JP2018207609A - 電力変換装置、電力変換装置の制御方法および発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、直流電力源の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置、電力変換装置の制御方法および発電システムを提供する。【解決手段】系統電圧Ｖ０が上昇して第１電圧値Ｖ０１より大きくなった時点から、系統電圧Ｖ０が第１電圧値Ｖ０１に下がるまでの間、系統電圧Ｖ０が第２電圧値Ｖ０２を超えないように、電力変換部１０の出力を制御し、系統電圧Ｖ０が第1電圧値Ｖ０１に下がった後、系統電圧Ｖ０が第１電圧値Ｖ０１を超えないように電力変換部１０の出力を制御する電力変換装置３、電力変換装置３の制御方法、および発電システム１とした。【選択図】図２

Description

本発明は、電力変換装置、電力変換装置の制御方法および発電システムに関し、特に、直流電力源から出力された電力を電力系統に出力する際に有効になる電力変換装置、電力変換装置の制御方法および発電システムに関する。

近年、太陽光発電システムなどの自然エネルギーを利用した発電システムが普及してきている。また、自然エネルギーを利用した発電システムにより発電した直流電力を所定の交流電力に変換して家庭用の負荷に供給したり、電力系統に逆潮流したりすることも行われている。

自然エネルギーを利用した発電システムが増加して、電力系統に逆潮流させる電力が増えると系統電圧が上昇して問題となる。そのために、系統電圧が上昇しないよう電力変換装置の出力を制御することが求められている。例えば、特許文献１には、系統電力の電圧値が上限値を超えないように、自身が生成する交流電力の電力変換能力を抑制する電力変換装置が開示されている。また、逆潮流可能な電力変換装置やパワーコンディショナには通常、過電圧保護機能を設けて、出力電圧が所定の上限電圧を超えると運転停止して出力を停止する構成にしている。

また、日本電気協会発行の「系統連系規定」（非特許文献１）には、逆潮流による電圧上昇を抑制する対策として、パワーコンディショナに一定の力率で進相運転を行う機能や、出力制御機能を具備しておくことが記載されている。

特開２０１５−１１６０６４号公報

「系統連系規定 JEAC 9701-2016」、社団法人日本電気協会発行（平成２８年８月９日第７版発行）

非特許文献１の系統連系規定には（例えば、１２２ページ）、系統電圧の上昇時の対策として、電力変換装置側に進相無効電力制御機能と出力制御機能のいずれかを採用することが記載されている。また、出力制御時には、系統電圧の上昇を検知した後の所定の時間経過後に所定の出力制御操作を開始し、系統電圧が低下した後、電力変換装置の出力の抑制値が０と判断されたときに経過時間をカウントするタイマーを初期化する旨の記載がある（例えば、１３０ページの電圧調整フロー）。

上記の特許文献１は、系統電力の電圧値（系統電圧）が上限値を超えないように、自身が生成する交流電力の電力変換能力を抑制することを開示するが、経過時間をカウントしている際に系統電圧が上昇して過電圧保護機能が作用する可能性があることについては考慮されていない。

そのために、出力制御を開始する前に、出力電圧が所定の上限電圧に達すると出力を停止して電力変換装置が系統電力から解列してしまうので、発電システムの効果的な活用ができなくなってしまい問題となる。

従って、自然エネルギーを利用した直流電力源により発電した電力を電力系統に逆潮流する系統連系システムにおいて、系統電圧が上限値を超えないように制御できるとともに、直流電力源の発電能力を無駄にせず、高率の良い発電操作が可能になる発電システムを提供できることが好ましい。

そこで本発明は、上記問題点に鑑み、直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、直流電力源の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になるになる電力変換装置、電力変換装置の制御方法および発電システムを提供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、直流電力源が接続される入力部と、電力系統に接続される出力部と、入力部に入力された直流電力を所定の電力に変換して、出力部に出力する電力変換部と、電力変換部の出力を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、電力系統の系統電圧に応じて電力変換部の出力制御を行うとともに、所定の第１電圧値と、電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、第１電圧値と第３電圧値との間に設定された第２電圧値とに基づいて、系統電圧が上昇して第１電圧値より大きくなった時点から、系統電圧が第１電圧値に下がるまでの間、系統電圧が第２電圧値を超えないように、電力変換部の出力を制御し、系統電圧が第1電圧値に下がった後、系統電圧が第１電圧値を超えないように、前記電力変換部の出力を制御することを特徴としている。

この構成によると、系統電圧が第１電圧値より高くなったときに出力制御が開始され、系統電圧が第２電圧値を超えないように出力制御するので、出力を停止する第３整定電圧値には達することがなくなって、電力変換装置の出力を停止しなくてもよくなる。従って、直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、また、直流電力源の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置を得ることができる。

また、本発明に係る電力変換装置は、直流電力源が接続される入力部と、電力系統に接続される出力部と、入力部に入力された直流電力を所定の電力に変換して、出力部に出力する電力変換部と、電力変換部の出力を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、電力系統の系統電圧に応じて電力変換部の出力制御を行うとともに、前記出力制御の目標値となる第４電圧値と、電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、第４電圧値と第３電圧値との間に設定された第２電圧値とに基づいて、系統電圧が上昇して第４電圧値より大きくなった時点から、系統電圧が第４電圧値に下がるまでの間、系統電圧が第２電圧値を超えないように、電力変換部の出力を制御し、系統電圧が第４電圧値に下がった後、系統電圧が第４電圧値を超えないように、前記電力変換部の出力を制御する構成でもよい。

また、本発明に係る電力変換装置は、直流電力源が接続される入力部と、系統電力に接続される出力部と、入力部に入力された直流電力を所定の電力に変換して、出力部に出力する電力変換部と、電力変換部の出力を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、電力系統の系統電圧に応じて電力変換部の出力制御を行い、系統電圧が上昇した場合に、系統電圧が第２電圧値を超えないように電力変換部の出力を制御する第１出力制御を行い、該第１出力制御の後に系統電圧が第２電圧値よりも小さな第４電圧値を超えないように、電力変換部の出力を制御する第２出力制御を行う構成でもよい。

