JP2016019430A - 発電システムの制御方法、発電システム、及び発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発電装置を逆潮流させることなく効率的に運転可能な発電システムを提供する。
【解決手段】本発明に係る発電システムの制御方法は、発電装置１０Ａ及び当該発電装置に連結される少なくとも１つの他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃを含み、商用電源系統１００と連系して負荷２００に電力供給を行う発電システム１の制御方法であって、発電装置１０Ａによる処理手順は、発電システム１と商用電源系統１００との間の電流値を取得するステップと、取得した電流値に基づいて発電装１０Ａ置及び他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃが発電する電力の目標を決定するステップと、他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃに目標を通知するステップとを含むことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、発電システムの制御方法、発電システム、及び発電装置に関するものである。

近年、石油に依存しないエネルギーセキュリティの向上、及び排出ガスに窒素酸化物を含まないクリーンエネルギー化等の観点から、ガスの電気化学反応により電気を発生させる燃料電池による発電への期待が高まっている。そして、燃料電池を利用した数々の給電システムが提案されている。

ところで、燃料電池等のガス発電装置は、現在のところ太陽光発電とは異なりその発電電力を商用電源系統に対して売電することができない。これに対応するために、例えば特許文献１には、太陽光発電システムとガス発電システムとが、それぞれ別個の電流センサ及びブレーカを介して商用電源系統と接続された分電盤システムが開示されている。この分電盤システムは、ガス発電システムから商用電源系統への逆潮流を検出した場合には、ガス発電システムの出力電力を低下又は停止させるように動作するものである。

特開２００４−３２８８５６号公報

ところで、このように発電装置を複数台組み合わせて使用しようとする場合、個々の発電装置に接続された複数の電流センサを分電盤内に配置することが必要になる。しかし、分電盤の種類によっては、複数の電流センサを配置することが困難になる場合があった。また逆潮流が検出された場合に、各発電装置が自らの出力電力を減少させるように制御するため、一時的に発電装置からの供給電力が過度に低下することがあった。

かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の発電装置を逆潮流させることなく効率的に運転可能な発電システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る発電システムの制御方法は、発電装置及び当該発電装置に連結される少なくとも１つの他の発電装置を含み、商用電源系統と連系して負荷に電力供給を行う発電システムの制御方法であって、前記発電装置による処理手順は、前記発電システムと前記商用電源系統との間の電流値を取得するステップと、前記取得した電流値に基づいて前記発電装置及び前記他の発電装置が発電する電力の目標を決定するステップと、前記他の発電装置に前記目標を通知するステップとを含むことを特徴とする。

また、前記電流値が逆潮流方向の電流であるときに、前記発電装置及び前記他の発電装置のうちの少なくとも一の発電装置の出力を停止させるために通信を行うステップを更に含むことが好ましい。

また、前記負荷における消費電力の減少に対応して、前記発電装置及び前記他の発電装置のうちの少なくとも一の発電装置の出力を停止させるために通信を行うステップを更に含むことが好ましい。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る発電システムは、発電装置及び当該発電装置に連結される少なくとも１つの他の発電装置を含み、商用電源系統と連系して負荷に電力供給を行う発電システムであって、前記発電装置は、前記発電システムと前記商用電源系統との間で検出される電流に基づいて、当該発電装置及び前記他の発電装置が発電する電力の目標を決定し、当該目標を当該他の発電装置に通知することを特徴とする。

また、前記発電装置と前記他の発電装置との通信を行う通信手段を備え、前記発電装置は、前記電流が逆潮流方向の電流であるときに、前記通信手段により、前記発電装置及び前記他の発電装置のうちの少なくとも一の発電装置の出力を停止させることが好ましい。

また、前記発電装置と前記他の発電装置との通信を行う通信手段を備え、
前記発電装置は、前記負荷における消費電力の減少に対応して、前記通信手段により、前記発電装置及び前記他の発電装置のうちの少なくとも一の発電装置の出力を停止させることが好ましい。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る発電装置は、少なくとも１つの他の発電装置に連結され、商用電源系統と連系して負荷に電力供給を行う発電装置であって、前記発電装置及び前記他の発電装置と、前記商用電源系統との間で検出される電流に基づいて、前記発電装置及び前記他の発電装置が発電する電力の目標を決定し、当該他の発電装置に当該目標を通知することを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る発電装置は、少なくとも１つの他の発電装置に連結され、商用電源系統と連系して負荷に電力供給を行う発電装置であって、前記発電装置及び前記他の発電装置と、前記商用電源系統との間で検出される電流に基づいて決定された、前記発電装置が発電する電力の目標を取得し、該目標に基づいて当該発電装置の出力電力を制御することを特徴とする。

