JP2019054619A - 制御装置、電力変換装置、制御方法、電力変換方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】さまざまな状況において適切にフリッカの発生を防止する制御装置を提供する。【解決手段】分散電源１１からの電力を系統電源１０に応じた電力に変換する電力変換装置２を制御する制御装置３は、電力系統における電力変換装置が接続されたローカルエリア１００内に接続された電力線１１０および電力変換装置以外の機器のうち少なくとも１つに関する情報を含むローカルエリア情報に基づいて、電力変換装置が単独運転状態を検出するために用いる無効電力出力特性の調整を決定する調整決定部３４と、決定された無効電力出力特性の調整を電力変換装置に指示する調整指示部３５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、電力変換装置、制御方法、電力変換方法、プログラムに関する。

従来、太陽光発電システム等の分散電源を系統電源に連係させる系統連系システムにおいて、単独運転状態および／またはフリッカの発生を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１〜７参照）。
特許文献１ 特開２０１７−１２７０４４号公報
特許文献２ 特開２０１６−１３１４４１号公報
特許文献３ 特開２００８−１９３８２７号公報
特許文献４ 特開２００８−２５９４００号公報
特許文献５ 特開２０１２−０６０８２６号公報
特許文献６ 特開２０１０−０７４９８９号公報
特許文献７ 特開２０１５−１４４５５１号公報

分散電源が接続される電力系統の特性、並びに、他の分散電源および負荷などの接続状況は接続箇所によって異なるので、さまざまな状況において適切にフリッカの発生を防止することが望まれる。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する第１電力変換装置を制御する制御装置が提供される。制御装置は、電力系統における第１電力変換装置が接続されたローカルエリア内に接続された電力線および第１電力変換装置以外の機器のうち少なくとも１つに関する情報を含むローカルエリア情報に基づいて、第１電力変換装置が単独運転状態を検出するために用いる無効電力出力特性の調整を決定する調整決定部を備えてよい。制御装置は、決定された無効電力出力特性の調整を第１電力変換装置に指示する調整指示部を備えてよい。

制御装置は、ローカルエリア内に接続された負荷の使用電力量、ローカルエリア内に接続された第２電力変換装置が出力する有効電力量、ローカルエリア内に接続された配線のラインインピーダンス、およびローカルエリア内のポイントにおける電力潮流の状態のうち少なくとも１つに関する情報を、ローカルエリア情報の少なくとも一部として収集する収集部を更に備えてよい。

制御装置は、ローカルエリア内に接続された負荷の使用電力量および使用電力量の変化の少なくとも１つを予測してローカルエリア情報に含める需要予測部を更に備えてよい。

制御装置は、ローカルエリア内に接続された第２電力変換装置が出力する有効電力量および有効電力量の変化の少なくとも１つを予測してローカルエリア情報に含める供給予測部を更に備えてよい。

ローカルエリア内に接続された第２電力変換装置は、太陽光発電を行う分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換してよい。供給予測部は、日照予測に基づいて第２電力変換装置が出力する有効電力量および有効電力量の変化の少なくとも１つを予測してよい。

調整決定部は、ローカルエリア内に接続された第２電力変換装置が出力する有効電力量が増加したことに応じて、第１電力変換装置が出力する無効電力量をより低減した無効電力出力特性に調整することを決定してよい。

調整決定部は、ローカルエリア内に接続された負荷の使用電力量が増加したことに応じて、第１電力変換装置が出力する無効電力量をより増加させた無効電力出力特性に調整することを決定してよい。

制御装置は、ローカルエリア情報に基づいて、ローカルエリアのモデルを用いて電力シミュレーションを行うシミュレーション処理部を更に備えてよい。調整決定部は、電力シミュレーションの結果に基づいて、無効電力出力特性の調整を決定してよい。

本発明の第２の態様においては、分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する電力変換装置が提供される。電力変換装置は、系統電源が有する多相交流に含まれる複数の単相交流の中から、選択する単相交流を切り替え可能な切替部を備えてよい。電力変換装置は、選択した単相交流を観測した結果に応じて、分散電源からの出力を停止させる出力停止部を備えてよい。

出力停止部は、系統電源側の電圧が基準値未満に低下している場合においては、複数の単相交流のいずれかで単独運転状態が検出されたことに応じて分散電源からの出力を停止させてよい。

出力停止部は、複数の単相交流のそれぞれについて、分散電源の単独運転状態を検出する単独運転検出部を有してよい。出力停止部は、系統電源側の電圧が基準値未満に低下する電圧低下状態を検出する電圧低下検出部を有してよい。出力停止部は、選択した単相交流で単独運転状態が検出されたこと、または、複数の単相交流のいずれかで単独運転状態が検出され、かつ電圧低下状態が検出されたことの停止条件が成立したか否かを判定する条件判定部を有してよい。

本発明の第３の態様においては、第２の態様の電力変換装置を制御する制御装置が提供される。制御装置は、２以上の電力変換装置に対して、多相交流に含まれる複数の単相交流の中から、切替部により同一の単相交流を選択することを指示する選択指示部を備えてよい。

制御装置は、複数の電力変換装置のそれぞれにおいて選択された単相交流の選択情報を取得する選択情報取得部を更に備えてよい。選択指示部は、複数の電力変換装置の中で最も多く選択されている単相交流を選択することを他の電力変換装置に指示してよい。

制御装置は、切替部を有しない一の電力変換装置が停止条件の判定に用いる単相交流を示す固定状態情報を取得する固定状態情報取得部を更に備えてよい。選択指示部は、２以上の電力変換装置に対して、固定状態情報に示された単相交流と同一の単相交流を切替部により選択することを指示してよい。

本発明の第４の態様においては、分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する第１電力変換装置を制御する制御方法が提供される。制御方法は、電力系統における第１電力変換装置が接続されたローカルエリア内に接続された電力線および第１電力変換装置以外の機器のうち少なくとも１つに関する情報を含むローカルエリア情報に基づいて、第１電力変換装置が単独運転状態を検出するために用いる無効電力出力特性の調整を決定する調整決定段階を備えてよい。制御方法は、決定された無効電力出力特性の調整を第１電力変換装置に指示する調整指示段階を備えてよい。

本発明の第５の態様においては、分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する第１電力変換装置を制御するコンピュータを機能させるプログラムが提供される。プログラムは、コンピュータを、電力系統における第１電力変換装置が接続されたローカルエリア内に接続された電力線および第１電力変換装置以外の機器のうち少なくとも１つに関する情報を含むローカルエリア情報に基づいて、第１電力変換装置が単独運転状態を検出するために用いる無効電力出力特性の調整を決定する調整決定部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、決定された無効電力出力特性の調整を第１電力変換装置に指示する調整指示部として機能させてよい。

本発明の第６の態様においては、分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する電力変換方法が提供される。電力変換方法は、系統電源が有する多相交流に含まれる複数の単相交流の中から、選択する単相交流を切り替える切替段階を備えてよい。電力変換方法は、選択した単相交流を観測した結果に応じて、分散電源からの出力を停止させる出力停止段階を備えてよい。

