JP2017184390A - 出力制御装置、パワーコンディショナー、出力制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】系統側から、より小さな出力制御率を指示する抑制指示を受けた場合にもパワーコンディショナーを安定して動作させることが可能となる。【解決手段】出力制御装置は、複数のパワーコンディショナーとそれぞれ通信する通信手段と、上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信する受信手段と、前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数台のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択する手段と、選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する制御手段と、前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正する補正手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、出力制御装置、パワーコンディショナー、出力制御方法及びプログラムに関し、特に、上位装置から発電量の出力抑制指示を受信する出力制御装置、パワーコンディショナー、出力制御方法及びプログラムに関する。

特許文献１に、複数の太陽光発電の総発電量を考慮しつつ、各太陽光発電の出力抑制を個別に行なうことのできるという発電システムが開示されている。同文献によると、この発電システムは、太陽電池からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ２１ａ、２１ｂ、…、２１ｎと、パワーコンディショナ２１ａ、２１ｂ、…、２１ｎを管理する出力抑制管理装置１０とを有するとされている。さらに、同文献の００１８段落には、出力抑制管理装置は、各パワーコンディショナから発電量を取得すると、自身が管理する複数のパワーコンディショナの各発電量の総和であるトータル発電電力が、それらパワーコンディショナの各発電量の総和の上限値であるトータル発電電力上限値を超えないように、各パワーコンディショナに設定すべき発電量制限値を算出する、と記載されている。

特開２０１３−２０７８６２号公報

以下の分析は、本発明によって与えられたものである。近年、太陽光発電（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ、ｓｏｌａｒ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓとも言う。以下、「ＰＶ」と記す）や風力に代表される再生可能エネルギーを用いた分散型電源（発電装置）の急増により、電力系統に逆潮流する余剰電力が増加し、電力系統が不安定となる問題が生じている。

この対策として、特許文献１のように、商用電力系統（以下、単に「系統」という。）から抑制情報に基づいて抑制制御を実施する出力抑制管理装置を設けて太陽光発電等の出力抑制を行うことが考えられる。

今後、再生エネルギー利用型の発電装置の普及により、需給バランスが供給過多になると、系統側から、発電装置に対し、より小さい発電量に絞るよう抑制指示を受けることも十分に想定される。しかしながら、出力制御率が小さくなると、パワーコンディショナーが再起動や停止を繰返し、無駄な抑制が発生する可能性という問題点もある。

本発明は、上記した課題を解決しうる構成の提供に貢献する出力制御装置、パワーコンディショナー、出力制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の視点によれば、複数のパワーコンディショナーとそれぞれ通信する通信手段と、上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信する受信手段と、前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択する手段と、選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する制御手段と、前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正する補正手段と、を備えた出力制御装置が提供される。

第２の視点によれば、上記した出力制御装置を備えたパワーコンディショナーが提供される。

第３の視点によれば、複数のパワーコンディショナーとそれぞれ通信する通信手段と、上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信する受信手段と、前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択する手段と、選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する制御手段と、前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正する補正手段と、を備え、複数のパワーコンディショナーのうちの１台のマスターパワーコンディショナーとして動作するパワーコンディショナーが提供される。

第４の視点によれば、定格出力に対する出力の割合を指示することで出力を抑制可能な複数のパワーコンディショナーと接続されたコンピュータが、上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信するステップと、前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択するステップと、選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御するステップと、前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正するステップと、を含む出力制御方法が提供される。本方法は、パワーコンディショナーを制御する出力制御装置という、特定の機械に結びつけられている。

第５の視点によれば、定格出力に対する出力制御率を指示することで出力を抑制可能な複数のパワーコンディショナーと接続されたコンピュータに、上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信する処理と、前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択する処理と、選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する処理と、前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正する処理と、を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジエントな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、パワーコンディショナーの安定性を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を示す図である。 本発明の一実施形態の構成を示す別の図である。 本発明の一実施形態の構成を示すさらに別の図である。 本発明の第１の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の出力制御装置のＰＣＳ情報の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の出力制御装置の動作を表した流れ図である。 本発明の第１の実施形態の出力制御装置の抑制量分配処理の詳細を表した流れ図である。 本発明の第１の実施形態の出力制御装置の抑制量分配処理を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における抑制量分配条件の例を説明するための図である。 図１１の抑制量分配条件による各ＰＣＳへの出力指示値を示す図である。 本発明の第１の実施形態における抑制量分配条件の別の例を説明するための図である。 図１３の抑制量分配条件による各ＰＣＳへの出力指示値を示す図である。 本発明の第１の実施形態における抑制量分配条件の別の例を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態の構成を示す図である。

はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、複数のパワーコンディショナー（「Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」、「ＰＣＳ」ともいう）２００ａ〜２００ｎとそれぞれ通信する通信手段１０５と、上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信する受信手段１０１と、選択手段１０２と、制御手段１０３と、補正手段１０４と、を備えた出力制御装置１００により実現できる。より具体的には、出力制御装置１００の選択手段１０２は、前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数台のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択する。そして、制御手段１０３は、選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御し、補正手段１０４は、前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正する。

