JP2018513662A - 複数のグリッド・タイ電力変換器の単独運転 - Google Patents

Abstract

電力システムは、共通結合点（ＰＣＣ）で互いに連結された複数の電力変換器を備える。該複数の電力変換器は、一の負荷と連結され、前記一の負荷に対して結合電力変換器出力を与える。スイッチは、前記ＰＣＣと外部グリッドとの間に直列に連結される。スイッチが閉じられる際には電力システムがグリッド・タイ構成となり、前記スイッチが開かれる際には前記電力システムがマイクログリッド構成となる。前記複数の電力変換器に連結された制御システムは、前記外部グリッドを監視する一又は複数のセンサから受信した信号に応じて、前記スイッチを開閉可能であり、前記スイッチが閉じられる際に、電流制御モードで前記複数の電力変換器を動作可能であり、前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させる。【選択図】図２

Description

本特許出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、参照することにより本明細書に組み込まれる２０１５年７月２日に出願された米国特許仮出願番号第６２／１８８，２７８号の出願日の利益を主張する。

本発明は、一般的には、電力変換器に関しており、より詳細には、複数のグリッド・タイ電力変換器を単独運転させてマイクログリッドを形成するシステム及び方法に関する。

電力システムは、グリッド（例えば、局所的負荷及び／又はユーティリティグリッドを有するマイクログリッド）に電力供給するために、複数の分散型電源（例えば、分散型発電機、バッテリーバンク）、及び／又は風力タービン又はソーラーパネル等の再生可能資源を含んでよい。電力システムは、電源とグリッドとの間の電力を変換する電力インバータ等の電力変換器を含んでよい。このような電力変換は、ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣ、ＡＣ／ＡＣ及びＤＣ／ＡＣを含んでよい。

マイクログリッドシステムは、様々な連系分散型エネルギー資源（例えば、発電機や電力貯蔵装置）や負荷を含んでよい。マイクログリッドシステムは、遮断器等のスイッチ、半導体スイッチ（サイリスタやＩＧＢＴ等）及び／又は接触器を介して、主要ユーティリティグリッドに連結されてよい。マイクログリッドシステムが主要ユーティリティグリッドに接続される場合には、主要ユーティリティグリッドは、マイクログリッドシステムの局所的負荷に電力を供給してよい。主要ユーティリティグリッド自体が局所的負荷に電力を供給してもよく、又は主要ユーティリティグリッドがマイクログリッドの電源と併用されて局所的負荷に電力を供給してもよい。

ハードウェア及びソフトウェアシステムを備える制御器は、マイクログリッドシステムを制御管理するために採用されてよい。更に、制御器は、スイッチのオン／オフ状態を制御可能であって、それに応じてマイクログリッドシステムは、主要グリッドに対して接続又は切断されてよい。マイクログリッドシステムの系統接続動作は、通常、「グリッド・タイ」モードと称され、系統切断動作は、通常、「単独運転」又は「独立」モードと称される。グリッド・タイモードのマイクログリッドシステムは、主要グリッドから遮断可能であり、停電等の異常な動作条件が主要ユーティリティグリッドで発生するグリッド事象の場合に単独運転モードに移行可能とすべきである。

マイクログリッドがバッテリーバンクを含む際には、電池電力貯蔵システムを用いてマイクログリッドに対する給電又は受電が行われてよい。電池電力貯蔵システムは、スマートグリッドシステムにおいて電力貯蔵装置として用いることができる。太陽電池／ソーラーパネルや風力タービン等の再生可能エネルギー源は、予測不能で不都合な天気パターンに左右される断続的なエネルギー源である。発電源は、負荷のニーズをほとんど満たさず、従って電力貯蔵装置の提供が望まれる。電力貯蔵及び電力供給の両方が可能である電力貯蔵装置を用いると、マイクログリッドシステムは、局所的負荷に、信頼性が高く且つ安定した電力を供給することが可能となる。

電力貯蔵装置は、再生可能源（及び潜在的にはグリッド）からの過剰エネルギーを貯蔵することもできる。例えば、再生可能エネルギー発電は、マイクログリッドの負荷需要を超える可能性がある。電力貯蔵能力が無い場合には、余剰電力は失われてしまう。電力貯蔵装置がマイクログリッドで採用される場合には、余剰電力はバッテリー内に貯蔵されることでキャプチャできる。電力貯蔵装置は、この電力を局所的負荷や、必要な場合には主要ユーティリティグリッドさえにも供給できる。

残念ながら、既存の実施方法では、複数の装置をグリッド・タイモードと独立モードの間でシームレスに移行させることができない。

本開示によれば、再生可能エネルギー源と電力貯蔵装置との組み合わせを用いることで、自立マイクログリッドを形成する。そのような自立マイクログリッドは、休止時間が取れない遠隔地域にある複数の臨界負荷に用いられてよい。

本発明の実施形態は、互いに連結された複数の電力変換器であって、一の負荷に対して結合電力変換器出力を与えるように構成された複数の電力変換器を含む。

一の態様では、電力システムは、共通結合点（ＰＣＣ）で互いに連結可能な複数の電力変換器を有している。前記複数の電力変換器は、前記ＰＣＣで一の負荷と連結されるように構成されており、前記一の負荷に対して結合電力変換器出力を与えるように構成されてよい。スイッチは、前記ＰＣＣに連結されてよく、該スイッチが閉じられる際には電力システムがグリッド・タイ構成となり、前記スイッチが開かれる際には前記電力システムがマイクログリッド構成となるように、前記ＰＣＣと外部グリッドとの間に直列に連結されるように構成されている。前記複数の電力変換器に連結された一又は複数の制御器を備える制御システムは、前記外部グリッドを監視する一又は複数のセンサから受信した信号に応じて、前記スイッチを開閉可能に構成されており、前記スイッチが閉じられて前記電力システムが前記グリッド・タイ構成である際に、電流制御モードで前記複数の電力変換器を動作可能に構成されており、前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成されている。

前記ＰＣＣは、共有ＡＣバスであってよい。

前記電力システムは、前記ＰＣＣと前記スイッチとの間に連結された近接センサと、前記スイッチと前記外部グリッドとの間に連結された遠位センサと、を更に備えてよい。前記制御システムは、前記近接センサと前記遠位センサから受信した信号に応じて、前記遠位スイッチを開閉可能であってよい。

前記制御システムは、外部グリッド入力を計測するために、遠位センサ信号を受信するように更に構成されており、前記外部グリッド入力が異常状態であると判断した際には、前記スイッチを開くように更に構成されていてよい。

前記制御システムは、結合電力変換器出力を計測するために、近接センサ信号を受信するように構成されてよい。前記制御システムは、前記外部グリッド入力が正常状態であると判断し、前記結合電力変換器出力が前記外部グリッド入力と実質的に一致する際には、前記スイッチを閉じるように更に構成されてよい。

前記制御システムは、前記スイッチを閉じた後に前記複数の電力変換器の夫々を前記外部グリッド電圧と同期させるように更に構成されてよい。前記複数の電力変換器の前記グリッドに対する同期の際に、前記制御システムは、前記複数の電力変換器が互いと同期したままになるように前記複数の電力変換器の夫々の周波数を変化させてよい。

前記電力システムでは、前記外部グリッドは、電圧振幅又は周波数のうちの少なくとも一つが下限値又は上限値から外れている際には、異常状態であってよい。

前記電力システムでは、前記制御システムは、前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように更に構成されている。この同期は、前記複数の電力変換器のうちの一又は複数の電力変換器を、前記複数の電力変換器のうちの一又は複数の電力変換器が前記マイクログリッドの電圧を構成するように、前記電流制御モードから電圧制御モードに移行させるように構成された前記制御システムを含んでよい。

前記電力システムでは、前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成された前記制御システムは、マイクログリッドモードに移行させる前に前記グリッド位相角を記録するように構成され、且つ前記記録されたグリッド位相角に応じて前記マイクログリッド位相角を設定するように構成された前記制御システムを含む。

前記電力システムでは、前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように更に構成された前記制御システムは、前記複数の電力変換器の夫々に対してドループ制御を実施するように構成された前記制御システムを含んでもよい。

前記電力システムでは、前記複数の電力変換器の夫々に対してドループ制御を実施するように構成された前記制御システムは、各電力変換器について、
Ｕ＿ｓｅｔ＝Ｕ＿ｎｏｍ−ＫＱＶ＊Ｑｏｕｔ
ここで、Ｕ＿ｓｅｔは電圧設定値振幅、Ｕ＿ｎｏｍは公称電圧振幅、ＫＱＶはドループ電圧勾配（Ｖ／ｋＶＡＲ）、Ｑｏｕｔは測定出力無効電力
と、
Ｆ＿ｓｅｔ＝Ｆ＿ｎｏｍ−ＫＰＦ＊Ｐｏｕｔ
ここで、Ｆ＿ｓｅｔはＣｌ出力の周波数設定値、Ｆ＿ｎｏｍは公称周波数、ＫＰＦはドループ周波数勾配（Ｈｚ／ｋＷ）、Ｐｏｕｔは測定出力有効電力
と、に応じて電圧設定値に電圧ドループを適用し、周波数設定値に周波数ドループを適用するように構成された前記制御システムも含んでよい。

