフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る霧の発生条件を示した図である。 本発明の実施形態１に係る霧の消失条件を示した図である。 本発明の実施形態２に係るフローチャートである。

〔実施形態１〕
図１から図４を参照して、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

（ハイブリッド発電システムの構成の概要）
図１は、本実施形態におけるハイブリッド発電システム１００（発電システム）の構成の例を示した図である。ハイブリッド発電システム１００で発電された発電電力は、商用電力系統２００へ供給される。詳細には、第１発電設備Ｐ１で発電された第１発電電力が電線Ｃ１を介して、第２発電設備Ｐ２で発電された第２発電電力が電線Ｃ２を介して、それぞれ商用電力系統２００の連系点２１０に供給される。ハイブリッド発電システム１００は、第１発電設備Ｐ１と、第２発電設備Ｐ２と、出力制御装置１１０と、第１発電設備Ｐ１を監視する計測監視装置１２０と、第２発電設備Ｐ２を監視する計測監視装置１３０と、第１発電設備Ｐ１に関する計測装置Ｍ１、Ｍ２及びＭ３と、を含む。また、ハイブリッド発電システム１００は、外部にある発電設備外計測装置Ｍ４と通信可能に接続されている。

商用電力系統２００は、ハイブリッド発電システム１００で発電された発電電力が供給される連系点２１０と、を含む。

なお、ハイブリッド発電システム１００は、第１発電設備Ｐ１を複数含んでいてもよい。また、本実施形態では、第１発電設備Ｐ１を太陽光発電、第２発電設備Ｐ２を風力発電等を行うものとして説明するが、他の種類の発電設備であってもよい。特に、第２発電設備Ｐ２は、再生可能エネルギーを利用して発電する設備であることが好ましい。さらに、第１発電設備Ｐ１および第２発電設備Ｐ２の発電設備の種類は異なっていてもよいし、すべて同一であってもよい。ただし、第２発電設備Ｐ２が太陽光発電である場合、第１発電設備Ｐ１とは気象条件の異なる場所に設置されているものとする。

本実施形態では、ハイブリッド発電システム１００は、商用電力系統２００に供給することのできる電力容量（以下、連系契約容量とする）が定められており、連系契約容量を上回る電力を連系点２１０に供給することはできない。そこで、本実施形態では、ハイブリッド発電システム１００に含まれる発電設備のうち１つ（本実施形態では第２発電設備Ｐ２）の出力制御により、連系契約容量を超えないように制御される。本実施形態では、他の発電設備（本実施形態では第１発電設備Ｐ１）は、該発電設備がその時可能である最大出力で発電するものとし、出力抑制はされない。

出力制御装置１１０は、データ取得部１１１と、計算部１１２と、記憶部１１３と、出力制御部１１４とを含む。データ取得部１１１は、計測監視装置１２０および計測監視装置１３０などから各発電設備に関する、例えば出力等の情報を取得する。計測装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＭ４は、計測監視装置１２０にそれぞれの計測データを渡す。計算部１１２は、必要なパラメータを計算する。記憶部１１３は、例えば、連系契約容量等の定数や、計算部１１２によって算出されたパラメータ等を保持する。出力制御部１１４は、例えば、計測監視装置１３０を通じて、計算されたパラメータに基づき第２発電設備Ｐ２の出力を制御する。

計算部１１２は、通常予測部１１２Ａ、急変予測部１１２Ｂ、出力決定部１１２Ｃを備える。通常予測部１１２Ａは、通常時の第１発電設備Ｐ１の出力を予測する。急変予測部１１２Ｂは、モジュール１４０への日射量に関する環境の急激な変化が発生した場合の第１発電設備Ｐ１の出力を予測する。出力決定部１１２Ｃは、第２発電設備Ｐ２の出力を決定する。

