JP4724834B2 - 電力変換装置、系統連係分散発電システム、および複数の電力変換装置による系統連係運転の停止方法 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置、連系管理装置、系統連系分散発電システム、および複数の電力変換装置による系統連系運転の停止方法に関する。

非特許文献１から３は、太陽光発電システムの研究成果を開示する。特に、非特許文献２は、太陽光発電パネルを電力系統に接続するインバータの二段能動方式を開示する。この二段能動方式では、インバータは、系統電力の三次高調波の急変を高感度リレー検出により検出すると、発電出力を低減し、その後、系統電力の周波数変化率を低感度リレー検出により検出し、インバータを停止する。

また、非特許文献３は、複数の二段能動方式のインバータを、擬似負荷が接続された電力系統に並列に接続した実験結果を開示する。この実験結果では、高感度リレー検出が、系統電力の二次〜七次高調波の急変を検出するようにすることで、系統電力の有効電力と無効電力との各種の組合せにおいて、１秒以内にインバータの出力電力を停止することが可能であることを実証している。

「（ニューサンシャイン計画）平成９年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託業務成果報告書 太陽光発電システム実用化技術開発 「太陽光発電システムの実証研究」（高密度連系技術の研究）」（財団法人電力中央研究所、平成１０年３月、第１０７〜１１６ページなど） 「（ニューサンシャイン計画）平成１０年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託業務成果報告書 太陽光発電システム実用化技術開発 「太陽光発電システムの実証研究」（高密度連系技術の研究）」（財団法人電力中央研究所、関西電力株式会社、平成１１年３月、第２０７〜２５２ページなど、特に第２０７〜２１０ページ、第２．１．１−１図） 「（ニューサンシャイン計画）平成１１年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託業務成果報告書 太陽光発電システム実用化技術開発 「太陽光発電システムの実証研究」（高密度連系技術の研究）」（財団法人電力中央研究所、関西電力株式会社、平成１２年３月、第３１６〜３５２ページなど、特に第３１６〜３３０ページ、第２．２．１−１図、第２．２．２−１図、第２．２．１−１表、第２．２．３−２図、第２．２．２−２図、第２．２．３−４図）

このように電力系統に接続され、電力系統側へ電力を供給するインバータなどの電力変換装置は、接続される電力系統の系統電力に停電などの異常が発生すると、その異常を検出し、出力を停止することができる。これにより、電力変換装置は、単独運転を防止する。

特に、単独運転を防止するために非特許文献２および非特許文献３が開示する二段能動方式（受動能動シリーズ方式）を採用することで、電力系統の停電などの異常を検出する一般的な受動方式を採用したり、一般的な能動方式を採用したりする場合に比べて、電力系統が正常であるときの能動動作による系統電力の品質低下を抑制しつつ、電力系統が異常となったことを確実に検出して出力を停止することができる。

しかしながら、電力変換装置に、このように高性能な二段能動方式の単独運転防止機能を採用したとしても、複数の電力変換装置を１つの電力系統へ接続する場合には、以下のような課題が残る。

すなわち、１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置は、個々に第二次高調波成分から第七次高調波成分を高感度に検出し、出力電力の電圧を絞り込む。そのため、１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置による出力電力の電流の絞り込みタイミングは、基本的に一致しない。その結果、たとえば１つの電力変換装置がその１つ目の系統電力異常検出に基づいて出力電力の電流を絞り込んだとしても、系統電力異常を検出していない他の複数の電力変換装置は、絞り込んでいない正常な電力を出力することがある。

この状況下では、電流を絞り込んだ電力変換装置は、絞り込みに応じた電力系統の電力品質の悪化を速やかに検出することができなくなる可能性がある。各電力変換装置は、自らの絞り込み制御に応じた電力系統の電力品質の悪化を検出することができないと、出力を停止することができない。

その結果、複数の電力変換装置を１つの電力系統へ接続する場合、電力系統に停電などの異常が発生したとき、各電力変換装置は、それを速やかに検出して出力を停止することができなくなる可能性がある。また、極端な例ではあるが、すべての電力変換装置が能動動作を開始するまで、各電力変換装置は、絞り込みに応じた電力系統の電力品質の悪化を検出することができず、速やかに出力を停止することができなくなってしまう可能性が残ってしまう。

本発明は、複数の電力変換装置を１つの電力系統へ接続したとしても、電力系統の停電などの異常を速やかに検出して出力を停止することができる電力変換装置、連系管理装置、系統連系分散発電システム、および複数の電力変換装置による系統連系運転の停止方法を得ることを目的とする。

本発明に係る電力変換装置は、太陽光発電装置などの発電装置を電力系統へ接続するものである。そして、この電力変換装置の通知手段は、電力系統の電力品質が所定の品質では無くなると、系統異常を、電力系統に接続される複数の電力変換装置からの系統異常の通知に基づいて複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断する連系管理装置へ通知する。電力変換手段は、連系管理装置により能動動作が要であると判断された場合に、発電装置の発電電力に基づいて所定の能動動作因子を含む品質の電力を、電力系統へ出力する。停止実行手段は、所定の能動動作因子による電力系統の電力品質の所定の品質低下を検出すると、電力変換手段による電力系統への電力出力を停止させる。

この構成を採用すれば、電力変換装置は、複数の電力変換装置からの系統異常の通知に基づいて複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断する連系管理装置による能動動作要の判断に基づいて、所定の能動動作因子を含む品質の電力を出力する。

したがって、この構成を採用した複数の電力変換装置は、電力系統の電力品質を二段階で判断するときの１つ目の判断結果を連系管理装置へ通知し、二つ目の判断のための能動動作を、共通の連系管理装置による能動動作要の判断に基づいて、略同じタイミングで開始する。

その結果、この構成を採用した複数の電力変換装置は、１つの電力系統へ接続されたとしても、電力系統の停電などの異常を二段階の判断により検出して出力を速やかに停止することができる。

本発明に係る電力変換装置は、上述した発明の構成に加えて、第一系統異常判断手段と、第二系統異常判断手段と、を有する。そして、第一系統異常判断手段は、通知手段による系統異常の通知のために、電力系統の電力品質の所定の品質低下を判断し、その結果必要があれば電力変換装置に対して能動動作が指示される。第二系統異常判断手段も電力系統の電力品質の所定の品質低下を判断するが、その結果必要があれば、停止実行手段による電力系統への電力出力の停止が指示される。所定の能動動作因子による電力系統の電力品質の所定の品質低下を判断する。第一系統異常判断手段は、第二系統異常判断手段に比べて敏感に、系統電力の異常を検出するものである。

この構成を採用すれば、第一系統異常判断手段は、第二系統異常判断手段より高感度に系統電力の異常を検出する。そして、通知手段は、電力系統に停電などの異常が発生したら、この高感度の異常判断により速やかに系統異常を通知し、停止実行手段は、第二系統異常判断手段による確実な異常判断により、電力系統への電力出力を停止することができる。

本発明に係る電力変換装置は、上述した発明の各構成に加えて、第一系統異常判断手段および第二系統異常判断手段が、すくなくとも系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、系統電力の異常を判断するものである。

この構成を採用すれば、第一系統異常判断手段および第二系統異常判断手段は、電力系統に異常が発生し、異常と判断する状況になったら、すくなくとも系統電力の１サイクルに相当する時間以内に、系統電力の異常を判断することができる。第一系統異常判断手段および第二系統異常判断手段は、系統電力の異常を速やかに判断することができる。その結果、電力変換装置は、電力系統に異常が発生してから１秒以内に出力を停止することが可能となる。

本発明に係る電力変換装置は、上述した発明の各構成に加えて、判断を行なう時刻からさかのぼって、正常時交流周波数の１周期以上５０周期以下、好ましくは２周期以上２５周期以下の所定の時間に渡って系統電力が異常であるとき第一系統異常判断手段および第二系統異常判断手段が、系統電力が異常であると判断するものである。これよりも短い時間では１周期分の波形が得られないことに起因して正確な判断を行なうことが困難であり、これよりも長い時間に基づいて判断を行なうと、単独運転状態が１秒以上継続してしまう懸念がある。

この構成を採用すれば、第一系統異常判断手段および第二系統異常判断手段は、系統電力の異常状態が、判断を行なう時刻からさかのぼって、正常時交流周波数の１周期以上の所定の時間に渡って継続したら始めて、系統電力を異常と判断する。系統電力がその負荷機器の負荷変動などにより変動したことを、過敏に系統電力の異常と判断しなくなる。

しかも、第一系統異常判断手段および第二系統異常判断手段が系統電力の異常と判断するまでの期間は、正常時交流周波数の５０周期以下である。電力変換装置と連系管理装置との間での通信時間を考慮した上で、電力変換装置は、電力系統に異常が発生してから１秒以内に出力を停止することができる。

本発明に係る電力変換装置は、上述した発明の各構成に加えて、第一系統異常判断手段および第二系統異常判断手段が、電力系統の系統電力の高調波成分の大きさ、交流電圧の変動幅、交流周波数またはこれらの時間変化率、ならびに電圧位相の跳躍または交流インピーダンスの変動の中の少なくとも１つの物理量に基づいて、系統電力の異常を判断するものである。

この構成を採用すれば、第一系統異常判断手段および第二系統異常判断手段として、系統電力の異常を検出するために一般的に利用されている受動方式による系統異常判断手段を利用することができる。

本発明に係る電力変換装置は、上述した発明の各構成に加えて、通知手段が、少なくとも１秒に１回の割合で、再送制御をしない通信方式により、電力系統の電力品質の判断結果を、連系管理装置へ通知するものである。

この構成を採用すれば、連系管理装置は、系統電力が異常である判断されてから遅くとも１秒以内に、複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断することができる。しかも、判断結果は、再送制御をしない通信方式により通知される。１つの電力変換装置からの連続する複数の判断結果は、その順番で連系管理装置へ通知される。連系管理装置は、複数の電力変換装置から、少なくとも１秒に１回の割合で判断された順番にて通知される最新の判断結果に基づいて、能動動作の要否を判断することができる。

本発明に係る電力変換装置は、上述した発明の各構成に加えて、電力変換手段が、電力系統へ出力する電力の有効電力を絞り込むものである。あるいは、電力変換手段が、少なくとも１秒に１回の割合で、所定の能動動作因子により所定の変動範囲内で変動する電力を電力系統へ出力するものである。

この構成を採用すれば、停止実行手段は、能動動作が開始された後に、電力系統の電力品質の所定の品質低下を確実に検出し、電力系統への電力出力を確実に停止することができる。

本発明に係る系統連系分散発電システムは、同一の電力系統に接続される複数の電力変換装置と、連系管理装置と、を有する。そして、電力変換装置は、上述した発明に係る各構成を有する。連系管理装置は、その複数の電力変換装置から系統異常の通知を受信し、その複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断する。

この構成を採用すれば、複数の電力変換装置は、共通の連系管理装置による能動動作要の判断に基づいて、略同じタイミングで、所定の能動動作因子を含む品質の電力の出力を開始する。１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置は、この略同じタイミングの能動動作により、電力系統の停電などの異常を検出して出力を速やかに停止することができる。

その結果、この構成を採用した複数の電力変換装置は、１つの電力系統へ接続されたとしても、電力系統の停電などの異常を二段階の判断により検出して出力を速やかに停止することができる。

本発明に係る連系管理装置の受信手段は、太陽光発電装置などの発電装置を１つの電力系統へ接続する複数の電力変換装置からの、系統異常の通知を受信する。要否判断手段は、複数の電力変換装置からの複数の系統異常の通知に基づいて、複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断する。停止指示手段は、要否判断手段による能動動作要の判断を、複数の電力変換装置へ通知し、複数の電力変換装置により出力停止のための所定の能動動作を実行させる。