前記電力システムでは、前記制御システムは、その各々が前記複数の電力変換器のうちの一の電力変換器を制御する複数の制御器を更に備えてよく、該複数の制御器の各々は、前記複数の電力変換器の一の電力変換器に対して前記ドループ制御を実施する。

前記電力システムでは、前記制御システムは、その各々が前記複数の電力変換器のうちの一の電力変換器を制御する複数の制御器を更に備えており、該複数の制御器の一つはマスタ制御器であり、残りの一又は複数の制御器はスレーブ制御器であってよい。前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成された前記制御システムは、前記マイクログリッド電圧振幅及び周波数を制御することにより、その電力変換器を電圧制御モードで動作可能に構成され、且つ、前記複数のスレーブ制御器が従う有効／無効電流指令を生成するように構成された、前記マスタ制御器を備えてもよい。一又は複数のスレーブ制御器は、該マスタ制御器から前記有効／無効電流指令を受信するように構成され、且つ、夫々の電力変換器を電流制御モードで動作可能であるように構成されてよい。

前記電力システムでは、前記制御システムは、その各々が前記複数の電力変換器のうちの一の電力変換器を制御する複数のスレーブ制御器と、該複数のスレーブ制御器を調和させる一のマスタ制御器と、を備えており、前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成された前記制御システムは、前記マイクログリッド電圧、振幅及び周波数を制御することにより、電圧制御モードで動作するように構成され、且つ、前記複数のスレーブ制御器が従う有効／無効電流指令を生成するように構成された、前記マスタ制御器も含んでよい。この指令内で、前記スレーブ制御器は、該マスタ制御器から前記有効／無効電流指令を受信するように構成され、且つ、夫々の電力変換器を電流制御モードで動作可能であるように構成されてよい。この間、前記一又は複数のスレーブ制御器のうちの一のスレーブ制御器に連結された一の電力変換器の出力電流は、前記マスタ制御器からの前記有効／無効電流指令を用いて制御されてよい。

前記電力システムは、前記複数のインバータに連結された複数の電力資源を更に備えてよい。

前記電力システムでは、前記複数の電力資源は、電池電力資源、太陽光電力資源、燃料電池電力資源、圧縮空気貯蔵電力資源、キャパシタ電力資源、風力タービン電力資源、マイクロタービン電力資源、水力電力資源、波力電力資源、火力電力資源、フライホイール電力資源、及びバイオマス電力資源からなる群から選択されてよい。

前記電力システムでは、前記複数の電力資源は、電池電力資源と再生可能電力資源とを含む。前記制御システムは、前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させた後に、前記電池電力資源の電池貯蔵を上限閾値と比較し、前記電池貯蔵が前記上限閾値を超える場合に、発電を減少させるように前記再生可能電力資源に命令するように更に構成されてよい。

前記電力システムは、前記複数の電力資源のうちの一の電力資源と前記複数の電力変換器のうちの一の電力変換器との間で夫々直列に連結される一又は複数のＤＣ／ＤＣ変換器を更に備えてよい。

前記電力システムでは、前記スイッチは、接触器、電動スイッチ、半導体ＡＣスイッチのうちの一つであってよい。

前記電力システムでは、単独運転マイクログリッド構成の間、前記複数の電力変換器は、前記一の負荷に対する前記結合出力に均等に貢献する。

前記電力システムでは、単独運転マイクログリッド構成の間、前記複数の電力変換器は、前記一の負荷に対する前記結合出力に均等に貢献しない。

他の態様では、ＰＣＣで互いに連結された複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させる方法は、前記ＰＣＣと外部グリッドとの間に直列に連結された単独運転スイッチを開くことと、前記複数の電力変換器の前記マイクログリッド電圧及び周波数指令を最新グリッド電圧及びグリッド周波数に設定することと、前記複数の電力変換器の前記マイクログリッド電圧及び周波数指令を前記最新グリッド電圧及びグリッド周波数から公称電圧及び公称周波数にランプさせることと、無効電力の共有を容易にするために、前記複数の電力変換器の前記マイクログリッド電圧指令に電圧ドループを適用することと、有効電力の共有を容易にするために、前記複数の電力変換器の前記周波数指令に周波数ドループを適用することと、を備える。

前記方法は、最新グリッド位相角に応じて前記初期マイクログリッド位相角を設定することを更に備えてよい。

前記方法は、前記外部グリッド電圧、振幅又は周波数のうちの一つ又は複数が前記上限値又は下限値から外れている場合に前記単独運転スイッチが開かれるべきかどうか、を判断するために、外部グリッド電圧、振幅及び周波数を監視することを更に備えてよい。

前記方法では、前記複数の電力変換器は、電池電力資源と再生可能電力資源とに連結しており、前記方法は、前記電池電力資源の電池貯蔵を前記電池電力資源の上限閾値と比較し、前記電池貯蔵が前記上限閾値を超える場合に、発電を減少させるように前記再生可能電力資源に命令することを更に備えてよい。

他の態様では、ＰＣＣで互いに連結された複数の電力変換器を、一のマスタ制御器と、前記複数の電力変換器と連結された一又は複数のスレーブ制御器とを用いて、グリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させる方法であって、該方法は、前記ＰＣＣと外部グリッドとの間に直列に連結された単独運転スイッチを開くことと、前記一のマスタ制御器により、前記マイクログリッド電圧及び周波数指令を最新グリッド電圧及びグリッド周波数に設定することと、前記一のマスタ制御器により、前記マイクログリッド電圧及び周波数指令を前記最新グリッド電圧及びグリッド周波数から公称電圧及び公称周波数にランプさせることと、前記一のマスタ制御器により、前記一又は複数のスレーブ制御器が従う有効／無効電流指令を生成し、前記一又は複数のスレーブ制御器を電流制御モードで動作させ、その間、前記一又は複数のスレーブ制御器のうちの一のスレーブ制御器に連結された一の電力変換器の出力電流は、前記一のマスタ制御器からの前記有効／無効電流指令を用いて制御されることと、を更に備えてよい。

前記方法は、前記一のマスタ制御器により、最新グリッド位相角に応じて前記初期マイクログリッド位相角を設定することを更に備えてよい。

前記方法は、外部グリッド電圧、振幅及び周波数が上限値又は下限値から外れている場合に、外部グリッド電圧振幅及び周波数を監視し、前記単独運転スイッチが開くことを更に備えてよい。

前記方法では、前記複数の電力変換器は、電池電力資源と再生可能電力資源とに連結しており、前記方法は、前記一のマスタ制御器により、前記電池電力資源の電池貯蔵を前記電池電力資源の上限閾値と比較し、前記電池貯蔵が前記上限閾値を超える場合に、発電を減少させるように前記再生可能電力資源に命令することを更に備えてよい。

但し、本開示は、該開示に記載された実施形態に制限されるべきではない。本明細書に包含される概念を用いて他の多数の実施形態も可能である。

本発明の他の利得は、添付の図面に関連して考慮する際に次の詳細な説明を参照してより理解されるため、容易に明らかにされる。

複数のグリッド・タイ電力貯蔵インバータを孤立させて（切り離して）マイクログリッドを形成するシステムの典型的な実施形態を示す図である。 グリッド・タイモードとマイクログリッドモードとの間で電力変換器の移行と同期を制御する典型的な実施形態を示す図である。 複数の電力変換器を同期させるためにドループ方法を実施する方法を示す図である。 複数の電力変換器を同期させるためにマスタ／スレーブ構成を実施する方法を示す図である。 電力システムがマイクログリッドモードからグリッド・タイモードに移行する、本発明の実施形態に係る電力システムを制御する方法を示す図である。

ここで、本明細書の一部を形成しており、且つ実例として具体的な典型的実施形態を示す添付の図面を参照する。しかしながら、ここに記載される原理は多様な形態で実施されてよい。図面内の構成要素は必ずしも一定比率の縮尺ではなく、それよりも本発明の原理を例示することが重要視される。更に図面では、同様な参照番号が、異なる図面を通して対応する構成要素を指定するために用いられてよい。

以下の本発明の説明では、専門用語は参照のみに用いられており、限定するものではない。例えば、「第１」、「第２」等の文言が各種要素を説明するために本明細書で用いられるが、これらの要素はそれらの文言に限定されるべきではない。これらの文言は、一の要素を他の要素から区別するためのみに用いられる。本発明の説明や添付の請求項の範囲で用いられるように、単数形「一の（a）」、「一の（an）」、「前記（the）」は、文中で特に明らかに示されない限り、複数形を含むものである。また、本明細書で用いられる文言「及び／又は」は、関連する列挙された文言のうちの一又は複数の文言の考えられる全ての組み合わせを言及且つ包含する。文言「備える（comprises）」及び／又は「備え（comprising）」は、本明細書で用いられる際には、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定するが、一又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を排除するものではないことも、更に理解されよう。

