JP2023128327A - 分散型電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】パワーコンディショナの出力が過大になることを抑制する。【解決手段】直流電力を生成する太陽電池から入力された直流電力を交流電力に変換して、負荷に供給する複数のパワーコンディショナを備える分散型電源システムであって、複数のパワーコンディショナに設定された所定値に対する比率に基づいて、複数のパワーコンディショナの出力が行われ、複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が所定値を維持するように比率を調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のインバータを備える分散型電源システムに関する。

蓄電池ユニットを電力系統と連系して運転する蓄電パワーコンディショナと、ＰＶ（太陽光発電）ユニットを電力系統と連系して運転するＰＶパワーコンディショナとを含む分散型電源システムがある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０２１－１４５５３８号公報

日射量が多くなることにより太陽電池の発電量が多くなると、ＰＶパワーコンディショナの出力が過大になる場合がある。ＰＶパワーコンディショナの出力が過大になる場合、端子台や継電器などの部品に流れる電流が部品耐量を超えることにより、部品が破損する可能性がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、パワーコンディショナの出力が過大になることを抑止可能な技術を提供することにある。

上記の課題を解決するための本発明は、直流電力を生成する太陽電池から入力された直流電力を交流電力に変換して、負荷に供給する複数のパワーコンディショナを備える分散型電源システムであって、前記複数のパワーコンディショナに設定された所定値に対する比率に基づいて、前記複数のパワーコンディショナの出力が行われ、前記複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が前記所定値を維持するように前記比率を調整することを特徴とする、分散型電源システムである。

本発明においては、前記所定値は前記複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値の制限値であってもよい。また、本発明においては、前記比率に基づいて、前記複数のパワーコンディショナの出力指令値の上限値が決定されてもよい。また、本発明においては、複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が所定値を維持するように複数のパワーコンディショナの比率の調整が行われる。複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が所定値を維持するように複数のパワーコンディショナの比率を調整することで、複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が所定値を超えることが抑止される。複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が所定値を超えることが抑制されるため、複数のパワーコンディショナの出力が過大になることを抑止することができる。このように、複数のパワーコンディショナの比率を調整することで複数のパワーコンディショナの出力を調整して、複数のパワーコンディショナの出力が過大になることを抑止する。複数のパワーコンディショナの出力が過大になることが抑止されるため、端子台や継電器などの部品に流れる電流が部品耐量を超えることが抑止され、部品の破損を抑止することができる。

また、本発明においては、前記比率を調整することは、前記比率を上げること及び前記比率を下げることを含んでもよい。本発明においては、複数のパワーコンディショナの比
率を上げたり、複数のパワーコンディショナの比率を下げたりすることで、複数のパワーコンディショナの比率を調整することができる。

また、本発明においては、前記複数のパワーコンディショナの台数がｎ（ｎは３以上の整数）であり、ｎ台のパワーコンディショナのうちのｎ－１台のパワーコンディショナの前記比率の合計が１００％になるように、かつ、前記ｎ台のパワーコンディショナのうちの前記ｎ－１台以外のパワーコンディショナの前記比率が０％になるように、前記比率を調整したときに、前記ｎ－１台のパワーコンディショナの前記出力値を合計した合計値が前記所定値を維持する場合、前記ｎ－１台以外のパワーコンディショナの出力を停止してもよい。本発明においては、ｎ－１台のパワーコンディショナの出力値の合計値が所定値を超えることが抑制されると共に、ｎ－１台以外のパワーコンディショナの出力を停止することができる。ｎ－１台以外のパワーコンディショナの出力を停止することで、パワーコンディショナの運転台数を減らすことができる。したがって、ｎ－１台のパワーコンディショナの出力値の合計値が所定値を超えない範囲で、複数のパワーコンディショナの出力を最大化しつつ、パワーコンディショナの運転台数を最小化することができる。

また、本発明においては、前記複数のパワーコンディショナの台数が２であり、２台のパワーコンディショナの一方の前記比率が１００％になるように、かつ、前記２台のパワーコンディショナの他方の前記比率が０％になるように、前記比率を調整したときに、前記２台のパワーコンディショナの一方の前記出力値が前記所定値を維持する場合、前記２台のパワーコンディショナの他方の出力を停止してもよい。本発明においては、２台のパワーコンディショナの一方の出力値が所定値を超えることが抑制されると共に、２台のパワーコンディショナの他方の出力を停止することができる。２台のパワーコンディショナの他方の出力を停止することで、パワーコンディショナの運転台数を減らすことができる。したがって、２台のパワーコンディショナの一方の出力値が所定値を超えない範囲で、２台のパワーコンディショナの一方の出力を最大化しつつ、パワーコンディショナの運転台数を最小化することができる。