計測装置Ｍ１は、例えば、第１発電設備Ｐ１端の電力（出力）を計測する電力計Ｍ１１と、第１発電設備Ｐ１における日射量を測定する日射計Ｍ１２とを含む。

第１発電設備Ｐ１は、発電を行う装置である１以上のモジュール１４０と、モジュール１４０周辺における霧に関する指標を計測する計測装置Ｍ２と、モジュール１４０における積雪に関する指標を計測する計測装置Ｍ３と、を備えている。計測装置Ｍ２は、例えば第１発電設備Ｐ１の近辺の視程を計測する視程計Ｍ２１や、第１発電設備Ｐ１の近辺の風向及び風速を計測する風向風速計Ｍ２２を含む。計測装置Ｍ３は、例えばモジュール１４０の重量を計測するモジュール重量計Ｍ３１、モジュール１４０への積雪の厚みを計測するモジュール積雪計Ｍ３２、モジュール１４０の表面又は裏面の温度を計測するモジュール温度計Ｍ３３、モジュール１４０の表面がどの程度雪に覆われているかを観測するカメラＭ３４、モジュール１４０近辺の気温を計測する気温計Ｍ３５を含む。

発電設備外計測装置Ｍ４は、ハイブリッド発電システム１００には含まれないが第１発電設備Ｐ１の近辺の気象状況を観測している装置であり、例えば、第１発電設備Ｐ１の発電設備外の気温を計測する気温計Ｍ４１、第１発電設備Ｐ１の発電設備外の湿度を計測する湿度計Ｍ４２、気象衛星情報Ｍ４３を含む。気象衛星情報Ｍ４３は、第１発電設備Ｐ１の近辺の気象に関する予測値を計測監視装置１２０に提供する。

以上のように、出力制御装置１１０は、モジュール１４０に照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備Ｐ１、および第２発電設備Ｐ２によって発電されたそれぞれの発電電力を、第１発電設備Ｐ１および第２発電設備Ｐ２から商用電力系統２００の連系点２１０へそれぞれ供給するハイブリッド発電システム１００の出力制御装置１１０であって、ハイブリッド発電システム１００は、連系点２１０における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、モジュール１４０への日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測する急変予測部１１２Ｂと、予測されるタイミングより前に第２発電設備Ｐ２の出力を抑制する出力決定部１１２Ｃと、を備える。この構成により、予め第２発電設備Ｐ２の出力を抑制しておくことで、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えないように複数の発電設備の総出力を制御することができる。このとき、第１発電設備Ｐ１の最大出力に応じて、第２発電設備Ｐ２の出力を抑制しておくことで、確実に連系契約容量を超えないようにすることができる。

また、急変予測部１１２Ｂは、モジュール１４０への日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングにおける第１発電設備Ｐ１の出力値を予想し、出力決定部１１２Ｃは、連系点２１０における供給電力の総和が連系契約容量を上回らないように、第１発電設備Ｐ１が出力すると予想される出力値に基づいて、第２発電設備Ｐ２の出力値を算出し、出力制御部１１４は、算出した出力値に第２発電設備Ｐ２が出力する電力を制御する。この構成により、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えないように複数の発電設備の総出力を制御することができる。このように、第１発電設備Ｐ１の予想される出力に応じて、第２発電設備Ｐ２の出力を抑制することで、出力を抑制することによる損失を低減することができる。

さらに、急変予測部１１２Ｂは、所定のタイミング毎に、第１発電設備Ｐ１の出力値を予測し、次のタイミングまでの期間に改善するタイミングが予測されたとき、出力制御部１１４は、第２発電設備Ｐ２の出力を抑制する制御を行う。この構成により、通常状態の制御では間に合わないタイミングで状態が急変する場合にも、出力を制御できる。このとき、次のタイミングまでの期間に改善が予測された現在のタイミングで第２発電設備Ｐ２の出力を抑制する制御を開始することで、第１発電設備Ｐ１の出力が急激に増加する前に第２発電設備Ｐ２の出力を抑制することができる。なお、通常状態の制御では、出力制御装置１１０は、所定のタイミング毎に、現在のタイミングでの第１発電設備Ｐ１の出力値に基づいて、次のタイミングでの第１発電設備Ｐ１の出力値を予測し、予測に基づいて第２発電設備Ｐ２の出力制御を行う。