また、本発明に係る電力変換装置は、直流電力源が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する電力変換部を備える電力変換装置であって、系統電圧と予め定める所定の電圧値とを比較して、電力変換部の出力制御を行うとともに、前記所定の電圧値として、出力制御操作を開始する閾値となる第１電圧値と、電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、この第１電圧値と第３電圧値との間に設ける第２電圧値とを有し、系統電圧が第１電圧値に達すると所定の待機時間経過後に出力制御操作を実行するカウント操作を開始し、カウント操作中に、系統電圧が第２電圧値に達すると経過時間が待機時間に達していなくても、系統電圧が第２電圧値より高くならないように電力変換部の出力状態を制御する第１出力制御操作を開始する制御装置を備える構成でもよい。

また上記の制御装置は、電圧取得部と記憶部とカウント部と比較部と出力制御部と出力停止部と、を有し、電圧取得部は、電力変換装置が接続される電力系統の電圧値を取得し、記憶部は、電力変換部の出力を制御する所定の制御操作を開始するまでの、予め定める所定の待機時間、および、第１電圧値と第２電圧値と第３電圧値と、を記憶し、前記カウント部は、カウント操作を行い、系統電圧が各電圧値に達したときからの経過時間をカウントし、比較部は、前記経過時間と前記所定の待機時間、および、系統電圧と各電圧値とを比較し、出力制御部は、電力変換部の出力制御操作を実行し、出力停止部は、系統電圧が第３電圧値に達したときに電力変換部の出力を停止することが好ましい。

また上記構成の電力変換装置において、電力系統から電力を受電している買電状態と、電力変換部により生成される所定の電力を電力系統に送電している売電状態と、受電および送電をしていない売買０状態を認識する状態認識部を有し、該状態認識部を介して買電状態、売電状態、売買０状態の状態を認識した場合において、第１出力制御操作は、少なくとも前記所定の待機時間が経過するまでは系統電圧が第２電圧値を超えないように電力変換部の出力状態を制御することが好ましく、カウント操作中に、系統電圧が第２電圧値に達したことを検知すると、直ちに第１出力制御操作を開始することが好ましく、経過時間が所定の待機時間に達したときに、系統電圧が第１電圧値よりも高いことを検知したときには、系統電圧が第１電圧値を超えないように電力変換部の出力状態を制御する第２出力制御操作を開始することが好ましい。

また上記構成の電力変換装置において、前記状態認識部を介して売電状態であると認識した場合に、第２出力制御操作を行うことが好ましく、状態認識部を介して売電状態以外であると認識した場合にも第２出力制御操作を行ってもよい。

また本発明は、直流電力源が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する電力変換部を備える電力変換装置の制御方法であって、電力系統の系統電圧が上昇したときに、系統電圧が第２電圧値よりも大きくならないように前記電力変換部の出力を制御する第１出力制御ステップと、第１出力制御ステップの後、系統電圧が第２電圧値よりも小さな第４電圧値よりも大きくならないように前記電力変換部の出力を制御する第２出力制御ステップと、を備えることを特徴としている。

この構成であれば、直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、直流電力源の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置の制御方法を得ることができる。

また上記構成の電力変換装置の制御方法において、第２電圧値は、前記電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値よりも小さいことが好ましい。

また本発明は、直流電力源が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する電力変換部を備える電力変換装置の制御方法であって、系統電圧と所定の電圧値とを比較して、電力変換部１０の出力制御を行うとともに、前記所定の電圧値として、出力制御操作を開始する閾値となる第１電圧値と、電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、この第１電圧値と第３電圧値との間に設ける第２電圧値とを予め設定し、系統電圧が第１電圧値に達すると所定の待機時間経過後に出力制御操作を実行するカウント操作を開始し、カウント操作中に、系統電圧が第２電圧値に達すると経過時間が待機時間に達していなくても、系統電圧が第２電圧値より高くならないように電力変換部の出力状態を制御する第１出力制御操作を開始することを特徴としている。

この構成であれば、系統電圧が第１電圧値に達しても、出力制御操作を開始するまでのカウント操作中に、系統電圧が電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値よりも低い第２電圧値よりも高くならないように制御できるので、直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、直流電力源の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置の制御方法を得ることができる。

また上記構成の制御方法において、系統電圧が第１電圧値に達するとカウント操作を開始し、経過時間が所定の待機時間経過しても系統電圧が第１電圧値よりも高いときには、系統電圧が第１電圧値を超えないように電力変換部の出力状態を制御する第２出力制御操作を行い、カウント操作中に所定の待機時間に達していなくても、系統電圧が第２整定電圧値に達すると第１出力制御操作を直ちに開始し、カウント操作が所定の待機時間を経過した後に第２出力制御操作を開始し、この第２出力制御操作中に、系統電圧が第１電圧値よりも低くなると第２出力制御操作を停止することが好ましい。

また本発明は、上記構成の電力変換装置とこの電力変換装置に電力を供給する直流電力源と、を備える発電システムであってもよい。

本発明によれば、直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、直流電力源の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置、電力変換装置の制御方法および発電システムを得ることができる。

本発明に係る電力変換装置を備えた発電システムの全体構成を示す概略説明図である。 系統電圧の変化と第１出力制御操作の概要を示すグラフである。 系統電圧の変化と第１、第２出力制御操作の概要を示すグラフである。 系統電圧の変化と第１、第２出力制御操作の変形例を示すグラフである。 本発明に係る電力変換装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。また、同一構成部材については同一の符号を用い、重複する説明は適宜省略する。

図１は、本発明に係る電力変換装置３を備えた発電システム１の全体構成を示す概略説明図である。図２は、系統電圧の変化と第１出力制御操作の概要を示すグラフであり、図３は、系統電圧の変化と第１、第２出力制御操作の概要を示すグラフである。

本発明に係る発電システム１は、図１に示すように直流電力源２（例えば、太陽光発電）が電力変換部１０を介して電力系統５に接続されて構成される。電力変換部１０は制御装置１３に接続され、電力変換部１０の動作は制御装置１３によって制御される。そして、直流電力源２が生成する直流電力は、電力変換部１０と制御装置１３により所定の電力に変換され、配電盤４を介して負荷６に給電され、また、配電盤４を介して電力系統５に送電可能である。

直流電力源２としては、例えば、太陽光発電装置や風力発電装置や燃料電池などの直流電力源を用いることができる。本実施形態では、直流電力源として太陽電池を用いた太陽光発電装置を適用している。ただし、その他の直流電力源でもよく、また、異なる直流電力源を複数組み合わせて用いてもよい。