また、本発明においては、前記複数のパワーコンディショナは、最大電力点追従制御を実行して出力を行ってもよい。複数のパワーコンディショナは、最大電力点追従制御を実行することで、太陽電池が供給可能な最大の直流電力に対応する交流電力を出力することができる。

本発明によれば、パワーコンディショナの出力が過大になることを抑止することができる。

図１は、分散型電源システムの概略構成を示す図である。 図２は、コントローラを備える分散電源システムの構成を示す図である。 図３は、本実施形態に係る処理の流れを示すフローチャートである。 図４（Ａ）～図４（Ｄ）は、パワーコンディショナの比率を調整する処理の一例を示す図である。

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、本適用例に係る分散電源システム１は、４台の単相のパワーコンディショナ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを備えている。パワーコンディショナ２０Ａ、２０Ｂは、蓄電池用パワーコンディショナであり、パワーコンディショナ２０Ａは、単相インバータ１０Ａを有し、
パワーコンディショナ２０Ｂは、単相インバータ１０Ｂを有する。単相インバータ１０Ａ、１０Ｂには蓄電池７Ａ、７Ｂからの直流電力が入力される。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄは、太陽電池用パワーコンディショナであり、パワーコンディショナ２０Ｃは、単相インバータ１０Ｃを有し、パワーコンディショナ２０Ｄは、単相インバータ１０Ｄを有する。単相インバータ１０Ｃ、１０Ｄには、太陽電池７Ｃ、７Ｄが発電する直流電力が入力される。パワーコンディショナ２０Ａ～２０Ｄは、入力された直流電力を交流電力に変換して、負荷に供給する。

単相インバータ１０Ａ～１０Ｄの出力は、単相の系統１Ａと、単相の需要家負荷２、３に接続される。単相の系統１Ａは、例えば、単相商用電力系統である。また、単相インバータ１０Ａ～１０Ｄの出力は、三相の自立運転負荷８に接続される。三相の自立運転負荷８は、三相負荷の一例である。系統との連系運転時においては、単相インバータ１０Ａ～１０Ｄが並列接続され、単相インバータ１０Ａ～１０Ｄの単相の出力電圧による交流電力は、単相の需要家負荷２、３に供給される。また、系統との連系運転時においては、三相の自立運転負荷８には三相の系統１Ｂから三相電圧による交流電力が供給される。三相の系統１Ｂは、例えば、三相商用電力系統である。一方、自立運転時においては、単相インバータ１０Ａ～１０Ｄの出力電圧による交流電力は、自立運転負荷８に供給される。この自立運転時において、単相インバータ１０Ａ～１０Ｄの出力電圧に基づいて、三相電圧を生成する。

パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄに設定された所定値に対する比率に基づいて、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力指令値の上限値が決定され、出力が行われる。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を維持するようにパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率を調整する。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を維持するようにパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率を調整することで、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を超えることが抑止される。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を超えることが抑止されるため、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力が過大になることを抑止することができる。これにより、端子台や継電器などの部品に流れる電流が部品耐量を超えることを抑止でき、部品が破損することを抑止することができる。所定値は、端子台や継電器の部品耐量に基づいて決定してもよく、実験やシミュレーション等によって決定してもよい。所定値は、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄに対して単相の需要家負荷２、３及び自立運転負荷８の少なくとも一つから要求される要求値（電力値又は電流値）であってもよい。

図１では、分散電源システム１は、２台の蓄電池用のパワーコンディショナ２０Ａ、２０Ｂを備えているが、蓄電池用パワーコンディショナの台数は増減可能である。蓄電池用パワーコンディショナの台数は、１台であってもよいし、３台以上であってもよい。図１では、分散電源システム１は、２台の太陽電池用のパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄを備えているが、太陽電池用パワーコンディショナ（以下、ＰＶパワーコンディショナと表記する。）の台数は変更可能である。ＰＶパワーコンディショナの台数は、３台以上であってもよい。また、蓄電池用パワーコンディショナの台数がゼロ台であり、ＰＶパワーコンディショナの台数が２台以上であってもよい。蓄電池用パワーコンディショナの構成は、パワーコンディショナ２０Ａ、２０Ｂの構成と同様である。ＰＶパワーコンディショナの構成は、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの構成と同様である。複数のＰＶパワーコンディショナは、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄを含んでもよい。また、ＰＶパワーコンディショナは、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄを含む複数のＰＶパワーコンディショナのうちの何れか一つであってもよい。

