JP6268786B2 - パワーコンディショナ、パワーコンディショナシステムおよびパワーコンディショナの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、パワーコンディショナ、パワーコンディショナシステムおよびパワーコンディショナの制御方法に関する。

従来、太陽光発電装置等で発電された直流電力を商用電源等の交流電源に連系させるための装置としてパワーコンディショナやパワーコンディショナシステムが提案されている（特許文献１，２，３参照）。特に、特許文献３に記載されたパワーコンディショナシステムでは、負荷装置への電力供給元を、太陽光発電装置と交流電源とで切り替えることができる。

特開２０１３−３１３０８号公報 特開２０１３−３１３０９号公報 特開２０１３−１０６４５１号公報

しかしながら、特許文献３に記載された技術では、負荷装置への電力供給元を、太陽光発電装置と交流電源との間で切り替える際、負荷装置に印加される電圧が大きく変動してしまう虞がある。

そこで、本発明は、負荷装置に印加される電圧の変動を低減できるパワーコンディショナ、パワーコンディショナの制御方法およびパワーコンディショナシステムを提供することを目的とする。

本発明に係るパワーコンディショナは、線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作が可能である交直変換部と、交流電源から負荷装置に交流が供給される第１状態および交流電源から負荷装置に交流が供給されない第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、交直変換部を制御する制御部と、を備え、制御部が、第１状態から第２状態に切り替える前に、交直変換部から負荷装置に供給される交流の位相が、交流電源から負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、交直変換部を制御する。

また、他の観点から見た本発明に係るパワーコンディショナシステムは、発電装置からの直流電圧を変換して線路に供給する発電装置用変換装置と、蓄電池からの直流電圧を変換して前記線路に供給する放電動作、および前記線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置と、線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作が可能である交直変換部と、交流電源から前記負荷装置に交流が供給される第１状態および前記交流電源から前記負荷装置に交流が供給されない第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、前記交直変換部を制御する制御部と、を有するパワーコンディショナと、を備え、前記制御部は、前記第１状態から前記第２状態に切り替える前に、前記交直変換部から前記負荷装置に供給される交流の位相が、前記交流電源から前記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、前記交直変換部を制御する。

また、他の観点から見た本発明に係るパワーコンディショナの制御方法は、線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作が可能である交直変換部と、交流電源から前記負荷装置に交流が供給される第１状態および前記交流電源から前記負荷装置に交流が供給されない第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、前記交直変換部を制御する制御部と、を有するパワーコンディショナの制御方法であって、前記第１状態から前記第２状態に切り替える前に、前記交直変換部から前記負荷装置に供給される交流の位相が前記交流電源から前記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、前記交直変換部を制御するステップを含む。

なお、本発明は、このような特徴的なパワーコンディショナやパワーコンディショナシステム、パワーコンディショナの制御方法として実現することができるだけでなく、かかる電力供給方法で行われる特徴的なステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、上記パワーコンディショナやパワーコンディショナシステムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。更に、上記プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記憶させることができる。

本発明によれば、負荷装置に印加される電圧の変動を低減できるパワーコンディショナ、パワーコンディショナシステムおよびパワーコンディショナの制御方法を提供することを目的とする。

本実施形態に係るパワーコンディショナシステムの構成を示す図である。 本実施形態に係るパワーコンディショナの構成を示す図である。 本実施形態に係る蓄電池用変換装置の構成を示す図である。 本実施形態に係る蓄電池の充電率と電池電圧との対応関係を示す図である。 本実施形態に係る制御部の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る制御部の動作を説明するための図である。 本実施形態に係る制御部の動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係るパワーコンディショナシステムの動作を説明するための図である。 本実施形態に係るパワーコンディショナシステムの動作を説明するための図である。 変形例に係る制御部の動作を示すフローチャートである。 変形例に係る制御部の動作を示すフローチャートである。 変形例に係るパワーコンディショナの構成を示す図である。

［１．実施形態の要旨］
一般家庭およびオフィス等において、各種電気機器に供給する電力は、通常、電力系統からの交流電力である。

これに対して、例えば、自然エネルギの活用および電力系統の停電時の対処等のために、太陽電池等の発電装置、および蓄電池等を設置し、これら発電装置および蓄電池からの直流電力を交流電力に変換して各種電気機器に供給するためのパワーコンディショナやこれを用いたパワーコンディショナシステムが開発されている。この種のパワーコンディショナとしては、例えば、特許文献１〜３に記載されたものがある。特に、特許文献３に記載されたパワーコンディショナシステムでは、負荷装置への電力供給元を、太陽光発電装置と交流電源とで切り替えることができる。

ところが、特許文献３に記載された技術では、パワーコンディショナから出力される交流の位相と、交流電源から供給される交流の位相とがずれている場合がある。すると、電気機器等への電力供給元を、パワーコンディショナ側から交流電源側に切り替える際、電気機器等に供給される交流の位相跳躍に起因して、電圧または電流が大きく変動してしまう。そして、電気機器等に供給される交流の電圧または電流が大きく変動すると、電気機器等の動作が不安定になってしまう虞がある。

本発明の実施形態は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その要旨としては、少なくとも以下（１）〜（１０）に示す構成が含まれる。
（１）ある観点から見た本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作が可能である交直変換部と、交流電源から負荷装置への交流供給を行う第１状態および交流電源から負荷装置への交流供給を回避する第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、交直変換部を制御する制御部と、を備え、制御部が、第１状態から第２状態に切り替える前に、交直変換部から負荷装置に供給される交流の位相が交流電源から負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、交直変換部を制御する。

本構成によれば、制御部が、第１状態から第２状態に切り替える前に、交直変換部から負荷装置に供給される交流の位相が、交流電源から負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、交直変換部を制御する。これにより、第１状態から第２状態に切り替わる際、負荷装置に供給される交流における位相跳躍の発生が抑制される。従って、第１状態から第２状態に切り替わる際、上記位相跳躍の発生に起因して、負荷装置に印加される電圧の変動を低減できる。

（２）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、上記交直変換部が、更に、交流電源から供給される交流を直流に変換して上記線路に供給する整流動作が可能であり、上記制御部が、更に、上記第１状態において、上記交直変換部が上記整流動作を行うように、上記交直変換部を制御するものであってもよい。
本構成によれば、交流電源から負荷装置に交流を供給すると同時に、交流電源から交直変換部を介して線路に直流を供給することができる。これにより、例えば、線路に蓄電池が当該蓄電池への充電動作が可能な装置を介して接続されている場合、線路に供給された直流が蓄電池の充電に使用されるので、交流電源から出力される交流の利用率向上を図ることができる。

（３）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、蓄電池と上記線路との間に介挿され蓄電池の充電率を算出する蓄電池用変換装置と通信し、蓄電池用変換装置から蓄電池の充電率を示す情報を取得する通信部を更に備え、制御部が、充電率が第１充電率閾値を下回った場合、上記スイッチを上記第２状態から上記第１状態に切り替える。
本構成によれば、蓄電池の充電率が第１充電率閾値を下回った場合、制御部が、スイッチを第２状態から第１状態に切り替えることにより、交流電源から線路に直流が供給される。これにより、蓄電池の充電率が第１充電率閾値を下回った場合、交流電源から蓄電池への電力供給が可能となるので、蓄電池の充電率を第１充電率閾値以上で推移させることができる。

