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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-30
(45)【発行日】2024-10-08
(54)【発明の名称】発電システム及び発電制御装置
(51)【国際特許分類】
H02J 3/46 20060101AFI20241001BHJP
H02J 3/32 20060101ALI20241001BHJP
H02J 3/38 20060101ALI20241001BHJP
H02P 9/04 20060101ALI20241001BHJP
【ＦＩ】
H02J3/46
H02J3/32
H02J3/38 110
H02P9/04 A
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2023202694
(22)【出願日】2023-11-30
【審査請求日】2024-01-19
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和５年１１月２１日電気新聞 ２０２３年１１月２１日号 第１面 一般社団法人日本電気協会
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】391017849
【氏名又は名称】山梨県
(73)【特許権者】
【識別番号】511146037
【氏名又は名称】エクセルギー・パワー・システムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001520
【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】坂本 正樹
(72)【発明者】
【氏名】牧野 眞一
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 俊智
(72)【発明者】
【氏名】田村 徹也
(72)【発明者】
【氏名】田中 博樹
(72)【発明者】
【氏名】福水 隆夫
【審査官】新田 亮
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０８２６７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４９－０４７９３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－００２４５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０３４１９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】三輪 嘉彦 Yoshihiko Miwa，電力情報制御システムにおける高度化対応技術，日立評論 第７８巻 第２号 THE HITACHI HYORON，日立評論社 Hitachi Hyoronsha，第78巻，第57～62頁
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／４６
Ｈ０２Ｊ ３／３２
Ｈ０２Ｊ ３／３８
Ｈ０２Ｐ ９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水力発電機と前記水力発電機に供給する水を貯える貯水槽とを有し、前記水力発電機から電力網に電力を供給可能な複数の水力発電所と、前記電力網から充電可能であり、充電されている電力を前記電力網に放電可能な電力蓄電装置と、
前記水力発電機及び前記電力蓄電装置を制御する発電制御装置と、を備え、
前記複数の水力発電所は、１つの水の流路を形成するように直列に設けられ、
前記貯水槽には、前記流路の上流側から水が供給され、
前記貯水槽から前記水力発電機に供給された水は、前記水力発電機から前記流路の下流側に排出され、
前記発電制御装置は、
前記貯水槽の水位を維持するように制御し、
前記電力網の電力が不足すると、
前記電力網に電力を放電するように前記電力蓄電装置を制御する放電制御を実行し、前記電力蓄電装置から前記電力網に電力が放電されている期間に、発電電力を増加させるように前記複数の水力発電所のうち少なくとも１つの水力発電所の水力発電機を制御する増電制御を開始し、
前記貯水槽の水位を維持することより優先して前記貯水槽から前記水力発電機に供給される水の流量を増加させることによって、前記増電制御を実行し、
前記電力網の電力が不足したことにより前記放電制御を実行している状態では、
前記複数の水力発電所のうち前記流路の最も下流の最下流水力発電所の前記水力発電機に対しては、前記電力蓄電装置の充電率が閾値以下となった場合に前記増電制御を開始し、
前記複数の水力発電所のうち前記最下流水力発電所を除く水力発電所の前記水力発電機に対しては、前記流路の下流側の水力発電所の前記貯水槽の水位が所定値以下となった場合に前記増電制御を開始することを特徴とする発電システム。
【請求項2】
水力発電機と前記水力発電機に供給する水を貯える貯水槽とを有し、前記水力発電機から電力網に電力を供給可能な複数の水力発電所と、前記電力網から充電可能であり、充電されている電力を前記電力網に放電可能な電力蓄電装置と、を制御する発電制御装置であって、
前記複数の水力発電所は、１つの水の流路を形成するように直列に設けられ、
前記貯水槽には、前記流路の上流側から水が供給され、
前記貯水槽から前記水力発電機に供給された水は、前記水力発電機から前記流路の下流側に排出され、
前記発電制御装置は、
前記貯水槽の水位を維持するように制御し、
前記電力網の電力が不足すると、
前記電力網に電力を放電するように前記電力蓄電装置を制御する放電制御を実行し、前記電力蓄電装置から前記電力網に電力が放電されている期間に、発電電力を増加させるように前記複数の水力発電所のうち少なくとも１つの水力発電所の水力発電機を制御する増電制御を開始し、
前記貯水槽の水位を維持することより優先して前記貯水槽から前記水力発電機に供給される水の流量を増加させることによって、前記増電制御を実行し、
前記電力網の電力が不足したことにより前記放電制御を実行している状態では、
前記複数の水力発電所のうち前記流路の最も下流の最下流水力発電所の前記水力発電機に対しては、前記電力蓄電装置の充電率が閾値以下となった場合に前記増電制御を開始し、
前記複数の水力発電所のうち前記最下流水力発電所を除く水力発電所の前記水力発電機に対しては、前記流路の下流側の水力発電所の前記貯水槽の水位が所定値以下となった場合に前記増電制御を開始することを特徴とする発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発電システム及び発電制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、再生可能エネルギー発電機と、蓄電池と、再生可能エネルギー発電可能値を予測する再生可能エネルギー発電予測部と、電力取引情報を受信する電力取引情報受信部と、再生可能エネルギー発電予測部が予測する再生可能エネルギー発電予測量と電力取引情報から電力取引発電と再生可能エネルギー発電と蓄電池充放電の指令値を算出する蓄電池制御算出部と、電力取引発電と再生可能エネルギー発電に従って電力を分配する電力変換器からなる発電システムが特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－１４０８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した従来の発電システムは、再生可能エネルギー発電機として水力発電機を適用した場合には、発電する電力を瞬時に増加させることができなくなるため、時間内変動（極短周期成分）および電源脱落等に対応する調整力として応動時間が１０秒以内、かつ、継続時間は５分以上の一次調整力として機能できないといった課題があった。