本発明によれば、複数の発電装置を逆潮流させることなく効率的に運転可能な発電システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る発電システムを示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る発電システムの目標出力電力の一例を示す。 本発明の第１の実施形態に係る発電システムの親発電装置の制御フローを示す。 本発明の第１の実施形態に係る発電システムの子発電装置の制御フローを示す。 本発明の第２の実施形態に係る発電システムを示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る発電システムの親発電装置の制御フローを示す。 本発明の第２の実施形態に係る発電システムの子発電装置の制御フローを示す。

以下、本発明に係る第１の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発電システム１の概略の構成を示すブロック図である。なお、図１において、太線は電力が流れる経路を示し、破線は制御信号又は通信される情報の流れを表す。本実施形態に係る発電システム１は、発電装置１０Ａ乃至１０Ｃと、電流センサ１８とを備える。各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃは、通信線２７Ａ、２７Ｂにより接続されている。また、図１には、発電システム１と接続される商用電源系統１００及び負荷２００を併せて示す。本実施形態における発電装置１０Ａ乃至１０Ｃには、例えば固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）システムを用いることができる。

発電システム１は、商用電源系統１００と連系して負荷２００に電力を供給する。発電システム１は、商用電源系統１００との間に設置された電流センサ１８からの検出電流が逆潮流（売電方向の電流）とならないように、そして僅かに順潮流を検出するように出力電力を制御する。このとき、負荷２００における消費電力の殆どが発電システム１からの出力電力で賄われ、商用電源系統１００から購入する電力は僅かとなる。

発電装置１０Ａは、発電を行う発電部１２Ａと、発電部１２Ａからの電力の変換を行う電力変換部１４Ａと、発電部１２Ａ、電力変換部１４Ａ等の制御を行う制御部１６Ａとを備える。

発電部１２Ａは、例えばガス燃料の供給を受けて発電を行う燃料電池モジュールであり、制御部１６Ａからの制御信号に基づいて負荷追従運転又は定格運転を行う。

電力変換部１４Ａは、発電部１２Ａで発電された電力の変換を行い、負荷２００に供給する。電力変換部１４Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータとを備える。発電部１２Ａからの直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータで昇圧又は降圧され、インバータで交流電力に変換されて負荷２００に出力される。

なお、本実施形態において、電力変換部１４Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータとを含むが、発電部１２Ａが交流電力を出力する場合には、電力変換部１４ＡをＤＣ／ＤＣコンバータのみで構成しても良い。

制御部１６Ａは、プログラムを実行させるマイコンと、プログラム及び各種情報を記憶するメモリとを備える。マイコンは、発電装置１０Ｂ及び１０Ｃ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、インバータ、電流センサ１８等から情報の取得を行い、各機能ブロックの制御を行うためのプログラムを実行させる。例えば、制御部１６Ａは、電力変換部１４Ａの出力が交流１００Ｖ又は２００ＶとなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ及びインバータの制御を行う。また、制御部１６Ａは、電力変換部１４Ａの交流出力電力の位相が、発電装置１０Ｂ及び１０Ｃからの交流出力電力の位相と合致するように、適宜発電装置１０Ｂ及び１０Ｃと通信を行いながら、インバータの制御を行う。

発電装置１０Ａは、発電システム１内において、親発電装置として機能する。すなわち、発電装置１０Ａの制御部１６Ａは、電流センサ１８から検出電流を取得し、その検出結果に基づいて、まず発電システム１の目標総出力電力ｘを算出する。次に発電装置１０Ａは、各発電装置の目標出力電力を決定し、その目標出力電力を他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃに送信する。発電装置１０Ａと、発電装置１０Ｂ，１０Ｃとの通信は、例えばＲＳ−２３２Ｃ（Recommended Standard 232 version C）又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のシリアル通信規格に準拠した通信線２７Ａ，２７Ｂを通じて独自のプロトコルにより行うことができる。また、制御部１６Ａは、決定した発電装置１０Ａの目標出力電力と、自己の出力電力とが等しくなるように発電部１２Ａ及び電力変換部１４Ａの制御を行う。

