JP2023054203A - 分散型電源システム及びその運用方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】単相３線式電路の一方の相に接続する分散型電源システムの機能を、十分に活用できるようにする。【解決手段】単相３線式電路に接続される蓄電装置を含む分散型電源システムであって、蓄電装置は、蓄電池を含む直流電源部と、直流電源部に接続され、第１レグ、第２レグ、及び、第３レグを有するインバータと、インバータと第１電圧線との間に設けられた第１スイッチと、インバータと第２電圧線との間に設けられた第２スイッチと、第２レグを開路し、第１レグ及び第３レグをスイッチング動作させ、第１スイッチを閉路し、かつ、第２スイッチを開路するＵ相稼働状態と、第１レグを開路し、第２レグ及び第３レグをスイッチング動作させ、第２スイッチを閉路し、かつ、第１スイッチを開路するＷ相稼働状態とを、Ｕ相の受電点における電力、及び、Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、分散型電源システム及びその運用方法に関する。
日本国内で住宅等の需要家に電力を供給する低圧配電線は、主として、ＡＣ２００Ｖ／ＡＣ１００Ｖの単相３線式である。一方、近年普及が進んでいる住宅用の太陽光発電装置、蓄電装置、燃料電池システム等の分散型電源システムは、単相３線式の３電路のうち、中性線を除く電圧線の２線間にＡＣ２００Ｖを出力する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１８－１１４７６号公報
住宅用の太陽光発電装置では、多数の発電用のセルを互いに直列に接続することによって、２００Ｖから３００Ｖ程度の直流電圧を出力するストリングを構成する。そして、この直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにより例えば３５０Ｖ（交流２００Ｖのピーク値に余裕をみた値の一例）に昇圧した後、単相インバータによりＡＣ２００Ｖに変換して商用電力系統に連系する。この場合、ストリングの直流電圧が２００Ｖ以上あるので、昇圧の幅が比較的小さい。そのため、安価な電力変換装置で、高い効率の電力変換を行うことができる。
一方、住宅用の蓄電装置又は燃料電池システムに用いられる蓄電池又は燃料電池の直流電圧は、一般に上記の太陽光発電のストリングよりも低く、１００Ｖ以下の場合も多い。１００Ｖ以下の低い直流電圧を、一旦３５０Ｖもの直流電圧に変換するには、１段のＤＣ／ＤＣコンバータのみでは無理がある。そこで、複数段に非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータを接続して、段階的に電圧を上げるか、または、ＤＣ／ＤＣコンバータを高周波絶縁型にして、トランスの巻線比によって電圧を上げることになる。しかしながら、その場合、装置の大型化、コスト上昇、及び、電力変換効率低下の問題が生じる。
そこで、蓄電装置又は燃料電池システムが出力する電圧をＡＣ１００Ｖとして、単相３線式電路の中性線を除く電圧線の２線の一方と、中性線の間に出力を提供することが考えられる。この場合、単相インバータの直流側電圧は１７５Ｖ程度で良いので、１段の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータでも昇圧が可能となり、装置の小型化、低コスト化、及び、高い電力変換効率を実現することが可能となる。
しかしながら、出力ＡＣ１００Ｖの分散型電源システムでは、単相３線式電路の一方の相にのみ電力を供給し、他方の相には電力を供給することができない。そのため、一方の相と他方の相とで負荷の電力消費が大きく異なる場合には、分散型電源システムの有する給電及び蓄電の機能を、十分に活用することができない。その結果、買電、売電の量が増大し、しかも、売電の買い取り価格が低下すると、需要家における電力コストの節約に繋がらない可能性もある。
かかる課題に鑑み、本開示は、単相３線式電路の一方の相に接続する分散型電源システムの機能を、十分に活用できるようにすることを目的とする。
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は特許請求の範囲によって定められるものである。
本開示の分散型電源システムは、第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される蓄電装置を含む分散型電源システムであって、前記第１電圧線と前記中性線との間をＵ相、前記第２電圧線と前記中性線との間をＷ相と定義した場合に、前記蓄電装置は、
蓄電池を含む直流電源部と、
前記直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有するインバータと、
前記インバータと前記第１電圧線との間に設けられた第１スイッチと、
前記インバータと前記第２電圧線との間に設けられた第２スイッチと、
前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第１スイッチを閉路し、かつ、前記第２スイッチを開路するＵ相稼働状態と、前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第２スイッチを閉路し、かつ、前記第１スイッチを開路するＷ相稼働状態とを、前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える制御部と、
を備えている。
他の表現による分散型電源システムは、第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される２組の蓄電装置を含む分散型電源システムであって、前記第１電圧線と前記中性線との間をＵ相、前記第２電圧線と前記中性線との間をＷ相と定義した場合に、
前記単相３線式電路の前記第１電圧線と前記第２電圧線との間に出力を供給するよう接続された太陽光発電装置を備え、
前記２組の蓄電装置の各々は、
蓄電池を含む直流電源部と、
前記直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有する、インバータと、
前記インバータと前記第１電圧線との間に設けられた第１スイッチと、
前記インバータと前記第２電圧線との間に設けられた第２スイッチと、
前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第１スイッチを閉路し、かつ、前記第２スイッチを開路するＵ相稼働状態と、前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第２スイッチを閉路し、かつ、前記第１スイッチを開路するＷ相稼働状態とを、前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える制御部と、
を備えている。
