特許 7645725 水力発電装置、および制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-06

(45)【発行日】2025-03-14

(54)【発明の名称】水力発電装置、および制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/04 20060101AFI20250307BHJP

   F03B 15/16 20060101ALI20250307BHJP

   H02P 101/10 20150101ALN20250307BHJP

   H02P 103/10 20150101ALN20250307BHJP

   H02P 103/20 20150101ALN20250307BHJP

【ＦＩ】

H02P9/04 A

F03B15/16

H02P101:10

H02P103:10

H02P103:20

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021106875

(22)【出願日】2021-06-28

(65)【公開番号】P2023005142

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2024-05-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆志

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０９７３６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ９／０４

Ｆ０３Ｂ １５／１６

Ｈ０２Ｐ １０１／１０

Ｈ０２Ｐ １０３／１０

Ｈ０２Ｐ １０３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水車と、
前記水車の回転によって発電する発電機と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記発電機による発電量を定期的に取得し、
前記水車の回転数を定期的に取得し、
前回取得した発電量と、今回取得した発電量とに基づいた第１値を算出し、
前回取得した回転数と、今回取得した回転数とに基づいた第２値を算出し、
前記水車の除塵を行う除塵処理を実行するか否かを、前記第２値に基づいた閾値と前記第１値とに基づいて決定する、水力発電装置。

【請求項2】

前記制御装置は、
前回取得した発電量から今回取得した発電量を差し引くことにより前記第１値を算出し、
前回取得した回転数から今回取得した回転数を差し引くことにより前記第２値を算出し、
前記第２値が大きいほど、前記閾値は大きくなり、
前記制御装置は、
前記第１値が前記閾値以上であるときに、前記除塵処理を実行することを決定し、
前記第１値が前記閾値未満であるときに、前記除塵処理を実行しないことを決定する、請求項１に記載の水力発電装置。

【請求項3】

前記除塵処理は、前記水車の回転数を変動させる処理または前記水車の回転を停止させる処理を含む、請求項１または請求項２に記載の水力発電装置。

【請求項4】

水車と、前記水車の回転によって発電する発電機とを備える水力発電装置の制御方法であって、
前記発電機による発電量を取得することと、
前記水車の回転数を取得することと、
前回取得した発電量と、今回取得した発電量とに基づいた第１値を算出することと、
前回取得した回転数と、今回取得した回転数とに基づいた第２値を算出することと、
前記水車の除塵を行う除塵処理を実行する否かを、前記第２値に基づいた閾値と前記第１値とに基づいて決定することとを備える、制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、水力発電装置、および制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水力発電装置は流水の運動エネルギーを発電に利用する装置である。水力発電装置は、主な構成として、水の流れを受け回転する水車と、水車と連結され回転エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、発電機の出力および水車を制御する制御装置とを含む。上流より発電機に漂着する異物（たとえば、ゴミ、水草、枝、紐など）は、水車に絡まり発電量の低下の要因となる。したがって、水力発電では、異物対策が重要である。たとえば、水車の上流に異物を除去する装置を設置することが好ましい。しかしながら、小型で水路に手軽に設置可能な小水力発電装置では、大掛かりな除塵設備はコストアップの要因となるので使用することは難しい。

【0003】

特許文献１には、除塵処理を実行する水力発電機が開示されている。除塵処理は、水車の翼の停止と回転とを繰り返すことにより、異物を除去する処理である。特許文献１では、水力発電装置の発電量が閾値未満となったときに、除塵処理を実行することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－９０８９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の水力発電装置が設置されている箇所における水の流量が変化する場合がある。たとえば、流量が低下した場合には、水車に異物が絡まっていないにも関わらず、発電量が低下する場合がある。この場合には、水力発電装置は、除塵処理の必要性が低いにも関わらず不要な除塵処理を実行してしまうという問題が生じ得る。