本発明の第７の態様においては、分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換するコンピュータを機能させるプログラムが提供される。プログラムは、コンピュータを、系統電源が有する多相交流に含まれる複数の単相交流の中から、選択する単相交流を切り替え可能な切替部として機能させてよい。プログラムは、コンピュータを、選択した単相交流を観測した結果に応じて、分散電源からの出力を停止させる出力停止部として機能させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る系統連系システムを示す。 無効電力出力特性の調整態様の一例を示す。 ローカルエリアのモデルを示す。 制御装置により行われる、無効電力出力特性の制御方法を示す。 電力変換装置により行われる単独運転の検出方法を示す。 変形例における電力変換装置を示す。 出力停止部を示す。 各単相交流電圧の波形を示す。 変形例に係る系統連系システムを示す。 制御装置により行われる、選択相の制御方法を示す。 電力変換装置により行われる単独運転の検出方法を示す。 本実施形態に係るコンピュータの構成の一例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［１．系統連系システムの構成］
図１は、本実施形態に係る系統連系システム１を示す。系統連系システム１は、電力業者等が提供する電力系統に含まれる系統電源１０と、電力系統の少なくとも一部をなすローカルエリア１００に接続された太陽光発電システム、風力発電システムおよび燃料電池発電システム等である１または複数（本実施形態では一例として２つ）の分散電源１１と、系統電源１０および分散電源１１の間にそれぞれ設けられて分散電源１１からの電力を系統電源１０に応じた電力に変換して系統電源１０に供給する１または複数（本実施形態では一例として２つ）の電力変換装置２と、ローカルエリア１００内の電力変換装置２を制御する制御装置３とを備える。

系統電源１０は、電力系統を管理する電力業者により提供された電力を供給する設備であり、一例として発電所でもよいし、変電所でもよいし、変圧器でもよい。ローカルエリア１００は、電力系統において系統電源１０の末端側に接続された配線、負荷、分散電源等を含むエリアである。一例として、ローカルエリア１００は、人口が少なく電力需要が少ない電力系統の末端の支線に位置するような土地にあり、分散電源１１の一例として多数のソーラーパネルによる太陽光発電設備を設けることができるエリアである。このようなエリアでは、電力系統の末端の支線に比較的大きい分散電源１１が接続されるので、フリッカが発生しやすい構造となり得る。本実施形態では、電力変換装置２と系統電源１０との間の電力線１１０には、電力系統の事故停電、計画停電、および保守停電等の場合に遮断される１または複数の系統側遮断器１１１が設けられている。また、電力線１１０には、１または複数の負荷５０が接続されている。なお、電力線１１０には、意図しないインダクタンス１１０１および抵抗１１０２を含むラインインピーダンス１１００が存在する。

［１−１．電力変換装置］
電力変換装置２は、電力系統の事故停電、計画停電、および保守停電等によって系統電源１０側が電力系統から切り離されて分散電源１１側が単独運転状態となったことを検出する。本実施形態に係る電力変換装置２は、一例として、単独運転を検出したことに応じて、分散電源１１側と系統電源１０側の間を切り離す。これにより、電力変換装置２は、電力系統側での作業・点検の安全性を確保し、及び／又は電力系統側の配電設備を保護することができる。電力変換装置２は、電力変換部２０と、出力停止部２１と、通信部２３とを備える。

［１−１−１．電力変換部］
電力変換部２０は、インバータ２０１およびインバータ制御部２０３を有し、分散電源１１からの電力を系統電源１０に応じた交流に変換する。インバータ２０１は、分散電源１１からの直流電力または交流電力を、電力系統に適合する交流電力に変換して出力する。インバータ制御部２０３は、インバータ２０１が出力する交流電力の電圧、周波数、および位相を電力系統側の電力に合わせるようにインバータ制御部２０３を制御する。

［１−１−２．出力停止部］
出力停止部２１は、系統電源１０が単独運転状態となったことを検出して、分散電源１１からの出力を停止させる。本実施形態に係る出力停止部２１は、電力変換部２０および系統電源１０の間の電源経路に対して無効電力を注入し、単独運転の場合には無効電力注入の影響により電源電力の周波数が大きく変動することを利用して単独運転を検出する。出力停止部２１は、スイッチ２１０と、偏差パラメータ算出部２１１と、無効電力注入部２１３と、単独運転検出部２１５とを有する。

スイッチ２１０は、電力変換部２０および系統電源１０の間に設けられる。スイッチ２１０は、単独運転検出部２１５からの制御を受けて電力変換部２０および系統電源１０の間を接続または遮断する。これにより、スイッチ２１０は、分散電源１１側の電力変換部２０を系統電源１０側と接続して系統電源１０を電力系統と連系させるか否かを切り替える。なお、本実施形態に係る電力変換装置２は、スイッチ２１０を内蔵している構成としているが、これに代えてスイッチ２１０が電力変換装置２の外部にある構成を採ってもよい。

偏差パラメータ算出部２１１は、分散電源１１から供給される電力の周波数に応じた周波数パラメータを算出し、ある期間（第１期間）における周波数パラメータと、第１期間よりも過去の第２期間における周波数パラメータとに基づいて、周波数偏差に応じた偏差パラメータを算出する。

例えば、偏差パラメータ算出部２１１は、スイッチ２１０および系統電源１０の間の電源経路の電圧を検出して、電圧の変化から周波数パラメータの一例として電源電力の周波数を算出する。これに代えて、偏差パラメータ算出部２１１は、配線を流れる電流を検出して周波数パラメータを算出してもよい。偏差パラメータ算出部２１１は、周波数パラメータとして周波数を用いるのに代えて周期を用いることができる。周期は周波数の逆数に他ならないから、当業者にとっては、周波数パラメータとして周期を用いる構成もまた本明細書に実質的に記載されているものと理解できる。また、周波数パラメータは、周波数または周期自体ではなく、周波数または周期に応じて変化する値であってもよい。

また、偏差パラメータ算出部２１１は、算出した周波数パラメータのシーケンスから、現在期間に対応する予め定められた時間長の第１期間における複数の周波数パラメータの代表値と、過去期間に対応する予め定められた時間長の第２期間における複数の周波数パラメータの代表値とを算出する。第１期間および第２期間の代表値は、一例として第１期間および第２期間の周波数パラメータの移動平均値であってよい。第１期間および第２期間は互いに連続していてもよいし、離間していてもよいし、一部が重複していてもよい。第１期間および第２期間の長さは同一でもよいし、異なってもよい。

また、偏差パラメータ算出部２１１は、第１期間および第２期間における周波数パラメータの代表値の偏差、すなわち例えば第１期間における周波数パラメータの代表値から第２期間における周波数パラメータの代表値を減じた、周波数偏差に応じた偏差パラメータを算出する。これに代えて、偏差パラメータは、周期偏差、またはこれらに応じて変化する値等であってもよい。

なお、系統電源１０が多相の交流電力を供給する場合、周波数パラメータおよび偏差パラメータは何れかの単相交流電力について算出されてよい。偏差パラメータ算出部２１１は、算出した偏差パラメータを単独運転検出部２１５および無効電力注入部２１３に供給する。

無効電力注入部２１３は、単独運転検出部２１５が出力する偏差パラメータに応じた無効電力を電源経路に注入する。無効電力注入部２１３は、当該電力変換装置２に接続された分散電源１１の単独運転状態を検出するために用いられる無効電力出力特性に従って、出力する無効電力量を算出する。

無効電力出力特性は、偏差パラメータと、単独運転状態を検出するべく注入されるべき無効電力量との関係である。本実施形態において無効電力出力特性は調整可能となっている。例えば、本実施形態において無効電力注入部２１３は、無効電力出力特性を表す１または複数のパラメータ（無効電力出力特性パラメータとも称する）を調整する。但し、無効電力注入部２１３は、複数の無効電力出力特性から何れかの無効電力出力特性を使用対象として選択してもよい。無効電力注入部２１３は、出力する無効電力量をインバータ制御部２０３に、有効電力量を通信部３６に供給する。

単独運転検出部２１５は、偏差パラメータ算出部２１１が出力する偏差パラメータに基づいて、電源が単独運転しているか否かを検出する。一例として、単独運転検出部２１５は、偏差パラメータに基準以上の変化が検出された場合に、当該電力変換装置２に接続された分散電源１１が単独で電源電力を供給する状態となったと判断する。