この構成を採用すれば、連系管理装置は、複数の電力変換装置から系統異常の通知を受信すると、１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置へ能動動作要の判断を通知し、能動動作を実行させる。連系管理装置への通知のために系統異常を検出した複数の電力変換装置は、連系管理装置による能動動作要の判断に基づいて、略同じタイミングで開始することができる。

その結果、１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置は、電力系統の停電などの異常を二段階の判断により検出し、出力を速やかに停止することができる。

本発明に係る連系管理装置は、上述した発明の構成に加えて以下の構成を有する。すなわち、要否判断手段は、系統異常を通知する電力変換装置の台数が、１つの電力系統に接続されるすべての電力変換装置の台数より少ない所定の台数を超えたら、能動動作要と判断する。

この構成を採用すれば、連系管理装置は、１つの電力系統に接続される複数の電力変換装置の中の一部が系統異常を連系管理装置へ通知したら、能動動作要と判断する。連系管理装置は、１つの電力系統に接続されるすべての電力変換装置が系統異常を通知してこなくとも、能動動作要と判断する。

その結果、連系管理装置へ系統異常を通知していない電力変換装置を含めて、１つの電力系統に接続される複数の電力変換装置は、系統に異常が発生してから速やかに略同じタイミングにて能動動作を開始し、電力系統への電力供給を停止することができる。複数の電力変換装置は、そのすべての電力変換装置が２段階の異常判断の中の１つ目の判断の結果を連系管理装置へ通知し終える前に、能動動作を開始し、速やかに出力を停止することができる。

本発明に係る連系管理装置は、上述した発明の各構成に加えて、以下の構成を有する。すなわち、要否判断手段は、複数の系統異常を通知する電力変換装置の台数が、予め稼動を許可した電力変換装置の台数を基準として、その許可した台数より少ない所定の台数を超えたら、能動動作要と判断する。

仮にたとえば複数の電力変換装置に接続される複数の発電装置がたとえば太陽光発電装置による発電電力を変換するものであり、そのために常時稼動している発電装置ではない場合、稼動する電力変換装置の台数は変動する。そのため、能動動作要の判断のための所定の台数を固定値にすると、電力系統に停電が発生したときに稼動している電力変換装置の台数が、その固定値の台数に満たないことがありえる。このとき、連系管理装置は、電力系統に停電が発生し、稼動しているすべての電力変換装置が系統異常を通知しているとしても、能動動作要と判断しない。

これに対して、この発明の構成を採用すれば、連系管理装置は、電力系統に停電が発生したときに稼動している電力変換装置の台数を基準とし、その許可した台数より少ない所定の台数により、能動動作要を判断する。電力変換装置に接続される発電装置がたとえば太陽光発電装置などのように間欠的に電力を発生する発電装置であったとしても、電力系統に停電が発生したときには、連系管理装置は、速やかに能動動作要と判断することができる。

本発明に係る連系管理装置は、上述した発明の各構成に加えて、停止指示手段が、アナログ信号により、能動動作要の判断を複数の電力変換装置へ通知するものである。

この構成を採用すれば、複数の電力変換装置には、アナログ信号により、能動動作要の判断が略同時に通知される。複数の電力変換装置は、略同時に能動動作を開始し、速やかに出力を停止することができる。

これに対して、仮にたとえば能動動作要の判断がデジタルデータにより個別に通知されると、複数の電力変換装置は、それぞれにデータが通知されたタイミングから、互いにずれたタイミングにて能動動作を開始してしまう。そして、この能動動作の開始タイミングのずれにより能動動作因子同士の干渉が生じ、停止指示手段は、出力の停止制御を実行することができなくなってしまう可能性が残る。

本発明に係る連系管理装置は、上述した発明の各構成に加えて、要否判断手段が、電力系統の系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、能動動作の要否を判断する。しかも、停止指示手段は、系統異常を伝送する信号線とは異なる専用の信号線を用いて、能動動作要の判断を複数の電力変換装置へ通知する。

この構成を採用すれば、要否判断手段は、電力系統の系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、速やかに能動動作要を判断する。しかも、停止指示手段は、専用の信号線により、能動動作要の判断を複数の電力変換装置へ通知する。

したがって、たとえば系統異常を通知する信号線が、その系統異常の通知などにより混雑していたとしても、連系管理装置は、速やかに能動動作要を判断し、複数の電力変換装置へ通知することができる。その結果、複数の電力変換装置は、電力系統に異常が発生してから１秒以内に出力を停止することが可能となる。

本発明に係る連系管理装置は、上述した発明の各構成に加えて、コネクタを有する。このコネクタには、ＩＥＥＥ８０２．５による通信方式で使用する通信ケーブルあるいはＩＥＥＥ８０２．３による１０Ｂａｓｅ−Ｔタイプの通信ケーブルなどのように、複数組のツイストペア信号線を有する通信ケーブルが接続される。そして、停止指示手段が能動動作要の判断を通知する専用の信号線は、系統異常を伝送するためのツイストペア信号線とは別の組のツイストペア信号線とされるものである。

この構成を採用すれば、停止指示手段が能動動作要の判断を通知する専用の信号線を、系統異常を伝送する信号線と別に引き回す必要がない。１つの通信ケーブルにより、系統異常を伝送し、能動動作要の判断を通知することができる。

本発明に係る第二の系統連系分散発電システムは、上述した発明の各構成に係る連系管理装置と、同一の電力系統に接続される複数の電力変換装置と、を有する。そして、複数の電力変換装置は、連系管理装置へ系統異常を通知し、且つ、その連系管理装置の指示に基づいて、出力停止に向けた系統異常検出のための能動動作を実行する。

この構成を採用すれば、１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置は、電力系統の電力品質を二段階で判断するときの１つ目の判断結果を連系管理装置へ通知し、二つ目の判断のための能動動作を、連系管理装置による能動動作要の判断に基づいて、略同じタイミングで開始する。

その結果、１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置は、電力系統の停電などの異常を二段階の判断により検出して出力を速やかに停止することができる。

本発明に係る第三の系統連系分散発電システムは、上述した発明の各構成に係る複数の電力変換装置と、上述した発明の各構成に係る連系管理装置と、を有する。そして、その連系管理装置は、その複数の電力変換装置から系統異常の通知を受信し、その複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断する。

この構成を採用すれば、複数の電力変換装置は、共通の連系管理装置による能動動作要の判断に基づいて、略同じタイミングで、所定の能動動作因子を含む品質の電力の出力を開始する。１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置は、この略同じタイミングの能動動作により、電力系統の停電などの異常を検出して出力を速やかに停止することができる。

その結果、この構成を採用した複数の電力変換装置は、１つの電力系統へ接続されたとしても、電力系統の停電などの異常を二段階の判断により検出して出力を速やかに停止することができる。

本発明に係る第四の系統連系分散発電システムは、同一の電力系統に接続される複数の電力変換装置と、この複数の電力変換装置と通信する連系管理装置と、を有する。そして、複数の電力変換装置と連系管理装置との中の少なくとも一方に設けられる検出手段は、電力系統の異常を検出する。連系管理装置に設けられる上位指示手段は、検出手段により電力系統の異常が検出されたら、複数の電力変換装置へ出力停止あるいはそのための所定の能動動作を指示する。

この構成を採用すれば、同一の電力系統に接続される複数の電力変換装置は、上位指示手段からの指示に基づいて出力を停止したり、略同じタイミングで出力停止のための所定の能動動作を実行したりする。

その結果、１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置は、電力系統の停電などの異常を検出して出力を速やかに停止することができる。

本発明に係る複数の電力変換装置による系統連系運転の停止方法では、まず、同一の電力系統に接続される複数の電力変換装置からの系統異常の通知に基づいて、複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断する。次に、その判断において能動動作要と判断された場合に、複数の電力変換装置の中の少なくとも１つのものから、所定の能動動作因子を含む品質の電力を電力系統へ出力する。次に、所定の能動動作因子による電力系統の電力品質の所定の品質低下を検出したら、複数の電力変換装置による電力系統への電力出力を停止する。

この方法を採用すれば、所定の能動動作因子による電力系統の電力品質の所定の品質低下を検出したら、複数の電力変換装置による電力系統への電力出力を停止する。

その結果、１つの電力系統へ接続される複数の電力変換装置は、電力系統の停電などの異常を能動動作により検出し、出力を速やかに停止することができる。

本発明では、複数の電力変換装置を１つの電力系統へ接続したとしても、電力系統の停電などの異常を速やかに検出して出力を停止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る電力変換装置、連系管理装置、系統連系分散発電システム、および複数の電力変換装置による系統連系運転の停止方法を、図面に基づいて説明する。系統連系分散発電システムは、複数のパワーコンディショナと、１つのマスタコントローラとで構成される場合を例として説明する。電力変換装置は、パワーコンディショナを例として説明する。連系管理装置は、マスタコントローラを例として説明する。複数の電力変換装置による系統連系運転の停止方法は、系統連系分散発電システムの動作の一部として説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る系統連系分散発電システム１の構成を示すシステム構成図である。

系統連系分散発電システム１は、複数の発電装置としての複数の分散型発電装置２と、複数の電力変換装置としての複数のパワーコンディショナ３と、連系管理装置としての１つのマスタコントローラ４と、を有する。パワーコンディショナ３は、マスタコントローラ４と通信し、二段能動方式を改良した方式により、単独運転を防止する。

系統連系分散発電システム１は、たとえば住宅、ビル、公共施設などに設置される。系統連系分散発電システム１は、電力系統としての商用電力系統５に接続される。また、商用電力系統５は、負荷機器６に接続され、発電所において発電した交流電圧の系統電力を負荷機器６へ供給する。

なお、このように複数の分散型発電装置２を複数のパワーコンディショナ３により個別に１つの商用電力系統５へ接続する方式は、ストリング方式、ＡＣモジュール方式などと呼ばれている。したがって、この実施の形態に係る系統連系分散発電システム１は、ストリング方式の分散発電システムであり、ＡＣモジュール方式の分散発電システムである。

商用電力系統５が負荷機器６へ供給する系統電力の交流電圧の正常値は、たとえば５０Ｈｚ、１００Ｖである。商用電力系統５が負荷機器６へ供給する系統電力の交流電圧の正常値には、この他にもたとえば、６０Ｈｚ、１００Ｖのものや、５０Ｈｚ、２００Ｖのものなどがある。商用電力系統５は、単相三線式で系統電力を供給するものであっても、三相三線式で系統電力を供給するものであってもよい。

商用電力系統５は、系統電力の交流電圧を制御する。商用電力系統５は、たとえば交流電圧の周波数が正常値を中心とする所定の変動範囲に収まるように交流電圧を制御し、交流電圧の振幅が正常値を中心とする所定の変動範囲に収まるように交流電圧を制御する。

また、商用電力系統５は、停電が発生すると、その電力系統内に設置された図示外の開閉器を開き、その停電箇所およびその下流側の電力系統を切り離す。点検整備などにより故障箇所を修復すると、開いている開閉器を閉じ、停電から復旧する。商用電力系統５は、負荷機器６への系統電力供給を再開する。

なお、系統連系分散発電システム１は、商用電力系統５以外の電力系統、たとえば工場内の自家発電設備による電力を供給する電力系統や、他の系統連系分散発電システム１などに接続されていてもよい。

負荷機器６は、たとえば家庭の電化製品などである。家庭の電化製品には、たとえばエアコン、冷蔵庫などのモータを用いるものや、テレビジョン受信機などの変圧器を有するものなどがある。これらの家庭の電化製品は、商用電力系統５から供給される交流電圧の系統電力を消費する。

分散型発電装置２は、たとえば太陽光発電装置、燃料電池装置、風力発電装置、ガス発電装置、地熱発電装置、河川発電装置、その他の発電装置である。太陽光発電装置は、光電変換素子が複数形成された半導体パネルを有する。太陽光発電装置は、複数の光電変換素子が受光光量に応じた電圧を発生し、受光光量に応じた直流電圧の電力を発生する。