なお、前記抑制指示による出力の割合が定格出力に対する出力の度合いを示す出力率乃至出力制御率である場合、前記所定の範囲の下限は、電力変動が大きくなり、抑制精度が低くなるような出力制御率（最少出力制御率、後記「抑制可能率」も同義。）の値であり、上限は１００％となる。なお、前記出力の割合が定格出力に対する抑制の度合いを示す抑制率である場合、前記所定の範囲の下限は０％であり、上限は、１−最少出力制御率となる。最少出力制御率としては、仕様書等に規定された最少出力制御率を用いてもよいし、実験で求めた値を用いてもよい。また、抑制指示が、抑制量、出力電力量、抑制スケジュール（抑制率及び抑制する期間）、定格出力の上限値、定格出力の上限率等の形態で指示される場合もある。いずれの場合も定格出力に対する指示値（抑制指示値）が、上記出力の割合に相当する。

上記パワーコンディショナーの多くは、気象条件等で変化する最適動作点を見つけるＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ；最大電力点追従）方式を採用している。このため、出力制御率（ＰＶの定格出力を１００％とした場合の割合）が小さいと電力変動が大きくなり、抑制精度が低くなる。例えば、図２に示すように、上位装置（電力サーバやアグリゲータサーバ等）が、定格５０ｋＷのＰＣＳ１０台に対し、出力制御率１０％との指示を送信した場合を考える。上述のように、ＰＣＳは、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）方式で動作するため、出力制御率が低いと、電力変動が大きくなり、抑制精度が低くなることが起こり得る（但し、ＰＣＳの仕様に依存する）。

そこで、本実施形態の出力制御装置１００は、上位装置から受信した制御情報による出力制御率が、所定の閾値、例えば、１０％以下である場合、前記複数台のパワーコンディショナーの中からいくつかのパワーコンディショナーを選択し、系統側に電力が流れないよう制御する。図３の例では、１０台のＰＣＳのうち５台を選択し、これらをオフ制御又は出力制御率０％にて動作させることで、２５０ｋＷの抑制が実現される。従って、残る２００ｋＷの抑制を、残る５台のＰＣＳで分担すれば、全体で、４５０ｋＷの抑制を達成可能である。図３の例では、残る５台のＰＣＳを１０％よりも大きい２０％に設定して、５０ｋＷ×８０％×５＝２００ｋＷの抑制を達成している。

以上のように、本実施形態によれば、ＰＣＳの動作が不安定になるような出力制御率を指示する抑制指示を受けた場合にもＰＣＳを安定して動作させることが可能となる。

なお、図１〜図３の例では、オフ制御又は出力制御率０％にて動作させることで選択したＰＣＳの発電量を抑制させるものとして説明したが、ＰＣＳの発電量を抑制させる方法はこの方法に限られない。例えば、図４に示すように、ＰＣＳと電力系統間の配線に開閉器を設けて、制御手段１０３の制御により、選択したＰＣＳで発電された電力が系統側に流れないように構成することでも同様の効果を実現できる。同様に例えば、図５に示すように、ＰＣＳと電力系統間の配線に開閉器及び負荷（蓄電池やヒートポンプ等）を設けて、制御手段１０３の制御により、選択したＰＣＳで発電された電力が負荷で消費されるように構成することでも同様の効果を実現できる。

［第１の実施形態］
続いて、定格容量等の異なるＰＣＳが複数接続された環境を想定した本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図６は本発明の第１の実施形態の構成を示す図である。図６を参照すると、出力制御装置１００ａに４台のＰＣＳ２００−１〜２００−４（以下、ＰＣＳを特に区別しない場合「ＰＣＳ２００」と記す）が接続された構成が示されている。

出力制御装置１００ａは、受信部１０１ａと、出力補正部１０２ａと、通信部１０３ａと、ＰＣＳ情報記憶部１０５とを備えている。

受信部１０１ａは、電力サーバやアグリゲータサーバ等の上位装置からＰＣＳの定格発電量に対する実際に発電する発電量の割合を表した出力制御率を含む制御情報を受信する。受信した出力制御率を含む制御情報は、出力補正部１０２ａへ送られる。ここで、受信部１０１ａは、電力サーバやアグリゲータから、出力制御率を取得する構成とすることもできる。また、受信部１０１ａは、出力制御率と抑制時間を含む抑制スケジュールとして、受信または取得する構成とすることもできる。

出力補正部１０２ａは、出力制御率を含む制御情報が入力されると、ＰＣＳ情報記憶部１０５に保持されている各ＰＣＳの抑制可能率と比較することにより、出力制御率の補正が必要か否かを判定する。出力補正部１０２ａは、出力制御率の補正が必要か否かを判定する判定手段を備える構成とすることもでき、判定手段を別の構成要件として備える構成とすることもできる。具体的には、出力制御率が、ＰＣＳ情報記憶部１０５に保持されているすべてのＰＣＳの抑制可能率よりも大きい場合、出力補正部１０２ａは、出力制御率の補正が不要と判定する。この場合、出力制御率を含む制御情報は、通信部１０３ａに送られる。このような抑制可能率としては、各ＰＣＳについて電力変動が大きくなり、抑制精度が低くなるような出力制御率を設定することができる。また、この抑制可能率として、各ＰＣＳの仕様で定められている出力指示の下限値を用いることもできる。

