JP2014072930A - 管理システム、管理方法、制御装置及び太陽電池装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽電池装置の停止と連系運転モードの運転との繰り返しを抑制しながら、系統の電圧の上昇を抑制することを可能とする管理システム、管理方法、制御装置及び太陽電池装置を提供する。
【解決手段】 太陽電池装置１３０は、第１条件が満たされた場合に、太陽電池装置の運転モードを自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、太陽電池装置の運転モードを連系運転モードに切り替える。太陽電池装置１３０は、第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、第２条件が満たされても、自立運転モードを維持し、所定期間が経過した後に太陽電池装置の運転モードを連系運転モードに切り替える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置を有する管理システム、管理方法、制御装置及び太陽電池装置に関する。

近年、再生可能エネルギーを利用して発電を行う装置として、太陽電池装置が脚光を浴びている。太陽電池装置は、太陽電池装置と系統とが並列された並列状態において連系運転モードで動作し、太陽電池装置と系統とが解列された解列状態において自立運転モードで動作する。

ここで、連系運転モードにおいて、太陽電池装置によって発電された電力は、系統側に逆潮流することが可能である。このようなケースにおいて、系統の電圧上昇を抑制するために、系統の電圧が第１電圧閾値に達すると、太陽電池装置の運転モードを連系運転モードから自立運転モードに切り替えることが求められる。

特開２０１０−１２８８１０号公報

ところで、太陽電池装置の安全性を確保するために、連系運転モードから自立運転モードへの切り替えにおいて、太陽電池装置を一定時間に亘って停止することも求められる。

このように、太陽電池装置を一定時間に亘って停止すると、系統の電圧が第２電圧閾値（＜第１電圧閾値）以下となるため、太陽電池装置の運転モードを連系運転モードに切り替えようとする動作が行われる。太陽電池装置の運転モードが連系運転モードに切り替わると、再び系統の電圧が第１電圧閾値に達してしまい、太陽電池装置の運転モードを自立運転モードに切り替えようとする動作が行われる。

上述したように、系統の電圧が上昇しやすい状況下において、太陽電池装置の運転モードが自立運転モードに切り替わらずに、太陽電池装置の停止と連系運転モードの運転とが繰り返されてしまう。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、太陽電池装置の停止と連系運転モードの運転との繰り返しを抑制しながら、系統の電圧の上昇を抑制することを可能とする管理システム、管理方法、制御装置及び太陽電池装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る管理システムは、並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置を有する。管理システムは、第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える切替部を備える。前記切替部は、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える。

第１の特徴において、前記太陽電池装置の出力を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記所定期間が経過した後において、前記第２条件が満たされて、前記太陽電池装置の運転モードが前記連系運転モードに切り替わった場合に、前記太陽電池装置の出力を徐々に増大する。

第１の特徴において、前記太陽電池装置の出力を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記所定期間が経過する前において、前記太陽電池装置の運転モードが前記自立運転モードに切り替わった場合に、前記太陽電池装置の出力を徐々に増大する。

第１の特徴において、前記第１条件は、系統の電圧が第１電圧閾値に達した状態が所定の継続期間に亘って継続することである。

第１の特徴において、前記第１条件は、前記太陽電池装置の出力電力が抑制された状態において、前記太陽電池装置の出力電力が第１電力閾値以下となる状態が所定の継続期間に亘って継続することである。

第１の特徴において、前記第２条件は、系統の電圧が第２電圧閾値以下となることである。

第１の特徴において、管理システムは、前記自立運転モードにおける前記太陽電池装置の出力を蓄える蓄電装置をさらに備える。

第２の特徴に係る管理方法は、並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置を有する管理システムで用いる。管理方法は、第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替えるステップＡを備える。前記ステップＡは、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替えるステップを含む。

第３の特徴に係る制御装置は、並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置を制御する。制御装置は、第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える切替部を備える。前記切替部は、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える。

第４の特徴に係る太陽電池装置は、並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成される。太陽電池装置は、第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える切替部を備える。前記切替部は、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える。

