JP2015027143A

JP2015027143A - 発電システム、並びに、パワーコンディショナ

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Publication number: JP2015027143A
Application number: JP2013154018A
Authority: JP
Inventors: 峠田　直樹; Naoki Taoda; 直樹峠田; 達真楢木; Tatsumasa Naraki; 若山　義洋; Yoshihiro Wakayama; 若山　　義洋; 井上　智晴; Tomoharu Inoue; 智晴井上; 朗広小椋; Akihiro Ogura; 慧一猪狩; Keiichi Igari; 政治内倉; Seiji Uchikura; 吉田　洋介; Yosuke Yoshida; 洋介吉田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: JP6171672B2

Abstract

【課題】複数のパワーコンディショナを通信接続してなる発電システムにおいて、正確に通信機器の異常判定を行えるようにする。
【解決手段】発電部２が出力する直流電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換するパワーコンディショナ１を複数備え、各パワーコンディショナ１の制御部１４同士が互いに通信可能に接続され、いずれかのパワーコンディショナ１がマスター機に、他をスレーブ機に設定した発電システムにおいて、スレーブ機の制御部１４は、発電部２の発電量が不足するとマスター機の制御部１４に対し電源断予告信号を送信し、マスター機の制御部１４は、電源断予告信号を受信せずにスレーブ機の制御部１４との通信が途絶すると通信機器異常であると判定するが、電源断予告信号の受信後に通信途絶したときは通信機器異常と判定しないように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のパワーコンディショナが通信接続された発電システム、並びに、該発電システムに用いられるパワーコンディショナに関する。

従来の太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイが設置される家屋の屋根形状や大きさの多様性やユーザーの多様な要望等に柔軟に対応可能とするために、複数の太陽電池アレイ毎に複数台のパワーコンディショナを設置し、これら複数のパワーコンディショナのそれぞれをマスター機又はスレーブ機に設定して相互に通信接続して、各太陽電池アレイの発電量等の情報をやり取りする構成のものが、例えば下記の特許文献１及び２に開示されている。

特許第４２１７６４４号公報特許第４７８３２９９号公報

従来の一般的な太陽光発電システム用パワーコンディショナでは、太陽電池から制御基板に給電し、夜間などに発電出力が無くなるとパワーコンディショナの動作が停止するようになっている。

一方、本願出願人は、パワーコンディショナに電力測定ユニット等の機能を付加するために、夜間は商用電力系統から制御基板に給電するように設定可能に構成されたパワーコンディショナの開発を行っている。複数のパワーコンディショナを通信接続した発電システムにおいては、マスター機のみ夜間の給電を行うことでマスター機において夜間の買電電力の測定その他の電力管理を行えばよく、夜間のスレーブ機における発電量情報は不要であるから待機電力の節減等の観点からスレーブ機は太陽光パネルからのみ給電されるように設定しておくことができる。

このようなシステムでは、制御部間の通信配線の断線や通信ユニットの故障等の通信機器の異常発生により制御部間の通信が途絶することが考えられる。制御部間の通信異常が生じると各スレーブ機における日中の発電量情報を正確にマスター機に送信できず、マスター機における電力管理を正しく行うことができなくなるため、通信機器の異常発生を正確に検知できる仕組みを実装することが重要となるが、夜間の太陽電池の出力低下に伴うスレーブ機の電源断によっても通信が途絶するため、通信の途絶が生じたことをもって常に通信機器の異常と判定することができない。

そこで、本発明は、複数のパワーコンディショナを通信接続してなる発電システムにおいて、正確に通信機器の異常判定を行えるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。