方法の観点からは、第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される蓄電装置であって、蓄電池を含む直流電源部と、当該直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有するインバータ、を含む蓄電装置を対象とした分散型電源システムの運用方法であって、
前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させるとともに、前記インバータを前記Ｕ相に接続し、前記Ｗ相とは非接続とするＵ相稼働状態と、
前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させるとともに、前記インバータを前記Ｗ相に接続し、前記Ｕ相とは非接続とするＷ相稼働状態とを、
前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える、分散型電源システムの運用方法である。
本開示によれば、単相３線式電路の一方の相に接続する分散型電源システムの機能を、十分に活用できるようにすることができる。
図１は、第１実施形態による分散型電源システムの回路図である。 図２は、蓄電装置の内部回路図の一例である。 図３は、制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図４は、第２実施形態による分散型電源システムの回路図である。 図５は、分散型電源システムの参考例を示す回路図である。 図６は、図５に示した分散型電源システムにおいて、具体的な状態の一例を当てはめて考えた回路図である。 図７は、図５に示した分散型電源システムにおいて、具体的な状態の他の例を当てはめて考えた回路図である。
［本開示の実施形態の説明］
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
（１）これは、第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される蓄電装置を含む分散型電源システムであって、前記第１電圧線と前記中性線との間をＵ相、前記第２電圧線と前記中性線との間をＷ相と定義した場合に、前記蓄電装置は、蓄電池を含む直流電源部と、前記直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有するインバータと、前記インバータと前記第１電圧線との間に設けられた第１スイッチと、前記インバータと前記第２電圧線との間に設けられた第２スイッチと、前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第１スイッチを閉路し、かつ、前記第２スイッチを開路するＵ相稼働状態と、前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第２スイッチを閉路し、かつ、前記第１スイッチを開路するＷ相稼働状態とを、前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える制御部と、を備えている。
上記のように構成された分散型電源システムでは、同時には、Ｕ相及びＷ相のいずれか一方とインバータとの間でしか電力の受け渡しができないが、電力使用状況に応じて、３レグ中で使用する２レグを切り替え、かつ、スイッチで接続の状態を切り替えることにより、他方の相とインバータとの間でも、電力の受け渡しを行うことができる。これにより、分散型電源システムにおける蓄電装置の有する給電及び蓄電の機能を、十分に活用することができる。
（２）前記（１）の分散型電源システムにおいて、前記蓄電池を放電させる場合、前記制御部は例えば、前記Ｕ相の負荷及び前記Ｗ相の負荷のうち、電力消費が多い方の負荷が接続されている相に前記インバータを接続する。
この場合、Ｕ相及びＷ相にそれぞれ接続されている負荷のうち、電力消費の多い方の負荷が接続されている相に対して蓄電池から給電することにより、単相３線式の電路から買電する電力を抑制することができる。
（３）前記（１）又は（２）の分散型電源システムは、前記単相３線式電路の前記第１電圧線と前記第２電圧線との間に出力を供給するよう接続された太陽光発電装置を備えていてもよい。かかる分散型電源システムにおいて、前記太陽光発電装置の発電電力を用いて前記蓄電池を充電する場合、前記制御部は例えば、前記Ｕ相の負荷及び前記Ｗ相の負荷のうち、電力消費が少ない方の負荷が接続されている相に前記インバータを接続する。
この場合、Ｕ相及びＷ相にそれぞれ接続されている負荷のうち、電力消費の少ない方の負荷が接続されている相の余剰電力によって蓄電池を充電することにより、太陽光発電の余剰電力を有効利用することができる。
（４）前記（１）又は（２）の分散型電源システムは、前記単相３線式電路の前記第１電圧線と前記第２電圧線との間に出力を供給するよう接続された太陽光発電装置を備えていてもよい。かかる分散型電源システムにおいては、前記太陽光発電装置の発電電力を用いて前記蓄電池を充電する場合、前記制御部は例えば、前記太陽光発電装置の出力に基づく余剰電力が多い方の相に前記インバータを接続する。
この場合、Ｕ相及びＷ相のうち、余剰電力が多い方の相の当該余剰電力によって蓄電池を充電することにより、太陽光発電の余剰電力を有効利用することができる。
（５）また、これは、第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される２組の蓄電装置を含む分散型電源システムであって、前記第１電圧線と前記中性線との間をＵ相、前記第２電圧線と前記中性線との間をＷ相と定義した場合に、前記単相３線式電路の前記第１電圧線と前記第２電圧線との間に出力を供給するよう接続された太陽光発電装置を備え、前記２組の蓄電装置の各々は、蓄電池を含む直流電源部と、前記直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有する、インバータと、前記インバータと前記第１電圧線との間に設けられた第１スイッチと、前記インバータと前記第２電圧線との間に設けられた第２スイッチと、前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第１スイッチを閉路し、かつ、前記第２スイッチを開路するＵ相稼働状態と、前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第２スイッチを閉路し、かつ、前記第１スイッチを開路するＷ相稼働状態とを、前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える制御部と、を備えている。
上記（５）のように構成された分散型電源システムでは、２組の蓄電装置を、互いに異なる相に接続することができるほか、共に同一相に接続することもできる。従って、電力消費の状況や余剰電力の状況に合わせて、２組の蓄電装置を含む分散型電源システムの有する給電及び蓄電の機能を、十分に活用することができるとともに、太陽光発電の余剰電力を有効活用することができる。
