JP6070305B2 - 制御装置、パワーコンディショナ、分散型電源システム、プログラム、および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、パワーコンディショナ、分散型電源システム、プログラム、および制御方法に関する。

特許文献１には、商用電源に系統連系させる発電設備の出力制御に際して幹線の線間電圧を反映させた系統連系発電システムが開示されている。
特許文献１ 特開２００３−９３９９号公報

特許文献１のように、分電盤に設けられた電圧センサから取得した電圧に基づいて、パワーコンディショナの電圧上昇の抑制制御を実行する場合に、分電盤とパワーコンディショナとの間に電圧センサからの電圧信号を伝送するための新たな配線が必要になる場合がある。しかし、例えば、分電盤およびパワーコンディショナの設置場所によっては、分電盤とパワーコンディショナとの間に追加の配線が困難な場合もある。

本発明の一態様に係る制御装置によれば、系統電源と連系するパワーコンディショナの系統電源側の線間電圧に対応する第１電圧を検出する第１電圧検出部から第１電圧を取得する第１電圧取得部と、パワーコンディショナと系統電源との間に設けられた負荷のパワーコンディショナ側の線間電圧に対応する第２電圧を検出する第２電圧検出部から第２電圧を取得する第２電圧取得部と、第１電圧検出部および第２電圧検出部のいずれか一方を選択する選択部と、選択部が選択した第１電圧検出部および第２電圧検出部のいずれか一方から取得された第１電圧または第２電圧に基づいて、パワーコンディショナの出力電圧の上昇を抑制する抑制制御を実行する抑制制御部とを備える。

上記制御装置において、選択部は、第２電圧が予め定められた条件を満たす場合、第２電圧検出部を選択し、第２電圧が条件を満たさない場合、第１電圧検出部を選択してもよい。

上記制御装置において、選択部は、第２電圧が予め定められた電圧範囲に含まれる条件を満たす場合、第２電圧検出部を選択し、第２電圧が電圧範囲に含まれる条件を満たさない場合、第１電圧検出部を選択してもよい。

上記制御装置において、第２電圧検出部は、負荷のパワーコンディショナ側の中性線の電圧および基準電圧が入力される非反転入力端子と、負荷のパワーコンディショナ側の電圧線の電圧が入力される反転入力端子と、非反転入力端子から入力される電圧と反転入力端子から入力される電圧との電位差を、第２電圧として出力する出力端子とを有し、電圧範囲は、基準電圧を基準として予め定められていてもよい。

上記制御装置において、選択部は、パワーコンディショナから出力される電流と、第２電圧とが反比例の関係を満たす場合、第２電圧検出部を選択し、パワーコンディショナから出力される電流と、第２電圧とが反比例の関係を満たさない場合、第１電圧検出部を選択してもよい。

本発明の一態様に係るパワーコンディショナは、上記制御装置と、第１電圧検出部と、第２電圧検出部と、分散型電源からの電力を系統電源からの電力と連系させるインバータとを備え、抑制制御部は、インバータの出力を制御することで抑制制御を実行する。

上記パワーコンディショナにおいて、パワーコンディショナに対して着脱可能に設けられる部材をさらに備え、部材は、第２電圧検出部と、負荷のパワーコンディショナ側の電圧線および中性線とをそれぞれ電線を介して接続する端子部を含んでもよい。

本発明の一態様に係る分散型電源システムは、上記パワーコンディショナと、分散型電源とを備える。

本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、上記制御装置として機能させるためのプログラムである。

本発明の一態様に係る制御方法は、系統電源と連系するパワーコンディショナの系統電源側の線間電圧に対応する第１電圧を検出する第１電圧検出部から、第１電圧を取得する段階と、パワーコンディショナと系統電源との間に設けられた負荷のパワーコンディショナ側の線間電圧に対応する第２電圧を検出する第２電圧検出部から、第２電圧を取得する段階と、第１電圧検出部および第２電圧検出部のいずれか一方を選択する段階と、選択する段階で選択した第１電圧検出部および第２電圧検出部のいずれか一方から取得された第１電圧または第２電圧に基づいて、パワーコンディショナの出力電圧の上昇を抑制する抑制制御を実行する段階とを含む。