すなわち、本発明は、第１の発電部が出力する直流電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換する第１のパワーコンディショナと、第２の発電部が出力する直流電力を前記電力系統に系統連系する交流電力に変換する第２のパワーコンディショナとを備え、各パワーコンディショナは制御部を備え、第１及び第２のパワーコンディショナの制御部同士が互いに通信可能に接続された発電システムにおいて、第２のパワーコンディショナの制御部は、第２の発電部の出力電圧又は出力電力が所定値未満に低下すると第１のパワーコンディショナの制御部に対し電源断予告信号を送信する電源断予告手段を備え、第１のパワーコンディショナの制御部は、前記電源断予告信号を受信した旨の情報を記憶する記憶手段と、第２のパワーコンディショナの制御部との通信が途絶したか否かを判定する通信途絶判定手段と、該通信途絶判定手段により通信が途絶したと判定したときに前記記憶手段に記憶された情報に基づいて通信機器異常であるか否かを判定する通信異常判定手段とを備えていることを特徴とするものである（請求項１）。

かかる本発明の発電システムによれば、第１のパワーコンディショナ（以下、「マスター機」という。）の制御部は、第１の発電部の発電中は第１の発電部からの給電により動作するとともに第１の発電部の発電出力が低下したときは電力系統からの給電により動作するように構成することで、日中の系統電力の消費量を抑えつつも第１の発電部の発電状態に関わらず日夜問わず常時動作可能であり、発電電力量のみならず系統からの買電電力量の監視や、電力以外のガスや水道の使用量の監視装置として機能させることができる。また、第２のパワーコンディショナ（以下、「スレーブ機」という。）の制御部には夜間は給電されないように構成することにより、当該スレーブ機の夜間の待機電力を節減できる。さらに、上記スレーブ機は上記マスター機に通信接続されているので、スレーブ機が検出・測定する第２の発電部の発電量情報をマスター機に送信することにより、第１及び第２の発電部のトータル発電量をマスター機で監視することが可能である。また、スレーブ機は、第２の発電部の発電量が低下して、電力系統に系統連系する交流電力を安定して出力するに十分な発電量が得られなくなったこと、若しくは、スレーブ機の制御部の動作に必要な動作限界発電量まで発電量が低下していることを電力変換動作中の第２の発電部の出力電圧又は出力電力に基づいて検出すると、電源断予告手段がマスター機の制御部に対して電源断予告信号を送信することにより、その直後のスレーブ機の電源喪失による通信途絶が通信機器の異常によるものではないことをマスター機の制御部に事前通知することができる。一方、マスター機の制御部は、電源断予告信号を受信した旨の情報を記憶する記憶手段を備えているので、スレーブ機が電源喪失により通信途絶する直前にマスター機に電源断予告信号を送信したことを記憶保持しておくことができる。また、通信異常判定手段は、通信途絶判定手段により通信が途絶したと判定したときに前記記憶手段に記憶された情報に基づいて通信機器異常であるか否かを判定するので、通信途絶前に電源断予告信号を受信していれば正常動作と判定する一方、通信途絶前に電源断予告信号を受信していなければ通信機器異常であると判定させることができ、かかる通信機器異常判定を正確に行うことができ、システムに何らかの異常が発生した場合の故障箇所の特定を容易かつ迅速に行うことができる。

上記本発明の発電システムにおいて、マスター機の制御部に接続された外部モニタ装置をさらに備え、該制御部は、前記通信異常判定手段が通信機器異常であると判定すると通信機器異常の発生を報知するための信号を前記外部モニタ装置に送信するように構成されているものとすることができる（請求項２）。これによれば、通常動作時にはマスター機に集約される各種情報（第１及び第２の発電部の発電量情報や、系統との売買電電力情報など）を外部モニタ装置を用いてユーザーに表示することができるとともに、通信機器異常の発生をも外部モニタ装置により報知することができるので、通信機器異常の発生に対して迅速且つ的確に対処することができる。

また、前記発電部は太陽電池によって主構成されているものに特に好適に本発明を適用できる（請求項３）。これによれば、夜間は必ず発電停止してしまう太陽光発電システムにおいて、複数台のパワーコンディショナを通信接続した場合の通信機器異常を正確に検知することができる。