発電装置１０Ｂは、発電を行う発電部１２Ｂと、発電部１２Ｂからの電力の変換を行う電力変換部１４Ｂと、発電部１２Ｂ、電力変換部１４Ｂ等の制御を行う制御部１６Ｂとを備える。また同様に、発電装置１０Ｃは、発電を行う発電部１２Ｃと、発電部１２Ｃからの電力の変換を行う電力変換部１４Ｃと、発電部１２Ｃ、電力変換部１４Ｃ等の制御を行う制御部１６Ｃとを備える。

なお、発電部１２Ｂ及び１２Ｃ、電力変換部１４Ｂ及び１４Ｃの機能及び役割は、それぞれ発電部１２Ａ及び電力変換部１４Ａと同一であるので、更なる説明は省略する。

制御部１６Ｂ及び１６Ｃは、発電装置１０Ａからそれぞれの目標出力電力を受信し、各発電装置１０Ｂ，１０Ｃの目標出力電力と、実際の出力電力が等しくなるように、発電部１２Ｂ，１２Ｃ及び電力変換部１４Ｂ，１４Ｃの制御を行う。

図２は、目標総出力電力ｘに対する、各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃの目標出力電力の一例を示す図である。目標総出力電力ｘは、発電装置１０Ａの制御部１６Ａが、現在の発電システム１の総出力電力と、電流センサ１８における検出電流とに基づいて決定する。すなわち、制御部１６Ａは、まず制御部１６Ｂ及び１６Ｃから発電装置１０Ｂ及び１０Ｃにおける出力電力についての情報を取得し、更に発電装置１０Ａの出力電力を加算することにより、現在の発電システム１の総出力電力を算出する。次に制御部１６Ａは、電流センサ１８の順潮流方向の検出電流から、商用電源系統１００から購入している電力を算出する。そして、制御部１６Ａは、現在の発電システム１の総出力電力に、商用電源系統１００から購入している電力を加算して、負荷２００の消費電力を算出する。最後に、制御部１６Ａは、負荷２００の消費電力よりも所定量だけ少ない電力を目標総出力電力ｘとして定める。この所定量は逆潮流に対する発電システム１の余裕度を示す値であり、例えば５０Ｗ程度とすることができる。

図２に示すように、制御部１６Ａは、目標総出力電力ｘが３．０［ｋＷ］以下の場合には、発電装置１０Ｂ及び１０Ｃにおける出力を停止させ、発電装置１０Ａのみに発電を行わせて負荷２００に電力供給を行う。目標総出力電力ｘが３．０［ｋＷ］より大きく６．０［ｋＷ］以下の場合には発電装置１０Ｂにも発電を開始させ、発電装置１０Ｂからも所定の電力（１．０〜３．０［ｋＷ］）の供給を行う。そして、目標総出力電力ｘが６．０［ｋＷ］より大きい場合は、更に発電装置１０Ｃにも発電を開始させ、発電装置１０Ｃからも３．０［ｋＷ］の供給を行う。

なお、図２に示した発電装置１０Ａ乃至１０Ｃにおける各目標出力電力は、一例であり、様々な方法で各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃの目標出力電力を定めることができる。制御部１６Ａは、例えば発電部１２Ａ乃至１２Ｃの種々の仕様に応じて発電させる発電装置の優先度を決定することができる。また、制御部１６Ａは、発電装置１０Ａ乃至１０Ｃの稼動時間に応じて発電させる発電装置の優先度を決定しても良い。

電流センサ１８は、発電システム１と商用電源系統１００との間を流れる電流を検出するものである。日本では、現在、燃料電池等の発電システム１が発電する電力は売電不可能と規定されているため、電流センサ１８が商用電源系統１００側への逆潮流（売電方向の電流）を検出した場合、発電システム１は出力を停止する。電流センサ１８が順潮流を検出する間、発電システム１は負荷２００に自身から電力を供給できるものとして負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。

負荷２００は、家庭で使用される単相交流１００Ｖ又は２００Ｖで動作する負荷である。負荷２００の例としては、冷蔵庫、非常用電灯、給湯システム又は家庭用ネットワークサーバなどの停電を極力回避すべき電気製品の他、ドライヤー、家庭用ゲーム機又は音楽鑑賞用オーディオシステムなどの家庭用一般負荷などが挙げられる。