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

本実施形態に係る太陽電池システムの全体構成の一例を示すシステム構成図である。 電圧検出部の回路構成の一例を示す図である。 制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。 選択部が、電圧上昇の抑制制御の有無の判断に用いる電圧検出部の選択手順の一例を示すフローチャートである。

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

図１は、本実施形態に係る太陽電池システムの全体構成の一例を示すシステム構成図を示す。太陽電池システムは、太陽電池アレイ２００と、パワーコンディショナ１０とを備える。太陽電池アレイ２００は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続された複数の太陽電池ストリングが並列に接続されている。太陽電池アレイ２００は、分散型電源の一例である。分散型電源として、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービン、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、または蓄電システムなどが用いられてよい。

パワーコンディショナ１０は、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、系統電源３００側に出力する。パワーコンディショナ１０は、コンデンサＣ１、昇圧回路２０、コンデンサＣ２、インバータ４０、コイルＬ、コンデンサＣ３、リレー５０、供給電源６０、電圧検出部７０および制御装置１００を備える。

コンデンサＣ１の一端および他端は、太陽電池アレイ２００の正極端子および負極端子に電気的に接続され、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を平滑化する。昇圧回路２０は、いわゆるチョッパ方式スイッチングレギュレータでよい。昇圧回路２０は、太陽電池アレイ２００からの電圧を昇圧する。昇圧回路２０は、例えば、ハーフブリッジ型昇圧回路、フルブリッジ型昇圧回路などのトランス巻線を有する絶縁型昇圧回路により構成してもよい。

コンデンサＣ２は、昇圧回路２０から出力される直流電圧を平滑化する。インバータ４０は、スイッチを含み、スイッチがオンオフすることで昇圧回路２０から出力された直流電圧を交流電圧に変換し、系統電源３００側に出力する。インバータ４０は、例えば、ブリッジ接続された４つの半導体スイッチを含む単相フルブリッジＰＷＭインバータにより構成してもよい。４つの半導体スイッチのうち、一方の一対の半導体スイッチは直列に接続される。４つの半導体スイッチのうち、他方の一対の半導体スイッチは、直列に接続され、かつ一方の一対の半導体スイッチと並列に接続される。

インバータ４０と系統電源３００との間には、コイルＬおよびコンデンサＣ３が設けられる。コイルＬおよびコンデンサＣ３は、インバータ４０から出力された交流電圧からノイズを除去する。また、コンデンサＣ３と系統電源３００との間には、リレー５０が設けられる。リレー５０は、インバータ４０と系統電源３００との間を電気的に遮断するか否かを切り替える。リレー５０がオンすることで、パワーコンディショナ１０と系統電源３００とが電気的に接続され、オフすることでパワーコンディショナ１０と系統電源３００とが電気的に遮断される。

パワーコンディショナ１０は、出力端子５２，５４、および５６をさらに有する。コンデンサＣ３の両端には、出力端子５２および５６が接続されている。出力端子５２には、Ｕ相の電流が流れる第１電圧線２５０ｕが接続されている。出力端子５４には、Ｏ相の電流が流れる中性線２５０ｏが接続されている。出力端子５６には、Ｗ相の電流が流れる第２電圧線２５０ｗが接続されている。

第１電圧線２５０ｕは、抵抗Ｒｕ１および抵抗Ｒｕ２を有する。中性線２５０ｏは、抵抗Ｒｏ１および抵抗Ｒｏ２を有する。第２電圧線２５０ｗは、抵抗Ｒｗ１および抵抗Ｒｗ２を有する。第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗ上の抵抗Ｒｕ１、抵抗Ｒｏ１および抵抗Ｒｗ１と、抵抗Ｒｕ２、抵抗Ｒｏ２および抵抗Ｒｗ２との間には、分電盤２６０が設けられている。また、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗ上の抵抗Ｒｕ２、抵抗Ｒｏ２および抵抗Ｒｗ２の系統電源３００側には、電力計２７０が設けられている。分電盤２６０および電力計２７０は、負荷の一例である。なお、抵抗Ｒｕ１、抵抗Ｒｏ１、および抵抗Ｒｗ１は、パワーコンディショナ１０と分電盤２６０とを接続する配線の抵抗を示す。抵抗Ｒｕ２、抵抗Ｒｏ２および抵抗Ｒｗ１は、分電盤２６０と電力計２７０とを接続する配線の抵抗を示す。

