JP2013027072A - 電力制御装置及び電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自立運転可能な電力供給手段によって需要家内の負荷の消費電力を賄う場合でも、電力供給手段の停止、あるいは負荷の故障や誤動作などを防ぐことができるようにする。
【解決手段】一実施形態に係るブレーカ３００は、自立運転可能なＳＯＦＣ１００と、ＳＯＦＣ１００からの電力供給を受けて動作する負荷２００と、を有する需要家で用いられる。ブレーカ３００に設けられるブレーカ制御部３４０は、負荷２００について計測された力率を取得し、当該力率が悪化した場合に、ＳＯＦＣ１００から負荷２００への電力供給を遮断するようスイッチ３１０を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、需要家で用いられる電力制御装置及び電力制御方法に関する。

従来、需要家において、負荷が短絡などの要因で損傷することを防ぐために、電力系統（以下、「系統」）と負荷との間の電力ライン上には、ブレーカが設けられている。ブレーカは、電力ラインに過大な電流が流れたときに当該電力ラインを遮断することで、負荷の損傷を防止する（例えば、特許文献１参照）。

また、近年では、需要家における電力系統の補助電源として、燃料電池などの電力供給手段の普及が進んでいる。さらに、自立運転機能を有する電力供給手段は、系統から独立して負荷への電力供給を行うことができる。

特開２００４−１５３９０９号公報

ところで、近年の大規模停電や電気料金などの電力事情、あるいは環境意識の高まりなどを考慮すると、系統からの電力に依存せずに、自立運転可能な電力供給手段によって需要家内の負荷の消費電力を全て賄いたいというニーズがある。

しかしながら、需要家に設けられる電力供給手段は、系統とは異なり、負荷の消費電力の急激な変動に対応できないことが多い。

このため、電力供給手段の出力電力が、負荷の動作に必要とされる電力に満たないときに、電力供給手段の動作が停止する、あるいは、質の低い電力が負荷に供給されて負荷の故障や誤動作を引き起こすという問題があった。

そこで、本発明は、自立運転可能な電力供給手段によって需要家内の負荷の消費電力を賄う場合でも、電力供給手段の停止、あるいは負荷の故障や誤動作などを防ぐことができる電力制御装置及び電力制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。

まず、本発明に係る電力制御装置の特徴は、自立運転可能な電力供給手段（例えば、ＳＯＦＣ１００）と、前記電力供給手段からの電力供給を受けて動作する負荷（負荷２００）と、を有する需要家で用いられる電力制御装置であって、前記負荷又は前記電力供給手段の少なくとも一方について計測された力率を取得し、当該力率に基づいて、前記負荷の動作を停止させるための第１の制御を行う制御部（例えば、ブレーカ制御部３４０、ＳＯＦＣ制御部１３０、又はＥＭＳ制御部６１０）を有することを要旨とする。

本発明に係る電力制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記制御部は、前記力率が悪化した場合に、前記第１の制御を行うことを要旨とする。

本発明に係る電力制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記制御部は、前記第１の制御を行った後、前記電力供給手段の出力電力を増加させるための第２の制御を行うことを要旨とする。

本発明に係る電力制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記制御部は、前記第２の制御を開始した後、前記電力供給手段の出力電力が所定値よりも大きくなった場合に、前記負荷の動作を再開させるための第３の制御を行うことを要旨とする。

本発明に係る電力制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記制御部は、前記第２の制御による前記電力供給手段の余剰出力電力を、前記負荷とは個別に設けられた制御負荷（制御負荷２５０）に供給するよう制御することを要旨とする。

本発明に係る電力制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記電力供給手段と前記負荷との間の電力ライン（電力ラインＬ）上には、前記電力供給手段から前記負荷への電力供給を遮断可能なスイッチ（スイッチ３１０）が設けられており、前記第１の制御とは、前記スイッチを用いて、前記電力供給手段から前記負荷への電力供給を遮断する制御であることを要旨とする。

本発明に係る電力制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、前記第１の制御とは、前記負荷に対して動作停止を指示する制御であることを要旨とする。