なお、本実施形態において、発電システム１は、単相交流２００Ｖ又は単相交流１００Ｖを負荷２００に出力する構成としているが、本発明はこの形態には限定されない。業務用の冷蔵庫、エアコン、又は工場でのモータ駆動等には三相３線２００Ｖがよく用いられるため、電力変換部１４Ａ乃至１４Ｃ内に三相２００Ｖに変換するためのインバータを配置しても良い。

なお、本実施形態において、発電システム１に接続する負荷２００として日本国内で使用可能な電気機器を想定して記載したが、日本国外で使用可能な電気機器の使用を考慮して適宜変更をなし得る。例えば、電力変換部１４Ａ乃至１４Ｃ内に交流２２０〜２４０Ｖを出力可能なインバータを配置し、アジア、オセアニア及びヨーロッパ地域で使用可能な電気機器を接続可能に構成することも可能である。

次に、本実施形態における発電システム１の具体的な制御例について図３及び図４を用いて説明する。

（親発電装置の制御）
図３は、本実施形態に係る発電システム１の親発電装置である発電装置１０Ａの制御フローを示す図である。まず、発電システム１の動作が開始されると、発電装置１０Ａの制御部１６Ａは、電流センサ１８から検出電流を取得する（ステップＳ１０１）。次に制御部１６Ａは、制御部１６Ｂ及び１６Ｃから発電装置１０Ｂ及び１０Ｃの出力電力を取得し、更に発電装置１０Ａの出力電力を加算することにより、現在の発電システム１の総出力電力を算出する。そして制御部１６Ａは、現在の発電システム１の総出力電力に、電流センサ１８の検出電流から算出した商用電源系統１００からの購入電力を加算して、負荷２００の消費電力を算出する。そして、制御部１６Ａは、負荷２００の消費電力よりも所定量だけ少ない電力を計算し、その結果を目標総出力電力ｘとして定める（ステップＳ１０２）。

次に制御部１６Ａは、電流センサ１８の検出電流から逆潮流の発生の有無を判定する（ステップＳ１０３）。そして、逆潮流が発生していないと判定すると、制御部１６Ａは、ステップＳ１０２で算出した目標総出力電力と、図２に示す表とにより、各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃの目標出力電力を決定する（ステップＳ１０４）。なお、図２のような固定値を用いる代わりに、発電部１２Ａ乃至１２Ｃの種々の仕様、発電装置１０Ａ乃至１０Ｃの稼動時間等を考慮して発電を行う発電装置の優先度及び目標発電出力を定めるように構成しても良い。

ステップＳ１０４において目標出力電力を決定したら、制御部１６Ａは、当該決定した目標出力電力を他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃに送信する（ステップＳ１０５）。そして、発電装置１０Ａの出力電力が、目標出力電力となるように発電部１２Ａ及び電力変換部１４Ａの制御を行って出力電力の調整を行う（ステップＳ１０６）。

制御部１６Ａは、ステップＳ１０６が終了した時点で発電システム１の停止命令が実行されているか否かを判定し（ステップＳ１０７）、停止命令が実行されていなければ、ステップＳ１０１に戻って制御を継続する。

一方、制御部１６Ａは、発電システム１の停止命令が実行されていると判定すると、他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃに対して「出力停止」コマンドを送信し（ステップＳ１０８）、発電装置１０Ａを商用電源系統１００から解列させて（ステップＳ１０９）、制御を終了する。

他方、ステップＳ１０３で逆潮流が発生していると判定すると、制御部１６Ａは、他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃの少なくとも１つに対して「出力停止」コマンドを送信する（ステップＳ１１０）。制御部１６Ａは、ステップＳ１１０において、電流センサ１８で検出された逆潮流の大きさに基づいて、いずれの発電装置の出力を停止させるべきかを判断する。すなわち、僅かな逆潮流が検出された場合には、他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃのいずれか１つを停止させれば良く、非常に大きな逆潮流を検出した場合には、複数の発電装置を停止させるように制御を行う。次に制御部１６Ａは、逆潮流が発生してから０．１秒経過したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。制御部１６Ａは、逆潮流を検出した場合に少なくとも１つの他の発電装置を停止させ、０．１秒以内に逆潮流が解消されるように調整を行う。制御部１６Ａは、逆潮流が発生してから０．１秒経過していないと判定すると、ステップＳ１０４における各発電装置の目標出力電力の決定処理に移行する。ここで制御部１６Ａは、ステップＳ１１０で「出力停止」コマンドを送信した発電装置以外の発電装置の目標出力電力を決定する。一方、制御部１６Ａは、ステップＳ１１１で逆潮流発生から０．１秒経過したと判定すると、もはや調整による逆潮流の解消は難しいと判断し、まだ「出力停止」コマンドを送信していない他の発電装置に対して「出力停止」コマンドを送信する（ステップＳ１０８）。そして発電装置１０Ａの電力変換部１４Ａからの出力電力を停止させて、商用電源系統１００から解列させて（ステップＳ１０９）、制御を終了する。