供給電源６０は、例えば、電源ＩＣチップにより構成される。供給電源６０は、昇圧回路２０の出力側に接続され、昇圧回路２０から取り出される直流電圧から、制御装置１００に供給する予め定められた電圧を示す電力を生成し、生成された電力を制御装置１００に供給する。なお、供給電源６０は、系統電源３００からの電力を直接利用して、制御装置１００に供給する電力を生成してもよい。

制御装置１００は、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるように、昇圧回路２０、およびインバータ４０のスイッチング動作を制御して、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、系統電源３００側に出力する。

パワーコンディショナ１０は、電圧センサ１２および１６、電流センサ１４、１８および１９をさらに備える。電圧センサ１２は、太陽電池アレイ２００の両端の電位差に対応する電圧Ｖ１を検知する。電圧センサ１６は、昇圧回路２０の出力側の両端の電位差に対応する電圧Ｖ２を検知する。電流センサ１４は、太陽電池アレイ２００から出力され、昇圧回路２０の入力側に流れる電流Ｉ１を検知する。電流センサ１８は、昇圧回路２０から出力される電流Ｉ２を検知する。電流センサ１９は、インバータ４０から出力される電流Ｉｏを検知する。

電圧検出部７０には、パワーコンディショナ１０の系統電源３００側のＵ相、Ｏ相、Ｗ相の電圧Ｖｕ１、電圧Ｖｏ１、および電圧Ｖｗ１が入力される。つまり、電圧検出部７０には、出力端子５２、５４、および５６の電圧Ｖｕ１、電圧Ｖｏ１、および電圧Ｖｗ１が入力される。電圧検出部７０には、分電盤２６０のパワーコンディショナ側のＵ相、Ｏ相、Ｗ相の電圧Ｖｕ２、電圧Ｖｏ２および電圧Ｖｗ２がさらに入力される。つまり、電圧検出部７０は、分電盤２６０が有するパワーコンディショナ１０と接続される端子２６２、２６４、および２６４の電圧Ｖｕ２、電圧Ｖｏ２および電圧Ｖｗ２がさらに入力される。

電圧検出部７０は、電圧Ｖｕ１と電圧Ｖｏ１との間の電位差を示す線間電圧（Ｖｕ１−Ｖｏ１）に対応する電圧Ｖｕｏ１、および電圧Ｖｗ１と電圧Ｖｏ１との間の電位差を示す線間電圧（Ｖｗ１−Ｖｏ１）に対応する電圧Ｖｗｏ１を検出する。電圧検出部７０は、電圧Ｖｕ２と電圧Ｖｏ２との間の電位差を示す線間電圧（Ｖｕ２−Ｖｏ２）に対応する電圧Ｖｕｏ２を検出する。電圧検出部７０は、電圧Ｖｗ２と電圧Ｖｏ２との間の電位差を示す線間電圧（Ｖｗ２−Ｖｏ２）に対応する電圧Ｖｗｏ２を検出する。

以上のように構成されたパワーコンディショナ１０は、系統電源３００側に出力する電圧が上限電圧以上にならないように、電圧を制御しなければならない。パワーコンディショナ１０は、例えば、出力端子５２および出力端子５４との間の電位差を示す電圧、および出力端子５６と出力端子５４との間の電位差を示す電圧が上限電圧以上にならないように、パワーコンディショナ１０の出力を制御してもよい。パワーコンディショナ１０は、分電盤２６０が有する端子２６２と端子２６４との間の電位差を示す電圧、および分電盤２６０が有する端子２６６と端子２６４との間の電位差を示す電圧が上限電圧以上にならないように、パワーコンディショナ１０の出力を制御してもよい。あるいは、パワーコンディショナ１０は、電力計２７０が有する分電盤２６０と接続される端子２７２と端子２７４との間の電位差を示す電圧、および電力計２７０が有する分電盤２６０と接続される端子２７６と端子２７４との間の電位差を示す電圧が上限電圧以上にならないように、パワーコンディショナ１０の出力を制御してもよい。なお、ここで、上限電圧は、系統連系規定によって定められる上限値に基づいて定められる値である。