（４）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、上記制御部が、更に、上記スイッチが上記第１状態にある場合、上記充電率が第２充電率閾値を上回ったとき、スイッチを第１状態から上記第２状態に切り替えるものであってもよい。
本構成によれば、蓄電池の充電率が第２充電率閾値を上回った場合、制御部が、スイッチを第２状態から第１状態に切り替えることにより、交流電源から負荷装置への電力供給を遮断して、線路から負荷装置に電力が供給される。これにより、蓄電池の充電率が第２充電率閾値を上回った場合、蓄電池から負荷装置への電力供給ができるようになるので、交流電源の利用率を低減することができる。従って、省エネルギ化を図ることができる。

（５）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、上記制御部が、更に、前記スイッチが前記第１状態にある場合、上記充電率が第３充電率閾値を上回ったとき、上記スイッチを上記第１状態から上記第２状態に切り替えるものであってもよい。
本構成によれば、例えば、第３充電率閾値を蓄電池の充電率の最適範囲の上限値に設定したとする。この場合、制御部は、蓄電池の充電率が最適範囲の上限値を上回った場合にもスイッチを第１状態から第２状態に切り替える。これにより、蓄電池の充電率を、蓄電池にとって最適な範囲内で推移させることができるので、蓄電池の劣化を抑制することができる。

（６）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、上記制御部が、上記スイッチが上記第２状態にある場合、上記線路の電圧が第１電圧閾値を下回った場合、上記スイッチを上記第２状態から上記第１状態に切り替えるものであってもよい。
本構成によれば、線路の電圧が第１電圧閾値を下回った場合、制御部が、スイッチを第２状態から第１状態に切り替えることにより、交流電源から線路に直流が供給される。これにより、線路の電圧の低下に伴い、線路から負荷装置への電力供給が不足し、負荷装置の動作不良が発生してしまうことを防止できる。

（７）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、上記制御部が、更に、上記スイッチが上記第１状態にある場合、上記線路の電圧が第２電圧閾値を上回った場合、上記スイッチを上記第１状態から上記第２状態に切り替えるものであってもよい。
本構成によれば、線路の電圧が第２電圧閾値を上回った場合、制御部が、スイッチを第１状態から第２状態に切り替える。これにより、線路から負荷装置への電力供給が、交流電源から負荷装置への電力供給よりも優先的に行われる。従って、例えば、太陽光発電装置等の自然エネルギを活用した発電装置で生成される電力が線路に供給されている場合、当該発電装置で生成される電力の使用効率向上を図ることができ、自然エネルギの利用率向上を図ることができる。
また、本構成によれば、他の装置との通信を行う必要がないので、パワーコンディショナの構成の簡素化を図ることができる。

（８）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、上記制御部が、更に、上記スイッチが上記第１状態にある場合、上記線路の電圧が第３電圧閾値を上回ったとき、スイッチを第１状態から上記第２状態に切り替えるものであってもよい。
本構成によれば、線路の電圧が第３電圧閾値を上回った場合にもスイッチを第１状態から第２状態に切り替える。これにより、線路の電圧の上昇が抑制されるので、線路の電圧の異常上昇に起因した弊害の発生を抑制できる。

（９）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、上記制御部が、上記スイッチを上記第２状態から上記第１状態に切り替える場合、上記スイッチを切り替えた後、第１時間だけ経過してから上記交直変換部をインバータ動作から整流動作に切り替えるものであってもよい。
本構成によれば、制御部が、スイッチを切り替えた後、第１時間だけ経過してから交直変換部をインバータ動作から整流動作に切り替える。これにより、スイッチを切り替える際、負荷装置に交流が供給されない期間が発生するのを確実に防止できる。

（１０）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、上記制御部が、上記スイッチを上記第１状態から上記第２状態に切り替える場合、上記交直変換部を整流動作からインバータ動作に切り替えた後、第２時間だけ経過してから上記スイッチを切り替えるものであってもよい。
本構成によれば、制御部が、交直変換部をインバータ動作から整流動作に切り替えた後、第２時間だけ経過してからスイッチを切り替える。これにより、例えば、第２時間をインバータ動作が安定するまでに要する時間に設定すると、スイッチを切り替えた際、インバータ動作が不安定な状態で、交直変換部から負荷装置への交流供給がなされるのを防止できる。

（１１）また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナシステムは、発電装置からの直流電圧を変換して線路に供給する発電装置用変換装置と、蓄電池からの直流電圧を変換して上記線路に供給する放電動作、および上記線路からの直流電圧を変換して上記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置と、線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作が可能である交直変換部と、交流電源から上記負荷装置への交流供給を行う第１状態および上記交流電源から上記負荷装置への交流供給を回避する第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、上記交直変換部を制御する制御部と、を有するパワーコンディショナと、を備え、上記制御部は、上記第１状態から上記第２状態に切り替える前に、上記交直変換部から上記負荷装置に供給される交流の位相が、上記交流電源から上記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、上記交直変換部を制御する。

本構成によれば、制御部が、第１状態から第２状態に切り替える前に、交直変換部から負荷装置に供給される交流の位相が、交流電源から負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、交直変換部を制御する。これにより、第１状態から第２状態に切り替わる際、負荷装置に供給される交流における位相跳躍の発生が抑制される。従って、第１状態から第２状態に切り替わる際、上記位相跳躍の発生に起因して、負荷装置に印加される電圧の変動を低減できる。

（１２）また、本発明の実施形態に係る電力供給方法は、線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作が可能である交直変換部と、交流電源から上記負荷装置への交流供給を行う第１状態および上記交流電源から上記負荷装置への交流供給を回避する第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、上記交直変換部を制御する制御部と、を有するパワーコンディショナにおける電力供給方法であって、上記第１状態から上記第２状態に切り替える前に、上記交直変換部から上記負荷装置に供給される交流の位相が、上記交流電源から上記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、上記交直変換部を制御するステップを含む。

本構成によれば、第１状態から第２状態に切り替える前に、交直変換部から負荷装置に供給される交流の位相が、交流電源から負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、交直変換部を制御する。これにより、第１状態から第２状態に切り替わる際、負荷装置に供給される交流における位相跳躍の発生が抑制される。従って、第１状態から第２状態に切り替わる際、上記位相跳躍の発生に起因して、負荷装置に印加される電圧の変動を低減できる。

［２．実施形態の詳細］
＜１＞構成
図１は、本実施形態に係るパワーコンディショナシステム２０１の構成を示す図である。
パワーコンディショナシステム２０１は、蓄電池用変換装置１０１と、発電装置１０２と、発電装置用変換装置１０３と、交流電源１０４と、ＰＣＳ（パワーコンディショナ）１０５と、蓄電池１０６とを備える。ここで、蓄電池用変換装置１０１、発電装置用変換装置１０３およびＰＣＳ１０５は、線路１５１と電気的に接続されている。
発電装置１０２は、自然エネルギを利用した発電装置、例えば太陽光発電装置または風力発電機であり、発電した直流電力を発電装置用変換装置１０３へ出力する。発電装置１０２の出力電力は、例えば２．４ｋＷである。
発電装置用変換装置１０３は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータであり、発電装置１０２から受けた直流電力を異なる電圧値の直流電力に変換して線路１５１へ出力する。発電装置用変換装置１０３は、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御を行なうことにより、発電装置１０２の出力電力の最大化を図る。

蓄電池１０６は、例えば、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、レドックスフロー電池またはＮＡＳ電池である。蓄電池１０６は、例えば、起電力が１２Ｖであり、容量が１０５Ａｈであり、出力電力が５ｋＷｈであり、４直列の鉛蓄電池である。あるいは、蓄電池１０６は、例えば、起電力が３０Ｖであり、容量が４０Ａｈであり、出力電力が２．４ｋＷｈであり、２直列のＬｉイオン電池である。

