JP2023130093A - 電力変換システム、計量方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再生可能エネルギー由来の電力を高精度に計量する。【解決手段】複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）が複数の分散型電源（６－８）と複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）の間にそれぞれ接続される。交流電力計（１５）がインバータ（１２）と分電盤（３）の間に接続される。複数の分散型電源（６－８）には、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置（６）と、蓄電装置（７または８）が含まれる。制御部（１３）は、インバータ（１２）から分電盤（３）の方向に電流が流れている期間において、複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と交流電力計（１５）で測定された電力をもとに、発電装置（６）の発電量を計量する。【選択図】図１

Description

本開示は、分散型電源と接続される電力変換システム、計量方法に関する。

地球温暖化の抑制、低炭素・脱炭素化社会への実現に向け、二酸化炭素などの温室効果ガス削減の動きが拡大している。日本では２０１３年４月にＪ－クレジット制度が開始した。Ｊ－クレジット制度は、温室効果ガスの排出削減または吸引量を、国がクレジットとして認証する制度である。認証されたクレジットは環境価値として証券化され、取引対象となる。Ｊ－クレジットには再生可能エネルギー由来クレジットが含まれる。再生可能エネルギー由来クレジットは、再生可能エネルギー（例えば、太陽光、風力、水力など）を由来として発電された電気の環境価値を証券化したものである。また、再生可能エネルギー由来クレジットに類似する証書として、日本自然保護エネルギー株式会社が第三者認証機関の認証を得て、グリーン電力証書を発行している。

日本では２０１２年７月に再生可能エネルギーの固定価格買取制度（ＦＩＴ）が開始し、太陽光発電システムの普及が拡大した。固定価格買取制度を利用することで、ユーザは、太陽光発電システムで発電された電力の内の余剰分を電力会社に固定価格で売却することができる。この固定価格には環境価値分が上乗せされている。

従来、太陽光発電システムで発電された電力の内の自家消費分については基本的に、環境価値として顕在化されていなかった。近年、太陽光発電システムで発電された電力の内の自家消費分の環境価値を証券化してクレジットを創出する動きが開始されている。

固定価格買取制度の買取価格は年々低下しており、太陽光発電システムで発電された電力を自家消費するニーズが高まっている。それに伴い、太陽光発電システムと蓄電システムを連携させたシステム（以下、ハイブリッド蓄電システム（創蓄連携システムとも称される））が普及してきている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９－１１８２０９号公報

太陽光発電システムの場合、比較的簡単かつ高精度に、逆潮流電力や自家消費電力を計量することができる。ハイブリッド蓄電システムの場合、蓄電池からの放電電力に、太陽電池から充電された太陽電池由来の電力と、系統から充電された系統由来の電力が混ざり込んでいる。そのため、自家消費電力の内、太陽電池由来の電力を高精度に計量することが難しくなる。

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、再生可能エネルギー由来の電力を高精度に計量することができる電力変換システム、計量方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の電力変換システムは、複数の分散型電源にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、直流側が前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの合流点に接続され、交流側が電力系統および負荷に接続された分電盤に接続されるインバータと、前記複数の分散型電源と前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの間にそれぞれ接続される複数の直流電力計と、前記インバータと前記分電盤の間に接続される交流電力計と、前記複数の直流電力計と前記交流電力計から、それぞれ測定された電力を取得する制御部と、を備える。前記複数の分散型電源には、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置と、蓄電装置が含まれ、前記制御部は、前記インバータから前記分電盤の方向に電流が流れている期間において、前記複数の直流電力計で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と前記交流電力計で測定された電力をもとに、前記発電装置の発電量を計量する。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本開示の表現を装置、システム、方法、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

本開示によれば、再生可能エネルギー由来の電力を高精度に計量することができる。

実施の形態１に係る電力変換システムを説明するための図である。 実施の形態１に係る太陽電池の発電量、定置型蓄電池の放電量、車載蓄電池の放電量の内の環境価値を模式的に示した図である。 実施の形態２に係る電力変換システムを説明するための図である。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電力変換システム１を説明するための図である。電力変換システム１には複数の分散型電源が接続される。本実施の形態では、複数の分散型電源として、太陽電池６、定置型蓄電池７および車載蓄電池８が接続される。

電力変換システム１は、太陽電池６用のパワーコンディショナ機能と、定置型蓄電池７用のパワーコンディショナ機能、車載蓄電池８用のパワーコンディショナ機能を一体化させた統合型の電力変換システム（パワーステーション（登録商標）とも称される）である。電力変換システム１は、主な構成要素として、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂ、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃ、インバータ１２および制御部１３を備える。

太陽電池６は光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接、直流電力に変換することができる。太陽電池６として、ヘテロ接合太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、化合物系太陽電池などを使用することができる。

太陽電池６は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａと接続され、発電した電力を第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａに出力する。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａは、太陽電池６と直流バスＢｄとの間に接続され、太陽電池６から出力される直流電力の電圧を調整可能なコンバータである。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａは例えば、昇圧チョッパで構成することができる。