（６）前記（１）から（５）のいずれかの分散型電源システムにおいて、前記Ｕ相稼働状態から前記Ｗ相稼働状態に切り替える際に、前記制御部は、前記第１レグ及び前記第３レグのスイッチング動作を停止させてから前記第１スイッチを開路し、その後、前記第２スイッチを閉路してから前記第２レグ及び前記第３レグのスイッチング動作を開始させ、前記Ｗ相稼働状態から前記Ｕ相稼働状態に切り替える際に、前記制御部は、前記第２レグ及び前記第３レグのスイッチング動作を停止させてから前記第２スイッチを開路し、その後、前記第１スイッチを閉路してから前記第１レグ及び前記第３レグのスイッチング動作を開始させる。
この場合、第１スイッチ及び第２スイッチは電流の遮断や投入に直接関与しないので、接点寿命を長くすることができる。
（７）方法の観点からは、第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される蓄電装置であって、蓄電池を含む直流電源部と、当該直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有するインバータと、を含む蓄電装置を対象とした分散型電源システムの運用方法であって、前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させるとともに、前記インバータを前記Ｕ相に接続し、前記Ｗ相とは非接続とするＵ相稼働状態と、前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させるとともに、前記インバータを前記Ｗ相に接続し、前記Ｕ相とは非接続とするＷ相稼働状態とを、前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える、分散型電源システムの運用方法である。
このような分散型電源システムの運用方法によれば、１つの電圧線と中性線との間の電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）を出力する蓄電装置を用いて、Ｕ相及びＷ相の双方との間での電力の受け渡しを実現することができる。これにより、分散型電源システムにおける蓄電装置の有する給電及び蓄電の機能を、十分に活用することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の分散型電源システム及びその運用方法の具体例について、図面を参照して説明する。
《課題の詳細な分析》
まず、前述の課題を詳細に分析する。
図５は、分散型電源システム２００の参考例を示す回路図である。単相３線式の商用電力系統１は、電圧線としてのＵ線及びＷ線、中性線としてのＯ線を有している。Ｕ線－Ｏ線間には、ＡＣ１００Ｖが印加され、Ｏ線－Ｗ線間には、Ｕ線－Ｏ線間とは逆位相のＡＣ１００Ｖが印加される。Ｕ線－Ｗ線間にはＡＣ２００Ｖが印加される。Ｕ線とＯ線との間をＵ相、Ｗ線とＯ線との間をＷ相とする。すなわち、Ｕ相には中性線Ｏから見てＡＣ１００ＶのＵ相電源１Ｕが、Ｗ相には中性線Ｏから見てＵ相とは逆位相のＡＣ１００ＶのＷ相電源１Ｗが、それぞれ存在していることになる。
Ｕ線－Ｗ線間には需要家の負荷ＬＵＷが、Ｕ線－Ｏ線間には負荷ＬＵが、Ｗ線－Ｏ線間には負荷ＬＷが、それぞれ接続されている。太陽光発電装置２は、太陽光発電パネル３と、これに接続されたパワーコンディショナ４とを備えている。太陽光発電パネル３の出力はパワーコンディショナ４により交流に変換され、出力は、Ｕ線－Ｗ線間に供給される。
蓄電池及びインバータ等（図示せず。）を含む蓄電装置５ｊの出力端（又は入力端）は、Ｕ線とＯ線との間に接続されている。Ｕ相電源１Ｕ及びＷ相電源１Ｗがあるところが受電点であるとすると、Ｕ線、Ｏ線の受電点側には、それぞれ、電流センサ５ｉｕ，５ｉｗが設けられている。電流センサ５ｉｕ，５ｉｗの検出出力は蓄電装置５ｊに送られる。蓄電装置５ｊは、内部の図示しない電圧センサからＵ線－Ｏ線間の電圧の検出出力も受け取っている。蓄電装置５ｊは、センサ類の検出出力及び蓄電池の情報に基づいて、蓄電池の充電又は放電を行わせる。
（負荷への給電）
ここで、まず、太陽光発電装置２が発電しておらず、蓄電装置５ｊが、充電されたエネルギーを放電して、負荷Ｌｕに供給している状況を考える。蓄電装置５ｊは、放電電力に関して、受電点側の電力が０に近い一定の順潮流（蓄電装置５ｊの定格電力の５％程度）になるように制御を行う。受電点の電力は、Ｕ相とＷ相の有効電力の合計とすることができる。この場合、仮に一方が逆潮流であっても、Ｕ相、Ｗ相の両方を合計した電力が順潮流目標値であればよい。よって、仮に負荷がＷ相のみに接続されており、Ｕ相及び、Ｕ線－Ｗ線間には負荷が接続されていない場合であっても、受電点の電力が順潮流目標値と一致するように蓄電装置５ｊを制御することは可能である。
図６は、図５に示した分散型電源システム２００において、具体的な状態の一例を当てはめて考えた回路図である。図６において、太陽光発電装置２は発電停止中である。負荷は、Ｗ相に５００Ｗが接続されている。順潮流目標値は５０Ｗである。この場合、蓄電装置５０はＵ相に４５０Ｗの電力を放電するが、この電力は全て逆潮流となる。蓄電装置５０の放電電力はＷ相には使用されず、Ｗ相の負荷ＬＷには、商用電力系統から受電した５００Ｗの電力が供給される。このとき、買電の電力は５００Ｗ、売電の電力は４５０Ｗとなる。商用電力系統の電力で充電した蓄電池から放電した電力は売電できないが、以下、太陽光発電の余剰電力を充電した蓄電池から放電する場合を考える。
この状況は、太陽光発電の発電電力量の固定価格買取制度（ＦＩＴ）の下ではユーザーにとって不利にはならない。しかし、ＦＩＴ終了後、買取価格が電気料金と比べて著しく低い単価となったときには、蓄電池に貯めた電力を逆潮流するのはむしろ経済的に不利になる。よって、蓄電装置５ｊはＵ相、Ｗ相ともに放電電力が逆潮流にならないように制御すべきである。
図５の例では、１００Ｖ出力の蓄電装置５ｊが供給できる最大電力（順潮流目標値による目減り分は除く。）から見て、Ｕ相に接続された負荷Ｌｕに対しては最大１００％供給できる。Ｕ線－Ｗ線間に接続された負荷ＬＵＷに対しては最大５０％供給できる。Ｗ相に接続された負荷ＬＷに供給できる電力はゼロとなる。仮に、負荷の電力消費がＷ相に偏っている場合には蓄電装置５ｊの放電は負荷で消費されず、その分、商用電力系統１からの買電が増えることになる。そこで、ＦＩＴ終了後の、太陽光発電による電力を自家消費する目的で蓄電装置５ｊを用いることを前提として考える。
（太陽光発電による余剰電力の充電）
次に太陽光発電装置２の発電電力が負荷の電力消費よりも大きく、そのため、余剰電力が発生しており、この余剰電力を蓄電装置５ｊが充電している、という状況を考える。図５の蓄電装置５ｊは、Ｕ相、Ｗ相の合計有効電力がゼロになるように、充電電力を制御する。