なお、スレーブ機の制御部は、第２の発電部の出力電圧又は出力電力が所定値以上であるときは第１のパワーコンディショナの制御部に対しキャンセル信号を送信し、第１のパワーコンディショナの制御部は、前記キャンセル信号を受信すると前記記憶手段に記憶された情報をリセットするように構成されているものとすることができる。これによれば、夕方などにおいて日射量が不安定な状況で第２の発電部の発電量が一旦低下した後に再度発電量が上昇する場合などに、スレーブ機の制御部からマスター機の制御部に電源断予告信号が送信された後比較的長時間スレーブ機が発電動作を継続することがあるが、発電量が復帰するとスレーブ機の制御部から送信される上記キャンセル信号によって記憶手段に記憶された情報をリセットするように構成することで、スレーブ機の発電動作継続中に通信機器の故障が生じた場合などにおいても的確に通信機器異常を検知することができる。

また、本発明は、発電部が出力する直流電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換するパワーコンディショナであって、他のパワーコンディショナの制御部との間で通信する制御部を備え、該制御部は、前記発電部及び前記電力系統のいずれからの給電によっても動作するように構成されたパワーコンディショナにおいて、前記制御部は、他のパワーコンディショナの制御部から所定の電源断予告信号を受信した旨の情報を記憶する記憶手段と、他のパワーコンディショナの制御部との通信が途絶したか否かを判定する通信途絶判定手段と、該通信途絶判定手段により通信が途絶したと判定したときに前記記憶手段に記憶された情報に基づいて通信機器異常であるか否かを判定する通信異常判定手段とを備えていることを特徴とするものである（請求項４）。かかるパワーコンディショナは、上記本発明の発電システムの第１のパワーコンディショナとして好適に実施できる。

また、本発明は、発電部が出力する直流電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換するパワーコンディショナであって、他のパワーコンディショナの制御部との間で通信する制御部を備えるパワーコンディショナにおいて、前記制御部は、前記発電部の出力電圧又は出力電力が所定値未満に低下すると他のパワーコンディショナの制御部に対し電源断予告信号を送信する電源断予告手段を備えていることを特徴とするものである（請求項５）。かかるパワーコンディショナは、上記本発明の第２のパワーコンディショナとして好適に実施できる。

なお、夜間給電なしのスレーブ機の制御部であっても、電源断予告信号の送信処理を行う際には電力系統から給電がなされるように構成しておくことが好ましく、これによれば、急激に発電量が低下した場合においても電源断予告信号が確実にマスター機の制御部に送信されるように構成しておくことができる。

以上説明したように、本発明の請求項１に係る発電システムによれば、スレーブ機はマスター機に通信接続されているので、スレーブ機が検出・測定する第２の発電部の発電量情報をマスター機に送信することにより、第１及び第２の発電部のトータル発電量をマスター機で監視することが可能である。また、スレーブ機は、第２の発電部の発電量が低下して、電力系統に系統連系する交流電力を安定して出力するに十分な発電量が得られなくなったこと、若しくは、スレーブ機の制御部の動作に必要な動作限界発電量まで発電量が低下していることを電力変換動作中の第２の発電部の出力電圧又は出力電力に基づいて検出すると、電源断予告手段がマスター機の制御部に対して電源断予告信号を送信することにより、その直後のスレーブ機の電源喪失による通信途絶が通信機器の異常によるものではないことをマスター機の制御部に事前通知することができる。一方、マスター機の制御部は、電源断予告信号を受信した旨の情報を記憶する記憶手段を備えているので、スレーブ機が電源喪失により通信途絶する直前にマスター機に電源断予告信号を送信したことを記憶保持しておくことができる。また、通信異常判定手段は、通信途絶判定手段により通信が途絶したと判定したときに前記記憶手段に記憶された情報に基づいて通信機器異常であるか否かを判定するので、通信途絶前に電源断予告信号を受信していれば正常動作と判定する一方、通信途絶前に電源断予告信号を受信していなければ通信機器異常であると判定させることができ、かかる通信機器異常判定を正確に行うことができ、システムに何らかの異常が発生した場合の故障箇所の特定を容易かつ迅速に行うことができる。