定置型蓄電池７は、電力を充放電可能であり、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池などで構成される。定置型蓄電池７は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂと接続され、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂにより充放電制御される。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂは、定置型蓄電池７と直流バスＢｄとの間に接続され、定置型蓄電池７を充放電する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。

車載蓄電池８は、電動車に搭載される駆動用蓄電池であり、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池などで構成される。電動車と電力変換システム１は充電ケーブルで接続される。車載蓄電池８は、電動車が自宅に駐車時に第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃと接続され、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃにより充放電制御される。第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃは、車載蓄電池８と直流バスＢｄとの間に接続され、電動車が自宅に駐車時に車載蓄電池８を充放電する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。

なお定置または車載の蓄電池は、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタで代用することもできる。本明細書では蓄電池とキャパシタを総称して蓄電装置という。

インバータ１２は、直流バスＢｄと分電盤３との間に接続される。直流バスＢｄには、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ－第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃが並列に接続される。インバータ１２は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂおよび第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃの少なくとも一つから直流バスＢｄを介して供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を分電盤３に出力する。その際、インバータ１２は、出力する交流電力の電圧または電流を制御することができる。

また、インバータ１２は、分電盤３を介して商用電力系統２（以下、単に系統２という）から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂまたは第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃに出力することもできる。分電盤３には、系統２と宅内負荷４が接続される。宅内負荷４は宅内に設置された負荷の総称である。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ－第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃおよびインバータ１２には、変換効率が同じか、できるだけ近いものを使用することが望ましい。

制御部１３は、電力変換システム１全体を制御する。制御部１３は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源として、ファームウェアなどのプログラムを利用できる。

制御部１３は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａを制御することにより、太陽電池６のＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracking) 制御を実行する。具体的には制御部１３は、太陽電池６の出力電圧および出力電流である、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの入力電圧および入力電流を測定して太陽電池６の発電電力を推定する。制御部１３は、測定した太陽電池６の出力電圧と、推定した発電電力をもとに、太陽電池６の発電電力を最大電力点（最適動作点）にするための電圧指令値を生成する。制御部１３は例えば、山登り法に従い動作点電圧を所定のステップ幅で変化させて最大電力点を探索し、最大電力点を維持するように電圧指令値を生成する。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａは、生成された電圧指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。

制御部１３は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂを制御して、定置型蓄電池７を充放電制御する。第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂは、制御部１３から設定される電流指令値または電圧指令値に基づき、定置型蓄電池７の定電流（ＣＣ）放電、定電圧（ＣＶ）放電、定電流充電または定電圧充電を行う。なお、定置型蓄電池７を太陽電池６の発電量および宅内負荷４の消費量の少なくとも一方に追従させて運転する場合、制御部１３は、直流バスＢｄの電圧に応じて第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂの電流指令値を生成する。

制御部１３は、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃを制御して、車載蓄電池８を充放電制御することができる。制御部１３は、充電ケーブル内の通信線を経由して車載蓄電池８のＢＭＵ(Battery Management Unit)と通信することができる。ＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）の場合、ＣＡＮ（Controller Area Network）で接続される。第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃは、制御部１３または車載蓄電池８のＢＭＵから設定される電流指令値または電圧指令値に基づき、車載蓄電池８の定電流放電、定電圧放電、定電流充電または定電圧充電を行う。

制御部１３は、直流バスＢｄの電圧が目標値を維持するようにインバータ１２を制御する。具体的には制御部１３は、直流バスＢｄの電圧を測定し、測定したバス電圧を目標値に一致させるための電流指令値を生成する。制御部１３は、直流バスＢｄの電圧が目標値より高い場合はインバータ１２の出力電力を上げるための電流指令値を生成し、直流バスＢｄの電圧が目標値より低い場合はインバータ１２の出力電力を下げるための電流指令値を生成する。インバータ１２は、生成された電流指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。

電源回路１４は、インバータ１２と分電盤３間の配電線に供給される交流電力を直流電力に変換しつつ、所定の電圧値に降圧して制御電源電圧を生成する。電源回路１４は例えば、系統２の２０２±２０Ｖの交流電圧を、２４Ｖの直流電圧（制御電源電圧）に変換する。電源回路１４は、生成した制御電源電圧を、電力変換システム１内の各種負荷（例えば、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ－第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃおよびインバータ１２にそれぞれ含まれる駆動回路）に供給する。電源回路１４は、さらに制御電源電圧を降圧して制御部１３の電源電圧（例えば、５Ｖ）を生成して、制御部１３に供給する。

外部接続管理装置１７は、電力検出ユニットであってもよいし、リモコン設定器であってもよいし、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラであってもよい。外部接続管理装置１７と電力変換システム１の本体との間は有線（例えば、ＲＳ－４８５規格に準拠したケーブル）で接続されてもよいし、無線（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、小電力無線）で接続されてもよい。外部接続管理装置１７はルータ装置２０に接続される。外部接続管理装置１７とルータ装置２０との間は有線（例えば、ＬＡＮケーブル）または無線（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ）で接続される。