【0005】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、水力発電機を一次調整力として機能させることができる発電システム及び発電制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る発電システムは、水力発電機と前記水力発電機に供給する水を貯える貯水槽とを有し、前記水力発電機から電力網に電力を供給可能な複数の水力発電所と、前記電力網から充電可能であり、充電されている電力を前記電力網に放電可能な電力蓄電装置と、前記水力発電機及び前記電力蓄電装置を制御する発電制御装置と、を備え、前記複数の水力発電所は、１つの水の流路を形成するように直列に設けられ、前記貯水槽には、前記流路の上流側から水が供給され、前記貯水槽から前記水力発電機に供給された水は、前記水力発電機から前記流路の下流側に排出され、前記発電制御装置は、前記貯水槽の水位を維持するように制御し、前記電力網の電力が不足すると、前記電力網に電力を放電するように前記電力蓄電装置を制御する放電制御を実行し、前記電力蓄電装置から前記電力網に電力が放電されている期間に、発電電力を増加させるように前記複数の水力発電所のうち少なくとも１つの水力発電所の水力発電機を制御する増電制御を開始し、前記貯水槽の水位を維持することより優先して前記貯水槽から前記水力発電機に供給される水の流量を増加させることによって、前記増電制御を実行し、前記電力網の電力が不足したことにより前記放電制御を実行している状態では、前記複数の水力発電所のうち前記流路の最も下流の最下流水力発電所の前記水力発電機に対しては、前記電力蓄電装置の充電率が閾値以下となった場合に前記増電制御を開始し、前記複数の水力発電所のうち前記最下流水力発電所を除く水力発電所の前記水力発電機に対しては、前記流路の下流側の水力発電所の前記貯水槽の水位が所定値以下となった場合に前記増電制御を開始する構成を有している。
【発明の効果】
【0007】
本発明は、水力発電機を一次調整力として機能させることができる発電システム及び発電制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0010】
［第１の実施の形態］
図１に示すように、発電システム１は、複数の水力発電所２ａ～２ｃと、アルカリ蓄電池３と、発電制御装置４とを含んで構成される。なお、図１には、３つの水力発電所２ａ～２ｃが示されているが、本発明に係る発電システムが有する水力発電所の数を限定するものではない。
図１に示すように、発電システム１は、複数の水力発電所２ａ～２ｃと、アルカリ蓄電池３と、発電制御装置４とを含んで構成される。なお、図１には、３つの水力発電所２ａ～２ｃが示されているが、本発明に係る発電システムが有する水力発電所の数を限定するものではない。
【0011】
各水力発電所２ａ～２ｃは、発電した電力を電力網５に供給可能に設けられている。アルカリ蓄電池３は、電力蓄電装置を構成し、例えば、ニッケル水素電池よりなる。アルカリ蓄電池３は、電力網５から充電可能、かつ、充電されている電力を電力網５に放電可能に設けられている。
【0012】
各水力発電所２ａ～２ｃは、貯水ダムを持たない流れ込み式の発電所によって構成されている。水力発電所２ａ～２ｃは、１つの水の流路６を形成するように直列に設けられている。図１において、河川７から取水堰８を経由して流入した水は、水力発電所２ａ、水力発電所２ｂ、水力発電所２ｃを順次経由して、河川７に戻る。
【0013】
図２に示すように、各水力発電所２ａ～２ｃ（以下、総称して「水力発電所２」ともいう）は、貯水槽１０と、水力発電機１１とを有する。貯水槽１０には、流路６の上流側から水が供給される。貯水槽１０は、水力発電機１１に供給する水を貯える。
【0014】
貯水槽１０は、流路６から供給された水から泥などの不純物を除去する沈殿槽、流路６から供給された水の水圧を安定させる上水槽、上水槽と同一の水面で運用される導水路、または、その他の水を貯める槽もしくは池によって構成される。貯水槽１０には、貯水槽１０に貯えられた水の水位を検出する水位計２１が設けられている。
【0015】
水力発電機１１は、水車２２と、発電機２３とを有する。水車２２は、貯水槽１０から供給される水の流量に応じた回転力を生成する。発電機２３は、水車２２によって生成された回転力を電力に変換する。貯水槽１０から水力発電機１１に供給された水は、水力発電機１１から流路６の下流側に排出される。
【0016】
本実施の形態において、水車２２は、フランシス水車によって構成される。水車２２は、ガイドベーン３１と、アクチュエータ３２とを有する。アクチュエータ３２は、ガイドベーン３１を閉状態と開状態との間でガイドベーン３１の開度を調整する。
【0017】
ガイドベーン３１が開状態の場合には、貯水槽１０から水車２２に供給される水の流量が最も多くなる。このため、水車２２によって生成される回転力が最大になり、発電機２３の発電電力が定格電力になる。
【0018】
ガイドベーン３１が閉状態の場合には、ガイドベーン３１が開状態の場合と比較して、貯水槽１０から水車２２に供給される水の流量が３％程度になる。これにより、発電機２３の発電電力は、発電可能な最小の電力にまで減少する。
【0019】
図３は、ガイドベーン３１の開度と水力発電機１１の出力電力との関係を示している。開度Ａは、開状態の開度に相当する。ガイドベーン３１の開度が開度Ａの場合、水力発電機１１から定格電力が出力される。
【0020】
開度Ｂは、貯水槽１０に供給される水の流量に応じた電力を水力発電機１１に発電させる通常発電時の開度に相当する。通常発電時において、ガイドベーン３１は、貯水槽１０の水位が一定（図５に示す「目標値１」に相当する）になるように発電制御装置４によって制御される。
【0021】
このため、ガイドベーン３１の開度が開度Ｂの場合、貯水槽１０に供給される水と同じ流量の水が水力発電機１１に供給される。したがって、ガイドベーン３１の開度が開度Ｂの場合、貯水槽１０に供給される水の流量に応じた通常発電電力が水力発電機１１から出力される。
【0022】
貯水槽１０に供給される水の流量は、河川７の流量に依存し、季節や降雨の影響を受ける。このため、開度Ｂは、一定値ではなく、貯水槽１０に供給される水の流量に応じて変動する。
【0023】
開度Ｃは、発電システム１が調整力を電力網５に供給する調整力供給時の開度に相当する。ガイドベーン３１の開度が開度Ｃの場合、貯水槽１０に供給される水に加えて、貯水槽１０に貯えられている水が水力発電機１１に供給される。
【0024】
したがって、ガイドベーン３１の開度が開度Ｃの場合、貯水槽１０に供給される水の流量よりも多い流量の水が水力発電機１１に供給される。このため、ガイドベーン３１の開度が開度Ｃの場合、貯水槽１０に供給される水の流量に応じた通常発電電力と、貯水槽１０に貯えられている水の減少量に応じた調整電力Ｐｍとが加算された調整力供給時電力が水力発電機１１から出力される。
【0025】
発電システム１は、アルカリ蓄電池３の放電電力と、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍとによって、調整力を電力網５に供給する。なお、通常発電電力と調整電力Ｐｍとの和が定格電力になると、開度Ｃは、開度Ａと等しくなる。
【0026】
開度Ｄは、貯水槽１０の水位を回復させる水位回復時の開度に相当する。開度Ｄは、閉状態の開度に相当する開度Ｅよりも大きく、かつ、開度Ｂよりも小さく定められている。ガイドベーン３１の開度が開度Ｄの場合、貯水槽１０に供給される水よりも少ない流量の水が水力発電機１１に供給される。
【0027】
したがって、通常発電時と水位回復時とにおいて貯水槽１０に供給される水の流量が同一であれば、ガイドベーン３１の開度が開度Ｄの場合、水位回復時には、通常発電電力よりも低い水位回復時電力が水力発電機１１から出力される。
【0028】
図１において、発電制御装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータ装置によって構成されている。
【0029】
このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数等とともに、当該コンピュータユニットを発電制御装置４として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、このコンピュータユニットは、本実施の形態における発電制御装置４として機能する。
