JP7090440B2 - Control systems, learning devices, control devices, and control methods - Google Patents
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Description
本発明は、制御システム、学習装置、制御装置、及び制御方法に関する。 The present invention relates to a control system, a learning device, a control device, and a control method.
従来、風力発電システムにおいて、風車が受ける風速に対して発電電力(回生電力)が最大となる風車の回転数は、風車ごとの固有の特性値として一義的に決められている。例えば、風速に応じて風車のトルクを調整することで風車の回転数を制御し、風速に応じた最大の発電電力が得られるように制御を行う。
風況は、風車の設置場所や季節によって変化する。このため、風車が設置された状態や、風車が設置された場所の環境、及び季節等に応じた制御が行われることが好ましい。
この対策として、機械学習エンジンを用いて、個々の風車から出力される回生電力が最大となる制御パラメータと風速との関係を学習させ、学習済みの機械学習エンジンから出力される制御パラメータに応じて個々の風車を制御する技術が開示されている(例えば、特許文献1)。また、機械学習の技法としては、強化学習を用いて回生電力が最大となる制御パラメータと風速との関係を学習させる方法もある。この場合、風車を制御した結果として発電された回生電力の大きさに応じた報酬を与えることで、回生電力が最大となるような風速と制御パラメータとの関係を学習させることができる。
Conventionally, in a wind power generation system, the rotation speed of a wind turbine having the maximum generated power (regenerative power) with respect to the wind speed received by the wind turbine is uniquely determined as a characteristic value peculiar to each wind turbine. For example, the rotation speed of the wind turbine is controlled by adjusting the torque of the wind turbine according to the wind speed, and the control is performed so that the maximum generated power according to the wind speed can be obtained.
Wind conditions change depending on the location of the wind turbine and the season. Therefore, it is preferable that the control is performed according to the state in which the wind turbine is installed, the environment of the place where the wind turbine is installed, the season, and the like.
As a countermeasure, a machine learning engine is used to learn the relationship between the wind speed and the control parameter that maximizes the regenerative power output from each wind turbine, and according to the control parameter output from the learned machine learning engine. A technique for controlling an individual wind turbine is disclosed (for example, Patent Document 1). In addition, as a machine learning technique, there is also a method of learning the relationship between the control parameter that maximizes the regenerative power and the wind speed by using reinforcement learning. In this case, by giving a reward according to the magnitude of the regenerative power generated as a result of controlling the wind turbine, it is possible to learn the relationship between the wind speed and the control parameter so that the regenerative power is maximized.
しかしながら、単に回生電力が増加した場合に高い報酬を与えると、制御パラメータが不適切であった場合でも、たまたま風速が適切に変化したことによって回生電力が増加した場合にも高い報酬が付与されてしまうことが考えられる。また、制御パラメータが適切であった場合でも、たまたま風速が想定外に変化したことによって回生電力が減少してしまった場合には低い報酬となってしまう。このため、学習モデルに誤った学習をさせてしまう問題があった。 However, if you simply give a high reward when the regenerative power increases, even if the control parameters are inappropriate, a high reward will be given even if the regenerative power increases due to an appropriate change in the wind speed. It is possible that it will end up. Even if the control parameters are appropriate, if the regenerative power is reduced due to an unexpected change in the wind speed, the reward will be low. Therefore, there is a problem that the learning model is erroneously learned.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、風速と回生電力の関係に応じて適切な制御を行うことができる風力発電システムの制御装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device for a wind power generation system capable of performing appropriate control according to the relationship between wind speed and regenerative power. ..
上述した課題を解決するために本発明の一実施形態は、風力発電システムにより発電された回生電力を制御する制御システムであって、前記風力発電システムの風車の設置場所における風速を示す風速情報、前記風車の回転に関する回転情報、前記風力発電システムにより発電される回生電力に関する電力情報、及び、前記風速と前記回生電力との関係情報と前記風速に対する前記電力情報に応じた報酬とに基づいて、前記風速と前記回生電力との対応情報を学習する学習部と、前記風速と前記回生電力との対応情報を記憶する記憶部と、前記回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合における前記回転情報、前記電力情報、及び前記風速情報を検出する状態検出部と、前記状態検出部により検出された前記回転情報と前記風速情報、及び前記対応情報に基づいて、前記電力情報の指令値を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記指令値に基づいて、前記回生電力を制御する制御部と、前記状態検出部により検出された前記風速情報、前記回転情報、及び前記電力情報に基づいて、前記報酬を算出する報酬算出部とを備え、前記報酬算出部は、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて前記報酬を算出し、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて前記報酬を算出することを特徴とする制御システムである。 In order to solve the above-mentioned problems, one embodiment of the present invention is a control system that controls regenerative power generated by a wind power generation system, and wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine of the wind power generation system. Based on the rotation information regarding the rotation of the wind turbine, the power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system, the relationship information between the wind speed and the regenerative power, and the reward according to the power information for the wind speed. A learning unit that learns correspondence information between the wind speed and the regenerative power, a storage unit that stores the correspondence information between the wind speed and the regenerative power, and a power control parameter that controls the regenerative power are set in the wind power generation system. The power information is based on the state detection unit that detects the rotation information, the power information, and the wind speed information, the rotation information and the wind speed information detected by the state detection unit, and the corresponding information. A determination unit that determines the command value of the wind power, a control unit that controls the regenerative power based on the command value determined by the determination unit, and the wind speed information and the rotation information detected by the state detection unit. The reward calculation unit includes a reward calculation unit that calculates the reward based on the power information, and the reward calculation unit is shown in the rotation information when the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value. A control system characterized in that the reward is calculated according to the number of rotations of the wind turbine, and the reward is calculated according to the power information when the wind speed shown in the wind speed information is less than a predetermined strong wind threshold value . be.
また、本発明の一実施形態は、上述の制御システムであって、前記報酬算出部は、前記状態検出部により検出された前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合、前記状態検出部により検出された前記電力情報に示される前記回生電力と予め記憶された基準電力とに基づいて、前記回生電力が前記基準電力より大きい程、より高い前記報酬を算出する。 Further, one embodiment of the present invention is the above-mentioned control system, and the reward calculation unit is described when the wind speed indicated in the wind speed information detected by the state detection unit is less than a predetermined strong wind threshold value. Based on the regenerative power shown in the power information detected by the state detection unit and the reference power stored in advance, the larger the regenerative power is, the higher the reward is calculated.
また、本発明の一実施形態は、上述の制御システムであって、前記報酬算出部は、前記状態検出部により検出された前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合、前記状態検出部により検出された前記回転情報に示される前記風車の回転数と予め記憶された回転閾値とに基づいて、前記回転数が前記回転閾値より小さく、前記回転数が前記回転閾値より小さい程、より高い前記報酬を算出する。 Further, one embodiment of the present invention is the above-mentioned control system, and the reward calculation unit is described when the wind speed indicated in the wind speed information detected by the state detection unit is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value. Based on the rotation speed of the wind turbine shown in the rotation information detected by the state detection unit and the rotation threshold value stored in advance, the rotation speed is smaller than the rotation threshold value and the rotation speed is smaller than the rotation threshold value. , Calculate the higher reward.
また、本発明の一実施形態は、上述の制御システムであって、前記報酬算出部は、前記状態検出部により前記電力情報が検出された時点より過去に前記状態検出部により取得された前記風速情報に基づいて、前記報酬を算出する。 Further, one embodiment of the present invention is the above-mentioned control system, in which the reward calculation unit is the wind speed acquired by the state detection unit in the past from the time when the power information is detected by the state detection unit. The reward is calculated based on the information.
また、本発明の一実施形態は、風力発電システムの風車の設置場所における風速を示す風速情報、前記風車の回転に関する回転情報、前記風力発電システムにより発電される回生電力に関する電力情報、及び、前記風速と前記回生電力との関係情報と前記風速に対する前記電力情報に応じた報酬とに基づいて、前記風速と前記回生電力との対応情報を学習する学習部を備え、前記報酬は、前記回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合において検出された前記風速情報、前記回転情報、前記電力情報に基づいて算出され、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて算出され、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて算出される学習装置である。 Further, in one embodiment of the present invention, wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine of the wind power generation system, rotation information regarding the rotation of the wind turbine, power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system, and the above-mentioned A learning unit for learning the correspondence information between the wind speed and the regenerative power based on the relationship information between the wind speed and the regenerative power and the reward corresponding to the power information for the wind speed is provided , and the reward is the regenerative power. The wind speed calculated based on the wind speed information, the rotation information, and the power information detected when the power control parameter for controlling the wind power generation system is set to the wind power generation system, and the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value. It is a learning device that is calculated according to the rotation speed of the wind turbine shown in the rotation information in a certain case, and is calculated according to the power information when the wind speed shown in the wind speed information is less than a predetermined strong wind threshold value . ..