【0006】

この発明は、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、効率的に除塵処理を実行する水力発電装置および制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示のある局面に従うと、水力発電装置は、水車と、水車の回転によって発電する発電機と、制御装置とを備える。制御装置は、発電機による発電量を定期的に取得する。制御装置は、水車の回転数を定期的に取得する。制御装置は、前回取得した発電量と、今回取得した発電量とに基づいた第１値を算出する。制御装置は、前回取得した回転数と、今回取得した回転数とに基づいた第２値を算出する。そして、制御装置は、水車の除塵を行う除塵処理を実行するか否かを、第１値および第２値に基づいて決定する。

【0008】

本開示の別の局面に従うと、制御方法は、水車と、水車の回転によって発電する発電機とを備える水力発電装置の制御方法である。制御方法は、発電機による発電量を取得することと、水車の回転数を取得することと、前回取得した発電量と、今回取得した発電量とに基づいた第１値を算出することと、前回取得した回転数と、今回取得した回転数とに基づいた第２値を算出することと、水車の除塵を行う除塵処理を実行する否かを、第１値および第２値に基づいて決定することとを備える。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、効率的に除塵処理を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】水力発電装置の構成例を示す図である。

【図2】制御装置のハードウェア構成例を示す図である。

【図3】除塵ブレーキの動作を説明するための波形図である。

【図4】制御マップの一例を示す図である。

【図5】制御装置の機能ブロック図である。

【図6】制御装置の除塵決定処理を示すフローチャートである。

【図7】除塵処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する装置分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

【0012】

［水力発電装置の構成例］
図１は、水力発電装置１００の構成例を示す図である。図１の例では、水力発電装置１００は、水車１と、発電機３と、ＡＣ／ＤＣ（Alternate Current/Direct Current）変換器４と、電圧維持装置５と、回転数検出器６と、発電量検出器７と、制御装置８と、系統連係インバータ１０と、除塵ブレーキ１２とを有する。

【0013】

水車１は、水車１に対する流水の力で回転する。水車１には発電機３が連結されている。発電機３は、水車の回転エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、発電する。発電機３は、たとえば、三相同期発電機であり、三相同期発電機から三相交流で出力される。なお、本実施の形態では、発電機３が三相同期発電機である場合について説明するが、発電機３の型式を限定するものではない。発電機３として、三相誘導発電機および直流発電機など、任意の型式の発電機を、発電機の型式に対応した制御装置と組合せて使用することができる。

【0014】

発電機３が発電した交流電力は、ＡＣ／ＤＣ変換器４に出力される。ＡＣ／ＤＣ変換器４は、発電機３が発電した交流電力を直流電力に変換して中間ノードＮＭ（ＮＭ＋およびＭＮ－）に出力する。電圧維持装置５は、中間ノードＮＭの電圧を維持する。電圧維持装置５は、たとえば、二次電池（バッテリー）またはコンデンサである。なお、電圧維持装置５は、他の電圧を維持できる装置、たとえば発電装置などであってもよい。系統連係インバータ１０は、ＡＣ／ＤＣ変換器４で変換された直流電力を、所定の交流電力に変換して出力する。

【0015】

回転数検出器６は、水車１の所定時間Ｓ１（たとえば、１分）における回転数を検出する。回転数検出器６は、定期的（たとえば、５分ごと）に回転数を検出する。このように、回転数検出器６は、所定時間Ｓ１における回転数を検出していることから、水車１の回転速度を検出すると表現してもよい。発電量検出器７は、発電機３が所定時間Ｓ２（たとえば、１分）において発電した発電量（発電電力量）を検出する。発電量検出器７は、たとえば、発電機３での発電電流値と、発電機３での発電電圧値とを取得する。そして、発電量検出器７は、発電電流値と、発電電圧値とを乗算することにより、発電量を検出する。発電量検出器７は、定期的（たとえば、５分ごと）に発電量を検出する。なお、所定時間Ｓ１と所定時間Ｓ２とは同一であってもよく、異なっていてもよい。また、典型的には、回転数と発電量とは同時に検出される。回転数検出器６が検出した回転数、および発電量検出器７が検出した発電量は、制御装置８に入力される。