外部接続管理装置１７にはモニタ（不図示）を接続することができる。外部接続管理装置１７とモニタは直接接続されてもよいし、ルータ装置２０を介して接続されてもよい。モニタには、太陽光発電システムの発電量、買電量、売電量、使用電力量、時間帯別の電気料金、運転モードなどを表示させることができる。なお、これらの情報は、ルータ装置２０に無線または有線で接続されたユーザが所持する情報端末（例えば、スマートフォン、タブレット、ＰＣなど）の画面に表示させることもできる。

外部接続管理装置１７またはモニタは記録媒体を含んでいてもよい。その場合、電力量の測定データをログデータとして記録媒体に保存することができる。記録媒体は、内蔵式でもよいし、着脱式のリムーバブル記録媒体であってもよい。

外部接続管理装置１７は、外部のネットワーク９に接続するためのゲートウェイとしての機能を担う。ネットワーク９は、インターネット、専用線、ＶＰＮ（Virtual Private Network）などの通信路の総称であり、その通信媒体やプロトコルは問わない。通信媒体として例えば、光ファイバ網、ＡＤＳＬ網、ＣＡＴＶ網、モバイル通信網、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮなどを使用することができる。通信プロトコルとして例えば、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）／ＩＰ、イーサネット（登録商標）などを使用することができる。

系統２と分電盤３の間に、交流電力量計としてのスマートメータ５が接続される。スマートメータ５は、電圧センサと電流センサを備え、電圧センサで測定された系統電圧と、電流センサで測定された電流を乗算して電力を測定する。スマートメータ５は、所定時間（例えば、３０分）ごとの積算電力量を計量することができる。順潮流電力も逆潮流電力も計量することができる。スマートメータ５は通信機能を搭載し、ネットワーク９を介して所定時間ごとに積算電力量を小売電気事業者サーバ４０に送信することができる。またスマートメータ５は、外部接続管理装置１７に測定電力をリアルタイムに送信することもできる。

インバータ１２と分電盤３の間に交流電力計１５が接続される。より具体的には、インバータ１２と分電盤３間の配電線上の、電源回路１４の分岐点Ｎ２より分電盤３側に交流電力計１５が設置される。交流電力計１５は、電圧センサと電流センサを備え、電圧センサで測定された電力変換システム１の出力電圧または入力電圧と、電流センサで測定された電力変換システム１の出力電流または入力電流を乗算して、電力変換システム１の出力電力または入力電力を測定する。交流電力計１５は、測定した電力変換システム１の出力電力または入力電力を制御部１３に出力する。なお、乗算は制御部１３で行ってもよい。

交流電力計１５は、特定計量に使用する計量器（以下、特定計量器という）で構成される。日本では２０２０年６月にエネルギー供給強靭化法が成立した。エネルギー供給強靭化法には、分散型リソースの活用促進に向けた環境整備のため、特定計量制度が盛り込まれた。特定計量制度は、一定の条件の下、計量法に基づく検定を受けない計量器の使用を特例として許可する制度である。事前に届出を行った事業者（アグリゲータなど）は、家庭などの分散リソース（例えば、太陽光発電、ＥＶ）を活用した新たな取引に限り、その届け出た取引に対して、計量法の規定の適用除外を受けることができる。

事業者は、適切な計量の実施を確保し、需要家（家庭など）を保護する観点から、使用する特定計量器の精度の確保、需要家への説明責任が求められる。パワーコンディショナも特定計量器の対象となる。特定計量器は、新たな電力取引を行おうとする届出者が、取引当事者間のニーズや取引規模や使用用途などを踏まえて、使用中の公差を０．９％～１０％の７段階の中から柔軟に選択できることとされた。公差とは、計量値から真値を減じた値の真値に対する割合の絶対値で表される許容差をいう。例えば、ｎ３階級が選択される場合、検査時の公差が２．０％、使用中の公差が３．０％と規定されている。ｎ３階級は、一般送配電事業者の送電網を介した取引において、取引規模に関わらず、取引の相手方に対して説明責任を負わずに取引が可能な階級である。

太陽電池６と第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａの間に第１直流電力計１６ａが接続される。第１直流電力計１６ａは、電圧センサと電流センサを備え、電圧センサで測定された太陽電池６の出力電圧と、電流センサで測定された太陽電池６の出力電流を乗算して、太陽電池６の出力電力を測定する。第１直流電力計１６ａは、太陽電池６の出力電力を制御部１３に出力する。なお、乗算は制御部１３で行ってもよい。

定置型蓄電池７と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂとの間に第２直流電力計１６ｂが接続される。第２直流電力計１６ｂは、電圧センサと電流センサを備え、電圧センサで測定された定置型蓄電池７の充電電圧または放電電圧と、電流センサで測定された定置型蓄電池７の充電電流または放電電流を乗算して、定置型蓄電池７の充電電力または放電電力を測定する。第２直流電力計１６ｂは、定置型蓄電池７の充電電力または放電電力を制御部１３に出力する。なお、乗算は制御部１３で行ってもよい。

車載蓄電池８と第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃとの間に第３直流電力計１６ｃが接続される。第３直流電力計１６ｃは、電圧センサと電流センサを備え、電圧センサで測定された車載蓄電池８の充電電圧または放電電圧と、電流センサで測定された車載蓄電池８の充電電流または放電電流を乗算して、車載蓄電池８の充電電力または放電電力を測定する。第３直流電力計１６ｃは、定置型蓄電池７の充電電力または放電電力を制御部１３に出力する。なお、乗算は制御部１３で行ってもよい。

