JP6204258B2 - 電力制御システムの制御方法、電力制御装置、および電力制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電力制御システムの制御方法、電力制御装置、および電力制御システムに関するものである。

近年、住宅の電力および熱のエネルギー源として燃料電池が用いられることがある。燃料電池は化学エネルギーが直接電力に変換されるので優れた変換効率が得られる。例えば、特許文献１は、発電電力目標値に基づいて燃料電池から取り出す電流を制御する際に、電流値を設定された電流上限値と比較して電流を制御する燃料電池システムを開示する。

特開２０１１−１８７３９１号公報

ここで、特許文献１の燃料電池システムでは、電流上限値を所定の遅れ時間（例えば１０秒）前の電流平均値に所定のオフセット値（例えば２Ａ）を付して設定する。しかし、燃料電池の電流と出力される電力との関係は燃料電池の種類によって異なる。そのため、特許文献１の燃料電池システムでは、ある種類の燃料電池に基づいて電流上限値を設定しても、種類の異なる燃料電池に交換した場合に適切な電流上限値とならず、適切な制御ができない。つまり、特許文献１の燃料電池システムは、種類の異なる燃料電池、特に新規の燃料電池に対しても対応できる柔軟な燃料電池システムとは言い難い。

従って、上記のような課題に鑑みてなされた本発明の目的は、種類の異なる発電装置にも柔軟に対応可能な電力制御システムの制御方法、電力制御装置、および電力制御システムを提供することにある。

上述した課題を解決すべく、本発明に係る電力制御システムの制御方法は、
電流センサが順潮流を検出する間発電する発電装置と電力制御装置とを含む電力制御システムの制御方法であって、
前記電力制御装置が、前記電流センサにより検出される擬似電流を生成するステップと、
前記擬似電流と前記発電装置の発電量との関係を示す発電ユニットデータを前記電力制御装置が取得するステップと、
前記発電ユニットデータに基づいて前記電力制御装置が前記擬似電流の調整を行うステップと、を含むことを特徴とする。

また、前記電力制御装置が前記擬似電流の電流量を変化させることにより、これに対応して変化する前記発電装置の発電量に関する情報を用いて前記発電ユニットデータを生成することが好ましい。

また、前記電力制御装置が、ネットワーク経由で前記電力制御装置外から前記発電ユニットデータを取得するステップを含むことが好ましい。

また、前記電力制御装置が前記発電ユニットデータを記憶するステップを含むことが好ましい。

さらに、上述した課題を解決すべく、本発明に係る電力制御装置は、
電流センサが順潮流を検出する間発電する発電装置を含む電力制御システムに用いられる電力制御装置であって、
前記電流センサにより検出される擬似電流を生成する擬似出力部と、
前記擬似電流と前記発電装置の発電量との関係を示す発電ユニットデータを記憶する記憶部と、
前記発電ユニットデータに基づいて前記擬似電流の調整を行う制御部と、を備えることを特徴とする。

さらに、上述した課題を解決すべく、本発明に係る電力制御システムは、
電流センサが順潮流を検出する間発電する発電装置と電力制御装置を含む電力制御システムであって、
前記発電装置は、
前記電流センサにより検出される擬似電流を生成する擬似出力部を備え、
前記電力制御装置は、
前記擬似出力部を制御する制御部と、前記擬似電流と前記発電装置の発電量との関係を示す発電ユニットデータを記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、
前記発電ユニットデータに基づいて前記擬似電流の調整を行う。

本発明に係る電力制御システムの制御方法、電力制御装置、および電力制御システムによれば、種類の異なる発電装置にも柔軟に対応可能である。

本発明の一実施形態に係る電力制御システムのブロック図である。 擬似出力部に関する配線を示す図である。 連系運転時の電力制御システムの制御例を示す図である。 自立運転時の電力制御システムの制御例を示す図である。 自立運転時の電力制御システムの制御例を示す図である。 自立運転時（蓄電池充電完了時）の電力制御システムの制御例を示す図である。 本発明の一実施形態の制御方法を説明するフローチャートである。 変形例に係る電力制御システムのブロック図である。 変形例の制御方法を説明するフローチャートである。