【0016】

制御装置８は、水車１の除塵処理を除塵ブレーキ１２に実行させる。除塵処理は、水車１に絡まった異物（たとえば、ゴミ、水草、枝、紐など）を取り除く処理である。制御装置８は、回転数検出器６からの回転数、および発電量検出器７からの発電量に基づいて除塵処理を実行するか否かを判断する。

【0017】

除塵ブレーキ１２は、典型的には、運動エネルギーを摩擦により熱に変換する機械式ブレーキである。除塵ブレーキ１２は、たとえば、電磁ブレーキまたはディスクブレーキである。なお、本実施の形態では、除塵ブレーキ１２は、制動力を増減させることによって、水車１の回転数を増減または回転を停止させる。変形例として、発電機３の負荷を増減させて水車１の回転数を増減または回転を停止させるようにしてもよい。

【0018】

［制御装置のハードウェア構成］
図２は、制御装置８のハードウェア構成例を示す図である。図２を参照して、制御装置８は、主たる構成要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６４と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１６６と、通信Ｉ／Ｆ（Interface）１６８とを有する。各構成要素はデータバスによって相互に接続されている。

【0019】

通信Ｉ／Ｆ１６８には、回転数検出器６と、発電量検出器７と、除塵ブレーキ１２とに接続されている。制御装置８は、回転数検出器６からの回転数を、通信Ｉ／Ｆ１６８を経由して取得する。また、制御装置８は、発電量検出器７からの発電量を、通信Ｉ／Ｆ１６８を経由して取得する。また、制御装置８は、通信Ｉ／Ｆ１６８を経由して、除塵ブレーキ１２に対して除塵信号を送信する。除塵信号は、除塵ブレーキ１２に除塵処理を実行させるための信号である。

【0020】

ＲＯＭ１６２は、ＣＰＵ１６０にて実行されるプログラムを格納する。ＲＡＭ１６４は、ＣＰＵ１６０におけるプログラムの実行により生成されるデータ、および通信Ｉ／Ｆ１６８を経由して入力されるデータを一時的に格納することができる。ＲＡＭ１６４は、作業領域として利用される一時的なデータメモリとして機能し得る。ＨＤＤ１６６は、不揮発性の記憶装置である。ＨＤＤ１６６に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用してもよい。

【0021】

ＲＯＭ１６２に格納されているプログラムは、非一時的な記録媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通されてもよい。または、プログラムは、情報提供事業者によって、いわゆるインターネットなどによりダウンロード可能なプロダクトプログラムとして提供されてもよい。制御装置８は、記録媒体またはインターネットなどにより提供されたプログラムを読み取る。制御装置８は、読み取ったプログラムを所定の記憶領域（例えばＲＯＭ１６２）に記憶する。ＣＰＵ１６０は、当該プログラムを実行することにより、様々な処理を実行することができる。

【0022】

［除塵ブレーキについて］
図３は除塵ブレーキ１２の動作を説明するための波形図である。除塵ブレーキ１２は、実行時間Ｔの間、切換処理を複数回（図３の例では、３回）、実行する。切替処理は、水車１に設置された電磁ブレーキ（図示せず）のＯＮおよびＯＦＦを切り換える処理である。電磁ブレーキをＯＮにする処理は、水車１の回転を停止する処理である。なお、電磁ブレーキをＯＮにする処理は、水車１の回転を減速する処理としてもよい。電磁ブレーキをＯＦＦにする処理が実行される状態は、電磁ブレーキが作動されない状態（つまり、水車１が流水の力で回転する状態）となる。以下では、図３に示すように、電磁ブレーキをＯＮにする時間を「第１設定時間ｔ１」とも称され、電磁ブレーキをＯＦＦにする時間を「第２設定時間ｔ２」とも称される。