なお、系統連系分散発電システム１の複数の分散型発電装置２は、たとえば複数の太陽光発電装置のみなどのように一種類の分散型発電装置２で構成されていてもよいが、複数種類の発電装置が組み合わされた並列運転の構成であってもよい。

複数の分散型発電装置２は、発電ケーブル７により、複数のパワーコンディショナ３に接続される。図１の系統連系分散発電システム１では、各分散型発電装置２は、１対１対応でパワーコンディショナ３に接続されている。なお、複数の分散型発電装置２が、１つのパワーコンディショナ３に接続されていてもよい。

図２は、図１中のパワーコンディショナ３の構成を示すブロック図である。

パワーコンディショナ３は、発電接続端子１１と、系統接続端子１２と、通信用コネクタ１３と、を有する。発電接続端子１１は、発電ケーブル７により分散型発電装置２に接続される。系統接続端子１２は、発電ケーブル８により商用電力系統５および負荷機器６に接続される。通信用コネクタ１３には、たとえばＲＪ４５タイプのコネクタが有る。ＲＪ４５タイプのコネクタには、たとえば、４組のツイストペア信号線を有する、カテゴリー５、カテゴリー６などの通信ケーブルが接続される。ただし、本発明はこれら特定のコネクタ、ケーブル種類に限定されるものではない。

発電接続端子１１は、電力変換手段としての出力電力生成部１４に接続される。出力電力生成部１４は、たとえば直直変換器１５と、直交変換器１６と、を有する。直直変換器１５は、発電接続端子１１に入力される直流電圧の電力を、安定した所定の直流電圧の電力へ変換する。直交変換器１６は、直直変換器１５が生成する安定した電圧の電力を、交流電圧の電力へ変換する。直交変換器１６は、変換により生成した交流電圧の電力を、系統接続端子１２へ出力する。

なお、発電接続端子１１に発電ケーブル７により接続される分散型発電装置２が、交流電圧の電力を発生するものである場合、出力電力生成部１４の入力段である直直変換器１５を、交直変換器へ置き換えればよい。交直変換器は、発電接続端子１１に入力される交流電圧の電力を、安定した所定の直流電圧の電力へ変換する。

パワーコンディショナ３は、発電接続端子１１、系統接続端子１２および通信用コネクタ１３などの入出力端子および出力電力生成部１４の他に、発電電力検出部１７、系統電力検出部１８、マイクロコンピュータ１９、温度センサ２０などを有する。

発電電力検出部１７は、発電接続端子１１に入力される電力を検出する。発電電力検出部１７は、たとえば発電接続端子１１に入力される電力の瞬時電圧を周期的に検出し、その検出値をマイクロコンピュータ１９へ出力する。

系統電力検出部１８は、系統接続端子１２の電力を検出する。系統電力検出部１８は、たとえば系統接続端子１２の電力の瞬時電圧を周期的に検出し、その検出値をマイクロコンピュータ１９へ出力する。

温度センサ２０は、パワーコンディショナ３の温度を周期的に検出する。温度センサ２０は、検出した温度の値を、マイクロコンピュータ１９へ出力する。

図３は、図２中のマイクロコンピュータ１９のハードウェア構成を示すブロック図である。

マイクロコンピュータ１９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理装置）２１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２と、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２３と、タイマ２４と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ：入出力）ポート２５と、これらを接続するシステムバス２６と、を有する。

Ｉ／Ｏポート２５は、マイクロコンピュータ１９の周辺回路をシステムバス２６へ接続する入出力部である。Ｉ／Ｏポート２５には、たとえば発電電力検出部１７、系統電力検出部１８、温度センサ２０、通信用コネクタ１３などが接続される。特に、ＲＪ４５タイプの通信用コネクタ１３は、通信ケーブルの２組のツイストペア信号線が、Ｉ／Ｏポート２５に接続する。

タイマ２４は、時刻、経過時間などを計測する。タイマ２４は、計測する時刻や経過時間を、システムバス２６へ出力する。

ＥＥＰＲＯＭ２３は、半導体メモリの一種であり、電気的な書き込みが可能であるとともに、電力が供給されていない状態でも書き込まれたデータを保持する不揮発性メモリの一種である。なお、ＥＥＰＲＯＭ２３などの半導体メモリの替わりに、ハードディスクドライブなどの記憶装置を用いてもよい。

ＥＥＰＲＯＭ２３には、パワーコンディショナプログラム３１と、パワーコンディショナ３が制御に使用するデータと、を記憶する。パワーコンディショナ３が制御に使用するデータには、たとえば高感度異常判断基準データ３２、能動動作データ３３、通常感度異常判断基準データ３４などがある。

高感度異常判断基準データ３２と、通常感度異常判断基準データ３４とは、系統電力検出部１８が、系統電力の電力品質の良否の判断に使用する基準データである。系統電力の電力品質の良否は、たとえば検出した系統電力の周波数の変動量、検出した系統電力の電圧振幅の変動量、検出した系統電力の高調波成分の大きさなどにより判断することができる。

検出した系統電力の周波数が正常な周波数（たとえば５０Ｈｚ）に対してプラスマイナス３％以上変動していたり、検出した系統電力の電圧振幅が正常な電圧（たとえば１００Ｖ）に対してプラスマイナス５％以上変動していたり、検出した系統電力の高調波成分の大きさが所定の判定閾値以上になっていたりすると、系統電力の電力品質は良好なものとは言えなくなる。

商用電力系統５の系統電力が停電などにより変動するとき、系統電力の高調波成分が大きく変動する。また系統電力の交流電圧の周波数や電圧振幅が大きく変動する。さらに、電圧波形の位相が跳躍する場合、インピーダンスが変化する場合もある。

高感度異常判断基準データ３２および通常感度異常判断基準データ３４は、たとえば二次高調波成分の大きさと比較される判定閾値、三次高調波成分の大きさと比較される判定閾値、四次高調波成分の大きさと比較される判定閾値、五次高調波成分の大きさと比較される判定閾値、六次高調波成分の大きさと比較される判定閾値、七次高調波成分の大きさと比較される判定閾値、判定期間の値（たとえば０．２秒）、系統電力の周波数の許容範囲の値（たとえば正常値のプラスマイナス３％）、系統電力の電圧振幅の許容範囲の値（たとえば正常値のプラスマイナス５％）、判定期間の値（たとえば０．５秒）などを有する。また、これらの値の時間変化率と比較される判定閾値を有することも出来、さらに電圧波形の位相跳躍値と比較される判定閾値をもつことも可能である。

なお、高感度異常判断基準データ３２における判定閾値などは、たとえば交流電力の周波数の変化率、交流電力の高調波の変化率、交流電力の電圧の変化率などによるものとするのが望ましい。商用電力系統５に停電などの異常が発生したとき、これらの変化に基づく判断は、商用電力系統５を運用する電力会社が推奨する系統への電源接続のためのガイドラインにおいて規定される判定基準による判断に比べて、格段に短い時間で異常と判断することができる場合がある。高感度異常判断基準データ３２に基づく判断において、約０．２秒以内で判断することも可能である。また、通常感度異常判断基準データ３４における判定閾値などは、電力会社が推奨する先のガイドラインそのものに規定されるものとしたり、先のガイドラインより若干短い時間で異常と判断するものとしたりすればよい。高感度異常判断基準データ３２の値や通常感度異常判断基準データ３４の値は、たとえば通常感度異常判断基準データ３４の値を先のガイドラインなどにしたがって決めた後、シミュレーションや実験などにより、その通常感度異常判断基準データ３４に基づく異常判断よりも短い時間での異常判断が可能となるように、高感度異常判断基準データ３２の値を決めるようにすればよい。

能動動作データ３３は、能動動作の制御に使用するデータである。能動動作とは、パワーコンディショナ３が系統電力の異常を積極的に検出するために実行する動作である。図１に示すように、系統連系分散発電システム１は、商用電力系統５と、負荷機器６とに接続されている。この接続の下で商用電力系統５が停電したとしても、複数のパワーコンディショナ３が供給する電力と負荷機器６の消費電力とが釣り合っていると、複数のパワーコンディショナ３が供給する電力の品質は、商用電力系統５が良好とする品質の電力に維持される。複数のパワーコンディショナ３が供給する電力の交流電圧などは、商用電力系統５の停電により変動しない。この状況下では、自身の出力電圧に基づいて系統電力の異常を検出するパワーコンディショナ３は、商用電力系統５の停電を検出することができない。複数のパワーコンディショナ３は、電力を供給し続けてしまう。このような商用電力系統５の停電中の電力供給を防止するために、パワーコンディショナ３は、能動動作をする。

能動動作データ３３は、たとえば出力電圧を絞り込むデータを有する。能動動作データ３３は、出力電圧を絞り込むデータであり、その例として、下記式１に基づくデータを有する。下記式１において、ｙは、出力電力生成部１４へ供給される電流指令値（参照電圧）であり、ｘは、検出した電力系統の線路電圧（能動動作開始時の系統電力の検出電圧）であり、ｔは、能動動作開始からの経過時間であり、Ｔは所定の絞込み期間（たとえば０．５秒）であり、Ｃは、所定の係数（たとえば５）である。なお、能動動作データ３３は、下記式１そのものであってもよい。本発明における能動動作は、ここに示した例に限定されるものではない。

ｙ ＝ ｘ・［１−（ｔ／Ｔ）^Ｃ］ ・・・式１

図４は、図２中の能動動作データ３３（Ｃ＝５）による、出力電流振幅（相対値）の経時変化を示す図である。縦軸は、能動動作開始時を基準とした出力電流振幅（相対値）であり、横軸は、能動動作開始からの経過時間である。図４による絞込み制御では、所定の絞込み期間（０．５秒）において、出力電流振幅（相対値）が「０」となる。このように上記式１に基づく能動動作データ３３を用いて電流指令値（参照電圧）を絞込み制御することで、出力電流振幅（相対値）を絞り込むことができる。

なお、このＥＥＰＲＯＭ２３に記憶されるパワーコンディショナプログラム３１およびデータは、マイクロコンピュータ１９の外部メモリなどに記憶されていてもよい。さらに、この外部メモリなどは、パワーコンディショナ３に対して着脱可能に装着されるものであってもよい。このパワーコンディショナプログラム３１およびデータは、パワーコンディショナ３の出荷前にＥＥＰＲＯＭ２３などに記憶されたものであっても、出荷後にＥＥＰＲＯＭ２３などに記憶されたものであってもよい。出荷後にＥＥＰＲＯＭ２３などに記憶されるパワーコンディショナプログラム３１は、たとえばＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶された状態でユーザへ提供したり、インターネットなどのデータ伝送媒体を介してユーザへ提供したりすることができる。なお、ＥＥＰＲＯＭ２３などに記憶されるパワーコンディショナプログラム３１およびデータの一部が、コンピュータ読取可能な記録媒体や、伝送媒体によりユーザへ提供されたものであってもよい。

図３中のマイクロコンピュータ１９のＣＰＵ２１は、ＥＥＰＲＯＭ２３に記憶されるパワーコンディショナプログラム３１をＲＡＭ２２に読み込み、実行する。パワーコンディショナプログラム３１を実行するＣＰＵ２１は、ＥＥＰＲＯＭ２３に記憶されるデータをＲＡＭ２２に読み込み、使用する。これにより、マイクロコンピュータ１９には、図２に示すように、装置制御部４１と、通知手段としての通信制御部４２と、停止実行手段としての出力制御部４３と、第一系統異常判断手段および検出手段としての高感度系統異常判断部４４と、能動動作指示部４５と、第二系統異常判断手段としての通常感度系統異常判断部４６と、が実現される。