電力変換部１０は、例えば、直流電力源２から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換する第１電力変換部１１と、第１電力変換部１１から供給される直流電力を所定の電力に変換して出力する第２電力変換部１２を有する。

本実施形態に係る制御装置１３は、電力変換部１０を制御する。電力変換部１０より出力された所定の電力は配電盤４を介して電力系統５や負荷６に出力される。制御装置１３は、少なくとも、電圧取得部と記憶部と比較部とカウント部と出力制御部と出力停止部と、を有する。また、後述する状態認識部を有することが好ましい。電圧取得部は電力変換装置３が接続される電力系統５の電圧値を取得し、記憶部は、待機時間Ｔ１１と複数の整定電圧値や目標電圧値を記憶する。

例えば、整定電圧値として第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）、第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）、第３電圧値（第３整定電圧値Ｖ０３）を記憶する。また、その他の目標電圧値を記憶してもよい。待機時間Ｔ１１は電力変換部１０の出力を制御する所定の第２出力制御操作を開始するまでの待機時間である。第１整定電圧値Ｖ０１は、出力制御操作を行う閾値となる整定電圧値であり、第３整定電圧値Ｖ０３は出力を停止する閾値となる整定電圧値である。第２整定電圧値Ｖ０２は、この第１整定電圧値Ｖ０１と第３整定電圧値Ｖ０３との間に設ける設定値であり、第３整定電圧値Ｖ０３よりも少し低い電圧である。

例えば、交流１００ボルトの電力を送電する電力系統においては、通常の系統電圧Ｖ００は例えば１０１ボルトであり、第１整定電圧値Ｖ０１は例えば１０９ボルトであり、第２整定電圧値Ｖ０２は例えば１１４ボルトであり、第３整定電圧値Ｖ０３は例えば１１５ボルトである。

カウント部は、系統電圧Ｖ０が所定の電圧値（例えば、第１整定電圧値Ｖ０１）に達したときからの経過時間をカウントし、比較部は、経過時間と所定の待機時間Ｔ１１、および、系統電圧Ｖ０と記憶された所定の電圧値とを比較する。ここで、系統電圧Ｖ０と所定の電圧値との比較に用いられる系統電圧Ｖ０は、電力変換装置３の出力部１５を受電部として検知された電圧を用いるとよい。また、配電盤４において検知された電圧を用いるようにしてもよい。系統電力が交流の場合は、検知された電圧の実効値を系統電圧Ｖ０とする。

出力制御部は、電力変換部１０の出力制御操作を実行し、出力停止部は、系統電圧Ｖ０が第３電圧値（第３整定電圧値Ｖ０３）に達したときに電力変換部１０の出力を停止する。すなわち、第３整定電圧値Ｖ０３は過電圧保護の上限電圧に相当し、出力停止部は過電圧保護部に相当する。

そして、比較部が、受電する系統電圧Ｖ０が第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）より高くなったことを検知すると、カウント部を介して経過時間をカウントするカウント操作を開始し、カウント操作中に、系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）に達すると経過時間が所定の待機時間Ｔ１１に達していなくても、出力制御部が、系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）より高くならないように電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始することを特徴としている。第２整定電圧値Ｖ０２は第３整定電圧値Ｖ０３よりも少し低い電圧でよく、例えば第３整定電圧値Ｖ０３より１ボルト程度低い電圧でよい。

第１出力制御操作ＯＰ１は、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないように出力を抑制する出力制御でも、進相無効電力制御でも、これらを共用してもよい。いずれにしても、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないように制御する。

〈第１実施形態〉
次に、図２を用いて出力制御操作の第１実施形態について説明する。

図２に示すように、第１実施形態の出力制御操作は、系統電圧Ｖ０が、通常電圧Ｖ００から第１整定電圧値Ｖ０１に達した時点Ｔ０１からカウント操作を開始する。すなわち、時点Ｔ０１がカウント操作開始点ＣＳとなる。カウント操作を開始するが、電力変換部１０の出力状態を制御する出力制御操作はまだ行わない。ここで、第１整定電圧値Ｖ０１が本発明の第１電圧値に相当する。

それから、カウント操作中に系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２に達する（時点Ｔ０２）と、予め定める所定の待機時間が経過していなくても、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないように電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始する。この第１出力制御操作ＯＰ１を行わない場合には、系統電圧Ｖ０がさらに上昇して、上限電圧到達点ＳＳにて第３整定電圧値Ｖ０３に達してしまい、電力変換部１０の運転を停止することがある。ここで、第２整定電圧値Ｖ０２が本発明の第２電圧値に相当し、第３整定電圧値Ｖ０３が本発明の第３電圧値に相当する。

すなわち、図２に示すように、第１出力制御操作ＯＰ１の間は系統電圧Ｖ０は第２整定電圧値Ｖ０２より高くならない電圧値を維持する。これにより、カウント操作中に系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２に達すると経過時間が待機時間に達していなくても、電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始して、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないようにできるので、出力を停止する第３整定電圧値Ｖ０３には達することがなくなり、電力変換部１０の出力を停止しなくてもよくなる。従って、直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置３を得ることができる。

〈第２実施形態〉
次に、図３を用いて出力制御操作の第２実施形態について説明する。

図３に示すように、第２実施形態の出力制御操作は、系統電圧Ｖ０が、通常電圧Ｖ００から第１整定電圧値Ｖ０１に達した時点Ｔ０１からカウント操作を開始し、系統電圧Ｖ０が時点Ｔ０２で第２整定電圧値Ｖ０２に達すると、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないように電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始することは第１実施形態と同じである。

この後、カウント操作を継続して予め定める所定の待機時間Ｔ１１に達した時点Ｔ０３において、系統電圧が第１整定電圧値Ｖ０１よりも高いことを検知したときには、出力制御部は系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１を超えないように電力変換部１０の出力状態を制御する第２出力制御操作ＯＰ２を開始する構成にしている。すなわち、時点Ｔ０３がカウント操作終了点ＣＴとなる。

この構成であれば、系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１を超えないように出力制御することで、電力変換装置３の出力を調整することにより電圧上昇を抑制可能な範囲において系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が可能になり、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる。