本発明に係る電力制御装置の他の特徴は、上述した特徴において、自立運転可能な電力供給手段と、前記電力供給手段からの電力供給を受けて動作する負荷と、を有する需要家で用いられる電力制御装置における電力制御方法であって、前記負荷又は前記電力供給手段の少なくとも一方について計測された力率を取得するステップと、当該力率に基づいて、前記負荷の動作を停止させるための第１の制御を行うステップと、を有することを要旨とする。

本発明によれば、自立運転可能な電力供給手段によって需要家内の負荷の消費電力を賄う場合でも、電力供給手段の停止、あるいは負荷の故障や誤動作などを防ぐことができる電力制御装置及び電力制御方法を提供できる。

第１実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。 第１実施形態〜第３実施形態に係るブレーカのブロック図である。 第１実施形態に係るブレーカ制御部の処理フロー図である。 第２実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。 第２実施形態に係るＳＯＦＣ制御部の処理フロー図である。 第３実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。 第３実施形態に係るＥＭＳ制御部の処理フロー図である。

図面を参照して、本発明の第１実施形態〜第３実施形態、及びその他の実施形態を説明する。以下の各実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。図１におけるブロック間の実線は電力ラインを示し、破線は制御信号ラインを示している。

図１に示すように、第１実施形態に係る電力供給システムは、燃料電池の一種である固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）１００と、複数の負荷（例えば家電等）２００−１〜２００−３と、分電盤４００と、逆潮流防止装置５００と、を有する。ＳＯＦＣ１００、負荷２００−１〜２００−３、及び分電盤４００は、電力会社の系統１０から電力（交流電力）の供給を受ける需要家に設けられている。第１実施形態において、ＳＯＦＣ１００は、自立運転可能な電力供給手段に相当する。

ＳＯＦＣ１００は、発電部１１０と、電力変換部１２０と、ＳＯＦＣ制御部１３０と、を含む。

発電部１１０は、天然ガスなどから取り出した水素と空気中の酸素との化学反応により発電を行い、発電した電力（直流電力）を出力する。なお、化学反応の際に発生する熱を熱交換によりお湯にして貯湯槽に貯える構成（いわゆる、コジェネレーションシステム）としてもよい。発電部１１０の発電量は、発電部１１０に入力されるガス及び空気の量に応じて変化する。

電力変換部１２０は、発電部１１０が出力する直流電力が入力され、当該入力された直流電力を交流に変換して、交流電力を分電盤４００に出力する。

ＳＯＦＣ制御部１３０は、ＳＯＦＣ１００の各種機能を制御する。ＳＯＦＣ制御部１３０は、系統１０から需要家に供給される電力量（電流量）、すなわち、負荷２００の消費電力量に基づいて、発電部１１０の発電量を制御する。詳細には、ＳＯＦＣ制御部１３０は、負荷２００の消費電力量に追従するように発電部１１０の発電量を制御する。ただし、発電部１１０の発電原理に起因して、発電量の増加速度には制限がある。

逆潮流防止装置５００は、系統１０と分電盤４００との間に設けられており、ＳＯＦＣ１００が出力する交流電力が系統１０に逆潮流することを防止するためのものである。

分電盤４００は、系統１０からの交流電力が逆潮流防止装置５００を介して入力されると共に、ＳＯＦＣ１００からの交流電力が逆潮流防止装置５００を介して入力される。分電盤４００は、入力される交流電力を各負荷２００に分配して出力する。

分電盤４００は、複数のブレーカ３００−１〜３００−３を含む。ブレーカ３００−１は、負荷２００−１が接続される電力ラインＬ−１上に設けられ、ブレーカ３００−２は、負荷２００−２が接続される電力ラインＬ−２上に設けられ、ブレーカ３００−３は、負荷２００−３が接続される電力ラインＬ−３上に設けられる。