＜実施形態＞
次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施形態における分散電源システム１は、電力供給装置の一例である２つの蓄電池７Ａ、７Ｂに夫々接続された２台の単相のパワーコンディショナ２０Ａ、２０Ｂを備えている。パワーコンディショナ２０Ａは、単相インバータ１０Ａと、制御部１１Ａとを有している。制御部１１Ａは、パワーコンディショナ２０Ａの全体の制御や、単相インバータ１０Ａの制御を行う。制御部１１Ａ、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）などを有するコンピュータにより構成してもよい。単相インバータ１０Ａの出力は、リレー５Ａ、５Ｂを介して、単相の系統１Ａ及び単相の需要家負荷２、３に出力端１７、１８、１９において接続されている。また、単相インバータ１０Ａの出力は、リレー５Ｃ、５Ｄ及びリレーＳＷ６Ａ、６Ｂを介して、第二負荷としての三相の自立運転負荷８に接続されている。パワーコンディショナ２０Ｂは、単相インバータ１０Ｂと、制御部１１Ｂとを有している。制御部１１Ｂは、パワーコンディショナ２０Ｂの全体の制御や、単相インバータ１０Ｂの制御を行う。制御部１１Ｂは、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）などを有するコンピュータにより構成してもよい。単相インバータ１０Ｂの出力は、リレー５Ｅ、５Ｆを介して、単相の系統１Ａ及び単相の需要家負荷２、３に出力端１７、１８、１９において接続されている。また、単相インバータ１０Ｂの出力は、リレー５Ｇ、５Ｈ及びリレーＳＷ６Ｂ、６Ｃを介して、三相の自立運転負荷８に接続されている。

そして、リレー５Ａ、５Ｂ及びリレー５Ｅ、５Ｆが接続されることにより、単相インバータ１０Ａ、１０Ｂの単相電圧による電力は、単相の需要家負荷２、３に供給される。また、リレーＳＷ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが、系統側に接続されることで、三相の系統１Ｂの出力が三相の自立運転負荷８に接続される。一方、リレーＳＷ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが、パワーコンディショナ側に接続されることで、単相インバータ１０Ａ、１０Ｂの出力が三相の自立運転負荷８に接続される。

また、分散電源システム１は、電力供給装置の一例である２つの太陽電池７Ｃ、７Ｄに夫々接続された２台の単相のパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄを備えている。パワーコンディショナ２０Ｃは、単相インバータ１０Ｃと、制御部１１Ｃとを有している。制御部１１Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃの全体の制御や、単相インバータ１０Ｃの制御を行う。制御部１１Ｃは、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）などを有するコンピュータにより構成してもよい。単相インバータ１０Ｃの出力は、リレー５Ｉ、５Ｊ及びリレーＳＷ９Ａ、９Ｂ、９Ｃを介して、単相の系統１Ａ及び単相の需要家負荷２、３に出力端１７、１８、１９において接続されている。また、単相インバータ１０Ｃの出力は、リレー５Ｉ、５Ｊ、リレーＳＷ９Ａ、９Ｃ及びリレーＳＷ６Ａ、６Ｃを介して、三相の自立運転負荷８に接続される。

パワーコンディショナ２０Ｄは、単相インバータ１０Ｄと、制御部１１Ｄとを有している。制御部１１Ｄは、パワーコンディショナ２０Ｄの全体の制御や、単相インバータ１０Ｄの制御を行う。制御部１１Ｄは、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）などを有するコンピュータにより構成してもよい。単相インバータ１０Ｄの出力は、リレー５Ｋ、５Ｌ及びリレーＳＷ９Ｄ、９Ｅ、９Ｆを介して、単相の系統１Ａ及び単相の需要家負荷２、３に出力端１７、１８、１９において接続されている。また、単相インバータ１０Ｄの出力は、リレー５Ｋ、５Ｌ、リレーＳＷ９Ｄ、９Ｆ及びリレーＳＷ６Ａ、６Ｃを介して、三相の自立運転負荷８に接続される。そして、リレー５Ｉ、５Ｊ、リレー５Ｋ、５Ｌ、リレーＳＷ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ及びリレーＳＷ９Ｄ、９Ｅ、９Ｆが接続されることにより、単相インバータ１０Ｃ、１０Ｄの単相電圧による電力は、単相の需要家負荷２、３に供給される。

単相の系統１Ａとの連系運転時について説明する。リレー５Ａ、５Ｂ及びリレー５Ｅ、５Ｆが接続され、リレー５Ｃ、５Ｄ及びリレー５Ｇ、５Ｈが遮断されることにより、単相インバータ１０Ａ、１０Ｂの単相電圧による電力は、単相の需要家負荷２、３に供給される。リレー５Ｉ、５Ｊが接続され、リレーＳＷ９Ａ、９Ｂ、９Ｃが系統側に接続されることにより、単相インバータ１０Ｃの単相電圧による電力は、単相の需要家負荷２、３に供給される。リレー５Ｋ、５Ｌが接続され、リレーＳＷ９Ｄ、９Ｅ、９Ｆが系統側に接続されることにより、単相インバータ１０Ｄの単相電圧による電力は、単相の需要家負荷２、３に供給される。これにより、単相インバータ１０Ａ～１０Ｄが並列接続され、夫々の単相電圧による電力は、単相の需要家負荷２、３に供給される。