本発明の実施形態は、複数の電力変換器を孤立させて（切り離して）マイクログリッドを形成するシステム及び方法を含む。複数の電力変換器（例えば、双方向電力インバータ、ＤＣ／ＤＣ変換器、ＡＣ／ＤＣ変換器等）は、マイクログリッド分野で用いられ、電源とグリッドとの間の電力を変換する。複数の電力変換器がユーティリティグリッド等の外部グリッドに連結されているグリッド・タイモードから、マイクログリッドモードへの切り替えが望まれる際には、複数の電力変換器をグリッドから切断し、グリッドの電圧を設定することが必要である。本発明の実施形態は、ユニット間（インタユニット）同期及び／又は制御信号通信を用いて、複数の電力変換器をグリッド・タイモードから単独運転モードにシームレスに移行させ、マイクログリッドの複数の臨界負荷に電力を供給し続けるものである。電力システムの各種構成要素間での通信は、例えばＸ１０プロトコルを用いた電力バスで達成されてよい。

複数の電力変換器が外部グリッドに連結される際、複数の電力変換器は、制御システムの制御下で電流制御（又は源）モードで動作してよい。制御システムは、電力変換器自体の制御器や、マイクログリッドの各種の分散型エネルギー資源を調和させるサイト制御器を含んでよい。電力変換器自体の制御器は、電力変換器のパワーエレクトロニクスから保護される環境で電力変換器のキャビネット内に収容されてよく、又は外部環境で収容されてよい。グリッド・タイモードでは、グリッド電圧の位相はグリッドにより規定される。複数の電力変換器は、グリッド周波数と位相と同期して動作する。

マイクログリッドモードに移行する際には、複数の電力変換器のうちの一又は複数の電力変換器は、電力変換器がマイクログリッドの電圧を設定する電圧制御モードに移行してよい。複数の電力変換器は、定常状態時及び過渡現象中の両方において、一の負荷を均等に共有してよい。他の実施形態では、マイクログリッドは、例えば複数の個別電力変換器の残余電池電力（充電状態）に基づく不均等な負荷共有を実施してよい。このような不均一負荷共有は、マイクログリッドの各種の分散型エネルギー資源を調和させるサイト制御器によって、又は夫々の利用可能エネルギーに基づく分散型エネルギー資源により自律的に実施されてよい。

外部グリッドから切断するかどうかは、外部グリッドの条件に基づいて判断されてよい。例えば、外部グリッド電圧又は周波数が上限値や下限値から外れている場合に、制御システムは、外部グリッドから切断すると判断してよい。電圧限界値の例は、下限値−１２％、上限値＋１０％である。周波数限界値の例は、下限値５７Ｈｚ、上限値６０．５Ｈｚである。グリッド電圧が限界値内であると、複数の電力変換器は自動的に出力電圧をグリッド電圧と同期させ、グリッド・タイモードにシームレスに移行するであろう。特定の場合には、グリッドの問題に対処しているグリッドオペレータによって外部グリッドからの切断が要請されてよい。そのような場合、マイクログリッドは、局所的負荷に電力供給しながら、外部グリッドから切断されてよい。

図１Ａ及び図１Ｂは、複数のグリッド・タイ電力変換器を単独運転させてマイクログリッドを形成するシステムの典型的な実施形態を示す図である。図１Ａ及び図１Ｂに示す実施形態では、複数の電力変換器１３０及び１４０は並列に接続され、複数の電力変換器１３０及び１４０は共通結合点（ＰＣＣ）で一の負荷に連結される。

図１Ａを参照すると、本発明の実施形態に係る電力システム１００は、電力資源１１０及び１２０と、電力変換器１３０及び１４０と、外部グリッド／ＡＣ電源１５０と、切断／単独運転スイッチ１６０と、負荷１７０と、ＡＣバス１８０と、制御システム２００とを含んでよい。

図１Ａに示す実施形態では、電力資源１１０及び１２０はバッテリー（又はバッテリーバンク）であり、電力変換器１３０及び１４０は双方向電力インバータ１３０及び１４０である。双方向電力変換器は、ＤＣ−ＡＣ間で変換する。バッテリー１１０又は１２０と電力インバータ１３０又は１４０とは、併せて電力貯蔵システムと称することができる。このような電力貯蔵システムは、再生可能エネルギーファーム、ランプレート制御、ピークカット、及び周波数調整を含む多数の分野で用いることができるが、これらに限定されない。

外部グリッド／電源１５０は、主要ユーティリティグリッド、マイクログリッドの別グリッドセグメント、又はマイクログリッドに接続された他のＡＣ又はＤＣ電源であってよい。ディスコネクト１６０は、マイクログリッドをＡＣ電源１５０から分離する手段であってよい。ディスコネクト１６０は、外部グリッド１５０をマイクログリッドから切断する単独運転スイッチであってよい。ディスコネクト１６０は、例えば、スタティック切断スイッチ、電動ブレーカ、接触器、半導体ＡＣスイッチ等であってよい。

負荷１７０は、実際に電力（エネルギー）を消費する負荷を表す。負荷１７０は図１ＡにおいてＡＣ側に表されているが、ＤＣ負荷であってもよい。別の実施形態では、負荷１７０が存在しなくてもよい。

複数の電力変換器は、共通結合点（ＰＣＣ）で互いに連結されて、負荷１７０を共有する。図１Ａに示す実施形態では、ＰＣＣはＡＣバスである。ＡＣバス１８０は、マイクログリッド上の局所的負荷１７０とインターフェースで連結する。

図１Ａに基づく実施の一例では、二の電力貯蔵インバータ１３０及び１４０とバッテリー１１０及び１２０とは、建物物負荷１７０に隣接して設けられる。建築物負荷１７０は、外部グリッド／ＡＣ電源１５０により電力供給されてよい。この例では、ＡＣ電源１５０はユーティリティグリッドである。通常運転中は、バッテリー１１０及び１２０は、補助的サービス市場への参加、ピーク低減の提供、再生可能エネルギー統合等の他のバリュー・ストリームを提供してよい。停電等のユーティリティグリッド１５０の故障の際には、ディスコネクト１６０は制御システム２００によって開かれる。そして制御システムは、電力システム１００をマイクログリッドモードに移行してよい。このモードでは、インバータ１３０及び１４０のうちの一つ又は両方が、電流制御（又は源）モードから電圧制御（又は源）モードに移行して、ユーティリティグリッド１５０の停電中、負荷１７０に電力を供給し続ける。但し、二のインバータは図１Ａ及び図１Ｂにおいて例示のためだけに示されている。任意の数のインバータが本発明の範囲内で用いられてよい。

一旦ユーティリティグリッド１５０が復旧すると、制御システム２００は、ユーティリティグリッド１５０のＡＣ電圧と同期するようにマイクログリッドのＡＣ電圧に命令し、ディスコネクト１６０に閉じるように命令する。一旦ディスコネクト１６０が全インバータに対して閉じられると、インバータ１３０及び１４０はユーティリティグリッド１５０と再度同期し、電流制御（又は源）動作モードに戻る。

図１Ｂは、複数のグリッド・タイ電力変換器をグリッド・タイモードとマイクログリッドモードとの間で移行させるシステムの他の典型的な実施形態を示す図である。図１Ｂに示す実施例では、ソーラーアレイ１９０がバッテリー１２０を電力資源の一つとして置換する。図１Ｂに示す実施例では、電力変換器１３０は、エネルギーをバッテリー１１０から又はバッテリー１１０へ供給する双方向電力インバータであり、電力変換器１４０は、ＤＣエネルギーをソーラーアレイ１９０から負荷１７０及び／又は外部グリッド１５０に適したＡＣエネルギーへ変換する電力インバータである。図１Ａに示す実施形態と同様に、図１Ｂの電力システムはグリッド・タイモードとマイクログリッドモードとの間で移行する。

他の例では、図１Ｂの実施形態を参照すると、電池電力貯蔵インバータ１３０はバッテリー１１０に連結され、建築物負荷１７０に隣接して設けられてよい。インバータ１４０及びソーラーアレイ１９０を備える太陽光発電システムが設けられてもよい。ソーラーインバータ１４０は、インバータ１３０と同じ供給先又は同じ種類で製造されてもよく、又は製造されなくてもよい。ＰＶシステムは、電力貯蔵システム（インバータ１３０及びバッテリー１１０）の設置前に、設置と同時に、設置後に設けてよい。

図１に基づく実施の一例では、負荷１７０は外部グリッド／ＡＣ電源１５０と、インバータ１４０からのソーラパワーにより電力供給されてよい。停電等のユーティリティグリッド１５０の故障の際には、ディスコネクト１６０は制御システム２００からの指令を介して開かれる。制御システム２００は、システムをマイクログリッドモードに移行させるようにプログラムされてよい。このモードでは、電力貯蔵インバータ１３０は、電流源モードから電圧源モードに移行して、ユーティリティグリッドの停電中、負荷１７０に電力を供給し続ける。電圧源モードに移行する電力貯蔵インバータ１３０により、ソーラーインバータ１４０は、ＰＶ生産モードに留まり、負荷１７０に電力を供給し続けてよい。ソーラー生産が負荷の必要電力よりも高い場合には、付加的エネルギーを、例えばバッテリー１１０を充電するために用いてよい。ソーラー生産が負荷の需要よりも低い場合には、バッテリー１１０が放電して、動作に必要な付加的電力を供給してよい。一旦ユーティリティグリッド１５０が復旧すると、マイクログリッドのＡＣ電圧はユーティリティグリッド１５０のＡＣ電圧と同期し、ディスコネクト１６０は閉じられる。一旦ディスコネクト１６０が閉じられると、電力変換器１３０及び１４０は電流制御源動作モードに戻る。