本発明によれば、太陽電池装置の停止と連系運転モードの運転との繰り返しを抑制しながら、系統の電圧の上昇を抑制することを可能とする管理システム、管理方法、制御装置及び太陽電池装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るエネルギー管理システム１００を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る需要家１０を示す図である。 図３は、第１実施形態に係るＥＭＳ２００を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る太陽電池装置１３０を示す図である。 図５は、第１実施形態に係る管理方法を示す図である。 図６は、第１実施形態に係る管理方法を示す図である。 図７は、変更例１に係る管理方法を示す図である。 図８は、変更例１に係る管理方法を示す図である。

以下において、本発明の実施形態に係る管理システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
実施形態に係る管理システムは、並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置を有する。管理システムは、第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える切替部を備える。前記切替部は、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える。

実施形態では、第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、第２条件が満たされても、自立運転モードが維持される。すなわち、第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、太陽電池装置の運転モードが連系運転モードに切り替わらずに、太陽電池装置の運転モードが自立運転モードに移行される。これによって、太陽電池装置の停止と連系運転モードの運転との繰り返しを抑制しながら、系統の電圧の上昇を抑制することができる。

[第１実施形態]
（エネルギー管理システム）
以下において、第１実施形態に係るエネルギー管理システムについて説明する。図１は、第１実施形態に係るエネルギー管理システム１００を示す図である。

図１に示すように、エネルギー管理システム１００は、需要家１０と、ＣＥＭＳ２０と、変電所３０と、スマートサーバ４０と、発電所５０とを有する。なお、需要家１０、ＣＥＭＳ２０、変電所３０及びスマートサーバ４０は、ネットワーク６０によって接続されている。

需要家１０は、例えば、発電装置及び蓄電装置を有する。発電装置は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。

需要家１０は、一戸建ての住宅であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよい。或いは、需要家１０は、コンビニエンスストア又はスーパーマーケットなどの店舗であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよく、工場であってもよい。

第１実施形態では、複数の需要家１０によって、需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂが構成されている。需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂは、例えば、地理的な地域によって分類される。

ＣＥＭＳ２０は、複数の需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。なお、ＣＥＭＳ２０は、複数の需要家１０を管理するため、ＣＥＭＳ（Ｃｌｕｓｔｅｒ／Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と称されることもある。具体的には、ＣＥＭＳ２０は、停電時などにおいて、複数の需要家１０と電力系統との間を解列する。一方で、ＣＥＭＳ２０は、復電時などにおいて、複数の需要家１０と電力系統との間を連系する。

第１実施形態では、ＣＥＭＳ２０Ａ及びＣＥＭＳ２０Ｂが設けられている。ＣＥＭＳ２０Ａは、例えば、需要家群１０Ａに含まれる需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。ＣＥＭＳ２０Ｂは、例えば、需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。

変電所３０は、複数の需要家１０に対して、配電線３１を介して電力を供給する。具体的には、変電所３０は、発電所５０から供給を受ける電圧を降圧する。

第１実施形態では、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂが設けられている。変電所３０Ａは、例えば、需要家群１０Ａに含まれる需要家１０に対して、配電線３１Ａを介して電力を供給する。変電所３０Ｂは、例えば、需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０に対して、配電線３１Ｂを介して電力を供給する。

スマートサーバ４０は、複数のＣＥＭＳ２０（ここでは、ＣＥＭＳ２０Ａ及びＣＥＭＳ２０Ｂ）を管理する。また、スマートサーバ４０は、複数の変電所３０（ここでは、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂ）を管理する。言い換えると、スマートサーバ４０は、需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０を統括的に管理する。スマートサーバ４０は、例えば、需要家群１０Ａに供給すべき電力と需要家群１０Ｂに供給すべき電力とのバランスを取る機能を有する。

発電所５０は、火力、風力、水力、原子力などによって発電を行う。発電所５０は、複数の変電所３０（ここでは、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂ）に対して、送電線５１を介して電力を供給する。

ネットワーク６０は、信号線を介して各装置に接続される。ネットワーク６０は、例えば、インターネット、広域回線網、狭域回線網、携帯電話網などである。

（需要家）
以下において、第１実施形態に係る需要家について説明する。図２は、第１実施形態に係る需要家１０の詳細を示す図である。

図２に示すように、需要家１０は、分電盤１１０と、負荷１２０と、太陽電池装置１３０と、蓄電池装置１４０と、燃料電池装置１５０と、貯湯装置１６０と、ＥＭＳ２００とを有する。