単相の系統１Ａから単相の需要家負荷２、３に単相電圧による電力が供給される。また、リレーＳＷ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが系統側に接続されることにより、三相の自立運転負荷８には三相の系統１Ｂから三相電圧による交流電力（三相電力）が供給される。なお、単相の需要家負荷２、３及び三相の自立運転負荷８と、単相インバータ１０Ａ～１０Ｄとを直接接続する以外にも、トランスを介して接続することが可能である。

自立運転時について説明する。リレー５Ａ、５Ｂ、リレー５Ｅ、５Ｆが遮断され、リレー５Ｃ、５Ｄ、リレー５Ｇ、５Ｈ、リレー５Ｉ、５Ｊ、リレー５Ｋ、５Ｌが接続され、リレーＳＷ９Ａ、９Ｃ、リレーＳＷ９Ｄ、９Ｆが非系統側に接続される。リレーＳＷ９Ｂ、９ＥがＧＮＤに接続される。リレーＳＷ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが非系統側に接続される。そして、パワーコンディショナ２０Ａが、同期信号をパワーコンディショナ２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに送信する。制御部１１Ａが、同期信号を制御部１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄに送ってもよい。同期信号は、制御部１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄを介して、単相インバータ１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに入力される。

単相インバータ１０Ａは、単相電圧を出力する。単相インバータ１０Ｂは、単相インバータ１０Ａから出力された単相電圧に対して１２０度遅れた単相電圧を出力する。これにより、単相インバータ１０Ａ、１０Ｂの位相の異なる単相電圧を組み合わせることで三相電圧を生成し、単相インバータ１０Ｃ、１０Ｄの出力が接続される相の電圧は、単相インバータ１０Ａから出力された単相電圧に対して２４０度遅れた単相電圧となる。単相インバータ１０Ｃ、１０Ｄは接続される相の電圧に同期した電流を出力し、三相電圧による交流電力が三相の自立運転負荷８に供給される。自立運転時において、三相電圧による交流電力が三相の自立運転負荷８に供給されてもよい。単相インバータ１０Ｂが、単相インバータ１０Ａから出力された単相電圧に対して２４０度遅れた単相電圧を出力してもよい。また、複数の太陽電池用パワーコンディショナの単相インバータから出力される単相電圧を組み合わせることで三相電圧を生成し、三相の自立運転負荷８に対して三相電圧による交流電力を供給してもよい。

自立運転時において、単相の系統１Ａと単相の需要家負荷２、３との接続を遮断し、単相インバータ１０Ａ～１０Ｄの単相電圧による電力が、単相の需要家負荷２、３に供給されてもよい。単相の系統１Ａとの連系運転時及び自立運転時において、蓄電池７Ａ及び７Ｂの少なくとも一方を充電してもよい。太陽電池７Ｃで発電された直流電力及び太陽電池７Ｄで発電された直流電力の少なくとも一方を用いて、蓄電池７Ａ及び７Ｂの少なくとも一方を充電してもよい。単相の系統１Ａから供給される電力を用いて、蓄電池７Ａ及び７Ｂの少なくとも一方を充電してもよい。

図１では、パワーコンディショナ２０Ａが、同期信号をパワーコンディショナ２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄに送信する構成を示しているが、本実施形態は、図１に示す構成に限定されない。図２に示すように、分散電源システム１がコントローラ２１を備え、コントローラ２１が、パワーコンディショナ２０Ａ～２０Ｄに同期信号を送信してもよい。コントロ
ーラ２１は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）などを有するコンピュータにより構成してもよい。

パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄは、太陽電池７Ｃ、７Ｄが発電する電力を最大化する最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）制御を実行することが可能である。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄは、最大電力点追従制御を実行することで、太陽電池７Ｃ、７Ｄが供給可能な最大の直流電力に対応する交流電力を出力することができる。

日射量が多くなり、太陽電池７Ｃ、７Ｄの発電量が多くなると、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値が増加する。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値は、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄから出力される電力の値又は電流の値である。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値が過大になり、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値の合計値が所定値を超える場合、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄから端子台や継電器などの部品に流れる電流が部品耐量を超えることにより、部品が破損する可能性がある。また、蓄電池７Ａの充電中において、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値が過大になり、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値の合計値が所定値を超える場合、パワーコンディショナ２０Ａ側の充電電流が過大となり、分散電源システム１が異常を検知して停止する可能性がある。蓄電池７Ｂの充電中において、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値の合計値が所定値を超える場合、パワーコンディショナ２０Ｂ側の充電電流が過大となり、分散電源システム１が異常を検知して停止する可能性がある。

