JP6505350B1 - 電力変換システム - Google Patents

Abstract

直流電力を蓄えるＤＣリンク部（２２）を備えるＰＶ−ＰＣＳ（２）と、直流電力を蓄えるＤＣリンク部（１２）を備えるＥＶ−ＰＣＳ（１）と、ＤＣリンク部（２２）とＤＣリンク部（１２）とを接続する制御を行うＤＣ連携制御装置（９）と、を備え、ＤＣ連携制御装置（９）は、ＤＣリレー（９６，９７）と、突入電流を減少させる突入防止抵抗（９４）と、ＰＶ−ＰＣＳ（２）の運転状態と、ＥＶ−ＰＣＳ（１）の運転状態と、ＤＣリレー（９６，９７）とＤＣリンク部（２２）との間で検出される電圧および電流と、ＤＣリレー（９６，９７）とＤＣリンク部（１２）との間で検出される電圧および電流とを用いて、ＤＣリレー（９６，９７）を制御する制御部（９３）と、を備える。

Description

本発明は、分散電源を用いる電力変換システムに関する。

近年、太陽電池、蓄電池などの分散電源を用いて、各家庭で電気をマネジメントする需要が増えてきている。身近なところでは、太陽光発電により発生した直流電力を電力系統に連携できるように交流電力に変換する電力変換システムとして、太陽光発電システム（以下、ＰＶ−ＰＣＳ（PhotoVoltaic Power Conditioning System）と称する）がある。ＰＶ−ＰＣＳにおいて、ＤＣ（Direct Current）／ＤＣコンバータ回路は、太陽光発電により発生した直流電力の電圧を、ＤＣ／ＡＣ（Alternating Current）インバータ回路の入力電圧に適した直流電力の電圧に変換する。電圧変換後の直流電力が蓄えられるブロックは、ＤＣリンク部と呼ばれる。ＤＣ／ＡＣインバータ回路は、ＤＣリンク部に蓄えられた直流電力を、商用の交流電力に変換する。変換後の商用の交流電力は、家庭内の電気機器で使用され、また、電力会社へ送電すなわち売電される。また、蓄電池と家庭または公共施設との間で電力の充放電を行う電力変換システムとして、電気自動車（以下、ＥＶ（Electric Vehicle）と称する）に搭載された蓄電池を用いたＥＶ−ＰＣＳ（Electric Vehicle Power Conditioning System）、固定型のリチウムイオン二次電池などの蓄電池を用いた定置型蓄電ＰＣＳ（Power Conditioning System）がある。

分散電源からの電力を変換するこれらの電力変換システムを複数個用いてシステムを構成する場合、ＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳへ電力を供給し、ＰＶ−ＰＣＳから定置型蓄電ＰＣＳへ電力を供給することが可能である。しかしながら、電力変換システムを複数個用いたシステムでは、直流電力から交流電力へ電力変換を行った後に送電し、交流電力から直流電力へ電力変換を行うことになり、電力変換システム間で電力を送電する度に電力変換ロスが発生する。このような問題に対して、特許文献１には、太陽光発電により発生した直流電力を交流電力に変換して電力系統側に出力するＰＣＳと、充放電可能な蓄電池を伴う電力供給システムとを備え、ＰＣＳから電力供給システムへ直流電力を供給することで制御形態の複雑化を抑えつつ、電力変換ロスを低減する技術が開示されている。

特開２０１３−２１９８８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、直流の大電力を供給することになるため、ＰＣＳが供給する直流電力および蓄電池の充電状態によっては、装置および負荷に大きな突入電流が流れてしまう、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の分散電源を備える場合に、分散電源間で電力を給電する際の電力変換ロスを低減しつつ、突入電流を低減可能な電力変換システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電力変換システムは、太陽光パネルで発電された直流電力の電圧を変換後の直流電力を蓄える第１の直流リンク部を備える第１の電力変換装置と、系統電源から供給された交流電力が変換された直流電力を蓄える第２の直流リンク部と、第２の直流リンク部に蓄えられた直流電力または第１の蓄電池に蓄えられた直流電力の電圧を変換する変換部とを備え、第１の蓄電池に充放電する第２の電力変換装置と、第１の直流リンク部と第２の直流リンク部とを接続する制御を行う連携制御装置と、系統電源から供給された交流電力が変換された直流電力を蓄える第３の直流リンク部と、第３の直流リンク部に蓄えられた直流電力または第２の蓄電池に蓄えられた直流電力の電圧を変換する変換部とを備え、第２の蓄電池に充放電する第３の電力変換装置と、を備える。連携制御装置は、第１の直流リンク部と第２の直流リンク部とを接続または遮断する第１のリレーと、第１の直流リンク部と第２の直流リンク部とを第１のリレーで接続した際に発生する突入電流を減少させる突入防止抵抗と、第１の電力変換装置の運転状態と、第２の電力変換装置の運転状態と、第１のリレーと第１の直流リンク部との間で検出される電圧および電流と、第１のリレーと第２の直流リンク部との間で検出される電圧および電流とを用いて、第１のリレーを制御する制御部と、第１の直流リンク部と第３の直流リンク部とを接続または遮断する第２のリレーと、を備える。突入防止抵抗は、第１の直流リンク部と第３の直流リンク部とを第２のリレーで接続した際に発生する突入電流を減少させる。制御部は、第１の電力変換装置の運転状態と、第３の電力変換装置の運転状態と、第２のリレーと第１の直流リンク部との間で検出される電圧および電流と、第２のリレーと第３の直流リンク部との間で検出される電圧および電流とを用いて、第２のリレーを制御することを特徴とする。