（実施形態）
本発明の一実施形態に係る電力制御システムについて説明する。本実施形態に係る電力制御システムは、系統（商用電源系統）から供給される電力の他に、売電不可能な電力を供給する分散電源と接続されて電力を制御する。本実施形態に係る電力制御システムは、さらに売電可能な電力を供給する分散電源と接続されて電力を制御してもよい。売電不可能な電力を供給する分散電源は、例えば電力を充放電することができる蓄電池システム、ＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell）などの燃料電池を含む燃料電池システム、およびガス燃料により発電するガス発電機システムなどである。一方売電可能な電力を供給する分散電源は、例えば太陽光発電などによって電力を供給するシステムである。本実施の形態においては、売電不可能な電力を供給する分散電源として蓄電池と燃料電池を有する発電装置、および売電可能な電力を供給する分散電源として太陽電池と接続される例を示す。別の実施の形態として、電力制御システムはこれらの分散電源の一部または全てを含む構成であってもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る電力制御システム１の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電力制御システム１は、電力制御装置２０（パワーコンディショナ）と、太陽電池１１と、蓄電池１２とを備える。電力制御システム１は、さらに発電装置３３の電流を検出する治具を備えてもよい。治具は、電力制御システム１から取り外し可能であって、発電装置３３から発電量に関する情報（発電情報）を測定可能なものである。制御部２５は、発電情報によって、発電装置３３から出力される電力を知ることができる。本実施形態では、治具は電流センサ６１であり、後述するように電流センサ６１は必要な電流を検出した後に取り外されてもよい。

電力制御システム１は発電ユニット２と接続される。ここで、発電ユニット２は、燃料電池３４を有する発電装置３３と擬似出力部５０とを含み、交換可能なユニット（ブロック群）である。電力制御システム１と発電装置３３とは分電盤３１を介して接続される。また、電力制御システム１は分電盤３１を介して負荷３２にも接続されている。発電ユニット２の擬似出力部５０は、発電装置３３が有する電流センサ４０に擬似電流を流すことができる。

ここで、発電装置３３は、燃料電池３４を有して構成されるものである。燃料電池３４は、電流センサ４０が順潮流を検出する間発電する。電力制御システム１は、通常は系統との連系運転を行い、系統から供給される電力と、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）からの電力とを負荷３２に供給する。また、電力制御システム１は、停電時など系統からの電力供給がない場合は自立運転を行い、各分散電源からの電力を各負荷（負荷３２、擬似電流負荷５１）に供給する。なお、電力制御システム１が自立運転を行う場合には、各分散電源は系統から解列した状態であり、電力制御システム１が連系運転を行う場合には、各分散電源は系統と並列した状態となる。

図１において、各機能ブロックを結ぶ矢印のない実線は電力の流れる配線を表し、各機能ブロックを結ぶ矢印付きの細い実線（太線でない実線）は、制御信号または通信される情報の流れを表す。矢印付きの細い実線が示す通信は有線通信としてもよいし、無線通信としてもよい。制御信号および情報の通信には、各階層含め、様々な方式を採用可能である。例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離通信方式による通信を採用することができる。また、赤外線通信、電力線搬送通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）など、様々な伝送メディアを使用することができる。またそれぞれの通信に適した物理層を含む下位の層の上で、各種プロトコル、例えばＺｉｇＢｅｅ ＳＥＰ２．０（Ｓｍａｒｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｒｏｆｉｌｅ２．０）、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）などのような論理層だけ規定される通信プロトコルを動作させてもよい。

太陽電池１１は、太陽光のエネルギーを直流の電力に変換するものである。太陽電池１１は、例えば光電変換セルを有する発電部がマトリクス状に接続され、所定の短絡電流（例えば１０［Ａ］）を出力するように構成される。太陽電池１１は、シリコン系多結晶太陽電池、シリコン系単結晶太陽電池、またはＣＩＧＳ等薄膜系太陽電池等、光電変換可能なものであればその種類は制限されない。

蓄電池１２は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の蓄電池から構成される。蓄電池１２は、充電された電力を放電することにより、電力を供給可能である。また、蓄電池１２は、系統、太陽電池１１から供給される電力に加え、後述の通り、発電装置３３から供給される電力を充電可能である。