図１Ａ及び図１Ｂに示す実施形態では、電力変換器１３０及び１４０は、ＤＣ電源１１０及び１２０と連結された電力インバータである。しかしながら、本発明は電力インバータ又はＤＣ電源に限定されないことを理解すべきである。例えば、電源１１０は、風力タービン等のＡＣ電源であってよく、電力変換器１３０又は１４０は、風力タービンとＡＣバス１８０との間でＡＣ／ＤＣ電力インバータに直列に連結されたＡＣ／ＤＣ変換器を含んでよい。更に、電池電力貯蔵インバータ、ＰＶ及び風力システム、ディーゼル発電機等のマイクログリッド機器は、バス１８０に直接に、若しくは絶縁又は単巻変圧器を介して連結されてよい。更に、風力タービン等の分散型資産は、ＡＣ電源であってよく、また、入力ＡＣがタービンから変換器に向かっており、且つ出力ＡＣ接続がグリッドに対してなされるＡＣ／ＡＣ変換器を有してよい。電源１１０及び１２０は、任意のＤＣ電源、又はＤＣ電源とＡＣ電源との任意の組み合わせであってよい。他の使用される電源の例は、（一又は複数の）発電機、風力、ＰＶ（太陽光）、燃料電池、圧縮空気貯蔵等である。よって、電力変換器１３０及び１４０は、ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣ、ＡＣ／ＡＣ又はＤＣ／ＡＣであってよい。

図２は、グリッド・タイモードとマイクログリッドモードとの間で電力変換器１３０及び１４０の移行と同期を制御する典型的な実施形態を示す図である。制御システム２００は、複数の制御器を含んでよい。複数の制御器は、例えば、局所的更新及び遠隔更新の両方が可能であるデジタル信号処理に基づく制御器及び／又はフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）であってよい。

制御システム２００は、複数の制御器と、グリッド・タイモード及びマイクログリッドモード間で同期及び移行するために互いに通信しあうセンサと、を含んでよい。制御システムは、複数の個別電力変換器制御器２３０及び２４０を含んでよく、その各々が電力システム１００の複数の電力変換器のうちの一の電力変換器を制御してよい。制御システム２００は、複数の個別インバータ制御器２３０及び２４０間を調和させるように構成されたマスタ制御器２１０を含んでもよい。マスタ制御器は、別サイト制御器であってよく、又は複数の電力変換器のうちの一の電力変換器における複数の個別制御器のうちの一の制御器であってよく、又は一の電力変換器の個別制御器と共に、複数の電力インバータのうちの一の電力インバータ内に収容されてよい。複数の個別電力変換器のうちの一の電力変換器の制御器２３０、又はマスタ制御器２１０は、単独運転スイッチ１６０の左右側、即ち、近位（Ａ点）及び遠位（Ｂ点）センサを用いたセンシング点Ａとセンシング点Ｂ、の電圧を監視するように構成されてよい。市販のトランスデューサをセンシング点Ａ及びＢで用いて、単独運転スイッチ１６０の両側で電圧を監視する制御システムに電圧信号を供給してよい。

ある実施形態によれば、ＡＣ電源１５０のＡＣ電圧及び周波数は、制御システム２００により点Ｂで監視されてよい。これらの電圧及び周波数は、電圧及び周波数の境界値と比較されてよい。電圧及び／又は周波数のどちらか又は両方が許可範囲から外れる場合には、システムは、グリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行してよい。この移行は、複数の電力変換器のうちの一の電力変換器が電流制御（又は源）モードから電圧制御（又は源）モードに移行することを含んでよい。或いは、マスタサイト制御器は、マイクログリッドの電圧を設定するために電圧制御モードで動作可能であり、電力変換器は、マスタサイト制御器から電流指令を受信して、電流制御モードで動作してよい。

グリッド・タイモードで動作する際には、単独運転スイッチ１６０は閉じられ、エネルギー資源１１０及び１９０からのエネルギーがグリッド１５０と結びつく。エネルギー資源１１０及び１９０からのエネルギーを用いて、負荷１７０に電力を供給してよく、又はユーティリティグリッド１５０に付加的発電を提供して他の負荷を支援してよい。単独運転スイッチ１６０が閉じられている間、センシング点Ａ及びＢの電圧は、大きさ、周波数及び位相において等しくなるべきである。

インバータ１３０及び１４０の間は、銅又はアルミニウム等の導電材で接続されてよい。単独運転スイッチ１６０は、接触器、スタティックスイッチ（半導体ベース）、又は電動ブレーカ等の高速度スイッチであることが好ましい。電力変換器１３０、単独運転スイッチ１６０、センシング点Ａ及びセンシング点Ｂは、互いに近くに位置してよいが、近接さは必要とされない。一例では、これらは５０フィート以内で離れていてよいが、他の例では５００フィート以上離れていてよい。例えば、ディスコネクト１６０は、配電変電所においてかなり離れて位置してよい。この場合、電力変換器１３０、電力変換器１４０、及びディスコネクト１６０の間で光ファイバリンクや他の高速リンクを用いることが好まれる。本実施形態では、インバータと、何マイルも続く中電圧配電線と、及び負荷敷地におけるサービス負荷に対する降圧電圧器と、に併設されない複数の負荷を含む全配電フィーダが、ＡＣ電源１５０から単独運転される。

制御システム２００が電圧又は電圧の周波数が限界値から外れていることを感知する場合には、制御システムは、単独運転スイッチ１６０を開くことができる。制御システム２００からの信号は、例えばリレー信号、光ファイバリンクとして送信されてよく、又は他のデジタル通信方法を介して送信されてよい。電圧及び周波数の限界値は設定可能であり、負荷の必要量等の特定ニーズに基づいて設定及び構成できる。例えば、電圧限界値は、次のように設定されてよい。即ち、下限値＝−１２％、上限値＝＋１０％である。周波数限界値の例は、下限値５７Ｈｚ、上限値６０．５Ｈｚであってよい。その他多数の電圧及び周波数の限界値が考えられることは、当業者には明らかである。

グリッドから切断される際には、制御システム２００は、複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ複数の電力変換器が負荷を共有するように複数の電力変換器を同期させる。複数の電力変換器は、同じマイクログリッド上で単一のディスコネクト１６０を用いて共に移行する。このモードでは、複数の電力変換器はマイクログリッド電圧の位相を規定してよい。グリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行する間、最新電圧及び周波数と共に、グリッド電圧の位相角のスナップ写真がとられてよい。そして、マイクログリッド上の複数の電力変換器は、グリッドからの最新位相情報に基づく位相計算を初期化してよい。位相を維持する利益は、これにより複数の電力変換器が同一の位相値で初期化でき、それにより最初と同期された条件でマイクログリッド／単独運転モードに移行できることである。更に、負荷は、よりスムーズな過渡現象を支援する位相跳躍を経験しない。グリッド電圧波形は、三の主要属性を有する。振幅はグリッド電圧の大きさである。例えば、４８０Ｖシステムは、４８０×１．４１４＝６７８Ｖのピーク振幅を有するであろう。周波数は、１秒間の電圧正弦波の数である。例えば、毎秒６０サイクルである場合、周波数は６０Ｈｚである。位相は、任意の時点で正弦波のどこに電圧波形があるかを意味する。

一の実施形態では、移行と同期を容易にするために、電力システム１００は、最新グリッド電圧及びグリッド周波数・グリッド位相角を保存する。よって、ディスコネクト１６０がグリッド１５０から切断される際には、制御システムは、複数の電力変換器がグリッド１５０から切断される時点のグリッド１５０の正弦波のスナップ写真を有する。制御システム２００を介して、複数の電力変換器は、単独運転スイッチが電力システム１００によって開くように命令された時点で正弦波がどこにあるかを知ることができ、また複数の電力変換器は、そのスポットから正弦波を拾うことができ、よって複数の臨界負荷は、複数の電力変換器がグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行するため、もしあったとしても過渡現象のほとんどを見ることはない。

一の実施形態では、複数の電力変換器のうちの一又は複数の電力変換器が、ディスコネクト１６０の状態変化を認識していない可能性がある。例えば、マイクログリッドが、ＰＶインバータ１４０及びソーラーアレイ１９０を備える太陽光発電システムと、電力貯蔵インバータ１３０及びバッテリー１１０を備える電力貯蔵システムとを含む場合に、太陽光発電システムは、状態変化について通知される必要がなくてよい。例えば、グリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行する際には、電力貯蔵インバータ１３０は電圧源モードに移行してよく、一方ＰＶインバータ１４０は電流源モードで動作し続け、電圧源インバータ１３０と同期し続ける。この場合、ＰＶインバータ１４０は、ディスコネクト１６０が開いている、即ち、外部グリッド１５０への接続がないことを認識していない可能性がある。この例示的実施形態では、制御システム２００の論理回路は、インバータ１３０の制御器２３０に収容されてよい。他の実施形態では、論理回路は、任意の電力変換器の外にあるマスタ制御器により実施されてよい。