なお図１では図面を簡略化するため、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ－第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃおよびインバータ１２のそれぞれの制御用の電圧を測定するための電圧センサ、およびそれぞれの制御用の電流を測定するための電流センサは省略して描いている。なお、一部の制御において、特定計量器で測定された電圧または電流の値が流用されてもよい。

制御部１３は、インバータ１２から分電盤３の方向に電流が流れている電力変換システム１の出力期間において、定置型蓄電池７および車載蓄電池８が充放電していない場合、交流電力計１５で測定された電力を太陽電池６の発電電力とし、所定期間の太陽電池６の発電電力を積算して、太陽電池６の発電量を計量する。

制御部１３は、電力変換システム１の出力期間において、定置型蓄電池７および車載蓄電池８が充電している場合、交流電力計１５で測定された電力を太陽電池６の発電電力（蓄電される分を除く）とし、所定期間の太陽電池６の発電電力（蓄電される分を除く）を積算して、太陽電池６の発電量（蓄電される分を除く）を計量する。後述するように、太陽電池６の発電電力の内、定置型蓄電池７または車載蓄電池８に蓄電された分は、定置型蓄電池７または車載蓄電池８から放電されたときに、発電量として顕在化される。

制御部１３は、電力変換システム１の出力期間において、定置型蓄電池７または車載蓄電池８が放電している場合、第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃで測定された複数の電力の按分比率を算出する。以下の説明では定置型蓄電池７および車載蓄電池８が同時に充放電しないことを前提とする。制御部１３は、当該按分比率と交流電力計１５で測定された電力をもとに太陽電池６の発電電力を算出する。

例えば、太陽電池６の出力電力：定置型蓄電池７の放電電力：車載蓄電池８の放電電力が１：１：０の場合、制御部１３は、交流電力計１５で測定された電力に１／２を掛けて、太陽電池６の発電電力（蓄電装置経由を含まず）を算出する。制御部１３は、所定期間の太陽電池６の発電電力（蓄電装置経由を含まず）を積算して、太陽電池６の発電量（蓄電装置経由を含まず）を計量する。

制御部１３は、スマートメータ５から外部接続管理装置１７を経由して取得される電力量と、太陽電池６の発電量をもとに、太陽電池６の発電量の内、宅内負荷４で消費された電力量を算出する。買電期間（順潮流期間）では、太陽電池６の発電量全部が、自家消費電力量となる。売電期間（逆潮流期間）では、制御部１３は太陽電池６の発電量から、スマートメータ５から取得した逆潮流電力量を減算して、太陽電池６の発電量の自家消費電力量を算出する。なお、定置型蓄電池７または車載蓄電池８が放電している場合、制御部１３は、スマートメータ５から取得した逆潮流電力量に、太陽電池６の発電量（蓄電装置経由を含まず）の按分比率を掛けて補正した逆潮流電力量を、太陽電池６の発電量から減算する必要がある。

制御部１３は、定置型蓄電池７の充電期間において、第１直流電力計１６ａで測定される電力がゼロの期間では、第２直流電力計１６ｂで測定された電力の積算量を系統由来の電力量として記録する。制御部１３は、定置型蓄電池７の充電期間において、交流電力計１５で測定される電力がゼロまたは電力変換システム１から分電盤３に出力される方向の期間では、第２直流電力計１６ｂで測定された電力の積算量を太陽電池由来の電力量として記録する。

制御部１３は、定置型蓄電池７の充電期間において、第１直流電力計１６ａで測定される電力がゼロでなく、かつ交流電力計１５で測定される電力が分電盤３から電力変換システム１に入力する方向の期間では、第１直流電力計１６ａで測定される電力と交流電力計１５で測定される電力の按分比率を算出する。制御部１３は、第２直流電力計１６ｂで測定された電力の積算量に、第１直流電力計１６ａで測定される電力の比率を掛けて太陽電池由来の電力量を算出して記録する。制御部１３は、第２直流電力計１６ｂで測定された電力の積算量に、交流電力計１５で測定される電力の比率を掛けて系統由来の電力量を算出して記録する。

このように制御部１３は、定置型蓄電池７の充電期間において、第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃおよび交流電力計１５でそれぞれ測定された電力をもとに、定置型蓄電池７の容量を、太陽電池由来の容量と系統由来の容量に分類して記録する。

制御部１３は、電力変換システム１の出力期間において、定置型蓄電池７が放電している場合、第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃで測定された複数の電力の按分比率を算出する。制御部１３は、当該按分比率と電力変換システム１の出力期間の交流電力計１５で測定された電力をもとに、定置型蓄電池７の放電電力を算出する。制御部１３は、所定期間の定置型蓄電池７の放電電力を積算して、定置型蓄電池７の放電量を算出する。

制御部１３は、所定期間に定置型蓄電池７に充電された太陽電池由来の容量と、系統由来の容量の合計を算出し、算出した合計容量と太陽電池由来の容量をもとに、所定期間に充電された容量の内の太陽電池由来の容量の比率を算出する。制御部１３は、当該太陽電池由来の容量の比率を、放電期間の定置型蓄電池７からの放電量に掛けて、放電期間の定置型蓄電池７からの太陽電池由来の放電量を計量する。