蓄電池用変換装置１０１は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、蓄電池１０６と線路１５１との間に介挿されている。この蓄電池用変換装置１０１は、放電動作において、蓄電池１０６からの直流電力を異なる電圧値の直流電力に変換して線路１５１へ出力し、充電動作において、線路１５１からの直流電力を異なる電圧値の直流電力に変換して蓄電池１０６へ出力する。
また、蓄電池用変換装置１０１は、蓄電池１０６の充電率を算出する機能と、算出した蓄電池１０６の充電率を示す情報をＰＣＳ１０５に送信する機能とを有する。
なお、この蓄電池用変換装置１０１の詳細は後述する。

ＰＣＳ１０５は、双方向インバータ（交直変換部）１３と、スイッチ１４とを含んで構成される。
双方向インバータ１３は、線路１５１からの直流を交流に変換して負荷装置１０８へ出力したり、交流電源１０４からの交流電力を直流電力に変換して線路１５１へ出力したりする。ここで、交流電源１０４は、例えば商用電力系統等であり、負荷装置１０８は、例えば家電機器等である。
スイッチ１４は、交流電源１０４と負荷装置１０８とを接続する線路に介挿されている。スイッチ１４は、線路１５１から負荷装置１０８へ電力を供給する場合はオン状態となり、交流電源１０４から負荷装置１０８および線路１５１へ電力を供給する場合はオフ状態となる。
また、ＰＣＳ１０５は、蓄電池用変換装置１０１と通信し、蓄電池用変換装置１０１から蓄電池１０６の充電率を示す情報を取得する機能を有する。
なお、このＰＣＳ１０５の詳細については後述する。

キャパシタ１０９は、線路１５１の電圧（以下、「線路電圧」と称する。）の平滑化を図るためのものであり、線路１５１に接続されている。なお、線路電圧は、例えば１６０Ｖ〜１９０Ｖの範囲内に設定される。

＜ＰＣＳの詳細＞
図２は、本実施形態に係るＰＣＳ１０５の構成を示す図である。
ＰＣＳ１０５は、測定部１１と、制御部１２と、双方向インバータ（交直変換部）１３と、スイッチ１４と、操作部１５と、通信部１６と、突入電流防止回路１７と、を備える。また、ＰＣＳ１０５は、更に、電圧測定器４１，４３，４４と、電流測定器４２とを備える。

測定部１１は、線路電圧Ｖｄｃ、電流Ｉｇ、双方向インバータ１３の負荷装置１０８側の電圧Ｖｇおよび交流電源１０４の出力電圧Ｖｇａｃの測定値を制御部１２へ出力する。ここで、測定部１１は、線路電圧Ｖｄｃの測定値を電圧測定器４１から取得し、電圧Ｖｇの測定値を電圧測定器４３から取得し、電圧Ｖｇａｃの測定値を電圧測定器４４から取得する。また、測定部１１は、電流Ｉｇの測定値を電流測定器４２から取得する。

制御部１２は、コンピュータを有して構成され、双方向インバータ１３およびスイッチ１４の動作を制御する。この制御部１２の各機能は、コンピュータが所定のコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。ここで、コンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、Ｉ／Ｏインターフェースおよびこれらを互いに接続するバス等からなる。なお、制御部１２は、必ずしも１つのコンピュータから構成されているものに限定されるものではなく、複数のコンピュータから構成されているものであってもよい。

制御部１２は、測定部１１から入力される電圧Ｖｄｃ，Ｖｇ，Ｖｇａｃの電圧値や電流Ｉｇの電流値に基づいて、双方向インバータ１３に制御信号を入力する。
また、制御部１２は、操作部１５から送られてくる供給元切替信号と、蓄電池用変換装置１０１から通信部１６を介して送られてくる蓄電池１０６の蓄電率Ｑとに基づいて、スイッチ１４に制御信号を入力する。

双方向インバータ１３は、第１ドライブ回路２３と、インバータ回路２４とを備える。この双方向インバータ１３は、線路１５１から供給される直流を交流に変換して負荷装置１０８に供給するインバータ動作が可能であると共に、交流電源１０４からスイッチ１４を通じて供給される交流を直流に変換して線路１５１に供給する整流動作も可能である。
インバータ回路２４は、４つのトランジスタ３１，３２，３３，３４と、インダクタ３５，３６と、コモンモードフィルタ３８と、キャパシタ３７，３９とを含む。なお、インバータ回路２４は、トランジスタの代わりに他の種類のスイッチング素子を含む構成であってもよい。
第１ドライブ回路２３は、制御部１２から入力される制御信号に従って、インバータ回路２４におけるトランジスタ３１，３２，３３，３４用のゲート信号を生成し、トランジスタ３１，３２，３３，３４へ出力する。

トランジスタ３１，３２，３３，３４は、例えば逆流阻止ダイオードを有するＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、第１ドライブ回路２３から入力されるゲート信号に基づいてスイッチング動作をする。

操作部１５は、ユーザが負荷装置１０８への電力供給元を、線路１５１から交流電源１０４或いは交流電源１０４から線路１５１に切り替える場合に、ユーザにより操作されるものである。操作部１５は、ユーザによる電力供給元を切り替えるための操作を受け付けると、供給元切替信号を制御部１２へ送る。この操作部１５は、例えば、周知のユーザインターフェース等を利用したものから構成される。

通信部１６は、後述の蓄電池用変換装置１０１が有する通信部２１６と有線接続または無線接続され、当該通信部２１６と通信可能となっている。そして、通信部１６は、蓄電池用変換装置１０１との間で通信を行い、蓄電池用変換装置１０１から蓄電池１０６の蓄電率Ｑを示す情報を取得して制御部１２に送る。

スイッチ１４は、２つのトランジスタ４５，４６と、各トランジスタ４５，４６を駆動させる第２ドライブ回路４７とを備える。２つのトランジスタ４５，４６は、例えば逆流阻止ダイオードを有するＩＧＢＴからなる。なお、スイッチ１４は、トランジスタの代わりに他の種類のスイッチング素子を含む構成であってもよい。
第２ドライブ回路４７は、制御部１２から入力される制御信号に基づいて、２つのトランジスタ４５，４６をオンオフさせる。
以後、「スイッチ１４がオン状態にある」とは、トランジスタ４５，４６の両方がオン状態にある場合を意味し、「スイッチ１４がオフ状態にある」とは、トランジスタ４５，４６の両方がオフ状態にある場合を意味するものとする。

突入電流防止回路１７は、スイッチ１４がオン状態からオフ状態に切り替わる際に、負荷装置１０８に過電流（突入電流）が流入するのを防止するための回路である。この突入電流防止回路１７は、例えば、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタを利用した回路等を用いればよい。
例えば、双方向インバータ１３が、インバータ動作をしているときに、スイッチ１４がオンすると、双方向インバータ１３と交流電源１０４の両方から負荷装置１０８に向かって交流電流が流入する。このときに、突入電流防止回路１７は、負荷装置１０８に流入する交流電流を制限することにより、負荷装置１０８を保護する。

＜蓄電池用変換装置の詳細＞
図３は、本実施の形態に係る蓄電池用変換装置１０１の構成を示す図である。
蓄電池用変換装置１０１は、測定部２１１と、制御部２１２と、電圧変換部２１３と、通信部２１６とを備える。また、蓄電池用変換装置１０１は、更に、電圧測定器２３６，２３７と、電流測定器２３８とを備える。