【0023】

［制御マップ］
次に制御マップを説明する。制御装置８は、該制御マップを用いて、除塵処理を実行するか否かを決定する。図４は、制御マップの一例を示す図である。この制御マップの横軸は、差回転数ΔＮを示し、縦軸は、差電力ΔＰを示す。

【0024】

ここで、差電力ΔＰを説明する。上述のように、制御装置８は、定期的に、水車１の発電量を取得する。差電力ΔＰは、前回取得した電力量（直近に取得した電力量）から、今回取得した電力量を差し引くことにより算出される値である。差電力ΔＰは、本開示の「第１値」に対応する。差電力ΔＰは、電力量の変化量である。

【0025】

次に、差回転数ΔＮを説明する。上述のように、制御装置８は、定期的に、水車１の回転数を取得する。差回転数ΔＮは、前回取得した回転数（直近に取得した回転数）から、今回取得した回転数を差し引くことにより算出される値である。差回転数ΔＮは、本開示の「第２値」に対応する。差回転数ΔＮは、回転数の変化量である。

【0026】

制御装置８では、グラフＬが示されている。グラフＬは、差回転数ΔＮが大きくなるほど、差電力ΔＰが大きくなるように規定されている。グラフＬは、一例として、差電力ΔＰについての閾値を示す。制御装置８は、差電力ΔＰが、グラフＬで示される閾値以上である場合には、除塵処理を実行することを決定する。一方、差電力ΔＰが、グラフＬで示される閾値未満である場合には、除塵処理を実行しないことを決定する。

【0027】

次に、このグラフＬを説明する。図４に示すように、差電力ΔＰの値が、ΔＰ１である場合を説明する。ΔＰ１は、差電力ΔＰの想定される範囲において、略中央の値である（つまり、ΔＰ１が比較的大きな値である）とする。ΔＰ１が比較的大きな値である場合とは、発電量が比較的大きく低下した場合である。

【0028】

この場合において、差回転数ΔＮが、小さい値であるΔＮ１である場合には、制御装置８は除塵処理を実行することを決定する。差回転数ΔＮが小さい値である場合（差回転数ΔＮがΔＮ１である場合）とは、水車１の回転数があまり変わっていない場合である。水車１の回転数があまり変わっていない場合にも関わらず、差電力ΔＰがある程度の大きさである場合とは、水車１に異物が絡まっている可能性が高い。何故ならば、水車１に異物が絡まることにより、水車１のトルクが適切に発電機３に伝達されずに、想定量の発電が行われないからである。したがって、制御装置８は、この原因を解消するために、除塵処理を実行する。

【0029】

一方、差回転数ΔＮが、大きな値であるΔＮ２である場合には、制御装置８は除塵処理を実行しないことを決定する。差回転数ΔＮが大きい値である場合（差回転数ΔＮがΔＮ２である場合）とは、水車１の回転数が大きく減少した場合である。水車１の回転数が大きく減少した場合において、差電力ΔＰがある程度の大きさである場合とは、流水量が低下したことが原因で発電量が大きく低下した可能性が高い（つまり、水車１に異物が絡まっていることが原因で発電量が大きく低下した可能性は低い）。したがって、この場合には、制御装置８は、除塵処理を実行しないことを決定する。

【0030】

［制御装置の機能ブロック図］
図５は、制御装置８の機能ブロック図である。図４の例では、制御装置８は、取得部８２と、処理部８４と、制御部８６と、記憶部８８とを有する。取得部８２は、発電量検出器７からの発電量を定期的に取得する。さらに、取得部８２は、回転数検出器６からの回転数を定期的に取得する。取得された発電量および回転数は、処理部８４に出力される。