なお、本実施形態では出力停止部２１の各部のうち、スイッチ２１０以外の部分は、マイクロコントローラ等のＣＰＵを含む制御コンピュータであり、検出プログラムを実行することにより以下に示す各部として機能する。これに代えて、スイッチ２１０以外の部分は専用回路またはプログラマブル回路によって実現されてもよい。

［１−１−３．通信部］
通信部２３は、専用または汎用のネットワークを介して制御装置３との間で通信する。例えば通信部２３は、制御装置３から出力停止部２１に対する各種の指令を受け取る。また、通信部２３は、当該電力変換装置２が出力する有効電力量を制御装置３に供給する。

［１−２．制御装置］
制御装置３は、ローカルエリア１００内に接続された少なくとも１つの電力変換装置２を制御する。本実施形態では一例として、制御装置３は、ローカルエリア１００に接続された各電力変換装置２を制御する。制御装置３は、系統電源１０の運転状態監視装置でもよいし、電力業者の電力サーバでもよい。制御装置３は、収集部３０と、需要予測部３１と、供給予測部３２と、シミュレーション処理部３３と、調整決定部３４と、調整指示部３５と、通信部３６とを備える。

［１−２−１．収集部］
収集部３０は、ローカルエリア１００内の電力に関するローカルエリア情報の少なくとも一部を収集する。ここで、ローカルエリア情報は、ローカルエリア１００内に接続された電力線１１０および１または複数の機器（本実施形態では一例として電力変換装置２および／または負荷５０）のうち少なくとも１つに関する情報を含む。

例えば、収集部３０は、ローカルエリア１００内に接続された負荷５０の使用電力量、ローカルエリア１００内に接続された各電力変換装置２が出力する有効電力量、ローカルエリア１００内に接続された電力線１１０のラインインピーダンス１１００、およびローカルエリア１００内のポイントにおける電力潮流の状態のうち少なくとも１つに関する情報を収集する。

収集は通信により行われてもよいし、電力業者などから制御装置３への直接的な入力により行われてもよいし、これらにより取得した情報に演算を行うことで行われてもよい。例えば、負荷５０の使用電力量の情報は、負荷５０に内蔵または外部接続されたスマートメータ（図示せず）との通信により収集される。電力変換装置２が出力する有効電力量の情報は、各電力変換装置２との通信により収集される。電力変換装置２が出力する有効電力量の情報に加えて／代えて、電力変換装置２が出力する無効電力量、または電力変換装置２の無効電力出力特性が用いられてもよい。ラインインピーダンス１１００の情報は、電力業者等から供給される。電力潮流の状態は、系統電源１０および分散電源１１の供給電力量、電力線１１０のラインインピーダンス１１００、負荷５０の使用電力量などを用いて収集部３０により算出される。系統電源１０の供給電力量は変電所（図示せず）での供給電力量から算出されてよい。

収集部３０は、収集したローカルエリア情報をシミュレーション処理部３３および調整決定部３４に供給してよい。収集部３０は、ローカルエリア１００内に接続された負荷５０、電力変換装置２およびラインインピーダンス１１００等の仕様情報および収集情報をそれぞれ記憶する図示しないデータベースを有してもよい。

［１−２−２．需要予測部］
需要予測部３１は、ローカルエリア１００内に接続された負荷５０の使用電力量および／または使用電力量の変化を予測してローカルエリア情報に含める。需要予測部３１は、収集部３０により収集される使用電力量に加えて／代えて、予測した使用電力量および／または使用電力量の変化をローカルエリア情報に含めてよい。需要予測部３１は、使用電力量の収集結果から導出される、基準期間（例えば１日、１週間など）内での使用電力量の変動パターンを参照して予測を行ってよい。需要予測部３１は、予測結果を収集部３０に供給してよい。

［１−２−３．供給予測部］
供給予測部３２は、ローカルエリア１００内に接続された各電力変換装置２が出力する有効電力量および／または有効電力量の変化を予測してローカルエリア情報に含める。例えば、分散電源１１が太陽光発電を行う場合には、供給予測部３２は、日照予測に基づいて、当該分散電源１１に接続された電力変換装置２が出力する有効電力量および／または有効電力量の変化を予測する。供給予測部３２は、収集部３０により収集される有効電力量に加えて／代えて、予測した有効電力量および／または有効電力量の変化をローカルエリア情報に含めてよい。供給予測部３２は、有効電力量の収集結果から導出される、基準期間（例えば１日、１週間など）内での有効電力量の変動パターンを参照して予測を行ってよい。供給予測部３２は、予測結果を収集部３０に供給してよい。

［１−２−４．シミュレーション処理部］
シミュレーション処理部３３は、ローカルエリア情報に基づいて、ローカルエリア１００のモデルを用いて電力シミュレーションを行う。例えば、シミュレーション処理部３３は、ローカルエリア１００内に接続された要素間の電力関係を表すモデルをローカルエリア情報から構築し、配線の各ポイントでの電力状態をシミュレーションする。シミュレーション処理部３３は、無効電力の出力によりフリッカが発生するか否かをシミュレーションにより検知してよい。フリッカとは、無効電力注入部２１３による無効電力の注入によって電源経路の電圧が励振され、電源経路に周期的に予め定義されたフリッカ基準以上の電圧変動が生じる現象である。ここでいう周期的な電圧変動は、交流電圧における交流周波数での瞬時電圧の変化ではなく、主に交流周波数よりも長い周期（一例として数Ｈｚ）における最大電圧（あるいは実効電圧または平均電圧）の変動である。

なお、系統電源１０からの電力供給量、各負荷５０の消費電力、各分散電源１１の出力電力、電力系統のノード、負荷５０および分散電源１１の間の接続関係、並びに、配線の特性の全ての情報があれば、精度の高いモデルを構築して電力状態のシミュレーションを実行できることは、当業者であれば自明の事項である。正確なモデルを実現するのに不足している情報があったとしても、よりシンプルなモデルに置き換えてシミュレーションをすることにより、フリッカの発生可能性をある程度予測可能となる。シミュレーション処理部３３は、シミュレーション結果を調整決定部３４に供給してよい。

［１−２−５．調整決定部］
調整決定部３４は、ローカルエリア情報に基づいて、複数の電力変換装置２の無効電力出力特性を調整することをそれぞれ決定する。調整決定部３４は、電力シミュレーションの結果に基づいて調整を決定してもよい。調整を決定する対象の電力変換装置２の情報は、当該電力変換装置２の調整を決定する場合のローカルエリア情報から除かれてもよい。

本実施形態では一例として、調整決定部３４は、無効電力出力特性をどのように調整するかも決定する。調整決定部３４は、無効電力出力特性の調整方向（一例として、出力される無効電力を小さくするか、大きくするかの方向）を決定してもよいし、無効電力出力特性の調整量（一例として、出力される無効電力を変更する大きさ）を決定してもよい。調整決定部３４は、調整後の無効電力出力特性パラメータを決定してもよい。

例えば、調整決定部３４は、ローカルエリア１００内に接続された他の１または複数の電力変換装置２が出力する有効電力量が増加したことに応じて、対象の電力変換装置２により出力される無効電力量をより低減した無効電力出力特性に調整することを決定する。これに加えて／代えて、調整決定部３４は、ローカルエリア１００内に接続された他の１または複数の電力変換装置２が出力する有効電力量が増加することが予想されたことに応じて、対象の電力変換装置２により出力される無効電力量をより低減した無効電力出力特性に調整することを決定する。調整決定部３４は、対象の電力変換装置２により出力される無効電力量が小さくなるように、当該対象の電力変換装置２の無効電力出力特性を調整することを決定してよい。