測定部２１１は、線路電圧Ｖｄｃ、電池電圧Ｖｂおよび電池電流Ｉｂｄｃの測定値を制御部２１２へ出力する。ここで、測定部２１１は、線路電圧Ｖｄｃの測定値を電圧測定器２３７から取得し、蓄電池１０６の例えば端子間の電圧である電池電圧Ｖｂの測定値を電圧測定器２３６から取得する。また、測定部２１１は、蓄電池１０６および電圧変換部２１３間を流れる電流、具体的には蓄電池１０６に入力または出力される電池電流Ｉｂｄｃの測定値を、電流測定器２３８から取得する。

制御部２１２は、コンピュータを有して構成されている。そして、制御部１２の各機能は、コンピュータが所定のコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。ここで、コンピュータは、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏインターフェースおよびこれらを互いに接続するバス等からなる。なお、制御部２１２は、必ずしも１つのコンピュータから構成されているものに限定されるものではなく、複数のコンピュータから構成されているものであってもよい。
制御部２１２は、測定部２１１から入力される線路電圧Ｖｄｃや電池電圧Ｖｂに基づいて、蓄電池１０６の充電動作および蓄電池１０６の放電動作のいずれかを行うための制御信号を電圧変換部２１３へ出力する。

また、制御部２１２は、蓄電池１０６の充電率と電池電圧Ｖｂとの対応関係を示す情報を保持している。
図４は、本実施形態に係る蓄電池１０６の充電率Ｑと電池電圧Ｖｂとの対応関係の一例を示す図である。
蓄電池１０６は、充電率が１００％のときの電池電圧が最も大きく、充電率が下がるにつれて電池電圧が小さくなっている。制御部２１２は、このような対応関係を示す情報を、関係式またはルックアップテーブルの形で保持している。

ここにおいて、制御部２１２は、測定部２１１から取得した電池電圧Ｖｂおよび電池電流Ｉｂｄｃの測定値に基づいて、蓄電池１０６の起電力、即ち蓄電池１０６の端子電圧から蓄電池１０６の内部抵抗を通して流れる電流による電圧分が除外された電圧値を算出する。そして、制御部２１２は、図４に示すような、蓄電池１０６の充電率Ｑと電池電圧Ｖｂとの対応関係を示す情報を参照して、蓄電池１０６の充電率を算出し、算出した蓄電池１０６の充電率を示す情報を通信部２１６に送る。

更に、制御部２１２は、測定部２１１から入力される電圧Ｖｄｃ、電池電圧Ｖｂおよび電池電流Ｉｂｄｃの測定値に基づいてＰＩ（比例積分）演算を行ない、トランジスタ２３３，２３４のスイッチングのデューティ比を算出し、算出したディーディ比に対応する制御信号を電圧変換部２１３へ出力する。

電圧変換部２１３は、蓄電池１０６に対して定電流充電を行なったり、蓄電池１０６に対して定電流放電を行ったりする。
電圧変換部２１３は、ドライブ回路２２３と、昇降圧チョッパ回路２２４とを含む。昇降圧チョッパ回路２２４は、キャパシタ２３１，２３５と、インダクタ２３２と、トランジスタ２３３，２３４とを含む。なお、昇降圧チョッパ回路２２４は、トランジスタの代わりに他の種類のスイッチング素子を含む構成であってもよい。

ドライブ回路２２３は、制御部２１２から入力される制御信号に基づいて、昇降圧チョッパ回路２２４におけるトランジスタ２３３，２３４用のＰＷＭ制御信号をそれぞれ生成し、トランジスタ２３３，２３４へ出力する。

トランジスタ２３３，２３４は、例えば逆流阻止ダイオードを有するＩＧＢＴであり、ドライブ回路２２３から受けたＰＷＭ制御信号に基づいてスイッチングする。これにより、例えば、蓄電池１０６の放電動作において、蓄電池１０６の電池電圧Ｖｂが昇圧されて線路１５１に供給され、蓄電池１０６の充電動作において、線路１５１の電圧Ｖｄｃが降圧されて蓄電池１０６に供給される。

ここにおいて、ドライブ回路２２３は、蓄電池１０６の充電動作において、トランジスタ２３３を常時オフさせ、蓄電池１０６の入力電流Ｉｂｄｃが所定値になるようにトランジスタ２３４をスイッチングさせる。また、ドライブ回路２２３は、蓄電池１０６の放電動作において、トランジスタ２３４を常時オフさせ、蓄電池１０６の出力電流Ｉｂｄｃが所定値になるようにトランジスタ２３３をスイッチングさせる。

通信部２１６は、ＰＣＳ１０５が有する通信部１６と有線接続または無線接続され、当該通信部２１６と通信可能となっている。そして、通信部２１６は、ＰＣＳ１０５との間で通信を行い、制御部２１２から送られてくる蓄電池１０６の蓄電率Ｑを示す情報を、ＰＣＳ１０５に送る。

＜２＞動作
本実施形態に係るＰＣＳ１０５が有する制御部１２の動作について説明する。ここでは、ＰＣＳ１０５の電源投入直後は、スイッチ１４がオフ状態、即ち、交流電源１０４から負荷装置１０８に交流が供給されない状態（第２状態）で維持されており、双方向インバータ１３がインバータ動作をしているものとする。
図５および図７は、本実施形態に係る制御部１２の動作を示すフローチャートである。
図５に示すように、まず、制御部１２が、スイッチ１４をオフ状態で維持するとともに、双方向インバータ１３をインバータ動作させている（ステップＳ１１）。ここで、「インバータ動作」とは、線路１５１から供給される直流を交流に変換して負荷装置１０８に供給する動作を意味する。ここにおいて、制御部１２は、双方向インバータ１３から負荷装置１０８に出力される電圧の振幅が一定となるように、双方向インバータ１３を定電圧制御している。

次に、制御部１２は、ユーザによる負荷装置１０８の電力供給元の切り替え操作が有ったか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部１２は、操作部１５から、負荷装置１０８への電力供給元を切り替える旨を示す上記供給元切替信号が入力されたか否かを判定する。
ステップＳ１２において、切り替え操作が有ったと判定されると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御部１２は、ステップＳ１４の処理を行う。
一方、ステップＳ１２において、切り替え操作が無いと判定されると（ステップＳ１２：Ｎｏ）、制御部１２は、蓄電池１０６の充電率Ｑが、第１充電率閾値Ｑｔｈ１よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。この第１充電率閾値は、例えば１２％に設定される。

ステップＳ１３において、蓄電池１０６の充電率Ｑが、第１充電率閾値Ｑｔｈ１以上であると判定されると（ステップＳ１３：Ｎｏ）、制御部１２は、再び、ステップＳ１１の処理を行う。
一方、ステップＳ１３において、蓄電池１０６の充電率Ｑが、第１充電率閾値Ｑｔｈ１よりも小さいと判定されると（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、制御部１２は、双方向インバータ１３から出力される交流の位相と、交流電源１０４から出力される交流の位相とを一致させる位相一致制御を行う（ステップＳ１４）。ここでは、制御部１２が、第１ドライブ回路２３に入力する制御信号を変化させることにより、トランジスタ３１，３２，３３，３４の動作タイミングを変化させて、双方向インバータ１３から出力される交流の位相を変化させる。