パワーコンディショナ２０Ｃ及びパワーコンディショナ２０Ｄの少なくとも一方から単相の需要家負荷２、３及び自立運転負荷８の少なくとも一つに交流電力を供給する処理について説明する。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄに設定された所定値に対する比率に基づいて、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力指令値の上限値が決定され、出力が行われる。パワーコンディショナ２０Ｃをマスタ機に設定し、パワーコンディショナ２０Ｄをスレーブ機に設定してもよい。この場合、パワーコンディショナ２０Ｃが、パワーコンディショナ２０Ｄに対して出力の開始を示す信号（出力開始信号）、出力の停止を示す信号（出力停止信号）及び各種の指示信号を送ってもよい。パワーコンディショナ２０Ｃが、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄに対して所定値に対する比率（バランス比率）を設定してもよい。比率は、百分率（％）や小数であってもよい。パワーコンディショナ２０Ｃが、各種の情報を収集して、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率の設定及び調整を行ってもよい。各種の情報には、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄから出力される電力の値又は電流の値としての出力値が含まれる。

パワーコンディショナ２０Ｃをスレーブ機に設定し、パワーコンディショナ２０Ｄをマスタ機に設定してもよい。この場合、パワーコンディショナ２０Ｄが、パワーコンディショナ２０Ｃに対して出力開始信号、出力停止信号及び各種の指示信号を送ってもよい。パワーコンディショナ２０Ｄが、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄに対して所定値に対する比率を設定してもよい。パワーコンディショナ２０Ｄが、各種の情報を収集して、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率の設定及び調整を行ってもよい。コントローラ２１が、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄに対して所定値に対する比率を設定してもよい。コントローラ２１が、各種の情報を収集して、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率の設定及び調整を行ってもよい。コントローラ２１が、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄに対して出力開始信号、出力停止信号及び各種の指示信号を送ってもよい。コントローラ２１が、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄに設定された所定値に対する比率に基づいて、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力指令値の上限値を決定してもよい。

パワーコンディショナ２０Ｃをマスタ機に設定し、パワーコンディショナ２０Ｄをスレーブ機に設定する場合の処理の一例を説明する。図３は、パワーコンディショナ２０Ｃをマスタ機に設定し、パワーコンディショナ２０Ｄをスレーブ機に設定する場合の処理の流れを示すフローチャートである。起動時（自立運転開始時）において、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの連系準備ができた場合、パワーコンディショナ２０Ｃ及びパワーコンディショナ２０Ｄの一方の運転を開始する。ここでは、１台目のパワーコンディショナ２０Ｃの運転を開始する（Ｓ１）。パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃの比率とパワーコンディショナ２０Ｄの比率との合計値が１００％になるように、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率を設定する。例えば、パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃの比率を１００％に設定し、パワーコンディショナ２０Ｄの比率を０％に設定する。

パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値とパワーコンディショナ２０Ｄの出力値との合計値が所定値を維持しているか否かを判定する。パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃの比率に基づいて、パワーコンディショナ２０Ｃの出力指令値の上限値を算出し、パワーコンディショナ２０Ｄの比率に基づいて、パワーコンディショナ２０Ｄの出力指令値の上限値を算出する。具体的には、パワーコンディショナ２０Ｃの出力指令値の上限値は、下記式（１）に基づいて算出され、パワーコンディショナ２０Ｄの出力指令値の上限値は、下記式（２）に基づいて算出される。所定値は、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値とパワーコンディショナ２０Ｄの出力値との合計値の制限値であってもよい。
パワーコンディショナ２０Ｃの出力指令値の上限値＝所定値×パワーコンディショナ２０Ｃの比率（％）・・・（１）
パワーコンディショナ２０Ｄの出力指令値の上限値＝所定値×パワーコンディショナ２０Ｄの比率（％）・・・（２）

所定値がパワーコンディショナ２０Ｃの定格出力以下であり、パワーコンディショナ２０Ｃの比率が１００％である場合、パワーコンディショナ２０Ｃの出力指令値の上限値は、所定値×１００％となる。パワーコンディショナ２０Ｃの最大出力値は、太陽電池７Ｃの発電量に応じてパワーコンディショナ２０Ｃから出力可能な電流の値又は電力の値である。パワーコンディショナ２０Ｃの最大出力値は、パワーコンディショナ２０Ｃが最大電力点追従制御を実行したときにパワーコンディショナ２０Ｃから出力可能な電流の値又は電力の値であってもよい。

パワーコンディショナ２０Ｄの比率が０％である場合、パワーコンディショナ２０Ｄの出力指令値の上限値は、所定値×０％となる。パワーコンディショナ２０Ｄの最大出力値は、太陽電池７Ｄの発電量に応じてパワーコンディショナ２０Ｄから出力可能な電流の値又は電力の値である。パワーコンディショナ２０Ｄの最大出力値は、パワーコンディショナ２０Ｄが最大電力点追従制御を実行したときにパワーコンディショナ２０Ｄから出力可能な電流の値又は電力の値であってもよい。

パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値とパワーコンディショナ２０Ｄの出力値との合計値が所定値を維持していない場合、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率を調整する。図４（Ａ）～図４（Ｄ）は、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率を調整する処理の一例を示す図である。図４（Ａ）～図４（Ｄ）のＰＣＳ（Power Conditioning System）１は、１台目のパワーコンディショナを意味し、
ＰＣＳ２は、２台目のパワーコンディショナを意味する。以下では、パワーコンディショナ２０ＣがＰＣＳ１に対応し、パワーコンディショナ２０ＤがＰＣＳ２に対応する。図４（Ａ）～図４（Ｄ）における出力上限値（出力指令値の上限値）は、所定値×比率である
。パワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値は、所定値にパワーコンディショナ２０Ｃの比率を乗算することで算出され、パワーコンディショナ２０Ｄの出力上限値は、所定値にパワーコンディショナ２０Ｄの比率を乗算することで算出される。

図４（Ａ）には、パワーコンディショナ２０Ｃの運転を開始したときのパワーコンディショナ２０Ｃの出力値が示されている。太陽電池７Ｃの発電量が小さく、パワーコンディショナ２０Ｃの最大出力値が、パワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値よりも小さい。そのため、パワーコンディショナ２０Ｃの比率を１００％に調整する場合、図４（Ａ）に示すように、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値は、パワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値に達していない。パワーコンディショナ２０Ｄの比率を０％に調整する場合、パワーコンディショナ２０Ｄの出力値はゼロである。

図４（Ａ）は、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値が、パワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値に達していない場合を示している。パワーコンディショナ２０Ｃの出力値が、パワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値に達していない場合、２台目のパワーコンディショナ２０Ｄの運転を開始する（Ｓ２）。なお、太陽電池７Ｃの発電量が十分大きく、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値が、パワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値に達している場合、パワーコンディショナ２０Ｄの運転（出力）を行わない。また、３台以上のＰＶパワーコンディショナを用いる場合についても同様である。所定値が１台目のＰＶパワーコンディショナの定格出力以下の場合、起動時において、１台目のＰＶパワーコンディショナの比率を１００％に設定し、２台目以降のＰＶパワーコンディショナの比率を０％に設定する。１台目のＰＶパワーコンディショナの出力値が１台目のＰＶパワーコンディショナの出力上限値に達する場合、２台目以降のＰＶパワーコンディショナの運転（出力）を行わない。

１台目のパワーコンディショナ２０Ｃの比率及び２台目のパワーコンディショナ２０Ｄの比率を調整する（Ｓ３）。図４（Ｂ）には、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄが運転状態であるときのパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値が示されている。図４（Ｂ）では、パワーコンディショナ２０Ｃの比率を下げ、パワーコンディショナ２０Ｄの比率を上げることで、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率を調整している。図４（Ｂ）に示すように、太陽電池７Ｃの発電量に合わせてパワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値が低下することで、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値がパワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値に達しており、パワーコンディショナ２０Ｄの出力上限値が上昇することで、太陽電池７Ｄの発電量の余力分でパワーコンディショナ２０Ｄの出力値がパワーコンディショナ２０Ｄの出力上限値に達している。そのため、また、図４（Ｂ）では、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値とパワーコンディショナ２０Ｄの出力値との合計値が、所定値（＝パワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値＋パワーコンディショナ２０Ｄの出力上限値）を維持している。

日射量によって変動する太陽電池７Ｃ、７Ｄの発電可能な最大電力に応じて、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を維持するようにパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率の調整が行われる。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を維持するようにパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率を調整することで、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を超えない範囲で最大化されると共に、所定値を超えることが抑止される。パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を超えることが抑制されるため、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力が過大になることを抑止することができる。このように、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率を調整することでパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力を調整して、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力が過大になることを抑止する。パワーコンディショナ２０Ｃ、２
０Ｄの出力が過大になることが抑止されるため、端子台や継電器などの部品に流れる電流が部品耐量を超えることを抑止でき、部品が破損することを抑止することができる。

図４（Ｂ）を参照して説明した処理は、３台以上のＰＶパワーコンディショナを用いる場合についても適用可能である。１台目のＰＶパワーコンディショナの出力値と２台目のＰＶパワーコンディショナの出力値との合計値が所定値を維持する場合、３台目以降のＰＶパワーコンディショナの運転（出力）を行わない。１台目のＰＶパワーコンディショナの出力値と２台目のＰＶパワーコンディショナの出力値との合計値が所定値に達していない場合、１台目、２台目及び３台目のＰＶパワーコンディショナの比率を調整する。複数のＰＶパワーコンディショナの出力値の合計値が所定値を維持するまで、複数のＰＶパワーコンディショナの比率の調整が行われる。