また、調整決定部３４は、ローカルエリア１００内に接続された負荷５０の使用電力量が増加したことに応じて、対象の電力変換装置２により出力される無効電力量をより増加させた無効電力出力特性に調整することを決定する。これに加えて／代えて、調整決定部３４は、ローカルエリア１００内に接続された負荷５０の使用電力量が増加することが予想されたことに応じて、対象の電力変換装置２により出力される無効電力量をより増加させた無効電力出力特性に調整することを決定する。調整決定部３４は、対象の電力変換装置２により出力される無効電力量が大きくなるように、当該対象の電力変換装置２の無効電力出力特性を調整することを決定してよい。

なお、調整決定部３４は、ローカルエリア１００内において逆潮流となっている部分、つまり分散電源１１から電力が供給されている部分が大きくなったことに応じて、対象の電力変換装置２により出力される無効電力量をより低減した無効電力出力特性に調整することを決定してもよい。また、調整決定部３４は、フリッカが発生したか否かの情報をシミュレーション処理部３３、電力変換装置２および／または電力業者などから取得し、フリッカが発生した場合に、対象の電力変換装置２により出力される無効電力量をより低減した無効電力出力特性に調整することを決定してもよい。また、調整決定部３４は、調整した無効電力出力特性を適用してもなおフリッカが生じる場合に調整量を大きくするように、および／または、調整した無効電力出力特性を適用した場合にフリッカが生じない場合に調整量を小さくするように、学習を行ってもよい。

［１−２−６．調整指示部］
調整指示部３５は、決定された無効電力出力特性の調整を、対象の電力変換装置２に指示する。本実施形態では調整指示部３５は、無効電力出力特性をどのように調整するかを電力変換装置２にさらに指示する。調整指示部３５は、通信部３６を介して調整の指示を行ってよい。

［１−２−７．通信部］
通信部３６は、ローカルエリア１００内に接続された電力変換装置２および負荷５０との間で専用または汎用のネットワークを介して通信する。

以上の制御装置３によれば、単独運転状態を検出するために用いる無効電力出力特性の調整をローカルエリア情報に基づいて決定し、対象の電力変換装置２に指示する。従って、電力変換装置２では、フリッカが生じないような無効電力出力特性を用いて単独運転状態を検出することができるため、フリッカの発生を防止しつつ、単独運転状態を検出することができる。

また、制御装置３は、負荷５０の使用電力量、電力変換装置２が出力する有効電力量、電力線１１０のラインインピーダンス１１００、および、電力潮流の状態のうち少なくとも１つに関する情報をローカルエリア情報の少なくとも一部として収集する。従って、フリッカが生じないような無効電力出力特性を確実に設定することができる。

［１−３．無効電力出力特性］
図２は、無効電力出力特性の調整態様の一例を示す。本図の横軸は偏差パラメータ算出部２１１から受け取る偏差パラメータ（一例として周波数偏差）、縦軸は電源経路に注入すべき無効電力を示す。

無効電力注入部２１３は、偏差パラメータ算出部２１１から受け取った偏差パラメータに応じて注入すべき無効電力を図２のグラフから算出し、算出した無効電力を電源経路に注入するように電力変換部２０を制御する。これにより、無効電力注入部２１３は、電源経路に生じた偏差を助長する方向に無効電力を注入させて、単独運転状態の検出をしやすくする。

偏差パラメータが−ａ〜＋ａの範囲においては、無効電力注入部２１３は、偏差パラメータに応じた無効電流の注入量を比較的小さく制御する。これにより、無効電力注入部２１３は、分散電源１１が電力系統と連系されており電力系統との間の偏差が小さい場合に、電源経路に大きな無効電力を注入して電力系統を乱すことを防止する。偏差パラメータが−ｂ〜−ａおよび＋ａ〜＋ｂの範囲においては、無効電力注入部２１３は、偏差パラメータに応じた無効電力の注入量を比較的大きく制御する。これにより、無効電力注入部２１３は、分散電源１１が電力系統から切り離されることにより偏差パラメータの大きさがａ以上となったことに応じて比較的大きな無効電力を電源経路に注入して、単独運転状態を検出しやくする。偏差パラメータが−ｂ以下または＋ｂ以上の範囲においては、無効電力注入部２１３は、無効電力の注入量を更に増加させず最小値または最大値のまま維持する。これにより、無効電力注入部２１３は、電源経路に過大な無効電力を注入することを防ぐ。

ここで、図中の実線のグラフは調整前の無効電力出力特性を示し、破線のグラフは、調整後の無効電力出力特性を示す。本実施形態では一例として、無効電力出力特性パラメータとして、出力される無効電力の最大値および最小値の絶対値が用いられており、これらが小さくなるように調整される。これに代えて／加えて、無効電力出力特性パラメータは、無効電力の注入量が最大値／最小値となるときの偏差パラメータの値、つまり±ｂの値でもよいし、グラフの傾きでもよい。この場合、無効電力出力特性は、−ｂ〜＋ｂの範囲が大きくなるように調整されてもよいし、グラフの傾きが小さくなるように調整されてもよい。−ａ〜＋ａの範囲内では無効電力出力特性は調整前後で同じであってよい。なお、無効電力出力特性は、出力される無効電力の最大値および最小値の絶対値が大きくなるように調整されてもよいし、−ｂ〜＋ｂの範囲が小さくなるように調整されてもよいし、グラフの傾きが大きくなるように調整されてもよい。

［１−４．電力シミュレーション］
図３は、ローカルエリア１００のモデルを示す。図中の矢印は有効電力の供給方向を示す。本実施形態においては一例として、シミュレーション処理部３３は、ローカルエリア情報として収集した電流値Ｉ０〜Ｉ４、インダクタンスＬ１，Ｌ２、および抵抗値Ｒ１，Ｒ２等を用い、ローカルエリア１００内の逆潮流の部分をモデル化する。また、シミュレーション処理部３３は、得られたモデルを用い、無効電力の出力によりフリッカが発生するか否かをシミュレーションする。例えば、シミュレーション処理部３３は、無効電力出力特性で規定される量の無効電力を注入した場合の電圧変動を注入周波数（一例として６〜７Ｈｚの複数の周波数）ごとに推定し、推定された電圧変動値と、周波数ごとに予め定められた係数との乗算結果がいずれかの周波数において閾値を超える場合に、フリッカが発生することが検出されてよい。

［２．系統連系システムで実行される方法］
［２−１．制御装置で実行される方法］
図４は、制御装置３により行われる、無効電力出力特性の制御方法を示す。制御装置３は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を行うことにより、各電力変換装置２の無効電力出力特性を制御する。この動作フローは、電力系統の状況が変化した場合に実行されてよい。そのような場合としては、例えば、系統電源１０および／または分散電源１１で発電量が調整された場合、日照が変化した場合、系統連系システム１内で分散電源１１および電力変換装置２が新たに起動された場合などが挙げられる。

まず、ステップＳ１０１において、収集部３０はローカルエリア情報を取得する。ステップＳ１０１では、需要予測部３１および供給予測部３２により予測された情報がローカルエリア情報に含められてもよい。また、シミュレーション処理部３３により電力シミュレーションが行われてよい。

次に、ステップＳ１０３において、調整決定部３４は、ローカルエリア情報に基づき、複数の電力変換装置２のそれぞれについて無効電力出力特性を調整するか否かを決定する。調整決定部３４は、シミュレーション結果も用いて決定を行ってよい。