最新グリッド電圧及び周波数・位相角を得る際には、電力システム１００は、複数の電力変換器を同期させるために異なる方法を実施してよい。例えば、一の実施形態では、電力システムは、複数の電力変換器をマイクログリッドモードに移行させ、且つ複数のインバータを同期させる際に、ドループ制御方法を実施してよい。ドループ制御方法では、制御システムは、複数の個別電力制御器を備えており、その各々は一の電力変換器を制御する。複数の個別制御器の各々は、それ自体の電力変換器に対してドループ制御方法を実施してよい。ドループ制御では、負荷有効電力に基づき電力変換器の出力周波数を変化させ、負荷無効電力に基づき出力電圧振幅を変化させる。ドループ制御方法を実施する際には、複数の電力変換器における複数の個別制御器の間では、必ずしも直接通信が必要ではない。一の電力変換器の一の個別制御器がそれ自体に過剰負荷を認識する場合には、複数の電力変換器間での直接通信は必要ではないが、制御器は、電力変換器周波数を減少させ、複数の電力変換器間での負荷の共有を容易にする。

図３は、電力システム１００が複数の電力変換器を同期させるためにドループ方法を実施する方法を示す図である。複数の電力変換器は、制御システム２００から電力指令を受信する。電力システム１００がグリッド・タイモードで動作している間、制御システム２００はグリッド周波数及びグリッド電圧を定期的に確認して、これらの値が許容可能かを判断する（ステップ３１０）。グリッド周波数及びグリッド電圧が許容可能でない場合には、制御システム２００は、電力システム１００がグリッド電圧及び／又は周波数が限界値から外れていると判断した時点でのグリッド電圧及び周波数、位相角を記憶し（ステップ３２０）、単独運転スイッチを開く（ステップ３３０）。ステップＳ３４０からＳ３７０は、複数の個別電力変換器制御器によって実施される。先ず、マイクログリッド電圧及び周波数が、最新グリッド電圧及び周波数・位相角に設定される（ステップ３４０）。そして、各電力変換器の出力電圧振幅及び周波数は、その対応する電力変換器制御器によって、最新電圧振幅・周波数から公称電圧振幅及び公称周波数にランプされる（ステップ３５０）。そして、各電力変換器制御器は、無効電力の共有を容易にするマイクログリッド電圧指令に電圧ドループを適用する（ステップ３６０）。最後に、各電力変換器制御器は、複数の電力変換器間における有効電力の共有を容易にするマイクログリッド周波数指令に周波数ドループを適用する。

次の制御論理は、制御システムが複数の制御器を含み、その各々が一の電力変換器を制御する実施形態を示す。複数の電力変換器の各々はドループ制御方法を実施する。以下の実施形態では、電力システムがグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行する際に、複数の電力変換器の各々は電流制御モードから電圧制御モードに移行する。グリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行して、且つ複数の電力変換器を同期する際には、複数の電力変換器の各々は独立して動作してよい。よって、電力システムの複数の電力変換器の各々において、以下の制御論理が実施される。
while(state=runPQ and grid_ok=1)
controlP(Pcmd_usr);
controlQ(Qcmd_usr);
check_grid(grid_ok);

if (grid_ok != 1)
state = transition_uf;
last_volt = grid_volt;
last_freq = grid_freq;
last_ph = grid_ph;
else if
state = runPQ;
endif

endwhile
上記の制御論理では、マイクログリッドモードに移行する前は、電力システムはグリッド・タイモードで動作している。while(state=runPQ and grid_ok=1) は、電力システムの複数の電力変換器がグリッド・タイモードで動作しており、グリッド条件が限界値内の場合である。この場合、複数の電力変換器は、サイトマスタ制御器（user）から、有効電力（P）指令Pcmd_usr及び無効電力（Q）指令Qcmd_usrを受信してよい。controlP(Pcmd_usr)及びcontrolQ(Qcmd_usr)は、電力変換器の有効電力及び無効電力を制御して電力指令とするルーチンである。check_grid(grid_ok)は、外部グリッドを確認するルーチンである。このルーチンは、グリッド電圧振幅及び周波数を監視する。if (grid_ok != 1)は、グリッド条件が異常である状況を指している。state = transition_ufは、マイクログリッドモードへの移行を開始する。last_volt = grid_volt、last_freq = grid_freq、及び last_ph = grid_phは、最新グリッド電圧及び周波数・位相角を保存する。これらは、限界値から外れており且つ異常と考えられるグリッド電圧又は周波数であってよい。state = runPQは、グリッドが正常である際に、電力システムをグリッド・タイモードで動作し続ける。

以下の制御論理は、電力システムのグリッド・タイモードからマイクログリッドモードへの移行を示す。上記の制御論理と同様に、この制御論理は、複数の電力変換器の各々によって実施される。

while(state=transition_uf)
open_Kext();
wait(Kext_open_tm);
Pha = Pha + freq*dt;

ramp(U_set, last_volt, volt_nom, ramprate_U)
ramp(F_set, last_freq, freq_nom, ramprate_F)

U_set = U_nom - KQV * Qout;
F_set = F_nom - KPF * Pout;

controlU(U_set);
controlF(F_set);

if (U_set=U_nom and F_set=F_nom and Kext=open)
state = runUF;
elseif
state = transitionUF;
endif

endwhile
移行状態中（即ち、transition_uf）には、電圧変換器の出力電圧振幅及び周波数は、最新電圧振幅・周波数（限界値から外れており且つ異常と考えられる電圧又は周波数であってよい）から公称電圧振幅・周波数に急変（ランプ）される。公称（又は正常）電圧及び周波数は、例えば４８０Ｖ及び６０Ｈｚであってよい。open_Kext()は、単独運転スイッチに開くように命令する。wait(Kext_open_tm)は、単独運転スイッチが開くまでにかかる時間待機する指令である。ある実施形態では、この待機は適用されず、その場合、時間は０である。Pha=PHA +freq*dtは、位相計算を実施するルーチンである。dtは、計算のループタイムである。マイクログリッドモードに移行する際には、マイクログリッドモードの位相は、最新グリッド位相角からの位相で初期化される。ramp(U_set, last_volt, volt_nom, ramprate_U)及びramp(F_set, last_freq, freq_nom, ramprate_F) は、マイクログリッド電圧及び周波数指令／設定値を最新グリッド電圧及び周波数から公称電圧及び周波数にランプさせる。この初期化は、過渡現象を最小とし、且つマイクログリッドモードへのスムーズな移行を有するために実行される。ランプルーチンでは、出力はU_set及びF_setである。入力は、最新グリッド電圧及び周波数及び適用されるランプレートの初期条件である。U_set = U_nom - KQV * Qoutは、無効電力の共有を容易にするために、電圧ドループを電圧指令に適用される。U_nomは、公称電圧である。KQV (V/kVAR)は、ドループ勾配である。ドループ勾配は、同時に複数の電力変換器間の高速共有を有しつつ、電圧エクスカーションを最小とするように設定されてよい。例えば、Kdrp = 20%RatedKVA/Voltの値は、電力変換器がその定格無効電力の２０％を出力している際に、１Ｖの降下を引き起こす可能性がある。４８０Ｖシステムでは、これは許容される。システムが４８０Ｖよりも低い電圧に設定される場合には、この値は減少されてよい。Qoutは、測定された出力無効電力であり、例えば内部電圧・電流センサを用いて各電力変換器により測定される。controlU(U_set)は、マイクログリッド電圧を電圧指令／設定値に制御するルーチンであり、controlF(F_set)は、マイクログリッド周波数を周波数指令／設定値に制御するルーチンである。if (U_set=U_nom and F_set=F_nom and Kext=open)は、電圧及び周波数の急変（ランプ）が終了したかどうか、単独運転スイッチが開いているかどうかを確認するものであり、その場合には、移行は終了され、マイクログリッドモードが実行中となる（state - runUF）。さもなければ、電力システムは移行状態のままである（state _ transition UF）。

以下の制御論理は、マイクログリッドモードでの電力システムの動作を示す（state=runUF）。上記の制御論理と同様に、この制御論理は、複数の電力変換器の各々によって実施される。

while(state=runUF)
U_set = U_nom - KQV * Qout;
F_set = F_nom - KPF * Pout;

if (storage_SOC > SOC_highlimit)
curtail_generation();
elseif
unconstrained_generation();
endif

controlU(U_set);
controlF(F_set);
endwhile
上記の制御論理では、複数の電力変換器の各々は、周波数・電圧ドループを適用し続ける。加えて、電力変換器が電池電力資源に連結される場合、その制御器は、再生可能エネルギー発電が削減されるべきかどうかを判断するために、電池電力資源の充電を監視してよい。U_set = U_nom - KQV * Qout及びF_set = F_nom - KPF * Poutは、電圧及び周波数ドル―プであり、これらはマイクログリッドモードにおいて電圧及び周波数指令／設定値に適用され続ける。if (storage_SOC > SOC_highlimit)は、電池貯蔵が過充電となっているかどうかを確認するものである。curtail_generation()は、再生可能電力資源の発電を削減するものである。これは、例えば、発電を停止したり、発電を減らすように再生可能資源に命令したり、発電を減らすための信号を資源に送信するためにマイクログリッド周波数を増加させたり、又は公称周波数を超えてマイクログリッド周波数を変化させることにより再生可能資源をオフラインにしたりすることで達成されてよい。unconstrained_generation()は、再生可能資源が制約なしに発電することを可能にする。controlU(U_set)及び controlF(F_set)は、マイクログリッド電圧及びマイクログリッド周波数を電圧及び周波数設定値／指令に制御するルーチンである。