すなわち、図３に示すように、時点Ｔ０２から時点Ｔ０３間の第１出力制御操作ＯＰ１の間は、系統電圧Ｖ０は第２整定電圧値Ｖ０２より高くならない電圧を維持するが、カウント操作して所定の経過時間Ｔ１１が経過しても系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１よりも高いときには、電力変換部１０の出力状態を新たな条件にて制御する第２出力制御操作ＯＰ２を開始して、系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１より高くならないようにする。ここで、第２出力制御操作ＯＰ２における第１整定電圧値Ｖ０１が本発明の第４電圧値に相当する。すなわち、第４電圧値は出力制御の目標電圧値であって、本実施形態においては、第４電圧値を第１電圧値と同じ第１整定電圧値Ｖ０１としたが、異なる値としてもよい。

第２出力制御操作ＯＰ２は、系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１より高くならないように出力を抑制する出力制御でも、進相無効電力制御でも、これらを共用してもよく、系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１より高くならないように制御できればよい。第１出力制御操作ＯＰ１は売電状態、買電状態、売買０状態の時にすることが好ましく、第２出力制御操作ＯＰ２は、発電システム１が売電している際に行うことが好ましい。売電状態以外の場合には第２出力制御操作ＯＰ２は行う必要はない。そのため、売電状態以外と売電状態とに応じて第２出力制御操作ＯＰ２のＯＮ／ＯＦＦを切り換えてもよい。また、売電状態以外であっても、第２出力制御操作ＯＰ２する構成であってもよい。

すなわち、本実施形態の制御装置１３は、電力系統５から電力を受電している買電状態と、電力変換部１０により生成される所定の電力を電力系統５に送電している売電状態と、電力系統５から電力を受電していない及び電力変換部１０により生成される所定の電力を電力系統５に送電をしていない売買０状態と、を認識する状態認識部を有し、該状態認識部を介して売電状態であると認識した場合に、第２出力制御操作ＯＰ２を行うことが好ましい。この構成であれば、売電状態、すなわち、直流電力源２が生成する直流電力を一部でも電力系統５に出力している場合には、第２出力制御操作ＯＰ２を行うことで、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる。

〈第３実施形態〉
次に、図４を用いて出力制御操作の第３実施形態について説明する。第３実施形態は第２実施形態の変形例であって、第１出力制御操作ＯＰ１を行っている際に系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より低下したときに、一旦、第１出力制御操作ＯＰ１を停止する実施形態である。

系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないように電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を行っている際に、時点Ｔ０２ａで系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より低下すると一旦この第１出力制御操作ＯＰ１を停止する。また、系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１より高く第２整定電圧値Ｖ０２より低い状態では前記カウント操作は継続される。そして、系統電圧Ｖ０が再び第２整定電圧値Ｖ０２より高くなると、その時点Ｔ０２ｂにおいて第１出力制御操作ＯＰ１を再び開始するとよい。

〈第４実施形態〉
電力変換部１０と制御装置１３を別の装置を組み合わせた構成にしてもよいが、電力変換部１０と制御装置１３を一体に備えた電力変換装置３を用いる構成であってもよいので、この構成を第４実施形態として図１〜図３を用いて説明する。

本実施形態に係る電力変換装置３は、直流電力源２が生成する直流電力を所定の交流電力に変換して電力系統５に出力できるものである。直流電力源２は、電力変換装置３の入力部１４に接続されており、入力部１４は、電力変換装置３の内部で電力変換部１０に接続されている。電力変換部１０は、例えば、直流電力源２から供給される直流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するＤＣＤＣコンバータ部と、ＤＣＤＣコンバータ部から供給される直流電圧を所定の交流電圧に変換して出力するインバータ部を有し、ＤＣＤＣコンバータ部とインバータ部が接続されている配線はＤＣバスと呼ばれる。この場合には、前述した第１電力変換部１１がＤＣＤＣコンバータ部に相当し、第２電力変換部１２がインバータ部に相当する。また、インバータ部のみを有する電力変換装置３であってもよい。電力変換部１０の出力は、電力変換装置３の内部で出力部１５に接続されている。出力部１５は、配電盤４を介して電力系統５および負荷６に接続可能に構成されている。

また、電力変換装置３は蓄電池２０の電力を充放電する第３電力変換部１６を備えていてもよい。制御装置１３は、第３電力変換部１６を制御可能であり、蓄電池２０の接続および解列の切換えや、蓄電池２０の充放電動作を制御することができる。そして、電力変換装置３に蓄電池２０を接続して、直流電力源２が生成する直流電力の余剰電力を充電する構成でもよく、夜間等の系統電力５から購入する電力のコストが安いときに、電力を蓄電池２０に充電する構成にしてもよい。蓄電池２０を有する構成であれば、抑制した電力を蓄電池２０の充電に回すことができ、発電電力を無駄にすることがなくなるので好ましい。

電力変換装置３が備える制御装置１３は、前述した実施形態と同様に、電圧取得部と記憶部とカウント部と比較部と出力制御部と出力停止部と状態認識部とを有する。また、記憶部は、電力変換部１０の出力を制御する所定の制御操作を開始するまでの、予め定める所定の待機時間Ｔ１１、および、電力系統５に出力する電力を制御するための整定電圧値として、出力制御操作を行う閾値となる第１整定電圧値Ｖ０１と、出力を停止する閾値となる第３整定電圧値Ｖ０３と、この第１整定電圧値Ｖ０１と第３整定電圧値Ｖ０３との間に設ける第２整定電圧値Ｖ０２と、を記憶する。前述したように、第２整定電圧値Ｖ０２は第３整定電圧値Ｖ０３より１ボルト程度低い電圧でよい。

そして、図３に示すように、系統電圧Ｖ０が、第１整定電圧値Ｖ０１に達した時点Ｔ０１からカウント操作を開始し、系統電圧Ｖ０が時点Ｔ０２で第２整定電圧値Ｖ０２に達すると、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないように電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始し、所定の待機時間Ｔ１１が経過した時点Ｔ０３に達し、この時点Ｔ０３において、系統電圧が第１整定電圧値Ｖ０１よりも高いことを検知したときには、出力制御部は系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１を超えないように電力変換部１０の出力状態を制御する第２出力制御操作ＯＰ２を開始する構成にしている。

系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないように電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１は、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より低くなったときに停止すればよく、系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１を超えないように電力変換部１０の出力状態を制御する第２出力制御操作ＯＰ２は、系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１より低くなったときに停止すればよい。

すなわち、本実施形態によれば、直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する系統連系システムにおいて、系統電力の電圧値を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置３を得ることができる。