（子発電装置の制御）
図４は、本実施形態に係る発電システム１の子発電装置である発電装置１０Ｂ，１０Ｃの制御フローを示す図である。まず、発電システム１の動作が開始されると、発電装置１０Ｂ，１０Ｃの制御部１６Ｂ，１６Ｃは、親発電装置から「出力停止」コマンドを受信しているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。そして、「出力停止」コマンドを受信していないと判定すると、制御部１６Ｂ，１６Ｃは、親発電装置である発電装置１０Ａから目標出力電力を受信する（ステップＳ２０２）。

制御部１６Ｂ，１６Ｃは、ステップＳ２０２において親発電装置である発電装置１０Ａから目標出力電力を受信すると、発電装置１０Ｂ，１０Ｃの出力電力が、目標出力電力となるように発電部１２Ｂ，１２Ｃ及び電力変換部１４Ｂ，１４Ｃの制御を行って出力電力の調整を行う（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の実行を終了すると、制御部１６Ｂ，１６Ｃは、ステップＳ２０１に戻り、「出力停止」コマンドを受信するまで、以上の制御を継続する。

一方、制御部１６Ｂ，１６Ｃは、ステップＳ２０１において親発電装置から「出力停止」コマンドを受信していると判定すると、発電装置１０Ｂ，１０Ｃの電力変換部１４Ｂ，１４Ｃからの出力電力を停止させ、商用電源系統１００から解列させて（ステップＳ２０４）、制御を終了する。

本実施形態では、発電装置１０Ａ乃至１０Ｃ間の通信を有線の通信線２７Ａ，２７Ｂを用いて行うように構成したが、この態様には限定されず、無線の通信手段を用いるように構成しても良い。

また、本実施形態では、各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃが、各々制御部１６Ａ乃至１６Ｃを備え、制御部１６Ａ乃至１６Ｃ同士が通信手段により情報の送受信を行うことにより、発電装置１０Ａ乃至１０Ｃが協調動作するように構成した。しかし、この態様には限定されず、親発電装置である発電装置１０Ａのみが制御部１６Ａを備え、制御部１６Ａが他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃの発電部１２Ｂ，１２Ｃ及び電力変換部１４Ｂ，１４Ｃと直接通信を行って、他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃを制御するように構成しても良い。

また、本実施形態では、発電部１２Ａ乃至１２Ｃが直流電力を出力し、電力変換部１４Ａ乃至１４Ｃで交流電力に変換するように構成したが、この態様には限定されない。すなわち、発電部１２Ａ乃至１２Ｃの少なくとも１つが交流電力を出力するものであっても良い。

また、本実施形態では、発電装置１０Ａが親発電装置として、逆潮流の検出及び各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃの目標出力電力の決定等を全て行うように構成したが、この態様には限定されない。例えば、発電装置１０Ｂが逆潮流の検出を行い、発電装置１０Ａがその検出結果を通信により取得して、各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃの目標出力電力を決定するように構成しても良い。

以上述べたように、本実施形態では、発電システム１が１つの電流センサ１８のみを備えている。そして親発電装置である発電装置１０Ａが電流センサ１８の検出電流から逆潮流の有無を判定し、その判定結果に基づいて各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃの目標出力電力を決定するように構成した。この構成により、複数の電流センサが分電盤に収納できないという問題を解決することができる。また、親発電装置である発電装置１０Ａが、他の発電装置１０Ｂ，１０Ｃを含めた目標出力電力を決定する。これにより、逆潮流の発生に対して各発電装置１０Ａ乃至１０Ｃが一斉に出力電力を減少又は停止させることによる供給電力の不足を解消することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る発電システム２の概略の構成を示すブロック図である。図５においても、太線は電力が流れる経路を示し、細線は制御信号又は通信される情報の流れを表す。本実施形態に係る発電システム２は、発電装置２０Ａ乃至２０Ｃと、電流センサ１８とを備える。各発電装置２０Ａ乃至２０Ｃは、第１通信線２７Ａ、２７Ｂにより接続されている。また、発電装置２０Ａと２０Ｂ、及び発電装置２０Ａと２０Ｃは、それぞれ第２通信線２８Ａ、及び２８Ｂにより接続されている。