【0031】

処理部８４は、前回取得した発電量から今回取得した発電量を差し引くことにより差電力ΔＰを算出する。また、処理部８４は、前回取得した回転数から今回取得した回転数を差し引くことにより差回転数ΔＮを算出する。

【0032】

なお、処理部８４は、次回の差電力ΔＰを算出する処理のために、今回取得した発電量を記憶部８８に記憶させる。そして、処理部８４は、該次回の差電力ΔＰの算出の際には、該今回取得した発電量（つまり、記憶部８８に記憶された発電量）を、前回取得した発電量として用いる。同様に、処理部８４は、次回の差回転数ΔＮを算出する処理のために、今回取得した回転数を記憶部８８に記憶させる。そして、処理部８４は、該次回の差回転数ΔＮの算出の際には、該今回取得した回転数（つまり、記憶部８８に記憶された回転数）を、前回取得した回転数として用いる。

【0033】

処理部８４は、制御マップ（図４参照）と、差回転数ΔＮと、差電力ΔＰとに基づいて、除塵処理を実行するか否かを決定する。制御マップは、記憶部８８に記憶されている。処理部８４は、決定結果を制御部８６に出力する。なお、制御マップを用いずに、差分回転数ΔＮと差電力ΔＰとを引数とする関数を用いてもよい。処理部８４は、該関数を用いて、除塵処理を実行するか否かを決定する。

【0034】

処理部８４からの決定結果が、除塵処理を実行するという決定である場合には、制御部８６は、除塵ブレーキ１２に除塵信号を出力することにより、該除塵ブレーキ１２の除塵処理を実行させる。一方、処理部８４からの決定結果が、除塵処理を実行しないという決定である場合には、制御部８６は、除塵処理を実行させない（除塵信号を出力しない）。

【0035】

［制御装置のフローチャート］
図６は、制御装置８の除塵決定処理を示すフローチャートである。除塵決定処理は、所定時間経過毎に実行され。ステップＳ２において、制御装置８は、回転数Ｎ１（今回の回転数）を取得する。次に、ステップＳ４において、制御装置８は、該回転数Ｎ１を記憶部８８に記憶させる。該記憶された回転数Ｎ１は、次回の除塵決定処理において、前回の回転数Ｎ０として用いられる。

【0036】

次に、ステップＳ６において、制御装置８は、発電量Ｐ１（今回の発電量）を取得する。次に、ステップＳ８において、制御装置８は、該発電量Ｐ１を記憶部８８に記憶させる。該記憶された発電量Ｐ１は、次回の除塵決定処理において、前回の発電量Ｐ０として用いられる。

【0037】

次に、ステップＳ１０において、制御装置８は、前回取得した回転数Ｎ０から今回取得した回転数Ｎ１を差し引くことにより差回転数ΔＮを算出する。つまり、制御装置８は、Ｎ０－Ｎ１を演算することにより、差回転数ΔＮを算出する。なお、前回取得した回転数Ｎ０は、前回の除塵決定処理のステップＳ４で記憶された回転数である。

【0038】

次に、ステップＳ１２において、制御装置８は、前回取得した発電量Ｐ０から今回取得した発電量Ｐ１を差し引くことにより差発電量ΔＰを算出する。つまり、制御装置８は、Ｐ０－Ｐ１を演算することにより、差発電量ΔＰを算出する。なお、前回取得した発電量Ｐ０は、前回の除塵決定処理のステップＳ８で記憶された発電量である。

【0039】

次に、ステップＳ１４において、制御装置８は、ΔＮおよびΔＰに基づいて、制御マップを参照して、除塵処理の実行有無を決定する。次に、ステップＳ１６において、除塵処理を実行することが決定された場合には（ステップＳ１６でＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１８に進む。一方ステップＳ１６において、除塵処理を実行しないことが決定された場合には（ステップＳ１６でＮＯ）、除塵決定処理は終了する。