そして、ステップＳ１０５において、調整指示部３５は、無効電力出力特性の調整が決定された電力変換装置２に対して調整を指示し、本図の動作フローを終了する。

以上の方法によれば、無効電力出力特性の調整をローカルエリア情報に基づいて決定し、対象の電力変換装置２に指示することができる。

［２−２．電力変換装置で実行される方法］
図５は、電力変換装置２により行われる単独運転の検出方法を示す。電力変換装置２は、ステップＳ２０１〜Ｓ２１３の処理を行うことにより単独運転を検出する。

まず、ステップＳ２０１において無効電力注入部２１３は、無効電力出力特性パラメータを設定する。例えば、無効電力注入部２１３は、電力変換装置２の起動時には無効電力出力特性パラメータを初期値に設定する。無効電力注入部２１３は、制御装置３から調整が指示された場合には、この指示に従って無効電力出力特性パラメータを調整する。無効電力注入部２１３は、調整が指示されていない場合には無効電力出力特性パラメータを維持してよい。

次に、ステップＳ２０３において偏差パラメータ算出部２１１は、電源電力の周波数に応じた周波数パラメータを算出する。

次に、ステップＳ２０５において、偏差パラメータ算出部２１１は、第１期間における周波数パラメータおよび第２期間における周波数パラメータを算出し、これらに基づいて周波数偏差に応じた偏差パラメータを算出する。

次に、ステップＳ２０７において、単独運転検出部２１５は、偏差パラメータに基づいて、分散電源１１が単独運転しているか否かを検出する。単独運転検出部２１５は、単独運転の検出方法として、特許文献１〜３の方法等の公知の各種の方法を用いてよい。

次に、ステップステップＳ２０９において、単独運転検出部２１５は、単独運転を検出しなかったことに応じて処理をステップＳ２１１に進め、単独運転を検出したことに応じて処理をステップＳ２１３に進める。

ステップＳ２１１において、無効電力注入部２１３は、ステップＳ２０５において算出された偏差パラメータ、および、ステップＳ２０１において設定された無効電力出力特性パラメータに応じた無効電力を電源経路に注入するように電力変換部２０内のインバータ制御部２０３に指示する。そして、電力変換装置２は、処理をステップＳ２０１へと進める。

ステップＳ２１３において、単独運転検出部２１５は、スイッチ２１０を遮断して単独運転状態の系統電源１０を電力系統から切り離し本図の動作フローを終了する。なお、電力変換装置２は、手動によりスイッチ２１０を接続状態に切り替えられるように構成されてよく、電力系統からの電力供給が再開された場合に手動で連系状態に戻されてよい。これに代えて電力変換装置２は、スイッチ２１０の遮断中にも出力停止部２１と系統電源１０の間の電源経路を監視して、電力系統からの電力供給が再開されたことに応じてスイッチ２１０を接続状態に切り替えてもよい。

以上の方法によれば、フリッカが生じないような無効電力出力特性を用いて単独運転状態を検出することができるため、フリッカの発生を防止しつつ、単独運転状態を検出することができる。

［３．電力変換装置の変形例］
図６は、変形例における電力変換装置２Ａを示す。電力変換装置２Ａは、分散電源１１の正電極側および負電極側の電力線１１２（Ｐ），１１２（Ｎ）からの電力を、系統電源１０に応じた多相交流電力（本変形例では一例として三相交流電力）に変換して系統電源１０に供給する。電力変換装置２Ａは、複数の電力線１１０（Ｌ１）〜１１０（Ｌ３）の線間それぞれに、位相の異なる複数の単相交流電力を供給する。電力変換装置２Ａは出力停止部２１Ａを備える。

出力停止部２１Ａは、電力線１１０（Ｌ１）〜１１０（Ｌ３）の線間に供給される３つの単相交流の中から選択される何れかの単相交流を観測した結果に応じて、分散電源１１からの出力を停止させる。これに加え、本変形例では出力停止部２１Ａは、系統電源１０側の電圧が基準値未満に低下している場合においては、３つの単相交流のいずれかで単独運転状態が検出されたことに応じて分散電源１１からの出力を停止させる。出力停止部２１Ａは、各電力線１１０（Ｌ１）〜１１０（Ｌ３）にスイッチ２１０を有すると共に、偏差パラメータ算出部２１１Ａ、単独運転検出部２１５Ａ、切替部２１６、電圧低下検出部２１７および条件判定部２１８を有する。

偏差パラメータ算出部２１１Ａは、三相交流に含まれる３つの単相交流それぞれについて周波数パラメータ、ひいては偏差パラメータを算出する。各単相交流についての周波数パラメータおよび偏差パラメータの算出手法は偏差パラメータ算出部２１１と同様であってよい。偏差パラメータ算出部２１１は、算出した偏差パラメータを単独運転検出部２１５Ａおよび無効電力注入部２１３に供給する。

単独運転検出部２１５Ａは、三相交流に含まれる３つの単相交流の中から選択される何れか１つの単相交流について分散電源１１の単独運転状態を検出する。本変形例では一例として、単独運転検出部２１５Ａは、３つの単相交流のそれぞれについて、分散電源１１の単独運転状態を検出する。各単相交流についての単独運転状態の検出手法は単独運転検出部２１５と同様であってよい。単独運転検出部２１５Ａは、検出結果を切替部２１６および条件判定部２１８に供給してよい。

切替部２１６は、三相交流に含まれる３つの単相交流の中から、選択する単相交流を切り替え可能となっている。切替部２１６は、選択した単相交流での単独運転状態の検出結果を条件判定部２１８に供給する。

なお、本変形例では一例として各単相交流は各電力線１１０の間の交流電力であるが、各電力線１１０とアースまたは接地電位との間の交流電力でもよい。また、切替部２１６は、電力変換装置２Ａが切替操作を受けることに応じて単相交流を切り換えるが、通信部２３が切替信号を受信することに応じて切り換えてもよい。何れの単相交流が選択されているかは、電力変換装置２Ａおよび／または制御装置３で表示されてよい。

電圧低下検出部２１７は、系統電源１０側の電圧が基準値未満に低下する電圧低下状態を検出する。本変形例では電圧低下検出部２１７は、三相交流に含まれる各単相交流について電圧低下状態を検出する。電圧低下検出部２１７は、スイッチ２１０および系統電源１０の間の電源経路で電圧低下を検出してよい。電圧低下検出部２１７は、検出結果を条件判定部２１８に供給してよい。なお、電圧の基準値は、接続する電力会社毎に定められる値に基づいて、または試行錯誤により任意に設定されてよい。

条件判定部２１８は、分散電源１１の停止条件が成立したか否かを判定する。本変形例では停止条件として、切替部２１６が選択した単相交流で単独運転状態が検出されたこと、または、３つの単相交流のいずれかで単独運転状態が検出され、かつ電圧低下状態が検出されたことが用いられる。条件判定部２１８は、何れかの停止条件が成立したと判定した場合には、各スイッチ２１０を遮断する。

以上の電力変換装置２Ａによれば、単独運転状態を検出する単相交流が切替部２１６により切り換えられて他の電力変換装置２と揃えられる。従って、他の電力変換装置２と同じ単相交流のゼロクロスタイミングで周波数の変化、ひいては単独運転状態を検出することができるため、単独運転状態の検出のタイミングを他の電力変換装置２と揃えることができる。よって、単独運転状態にも関わらずＦＲＴ機能によって一部の電力変換装置２が運転を継続してしまうのを防止することができる。

また、単独運転状態を検出する対象として何れの単相交流が選択されているかが電力変換装置２Ａおよび／または制御装置３に表示されるので、表示を確認することで単相交流を確実に揃えることができる。