以下、当該日射量に関する環境の急変が「第１発電設備Ｐ１の近辺の霧が消失する」である場合の例を説明する。

図２は、第２発電設備Ｐ２の出力を算出する場合のフローチャートである。図中のスレッド１は、霧の消失を考慮しない場合の出力制御フローであり、設定された一定の時間間隔ごとに処理される。当該時間間隔によって定められた処理が行われる時刻を、以下、制御時刻という。スレッド２は、霧の消失を考慮した出力制御フローであり、設定された一定の時間間隔ごとに処理される。スレッド１の処理間隔とスレッド２の処理間隔は、異なっていてもよいが、スレッド２の処理間隔の方が短い方が好ましい。

モジュール１４０に対するパネル日光の照射状態が安定している通常時は、通常予測部１１２Ａが、第１発電設備Ｐ１の出力を予測し（以下、通常予測と称する）、当該予測結果に基づいて出力決定部１１２Ｃが第２発電設備Ｐ２の出力を決定する。当該予測は、例えば、電力計Ｍ１１から取得された現時点での第１発電設備Ｐ１の出力や、日射計Ｍ１２から取得された現時点での日射量から、処理間隔後の出力を求めるためにあらかじめ設定された計算方法に従って行われる。これに対して、一定の気象状態が発生しており、その解消によって第１発電設備Ｐ１の出力が急変することが予測される場合、すなわち、モジュール１４０に対するパネル日光の照射状態が急に改善すると予想される急変時は、急変予測部１１２Ｂが第１発電設備Ｐ１の出力を予測し（以下、急変予測と称する）、当該予測結果に基づいて出力決定部１１２Ｃが第２発電設備Ｐ２の出力を決定する。

図２のスレッド１は通常予測の処理の概略を示すフローチャートである。

（ステップＳ２０７）
通常予測部１１２Ａは、後述するステップＳ２０１〜Ｓ２０６において、モジュール１４０に対するパネル日光の照射状態が急に改善すると予想されなかった場合、すなわち、スレッド２からの遷移があった場合（ステップＳ２０７においてＹＥＳ）、スレッド１にて算出される出力値が用いられるため、ステップＳ２０８に移行する。一方、モジュール１４０に対するパネル日光の照射状態が急に改善すると予想された場合、すなわち、スレッド２からの遷移がなかった場合（ステップＳ２０７においてＮＯ）、スレッド２にて算出される出力値が用いられるため、ステップＳ２１０に移行する。

（ステップＳ２０８）
ステップＳ２０８において、通常予測部１１２Ａは、通常の出力予測計算に基づいて第１発電設備Ｐ１の出力を予測する。通常予測部１１２Ａは、例えば、電力計Ｍ１１から取得された現時点での第１発電設備Ｐ１の出力や、日射計Ｍ１２から取得された現時点での日射量から、あらかじめ設定された近似直線を設定し、第１発電設備Ｐ１の出力一定時間後の出力予測値を得る。すなわち、所定の時刻及び日射量の場合の第１発電設備Ｐ１の出力が予め記憶部１１３に記憶されており、当該相関関係に近似する直線が設定されているため、次の制御時刻における第１発電設備Ｐ１の出力は当該直線上の当該時刻における第１発電設備Ｐ１の出力であると予測される。

（ステップＳ２０９）
ステップＳ２０９において、出力決定部１１２Ｃは、第１発電設備Ｐ１の予想出力と第２発電設備Ｐ２の出力合計が連系契約容量を超えないように第２発電設備Ｐ２の出力値を設定する。