なお、発電システム２のハードウエア構成は、各発電装置が、第１通信線２７Ａ，２７Ｂの他に、第２通信線２８Ａ，２８Ｂによって接続されている点を除いて、第１の実施形態に係る発電システム１の構成との間に大きな差異は無い。従って、共通する部分についての説明は省略する。

発電装置２０Ａは、第１通信線の他に、第２通信線２８Ａ及び２８Ｂによってそれぞれ、発電装置２０Ｂ及び２０Ｃと接続されている。第１通信線２７Ａ，２７Ｂは、隣り合う発電装置同士を接続するが、第２通信線２８Ａ、２８Ｂは、いずれも親発電装置である発電装置２０Ａと、他の発電装置２０Ｂ，２０Ｃとを接続している点において異なる。この第２通信線２８Ａ、２８Ｂによる通信は、例えばＨＩＧＨ／ＬＯＷの２値切り替えによるオン／オフ制御とすることができる。この場合、例えば発電装置２０Ａが出力するＨＩＧＨ信号を３．３Ｖ，ＬＯＷ信号を０Ｖとすることができる。そして、発電装置２０Ａが第２通信線２８ＡにＨＩＧＨの電圧を与えると、発電装置２０Ｂはオン状態となり、ＬＯＷの電圧を与えると、発電装置２０Ｂはオフ状態となるように構成することができる。同様に、発電装置２０Ａが第２通信線２８ＢにＨＩＧＨの電圧を与えると、発電装置２０Ｃはオン状態となり、ＬＯＷの電圧を与えると、発電装置２０Ｃはオフ状態となるようにすることができる。第１通信線２７Ａ，２７Ｂによるシリアル通信とは異なり、第２通信線２８Ａ、２８Ｂを用いた場合には、他の発電装置２０Ｂ，２０Ｃを電圧により直接オン／オフ制御することができるので、時間遅延の無い停止処理が可能となる。

次に、本実施形態における発電システム２の具体的な制御例について図６及び図７を用いて説明する。

（親発電装置の制御）
図６は、本実施形態に係る発電システム２の親発電装置である発電装置２０Ａの制御フローを示す図である。まず、発電システム２の動作が開始されると、発電装置２０Ａの制御部２６Ａは、電流センサ１８から検出電流を取得する（ステップＳ３０１）。次に制御部２６Ａは、制御部２６Ｂ及び２６Ｃから発電装置２０Ｂ及び２０Ｃの出力電力を取得し、更に発電装置２０Ａの出力電力を加算することにより、現在の発電システム２の総出力電力を算出する。そして制御部２６Ａは、現在の発電システム２の総出力電力に、電流センサ１８の検出電流から算出した商用電源系統１００からの購入電力を加算して、負荷２００の消費電力を算出する。そして、制御部２６Ａは、負荷２００の消費電力よりも所定量だけ少ない電力を計算し、その結果を目標総出力電力ｘとして定める（ステップＳ３０２）。

次に制御部２６Ａは、電流センサ１８の検出電流から逆潮流の発生の有無を判定する（ステップＳ３０３）。そして、逆潮流が発生していないと判定すると、次に制御部２６Ａは、ステップＳ３０２で算出した目標総出力電力と、図２に示す表とにより、各発電装置２０Ａ乃至２０Ｃの目標出力電力を決定する（ステップＳ３０５）。なお、図２のような固定値を用いる代わりに、発電部１２Ａ乃至１２Ｃの種々の仕様、発電装置２０Ａ乃至２０Ｃの稼動時間等を考慮して発電を行う発電装置の優先度及び目標発電出力を定めるように構成しても良い。