さらに、抑制可能率に代えて、各ＰＣＳの電力変動が大きくなり、抑制精度が低くなるような下限側の出力電力量の値を用いることもできる。この場合、出力補正部１０２ａは、制御情報にて指示された出力電力値と、前記下限側の出力電力量の値との比較を行って出力制御率の補正が必要か否かを判定することになる。

一方、出力制御率が、ＰＣＳ情報記憶部１０５に保持されているいずれかのＰＣＳの抑制可能率よりも小さい場合、出力補正部１０２ａは、出力制御率の補正が必要と判定する。この場合、出力補正部１０２ａは、後記する抑制量分配手順に従って、各ＰＣＳに個別に指示する出力制御率を計算する（上述した制御手段及び補正手段に相当）。出力補正部１０２ａは、前記計算した出力制御率を、通信部１０３ａに送信する。

通信部１０３ａは、出力補正部１０２ａから出力された出力制御率をＰＣＳ２００に送信する。

ＰＣＳ情報記憶部１０５は、出力制御装置１００ａに接続されたＰＣＳの情報を記憶する。図７は、ＰＣＳ情報記憶部１０５に保持される情報の一例を示す図である。図７を参照すると、ＰＣＳ２００−１〜２００−４の４台のＰＣＳの定格容量、抑制可能率、０％制御フィールド及び状態フィールドが設けられたテーブルが示されている。抑制可能率は、そのＰＣＳに指示可能な出力制御率の最小値が格納される。もちろん、出力制御率の最小値に代えて、出力制御率の最小値に所定の値を加えてもよい。０％制御フィールドには、０％制御を許可するか否かの情報が格納される。例えば、このフィールドを「許可」から「禁止」に変えることで、０％抑制制御の対象から外すことができる。状態フィールドは、当該ＰＣＳの状態を示す状態が格納される。例えば、故障している場合や通信系に異常が発生している場合には、「故障」や「通信異常」と記録しておくことで、０％抑制制御の対象や抑制対象から外すことができる。なお、０％制御の対象から外す処理や抑制対象から外す処理が不要であれば、０％制御と状態フィールドは省略することも可能である。

なお、図７に示すようなＰＣＳ情報記憶部１０５の情報は、ユーザが直接設定してもよいし、太陽光発電設備の設置業者等が運営する外部のサーバ（クラウド）等から受け取るようにしてもよい。また、外部のサーバ（クラウド）からＰＣＳ２００の情報を取得する方法に代えて、出力制御装置１００ａが個々のＰＣＳに問い合わせて、ＰＣＳ２００の定格容量、抑制可能率等を入手し、ＰＣＳ情報記憶部１０５に格納する方法も採用可能である。また、ＰＣＳ２００に、初回起動時や出力制御装置１００ａとの接続時等の適当なタイミングで、出力制御装置１００ａに対し、定格容量、抑制可能率等を送信する機能（処理手段）を持たせてもよい。

ＰＣＳ２００は、出力制御装置１００ａから受信した出力制御率に従って、インバータを制御することにより、それぞれ接続されたＰＶにて発電される電力の変換効率を調整することにより、抑制制御を実施する。

なお、図１、図６に示した出力制御装置の各部（処理手段）は、これらの装置を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の第１の実施形態の出力制御装置１００ａが上位装置から出力制御率を含む制御情報（抑制指示）を受信した動作を説明するための流れ図である。図８を参照すると、まず、出力制御装置１００ａは、ＰＣＳ情報記憶部１０５を参照して、自身に接続されているＰＣＳの数が２台以上か否かを確認する（ステップＳ００１）。自身に接続されているＰＣＳの数が１台である場合（ステップＳ００１のＮｏ）、抑制量の分配自体が不可能であるので、出力制御装置１００ａは、上位装置から受け取った出力制御率を含む制御情報（抑制指示）をそのままＰＣＳに送信する（ステップＳ００６の「抑制制御（抑制量の分配せず）」）。ここで、出力制御装置１００ａは、上位装置に対して、抑制指示と、実際の抑制量（または抑制率）に乖離が生じていることを通知する構成とすることもできる。

出力制御装置１００ａに接続されているＰＣＳの数が２台以上である場合、出力制御装置１００ａは、制御情報（抑制指示）に含まれる出力制御率が、ＰＣＳ情報記憶部１０５に記憶されているＰＣＳの抑制可能率の最大値（Ｍａｘ（ＰＣＳの抑制可能率））よりも低いか否かを確認する（ステップＳ００２）。ここで、指示された出力制御率が、すべてのＰＣＳの抑制可能率の最大値以上である場合（ステップＳ００２のＮｏ）、問題なく抑制可能であるので、出力制御装置１００ａは、上位装置から受け取った出力制御率を含む制御情報（抑制指示）をそのままＰＣＳに送信する（ステップＳ００６の「抑制制御（抑制量の分配せず）」）。

一方、指示された出力制御率が、すべてのＰＣＳの抑制可能率未満である場合（ステップＳ００２のＹｅｓ）、出力制御装置１００ａは、ＰＣＳとの通信を行って、抑制制御を実施可能であるか否かを確認する（ステップＳ００３）。ここで確認された結果に基づいて、出力制御装置１００ａが、ＰＣＳ情報記憶部１０５の状態フィールドを更新するようにしてもよい。