【0030】
図４に示すように、発電制御装置４の入力ポートには、各水力発電所２ａ～２ｃの貯水槽１０に設けられた水位計２１（以下、それぞれ「水位計２１ａ」、「水位計２１ｂ」、「水位計２１ｃ」ともいう）と、アルカリ蓄電池３の充電率（State Of Charge、以下、「ＳＯＣ」ともいう）を検出するＳＯＣセンサ４１と、電力網５の電源周波数を検出する周波数センサ４２とを含む各種センサ類が直接又は通信回線を経由して接続されている。
【0031】
発電制御装置４の出力ポートには、各水力発電所２ａ～２ｃの水車２２に設けられたアクチュエータ３２（以下、それぞれ「アクチュエータ３２ａ」、「アクチュエータ３２ｂ」、「アクチュエータ３２ｃ」ともいう）と、アルカリ蓄電池３の電力網５側に設けられたインバータ４３とを含む各種制御対象類が直接又は通信回線を経由して接続されている。発電制御装置４は、入力ポートに接続された各種センサ類から得られる情報に基づき、出力ポートに接続された各種制御対象類を制御する。
【0032】
図５に示すように、発電制御装置４には、各水力発電所２ａ～２ｃの貯水槽１０の水位に対して目標値１～３が設定される。目標値１は、通常発電時の目標水位を表す。通常発電時において、発電制御装置４は、各水位計２１ａ～２１ｃによって検出された水位をフィードバック値として、各水力発電所２ａ～２ｃの貯水槽１０の水位が目標値１を維持するように、ガイドベーン３１の開度を制御する。
【0033】
目標値２は、通常発電時の下限水位を表す。したがって、目標値２は、目標値１以下であり、水位回復時における目標水位となる。目標値３は、調整時発電電力を水力発電機１１から出力させる調整力供給時の下限水位を表す。したがって、目標値３は、目標値２未満、かつ、水力発電機１１に供給する水に空気が混入するエア噛み防止用の下限値以上であり、調整力供給時における目標水位となる。
【0034】
【0035】
図６に示すように、発電制御装置４は、通常電池モードと、調整力出力モードと、ＳＯＣ回復モードとの３つの電池制御モードでアルカリ蓄電池３を制御する。平時において、発電制御装置４は、通常電池モードでアルカリ蓄電池３を制御する。
【0036】
＜通常電池モード＞
通常電池モードにおいて、アルカリ蓄電池３は、アルカリ蓄電池３が過充電にならない程度の所定充電率まで充電されている。通常電池モードにおいて、発電制御装置４は、アルカリ蓄電池３から電力網５に放電すること、及び、電力網５からアルカリ蓄電池３を充電することを禁止するようにインバータ４３を制御する。
通常電池モードにおいて、アルカリ蓄電池３は、アルカリ蓄電池３が過充電にならない程度の所定充電率まで充電されている。通常電池モードにおいて、発電制御装置４は、アルカリ蓄電池３から電力網５に放電すること、及び、電力網５からアルカリ蓄電池３を充電することを禁止するようにインバータ４３を制御する。
【0037】
通常電池モードにおいて、電力網５の電力が不足すると、発電制御装置４は、電池制御モードを調整力出力モードに移行させる。発電制御装置４は、周波数センサ４２によって検出された周波数が許容範囲外に低下した場合に、電力網５の電力が不足したと判断する。
【0038】
＜調整力出力モード＞
調整力出力モードにおいて、発電制御装置４は、発電システム１の調整力に相当する電力がアルカリ蓄電池３から電力網５に放電されるように、インバータ４３を制御する。このように、調整力出力モードにおいて、発電制御装置４は、電力網５に電力を放電するようにアルカリ蓄電池３を制御する放電制御を実行する。
調整力出力モードにおいて、発電制御装置４は、発電システム１の調整力に相当する電力がアルカリ蓄電池３から電力網５に放電されるように、インバータ４３を制御する。このように、調整力出力モードにおいて、発電制御装置４は、電力網５に電力を放電するようにアルカリ蓄電池３を制御する放電制御を実行する。
【0039】
調整力出力モードにおいて、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍの総和が発電システム１の調整力以上になった場合には、発電制御装置４は、電池制御モードをＳＯＣ回復モードに移行させる。
【0040】
＜ＳＯＣ回復モード＞
ＳＯＣ回復モードにおいて、発電制御装置４は、電力網５からアルカリ蓄電池３が充電されるように、インバータ４３を制御する。ＳＯＣ回復モードにおいて、ＳＯＣセンサ４１によって検出されたＳＯＣが所定充電率以上となった場合には、発電制御装置４は、電池制御モードを通常電池モードに移行させる。所定充電率は、発電システム１の調整力に相当する電力がアルカリ蓄電池３から一定時間（例えば、５分）以上にわたって電力網５に放電できる程度に設定されている。
ＳＯＣ回復モードにおいて、発電制御装置４は、電力網５からアルカリ蓄電池３が充電されるように、インバータ４３を制御する。ＳＯＣ回復モードにおいて、ＳＯＣセンサ４１によって検出されたＳＯＣが所定充電率以上となった場合には、発電制御装置４は、電池制御モードを通常電池モードに移行させる。所定充電率は、発電システム１の調整力に相当する電力がアルカリ蓄電池３から一定時間（例えば、５分）以上にわたって電力網５に放電できる程度に設定されている。
【0041】
なお、アルカリ蓄電池３は、自己放電によりＳＯＣが低下する場合があるため、通常電池モードにおいて、ＳＯＣセンサ４１によって検出されたＳＯＣが所定充電率よりも許容範囲を超えて低下した場合には、発電制御装置４は、電池制御モードをＳＯＣ回復モードに移行させる。
【0042】
図７に示すように、発電制御装置４は、通常水力モードと、調整水力モードと、水位回復モードとの３つの水力制御モードで各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１を個別に制御する。平時において、発電制御装置４は、通常水力モードで水力発電機１１を制御する。
【0043】
＜通常水力モード＞
通常水力モードにおいて、発電制御装置４は、水力発電機１１に設けられたガイドベーン３１の開度を通常発電時の開度Ｂ（図３参照）にするように、アクチュエータ３２を制御する。すなわち、通常水力モードにおいて、発電制御装置４は、貯水槽１０の水位が目標値１（図５参照）を維持するようにアクチュエータ３２を制御する。したがって、通常水力モードでは、通常発電電力が水力発電機１１から電力網５に供給される。
通常水力モードにおいて、発電制御装置４は、水力発電機１１に設けられたガイドベーン３１の開度を通常発電時の開度Ｂ（図３参照）にするように、アクチュエータ３２を制御する。すなわち、通常水力モードにおいて、発電制御装置４は、貯水槽１０の水位が目標値１（図５参照）を維持するようにアクチュエータ３２を制御する。したがって、通常水力モードでは、通常発電電力が水力発電機１１から電力網５に供給される。
【0044】
通常水力モードにおいて、電池制御モードが調整力出力モードであり、かつ、ＳＯＣセンサ４１によって検出されたＳＯＣが閾値ＴＨｃ以下となった場合には、発電制御装置４は、水力制御モードを調整水力モードに移行させる。閾値ＴＨｃは、アルカリ蓄電池３の放電電力が低下し始める充電率に設定されている。
【0045】
このように、本実施の形態における発電制御装置４は、同一の移行条件に基づいて、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを通常水力モードから調整水力モードに移行させる。すなわち、本実施の形態において、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードは、通常水力モードから調整水力モードに同時に移行する。
【0046】
＜調整水力モード＞
調整水力モードにおいて、発電制御装置４は、水力発電機１１に設けられたガイドベーン３１の開度を調整力供給時の開度Ｃ（図３参照）にするように、アクチュエータ３２を制御する。すなわち、調整水力モードにおいて、発電制御装置４は、貯水槽１０の水位が目標値３（図５参照）になるようにアクチュエータ３２を制御する。