また、本発明の請求項２に係る発電システムによれば、通常動作時にはマスター機に集約される各種情報（第１及び第２の発電部の発電量情報や、系統との売買電電力情報など）を外部モニタ装置を用いてユーザーに表示することができるとともに、通信機器異常の発生をも外部モニタ装置により報知することができるので、通信機器異常の発生に対して迅速且つ的確に対処することができる。

また、本発明の請求項３に係る発電システムによれば、夜間は必ず発電停止してしまう太陽光発電システムにおいて、複数台のパワーコンディショナを通信接続した場合の通信機器異常を正確に検知することができる。

また、本発明の請求項４に係るパワーコンディショナによれば、本発明の請求項１〜３に係る発電システムの第１のパワーコンディショナとして好適に実施できる。

また、本発明の請求項５に係るパワーコンディショナによれば、本発明の請求項１〜３に係る発電システムの第２のパワーコンディショナとして好適に実施できる。

本発明の一実施形態に係る発電システムの全体ブロック図である。同発電システムのパワーコンディショナのブロック図である。同発電システムのスレーブ機における電源遮断処理の一例を示すフローチャートである。同発電システムのマスター機における通信機器異常検出処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムを示し、該発電システムは、複数（図示例では３つ）の太陽電池アレイ２（以下、「発電部」という。）と、各発電部２に対応してそれぞれ設けられたパワーコンディショナ１（ＰＣＳ）とから主構成されている。各パワーコンディショナ１は、対応する発電部２が出力する直流電力を商用電力系統３に系統連系する交流電力に変換して系統に出力するものである。

最上部に図示されたパワーコンディショナ１（第１のパワーコンディショナ）はマスター機として設定され、その他のパワーコンディショナ１（第２のパワーコンディショナ）はスレーブ機として設定されている。なお、本実施形態では、マスター機及びスレーブ機は同一仕様の製品として出荷され、現場で設置する際に作業員によってマスター機若しくはスレーブ機として設定されている。

複数のパワーコンディショナ１の出力は系統３に対して並列に接続されており、系統３には家庭内の種々の電気負荷４が接続されている。この電気負荷４に対して系統電力よりも発電電力を優先供給するために、パワーコンディショナ１の出力の実効電圧は系統電力の実効電圧よりも僅かに大きくなるように調整され、電気負荷４で消費しきれない余剰発電電力は系統３に逆潮流させることで売電するようになっている。系統３と電気負荷４との間には、売買電電力を測定するための電圧センサ５及び電流センサ６（カレントトランス）が設けられており、これらセンサ５，６はマスター機１の入力端子５Ａ，６Ａに接続されている。また、発電電力量や売買電電力量を表示するための外部モニタ装置７が設けられ、該外部モニタ装置７はマスター機１の接続端子７Ａに接続されている。なお、外部モニタ装置７との通信には、無線を用いることもできる。

各発電部２は、従来公知の適宜の構成であってよく、一般的には、複数の太陽電池モジュールを直列乃至並列に接続してなり、建物の屋根などに設置される。各発電部２は、発電出力される直流電力が対応するパワーコンディショナ１の電力入力部１ａに入力されるように配線接続されている。発電部２としては、例えば１００〜１４０Ｖ程度の定格発電電力の太陽電池アレイを採用でき、太陽光発電パネルの発電量が不足する場合、例えば早朝や夕方或いは悪天候時など太陽光発電パネルに直射日光が照射されない場合には、パワーコンディショナ１の入力電圧は日照量に応じて低下する。

各パワーコンディショナ１は、図２に示すように、ＤＣリンクコンデンサにより構成されるＤＣリンク部１０と、発電部２から供給される直流電力を交流の系統電圧の最大値（例えば２００Ｖ交流電力の場合は２８０Ｖ）に対応する所定電圧（例えば３５０Ｖ）に昇圧するよう電力変換してＤＣリンク部１０に出力する昇圧チョッパ回路からなるＤＣ／ＤＣコンバータ１１と、ＤＣリンク部１０から供給される直流電力を系統電力に連系する交流電力に電力変換して系統３に出力するための電圧形ブリッジインバータ１２（ＤＣ／ＡＣインバータ）と、インバータ１２の出力側に設けられた解列用保護リレー１３と、マイコンによって主構成される制御部１４とを備えている。