図７は、図５に示した分散型電源システム２００において、具体的な状態の他の例を当てはめて考えた回路図である。図７において、太陽光発電装置２は発電中であり、２０００Ｗ発電している。負荷は、Ｕ相負荷ＬＵ、Ｗ相負荷ＬＷが互いに均等に５００Ｗずつ、合計１０００Ｗを消費しているとする。蓄電装置５ｊは、このとき発生する１０００Ｗの余剰電力を充電するよう制御を行う。このとき、太陽光発電装置２はＵ線－Ｗ線間に出力するため、Ｕ相にのみ１０００Ｗの充電電力を供給することはできず、余剰電力に関しても、Ｕ相、Ｗ相に、互いに均等に５００Ｗずつ、合計１０００Ｗの余剰電力を提供する。
これにより、太陽光発電装置２の余剰電力１０００Ｗに関しては、Ｕ相では充電用に５００Ｗが使用されるが本来１０００Ｗで充電する制御を行うので不足分の５００Ｗを商用電力系統１から引き込む状態となり、一方、Ｗ相では余剰電力の半分の５００Ｗの使い途がない状態となる。その結果、Ｕ相では５００Ｗの買電、Ｗ相では５００Ｗの逆潮流（売電）となる。充電制御の目標値を５００ＷにすればＵ相の買電は０Ｗとなり無駄を防ぐことができるが、Ｗ相は５００Ｗの逆潮流で変わらず、本来なら充電して自家消費に利用できる発電量が減るので、ＦＩＴ終了後は不利になる。
《分析のまとめ》
以上に示したとおり、１００Ｖ出力の蓄電装置は、負荷への給電、太陽光発電の余剰電力充電ともに、ＦＩＴ終了後の太陽光発電の自家消費目的としては不利になる。１００Ｖ出力システムにおいては、負荷給電における買電を減らし、太陽光発電の逆潮流を減らして、太陽光発電による余剰電力の自家消費率を高めることが肝要である。
《第１実施形態》
次に、本開示の第１実施形態による分散型電源システムについて説明する。
基本コンセプトは、蓄電装置をＵ相、Ｗ相のいずれか一方に選択して接続できるようにすることである。放電時は電力消費が多い相に蓄電装置を接続すれば、より多くの電力を放電することができ、買電を減らすことができる。太陽光発電の余剰電力を充電するときには、電力消費が少なく、余剰電力が多い相に蓄電装置を接続すれば、余剰電力をより多く充電することができ、無駄な逆潮流を減らすことができる。
図１は、第１実施形態による分散型電源システム１００の回路図である。単相３線式の商用電力系統１は、電圧線としてのＵ線及びＷ線、中性線としてのＯ線を有している。Ｕ線－Ｏ線間には、ＡＣ１００Ｖが印加され、Ｏ線－Ｗ線間には、Ｕ線－Ｏ線間とは逆位相のＡＣ１００Ｖが印加される。Ｕ線－Ｗ線間にはＡＣ２００Ｖが印加される。Ｕ線とＯ線との間をＵ相、Ｗ線とＯ線との間をＷ相とする。すなわち、Ｕ相には中性線Ｏから見てＡＣ１００ＶのＵ相電源１Ｕが、Ｗ相には中性線Ｏから見てＵ相とは逆位相のＡＣ１００ＶのＷ相電源１Ｗが、それぞれ存在していることになる。
Ｕ線－Ｗ線間には需要家の負荷ＬＵＷが、Ｕ線－Ｏ線間には負荷ＬＵが、Ｗ線－Ｏ線間には負荷ＬＷが、それぞれ接続されている。太陽光発電装置２は、太陽光発電パネル３と、これに接続されたパワーコンディショナ４とを備えている。パワーコンディショナ４は、直流から交流への変換を行う電力変換装置（制御部を含む。）４１と、連系リレー４２とを備えている。連系リレー４２は、系統連系時は閉路しており、パワーコンディショナ４の解列時にのみ開路する。太陽光発電装置２の出力は、Ｕ線－Ｗ線間に供給される。
蓄電装置５は、Ｕ線，Ｏ線，Ｗ線の３線と接続されている。
Ｕ相電源１Ｕ及びＷ相電源１Ｗがあるところが受電点であるとすると、Ｕ線、Ｗ線の受電点側には、それぞれ、電流センサ５０ｉｕ，５０ｉｗが設けられている。電流センサ５０ｉｕ，５０ｉｗの検出出力は蓄電装置５内の制御部５０（図２）に送られる。
図２は、蓄電装置５の内部回路図の一例である。図において、蓄電装置５は、蓄電池５１を含む直流電源部５Ａを有している。蓄電池５１の定格電圧は例えば１００Ｖ以下である。蓄電池５１の両端にはコンデンサ５２が接続されている。蓄電池５１にはＤＣ／ＤＣコンバータ５Ｂが接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ５Ｂは、直流リアクトル５３と、ローサイドのスイッチング素子ＱＬと、ハイサイドのスイッチング素子ＱＨとにより構成されている。スイッチング素子ＱＬ及びＱＨは、制御部５０により制御される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ５Ｂは、１００Ｖ以下の蓄電池５１の電圧を、約１７５Ｖまで昇圧してＤＣバス５Ｄに出力する。１７５Ｖとは、蓄電装置５の出力電圧であるＡＣ１００Ｖのピーク値（約１４１Ｖ）に若干の余裕をもたせた値である。ＤＣバス５Ｄの電圧が約１７５Ｖであることにより、約３５０Ｖまで昇圧する場合と比べて低電圧であるため、絶縁が容易である。また、使用する電気部品は、耐圧が半分になり、その分、廉価になる。ＤＣ／ＤＣコンバータ５Ｂに流れる電流は、電流センサ５０ｉｄにより検出され、検出出力は制御部５０に送られる。ＤＣバス５Ｄの２線間には、平滑用のコンデンサ５４と、電圧センサ５０ｖｄとが設けられている。電圧センサ５０ｖｄの検出出力は制御部５０に送られる。
インバータ５Ｃは、直流電源部５Ａと、ＤＣバス５Ｄを介して接続されている。インバータ５Ｃは、３レグのブリッジを構成している。左側を第１レグ、右側を第２レグ、中間を第３レグとすると、第１レグを構成する一対のスイッチング素子Ｑ１１及びＱ１２の直列体の中間接続点は、Ｕ線に接続される。第２レグを構成する一対のスイッチング素子Ｑ２１及びＱ２２の直列体の中間接続点は、Ｗ線に接続される。そして、第３レグを構成する一対のスイッチング素子Ｑ３１及びＱ３２の直列体の中間接続点は、Ｏ線に接続される。各スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ３１，Ｑ３２は、制御部５０により制御される。
インバータ５Ｃの交流側には、各線に交流リアクトル５５ｕ，５５ｏ，５５ｗと、Ｕ－Ｏ，Ｗ－Ｏの線間にコンデンサ５６ｕ，５６ｗとが、フィルタとして設けられている。Ｏ線の交流リアクトル５５ｏと直列に、電流センサ５０ｉｏが設けられている。電流センサ５０ｉｏの検出出力は、制御部５０に送られる。
コンデンサ５６ｕ，５６ｗから見て商用電力系統１側には、制御部５０により個別に開閉可能なスイッチ５７ｕ，５７ｏ，５７ｗが設けられている。蓄電装置５の運転中には、スイッチ５７ｏは、常時閉路している。スイッチ５７ｕとスイッチ５７ｗとは、択一的に閉路され、同時に閉路されることない。スイッチ５７ｕ，５７ｏ，５７ｗは、商用電力系統１との系統連系から蓄電装置５を解列する際の連系リレーとしての役割も担っている。解列する際は、全てのスイッチ５７ｕ，５７ｏ，５７ｗが、開路される。
スイッチ５７ｕ，５７ｏ，５７ｗより商用電力系統１側には、Ｕ－Ｏ線間、Ｗ－Ｏ線間の電圧をそれぞれ検出する電圧センサ５０ｖｕ，５０ｖｗが設けられている。蓄電装置５の外部の回路は、図１において説明したものと同じであり、対応する部位に同一符号を付して説明を省略する。制御部５０は、電流センサ５０ｉｕが検出する電流値及び電圧センサ５０ｖｕが検出する電圧値に基づいて、Ｕ相の受電点における電力を求めることができる。また、制御部５０は、電流センサ５０ｉｗが検出する電流値及び電圧センサ５０ｖｗが検出する電圧値に基づいて、Ｗ相の受電点における電力を求めることができる。