調整水力モードにおいて、発電制御装置４は、水力発電機１１に設けられたガイドベーン３１の開度を調整力供給時の開度Ｃ（図３参照）にするように、アクチュエータ３２を制御する。すなわち、調整水力モードにおいて、発電制御装置４は、貯水槽１０の水位が目標値３（図５参照）になるようにアクチュエータ３２を制御する。
【0047】
したがって、調整水力モードでは、水力発電機１１に設けられたガイドベーン３１の開度が開度Ｃ（図３参照）になると、通常発電電力と調整電力Ｐｍとが加算された調整力供給時電力が水力発電機１１から電力網５に供給される。このように、調整水力モードでは、発電制御装置４は、通常発電電力から発電電力を増加させるように水力発電機１１を制御する増電制御を実行する。
【0048】
調整水力モードにおいて、水位計２１によって検出された水位が目標値３（図５参照）以下になった場合には、発電制御装置４は、水力制御モードを水位回復モードに移行させる。
【0049】
＜水位回復モード＞
水位回復モードにおいて、発電制御装置４は、水力発電機１１に設けられたガイドベーン３１の開度を水位回復時の開度Ｄ（図３参照）にするように、アクチュエータ３２を制御する。すなわち、水位回復モードにおいて、発電制御装置４は、貯水槽１０の水位が目標値２（図５参照）になるようにアクチュエータ３２を制御する。
水位回復モードにおいて、発電制御装置４は、水力発電機１１に設けられたガイドベーン３１の開度を水位回復時の開度Ｄ（図３参照）にするように、アクチュエータ３２を制御する。すなわち、水位回復モードにおいて、発電制御装置４は、貯水槽１０の水位が目標値２（図５参照）になるようにアクチュエータ３２を制御する。
【0050】
したがって、水位回復モードでは、水力発電機１１に設けられたガイドベーン３１の開度が開度Ｄ（図３参照）になると、水位回復時電力が水力発電機１１から電力網５に供給される。水位回復モードにおいて、水位計２１によって検出された水位が目標値２（図５参照）以上になった場合には、発電制御装置４は、水力制御モードを通常水力モードに移行させる。
【0051】
以上に説明した発電システム１によって出力される調整力について、図８を参照して説明する。図８は、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃと、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ（以下、「調整電力Ｐｍ１」、「調整電力Ｐｍ２」、「調整電力Ｐｍ３」ともいう）との推移を示している。
【0052】
時刻０において、発電制御装置４によって電力網５の電力が不足したと判断されると、電池制御モードが通常電池モードから調整力出力モードに移行することによって、発電制御装置４によって放電制御が実行される。
【0053】
したがって、時刻０において、アルカリ蓄電池３から電力網５に放電が開始され、時刻ｔ１（図中、０．１秒後）で、アルカリ蓄電池３から電力網５に発電システム１の調整力が電力網５に供給される。
【0054】
時刻ｔ２において、ＳＯＣセンサ４１によって検出されたＳＯＣが閾値ＴＨｃ以下となると、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードが通常水力モードから調整水力モードに移行する。
【0055】
このため、発電制御装置４によって各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１に対する増電制御が実行される。したがって、時刻ｔ２において、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｂから開度Ｃ（図３参照）になるように、各アクチュエータ３２ａ～３２ｃが制御され、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ１～Ｐｍ３が増加していく。
【0056】
時刻ｔ３（図中、６０秒後）において、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃ（図３参照）になると、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ１～Ｐｍ３の総和が発電システム１の調整力になり、電池制御モードが調整力出力モードからＳＯＣ回復モードに移行するため、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃが０となる。
【0057】
時刻ｔ４（図中、６分後）において、流路６の最も上流の水力発電所２ａの貯水槽１０に設けられた水位計２１ａによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行する。
【0058】
このため、水力発電所２ａの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃから開度Ｄ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ａが制御され、水力発電所２ａの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ１が減少していく。
【0059】
時刻ｔ５（図中、８分後）において、水力発電所２ａに対して流路６の下流側の水力発電所２ｂの貯水槽１０に設けられた水位計２１ｂによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行する。
【0060】
このため、水力発電所２ｂの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃから開度Ｄ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ｂが制御され、水力発電所２ｂの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ２が減少していく。
【0061】
時刻ｔ６（図中、１０分後）において、水力発電所２ｂに対して流路６の下流側の水力発電所２ｃの貯水槽１０に設けられた水位計２１ｃによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行する。
【0062】
このため、水力発電所２ｃの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃから開度Ｄ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ｃが制御され、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が減少していく。
【0063】
水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードである期間には、水力発電所２ａの貯水槽１０に貯えられた水が流路６の下流側に放出されるため、水力発電所２ｂの貯水槽１０に供給される水の流量が増加する。
【0064】
このため、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行した後に、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行する。
【0065】
また、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードである期間には、水力発電所２ａの貯水槽１０に貯えられた水が流路６の下流側に放出されるため、水力発電所２ｃの貯水槽１０に供給される水の流量が増加する。
【0066】
さらに、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードである期間には、水力発電所２ｂの貯水槽１０に貯えられた水が流路６の下流側に放出されるため、水力発電所２ｃの貯水槽１０に供給される水の流量が増加する。
【0067】