制御部１３は、スマートメータ５から外部接続管理装置１７を経由して取得される電力量と、定置型蓄電池７の太陽電池由来の放電量をもとに、太陽電池由来の放電量の内、宅内負荷４で消費された電力量を算出する。買電期間（順潮流期間）では、太陽電池由来の放電量の全部が、自家消費電力量となる。売電期間（逆潮流期間）では、制御部１３は太陽電池由来の放電量から、スマートメータ５から取得した逆潮流電力量を減算することにより、太陽電池由来の放電量の自家消費電力量を算出する。なお、太陽電池６が発電している場合、制御部１３は、スマートメータ５から取得した逆潮流電力量に、定置型蓄電池７の放電量の按分比率を掛けて補正した逆潮流電力量を、太陽電池由来の放電量から減算する必要がある。

制御部１３は、定置型蓄電池７と同様の算出方法で、所定期間における車載蓄電池８からの太陽電池由来の放電量と、その内の自家消費電力量を算出することができる。なお、車載蓄電池８の容量は、電動車の走行に伴う放電により減少し、外部の充電施設からの充電により増加する。

車載蓄電池８のＢＭＵ は、電力変換システム１と充電ケーブルで接続された状態が解除されたときから、次に充電ケーブルで電力変換システム１と接続されるまでの期間（以下、分離期間という）の、車載蓄電池８の消費量と、外部の充電施設からの充電量を記録しておく。車載蓄電池８のＢＭＵは、分離期間が終了して充電ケーブルで電力変換システム１と接続されると、充電ケーブル内の通信線を経由して分離期間の消費量と充電量を制御部１３に送信する。

制御部１３は、分離期間の消費量と充電量を比較して充電量の方が多い場合、分離期間の充電量から消費量を減算して正味充電量を算出する。制御部１３は、所定期間に車載蓄電池８に充電された自宅の太陽電池由来の容量と、系統由来の容量と、外部の充電設備由来からの正味充電量の合計を算出し、算出した合計容量と太陽電池由来の容量をもとに、所定期間に車載蓄電池８に充電された容量の内の太陽電池由来の容量の比率を算出する。

制御部１３は、所定期間ごとに太陽電池６の発電量の内の自家消費量、定置型蓄電池７の太陽電池由来の放電量の内の自家消費量、車載蓄電池８の太陽電池由来の放電量の内の自家消費量を外部接続管理装置１７に出力する。なお、制御部１３は、太陽電池６の発電量の内の逆潮流量、定置型蓄電池７の太陽電池由来の放電量の内の逆潮流、車載蓄電池８の太陽電池由来の放電量の内の逆潮流も外部接続管理装置１７に出力してもよい。

外部接続管理装置１７は、電力変換システム１の本体から受信した太陽電池６の発電量の内の自家消費量、定置型蓄電池７の太陽電池由来の放電量の内の自家消費量、車載蓄電池８の太陽電池由来の放電量の内の自家消費量を、ネットワーク９を経由してデータサーバ３０に送信する。

データサーバ３０は例えば、電力変換システム１のメーカにより運営されるサーバである。データサーバ３０は、データセンタまたは自社施設に設置される自社サーバであってもよいし、クラウドサービス契約に基づくクラウドサーバであってもよい。電力変換システム１のメーカまたはパートナー企業は、データサーバ３０に蓄積された太陽電池６の発電量に由来する自家消費量（蓄電装置経由分も含む）をまとめて、Ｊ－クレジット認証委員会に申請する。申請が承認されるとＪ－クレジットが発行される。これにより、太陽電池６の発電量に由来する自家消費量が環境価値として顕在化される。

図２は、実施の形態１に係る太陽電池６の発電量、定置型蓄電池７の放電量、車載蓄電池８の放電量の内の環境価値を模式的に示した図である。太陽電池由来の発電量の内、自家消費されずに逆潮流された分は、固定価格買取制度（ＦＩＴ）などの別の仕組みで環境価値が顕在化される。

以上の説明では、所定期間ごとの太陽電池６の発電量の内の自家消費量、定置型蓄電池７の太陽電池由来の放電量の内の自家消費量、車載蓄電池８の太陽電池由来の放電量の内の自家消費量の算出を、電力変換システム１の制御部１３で行う例を説明した。この点、所定期間ごとの太陽電池６の発電量の内の自家消費量、定置型蓄電池７の太陽電池由来の放電量の内の自家消費量、車載蓄電池８の太陽電池由来の放電量の内の自家消費量の算出をデータサーバ３０で行ってもよい。この場合、制御部１３は、第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃおよび交流電力計１５でそれぞれ測定された電力を外部接続管理装置１７に出力する。外部接続管理装置１７は、電力変換システム１の本体から受信した第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃおよび交流電力計１５でそれぞれ測定された電力を、ネットワーク９を経由してデータサーバ３０に送信する。