上記のように構成された蓄電装置５において、蓄電池５１を放電させるときは、蓄電池５１の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ５Ｂにより約１７５Ｖまで昇圧される。３レグのインバータ５Ｃは、第１レグ又は第２レグのいずれか一方が開路しており、開路しているレグに対応するスイッチ５７ｕ又は５７ｗも開路している。例えば、第１レグ（Ｑ１１，Ｑ１２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）がスイッチング動作し、第２レグ（Ｑ２１，Ｑ２２）及びスイッチ５７ｗが開路（スイッチ５７ｕは閉路）しているときは、ＡＣ１００ＶがＵ相に出力される。第２レグ（Ｑ２１，Ｑ２２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）がスイッチング動作し、第１レグ（Ｑ１１，Ｑ１２）及びスイッチ５７ｕが開路（スイッチ５７ｗは閉路）しているときは、ＡＣ１００ＶがＷ相に出力される。
蓄電池５１を充電するときは、外部から蓄電装置５に与えられるＡＣ１００Ｖ（Ｕ相又はＷ相のいずれか一方）の電圧がインバータ５Ｃのボディダイオードにより又はスイッチングによる同期整流により整流され、コンデンサ５４により平滑される。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５Ｂが降圧チョッパとして動作し、コンデンサ５２により平滑された直流電圧により蓄電池５１が充電される。
なお、図２におけるスイッチング素子ＱＬ，ＱＨ，Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ３１，Ｑ３２は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の例を示しているが、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることもできる。
制御部５０は、蓄電池５１の充電状態に関する情報も取得することができる。各センサ５０ｉｄ，５０ｖｄ，５０ｉｕ，５０ｉｏ，５０ｉｗ，５０ｖｕ，５０ｖｗは、広義には、制御部５０の一部でもある。
制御部５０は、例えばコンピュータを含み、コンピュータがソフトウェア（コンピュータプログラム）を実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部５０の記憶装置（図示せず。）に格納される。
《相の切替を含む動作説明》
図３は、制御部５０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。処理の開始により、まず、制御部５０は、図２における蓄電装置５のスイッチ５７ｕ，５７ｏを閉路し、スイッチ５７ｗを開路しておく。そして、インバータ５Ｃの第２レグ（Ｑ２１，Ｑ２２）は開路し、第１レグ（Ｑ１１，Ｑ１２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）を、電圧センサ５０ｖｕの検出する位相に合わせてスイッチング動作させる。これにより、蓄電装置５は、Ｕ相に接続される状態となる（ステップＳ１）。なお、スイッチ５７ｏは常時閉路しており、先にスイッチ５７ｕが閉路し、その後、第１レグ及び第３レグのスイッチング動作が開始されるので、スイッチ５７ｕ，５７ｏは始動電流の投入に直接関わらず、従って、接点寿命が長持ちする。また、スイッチ５７ｗが開路していることにより、交流側からＡＣ２００Ｖの電圧がインバータ５Ｃに入ってくることはない。
制御部５０は、電流センサ５０ｉｕ，５０ｉｗ及び電圧センサ５０ｖｕ，５０ｖｗの検出出力並びに制御部５０内での情報に基づいて電力計測を行う（ステップＳ２）。
（発電電力よりも負荷の電力消費が多い場合）
具体的には、制御部５０は、Ｕ相電力（受電点での電力、以下同様。）Ｐｕ、Ｗ相電力（受電点での電力、以下同様。）Ｐｗ、及び、インバータ５ＣがＵ相に対して出力している電力Ｐｘを検出する。蓄電装置５がＵ相に接続されている状態で、太陽光発電の発電電力よりも負荷の電力消費が多く、Ｕ相電力Ｐｕが受電電力（買電）として検出される場合には、蓄電装置５はＵ相電力Ｐｕがゼロ又はゼロに近い値になるように、電力Ｐｘをフィードバック制御（充放電指令値更新）して放電を行わせる（ステップＳ３）。
そして、制御部５０は、フィードバック制御が収束して定常状態になったときに電力Ｐｘの絶対値と、Ｗ相電力Ｐｗの絶対値とを互いに比較する（ステップＳ４）。電力Ｐｘの絶対値の方がＷ相電力Ｐｗの絶対値よりも大きい場合にはＵ相に接続されている負荷の電力消費はＷ相に接続されている負荷の電力消費よりも多いことになる。この場合には、蓄電装置５はＵ相への接続を継続する（ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４の繰り返し）。
逆に、Ｗ相電力Ｐｗの絶対値が、電力Ｐｘの絶対値以上である場合は、Ｗ相に接続されている負荷の電力消費がＵ相に接続されている負荷の電力消費以上である。このとき、電力Ｐｘが既に蓄電装置５の放電電力上限値に達している場合にはＵ相への接続を継続するが、そうでない場合には蓄電装置５の接続をＵ相からＷ相に切り替える（ステップＳ５）。
ステップＳ５における詳細な動作順序について説明する。まず、制御部５０は、先に、インバータ５Ｃの第１レグ（Ｑ１１，Ｑ１２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）のスイッチングを停止して開路させる。これにより、一時的に３レグがすべて開路していて電流が流れない状態となる。ここで、制御部５０はスイッチ５７ｕを開路し、その後、スイッチ５７ｗを閉路する。そして、制御部５０は、今度は、第２レグ（Ｑ２１，Ｑ２２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）を、電圧センサ５０ｖｗの検出する位相に合わせてスイッチング動作させる。これにより、蓄電装置５の接続先がＵ相からＷ相に完全に切り替わる。こうして、住宅内で消費する電力に対して、より多くの電力を蓄電装置５から供給することができる。なお、スイッチ５７ｏは常時閉路しており、先にスイッチ５７ｗが閉路し、その後、第２レグ及び第３レグのスイッチング動作が開始されるので、スイッチ５７ｗ，５７ｏは相切り替え時の始動電流の投入に直接関わらず、従って、接点寿命が長持ちする。また、スイッチ５７ｕが開路していることにより、交流側からＡＣ２００Ｖの電圧がインバータ５Ｃに入ってくることはない。
その後、制御部５０は、電流センサ５０ｉｕ，５０ｉｗ及び電圧センサ５０ｖｕ，５０ｖｗの検出出力並びに制御部５０内部で得られる情報に基づいて電力計測を行う（ステップＳ６）。