また、本発明の一実施形態は、風力発電システムの風車の設置場所における風速を示す風速情報、前記風車の回転に関する回転情報、前記風力発電システムにより発電される回生電力に関する電力情報、及び、前記風速と前記回生電力との関係情報と前記風速に対する前記電力情報に応じた報酬とに基づいて、前記風速と前記回生電力との対応情報を学習する学習部と、前記回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合における前記回転情報、前記電力情報、及び前記風速情報を検出する状態検出部と、前記状態検出部により検出された前記回転情報と前記風速情報、及び前記対応情報に基づいて、前記電力情報の指令値を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記指令値に基づいて、前記回生電力を制御する制御部と、前記状態検出部により検出された前記風速情報、前記回転情報、及び前記電力情報に基づいて、前記報酬を算出する報酬算出部とを備え、前記報酬算出部は、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて前記報酬を算出し、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて前記報酬を算出する制御装置である。 Further, in one embodiment of the present invention, wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine of the wind power generation system, rotation information regarding the rotation of the wind turbine, power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system, and the above-mentioned A learning unit that learns correspondence information between the wind speed and the regenerated power based on the relationship information between the wind speed and the regenerated power and a reward corresponding to the power information for the wind speed, and a power control that controls the regenerated power. A state detection unit that detects the rotation information, the power information, and the wind speed information when the parameters are set in the wind power generation system, the rotation information and the wind speed information detected by the state detection unit, and the correspondence. It was detected by the determination unit that determines the command value of the power information based on the information, the control unit that controls the regenerated power based on the command value determined by the determination unit, and the state detection unit. A reward calculation unit for calculating the reward based on the wind speed information, the rotation information, and the power information is provided , and the reward calculation unit is used when the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value. The reward is calculated according to the rotation speed of the wind turbine shown in the rotation information, and the reward is calculated according to the power information when the wind speed shown in the wind speed information is less than a predetermined strong wind threshold. It is a control device.
また、本発明の一実施形態は、風力発電システムにより発電された回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合における前記風力発電システムの風車の回転に関する回転情報、前記風力発電システムにより発電される回生電力に関する電力情報、及び前記風車の設置場所における風速を示す風速情報を検出する状態検出部と、前記状態検出部により検出された前記回転情報と前記風速情報、及び前記風速と前記回生電力との対応情報に基づいて、前記電力情報の指令値を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記指令値に基づいて、前記回生電力を制御する制御部とを備え、前記対応情報は、前記風速情報、前記回転情報、前記電力情報、及び、前記風速と前記回生電力との関係情報と前記風速に対する前記電力情報に応じた報酬とに基づいて学習された情報であり、前記報酬は、前記状態検出部により検出された前記風速情報、前記回転情報、前記電力情報に基づいて算出され、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて算出され、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて算出される制御装置である。 Further, in one embodiment of the present invention, rotation information regarding the rotation of the wind turbine of the wind power generation system when the power control parameter for controlling the regenerated power generated by the wind power generation system is set in the wind power generation system, the wind power generation. A state detection unit that detects power information regarding regenerative power generated by the system and wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine, the rotation information and the wind speed information detected by the state detection unit, and the wind speed. A determination unit that determines a command value of the power information based on the correspondence information between the wind power and the regenerative power generation, and a control unit that controls the regenerative power generation based on the command value determined by the determination unit. The corresponding information is information learned based on the wind speed information, the rotation information, the power information, the relationship information between the wind speed and the regenerated power, and the reward corresponding to the power information for the wind speed. The reward is calculated based on the wind speed information, the rotation information, and the power information detected by the state detection unit, and the rotation is when the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value. It is a control device calculated according to the rotation speed of the wind turbine shown in the information, and calculated according to the power information when the wind speed shown in the wind speed information is less than a predetermined strong wind threshold value .
また、本発明の一実施形態は、風力発電システムにより発電された回生電力を制御する制御方法であって、学習部が、前記風力発電システムの風車の設置場所における風速を示す風速情報、前記風車の回転に関する回転情報、前記風力発電システムにより発電される回生電力に関する電力情報、及び、前記風速と前記回生電力との関係情報と前記風速に対する前記電力情報に応じた報酬とに基づいて、前記風速と前記回生電力との対応情報を学習し、記憶部に、前記風速と前記回転との対応情報を記憶させ、状態検出部が、前記回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合における前記回転情報、前記電力情報、及び前記風速情報を検出し、決定部が、前記状態検出部により検出された前記回転情報と前記風速情報、及び前記対応情報に基づいて、前記電力情報の指令値を決定し、制御部が、前記決定部により決定された前記指令値に基づいて、前記回電力を制御し、報酬算出部が、前記状態検出部により検出された前記風速情報、前記回転情報、及び前記電力情報に基づいて、前記報酬を算出し、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて前記報酬を算出し、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて前記報酬を算出する制御方法である。
Further, one embodiment of the present invention is a control method for controlling the regenerated power generated by the wind power generation system, wherein the learning unit indicates the wind speed at the installation location of the wind turbine of the wind power generation system, the wind turbine. The wind speed is based on the rotation information regarding the rotation of the wind power generation system, the power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system, the relationship information between the wind speed and the regenerative power, and the reward corresponding to the power information for the wind speed. The correspondence information between the wind power and the regenerative power is learned, the storage unit stores the correspondence information between the wind speed and the rotation, and the state detection unit sets the power control parameter for controlling the regenerative power in the wind power generation system. In this case, the rotation information, the power information, and the wind speed information are detected, and the determination unit determines the power information based on the rotation information, the wind speed information, and the corresponding information detected by the state detection unit. The command value is determined, the control unit controls the power generation based on the command value determined by the determination unit, and the reward calculation unit determines the wind speed information detected by the state detection unit. The reward is calculated based on the rotation information and the power information, and when the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value, the reward is shown according to the rotation speed of the wind turbine shown in the rotation information. Is a control method for calculating the reward according to the power information when the wind speed shown in the wind speed information is less than a predetermined strong wind threshold value .
以上説明したように、この発明によれば、風速と回生電力の関係に応じて適切な制御を行うことができる。 As described above, according to the present invention, appropriate control can be performed according to the relationship between the wind speed and the regenerative power.
以下、実施形態の制御システム、学習装置、制御装置を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the control system, the learning device, and the control device of the embodiment will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係る風力発電システム1の概略構成の一例を示すブロック図である。風力発電システム1は、風力発電機本体10と制御システム50とを備える。風力発電機本体10と制御システム50との間では、種々の情報がやりとりされる。