〈電力変換装置の制御方法〉
次に、図５のフローチャートを用いて電力変換装置３の制御方法を詳細に説明する。

出力制御操作のスタートは、系統電圧Ｖ０と第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）とを比較することから始まり、系統電圧Ｖ０が第１電圧値より高くなったことを検知すると（ステップＳ１の「Ｖ０≧Ｖ０１？」でＹＥＳの場合）、ステップＳ２で待機時間カウント操作が開始される。系統電圧Ｖ０が第１電圧値より低い場合には、カウント部はカウントリセットされている（ステップＳ１Ａ）。

カウント操作中であっても、系統電圧Ｖ０を検知しており系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）に達したことを検知する（ステップＳ３のＶ０＝Ｖ０２？）と、ステップＳ３からＹＥＳ方向に進みステップＳ４のＶ０≦Ｖ０２にする出力制御１を行う。つまり、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２より高くならないように出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始する。すなわち、出力制御１は第１出力制御操作ＯＰ１に相当する。

ステップＳ３でＮＯであれば、ステップＳ３Ａで出力制御１実施中か否かを判定し、実施中であれば、ステップＳ３Ｂに進んで出力制御１を停止してカウント操作を続行する。また、ステップＳ３Ａで出力制御１を実施していないと判定した場合には、そのままカウント操作を続行するとよい。

出力制御１を行っている場合でもカウント操作を続行しており、カウントが予め定める所定の待機時間Ｔ１１に達する（ステップＳ５のＴ＝Ｔ１１？でＹＥＳ）と出力制御１終了となり（ステップＳ６）、このときに系統電圧Ｖ０が第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）より高いか否かを検知する（ステップＳ７のＶ０≧Ｖ０１？）。

ステップＳ７で系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１よりも低くなっていることが検知されるとステップＳ７からＮＯ方向に進み操作終了となりエンドになる。ステップＳ７で系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１よりも高くなっていることが検知されるとＹＥＳ方向のステップＳ８に進み、Ｖ０≦Ｖ０１にする出力制御２を行う。つまり、系統電圧Ｖ０が第１整定電圧値Ｖ０１より高くならないように出力状態を制御する第２出力制御操作ＯＰ２を開始する。すなわち、出力制御２は第２出力制御操作ＯＰ２に相当する。すなわち、本実施形態の制御方法は第１出力制御ステップと第２出力制御ステップを有する。

出力制御２は、系統電圧Ｖ０が第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）よりも高くなっている間は継続し低くなったことを検知すると停止することにする。すなわち、ステップＳ９の「Ｖ０＜Ｖ０１？」でＹＥＳの場合に出力制御２終了（ステップＳ１０）となりエンドになる。

出力制御操作が終了した後も、系統電圧Ｖ０を検知する検知操作を続行し、系統電圧Ｖ０が上昇して第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）に達したことを検知すると次の出力制御操作を開始するとよい。

上記したように本実施形態に係る電力変換装置３の制御方法は、系統電圧Ｖ０が第１電圧値に達すると、カウント操作を開始し、経過時間が所定の待機時間Ｔ１１経過しても系統電圧Ｖ０が第１電圧値よりも高いときには、系統電圧Ｖ０が第１電圧値を超えないように電力変換部１０の出力状態を制御する第２出力制御操作を行い、カウント操作中に所定の待機時間Ｔ１１に達していなくても、系統電圧Ｖ０が第２電圧値に達すると第１出力制御操作を直ちに開始し、カウント操作が所定の待機時間Ｔ１１を経過した後に第２出力制御操作を開始し、この第２出力制御操作中に、系統電圧Ｖ０が第１電圧値よりも低くなると第２出力制御操作を停止する。

すなわち、上記構成の制御方法は、系統電圧Ｖ０が第２電圧値よりも大きくならないように電力変換部１０の出力を制御する第１出力制御ステップと、第１出力制御ステップの後、系統電圧Ｖ０が第２電圧値よりも小さな所定の目標電圧値よりも大きくならないように電力変換部１０の出力を制御する第２出力制御ステップと、を備える。この目標電圧値は、前記第１電圧値でもよく、第1電圧値とは異なる第４電圧値であってもよい。この場合には、前記第１出力制御ステップは、系統電圧Ｖ０が第４電圧値よりも大きいときに行われる電力変換装置３の制御方法となる。

複数の整定電圧値や目標電圧値を記憶部が記憶するとして説明したが、これらの電圧値は、リモコンや外部からの通信により設定されるものでもよい。もしくは、ＣＰＵ内で計算される値でもよい。

所定の待機時間Ｔ１１に関しても、リモコンや外部からの通信により設定されるものでもよく、予め記憶部に設定されていてもよい。もしくは、ＣＰＵ内で計算される値でもよい。

前述した出力制御を実施しているか否かを判別する方法は、進相無効電力を注入する場合は、電圧と電流の位相のずれもしくは力率を確認することにより出力制御を行っていると判断できる。また、出力電力を減少させる制御の場合は、一つの方法としては、入力させる直流電力源の最大電力が出力されているかにより判断することができ、例えば、ＰＶ模擬電源で、ある最大電力点を持つ入力を行い、その電力点でＰＶが動作しているかを確認すればよい。他の方法として、出力制御状態では、ＤＣバス電圧が出力制御していない場合よりも上昇するため、ＤＣバス電圧を検出することによって、出力制御状態を確認することができる。

上記したように、本実施形態に係る電力変換装置３は、直流電力源２が接続される入力部１４と、電力系統５に接続される出力部１５と、入力部１４に入力された直流電力を所定の電力に変換して出力部１５に出力する電力変換部１０と、電力変換部１０の出力を制御する制御装置１３と、を備える。制御装置１３は、電力系統５の系統電圧Ｖ０に応じて電力変換部１０の出力制御を行うとともに、所定の第１電圧値と、電力変換部１０の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、第１電圧値と第３電圧値との間に設定された第２電圧値とに基づいて、系統電圧Ｖ０が上昇して第１電圧値より大きくなった時点から、系統電圧Ｖ０が第１電圧値に下がるまでの間、系統電圧Ｖ０が第２電圧値を超えないように、電力変換部１０の出力を制御し、系統電圧Ｖ０が第１電圧値に下がった後、系統電圧Ｖ０が第１電圧値を超えないように、電力変換部１０の出力を制御する。