他の実施形態では、マスタ／スレーブ構成は、複数の電力変換器で実施されてよい。マスタ／スレーブ構成では、複数の電力変換器のうちの一の電力変換器が、出力電圧振幅及び周波数を制御するマイクログリッドマスタとして機能できる。或いは、サイト制御器がマスタ制御器として機能してよい。この場合、複数の電力変換器は全てスレーブ装置である。

マスタ電力変換器又はマスタ制御器は、複数のスレーブ電力変換器に有効／無効電流指令を送信することにより、ある程度の有効／無効電流を出力するように複数のスレーブ電力変換器に命令する。これら参照電流の振幅は、マイクログリッド電圧制御に基づいて閉ループ式に計算されてよい。即ち、一のマスタインバータは、電圧を制御してよく、他の複数のスレーブインバータは、該スレーブインバータがマイクログリッドに供給すべき電流に関する指令をマスタインバータから受信してよく、よって負荷が複数のインバータ間で共有できる。

一旦マイクログリッドモードになると、全ての装置が一列に整列してマイクログリッドの周波数と同じ周波数、例えば６０Ｈｚで動作するように、マスタ装置と複数のスレーブ装置との間で高速通信信号が要求される可能性がある。これらの信号は、参照電流・同期信号を含んでよい。同期信号は、例えば、一定の間隔で送信される電気又は光ファイバ伝送パルスであってよい。他の実施形態では、同期信号は、ＩＥＥＥ１５８８等の標準プロトコルに基づくタイムベース同期信号であってよい。

電力システムが複数の電力貯蔵インバータを備える実施形態では、マスタ制御器又はマスタ電力変換器は、複数の個別貯蔵装置において利用可能な残渣エネルギーに基づき、複数のスレーブ電力インバータに対して実電流・無効電流指令を発行してよい。例えば、マスタ制御器は、エネルギーのより高い貯蔵装置に連結した一のスレーブ貯蔵インバータに対して、値が大きい電流指令を発行してよいが、エネルギーのより低い貯蔵装置に連結した一のスレーブ貯蔵インバータに対しては、値の小さい電流指令を発行してもよい。

電力システムが、一のバッテリー及び一の電力変換器を備えるエネルギー貯蔵システムと、再生可能エネルギー貯蔵システムとを含む際には、余剰再生可能エネルギーは、システムから抜け出てよい。この余剰エネルギーは、バッテリーの充電に用いられてよい。この場合、貯蔵装置を過充電し、マイクログリッド上で不安定な状況を作り出してします可能性がある。これに対抗するために、マスタ制御器装置は、再生可能エネルギー発電源に対して電力削減指令を送信してよく、発電源に対してシャットダウン指令を送信してよく、又はマイクログリッド周波数を調整して発電源をオフラインしてよい。これらの貯蔵装置が、再び充電できるように十分にエネルギー消耗される際には、マイクログリッド周波数を公称値に戻し、且つ発電装置がマイクログリッドに再接続可能とすることにより、再生可能エネルギー装置はオンラインに戻されてよい。

図４は、マスタ／スレーブ構成を実施する方法を示す図である。制御システム２００は、グリッド電圧及びグリッド周波数を確認する（ステップ４１０）。グリッド電圧及び／又はグリッド周波数が限界値から外れている場合には、制御システム２００は、電力システム１００がグリッド電圧及び／又は周波数が限界値から外れていると判断した時点でのグリッド電圧及び周波数を記憶する（ステップ４２０）。そして、マスタ制御器及び複数のスレーブ制御器の各々は、一連のステップを実行する。マスタ制御器は単独運転スイッチを開く（ステップ４３０）。そして、マスタ制御器は、マイクログリッド電圧、位相角、及び周波数を最新グリッド電圧及び周波数（即ち、記憶されたグリッド電圧及び周波数、及び位相角）に設定する（ステップ４４０）。マスタ制御器は、マイクログリッド電圧及び周波数指令を最新グリッド電圧及び周波数から公称グリッド電圧及び周波数に急変（ランプ）させる（ステップ４５０）。マスタ制御器は、有効／無効電力指令を生成し、これらの指令を複数のスレーブ電力変換器に送信する（ステップ４６０）。複数のスレーブ電力変換器は、有効／無効電力指令を受信し、該受信した指令に応じて電流制御モードで動作する（ステップ４８０）。

以下の制御論理は、マスタ−スレーブ設定が実施される実施形態を示す。制御システムは、電圧制御モードで動作する一のマスタ制御器と、電流制御モードで動作する一又は複数のスレーブ制御器とを含む。マスタ制御器は、その対応する電力変換器を制御する、複数の個別制御器のうちの一の制御器であってよく、その場合、その電力変換器はマスタ電力変換器と称されてよい。他の実施形態では、マスタ制御器は、システム全体における複数の分散型エネルギー資源を調和するサイト全体制御器であってよい。複数のスレーブ制御器の各々は、その対応するスレーブ電力変換器を制御する個別制御器であってよい。マスタ制御器は、マイクログリッドへの移行を制御し、電流指令に従うように複数のスレーブ電力変換器に命令する。

while(state=runPQ and grid_ok=1)
controlP(Pcmd_usr);
controlQ(Qcmd_usr);
check_grid(grid_ok);

if (grid_ok != 1 and is_master)
state = transition_uf;
last_volt = grid_volt;
last_freq = grid_freq;
last_ph = grid_ph;
command_slave(transition_uf);
else if
state = runPQ;
endif
endwhile
上記の制御論理では、電力システムは、マイクログリッドモード（UF）に移行する前は、グリッド・タイモード（PQ）で動作している。while(state=runPQ and grid_ok=1)は、電力システムの複数の電力変換器がグリッド・タイモードで動作しており、グリッド条件が限界値内の場合である。この場合、複数の電力変換器は、サイトマスタ制御器（user）から、有効電力（P）指令Pcmd_usr及び無効電力（Q）指令Qcmd_usrを受信してよい。これらは、電力変換器の設定値として称されてもよい。controlP(Pcmd_usr)及びcontrolQ(Qcmd_usr)は、電力変換器の有効電力及び無効電力を制御して電力指令とするルーチンである。check_grid(grid_ok)は、外部グリッドを確認するルーチンである。このルーチンは、グリッド電圧振幅及び周波数を監視する。if (grid_ok != 1 and is_master)は、マスタ制御器に適用され、グリッド条件が異常である状況を指している。state = transition_ufは、マイクログリッドモードへの移行を開始する。last_volt = grid_volt及びlast_freq = grid_freqは、最新グリッド電圧及び周波数を保存する。これらは、限界値から外れており且つ異常であると考えられるグリッド電圧又は周波数であってよい。state = runPQは、グリッドが正常である際に、電力システムをグリッド・タイモードで動作し続ける。

以下の制御論理は、制御器がマスタ制御器である場合に、電力システムがグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行する実施形態を示す。上述のように、以下の制御論理は、一のマスタインバータの制御器によって実施されてよく、或いは、サイトマスタ制御器によって実施されてもよい。

while(state=transition_uf)
open_Kext();
wait(Kext_open_tm);
Pha = Pha + freq*dt;
ramp(U_set, last_volt, volt_nom, ramprate_U)

ramp(F_set, last_freq, freq_nom, ramprate_F)
U_set = U_nom - KQV * Qout;
F_set = F_nom - KPF * Pout;

controlU(U_set);
controlF(F_set);

if (U_set=U_nom and F_set=F_nom and Kext=open)
state = runUF;
elseif
state = transitionUF;
endif
endwhile
移行状態中（即ち、transition_uf）には、マイクログリッド電圧振幅及び周波数は、マスタ制御器によって、最新電圧振幅・周波数（限界値から外れており且つ異常と考えられる電圧又は周波数であってよい）から公称電圧振幅・周波数にランプされる。公称（又は正常）電圧及び周波数は、例えば４８０Ｖ及び６０Ｈｚであってよい。open_Kext()は、単独運転スイッチに開くように命令する。wait(Kext_open_tm)は、単独運転スイッチが開くまでにかかる時間待機する指令である。ある実施形態では、この待機は適用されず、その場合、時間は０である。Pha=PHA +freq*dtは、位相計算を実施するルーチンである。dtは、計算のループタイムである。マイクログリッドモードに移行する際には、マイクログリッドモードの位相は、最新グリッド位相角からの位相で初期化される。ramp(U_set, last_volt, volt_nom, ramprate_U)及びramp(F_set, last_freq, freq_nom, ramprate_F)は、マイクログリッド電圧及び周波数指令／設定値を最新グリッド電圧及び周波数から公称電圧及び周波数にランプさせる。この初期化は、過渡現象を最小とし、且つマイクログリッドモードへのスムーズな移行を有するために実行される。ランプルーチンでは、出力はU_set及びF_setである。入力は、最新グリッド電圧及び周波数及び適用されるランプレートの初期条件である。controlU(U_set, F_set, Id_cmd, Iq_cmd)は、マイクログリッド電圧をマイクログリッド電圧指令／設定値に制御し、マイクログリッド周波数をマイクログリッド周波数指令／設定値に制御するルーチンである。マイクログリッド電圧及び周波数の制御に加えて、マスタ制御器は、電流制御モードで動作する複数のスレーブ制御器が従うような有効／無効電流指令（IId_cmd及びIq_cmd）を生成する。if (U_set=U_nom and F_set=F_nom and Kext=open)は、電圧及び周波数のランプが終了したかどうか、単独運転スイッチが開いているかどうかを確認するものであり、その場合には、移行は終了され、マイクログリッドモードが実行中となる（state - runUF）。さもなければ、電力システムは移行状態のままである（state _ transition UF）。