次に、出力制御装置１００ａは、指示された出力制御率と、抑制制御を実施可能なＰＣＳの情報とを用いて、抑制量の分配処理を実施する（ステップＳ００４）。抑制量の分配処理の完了後、出力制御装置１００ａは、分配後の出力制御率をＰＣＳに送信する（ステップＳ００５の「抑制制御（抑制量の分配実施）」）。

続いて、上記図８のステップＳ００４の抑制量の分配処理の詳細について説明する。図９は、本発明の第１の実施形態の出力制御装置の抑制量分配処理の詳細を表した流れ図である。図９を参照すると、まず、出力制御装置１００ａは、ＰＣＳ情報記憶部１０５を参照して、抑制可能なＰＣＳを特定する（ステップＳ１０１）。例えば、図７の０％制御フィールドが「禁止」になっているＰＣＳや図８のステップＳ００３の通信確認の結果、抑制制御が不可能と判断されたＰＣＳは、抑制量分配の対象から外される。

次に、出力制御装置１００ａは、指示された出力制御率と、ＰＣＳ情報記憶部１０５に格納されている情報に基づいて、発電上限値（ｋＷ）を算出する（ステップＳ１０２）。発電上限値とは、上位装置から指示された出力制御率や抑制率の範囲で、ＰＣＳに出力が許される発電量の上限値をいう。例えば、出力制御率が１０％である場合、出力制御装置１００ａは、ＰＣＳ情報記憶部１０５に格納されている各ＰＣＳの定格容量に出力制御率を乗じた値を合計することで、発電上限値（ｋＷ）を算出することができる。例えば、図７に示すＰＣＳが接続されている場合、図１０に示すように５０ｋＷ×１０％＋８００ｋＷ×１０％＋１５０ｋＷ×１０％＋５００ｋＷ×１０％＝１５０ｋＷと算出できる。

次に、出力制御装置１００ａは、所定の条件で０％制御対象外のＰＣＳを１つ選択する（ステップＳ１０３）。所定の条件については、例えば、定格容量の大きい順、定格容量の小さい順、定格容量×抑制可能率の小さい順にＰＣＳを選択するもの等が考えられる。これらについては、後に具体的な例を示して説明する。

次に、出力制御装置１００ａは、前記選択したＰＣＳの定格容量の合計値が、発電上限値（ｋＷ）以上となったか否かを確認する（ステップＳ１０４）。前記選択したＰＣＳの定格容量の合計値が、発電上限値（ｋＷ）未満である場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、抑制可能率を下回ってしまう可能性が高いため、出力制御装置１００ａは、ステップＳ１０３に戻って、ＰＣＳをもう一つ選択する。

前記選択したＰＣＳの定格容量の合計値が、発電上限値（ｋＷ）以上となった段階で（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、０％制御のＰＣＳが確定する。出力制御装置１００ａは、選択したＰＣＳに発電上限値（ｋＷ）を分配することで出力制御率を計算する（ステップＳ１０５）。例えば、発電上限値が前述の１５０ｋＷである場合、出力制御装置１００ａは、選択したＰＣＳの最大出力が１５０ｋＷとなるような出力制御率を計算する。ここで、出力制御装置１００ａは、選択したＰＣＳに発電上限値（ｋＷ）を分配することで出力制御率を再計算（つまり、修正抑制指示を算出）する構成とすることもできる。また、出力制御装置１００ａは、発電上限値（ｋＷ）に基づいて、選択したＰＣＳの出力制御率を再計算（つまり、修正抑制指示を算出）する構成とすることもできる。また、出力制御装置１００ａは、前記選択したＰＣＳの定格容量の合計値と発電上限値（ｋＷ）に基づいて、選択したＰＣＳの出力制御率を再計算（つまり、修正抑制指示を算出）する構成とすることもできる。また、出力制御装置１００ａは、選択しなかったパワーコンディショナーに対する抑制指示に基づいて、選択したＰＣＳの出力制御率を再計算（つまり、修正抑制指示を算出）する構成とすることもできる。

（ＰＣＳ選択条件の例１：定格容量昇順）
ここで、図９のステップＳ１０３におけるＰＣＳの選択条件と抑制量の分配の例について説明する。図１１は、定格容量の小さいＰＣＳから順番に選択するとの条件が設定されている場合の動作を説明するための図である。以下の例では、図１０に示すように出力制御率１０％が指示されて、発電上限値が１５０ｋＷと計算されたものとして説明する。