本発明に係る電力変換システムは、複数の分散電源を備える場合に、分散電源間で電力を給電する際の電力変換ロスを低減しつつ、突入電流を低減できる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る電力変換システムの構成例を示す図 実施の形態１に係る電力変換システムにおいて太陽光パネルからＥＶへの直流電力の給電経路を示す図 実施の形態１に係る電力変換システムにおいてＤＣ連携制御装置がＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳに直流電力を給電する処理を示す第１のフローチャート 実施の形態１に係る電力変換システムにおいてＤＣ連携制御装置がＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳに直流電力を給電する処理を示す第２のフローチャート 実施の形態１に係るＤＣ連携制御装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 実施の形態１に係るＤＣ連携制御装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図 実施の形態２に係る電力変換システムの構成例を示す図 実施の形態３に係る電力変換システムの構成例を示す図 実施の形態３に係る電力変換システムにおいてＤＣ連携制御装置がＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳおよび定置型蓄電ＰＣＳに直流電力を給電する処理を示す第１のフローチャート 実施の形態３に係る電力変換システムにおいてＤＣ連携制御装置がＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳおよび定置型蓄電ＰＣＳに直流電力を給電する処理を示す第２のフローチャート 実施の形態３に係る電力変換システムにおいてＤＣ連携制御装置がＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳおよび定置型蓄電ＰＣＳに直流電力を給電する処理を示す第３のフローチャート 実施の形態３に係る電力変換システムにおいてＤＣ連携制御装置がＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳおよび定置型蓄電ＰＣＳに直流電力を給電する処理を示す第４のフローチャート 実施の形態３に係る電力変換システムにおいてＤＣ連携制御装置がＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳおよび定置型蓄電ＰＣＳに直流電力を給電する処理を示す第５のフローチャート 実施の形態３に係る電力変換システムにおいてＤＣ連携制御装置がＰＶ−ＰＣＳからＥＶ−ＰＣＳおよび定置型蓄電ＰＣＳに直流電力を給電する処理を示す第６のフローチャート

以下に、本発明の実施の形態に係る電力変換システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力変換システム２００の構成例を示す図である。電力変換システム２００は、ＥＶ−ＰＣＳ１と、ＰＶ−ＰＣＳ２と、定置型蓄電ＰＣＳ３と、ブレーカ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと、ＤＣ連携制御装置９と、を備える。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ４が備える蓄電池４０との間で直流電力の充放電を行う。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ／ＤＣ変換部１１と、ＤＣリンク部１２と、ＤＣ／ＡＣ変換部１３と、制御部１４と、を備える。

ＤＣ／ＤＣ変換部１１は、蓄電池４０に蓄えられた直流電力の電圧を変換し、電圧変換後の直流電力をＤＣリンク部１２に出力する変換部である。また、ＤＣ／ＤＣ変換部１１は、ＤＣリンク部１２に蓄えられた直流電力の電圧を変換し、電圧変換後の直流電力で蓄電池４０を充電する。ＤＣ／ＤＣ変換部１１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路である。なお、図１では、ＤＣ／ＤＣ変換部を「ＤＣ／ＤＣ」と表記している。以降においても同様とする。

ＤＣリンク部１２は、ＤＣ／ＤＣ変換部１１によって電圧変換された直流電力、およびＤＣ／ＡＣ変換部１３によって交流電力から変換された直流電力を蓄える直流リンク部である。ＤＣリンク部１２は、例えば、直流電力を蓄えるコンデンサを備える。

ＤＣ／ＡＣ変換部１３は、ＤＣリンク部１２に蓄えられた直流電力を商用の交流電力に変換する変換部である。また、ＤＣ／ＡＣ変換部１３は、系統電源６から供給された商用の交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力をＤＣリンク部１２に出力する。ＤＣ／ＡＣ変換部１３は、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータ回路である。なお、図１では、ＤＣ／ＡＣ変換部を「ＤＣ／ＡＣ」と表記している。以降においても同様とする。

制御部１４は、ＤＣ連携制御装置９と通信を行い、ＥＶ−ＰＣＳ１の動作を制御する。具体的には、制御部１４は、ＤＣ／ＤＣ変換部１１、ＤＣリンク部１２、およびＤＣ／ＡＣ変換部１３を制御して、系統電源６から供給された商用の交流電力を直流電力に変換し、蓄電池４０を充電する。また、制御部１４は、ＤＣ／ＤＣ変換部１１、ＤＣリンク部１２、およびＤＣ／ＡＣ変換部１３を制御して、蓄電池４０に蓄えられている直流電力を放電して交流電力に変換し、宅内８０の家庭内機器７、宅内８０を介して系統電源６などに給電する。また、制御部１４は、ＤＣ／ＤＣ変換部１１、ＤＣリンク部１２、およびＤＣ／ＡＣ変換部１３を制御して、ＤＣ連携制御装置９を介してＰＶ−ＰＣＳ２から給電された直流電力の電圧を変換し、蓄電池４０を充電する。

ＰＶ−ＰＣＳ２は、太陽光パネル５で発電された直流電力を交流電力に変換する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１と、ＤＣリンク部２２と、ＤＣ／ＡＣ変換部２３と、制御部２４と、を備える。

ＤＣ／ＤＣ変換部２１は、太陽光パネル５で発電された直流電力の電圧を変換し、電圧変換後の直流電力をＤＣリンク部２２に出力する変換部である。ＤＣ／ＤＣ変換部２１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路である。