以下の制御論理は、制御器が一のスレーブ制御器である場合の、電力システムのグリッド・タイモードからマイクロモードへの移行を示す。

while(state=transition_uf and is_slave)
control_current(Id_cmd, Iq_cmd);
endwhile
control_current(Id_cmd, Iq_cmd)は、マイクログリッドモードで移行する際のスレーブ電力変換器のルーチンである。スレーブ電力変換器は電流制御モードで動作しており、スレーブ電力変換器のスレーブ制御器は、マスタ制御器から実電流・無効電流指令Id_cmd, Iq_cmdを受信する。

以下の制御論理は、制御器がマスタ制御器である場合に、マイクログリッドモード（state=runUF）で動作する電力システムの実施形態を示す。

while(state=runUF and is_master)
controlU(U_set, F_set, Id_cmd, Iq_cmd);
if (storage_SOC > SOC_highlimit)

curtail_generation();
elseif
unconstrained_generation();
endif
endwhile
上記の制御論理では、マスタ制御器は、マイクログリッド電圧をマイクログリッド電圧指令／設定値に制御し、マイクログリッド周波数をマイクログリッド周波数指令／設定値に制御するルーチンを継続する。マイクログリッド電圧及び周波数の制御に加えて、マスタ制御器は、電流制御モードで動作する複数のスレーブ制御器が従うような有効／無効電流指令（IId_cmd 及びIq_cmd）を生成する。if (storage_SOC > SOC_highlimit)は、電池貯蔵が過充電となっているかどうかを確認するものである。curtail_generation()は、再生可能電力資源の発電を削減するものである。unconstrained_generation()は、再生可能資源が制約なしに発電することを可能にする。

以下の制御論理は、制御器が、複数の電力変換器のうちの一の電力変換器を制御する一のスレーブ制御器である場合に、電力システムがマイクログリッドモード（state=runUF）で動作する実施形態を示す。

while(state=runUF and is_slave)
control_current(Id_cmd, Iq_cmd);
endwhile
上記の制御論理では、スレーブ制御器は電流制御モードで動作し続け、スレーブ電力変換器のスレーブ制御器は、マスタ制御器から実電流・無効電流指令Id_cmd, Iq_cmdを受信して、出力電流を実電流・無効電流指令Id_cmd, Iq_cmdに制御する。

図５は、電力システムがマイクログリッドモードからグリッド・タイモードに移行する、本発明の実施形態に係る電力システムを制御する方法を示す図である。一般的に、マイクログリッドモードで動作する際には、制御システム２００は、ディスコネクト１６０のグリッド側の電圧及び周波数を連続的に確認し、測定された電圧及び周波数が規定された境界値内にあるかどうかを判断してよい。これらの境界値は、例えばインバータの規制順守要求により規定されてよい。

制御システム２００は、カウントダウンタイマーにより周期的に電圧及び周波数を確認するように構成されてよい。ある実施例では、一旦許容可能な電圧及び周波数が測定されると、電圧及び周波数が安定であることを保証するために、グリッドに再接続する前に所定時間が経過する必要がある。

図５をより詳細に参照すると、制御システム２００は、グリッド・タイモードに移行しても安全かどうかを判断する分析を行ってよい（ステップ５１０）。この分析は、グリッド周波数が限界値内かどうか（ステップ５２０）、グリッド電圧が限界値内かどうか（ステップ５３０）、及びグリッド再接続タイマーが満了したかどうか（ステップ５４０）を判断することを含んでよい。ステップ５２０、５３０、又は５４０のいずれかが満たされない場合は、この処理をステップ５１０から再度開始する。一方、グリッド周波数及び電圧が限界値内であり、再接続タイマーが満了した場合には、ステップ５５０において、電圧源はグリッド電圧と同期される。

電圧源のグリッド電圧との同期は、マイクログリッドの周波数を徐々に調整し、マイクログリッドの位相をグリッド電圧に揃えてグリッド電圧にロックインすることを含んでよい。例えば、一の実施形態では、ディスコネクト１６０の両側に電圧源があり、一の電圧源はグリッドであるが、他の電圧源はマイクログリッドである。一旦制御システム２００が、同期が生じたと判断すると、ディスコネクト１６０の両側の電圧は同じ又はほぼ同じであるので、ディスコネクト１６０は閉じられてよい（ステップ５６０）。よって、ディスコネクト１６０が閉じられる際には、過渡現象がかなり回避される。所定時間後には（ステップ５７０）、複数の電力変換器は電流源モードに移行し、動作はグリッド・タイモードで再度始まるであろう。この所定時間は、一旦制御システム２００が閉指令を発行する際に、ディスコネクト１６０が閉じる時間に基づいていてよい。

制御システム２００に戻る複数の電圧センサＢを有する代わりに、市販の同期リレーを用いてよい。このリレーは、一旦マイクログリッドの位相がユーティリティグリッドの位相に合致すると、制御システムに信号を送信してよい。この信号に基づいて、制御システム２００はディスコネクト１６０を閉じることができる。

上記の実勢形態では、外部グリッドとしてのユーティリティグリッドに接続されたマイクログリッドを記載している。しかしながら、外部グリッドはユーティリティグリッドに限定されないと理解すべきである。例えば、マイクログリッドは更に複数のマイクログリッドに区分することができよう。これら複数のマイクログリッドの各々は、一のエネルギー源（再生可能エネルギー、発電機、電力貯蔵装置）や一の負荷を有しているであろう。そしてこれら複数のマイクログリッドは、必要に応じて、互いに接続／互いから切断することができる。

開示された実施形態は、直列に接続された複数の電力変換器が、グリッド・タイモードからマイクログリッドモードにシームレスに移行する電力システム及び方法を提供するものである。本発明の実施形態では、ユニット間（インタユニット）同期及び／又は制御信号通信により、グリッド電圧及び／又は周波数の異常条件を検知する際には、複数の電力変換器は、単独運転モードにシームレスに移行し、マイクログリッドを形成し、複数の臨界単独運転負荷に電力を供給し続けてよい。

本開示の範囲から逸脱することなく、開示された電力システムに対して各種の修正や変更が可能であることは当業者には明らかであろう。本開示の他の実施形態は、明細書を考慮して本開示を実施することによって当業者には明らかであろう。明細書及び実施例は例示としてのみ考慮され、また本開示の真の範囲は、以下の請求項の範囲とその同等物により示されることが意図される。

Claims (29)