図1に示すように、例えば、制御システム50から風力発電機本体10に、風力発電機本体10を制御する制御パラメータが出力される。
また、例えば、風力発電機本体10から制御システム50に、風力発電機本体10の状態を示す状態パラメータが出力される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the wind power generation system 1 according to the first embodiment. The wind power generation system 1 includes a wind power generator
As shown in FIG. 1, for example, a control parameter for controlling the wind power generator
Further, for example, a state parameter indicating the state of the wind power generator
制御パラメータは、例えば、発電機30により発電される回生電力の電力量を制御する電力制御パラメータである。
また、状態パラメータは、例えば、風車20の設置場所における風速を示す風速情報、風車20の回転速度(以下、単に回転速度ともいう)を示す回転情報、及び発電機30により発電された回生電力の電力量を示す電力情報である。
The control parameter is, for example, a power control parameter that controls the amount of regenerative power generated by the
Further, the state parameters are, for example, wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the
風力発電機本体10は、風車20と、発電機30と、整流・昇圧部31と、電圧検出部32と、電流検出部33と、風速センサ41と、回転速度センサ42とを備える。
風車20は、例えば、垂直軸型風車として構成されており、鉛直方向に延びる回転軸の周囲に複数の直線翼が一体として回転可能に連結させた直線翼垂直軸風車などによって構成されている。
The wind power generator
The
風車20は、例えば、後述する発電機30の回転子と回転軸を介して接続され、発電機30の回転子と一体となって回転する。ここで、発電機30の回転子は、発電機30により発電される回生電力の電力量に応じた回転数で回転する。また、回生電力の電力量は、後述する制御システム50によりMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御がなされる。このため、風車20の回転数は、制御システム50によるMPPT制御により、間接的に制御される。
For example, the
発電機30は、風車20の回転力を変換して電力を生じさせる装置であり、例えば、三相交流発電機として構成され、風車20の回転と連動して回転する回転子が風車20の回転軸に連結されて回転することにより交流電力を発電する。発電機30は、発電した交流電力を整流・昇圧部31に供給する。なお、発電機30は、発電した電力を整流・昇圧部31側に供給する発電機として動作する他、整流・昇圧部31から交流電力が供給される電動機としても動作する。発電機30は、例えば、風車20の起動時に回転をアシストするアシスト制御を行う場合等に電動機として動作する。
The
整流・昇圧部31は、発電機30により発電された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力の電圧を変換(昇圧)する。整流・昇圧部31は、例えば、昇圧チョッパ回路である。ここで、整流・昇圧部31から出力される直流電力は、「回生電力」の一例である。
The rectifying / boosting
整流・昇圧部31は、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)サーボコントローラを備え、制御システム50からのMPPT制御に基づき、直流電力の電圧を変化させる。具体的には、整流・昇圧部31は、制御システム50からのPWM信号に応じたスイッチングを行い、PWM信号のデューティ比の変化に応じた電圧となる直流電力を出力する。
The rectifying / boosting
なお、整流・昇圧部31は、発電機30に発電動作を行わせる場合には昇圧チョッパ回路として作動し、アシスト制御時等に発電機30を電動機として動作させる場合にはインバ-タとして作動する回路である。なお、アシスト制御時の供給電力は、風力発電システム1のバッテリ(不図示)からの電力であってもよい。
The rectifying / boosting
電圧検出部32は、公知の電圧計によって構成され、整流・昇圧部31から出力される出力電圧を検出し、検出した出力電圧を制御システム50に出力する。
電流検出部33は、公知の電流計によって構成され、整流・昇圧部31から出力される出力電流を検出し、検出した出力電流を制御システム50に出力する。
The
The
風速センサ41は、公知の風速センサによって構成され、例えば、風車20の近傍の所定位置(例えば、風車20における回転翼以外の部位)に設けられて風車が受ける風の風速を検出する。風速センサ41は、検出した風速を示す情報を、制御システム50に出力する。
The wind speed sensor 41 is composed of a known wind speed sensor, and is provided at a predetermined position near the wind turbine 20 (for example, a portion other than the rotary blade in the wind turbine 20) to detect the wind speed of the wind received by the wind turbine. The wind speed sensor 41 outputs information indicating the detected wind speed to the
回転速度センサ42は、風車20の回転速度を検出する。回転速度センサ42は、風車20の回転軸部(不図示)の回転速度を検出し得るセンサであればよく、公知の様々な回転速度センサを用いることができる。回転速度センサ42は、検出した回転速度を示す情報を、制御システム50に出力する。
The
制御システム50は、制御装置60と、学習装置70とを備える。
制御装置60は、風速センサ41により検出された風速、回転速度センサ42により検出された回転速度、及び電圧検出部32と電流検出部33とにより検出された回生電力の電力量に基づいて、学習装置70を用いて電力制御パラメータを決定する。制御装置60は、決定した電力制御パラメータを、風力発電機本体10に設定することにより、発電機30により発電される回生電力量を制御し、また、風車20の回転数を(間接的に)制御する。
The
The
ここで、風速センサ41により検出された風速は「風速情報」の一例である。回転速度センサ42により検出された回転速度は、「回転情報」の一例である。また、電圧検出部32と電流検出部33とにより検出された回生電力の電力量は、「電力情報」の一例である。
Here, the wind speed detected by the wind speed sensor 41 is an example of "wind speed information". The rotation speed detected by the
学習装置70は、例えば、強化学習を行う装置である。この場合、学習装置70は、強化学習における学習する主体となるエージェントに相当し、制御対象(本実施形態では、風力発電機本体10)とのやりとりにより、制御対象をより適切に制御するための学習を進める。
The
以下では、学習装置70が強化学習を行う場合を例示して説明するが、これに限定されない。学習装置70は、制御対象(風力発電機本体10)に関する状態に基づいて、制御対象を制御するパラメータがより適切となるように学習するものであればよい。学習装置70は、教師あり学習を行ってもよいし、教師なし学習を行ってもよいし、その他の学習を行ってもよい。ここで、制御対象(風力発電機本体10)に関する状態とは、風力発電機本体10及び風力発電機本体10の周囲の状態であり、例えば、状態パラメータでしまされる風車20における風速、風車20の回転速度、及び発電機30の発電量等の変数である。また、ここでの状態には、上述した風速等のような時々刻々変化する状態の他、予め定められた状態、例えば、風車20の回転速度の限界値、風車20の回転トルクの上下限、及び発電機30が発電可能な最大の電力量等を含む。
Hereinafter, the case where the
本実施形態では、学習装置70は、発電機30により発電される回生電力の電力量を制御する電力制御パラメータを出力し、出力した電力制御パラメータが風力発電機本体10に設定されることによる状態の変化を観察し、状態の変化に応じて次の電力制御パラメータを決定する。
In the present embodiment, the
また、学習装置70は、学習装置70が出力した電力制御パラメータが風力発電機本体10に設定されることによる風力発電機本体10の状態の変化に応じた報酬を受け取る。これにより、学習装置70は、報酬を手掛かりとして自身が出力した電力制御パラメータの良し悪しを判断することにより学習を進め、より適した電力制御パラメータを出力することが可能となる。
Further, the
図2は、本発明の一実施形態に係る風力発電システム1の制御装置60の構成の一例を示すブロック図である。
図2に示すように、制御装置60は、パラメータ取得部61と、状態検出部62と、報酬算出部63と、報酬出力部64とを備える。また、学習装置70は、強化学習部71を備える。ここで、強化学習部71は、「学習部」の一例である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the
As shown in FIG. 2, the
パラメータ取得部61は、強化学習部71から出力される電力制御パラメータを取得する。パラメータ取得部61は、取得した電力制御パラメータを、風力発電機本体10に対して出力する。
The
状態検出部62は、風力発電機本体10の状態を示す状態パラメータを検出する。状態パラメータは、風力発電機本体10に含まれる風車20や発電機30に関する情報であり、例えば、風速センサ41により検出された風速、回転速度センサ42により検出された回転速度、及び発電機30により発電された回生電力を示す情報である。状態検出部62は、検出した状態パラメータを、報酬算出部63に出力する。
The
報酬算出部63は、状態検出部62により検出された風速情報、及び電力情報に基づいて、報酬を算出する。報酬算出部63は、予め定めた所定の報酬条件に応じて報酬を算出する。報酬算出部63は、算出した報酬を報酬出力部64に出力する。
The
報酬出力部64は、報酬算出部63から取得した報酬を、強化学習部71に出力する。
The
ここで、報酬条件は、例えば、風速が強風でない通常時においては、風速に対する回生電力の電力量に応じて決定される。つまり、発電量が大きい程、高い報酬が算出される。また、強風時においては、風車20の安全性に応じて、風車20の回転速度がより適切に制御されたと判定される場合に、より高い報酬が得られるように設定される。風車20の安全性とは、風車20が機械的な耐用限界等を考慮した場合に安全に回転することができる程度であり、例えば、風速が適切である通常状態においては風車20の回転数が多少増加しても風車20が破損する等の危険性がなく安全であるが、風速が強い強風状態で制御する場合においては回転数が多少増加した場合でも風車20が破損する可能性があり危険であるというような、風車20の安全性を示す度合である。なお、通常状態とは風速が所定の強風閾値未満であることをいい、強風状態とは風速が所定の強風閾値以上であることをいう。
Here, the reward condition is determined according to the electric energy of the regenerative power with respect to the wind speed, for example, in a normal time when the wind speed is not a strong wind. That is, the larger the amount of power generation, the higher the reward is calculated. Further, in a strong wind, it is set so that a higher reward can be obtained when it is determined that the rotation speed of the
風力発電では、強風時においては、特に風車20の回転数を抑制して風車20が過回転となって破損してしまうことを抑制する必要がある。風車20の回転速度が過多になった場合には風車20を強制停止するような安全対策が講じられる場合がほとんどである。風車20が強制停止に至れば、回生電力を得ることができなくなってしまう。このため。強風時においては、風車20の回転数が過多とならないように制御され、強制停止に至らないように制御されることが望ましい。
In wind power generation, it is necessary to suppress the rotation speed of the
そこで、本実施形態では、報酬算出部63は、風速が強風ではない通常状態においては、発電された回生電力が大きい程、高い報酬を算出する。また、報酬算出部63は、風速が強風である強風状態においては、風車20の回転数が過多とならないように制御されている場合に、高い報酬を算出する。
Therefore, in the present embodiment, the
強化学習部71は、風力発電機本体10から状態パラメータを取得する。また、強化学習部71は、報酬出力部64から報酬を取得する。強化学習部71は、取得した状態パラメータ、及び風速に対する風車20の安全性を示す情報に基づいて、報酬を手掛かりとしてより高い報酬が得られるように学習を進め、より適切な電力制御パラメータを出力する。
The
図3は、第1の実施形態に係る報酬条件の例を示す図である。図3(a)は、風速が通常状態である場合における報酬条件の例、図3(b)は、風速が強風状態である場合における報酬条件の例をそれぞれ示す。
図3(a)に示すように、風速が通常状態である場合において、風速に応じて基準となる発電電力を示す基準電力が予め決定される。この例では、通常の風速である風速1に対して基準電力1が、通常の風速である風速2に対して基準電力2が、それぞれ対応する基準となる発電電力である。また、報酬は、風速に応じた基準電力より発電された回生電力が高い(大きい)ほど、より高い報酬となる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the reward condition according to the first embodiment. FIG. 3A shows an example of a reward condition when the wind speed is in a normal state, and FIG. 3B shows an example of a reward condition when the wind speed is in a strong wind state.
As shown in FIG. 3A, when the wind speed is in the normal state, the reference power indicating the reference generated power is determined in advance according to the wind speed. In this example, the reference power 1 corresponds to the wind speed 1 which is the normal wind speed, and the reference power 2 corresponds to the wind speed 2 which is the normal wind speed. In addition, the higher (larger) the regenerative power generated than the reference power according to the wind speed, the higher the reward.
ここで、回生電力の電力量は、風速Vの3乗(V^3)に比例することが知られている。このため、基準電力は、例えば、P/V^3を指標として決定されてよい。 Here, it is known that the electric energy of the regenerative electric power is proportional to the cube of the wind speed V (V ^ 3). Therefore, the reference power may be determined using, for example, P / V ^ 3 as an index.