通信制御部４２は、通信用コネクタ１３を介してＩ／Ｏポート２５に接続される信号線を用いて、他の通信制御部（たとえば後述する図７に示すマスタコントローラ４の通信制御部７３）との間でパケットデータ等を用い通信を行なう。パケットデータには、たとえばＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットデータ、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰパケットデータがある。なお、通信制御部４２および通信制御部７３は、パケットデータ以外にも、たとえば独自プロトコルに基づく通信データにより、通信を行なうようにしてもよい。

インターネットプロトコル（ＩＰ）では、通信ケーブルとしてのネットワーク９に接続される複数の機器をＩＰアドレスにより区別する。ＩＰアドレスは、ネットワーク９上で互いに区別することができる固有の値を有する。機器間で１対１に送受されるＴＣＰ／ＩＰパケットデータやＵＤＰ／ＩＰパケットデータは、送信元の機器のＩＰアドレスと、送信先の機器のＩＰアドレスとを有する。

なお、図１中の複数のパワーコンディショナ３およびマスタコントローラ４などの機器に割り当てられるＩＰアドレスは、各機器に固有のＩＰアドレスを予め割り当てて記憶させるようにしても、ネットワーク９に、図示外のＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバを接続したり、マスタコントローラ４にＤＨＣＰサーバ機能を持たせたりして、各機器の起動時に自動的に割り当てるようにしてもよい。さらに、各機器がＵＰｎＰ（ユニバーサルプラグアンドプレイ）機能などにより、それぞれの起動時に未使用のＩＰアドレスを自ら自動的に判断して利用するようにしてもよい。

ＴＣＰ／ＩＰパケットデータを送受する場合、受信側の通信制御部４２，７３は、ネットワーク９において一部のパケットデータが消失すると、そのパケットデータの再送を送信側の通信制御部４２，７３に要求する。ＵＤＰ／ＩＰパケットデータを送受する場合、受信側の通信制御部４２，７３は、送信側の通信制御部４２，７３にそのような再送要求をしない。

出力制御部４３は、出力電力生成部１４による電力出力を制御する。出力制御部４３は、出力電力生成部１４が生成する電力の交流電圧の品質が所定の品質となるように、出力電力生成部１４へ電流指令値を出力し、出力電力生成部１４を制御する。出力制御部４３は、たとえば電圧上昇抑制制御や最大電力追従制御などにより、出力電力生成部１４を制御する。

また、出力制御部４３は、能動動作が指示されると、ＥＥＰＲＯＭ２３から能動動作データ３３を読み込み、上記式１による能動動作因子を含む電流指令値を出力電力生成部１４へ出力する。

高感度系統異常判断部４４は、ＥＥＰＲＯＭ２３から高感度異常判断基準データ３２を読み込み、系統電力検出部１８が検出する系統接続端子１２の瞬時電圧を監視する。高感度系統異常判断部４４は、系統電力検出部１８が検出する系統接続端子１２の瞬時電圧に基づいて、すくなくとも系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、能動動作の要不要を判断するため、系統電力の異常を監視する。たとえば、系統電力の二次から七次までの高調波成分のいずれかが所定の閾値（たとえば０．２％）を超えている状態が所定の時間（たとえば０．２秒）継続しているか否かを判断する。

そして、上の例では、二次から七次までの高調波成分のいずれかが所定の閾値を超えている状態が所定の時間継続している場合、高感度系統異常判断部４４は、異常の判断結果を、通信制御部４２へ供給する。それ以外の場合、高感度系統異常判断部４４は、正常の判断結果を、通信制御部４２へ供給する。

なお、高感度系統異常判断部４４は、１秒に１回以上となる所定の頻度で、系統電力が異常であるか否かを判断するようにしてもよい。

通常感度系統異常判断部４６は、ＥＥＰＲＯＭ２３から通常感度異常判断基準データ３４を読み込み、系統電力検出部１８が検出する系統接続端子１２の瞬時電圧を監視する。通常感度系統異常判断部４６は、系統電力検出部１８が検出する系統接続端子１２の瞬時電圧に基づいて、すくなくとも系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、単独運転であるか否かを判断するため、系統電力の異常を監視する。たとえば、系統電力の最大電圧が所定の品質範囲外となっている状態が所定の時間（たとえば０．２秒）継続しているか否かと、系統電力の周波数が所定の品質範囲外となっている状態が所定の時間（たとえば０．２秒）継続しているか否かと、を判断する。

そして、通常感度系統異常判断において所定の品質範囲外となっている状態が所定の時間継続している場合は、単独運転が起こったものと判断し、通常感度系統異常判断部４６は、出力制御部４３へ停止指示を供給する。それ以外の場合、通常感度系統異常判断部４６は、出力制御部４３へ停止指示を供給しない。

図５は、瞬時電圧などの１つの要因に基づいて、異常および正常を判断する要因別異常判断部５１の一例を示すブロック図である。図５の要因別異常判断部５１は、減算器５２と、８秒移動平均演算部５３と、例えば０．２秒移動平均演算部５４と、異常判断部５５と、を有する。

８秒移動平均演算部５３は、瞬時電圧値の８秒間の平均値を演算する。減算器５２は、瞬時電圧値から、この８秒間平均値を減算する。これにより、減算器５２は、瞬時電圧値の、判断を行なう時刻からさかのぼった８秒間の平均値に対する差を演算する。瞬時電圧値が急激に変化するとき、減算器５２の減算出力値は大きくなる。

また、減算器５２の減算出力値は、例えば０．２秒移動平均演算部５４へ供給される。０．２秒移動平均演算部５４は、減算出力値の０．２秒間の平均値を演算する。瞬時電圧値の急激な変化が０．２秒以上にわたって継続すると、０．２秒移動平均演算部５４が演算する０．２秒間平均値は大きくなる。

異常判断部５５は、この例えば０．２秒間平均値と、所定の閾値とを比較する。異常判断部５５は、０．２秒間平均値が所定の閾値以上である場合、異常と判断する。それ以外の場合、異常判断部５５は、正常と判断する。

図２中の高感度系統異常判断部４４や通常感度系統異常判断部４６は、この図５の要因別異常判断部５１と同じブロック構成の複数の要因別異常判断部５１を有する。高感度系統異常判断部４４や通常感度系統異常判断部４６は、たとえば二次から七次までの各高調波成分毎の複数の要因別異常判断部５１を有し、いずれか１つの要因別異常判断部５１が異常と判断したら、異常の判断結果を通信制御部４２へ供給する。高感度系統異常判断部４４の複数の要因別異常判断部５１は、高感度異常判断基準データ３２の判定閾値を、それぞれの０．２秒間平均値と比較し、個別に系統電力の異常を判定する。また、高感度系統異常判断部４４や通常感度系統異常判断部４６は、系統電力の最大電圧を判断する要因別異常判断部５１と、系統電力の周波数を判断する要因別異常判断部５１とを有し、いずれか１つの要因別異常判断部５１が異常と判断したら、停止指示を出力制御部４３へ供給する。通常感度系統異常判断部４６の複数の要因別異常判断部５１は、通常感度異常判断基準データ３４の許容範囲の値を、それぞれの０．２秒間平均値と比較し、個別に系統電力の異常を判定する。

能動動作指示部４５は、通信コネクタ１３を介してＩ／Ｏポート２５に送信されるマスタからの能動動作指示の有無を監視する。能動動作指示部４５は、この他の組のツイストペア信号線の電圧が所定の閾値を超えたら、能動動作指示を生成し、出力制御部４３および通常感度系統異常判断部４６へ供給する。

装置制御部４１は、パワーコンディショナ３の全体的な動作を管理する。装置制御部４１は、パワーコンディショナ３の起動制御および停止制御を実行する。図６は、図２中の装置制御部４１が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。装置制御部４１は、パワーコンディショナ３への電力供給が開始されたり、パワーコンディショナ３の出力が停止して再起動されたりしたとき、図６の処理を開始する。

図７は、図１中のマスタコントローラ４の構成を示すブロック図である。

マスタコントローラ４は、系統接続端子６１と、系統電力検出部６２と、コネクタとしての通信コネクタ６３と、マイクロコンピュータ６４と、を有する。系統接続端子６１は、発電ケーブル８により、商用電力系統５および負荷機器６に接続される。通信コネクタ６３には、たとえば１０Ｂａｓｅ−Ｔタイプの通信ケーブルが接続される。このマスタコントローラ４に接続される１０Ｂａｓｅ−Ｔタイプの通信ケーブルは、複数のパワーコンディショナ３に接続される複数の１０Ｂａｓｅ−Ｔタイプの通信ケーブルとともに、たとえばルータ機器やハブ機器などのネットワーク９中継機器に接続される。この複数の１０Ｂａｓｅ−Ｔタイプの通信ケーブルとネットワーク９中継機器とにより、図１に示す系統連系分散発電システム１のネットワーク９が構成される。

マスタコントローラ４のマイクロコンピュータ６４は、図３に示すパワーコンディショナ３のマイクロコンピュータ１９と同様に、ＣＰＵ６８と、ＲＡＭと、ＥＥＰＲＯＭ６５と、タイマ６６と、Ｉ／Ｏポートと、これらを接続するシステムバスと、を有する。Ｉ／Ｏポートには、系統電力検出部６２および通信コネクタ６３が接続される。特に、通信コネクタ６３としてＲＪ４５コネクタを使用した場合は、カテゴリー５、カテゴリー６等の通信ケーブルをＩ／Ｏポートに接続する。

ＥＥＰＲＯＭ６５は、図示外のマスタコントローラプログラムや、マスタコントローラ４が制御に使用するデータなどを記憶する。マスタコントローラ４が制御に使用するデータとしては、たとえばＰＣ状態テーブル６７などがある。ＣＰＵ６８が、ＥＥＰＲＯＭ６５に記憶されるマスタコントローラプログラムを実行することで、マスタコントローラ４には、低感度系統異常判断部７１と、装置制御部７２と、受信手段としての通信制御部７３と、ＰＣ状態管理部７４と、要否判断手段としての能動動作判断部７５と、停止指示手段および上位指示手段としての能動動作指示信号生成部７６と、が実現される。

ＰＣ状態テーブル６７は、系統連系分散発電システム１の稼動中の複数のパワーコンディショナ３の状態を管理するためのテーブルである。ＰＣ状態テーブル６７は、稼動中のパワーコンディショナ３毎のレコードを有する。各レコードには、対応するパワーコンディショナ３を特定するための識別情報や、対応するパワーコンディショナ３の正常あるいは異常の判断結果などが登録される。対応するパワーコンディショナ３を特定するための識別情報としては、たとえばパワーコンディショナ３のＩＰアドレスなどを使用することができる。

低感度系統異常判断部７１は、系統電力検出部６２が検出する系統接続端子６１の瞬時電圧を監視する。低感度系統異常判断部７１は、系統電力検出部６２が検出する系統接続端子６１の瞬時電圧に基づいて、すくなくとも系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、系統電力の最大電圧が所定の品質範囲外となっている状態が所定の時間（たとえば０．５秒）継続しているか否かと、系統電力の周波数が所定の品質範囲外となっている状態が所定の時間（たとえば０．５秒）継続しているか否かと、を判断する。そして、いずれかの判断において所定の品質範囲外となっている状態が所定の時間継続している場合、低感度系統異常判断部７１は、装置制御部７２へ停止通知を供給する。それ以外の場合、低感度系統異常判断部７１は、装置制御部７２へ停止通知を供給しない。

装置制御部７２は、マスタコントローラ４の全体的な動作を管理する。装置制御部７２は、マスタコントローラ４およびパワーコンディショナ３の起動制御および停止制御を実行する。図８は、図７中の装置制御部７２が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。装置制御部７２は、パワーコンディショナ３への電力供給が開始された後に、図８の処理を開始する。