コンバータ１１を構成する昇圧チョッパ回路は、昇圧リアクトル１１０と、該昇圧リアクトル１１０への昇圧動作時の電流の逆流を防止する昇圧用整流器１１１と、昇圧リアクトル１１０の蓄積エネルギーを制御するＩＧＢＴなどのスイッチング素子１１２とを備えており、整流器１１１のカソード側がＤＣリンク部１０の正極側に接続されている。制御部１４はＭＰＰＴ制御に基づきスイッチング素子１１２のオン／オフを制御することによりコンバータ１１の入出力電力制御を行うように構成されている。

インバータ１２は、フルブリッジ形の電圧形ブリッジインバータであり、４つのＩＧＢＴなどのスイッチング素子１２０をＨブリッジ形に接続するとともに各スイッチング素子１２０に帰還ダイオード１２１を並列接続することにより構成されており、その出力側には連系リアクトル１２２が設けられている。このインバータ１２は、いわゆる電流モード制御（電圧形インバータの電流制御）を行うことによって出力電流を制御するものであり、系統３への電力出力時はＤＣリンク部１０からの直流電力をＰＷＭ制御若しくはＰＡＭ制御によって交流電力に変換して系統へ出力される。

発電部２とコンバータ１１との間の直流電路には、発電部２からパワーコンディショナ１に供給される直流電力の電圧を測定する電圧センサ８と、上記直流電路を流れる電流値を検出する電流センサ９とが設けられている。なお、これら電圧センサ８及び電流センサ９は、図示実施例ではパワーコンディショナ１の筐体に内蔵しているが、筐体の外部において直流電路に接続することもできる。電圧センサ８及び電流センサ９の検出値は制御部１４に入力され、各種制御のパラメータや発電量の演算等のために利用される。

また、本実施形態では、ＤＣリンク部１０から制御部１４に動作電力を給電するように構成されており、これにより発電中は発電電力によって制御部１４を動作させることができるようになっている。具体的には、パワーコンディショナ１は、制御部１４の電源として機能するレギュレータ１４０と、該レギュレータ１４０の電力入力端子にＤＣリンク部１０から直流電力を供給するための給電線１４１を備え、該給電線１４１には逆流防止用ダイオード１４２が設けられている。

さらに、インバータ１２の動作を停止させるが保護リレー１３を閉動作させたままにすることにより、ブリッジ接続された４つの帰還ダイオード１２１を、系統電力を直流電力に変換してＤＣリンク部１０に供給するＡＣ／ＤＣコンバータとして機能させ、系統電力がＤＣリンク部１０を介して制御部１４に動作電力として給電されるようになっている。

上記制御部１４は、上記コンバータ１１並びにインバータ１２における各電力変換動作や保護リレー１３の遮断動作を制御するとともに、外部機器との各種通信制御をも行うものである。制御部１４の各制御機能は制御プログラムとして実装されているが、各制御機能に対応する専用回路によって構成されていてもよい。

各パワーコンディショナ１の制御部１４同士は、通信ユニット１５を介して通信接続されており、通信ユニット１５としては例えばＲＳ−４８５規格のシリアル通信ユニットを用いることができ、該通信ユニット１５は２つの接続ポート１５ａを備えて、マルチドロップ接続で複数のパワーコンディショナ１を接続するように構成できる。通信プロトコルは適宜のものであって良いが、マスター機の制御部１４が各スレーブ機の制御部１４との通信を制御するマスター・スレーブ方式を採用することが好ましい。例えば、マスター機の制御部１４が、所定時間間隔（例えば５秒毎）に各スレーブ機の制御部１４に通信要求を送出し、該通信要求を受信した各スレーブ機の制御部１４が、対応する発電部２の発電量情報やその他の情報をマスター機の制御部１４に送出するように構成できる。