なお、風力発電においては、風車20が受ける風速に対する回生電力の最大値は風車ごとに固有の特性値として一義的に定められている。そして、この回生電力の最大値が、風速に応じた回生電力の目標値として設定され、回生電力の目標値に近づくように回生電力が制御される。基準電力は、例えば、回生電力の最大値から所定のマージン値を減少させた値に設定される。
In wind power generation, the maximum value of regenerative power with respect to the wind speed received by the
図3(b)に示すように、風速が強風状態である場合において、強風時において基準となる風車20の回転速度の基準を示す強風基準速度が予め決定される。また、報酬は、風車20の回転速度が強風基準回転速度より低いほど、より高い報酬となる。
この場合において、単に風車20の回転速度が強風基準回転速度より低いほど高い報酬を与えた場合、風車の回転速度が0(ゼロ)となった場合にも高い報酬が算出されてしまう場合がある。このための対策として、風車20の回転速度の下限値が設定されてもよい。この場合、報酬は、風車20の回転速度が強風基準回転速度より低く、尚且つ、風車20の回転速度が風車20の回転速度の下限値より高い(大きい)場合に、より高い報酬となる。
As shown in FIG. 3B, when the wind speed is in a strong wind state, a strong wind reference speed indicating a reference of the rotation speed of the
In this case, if the rotation speed of the
図4は、第1の実施形態に係る制御装置60の動作例を示すフローチャートである。
まず、状態検出部62は、状態パラメータを取得する(ステップS11)。具体的には、状態検出部62は、電力情報、風速情報、及び回転情報を取得する。状態検出部62は、検出した状態パラメータを報酬算出部63に出力する。
FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the
First, the
次に、報酬算出部63は、報酬を算出する。
報酬算出部63は、風速が通常であるか否かを判定する(ステップS12)。報酬算出部63は、風速が通常である場合、風速に応じた基準電力を取得する(ステップS13)。基準電力は、例えば、制御装置60の図示しない電力情報記憶部に記憶される。報酬算出部63は、回生電力と基準電力との差分を算出し(ステップS14)、差分に応じた報酬を算出する(ステップS15)。具体的には、報酬算出部63は、回生電力が基準電力に比べて大きい程、より高い報酬を算出する。
Next, the
The
一方、ステップS12において、風速が通常ではなく強風である場合、報酬算出部63は、強風時における風車20の回転速度の基準となる強風基準速度を取得する。強風基準速度は、例えば、制御装置60の図示しない回転情報記憶部に記憶される。報酬算出部63は、回転速度と強風基準速度との差分を算出し(ステップS17)、差分に応じた報酬を算出する(ステップS15)。具体的には、報酬算出部63は、回転速度が強風基準速度に比べて小さいほど、より高い報酬を算出する。
On the other hand, in step S12, when the wind speed is not normal but strong wind, the
<第2の実施形態>
次に第2の実施形態について説明する。
本実施形態では、制御システム50Aの制御装置60Aが応答時間を考慮した報酬を算出する点において、他の実施形態と相違する。以下では、上述した実施形態と異なる点を説明し、上述した実施形態と同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Second embodiment>
Next, the second embodiment will be described.
This embodiment differs from other embodiments in that the
図5は、第2の実施形態に係る風力発電システム1Aの構成の一例を示すブロック図である。図5に示すように、制御装置60Aは、応答時間推定部69を備える。
応答時間推定部69は、応答時間を推定する。応答時間は、風力発電機本体10に電力制御パラメータが設定された時刻から、発電機30により発電される回生電力が応答するまでの時刻である。回生電力が応答するとは、設定された電力制御パラメータに応じた電力値が出力されることである。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the wind power generation system 1A according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the
The response
応答時間推定部69は、風速情報と電力情報とを取得し、取得した風速情報の時系列変化と電力情報の時系列変化とを比較する。応答時間推定部69は、ある電力情報の時系列変化を示す時間区間に対し、その電力情報の時系列変化と変化の傾向が一致する、又は似ている風速情報が示される時間区間を抽出する。
The response
応答時間推定部69は、例えば、ある電力情報の時系列変化を示す時間区間と、その時間区間に所定の検索単位時間遡った時間区間における電力情報の時系列変化との類似度合を算出する。応答時間推定部69は、類似度合として、双方の時間区間の先頭の値から変化の方向を逐次比較する。変化の方向とは、例えば、値が増加しているか、又は減少しているかである。応答時間推定部69は、変化の方向が一致している場合に類似、一致していない場合に非類似とし、時間区間の全体における類似する値の総和を類似度合として算出する。
The response
応答時間推定部69は、電力情報の時間区間を所定の検索単位時間ずつ遡った風速情報の時間区間に対する類似度合をそれぞれ算出し、算出した類似度合が最も高い風速情報の時間区間との差分を応答時間として推定する。応答時間推定部69は、推定した応答時間を報酬算出部63に出力する。
The response
ここで、応答時間は、風車20の持つ慣性(イナーシャ)により発生する。また、応答時間は、風速の変化に応じた時間である。つまり、風速の変化に対して回転速度に一定でない遅れが発生する。このため、応答時間推定部69は、風速に応じた応答時間を推定する。すなわち、応答時間推定部69は、風速が変化する度に応答時間を推定する処理を行うことが望ましい。実際の風速は時々刻々と変化するため、応答時間推定部69は、電力情報を取得する度に、その取得した電力情報に応じた応答時間を推定するようにしてよい。
Here, the response time is generated by the inertia of the
報酬算出部63は、応答時間推定部69により推定された応答時間に応じて、報酬を算出する。報酬算出部63は、風速情報を取得した時点より、応答時間だけ時間が経過した後の電力情報に基づいて、報酬を算出する。報酬算出部63は、例えば、風速が加速した時刻において回生電力を増加させるような電力制御パラメータが設定された場合、その時刻から応答時間経過後に、実際に発電された回生電力が増加していた場合に、適切な制御が行われたとしてより高い報酬を算出する。逆に、報酬算出部63は、風速が加速した時刻において回生電力を増加させるような電力制御パラメータが設定された場合、その時刻から応答時間経過後に、実際に発電された回生電力が減少していた場合に、不適切な制御が行われたとしてより低い報酬を算出する。
The
図6は、第2の実施形態に係る応答時間推定部69が応答時間を推定する処理を説明する図である。図6の上側では回生電力と時間の関係を示し、図6の下側では風速と時間の関係を示している。
図6に示すように、応答時間推定部69がある時刻t2における電力情報P(t2)を取得した場合を例に説明する。まず、応答時間推定部69は、電力情報P(t2)を取得すると、時刻t2を含む時間区間T1における電力情報の時系列変化を取得する。次に、応答時間推定部69は、時間区間T1における電力情報の時系列変化と、時間区間T1から所定の検索単位時間αだけ遡った時間区間T2における風力発電の時系列変化との類似度合を算出する。次に、応答時間推定部69は、時間区間T1における電力情報の時系列変化と、時間区間T1から所定の検索単位時間2αだけ遡った時間区間T3における風力発電の時系列変化との類似度合を算出する。このように、応答時間推定部69は、順次、所定の検索単位時間αずつ遡った時間区間における風力発電の時系列変化との類似度合を算出し、算出した類似度合が最も大きい時間区間と、時間区間T1との差分を応答時間Dと推定する。この例では、時間区間T1における電力情報の時系列変化と、時間区間T1から時間2α遡った時間区間T3における風力情報の時系列変化の類似度合が最も大きくなる例を示している。この場合、応答時間推定部69は、時間区間T1と時間区間T3との差分D(=2α)を応答時間と推定する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a process in which the response
As shown in FIG. 6, a case where the response
<第3の実施形態>
ここでは、第3の実施形態について、説明する。本実施形態では、風速の変化の方向に応じて報酬条件が異なる点において、他の実施形態と相違する。以下では、上述した実施形態と異なる点を説明し、上述した実施形態と同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Third embodiment>
Here, the third embodiment will be described. This embodiment is different from other embodiments in that the reward conditions differ depending on the direction of change in wind speed. Hereinafter, the points different from those of the above-described embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to the configurations having the same or similar functions as those of the above-described embodiments, and the description thereof will be omitted.
図7は、第3の実施形態に係る報酬条件の例を示す図である。図7に示すように、本実施形態では、風速が増加している場合と減速している場合とで異なる報酬条件となる。
風速が増加している場合、報酬算出部63Bは、他の実施形態と同様に、風速に応じた基準電力と回生電力の電力量に応じて、回生電力の電力量がより大きい場合により高い報酬を算出する。
風速が減速している場合、報酬算出部63Bは、その風速が減速している時点における回生電力の電力量に応じて報酬を算出せず、その後に風速が加速した時点を考慮した回生電力の電力量に応じて報酬を算出する。
具体的には、報酬算出部63Bは、風速が減速している場合、その時点から風速が加速に変化した後、所定時間が経過するまでの間の平均の風速に応じた基準電力を取得する。
また、報酬算出部63Bは、風速が減速している場合、その時点から風速が加速に変化した後、所定時間が経過するまでの間の回生電力の平均である平均電力量を取得する。
そして、報酬算出部63Bは、平均の風速に応じた基準電力と平均電力量とに基づいて、報酬を算出する。なお、報酬算出部63Bは、応答時間を考慮した風速情報や電力情報を用いて報酬を算出してもよいし、応答時間を考慮せずに報酬を算出してもよい。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the reward condition according to the third embodiment. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the reward conditions are different depending on whether the wind speed is increasing or decelerating.