この構成であれば、系統電圧Ｖ０が所定の第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）より高くなったときに出力制御を開始して、系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）より高くならないようにするので、出力を停止する第３電圧値（第３整定電圧値Ｖ０３）には達することがなくなって、電力変換部１０の出力を停止しなくてもよくなる。従って、直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置３を得ることができる。

また、本発明に係る電力変換装置３は、直流電力源２が接続される入力部１４と、電力系統５に接続される出力部１５と、入力部１４に入力された直流電力を所定の電力に変換して、出力部１５に出力する電力変換部１０と、電力変換部１０の出力を制御する制御装置１３と、を備え、制御装置１３は、電力系統５の系統電圧Ｖ０に応じて電力変換部１０の出力制御を行うとともに、前記出力制御の目標値となる第４電圧値と、電力変換部１０の出力を停止する閾値となる第３電圧値Ｖ０３と、第４電圧値と第３電圧値Ｖ０３との間に設定された第２電圧値Ｖ０２とに基づいて、系統電圧Ｖ０が上昇して第４電圧値より大きくなった時点から、系統電圧Ｖ０が第４電圧値に下がるまでの間、系統電圧Ｖ０が第２電圧値Ｖ０２を超えないように、電力変換部１０の出力を制御し、系統電圧Ｖ０が第４電圧値に下がった後、系統電圧Ｖ０が第４電圧値を超えないように、電力変換部１０の出力を制御する。この構成でも、直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置３を得ることができる。

また、本発明に係る電力変換装置３は、直流電力源２が接続される入力部１４と、系統電力に接続される出力部１５と、入力部１４に入力された直流電力を所定の電力に変換して、出力部１５に出力する電力変換部１０と、電力変換部１０の出力を制御する制御装置１３と、を備え、制御装置１３は、電力系統５の系統電圧Ｖ０に応じて電力変換部１０の出力制御を行い、系統電圧Ｖ０が上昇した場合に、系統電圧Ｖ０が第２電圧値を超えないように電力変換部１０の出力を制御する第１出力制御を行い、該第１出力制御の後に系統電圧Ｖ０が第２電圧値よりも小さな第４電圧値を超えないように、電力変換部１０の出力を制御する第２出力制御を行う。この構成でも、直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置３を得ることができる。

また、本発明は、直流電力源２が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する電力変換部１０を備える電力変換装置３であって、系統電圧Ｖ０と予め定める所定の電圧値とを比較して、電力変換部１０の出力制御を行うとともに、前記所定の電圧値として、出力制御操作を開始する閾値となる第１電圧値と、電力変換部１０の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、この第１電圧値と第３電圧値との間に設ける第２電圧値とを有し、系統電圧Ｖ０が第１電圧値に達すると所定の待機時間Ｔ１１経過後に出力制御操作を実行するカウント操作を開始し、カウント操作中に、系統電圧Ｖ０が第２電圧値に達すると経過時間が待機時間Ｔ１１に達していなくても、系統電圧Ｖ０が第２電圧値より高くならないように電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始する制御装置１３を備えることを特徴としている。

この構成であれば、系統電圧Ｖ０が第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）より高くなったときにカウント操作を開始し、カウント操作中に系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）に達すると経過時間が待機時間Ｔ１１に達していなくても、電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始して、系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）より高くならないようにするので、出力を停止する第３電圧値（第３整定電圧値Ｖ０３）には達することがなくなって、電力変換部１０の出力を停止しなくてもよくなる。従って、直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置３を得ることができる。

また上記の制御装置１３は、電圧取得部と記憶部とカウント部と比較部と出力制御部と出力停止部と、を有し、電圧取得部は、電力変換部１０が接続される電力系統５の電圧値を取得し、記憶部は、電力変換部１０の出力を制御する所定の制御操作を開始するまでの、予め定める所定の待機時間Ｔ１１、および、第１電圧値と第２電圧値と第３電圧値と、を記憶し、前記カウント部は、カウント操作を行い、系統電圧Ｖ０が各電圧値に達したときからの経過時間をカウントし、比較部は、前記経過時間と前記所定の待機時間Ｔ１１、および、系統電圧Ｖ０と各電圧値とを比較し、出力制御部は、電力変換部１０の出力制御操作を実行し、出力停止部は、系統電圧Ｖ０が第３電圧値に達したときに電力変換部１０の出力を停止することを特徴としている。この構成であれば、系統電圧Ｖ０と各電圧値とを比較する操作や、経過時間のカウント操作や、出力制御操作などを確実に実行できる電力変換装置３を得ることができる。

また上記構成の電力変換装置３において、第１出力制御操作ＯＰ１は、少なくとも前記所定の待機時間Ｔ１１が経過するまでは系統電圧Ｖ０が第２電圧値を超えないように電力変換部１０の出力状態を制御することが好ましい。この構成であれば、所定の待機時間Ｔ１１が経過するまでは、系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）を超えることがなくなるので、電力変換部１０の出力を停止せず、発電を継続可能になる。

また上記構成の電力変換装置３において、カウント操作中に、系統電圧Ｖ０が第２電圧値に達したことを検知すると、直ちに第１出力制御操作ＯＰ１を開始することが好ましい。この構成であれば、系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）に達したら直ちに系統電圧Ｖ０が第２電圧値を超えないように出力制御できるので、系統電圧Ｖ０が第２電圧値よりも高い第３電圧値（第３整定電圧値Ｖ０３）に達することを確実に防止できる。

また上記構成の電力変換装置３において、経過時間が所定の待機時間Ｔ１１に達したときに、系統電圧Ｖ０が第１電圧値よりも高いことを検知したときには、系統電圧Ｖ０が第１電圧値を超えないように電力変換部１０の出力状態を制御する第２出力制御操作ＯＰ２を開始することが好ましい。この構成であれば、系統電圧Ｖ０が第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）を超えないように出力制御することで、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる。

また上記構成の電力変換装置３において、電力系統５から電力を受電している買電状態と、電力変換部１０により生成される所定の電力を電力系統５に送電している売電状態と、電力系統５から電力を受電していない及び電力変換部１０により生成される所定の電力を電力系統５に送電していない売買０状態を認識する状態認識部を有し、該状態認識部を介して売電状態であると認識した場合に、第２出力制御操作ＯＰ２を行うことが好ましい。この構成であれば、売電状態、すなわち、直流電力源２が生成する直流電力を一部でも電力系統５に出力している場合には、第２出力制御操作を行うことで、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる。