図４（Ｃ）には、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄが運転状態であるときのパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値が示されている。図４（Ｃ）に示すように、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値がパワーコンディショナ２０Ｃの出力上限値に達しており、パワーコンディショナ２０Ｄの出力値がパワーコンディショナ２０Ｄの出力上限値に達している。パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃ及びパワーコンディショナ２０Ｄの一方の比率を僅かに上げる。例えば、パワーコンディショナ２０Ｄの比率がパワーコンディショナ２０Ｃの比率よりも大きい場合、パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｄの比率を上げる。パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃ及びパワーコンディショナ２０Ｄの他方の比率を僅かに下げる。例えば、パワーコンディショナ２０Ｃの比率がパワーコンディショナ２０Ｄの比率よりも小さい場合、パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃの比率を下げる。

パワーコンディショナ２０Ｄの比率を上げることにより、パワーコンディショナ２０Ｄの出力値が増加する場合、太陽電池７Ｄの発電量の余力がある。パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｄの出力値の増加が止まるまで、パワーコンディショナ２０Ｄの比率を徐々に上げる。パワーコンディショナ２０Ｃは、パワーコンディショナ２０Ｃの比率を徐々に下げる。図４（Ｄ）には、パワーコンディショナ２０Ｄの出力値の増加が止まるまで、パワーコンディショナ２０Ｄの比率を徐々に上げたときのパワーコンディショナ２０Ｄの出力値が示されている。図４（Ｄ）では、パワーコンディショナ２０Ｃの比率を０％に調整しており、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値はゼロである。また、図４（Ｄ）では、パワーコンディショナ２０Ｄの比率を１００％に調整している。図４（Ｄ）では、パワーコンディショナ２０Ｃの出力値とパワーコンディショナ２０Ｄの出力値との合計値が、所定値（＝パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値の制限値）を維持している。

パワーコンディショナ２０Ｃの出力値がゼロであるので、パワーコンディショナ２０Ｃは出力を行わない。すなわち、パワーコンディショナ２０Ｃの出力を停止する（Ｓ４）。図４（Ｄ）では、パワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの出力値を合計した合計値が所定値を維持するようにパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率の調整が行われている。すなわち、パワーコンディショナ２０Ｄの出力値が所定値を維持するようにパワーコンディショナ２０Ｃ、２０Ｄの比率の調整が行われている。これにより、パワーコンディショナ２０Ｄの出力値が所定値を超えることが抑制されると共に、パワーコンディショナ２０Ｃの出力を停止することができる。パワーコンディショナ２０Ｃの出力を停止することで、ＰＶパワーコンディショナの運転台数を減らすことができる。したがって、パワーコンディショナ２０Ｄの出力値が所定値を超えない範囲で、パワーコンディショナ２０Ｄの出力を最大化しつつ、ＰＶパワーコンディショナの運転台数を最小化することができる。

複数のＰＶパワーコンディショナの台数がｎ（ｎは３以上の整数）である場合、ｎ台のＰＶパワーコンディショナのうちのｎ－１台のＰＶパワーコンディショナの比率の合計が１００％になるように、かつ、ｎ台のＰＶパワーコンディショナのうちのｎ－１台以外のＰＶパワーコンディショナの比率が０％になるように、ｎ台のＰＶパワーコンディショナの比率を調整する。そして、ｎ－１台のＰＶパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が所定値を維持する場合、ｎ－１台以外のＰＶパワーコンディショナの出力を停止する。ｎ－１台のＰＶパワーコンディショナの出力値の合計値が所定値を超えることが抑制されると共に、ｎ－１台以外のＰＶパワーコンディショナの出力を停止することができる。ｎ－１台以外のＰＶパワーコンディショナの出力を停止することで、ＰＶパワーコンディショナの運転台数を減らすことができる。したがって、ｎ－１台のＰＶパワーコンディショナの出力値の合計値が所定値を超えない範囲で、ｎ－１台のＰＶパワーコンディショナの出力を最大化しつつ、ＰＶパワーコンディショナの運転台数を最小化することができる。

複数のＰＶパワーコンディショナの台数が２である場合、所定値がＰＶパワーコンディショナ１台あたりの定格出力以下であれば、２台のＰＶパワーコンディショナの一方の比率が１００％になるように、かつ、２台のＰＶパワーコンディショナの他方の比率が０％になるように、２台のＰＶパワーコンディショナの比率を調整する。２台のＰＶパワーコンディショナの一方の出力値が所定値（２台のＰＶパワーコンディショナの出力値を合計した合計値の制限値）を維持する場合、２台のＰＶパワーコンディショナの他方の出力を停止する。２台のＰＶパワーコンディショナの一方の出力値が所定値を超えることが抑制されると共に、２台のＰＶパワーコンディショナの他方の出力を停止することができる。２台のＰＶパワーコンディショナの他方の出力を停止することで、ＰＶパワーコンディショナの運転台数を減らすことができる。したがって、２台のＰＶパワーコンディショナの一方の出力値が所定値を超えない範囲で、２台のＰＶパワーコンディショナの一方の出力を最大化しつつ、ＰＶパワーコンディショナの運転台数を最小化することができる。