ＤＣリンク部２２は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１によって電圧変換された直流電力を蓄える直流リンク部である。ＤＣリンク部２２は、例えば、直流電力を蓄えるコンデンサを備える。

ＤＣ／ＡＣ変換部２３は、ＤＣリンク部２２に蓄えられた直流電力を商用の交流電力に変換する変換部である。ＤＣ／ＡＣ変換部２３は、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータ回路である。

制御部２４は、ＤＣ連携制御装置９と通信を行い、ＰＶ−ＰＣＳ２の動作を制御する。具体的には、制御部２４は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１、ＤＣリンク部２２、およびＤＣ／ＡＣ変換部２３を制御して、太陽光パネル５で発電された直流電力を交流電力に変換し、宅内８０の家庭内機器７、宅内８０を介して系統電源６などに給電する。また、制御部２４は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１、およびＤＣリンク部２２を制御して、ＤＣリンク部２２に蓄えられた直流電力をＤＣ連携制御装置９に給電する。

定置型蓄電ＰＣＳ３は、内包する蓄電池３０との間で直流電力の充放電を行う。定置型蓄電ＰＣＳ３は、蓄電池３０と、ＤＣ／ＤＣ変換部３１と、ＤＣリンク部３２と、ＤＣ／ＡＣ変換部３３と、を備える。

蓄電池３０は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１によって電圧変換された直流電力を蓄える。蓄電池３０は、宅内８０に設置されていてもよいし、宅内８０の外部に設置されていてもよい。

ＤＣ／ＤＣ変換部３１は、蓄電池３０に蓄えられた直流電力の電圧を変換し、電圧変換後の直流電力をＤＣリンク部３２に出力する変換部である。また、ＤＣ／ＤＣ変換部３１は、ＤＣリンク部３２に蓄えられた直流電力の電圧を変換し、電圧変換後の直流電力で蓄電池３０を充電する。ＤＣ／ＤＣ変換部３１は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路である。

ＤＣリンク部３２は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１によって電圧変換された直流電力、およびＤＣ／ＡＣ変換部３３によって交流電力から変換された直流電力を蓄える直流リンク部である。ＤＣリンク部３２は、例えば、直流電力を蓄えるコンデンサを備える。

ＤＣ／ＡＣ変換部３３は、ＤＣリンク部３２に蓄えられた直流電力を商用の交流電力に変換する変換部である。また、ＤＣ／ＡＣ変換部３３は、系統電源６から供給された商用の交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力をＤＣリンク部３２に出力する。ＤＣ／ＡＣ変換部３３は、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータ回路である。

ブレーカ８ａは、宅内８０に設置され、ＥＶ−ＰＣＳ１と、家庭内機器７などが接続された系統電源ライン８１との接続を制御する。ブレーカ８ｂは、宅内８０に設置され、ＰＶ−ＰＣＳ２と、系統電源ライン８１との接続を制御する。ブレーカ８ｃは、宅内８０に設置され、定置型蓄電ＰＣＳ３と、系統電源ライン８１との接続を制御する。ブレーカ８ｄは、宅内８０に設置され、系統電源６と、系統電源ライン８１との接続を制御する。ここで、系統電源６は、商用の交流電力を供給する電源である。家庭内機器７は、宅内８０に設置された、空気調和機、冷蔵庫などの電気機器である。宅内８０において、ブレーカ８ａ〜８ｄおよび家庭内機器７は、系統電源ライン８１を介して接続されている。

ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２とＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２とを電気的に接続する制御を行う連携制御装置である。また、ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１への直流電力の給電を制御する。ＤＣ連携制御装置９は、インターフェイス部９１と、電源部９２と、制御部９３と、突入防止抵抗９４と、突入防止リレー９５と、ＤＣリレー９６，９７と、インターフェイス部９８と、電流検出部１００と、電圧検出部１０１と、電流検出部１０２と、電圧検出部１０３と、を備える。

インターフェイス部９１は、ＰＶ−ＰＣＳ２と接続する受電側の接続部である。インターフェイス部９１は、ＰＶ−ＰＣＳ２から直流電力の給電を受け、さらに、ＰＶ−ＰＣＳ２の制御部２４とＤＣ連携制御装置９の制御部９３との間の通信を中継する。

電源部９２は、主電力ラインＰ，Ｎを介してＰＶ−ＰＣＳ２から直流電力の給電を受け、制御部９３を動作させるための制御電源を生成する。電源部９２は、生成した制御電源を制御部９３に供給する。

制御部９３は、ＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１への直流電力の給電を制御する。制御部９３は、受電側のインターフェイス部９１を介してＰＶ−ＰＣＳ２と通信を行い、ＰＶ−ＰＣＳ２からＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を受信する。ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態は、例えば、ＰＶ−ＰＣＳ２の定格電圧、定格電流、運転モード、接続状態などの情報を含む。なお、運転状態の情報に含まれるものは、これらに限定されない。また、制御部９３は、送電側のインターフェイス部９８を介してＥＶ−ＰＣＳ１と通信を行い、ＥＶ−ＰＣＳ１からＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を受信する。ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態は、例えば、ＥＶ−ＰＣＳ１の定格電圧、定格電流、運転モード、接続状態などの情報を含む。なお、運転状態の情報に含まれるものは、これらに限定されない。また、制御部９３は、電流検出部１００，１０２で検出された電流の情報、および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧の情報を、ＥＶ−ＰＣＳ１およびＰＶ−ＰＣＳ２に送信する。制御部９３は、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態と、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態と、ＤＣリレー９６，９７とＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２との間で検出される電圧および電流と、ＤＣリレー９６，９７とＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２との間で検出される電圧および電流とを用いて、ＤＣリレー９６，９７を制御する。また、制御部９３は、ＥＶ−ＰＣＳ１およびＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態を確認し、ＥＶ−ＰＣＳ１およびＰＶ−ＰＣＳ２のうち少なくとも一方の状態が異常と判断した場合、ＥＶ４への充電運転を停止する保護用停止信号を生成し、ＥＶ−ＰＣＳ１およびＰＶ−ＰＣＳ２に送信する。