以上説明したように実施の形態１によれば、交流電力計１５で測定された電力と、第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃで測定された電力の按分比率をもとに太陽電池６の発電量に由来する電力量を計量することで、太陽電池６の発電量に由来する電力量を高精度に計量することができる。

第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ－第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃの変換効率が同じか近い場合、交流電力計１５で測定された電力の内の、太陽電池６の出力電力の分と、定置型蓄電池７または車載蓄電池８の放電電力の分を高精度に切り分けることができる。交流電力計１５で測定された電力を按分することで算出された太陽電池６の出力電力と、定置型蓄電池７または車載蓄電池８の放電電力からは、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａと、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂまたは第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃの変換損失分と、インバータ１２の変換損失分と、電力変換システム１の内部消費分が除外されており、宅内負荷４で消費された正味の電力量を計量することができる。

また、交流電力計１５および第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃに特定計量器を使用することで、最終的に算出される太陽電池６の発電量に由来する自家消費量の計量精度を担保することができる。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る電力変換システム１を説明するための図である。実施の形態２に係る電力変換システム１は、図１に示した実施の形態２に係る電力変換システム１と比較して第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃの設置位置が異なる。

実施の形態２では、第１直流電力計１６ａは、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａと、直流バスＢｄ上の第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ－第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃの合流点Ｎ１との間に接続される。第２直流電力計１６ｂは、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂと合流点Ｎ１との間に接続される。第３直流電力計１６ｃは、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃと合流点Ｎ１との間に接続される。

制御部１３は、定置型蓄電池７の充電期間において、第１直流電力計１６ａで測定される電力がゼロでなく、かつ交流電力計１５で測定される電力が分電盤３から電力変換システム１に入力する方向の期間では、第１直流電力計１６ａで測定される電力と交流電力計１５で測定される電力の按分比率を算出する。制御部１３は、第２直流電力計１６ｂで測定された電力の積算量に、第１直流電力計１６ａで測定される電力の比率と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂの変換効率を掛けて太陽電池由来の電力量を算出して記録する。制御部１３は、第２直流電力計１６ｂで測定された電力の積算量に、交流電力計１５で測定される電力の比率と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｂの変換効率を掛けて系統由来の電力量を算出して記録する。車載蓄電池８についても同様である。その他の動作は実施の形態１と同様である。

以上説明したように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。実施の形態２では、第１直流電力計１６ａ－第３直流電力計１６ｃを直流バスＢｄ側に設置することで、交流電力計１５で測定された電力から第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ－第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃの変換損失の影響を取り除くことができる。したがって、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａ－第３ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ｃの変換効率にばらつきがあっても、太陽電池６の発電量に由来する電力量を高精度に計量することができる。

以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上記実施の形態では、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置として太陽電池６を使用する例を説明した。この点、太陽電池６の代わりに、風力発電機、マイクロ水力発電機を使用することもできる。この場合、風力発電機またはマイクロ水力発電機と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１１ａとの間に整流器が接続される。

上記実施の形態では、定置型蓄電池７および車載蓄電池８が接続される電力変換システム１を説明したが、定置型蓄電池７または車載蓄電池８の一方のみが接続される電力変換システム１であってもよい。