ブレーカ３００は、対応する電力ラインＬに過大な電流が流れたときに当該電力ラインＬを遮断することで、当該電力ラインＬに接続される負荷の損傷を防止する。さらに、ブレーカ３００は、対応する電力ラインＬで計測される力率が悪化したときに当該電力ラインＬを遮断することで、ＳＯＦＣ１００の動作停止や、当該電力ラインＬに接続される負荷の故障／誤動作を防止する。第１実施形態において、ブレーカ３００は、電力制御装置に相当する。ブレーカ３００の構成については後述する。

負荷２００−１は、電力ラインＬ−１を介して交流電力が入力され、当該交流電力を消費して動作する。負荷２００−２は、電力ラインＬ−２を介して交流電力が入力され、当該交流電力を消費して動作する。負荷２００−３は、電力ラインＬ−３を介して交流電力が入力され、当該交流電力を消費して動作する。なお、負荷２００は、照明、あるいはエアコンや冷蔵庫、テレビ等の家電機器に限らず、蓄熱器等であってもよい。

第１実施形態に係る電力供給システムは、通常時には、系統１０及びＳＯＦＣ１００の両方を用いて負荷２００に電力を供給する。これに対し、系統１０の停電時には、系統１０に依存せずに、ＳＯＦＣ１００を用いて負荷２００に電力を供給する。ただし、ＳＯＦＣ１００は負荷２００の消費電力量の変動に追従しきれない場合、ＳＯＦＣ１００の出力電力が、負荷２００の動作に必要とされる電力に満たない状況が起こり得る。このような状況においては、負荷２００の力率が悪化するため、当該力率の悪化をトリガとして、当該負荷２００への電力供給を遮断することで、ＳＯＦＣ１００の停止、あるいは負荷２００の故障や誤動作などを防ぐ。

次に、ブレーカ３００の構成を説明する。図２は、ブレーカ３００のブロック図である。

図２に示すように、ブレーカ３００は、スイッチ３１０と、過電流検出部３２０と、力率計測部３３０と、ブレーカ制御部３４０と、を有する。

スイッチ３１０は、電力ラインＬ上に設けられる。詳細には、スイッチ３１０の一端はＳＯＦＣ１００側の電力ラインＬに接続され、スイッチ３１０の他端はＳＯＦＣ１００側の電力ラインＬに接続される。スイッチ３１０は、オン状態（導通状態）において電力ラインＬを連結し、オフ状態（非導通状態）において電力ラインＬを分離する。スイッチ３１０は、ブレーカ制御部３４０によって制御される。

過電流検出部３２０は、電力ラインＬに流れる電流値を計測して、過電流を検出する。過電流検出部３２０は、過電流を検出すると、その旨をブレーカ制御部３４０に出力する。

力率計測部３３０は、電力ラインＬに流れる電流及び電力ラインＬの電圧に基づいて力率を計測する。詳細には、力率計測部３３０は、電力ラインＬに流れる電流の位相と電力ラインＬの電圧の位相との位相差により力率を計測する。力率計測部３３０は、計測した力率の値をブレーカ制御部３４０に出力する。

ブレーカ制御部３４０は、過電流検出部３２０及び力率計測部３３０のそれぞれの出力に基づいて、スイッチ３１０を制御する。詳細には、ブレーカ制御部３４０は、過電流検出部３２０により過電流が検出された場合又は力率計測部３３０により計測される力率が悪化している場合には、スイッチ３１０をオフ状態に切り替えるように制御する。第１実施形態において、ブレーカ制御部３４０は、電力制御装置に設けられる制御部に相当する。ブレーカ制御部３４０の動作については後述する。

なお、第１実施形態では、スイッチ３１０は、オン状態からオフ状態への切り替えはブレーカ制御部３４０により制御可能であるが、オフ状態からオン状態への切り替えはブレーカ制御部３４０により制御不能である。すなわち、ユーザが手動でオフ状態からオン状態へ切り替えるように構成される。

次に、第１実施形態に係るブレーカ制御部３４０の動作を説明する。図３は、第１実施形態に係るブレーカ制御部３４０の処理フロー図である。

図３に示すように、ステップＳ１０１において、ブレーカ制御部３４０は、過電流検出部３２０によって過電流が検出されたか否かを確認する。ブレーカ制御部３４０は、過電流が検出された場合には処理をステップＳ１０４に進め、過電流が検出されていない場合には処理をステップＳ１０２に進める。