（ステップＳ２１０）
ステップＳ２１０において、計算部１１２は、次の制御時刻まで待機する。

次に、スレッド２について説明する。スレッド２は急変予測の処理の概略を示すフローチャートである。

（ステップＳ２０１）
ステップＳ２０１において、データ取得部１１１は、霧の発生を判断するための情報を計測装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３又はＭ４から取得する。前記情報は、例えば、視程計Ｍ２１から得られる視程や、気象衛星情報Ｍ４３であってよい。

（ステップＳ２０２）
ステップＳ２０２において、急変予測部１１２Ｂは、前記情報をもとに、モジュール１４０周辺に霧が発生しているかどうかを判断する。霧が発生していない場合、スレッド１に遷移し、ステップＳ２０７に移行する。霧が発生している場合、ステップＳ２０５に移行する。

（ステップＳ２０３）
ステップＳ２０３において、データ取得部１１１は、霧の消失を予測するための情報を計測装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３又はＭ４から取得する。前記情報は、例えば、風向風速計Ｍ２２から得られる風向・風速や、気温計Ｍ４１から得られる気温、湿度計Ｍ４２から得られる湿度等が含まれる。

図３に示す通り、霧は、暖かく湿った空気が何らかの形で冷やされることで発生する。発生及び消失の予測が容易な霧として、暖かく湿った空気が冷やされることで発生する移流霧、暖かい水面上から蒸発してできた暖かく湿った空気に冷たい空気が入ることで発生する蒸気霧・蒸発霧、山の斜面を暖かく湿った空気が昇り、上昇することで冷やされて発生する滑昇霧の、３通りが考えられる。

よって、図４に示す通り、霧が消失する条件は、（１）風向・風速が変化して暖かく湿った空気が冷たい空気等に触れなくなる、（２）暖かく湿った空気が乾燥する、（３）暖かく湿った空気と冷たい空気等の温度差が小さくなる、の３通りが考えられる。そこで、急変予測部１１２Ｂは、これらの条件を判定することにより、前記情報を用いて霧の消失を予測する。

（ステップＳ２０４）
ステップＳ２０４において、急変予測部１１２Ｂは、スレッド１の次の制御時刻までに霧がモジュール周辺から消失するかどうかを判断する。スレッド１の次の制御時刻までに霧が消失しない場合、スレッド１に遷移し、ステップＳ２０７に移行する。

（ステップＳ２０５）
ステップＳ２０５において、急変予測部１１２Ｂは、霧が晴れた後の第１発電設備Ｐ１の出力予測値を算出する。

急変予測部１１２Ｂは、例えば、電力計Ｍ１１から取得された現時点での第１発電設備Ｐ１の出力や、日射計Ｍ１２から取得された現時点での日射量から、あらかじめ設定された近似直線を設定し、第１発電設備Ｐ１の出力一定時間後の出力予測値を得、当該出力予測値に霧の濃度に応じた補正比率を乗算する。当該補正比率は、例えば、記憶部１１３に記録されている、霧の濃度と発電出力の相関関係を示すデータから算出する。例えば、視程１０００メートルの霧のとき、第１発電設備Ｐ１の過去の出力が、同日の同じ時刻で霧が発生していないときに得られる出力の５０パーセントであったとすれば、霧が消失すれば２倍の出力が得られると考えられるため、補正比率を２に設定する。

（ステップＳ２０６）
ステップＳ２０６において、急変予測部１１２Ｂは、ステップＳ２０５で算出した霧が晴れた後の第１発電設備Ｐ１の出力予測値が、次の制御時刻における第１発電設備Ｐ１の出力値を上回るかを判断し、上回る場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２１１へ移行する。上回らない場合（ＮＯ）、スレッド１に遷移し、ステップＳ２０７に移行する。

（ステップＳ２１１）
ステップＳ２１１において、出力決定部１１２Ｃは、ステップＳ２０５で算出された第１発電設備Ｐ１の予想出力と、第２発電設備Ｐ２との出力合計が連系契約容量を超えないように、第２発電設備Ｐ２の出力値を設定する。