具体的には、制御部５０は、Ｕ相電力Ｐｕ、Ｗ相電力Ｐｗ、及び、インバータ５ＣがＷ相に対して出力している電力Ｐｘを検出する。蓄電装置５がＷ相に接続されている状態で、太陽光発電の発電電力よりも負荷の電力消費が多く、Ｗ相電力Ｐｗが受電電力（買電）として検出される場合には、蓄電装置５はＷ相電力Ｐｗがゼロ又はゼロに近い値になるように、電力Ｐｘをフィードバック制御（充放電指令値更新）して放電を行わせる（ステップＳ７）。
そして、制御部５０は、フィードバック制御が収束して定常状態になったときに電力Ｐｘの絶対値と、Ｕ相電力Ｐｕの絶対値とを互いに比較する（ステップＳ８）。電力Ｐｘの絶対値の方がＵ相電力Ｐｕの絶対値よりも大きい場合にはＷ相に接続されている負荷の電力消費はＵ相に接続されている負荷の電力消費よりも多いことになる。この場合には、蓄電装置５はＷ相への接続を継続する（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８の繰り返し）。
逆に、Ｕ相電力Ｐｕの絶対値が、電力Ｐｘの絶対値以上である場合は、Ｕ相に接続されている負荷の電力消費がＷ相に接続されている負荷の電力消費以上である。このとき、電力Ｐｘが既に蓄電装置５の放電電力上限値に達している場合にはＷ相への接続を継続するが、そうでない場合には蓄電装置５の接続をＷ相からＵ相に切り替える（ステップＳ１）。
ステップＳ１における詳細な動作順序について説明する。まず、制御部５０は、先に、インバータ５Ｃの第２レグ（Ｑ２１，Ｑ２２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）のスイッチングを停止して開路させる。これにより、一時的に３レグがすべて開路していて電流が流れない状態となる。ここで、制御部５０はスイッチ５７ｗを開路し、その後、スイッチ５７ｕを閉路する。そして、制御部５０は、今度は、第１レグ（Ｑ１１，Ｑ１２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）を、電圧センサ５０ｖｕの検出する位相に合わせてスイッチング動作させる。これにより、蓄電装置５の接続先がＷ相からＵ相に完全に切り替わる。こうして、住宅内で消費する電力に対して、より多くの電力を蓄電装置５から供給することができる。なお、スイッチ５７ｏは常時閉路しており、先にスイッチ５７ｕが閉路し、その後、第１レグ及び第３レグのスイッチング動作が開始されるので、スイッチ５７ｕ，５７ｏは相切り替え時の始動電流の投入に直接関わらず、従って、接点寿命が長持ちする。また、スイッチ５７ｗが開路していることにより、交流側からＡＣ２００Ｖの電圧がインバータ５Ｃに入ってくることはない。
（負荷の電力消費よりも発電電力が多い場合）
次に、蓄電装置５がＵ相に接続されている状態（ステップＳ１）で、負荷の電力消費よりも太陽光発電の発電電力の方が多く、余剰電力が発生している場合には、少なくともＵ相電力Ｐｕに逆潮流の電力が検出される（ステップＳ２）。このとき蓄電装置５はＵ相電力Ｐｕがゼロ又はゼロに近い値になるように電力Ｐｘをフィードバック制御（充放電指令値更新）して充電を行う（ステップＳ３）。
そして、制御部５０は、フィードバック制御が収束して定常状態になったときに電力Ｐｘの絶対値とＷ相電力Ｐｗの絶対値とを互いに比較する（ステップＳ４）。電力Ｐｘの絶対値の方が、Ｗ相電力Ｐｗの絶対値よりも大きい場合には、余剰電力に関して、Ｗ相よりＵ相の方が多い。この場合、蓄電装置５はＵ相への接続を継続する。逆に、Ｗ相電力Ｐｗが電力Ｐｘ以上である場合は、Ｗ相で発生している余剰電力の方がＵ相より多い可能性がある。このとき、電力Ｐｘが既に蓄電装置５の充電電力上限値に達している場合にはＵ相への接続を継続するが、そうでない場合には蓄電装置５の接続をＵ相からＷ相に切り替える（ステップＳ５）。これにより、住宅内で発生している余剰電力に対して、より多くの電力を蓄電装置５で充電することができる。
さらに、蓄電装置５がＷ相に接続されている状態（ステップＳ５）で、負荷の電力消費よりも太陽光発電の発電電力の方が多く、余剰電力が発生している場合には、少なくともＷ相電力Ｐｗに逆潮流の電力が検出される（ステップＳ６）。このとき蓄電装置５はＷ相電力Ｐｗがゼロ又はゼロに近い値になるように電力Ｐｘをフィードバック制御（充放電指令値更新）して充電を行う（ステップＳ７）。
そして、制御部５０は、フィードバック制御が収束して定常状態になったときに電力Ｐｘの絶対値とＵ相電力Ｐｕの絶対値とを互いに比較する（ステップＳ８）。電力Ｐｘの絶対値の方が、Ｕ相電力Ｐｕの絶対値よりも大きい場合には、余剰電力に関して、Ｕ相よりＷ相の方が多い。この場合、蓄電装置５はＷ相への接続を継続する。逆に、Ｕ相電力Ｐｕが電力Ｐｘ以上である場合は、Ｕ相で発生している余剰電力の方がＷ相より多い可能性がある。このとき、電力Ｐｘが既に蓄電装置５の充電電力上限値に達している場合にはＷ相への接続を継続するが、そうでない場合には蓄電装置５の接続をＷ相からＵ相に切り替える（ステップＳ１）。これにより、住宅内で発生している余剰電力に対して、より多くの電力を蓄電装置５で充電することができる。
《第２実施形態》
図４は、第２実施形態による分散型電源システム１００の回路図である。図１との違いは、２組の蓄電装置５，５ｘが設けられている点である。蓄電装置５，５ｘの内部回路は、図２に示したものと同じである。蓄電装置５，５ｘの制御部５０は、図３に示したフローチャートを実行する。蓄電装置５ｘの電流センサ５０ｉｕ，５０ｉｗは、蓄電装置５の電流センサ５０ｉｕ，５０ｉｗよりも、それぞれ商用電力系統１側にある。２組の蓄電装置５，５ｘのうち、蓄電装置５が優先して、負荷への給電と余剰電力の充電とを行う。
２組の蓄電装置５，５ｘを用いることにより、以下の２種類の接続が可能となる。
（ｉ）２組とも、Ｕ相及びＷ相のうち同じ相に接続する。
（ｉｉ）２組のうち一方をＵ相に、他方をＷ相に、それぞれ接続する。
（発電電力よりも負荷の電力消費が多い場合）
まず、発電電力よりも負荷の電力消費が多い場合について考える。
蓄電装置５は、Ｕ相電力及びＷ相電力（共に受電点電力）を検出する。その結果、発電電力よりも負荷の電力消費が多く、Ｕ相電力ＰｕがＷ相電力Ｐｗよりも大きく、かつ、Ｕ相電力Ｐｕが蓄電装置５の出力電力上限よりも小さい状態であった、とする。この場合、まず、蓄電装置５はＵ相への接続を行い、Ｕ相電力Ｐｕが０になるように蓄電池５１を放電させる。ここで、蓄電装置５ｘがＵ相電力及びＷ相電力を検出すると、Ｗ相電力Ｐｗは、Ｕ相電力Ｐｕよりも大きくなっている、とする。その場合、蓄電装置５ｘはＷ相への接続を行い、蓄電装置５ｘはＷ相電力Ｐｗが０になるように蓄電池５１を放電させる。すなわちこの場合は、上記（ｉｉ）のように、蓄電装置５をＵ相に、蓄電装置５ｘをＷ相に、それぞれ接続することになる。