第１実施形態において、需要家１０は、電力計１８０、電力計１８１、電力計１８２及び電力計１８３とを有する。

電力計１８０は、燃料電池装置１５０の負荷追従制御に用いられる。電力計１８０は、各機器（例えば、蓄電池装置１４０及び燃料電池装置１５０）と系統とを接続する電力線上において、蓄電池装置１４０と電力線との接続点よりも下流（系統から離れた側）、かつ、燃料電池装置１５０と電力線との接続点よりも上流（系統に近い側）に設けられる。電力計１８０が負荷１２０と電力線との接続点よりも上流（系統に近い側）に設けられることは勿論である。電力計１８０は、主として電流を測定するが、電圧を測定してもよい。

電力計１８１は、蓄電池装置１４０から系統への電力の流れ（逆潮流）の有無の確認に用いられる。電力計１８１は、各機器（例えば、蓄電池装置１４０）と系統とを接続する電力線上において、蓄電池装置１４０と電力線との接続点よりも上流（系統に近い側）に設けられる。電力計１８１は、主として電流を測定するが、電圧を測定してもよい。

電力計１８２は、太陽電池装置１３０によって発電された電力の計測に用いられる。電力計１８２は、各機器（例えば、太陽電池装置１３０）と系統とを接続する電力線と太陽電池装置１３０との接続点よりも太陽電池装置１３０側に設けられる。電力計１８２は、電流及び電圧を測定する。ここで、電力計１８２は、太陽電池装置１３０と系統とが並列された並列状態において電力を計測する。同様に、電力計１８２は、太陽電池装置１３０と系統とが解列された解列状態において電力を計測する。

電力計１８３は、系統の電圧の計測に用いられる。電力計１８３は、分電盤１１０よりも上流（系統に近い側）に設けられる。すなわち、電力計１８３は、需要家１０において最も上流（系統に近い側）に設けられる。電力計１８３は、主として電圧を測定するが、電流を測定してもよい。

第１実施形態において、各機器は、系統に近い順から見て、太陽電池装置１３０、蓄電池装置１４０、燃料電池装置１５０及び負荷１２０の順で電力線に接続されていることに留意すべきである。

分電盤１１０は、配電線３１（系統）に接続されている。分電盤１１０は、電力線を介して、負荷１２０、太陽電池装置１３０、蓄電池装置１４０及び燃料電池装置１５０に接続されている。

負荷１２０は、電力線を介して供給を受ける電力を消費する装置である。例えば、負荷１２０は、冷蔵庫、冷凍庫、照明、エアーコンディショナーなどの装置を含む。

太陽電池装置１３０は、ＰＶ１３１と、ＰＣＳ１３２とを有する。ＰＶ１３１は、発電装置の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う太陽光発電装置である。ＰＶ１３１は、発電されたＤＣ電力を出力する。ＰＶ１３１の発電量は、ＰＶ１３１に照射される日射量に応じて変化する。ＰＣＳ１３２は、ＰＶ１３１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＰＣＳ１３２は、電力線を介してＡＣ電力を分電盤１１０に出力する。

第１実施形態において、太陽電池装置１３０は、ＰＶ１３１に照射される日射量を測定する日射計を有していてもよい。

太陽電池装置１３０は、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）法によって制御される。詳細には、太陽電池装置１３０は、ＰＶ１３１の動作点（動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点）を最適化する。

第１実施形態において、太陽電池装置１３０は、第１条件が満たされた場合に、太陽電池装置１３０の運転モードを連系運転モードから自立運転モードに切り替える。一方で、太陽電池装置１３０は、第２条件が満たされた場合に、太陽電池装置１３０の運転モードを自立運転モードから連系運転モードに切り替える。

第１実施形態において、系統の電圧に影響を与えるパラメータとは、例えば、電力計１８３によって計測される系統の電圧である。第１条件は、系統の電圧が第１電圧閾値（例えば、１１５Ｖ）に達した状態が所定の継続期間（例えば、３０秒）に亘って継続することである。第２条件は、系統の電圧が第２電圧閾値（例えば、１０２Ｖ）以下となることである。