図６は、本実施形態に係る位相一致制御の際の電圧波形を示す図である。
図６に示すように、双方向インバータ１３の出力電圧Ｖｇと、交流電源１０４の出力電圧Ｖｇａｃとが一致していないとする。この場合、制御部１２は、位相一致制御において、双方向インバータ１３から出力される交流の位相を進めることにより（図６（ａ）中の矢印参照）、電圧Ｖｇの位相と電圧Ｖｇａｃの位相とを一致させる。
なお、「位相が一致している」とは、必ずしも厳密に一致している必要はなく、例えば、電圧Ｖｇの位相と電圧Ｖｇａｃの位相とのずれ量が±５％の範囲内であることを意味する。

図５に戻って、ステップＳ１４の後、制御部１２は、線路１５１から双方向インバータ１３を介して負荷装置１０８に供給されている交流についてゼロクロス点の検出を試み（ステップＳ１５）、ゼロクロス点が検出された時点で、スイッチ１４をオンする（ステップＳ１６）。

つまり、スイッチ１４が交流電源１０４から負荷装置１０８に交流が供給されない状態（第２状態）にあるとする。この場合、制御部１２は、充電率Ｑが第１充電率閾値Ｑｔｈ１を下回ったとき、スイッチ１４を第２状態から交流電源１０４から負荷装置１０８に交流が供給される状態（第１状態）に切り替える。これにより、蓄電池１０６の充電率Ｑが第１充電率閾値Ｑｔｈ１を下回った場合、交流電源１０４から蓄電池１０６への電力供給が可能となるので、蓄電池１０６の充電率Ｑを第１充電率閾値Ｑｔｈ１以上で推移させることができる。

また、制御部１２が、スイッチ１４を第２状態から第１状態に切り替える場合、スイッチ１４を切り替えた後、第１時間だけ経過してから双方向インバータ１３をインバータ動作から整流動作に切り替える。これにより、スイッチ１４を切り替える際、負荷装置１０８に交流が供給されない期間が発生するのを確実に防止できる。

次に、制御部１２は、第１時間だけ待機する（ステップＳ１７）。このとき、負荷装置１０８には、交流電源１０４と双方向インバータ１３の両方から交流が供給されている状態となる。この第１時間は、例えば、１ｍｉｎに設定すればよい。

その後、図７に示すように、制御部１２は、スイッチ１４をオン状態で維持するとともに、双方向インバータ１３を整流動作させる（ステップＳ２１）。ここで、「整流動作」とは、交流電源１０４から供給される交流を直流に変換して線路１５１に供給する動作を意味する。ここにおいて、制御部１２は、双方向インバータ１３から線路１５１に出力される電流が一定となるように、双方向インバータ１３を定電流制御する。

次に、制御部１２は、ユーザにより切り替え操作が有ったか否かを判定する（ステップＳ２２）。具体的には、制御部１２は、操作部１５から上記供給元切替信号が入力されたか否かを判定する。
ステップＳ２２において、切り替え操作が有ったと判定されると（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御部１２は、ステップＳ２４の処理を行う。
一方、ステップＳ２２において、切り替え操作が無いと判定されると（ステップＳ２２：Ｎｏ）、制御部１２は、蓄電池１０６の充電率Ｑが、第２充電率閾値Ｑｔｈ２よりも大きい否かを判定する（ステップＳ２３）。この第２充電率閾値は、例えば５０％に設定される。

ステップＳ２３において、蓄電池１０６の充電率Ｑが、第２充電率閾値Ｑｔｈ２以下であると判定されると（ステップＳ２３：Ｎｏ）、制御部１２は、再び、ステップＳ２１の処理を行う。
一方、ステップＳ２３において、蓄電池１０６の充電率Ｑが、第２充電率閾値Ｑｔｈ２よりも大きいと判定されると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、制御部１２は、双方向インバータ１３をインバータ動作させる（ステップＳ２４）。
続いて、制御部１２は、双方向インバータ１３がインバータ動作をしている状態で第２時間だけ待機する（ステップＳ２５）。この第２時間は、双方向インバータ１３が整流動作からインバータ動作に切り替わった後、インバータ動作が安定するまでの時間に相当する。この第２時間は、例えば、１ｍｉｎに設定すればよい。

その後、制御部１２は、双方向インバータ１３から出力される交流の位相と、交流電源１０４から出力される交流の位相とを一致させる位相一致制御を行う（ステップＳ２６）。このとき、制御部１２は、前述のステップＳ１４における処理と同様に、双方向インバータ１３から出力される交流の位相を進めることにより、電圧Ｖｇの位相と電圧Ｖｇａｃの位相とを一致させる。

その後、制御部１２は、線路１５１から双方向インバータ１３を介して負荷装置１０８に供給されている交流についてゼロクロス点の検出を試み（ステップＳ２７）、ゼロクロス点が検出された時点で、スイッチ１４をオフする（ステップＳ２８）。

つまり、スイッチ１４が交流電源１０４から負荷装置１０８に交流が供給する状態（第１状態）にあるとする。この場合、制御部１２は、蓄電池１０６の充電率Ｑが第２充電率閾値Ｑｔｈ２を上回ったとき、スイッチ１４を第１状態から、交流電源１０４から負荷装置１０８への交流供給を回避して双方向インバータ１３への交流供給を行う状態（第２状態）に切り替える。すると、交流電源１０４から負荷装置１０８への電力供給が遮断され、線路１５１から負荷装置１０８に電力供給がなされる。
これにより、蓄電池１０６の充電率Ｑが第２充電率閾値Ｑｔｈ２を上回った場合、蓄電池１０６から負荷装置１０８への電力供給が可能となるので、交流電源１０４の利用率を低減することができる。従って、省エネルギ化を図ることができる。

また、制御部１２は、双方向インバータ１３を整流動作からからインバータ動作に切り替えた後、第２時間だけ経過してからスイッチ１４を切り替える。これにより、前述のように、第２時間をインバータ動作が安定するまでに要する時間に設定すると、スイッチ１４を切り替える際、インバータ動作が不安定な状態で、双方向インバータ１３から負荷装置１０８への交流供給がなされるのを防止できる。

図８および図９に、本実施形態に係るパワーコンディショナシステム２０１における電力供給路を示す概略図である。ここで、（ａ）は、双方向インバータ１３がインバータ動作を行っており、スイッチ１４がオフ状態の場合を示す。また、（ｂ）は、双方向インバータ１３がインバータ動作を行っており、スイッチ１４がオン状態の場合を示す。図９は、双方向インバータ１３が整流動作を行っており、スイッチ１４がオン状態の場合を示す。
図８（ａ）に示すように、双方向インバータ１３がインバータ動作を行っており、スイッチ１４がオフ状態の場合、発電装置１０２から発電装置用変換装置１０３、線路１５１を経由してＰＣＳ１０５に直流が供給される（破線Ｐ１参照）。
同時に、蓄電池１０６から蓄電池用変換装置１０１、線路１５１を経由してＰＣＳ１０５に直流が供給される。そして、双方向インバータ１３は、ＰＣＳ１０５に供給される直流を交流に変換して負荷装置１０８に供給する（破線Ｐ２参照）。

図８（ａ）に示す状態において、制御部１２がステップＳ１２またはステップＳ１３で、Ｙｅｓと判定されると（図５参照）、まず、図８（ｂ）に示すように、双方向インバータ１３がインバータ動作を行っており、スイッチ１４がオンしている状態になる。このとき、発電装置１０２および蓄電池１０６からＰＣＳ１０５に直流が供給される（破線Ｐ１，Ｐ２参照）。そして、双方向インバータ１３は、ＰＣＳ１０５に供給される直流を交流に変換して負荷装置１０８に供給する。
同時に、交流電源１０４から負荷装置１０８にも交流が供給される（破線Ｐ３参照）。