ステップＳ１０２において、ブレーカ制御部３４０は、力率計測部３３０によって計測された力率の値を取得する。

ステップＳ１０３において、ブレーカ制御部３４０は、力率計測部３３０から取得した力率の値を閾値と比較して、当該力率の値が閾値未満であるか否かを確認する。力率の値は０〜１の範囲内であるため、閾値は、例えば０．７（７０％）程度の値に予め設定されている。ブレーカ制御部３４０は、力率の値が閾値未満である場合には処理をステップＳ１０４に進め、力率の値が閾値以上である場合には処理をステップＳ１０１に戻す。

ステップＳ１０４において、ブレーカ制御部３４０は、スイッチ３１０をオン状態からオフ状態へ切り替えるよう制御する。第１実施形態において、スイッチ３１０をオン状態からオフ状態へ切り替える制御は、負荷２００の動作を停止させるための第１の制御に相当する。

以上説明したように、第１実施形態に係るブレーカ３００は、負荷２００について計測された力率を取得し、当該力率に基づいて、ＳＯＦＣ１００から当該負荷２００への電力供給を遮断する。例えば、ＳＯＦＣ１００の出力電力が、負荷２００の動作に必要とされる電力に満たない状況においては、力率が悪化するため、そのような状況下では当該負荷２００への電力供給を遮断することで、ＳＯＦＣ１００の停止、あるいは負荷２００の故障や誤動作などを防ぐことができる。

［第２実施形態］
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を主として説明する。

図４は、第２実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。図４におけるブロック間の実線は電力ラインを示し、破線は制御信号ラインを示している。なお、制御信号ラインは、有線に限らず無線であってもよい。

図４に示すように、第２実施形態に係る電力供給システムは、ＳＯＦＣ制御部１３０とブレーカ３００との間に制御信号ラインが設けられている点で第１実施形態とは異なる。

第２実施形態に係るブレーカ３００は、第１実施形態と同様に構成されているが、ブレーカ３００に設けられるブレーカ制御部３４０は、制御信号ラインを介してＳＯＦＣ制御部１３０と通信可能である。また、第２実施形態に係るブレーカ３００に設けられるスイッチ３１０は、オン状態からオフ状態への切り替えだけでなく、オフ状態からオン状態への切り替えもブレーカ制御部３４０によって制御可能に構成されている。

また、第２実施形態に係る電力供給システムは、ＳＯＦＣ１００と分電盤４００との間の電力ラインに制御負荷２５０が接続されている点で第１実施形態とは異なる。ＳＯＦＣ制御部１３０と制御負荷２５０との間には制御信号ラインが設けられており、制御負荷２５０はＳＯＦＣ制御部１３０により制御される。制御負荷２５０は、電力を消費してお湯を沸かすためのヒーターであってもよく、電力を充電して蓄積するバッテリであってもよい。

さらに、第２実施形態に係る電力供給システムは、過電流に基づく電力遮断については第１実施形態と同様にブレーカ３００が行うが、力率に基づく電力遮断についてはＳＯＦＣ制御部１３０が制御する。第２実施形態において、ＳＯＦＣ１００は電力制御装置に相当し、ＳＯＦＣ制御部１３０は当該電力制御装置に設けられる制御部に相当する。

その他の構成は第１実施形態と同様である。

次に、第２実施形態に係るＳＯＦＣ制御部１３０の動作を説明する。図５は、第２実施形態に係るＳＯＦＣ制御部１３０の処理フロー図である。ＳＯＦＣ制御部１３０は、停電を検出した場合に本処理フローを実行する。

図５に示すように、ステップＳ２０１において、ＳＯＦＣ制御部１３０は、各ブレーカ３００の力率計測部３３０によって計測された力率の値、すなわち、電力ラインＬ毎の力率の値を取得する。