突入防止抵抗９４は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２とＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２とをＤＣリレー９６，９７で接続した際に発生する突入電流を減少させるための抵抗である。突入防止リレー９５は、ＤＣリレー９６，９７が接続された際に発生する突入電流を防止するためのリレーである。

ＤＣリレー９６は、主電力ラインＰにおいて、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２とＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２との間を接続または遮断するリレーである。ＤＣリレー９７は、主電力ラインＮにおいて、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２とＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２との間を接続または遮断するリレーである。

インターフェイス部９８は、ＥＶ−ＰＣＳ１と接続する送電側の接続部である。インターフェイス部９８は、ＥＶ−ＰＣＳ１に直流電力を給電し、さらに、ＥＶ−ＰＣＳ１の制御部１４とＤＣ連携制御装置９の制御部９３との間の通信を中継する。

電流検出部１００は、ＤＣリレー９６よりもＰＶ−ＰＣＳ２側において、主電力ラインＰに流れる直流電力の電流の値すなわち電流値を検出する。電圧検出部１０１は、ＤＣリレー９６，９７よりもＰＶ−ＰＣＳ２側において、主電力ラインＰ，Ｎ間の電圧の値すなわち電圧値を検出する。電流検出部１０２は、ＤＣリレー９６よりもＥＶ−ＰＣＳ１側において、主電力ラインＰに流れる直流電力の電流の値すなわち電流値を検出する。電圧検出部１０３は、ＤＣリレー９６，９７よりもＥＶ−ＰＣＳ１側において、主電力ラインＰ，Ｎ間の電圧の値すなわち電圧値を検出する。

ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１およびＰＶ−ＰＣＳ２と通信を行い、ＰＶ−ＰＣＳ２から受信したＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を確認するとともにＥＶ−ＰＣＳ１に送信し、ＥＶ−ＰＣＳ１から受信したＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を確認するとともにＰＶ−ＰＣＳ２に送信する。ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１およびＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を相互に伝達することで、ＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１への直流電力の電力供給の制御を円滑に行うことが可能になる。

以降の説明において、ＰＶ−ＰＣＳ２を第１の電力変換装置と称し、ＥＶ−ＰＣＳ１を第２の電力変換装置と称し、定置型蓄電ＰＣＳ３を第３の電力変換装置と称することがある。また、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２を第１の直流リンク部と称し、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２を第２の直流リンク部と称し、定置型蓄電ＰＣＳ３のＤＣリンク部３２を第３の直流リンク部と称することがある。また、ＥＶ４の蓄電池４０を第１の蓄電池と称し、定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０を第２の蓄電池と称することがある。なお、定置型蓄電ＰＣＳ３を第２の電力変換装置と称し、ＥＶ−ＰＣＳ１を第３の電力変換装置と称してもよい。この場合、定置型蓄電ＰＣＳ３のＤＣリンク部３２を第２の直流リンク部と称し、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２を第３の直流リンク部と称する。また、定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０を第１の蓄電池と称し、ＥＶ４の蓄電池４０を第２の蓄電池と称する。

電力変換システム２００は、同種のＰＣＳを備えることも可能である。すなわち、電力変換システム２００は、２つ以上のＥＶ−ＰＣＳ１を備えてもよいし、２つ以上の定置型蓄電ＰＣＳ３を備えてもよい。

ＤＣ連携制御装置９を備えない電力変換システムは、太陽光パネルで発電された直流電力をＥＶに給電したい場合、ＰＶ−ＰＣＳとＥＶ−ＰＣＳとを接続する宅内の系統電源ラインを介して交流電力で給電する。ＤＣ連携制御装置９を備えない電力変換システムは、ＰＶ−ＰＣＳで直流電力を一度交流電力に変換した後、さらにＥＶ−ＰＣＳで交流電力を直流電力に電力変換する必要があった。具体的には、ＤＣ連携制御装置９を備えない電力変換システムは、直流電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣ変換、直流電力から交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換、交流電力から直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換、およびＤＣ／ＤＣ変換の順に電力変換を４回行う。一般的に、電力変換は、パワー素子のスイッチングによるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって行われ、電力の供給量が調整される。しかしながら、電力変換は、スイッチングに起因する電力変換損失を伴う。すなわち、電力変換の回数が多いほど、電力変換損失も大きくなる。

本実施の形態では、電力変換システム２００は、ＤＣ連携制御装置９を用いることで、ＤＣ連携制御装置９を備えない電力変換システムと比較して、電力変換の回数を減らし、電力変換損失を低減する。電力変換システム２００において、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣ／ＤＣ変換部２１は、太陽光パネル５で発電される直流電力の電圧は太陽の状況によって大きく変化するため、ある一定の電圧の直流電力に電圧変換する。ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣ／ＤＣ変換部１１は、ある一定の電圧の直流電力の電圧を、ＥＶ４の蓄電池４０の電圧に合わせるため、電圧変換する。すなわち、電力変換システム２００は、２回の電力変換によって、太陽光パネル５で発電された直流電力をＥＶ４へ給電することができる。図２は、実施の形態１に係る電力変換システム２００において太陽光パネル５からＥＶ４への直流電力の給電経路を示す図である。図２では、給電経路を簡潔に示すため、ＥＶ−ＰＣＳ１、ＰＶ−ＰＣＳ２、およびＤＣ連携制御装置９の記載は簡略化している。図２に示すように、電力変換システム２００は、宅内８０の系統電源ライン８１を経由することなく、太陽光パネル５で発電された直流電力をＥＶ４に給電することができる。