（ステップＳ２１２）
ステップＳ２１２において、計算部１１２は、スレッド２に設定された実行間隔に応じて、次の処理時刻まで待機する。

以上のように、出力制御装置１１０は、モジュール１４０周辺の霧の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測する。この構成により、霧が急に晴れて第１発電設備Ｐ１の出力が急に上がっても、連系契約容量を超えずに発電できる。

また、出力制御装置１１０は、前記第１発電設備Ｐ１に設けられた視程計Ｍ２１及び風向風速計Ｍ２２による測定値を用いて前記モジュール周辺の霧の状態を予測してもよい。この構成によれば、発電設備に近い場所の環境を前提にできるため、精度の高い霧消失予測ができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

図５は、モジュール１４０のいずれかから積雪が滑落した場合に第２発電設備Ｐ２の出力を算出する場合のフローチャートである。図中のスレッド１は、雪の滑落を考慮しない場合の出力制御フローであり、設定された一定の時間間隔ごとに処理される。スレッド３は、雪の滑落を考慮した出力制御フローであり、設定された一定の時間間隔ごとに処理される。スレッド１の処理間隔とスレッド３の処理間隔は、異なっていてもよいが、スレッド３の処理間隔の方が短い方が好ましい。

（ステップＳ３０７）
ステップＳ３０７は、図２のステップＳ２０７に相応する。

（ステップＳ３０８）
ステップＳ３０８において、通常予測部１１２Ａは、通常の出力予測計算に基づいて第１発電設備Ｐ１の出力を予測する。通常予測部１１２Ａは、例えば、電力計Ｍ１１から取得された現時点での第１発電設備Ｐ１の出力や、日射計Ｍ１２から取得された現時点での日射量から、あらかじめ設定された近似直線を設定し、第１発電設備Ｐ１の出力一定時間後の出力予測値を得る。すなわち、所定の時刻及び日射量の場合の第１発電設備Ｐ１の出力が予め記憶部１１３に記憶されており、当該相関関係に近似する直線が設定されているため、次の制御時刻における第１発電設備Ｐ１の出力は当該直線上の当該時刻における第１発電設備Ｐ１の出力であると予測される。

（ステップＳ３０９）
ステップＳ３０９は、図２のステップＳ２０９に相応する。

（ステップＳ３１０）
ステップＳ３１０は、図２のステップＳ２１０に相応する。

（ステップＳ３１１）
ステップＳ３１１は、図２のステップＳ２１１に相応する。

（ステップＳ３０１）
ステップＳ３０１において、データ取得部１１１は、モジュール１４０上の積雪の存在を判断するための情報を計測装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３又はＭ４から取得する。前記情報は、例えば、モジュール重量計Ｍ３１から得られるモジュールの１４０の重量、モジュール積雪計Ｍ３２から得られるモジュール１４０の積雪の厚さ、カメラＭ３４から得られるモジュール１４０上の積雪状況、気温計Ｍ３５から得られるモジュール周辺の気温、等が含まれる。

（ステップＳ３０２）
ステップＳ３０２において、急変予測部１１２Ｂは、前記情報をもとに、モジュール１４０のいずれかに積雪しているかどうかを判断する。雪が発生していない場合、スレッド１に遷移し、ステップＳ３０７に移行する。積雪している場合、ステップＳ３０５に移行する。

（ステップＳ３０３）
ステップＳ３０３において、データ取得部１１１は、雪の滑落を予測するための情報を計測装置Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３又はＭ４から取得する。前記情報は、例えば、モジュール温度計Ｍ３３から得られるモジュール１４０の温度が含まれる。もしモジュール１４０の温度が摂氏０℃以上の場合には、雪が融けて滑落する可能性が高くなる。