電力制御装置２０は、太陽電池１１および蓄電池１２から供給される直流の電力と、系統および発電装置３３から供給される交流の電力との変換を行うとともに、連系運転および自立運転の切り替え制御を行うものである。電力制御装置２０は、電力変換部２１と、連系運転スイッチ２２、２３と、自立運転スイッチ２４と、電力制御システム１全体を制御する制御部２５と、記憶部２６とを備える。なお、連系運転スイッチ２３は、電力制御装置２０外に出すよう構成してもよい。

電力変換部２１は、双方向インバータであって、太陽電池１１および蓄電池１２から供給される直流の電力を交流の電力に変換し、また、系統および発電装置３３から供給される交流の電力を直流の電力に変換する。なお、電力変換部２１の前段に、太陽電池１１および蓄電池１２からの直流電力を一定の電圧まで昇圧するコンバータを設けてもよい。

連系運転スイッチ２２、２３、自立運転スイッチ２４は、それぞれリレー、トランジスタなどにより構成され、オン／オフ制御される。図示の通り、自立運転スイッチ２４は、発電装置３３と蓄電池１２との間に配される。連系運転スイッチ２２、２３と自立運転スイッチ２４とは、少なくとも双方が同時にオンとならないように、同期して切り替えられる。より詳しくは、連系運転スイッチ２２、２３がオンとなるとき、自立運転スイッチ２４は同期してオフとなり、自立運転スイッチ２４がオンとなるとき、連系運転スイッチ２２、２３は同期してオフとなる。連系運転スイッチ２２、２３および自立運転スイッチ２４の同期制御は、連系運転スイッチ２２、２３への制御信号の配線を自立運転スイッチ２４に分岐させることによりハードウェア的に実現される。なお、スイッチ毎に同一の制御信号に対するオンとオフの状態を区別して設定可能なことはいうまでもない。また、連系運転スイッチ２２、２３および自立運転スイッチ２４の同期制御は、制御部２５によりソフトウェア的に実現することも可能である。

制御部２５は、例えばマイクロコンピュータで構成され、系統電圧の上昇や停電等の状態等に基づいて、電力変換部２１、連系運転スイッチ２２、２３、自立運転スイッチ２４等の各部の動作を制御する。制御部２５は、連系運転時には、連系運転スイッチ２２、２３をオン、自立運転スイッチ２４をオフに切り替える。また、制御部２５は、自立運転時には、連系運転スイッチ２２、２３をオフ、自立運転スイッチ２４をオンに切り替える。また、後述するように、制御部２５は擬似電流負荷５１の値を変更して擬似電流を調整することにより擬似出力部５０の動作を制御できる。

記憶部２６は、擬似電流と発電装置３３の発電量との関係を示す発電ユニットデータを記憶する。発電ユニットデータは、例えば擬似電流と発電装置３３の発電量との対応を示すテーブルであってもよい。また、記憶部２６は発電ユニットデータに相当する擬似電流と発電装置３３の発電量との対応を示す計算式を記憶してもよい。制御部２５は、記憶部２６に記憶された発電ユニットデータに基づいて擬似電流の調整を行うことで発電装置３３の発電量を制御できる。

ここで、制御部２５は、擬似電流の調整を開始する前に、発電ユニットデータを記憶部２６に記憶させる。このとき、制御部２５は、例えば擬似電流を変化させて（例えばスイープさせて）、電流センサ６１によって検出される発電装置３３の電流値を受け取り、受け取った電流値を用いて発電ユニットデータを生成してもよい。発電装置３３は例えば１００［Ｖ］あるいは２００［Ｖ］の交流電力を出力するので、制御部２５は発電装置３３の電流値から電力を把握可能である。また、制御部２５は、例えば電力制御システム１が電流センサ６１を備えないような場合に、発電ユニットデータをデータベース化して保持するサーバから、ネットワーク経由で適切な発電ユニットデータを受け取ってもよい。

分電盤３１は、連系運転時に系統より供給される電力を複数の支幹に分岐させて負荷３２に分配する。また、分電盤３１は、複数の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）から供給される電力を、複数の支幹に分岐させて負荷３２に分配する。ここで、負荷３２とは、電力を消費する電力負荷であり、たとえば家庭内で使用されるエアコン、電子レンジ、テレビ等の各種電器製品や、商工業施設で使用される空調機や照明器具などの機械、照明設備等である。