一方、蓄電装置５がＵ相電力及びＷ相電力を検出した結果、発電電力よりも負荷の電力消費が多く、Ｕ相電力ＰｕがＷ相電力Ｐｗよりも大きく、かつ、Ｕ相電力Ｐｕが蓄電装置５の出力電力上限よりも大きい状態であった、とする。この場合、まず、蓄電装置５はＵ相に接続を行い、出力上限で蓄電池５１を放電させる。ここで、蓄電装置５ｘがＵ相電力及びＷ相電力を検出すると、元のＵ相電力Ｐｕの大きさによっては、蓄電装置５が上限まで放電しても、なおＵ相電力はＷ相電力よりも大きくなる場合がある。その場合、蓄電装置５ｘはＵ相への接続を行い、蓄電装置５ｘはＵ相電力Ｐｕが０になるように蓄電池５１を放電させる。すなわちこの場合は、上記（ｉ）のように、蓄電装置５及び蓄電装置５ｘを共にＵ相に接続することになる。
（負荷の電力消費よりも発電電力が多い場合）
次に、負荷の電力消費よりも発電電力が多い場合について考える。蓄電装置５がＵ相電力及びＷ相電力を検出した結果、負荷の電力消費よりも発電電力が多く、Ｕ相の余剰電力がＷ相の余剰電力より大きい状態であった、とする。この場合、まず、蓄電装置５はＵ相への接続を行い、蓄電池５１の充電が行われる。ここで、蓄電装置５ｘがＵ相電力及びＷ相電力を検出する。その結果、Ｕ相の余剰電力よりＷ相の余剰電力の方が大きい状態となっていた、とする。この場合、蓄電装置５ｘは、Ｗ相への接続を行い、蓄電池５１の充電が行われる。すなわちこの場合は、上記（ｉｉ）のように、蓄電装置５をＵ相に、蓄電装置５ｘをＷ相に、それぞれ接続することになる。
一方、蓄電装置５がＵ相への接続を行い、蓄電池５１の充電が行われるところまでは上記の通りであるが、ここで、蓄電装置５ｘがＵ相電力及びＷ相電力を検出すると、依然として、Ｗ相の余剰電力よりＵ相の余剰電力の方が大きい状態であった、とする。この場合、蓄電装置５ｘは、Ｕ相への接続を行い、蓄電池５１の充電が行われる。すなわちこの場合は、上記（ｉ）のように、蓄電装置５及び蓄電装置５ｘを共にＵ相に接続することになる。
以上のように、２組の蓄電装置５，５ｘを状況に応じてＵ相又はＷ相に接続すれば、蓄電装置５，５ｘの蓄電又は放電の能力を有効利用することができる。特に、２組の蓄電装置５，５ｘを同じ相に接続することができることは、２相の電力を独立に制御できる単相３線出力の蓄電装置を１台使うよりも、太陽光発電の自家消費比率を向上させる上で有利になる。具体的には、例えば、Ｕ相、Ｗ相にそれぞれ１ｋＷの電力を充放電できる、単相３線出力の蓄電装置１台では、２相を合わせた電力は最大２ｋＷであるが、各相の上限は１ｋＷである。一方、第３実施形態の２組の蓄電装置５，５ｘを同じ相に接続すれば２ｋＷまで充放電が可能である。よって、片側の相に負荷が集中している場合には、１００Ｖ出力の２組の蓄電装置５，５ｘを使用することにより、太陽光発電の余剰電力をより有効に利用することができる。
なお、上記第３実施形態における蓄電装置５，５ｘの充放電に関する説明は、条件を仮定して述べたに過ぎず、電力に関してＵ相とＷ相との多寡が逆であれば、それに応じた動作になることは言うまでもない。
また、２組の蓄電装置５，５ｘの運転途中で、一方の蓄電装置の充電状態が１００％又は０％となって、充電又は放電を停止した待機状態となった場合には、他方の蓄電装置の接続相を変更する場合もあり得る。
《開示のまとめ》
上述の開示は、例えば以下のように一般化して表現することができる。
本開示の分散型電源システム１００では、インバータ５Ｃを、Ｕ相に接続するＵ相稼働状態と、Ｗ相に接続するＷ相稼働状態とを択一的に切り替え得る３レグの構成とするとともに、スイッチ５７ｕ，５７ｗを設け、Ｕ相の受電点における電力及びＷ相の受電点における電力に基づいて、３レグ中で使用する２レグを切り替え、かつ、スイッチの動作を制御するようにした。このように構成された分散型電源システム１００では、同時には、Ｕ相及びＷ相のいずれか一方とインバータ５Ｃとの間でしか電力の受け渡しができないが、電力使用状況に応じて、スイッチ５７ｕ，５７ｗで接続の状態を切り替えることにより、他方の相とインバータ５Ｃとの間でも、電力の受け渡しを行うことができる。これにより、分散型電源システム１００における蓄電装置５の有する給電及び蓄電の機能を、十分に活用することができる。
このようにＵ相及びＷ相のいずれか一方と接続するインバータの直流側電圧は１７５Ｖ程度でよいので、昇圧（又は降圧）の電圧幅が小さくなり、１段の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータでも十分に使用可能である。従って、蓄電装置５の小型化、低コスト化、及び、高い電力変換効率を実現することが可能となる。
また、蓄電池５１を放電させる場合、Ｕ相の負荷及びＷ相の負荷のうち、電力消費が多い方の負荷が接続されている相にインバータ５Ｃを接続するようスイッチ５７ｕ，５７ｗを動作させることができる。こうして、電力消費の多い方の負荷が接続されている相に対して蓄電池から給電することにより、単相３線式の電路から買電する電力を抑制することができる。
また、太陽光発電装置２を含む分散型電源システム１００であって、発電電力を用いて蓄電池５１を充電する場合、Ｕ相の負荷及びＷ相の負荷のうち、電力消費が少ない方の負荷が接続されている相にインバータ５Ｃを接続するようスイッチ５７ｕ，５７ｗを動作させることができる。こうして、電力消費の少ない（又は余剰電力の多い）方の負荷が接続されている相の余剰電力によって蓄電池５１を充電することにより、太陽光発電の余剰電力を有効利用することができる。
さらに、分散型電源システム１００は、２組の蓄電装置５，５ｘを備えるようにしてもよい。この場合、２組の蓄電装置５，５ｘを、互いに異なる相に接続することができるほか、共に同一相に接続することもできる。従って、電力消費の状況や余剰電力の状況に合わせて、２組の蓄電装置５，５ｘを含む分散型電源システム１００の有する給電及び蓄電の機能を、十分に活用することができる。また、太陽光発電の余剰電力を有効活用することができる。
また、Ｕ相稼働状態からＷ相稼働状態に切り替える際に、制御部５０は、第１レグ（Ｑ１１，Ｑ１２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）の動作を停止させてからスイッチ５７ｕを開路し、その後、スイッチ５７ｗを閉路してから第２レグ（Ｑ２１，Ｑ２２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）の動作を開始させる。また、Ｗ相稼働状態からＵ相稼働状態に切り替える際に、制御部５０は、第２レグ（Ｑ２１，Ｑ２２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）の動作を停止させてからスイッチ５７ｗを開路し、その後、スイッチ５７ｕを閉路してから第１レグ（Ｑ１１，Ｑ１２）及び第３レグ（Ｑ３１，Ｑ３２）の動作を開始させる。
このように制御すれば、スイッチ５７ｕ及びスイッチ５７ｗは電流の遮断や投入に直接関与しないので、接点寿命を長くすることができる。