その後、図９に示すように、双方向インバータ１３が整流動作を行っており、スイッチ１４がオンしている状態に移行する。このとき、交流電源１０４からスイッチ１４を経由して負荷装置１０８に交流が供給される（破線Ｐ３参照）。
同時に、交流電源１０４からスイッチ１４を経由して双方向インバータ１３に交流が供給される。そして、双方向インバータ１３は、自機に供給される交流を直流に変換して線路１５１に供給する。ここで、蓄電池用変換装置１０１は、線路電圧Ｖｄｃの大きさに応じて、線路１５１から供給される直流を降圧して蓄電池１０６に供給し、蓄電池１０６を充電する（破線Ｐ４参照）。

また、図９に示す状態において、制御部１２がステップＳ２２またはステップＳ２３で、Ｙｅｓと判定されると（図７参照）、まず、図８（ｂ）に示すように、双方向インバータ１３がインバータ動作を行っており、スイッチ１４がオンしている状態になる。その後、図８（ａ）に示すように、双方向インバータ１３がインバータ動作を行っており、スイッチ１４がオフしている状態となる。

＜３＞まとめ
結局、本実施形態に係るＰＣＳ１０５によれば、制御部１２が、第１状態から第２状態に切り替える前に、双方向インバータ（交直変換部）１３から負荷装置１０８に供給される交流の位相が、交流電源１０４から負荷装置１０８に供給される交流の位相に一致するように、双方向インバータ１３を制御する。これにより、第１状態から第２状態に切り替わる際、負荷装置１０８に供給される交流における位相跳躍の発生が抑制される。従って、第１状態から第２状態に切り替わる際、上記位相跳躍の発生に起因して、負荷装置１０８に印加される電圧の変動を低減できる。
従って、例えば、負荷装置１０８が、炊飯器や生命維持装置等の大きな電圧変動を回避すべき機器ある場合には、本実施形態に係るＰＣＳ１０５は好適である。

また、本実施形態に係るＰＣＳ１０５によれば、交流電源１０４から負荷装置１０８に交流を供給すると同時に、交流電源１０４から双方向インバータ１３を介して線路１５１に直流を供給することができる。これにより、例えば、本実施形態に係るパワーコンディショナシステム２０１のように、線路１５１に蓄電池１０６が当該蓄電池１０６の充電動作が可能な蓄電池用変換装置１０１を介して接続されているとする。この場合、線路１５１に供給された直流が蓄電池１０６の充電に使用されるので、交流電源１０４から出力される交流の利用率向上を図ることができる。

ところで、交流電源１０４から供給される交流を直流に変換して線路１５１に供給する回路として、整流回路とＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｊｎ）回路とを組み合わせたものが使用されることが多い。ここにおいて、ＰＦＣ回路は、交流電源１０４から線路１５１への入力力率を改善する目的で用いられている。
これに対して、本実施形態に係るＰＣＳ１０５は、双方向インバータ１３を整流動作させることにより、交流電源１０４から線路１５１に電力供給を行う。これにより、ＰＦＣ回路を別途設けることなく、交流電源１０４への高調波ノイズの影響を抑制できる。つまり、ＰＦＣ回路が不要になる分、ＰＣＳ１０５のコスト低減を図ることができるという利点もある。

［３．変形例］
（１）実施形態では、蓄電池１０６の充電率Ｑに基づいて、電力供給元を切り替える例について説明したが、電力供給元を切り替える基準は、蓄電池１０６の充電率Ｑに限定されるものではなく、例えば、線路電圧Ｖｄｃによって変化させてもよい。
図１０および図１１は、本変形例に係る制御部１２の動作を示すフローチャートである。

図１０に示すように、制御部１２の動作は、実施形態と略同じであり、蓄電池１０６の充電率Ｑと第１、第２充電率閾値Ｑｔｈ１，Ｑｔｈ２との比較を行う代わりに、線路電圧Ｖｄｃと第１、第２電圧閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２との比較を行う点が相違する。
具体的には、図１０に示すように、双方向インバータ１３がインバータ動作を行っている場合、制御部１２は、切り替え操作がないと判定されると（ステップＳ１２：Ｎｏ）、線路電圧Ｖｄｃが第１電圧閾値Ｖｔｈ１より小さいか否かを判定する（ステップＳ３３）。そして、線路電圧Ｖｄｃが第１電圧閾値Ｖｔｈ１より小さいとき（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、制御部１２は、ステップＳ１４，Ｓ１５の処理を経て、スイッチ１４をオンさせる（ステップＳ１６）。これにより、負荷装置１０８の電力供給元が、線路１５１から交流電源１０４に切り替わる。

つまり、本変形例に係るＰＣＳ１０５では、線路１５１の電圧Ｖｄｃが第１電圧閾値Ｖｔｈ１を下回った場合、制御部１２が、スイッチ１４を第２状態から第１状態に切り替える。これにより、交流電源１０４から線路１５１に直流が供給される。従って、線路１５１の電圧Ｖｄｃの低下に伴い、線路１５１から負荷装置１０８への電力供給が不足し、負荷装置１０８の動作不良が発生してしまうことを防止できる。

また、図１１に示すように、双方向インバータ１３が整流動作を行っている場合、制御部１２は、切り替え操作がないと判定されると（ステップＳ２２：Ｎｏ）、線路電圧Ｖｄｃが第２電圧閾値Ｖｔｈ１より大きいか否かを判定する（ステップＳ４３）。そして、線路電圧Ｖｄｃが第２電圧閾値Ｖｔｈ１より大きいとき（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、制御部１２は、ステップＳ２４〜Ｓ２７の処理を経て、スイッチ１４をオフさせる（ステップＳ２８）。これにより、負荷装置１０８の電力供給元が、交流電源１０４から線路１５１に切り替わる。

つまり、本変形例に係るＰＣＳ１０５では、線路１５１の電圧Ｖｄｃが第２電圧閾値Ｖｔｈ２を上回った場合、制御部１２が、スイッチ１４を第１状態から第２状態に切り替える。これにより、線路１５１から負荷装置１０８への電力供給が、交流電源１０４から負荷装置１０８への電力供給よりも優先的に行われる。従って、本変形例に係るＰＣＳ１０５のように、太陽光発電装置等の自然エネルギを活用した発電装置１０２で生成される電力が線路１５１に供給されているとする。この場合、発電装置１０２で生成される電力の使用効率向上を図ることができ、ひいては、自然エネルギの利用率向上を図ることができる。
また、蓄電池用変換装置１０１等の他の装置との通信を行う必要がないので、ＰＣＳ１０５の構成の簡素化を図ることができる。

（２）実施形態において、制御部１２が、蓄電池１０６の充電率Ｑが蓄電池１０６の充電率の最適範囲を外れた場合に、負荷装置１０８の電力供給元を線路１５１から交流電源１０４に切り替えてもよい。
例えば、スイッチ１４が交流電源１０４から負荷装置１０８への交流供給を行うとともに、交流電源１０４から双方向インバータ１３への交流供給を行っている状態（第１状態）にあるとする。この場合、制御部１２が、充電率Ｑが第１充電率閾値Ｑｔｈ１を下回ったときに加えて、第３充電率閾値Ｑｔｈ３を上回ったとき、スイッチ１４を第１状態から交流電源１０４から負荷装置１０８および双方向インバータ１３への交流供給を回避する状態（第２状態）に切り替えるようにしてもよい。