ここで、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２に蓄えられている直流電力の電圧は、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態によって変化する。また、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２に蓄えられている直流電力の電圧は、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態によって変化する。また、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２に蓄えられている直流電力の電圧、およびＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２に蓄えられている直流電力の電圧は、そもそも異なることがある。そのため、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２とＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２とを接続した場合、両者に蓄えられている直流電力の電圧差によって、大きな突入電流が発生することが考えられる。

そのため、電力変換システム２００では、ＰＶ−ＰＣＳ２が、ＤＣ連携制御装置９を介してＥＶ−ＰＣＳ１へ、運転状態の情報を送信する。運転状態の情報には、前述の情報の他に、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２の電圧、ＰＶ−ＰＣＳ２からの定格出力電力などの情報を含んでいてもよい。また、ＥＶ−ＰＣＳ１が、ＤＣ連携制御装置９を介してＰＶ−ＰＣＳ２へ、運転状態の情報を送信する。運転状態の情報には、前述の情報の他に、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２の電圧、ＥＶ−ＰＣＳ１からの定格出力電力などの情報を含んでいてもよい。電力変換システム２００では、ＥＶ−ＰＣＳ１、ＰＶ−ＰＣＳ２、およびＤＣ連携制御装置９が、これらの運転状態の情報を共有することで、ＤＣ連携運転の可否、運転条件、制御内容などを決定し、大きな突入電流が発生しないよう、すなわち突入電流を低減する。

具体的に、ＤＣ連携制御装置９が、太陽光パネル５で発電された直流電力をＥＶ４に給電する場合について説明する。図３は、実施の形態１に係る電力変換システム２００においてＤＣ連携制御装置９がＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１に直流電力を給電する処理を示す第１のフローチャートである。また、図４は、実施の形態１に係る電力変換システム２００においてＤＣ連携制御装置９がＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１に直流電力を給電する処理を示す第２のフローチャートである。なお、図３および図４に示すフローチャートの説明において、特に断らない限り、ＰＶ−ＰＣＳ２の動作については実際には制御部２４が行い、ＤＣ連携制御装置９の動作については実際には制御部９３が行い、ＥＶ−ＰＣＳ１の動作については実際には制御部１４が行うものとする。

電力変換システム２００において、ＰＶ−ＰＣＳ２は、太陽光パネル５での直流電力の発電を確認すると、家庭内機器７へ交流電力の給電を開始するとともに、ＤＣ連携制御装置９へ直流電力の給電を開始する（ステップＳ１０１）。ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から直流電力が給電されると、電源部９２が制御電源を生成し、制御部９３が電源部９２から制御電源の供給を受けてＤＣ連携制御装置９の制御を開始する（ステップＳ２０１）。

ＰＶ−ＰＣＳ２は、給電開始の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ１０２）。ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から給電開始の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２において給電が開始されたという情報を確認するとともに（ステップＳ２０２）、給電開始の情報をＥＶ−ＰＣＳ１に送信する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ連携制御装置９から給電開始の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２において給電が開始されたという情報を確認する（ステップＳ３０１）。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、現在のＥＶ−ＰＣＳ１の運転モード、ＥＶ−ＰＣＳ１の定格出力電力などの情報を含む運転状態の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ３０２）。ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１から運転状態の情報を受信すると、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を確認するとともに（ステップＳ２０３）、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報をＰＶ−ＰＣＳ２に送信する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＤＣ連携制御装置９からＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を受信すると、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を確認する（ステップＳ１０３）。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、現在のＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードを確認する（ステップＳ３０３）。ＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードには、例えば、ＥＶ４の蓄電池４０に直流電力を充電する充電モード、ＥＶ４の蓄電池４０から直流電力を放電する放電モードなどがある。ＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードについては、ユーザが選択する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、現在のＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードが充電モードではない場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、ＤＣ連携制御装置９を介してＰＶ−ＰＣＳ２から直流電力の給電を受けるＤＣ連携運転の処理を終了する（ステップＳ３０４）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、現在のＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードが充電モードの場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０５の処理に進む。