パワーコンディショナ１のマスター機若しくはスレーブ機の切替えは、制御部１４内に設けられたディップスイッチによって行うように構成してもよく、また、ソフトウェア上の設定変更によって行うように構成することもでき、その他適宜の設定切替手段により切替えることが可能である。さらに、スレーブ機は、夜間などの発電部２が発電していないときに系統電力を制御部１４に給電するか否かを切替えるための切替手段をマスター機とスレーブ機との切替えを行うための設定切替手段とは別に設けることができ、かかる構成によれば、夜間給電ありのスレーブ機を設定することができる。

マスター機として設定されたパワーコンディショナ１の制御部１４（以下、「マスター制御部」という。）には、売買電電力を測定するための上記電圧センサ５及び電流センサ６の検出信号が入力端子５Ａ，６Ａを介して入力され、売買電電力量の演算処理が行われるように制御構成される。また、マスター制御部１４は、スレーブ機として設定されたパワーコンディショナ１の制御部１４（以下、「スレーブ制御部」という。）から供給される各発電部２の発電量情報に基づいて全発電部２のトータル発電量を演算し、外部モニタ装置７に対して、トータル発電量情報、売買電電力量情報、各パワーコンディショナ１の動作状況情報などを送信して表示させる。また、マスター制御部１４は、発電部２の出力電圧が所定値（例えば１００Ｖ）以上であるときはコンバータ１１及びインバータ１２を動作させることにより電力変換動作を行う一方、発電部２の出力電圧が所定値未満であるときはコンバータ１１及びインバータ１２を停止させるが保護リレー１３は閉動作させたままとして、商用電力系統からＤＣリンク部１０を介してマスター制御部１４に給電されるようにし、日夜を問わず常時マスター制御部１４が動作継続するように構成されている。なお、ＤＣリンク部１０を介さずに商用電力系統３からマスター制御部１４に電力供給する方法として、別途、商用電力系統３とマスター制御部１４とを、常閉接点タイプの夜間給電用リレーを介挿させた電力線により相互に接続し、発電部２の出力電圧が所定値未満に低下するにともなって、保護リレー１３が開動作し、夜間給電リレーが閉動作して商用電力系統３からマスター制御部１４へ給電されるように構成してもよい。

夜間給電なしに設定されたスレーブ制御部１４は、図３に示すように、電力変換動作中に対応する発電部２の出力電圧が所定値（例えば１００Ｖ）未満に低下したことを電圧センサ８の検出値に基づいて検出すると（ステップＳ１）、パワーコンディショナ１の電力変換動作を継続して行うには発電量が不足しているものとみなして、まずコンバータ１１及びインバータ１２を停止させて電力変換動作を停止（ステップＳ２）させるが、電源断予告信号の送信処理が完了するまではパワーダウンしないように保護リレー１３は閉動作させたままとして商用電力系統からＤＣリンク部１０を介してスレーブ制御部１４に給電される状態とする。なお、上記ステップＳ２においては、インバータ１２のみ停止させ、コンバータ１１は動作継続させるように制御構成することも可能である。

次に、マスター制御部１４からの通信要求に応答してマスター制御部１４に電源断予告信号を送信（ステップＳ３）した後、保護リレー１３を開動作させることにより（ステップＳ４）、発電量の低下によりＤＣリンク部１０の電圧がスレーブ制御部１４の動作継続不能なレベルまで降圧してパワーダウンするように構成されている。なお、ＤＣリンク部１０における降圧を待たずに、積極的にシャットダウン処理を行うように構成することもできる。

また、保護リレー１３を開動作させても、電力変換動作制御プロセスの構成によっては夕方などは日射量が不安定であるため発電部の出力電圧が所定値以上に復帰することによりコンバータ１１及びインバータ１２の動作が再開されることもあるため、発電部２の出力電圧が所定値以上に復帰したことを検出したときは（ステップＳ５）、発電量が復帰したものとみなしてステップＳ１に戻り、発電継続中はマスター制御部１４からの通信要求に応答してマスター制御部１４に対してキャンセル信号を送信（ステップＳ６）するようにスレーブ制御部１４を制御構成しておくことが好ましい。