【0040】

図７は、ステップＳ１８の除塵処理のフローチャートである。ステップＳ３２において、制御装置８は、内蔵するカウンタをクリアする。このカウンタは、電磁ブレーキのオンおよびオフの繰返しの回数を計測するためのカウンタである。次に、ステップＳ３４において、制御装置８は、除塵ブレーキ１２が制動力を発生するように除塵信号を出力する（ブレーキＯＮ）。その後ステップＳ３６において、制御装置８はブレーキＯＮ状態において第１設定時間ｔ１（たとえば１～１０秒）待機する。

【0041】

次に、ステップＳ３８において、制御装置８は、除塵信号の出力を停止する（ブレーキＯＦＦ）。これにより、制御装置８は、除塵ブレーキ１２が制動力を発生させないようにすることができる指令信号ＳＢを設定する。その後ステップＳ４０において、制御装置８はブレーキＯＦＦ状態において第２設定時間ｔ２（たとえば１～１０秒）待機する。

【0042】

次に、ステップＳ４２において、制御装置８は、カウンタをインクリメントする。そして、ステップＳ４４において、カウンタのカウント値が上限値（増減繰返しの設定回数）に達したか否かを判断する。図３の例では、上限値は、３回である。ステップＳ４４において、カウント値がまだ上限値に達していなければ（ステップＳ４４でＮＯ）、処理は、ステップＳ３４に戻る。

【0043】

一方、ステップＳ８において、カウント値が上限値に達した場合には（ステップＳ４４でＹＥＳ）、１回あたりの除塵運転が終了する。そして、処理は、図６の除塵決定処理に戻る。

【0044】

従来の水力発電装置は、発電量が閾値よりも低下したときに、除塵処理を実行していた。しかしながら、水力発電装置が設置されている箇所における水の流量が変化する場合がある。たとえば、流量が低下した場合には、水車に異物が絡まっていないにも関わらず、発電量が低下する場合がある。この場合には、水力発電装置は、除塵処理の必要性が低いにも関わらず不要な除塵処理を実行してしまうという問題が生じ得る。

【0045】

そこで、本実施の形態の制御装置８は、発電機３による発電量を定期的に取得する。そして、制御装置８は、前回取得した発電量Ｐ０と、今回取得した発電量Ｐ１との差電力ΔＰ（第１値）を算出する。また、制御装置８は、水車１の回転数を定期的に取得する。そして、制御装置８は、前回取得した回転数Ｎ０と、今回取得した回転数Ｎ１との差回転数ΔＮ（第２値）を算出する。

【0046】

図４に示すように、差回転数ΔＮが小さい場合（たとえば、差回転数ΔＮがΔＮ１（図４参照）である場合）において、ΔＰがΔＰ１である場合には、水車１に異物が絡まっている可能性が高い。したがって、この場合には、制御装置８は、除塵処理を実行する。

【0047】

一方、差回転数ΔＮが大きい場合（たとえば、差回転数ΔＮがΔＮ２（図４参照）である場合）において、ΔＰがΔＰ１である場合には、水車１への流水量が低下したことが原因で発電量が大きく低下した可能性が高い。したがって、この場合には、制御装置８は、除塵処理を実行しない。

【0048】

このように、制御装置８は、差電力ΔＰおよび差回転数ΔＮに基づいて、制御マップを参照して除塵処理の実行有無を決定する。したがって、制御装置８は、発電量の変化量のみならず、水車１への流量も考慮して、除塵処理の実行有無を決定することができる。よって、制御装置８は、除塵処理の実行有無を、従来と比較してより細やかに決定することができ、その結果、効率的に除塵処理を実行することができる。