発電装置３３は、燃料電池３４、電力変換部３６、制御部３７を備える。燃料電池３４は、水素を用いて空気中の酸素との化学反応により直流の電力を発電する。電力変換部３６は、本実施形態ではインバータであって、燃料電池３４によって発電された直流電力を１００［Ｖ］あるいは２００［Ｖ］の交流電力に変換する。ここで、発電装置３３は、電力制御装置２０を介さずとも負荷３２に対する交流電力の供給を可能とし、必ずしも電力制御装置２０との接続を想定して設計されたものではなく、汎用性を有するシステムであってよい。制御部３７は、燃料電池の動作モード（例えば、定格運転、電力抑制運転等）に応じて、発電に関して燃料電池３４、電力変換部３６を制御する。

発電装置３３は、対応する電流センサ４０が順潮流（買電方向の電流）を検出する間発電を行うものであり、発電時には負荷３２の消費電力に追従する負荷追従運転、所定の定格電力値による定格運転、または電力を定格未満に抑える電力抑制運転を行う。負荷追従運転時の追従範囲は、例えば２００〜７００［Ｗ］であり、定格運転時の定格電力値は、例えば７００［Ｗ］である。また、電力抑制運転では、擬似電流を調整することで電力を定格未満に抑え、例えば７００［Ｗ］未満の電力を生じる。負荷追従運転では負荷に応じて電力が変動するのに対し、電力抑制運転では擬似電流に応じて電力が変動する。発電装置３３は、連系運転時に例えば負荷追従運転を行い、自立運転時に定格運転または電力抑制運転を行う。

電流センサ４０は、系統および発電装置３３の間を流れる電流を検出するものである。日本では、発電装置３３が発電する電力は売電不可能と規定されているため、電流センサ４０が系統側への逆潮流（売電方向の電流）を検出した場合、発電装置３３は発電を停止する。電流センサ４０が順潮流を検出する間、発電装置３３は負荷３２に自身から電力を供給できるものとして負荷追従運転、定格運転、または電力抑制運転での発電を実行する。なお、消費電力の観点から、電流センサ４０は、電力制御装置２０において自立運転時に発電装置３３の発電による電流が流れない箇所に配置されることが好ましい。

ここで、本実施形態における電力制御システム１は、発電装置３３、太陽電池１１および蓄電池１２が系統から解列した状態で、擬似出力部５０を通じて電流センサ４０に擬似的な順潮流と同方向の電流（擬似電流）を流す。これにより、発電装置３３を発電させて、発電装置３３が発電する電力を蓄電池１２に蓄電することが可能となる。以下、擬似出力部５０を通じた擬似電流による蓄電について詳述する。

擬似出力部５０は、電流センサ４０に対して擬似電流を供給可能なものである。擬似出力部５０は、発電装置３３、太陽電池１１および蓄電池１２が系統から解列した状態で、蓄電池１２から電力供給を受けることが可能であり、擬似電流負荷５１と、同期スイッチ５２と、擬似電流制御スイッチ５３とを備える。この例では、擬似電流負荷５１は、電力制御装置２０によって抵抗値を設定可能な可変抵抗である。

図２は、擬似出力部５０に関する配線を示す図である。図２において、系統は、２００［Ｖ］の単相３線としている。この場合、擬似出力部５０に対して、電圧線の一方と中性線とが接続される。図示の通り、擬似出力部５０へ接続線は、２本の電圧線それぞれに設置された電流センサ４０を通るように配線される。

擬似電流負荷５１は、擬似出力部５０内の電流調整のために設けられる負荷である。擬似電流負荷５１の抵抗値は制御部２５によって変更可能であるので、後述する擬似電流の電流量が調整される。あるいは、制御部２５は、擬似出力部５０の制御をすることで擬似電流を順潮流に対して逆方向に流し、電流センサ４０が検出する見かけの電流が調整される。そして、電流センサ４０が検出する擬似電流の電流量が変化することで、負荷追従運転における発電装置３３の発電量を調整可能である。

同期スイッチ５２は、電力制御装置２０から擬似出力部５０に供給された電力を電流センサ４０によって検出される擬似電流とするためのものである。擬似電流制御スイッチ５３は、擬似電流による不要な発電を防ぐためのものである。同期スイッチ５２および擬似電流制御スイッチ５３は、それぞれ独立したリレー、トランジスタなどにより構成され、互いに独立にオン／オフが可能である。