また、選択した単相交流での検出結果により出力を停止するのに加え、系統電源１０側の電圧が基準値未満に低下している場合に他の単相交流で単独運転状態が検出されたことに応じても出力を停止させるので、単独運転状態での運転継続を確実に防止することができる。

［３−１．出力停止部の構成例］
図７は、出力停止部２１Ａを示す。但し、図中ではスイッチ２１０の図示を省略している。

出力停止部２１Ａの電圧低下検出部２１７は、三相の各交流電圧について電圧低下状態を検出する。例えば、電圧低下検出部２１７は、電力線１１０（Ｌ１）および１１０（Ｌ２）間の電圧Ｖ_Ｌ１Ｌ２と、電力線１１０（Ｌ２）および１１０（Ｌ３）間の電圧Ｖ_Ｌ２Ｌ３と、電力線１１０（Ｌ３）および１１０（Ｌ１）間の電圧Ｖ_Ｌ３Ｌ１とについて電圧低下状態を検出する。電圧低下検出部２１７は、何れかの単相交流に電圧低下が検出されたか否かを示す信号を条件判定部２１８に供給する。本変形例では一例として、この信号は何れかの単相交流に電圧低下が検出された場合にハイとなる。

偏差パラメータ算出部２１１Ａは、三相の各交流電圧からそれぞれ偏差パラメータを算出する。例えば、偏差パラメータ算出部２１１Ａは、電力線１１０（Ｌ１）および１１０（Ｌ２）間の電圧Ｖ_Ｌ１Ｌ２から偏差パラメータＰ_{ＶＬ１Ｌ２}を算出する。また、偏差パラメータ算出部２１１Ａは、電力線１１０（Ｌ２）および１１０（Ｌ３）間の電圧Ｖ_Ｌ２Ｌ３から偏差パラメータＰ_{ＶＬ２Ｌ３}を算出する。また、偏差パラメータ算出部２１１Ａは、電力線１１０（Ｌ３）および１１０（Ｌ１）間の電圧Ｖ_Ｌ３Ｌ１から偏差パラメータＰ_{ＶＬ３Ｌ１}を算出する。偏差パラメータ算出部２１１Ａは、算出した偏差パラメータＰ_{ＶＬ１Ｌ２}，Ｐ_{ＶＬ２Ｌ３}，Ｐ_{ＶＬ３Ｌ１}をそれぞれ単独運転検出部２１５Ａに供給する。

単独運転検出部２１５Ａは、３つの単相交流のそれぞれについて、分散電源１１の単独運転状態を検出する。例えば、単独運転検出部２１５Ａは、単相交流電圧Ｖ_Ｌ１Ｌ２について偏差パラメータＰ_{ＶＬ１Ｌ２}から単独運転状態を検出する。また、単独運転検出部２１５Ａは、単相交流電圧Ｖ_Ｌ２Ｌ３について偏差パラメータＰ_{ＶＬ２Ｌ３}から単独運転状態を検出する。また、単独運転検出部２１５Ａは、単相交流電圧Ｖ_Ｌ３Ｌ１について偏差パラメータＰ_{ＶＬ３Ｌ１}から単独運転状態を検出する。単独運転検出部２１５Ａは、検出結果を表す検出信号Ｓ_{ＶＬ１Ｌ２}，Ｓ_{ＶＬ２Ｌ３}，Ｓ_{ＶＬ３Ｌ１}をそれぞれ切替部２１６および条件判定部２１８に供給する。本変形例では一例として、検出信号Ｓ_{ＶＬ１Ｌ２}，Ｓ_{ＶＬ２Ｌ３}，Ｓ_{ＶＬ３Ｌ１}は、単独運転状態が検出された場合にハイとなる。

切替部２１６は、セレクタスイッチであり、検出信号Ｓ_{ＶＬ１Ｌ２}，Ｓ_{ＶＬ２Ｌ３}，Ｓ_{ＶＬ３Ｌ１}の何れかを条件判定部２１８に供給する。これにより、選択した単相交流で単独運転状態が検出されたか否かを示す信号が条件判定部２１８に供給される。

条件判定部２１８は、ＯＲ回路２１８１、２１８５およびＡＮＤ回路２１８３を有する。
ＯＲ回路２１８１は、単独運転検出部２１５Ａから供給される検出信号Ｓ_{ＶＬ１Ｌ２}，Ｓ_{ＶＬ２Ｌ３}，Ｓ_{ＶＬ３Ｌ１}の論理和をとった信号をＡＮＤ回路２１８３に供給する。これにより、３つの単相交流のいずれかで単独運転状態が検出されたか否かを示す信号がＡＮＤ回路２１８３に供給される。

ＡＮＤ回路２１８３は、ＯＲ回路２１８１から供給される信号と、電圧低下検出部２１７から供給される信号との論理積をとった信号をＯＲ回路２１８５に供給する。これにより、何れかの単相交流で単独運転状態が検出され、かつ、何れかの単相交流に電圧低下が検出されたか否かを示す信号がＯＲ回路２１８５に供給される。

ＯＲ回路２１８５は、切替部２１６から供給される信号と、ＡＮＤ回路２１８３から供給される信号との論理和をとった信号をスイッチ２１０に供給する。これにより、選択した単相交流で単独運転状態が検出されたこと、または、３つの単相交流のいずれかで単独運転状態が検出され、かつ電圧低下状態が検出されたことの何れかの停止条件が満たされる場合にスイッチ２１０に停止指令が供給される。

［３−２．単相交流のゼロクロスタイミング］
図８は、各単相交流電圧Ｖ_Ｌ１Ｌ２，Ｖ_Ｌ２Ｌ３，Ｖ_Ｌ３Ｌ１の波形を示す。ここで、図中の横軸は時間（ｍｓ）を示し、縦軸は電圧値（Ｖ）を示す。縦軸および横軸の数値は一例であり、これに限定されるものではない。

本変形例では、単相交流の周波数および周期は、立上りのゼロクロスタイミングの間隔から算出される。例えば、単相交流電圧Ｖ_Ｌ１Ｌ２の周波数パラメータは、一例として２０ｍｓ付近，４０ｍｓ付近，…のゼロクロスタイミングでそれぞれ算出される。また、単相交流電圧Ｖ_Ｌ２Ｌ３の周波数パラメータは、一例として２６．７ｍｓ付近，４６．７ｍｓ付近，…のゼロクロスタイミングでそれぞれ算出される。また、単相交流電圧Ｖ_Ｌ３Ｌ１の周波数パラメータは、一例として３３．３ｍｓ付近，５３．３ｍｓ付近，…のゼロクロスタイミングでそれぞれ算出される。そのため、単独運転状態を検出する単相交流が電力変換装置２Ａの間で異なっていると、検出タイミングが最大で１３．３ｍｓ異なり得る。

これに対し、本変形例の電力変換装置２Ａでは、周波数パラメータおよび偏差パラメータを算出する単相交流を電力変換装置２の間で揃えることができるため、単独運転状態の検出のタイミングを電力変換装置２の間で揃えることができる。

［４．系統連系システムの変形例］
［４−１．変形例の系統連系システムの構成］
図９は、変形例に係る系統連系システム１Ａを示す。系統連系システム１Ａは、系統電源１０および分散電源１１の間にそれぞれ設けられた２以上（変形例では一例として３つ）の電力変換装置２Ａと、ローカルエリア１００内の電力変換装置２Ａを制御する制御装置３Ａとを備える。なお、系統連系システム１Ａは、２以上の電力変換装置２Ａを備える限りにおいて１つの電力変換装置２をさらに備えてもよい。

制御装置３Ａは、選択する単相交流を電力変換装置２Ａの間で揃える。系統連系システム１Ａに電力変換装置２が存在する場合には、制御装置３Ａは、選択する単相交流を電力変換装置２および電力変換装置２Ａの間で揃える。制御装置３Ａは、選択情報取得部３７と、固定状態情報取得部３８と、選択指示部３９とを有する。