第１実施形態において、太陽電池装置１３０は、太陽電池装置１３０と系統とが並列された並列状態において連系運転モードで動作し、太陽電池装置１３０と系統とが解列された解列状態において自立運転モードで動作する。太陽電池装置１３０は、連系運転モードから自立運転モードへの切り替えにおいて、一定時間（例えば、１０秒）に亘って停止する。同様に、太陽電池装置１３０は、自立運転モードから連系運転モードへの切り替えにおいて、一定時間（例えば、１０秒）に亘って停止する。

蓄電池装置１４０は、蓄電池１４１と、ＰＣＳ１４２とを有する。蓄電池１４１は、電力を蓄積する装置である。ＰＣＳ１４２は、配電線３１（系統）から供給を受けるＡＣ電力をＤＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。また、ＰＣＳ１４２は、蓄電池１４１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。

燃料電池装置１５０は、燃料電池１５１と、ＰＣＳ１５２とを有する。燃料電池１５１は、発電装置の一例であり、燃料（ガス）を用いて電力を発電する装置である。ＰＣＳ１５２は、燃料電池１５１から出力されたＤＣ電力をＡＣ電力に変換する装置（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）である。

燃料電池装置１５０は、負荷追従制御によって動作する。詳細には、燃料電池装置１５０は、燃料電池１５１から出力する電力が負荷追従制御の目標電力となるように燃料電池１５１を制御する。言い換えると、燃料電池装置１５０は、電流センサーによって検出される電流値が目標受電力となるように、燃料電池１５１から出力する電力を制御する。

貯湯装置１６０は、燃料（ガス）を用いて湯を生成或いは水温を維持する装置である。具体的には、貯湯装置１６０は、貯湯槽を有しており、燃料（ガス）の燃焼によって生じる熱又は燃料電池１５１の運転（発電）によって生じる排熱によって、貯湯槽から供給される水を温める。詳細には、貯湯装置１６０は、貯湯槽から供給される水を温めて、温められた湯を貯湯槽に還流する。

実施形態において、燃料電池装置１５０及び貯湯装置１６０は、給湯ユニット１７０（給湯システム）を構成することに留意すべきである。

ＥＭＳ２００は、需要家１０に設けられ、負荷１２０或いは分散電源（太陽電池装置１３０、蓄電池装置１４０又は燃料電池装置１５０）の電力状態を制御することによって、需要家１０内のエネルギー状態を管理する。具体的には、ＥＭＳ２００は、太陽電池装置１３０、蓄電池装置１４０、燃料電池装置１５０及び貯湯装置１６０を制御する装置（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）である。具体的には、ＥＭＳ２００は、太陽電池装置１３０、蓄電池装置１４０、燃料電池装置１５０及び貯湯装置１６０に信号線を介して接続されており、太陽電池装置１３０、蓄電池装置１４０、燃料電池装置１５０及び貯湯装置１６０を制御する。また、ＥＭＳ２００は、負荷１２０の動作モードを制御することによって、負荷１２０の消費電力を制御する。

また、ＥＭＳ２００は、ネットワーク６０を介して各種サーバと接続される。各種サーバは、例えば、系統から供給を受ける電力の購入単価、系統から供給を受ける電力の売却単価、燃料ガスの購入単価などの情報（以下、エネルギー料金情報）を格納する。

或いは、各種サーバは、例えば、負荷１２０の消費電力を予測するための情報（以下、消費エネルギー予測情報）を格納する。消費エネルギー予測情報は、例えば、過去の負荷１２０の消費電力の実績値に基づいて生成されてもよい。或いは、消費エネルギー予測情報は、負荷１２０の消費電力のモデルであってもよい。

或いは、各種サーバは、例えば、ＰＶ１３１の発電量を予測するための情報（以下、ＰＶ発電量予測情報）を格納する。ＰＶ発電予測情報は、ＰＶ１３１に照射される日射量の予測値であってもよい。或いは、ＰＶ発電予測情報は、天気予報、季節、日照時間などであってもよい。