制御装置１００は、電圧検出部７０により検出される電圧に基づいて、パワーコンディショナ１０の出力電圧の上昇を抑制する抑制制御を実行するか否かを判断する。制御装置１００は、抑制制御を実行すると判断した場合、例えば、インバータ４０から出力される電流の位相と、電圧の位相との間の位相差を調整することで、系統電源３００側に供給している無効電力を増加させる。または、インバータ４０から出力させる電流振幅を調整することで、有効電力を減少させる。これにより、制御装置１００は、パワーコンディショナ１０から出力される電圧が上限電圧より小さくなるまで制御する。

制御装置１００は、電圧検出部７０により検出される電圧Ｖｕｏ１および電圧Ｖｗｏ１の少なくとも一方、またはＶｕｏ２および電圧Ｖｗｏ２の少なくとも一方に基づいて、パワーコンディショナ１０の出力電圧の上昇を抑制する電圧上昇の抑制制御を実行するか否かを判断する。

制御装置１００が、分電盤２６０の端子２６２と端子２６４との間の電位差を示す線間電圧（Ｖｕ２−Ｖｏ２）、および電盤２６０の端子２６２と端子２６４との間の電位差を示す線間電圧（Ｖｗ２−Ｖｏ２）の少なくとも一方に基づいて電圧上昇の抑制制御を実行するか否かを判断する場合、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗ上の抵抗Ｒｕ１、抵抗Ｒｏ１および抵抗Ｒｗ１による電圧降下を加味して、電圧上昇の抑制制御を実行するか否かを判断できる。

なお、電圧検出部７０は、例えば、電力計２７０のパワーコンディショナ側の第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗに電気的に接続されてもよい。電圧検出部７０は、電力計２７０が有する端子２７２、２７４および２７６に接続されてもよい。この場合、制御装置１００は、抵抗Ｒｕ１、抵抗Ｒｏ１、抵抗Ｒｗ１、抵抗Ｒｕ２、抵抗Ｒｏ２、および抵抗Ｒｗ２による電圧降下を加味して導出された線間電圧（Ｖｕ２−Ｖｏ２）および線間電圧（Ｖｗ２−Ｖｏ２）の少なくとも一方に基づいて、電圧上昇の抑制制御の実行の有無を判断できる。

しかし、パワーコンディショナ１０および分電盤２６０の設置場所によっては、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとを電気的に接続するための電線の配線が困難な場合がある。また、例えば、パワーコンディショナ１０と分電盤２６０との設置場所が近い場合、抵抗Ｒｕ１、抵抗Ｒｏ１および抵抗Ｒｗ１のインピーダンスが小さく、抵抗Ｒｕ１、抵抗Ｒｏ１および抵抗Ｒｗ１による電圧降下の影響が大きくない場合もある。このように、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとを電気的に接続するための電線の配線を行うことが最適ではない場合がある。

そこで、本実施形態によれば、制御装置１００は、電圧検出部７０により検出される電圧Ｖｕｏ１および電圧Ｖｗｏ１の少なくとも一方、またはＶｕｏ２および電圧Ｖｗｏ２の少なくとも一方に基づいて、パワーコンディショナ１０の出力電圧の上昇を抑制する抑制制御を実行するか否かを判断する。つまり、電圧上昇の抑制制御を実行するか否かの判断に用いる電圧として、パワーコンディショナ１０の系統電源３００側の電圧および分電盤２６０のパワーコンディショナ１０側の電圧のいずれか一方を選択できる。

よって、例えば、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとを電気的に接続するための電線の配線が困難な場合でも、電圧上昇の抑制制御の有無の判断を実現できる。また、パワーコンディショナ１０と分電盤２６０との距離が短く、パワーコンディショナ１０と分電盤２６０との間の電圧降下がそれほど多くない場合には、新たな電線の配線をしなくても、電圧上昇の抑制制御の有無の判断を実現できる。よって、必要以上に設置コストが高くなることを防止できる。

つまり、本実施形態によれば、例えば、パワーコンディショナ１０および分電盤２６０の設置する場所に応じて、電圧上昇の抑制制御の有無の判断に用いる電圧の検知点を変更できる。