ステップＳ２０２において、ＳＯＦＣ制御部１３０は、電力ラインＬ毎の力率の値を閾値と比較して、当該力率の値が閾値未満の電力ラインＬが有るか否かを確認する。ＳＯＦＣ制御部１３０は、力率の値が閾値未満の電力ラインＬが有る場合には処理をステップＳ２０３に進め、力率の値が閾値未満の電力ラインＬが無い場合には処理をステップＳ２０１に戻す。

ステップＳ２０３において、ＳＯＦＣ制御部１３０は、力率の値が閾値未満の電力ラインＬに対応するスイッチ３１０をオン状態からオフ状態へ切り替えるように制御する。詳細には、ＳＯＦＣ制御部１３０は、力率の値が閾値未満の電力ラインＬに対応するブレーカ制御部３４０に対してスイッチオフ指示を送る。第２実施形態において、力率の値が閾値未満の電力ラインＬに対応するブレーカ制御部３４０に対してスイッチオフ指示を送る制御は、負荷２００の動作を停止させるための第１の制御に相当する。

ステップＳ２０４において、ＳＯＦＣ制御部１３０は、発電量を増加するよう発電部１１０を制御する。第２実施形態において、発電量を増加する制御は、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させるための第２の制御に相当する。

ステップＳ２０５において、ＳＯＦＣ制御部１３０は、制御負荷２５０に対して電力増加指示を送る。ここで、制御負荷２５０がヒーター等である場合には、電力増加指示は消費電力量を増加させるための指示であり、制御負荷２５０がバッテリ等である場合には、電力増加指示は充電量を増加させるための指示である。

なお、ステップＳ２０４とステップＳ２０５とは順番が逆であってもよく、同時であってもよいが、制御負荷２５０の電力増加量は、発電部１１０の発電増加量と等しい値にされる。

ステップＳ２０６において、ＳＯＦＣ制御部１３０は、電力変換部１２０の出力電力値（すなわち、ＳＯＦＣ出力）を検出し、当該ＳＯＦＣ出力が電力閾値よりも大きいか否かを確認する。電力閾値は、ＳＯＦＣ出力が十分であると見なすことができる程度の値に予め設定されている。ＳＯＦＣ制御部１３０は、ＳＯＦＣ出力が閾値よりも大きい場合には処理をステップＳ２０７に進め、ＳＯＦＣ出力が閾値以下である場合には処理をステップＳ２０４に戻す。

ステップＳ２０７において、ＳＯＦＣ制御部１３０は、ステップＳ２０３で遮断していた電力ラインＬを元に戻すように制御する。詳細には、ＳＯＦＣ制御部１３０は、遮断していた電力ラインＬに対応するブレーカ制御部３４０に対してスイッチオン指示を送る。第２実施形態において、遮断していた電力ラインＬに対応するブレーカ制御部３４０に対してスイッチオン指示を送る制御は、負荷２００の動作を再開させるための第３の制御に相当する。

ステップＳ２０８において、ＳＯＦＣ制御部１３０は、ステップＳ２０５で増加させていた制御負荷２５０の電力を元に戻すように、電力減少指示を制御負荷２５０に送る。ここで、制御負荷２５０がヒーター等である場合には、電力減少指示は消費電力量を減少させる（あるいはゼロにする）ための指示であり、制御負荷２５０がバッテリ等である場合には、電力減少指示は充電量を減少させる（あるいはゼロにする）ための指示である。

以上説明したように、ＳＯＦＣ１００は、負荷２００について計測された力率を取得し、当該力率に基づいて、当該負荷２００の動作を停止させるための制御を行う。例えば、ＳＯＦＣ１００の出力電力が、負荷２００の動作に必要とされる電力に満たない状況においては、力率が悪化するため、そのような状況を考慮して負荷２００の動作を停止させるよう制御することで、ＳＯＦＣ１００の停止、あるいは負荷２００の故障や誤動作などを防ぐことができる。