このため、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行した後に、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行する。
【0068】
このように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間には、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃによって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間には、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃと、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ１～Ｐｍ３との総和によって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。また、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間には、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ１～Ｐｍ３の総和によって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。
【0069】
＜作用効果＞
以上のように、本実施の形態に係る発電システム１は、応動時間１０秒以内かつ継続時間５分以上の一次調整力を電力網５に供給することができるため、水力発電機１１を一次調整力として機能させることができる。
以上のように、本実施の形態に係る発電システム１は、応動時間１０秒以内かつ継続時間５分以上の一次調整力を電力網５に供給することができるため、水力発電機１１を一次調整力として機能させることができる。
【0070】
また、本実施の形態に係る発電システム１は、立ち上がり特性が良好なアルカリ蓄電池３によって電力蓄電装置を構成し、電力網５の電力が不足するとアルカリ蓄電池３に充電した電力を電力網５に放電させる放電制御を開始するため、電力網５の電力不足時の応答性を高くすることができる。
【0071】
本実施の形態に係る発電システム１は、アルカリ蓄電池３が大電流を瞬時に放電することができるため、電力網５の電力が不足したときに、ブラックアウトなどの電力網５の電力不足を瞬時に解消することができる。
【0072】
また、本実施の形態に係る発電システム１は、アルカリ蓄電池３から電力網５に電力が放電されている期間に水力発電所２ａ～２ｃに対する増電制御を開始するため、アルカリ蓄電池３が蓄電した電力を消費するよりも前に、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１から電力網５に電力が供給される。このため、本実施の形態に係る発電システム１は、連続的に安定した電力を電力網５に供給することができ、電力網５の電力不足を解消することができる。
【0073】
また、本実施の形態に係る発電システム１は、増電制御によって水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１による発電電力を同時に増加させているため、電力網５に大きな電力を供給することができる。
【0074】
また、本実施の形態に係る発電システム１は、各水力発電所２ａ～２ｃに貯水槽１０が設けられ、貯水槽１０に貯えられた水を用いて水力発電機１１の発電電力を増加させるため、各水力発電所２ａ～２ｃが貯水ダムを持たない流れ込み式の発電所であっても、電力網５の電力が不足したときに、電力網５に電力を供給することができる。
【0075】
＜変形例＞
なお、本実施の形態では、水車２２は、フランシス水車によって構成される例について説明した。これに対し、水車２２は、貯水槽１０から水車２２に供給される水の流量を調整することができるものであれば、フランシス水車以外の水車によって構成されてもよい。例えば、水車２２は、カプラン水車のような他の反動水車によって構成されてもよく、ペルトン水車のような衝動水車によって構成されてもよい。
なお、本実施の形態では、水車２２は、フランシス水車によって構成される例について説明した。これに対し、水車２２は、貯水槽１０から水車２２に供給される水の流量を調整することができるものであれば、フランシス水車以外の水車によって構成されてもよい。例えば、水車２２は、カプラン水車のような他の反動水車によって構成されてもよく、ペルトン水車のような衝動水車によって構成されてもよい。
【0076】
また、本実施の形態では、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃと、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ１～Ｐｍ３との総和によって発電システム１の調整力が電力網５に供給する例について説明した。
【0077】
これに対し、本実施の形態に係る発電システム１は、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１のうち１つの水力発電機１１（例えば、水力発電所２ａの水力発電機１１）によって、発電システム１の調整力を出力できる場合には、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃと、この１つの水力発電機１１の調整電力Ｐｍとの総和によって発電システム１の調整力が電力網５に供給するようにしてもよい。
【0078】
また、本実施の形態に係る発電システム１は、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１のうち２つの水力発電機１１（例えば、水力発電所２ａ、２ｂの水力発電機１１）によって、発電システム１の調整力を出力できる場合には、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃと、この２つの水力発電機１１の調整電力Ｐｍとの総和によって発電システム１の調整力が電力網５に供給するようにしてもよい。
【0079】
また、本実施の形態では、図６を参照して説明したように、発電制御装置４は、調整力出力モードにおいて、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍの総和が発電システム１の調整力になった場合に、電池制御モードをＳＯＣ回復モードに移行させる例について説明した。
【0080】
これに対し、発電制御装置４は、調整力出力モードにおいて、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍの総和が発電システム１の調整力になった場合には、アルカリ蓄電池３から電力網５に放電することを禁止するようにインバータ４３を制御し、一定時間（例えば、５時間）経過後に、電池制御モードをＳＯＣ回復モードに移行させるようにしてもよい。
【0081】
また、発電制御装置４は、調整力出力モードにおいて、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍの総和が発電システム１の調整力になった場合には、アルカリ蓄電池３から電力網５に放電することを禁止するようにインバータ４３を制御し、電力網５の電力が過剰になったと判断した場合に、電池制御モードをＳＯＣ回復モードに移行させるようにしてもよい。この場合、発電制御装置４は、周波数センサ４２によって検出された周波数が許容範囲外に上昇した場合に、電力網５の電力が過剰になったと判断する。
【0082】
また、発電制御装置４は、電力網５の電力が過剰になったと判断した場合には、各水力発電所２ａ～２ｃの貯水槽１０に対する目標値１（図５参照）を高くすることによって、各水力発電所２ａ～２ｃから電力網５に供給する電力を減少させるようにしてもよい。
【0083】
また、本実施の形態では、図７を参照して説明したように、通常水力モードにおいて、電池制御モードが調整力出力モードであり、かつ、ＳＯＣセンサ４１によって検出されたＳＯＣが閾値ＴＨｃ以下となった場合に、発電制御装置４は、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに移行させる例について説明した。