When the wind speed is increasing, the reward calculation unit 63B, as in the other embodiment, receives a higher reward when the electric energy of the regenerative electric power is larger according to the electric energy of the reference power and the regenerative electric power according to the wind speed. Is calculated.
When the wind speed is decelerating, the reward calculation unit 63B does not calculate the reward according to the electric energy of the regenerative power at the time when the wind speed is decelerating, and the regenerative power considering the time when the wind speed accelerates thereafter. The reward is calculated according to the amount of electricity.
Specifically, when the wind speed is decelerating, the reward calculation unit 63B acquires the reference power according to the average wind speed from that time until the predetermined time elapses after the wind speed changes to acceleration. ..
Further, when the wind speed is decelerating, the reward calculation unit 63B acquires the average electric energy which is the average of the regenerative power from that time until the predetermined time elapses after the wind speed changes to acceleration.
Then, the reward calculation unit 63B calculates the reward based on the reference power and the average electric energy according to the average wind speed. The reward calculation unit 63B may calculate the reward by using the wind speed information or the electric power information in consideration of the response time, or may calculate the reward without considering the response time.
風力発電システム1においては、風速が減速する場合、風速に応じた最大の回生電力が得られる回転数で風車を回転させ続けると、発電負荷により風車の回転が失速してしまう場合がある。このため、風速が減速する場合には、風速の減速の度合い(単位時間あたりの風速の変化量)を考慮して、回生電力がなるべく維持されるように制御されることが望ましい。
しかしながら、風速が減速しているにも関わらず、その時点における回生電力の電力量に応じて、電力量が大きい場合に高い報酬を算出してしまうと、風車の回転が失速させてまで大きな電力量が得られるような制御がなされた場合にも高い報酬が算出されてしまうことになる。このような報酬が与えられた場合、強化学習部71に、誤った学習をさせてしまう。
この対策として、本実施形態の報酬算出部63Bは、風速が減速している場合、その時点から風速が加速に変化した後、所定時間が経過するまでの間の平均の風速に応じた基準電力を取得する。
なお、報酬算出部63Bは、例えば、今回取得した風速情報と前回取得した風速情報との差分を算出し、算出した差分が正である場合に風速が加速していると判定し、差分が負である場合に風速が減速していると判定する。この場合、報酬算出部63Bは、差分が0(ゼロ)である場合には、風速が加速していると判定してもよいし、風速が減速していると判定してもよい。
In the wind power generation system 1, when the wind speed is decelerated, if the wind turbine is continuously rotated at a rotation speed at which the maximum regenerative power corresponding to the wind speed can be obtained, the rotation of the wind turbine may stall due to the power generation load. Therefore, when the wind speed is decelerated, it is desirable to control the regenerative power so as to be maintained as much as possible in consideration of the degree of deceleration of the wind speed (the amount of change in the wind speed per unit time).
However, even though the wind speed is decelerating, if a high reward is calculated when the amount of power is large according to the amount of regenerative power at that time, the rotation of the wind turbine will stall and the amount of power will be large. Even if the control is performed so that the amount can be obtained, a high reward will be calculated. When such a reward is given, the
As a countermeasure, when the wind speed is decelerating, the reward calculation unit 63B of the present embodiment has a reference power according to the average wind speed from that point onward until the predetermined time elapses after the wind speed changes to acceleration. To get.
The reward calculation unit 63B calculates, for example, the difference between the wind speed information acquired this time and the wind speed information acquired last time, and if the calculated difference is positive, it is determined that the wind speed is accelerating, and the difference is negative. If, it is determined that the wind speed is decelerating. In this case, when the difference is 0 (zero), the reward calculation unit 63B may determine that the wind speed is accelerating or may determine that the wind speed is decelerating.
図8は、第3の実施形態に係る報酬算出部63Bが報酬を算出する処理を説明する図である。図8の上側では回生電力と時間の関係を示し、図8の下側では風速と時間の関係を示している。図8では、報酬算出部63Bが応答時間Dを考慮して報酬を算出する場合を例示している。 FIG. 8 is a diagram illustrating a process in which the reward calculation unit 63B according to the third embodiment calculates a reward. The upper part of FIG. 8 shows the relationship between the regenerative power and time, and the lower part of FIG. 8 shows the relationship between the wind speed and time. FIG. 8 illustrates a case where the reward calculation unit 63B calculates the reward in consideration of the response time D.
図8に示すように、報酬算出部63Bがある時刻t3における風速情報Vmを取得した場合を例に説明する。まず、報酬算出部63Bは、時刻t3における風速の変化の方向を算出する。この例では、時刻t3は風速が減速する減速区間Vgに含まれている場合を示している。
報酬算出部63Bは、時刻t3における風速が減速している場合、その時刻t3から風速が加速に変化した時刻t4の後、所定時間T4が経過するまでの時間区間Vaveの間の平均の風速、つまり風速情報Vm~Vm#までの平均の風速に応じた基準電力を取得する。なお、報酬算出部63Bは、所定時間T4を風車の特性に応じて任意に決定してよい。
As shown in FIG. 8, a case where the reward calculation unit 63B acquires the wind speed information Vm at a certain time t3 will be described as an example. First, the reward calculation unit 63B calculates the direction of change in the wind speed at time t3. In this example, the time t3 shows the case where the time t3 is included in the deceleration section Vg at which the wind speed decelerates.
When the wind speed at time t3 is decelerating, the reward calculation unit 63B determines that the average wind speed during the time interval Wave from that time t3 until the predetermined time T4 elapses after the time t4 when the wind speed changes to acceleration. That is, the reference power corresponding to the average wind speed from the wind speed information Vm to Vm # is acquired. The reward calculation unit 63B may arbitrarily determine the predetermined time T4 according to the characteristics of the wind turbine.
また、報酬算出部63Bは、時間区間Vaveに対応する時間区間Paveにおける回生電力の平均である平均電力量、つまり電力情報Pm~Pm#までの平均の電力量を取得する。なお、この例では、時間区間Vaveに対し、所定の応答時間Dだけ遅延させた区間が時間区間Paveに相当する場合を示している。
報酬算出部63Bは、時間区間Vaveにおける平均の風速に応じた基準電力に対し、時間区間Paveにおける平均の電力量が大きい程、より高い報酬を算出する。
Further, the reward calculation unit 63B acquires the average electric energy amount which is the average of the regenerated electric power in the time interval Pave corresponding to the time interval Wave, that is, the average electric energy from the electric power information Pm to Pm #. In this example, the case where the interval delayed by a predetermined response time D with respect to the time interval Wave corresponds to the time interval Pave is shown.
The reward calculation unit 63B calculates a higher reward as the average power amount in the time section Pave is larger than the reference power corresponding to the average wind speed in the time section Wave.
図9は、第3の実施形態に係る制御システム50Cの動作例を示すフローチャートである。
まず、状態検出部62は、状態パラメータを取得する(ステップS21)。具体的には、状態検出部62は、電力情報、風速情報、及び回転情報を取得する。状態検出部62は、検出した状態パラメータを報酬算出部63Bに出力する。
FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the control system 50C according to the third embodiment.
First, the
次に、報酬算出部63Bは、報酬を算出する。
報酬算出部63Bは、風速が加速であるか否かを判定する(ステップS22)。報酬算出部63Bは、風速が加速である場合、風速に対応する回生電力を取得する(ステップS23)。報酬算出部63Bは、風速の基準電力と回生電力とに応じた報酬を算出する(ステップS24)。具体的には、報酬算出部63Bは、回生電力が基準電力に比べて大きい程、より高い報酬を算出する。
Next, the reward calculation unit 63B calculates the reward.
The reward calculation unit 63B determines whether or not the wind speed is accelerating (step S22). When the wind speed is accelerating, the reward calculation unit 63B acquires the regenerative power corresponding to the wind speed (step S23). The reward calculation unit 63B calculates a reward according to the reference power of the wind speed and the regenerative power (step S24). Specifically, the reward calculation unit 63B calculates a higher reward as the regenerative power is larger than the reference power.
一方、ステップS22において、風速が加速ではなく減速である場合、報酬算出部63Bは、その後風速が加速に変化した後、所定時間経過するまでの間における風速の平均値を取得する(ステップS25)。報酬算出部63Bは、風速の平均値を算出した時間区間に対応する時間区間における回生電力の電力量の平均算出する(ステップS26)。報酬算出部63Bは、風速の平均値に応じた基準電力と回生電力の平均値とに応じた報酬を算出する(ステップS27)。 On the other hand, in step S22, when the wind speed is deceleration instead of acceleration, the reward calculation unit 63B acquires the average value of the wind speed until a predetermined time elapses after the wind speed changes to acceleration (step S25). .. The reward calculation unit 63B calculates the average electric energy of the regenerated electric power in the time interval corresponding to the time interval in which the average value of the wind speed is calculated (step S26). The reward calculation unit 63B calculates a reward according to the average value of the reference power and the regenerative power according to the average value of the wind speed (step S27).
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。
本実施形態では、制御装置60D(図10参照)が、学習済みモデルを用いて風車20の回転数を制御する点において、上述した実施形態と相違する。
図10は、第4の実施形態の変形例に係る風力発電システム1Dの概略構成の一例を示すブロック図である。図10に示すように、制御装置60Dは、学習済みモデル記憶部65と、決定部66と、制御部67とを備える。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.