ＰＶ−ＰＣＳ２は、現在のＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２に蓄えられている直流電力の電圧、ＰＶ−ＰＣＳ２の定格出力電力などの情報を含む運転状態の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ１０４）。ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から運転状態の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を確認するとともに（ステップＳ２０４）、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報をＥＶ−ＰＣＳ１に送信する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ連携制御装置９からＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を確認する（ステップＳ３０５）。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＰＶ−ＰＣＳ２とのＤＣ連携運転が可能か否かを判断する（ステップＳ３０６）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、例えば、ＰＶ−ＰＣＳ２の定格出力電力がＥＶ−ＰＣＳ１の定格出力電力を超えておらず、現在のＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２に蓄えられている直流電力の電圧から、太陽光パネル５での発電電圧が規定された電圧以上であって、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２の電圧に対してＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２の電圧が制御可能な範囲内の場合、ＰＶ−ＰＣＳ２とのＤＣ連携運転が可能と判断する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＰＶ−ＰＣＳ２とのＤＣ連携運転が可能ではないと判断した場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、ＤＣ連携運転の処理を終了する（ステップＳ３０４）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＰＶ−ＰＣＳ２とのＤＣ連携運転が可能と判断した場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、ＤＣリンク部１２の電圧とＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２の電圧との差分が規定された範囲内になるように、ＤＣリンク部１２の電圧を調整する（ステップＳ３０７）。この調整は、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２とＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２とを接続した際に発生する突入電流をできるだけ小さくするためのものである。例えば、ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２の電圧を大きくしたい場合、ＤＣ／ＡＣ変換部１３を制御して、系統電源６から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力をＤＣリンク部１２に蓄える。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣリンク部１２の電圧調整が完了すると、ＥＶ−ＰＣＳ１で受電可能な電力、電圧調整後のＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２に蓄えられている直流電力の電圧などの情報を含む運転状態の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ３０８）。ＥＶ−ＰＣＳ１で受電可能な電力とは、現在の蓄電池４０に蓄えられている直流電力に応じて、ＥＶ−ＰＣＳ１が蓄電池４０に充電可能な上限の電力である。充電可能な上限の電力については、電圧および電流の形式で表してもよい。ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１から運転状態の情報を受信すると、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を確認するとともに（ステップＳ２０５）、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報をＰＶ−ＰＣＳ２に送信する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＤＣ連携制御装置９からＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を受信すると、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を確認する（ステップＳ１０５）。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２の電圧を維持するため運転を停止する（ステップＳ３０９）。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２の電圧を維持するため運転を停止し（ステップＳ１０６）、運転を停止したという情報をＤＣ連携制御装置９に送信する。ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から運転停止の情報を受信するとＤＣリレー９６，９７を接続する（ステップＳ２０６）。このとき、ＤＣ連携制御装置９において、突入防止リレー９５は、電気的に開放されている。すなわち、ＤＣ連携制御装置９では、主電力ラインＰに突入防止抵抗９４がある状態でＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２とＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２とが接続されることになるため、相互のＤＣリンク部間の電圧差と突入防止抵抗９４の抵抗値とで決定される突入電流しか流れない。なお、ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１から取得したＥＶ−ＰＣＳ１に流れる電流の情報、ＰＶ−ＰＣＳ２から取得したＰＶ−ＰＣＳ２に流れる電流の情報、および電流検出部１００，１０２で検出される電流に基づいて、突入電流がいずれかの装置で使用されている部品の定格電流を超える場合、運転を停止する制御を行う。

ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００，１０２で検出された電流、および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧の情報を確認する（ステップＳ２０７）。ＤＣ連携制御装置９は、検出した電流および電圧の情報をＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１に送信し、情報を共有する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２の電圧を検出し、ＤＣリンク部２２の電圧の情報を確認する（ステップＳ１０７）。ＰＶ−ＰＣＳ２は、検出した電圧の情報をＤＣ連携制御装置９に送信し、情報を共有する。なお、ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から電圧の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２の電圧の情報を確認するとともに、ＰＶ−ＰＣＳ２の電圧の情報をＥＶ−ＰＣＳ１に送信する。以降においても同様とする。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２の電圧を検出し、ＤＣリンク部１２の電圧の情報を確認する（ステップＳ３１０）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、検出した電圧の情報をＤＣ連携制御装置９に送信し、情報を共有する。なお、ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１から電圧の情報を受信すると、ＥＶ−ＰＣＳ１の電圧の情報を確認するとともに、ＥＶ−ＰＣＳ１の電圧の情報をＰＶ−ＰＣＳ２に送信する。以降においても同様とする。

ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１で検出された電圧、電流検出部１００，１０２で検出された電流、および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧に基づいて異常を検知しなかった場合、突入防止リレー９５を電気的に接続させ（ステップＳ２０８）、突入防止抵抗９４を接続させる。異常を検知した場合とは、検出された電圧がいずれかの装置で使用されている部品の定格電圧を超えた場合、または、検出された電流がいずれかの装置で使用されている部品の定格電流を超えた場合である。

ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００，１０２で検出された電流、および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧の情報を確認する（ステップＳ２０９）。ＤＣ連携制御装置９は、検出した電流および電圧の情報をＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１に送信し、情報を共有する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２の電圧を検出し、ＤＣリンク部２２の電圧の情報を確認する（ステップＳ１０８）。ＰＶ−ＰＣＳ２は、検出した電圧の情報をＤＣ連携制御装置９に送信し、情報を共有する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２の電圧を検出し、ＤＣリンク部１２の電圧の情報を確認する（ステップＳ３１１）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、検出した電圧の情報をＤＣ連携制御装置９に送信し、情報を共有する。

ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＰＶ−ＰＣＳ２で検出された電圧、ＤＣ連携制御装置９の電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧に基づいて異常を検知しなかった場合、ＤＣ連携制御装置９を介してＥＶ−ＰＣＳ１へ直流電力を給電するＤＣ連携運転による給電運転を開始する（ステップＳ１０９）。また、ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ−ＰＣＳ１で検出された電圧、ＤＣ連携制御装置９の電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧に基づいて異常を検知しなかった場合、ＤＣ連携制御装置９を介してＰＶ−ＰＣＳ２から直流電力の給電を受け、蓄電池４０を充電するＤＣ連携運転による充電運転を開始する（ステップＳ３１２）。

ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００，１０２で検出された電流、および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧の情報を確認する（ステップＳ２１０）。ＤＣ連携制御装置９は、検出した電流および電圧の情報をＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１に送信し、情報を共有する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２の電圧を検出し、ＤＣリンク部２２の電圧の情報を確認する（ステップＳ１１０）。ＰＶ−ＰＣＳ２は、検出した電圧の情報をＤＣ連携制御装置９に送信し、情報を共有する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２の電圧を検出し、ＤＣリンク部１２の電圧の情報を確認するとともに、ＥＶ４の蓄電池４０の充電率を確認する（ステップＳ３１３）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、検出した電圧および充電率の情報をＤＣ連携制御装置９に送信し、情報を共有する。