図２は、電圧検出部７０の回路構成の一例を示す図である。電圧検出部７０は、オペアンプ７２、７４、７６、および７８を有する。オペアンプ７２、７４、７６、および７８は、非反転入力端子、反転入力端子、出力端子を含む。

また、電圧検出部７０は、端子部７１を含む。端子部７１は、オペアンプ７６および７８と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとを電気的に接続する。端子部７１は、パワーコンディショナ１０に対して着脱可能に設けられていてもよい。

上記の通り、パワーコンディショナ１０および分電盤２６０を設置する場所に応じて、オペアンプ７６および７８と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとを電気的に接続するか否かを選択できる。よって、オペアンプ７６および７８と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとを電気的に接続しない場合には、端子部７１は不要なので、パワーコンディショナ１０から外した状態で、設置してもよい。なお、接続端子以外にも、電圧検出部７０を構成する少なくとも一部の素子がパワーコンディショナ１０に対して着脱可能に設けられてもよい。パワーコンディショナ１０に対して着脱可能に設けられる部材が、少なくとも端子部７１を含んでもよい。当該部材は、端子部７１のほかに電圧検出部７０を構成する少なくとも一部の素子を含んでもよい。

オペアンプ７２の非反転入力端子には、電圧Ｖｏ１が抵抗Ｒ２を介して入力される。オペアンプ７２の非反転入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが抵抗Ｒ１を介してさらに入力される。オペアンプ７２の反転入力端子には、電圧Ｖｕ１が抵抗Ｒ２を介して入力される。オペアンプ７２の反転入力端子には、オペアンプ７２の出力端子から出力される電圧Ｖｕｏ１がさらに抵抗Ｒ１を介してフィードバック入力される。

オペアンプ７４の非反転入力端子には、電圧Ｖｏ１が抵抗Ｒ２を介して入力される。オペアンプ７４の非反転入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが抵抗Ｒ１を介してさらに入力される。オペアンプ７４の反転入力端子には、電圧Ｖｗ１が抵抗Ｒ２を介して入力される。オペアンプ７４の反転入力端子には、オペアンプ７４の出力端子から出力される電圧Ｖｗｏ１がさらに抵抗Ｒ１を介してフィードバック入力される。

オペアンプ７６の非反転入力端子には、電圧Ｖｏ２が抵抗Ｒ４を介して入力される。オペアンプ７６の非反転入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが抵抗Ｒ３を介してさらに入力される。オペアンプ７６の反転入力端子には、電圧Ｖｕ２が抵抗Ｒ４を介して入力される。オペアンプ７６の反転入力端子には、オペアンプ７６の出力端子から出力される電圧Ｖｕｏ２がさらに抵抗Ｒ３を介してフィードバック入力される。

オペアンプ７８の非反転入力端子には、電圧Ｖｏ２が抵抗Ｒ４を介して入力される。オペアンプ７８の非反転入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが抵抗Ｒ３を介してさらに入力される。オペアンプ７８の反転入力端子には、電圧Ｖｗ２が抵抗Ｒ４を介して入力される。オペアンプ７８の反転入力端子には、オペアンプ７８の出力端子から出力される電圧Ｖｗｏ２がさらに抵抗Ｒ３を介してフィードバック入力される。

ここで、Ｖｕｏ１、Ｖｗｏ１、Ｖｕｏ２、およびＶｗｏ２は、それぞれ式（１）〜（４）により表すことができる。
Ｖｕｏ１＝Ｒ１／Ｒ２×（Ｖｕ１−Ｖｏ１）＋Ｖｒｅｆ・・・（１）
Ｖｗｏ１＝Ｒ１／Ｒ２×（Ｖｗ１−Ｖｏ１）＋Ｖｒｅｆ・・・（２）
Ｖｕｏ２＝Ｒ３／Ｒ４×（Ｖｕ２−Ｖｏ２）＋Ｖｒｅｆ・・・（３）
Ｖｗｏ２＝Ｒ３／Ｒ４×（Ｖｗ２−Ｖｏ２）＋Ｖｒｅｆ・・・（４）