図１１の例では、まず、出力制御装置１００ａは、ＰＣＳ２００−１〜２００−４の中から、定格容量の最も小さいＰＣＳ２００−１を選択している（Ｓｔｅｐ１）。しかし、この段階では、前記選択したＰＣＳの定格容量の合計値は５０ｋＷであり、発電上限値１５０ｋＷ未満であるので、出力制御装置１００ａは、定格容量から下から２番目のＰＣＳ２００−３を選択する（Ｓｔｅｐ２）。この段階で、選択したＰＣＳの定格容量の合計値は５０ｋＷ＋１５０ｋＷ＝２００ｋＷであり、発電上限値１５０ｋＷ以上となっているので、出力制御装置１００ａはＰＣＳの選択を終了する。この場合、選択されなかったＰＣＳ２００−２とＰＣＳ２００−４は、０％制御となる。そして、選択されたＰＣＳ２００−１及びＰＣＳ２００−３に対する補正後の出力制御率は、１５０ｋＷ／２００ｋＷ＝７５％と算出される。出力制御率７５％によりＰＣＳ２００−１及びＰＣＳ２００−３から出力される発電量は、５０ｋＷ×７５％＋１５０ｋＷ×７５％なので、発電上限値１５０ｋＷを満たしている（図１２参照）。

このような定格容量昇順のＰＣＳ選択条件は、小容量のＰＣＳが多数あり、なるべく多数のＰＣＳを動作させたいという場合に好適に適用できる。

（ＰＣＳ選択条件の例２：定格容量降順）
図１３は、定格容量の大きいＰＣＳから順番に選択するとの条件が設定されている場合の動作を説明するための図である。

図１３の例では、まず、出力制御装置１００ａは、ＰＣＳ２００−１〜２００−４の中から、定格容量の最も大きいＰＣＳ２００−２を選択している（Ｓｔｅｐ１）。この段階で、選択したＰＣＳの定格容量の合計値は８００ｋＷであり、発電上限値１５０ｋＷ以上となっているので、出力制御装置１００ａはＰＣＳの選択を終了する。この場合、選択されなかったＰＣＳ２００−１、ＰＣＳ２００−３及びＰＣＳ２００−４は、０％制御となる。そして、選択されたＰＣＳ２００−２に対する補正後の出力制御率は、１５０ｋＷ／８００ｋＷ＝１８．７５％と算出される。出力制御率１８．７５％によりＰＣＳ２００−２から出力される発電量は、８００ｋＷ×１８．７５％なので、発電上限値１５０ｋＷを満たしている（図１４参照）。

このような定格容量降順のＰＣＳ選択条件は、なるべく少ない数のＰＣＳで抑制を達成させたい場合や、ＰＣＳ毎に制御を受ける回数に上限が設けられているような状況下で抑制制御を受けるＰＣＳの数を増やしたいという場合に好適に適用できる。

（ＰＣＳ選択条件の例３：定格容量×抑制可能率昇順）
図１５は、定格容量と抑制可能率を乗じた値が小さいＰＣＳから順番に選択するとの条件が設定されている場合の動作を説明するための図である。

図１５の例では、まず、出力制御装置１００ａは、ＰＣＳ２００−１〜２００−４の中から、定格容量と抑制可能率を乗じた値が１０ｋＷで最も小さいＰＣＳ２００−１を選択している（Ｓｔｅｐ１）。しかし、この段階では、前記選択したＰＣＳの定格容量の合計値は５０ｋＷであり、発電上限値１５０ｋＷ未満であるので、出力制御装置１００ａは、定格容量と抑制可能率を乗じた値が下から２番目のＰＣＳ２００−３を選択する（Ｓｔｅｐ２）。この段階で、選択したＰＣＳの定格容量の合計値は５０ｋＷ＋１５０ｋＷ＝２００ｋＷであり、発電上限値１５０ｋＷ以上となっているので、出力制御装置１００ａはＰＣＳの選択を終了する。この場合、選択されなかったＰＣＳ２００−２とＰＣＳ２００−４は、０％制御となる。そして、選択されたＰＣＳ２００−１及びＰＣＳ２００−３に対する補正後の出力制御率は、１５０ｋＷ／２５０ｋＷ＝７５％と算出される。出力制御率７５％によりＰＣＳ２００−１及びＰＣＳ２００−３から出力される発電量は、定格容量昇順の場合と同じく、５０ｋＷ×７５％＋１５０ｋＷ×７５％なので、発電上限値１５０ｋＷを満たしている（図１２参照）。

定格容量と抑制可能率を乗じた値は、そのＰＣＳが出力可能な最小値を意味している。このＰＣＳ選択条件によれば、定格容量に加えて抑制可能率を考慮したＰＣＳの選択を行うことが可能となっている。即ち、定格容量の大きさだけでなく実際に抑制可能な下限値を考慮した値を基準にＰＣＳを選択できる点でＰＣＳ選択条件の例１と相違している。このＰＣＳ選択条件もまた、定格容量昇順の場合と同様に、なるべく多く数のＰＣＳを動作させたいという場合に好適に適用できる。また、ＰＣＳ選択条件の例２と同様に、定格容量×抑制可能率が大きい順にＰＣＳ選択する方法も採用可能である。