その後、ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ４の蓄電池４０の充電率が１００％になると、ＥＶ４の蓄電池４０の充電率１００％の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ３１４）。ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１からＥＶ４の蓄電池４０の充電率１００％の情報を受信すると、ＥＶ４の蓄電池４０の充電率１００％の情報を確認するとともに（ステップＳ２１１）、ＥＶ４の蓄電池４０の充電率１００％の情報をＰＶ−ＰＣＳ２に送信する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＤＣ連携制御装置９からＥＶ４の蓄電池４０の充電率１００％の情報を受信すると、ＥＶ４の蓄電池４０の充電率１００％の情報を確認する（ステップＳ１１１）。

ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００，１０２で検出された電流、および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧の情報を確認する（ステップＳ２１２）。ＤＣ連携制御装置９は、検出した電流および電圧の情報をＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１に送信し、情報を共有する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＰＶ−ＰＣＳ２で検出された電圧、ＤＣ連携制御装置９の電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧に基づいて異常を検知しなかった場合、ＤＣ連携制御装置９を介してＥＶ−ＰＣＳ１へ直流電力を給電するＤＣ連携運転による給電運転を停止する（ステップＳ１１２）。ＰＶ−ＰＣＳ２は、給電運転を停止したという情報をＤＣ連携制御装置９に送信する。また、ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＥＶ−ＰＣＳ１で検出された電圧、ＤＣ連携制御装置９の電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧に基づいて異常を検知しなかった場合、蓄電池４０を充電するＤＣ連携運転による充電運転を停止する（ステップＳ３１５）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、充電運転を停止したという情報をＤＣ連携制御装置９に送信する。

ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から給電運転停止の情報を受信し、ＥＶ−ＰＣＳ１から充電運転停止の情報を受信すると、ＤＣリレー９６，９７を開放し（ステップＳ２１３）、突入防止リレー９５を開放する（ステップＳ２１４）。

ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００，１０２で検出された電流、および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧の情報を確認する（ステップＳ２１５）。ＤＣ連携制御装置９は、検出した電流および電圧の情報をＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１に送信し、情報を共有する。ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧に基づいて異常を検知しなかった場合、ＤＣ連携運転の処理を終了する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＤＣ連携制御装置９の電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧の情報を確認する（ステップＳ１１３）。ＰＶ−ＰＣＳ２は、異常を検知しなかった場合、ＤＣ連携運転の処理を終了する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ連携制御装置９の電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧の情報を確認する（ステップＳ３１６）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、異常を検知しなかった場合、ＤＣ連携運転の処理を終了する。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＰＶ−ＰＣＳ２から給電される直流電力だけでは蓄電池４０を充電させるために必要な電力が不足している場合、不足分を系統電源６から供給される交流電力を直流電力に変換して使用することも可能である。例えば、ＥＶ−ＰＣＳ１は、蓄電池４０を６ＫＷ充電させたいときにＰＶ−ＰＣＳ２から給電された直流電力が５ＫＷの場合、不足分の１ＫＷを系統電源６から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池４０を充電する。

なお、ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から大きな直流電力が給電されるため、リアルタイムに動作を監視し、異常を検知したときは安全に運転を停止する必要がある。ＤＣ連携制御装置９は、主電力ラインＰ，ＮにおいてＤＣリレー９６，９７の前後に電流検出部１００，１０２、および電圧検出部１０１，１０３を備えている。そのため、ＤＣ連携制御装置９は、検出した電流および電圧の情報をＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１に送信することで、電力変換システム２００内で検出された電流および電圧の情報を共有することができる。

ＤＣ連携制御装置９の制御部９３は、電流検出部１００，１０２を用いてＤＣ連携制御装置９の主電力ラインＰ，Ｎに流れる電流を監視し、電圧検出部１０１，１０３を用いてＤＣ連携制御装置９の主電力ラインＰ，Ｎにかかる電圧を監視する。制御部９３は、ＥＶ４の蓄電池４０に対する充電運転開始まで、ＥＶ４の蓄電池４０に対する充電運転時、および、ＥＶ４の蓄電池４０に対する充電運転停止時の全シーケンスにおいて、常時監視を行う。例えば、制御部９３は、正常動作と異なってＤＣ連携制御装置９の主電力ラインＰ，Ｎにおいて大きな電圧または電流が印加された場合、また、太陽光パネル５の発電電力量、ＤＣ連携制御装置９のインターフェイス部９１の電力量、インターフェイス部９８の電力量、およびＥＶ４の蓄電池４０への充電電力に差異がある場合、これらの異常を検知し、ＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止させて事故の発生を防止する。以下に、電力変換システム２００で想定される異常の例を挙げるが、ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００，１０２および電圧検出部１０１，１０３の検出結果を用いることで、異常を検知することができる。

＜ＤＣ連携運転の運転開始まで＞
（１−１）ＥＶ−ＰＣＳ１にてＤＣリンク部１２の電圧調整時、調整制御不具合により電圧の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電圧検出部１０３で検出された電圧によって異常を検知可能。
（１−２）ＰＶ−ＰＣＳ２にて一旦ＤＣ連携運転を停止するとき、突入電流による電圧定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電圧検出部１０１で検出された電圧によって異常を検知可能。