【0084】
これに対し、発電制御装置４は、電池制御モードが調整力出力モードである期間であれば、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを通常水力モードから調整水力モードに移行させる移行条件を変えてもよい。
【0085】
例えば、発電制御装置４は、電池制御モードが調整力出力モードになってから一定時間（例えば、１分）経過した場合に、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを通常水力モードから調整水力モードに移行させるようにしてもよい。
【0086】
また、本実施の形態では、水力発電所２ａ～２ｃが１つの水の流路６を形成するように直列に設けられている例について説明した。これに対し、本実施の形態における水力発電所２ａ～２ｃは、互いに別の流路を形成するように並列に設けられていてもよい。
【0087】
例えば、図１において、河川７から取水堰８を経由して流入した水は、水力発電所２ａを経由して、河川７に戻り、河川７から第１の他の取水堰を経由して流入した水は、水力発電所２ｂを経由して、河川７に戻り、河川７から第２の他の取水堰を経由して流入した水は、水力発電所２ｃを経由して、河川７に戻るようにしてもよい。
【0088】
また、本実施の形態では、貯水ダムを持たない流れ込み式の発電所によって各水力発電所２ａ～２ｃを構成した例について説明したが、各水力発電所２ａ～２ｃをダム式の発電所によって構成してもよい。各水力発電所２ａ～２ｃをダム式の発電所によって構成する場合には、貯水槽１０は、ダム湖によって構成される。
【0089】
［第２の実施の形態］
以下に説明する本発明の第２の実施の形態については、本発明の第１の実施の形態との相違点について説明する。
以下に説明する本発明の第２の実施の形態については、本発明の第１の実施の形態との相違点について説明する。
【0090】
本実施の形態は、本発明の第１の実施の形態と比較して、図７を参照して説明した水力制御モードの状態遷移に対して、水力発電所２ａ～２ｃのうち流路６の最も下流の最下流水力発電所である水力発電所２ｃを除く各水力発電所２ａ、２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードを通常水力モードから調整水力モードに移行させる移行条件が異なる。
【0091】
なお、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを通常水力モードから調整水力モードに移行させる移行条件は、本発明の第１の実施の形態について図７を参照して説明した通りである。
【0092】
図９に示すように、本実施の形態における発電制御装置４は、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが通常水力モードであるときに、水力発電所２ｂに対して流路６の下流側の水力発電所２ｃの貯水槽１０に設けられた水位計２１ａによって検出された水位が目標値３（図５参照、本発明における「所定値」に相当する）以下になった場合には、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに移行させる。
【0093】
また、本実施の形態における発電制御装置４は、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが通常水力モードであるときに、水力発電所２ａに対して流路６の下流側の水力発電所２ｂの貯水槽１０に設けられた水位計２１ｂによって検出された水位が目標値３（図５参照、本発明における「所定値」に相当する）以下になった場合には、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに移行させる。
【0094】
以上に説明した発電システム１によって出力される調整力について、図１０を参照して説明する。図１０は、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃと、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ１～Ｐｍ３との推移を示している。
【0095】
時刻０において、発電制御装置４によって電力網５の電力が不足したと判断されると、電池制御モードが通常電池モードから調整力出力モードに移行することによって、発電制御装置４によって放電制御が実行される。
【0096】
したがって、時刻０において、アルカリ蓄電池３から電力網５に放電が開始され、時刻ｔ１１（図中、０．１秒後）で、アルカリ蓄電池３から電力網５に発電システム１の調整力が電力網５に供給される。
【0097】
時刻ｔ１２において、ＳＯＣセンサ４１によって検出されたＳＯＣが閾値ＴＨｃ以下となると、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードが通常水力モードから調整水力モードに移行する。
【0098】
このため、発電制御装置４によって水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する増電制御が実行される。したがって、時刻ｔ１２において、水力発電所２ｃの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｂから開度Ｃ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ｃが制御され、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が増加していく。
【0099】
時刻ｔ１３において、水力発電所２ｃの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃ（図３参照）になると、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が発電システム１の調整力になり、電池制御モードが調整力出力モードからＳＯＣ回復モードに移行するため、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃが０となる。
【0100】
時刻ｔ１４（図中、１０分後）において、水力発電所２ｃの貯水槽１０に設けられた水位計２１ｃによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行し、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが通常水力モードから調整水力モードに移行する。
【0101】
このため、水力発電所２ｃの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃから開度Ｄ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ｃが制御され、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が減少していく。
【0102】
一方で、時刻ｔ１４において、発電制御装置４によって水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する増電制御が実行される。したがって、水力発電所２ｂの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｂから開度Ｃ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ｂが制御され、水力発電所２ｂの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ２が増加していく。
【0103】