In the present embodiment, the
FIG. 10 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the wind power generation system 1D according to the modified example of the fourth embodiment. As shown in FIG. 10, the
学習済みモデル記憶部65は、学習済みモデルを記憶する。学習済みモデルは、制御対象である風力発電機本体10の状態と、風力発電機本体10に対する制御との関係を示す情報(関係情報)が格納されたデータベース(学習済みモデル)である。学習済みモデルは、風力発電機本体10の状態に応じて、その状態に対応する風力発電機本体10を制御する指標を示すパラメータ(以下、制御指標パラメータという)を推定するモデルである。
The trained
ここで、制御指標パラメータは、風力発電機本体10を制御する指標となる情報であって、制御パラメータそのものであってもよいし、制御パラメータを導出するために用いられる情報であってもよい。
Here, the control index parameter is information that is an index for controlling the wind power generator
例えば、制御指標パラメータが回生電力を制御する指標となる情報である場合、制御指標パラメータは、電力制御パラメータそのものであってもよいし、回生電力の目標値を示すものであってもよいし、回生電力を増加させる、又は減少させるというような回生電力の制御を相対的に示すものであってもよい。 For example, when the control index parameter is information that is an index for controlling the regenerative power, the control index parameter may be the power control parameter itself, or may indicate a target value of the regenerative power. It may relatively indicate the control of the regenerative power such as increasing or decreasing the regenerative power.
学習済みモデルは、例えば、上述した実施形態において強化学習部71により学習が実施されることにより作成された学習済みモデルであってもよいし、他の風車であって、風車20と似た構造を有し、風車20が設置された地域と似たような地域に設けられた風車における風力発電システムの状態と制御との関係を学習した学習済みモデルであってもよい。
The trained model may be, for example, a trained model created by learning by the
決定部66は、取得した制御指標パラメータに基づいて、風力発電機本体10に対する制御に関する制御情報を決定する。ここでの制御情報は、制御指標パラメータに応じて決定される制御を示す情報であり、例えば回生電力に関する電力情報の指令値である。つまり、決定部66は、電力指標パラメータに基づいて電力情報の指令値を決定する。決定部66は、決定した電力情報の指令値を、制御部67に出力する。
The
ここでの、電力情報には、例えば、回生電力を増加させるか、或いは減少させるかといった回生電力の変化を示す情報の他、段階的に変化させるか、即時変化させるかといった回生電力を変化させる度合を示す情報も含まれる。 Here, the electric power information includes, for example, information indicating a change in the regenerative power such as whether to increase or decrease the regenerative power, and also to change the regenerative power such as whether to change it stepwise or immediately. Information indicating the degree is also included.
制御部67は、決定部66により決定された制御情報に基づいて、風力発電機本体10を制御する制御パラメータを決定する。制御部67は、例えば、決定部66により決定された電力情報に基づいて、回生電力が指令値に近づくよう、回生電力を制御する電力制御パラメータを決定する。制御部67は、決定した制御パラメータを、パラメータ取得部61を介して風力発電機本体10に出力する。
The
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について説明する。
本実施形態では、制御装置60Eが学習済みモデルを用いて出力した制御指標パラメータ(以下、単にパラメータという)と、学習装置70が出力したパラメータとのいずれかを用いて、風車20の回転数を制御する点において、上述した実施形態と相違する。
図11は、第5の実施形態の変形例に係る風力発電システム1Eの概略構成の一例を示すブロック図である。図11に示すように、制御装置60Eは、選択部68を備える。
(Fifth Embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described.
In the present embodiment, the rotation speed of the
FIG. 11 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the wind power generation system 1E according to the modified example of the fifth embodiment. As shown in FIG. 11, the
選択部68は、学習済みモデル記憶部65に記憶される学習済みモデルから出力されるパラメータと、学習装置70により出力されるパラメータとの何れか一方を決定部66に出力する。選択部68は、何れの一方を選択するかを、予め定められたフェーズに従って決定するようにしてよい。選択部68は、例えば、風車20の回転数の制御を学習装置70に学習させる学習フェーズにおいては、学習装置70により出力されるパラメータを選択する。一方、選択部68は、風車20の回転数の制御を学習済みの学習モデルが学習済みモデル記憶部65に記憶され、学習済みモデルを用いて風車20の回転数の制御する制御フェーズにおいては、学習済みモデル記憶部65に記憶される学習済みモデルから出力されるパラメータを選択する。
The
また、上述した少なくとも一つの実施形態では、強化学習部71が学習した内容を、学習済みモデル記憶部65やその他の図示しない記憶部に記憶させておき、記憶させた内容に基づいて、更に学習を進めるようにしてよい。これにより、風車20に共通するある程度の基本的な制御について学習したモデルを、風車20が設けられた地域の風況や、季節の風況、昼夜の時間帯による風況の相違や、天候等の状態に応じた制御を行うことが可能となる。
Further, in at least one embodiment described above, the content learned by the
以上説明したように、第5の実施形態の制御システム50Eは、風力発電システム1により発電された回生電力を制御する制御システムであって、風力発電システム1の風車20の設置場所における風速を示す風速情報、風車20の回転に関する回転情報、風力発電システム1により発電される回生電力に関する電力情報、及び、風速と回生電力との関係情報と風速に対する電力情報に応じた報酬とに基づいて、風速と回生電力との対応情報を学習する強化学習部71と、風速と回生電力との対応情報を記憶する学習済みモデル記憶部65と、回生電力を制御する電力制御パラメータを風力発電システム1に設定した場合における回転情報、電力情報、及び風速情報を検出する状態検出部62と、状態検出部62により検出された回転情報と風速情報、及び対応情報に基づいて、電力情報の指令値を決定する決定部66と、決定部66により決定された指令値に基づいて、回生電力を制御する制御部67とを備える。これにより、第5の実施形態の制御システム50Eは、強化学習部71に風速に対する電力情報に応じた報酬に基づいて学習させることができ、風速と回生電力の関係に応じて適切な制御を行うことができる。
As described above, the control system 50E of the fifth embodiment is a control system that controls the regenerated power generated by the wind power generation system 1, and indicates the wind speed at the installation location of the
また、第1の実施形態の制御システム50は、状態検出部62により検出された風速情報、及び電力情報に基づいて、報酬を算出する報酬算出部63を更に備える。これにより、第1の実施形態の制御システム50は、状態検出部62により検出された風速と回生電力を用いての関係に応じてより適切な制御を行うことができる。
Further, the
また、第1の実施形態の制御システム50では、報酬算出部63は、風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上であるか否かに基づいて、異なる報酬条件を用いて前記報酬を算出する。これにより、第1の実施形態の制御システム50は、強風時に通常時と同じ報酬条件で報酬を算出すると風車の安全性が確保され難くなる場合がある等誤った学習をさせてしまう可能性がある場合には、通常時と強風時とで報酬条件を変更することができるため、より適切な制御を行うことができる。
Further, in the
また、第1の実施形態の制御システム50では、報酬算出部63は、風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合、回転情報に示される風車20の回転数が所定の回転閾値以上である場合に第1レベルの報酬を算出し、回転数が所定の回転閾値未満である場合に第1レベルより低い第2レベルの報酬を算出する。これにより、第1の実施形態の制御システム50は、通常時には、発電量の大きくなるように制御された場合に、より高い報酬を算出することができ、より適切な制御を行うことができる。
Further, in the
また、第1の実施形態の制御システム50では、報酬算出部63は、風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合、回転情報に示される風車20の回転数が所定の回転閾値以上である場合に第3レベルの報酬を算出し、回転数が所定の回転閾値未満である場合、第3レベルより高い第4レベルの報酬を算出する。これにより、第1の実施形態の制御システム50は、強風時には、回転数を抑えて安全に制御された場合に、より高い報酬を算出することができ、より適切な制御を行うことができる。
Further, in the
また、第1の実施形態の制御システム50では、報酬算出部63は、電力情報が検出された時点より過去に取得された風速情報に基づいて、報酬を算出するようにしてもよい。これにより、第1の実施形態の制御システム50は、電力制御パラメータが設定されてから、実際に電力が設定された値となるまでに所定の応答時間がかかる場合があっても、過去の風速に応じて報酬を算出することができるため、より適切な制御を行うことができる。
Further, in the
また、第1の実施形態の学習装置70は、風力発電システム1の風車20の設置場所における風速を示す風速情報、風車20の回転に関する回転情報、風力発電システム1により発電される回生電力に関する電力情報、及び、風速と回生電力との関係情報と風速に対する電力情報に応じた報酬とに基づいて、風速と回生電力との対応情報を学習する強化学習部71を備える。このため、第1の実施形態の学習装置70は、風速に応じた電力に基づく報酬を手掛かりとして回生電力をどの様に制御すべきかを学習することが可能となるため、より適切な制御を行うことができる。
Further, the
また、第1の実施形態の制御装置60は、風力発電システム1の風車20の設置場所における風速を示す風速情報、風車20の回転に関する回転情報、風力発電システム1により発電される回生電力に関する電力情報、及び、風速と回生電力との関係情報と風速に対する電力情報に応じた報酬とに基づいて、風速と回生電力との対応情報を学習する強化学習部71と、回生電力を制御する電力制御パラメータを風力発電システム1に設定した場合における回転情報、電力情報、及び風速情報を検出する状態検出部62と、状態検出部62により検出された回転情報と風速情報、及び対応情報に基づいて、電力情報の指令値を決定する決定部66と、決定部66により決定された指令値に基づいて、回生電力を制御する制御部67とを備える。これにより、第1の実施形態の制御装置60は、風速に対する電力情報に応じた報酬に基づいて学習する強化学習部71により出力された電力制御パラメータを用いて回生電力を制御することができるため、より適切な制御を行うことができる。