同期スイッチ５２は、電力制御装置２０の自立運転スイッチ２４と同期してオン／オフ制御される。すなわち、同期スイッチ５２は、自立運転スイッチ２４と同様に、連系運転時にはオフとなり、自立運転時にはオンとなる。より詳しくは、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時に擬似電流を流し、並列時に擬似電流を流さない。自立運転スイッチ２４および同期スイッチ５２の同期制御は、自立運転スイッチ２４への制御信号の配線を同期スイッチ５２に分岐させることによりハードウェア的に実現される。なお、自立運転スイッチ２４および同期スイッチ５２の同期制御は、制御部２５によりソフトウェア的に実現することも可能である。

擬似電流制御スイッチ５３は、蓄電池１２の充電が完了して擬似電流も不要な場合にオフとなる。擬似電流制御スイッチ５３がオフになることで発電装置３３は発電を停止する。ここで、蓄電池１２の充電が完了した場合とは、蓄電池１２に所定値を超える電力が充電されている場合を示すものである。なお、制御部２５は、蓄電池１２との通信によって充電が完了しているか否かを判定するよう構成してもよい。例えば自立運転時に蓄電池１２の充電が完了し擬似電流制御スイッチ５３がオフになると、電流センサ４０に擬似電流が流れなくなるため、発電装置３３による不要な発電を停止させることができる。

これ以降、本実施形態に係る電力制御システム１における制御例を図面により詳述する。

図３は、連系運転時の電力制御システム１の制御例を示す図である。この場合、電力制御装置２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオン、自立運転スイッチ２４がオフに制御される。また、擬似出力部５０について、同期スイッチ５２はオフに制御され、擬似電流制御スイッチ５３は、例えば蓄電池１２の充電量に応じてオンまたはオフに制御される。

連系運転時には、矢印付きの太い実線で示すように、系統よりＡＣ１００［Ｖ］（あるいは２００［Ｖ］）が供給されて、負荷３２に給電される。電力制御装置２０は、例えば蓄電池１２の充電が完了していない場合、系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１２を充電する。また、電力制御装置２０は、太陽電池１１の発電電力を交流電力に変換して系統に逆潮流したり、余剰電力を売電したりすることができる。また、電力制御装置２０は、系統からの電力および分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力を擬似出力部５０に出力可能な構成を有するが、連系運転時には同期スイッチ５２はオフであるため、電流センサ４０への擬似電流の供給が行われない。電流センサ４０には、系統から順潮流（買電方向の電流）が流れるため、発電装置３３は発電を行い、分電盤３１を経て負荷３２に電力を供給する。

次に、図４、図５により自立運転時の電力制御システム１の制御例を説明する。なお、図４、図５の例において、蓄電池１２の充電は完了していないものとする。この場合、電力制御装置２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフ、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力部５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオン、擬似電流制御スイッチ５３はオンに制御される。

図４は、自立運転時の分散電源による電力供給を示す図である。自立運転時には、電力制御装置２０により、自立運転スイッチ２４を介して分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力が負荷３２および擬似出力部５０に出力される。つまり、電力制御装置２０は、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）とを系統から解列した状態で他の分散電源からの電力を出力可能である。

図５は、自立運転時の擬似電流による発電装置３３の発電を示す図である。図４に示す通り、自立運転時には、電力制御装置２０より擬似出力部５０に電力が供給される。本実施形態において、電力制御装置２０より擬似出力部５０に供給された電力は擬似電流として電流センサ４０によって検出される。このとき、電流センサ４０は順潮流（買電方向の電流）を検出するため、発電装置３３は発電を行う。分電盤３１は、発電装置３３が発電した電力を負荷３２に供給するとともに、負荷３２の消費電力を上回る余剰電力については、電力制御装置２０に供給する。余剰電力は、電力制御装置２０において、自立運転スイッチ２４を経て電力変換部２１により直流電力に変換され、蓄電池１２へと給電される。

そして、図６は、蓄電池１２の充電完了時の自立運転時の電力制御システム１の制御例を示す図である。この場合、電力制御装置２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフ、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力部５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオン、擬似電流制御スイッチ５３はオフに制御される。