よって、オペアンプ７２は、パワーコンディショナ１０の系統電源３００側の第１電圧線２５０ｕの電圧Ｖｕ１と中性線２５０ｏの電圧Ｖｏ１との間の電位差に対応する電圧Ｖｕｏ１を出力する。オペアンプ７４は、パワーコンディショナ１０の系統電源３００側の第２電圧線２５０ｗの電圧Ｖｗ１と中性線２５０ｏの電圧Ｖｏ１との間の電位差に対応する電圧Ｖｗｏ１を出力する。オペアンプ７６は、分電盤２６０のパワーコンディショナ１０側の第１電圧線２５０ｕの電圧Ｖｕ２と中性線２５０ｏの電圧Ｖｏ２との間の電位差に対応する電圧Ｖｕｏ２を出力する。オペアンプ７８は、分電盤２６０のパワーコンディショナ１０側の第２電圧線２５０ｗの電圧Ｖｗ２と中性線２５０ｏの電圧Ｖｏ２との間の電位差に対応する電圧Ｖｗｏ２を出力する。

なお、本実施形態では、オペアンプ７２、オペアンプ７４、オペアンプ７６、およびオペアンプ７８に、電圧Ｖｕ１、電圧Ｖｏ１、電圧Ｖｗ１、電圧Ｖｕ２、電圧Ｖｏ２、および電圧Ｖｗ２が直接入力されている。しかし、電圧Ｖｕ１、電圧Ｖｏ１、電圧Ｖｗ１、電圧Ｖｕ２、電圧Ｖｏ２、および電圧Ｖｗ２は、変圧器により降圧された後、オペアンプ７２、オペアンプ７４、オペアンプ７６、およびオペアンプ７８に入力されてもよい。これにより、オペアンプ７２、オペアンプ７４、オペアンプ７６、およびオペアンプ７８と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとを絶縁できる。

図３は、本実施形態に係る制御装置１００の機能ブロックの一例を示す。制御装置１００は、第１電圧取得部１０２、第２電圧取得部１０４、選択部１０６、および抑制制御部１０８を備える。

第１電圧取得部１０２は、系統電源３００と連系するパワーコンディショナ１０の系統電源３００側の線間電圧（Ｖｕ１−Ｖｏ１）および線間電圧（Ｖｗ１−Ｖｏ１）に対応する電圧Ｖｕｏ１および電圧Ｖｗｏ１をオペアンプ７２および７４を介して取得する。

第２電圧取得部１０４は、分電盤２６０のパワーコンディショナ１０側の線間電圧（Ｖｕ２−Ｖｏ２）および線間電圧（Ｖｗ２−Ｖｏ２）に対応する電圧Ｖｕｏ２および電圧Ｖｗｏ２をオペアンプ７６および７８を介して取得する。

選択部１０６は、電圧上昇の抑制制御の有無の判断に用いる電圧検出部として、オペアンプ７２および７４、またはオペアンプ７６および７８のいずれか一方を選択する。

抑制制御部１０８は、選択部１０６が選択したオペアンプ７２および７４、またはオペアンプ７６および７８のいずれか一方により取得された電圧Ｖｕｏ１または電圧Ｖｗｏ１、あるいは電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２が、閾電圧以上の場合、パワーコンディショナ１０の出力電圧の上昇を抑制する抑制制御を実行する。抑制制御部１０８は、例えば、インバータ４０が備える各スイッチのオンオフを制御して、パワーコンディショナ１０から出力される無効電力、または有効電力を制御することで、抑制制御を実行する。

選択部１０６は、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されているか否かに基づいて、オペアンプ７２および７４、またはオペアンプ７６および７８のいずれか一方を選択してもよい。選択部１０６は、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されている場合、オペアンプ７６および７８を選択してもよい。選択部１０６は、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されていない場合、オペアンプ７６および７８を選択してもよい。

選択部１０６は、電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２が予め定められた条件を満たす場合、オペアンプ７６および７８を選択し、電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２が予め定められた条件を満たさない場合、オペアンプ７２および７４を選択してもよい。

電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されていない場合、オペアンプ７６および７８から出力される電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２は、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として比較的狭い電圧範囲に収まる。

そこで、選択部１０６は、電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２が、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として予め定められた電圧範囲に収まる場合、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されていないと判断して、オペアンプ７２および７４を選択してもよい。一方、選択部１０６は、電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２が、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として予め定められた電圧範囲に収まらない場合、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されている判断して、オペアンプ７６および７８を選択してもよい。なお、予め定められた電圧範囲は、基準電圧Ｖｒｅｆを中心として定められる電圧範囲でもよい。