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
複数の分散型電源（６－８）にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）と、
直流側が前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）の合流点（Ｎ１）に接続され、交流側が電力系統（２）および負荷（４）に接続された分電盤（３）に接続されるインバータ（１２）と、
前記複数の分散型電源（６－８）と前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）の間にそれぞれ接続される複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）と、
前記インバータ（１２）と前記分電盤（３）の間に接続される交流電力計（１５）と、
前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）と前記交流電力計（１５）から、それぞれ測定された電力を取得する制御部（１３）と、を備え、
前記複数の分散型電源（６－８）には、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置（６）と、蓄電装置（７または８）が含まれ、
前記制御部（１３）は、前記インバータ（１２）から前記分電盤（３）の方向に電流が流れている期間において、前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と前記交流電力計（１５）で測定された電力をもとに、前記発電装置（６）の発電量を計量する、
電力変換システム（１）。
これによれば、発電装置（６）の発電量を高精度に計量することができる。
［項目２］
複数の分散型電源（６－８）にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）と、
直流側が前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）の合流点（Ｎ１）に接続され、交流側が電力系統（２）および負荷（４）に接続された分電盤（３）に接続されるインバータ（１２）と、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）と前記合流点（Ｎ１）の間にそれぞれ接続される複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）と、
前記インバータ（１２）と前記分電盤（３）の間に接続される交流電力計（１５）と、
前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）と前記交流電力計（１５）から、それぞれ測定された電力を取得する制御部（１３）と、を備え、
前記複数の分散型電源（６－８）には、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置（６）と、蓄電装置（７または８）が含まれる、
電力変換システム（１）。
これによれば、発電装置（６）の発電量を高精度に計量することができる。
［項目３］
前記制御部（１３）は、前記インバータ（１２）から前記分電盤（３）の方向に電流が流れている期間において、前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と前記交流電力計（１５）で測定された電力をもとに、前記発電装置（６）の発電量を計量する、
項目２に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、発電装置（６）の発電量を高精度に計量することができる。
［項目４］
前記制御部（１３）は、前記電力系統（２）と前記分電盤（３）の間に接続される交流電力量計（５）から取得される電力量と、前記発電装置（６）の発電量をもとに、前記発電装置（６）の発電量の内、前記負荷（４）で消費された発電量を算出する、
項目１または３に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、発電装置（６）の発電量の内の負荷（４）で消費された発電量を高精度に計量することができる。
［項目５］
前記制御部（１３）は、
前記蓄電装置（７または８）の充電期間において前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）および前記交流電力計（１５）でそれぞれ測定された電力をもとに、前記蓄電装置（７または８）に蓄積されている容量を、前記発電装置（６）に由来する容量と前記電力系統（２）に由来する容量に分類し、
前記インバータ（１２）から前記分電盤（３）の方向に電流が流れている期間の前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と、前記交流電力計（１５）で測定された電力と、前記蓄電装置（７または８）に蓄積されている容量の内の前記発電装置（６）に由来する容量の比率をもとに、前記蓄電装置（７または８）から放電される前記発電装置（６）に由来する放電量を計量する、
項目１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、蓄電装置（７または８）から放電される発電装置（６）に由来する放電量を高精度に計量することができる。
［項目６］
前記制御部（１３）は、前記電力系統（２）と前記分電盤（３）の間に接続される交流電力量計（５）から取得される電力量と、前記蓄電装置（７または８）から放電される前記発電装置（６）に由来する放電量をもとに、前記蓄電装置（７または８）から放電される前記発電装置（６）に由来する放電量の内、前記負荷（４）で消費された放電量を算出する、
項目５に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、蓄電装置（７または８）から放電される発電装置（６）に由来する放電量の内の負荷（４）で消費された放電量を高精度に算出することができる。
［項目７］
前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）および前記交流電力計（１５）は、特定計量器である、
項目１から６のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）および交流電力計（１５）のそれぞれで測定される電力の精度を確保することができる。
［項目８］
電力変換システム（１）に接続された分散型電源の計量方法であって、
前記電力変換システム（１）は、
複数の分散型電源（６－８）にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）と、
直流側が前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）の合流点（Ｎ１）に接続され、交流側が電力系統（２）及び負荷（４）に接続された分電盤（３）に接続されるインバータ（１２）と、
前記複数の分散型電源（６－８）と前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）の間、または前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１ａ－１１ｃ）と前記合流点（Ｎ１）の間にそれぞれ接続される複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）と、
前記インバータ（１２）と前記分電盤（３）の間に接続される交流電力計（１５）と、を備え、
前記複数の分散型電源（６－８）には、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置（６）と、蓄電装置（７または８）が含まれ、
前記インバータ（１２）から前記分電盤（３）の方向に電流が流れている期間において、前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と前記交流電力計（１５）で測定された電力をもとに、前記発電装置（６）の発電量を計量する、
計量方法。
これによれば、発電装置（６）の発電量を高精度に計量することができる。
［項目９］
前記電力系統（２）と前記分電盤（３）の間に接続される交流電力量計（５）から取得される電力量と、前記発電装置（６）の発電量をもとに、前記発電装置（６）の発電量の内、前記負荷（４）で消費された発電量を算出する、
項目８に記載の計量方法。
これによれば、発電装置（６）の発電量の内の負荷（４）で消費された発電量を高精度に計量することができる。
［項目１０］
前記蓄電装置（７または８）の充電期間において前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）および前記交流電力計（１５）でそれぞれ測定された電力をもとに、前記蓄電装置（７または８）に蓄積されている容量を、前記発電装置（６）に由来する容量と前記電力系統（２）に由来する容量に分類し、
前記インバータ（１２）から前記分電盤（３）の方向に電流が流れている期間の前記複数の直流電力計（１６ａ－１６ｃ）で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と、前記交流電力計（１５）で測定された電力と、前記蓄電装置（７または８）に蓄積されている容量の内の前記発電装置（６）に由来する容量の比率をもとに、前記蓄電装置（７または８）から放電される前記発電装置（６）に由来する放電量を計量する、
項目８または９に記載の計量方法。
これによれば、蓄電装置（７または８）から放電される発電装置（６）に由来する放電量を高精度に計量することができる。
［項目１１］
前記電力系統（２）と前記分電盤（３）の間に接続される交流電力量計（５）から取得される電力量と、前記蓄電装置（７または８）から放電される前記発電装置（６）に由来する放電量をもとに、前記蓄電装置（７または８）から放電される前記発電装置（６）に由来する放電量の内、前記負荷（４）で消費された放電量を算出する、
項目１０に記載の計量方法。
これによれば、蓄電装置（７または８）から放電される発電装置（６）に由来する放電量の内の負荷（４）で消費された放電量を高精度に算出することができる。

１ 電力変換システム、 ２ 系統、 ３ 分電盤、 ４ 宅内負荷、 ５ スマートメータ、 ６ 太陽電池、 ７ 定置型蓄電池、 ８ 車載蓄電池、 ９ ネットワーク、 １１ａ 第１ＤＣ／ＤＣコンバータ、 １１ｂ 第２ＤＣ／ＤＣコンバータ、 １１ｃ 第３ＤＣ／ＤＣコンバータ、 １２ インバータ、 １３ 制御部、 １４ 電源回路、 １５ 交流電力計、 １６ａ 第１直流電力計、 １６ｂ 第２直流電力計、 １６ｃ 第３直流電力計、 １７ 外部接続管理装置、 ２０ ルータ装置、 ３０ データサーバ、 ４０ 小売電気事業者サーバ。