また上記構成の電力変換装置３において、状態認識部を介して売電状態以外であると認識した場合にも第２出力制御操作ＯＰ２を行ってもよい。売電状態以外であっても第２出力制御操作ＯＰ２を行うことで、売電状態になったときに系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、売電状態以外においても不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止できる。

また本発明は、直流電力源２が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する電力変換部１０を備える電力変換装置３の制御方法であって、電力系統５の系統電圧Ｖ０が上昇したときに、系統電圧Ｖ０が第２電圧値よりも大きくならないように電力変換部１０の出力を制御する第１出力制御ステップと、第１出力制御ステップの後、系統電圧Ｖ０が第２電圧値よりも小さな第４電圧値よりも大きくならないように電力変換部１０の出力を制御する第２出力制御ステップと、を備える電力変換装置３の制御方法であることを特徴としている。

この構成であれば、直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統５の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置３の制御方法を得ることができる。

また上記構成の電力変換装置３の制御方法において、第２電圧値は、前記電力変換部１０の出力を停止する閾値となる第３電圧値よりも小さいことを特徴としている。この構成であれば、出力を停止する第３電圧値（第３整定電圧値Ｖ０３）には達することがなくなって、電力変換装置３の解列を防ぐことができ、電力系統５の急峻な変動を抑制可能になる。

また本発明は、直流電力源２が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する電力変換部１０を備える電力変換装置３の制御方法であって、系統電圧Ｖ０と所定の電圧値とを比較して、電力変換部１０の出力制御を行うとともに、前記所定の電圧値として、出力制御操作を開始する閾値となる第１電圧値と、電力変換部１０の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、この第１電圧値と第３電圧値との間に設ける第２電圧値とを予め設定し、系統電圧Ｖ０が第１電圧値に達すると所定の待機時間経過後に出力制御操作を実行するカウント操作を開始し、カウント操作中に、系統電圧Ｖ０が第２電圧値に達すると経過時間が待機時間Ｔ１１に達していなくても、系統電圧Ｖ０が第２電圧値より高くならないように電力変換部１０の出力状態を制御する第１出力制御操作ＯＰ１を開始することを特徴としている。

この構成であれば、系統電圧Ｖ０が第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）に達しても、出力制御操作を開始するまでのカウント操作中に、系統電圧Ｖ０が電力変換部１０の出力を停止する閾値となる第３電圧値（第３整定電圧値Ｖ０３）よりも低い第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）よりも高くならないように制御できるので、直流電力を所定の電力に変換して電力系統５に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧Ｖ０を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置３の制御方法を得ることができる。

また上記構成の制御方法において、系統電圧Ｖ０が第１電圧値に達するとカウント操作を開始し、経過時間が所定の待機時間Ｔ１１経過しても系統電圧Ｖ０が第１電圧値よりも高いときには、系統電圧Ｖ０が第１電圧値を超えないように電力変換部１０の出力状態を制御する第２出力制御操作ＯＰ２を行い、カウント操作中に所定の待機時間Ｔ１１に達していなくても、系統電圧Ｖ０が第２整定電圧値Ｖ０２に達すると第１出力制御操作ＯＰ１を直ちに開始し、カウント操作が所定の待機時間Ｔ１１を経過した後に第２出力制御操作ＯＰ２を開始し、この第２出力制御操作中に、系統電圧Ｖ０が第１電圧値よりも低くなると第２出力制御操作ＯＰ２を停止することを特徴としている。この構成であれば、系統電圧Ｖ０が第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）に達すると出力制御操作としてのカウント操作が開始され、系統電圧Ｖ０が第２電圧値（第２整定電圧値Ｖ０２）に達すると電力変換部１０の出力を制御する第１出力制御操作ＯＰ１が開始され、所定の待機時間Ｔ１１が経過すると系統電圧Ｖ０が第１電圧値（第１整定電圧値Ｖ０１）を超えないように出力制御するので、直流電力源２の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる。

また本発明は、上記構成の電力変換装置３とこの電力変換装置３に電力を供給する直流電力源２と、を備える発電システム１であってもよい。この発電システム１であれば、系統電圧を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、直流電力源の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる発電システム１を得ることができる。

上記したように本発明によれば、直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する系統連系システムにおいて、系統電圧を上昇させない制御が容易にでき、不要な解列を防ぐことにより電力系統の急峻な変動を防止し、直流電力源の発電能力を無駄にせず有効活用が可能になる電力変換装置、電力変換装置の制御方法および発電システムを得ることができる。

そのために、本発明に係る電力変換装置、電力変換装置の制御方法および発電システムは、直流電力源を備えて、余剰の電力を電力系統に逆潮流する系統連系システムに好適に利用可能となる。

１ 発電システム
２ 直流電力源
３ 電力変換装置
４ 配電盤
５ 電力系統
６ 負荷
１０ 電力変換部
１１ 第１電力変換部（ＤＣＤＣコンバータ部）
１２ 第２電力変換部（インバータ部）
１３ 制御装置
１４ 入力部
１５ 出力部
１６ 第３電力変換部
２０ 蓄電池
Ｖ０ 系統電圧
Ｖ０１ 第１整定電圧値（第１電圧値）
Ｖ０２ 第２整定電圧値（第２電圧値）
Ｖ０３ 第３整定電圧値（第３電圧値）
ＯＰ１ 第１出力制御操作
ＯＰ２ 第２出力制御操作
Ｔ１１ 待機時間

Claims (15)