なお、夜間給電なしに設定されたスレーブ制御部１４は、夜間は電源断状態であるが、夜明けに伴って発電部２の発電量が上昇してコンバータ１１の入力側の電圧が上昇し、昇圧用整流器１１１を介してＤＣリンク部１０が制御部１４の起動に必要な電圧まで昇圧されると再起動するようになっている。なお、上記ステップＳ３を処理する制御プログラムによって電源断予告信号送信手段が構成されている。

夜間給電ありに設定されたスレーブ制御部１４は、正常な状態で電源喪失することはないために図３に示す電源遮断処理は実行されず、日夜を問わず定期的にマスター制御部１４と通信を行いつつ、発電部２の発電量に応じてコンバータ１１及びインバータ１２の動作制御を行うように構成されている。

夜間給電なしに設定されたスレーブ制御部１４も、夜間給電ありに設定されたスレーブ制御部１４も、正常動作中はマスター制御部１４から常時定期的に通信要求がなされるはずであるが、マスター制御部１４から所定期間（例えば５分間）通信要求がなされなかったときは、当該スレーブ機の筐体のフロント部に設けた表示部に、マスター制御部１４との通信が途絶した旨の異常報知を行うように構成しておくことが好ましい。

一方、マスター制御部１４は、各スレーブ制御部１４から電源断予告信号を受信した旨の情報を記憶するメモリー領域（記憶手段）を各スレーブ制御部１４毎に備えるとともに、図４に示す通信機器異常検出処理機能が実装されている。すなわち、マスター制御部１４は、自身が電力変換動作中であるか否かに関わらず上記したように各スレーブ制御部１４と定期的に通信を行い、所定期間（例えば５分間）継続して応答の無いスレーブ制御部１４があれば当該スレーブ制御部１４との通信が途絶したと判定し（ステップＳ７）、通信途絶したスレーブ制御部１４に対応するメモリー領域を参照して既に電源断予告信号を受信しているか否かに基づいて通信機器異常であるか否かを判定し（ステップＳ８）、電源断予告信号を受信していれば通信機器は正常である際の所定の処理（ステップＳ９）を実行し、電源断予告信号を受信していなければ当該スレーブ制御部１４との通信に関連する通信機器が異常である際の所定の処理（ステップＳ１０）を実行するように制御構成されている。ステップＳ９の処理としては、例えば、通信途絶したスレーブ機は対応する発電部２の発電量不足によりパワーダウンした旨の表示を外部モニタ装置７に表示するなどの処理とすることができる。また、ステップＳ１０の処理としては、通信途絶したスレーブ制御部１４との通信に関連する通信機器異常の発生を報知するための信号を外部モニタ装置７に送信する処理などとすることができる。また、マスター制御部１４は、上記キャンセル信号を各スレーブ制御部１４から受信した場合は、対応するメモリー領域に記憶された電源断予告信号を受信した旨の情報を、電源断予告信号が未受信であることを示すデータに上書きすることによりリセットするように制御構成されている。