Claims (11)

1. 複数の分散型電源にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
   直流側が前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの合流点に接続され、交流側が電力系統および負荷に接続された分電盤に接続されるインバータと、
   前記複数の分散型電源と前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの間にそれぞれ接続される複数の直流電力計と、
   前記インバータと前記分電盤の間に接続される交流電力計と、
   前記複数の直流電力計と前記交流電力計から、それぞれ測定された電力を取得する制御部と、を備え、
   前記複数の分散型電源には、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置と、蓄電装置が含まれ、
   前記制御部は、前記インバータから前記分電盤の方向に電流が流れている期間において、前記複数の直流電力計で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と前記交流電力計で測定された電力をもとに、前記発電装置の発電量を計量する、
   電力変換システム。
2. 複数の分散型電源にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
   直流側が前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの合流点に接続され、交流側が電力系統および負荷に接続された分電盤に接続されるインバータと、
   前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータと前記合流点の間にそれぞれ接続される複数の直流電力計と、
   前記インバータと前記分電盤の間に接続される交流電力計と、
   前記複数の直流電力計と前記交流電力計から、それぞれ測定された電力を取得する制御部と、を備え、
   前記複数の分散型電源には、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置と、蓄電装置が含まれる、
   電力変換システム。
3. 前記制御部は、前記インバータから前記分電盤の方向に電流が流れている期間において、前記複数の直流電力計で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と前記交流電力計で測定された電力をもとに、前記発電装置の発電量を計量する、
   請求項２に記載の電力変換システム。
4. 前記制御部は、前記電力系統と前記分電盤の間に接続される交流電力量計から取得される電力量と、前記発電装置の発電量をもとに、前記発電装置の発電量の内、前記負荷で消費された発電量を算出する、
   請求項１または３に記載の電力変換システム。
5. 前記制御部は、
   前記蓄電装置の充電期間において前記複数の直流電力計および前記交流電力計でそれぞれ測定された電力をもとに、前記蓄電装置に蓄積されている容量を、前記発電装置に由来する容量と前記電力系統に由来する容量に分類し、
   前記インバータから前記分電盤の方向に電流が流れている期間の前記複数の直流電力計で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と、前記交流電力計で測定された電力と、前記蓄電装置に蓄積されている容量の内の前記発電装置に由来する容量の比率をもとに、前記蓄電装置から放電される前記発電装置に由来する放電量を計量する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
6. 前記制御部は、前記電力系統と前記分電盤の間に接続される交流電力量計から取得される電力量と、前記蓄電装置から放電される前記発電装置に由来する放電量をもとに、前記蓄電装置から放電される前記発電装置に由来する放電量の内、前記負荷で消費された放電量を算出する、
   請求項５に記載の電力変換システム。
7. 前記複数の直流電力計および前記交流電力計は、特定計量器である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の電力変換システム。
8. 電力変換システムに接続された分散型電源の計量方法であって、
   前記電力変換システムは、
   複数の分散型電源にそれぞれ接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
   直流側が前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの合流点に接続され、交流側が電力系統および負荷に接続された分電盤に接続されるインバータと、
   前記複数の分散型電源と前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータの間、または前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータと前記合流点の間にそれぞれ接続される複数の直流電力計と、
   前記インバータと前記分電盤の間に接続される交流電力計と、を備え、
   前記複数の分散型電源には、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置と、蓄電装置が含まれ、
   前記インバータから前記分電盤の方向に電流が流れている期間において、前記複数の直流電力計で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と前記交流電力計で測定された電力をもとに、前記発電装置の発電量を計量する、
   計量方法。
9. 前記電力系統と前記分電盤の間に接続される交流電力量計から取得される電力量と、前記発電装置の発電量をもとに、前記発電装置の発電量の内、前記負荷で消費された発電量を算出する、
   請求項８に記載の計量方法。
10. 前記蓄電装置の充電期間において前記複数の直流電力計および前記交流電力計でそれぞれ測定された電力をもとに、前記蓄電装置に蓄積されている容量を、前記発電装置に由来する容量と前記電力系統に由来する容量に分類し、
    前記インバータから前記分電盤の方向に電流が流れている期間の前記複数の直流電力計で測定された複数の電力の按分比率を算出し、当該按分比率と、前記交流電力計で測定された電力と、前記蓄電装置に蓄積されている容量の内の前記発電装置に由来する容量の比率をもとに、前記蓄電装置から放電される前記発電装置に由来する放電量を計量する、
    請求項８または９に記載の計量方法。
11. 前記電力系統と前記分電盤の間に接続される交流電力量計から取得される電力量と、前記蓄電装置から放電される前記発電装置に由来する放電量をもとに、前記蓄電装置から放電される前記発電装置に由来する放電量の内、前記負荷で消費された放電量を算出する、
    請求項１０に記載の計量方法。

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