ＰＣ状態管理部７４は、ＥＥＰＲＯＭ６５に記憶されるＰＣ状態テーブル６７を管理、更新する。ＰＣ状態管理部７４は、新たに稼動するパワーコンディショナ３用のレコードを生成し、ＰＣ状態テーブル６７に登録する。ＰＣ状態管理部７４は、パワーコンディショナ３から正常あるいは異常の判断結果などを取得すると、その取得情報を、対応するレコードに登録する。ＰＣ状態管理部７４は、パワーコンディショナ３が停止すると、その停止したパワーコンディショナ３に対応するレコードを、ＰＣ状態テーブル６７から削除する。

能動動作判断部７５は、ＥＥＰＲＯＭ６５に記憶されるＰＣ状態テーブル６７に基づいて、能動動作の要否を判断する。能動動作判断部７５は、具体的には、系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、ＰＣ状態テーブル６７に登録されているパワーコンディショナ３の台数を基準として、所定数（たとえば半数）以上となるレコードに異常の判断結果が登録されているか否かを判断する。そして、過半数となる異常の判断結果が登録されている場合、能動動作判断部７５は、能動動作要と判断する。それ以外の場合、能動動作判断部７５は、能動動作不要と判断する。

能動動作指示信号生成部７６は、能動動作判断部７５が能動動作要と判断すると、能動動作指示信号を生成する。能動動作指示信号生成部７６は、能動動作指示信号を送信する。たとえば、ＲＪ４５の通信コネクタ６３を介してＩ／Ｏポートに接続される１組のツイストペア信号線の電圧を変化させる。能動動作指示信号生成部７６は、このようにデータ通信用の通信ケーブルの１組のツイストペア信号線を、アナログ信号線として利用することが出来る。

これにより、能動動作指示信号生成部７６が能動動作要の判断をアナログ信号により通知する専用の信号線を、異常の判断結果を伝送する信号線と別に引き回す必要がない。１つの通信ケーブルにより、異常の判断結果を伝送し、能動動作要の判断を通知することができる。

マスタコントローラ４の上述した構成要素以外の各構成要素は、図２のパワーコンディショナ３の同名の構成要素と同じ機能を奏するものであり、説明を省略する。

次に、以上の構成を有する系統連系分散発電システム１の動作を説明する。

以下の説明では、商用電力系統５は、所定の品質の系統電力を負荷機器６へ供給し、複数の分散型発電装置２は、所定の直流電圧の電力を、複数のパワーコンディショナ３へ供給しているものとして説明を開始する。

図８に示すように、発電が投入されると、マスタコントローラ４の装置制御部７２は、処理を開始する。マスタコントローラ４の装置制御部７２は、まず、タイマ６６から時刻情報を取得し、所定時間（たとえば５秒）経過するのを待つ（ステップＳＴ１１）。その後、装置制御部７２は、マスタコントローラ４の起動処理を開始する（ステップＳＴ１２）。これにより、マスタコントローラ４に実現される低感度系統異常判断部７１、通信制御部７３、ＰＣ状態管理部７４、能動動作判断部７５、能動動作指示信号生成部７６などが所定の動作を開始する。

マスタコントローラ４の系統電力検出部６２は、系統接続端子６１の瞬時電圧を検出し、マイクロコンピュータ６４へ出力する。低感度系統異常判断部７１は、系統電力検出部６２が検出する系統接続端子６１の瞬時電圧の監視を開始する。

マスタコントローラ４の装置制御部７２は、マスタコントローラ４の起動を終えると、停止指示通知を生成し、通信制御部７３へ供給する（ステップＳＴ１３）。マスタコントローラ４の通信制御部７３は、通信コネクタ６３を介して１組のツイストペア信号線を用いて、ネットワーク９へ停止指示通知を送出する。通信制御部７３は、停止指示通知を、ＴＣＰ／ＩＰパケットデータにより送出する。これにより、マスタコントローラ４より先に起動していたパワーコンディショナ３は、停止し、再起動される。

その後、マスタコントローラ４の装置制御部７２は、系統電力検出部６２により検出される瞬時電圧や、低感度系統異常判断部７１による判断などに基づいて、商用電力系統５および装置が正常であるか否かを周期的に判断する（ステップＳＴ１４）。具体的にはたとえば、装置制御部７２は、系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、系統電力の交流電圧が正常（例えば１９０〜２１４ボルト）の範囲内であるか否かや、系統電力の周波数が正常値のプラスマイナス３％の範囲内であるか否かなどを判断する。

そして、商用電力系統５および装置が正常ではないと判断すると、装置制御部７２は、ＰＣ状態テーブル６７を消去するなどの停止処理を実行する（ステップＳＴ１５）。その後、装置制御部７２は、図８の処理をステップＳＴ１１から再度実行する。

図６に示すように、マスタコントローラ４からの停止指示通知により停止して再起動したパワーコンディショナ３や、マスタコントローラ４より後に発電が投入されるパワーコンディショナ３は、処理を開始する。パワーコンディショナ３の装置制御部４１は、まず、タイマ２４の時刻情報に基づいて５秒経過するのを待つ（ステップＳＴ１）。

５秒が経過すると、装置制御部４１は、発電電力検出部１７が検出する瞬時電圧と、系統電力検出部１８が検出する瞬時電圧とに基づいて、これらの入力電力が正常であることを確認する（ステップＳＴ２）。装置制御部４１は、たとえば系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、系統電力の交流電圧が１９０〜２１４ボルトの範囲内であるか否かと、系統電力の周波数が正常値のプラスマイナス３％の範囲内であるか否かと、発電接続端子１１の電圧が７０から３５０ボルトの範囲内であるか否かを判断する。

これらの入力電力が正常であることを確認すると、パワーコンディショナ３の装置制御部４１は、マスタコントローラ４への起動可能通知を生成する（ステップＳＴ３）。装置制御部４１は、生成した起動可能通知を通信制御部４２へ供給する。パワーコンディショナ３の通信制御部４２は、通信用コネクタ１３を介して１組のツイストペア信号線を用いて、ネットワーク９へ起動可能通知を送出する。通信制御部４２は、マスタコントローラ４を送信先に指定したＴＣＰ／ＩＰパケットデータにより、起動可能通知を送出する。

なお、所定時間待ちの時点で入力電力が正常でない場合、パワーコンディショナ３の装置制御部４１は、図６の処理をステップＳＴ１から再度実行する。パワーコンディショナ３の装置制御部４１は、ステップＳＴ２において入力電力が正常と判断されるまで、所定時間毎に入力電力が正常であるか否かを判断する。

マスタコントローラ４へ起動可能通知を供給した後、パワーコンディショナ３の装置制御部４１は、起動許可通知および停止指示通知待ち状態となる（ステップＳＴ４、ＳＴ５）。装置制御部４１は、所定時間（たとえば１分）の間に、起動許可通知あるいは停止指示通知の中の一方を受信しない場合（ステップＳＴ６においてＹｅｓの場合）、自ら再起動し、図６の処理をステップＳＴ１から再度実行する。

起動可能通知は、ネットワーク９上を伝送し、マスタコントローラ４の装置制御部７２により受信される。マスタコントローラ４の装置制御部７２は、受信した起動可能通知を、ＰＣ状態管理部７４へ供給する。

なお、マスタコントローラ４の装置制御部７２は、起動可能通知の一部のデータを受信していないとき、その部分データの再送要求を、ネットワーク９へ送出する。パワーコンディショナ３の通信制御部４２は、ネットワーク９から部分データの再送要求を受信すると、要求された起動可能通知の部分データを、再度ネットワーク９へ送出する。これにより、マスタコントローラ４の装置制御部７２は、パワーコンディショナ３の通信制御部４２が送信する起動可能通知を受信することができる。

マスタコントローラ４において、通信制御部７３から起動可能通知が供給されたＰＣ状態管理部７４は、通知されたパワーコンディショナ３用のレコードを生成し、ＰＣ状態テーブル６７に登録する。このレコードには、起動可能通知の送信元のパワーコンディショナ３のＩＰアドレスなどが登録される。

その後、ＰＣ状態管理部７４は、起動許可通知を生成し、通信制御部７３へ供給する。マスタコントローラ４の通信制御部７３は、生成した起動許可通知をネットワーク９へ送出する。通信制御部７３は、起動可能通知の送信元のパワーコンディショナ３を送信先に指定し、ＴＣＰ／ＩＰパケットデータにより起動許可通知を送出する。

起動許可通知は、ネットワーク９を介して、起動可能通知の送信元のパワーコンディショナ３の通信制御部４２へ送信される。通信制御部４２は、受信した起動許可通知を、装置制御部４１へ供給する。起動許可通知が供給されると、パワーコンディショナ３の装置制御部４１は、起動処理を開始する（ステップＳＴ７）。これにより、パワーコンディショナ３では、出力制御部４３、高感度系統異常判断部４４、能動動作指示部４５、通常感度系統異常判断部４６などが所定の動作を開始する。

パワーコンディショナ３の発電電力検出部１７は、発電接続端子１１の瞬時電圧を検出し、マイクロコンピュータ１９へ出力する。系統電力検出部１８は、系統接続端子１２の瞬時電圧を検出し、マイクロコンピュータ１９へ出力する。起動した出力制御部４３は、これらの検出電圧に基づいて、出力電力生成部１４を制御する。出力電力生成部１４は、発電接続端子１１に入力される直流電圧の電力を、交流電圧の電力へ変換し、系統接続端子１２へ出力する。出力電力生成部１４は、商用電力系統５が負荷機器６へ供給する系統電力の交流電圧と略同じ波形の交流電圧を生成し、系統接続端子１２へ出力する。これにより、出力電力生成部１４は、分散型発電装置２が生成する電力を用いて、商用電力系統５が供給する系統電力の品質を損なうことなく、商用電力系統５および負荷機器６へ電力を供給する。

また、起動した高感度系統異常判断部４４は、系統電力検出部１８が検出する系統接続端子１２の瞬時電圧の監視を開始する。

パワーコンディショナ３の起動処理を終えた装置制御部４１は、発電電力検出部１７により検出される瞬時電圧や、系統電力検出部１８により検出される瞬時電圧に基づいて、商用電力系統５および分散型発電装置２が正常であるか否かを周期的に判断する（ステップＳＴ８）。

具体的にはたとえば、パワーコンディショナ３の装置制御部４１は、すくなくとも系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、系統電力の交流電圧が所定（例えば１９０〜２１４ボルト）の範囲内であるか否かと、系統電力の周波数が所定（例えば正常値のプラスマイナス３％）の範囲内であるか否かと、発電接続端子１１の電圧が正常範囲内（例えば７０から３５０ボルト）であるか否かを判断する。また、装置制御部４１は、タイマ２４の計測時間や、温度センサ２０により検出される温度に基づいて、自身の装置が正常であるか否かを周期的に判断する。

そして、商用電力系統５あるいは分散型発電装置２が正常ではない場合、あるいは自身の装置が正常ではない場合、装置制御部４１は、出力制御部４３へ出力停止を指示する（ステップＳＴ１０）。出力停止が指示された出力制御部４３は、交流電力の供給を停止する。その後、装置制御部４１は、図６の処理をステップＳＴ１から再度実行する。

また、装置制御部４１は、停止指示の有無を確認する（ステップＳＴ９）。そして、マスタコントローラ４または出力制御部４３から停止要求がある場合、装置制御部４１は、出力制御部４３へ出力停止を指示する（ステップＳＴ１０）。出力停止が指示された出力制御部４３は、交流電力の供給を停止する。その後、装置制御部４１は、図６の処理をステップＳＴ１から再度実行する。

なお、商用電力系統５および分散型発電装置２が正常であり、且つ、停止指示が無い場合、装置制御部４１は、周期的にステップＳＴ８およびＳＴ９の判断処理を繰り返し実行する。