蓄電池１２の充電が完了して擬似電流も不要な場合、擬似電流制御スイッチ５３がオフとなるため、自立運転時に、電力制御装置２０より擬似出力部５０に供給された電力が擬似電流として電流センサ４０によって検出されることがない。これにより、電流センサ４０には系統からの順潮流も擬似電流も検出されなくなるため、発電装置３３は発電を停止することとなる。そのため、蓄電池１２に必要以上の電流が出力されることはない。

ここで、自立運転時には、前記のように発電装置３３の余剰電力が、自立運転スイッチ２４を経て電力変換部２１により直流電力に変換されて蓄電池１２へと給電される。このとき、太陽電池１１が発電していれば、太陽電池１１の余剰電力も蓄電池１２へと給電される。蓄電池１２は例えば仕様により充電可能な最大電力が定まっているため、発電装置３３の余剰電力と太陽電池１１の余剰電力とを合わせた電力（以下、合計電力）が最大電力を下回るように制御される必要がある。例えば、制御部２５は、蓄電池１２の充電可能な最大電力に基づいて目標電力を設定し、合計電力が目標電力となるように擬似電流を調整する必要がある。目標電力は一例として最大電力の９０％である。

このとき、太陽電池１１は太陽光を利用するため、例えば天候や日照の変化によって出力される電力が変動する。太陽電池１１の電力の変動に対応して、制御部２５は、擬似電流を変えて、発電装置３３の電力を正確に調整する必要がある。

ここで、擬似電流と出力される電力との関係は発電装置３３の燃料電池３４の種類によって異なる。そのため、制御部２５は、擬似電流を調整する前に、接続される発電ユニット２に応じた発電ユニットデータを記憶部２６に記憶させる必要がある。前記のように、発電ユニットデータは擬似電流と発電装置３３の発電量との関係を示すデータであり、制御部２５は発電ユニットデータに基づいて擬似電流の調整を行うことで発電装置３３の発電量を正確に制御できる。

図７は、電力制御システム１の制御方法を説明するフローチャートである。前記の発電ユニットデータの取得の方法も含めて、電力制御装置２０の制御方法について図７を参照して説明する。本実施形態に係る電力制御システム１では、発電装置３３の電流を検出する治具である電流センサ６１から電流値を受け取り、制御部２５が発電ユニットデータを記憶部２６に記憶させる処理を実行する。なお、図７の例では、記憶部２６は初期状態で発電ユニットデータを記憶しておらず、発電ユニット２が交換される場合には記憶部２６の以前の発電ユニットデータは消去されるとする。また、図７の例では、蓄電池１２の充電は完了していない。

まず、電力制御装置２０の制御部２５は、記憶部２６が擬似電流と発電装置３３の発電量との関係を示す発電ユニットデータを記憶しているかを確認する（ステップＳ１）。このとき、制御部２５が容易に確認可能であるように、記憶部２６に電力制御システム１と接続される発電ユニット２に応じた発電ユニットデータが記憶済みか否かを示すフラグが用意されていてもよい。

制御部２５は、発電ユニットデータが記憶部２６に記憶されていないと判定すると（ステップＳ１のＮｏ）、治具の有無を検出する（ステップＳ１０）。本実施形態においては、治具は電流センサ６１であり、例えば電力制御システム１が発電ユニット２と最初に接続される際に取り付けられる。

制御部２５は、電流センサ６１を検出すると（ステップＳ１０のＹｅｓ）、擬似電流をスイープしながら、発電情報（具体的には、電流センサ６１が検出した電流値）を取得する（ステップＳ１１）。そして、制御部２５は、発電情報から発電ユニットデータを生成して、発電ユニットデータを記憶部２６に記憶させる（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１１において、例えば蓄電池１２が満充電の場合には、充電動作が妨げられて制御部２５が擬似電流をスイープできない可能性がある。このとき、制御部２５は、蓄電池１２に一定量の放電をさせた後に擬似電流をスイープしてもよい。また、制御部２５は、発電ユニットデータとして、例えば擬似電流と、電流センサ６１が検出した電流値から得られる発電装置３３の発電量との対応を示すテーブルを生成してもよい。ステップＳ１２によって、発電ユニットデータが記憶部２６に記憶される。制御部２５がステップＳ１２を実行すると、処理はステップＳ１に戻る。ステップＳ１２の実行後に、治具である電流センサ６１は取り外されてもよい。