選択情報取得部３７は、複数の電力変換装置２Ａのそれぞれにおいて選択されている単相交流の選択情報を取得する。選択情報取得部３７は、取得した選択情報を選択指示部３９に供給する。

固定状態情報取得部３８は、切替部２１６を有しない一の電力変換装置２から固定状態情報を取得する。ここで、固定状態情報とは、電力変換装置２が停止条件の判定に用いる単相交流を示す情報である。固定状態情報取得部３８は、取得した固定状態情報を選択指示部３９に供給する。

選択指示部３９は、２以上の電力変換装置２Ａに対し、系統電源１０が有する多相交流に含まれる複数の単相交流の中から、切替部２１６によって同一の単相交流を選択することを指示する。例えば、選択指示部３９は、選択情報取得部３７および／または固定状態情報取得部３８から供給される情報を用いて、選択するべき一の単相交流を決定し各電力変換装置２Ａに指示する。

以上の制御装置３Ａによれば、各電力変換装置２Ａに対して操作を行うことなく、選択する単相交流を電力変換装置２Ａの間で揃えることができる。従って、単独運転状態の検出のタイミングを容易に揃えることができる。

［４−２．変形例の系統連系システムで実行される方法］
［４−２−１．制御装置で実行される方法］
図１０は、制御装置３Ａにより行われる、選択相の制御方法を示す。制御装置３Ａは、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理を行うことにより、各電力変換装置２Ａで選択される単相交流を制御する。なお、この動作フローは、系統連系システム１Ａ内で分散電源１１および電力変換装置２が新たに起動された場合に実行されてよい。また、この動作フローは、上述の図４の動作フローと並行して行われてよい。

まず、ステップＳ３０１において選択情報取得部３７は、複数の電力変換装置２Ａのそれぞれにおいて選択されている単相交流の選択情報を取得する。例えば、選択情報取得部３７は、電力変換装置２Ａの切替部２１６により選択された単相交流の情報を、通信部３６を介して取得する。

次に、ステップＳ３０３において固定状態情報取得部３８は、切替部２１６を有しない一の電力変換装置２から固定状態情報を取得する。例えば、固定状態情報取得部３８は、通信部３６を介して電力変換装置２から固定状態情報を取得する。

次に、ステップＳ３０５において選択指示部３９は、電力変換装置２Ａの切替部２１６に同一の単相交流を選択することを指示し、本図の動作フローを終了する。例えば、選択指示部３９は、複数の電力変換装置２Ａの中で最も多く選択されている単相交流を選択することを他の電力変換装置２Ａに指示する。一例として選択指示部３９は、最も多く選択されている単相交流を選択していない各電力変換装置２Ａに対し、当該単相交流を選択するよう指示する。これに加えて／代えて、選択指示部３９は、系統連系システム１Ａに切替部２１６を有しない電力変換装置２が存在する場合には、当該電力変換装置２から取得された固定状態情報に示された単相交流と同一の単相交流を選択することを各電力変換装置２Ａに指示する。

以上の方法によれば、最も多く選択されている単相交流を各電力変換装置２Ａに選択させるので、効率良く単相交流を揃えることができる。また、固定状態情報に示された単相交流を各電力変換装置２Ａに選択させるので、切替部２１６を有しない電力変換装置２が系統連系システム１Ａ内に存在する場合であっても、選択する単相交流を確実に揃えることができる。

［４−２−２．電力変換装置で実行される方法］
図１１は、電力変換装置２Ａにより行われる単独運転の検出方法を示す。電力変換装置２Ａは、ステップＳ４０１〜Ｓ４１９の処理を行うことにより単独運転を検出する。

まず、ステップＳ４０１において電力変換装置２Ａは、制御装置３Ａから単相交流の選択指示を受信したか否かを判定する。電力変換装置２Ａは、ステップＳ４０１において選択指示を受信していないと判定されたことに応じてステップＳ４０５に処理を移行し、受信したと判定されたことに応じてステップＳ４０３に処理を移行する。

ステップＳ４０３において、切替部２１６は、選択する単相交流を選択指示に従って切り替える。

次に、ステップＳ４０５〜Ｓ４１１において電力変換装置２Ａは、上述のステップＳ２０１〜Ｓ２０７と同様にして、無効電力出力特性パラメータの設定、周波数パラメータおよび偏差パラメータの算出、単独運転状態の検出を行う。但し、ステップＳ４１１では、単独運転検出部２１５は、選択された単相交流と、これ以外の各単相交流とについてそれぞれ単独運転状態を検出する。

次に、ステップＳ４１３において電圧低下検出部２１７は、電圧低下状態を検出する。ステップＳ４１３の処理はステップＳ４０３〜Ｓ４１１の間で行われてもよい。

次に、ステップＳ４１５において条件判定部２１８は、選択した単相交流を観測した結果、当該単相交流で単独運転状態が検出されたという停止条件が成立したか否かを判定する。また、条件判定部２１８は、３つの単相交流のいずれかで単独運転状態が検出され、かつ電圧低下状態が検出されたという停止条件が成立したか否かを判定する。電力変換装置２Ａは、ステップＳ４１５において停止条件が成立しないと判定されたことに応じてステップＳ４１７に処理を移行し、成立したと判定されたことに応じてステップＳ４１９に処理を移行する。

ステップＳ４１７において無効電力注入部２１３は、上述のステップＳ２１１と同様にして無効電力を注入する。そして、電力変換装置２Ａは処理をステップＳ４０１へと進める。

ステップＳ４１９において条件判定部２１８は、上述のステップＳ２１３と同様にしてスイッチ２１０を遮断して単独運転状態の系統電源１０を電力系統から切り離し本図の動作フローを終了する。これにより、選択された単相交流を観測した結果に応じて、分散電源１１からの出力が停止される。また、系統電源１０側の電圧が基準値未満に低下している場合においては、３つの単相交流のいずれかで単独運転状態が検出されたことに応じて分散電源１１からの出力が停止される。

以上の方法によれば、単独運転状態を検出する単相交流を他の電力変換装置２と揃えることができる。従って、単独運転状態の検出のタイミングを他の電力変換装置２と揃えることができるため、単独運転状態にも関わらずＦＲＴ機能によって一部の電力変換装置２が運転を継続してしまうのを防止することができる。

なお、上記の実施形態および変形例では、制御装置３は収集部３０、需要予測部３１、供給予測部３２、シミュレーション処理部３３および通信部３６を有することとして説明したが、これらの少なくとも１つを有しないこととしてもよい。この場合には、調整決定部３４は、入力されるローカルエリア情報に基づいて無効電力出力特性の調整を決定してよい。

また、電力変換装置２Ａは電圧低下検出部２１７および条件判定部２１８を有することとして説明したが、これらを有しないこととしてもよい。この場合には、選択された単相交流で単独運転状態が検出された場合に単独運転検出部２１５が各スイッチ２１０を遮断してよい。また、切替部２１６が電力線１１０（Ｌ１）〜１１０（Ｌ３）と偏差パラメータ算出部２１１Ａとの間に設けられ、選択された単相交流に対応する線間電圧のみを偏差パラメータ算出部２１１Ａに供給してよい。

また、制御装置３Ａは選択情報取得部３７および固定状態情報取得部３８を有することとして説明したが、これらの少なくとも一方を有しないこととしてもよい。この場合には、選択指示部３９は操作に応じて、どの単相交流を選択するかを各電力変換装置２Ａに指示してよい。