Further, the
また、第4の実施形態の制御装置60は、回生電力を制御する電力制御パラメータを風力発電システム1に設定した場合における回転情報、電力情報、及び風速情報を検出する状態検出部62と、状態検出部62により検出された回転情報と風速情報、及び対応情報(例えば、学習済みモデル記憶部65に記憶された風速と回生電力との対応情報)に基づいて、電力情報の指令値を決定する決定部66と、決定部66により決定された指令値に基づいて、回生電力を制御する制御部67とを備える。これにより、第4の実施形態の制御装置60は、対応情報に基づく電力制御パラメータに応じた制御を行うことができ、より適切な制御を行うことが可能となる。
Further, the
以上説明したように、第5の実施形態の制御システム50Eは、風力発電システム1により発電された回生電力を制御する制御システムであって、風力発電システム1の風車20の設置場所における風速を示す風速情報、風車20の回転に関する回転情報、風力発電システム1により発電される回生電力に関する電力情報、及び、風速と回生電力との関係情報と風速に対する回生電力の制御における応答時間が経過した後の電力情報に応じた報酬とに基づいて、風速と回生電力との対応情報を学習する強化学習部71と、風速と回生電力との対応情報を記憶する学習済みモデル記憶部65と、回生電力を制御する電力制御パラメータを風力発電システム1に設定した場合における回転情報、電力情報、及び風速情報を検出する状態検出部62と、状態検出部62により検出された回転情報と風速情報、及び対応情報に基づいて、電力情報の指令値を決定する決定部66と、決定部66により決定された指令値に基づいて、回生電力を制御する制御部67とを備える。これにより、第5の実施形態の制御システム50Eは、強化学習部71に風速に対する応答時間を考慮した電力情報に応じた報酬に基づいて学習させることができ、応答時間に応じて制御を行うことができる。
As described above, the control system 50E of the fifth embodiment is a control system that controls the regenerated power generated by the wind power generation system 1, and indicates the wind speed at the installation location of the
また、第2の実施形態の制御システム50Aは、風速情報の時系列変化、及び電力情報の時系列変化に基づいて、応答時間を推定する応答時間推定部69を更に備え、報酬算出部63Aは、応答時間推定部69により推定された応答時間、状態検出部62により検出された風速情報、及び電力情報に基づいて、風速情報が検出された時点より応答時間が経過した後の電力情報に応じた報酬を算出する。これにより、第2の実施形態の制御システム50Aは、応答時間推定部69により風速情報と電力情報との双方の時系列変化に基づいて答時間が推定されるため、風速の変化の状況により応答時間が変化する場合であっても、その時々の時系列変化に応じた応答時間を推定することができ、より適切な応答時間に応じて制御を行うことができる。
Further, the control system 50A of the second embodiment further includes a response
また、第3の実施形態の制御システム50Bでは、報酬算出部63Bは、風速情報に示される風速が加速する加速区間にあるか否かに基づいて、異なった報酬条件を用いて報酬を算出する。これにより、第3の実施形態の制御システム50Bは、減速時に加速時と同じ報酬条件で報酬を算出するとトータルの回生電力の電力量がしてしまう場合であっても、加速時と減速時とで報酬条件を変更することができるため、より適切な制御を行うことができる。 Further, in the control system 50B of the third embodiment, the reward calculation unit 63B calculates the reward using different reward conditions based on whether or not the wind speed shown in the wind speed information is in the acceleration section where the wind speed accelerates. .. As a result, the control system 50B of the third embodiment can be used for acceleration and deceleration even when the total regenerative power amount is calculated when the reward is calculated under the same reward conditions as for acceleration during deceleration. Since the reward conditions can be changed with, more appropriate control can be performed.
また、第3の実施形態の制御システム50Bでは、報酬算出部63Bでは、風速情報に示される風速が加速する加速区間にある場合、風速に応じた基準電力値と電力情報に示される電力値との差分に応じた報酬を算出する。これにより、第3の実施形態の制御システム50Bは、加速時において風車20が失速する可能性がほとんどない場合に発電力を大きくするような制御を学習させることができ、より適切な制御を行うことができる。
Further, in the control system 50B of the third embodiment, in the reward calculation unit 63B, when the wind speed shown in the wind speed information is in the acceleration section where the wind speed accelerates, the reference power value according to the wind speed and the power value shown in the power information are used. Calculate the reward according to the difference between. Thereby, the control system 50B of the third embodiment can learn the control to increase the power generation when there is almost no possibility that the
また、第3の実施形態の制御システム50Bでは、報酬算出部63Bは、風速情報に示される風速が減速する減速区間にある場合、風速が加速に変化した後の風速情報を含む風速に対応する電力情報に示される電力値に応じた報酬を算出する。これにより、第3の実施形態の制御システム50Bは、減速時において、回生電力を大きくさせた場合に風車20が失速する可能性がある場合に、発電力を大きくすることなく、風速が加速に転じた後に回生電力を増やすことでトータルの発電量を大きくするような制御を学習させることができ、より適切な制御を行うことができる。
Further, in the control system 50B of the third embodiment, the reward calculation unit 63B corresponds to the wind speed including the wind speed information after the wind speed changes to acceleration when the wind speed is in the deceleration section in which the wind speed is decelerated. Calculate the reward according to the power value shown in the power information. As a result, the control system 50B of the third embodiment accelerates the wind speed without increasing the power generation when the
また、第3の実施形態の制御システム50Bでは、報酬算出部63Bは、風速情報に示される風速が減速する減速区間にある場合、風速から所定時間経過するまでの風速の平均値と、風速から所定時間経過するまでの風速情報に対応する電力情報に示される電力値における平均値に応じた報酬を算出する。これにより、第3の実施形態の制御システム50Bは、減速時において、回生電力を大きくさせた場合に風車20が失速する可能性がある場合には発電力を大きくすることなく、その後に回生電力を増やすことでトータルの発電量を大きくするような制御を学習させることができ、より適切な制御を行うことができる。
Further, in the control system 50B of the third embodiment, when the reward calculation unit 63B is in the deceleration section in which the wind speed shown in the wind speed information decelerates, the average value of the wind speed from the wind speed to the elapse of a predetermined time and the wind speed are used. The reward according to the average value in the power value shown in the power information corresponding to the wind speed information until the predetermined time elapses is calculated. As a result, the control system 50B of the third embodiment does not increase the power generation when the
また、第2の実施形態の学習装置70は、風力発電システム1の風車20の設置場所における風速を示す風速情報、風車20の回転に関する回転情報、風力発電システム1により発電される回生電力に関する電力情報、及び、風速と回生電力との関係情報と風速に対する前記回生電力の制御における応答時間経過後の前記電力情報に応じた報酬とに基づいて、風速と回生電力との対応情報を学習する強化学習部71を備える。このため、第1の実施形態の学習装置70は、風速に応じた電力に基づく報酬を手掛かりとして回生電力をどの様に制御すべきかを学習することが可能となるため、より適切な制御を行うことができる。
Further, the
また、第2の実施形態の制御装置60Aは、風力発電システム1の風車20の設置場所における風速を示す風速情報、風車20の回転に関する回転情報、風力発電システム1により発電される回生電力に関する電力情報、及び、風速と回生電力との関係情報と風速に対する前記回生電力の制御における応答時間経過後の前記電力情報に応じた報酬とに基づいて、風速と回生電力との対応情報を学習する強化学習部71と、回生電力を制御する電力制御パラメータを風力発電システム1に設定した場合における回転情報、電力情報、及び風速情報を検出する状態検出部62と、状態検出部62により検出された回転情報と風速情報、及び対応情報に基づいて、電力情報の指令値を決定する決定部66と、決定部66により決定された指令値に基づいて、回生電力を制御する制御部67とを備える。これにより、第1の実施形態の制御装置60は、風速に対する電力情報に応じた報酬に基づいて学習する強化学習部71により出力された電力制御パラメータを用いて回生電力を制御することができるため、より適切な制御を行うことができる。
Further, the
上述した実施形態における制御システム50、制御装置60、及び学習装置70の各々が行う処理の全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
All or part of the processing performed by each of the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention.