制御部２５が、記憶部２６に発電ユニットデータが記憶されていると判定すると（ステップＳ１のＹｅｓ）、自立運転時の電力制御装置２０は以下の処理を実行する。電力制御装置２０は、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）とを系統から解列した状態で他の分散電源からの電力を出力する（ステップＳ２）。このとき、電力制御装置２０は、擬似出力部５０にも他の分散電源からの電力を出力する。なお、他の分散電源からの電力は、太陽電池１１および蓄電池１２の少なくとも一方からの電力であればよい。ステップＳ２によって、自立運転時でも擬似出力部５０が動作可能となる。

擬似出力部５０は電流センサ４０により検出される擬似電流を生成するが、前記のように太陽電池１１の電力の変動に対応して、制御部２５は発電装置３３の電力を正確に調整する必要がある。そこで、制御部２５は、記憶部２６に記憶された発電ユニットデータに基づいて擬似電流を調整する（ステップＳ３）。

ステップＳ３の実行後、またはステップＳ１０でＮｏの場合に一連の処理が終了する。なお、ステップＳ１０でＮｏの場合とは、発電ユニットデータが記憶部２６に記憶されておらず治具（電流センサ６１）も検出されない状態であるため異常終了となる。このとき、電力制御装置２０は異常終了を知らせる警告（例えば警告音を生じる等）をしてもよい。

以上のように、電力制御装置２０は、電流センサ４０が順潮流を検出する間発電する燃料電池３４を有する発電装置３３と電流センサ４０により検出される擬似電流を生成する擬似出力部５０とを有する交換可能な発電ユニット２に接続される。そして、電力制御装置２０の制御方法は、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）とを系統から解列した状態で、擬似電流と発電装置３３の発電量との関係を示す発電ユニットデータを記憶部２６に記憶させるステップ（図７のステップＳ１２が対応）と、発電ユニットデータに基づいて擬似電流の調整を行うステップ（図７のステップＳ３が対応）と、を含む。

電力制御装置２０の制御方法によれば、擬似電流と発電装置３３の発電量との関係を正確に示す発電ユニットデータを記憶部に記憶する。そのため、制御部２５は、発電ユニットデータに基づいて擬似電流を変化させて、発電装置３３の電力を正確に調整できる。この制御方法によって、発電ユニット２を交換するような場合でも、電力制御装置２０は新たな発電装置３３について適切な発電ユニットデータを取得することが可能である。よって、本実施形態に係る電力制御システム１は、種類の異なる発電装置３３との接続にも柔軟に対応可能である。

また、本実施形態によれば、制御部２５は、擬似電流を変化させて得られる発電装置３３の発電量に関する情報を用いて発電ユニットデータを生成する。このとき、電力制御装置２０は実際に接続される発電ユニット２についての実測データ（本実施形態では電流センサ６１が検出した電流値）から発電ユニットデータを生成するので、例えば発電ユニット２の個体差等も含めて、正確な擬似電流と発電装置の発電量との関係を把握することが可能である。

（変形例）
以下、前記の実施形態に係る電力制御システム１の変形例について説明する。図８は、変形例に係る電力制御システム１のブロック図である。なお、図１と同じ要素には同じ符号を付しているため説明を省略し、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。変形例に係る電力制御システム１は、治具である電流センサ６１を備えていない。そのため、電力制御装置２０は、実際に接続される発電ユニット２についての検出データ（電流センサ６１を備える場合、検出される電流値）を受け取らない。しかし、電力制御装置２０の制御部２５は、ネットワーク６２を経由して発電ユニットデータをデータベース化して保持するサーバ６３にアクセス可能である。本変形例においてネットワーク６２はインターネットである。

図９は、変形例に係る電力制御装置２０の制御方法を説明するフローチャートである。なお、図７と同じ要素には同じ符号を付しているため説明を省略し、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。具体的には、制御部２５が記憶部２６に発電ユニットデータが記憶されていると判定した場合（ステップＳ１のＹｅｓ）、以降のステップＳ２、Ｓ３は図７と同じであるため説明を省略する。