【0049】

また、従来の水力発電装置においては、発電量が閾値未満となったときに除塵処理を実行していた。したがって、水車に異物が絡まっておらず水車への流量が低下したことが原因で発電量が低下したときにも、除塵処理を実行していた。したがって、従来の水力発電装置においては、不要な除塵処理が実行されていた。よって、該不要な除塵処理により、除塵ブレーキ１２を作動させるための電力が消費され、発電量の損失が発生する。これとともに、該不要な除塵処理が行われたことにより、水車１が停止することから、発電量の損失が発生する。これに対し、本実施の形態の水力発電装置１００は、水車に異物が絡まっておらず水車への流量が低下したことが原因で発電量が低下したときには、除塵処理の実行を抑制できる。したがって、上述の不要な除塵処理の実行を抑制できることから、上述の発電量の損失を低減でき、発電効率を向上させることができる。

【0050】

また、制御装置８は、除塵処理を実行するか否かを、差回転数ΔＮに基づいた閾値（つまり、図４のグラフＬにより示される閾値）と、第１値とに基づいて決定する。したがって、除塵処理の実行有無を閾値判断により決定できることから、除塵処理の実行有無を決定する処理を、比較的簡易な処理とすることができる。

【0051】

また、図４の制御マップにおいては、差回転数ΔＮ（第２値）が大きいほど、閾値は大きくなるように規定されている。そして、差電力ΔＰ（第１値）が閾値以上であるときに、制御装置８は、除塵処理を実行することを決定する。一方、該差電力ΔＰが前記閾値未満であるときに、制御装置８は、除塵処理を実行しないことを決定する。したがって、差回転数ΔＮに応じた閾値判断により、より細やかに、除塵処理の実行有無を決定することができる。

【0052】

また、除塵処理は、図３に示すように、水車１の回転数を変動させる処理または水車１の回転を停止させる処理を含む。したがって、異物を除去する装置を別途設けることなく、制御装置８は、水車１の異物を除去できる。

【0053】

［その他の実施の形態］
（１） 図４の制御マップ（以下、「第１制御マップ」とも称される。）においては、差回転数ΔＮが大きいほど、差電力ΔＰが大きくなるように規定されている構成を説明した。しかしながら、差回転数ΔＮが大きいほど、差電力ΔＰが小さくなるように規定されている第２制御マップが用いられてもよい。水力発電装置１００の管理者は、水車１の構造および水車１が設置される場所などに応じて、第１制御マップまたは第２制御マップのいずれを用いるかを決定すればよい。

【0054】

（２） 上述の実施の形態の水力発電装置においては、前回取得した発電量から、今回取得した発電量を差し引くことにより、第１値（差電力ΔＰ）を算出する構成を説明した。しかしながら、第１値の算出の手法は、他の手法であってもよい。たとえば、制御装置８は、今回取得した発電量から、前回取得した発電量を差し引くことにより、第１値（差電力ΔＰ）を算出するようにしてもよい。また、制御装置８は、前回取得した発電量を今回取得した発電量で除算することにより、第１値を算出するようにしてもよい。

【0055】

また、上述の実施の形態の水力発電装置においては、前回取得した回転数から、今回取得した回転数を差し引くことにより、第２値（差回転数ΔＮ）を算出する構成を説明した。しかしながら、第２値の算出の手法は、他の手法であってもよい。たとえば、制御装置８は、今回取得した回転数から、前回取得した回転数を差し引くことにより、第２値（差回転数ΔＮ）を算出するようにしてもよい。また、制御装置８は、前回取得した回転数を今回取得した回転数で除算することにより、第２値を算出するようにしてもよい。これらの変形例が採用される場合には、上述の効果を奏するように、制御マップなどが適宜変更される。

【0056】

以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均などの意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

【符号の説明】

【0057】

１ 水車、３ 発電機、４ 変換器、５ 電圧維持装置、６ 回転数検出器、７ 発電量検出器、８ 制御装置、１０ 系統連係インバータ、１２ 除塵ブレーキ、８２ 取得部、８４ 処理部、８６ 制御部、８８ 記憶部、１００ 水力発電装置、１６２ ＲＯＭ、１６４ ＲＡＭ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】