第２実施形態では、ＳＯＦＣ１００は、負荷２００の動作を停止させるよう制御した後、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させることによって、ＳＯＦＣ１００の出力電力を、負荷２００の動作に必要とされる電力まで増加させることができる。さらに、第２実施形態では、ＳＯＦＣ１００は、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させる制御を開始した後、ＳＯＦＣ１００の出力電力が電力閾値よりも大きくなった場合に、負荷２００の動作を再開させるための制御を行う。すなわち、負荷２００の動作を停止させるよう制御して、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させた後、当該負荷２００の動作を再開させるよう制御する。これにより、ＳＯＦＣ１００の出力電力の増加速度が遅い場合であっても、ＳＯＦＣ１００の出力電力が十分な値になるまでの時間を稼いで、ＳＯＦＣ１００の出力電力が十分な状態で負荷２００の動作を再開させることができる。

第２実施形態では、ＳＯＦＣ１００は、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させる制御によるＳＯＦＣ１００の余剰出力電力を、負荷２００とは個別に設けられた制御負荷２５０に供給するよう制御する。これにより、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させている間の余剰電力（負荷２００が消費しない電力）を、別途設けた制御負荷２５０に消費（又は充電）させることができるため、当該余剰電力を有効活用できる。

［第３実施形態］
以下、第３実施形態について、第１実施形態及び第２実施形態との相違点を主として説明する。

図６は、第３実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。図６におけるブロック間の実線は電力ラインを示し、破線は制御信号ラインを示している。なお、制御信号ラインは、有線に限らず無線であってもよい。

図６に示すように、第３実施形態に係る電力供給システムは、需要家内の電力を管理するためのエネルギー管理システム（ＥＭＳ）６００を有する点で第１実施形態とは異なる。ＥＭＳ６００は、負荷２００の消費電力量を管理して表示したり、省電力のための制御を行ったりする。ＥＭＳ６００と負荷２００との間、ＥＭＳ６００とブレーカ３００との間、及びＥＭＳ６００とＳＯＦＣ制御部１３０との間には、制御信号ラインが設けられている。また、ＥＭＳ６００は、ＥＭＳ６００の各種機能を制御するＥＭＳ制御部６１０を含む。第３実施形態において、ＥＭＳ６００は電力制御装置に相当し、ＥＭＳ制御部６１０は当該電力制御装置に設けられる制御部に相当する。

第３実施形態に係るブレーカ３００は、第１実施形態と同様に構成されているが、ブレーカ３００に設けられるブレーカ制御部３４０は、制御信号ラインを介してＥＭＳ制御部６１０と通信可能である。

また、第３実施形態に係る電力供給システムは、ＥＭＳ６００と分電盤４００との間の電力ラインに制御負荷２５０が接続されている点で第１実施形態とは異なる。ＥＭＳ制御部６１０と制御負荷２５０との間には制御信号ラインが設けられており、制御負荷２５０は、ＥＭＳ制御部６１０により制御される。あるいは、制御負荷２５０は、ＳＯＦＣ制御部１３０を経由してＥＭＳ制御部６１０により制御されてもよい。

その他の構成は第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

次に、第３実施形態に係るＥＭＳ制御部６１０の動作を説明する。図７は、第３実施形態に係るＥＭＳ制御部６１０の処理フロー図である。ＥＭＳ制御部６１０は、停電を検出した場合に本処理フローを実行する。

図７に示すように、ステップＳ３０１において、ＥＭＳ制御部６１０は、各ブレーカ３００の力率計測部３３０によって計測された力率の値、すなわち、電力ラインＬ毎の力率の値を取得する。

ステップＳ３０２において、ＥＭＳ制御部６１０は、電力ラインＬ毎の力率の値を閾値と比較して、当該力率の値が閾値未満の電力ラインＬが有るか否かを確認する。ＥＭＳ制御部６１０は、力率の値が閾値未満の電力ラインＬが有る場合には処理をステップＳ３０３に進め、力率の値が閾値未満の電力ラインＬが無い場合には処理をステップＳ３０１に戻す。

ステップＳ３０３において、ＥＭＳ制御部６１０は、力率の値が閾値未満の電力ラインＬに対応する負荷２００を電源オフ状態（あるいはスタンバイ状態）へ切り替えるように制御する。詳細には、ＥＭＳ制御部６１０は、力率の値が閾値未満の電力ラインＬに対応する負荷２００に対して動作停止指示を送る。第３実施形態において、力率の値が閾値未満の電力ラインＬに対応する負荷２００に対して動作停止指示を送る制御は、負荷２００の動作を停止させるための第１の制御に相当する。