1 風力発電システム
10 風力発電機本体
20 風車
30 発電機
31 整流・昇圧部
32 電圧検出部
33 電流検出部
41 風速センサ
42 回転速度センサ
50 制御システム
60 制御装置
61 パラメータ取得部
62 状態検出部
63 報酬算出部
64 報酬出力部
65 学習済みモデル記憶部
66 決定部
67 制御部
68 選択部
69 応答時間推定部
70 学習装置
71 強化学習部
1 Wind
Claims (8)
前記風力発電システムの風車の設置場所における風速を示す風速情報、前記風車の回転に関する回転情報、前記風力発電システムにより発電される回生電力に関する電力情報、及び、前記風速と前記回生電力との関係情報と前記風速に対する前記電力情報に応じた報酬とに基づいて、前記風速と前記回生電力との対応情報を学習する学習部と、
前記風速と前記回生電力との対応情報を記憶する記憶部と、
前記回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合における前記回転情報、前記電力情報、及び前記風速情報を検出する状態検出部と、
前記状態検出部により検出された前記回転情報と前記風速情報、及び前記対応情報に基づいて、前記電力情報の指令値を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記指令値に基づいて、前記回生電力を制御する制御部と、
前記状態検出部により検出された前記風速情報、前記回転情報、及び前記電力情報に基づいて、前記報酬を算出する報酬算出部と
を備え、
前記報酬算出部は、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて前記報酬を算出し、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて前記報酬を算出する
ことを特徴とする制御システム。 It is a control system that controls the regenerative power generated by the wind power generation system.
Wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine of the wind power generation system, rotation information regarding the rotation of the wind turbine, power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system, and information on the relationship between the wind speed and the regenerative power. And a learning unit that learns correspondence information between the wind speed and the regenerated power based on the reward corresponding to the power information for the wind speed.
A storage unit that stores information on the correspondence between the wind speed and the regenerative power,
A state detection unit that detects the rotation information, the power information, and the wind speed information when the power control parameter for controlling the regenerative power is set in the wind power generation system.
A determination unit that determines a command value of the power information based on the rotation information, the wind speed information, and the corresponding information detected by the state detection unit.
A control unit that controls the regenerative power based on the command value determined by the determination unit, and
With the reward calculation unit that calculates the reward based on the wind speed information, the rotation information, and the power information detected by the state detection unit.
Equipped with
When the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value, the reward calculation unit calculates the reward according to the rotation speed of the wind turbine shown in the rotation information, and the wind speed shown in the wind speed information. Is less than a predetermined strong wind threshold, the reward is calculated according to the power information.
A control system characterized by that.
請求項1に記載の制御システム。 When the wind speed indicated in the wind speed information detected by the state detection unit is less than a predetermined strong wind threshold value, the reward calculation unit has previously combined the regenerative power indicated in the power information detected by the state detection unit with the regenerative power. Based on the stored reference power, the higher the regenerative power is, the higher the reward is calculated.
The control system according to claim 1 .
請求項1又は請求項2に記載の制御システム。 When the wind speed indicated in the wind speed information detected by the state detection unit is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value, the reward calculation unit has the number of rotations of the wind turbine indicated in the rotation information detected by the state detection unit. And the rotation threshold value stored in advance, the higher the rotation speed is calculated as the rotation speed is smaller than the rotation threshold value and the rotation speed is smaller than the rotation threshold value .
The control system according to claim 1 or 2 .
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の制御システム。 The reward calculation unit calculates the reward based on the wind speed information acquired by the state detection unit in the past from the time when the power information is detected by the state detection unit.
The control system according to any one of claims 1 to 3 .
を備え、
前記報酬は、前記回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合において検出された前記風速情報、前記回転情報、前記電力情報に基づいて算出され、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて算出され、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて算出される
学習装置。 Wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine of the wind power generation system, rotation information regarding the rotation of the wind turbine, power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system, and information on the relationship between the wind speed and the regenerative power. A learning unit for learning the correspondence information between the wind speed and the regenerated power based on the reward corresponding to the power information for the wind speed is provided .
The reward is calculated based on the wind speed information, the rotation information, and the power information detected when the power control parameter for controlling the regenerative power is set in the wind power generation system, and the wind speed shown in the wind speed information. Is calculated according to the rotation speed of the wind turbine shown in the rotation information when is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold, and is calculated according to the power information when the wind speed indicated in the wind speed information is less than the predetermined strong wind threshold. Calculated
Learning device.
前記回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合における前記回転情報、前記電力情報、及び前記風速情報を検出する状態検出部と、
前記状態検出部により検出された前記回転情報と前記風速情報、及び前記対応情報に基づいて、前記電力情報の指令値を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記指令値に基づいて、前記回生電力を制御する制御部と、
前記状態検出部により検出された前記風速情報、前記回転情報、及び前記電力情報に基づいて、前記報酬を算出する報酬算出部と
を備え、
前記報酬算出部は、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて前記報酬を算出し、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて前記報酬を算出する
制御装置。 Wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine of the wind power generation system, rotation information regarding the rotation of the wind turbine, power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system, and information on the relationship between the wind speed and the regenerative power. A learning unit that learns correspondence information between the wind speed and the regenerated power based on the reward corresponding to the power information for the wind speed.
A state detection unit that detects the rotation information, the power information, and the wind speed information when the power control parameter for controlling the regenerative power is set in the wind power generation system.
A determination unit that determines a command value of the power information based on the rotation information, the wind speed information, and the corresponding information detected by the state detection unit.
A control unit that controls the regenerative power based on the command value determined by the determination unit, and
With the reward calculation unit that calculates the reward based on the wind speed information, the rotation information, and the power information detected by the state detection unit.
Equipped with
When the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value, the reward calculation unit calculates the reward according to the rotation speed of the wind turbine shown in the rotation information, and the wind speed shown in the wind speed information. Is less than a predetermined strong wind threshold, the reward is calculated according to the power information.
Control device.
前記状態検出部により検出された前記回転情報と前記風速情報、及び前記風速と前記回生電力との対応情報に基づいて、前記電力情報の指令値を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記指令値に基づいて、前記回生電力を制御する制御部と
を備え、
前記対応情報は、前記風速情報、前記回転情報、前記電力情報、及び、前記風速と前記回生電力との関係情報と前記風速に対する前記電力情報に応じた報酬とに基づいて学習された情報であり、
前記報酬は、前記状態検出部により検出された前記風速情報、前記回転情報、前記電力情報に基づいて算出され、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて算出され、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて算出される
制御装置。 Rotation information regarding the rotation of the wind turbine of the wind power generation system when the power control parameter for controlling the regenerative power generated by the wind power generation system is set in the wind power generation system, and power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system. , And a state detection unit that detects wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine.
A determination unit that determines a command value of the power information based on the rotation information and the wind speed information detected by the state detection unit, and the correspondence information between the wind speed and the regenerative power.
A control unit that controls the regenerative power based on the command value determined by the determination unit is provided .
The correspondence information is information learned based on the wind speed information, the rotation information, the power information, the relationship information between the wind speed and the regenerative power, and the reward corresponding to the power information for the wind speed. ,
The reward is calculated based on the wind speed information, the rotation information, and the power information detected by the state detection unit, and when the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value, the rotation information is used. It is calculated according to the rotation speed of the wind turbine shown, and is calculated according to the power information when the wind speed shown in the wind speed information is less than a predetermined strong wind threshold value.
Control device.
学習部が、前記風力発電システムの風車の設置場所における風速を示す風速情報、前記風車の回転に関する回転情報、前記風力発電システムにより発電される回生電力に関する電力情報、及び、前記風速と前記回生電力との関係情報と前記風速に対する前記電力情報に応じた報酬とに基づいて、前記風速と前記回生電力との対応情報を学習し、
記憶部に、前記風速と前記回生電力との対応情報を記憶させ、
状態検出部が、前記回生電力を制御する電力制御パラメータを前記風力発電システムに設定した場合における前記回転情報、前記電力情報、及び前記風速情報を検出し、
決定部が、前記状態検出部により検出された前記回転情報と前記風速情報、及び前記対応情報に基づいて、前記電力情報の指令値を決定し、
制御部が、前記決定部により決定された前記指令値に基づいて、前記回生電力を制御し、
報酬算出部が、前記状態検出部により検出された前記風速情報、前記回転情報、及び前記電力情報に基づいて、前記報酬を算出し、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値以上である場合に前記回転情報に示される前記風車の回転数に応じて前記報酬を算出し、前記風速情報に示される風速が所定の強風閾値未満である場合に前記電力情報に応じて前記報酬を算出する
制御方法。 It is a control method that controls the regenerative power generated by the wind power generation system.
The learning unit has wind speed information indicating the wind speed at the installation location of the wind turbine of the wind power generation system, rotation information regarding the rotation of the wind turbine, power information regarding the regenerative power generated by the wind power generation system, and the wind speed and the regenerative power. Based on the relationship information with the wind speed and the reward corresponding to the power information for the wind speed, the correspondence information between the wind speed and the regenerated power is learned.
The storage unit stores the correspondence information between the wind speed and the regenerative power .
The state detection unit detects the rotation information, the power information, and the wind speed information when the power control parameter for controlling the regenerative power is set in the wind power generation system.
The determination unit determines the command value of the power information based on the rotation information, the wind speed information, and the corresponding information detected by the state detection unit.
The control unit controls the regenerative power based on the command value determined by the determination unit.
The reward calculation unit calculates the reward based on the wind speed information, the rotation information, and the power information detected by the state detection unit, and the wind speed shown in the wind speed information is equal to or higher than a predetermined strong wind threshold value. In this case, the reward is calculated according to the rotation speed of the wind turbine shown in the rotation information, and the reward is calculated according to the power information when the wind speed shown in the wind speed information is less than a predetermined strong wind threshold . Control method.
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