（ＥＭＳの構成）
以下において、第１実施形態に係るＥＭＳについて説明する。図３は、第１実施形態に係るＥＭＳ２００を示すブロック図である。

図３に示すように、ＥＭＳ２００は、受信部２１０と、送信部２２０と、制御部２３０とを有する。

受信部２１０は、信号線を介して接続された装置から各種信号を受信する。詳細には、受信部２１０は、”ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ”又は”ＺｉｇＢｅｅ ＳＥＰ２．０”などの規格（プロトコル）に適合する形式で、各装置から信号を受信する。例えば、受信部２１０は、ＰＶ１３１の発電量を示す情報を太陽電池装置１３０から受信してもよい。受信部２１０は、蓄電池１４１の蓄電量を示す情報を蓄電池装置１４０から受信してもよい。受信部２１０は、燃料電池１５１の発電量を示す情報を燃料電池装置１５０から受信してもよい。受信部２１０は、貯湯装置１６０の貯湯量を示す情報を貯湯装置１６０から受信してもよい。

第１実施形態において、受信部２１０は、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びＰＶ発電量予測情報を、ネットワーク６０を介して各種サーバから受信してもよい。但し、エネルギー料金情報、消費エネルギー予測情報及びＰＶ発電量予測情報は、予めＥＭＳ２００に記憶されていてもよい。

送信部２２０は、信号線を介して接続された装置に各種信号を送信する。詳細には、送信部２２０は、”ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ”又は”ＺｉｇＢｅｅ ＳＥＰ２．０”などの規格（プロトコル）に適合する形式で、各装置に信号を送信する。例えば、送信部２２０は、太陽電池装置１３０、蓄電池装置１４０、燃料電池装置１５０及び貯湯装置１６０を制御するための信号を各装置に送信する。送信部２２０は、負荷１２０を制御するための制御信号を負荷１２０に送信する。

制御部２３０は、負荷１２０、太陽電池装置１３０、蓄電池装置１４０、燃料電池装置１５０及び貯湯装置１６０を制御する。

例えば、制御部２３０は、第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、第２条件が満たされても、自立運転モードを維持するように太陽電池装置１３０を制御する。自立運転モードを維持する所定期間は、連系運転モードから自立運転モードへの切り替えにおいて太陽電池装置１３０が停止する一定時間（例えば、１０秒）よりも長い。自立運転モードを維持する所定期間は、例えば、一定時間（例えば、１０秒）に所定時間（例えば、３０分）を加算した値である。

一方で、制御部２３０は、所定期間が経過した後において、第２条件が満たされて場合に、太陽電池装置１３０の運転モードを連系運転モードに切り替えるように太陽電池装置１３０を制御する。すなわち、制御部２３０は、”ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ”又は”ＺｉｇＢｅｅ ＳＥＰ２．０”などの規格（プロトコル）に適合する形式で、運転モードの切り替え指示を太陽電池装置１３０に送信する。

第１実施形態において、制御部２３０は、太陽電池装置１３０の運転モードを連系運転モードから自立運転モードに切り替えた場合に、太陽電池装置１３０の出力が徐々に増大するように太陽電池装置１３０を制御することが好ましい。同様に、制御部２３０は、太陽電池装置１３０の運転モードを自立運転モードから連系運転モードに切り替えた場合に、太陽電池装置１３０の出力が徐々に増大するように太陽電池装置１３０を制御することが好ましい。

（太陽電池装置の構成）
以下において、第１実施形態に係るＰＶ装置について説明する。図４は、第１実施形態に係る太陽電池装置１３０を示すブロック図である。

図４に示すように、太陽電池装置１３０は、受信部１３５と、送信部１３６と、制御部１３７とを有する。受信部１３５、送信部１３６及び制御部１３７は、例えば、ＰＣＳ１３２に設けられる。

受信部１３５は、ＥＭＳ２００から各種情報を受信する。詳細には、受信部１３５は、”ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ”又は”ＺｉｇＢｅｅ ＳＥＰ２．０”などの規格（プロトコル）に適合する形式で、ＥＭＳ２００から情報を受信する。受信部１３５は、例えば、太陽電池装置１３０の運転モードを指示するコマンドをＥＭＳ２００から受信する。

送信部１３６は、ＥＭＳ２００に各種情報を送信する。詳細には、送信部１３６は、”ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ”又は”ＺｉｇＢｅｅ ＳＥＰ２．０”などの規格（プロトコル）に適合する形式で、ＥＭＳ２００に情報を送信する。送信部１３６は、例えば、第１条件が満たされた旨を示すメッセージをＥＭＳ２００に送信する。同様に、送信部１３６は、例えば、第２条件が満たされた旨を示すメッセージをＥＭＳ２００に送信する。

制御部１３７は、蓄電池装置１４０を制御する。例えば、制御部１３７は、第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、第２条件が満たされても、自立運転モードを維持する。