ＰＶパワーコンディショナの定格容量を超える出力を行うことが可能な太陽電池をＰＶパワーコンディショナに搭載し、日射量の小さい時間帯で発電量を向上させる「過積載」と呼ばれる搭載方法が知られている。日射量が急峻に増加すると、瞬間的にＰＶパワーコンディショナへの入力電力が上昇することで、ＰＶパワーコンディショナの出力が一時的に出力指令値を超過する。過積載である場合、ＰＶパワーコンディショナの運転台数が多いほど、ＰＶパワーコンディショナへの入力電力の上昇量が増大する傾向にある。そのため、ＰＶパワーコンディショナの出力が過大となることにより、ＰＶパワーコンディショナの出力が一時的に所定値を超過する量が大きくなることが想定される。本実施形態では、複数のＰＶパワーコンディショナの合計出力値が所定値を超えない範囲で、複数のＰＶパワーコンディショナの合計出力を最大化しつつ、ＰＶパワーコンディショナの運転台数を最小化することができる。したがって、過積載である場合においても、ＰＶパワーコンディショナの運転台数を最小化することで、ＰＶパワーコンディショナへの入力電力の上昇量の増大を抑止することができ、ＰＶパワーコンディショナの合計出力値が所定値を超過する量を抑制することができる。

また、上記で説明した各処理は、分散電源システム１の制御方法などとして捉えてもよい。上記で説明した各処理は、コンピュータが実行する方法として捉えてもよい。上記で説明した各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを、ネットワークを通じて、又は、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体等からコンピュータに提供してもよい。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

＜付記＞
直流電力を生成する太陽電池（７Ｃ、７Ｄ）から入力された直流電力を交流電力に変換して、負荷（２、３、８）に供給する複数のパワーコンディショナ（１０Ｃ、１０Ｄ）を備える分散型電源システム（１）であって、
前記複数のパワーコンディショナに設定された所定値に対する比率に基づいて、前記複数のパワーコンディショナの出力が行われ、
前記複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が前記所定値を維持するように前記比率を調整することを特徴とする、分散型電源システム。

１・・・分散型電源システム
１Ａ・・・単相の系統
１Ｂ・・・三相の系統
２、３・・・単相の需要家負荷
７Ａ、７Ｂ・・・蓄電池
７Ｃ、７Ｄ・・・太陽電池
８・・・三相の自立運転負荷
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ・・・単相インバータ
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ・・・パワーコンディショナ
２１・・・・コントローラ

Claims (7)

1. 直流電力を生成する太陽電池から入力された直流電力を交流電力に変換して、負荷に供給する複数のパワーコンディショナを備える分散型電源システムであって、
   前記複数のパワーコンディショナに設定された所定値に対する比率に基づいて、前記複数のパワーコンディショナの出力が行われ、
   前記複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値が前記所定値を維持するように前記比率を調整することを特徴とする、分散型電源システム。
2. 前記所定値は、前記複数のパワーコンディショナの出力値を合計した合計値の制限値であることを特徴とする、請求項１に記載の分散型電源システム。
3. 前記比率に基づいて、前記複数のパワーコンディショナの出力指令値の上限値が決定されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の分散型電源システム。
4. 前記比率を調整することは、前記比率を上げること及び前記比率を下げることを含むことを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載の分散型電源システム。
5. 前記複数のパワーコンディショナの台数がｎ（ｎは３以上の整数）であり、
   ｎ台のパワーコンディショナのうちのｎ－１台のパワーコンディショナの前記比率の合計が１００％になるように、かつ、前記ｎ台のパワーコンディショナのうちの前記ｎ－１台以外のパワーコンディショナの前記比率が０％になるように、前記比率を調整したときに、前記ｎ－１台のパワーコンディショナの前記出力値を合計した合計値が前記所定値を維持する場合、前記ｎ－１台以外のパワーコンディショナの出力を停止することを特徴とする、請求項１から４の何れか一項に記載の分散型電源システム。
6. 前記複数のパワーコンディショナの台数が２であり、
   ２台のパワーコンディショナの一方の前記比率が１００％になるように、かつ、前記２台のパワーコンディショナの他方の前記比率が０％になるように、前記比率を調整したときに、前記２台のパワーコンディショナの一方の前記出力値が前記所定値を維持する場合、前記２台のパワーコンディショナの他方の出力を停止することを特徴とする、請求項１から４の何れか一項に記載の分散型電源システム。
7. 前記複数のパワーコンディショナは、最大電力点追従制御を実行して出力を行うことを特徴とする、請求項１から６の何れか一項に記載の分散型電源システム。

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