（ＰＣＳ選択条件の例４：出力させないＰＣＳを選択する）
上記したＰＣＳ選択条件の例１〜３では出力を行うＰＣＳを選択するものとして説明したが、０％制御対象のＰＣＳ（出力させないＰＣＳ）を選択することでもよい。例えば、図１０に示すように出力制御率１０％が指示されて、抑制電力量が１３５０ｋＷと計算されたものとして説明する。まず、出力制御装置１００ａは、図１１に示すＰＣＳ２００−１〜２００−４の中から、定格容量の最も小さいＰＣＳ２００−１を選択している（Ｓｔｅｐ１）。この段階では、前記選択したＰＣＳの定格容量の合計値は５０ｋＷであり、発電上限値１３５０ｋＷ未満であるので、出力制御装置１００ａは、定格容量から下から２番目のＰＣＳ２００−３を追加のＰＣＳとして選択する（Ｓｔｅｐ２）。この段階で、選択したＰＣＳの定格容量の合計値は５０ｋＷ＋１５０ｋＷ＝２００ｋＷであり、発電上限値１３５０ｋＷ未満であるので、出力制御装置１００ａは、定格容量から下から３番目のＰＣＳ２００−４を追加のＰＣＳとして選択する（Ｓｔｅｐ３）。この段階で、選択したＰＣＳの定格容量の合計値は５０ｋＷ＋１５０ｋＷ＋５００ｋＷ＝７００ｋＷであり、発電上限値１３５０ｋＷ未満であるので、出力制御装置１００ａは、定格容量から下から４番目のＰＣＳ２００−２を追加のＰＣＳとして選択する（Ｓｔｅｐ４）。この段階で、選択したＰＣＳの定格容量の合計値は５０ｋＷ＋１５０ｋＷ＋５００ｋＷ＋８００ｋＷ＝１５００ｋＷであり、発電上限値１３５０ｋＷ以上となっているので、出力制御装置１００ａはＰＣＳの選択を終了する。この場合、抑制指示の対象はＰＣＳ２００−２となり、その出力制御値は、１９％（１５０／８００）となる。

以上、説明したとおり、本実施形態によれば、上位装置から送られてきた出力制御率が、ＰＣＳ固有の抑制可能率を下回る場合でも、電力変動が大きくなったり、抑制精度が低くなったりすることが無いという効果がある。その理由は、上述したＰＣＳ選択条件により、動作させるＰＣＳを選択して、出力制御率を増補正するように構成したことにある。なお、上記した例では、選択された複数のＰＣＳに対し、一律の出力制御率（修正抑制指示）を指示するものとして説明したが、ＰＣＳ毎に指示値を変えてもよい。例えば、各ＰＣＳの抑制可能率乃至最小出力制御率にばらつきがある場合、ある出力制御率（修正抑制指示）が特定のＰＣＳにとっては、抑制可能率乃至最小出力制御率に近い値となる場合がある。その場合には、前記特定のＰＣＳに対する出力制御率（修正抑制指示）を増補正し、その他のＰＣＳの出力制御率（修正抑制指示）を減補正する等のＰＣＳ間での調整を行うことも可能である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示した機器間の接続構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

［第２の実施形態］
例えば、図１６に示すように、本発明は、上位装置と出力制御装置との間にアグリゲータサーバ３００と呼ばれる中間装置が配置されている構成にも好適に適用できる。図１６の例では、アグリゲータサーバ３００側に、上記した出力制御装置の受信部１０１ａ、出力補正部１０２ａ、通信部１０３ａ、ＰＣＳ情報記憶部１０５に相当する受信部３０１、出力補正部３０２、通信部３０３、ＰＣＳ情報記憶部３０４が備えられている。

図１６のような構成においても、アグリゲータサーバ３００が、第１の実施形態の出力制御装置１００ａと同様に、上位装置から受信した出力制御率が低い場合に、動作させるＰＣＳを選択し、抑制量の分配処理を行う。このようにアグリゲータサーバ３００が配置された構成においても本発明は実現可能であり、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。また、本実施形態では、出力制御装置１００−１〜１００−４は、抑制量の分配処理を持たないタイプのものを用いることが可能となる。

［第３の実施形態］
また例えば、図１７に示すように、本発明は、複数のＰＣＳの中から予め選択されたＰＣＳがマスターＰＣＳとして動作し、他のＰＣＳに対し出力制御率を送信する構成にも好適に適用できる。図１７の例では、マスターＰＣＳとして動作するＰＣＳ２００−０側に、上記した出力制御装置の受信部１０１ａ、出力補正部１０２ａ、通信部１０３ａ、ＰＣＳ情報記憶部１０５に相当する受信部２０１、出力補正部２０２、通信部２０３、ＰＣＳ情報記憶部２０４が備えられている。

図１７のような構成においても、ＰＣＳ２００−０が、第１の実施形態の出力制御装置１００ａと同様に、上位装置から受信した出力制御率が低い場合に、動作させるＰＣＳを選択し、抑制量の分配処理を行う。このようにＰＣＳ２００−０が配置された構成においても本発明は実現可能であり、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。また、他のＰＣＳにも出力制御装置相当の機能を持たせておくことで、ＰＣＳ２００−０が故障した場合であっても、他のＰＣＳ２００がマスターＰＣＳとして動作する冗長構成を得ることができる。

［第４の実施形態］
また例えば、図１８に示すように、本発明は、複数のＰＣＳを制御するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）等のエネルギーマネジメントシステムにも好適に適用できる。図１８の例では、ＨＥＭＳ５００側に、上記した出力制御装置の受信部１０１ａ、出力補正部１０２ａ、通信部１０３ａ、ＰＣＳ情報記憶部１０５に相当する受信部５０１、出力補正部５０２、通信部５０３、ＰＣＳ情報記憶部５０４が備えられている。