（ステップＳ３０４）
ステップＳ３０４において、急変予測部１１２Ｂは、スレッド１の次の制御時刻までに雪がモジュール周辺から滑雪するかどうかを判断する。スレッド１の次の制御時刻までに雪が滑落しない場合、スレッド１に遷移し、ステップＳ３０７に移行する。

（ステップＳ３０５）
ステップＳ３０５において、急変予測部１１２Ｂは、雪が滑落した後の第１発電設備Ｐ１の出力予測値を算出する。急変予測部１１２Ｂは、例えば、電力計Ｍ１１から取得された現時点での第１発電設備Ｐ１の出力や、日射計Ｍ１２から取得された現時点での日射量から、あらかじめ設定された近似直線を設定し、第１発電設備Ｐ１の出力一定時間後の出力予測値を得、当該出力予測値に積雪の厚みや表面積に応じた補正比率を乗算する。当該補正比率は、例えば、記憶部１１３に記録されている、積雪の厚みや表面積と発電出力の相関関係を示すデータから算出する。例えば、厚さ５センチメートルの雪がモジュール１４０の９０パーセントを覆っているとき、第１発電設備Ｐ１の過去の出力が、同日の同じ時刻でモジュール１４０に積雪していないときに得られる出力の５０パーセントであったとすれば、雪が全て滑落すれば２倍の出力が得られると考えられるため、補正比率を２に設定する。

（ステップＳ３０６）
ステップＳ３０６において、急変予測部１１２Ｂは、ステップＳ３０５で算出した雪が滑落した後の第１発電設備Ｐ１の出力予測値が、次の制御時刻における第１発電設備Ｐ１の出力値を上回るかを判断し、上回る場合、ステップＳ３１１へ移行する。上回らない場合、スレッド１に遷移し、ステップＳ３０７に移行する。

（ステップＳ３１１）
ステップＳ３１１において、出力決定部１１２Ｃは、ステップＳ３０５で算出された第１発電設備Ｐ１の予想出力と、第２発電設備Ｐ２との出力合計が連系契約容量を超えないように、第２発電設備Ｐ２の出力値を設定する。

（ステップＳ３１２）
ステップＳ３１２は、図２のステップＳ２１２に相応する。

以上のように、出力制御装置１１０は、モジュール１４０上の積雪の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測する。この構成により、モジュールの積雪が急に落ちて第１発電設備Ｐ１の出力が急に上がっても、連系契約容量を超えずに発電できる。

また、出力制御装置１１０は、第１発電設備Ｐ１内のモジュール積雪計Ｍ３２及びモジュール温度計Ｍ３３による測定値を用いて前記モジュール１４０上の積雪の状態を予測してもよい。この構成によれば、発電設備に近い場所の環境を前提にできるため、精度の高い雪滑落予測ができる。

〔変形例〕
図２のステップＳ２０５及び図５のステップＳ３０５にて、計算部１１２は、ステップＳ２０３又はステップＳ３０３で取得した前記各情報の代わりに、気象衛星情報Ｍ４３から取得した制御時刻での気象予測情報を用いて作成された第１発電設備Ｐ１における日射及び気温の予測値から出力予測値を算出してもよい。

〔ソフトウェアによる実現例〕
ハイブリッド発電システム１００の制御ブロック（特に出力制御装置１１０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、ハイブリッド発電システム１００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る出力制御装置は、モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備、および第２発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、前記第１発電設備および前記第２発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御装置であって、前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測し、前記タイミングより前に前記第２発電設備の出力を抑制する。前記の構成によれば、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えないように複数の発電設備の総出力を制御することができる。

本発明の態様２に係る出力制御装置は、前記態様１において、所定のタイミング毎に、前記第１発電設備の出力値を予測し、次のタイミングまでの期間に前記改善するタイミングが予測されたとき、前記第２発電設備の出力を抑制してもよい。前記の構成によれば、通常状態の制御では間に合わないタイミングで状態が急変する場合にも、出力を制御できる。