以上の図８のマスタコントローラ４および図６の複数のパワーコンディショナ３の起動処理により、複数の分散型発電装置２が生成する電力は、複数のパワーコンディショナ３により所定の交流電圧の電力へ変換された上で、商用電力系統５へ供給される。また、マスタコントローラ４のＰＣ状態テーブル６７には、稼動する複数のパワーコンディショナ３に対応する複数のレコードが登録される。

その後、稼動するパワーコンディショナ３の高感度系統異常判断部４４は、ＥＥＰＲＯＭ２３から高感度異常判断基準データ３２を読み込み、周期的に、系統電力の異常を判定する。高感度系統異常判断部４４は、系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、二次から七次までの高調波成分のいずれかが所定の閾値（たとえば０．２％）を超えている状態が所定の時間（たとえば０．２秒、好ましくは０．１秒）継続しているか否かを判断する。高感度系統異常判断部４４は、正常の判断結果を、通信制御部４２へ供給する。

パワーコンディショナ３の通信制御部４２は、高感度系統異常判断部４４から供給される正常の判断結果を、ＵＤＰ／ＩＰパケットデータとしてネットワーク９へ送出する。マスタコントローラ４の通信制御部７３は、ネットワーク９からＵＤＰ／ＩＰパケットデータを受信すると、それに含まれる正常の判断結果を、ＰＣ状態管理部７４へ供給する。ＰＣ状態管理部７４は、通信制御部７３から供給された正常の判断結果を、ＰＣ状態テーブル６７の、送信元のパワーコンディショナ３に対応するレコードに登録する。

なお、このようにパワーコンディショナ３の通信制御部４２は、系統電力の１サイクルに相当する時間毎に送信する判断結果を、ＵＤＰ／ＩＰパケットデータで送信する。したがって、マスタコントローラ４の通信制御部７３は、再送制御をすることはない。再送制御により、ネットワーク９のトラフィックが増加しないようにすることができる。

たとえば１０００台などの多数のパワーコントローラがネットワーク９に接続されていたとしても、データコリジョンによる判断結果の消失を、効果的に抑制することができる。マスタコントローラ４の通信制御部７３は、１０００台のパワーコントローラが系統電力の１サイクルに相当する時間毎に送信する判断結果を、１０Ｂａｓｅ−Ｔタイプの通信ケーブルにより高い確率で効率良く受信することができる。

図９は、複数のパワーコンディショナ３およびマスタコントローラ４が起動している状態で、系統停電が発生した時の連系動作の流れを示すタイミングチャートである。

系統停電が発生し、系統電力の交流電圧の二次から七次までの高調波成分のいずれかが所定の閾値（たとえば０．２％）を超えている状態が所定の時間（たとえば０．２秒、好ましくは０．１秒）継続すると、パワーコンディショナ３の高感度系統異常判断部４４は、系統電力を異常と判断し、異常の判断結果を通信制御部４２へ供給する（ステップＳＴ２１）。

パワーコンディショナ３の通信制御部４２は、高感度系統異常判断部４４から供給される異常の判断結果を、ネットワーク９を介して、マスタコントローラ４の通信制御部７３へ送信する（ステップＳＴ２２）。

ＰＣ状態管理部７４は、通信制御部７３が受信した異常の判断結果を、ＰＣ状態テーブル６７の、送信元のパワーコンディショナ３に対応するレコードに登録する（ステップＳＴ２３）。なお、商用電力系統５に停電などが発生して系統電力の品質が悪化すると、商用電力系統５に個別に接続される複数のパワーコンディショナ３では、系統電力の異常を個別に判断し、その異常の判断結果を個別にマスタコントローラ４の通信制御部７３へ送信する。これにより、マスタコントローラ４のＰＣ状態テーブル６７には、複数の異常の判断結果が登録される。

マスタコントローラ４の能動動作判断部７５は、系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、ＥＥＰＲＯＭ６５に記憶されるＰＣ状態テーブル６７を読み込み、能動動作の要否を判断する（ステップＳＴ２４）。ＰＣ状態テーブル６７のレコード数の過半数となる複数のレコードに異常の判断結果が登録されていると、能動動作判断部７５は、能動動作要と判断する。

能動動作判断部７５が能動動作要と判断すると、能動動作指示信号生成部７６は、能動動作指示信号を生成する（ステップＳＴ２５）。能動動作指示信号生成部７６は、生成した能動動作指示信号により、通信コネクタ６３を介してツイストペア信号線の電圧を変化させる（ステップＳＴ２６）。このツイストペア信号線は、ネットワーク９を介して、複数のパワーコンディショナ３の能動動作指示部４５に接続されている。

複数のパワーコンディショナ３の能動動作指示部４５は、ツイストペア信号線の電圧が所定の閾値を超えると、出力制御部４３および通常感度系統異常判断部４６へ能動動作を指示する（ステップＳＴ２７）。能動動作指示があると、複数のパワーコンディショナ３の出力制御部４３は、それぞれのＥＥＰＲＯＭ２３から能動動作データ３３を読み込む。複数の出力制御部４３は、略同時に、上記式１にしたがって出力電流を能動的に変化させる。能動動作としては、有効電力を絞り込む方法、無効電力を変動させる方法、交流電圧波形に対し、位相、周波数を変化させる方法などがあり、いずれを用いることも可能である。

この能動動作により、たとえば商用電力系統５の停電発生時に、複数のパワーコンディショナ３が供給する電力と、商用電力系統５に接続される負荷機器６の消費電力が釣り合っていたとしても、系統電力の電圧品質は、悪化する。

これに対して、商用電力系統５が正常である場合、商用電力系統５は、系統電力を所定の品質に維持するように系統電力を制御する。したがって、複数のパワーコンディショナ３の出力制御部４３が複数の出力電力生成部１４の出力を変化させたとしても、系統接続端子１２，６１の瞬時電圧は、略所定の電力品質の電圧（たとえば１００Ｖ）に維持される。複数のパワーコンディショナ３の系統電力検出部１８およびマスタコントローラ４の系統電力検出部６２が検出する系統接続端子１２，６１の瞬時電圧は、略所定の電力品質の電圧に維持される。

能動動作により系統接続端子１２の瞬時電圧が低下し、系統電力の品質が悪化すると、通常感度系統異常判断部４６は、系統電力検出部１８が検出する系統接続端子１２の瞬時電圧に基づいて、系統電力を異常と判断する（ステップＳＴ２８）。通常感度系統異常判断部４６は、ＥＥＰＲＯＭ２３に記憶される通常感度異常判断基準データ３４に基づいて、系統電力の最大電圧が所定の品質範囲外となっている状態が所定の時間（たとえば０．２秒、好ましくは０．１秒）継続したり、系統電力の周波数が所定の品質範囲外となっている状態が所定の時間（たとえば０．２秒、好ましくは０．１秒）継続したりしていると判断すると、系統電力を異常と判断する。

系統電力を異常と判断した通常感度系統異常判断部４６は、出力制御部４３へ停止指示を供給する（ステップＳＴ２９）。通常感度系統異常判断部４６から停止指示が供給されると、出力制御部４３は、系統接続端子１２への交流電圧の出力を停止する。これにより、高感度系統異常判断部４４が系統電力を異常と判断していないパワーコンディショナ３においても、通常感度系統異常判断部４６が系統電力を異常と判断し、出力制御部４３へ停止指示を供給する。

以上の、複数のパワーコンディショナ３およびマスタコントローラ４による連系動作により、複数のパワーコンディショナ３の出力電力生成部１４は、電力の供給を停止する。また、マスタコントローラ４の装置制御部７２および複数のパワーコンディショナ３の装置制御部４１は、それぞれの停止処理を実行する（図６のステップＳＴ１０、図８のステップＳＴ１５）。マスタコントローラ４のＥＥＰＲＯＭ６５に記憶されるＰＣ状態テーブル６７は、クリアされる。

なお、この能動動作期間中に、マスタコントローラ４の装置制御部７２は、独自に、系統電力を監視するようにしてもよい。そして、マスタコントローラ４の装置制御部７２は、能動動作判断部７５がステップＳＴ２６により能動動作の開始を指示してから、出力制御部４３が能動動作を開始するまでの所定の予測時間（たとえば０．４秒）が経過したとしても、系統電力が所定の電力品質を維持している場合、能動動作の終了を指示するようにしてもよい。たとえば、商用交流電力系統が瞬時的に停電した場合には、系統電力は、この所定の予測期間の間に正常な状態に復旧する。これにより、複数のパワーコンディショナ３は、商用交流電力系統が瞬時的に停電した前後において、電力を継続的に供給することができる。

なお、マスタコントローラ４の装置制御部７２は、たとえば能動動作指示信号生成部７６による能動動作指示信号の生成を終了させ、ツイストペア信号線の電圧を戻すことで、複数のパワーコンディショナ３の能動動作指示部４５に、能動動作の終了を指示すればよい。また、複数の能動動作指示部４５は、能動動作の終了が指示されると、出力制御部４３および通常感度系統異常判断部４６へ、能動動作の終了を指示すればよい。

また、能動動作の終了が指示された出力制御部４３は、たとえば上記式１における能動動作開始からの経過時間ｔを減らすことで、供給する電力の交流電圧を復旧すればよい。これにより、出力電力生成部１４は、絞り込んでいた出力電圧を、再び元の正常時の電圧へ戻すことになる。出力制御部４３は、出力を停止することなく、正常な交流電圧の電力を供給する状態へ復旧する。

図１０は、商用電力系統５の停電復旧後の連系動作の流れを示すタイミングチャートである。

商用電力系統５の停電が復旧すると、図８の処理を実行するマスタコントローラ４の装置制御部７２は、５秒経過後に自身を起動し（ステップＳＴ３１）、さらに停止指示通知を、起動した通信制御部７３に送信させる（ステップＳＴ３２）。マスタコントローラ４の通信制御部７３は、ネットワーク９に接続されている複数のパワーコンディショナ３へ停止指示通知を送信する。その後、マスタコントローラ４の装置制御部７２は、商用電力系統５および装置が正常であるか否かを周期的に判断するようになる（ステップＳＴ３３）。

マスタコントローラ４からの停止指示通知により再起動したパワーコンディショナ３（ステップＳＴ３４）や、マスタコントローラ４より後に再起動処理を開始したパワーコンディショナ３は、図６の処理を開始する。パワーコンディショナ３の装置制御部４１は、５秒経過後に入力電力が正常であることを確認し（ステップＳＴ３５）、起動可能通知をマスタコントローラ４のＰＣ状態管理部７４へ送信する（ステップＳＴ３６）。起動可能通知は、実際には、パワーコンディショナ３の通信制御部４２およびマスタコントローラ４の通信制御部７３を介して、マスタコントローラ４のＰＣ状態管理部７４へ送信される。

パワーコンディショナ３から起動可能通知を受信すると、マスタコントローラ４のＰＣ状態管理部７４は、そのパワーコンディショナ３に対応するレコードを生成し、ＥＥＰＲＯＭ６５のＰＣ状態テーブル６７に登録する（ステップＳＴ３７）。また、ＰＣ状態管理部７４は、起動可能通知を送信してきたパワーコンディショナ３の装置制御部４１へ起動許可通知を送信する（ステップＳＴ３８）。