また、本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図１２は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インタフェース２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インタフェース２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１（１Ａ） 系統連系システム、２（２Ａ） 電力変換装置、３（３Ａ） 制御装置、１０ 系統電源、１１ 分散電源、２０ 電力変換部、２１（２１Ａ） 出力停止部、２３ 通信部、３０ 収集部、３１ 需要予測部、３２ 供給予測部、３３ シミュレーション処理部、３４ 調整決定部、３５ 調整指示部、３６ 通信部、３７ 選択情報取得部、３８ 固定状態情報取得部、３９ 選択指示部、５０ 負荷、１００ ローカルエリア、１１０ 電力線、１１１ 系統側遮断器、１１２ 電力線、２０１ インバータ、２０３ インバータ制御部、２１０ スイッチ、２１１（２１１Ａ） 偏差パラメータ算出部、２１３ 無効電力注入部、２１５（２１５Ａ） 単独運転検出部、２１６ 切替部、２１７ 電圧低下検出部、２１８ 条件判定部、１１００ ラインインピーダンス、１１０１ インダクタンス、１１０２ 抵抗、２１８１ ＯＲ回路、２１８３ ＡＮＤ回路、２１８５ ＯＲ回路、２２００ コンピュータ、２２０１ ＤＶＤ−ＲＯＭ、２２１０ ホストコントローラ、２２１２ ＣＰＵ、２２１４ ＲＡＭ、２２１６ グラフィックコントローラ、２２１８ ディスプレイデバイス、２２２０ 入／出力コントローラ、２２２２ 通信インタフェース、２２２４ ハードディスクドライブ、２２２６ ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、２２３０ ＲＯＭ、２２４０ 入／出力チップ、２２４２ キーボード

Claims (18)

1. 分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する第１電力変換装置を制御する制御装置であって、
   電力系統における前記第１電力変換装置が接続されたローカルエリア内に接続された電力線および前記第１電力変換装置以外の機器のうち少なくとも１つに関する情報を含むローカルエリア情報に基づいて、前記第１電力変換装置が単独運転状態を検出するために用いる無効電力出力特性の調整を決定する調整決定部と、
   決定された無効電力出力特性の調整を前記第１電力変換装置に指示する調整指示部と、
   を備える制御装置。
2. 前記ローカルエリア内に接続された負荷の使用電力量、前記ローカルエリア内に接続された第２電力変換装置が出力する有効電力量、前記ローカルエリア内に接続された配線のラインインピーダンス、および前記ローカルエリア内のポイントにおける電力潮流の状態のうち少なくとも１つに関する情報を、前記ローカルエリア情報の少なくとも一部として収集する収集部を更に備える請求項１に記載の制御装置。
3. 前記ローカルエリア内に接続された負荷の使用電力量または使用電力量の変化を予測して前記ローカルエリア情報に含める需要予測部を更に備える請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記ローカルエリア内に接続された第２電力変換装置が出力する有効電力量または有効電力量の変化を予測して前記ローカルエリア情報に含める供給予測部を更に備える請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記ローカルエリア内に接続された第２電力変換装置は、太陽光発電を行う分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換し、
   前記供給予測部は、日照予測に基づいて前記第２電力変換装置が出力する有効電力量および有効電力量の変化の少なくとも１つを予測する
   請求項４に記載の制御装置。
6. 前記調整決定部は、前記ローカルエリア内に接続された第２電力変換装置が出力する有効電力量が増加したことに応じて、前記第１電力変換装置が出力する無効電力量をより低減した前記無効電力出力特性に調整することを決定する請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 前記調整決定部は、前記ローカルエリア内に接続された負荷の使用電力量が増加したことに応じて、前記第１電力変換装置が出力する無効電力量をより増加させた前記無効電力出力特性に調整することを決定する請求項１から６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 前記ローカルエリア情報に基づいて、前記ローカルエリアのモデルを用いて電力シミュレーションを行うシミュレーション処理部を更に備え、
   前記調整決定部は、前記電力シミュレーションの結果に基づいて、前記無効電力出力特性の調整を決定する請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する電力変換装置であって、
   前記系統電源が有する多相交流に含まれる複数の単相交流の中から、選択する単相交流を切り替え可能な切替部と、
   選択した前記単相交流を観測した結果に応じて、前記分散電源からの出力を停止させる出力停止部と
   を備える電力変換装置。
10. 前記出力停止部は、前記系統電源側の電圧が基準値未満に低下している場合においては、前記複数の単相交流のいずれかで単独運転状態が検出されたことに応じて前記分散電源からの出力を停止させる請求項９に記載の電力変換装置。
11. 前記出力停止部は、
    前記複数の単相交流のそれぞれについて、前記分散電源の単独運転状態を検出する単独運転検出部と、
    前記系統電源側の電圧が基準値未満に低下する電圧低下状態を検出する電圧低下検出部と、
    選択した前記単相交流で前記単独運転状態が検出されたこと、または、前記複数の単相交流のいずれかで前記単独運転状態が検出され、かつ前記電圧低下状態が検出されたことの停止条件が成立したか否かを判定する条件判定部と
    を有する請求項１０に記載の電力変換装置。
12. 請求項９から１１のいずれか一項に記載の電力変換装置を制御する制御装置であって、
    ２以上の前記電力変換装置に対して、前記多相交流に含まれる前記複数の単相交流の中から、前記切替部により同一の単相交流を選択することを指示する選択指示部
    を備える制御装置。
13. 複数の前記電力変換装置のそれぞれにおいて選択された単相交流の選択情報を取得する選択情報取得部を更に備え、
    前記選択指示部は、前記複数の電力変換装置の中で最も多く選択されている単相交流を選択することを他の前記電力変換装置に指示する
    請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記切替部を有しない一の電力変換装置が停止条件の判定に用いる単相交流を示す固定状態情報を取得する固定状態情報取得部を更に備え、
    前記選択指示部は、前記２以上の電力変換装置に対して、前記固定状態情報に示された単相交流と同一の単相交流を前記切替部により選択することを指示する
    請求項１２または１３に記載の制御装置。
15. 分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する第１電力変換装置を制御する制御方法であって、
    電力系統における前記第１電力変換装置が接続されたローカルエリア内に接続された電力線および前記第１電力変換装置以外の機器のうち少なくとも１つに関する情報を含むローカルエリア情報に基づいて、前記第１電力変換装置が単独運転状態を検出するために用いる無効電力出力特性の調整を決定する調整決定段階と、
    決定された無効電力出力特性の調整を前記第１電力変換装置に指示する調整指示段階と、
    を備える制御方法。
16. 分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する第１電力変換装置を制御するコンピュータを、
    電力系統における前記第１電力変換装置が接続されたローカルエリア内に接続された電力線および前記第１電力変換装置以外の機器のうち少なくとも１つに関する情報を含むローカルエリア情報に基づいて、前記第１電力変換装置が単独運転状態を検出するために用いる無効電力出力特性の調整を決定する調整決定部と、
    決定された無効電力出力特性の調整を前記第１電力変換装置に指示する調整指示部、
    として機能させるプログラム。
17. 分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換する電力変換方法であって、
    前記系統電源が有する多相交流に含まれる複数の単相交流の中から、選択する単相交流を切り替える切替段階と、
    選択した前記単相交流を観測した結果に応じて、前記分散電源からの出力を停止させる出力停止段階と
    を備える電力変換方法。
18. 分散電源からの電力を系統電源に応じた電力に変換するコンピュータを、
    前記系統電源が有する多相交流に含まれる複数の単相交流の中から、選択する単相交流を切り替え可能な切替部と、
    選択した前記単相交流を観測した結果に応じて、前記分散電源からの出力を停止させる出力停止部
    として機能させるプログラム。