本発明の態様３に係る出力制御装置は、前記態様１または２において、前記改善するタイミングにおける前記第１発電設備の出力値を予想し、前記連系点における供給電力の総和が前記連系契約容量を上回らないように、前記第１発電設備が出力すると予想される出力値に基づいて、前記第２発電設備の出力値を算出し、前記算出した前記出力値に、前記第２発電設備が出力する電力を制御してもよい。

本発明の態様４に係る出力制御装置は、前記態様１から３において、前記モジュール周辺の霧の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測してもよい。前記の構成によれば、霧が急に晴れて第１発電設備の出力が急に上がっても、連系契約容量を超えずに発電できる。

本発明の態様５に係る出力制御装置は、前記態様４において、前記第１発電設備に設けられた視程計および風向風速計による測定値を用いて、前記モジュール周辺の霧の状態を予測してもよい。前記の構成によれば、発電設備に近い場所の環境を前提にできるため、精度の高い霧消失予測ができる。

本発明の態様６に係る出力制御装置は、前記態様１から３において、前記モジュール上の積雪の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測してもよい。前記の構成によれば、モジュールの積雪が急に落ちて第１発電設備の出力が急に上がっても、連系契約容量を超えずに発電できる。

本発明の態様７に係る出力制御装置は、前記態様６において、前記第１発電設備に設けられた積雪計およびモジュール温度計による測定値を用いて、前記モジュール上の積雪の状態を予測してもよい。前記の構成によれば、発電設備に近い場所の環境を前提にできるため、精度の高い雪滑落予測ができる。

本発明の態様８に係る発電システムは、前記態様１から７において、出力制御装置と、前記第１発電設備と、前記第２発電設備と、を備えていてもよい。前記の構成によれば、前記態様１と同様の効果を奏する。

本発明の態様９に係る出力制御方法は、モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備、および第２発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、前記第１発電設備および前記第２発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御方法であって、前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測し、前記タイミングより前に前記第２発電設備の出力を抑制してもよい。前記の構成によれば、前記態様１と同様の効果を奏する。

本発明の各態様に係る出力制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記出力制御装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記出力制御装置をコンピュータにて実現させるハイブリッド発電システムの出力制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１００ ハイブリッド発電システム（発電システム）
１１０ 出力制御装置
１１１ データ取得部
１１２ 計算部
１１２Ａ 通常予測部
１１２Ｂ 急変予測部
１１２Ｃ 出力決定部
１１３ 記憶部
１１４ 出力制御部
１２０、１３０ 計測監視装置
１４０ モジュール
２００ 商用電力系統
２１０ 連系点
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ 計測装置
Ｍ１１ 電力計
Ｍ１２ 日射計
Ｍ２１ 視程計
Ｍ２２ 風向風速計
Ｍ３１ モジュール重量計
Ｍ３２ モジュール積雪計
Ｍ３３ モジュール温度計
Ｍ３４ カメラ
Ｍ３５ 気温計
Ｍ４ 発電設備外計測装置
Ｍ４１ 気温計
Ｍ４２ 湿度計
Ｍ４３ 気象衛星情報
Ｐ１ 第１発電設備
Ｐ２ 第２発電設備

Claims (11)

1. モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備、および第２発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、前記第１発電設備および前記第２発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御装置であって、
   前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、
   所定のタイミング毎に、現在のタイミングでの前記第１発電設備の出力値に基づいて次のタイミングでの前記第１発電設備の出力値を予測する通常予測部と、
   所定のタイミング毎に、前記モジュール周辺の霧の消失または前記モジュール上の積雪の滑落により前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善した場合の前記第１発電設備の出力値を予測する急変予測部と
   を備え、
   前記急変予測部は、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善するタイミングを予測し、
   前記改善するタイミングが予測されないとき、前記通常予測部が予測した前記第１発電設備の出力値に応じて前記第２発電設備の出力を制御し、
   前記改善するタイミングが予測されたとき、前記予測されたタイミングより前に前記急変予測部が予測した前記第１発電設備の出力値に応じて前記第２発電設備の出力を予め抑制しておく、出力制御装置。
2. モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備、および第２発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、前記第１発電設備および前記第２発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御装置であって、
   前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、
   所定のタイミング毎に、現在のタイミングでの前記第１発電設備の出力値に基づいて次のタイミングでの前記第１発電設備の出力値を予測する通常予測部と、
   所定のタイミング毎に、前記モジュール周辺の霧の消失または前記モジュール上の積雪の滑落により前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善するタイミングを予測する急変予測部と
   を備え、
   前記改善するタイミングが予測されないとき、前記通常予測部が予測した前記第１発電設備の出力値に応じて前記第２発電設備の出力を制御し、
   前記改善するタイミングが予測されたとき、
   前記改善するタイミングより前に前記第１発電設備の最大出力に応じて予め前記第２発電設備の出力を抑制しておく、出力制御装置。
3. 次のタイミングまでの期間に前記改善するタイミングが予測されたとき、現在のタイミングで予め前記第２発電設備の出力を抑制しておく、請求項１または２に記載の出力制御装置。
4. 前記改善するタイミングにおける前記第１発電設備の出力値を予想し、前記連系点における供給電力の総和が前記連系契約容量を上回らないように、前記第１発電設備が出力すると予想される出力値に基づいて、前記第２発電設備の出力値を算出し、
   前記算出した前記出力値に、前記第２発電設備が出力する電力を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の出力制御装置。
5. 前記モジュール周辺の霧の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測する、請求項１から４のいずれか１項に記載の出力制御装置。
6. 前記第１発電設備に設けられた視程計および風向風速計による測定値を用いて、前記モジュール周辺の霧の状態を予測する、請求項５に記載の出力制御装置。
7. 前記モジュール上の積雪の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測する、請求項１から４のいずれか１項に記載の出力制御装置。
8. 前記第１発電設備に設けられた積雪計およびモジュール温度計による測定値を用いて、前記モジュール上の積雪の状態を予測する、請求項７に記載の出力制御装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の出力制御装置と、前記第１発電設備と、前記第２発電設備と、を備える発電システム。
10. モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備、および第２発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、前記第１発電設備および前記第２発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御方法であって、
    前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、
    所定のタイミング毎に、現在のタイミングでの前記第１発電設備の出力値に基づいて次のタイミングでの前記第１発電設備の出力値を予測する通常予測部と、
    所定のタイミング毎に、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善した場合の前記第１発電設備の出力値を予測する急変予測部と
    を備え、
    前記モジュール周辺の霧の消失または前記モジュール上の積雪の滑落により前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善するタイミングを予測し、
    前記改善するタイミングが予測されないとき、前記通常予測部が予測した前記第１発電設備の出力値に応じて前記第２発電設備の出力を制御し、
    前記改善するタイミングが予測されたとき、前記予測されたタイミングより前に前記急変予測部が予測した前記第１発電設備の出力値に応じて前記第２発電設備の出力を予め抑制しておく、出力制御方法。
11. モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第１発電設備、および第２発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、前記第１発電設備および前記第２発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御方法であって、
    前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、
    所定のタイミング毎に、
    現在のタイミングでの前記第１発電設備の出力値に基づいて次のタイミングでの前記第１発電設備の出力値を予測する通常予測部と、
    所定のタイミング毎に、前記モジュール周辺の霧の消失または前記モジュール上の積雪の滑落により前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善するタイミングを予測する急変予測部と
    を備え、
    前記改善するタイミングが予測されないとき、前記通常予測部が予測した前記第１発電設備の出力値に応じて前記第２発電設備の出力を制御し、
    前記改善するタイミングが予測されたとき、
    前記改善するタイミングより前に前記第１発電設備の最大出力に応じて予め前記第２発電設備の出力を抑制しておく、出力制御方法。

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