1. 直流電力源が接続される入力部と、
   電力系統に接続される出力部と、
   前記入力部に入力された直流電力を所定の電力に変換して、前記出力部に出力する電力変換部と、
   前記電力変換部の出力を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、電力系統の系統電圧に応じて前記電力変換部の出力制御を行うとともに、
   所定の第１電圧値と、前記電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、第１電圧値と第３電圧値との間に設定された第２電圧値とに基づいて、
   系統電圧が上昇して第１電圧値より大きくなった時点から、系統電圧が第１電圧値に下がるまでの間、系統電圧が第２電圧値を超えないように、前記電力変換部の出力を制御し、
   系統電圧が第1電圧値に下がった後、系統電圧が第１電圧値を超えないように、前記電力変換部の出力を制御することを特徴とする電力変換装置。
2. 直流電力源が接続される入力部と、
   電力系統に接続される出力部と、
   前記入力部に入力された直流電力を所定の電力に変換して、前記出力部に出力する電力変換部と、
   前記電力変換部の出力を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、電力系統の系統電圧に応じて前記電力変換部の出力制御を行うとともに、
   前記出力制御の目標値となる第４電圧値と、前記電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、第４電圧値と第３電圧値との間に設定された第２電圧値とに基づいて、
   系統電圧が上昇して第４電圧値より大きくなった時点から、系統電圧が第４電圧値に下がるまでの間、系統電圧が第２電圧値を超えないように、前記電力変換部の出力を制御し、
   系統電圧が第４電圧値に下がった後、系統電圧が第４電圧値を超えないように、前記電力変換部の出力を制御することを特徴とする電力変換装置。
3. 直流電力源が接続される入力部と、
   電力系統に接続される出力部と、
   前記入力部に入力された直流電力を所定の電力に変換して、前記出力部に出力する電力変換部と、
   前記電力変換部の出力を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、電力系統の系統電圧に応じて前記電力変換部の出力制御を行い、
   系統電圧が上昇した場合に、系統電圧が第２電圧値を超えないように前記電力変換部の出力を制御する第１出力制御を行い、該第１出力制御の後に系統電圧が第２電圧値よりも小さな第４電圧値を超えないように、前記電力変換部の出力を制御する第２出力制御を行うことを特徴とする電力変換装置。
4. 直流電力源が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する電力変換部を備える電力変換装置であって、
   系統電圧と所定の電圧値とを比較して、前記電力変換部の出力制御を行うとともに、
   前記所定の電圧値として、出力制御操作を開始する閾値となる第１電圧値と、前記電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値と、この第１電圧値と第３電圧値との間に設ける第２電圧値とを有し、
   系統電圧が第１電圧値に達すると所定の待機時間経過後に出力制御操作を実行するカウント操作を開始し、
   前記カウント操作中に、系統電圧が第２電圧値に達すると前記経過時間が前記待機時間に達していなくても、系統電圧が第２電圧値より高くならないように前記電力変換部の出力状態を制御する第１出力制御操作を開始する制御装置を備えることを特徴とする電力変換装置。
5. 前記制御装置は、電圧取得部と記憶部とカウント部と比較部と出力制御部と出力停止部と、を有し、
   前記電圧取得部は、前記電力変換部が接続される電力系統の電圧値を取得し、
   前記記憶部は、前記電力変換部の出力を制御する所定の制御操作を開始するまでの、予め定める前記所定の待機時間、および、第１電圧値と第２電圧値と第３電圧値と、を記憶し、
   前記カウント部は、前記カウント操作を行い、系統電圧が前記第１から第３電圧値に達したときからの経過時間をカウントし、
   前記比較部は、前記経過時間と前記所定の待機時間、および、系統電圧と前記第１から第３電圧値とを比較し、
   前記出力制御部は、前記電力変換部の出力制御操作を実行し、
   前記出力停止部は、系統電圧が第３電圧値に達したときに前記電力変換部の出力を停止することを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
6. 第１出力制御操作は、少なくとも前記所定の待機時間が経過するまでは系統電圧が第２電圧値を超えないように前記電力変換部の出力状態を制御することを特徴とする請求項４または５に記載の電力変換装置。
7. 前記カウント操作中に、系統電圧が第２電圧値に達したことを検知すると、直ちに第１出力制御操作を開始することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の電力変換装置。
8. 前記経過時間が前記所定の待機時間に達したときに、系統電圧が第１電圧値よりも高いことを検知したときには、系統電圧が第１電圧値を超えないように前記電力変換部の出力状態を制御する第２出力制御操作を開始することを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載の電力変換装置。
9. 前記制御装置は、さらに、電力系統から電力を受電している買電状態と、前記電力変換部により生成される所定の電力を電力系統に送電している売電状態、受電および送電をしていない売買０状態を認識する状態認識部を有し、
   当該状態認識部を介して売電状態であると認識した場合に、第２出力制御操作を行うことを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
10. 前記状態認識部を介して売電状態以外であると認識した場合にも第２出力制御操作を行うことを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
11. 直流電力源が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する電力変換部を備える電力変換装置の制御方法であって、
    電力系統の系統電圧が上昇したときに、系統電圧が第２電圧値よりも大きくならないように前記電力変換部の出力を制御する第１出力制御ステップと、
    第１出力制御ステップの後、系統電圧が第２電圧値よりも小さな第４電圧値よりも大きくならないように前記電力変換部の出力を制御する第２出力制御ステップと、を備えることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
12. 第２電圧値は、前記電力変換部の出力を停止する閾値となる第３電圧値よりも小さいことを特徴とする請求項１１に記載の電力変換装置の制御方法。
13. 直流電力源が生成する直流電力を所定の電力に変換して電力系統に出力する電力変換部を備える電力変換装置の制御方法であって、
    系統電圧と所定の電圧値とを比較して、前記電力変換部の出力制御を行うとともに、
    前記所定の電圧値として、出力制御操作を開始する閾値となる第１電圧値と、出力を停止する閾値となる第３電圧値と、この第１電圧値と第３電圧値との間に設ける第２電圧値とを予め設定し、
    系統電圧が第１電圧値に達すると所定の待機時間経過後に出力制御操作を実行するカウント操作を開始し、
    前記カウント操作中に、系統電圧が第２電圧値に達すると前記経過時間が前記待機時間に達していなくても、系統電圧が第２電圧値より高くならないように前記電力変換部の出力状態を制御する第１出力制御操作を開始することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
14. 系統電圧が第１電圧値に達すると、前記カウント操作を開始し、経過時間が所定の待機時間経過しても系統電圧が第１定電圧値よりも高いときには、系統電圧が第１電圧値を超えないように前記電力変換部の出力状態を制御する第２出力制御操作を行い、
    カウント操作中に所定の待機時間に達していなくても、系統電圧が第２電圧値に達すると第１出力制御操作を直ちに開始し、
    カウント操作が所定の待機時間を経過した後に第２出力制御操作を開始し、この第２出力制御操作中に、系統電圧が第１電圧値よりも低くなると第２出力制御操作を停止することを特徴とする請求項１３に記載の電力変換装置の制御方法。
15. 請求項１から１０のいずれかに記載の電力変換装置と前記電力変換装置に電力を供給する直流電力源と、を備えることを特徴とする発電システム。

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