ここにおいて、蓄電池１０６は、その種類によって充電率Ｑを推移させる最適範囲が異なる。例えば、蓄電池１０６が鉛電池から構成される場合、充電率Ｑは１００％（満充電）近傍で推移するのが好ましい。一方、蓄電池１０６がリチウムイオン電池等から構成される場合、充電率Ｑが１００％近傍で推移するのは好ましくない。
具体的には、蓄電池１０６の種類がリチウムイオン電池やニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、レドックスフロー電池であれば、蓄電池１０６の充電率を５０％以下の状態で推移させるのが好ましい。

この場合、第１充電率閾値Ｑｔｈ１を２５％に設定し、第３充電率閾値Ｑｔｈ３を５０％に設定すればよい。すると、制御部１２は、蓄電池１０６の充電率Ｑが２５％以上５０％以下の最適範囲から外れた場合に、スイッチ１４を第２状態から第１状態に切り替えることにより、負荷装置１０８の電力供給元を線路１５１から交流電源１０４に切り替える。

結局、本変形例によれば、例えば、第３充電率閾値Ｑｔｈ３を蓄電池１０６の充電率Ｑの最適範囲の上限値に設定したとする。この場合、制御部１２は、蓄電池１０６の充電率Ｑが最適範囲の上限値を上回った場合にもスイッチ１４を第２状態から第１状態に切り替える。これにより、蓄電池１０６の充電率Ｑを、蓄電池１０６にとって最適な範囲内で推移させることができるので、蓄電池１０６の劣化を抑制することができる。

（３）変形例（１）において、制御部１２が、線路電圧Ｖｄｃが所定の上限値を超えた場合に、負荷装置１０８の電力供給元を線路１５１から交流電源１０４に切り替えてもよい。
例えば、スイッチ１４が交流電源１０４から負荷装置１０８への交流供給を行うとともに、交流電源１０４から双方向インバータ１３への交流供給を行っている状態（第１状態）にあるとする。この場合、制御部１２が、線路電圧Ｖｄｃが第１電圧閾値Ｖｔｈ１を下回ったときに加えて、第３電圧閾値Ｖｔｈ３を上回ったとき、スイッチ１４を第１状態から交流電源１０４から負荷装置１０８および双方向インバータ１３への交流供給を回避する状態（第２状態）に切り替えるようにしてもよい。ここで、第３電圧閾値Ｖｔｈ３は、例えば線路電圧Ｖｄｃに対する許容電圧の上限値（例えば、１９０Ｖ）に設定すればよい。

ここにおいて、線路電圧Ｖｄｃが異常上昇している場合には、パワーコンディショナシステム２０１を保護するために、線路電圧Ｖｄｃの上昇を抑制する必要がある。
これに対して、本変形例（１）に係るＰＣＳ１０５では、前述のように、線路電圧Ｖｄｃが第３電圧閾値Ｖｔｈ３を超えた場合に、スイッチ１４を第２状態から第１状態に切り替えることにより、負荷装置１０８の電力供給元を交流電源１０４側から線路１５１側に切り替える。
これにより、交流電源１０４から線路１５１への電力供給が遮断されるので、線路電圧Ｖｄｃの上昇が抑制されるので、線路１５１の電圧Ｖｄｃの異常上昇に起因した弊害の発生を抑制できる。

（４）実施形態に係るＰＣＳ１０５は、双方向インバータ１３を備える例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、双方向インバータ１３の代わりに、インバータ動作のみ行う回路を備える構成であってもよい。

（５）実施形態に係るＰＣＳ１０５は、線路１５１に接続される例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、蓄電池１０６に直接接続されるものであってもよい。
図１２は、本変形例に係るＰＣＳ３０５の構成を示す図である。なお、図１２において、実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

ＰＣＳ３０５は、交流電源１０４と蓄電池１０６と負荷装置１０８とに接続されている。
ＰＣＳ３０５は、双方向インバータ１３およびスイッチ１４に加えて、電圧変換部２１３を備える点および他装置との通信を行う通信部を備えていない点が実施形態と相違する。そして、制御部３１２が、測定部３１１から入力される蓄電池１０６の電池電圧Ｖｂに基づいて、スイッチ１４をオンオフ動作させる。
また、ＰＣＳ３０５では、双方向インバータ１３と電圧変換部２１３とが、ＤＣリンク部（線路）３５１により接続されている。そして、ＤＣリンク部３５１には、平滑化用のキャパシタ３０９と、ＤＣリンク部３５１の電圧Ｖｄｃを測定する電圧測定器３４１とが設けられている。

測定部３１１は、ＤＣリンク部３５１の電圧Ｖｄｃ、電流Ｉｇ、双方向インバータ１３の負荷装置１０８側の電圧Ｖｇ、交流電源１０４の出力電圧Ｖｇａｃの測定値、蓄電池１０６の電池電圧Ｖｂおよび電池電流Ｉｂｄｃを制御部１２へ出力する。ここで、測定部１１は、ＤＣリンク部３５１の電圧Ｖｄｃの測定値を電圧測定器３４１から取得し、電池電圧Ｖｂの測定値を電圧測定器２３６から取得する。また、測定部１１は、電池電流Ｉｂｄｃの測定値を電流測定器２３８から取得する。

制御部３１２は、測定部３１１から入力される電圧Ｖｄｃ，Ｖｇ，Ｖｇａｃの電圧値や電流Ｉｇの電流値に基づいて、双方向インバータ１３に制御信号を入力する。また、制御部３１２は、操作部１５から送られてくる供給元切替信号と電池電圧Ｖｂとに基づいて、スイッチ１４に制御信号を入力する。更に、制御部３１２は、測定部３１１から入力されるＤＣリンク部３５１の電圧Ｖｄｃや電池電圧Ｖｂに基づいて、蓄電池１０６の充電動作および蓄電池１０６の放電動作のいずれかを行うための制御信号を電圧変換部２１３へ出力する。

ここにおいて、制御部３１２は、前述の図４に示すような、蓄電池１０６の充電率と電池電圧Ｖｂとの対応関係を示す情報を保持しており、測定部３１１から入力される電池電圧Ｖｂから蓄電池１０６の充電率Ｑを算出する。そして、制御部３１２は、蓄電池１０６の充電率Ｑと前述の第１、第２充電率閾値Ｑｔｈ１，Ｑｔｈ２とを比較した結果に基づいて、スイッチ１４をオンオフ動作させる。

本変形例に係るＰＣＳ３０５によれば、蓄電池用変換装置１０１等の他の装置との通信を行う必要がないので、ＰＣＳ３０５の構成の簡素化を図ることができる。

［４．付記］
上記実施の形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１１，２１１ 測定部
１２，２１２ 制御部
１３ 双方向インバータ（交直変換部）
１４ スイッチ
１５ 操作部
１６，２１６ 通信部
１７ 突入電流防止回路
２３ 第１ドライブ回路
２４ インバータ回路
３１，３２，３３，３４，４５，４６，２３３，２３４ トランジスタ
３７，３９，１０９，２３１，２３５，３０９ キャパシタ
３５，３６，２３２ インダクタ
３８ コモンモードフィルタ
４１，４３，４４，２３６ 電圧測定器
４２，２３８ 電流測定器
４７ 第２ドライブ回路
１０１ 蓄電池用変換装置
１０２ 発電装置
１０３ 発電装置用変換装置
１０４ 交流電源
１０５，３０５ パワーコンディショナ（ＰＣＳ）
１０６ 蓄電池
２０１ パワーコンディショナシステム
２１３ 電圧変換部
２２３ ドライブ回路