自立運転モードを維持する所定期間は、上述したように、連系運転モードから自立運転モードへの切り替えにおいて太陽電池装置１３０が停止する一定時間（例えば、１０秒）よりも長い。自立運転モードを維持する所定期間は、例えば、一定時間（例えば、１０秒）に所定時間（例えば、３０分）を加算した値である。

一方で、制御部１３７は、所定期間が経過した後において、第２条件が満たされて場合に、太陽電池装置１３０の運転モードを連系運転モードに切り替える。

第１実施形態において、制御部１３７は、太陽電池装置１３０の運転モードを連系運転モードから自立運転モードに切り替えた場合に、太陽電池装置１３０の出力を徐々に増大する。同様に、制御部１３７は、太陽電池装置１３０の運転モードを自立運転モードから連系運転モードに切り替えた場合に、太陽電池装置１３０の出力を徐々に増大する。

（管理方法）
以下において、第１実施形態に係る管理方法について説明する。図５〜図６は、第１実施形態の管理方法を示す図である。

第１に、自立運転モードを維持する所定期間を太陽電池装置１３０（ＰＣＳ１３２）が計測するケースについて、図５を参照しながら説明する。

図５に示すように、ステップ１０において、太陽電池装置１３０は、電力計１８３によって計測される電圧（系統の電圧）が第１電圧閾値（例えば、１１５Ｖ）に達すると、太陽電池装置１３０の出力を抑制する。例えば、太陽電池装置１３０は、太陽電池装置１３０の出力電流を０Ａに近づけるように、太陽電池装置１３０の出力を抑制する。

ステップ２０において、太陽電池装置１３０は、電力計１８３によって計測される電圧が第１電圧閾値（例えば、１１５Ｖ）に達した状態が所定の継続期間（例えば、３０秒）に亘って継続した旨を示すメッセージ（抑制フラグ＝１）をＥＭＳ２００に送信する。すなわち、太陽電池装置１３０は、第１条件が満たされた旨を示すメッセージをＥＭＳ２００に送信する。

ステップ３０において、ＥＭＳ２００は、太陽電池装置１３０の運転モードを連系運転モードから自立運転モードに切り替えることを指示するコマンド（自立運転モード切替）を太陽電池装置１３０に送信する。太陽電池装置１３０は、一定時間（例えば、１０秒）に亘って停止し、その後、太陽電池装置１３０の運転モードは、自立運転モードに切り替わる。

ここで、ステップ２０の処理及びステップ３０の処理は略同時に行われることに留意すべきである。

第１実施形態において、太陽電池装置１３０は、上述したように、第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、第２条件が満たされても、自立運転モードを維持する。

ステップ４０において、太陽電池装置１３０は、電力計１８３によって計測される電圧が第２電圧閾値（例えば、１０２Ｖ）以下である旨を示すメッセージ（抑制フラグ＝０）をＥＭＳ２００に送信する。すなわち、太陽電池装置１３０は、第２条件が満たされて旨を示すメッセージをＥＭＳ２００に送信する。

ステップ５０において、ＥＭＳ２００は、太陽電池装置１３０の運転モードを自立運転モードから連系運転モードに切り替えることを指示するコマンド（連系運転モード切替）を太陽電池装置１３０に送信する。太陽電池装置１３０は、一定時間ＨＬｄ（例えば、３００秒）に亘って停止する。

ここで、ステップ４０の処理及びステップ５０の処理は略同時に行われることに留意すべきである。

ステップ６０において、太陽電池装置１３０は、連系運転モードにおいて太陽電池装置１３０の出力を徐々に増大する。

第２に、自立運転モードを維持する所定期間をＥＭＳ２００が計測するケースについて、図６を参照しながら説明する。図６では、図５と同様の処理については、同様の符号を付している。従って、図５と同様の処理の説明については省略する。

図６に示すように、ステップ３２において、太陽電池装置１３０は、太陽電池装置１３０の運転モードを自立運転モードに切り替えた旨を示すメッセージ（モード切替通知）をＥＭＳ２００に送信する。