ステップＳ３０４において、ＥＭＳ制御部６１０は、発電部１１０の発電量を増加するようＳＯＦＣ制御部１３０に指示する。第３実施形態において、発電部１１０の発電量を増加するようＳＯＦＣ制御部１３０に指示する制御は、ＥＭＳ６００の出力電力を増加させるための第２の制御に相当する。

ステップＳ３０５において、ＥＭＳ制御部６１０は、制御負荷２５０に対して電力増加指示を送る。ここで、制御負荷２５０がヒーター等である場合には、電力増加指示は消費電力量を増加させるための指示であり、制御負荷２５０がバッテリ等である場合には、電力増加指示は充電量を増加させるための指示である。

なお、ステップＳ３０４とステップＳ３０５とは順番が逆であってもよく、同時であってもよいが、制御負荷２５０の電力増加量は、発電部１１０の発電増加量と等しい値にされる。

ステップＳ３０６において、ＥＭＳ制御部６１０は、電力変換部１２０の出力電力値（すなわち、ＳＯＦＣ出力）をＳＯＦＣ制御部１３０から取得し、当該ＳＯＦＣ出力が電力閾値よりも大きいか否かを確認する。電力閾値は、ＳＯＦＣ出力が十分であると見なすことができる程度の値に予め設定されている。あるいは、第３実施形態においては、負荷２００が必要とする電力をＥＭＳ制御部６１０が把握しているため、ＥＭＳ制御部６１０は、負荷２００の総消費電力（総所要電力）の値を電力閾値として設定してもよい。ＥＭＳ制御部６１０は、ＳＯＦＣ出力が閾値よりも大きい場合には処理をステップＳ３０７に進め、ＳＯＦＣ出力が閾値以下である場合には処理をステップＳ３０４に戻す。

ステップＳ３０７において、ＥＭＳ制御部６１０は、ステップＳ３０３で動作停止させていた負荷２００を元に戻すように制御する。詳細には、ＥＭＳ制御部６１０は、動作停止させていた負荷２００に対して動作再開指示（あるいは電源オン指示）を送る。第３実施形態において、動作停止させていた負荷２００に対して動作再開指示（あるいは電源オン指示）を送る制御は、負荷２００の動作を再開させるための第３の制御に相当する。

ステップＳ３０８において、ＥＭＳ制御部６１０は、ステップＳ３０５で増加させていた制御負荷２５０の電力を元に戻すように、電力減少時を制御負荷２５０に送る。ここで、制御負荷２５０がヒーター等である場合には、電力減少指示は消費電力量を減少させる（あるいはゼロにする）ための指示であり、制御負荷２５０がバッテリ等である場合には、電力減少指示は充電量を減少させる（あるいはゼロにする）ための指示である。

以上説明したように、ＥＭＳ６００は、負荷２００について計測された力率を取得し、当該力率に基づいて、当該負荷２００の動作を停止させるための制御を行う。例えば、ＳＯＦＣ１００の出力電力が、負荷２００の動作に必要とされる電力に満たない状況においては、力率が悪化するため、そのような状況を考慮して負荷２００の動作を停止させるよう制御することで、ＳＯＦＣ１００の停止、あるいは負荷２００の故障や誤動作などを防ぐことができる。

第３実施形態では、ＥＭＳ６００は、負荷２００の動作を停止させるよう制御した後、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させることによって、ＳＯＦＣ１００の出力電力を、負荷２００の動作に必要とされる電力まで増加させることができる。さらに、第３実施形態では、ＥＭＳ６００は、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させる制御を開始した後、ＳＯＦＣ１００の出力電力が電力閾値よりも大きくなった場合に、負荷２００の動作を再開させるための制御を行う。すなわち、負荷２００の動作を停止させるよう制御して、ＥＭＳ６００の出力電力を増加させた後、当該負荷２００の動作を再開させるよう制御する。これにより、ＳＯＦＣ１００の出力電力の増加速度が遅い場合であっても、ＳＯＦＣ１００の出力電力が十分な値になるまでの時間を稼いで、ＳＯＦＣ１００の出力電力が十分な状態で負荷２００の動作を再開させることができる。