ステップＳ３０５において、各発電装置２０Ａ乃至２０Ｃの目標出力電力の決定を終了すると、制御部２６Ａは、目標出力電力を他の発電装置２０Ｂ，２０Ｃに送信する（ステップＳ３０６）。そして、発電装置２０Ａの出力電力が、目標出力電力となるように発電部１２Ａ及び電力変換部１４Ａの制御を行って出力電力の調整を行う（ステップＳ３０７）。

制御部２６Ａは、ステップＳ３０７が終了した時点で発電システム２の停止命令が実行されているか否かを判定し（ステップＳ３０８）、停止命令が実行されていなければ、ステップＳ３０１に戻って制御を継続する。

一方、制御部２６Ａは、発電システム２の停止命令が実行されていると判定すると、他の発電装置２０Ｂ，２０Ｃに対して「出力停止」コマンドを送信し（ステップＳ３０９）、発電装置２０Ａを商用電源系統１００から解列させて（ステップＳ３１０）、制御を終了する。

他方、ステップＳ３０３で逆潮流が発生していると判定すると、制御部２６Ａは、第２通信線経由で他の発電装置２０Ｂ，２０Ｃの少なくとも１つを「出力停止」状態に変更する（ステップＳ３１２）。制御部２６Ａは、電流センサ１８で検出された逆潮流の大きさに応じて、発電装置２０Ｂ，２０Ｃの何れか一方、又は双方を「出力停止」状態に変更するために、対応する少なくともいずれか一方の第２通信線２８Ａ，２８ＢをＬＯＷ状態に変更する。

次に制御部２６Ａは、逆潮流が発生してから０．１秒経過したか否かを判定する（ステップＳ３１３）。制御部２６Ａは、逆潮流を検出した場合に少なくとも１つの他の発電装置を停止させ、０．１秒以内に逆潮流が解消されるように調整を行う。制御部２６Ａは、逆潮流が発生してから０．１秒経過していないと判定すると、ステップＳ３０５における各発電装置の目標出力電力の決定処理に移行する。ここで制御部２６Ａは、ステップＳ３１２で「出力停止」コマンドを送信した発電装置以外の発電装置の目標出力電力を決定する。一方、制御部２６Ａは、ステップＳ３１３で逆潮流発生から０．１秒経過したと判定すると、もはや調整による逆潮流の解消は難しいと判断し、まだ「出力停止」状態に変更していない他の発電装置を「出力停止」状態に変更する（ステップＳ３１４）。そして制御部２６Ａは、発電装置２０Ａの電力変換部１４Ａからの出力電力を停止させ、商用電源系統１００から解列させて（ステップＳ３１０）、制御を終了する。

なお、本実施形態で制御部２６Ａは、逆潮流発生時に、専用線経由で他の発電装置の出力を停止させるように構成したが、通常の目標出力電力への調整の際に専用線を用いても良い。すなわち制御部２６Ａは、負荷の消費電力、すなわち目標総出力電力が減少する場合に、目標総出力電力を計算（ステップＳ１０２）してから０．１秒経過後にも、通信遅延等により実際の総出力電力が目標総出力電力を上回っていた場合に、専用線経由で少なくとも１つの他の発電装置を「出力停止」状態に変更しても良い。

（子発電装置の制御）
図７は、本実施形態に係る発電システム２の子発電装置である発電装置２０Ｂ，２０Ｃの制御フローを示す図である。まず、発電システム２の動作が開始されると、発電装置２０Ｂ，２０Ｃの制御部２６Ｂ，２６Ｃは、第２通信線２８Ａ，２８Ｂの電圧が「出力停止」に相当するＬＯＷレベルに変更されているか否かを判定する（ステップＳ４０１）。そして、「出力停止」状態に変更されていないと判定すると、制御部２６Ｂ，２６Ｃは、親発電装置である発電装置２０Ａから目標出力電力を受信する（ステップＳ４０２）。

制御部２６Ｂ，２６Ｃは、ステップＳ４０２において親発電装置である発電装置２０Ａから目標出力電力を受信すると、発電装置２０Ｂ，２０Ｃの出力電力が、目標出力電力となるように発電部１２Ｂ，１２Ｃ及び電力変換部１４Ｂ，１４Ｃの制御を行って出力電力の調整を行う（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３の実行を終了すると、制御部２６Ｂ，２６Ｃは、親発電装置２０Ａから第１通信線２７Ａ，２７Ｂ経由で「出力停止」コマンドを受信しているか否かを判定する（ステップＳ４０４）。そして、制御部２６Ｂ，２６Ｃは、「出力停止」コマンドを受信していないと判定すると、ステップＳ４０１に戻り、「出力停止」コマンドを受信するまで、以上の制御を継続する。