ステップ４０Ａにおいて、ＥＭＳ２００は、メッセージ（モード切替通知）を受信してから所定期間が経過したことを検出する。続いて、ＥＭＳ２００は、太陽電池装置１３０の運転モードを自立運転モードから連系運転モードに切り替えることを指示するコマンド（連系運転モード切替）を太陽電池装置１３０に送信する。太陽電池装置１３０は、一定時間ＨＬｄ（例えば、３００秒）に亘って停止する。

ステップ５０Ａにおいて、太陽電池装置１３０は、電力計１８３によって計測される電圧が第２電圧閾値（例えば、１０２Ｖ）以下である旨を示すメッセージ（抑制フラグ＝０）をＥＭＳ２００に送信する。すなわち、太陽電池装置１３０は、第２条件が満たされて旨を示すメッセージをＥＭＳ２００に送信する。

以上説明したように、第１実施形態では、第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、第２条件が満たされても、自立運転モードが維持される。すなわち、第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、太陽電池装置１３０の運転モードが連系運転モードに切り替わらずに、太陽電池装置１３０の運転モードが自立運転モードに移行される。これによって、太陽電池装置１３０の停止と連系運転モードの運転との繰り返しを抑制しながら、系統の電圧の上昇を抑制することができる。

［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。

第１実施形態では、第１条件は、系統の電圧（電力計１８３によって計測される電圧）が第１電圧閾値（例えば、１１５Ｖ）に達した状態が所定の継続期間（例えば、３０秒）に亘って継続することである。つまり、第１実施形態では、太陽電池装置１３０の運転モードを自立運転モードに切り替えるトリガについて、系統の電圧をベースに判断するケースについて例示した。

これに対して、変更例１では、太陽電池装置１３０の運転モードを自立運転モードに切り替えるトリガについて、太陽電池装置１３０の出力電力をベースに判断する。具体的には、第１条件は、太陽電池装置１３０の出力電力が抑制された状態において、太陽電池装置１３０の出力電力（電力計１８２によって計測される電力）が第１電力閾値（例えば、１．５ｋＷ）以下となる状態が所定の継続期間（例えば、３０秒）に亘って継続することである。つまり、変更例１において、系統の電圧に影響を与えるパラメータとは、電力計１８２によって計測される出力電力である。

（管理方法）
以下において、変更例１に係る管理方法について説明する。図７〜図８は、変更例１の管理方法を示す図である。

第１に、自立運転モードを維持する所定期間を太陽電池装置１３０（ＰＣＳ１３２）が計測するケースについて、図７を参照しながら説明する。図７では、図５と同様の処理については、同様の符号を付している。従って、図５と同様の処理の説明については省略する。

図７に示すように、ステップ２０Ａにおいて、太陽電池装置１３０は、太陽電池装置１３０の出力電力が抑制された状態において、太陽電池装置１３０の出力電力（電力計１８２によって計測される電力）が第１電力閾値（例えば、１．５ｋＷ）以下となる状態が所定の継続期間（例えば、３０秒）に亘って継続した旨を示すメッセージ（抑制フラグ＝１）をＥＭＳ２００に送信する。すなわち、太陽電池装置１３０は、第１条件が満たされた旨を示すメッセージをＥＭＳ２００に送信する。

ステップ３４において、太陽電池装置１３０は、自立運転モードにおいて太陽電池装置１３０の出力を徐々に増大する。

その後、第１実施形態と同様に、第２条件（系統の電圧が第２電圧閾値以下となる）を満たしていれば、太陽電池装置１３０は、運転モードを自立運転モードから連系運転モードへ切り替えることとなる。

ここで、ステップ３４以後、太陽電池装置１３０の出力は、日照状態に大きく影響を受けるため、日照量が低下することも生じ得る。このため、太陽電池装置１３０の運転モードが自立運転モードに切り替えられ、さらに所定期間経過した後、その出力電力が系統電圧に影響を与えない程度に充分低い第２電力閾値以下となっていた場合には、自立運転モードから連系運転モードへと切り替えるようにしてもよい。このように、第２条件としては、系統の電圧をベースに判断するだけでなく、太陽電池装置１３０の出力電力をベースに判断するよう構成してもよい。そして、これにより、翌日、日照量が確保された際に、いち早く逆潮流を開始することができる。

第２に、自立運転モードを維持する所定期間をＥＭＳ２００が計測するケースについて、図８を参照しながら説明する。図８では、図６と同様の処理については、同様の符号を付している。従って、図６と同様の処理の説明については省略する。