第３実施形態では、ＥＭＳ６００は、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させる制御によるＳＯＦＣ１００の余剰出力電力を、負荷２００とは個別に設けられた制御負荷２５０に供給するよう制御する。これにより、ＳＯＦＣ１００の出力電力を増加させている間の余剰電力（負荷２００が消費しない電力）を、別途設けた制御負荷２５０に消費（又は充電）させることができるため、当該余剰電力を有効活用できる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は各実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した各実施形態においては、負荷２００及び対応する電力ラインＬが複数設けられる構成を説明したが、負荷２００及び対応する電力ラインＬが１つの構成であってもよい。

また、上述した各実施形態においては、自立運転可能な電力供給手段の一例としてのＳＯＦＣを説明したが、他の種類の燃料電池を使用してもよい。さらに、燃料電池に限らず、他の電力供給手段（例えば太陽電池及びそのパワーコンディショナなど）を使用してもよい。

また、上述した各実施形態においては、力率計測部３３０は電力ラインＬに流れる電流及び電力ラインＬの電圧に基づいて力率を計測する場合について説明したが、電力供給手段となるＳＯＦＣ１００から流れてくる電流及び電圧に基づいて力率を計測するようにしてもよい。このようにＳＯＦＣ１００の力率を見て、さらにはＳＯＦＣ１００と負荷の力率の両方を見て電力ラインＬのブレーカを制御することにより、ＳＯＦＣ１００の故障や誤操作を防ぐことができるようになる。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。

Ｌ…電力ライン、１０…系統、１００…ＳＯＦＣ、１１０…発電部、１２０…電力変換部、１３０…ＳＯＦＣ制御部、２００…負荷、２５０…制御負荷、３００…ブレーカ、３１０…スイッチ、３２０…過電流検出部、３３０…力率計測部、３４０…ブレーカ制御部、４００…分電盤、５００…逆潮流防止装置、６００…ＥＭＳ、６１０…ＥＭＳ制御部

Claims (8)

1. 自立運転可能な電力供給手段と、前記電力供給手段からの電力供給を受けて動作する負荷と、を有する需要家で用いられる電力制御装置であって、
   前記負荷又は前記電力供給手段の少なくとも一方について計測された力率を取得し、当該力率に基づいて、前記負荷の動作を停止させるための第１の制御を行う制御部を有することを特徴とする電力制御装置。
2. 前記制御部は、前記力率が悪化した場合に、前記第１の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記制御部は、前記第１の制御を行った後、前記電力供給手段の出力電力を増加させるための第２の制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御装置。
4. 前記制御部は、前記第２の制御を開始した後、前記電力供給手段の出力電力が所定値よりも大きくなった場合に、前記負荷の動作を再開させるための第３の制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の電力制御装置。
5. 前記制御部は、前記第２の制御による前記電力供給手段の余剰出力電力を、前記負荷とは個別に設けられた制御負荷に供給するよう制御することを特徴とする請求項４に記載の電力制御装置。
6. 前記電力供給手段と前記負荷との間の電力ライン上には、前記電力供給手段から前記負荷への電力供給を遮断可能なスイッチが設けられており、
   前記第１の制御とは、前記スイッチを用いて、前記電力供給手段から前記負荷への電力供給を遮断する制御であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電力制御装置。
7. 前記第１の制御とは、前記負荷に対して動作停止を指示する制御であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電力制御装置。
8. 自立運転可能な電力供給手段と、前記電力供給手段からの電力供給を受けて動作する負荷と、を有する需要家で用いられる電力制御装置における電力制御方法であって、
   前記負荷又は前記電力供給手段の少なくとも一方について計測された力率を取得するステップと、
   当該力率に基づいて、前記負荷の動作を停止させるための第１の制御を行うステップと、
   を有することを特徴とする電力制御方法。

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