なお、上記ステップＳ７を処理する制御プログラムによって通信途絶判定手段が構成され、上記ステップＳ８を処理する制御プログラムによって通信異常判定手段が構成される。

以上説明した本実施形態に係る太陽光発電システムによれば、複数のパワーコンディショナ１の制御部１４間の通信途絶の要因を的確かつ迅速に把握することができ、単なる発電量不足による通信途絶を通信機器異常発生と誤判定することを回避することができる。さらに、その判定結果をユーザーが容易に目視確認できる外部モニタ装置７に表示することによって、通信機器異常を早期発見することが可能となる。また、通信機器異常検出機能が実装されていない場合には、異常が生じたスレーブ機の発電量情報をマスター機が取得できないために、外部モニタ装置７に表示される発電電力量が実際の発電量と乖離して、それを見たユーザーから「発電量が異常に少ない」「何かおかしい」という抽象的なクレームが寄せられ、原因究明に時間と手間とを要してしまうことが想定されるが、本実施形態に係る発電システムでは容易且つ迅速に原因を特定できるため、ユーザーの製品への信頼感や安心感を向上させることができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、本発明に係る発電システムにおいては、製品として同一仕様のパワーコンディショナの設定変更によってマスター機若しくはスレーブ機として機能させても良いし、マスター機専用として装置構成されたパワーコンディショナやスレーブ機専用として装置構成されたパワーコンディショナを用いることも可能である。また、スレーブ機にあっては、設定変更によって夜間は電力系統からの給電をしない設定と、夜間は電力系統から給電する設定のいずれかに切替えることができるものであってもよい。また、各パワーコンディショナがマスター機として動作するかスレーブ機として動作するかが、上記特許文献１に記載された発電システムのように動的に切り替わるように構成されていてもよい。また、第１及び第２のパワーコンディショナ間の通信方式は、マスター・スレーブ方式を採用することが好ましいが、ピアツーピア方式を採用することも可能である。また、スレーブ機を複数台設けることも可能である。また、上記実施形態ではパワーコンディショナの入力電圧に基づいて発電量不足であるか否かを判定したが、入力電力に基づいて発電量不足であるか否かを判定することもできる。

１パワーコンディショナ
２発電部
３電力系統
１４制御部

Claims

第１の発電部が出力する直流電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換する第１のパワーコンディショナと、第２の発電部が出力する直流電力を前記電力系統に系統連系する交流電力に変換する第２のパワーコンディショナとを備え、各パワーコンディショナは制御部を備え、第１及び第２のパワーコンディショナの制御部同士が通信可能に接続された発電システムにおいて、
第２のパワーコンディショナの制御部は、第２の発電部の出力電圧又は出力電力が所定値未満に低下すると第１のパワーコンディショナの制御部に対し電源断予告信号を送信する電源断予告手段を備え、第１のパワーコンディショナの制御部は、前記電源断予告信号を受信した旨の情報を記憶する記憶手段と、第２のパワーコンディショナの制御部との通信が途絶したか否かを判定する通信途絶判定手段と、該通信途絶判定手段により通信が途絶したと判定したときに前記記憶手段に記憶された情報に基づいて通信機器異常であるか否かを判定する通信異常判定手段とを備えていることを特徴とする発電システム。
請求項１に記載の発電システムにおいて、第１のパワーコンディショナの制御部に接続された外部モニタ装置をさらに備え、該制御部は、前記通信異常判定手段が通信機器異常であると判定すると通信機器異常の発生を報知するための信号を前記外部モニタ装置に送信するように構成されていることを特徴とする発電システム。
請求項１又は２に記載の発電システムにおいて、前記発電部は太陽電池によって主構成されていることを特徴とする発電システム。
発電部が出力する直流電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換するパワーコンディショナであって、他のパワーコンディショナの制御部との間で通信する制御部を備え、該制御部は、前記発電部及び前記電力系統のいずれからの給電によっても動作するように構成されたパワーコンディショナにおいて、
前記制御部は、他のパワーコンディショナの制御部から所定の電源断予告信号を受信した旨の情報を記憶する記憶手段と、他のパワーコンディショナの制御部との通信が途絶したか否かを判定する通信途絶判定手段と、該通信途絶判定手段により通信が途絶したと判定したときに前記記憶手段に記憶された情報に基づいて通信機器異常であるか否かを判定する通信異常判定手段とを備えていることを特徴とするパワーコンディショナ。
発電部が出力する直流電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換するパワーコンディショナであって、他のパワーコンディショナの制御部との間で通信する制御部を備えるパワーコンディショナにおいて、
前記制御部は、前記発電部の出力電圧又は出力電力が所定値未満に低下すると他のパワーコンディショナの制御部に対し電源断予告信号を送信する電源断予告手段を備えていることを特徴とするパワーコンディショナ。