Claims (12)

1. 線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作、および交流電源から供給される交流を直流に変換して前記線路に供給する整流動作が可能である交直変換部と、
   交流電源から前記負荷装置への交流供給を行う第１状態および前記交流電源から前記負荷装置への交流供給を回避する第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、
   前記交直変換部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１状態において、前記交直変換部が整流動作を行うように、前記交直変換部を制御し、
   前記第１状態から前記第２状態に切り替える前に、前記交直変換部から前記負荷装置に供給される交流の位相が、前記交流電源から前記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、前記交直変換部を制御し、
   前記スイッチを前記第２状態から前記第１状態に切り替える場合、前記スイッチを切り替えた後、少なくとも第１時間だけ経過してから前記交直変換部をインバータ動作から整流動作に切り替える
   パワーコンディショナ。
2. 線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作、および交流電源から供給される交流を直流に変換して前記線路に供給する整流動作が可能である交直変換部と、
   交流電源から前記負荷装置への交流供給を行う第１状態および前記交流電源から前記負荷装置への交流供給を回避する第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、
   前記交直変換部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１状態において、前記交直変換部が整流動作を行うように、前記交直変換部を制御し、
   前記第１状態から前記第２状態に切り替える前に、前記交直変換部から前記負荷装置に供給される交流の位相が、前記交流電源から前記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、前記交直変換部を制御し、
   前記スイッチを前記第１状態から前記第２状態に切り替える場合、前記交直変換部を整流動作からインバータ動作に切り替えた後、少なくとも第２時間だけ経過してから前記スイッチを切り替える
   パワーコンディショナ。
3. 蓄電池と前記線路との間に介挿され前記蓄電池の充電率を算出する蓄電池用変換装置と通信し、前記蓄電池用変換装置から前記蓄電池の充電率を示す情報を取得する通信部を更に備え、
   前記制御部は、前記スイッチが第２状態にある場合、前記充電率が第１充電率閾値を下回ったとき、前記スイッチを前記第２状態から前記第１状態に切り替える
   請求項１または請求項２記載のパワーコンディショナ。
4. 前記制御部は、更に、前記スイッチが第１状態にある場合、前記充電率が第２充電率閾値を上回ったとき、前記スイッチを前記第１状態から前記第２状態に切り替える
   請求項３記載のパワーコンディショナ。
5. 前記制御部は、更に、前記スイッチが前記第１状態にある場合、前記充電率が第３充電率閾値を上回ったとき、前記スイッチを前記第１状態から前記第２状態に切り替える
   請求項３または請求項４記載のパワーコンディショナ。
6. 前記制御部は、前記スイッチが前記第２状態にある場合、前記線路の電圧が第１電圧閾値を下回ったとき、前記スイッチを前記第２状態から前記第１状態に切り替える
   請求項１または請求項２記載のパワーコンディショナ。
7. 前記制御部は、更に、前記スイッチが前記第１状態にある場合、前記線路の電圧が第２電圧閾値を上回ったとき、前記スイッチを前記第１状態から前記第２状態に切り替える
   請求項６記載のパワーコンディショナ。
8. 前記制御部は、更に、前記スイッチが前記第１状態にある場合、前記線路の電圧が第３電圧閾値を上回ったとき、前記スイッチを前記第１状態から前記第２状態に切り替える
   請求項６または請求項７記載のパワーコンディショナ。
9. 発電装置からの直流電圧を変換して線路に供給する発電装置用変換装置と、
   蓄電池からの直流電圧を変換して前記線路に供給する放電動作、および前記線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置と、
   線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作、および交流電源から供給される交流を直流に変換して前記線路に供給する整流動作が可能である交直変換部と、交流電源から前記負荷装置に交流が供給される第１状態および前記交流電源から前記負荷装置に交流が供給されない第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、前記交直変換部を制御する制御部と、を有するパワーコンディショナと、を備え、
   前記制御部は、
   前記第１状態において、前記交直変換部が整流動作を行うように、前記交直変換部を制御し、
   前記第１状態から前記第２状態に切り替える前に、前記交直変換部から前記負荷装置に供給される交流の位相が、前記交流電源から前記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、前記交直変換部を制御し、
   前記スイッチを前記第２状態から前記第１状態に切り替える場合、前記スイッチを切り替えた後、少なくとも第１時間だけ経過してから前記交直変換部をインバータ動作から整流動作に切り替える
   パワーコンディショナシステム。
10. 発電装置からの直流電圧を変換して線路に供給する発電装置用変換装置と、
    蓄電池からの直流電圧を変換して前記線路に供給する放電動作、および前記線路からの直流電圧を変換して前記蓄電池に供給する充電動作を行なうことが可能な蓄電池用変換装置と、
    線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作、および交流電源から供給される交流を直流に変換して前記線路に供給する整流動作が可能である交直変換部と、交流電源から前記負荷装置に交流が供給される第１状態および前記交流電源から前記負荷装置に交流が供給されない第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、前記交直変換部を制御する制御部と、を有するパワーコンディショナと、を備え、
    前記制御部は、
    前記第１状態において、前記交直変換部が整流動作を行うように、前記交直変換部を制御し、
    前記第１状態から前記第２状態に切り替える前に、前記交直変換部から前記負荷装置に供給される交流の位相が、前記交流電源から前記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、前記交直変換部を制御し、
    前記スイッチを前記第１状態から前記第２状態に切り替える場合、前記交直変換部を整流動作からインバータ動作に切り替えた後、少なくとも第２時間だけ経過してから前記スイッチを切り替える
    パワーコンディショナシステム。
11. 線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作、および交流電源から供給される交流を直流に変換して前記線路に供給する整流動作が可能である交直変換部と、交流電源から前記負荷装置に交流が供給される第１状態および前記交流電源から前記負荷装置に交流が供給されない第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、前記交直変換部を制御する制御部と、を有するパワーコンディショナにおける電力供給方法であって、
    前記第１状態において、前記交直変換部が整流動作を行うように、前記交直変換部を制御するステップと、
    前記第１状態から前記第２状態に切り替える前に、前記交直変換部から前記負荷装置に供給される交流の位相が、前記交流電源から前記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、前記交直変換部を制御するステップと、
    前記スイッチを前記第２状態から前記第１状態に切り替える場合、前記スイッチを切り替えた後、少なくとも第１時間だけ経過してから前記交直変換部をインバータ動作から整流動作に切り替えるステップと、を含む
    パワーコンディショナの制御方法。
12. 線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ動作、および交流電源から供給される交流を直流に変換して前記線路に供給する整流動作が可能である交直変換部と、交流電源から前記負荷装置に交流が供給される第１状態および前記交流電源から前記負荷装置に交流が供給されない第２状態のいずれか一方に切り替えるスイッチと、前記交直変換部を制御する制御部と、を有するパワーコンディショナにおける電力供給方法であって、
    前記第１状態において、前記交直変換部が整流動作を行うように、前記交直変換部を制御するステップと、
    前記第１状態から前記第２状態に切り替える前に、前記交直変換部から前記負荷装置に供給される交流の位相が、前記交流電源から前記負荷装置に供給される交流の位相に一致するように、前記交直変換部を制御するステップと、
    前記スイッチを前記第１状態から前記第２状態に切り替える場合、前記交直変換部を整流動作からインバータ動作に切り替えた後、少なくとも第２時間だけ経過してから前記スイッチを切り替えるステップと、を含む
    パワーコンディショナの制御方法。

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