起動許可通知を受信したパワーコンディショナ３の装置制御部４１は、所定の起動処理を実行する（ステップＳＴ３９）。パワーコンディショナ３の高感度系統異常判断部４４は、ＥＥＰＲＯＭ２３から高感度異常判断基準データ３２を読み込み、系統電力の監視を再開する。高感度系統異常判断部４４は、系統電力の１サイクルに相当する時間毎に系統電力の異常を判定し、その判断結果をＰＣ状態管理部７４へ通知する（ステップＳＴ４０）。ＰＣ状態管理部７４は、通知された判断結果をＰＣ状態テーブル６７に登録する（ステップＳＴ４１）。また、能動動作判断部７５は、系統電力の１サイクルに相当する時間毎にＰＣ状態テーブル６７を読み込み、能動動作の要否を判断する。このように、商用電力系統５が復旧すると、マスタコントローラ４および複数のパワーコンディショナ３は、系統電力の異常を検出する前の状態に自動的に復旧する。

以上のように、この実施の形態に係る系統練成分散発電システム１では、分散型発電装置２を商用電力系統５へ接続するパワーコンディショナ３の通信制御部４２は、高感度系統異常判断部４４により商用電力系統５の系統電力の異常が検出されると、系統電力の異常の判断結果をマスタコントローラ４へ通知する。マスタコントローラ４の通信制御部７３は、１つの商用電力系統５に接続される複数のパワーコンディショナ３から、異常の判断結果の通知を受信する。マスタコントローラ４の能動動作判断部７５は、複数のパワーコンディショナ３からの複数の異常の判断結果が登録されるＰＣ状態テーブル６７を読み込み、能動動作の要否を判断する。マスタコントローラ４の能動動作指示信号生成部７６は、複数のパワーコンディショナ３へ能動動作指示信号を出力する。複数のパワーコンディショナ３の出力電力生成部１４は、有効電力を絞る所定の能動動作を実行する。また、出力制御部４３は、この能動動作による系統電力の異常が通常感度系統異常判断部４６により検出されると、出力電力生成部１４による商用電力系統５への電力出力を停止させる。

したがって、系統練成分散発電システム１の複数のパワーコンディショナ３は、二段能動方式により、電力出力を停止することができる。そのため、一般的な電力系統の停電などの異常を検出する単なる受動方式を採用したり、単なる能動方式を採用したりする場合に比べて、商用電力系統５が正常であるときの能動動作による系統電力の品質低下を抑制しつつ、商用電力系統５が異常となったことを確実に検出して出力を停止することができる。商用電力系統５が正常に動作しているときに、余計な変動を与えないようにすることができる。たとえば、系統練成分散発電システム１が１０００台程度のパワーコンディショナ３により構成されるものであったとしても、商用交流発電が正常に動作しているときに、１０００台程度のパワーコンディショナ３の能動動作による擾乱を効果的に抑制することができる。たとえば、個々のパワーコンディショナ３が、たとえば１台で商用電力系統５に接続される場合において自分の能動動作により商用電力系統５の異常を検出することができるように大きな能動動作をするとしても、その複数の能動動作による正常な商用電力系統５による系統電力の品質悪化を防止することができる。

また、商用電力系統５が停電したときに、系統練成分散発電システム１が供給する電力と、負荷機器６が消費する電力とが釣り合っていたとしても、能動動作により、系統練成分散発電システム１の給電を停止することができる。商用電力系統５の復旧の妨げとならないようにすることができる。

しかも、複数のパワーコンディショナ３は、マスタコントローラ４による能動動作要の判断に基づいて、略同じタイミングで開始することができる。複数のパワーコンディショナ３の能動動作が、能動動作の開始タイミングのずれにより干渉しないようにすることができる。また、その干渉が生じないようにすることができるので、能動動作による電力品質の所定の品質低下を確実に検出することができる。１つの商用電力系統５に接続される複数のパワーコンディショナ３は、能動動作後に商用電力系統５の停電などの異常を確実に且つ速やかに検出し、出力を停止することができる。商用電力系統５に接続される系統連系分散発電システム１の単独運転を防止することができる。

また、高感度異常判断基準データ３２を用いて系統電力の異常を判断する高感度系統異常判断部４４は、商用電力系統５の系統電力が変動するとき、通常感度異常判断基準データ３４を用いて系統電力の異常を判断する通常感度系統異常判断部４６より早くに、異常を検出する。したがって、パワーコンディショナ３の通信制御部４２は、商用電力系統５に停電などの異常が発生したら、この高感度の異常判断により速やかに異常の判断結果を通知し、出力制御部４３は、通常感度系統異常判断部４６による確実な異常判断により、商用電力系統５への電力出力を停止することができる。

また、パワーコンディショナ３の高感度系統異常判断部４４および通常感度系統異常判断部４６は、すくなくとも系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、０．２秒の異常状態の継続により、系統電力の異常を判断する。通信制御部４２は、すくなくとも系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、系統電力の電力品質の判断結果を、マスタコントローラ４へ通知する。さらに、マスタコントローラ４の能動動作判断部７５は、系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、能動動作の要否を判断し、能動動作指示信号生成部は、判断結果を伝送するツイストペア信号線とは異なる専用のツイストペア信号線を用いたアナログ信号により、複数のパワーコンディショナ３へ能動動作を指示する。その結果、系統練成分散発電システム１は、商用電力系統５の停電などにより系統電力が異常になったら、複数のパワーコンディショナ３とマスタコントローラ４との間で所定の通信をして、１秒以内に複数のパワーコンディショナ３の出力を停止することができる。

なお、高感度系統異常判断部４４および通常感度系統異常判断部４６は、正常時の系統周波数の１周期以上、好ましくは２周期以上の所定の時間に渡って系統電力が異常であるとき、系統電力が異常であると判断するようにするとよい。これにより、商用交流電力５が停電などしていない正常なときに、その負荷機器６の負荷変動などにより系統電力が変動したとしても、高感度系統異常判断部４４および通常感度系統異常判断部４６は、過敏に系統電力の異常を判断しなくなる。

また、複数のパワーコンディショナ３の通信制御部４２は、再送制御をしないＵＤＰ／ＩＰパケットデータにより、商用電力系統５の電力品質の判断結果を、マスタコントローラ４へ通知する。したがって、１つのパワーコンディショナ３からの連続する複数の判断結果は、その順番でマスタコントローラ４へ通知される。マスタコントローラ４のＰＣ状態テーブル６７には、最後に受信した判断結果が最新の判断結果として登録され、能動動作判断部７５は、この最新の判断結果に基づいて能動動作の要否を判断することができる。

また、マスタコントローラ４の能動動作判断部７５は、ＰＣ状態テーブル６７に登録されている稼動中のパワーコンディショナ３の台数を基準として、所定数以上（例えばその過半数）となるレコードに異常の判断結果が登録されている場合、能動動作要と判断する。

したがって、能動動作判断部７５は、すべてのパワーコンディショナ３が異常の判断結果を通知してこなくとも、能動動作要と判断する。その結果、マスタコントローラ４へ異常の判断結果を通知していないパワーコンディショナ３を含めて、１つの商用電力系統５に接続される複数のパワーコンディショナ３は、系統に異常が発生してから速やかに略同じタイミングにて能動動作を開始し、商用電力系統５への電力供給を停止することができる。複数のパワーコンディショナ３は、そのすべてのパワーコンディショナ３が系統電力の異常の判断結果をマスタコントローラ４へ通知し終える前に、能動動作を開始し、速やかに出力を停止することができる。

しかも、能動動作判断部７５は、パワーコンディショナ３に接続される分散型発電装置２がたとえば太陽光分散型発電装置２などのように間欠的に電力を発生する分散型発電装置２であって、稼働台数が変動するものであるにもかかわらず、商用電力系統５に停電が発生したときには、速やかに能動動作要と判断することができる。

これに対して、仮にたとえば、能動動作要の判断のための所定の台数を固定値にすると、商用電力系統５に停電が発生したときに稼動しているパワーコンディショナ３の台数が、その固定値の台数に満たないことがありえる。このとき、マスタコントローラ４は、商用電力系統５に停電が発生し、稼動しているすべてのパワーコンディショナ３が異常の判断結果を通知しているとしても、能動動作要と判断することができなくなってしまう。

さらに、ＰＣ状態テーブル６７には、稼動中のパワーコンディショナ３が登録される。したがって、系統練成分散発電システム１を構成する分散型発電装置２やパワーコンディショナ３が故障により交換されたり、導入後に追加されたりしたとしても、マスタコントローラ４は、ダイナミックに、稼動中のパワーコンディショナ３をＰＣ状態テーブル６７に登録し、管理することができる。

以上の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。

たとえば上記実施の形態では、パワーコンディショナ３は、通常時には、高感度系統異常判断部４４のみにより系統電力が異常であるか否かを判断している。この他にもたとえば、パワーコンディショナ３は、通常時に、高感度系統異常判断部４４および通常感度系統異常判断部４６により、系統電力が異常であるか否かを判断するようにしてもよい。さらに他にもたとえば、パワーコンディショナ３に、高感度系統異常判断部４４や通常感度系統異常判断部４６以外の第三の系統異常判断部を設け、この第三の系統異常判断部と高感度系統異常判断部４４とにより通常時の系統電力の異常を判定するようにしてもよい。この第三の系統異常判断部としては、たとえば系統電力の二次高調波成分の急増などにより瞬時無効電力の変動を検出し、系統電力の異常を判定するものであればよい。

上記実施の形態では、パワーコンディショナ３の高感度系統異常判断部４４は、系統電力の二次から七次までの高調波成分の急増に基づいて系統電力を異常と判断し、通常感度系統異常判断部４６は、系統電力の電圧変動および周波数変動に基づいて系統電力を異常と判断する方法が考えられる。この他にもたとえば、高感度系統異常判断部４４は、一般的な受動方式の異常判断で使用される位相跳躍検出方式、周波数変化率検出方式、三次高調波検出方式などにより、系統電力の異常を判定するようにしてもよい。また、高感度系統異常判断部４４は、交流電圧の実効値の変動幅、交流周波数またはこれらの時間変化率、ならびに電圧位相の跳躍または交流インピーダンスの変動などにより、系統電力の異常を判定するようにしてもよい。なお、交流インピーダンスは、商用電力系統５が正常に動作しているときと、商用電力系統５の一部あるいは全部が停電時に図示外の開閉器により切り離されているときとで、大きく変化する。

また、通常感度系統異常判断部４６は、一般的な能動方式の異常判断で使用される無効電力変動方式、有効電力変動方式、位相急変方式、負荷（インピーダンス）急変方式などにより、系統電力の異常を判定するようにしてもよい。また、通常感度系統異常判断部４６は、交流電圧の実効値の変動幅、交流周波数またはこれらの時間変化率、ならびに電圧位相の跳躍または交流インピーダンスの変動などにより、系統電力の異常を判定するようにしてもよい。

また、上記実施の形態において、高感度系統異常判断部４４と通常感度系統異常判断部４６とは、互いに異なる物理量に基づいて系統電力の異常を判定している。この他にもたとえば、高感度系統異常判断部４４と通常感度系統異常判断部４６とは、同じ物理量により異常を判定するようにしてもよい。高感度系統異常判断部４４と通常感度系統異常判断部４６とが同じ物理量により異常を判定する場合、高感度系統異常判断部４４が異常と判断する品質および／または時間の判断基準を、通常感度系統異常判断部４６が異常と判断する品質および／または時間の判断基準より狭く厳しいものとすればよい。

上記実施の形態では、出力制御部４３は、能動動作において、出力電力生成部１４が生成する交流電圧（有効電力）を絞り込んでいる。この他にもたとえば、出力制御部４３は、能動動作において、出力電力生成部１４が生成する交流電圧の周波数を、正常値のプラスマイナス３％で変動したり、無効電力を変動したり、位相跳躍方式により変動したりするようにしてもよい。また、出力制御部４３が能動動作をする期間は、０．５秒周期で区切るなどしてもよい。また、出力制御部４３は、能動動作の指示があったとき、たとえば無効電力の変動などの所定の能動動作因子を含む品質の電力を、少なくとも１秒に１回の割合で、所定の変動範囲内で変動するように継続的に出力するようにしてもよい。このような動作であっても、通常感度系統異常判断部４６は、能動動作による系統電力の品質低下を確実に判断することができる。