図１８のような構成においても、ＨＥＭＳ５００が、第１の実施形態の出力制御装置１００ａと同様に、上位装置から受信した出力制御率が低い場合に、動作させるＰＣＳを選択し、抑制量の分配処理を行う。このように本発明はＨＥＭＳ５００の機能としても実現可能であり、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。ここで、ＨＥＭＳだけでなく、ＥＭＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）であれば良く、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＣＥＭＳ（Ｃｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などを採用することもできる。

また、上記した実施形態では、本発明を太陽光発電システムに適用した例を挙げて説明したが、本発明の適用分野はこれに限られない。例えば、風力発電、水力発電等のその他再生可能性エネルギーを利用する発電システムにおいて、複数のパワーコンディショナーが接続され、パワーコンディショナーの望ましい出力制御率を下回る抑制指示を受ける場合には、本発明を適用することが可能である。

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点による出力制御装置参照）
［第２の形態］
第１の形態の出力制御装置において、
さらに、前記パワーコンディショナー毎に、前記出力の範囲の上限又は下限を示す閾値をそれぞれ記憶する手段と、
前記補正手段は、
前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、前記パワーコンディショナーの少なくとも１つの前記所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択し、選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御することにより、前記選択したパワーコンディショナーの出力の割合を、前記所定の範囲に収める出力制御装置。
［第３の形態］
第２の形態の出力制御装置において、
前記通信手段は、前記複数のパワーコンディショナーから前記所定の範囲の上限又は下限を示す閾値を取得し、
前記記憶する手段は、取得した前記所定の範囲の上限又は下限を示す閾値を記憶する出力制御装置。
［第４の形態］
第２又は第３の形態の出力制御装置において、
前記所定の範囲の上限又は下限は、前記パワーコンディショナーの最少出力制御率に基づいて定められている出力制御装置。
［第５の形態］
第１から第４いずれか一の形態の出力制御装置において、
前記補正手段は、発電上限値を、前記選択したパワーコンディショナーの定格出力の和で割った値を用いて、前記補正された抑制指示による出力の割合を、前記所定の範囲に収める出力制御装置。
［第６の形態］
第１から第５いずれか一の形態の出力制御装置において、
前記補正手段は、
前記上位装置から受信した抑制指示による発電上限値を求め、前記選択したパワーコンディショナーの定格出力の和が前記発電上限値以上となるまで、所定の条件で、前記動作させるパワーコンディショナーを選択する出力制御装置。
［第７の形態］
第６の形態の出力制御装置において、
前記所定の条件は、前記パワーコンディショナーの定格出力の小さい順又は大きい順に動作させるパワーコンディショナーを選択していく条件である出力制御装置。
［第８の形態］
第６の形態の出力制御装置において、
前記所定の条件は、前記パワーコンディショナーの定格出力に最少出力制御率を乗じた値の小さい順又は大きい順に動作させるパワーコンディショナーを選択していく条件である出力制御装置。
［第９の形態］
第１から第８いずれか一の形態の出力制御装置において、
前記制御手段は、前記選択しなかったパワーコンディショナーを系統から遮断することで、前記選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する出力制御装置。
［第１０の形態］
第１から第８いずれか一の形態の出力制御装置において、
前記制御手段は、前記選択しなかったパワーコンディショナーの出力を０に設定することで、前記選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する出力制御装置。
［第１１の形態］
第１から第８いずれか一の形態の出力制御装置において、
前記制御手段は、前記選択しなかったパワーコンディショナーで発電される電力を所定の負荷で消費させることで、前記選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する出力制御装置。
［第１２の形態］
（上記第２の視点によるパワーコンディショナー参照）
［第１３の形態］
（上記第３の視点によるパワーコンディショナー参照）
［第１４の形態］
（上記第４の視点による出力制御方法参照）
［第１５の形態］
（上記第５の視点によるプログラム参照）
なお、上記第１２〜第１５の形態は、第１の形態と同様に、第２〜第１１の形態に展開することが可能である。

なお、上記の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１００、１００ａ、１００−１〜１００−４ 出力制御装置
１０１ 受信手段
１０１ａ、２０１、３０１、５０１ 受信部
１０２ 選択手段
１０２ａ、２０２、３０２、５０２ 出力補正部
１０３ 制御手段
１０４ 補正手段
１０５ 通信手段
１０３ａ、２０３、３０３、５０３ 通信部
１０５、２０５、３０５、５０５ ＰＣＳ情報記憶部
２００ａ〜２００ｎ パワーコンディショナー
２００−０〜２００−４ ＰＣＳ
３００ アグリゲータサーバ
５００ ＨＥＭＳ

Claims (18)