制御部２６Ｂ，２６Ｃは、ステップＳ４０４において「出力停止」コマンドを受信したと判定すると、発電装置２０Ｂ，２０Ｃの電力変換部１４Ｂ，１４Ｃからの出力電力を停止させ、商用電源系統１００から解列させて（ステップＳ４０５）、制御を終了する。

一方、制御部２６Ｂ，２６Ｃは、ステップＳ４０１において第２通信線２８Ａ，２８Ｂの電圧が「出力停止」状態に変更されていると判定すると、発電装置２０Ｂ，２０Ｃの電力変換部１４Ｂ，１４Ｃからの出力電力を停止させ、商用電源系統１００から解列させて（ステップＳ４０５）、制御を終了する。

以上述べたように、本実施形態では、第２の通信手段を備え、逆潮流発生時又は急に目標総出力電力が減少した時に、第２の通信手段経由で他の発電装置２０Ｂ，２０Ｃの出力を停止させるようにした。この構成により、通信の遅延に基づく出力電力の停止操作の遅れを防止し、確実に逆潮流の発生等を防止することができる。

本発明を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部及びステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１，２ 発電システム
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 発電装置
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 発電部
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 電力変換部
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 制御部
１８ 電流センサ
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 発電装置
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ 制御部
２７Ａ，２７Ｂ 通信線（第１通信線）
２８Ａ，２８Ｂ 第２通信線
１００ 商用電源系統
２００ 負荷

Claims (8)

1. 発電装置及び当該発電装置に連結される少なくとも１つの他の発電装置を含み、商用電源系統と連系して負荷に電力供給を行う発電システムの制御方法であって、
   前記発電装置による処理手順は、
   前記発電システムと前記商用電源系統との間の電流値を取得するステップと、
   前記取得した電流値に基づいて前記発電装置及び前記他の発電装置が発電する電力の目標を決定するステップと、
   前記他の発電装置に前記目標を通知するステップと
   を含む、発電システムの制御方法。
2. 前記電流値が逆潮流方向の電流であるときに、前記発電装置及び前記他の発電装置のうちの少なくとも一の発電装置の出力を停止させるための通信を行うステップを更に含む、請求項１に記載の発電システムの制御方法。
3. 前記負荷における消費電力の減少に対応して、前記発電装置及び前記他の発電装置のうちの少なくとも一の発電装置の出力を停止させるための通信を行うステップを更に含む、請求項１に記載の発電システムの制御方法。
4. 発電装置及び当該発電装置に連結される少なくとも１つの他の発電装置を含み、商用電源系統と連系して負荷に電力供給を行う発電システムであって、
   前記発電装置は、前記発電システムと前記商用電源系統との間で検出される電流に基づいて、当該発電装置及び前記他の発電装置が発電する電力の目標を決定し、当該目標を当該他の発電装置に通知する、発電システム。
5. 前記発電装置と前記他の発電装置との通信を行う通信手段を備え、
   前記発電装置は、前記電流が逆潮流方向の電流であるときに、前記通信手段により、前記発電装置及び前記他の発電装置のうちの少なくとも一の発電装置の出力を停止させる、請求項４に記載の発電システム。
6. 前記発電装置と前記他の発電装置との通信を行う通信手段を備え、
   前記発電装置は、前記負荷における消費電力の減少に対応して、前記通信手段により、前記発電装置及び前記他の発電装置のうちの少なくとも一の発電装置の出力を停止させる、請求項４に記載の発電システム。
7. 少なくとも１つの他の発電装置に連結され、商用電源系統と連系して負荷に電力供給を行う発電装置であって、
   前記発電装置及び前記他の発電装置と、前記商用電源系統との間で検出される電流に基づいて、前記発電装置及び前記他の発電装置が発電する電力の目標を決定し、当該他の発電装置に当該目標を通知する、発電装置。
8. 少なくとも１つの他の発電装置に連結され、商用電源系統と連系して負荷に電力供給を行う発電装置であって、
   前記発電装置及び前記他の発電装置と、前記商用電源系統との間で検出される電流に基づいて決定された、前記発電装置が発電する電力の目標を取得し、該目標に基づいて当該発電装置の出力電力を制御する、発電装置。

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