出力制御部４３は、能動動作指示信号のレベルに応じて、能動動作時の出力電圧、周波数、位相などの変動量を変化するようにしてもよい。特に、出力制御部４３は、能動動作時の出力電圧などの変動量を能動動作指示信号のレベルに応じて変化することで、複数のパワーコンディショナ３の出力制御部４３が同時に能動動作を実行しても、系統電力が過大に変動してしまわないようにすることができる。

上記実施の形態では、複数のパワーコンディショナ３の高感度系統異常判断部４４は、同じ高感度検出動作により系統電力の異常を判定している。また、複数のパワーコンディショナ３の出力制御部４３は、同じ能動動作を実行し、複数の通常感度系統異常判断部４６は、同じ高感度検出動作により系統電力の異常を判定する。この他にもたとえば、複数のパワーコンディショナ３の中の一部のものによる高感度系統異常判断部４４、出力制御部４３あるいは通常感度系統異常判断部４６が、他のパワーコンディショナ３のものと異なる動作や判断を実行するようにしてもよい。

上記実施の形態では、マスタコントローラ４の能動動作判断部７５は、ＰＣ状態テーブル６７のレコード数を基準として、その過半数のレコードに異常判断結果が登録されている場合、能動動作要と判断する。この他にもたとえば、能動動作判断部７５は、予め設定された所定数のレコードに異常判断結果が登録されている場合、能動動作要と判断するようにしてもよい。

上記実施の形態では、マスタコントローラ４は、低感度系統異常判断部７１を有する。この他にもたとえば、マスタコントローラ４は、パワーコンディショナ３の通常感度系統異常判断部４６などと同等の感度を有する系統異常判断部を有するものであってもよい。この変形例の場合、マスタコントローラ４の能動動作判断部７５は、マスタコントローラ４の系統異常判断部が系統電力の異常を検出しているときに、能動動作の要否を判断するようにしてもよい。また、この変形例の場合、複数のパワーコンディショナ３の出力制御部４３が能動動作した後の系統電力の異常をマスタコントローラ４の系統異常判断部により判断し、マスタコントローラ４の装置制御部７２が複数のパワーコンディショナ３へ停止指示通知を送信し、複数のパワーコンディショナ３の出力制御部４３は、このマスタコントローラ４からの停止指示通知に基づいてそれぞれの出力を停止するようにしてもよい。

上記実施の形態では、マスタコントローラ４は、複数のパワーコンディショナ３とは別体の装置として実現されている。この他にもたとえば、マスタコントローラ４は、１つのパワーコンディショナ３に内蔵される装置として実現されていてもよい。

上記実施の形態では、系統連系分散発電システム１は、１つのマスタコントローラ４を有する。この他にもたとえば、系統連系分散発電システム１は、複数のマスタコントローラ４を有するものであってもよい。

ただし、１つの系統連系分散発電システム１が複数のマスタコントローラ４を有する場合、その中の１つのマスタコントローラ４が稼動し、残りのマスタコントローラ４は待機状態とするのが望ましい。１つの系統連系分散発電システム１において複数のマスタコントローラ４が同時に動作すると、ネットワーク９に対して異なる場所に接続される複数のマスタコントローラ４は、たとえばＵＤＰ／ＩＰパケットデータの受信に基づく能動動作の要否の判断などにおいて互いに異なる判断をし、システム全体が予想したものとは異なる動作をしてしまう可能性がある。

上記実施の形態では、複数のパワーコンディショナ３とマスタコントローラ４とは、１０Ｂａｓｅ−Ｔタイプの通信ケーブルにより接続されている。この他にもたとえば、複数のパワーコンディショナ３とマスタコントローラ４とは、１００ＢａｓｅＴＸタイプの通信ケーブルや、２．４ＧＨｚ帯または５．２ＧＨｚ帯などを使用する無線通信回線、自動車の車内ＬＡＮとして使用されるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信方式、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．５（トークンリング）による通信方式などにより接続されていてもよい。これらのデータ通信方式は、市場において汎用されており、データ通信の信頼性が高い。この他にもたとえば、複数のパワーコンディショナ３とマスタコントローラ４とは、発電ケーブルに２〜３０ＭＨｚ帯の周波数で通信データを重畳する電力線通信方式などにより接続されていてもよい。

特に、ＩＥＥＥ８０２．５（トークンリング）による通信方式で使用する通信ケーブルは、ＩＥＥＥ８０２．３による１０Ｂａｓｅ−Ｔタイプの通信ケーブルと同様に、余分な未使用の信号線を有する。このＩＥＥＥ８０２．５で使用する通信ケーブルの未使用の信号線を、能動動作指示信号の専用のアナログ線として使用することができる。マスタコントローラ４は、複数のパワーコンディショナ３へ同時に能動動作を指示することができる。

上記実施の形態では、パワーコンディショナ３の通常感度系統異常判断部４６は、能動動作指示部４５の指示に基づいて、商用電力系統５の電力異常判断動作を開始している。この他にもたとえば、通常感度系統異常判断部４６は、常時、商用電力系統５の電力異常を判断するようにしてもよい。この変形例の場合、通常感度系統異常判断部４６は、能動動作が実行していないときでも、系統電力に異常があればそれを判断し、出力制御部４３へ停止指示を供給する。すなわち、通常感度系統異常判断部４６は、所定の能動動作因子による商用電力系統５の電力品質の低下を検出しても、且つ、所定の能動動作因子によらない商用電力系統５そのものによる電力品質の低下を検出しても、出力電力生成部１４による電力系統への電力出力を停止させることができる。

本発明は、複数のパワーコンディショナを有する太陽光発電システムを、商用電力系統などに接続する場合に、好適に利用することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る系統連系分散発電システムの構成を示すシステム構成図である。 図２は、図１中のパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。 図３は、図２中のマイクロコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図である。 図４は、図２中の能動動作データ（Ｃ＝５）による、出力電流振幅（相対値）の経時変化を示す図である。 図５は、瞬時電圧などの１つの要因に基づいて、異常および正常を判断する要因別異常判断部の一例を示すブロック図である。 図６は、図２中の装置制御部が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図７は、図１中のマスタコントローラの構成を示すブロック図である。 図８は、図７中の装置制御部が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図９は、複数のパワーコンディショナおよびマスタコントローラが起動している状態で、系統停電が発生した時の連系動作の流れを示すタイミングチャートである。 図１０は、商用電力系統の停電復旧後の連系動作の流れを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 系統連系分散発電システム
２ 分散型発電装置（発電装置）
３ パワーコンディショナ（電力変換装置）
４ マスタコントローラ（連系管理装置）
５ 商用電力系統（電力系統）
９ ネットワーク（通信ケーブル）
１４ 出力電力生成部（電力変換手段）
４２ 通信制御部（通知手段）
４３ 出力制御部（停止実行手段）
４４ 高感度系統異常判断部（第一系統異常判断手段、検出手段）
４６ 通常感度系統異常判断部（第二系統異常判断手段）
６３ 通信コネクタ（コネクタ）
７３ 通信制御部（受信手段）
７５ 能動動作判断部（要否判断手段）
７６ 能動動作指示信号生成部（停止指示手段、上位指示手段）

Claims (9)

1. 太陽光発電装置などの発電装置を電力系統へ接続する電力変換装置であって、
   上記電力系統の電力品質が所定の品質では無くなると、系統異常を、上記電力系統に接続される複数の電力変換装置からの系統異常の通知に基づいて複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断する連系管理装置へ通知する通知手段と、
   上記連系管理装置により能動動作が要であると判断された場合に、上記発電装置の発電電力に基づいて所定の品質の電力を、上記電力系統へ出力する電力変換手段と、
   上記電力品質の所定の品質低下を検出すると、上記電力変換手段による上記電力系統への電力出力を停止させる停止実行手段と、
   を有し、
   上記通知手段による上記系統異常の通知のために、上記電力系統の電力品質の所定の品質低下を判断する第一系統異常判断手段と、
   上記停止実行手段による前記電力系統への電力出力を停止するために、所定の電力系統の電力品質の所定の品質低下を判断する第二系統異常判断手段と、
   を有し、
   上記第一系統異常判断手段は、上記電力系統へ正常な電力を出力している状態で上記電力系統が停電した場合に、上記第二系統異常判断手段に比べて早くに、系統電力の異常を検出するものであること、
   を特徴とする電力変換装置。
2. 前記第一系統異常判断手段および前記第二系統異常判断手段は、前記系統電力の１サイクルに相当する時間毎に、前記系統電力の異常を判断することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
3. 前記第一系統異常判断手段および前記第二系統異常判断手段は、判断を行なう時刻からさかのぼって、正常時の交流周波数の１周期以上５０周期以下の所定の時間に渡って系統電力が異常であるとき、前記系統電力が異常であると判断することを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。
4. 前記第一系統異常判断手段および前記第二系統異常判断手段は、前記電力系統の系統電力の高調波成分の大きさ、交流電圧の変動幅、交流周波数の変動幅、交流インピーダンスの変動、および交流電圧波形ひずみの大きさの中の少なくとも１つの物理量に基づいて、前記系統電力の異常を判断することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
5. 前記通知手段は、少なくとも１秒に１回の割合で、再送制御をしない通信方式により、前記電力系統の電力品質の判断結果を、前記連系管理装置へ通知することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
6. 前記電力変換手段は、前記電力系統へ出力する電力の有効電力を絞り込む、あるいは、少なくとも１秒に１回の割合で、所定の変動範囲内で変動する電力を前記電力系統へ出力することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
7. 同一の電力系統に接続される複数の前記請求項１に係る電力変換装置と、
   複数の前記請求項１に係る電力変換装置から前記系統異常の通知を受信し、複数の前記請求項１に係る電力変換装置による能動動作の要否を判断する連系管理装置と、
   を有することを特徴とする系統連系分散発電システム。
8. 同一の電力系統に接続される複数の前記請求項１に係る電力変換装置と、
   複数の前記請求項１に係る電力変換装置から前記系統異常の通知を受信し、複数の前記請求項１に係る電力変換装置による能動動作の要否を判断する連系管理装置と、
   を有し、
   上記連系管理装置は、
   前記電力変換装置からの、系統異常の通知を受信する受信手段と、
   上記複数の電力変換装置からの上記複数の系統異常の通知に基づいて、前記複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断する要否判断手段と、
   上記要否判断手段による能動動作要の判断を、上記複数の電力変換装置へ通知し、上記複数の電力変換装置により出力停止のための所定の能動動作を実行させる停止指示手段と、
   を有することを特徴とする系統連系分散発電システム。
9. 同一の電力系統に接続される複数の電力変換装置からの系統異常の通知に基づいて、複数の電力変換装置による能動動作の要否を判断するステップと、
   上記判断において能動動作要と判断された場合に、上記複数の電力変換装置の中の少なくとも１つのものから、所定の品質の電力を上記電力系統へ出力するステップと、
   上記電力品質の所定の品質低下を検出したら、上記複数の電力変換装置による上記電力系統への電力出力を停止するステップと、
   を有し、
   上記複数の電力変換装置は、
   第一系統異常判断手段で系統異常の通知を行うために電力系統の電力品質の所定の品質低下を判断するステップと、
   第二系統異常判断手段で上記電力系統への電力出力を停止するために上記電力系統の電力品質の所定の品質低下を判断するステップと、
   を有し、
   上記第一系統異常判断手段は、上記電力系統へ正常な電力を出力している状態で上記電力系統が停電した場合に、上記第二系統異常判断手段に比べて早く系統電力の異常を検出する
   ことを特徴とする複数の電力変換装置による系統連系運転の停止方法。

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