時刻ｔ１５において、水力発電所２ｂの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｄ（図３参照）になると、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が０となり、水力発電所２ｂの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃ（図３参照）になると、水力発電所２ｂの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ２が発電システム１の調整力になる。
【0104】
時刻ｔ１６（図中、２０分後）において、水力発電所２ｂの貯水槽１０に設けられた水位計２１ｂによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行し、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードが通常水力モードから調整水力モードに移行する。
【0105】
このため、水力発電所２ｂの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃから開度Ｄ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ｂが制御され、水力発電所２ｂの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ２が減少していく。
【0106】
一方で、時刻ｔ１６において、発電制御装置４によって水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する増電制御が実行される。したがって、水力発電所２ａの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｂから開度Ｃ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ａが制御され、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ１が増加していく。
【0107】
時刻ｔ１７において、水力発電所２ｂの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｄ（図３参照）になると、水力発電所２ｂの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ２が０となり、水力発電所２ａの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃ（図３参照）になると、水力発電所２ａの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ１が発電システム１の調整力になる。
【0108】
時刻ｔ１８（図中、３０分後）において、水力発電所２ａの貯水槽１０に設けられた水位計２１ａによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行する。
【0109】
このため、水力発電所２ａの水力発電機１１のガイドベーン３１の開度が開度Ｃから開度Ｄ（図３参照）になるように、アクチュエータ３２ｃが制御され、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が減少していく。
【0110】
このように、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の期間には、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃによって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。また、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３の期間には、アルカリ蓄電池３の放電電力Ｐｃと、水力発電所２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ３との和によって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。また、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間には、水力発電所２ｃの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ３によって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。
【0111】
また、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５の期間には、水力発電所２ｃ、２ｂの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ３、Ｐｍ２の和によって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。また、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６の期間には、水力発電所２ｂの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ２によって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。
【0112】
また、時刻ｔ１６から時刻ｔ１７の期間には、水力発電所２ｂ、２ａの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ２、Ｐｍ１の和によって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。また、時刻ｔ１７から時刻ｔ１８の期間には、水力発電所２ａの水力発電機１１の調整電力Ｐｍ１によって発電システム１の調整力が電力網５に供給される。
【0113】
＜作用効果＞
以上のように、本実施の形態に係る発電システム１は、応動時間１０秒以内かつ継続時間５分以上の一次調整力を電力網５に供給することができるため、水力発電所２ａの水力発電機１１を一次調整力として機能させることができる。
以上のように、本実施の形態に係る発電システム１は、応動時間１０秒以内かつ継続時間５分以上の一次調整力を電力網５に供給することができるため、水力発電所２ａの水力発電機１１を一次調整力として機能させることができる。
【0114】
また、本実施の形態に係る発電システム１は、各水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１の水力制御モードを調整水力モードに順次移行させることにより、継続時間を長くすることができる。
【0115】
したがって、本実施の形態に係る発電システム１は、応動時間５分以内かつ継続時間３０分以上の二次調整力を電力網５に供給することができるため、水力発電所２ａ～２ｃの水力発電機１１を二次調整力として機能させることができる。
【0116】
また、本実施の形態に係る発電システム１は、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードである期間には、水力発電所２ｂの貯水槽１０に貯えられた水が流路６の下流側に放出されるため、水力発電所２ｃの貯水槽１０の水位を早期に回復することができる。
【0117】
さらに、本実施の形態に係る発電システム１は、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードである期間には、水力発電所２ａの貯水槽１０に貯えられた水が流路６の下流側に放出されるため、水力発電所２ｂの貯水槽１０の水位を早期に回復することができる。
【0118】
＜変形例＞
なお、本発明の第１の実施の形態と同様に、発電制御装置４は、電池制御モードが調整力出力モードである期間であれば、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを通常水力モードから調整水力モードに移行させる移行条件を変えてもよい。