1. 共通結合点（ＰＣＣ）で互いに連結された複数の電力変換器であって、該複数の電力変換器は、前記ＰＣＣで一の負荷と連結されるように構成されており、前記複数の電力変換器は、前記一の負荷に対して結合電力変換器出力を与えるように構成されている複数の電力変換器と、
   前記ＰＣＣに連結されたスイッチであって、前記スイッチは、該スイッチが閉じられる際には電力システムがグリッド・タイ構成となり、前記スイッチが開かれる際には前記電力システムがマイクログリッド構成となるように、前記ＰＣＣと外部グリッドとの間に直列に連結されるように構成されているスイッチと、
   前記複数の電力変換器に連結された一又は複数の制御器を備える制御システムと、
   を備え、前記制御システムは、
   前記外部グリッドを監視する一又は複数のセンサから受信した信号に応じて、前記スイッチを開閉可能に構成されており、
   前記スイッチが閉じられて前記電力システムが前記グリッド・タイ構成である際に、電流制御モードで前記複数の電力変換器を動作可能に構成されており、
   前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成されている、
   ことを特徴とする電力システム。
2. 前記ＰＣＣは、共有ＡＣバスであることを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
3. 前記電力システムは、
   前記ＰＣＣと前記スイッチとの間に連結された近接センサと、
   前記スイッチと前記外部グリッドとの間に連結された遠位センサと、
   を更に備えており、
   前記制御システムは、前記近接センサと前記遠位センサから受信した信号に応じて、前記スイッチを開閉可能であることを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
4. 前記制御システムは、外部グリッド入力を計測するために、遠位センサ信号を受信するように構成されており、
   前記制御システムは、前記外部グリッド入力が異常状態であると判断した際には、前記スイッチを開くように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電力システム。
5. 前記制御システムは、結合電力変換器出力を計測するために、近接センサ信号を受信するように構成されており、
   前記制御システムは、前記外部グリッド入力が正常状態であると判断し、前記結合電力変換器出力が前記外部グリッド入力と実質的に一致する際には、前記スイッチを閉じるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電力システム。
6. 前記制御システムは、前記スイッチを閉じた後に前記複数の電力変換器の夫々を外部グリッド電圧と同期させるように構成されており、前記複数の電力変換器の夫々を前記グリッドと同期させる際に、前記制御システムは、前記複数の電力変換器が互いと同期したままになるように前記複数の電力変換器の夫々の周波数を合わせて変化させることを特徴とする請求項５に記載の電力システム。
7. 前記外部グリッドは、電圧振幅又は周波数のうちの少なくとも一つが下限値又は上限値から外れている際には、異常状態であることを特徴とする請求項５に記載の電力システム。
8. 前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成された前記制御システムは、
   前記複数の電力変換器のうちの一又は複数の電力変換器を、前記電流制御モードから、前記複数の電力変換器のうちの一又は複数の電力変換器がマイクログリッドの電圧を構築する電圧制御モードに移行させるように構成された前記制御システムを含むことを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
9. 前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成された前記制御システムは、
   マイクログリッドモードに移行させる前にグリッド位相角を記録するように構成され、且つ
   前記記録されたグリッド位相角に応じてマイクログリッド位相角を設定するように構成された前記制御システムを含むことを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
10. 前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成された前記制御システムは、前記複数の電力変換器の夫々に対してドループ制御を実施するように構成された前記制御システムを含むことを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
11. 前記複数の電力変換器の夫々に対してドループ制御を実施するように構成された前記制御システムは、各電力変換器について、
    Ｕ＿ｓｅｔ＝Ｕ＿ｎｏｍ−ＫＱＶ＊Ｑｏｕｔ
    ここで、Ｕ＿ｓｅｔは電圧設定値振幅、Ｕ＿ｎｏｍは公称電圧振幅、ＫＱＶはドループ電圧勾配（Ｖ／ｋＶＡＲ）、Ｑｏｕｔは測定出力無効電力
    と、
    Ｆ＿ｓｅｔ＝Ｆ＿ｎｏｍ−ＫＰＦ＊Ｐｏｕｔ
    ここで、Ｆ＿ｓｅｔはＣｌ出力の周波数設定値、Ｆ＿ｎｏｍは公称周波数、ＫＰＦはドループ周波数勾配（Ｈｚ／ｋＷ）、Ｐｏｕｔは測定出力有効電力
    と、に応じて電圧設定値に電圧ドループを適用し、周波数設定値に周波数ドループを適用するように構成された前記制御システムも含むことを特徴とする請求項１０に記載の電力システム。
12. 前記制御システムは、その各々が前記複数の電力変換器のうちの一の電力変換器を制御する複数の制御器を備えており、該複数の制御器の各々は、前記複数の電力変換器の一の電力変換器に対して前記ドループ制御を実施することを特徴とする請求項１０に記載の電力システム。
13. 前記制御システムは、その各々が前記複数の電力変換器のうちの一の電力変換器を制御する複数の制御器を備えており、該複数の制御器の一つはマスタ制御器であり、残りの一又は複数の制御器はスレーブ制御器であり、
    前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成された前記制御システムは、
    マイクログリッド電圧振幅及び周波数を制御することにより、その電力変換器を電圧制御モードで動作可能に構成され、且つ、
    前記複数のスレーブ制御器が従う有効／無効電流指令を生成するように構成された、前記マスタ制御器と、
    該マスタ制御器から前記有効／無効電流指令を受信するように構成され、且つ、
    夫々の電力変換器を電流制御モードで動作可能であるように構成された、前記一又は複数のスレーブ制御器と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
14. 前記制御システムは、その各々が前記複数の電力変換器のうちの一の電力変換器を制御する複数のスレーブ制御器と、該複数のスレーブ制御器を調和させる一のマスタ制御器と、を備えており、
    前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させ、且つ前記複数の電力変換器が前記一の負荷を共有するように前記複数の電力変換器を同期させるように構成された前記制御システムは、
    マイクログリッド電圧振幅及び周波数を制御することにより、電圧制御モードで動作するように構成され、且つ、
    前記複数のスレーブ制御器が従う有効／無効電流指令を生成するように構成された、前記マスタ制御器と、
    該マスタ制御器から前記有効／無効電流指令を受信するように構成され、且つ、
    夫々の電力変換器を電流制御モードで動作可能であり、その間、前記一又は複数のスレーブ制御器のうちの一のスレーブ制御器に連結された一の電力変換器の出力電流は、前記マスタ制御器からの前記有効／無効電流指令を用いて制御されるように構成された、前記一又は複数のスレーブ制御器と、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
15. 複数のインバータに連結された複数の電力資源を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
16. 前記複数の電力資源は、電池電力資源、太陽光電力資源、燃料電池電力資源、圧縮空気貯蔵電力資源、キャパシタ電力資源、風力タービン電力資源、マイクロタービン電力資源、水力電力資源、波力電力資源、火力電力資源、フライホイール電力資源、及びバイオマス電力資源からなる群から選択されることを特徴とする請求項１５に記載の電力システム。
17. 前記複数の電力資源は、電池電力資源と再生可能電力資源とを含んでおり、
    前記制御システムは、前記複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させた後に、前記電池電力資源の電池貯蔵を上限閾値と比較し、前記電池貯蔵が前記上限閾値を超える場合に、発電を減少させるように前記再生可能電力資源に命令するように更に構成されることを特徴とする請求項１５に記載の電力システム。
18. 前記複数の電力資源のうちの一の電力資源と前記複数の電力変換器のうちの一の電力変換器との間で夫々直列に連結される一又は複数のＤＣ／ＤＣ変換器を更に備えることを特徴とする請求項１５に記載の電力システム。
19. 前記スイッチは、接触器、電動スイッチ、半導体ＡＣスイッチのうちの一つであることを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
20. 単独運転マイクログリッド構成では、前記複数の電力変換器は、前記一の負荷に対する前記結合出力に均等に貢献することを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
21. 単独運転マイクログリッド構成では、前記複数の電力変換器は、前記一の負荷に対する前記結合出力に均等に貢献しないことを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
22. 共通結合点（ＰＣＣ）で互いに連結された複数の電力変換器をグリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させる方法であって、該方法は、
    前記ＰＣＣと外部グリッドとの間に直列に連結された単独運転スイッチを開くことと、
    前記複数の電力変換器の前記マイクログリッド電圧及び周波数指令を最新グリッド電圧及びグリッド周波数に設定することと、
    前記複数の電力変換器の前記マイクログリッド電圧及び周波数指令を前記最新グリッド電圧及びグリッド周波数から公称電圧及び公称周波数にランプさせることと、
    無効電力の共有を容易にするために、前記複数の電力変換器の前記マイクログリッド電圧指令に電圧ドループを適用することと、
    有効電力の共有を容易にするために、前記複数の電力変換器の前記周波数指令に周波数ドループを適用することと、
    を備えることを特徴とする方法。
23. 最新グリッド位相角に応じてマイクログリッド位相角を設定することを更に備えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 外部グリッド電圧振幅及び周波数が上限値又は下限値から外れているか、前記単独運転スイッチが開かれるべきかどうか、を判断するために、外部グリッド電圧振幅及び周波数を監視することを更に備えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
25. 前記複数の電力変換器は、電池電力資源と再生可能電力資源とに連結しており、前記方法は、
    前記電池電力資源の電池貯蔵を前記電池電力資源の上限閾値と比較し、前記電池貯蔵が前記上限閾値を超える場合に、発電を減少させるように前記再生可能電力資源に命令することを更に備えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
26. 共通結合点（ＰＣＣ）で互いに連結された複数の電力変換器を、一のマスタ制御器と、前記複数の電力変換器と連結された一又は複数のスレーブ制御器とを用いて、グリッド・タイモードからマイクログリッドモードに移行させる方法であって、該方法は、
    前記ＰＣＣと外部グリッドとの間に直列に連結された単独運転スイッチを開くことと、
    前記一のマスタ制御器により、前記マイクログリッド電圧及び周波数指令を最新グリッド電圧及びグリッド周波数に設定することと、
    前記一のマスタ制御器により、前記マイクログリッド電圧及び周波数指令を前記最新グリッド電圧及びグリッド周波数から公称電圧及び公称周波数にランプさせることと、
    前記一のマスタ制御器により、前記一又は複数のスレーブ制御器が従う有効／無効電流指令を生成することと、
    前記一又は複数のスレーブ制御器を電流制御モードで動作させ、その間、前記一又は複数のスレーブ制御器のうちの一のスレーブ制御器に連結された一の電力変換器の出力電流は、前記一のマスタ制御器からの前記有効／無効電流指令を用いて制御されることと、
    を備えることを特徴とする方法。
27. 前記一のマスタ制御器により、最新グリッド位相角に応じてマイクログリッド位相角を設定することを更に備えることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
28. 外部グリッド電圧振幅及び周波数が上限値又は下限値から外れているか、前記単独運転スイッチが開かれるべきかどうか、を判断するために、外部グリッド電圧振幅及び周波数を監視することを更に備えることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
29. 前記複数の電力変換器は、電池電力資源と再生可能電力資源とに連結しており、前記方法は、
    前記一のマスタ制御器により、前記電池電力資源の電池貯蔵を前記電池電力資源の上限閾値と比較し、前記電池貯蔵が前記上限閾値を超える場合に、発電を減少させるように前記再生可能電力資源に命令することを更に備えることを特徴とする請求項２６に記載の方法。