また、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されている場合、インバータ４０から出力される電流Ｉｏが大きいほど、抵抗Ｒｕ１および抵抗Ｒｗ１のインピーダンスよる電圧降下が大きくなる。

そこで、選択部１０６は、電流センサ１９を介して検知される電流Ｉｏが大きくなるほど、電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２が小さくなる場合には、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されていると判断して、オペアンプ７６および７８を選択してもよい。一方、選択部１０６は、電流センサ１９を介して検知される電流Ｉｏの変化に応じて、電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２が変化しない場合、電圧検出部７０と、第１電圧線２５０ｕ、中性線２５０ｏおよび第２電圧線２５０ｗとが電気的に接続されていないと判断して、オペアンプ７２および７４を選択してもよい。すなわち、選択部１０６は、電流Ｉｏと、電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２とが反比例の関係を満たす場合、オペアンプ７６および７８を選択してもよい。一方、選択部１０６は、電流Ｉｏと、電圧Ｖｕｏ２または電圧Ｖｗｏ２とが反比例の関係を満たさない場合、オペアンプ７２および７４を選択してもよい。

選択部１０６は、ディップスイッチなど手動で切り替え可能な部材を介して選択信号を受け付けてもよい。例えば、パワーコンディショナ１０を作業者が設置する場合に、パワーコンディショナ１０と分電盤２６０との位置関係などを考慮して、電圧上昇の抑制制御の有無の判断に用いる電圧検出部を選択してもよい。そして、作業者は、ディップスイッチなどを介して、選択部１０６に対して、オペアンプ７２および７４、またはオペアンプ７６および７８を示す選択信号を送信してもよい。作業者は、パーソナルコンピュータなどの設定器を用いて、選択部１０６に対して、オペアンプ７２および７４、またはオペアンプ７６および７８を示す選択信号を送信してもよい。

図４は、選択部１０６が、電圧上昇の抑制制御の有無の判断に用いる電圧検出部の選択手順の一例を示すフローチャートである。

パワーコンディショナ１０が起動すると、第２電圧取得部１０４は、オペアンプ７６および７８を介して、電圧Ｖｕｏ２および電圧Ｖｗｏ２を取得する（Ｓ１００）。次いで、選択部１０６は、電圧Ｖｕｏ２および電圧Ｖｗｏ２が予め定められた電圧範囲に収まるか否かを判定する（Ｓ１０２）。

選択部１０６は、電圧Ｖｕｏ２および電圧Ｖｗｏ２の少なくとも一方が予め定められた電圧範囲に収まらない場合、第１電圧検出部としてオペアンプ７２および７４を選択する（Ｓ１０４）。一方、選択部１０６は、電圧Ｖｕｏ２および電圧Ｖｗｏ２が予め定められた電圧範囲に収まる場合、第２電圧検出部としてオペアンプ７６および７８を選択する（Ｓ１０６）。

以上の通り、本実施形態によれば、電圧上昇の抑制制御を実行するか否かの判断に用いる電圧として、パワーコンディショナ１０の系統電源３００側の電圧および分電盤２６０のパワーコンディショナ１０側の電圧のいずれか一方を選択できる。よって、例えば、パワーコンディショナ１０および分電盤２６０の設置する場所に応じて、電圧上昇の抑制制御の有無の判断に用いる電圧の検知点を変更できる。

なお、本実施形態に係る制御装置１００が備える各部は、パワーコンディショナ１０の電圧上昇の抑制制御に関する各種処理を行う、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムをインストールし、このプログラムをコンピュータに実行させることで、構成してもよい。つまり、コンピュータにパワーコンディショナ１０の電圧上昇の抑制制御に関する各種処理を行うプログラムを実行させることにより、制御装置１００が備える各部としてコンピュータを機能させることで、制御装置１００を構成してもよい。

コンピュータはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等の各種メモリ、通信バス及びインタフェースを有し、予めファームウェアとしてＲＯＭに格納された処理プログラムをＣＰＵが読み出して順次実行することで、制御装置１００として機能する。