1. 複数のパワーコンディショナーとそれぞれ通信する通信手段と、
   上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信する受信手段と、
   前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択する手段と、
   選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する制御手段と、
   前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正する補正手段と、
   を備えた出力制御装置。
2. さらに、前記パワーコンディショナー毎に、前記所定の範囲の上限又は下限を示す閾値をそれぞれ記憶する手段と、
   前記補正手段は、
   前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、前記パワーコンディショナーの少なくとも１つの前記所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択し、選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御することにより、前記選択したパワーコンディショナーの出力の割合を、前記所定の範囲に収める請求項１の出力制御装置。
3. 前記通信手段は、前記複数のパワーコンディショナーから前記所定の範囲の上限又は下限を示す閾値を取得し、
   前記記憶する手段は、取得した前記所定の範囲の上限又は下限を示す閾値を記憶する請求項２に記載の出力制御装置。
4. 前記所定の範囲の上限又は下限は、前記パワーコンディショナーの最少出力制御率に基づいて定められている請求項２又は３の出力制御装置。
5. 前記補正手段は、発電上限値を、前記選択したパワーコンディショナーの定格出力の和で割った値を用いて、前記補正された抑制指示による出力の割合を、前記所定の範囲に収める請求項１から４いずれか一の出力制御装置。
6. 前記補正手段は、
   前記上位装置から受信した抑制指示による発電上限値を求め、前記選択したパワーコンディショナーの定格出力の和が前記発電上限値以上となるまで、所定の条件で、前記動作させるパワーコンディショナーを選択する請求項１から５いずれか一の出力制御装置。
7. 前記所定の条件は、前記パワーコンディショナーの定格出力の小さい順又は大きい順に動作させるパワーコンディショナーを選択していく条件である請求項６の出力制御装置。
8. 前記所定の条件は、前記パワーコンディショナーの定格出力に最少出力制御率を乗じた値の小さい順又は大きい順に動作させるパワーコンディショナーを選択していく条件である請求項６の出力制御装置。
9. 前記制御手段は、前記選択しなかったパワーコンディショナーを系統から遮断することで、前記選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する請求項１から８いずれか一の出力制御装置。
10. 前記制御手段は、前記選択しなかったパワーコンディショナーの出力を０に設定することで、前記選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する請求項１から８いずれか一の出力制御装置。
11. 前記制御手段は、前記選択しなかったパワーコンディショナーで発電される電力を所定の負荷で消費させることで、前記選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する請求項１から８いずれか一の出力制御装置。
12. 複数のパワーコンディショナーとそれぞれ通信する通信手段と、
    上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信する受信手段と、
    前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択する手段と、
    選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する制御手段と、
    前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正する補正手段と、
    を備え、複数のパワーコンディショナーのうちの１台のマスターパワーコンディショナーとして動作するパワーコンディショナー。
13. 請求項１から１１いずれか一の出力制御装置を備えたパワーコンディショナー。
14. 定格出力に対する出力の割合を指示することで出力を抑制可能な複数のパワーコンディショナーと接続されたコンピュータが、
    上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信するステップと、
    前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択するステップと、
    選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御するステップと、
    前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正するステップと、
    を含む出力制御方法。
15. 定格出力に対する出力制御率を指示することで出力を抑制可能な複数のパワーコンディショナーと接続されたコンピュータに、
    上位装置から発電量を指示する抑制指示を受信する処理と、
    前記上位装置から受信した抑制指示による出力の割合が、所定の範囲から外れている場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から動作させるパワーコンディショナーを選択する処理と、
    選択しなかったパワーコンディショナーから系統側に電力が流れないよう制御する処理と、
    前記複数のパワーコンディショナー全体で出力可能な出力電力に基づいて、前記選択したパワーコンディショナーの抑制指示を補正する処理と、
    を実行させるプログラム。
16. 複数のパワーコンディショナーとそれぞれ通信する通信手段と、
    上位装置からパワーコンディショナーの定格出力に対する上限値を示す抑制指示を受信する受信手段と、
    前記抑制指示による出力電力の上限値が閾値以下であるパワーコンディショナーが存在する場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から電力を出力させないパワーコンディショナーを選択する選択手段と、
    前記選択したパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーの内、選択しなかったパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する出力補正手段と、
    前記選択しなかったパワーコンディショナーに前記修正抑制指示を送信する送信手段と、を備え、
    前記選択したパワーコンディショナーに電力を出力させない制御を実施させることを特徴とする制御装置。
17. 上位装置からパワーコンディショナーの出力電力の定格出力に対する上限値を示す抑制指示を受信し、
    前記抑制指示である上限値が閾値以下であるパワーコンディショナーが存在する場合、複数のパワーコンディショナーの中から電力を出力させないパワーコンディショナーを選択し、
    前記選択したパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーの内、選択しなかったパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出し、
    前記選択しなかったパワーコンディショナーに前記修正抑制指示を送信し、
    前記選択したパワーコンディショナーに電力を出力させない制御を実施させる制御方法。
18. 複数のパワーコンディショナーとそれぞれ通信する通信手段と、
    上位装置からパワーコンディショナーの定格出力に対する上限値を示す抑制指示を受信する受信手段と、
    前記抑制指示による出力電力の上限値が閾値以上であるパワーコンディショナーが存在する場合、前記複数のパワーコンディショナーの中から電力を出力させないパワーコンディショナーを選択する選択手段と、
    前記選択したパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーの内、選択しなかったパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する出力補正手段と、
    前記選択しなかったパワーコンディショナーに前記修正抑制指示を送信する送信手段と、を備え、
    前記選択したパワーコンディショナーに電力を出力させない制御を実施させることを特徴とする制御装置。

Images