なお、本発明の第１の実施の形態と同様に、発電制御装置４は、電池制御モードが調整力出力モードである期間であれば、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを通常水力モードから調整水力モードに移行させる移行条件を変えてもよい。
【0119】
例えば、発電制御装置４は、電池制御モードが調整力出力モードになってから一定時間（例えば、１分）経過した場合に、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを通常水力モードから調整水力モードに移行させるようにしてもよい。
【0120】
本実施の形態において、発電制御装置４は、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モード、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モード、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに順次移行させる例について説明した。
【0121】
前述したように、本実施の形態に係る発電システム１は、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードである期間には、水力発電所２ｂの貯水槽１０に貯えられた水が流路６の下流側に放出されるため、水力発電所２ｃの貯水槽１０の水位を早期に回復することができる。
【0122】
また、本実施の形態に係る発電システム１は、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードである期間には、水力発電所２ａの貯水槽１０に貯えられた水が流路６の下流側に放出されるため、水力発電所２ｂの貯水槽１０の水位を早期に回復することができる。
【0123】
したがって、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行したときには、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに移行することができる。
【0124】
同様に、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードが調整水力モードから水位回復モードに移行したときには、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに移行することができる。
【0125】
したがって、図９に示したように、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モード、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モード、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに順次移行させた後に、発電制御装置４は、さらに、図１１に示すように、各水力発電所２ｃ、２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに順次移行させるようにしてもよい。
【0126】
図１１において、時刻ｔ１８（図中、３０分後）において、水力発電所２ａの貯水槽１０に設けられた水位計２１ａによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、発電制御装置４は、水力発電所２ａの水力発電機１１に対する水力制御モードを水位回復モードに移行させ、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに移行させる。
【0127】
これにより、時刻ｔ１９において、水力発電所２ａの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ１が０となり、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が発電システム１の調整力になる。
【0128】
時刻ｔ２０（図中、４０分後）において、水力発電所２ｃの貯水槽１０に設けられた水位計２１ｃによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、発電制御装置４は、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを水位回復モードに移行させ、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに移行させる。
【0129】
これにより、時刻ｔ２１において、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が０となり、水力発電所２ｂの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ２が発電システム１の調整力になる。
【0130】
時刻ｔ２２（図中、５０分後）において、水力発電所２ｂの貯水槽１０に設けられた水位計２１ｂによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、発電制御装置４は、水力発電所２ｂの水力発電機１１に対する水力制御モードを水位回復モードに移行させ、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを調整水力モードに移行させる。
【0131】
これにより、時刻ｔ２３において、水力発電所２ｂの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ２が０となり、水力発電所２ｃの水力発電機１１から電力網５に供給される調整電力Ｐｍ３が発電システム１の調整力になる。
【0132】
時刻ｔ２４（図中、６０分後）において、水力発電所２ｃの貯水槽１０に設けられた水位計２１ｃによって検出された水位が目標値３（図５参照）になると、発電制御装置４は、水力発電所２ｃの水力発電機１１に対する水力制御モードを水位回復モードに移行させる。
【0133】
以上のように構成することにより、本実施の形態に係る発電システム１は、継続時間を更に長くすることができる。
【0134】
以上、本発明の実施の形態について開示したが、本発明の範囲を逸脱することなく本発明の実施の形態に変更を加えられ得ることは明白である。本発明の実施の形態は、このような変更が加えられた等価物が特許請求の範囲に記載された発明に含まれることを前提として開示されている。
【符号の説明】
【0135】
１ 発電システム
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 水力発電所
３ アルカリ蓄電池（電力蓄電装置）
４ 発電制御装置
５ 電力網
６ 流路
１０ 貯水槽
１１ 水力発電機
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 水力発電所
３ アルカリ蓄電池（電力蓄電装置）
４ 発電制御装置
５ 電力網
６ 流路
１０ 貯水槽
１１ 水力発電機
【要約】
【課題】水力発電機を一次調整力として機能させることができる発電システム及び発電制御装置を提供すること。
【解決手段】発電制御装置４は、電力網５の電力が不足すると、電力網５に電力を放電するようにアルカリ蓄電池３を制御する放電制御を実行し、アルカリ蓄電池３から電力網５に電力が放電されている期間に、発電電力を増加させるように少なくとも水力発電所２ｃの水力発電機を制御する増電制御を開始する。
【選択図】図１
【解決手段】発電制御装置４は、電力網５の電力が不足すると、電力網５に電力を放電するようにアルカリ蓄電池３を制御する放電制御を実行し、アルカリ蓄電池３から電力網５に電力が放電されている期間に、発電電力を増加させるように少なくとも水力発電所２ｃの水力発電機を制御する増電制御を開始する。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】