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

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

１０ パワーコンディショナ
１２、１６ 電圧センサ
１４，１８，１９ 電流センサ
２０ 昇圧回路
４０ インバータ
５０ リレー
６０ 供給電源
７０ 電圧検出部
７１ 端子部
１００ 制御装置
１０２ 第１電圧取得部
１０４ 第２電圧取得部
１０６ 選択部
１０８ 抑制制御部
２００ 太陽電池アレイ
２５０ｕ 第１電圧線
２５０ｏ 中性線
２５０ｗ 第２電圧線
２６０ 分電盤
２７０ 電力計
３００ 系統電源

Claims (10)

1. 系統電源と連系するパワーコンディショナの前記系統電源側の線間電圧に対応する第１電圧を検出する第１電圧検出部から前記第１電圧を取得する第１電圧取得部と、
   前記パワーコンディショナと前記系統電源との間に設けられた負荷の前記パワーコンディショナ側の線間電圧に対応する第２電圧を検出する第２電圧検出部から前記第２電圧を取得する第２電圧取得部と、
   前記第１電圧検出部および前記第２電圧検出部のいずれか一方を選択する選択部と、
   前記選択部が選択した前記第１電圧検出部および前記第２電圧検出部のいずれか一方から取得された前記第１電圧または前記第２電圧に基づいて、前記パワーコンディショナの出力電圧の上昇を抑制する抑制制御を実行する抑制制御部と
   を備える制御装置。
2. 前記選択部は、前記第２電圧が予め定められた条件を満たす場合、前記第２電圧検出部を選択し、前記第２電圧が前記条件を満たさない場合、前記第１電圧検出部を選択する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記選択部は、前記第２電圧が予め定められた電圧範囲に含まれる条件を満たす場合、前記第２電圧検出部を選択し、前記第２電圧が前記電圧範囲に含まれる条件を満たさない場合、前記第１電圧検出部を選択する、請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記第２電圧検出部は、前記負荷の前記パワーコンディショナ側の中性線の電圧および基準電圧が入力される非反転入力端子と、前記負荷の前記パワーコンディショナ側の電圧線の電圧が入力される反転入力端子と、前記非反転入力端子から入力される電圧と前記反転入力端子から入力される電圧との電位差を、前記第２電圧として出力する出力端子とを有し、
   前記電圧範囲は、前記基準電圧を基準として予め定められている、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記選択部は、前記パワーコンディショナから出力される電流と、前記第２電圧とが反比例の関係を満たす場合、前記第２電圧検出部を選択し、前記パワーコンディショナから出力される電流と、前記第２電圧とが反比例の関係を満たさない場合、前記第１電圧検出部を選択する、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の制御装置と、
   前記第１電圧検出部と、
   前記第２電圧検出部と、
   分散型電源からの電力を前記系統電源からの電力と連系させるインバータと
   を備え、
   前記抑制制御部は、前記インバータの出力を制御することで前記抑制制御を実行する、パワーコンディショナ。
7. 前記パワーコンディショナに対して着脱可能に設けられる部材をさらに備え、
   前記部材は、前記第２電圧検出部と、前記負荷の前記パワーコンディショナ側の電圧線および中性線とをそれぞれ電線を介して接続する端子部を含む、請求項６に記載のパワーコンディショナ。
8. 請求項６または請求項７に記載のパワーコンディショナと、
   前記分散型電源と
   を備える分散型電源システム。
9. コンピュータを、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の制御装置として機能させるためのプログラム。
10. 系統電源と連系するパワーコンディショナの前記系統電源側の線間電圧に対応する第１電圧を検出する第１電圧検出部から、前記第１電圧を取得する段階と、
    前記パワーコンディショナと前記系統電源との間に設けられた負荷の前記パワーコンディショナ側の線間電圧に対応する第２電圧を検出する第２電圧検出部から、前記第２電圧を取得する段階と、
    前記第１電圧検出部および前記第２電圧検出部のいずれか一方を選択する段階と、
    前記選択する段階で選択した前記第１電圧検出部および前記第２電圧検出部のいずれか一方から取得された前記第１電圧または前記第２電圧に基づいて、前記パワーコンディショナの出力電圧の上昇を抑制する抑制制御を実行する段階と
    を含む制御方法。

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