図８に示すように、ステップ２０Ａにおいて、太陽電池装置１３０は、太陽電池装置１３０の出力電力が抑制された状態において、太陽電池装置１３０の出力電力（電力計１８２によって計測される電力）が第１電力閾値（例えば、１．５ｋＷ）以下となる状態が所定の継続期間（例えば、３０秒）に亘って継続した旨を示すメッセージ（抑制フラグ＝１）をＥＭＳ２００に送信する。すなわち、太陽電池装置１３０は、第１条件が満たされた旨を示すメッセージをＥＭＳ２００に送信する。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、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ろう。

ＥＭＳ２００は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、ＳＥＭＳ（Ｓｔｏｒｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよく、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であってもよい。

実施形態では、太陽電池装置１３０の出力は、太陽電池装置１３０によって制御されるが、実施形態は、これに限定されるものではない。太陽電池装置１３０の出力は、ＥＭＳ２００の制御下で制御されてもよい。

上述した実施形態では特に触れていないが、ＥＭＳ２００又は太陽電池装置１３０が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。また、プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。

或いは、ＥＭＳ２００又は太陽電池装置１３０が行う各処理を実行するためのプログラムを記憶するメモリ及びメモリに記憶されたプログラムを実行するプロセッサによって構成されるチップが提供されてもよい。

１０…需要家、２０…ＣＥＭＳ、３０…変電所、３１…配電線、４０…スマートサーバ、５０…発電所、５１…送電線、６０…ネットワーク、１００…エネルギー管理システム、１１０…分電盤、１２０…負荷、１３０…太陽電池装置、１３１…ＰＶ、１３２…ＰＣＳ、１３５…受信部、１３６…送信部、１３７…制御部、１４０…蓄電池装置、１４１…蓄電池、１４２…ＰＣＳ、１５０…燃料電池装置、１５１…燃料電池、１５２…ＰＣＳ、１６０…貯湯装置、１７０…給湯装置、１８０、１８１、１８２、１８３…電力計、２００…ＥＭＳ、２１０…受信部、２２０…送信部、２３０…制御部

Claims (10)

1. 並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置を有する管理システムであって、
   第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える切替部を備え、
   前記切替部は、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替えることを特徴とする管理システム。
2. 前記太陽電池装置の出力を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記所定期間が経過した後において、前記第２条件が満たされて、前記太陽電池装置の運転モードが前記連系運転モードに切り替わった場合に、前記太陽電池装置の出力を徐々に増大することを特徴とする請求項１に記載の管理システム。
3. 前記太陽電池装置の出力を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記所定期間が経過する前において、前記太陽電池装置の運転モードが前記自立運転モードに切り替わった場合に、前記太陽電池装置の出力を徐々に増大することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の管理システム。
4. 前記第１条件は、系統の電圧が第１電圧閾値に達した状態が所定の継続期間に亘って継続することであることを特徴とする請求項１から請求項3のいずれか一項に記載の管理システム。
5. 前記第１条件は、前記太陽電池装置の出力電力が抑制された状態において、前記太陽電池装置の出力電力が第１電力閾値以下となる状態が所定の継続期間に亘って継続することであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の管理システム。
6. 前記第２条件は、系統の電圧が第２電圧閾値以下となることであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の管理システム。
7. 前記自立運転モードにおける前記太陽電池装置の出力を蓄える蓄電装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の管理システム。
8. 並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置を有する管理システムで用いる管理方法であって、
   第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替えるステップＡを備え、
   前記ステップＡは、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替えるステップを含むことを特徴とする管理方法。
9. 並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置を制御する制御装置であって、
   第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える切替部を備え、
   前記切替部は、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替えることを特徴とする制御装置。
10. 並列状態において連系運転モードで動作し、解列状態において自立運転モードで動作するように構成された太陽電池装置であって、
    第１条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記自立運転モードに切り替え、第２条件が満たされた場合に、前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替える切替部を備え、
    前記切替部は、前記第１条件が満たされてから所定期間が経過するまでの間において、前記第２条件が満たされても、前記自立運転モードを維持し、前記所定期間が経過した後に前記太陽電池装置の運転モードを前記連系運転モードに切り替えることを特徴とする太陽電池装置。

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