変形例に係る電力制御装置２０の制御部２５は、記憶部２６に発電ユニットデータが記憶されていないと判定すると（ステップＳ１のＮｏ）、ネットワーク６２経由でサーバ６３にアクセスする。そして、制御部２５はサーバ６３から発電ユニットデータを取得して記憶部２６に記憶させる（ステップＳ２０）。ここで、制御部２５は、例えば電力制御システム１と接続される発電ユニット２の種類を示すＩＤ等を取得して、ＩＤ等に基づいて適切な発電ユニットデータを取得する。ステップＳ２０によって、発電ユニットデータが記憶部２６に記憶される。そして、電力制御装置２０がステップＳ２０を実行すると、処理はステップＳ１に戻る。

変形例に係る電力制御装置２０の制御方法は、電力制御システム１が治具である電流センサ６１を備えない場合でも実行可能である。そのため、変形例に係る電力制御装置２０の制御方法は、電力制御システム１と接続される発電ユニット２が使用途中で交換される場合等に特に有用である。また、同じ種類の発電ユニット２の発電ユニットデータをサーバ６３から受け取ることで、実測（前記の例では電流センサ６１による電流測定）にかかる時間を短縮でき、効率的に発電ユニットデータを取得できる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロック、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックやステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

例えば、電力制御システム１は、発電装置３３の電流を検出する治具を備えており、その治具は取り外し可能でなくてもよい。このとき、制御部２５は、治具（例えば電流センサ６１）によって発電装置３３から発電量に関する情報（発電情報）を取得するタイミングを限定されない。つまり、どのような発電ユニット２と接続されても、制御部２５は発電装置３３の発電情報をリアルタイムに取得可能である。このとき、制御部２５はリアルタイムの発電情報に基づいて擬似電流を調整でき、電力制御システム１は記憶部２６を必要としない。

１ 電力制御システム
２ 発電ユニット
１１ 太陽電池
１２ 蓄電池
２０ 電力制御装置（パワーコンディショナ）
２１ 電力変換部
２２、２３ 連系運転スイッチ
２４ 自立運転スイッチ
２５ 制御部
２６ 記憶部
３１ 分電盤
３２ 負荷
３３ 発電装置
３４ 燃料電池
３６ 電力変換部
３７ 制御部
４０ 電流センサ
５０ 擬似出力部
５１ 擬似電流負荷
５２ 同期スイッチ
５３ 擬似電流制御スイッチ
６１ 電流センサ
６２ ネットワーク
６３ サーバ

Claims (6)

1. 電流センサが順潮流を検出する間発電する発電装置と電力制御装置とを含む電力制御システムの制御方法であって、
   前記電力制御装置が、前記電流センサにより検出される擬似電流を生成するステップと、
   前記擬似電流と前記発電装置の発電量との関係を示す発電ユニットデータを前記電力制御装置が取得するステップと、
   前記発電ユニットデータに基づいて前記電力制御装置が前記擬似電流の調整を行うステップと、を含むことを特徴とする制御方法。
2. 前記電力制御装置が前記擬似電流の電流量を変化させることにより、これに対応して変化する前記発電装置の発電量に関する情報を用いて前記発電ユニットデータを生成するステップを含む請求項１に記載の制御方法。
3. 前記電力制御装置が、ネットワーク経由で前記電力制御装置外から前記発電ユニットデータを取得するステップを含む請求項１または２に記載の制御方法。
4. 前記電力制御装置が前記発電ユニットデータを記憶するステップを含む請求項２または３に記載の制御方法。
5. 電流センサが順潮流を検出する間発電する発電装置を含む電力制御システムに用いられる電力制御装置であって、
   前記電流センサにより検出される擬似電流を生成する擬似出力部と、
   前記擬似電流と前記発電装置の発電量との関係を示す発電ユニットデータを記憶する記憶部と、
   前記発電ユニットデータに基づいて前記擬似電流の調整を行う制御部と、を備えることを特徴とする電力制御装置。
6. 電流センサが順潮流を検出する間発電する発電装置と電力制御装置を含む電力制御システムであって、
   前記発電装置は、
   前記電流センサにより検出される擬似電流を生成する擬似出力部を備え、
   前記電力制御装置は、
   前記擬似出力部を制御する制御部と、前記擬似電流と前記発電装置の発電量との関係を示す発電ユニットデータを記憶する記憶部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記発電ユニットデータに基づいて前記擬似電流の調整を行う電力制御システム。

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