一方、分散型電源システムの運用方法という観点からシンプルに見れば、蓄電池５１に接続されたインバータ５Ｃの交流側端部をＵ相に接続する期間と、インバータ５Ｃの交流側端部をＷ相に接続する期間とを有するような動作となる。このような分散型電源システムの運用方法によれば、１つの電圧線と中性線との間の電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）を出力する蓄電装置５を用いて、Ｕ相及びＷ相の双方との間での電力の受け渡しを実現することができる。これにより、分散型電源システムにおける蓄電装置の有する給電及び蓄電の機能を、十分に活用することができる。
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
１ 商用電力系統
１Ｕ Ｕ相電源
１Ｗ Ｗ相電源
２ 太陽光発電装置
３ 太陽光発電パネル
４ パワーコンディショナ
５，５ｘ，５ｊ 蓄電装置
５Ａ 直流電源部
５Ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５Ｃ インバータ
５Ｄ ＤＣバス
５ｉｕ，５ｉｗ 電流センサ
４１ 電力変換装置
４２ 連系リレー
５０ 制御部
５０ｉｄ，５０ｉｏ，５０ｉｕ，５０ｉｗ 電流センサ
５０ｖｄ，５０ｖｕ，５０ｖｗ 電圧センサ
５１ 蓄電池
５２ コンデンサ
５３ 直流リアクトル
５４ コンデンサ
５５ｕ，５５ｏ，５５ｗ 交流リアクトル
５６ｕ，５６ｗ コンデンサ
５７ｕ，５７ｏ，５７ｗ スイッチ
１００，２００ 分散型電源システム
ＬＵ Ｕ相負荷
ＬＷ Ｗ相負荷
ＬＵＷ Ｕ線－Ｗ線間の負荷

Claims (6)

  1. 第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される蓄電装置を含む分散型電源システムであって、前記第１電圧線と前記中性線との間をＵ相、前記第２電圧線と前記中性線との間をＷ相と定義した場合に、前記蓄電装置は、
    蓄電池を含む直流電源部と、
    前記直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有するインバータと、
    前記インバータと前記第１電圧線との間に設けられた第１スイッチと、
    前記インバータと前記第２電圧線との間に設けられた第２スイッチと、
    前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第１スイッチを閉路し、かつ、前記第２スイッチを開路するＵ相稼働状態と、前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第２スイッチを閉路し、かつ、前記第１スイッチを開路するＷ相稼働状態とを、前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える制御部と、
    を備えている分散型電源システム。
  2. 前記蓄電池を放電させる場合、前記制御部は、前記Ｕ相の負荷及び前記Ｗ相の負荷のうち、電力消費が多い方の負荷が接続されている相に前記インバータを接続する請求項１に記載の分散型電源システム。
  3. 第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される２組の蓄電装置を含む分散型電源システムであって、前記第１電圧線と前記中性線との間をＵ相、前記第２電圧線と前記中性線との間をＷ相と定義した場合に、
    前記単相３線式電路の前記第１電圧線と前記第２電圧線との間に出力を供給するよう接続された太陽光発電装置を備え、
    前記２組の蓄電装置の各々は、
    蓄電池を含む直流電源部と、
    前記直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有する、インバータと、
    前記インバータと前記第１電圧線との間に設けられた第１スイッチと、
    前記インバータと前記第２電圧線との間に設けられた第２スイッチと、
    前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第１スイッチを閉路し、かつ、前記第２スイッチを開路するＵ相稼働状態と、前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させ、前記第２スイッチを閉路し、かつ、前記第１スイッチを開路するＷ相稼働状態とを、前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える制御部と、
    を備えている分散型電源システム。
  4. 前記Ｕ相稼働状態から前記Ｗ相稼働状態に切り替える際に、前記制御部は、前記第１レグ及び前記第３レグのスイッチング動作を停止させてから前記第１スイッチを開路し、その後、前記第２スイッチを閉路してから前記第２レグ及び前記第３レグのスイッチング動作を開始させ、
    前記Ｗ相稼働状態から前記Ｕ相稼働状態に切り替える際に、前記制御部は、前記第２レグ及び前記第３レグのスイッチング動作を停止させてから前記第２スイッチを開路し、その後、前記第１スイッチを閉路してから前記第１レグ及び前記第３レグのスイッチング動作を開始させる、
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の分散型電源システム。
  5. 前記インバータと前記中性線との間に設けられた第３スイッチをさらに含み、
    前記第３スイッチは、前記Ｕ相稼働状態、及び前記Ｗ相稼働状態のいずれにおいても閉路される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の分散型電源システム。
  6. 第１電圧線、中性線、及び、第２電圧線を有する単相３線式電路に接続される蓄電装置であって、蓄電池を含む直流電源部と、当該直流電源部に接続され、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第１電圧線と接続される第１レグ、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記第２電圧線と接続される第２レグ、及び、一対のスイッチング素子の直列体の中間接続点が前記中性線と接続される第３レグを有するインバータと、を含む蓄電装置を対象とした分散型電源システムの運用方法であって、
    前記第２レグを開路し、前記第１レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させるとともに、前記インバータを前記Ｕ相に接続し、前記Ｗ相とは非接続とするＵ相稼働状態と、
    前記第１レグを開路し、前記第２レグ及び前記第３レグをスイッチング動作させるとともに、前記インバータを前記Ｗ相に接続し、前記Ｕ相とは非接続とするＷ相稼働状態とを、
    前記Ｕ相の受電点における電力、及び、前記Ｗ相の受電点における電力に基づいて、択一的に切り替える、分散型電源システムの運用方法。
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