＜ＤＣ連携運転の運転時＞
（２−１）ＤＣリレー９６，９７の接続時、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２において突入電流による電圧および電流の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１０２で検出された電流および電圧検出部１０３で検出された電圧によって異常を検知可能。
（２−２）ＤＣリレー９６，９７の接続時、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２において突入電流による電圧および電流の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００で検出された電流および電圧検出部１０１で検出された電圧によって異常を検知可能。
（２−３）突入防止リレー９５の接続時、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２において突入電流による電流の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１０２で検出された電流によって異常を検知可能。
（２−４）突入防止リレー９５の接続時、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２において突入電流による電流の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００で検出された電流によって異常を検知可能。
（２−５）ＥＶ−ＰＣＳ１の充電運転開始時、ＤＣリンク部１２において突入電流による電圧および電流の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１０２で検出された電流および電圧検出部１０３で検出された電圧によって異常を検知可能。
（２−６）ＰＶ−ＰＣＳ２の給電運転開始時、ＤＣリンク部２２において突入電流による電圧および電流の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００で検出された電流および電圧検出部１０１で検出された電圧によって異常を検知可能。

＜ＤＣ連携運転の運転停止時＞
（３−１）ＥＶ−ＰＣＳ１の充電運転停止時、ＤＣリンク部１２において突入電流による電圧および電流の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１０２で検出された電流および電圧検出部１０３で検出された電圧によって異常を検知可能。
（３−２）ＰＶ−ＰＣＳ２の給電運転停止時、ＤＣリンク部２２において突入電流による電圧および電流の定格オーバーが発生。
⇒ＤＣ連携制御装置９は、電流検出部１００で検出された電流および電圧検出部１０１で検出された電圧によって異常を検知可能。

具体的には、ＤＣ連携制御装置９において、制御部９３は、電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧によって異常を検知すると、異常を検知した旨の情報をＥＶ−ＰＣＳ１の制御部１４およびＰＶ−ＰＣＳ２の制御部２４に送信する。ＥＶ−ＰＣＳ１の制御部１４は、ＤＣ／ＤＣ変換部１１の動作を停止し、ＥＶ４の蓄電池４０に対する充電運転を停止する。ＰＶ−ＰＣＳ２の制御部２４は、ＤＣ／ＤＣ変換部２１の動作を停止し、ＥＶ−ＰＣＳ１への給電運転を停止する。ＤＣ連携制御装置９の制御部９３は、ＤＣリレー９６，９７を開放する。これにより、電力変換システム２００は、ＤＣ連携制御装置９を介したＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を物理的に停止させることができる。

ここで、ＤＣ連携制御装置９において、制御部９３は、電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧で異常を検知し、ＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止させる制御を行う場合、ソフトウェアの処理によって行ってもよいし、ハードウェア処理によって行ってもよい。

例えば、制御部９３は、電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧を読み込み、設定された過電圧の判定値、不足電圧の判定値、過電流の判定値、および不足電流の判定値を用いて、読み込んだ値と各判定値とを比較する。制御部９３は、検出された電流の値が過電流の判定値を超えた場合または不足電流の判定値を下回った場合、検出された電圧の値が過電圧の判定値を超えた場合または不足電圧の判定値を下回った場合、ソフトウェア処理によってＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止させる制御を行う。図３および図４に示すフローチャートの処理は、ソフトウェア処理の例に基づいて記載している。

または、制御部９３は、ハードウェア処理によってＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止させる制御を行う場合、読み込んだ値と過電圧の判定値および不足電圧の判定値に相当する基準電圧とを比較するコンパレータ回路を備え、読み込んだ値と過電流の判定値および不足電流の判定値に相当する基準電流とを比較するコンパレータ回路を備える。制御部９３は、電流検出部１００，１０２で検出された電流および電圧検出部１０１，１０３で検出された電圧を読み込み、コンパレータ回路を用いた比較処理を行う。制御部９３は、コンパレータ回路を用いた比較処理を行うことで、異常を検知した場合にフラグを上げる異常電圧検知回路を構成することができる。制御部９３は、ＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣ／ＤＣ変換部１１およびＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣ／ＤＣ変換部２１に対する制御信号として、フラグが上がった状態で出力する信号をイネーブル信号とする。これにより、制御部９３は、ソフトウェアに依存しないハードウェアの保護回路によって、ＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止させる制御を行うことができる。制御部９３は、ハードウェアで保護回路を構成することができれば、ソフトウェア処理と比較して、異常を検知してから時間的により早くＥＶ４の蓄電池４０への充電運転の停止を実現することができる。ここで、ソフトウェア処理による保護機能の処理手順、およびハードウェア処理による保護機能の処理手順について説明する。

＜ソフトウェアでの保護機能＞
（１）ＤＣ連携制御装置９において、制御部９３は、電流検出部１００において異常な電流が流れていることを検知する。
（２）制御部９３は、異常を検知したことをＥＶ−ＰＣＳ１の制御部１４へ通知する。
（３）ＥＶ−ＰＣＳ１の制御部１４は、ＤＣ／ＤＣ変換部１１へのゲート駆動信号を停止する。
（４）ＥＶ−ＰＣＳ１において、ＤＣ／ＤＣ変換部１１は動作を停止する。
（５）ＥＶ−ＰＣＳ１において、ＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止する。

＜ハードウェアでの保護機能＞
（１）ＤＣ連携制御装置９において、制御部９３は、電流検出部１００で検出された電流値をコンパレータ回路で比較し、異常を検知した場合にコンパレータ回路からＬ⇒Ｈへフラグを立てたフラグ信号をＥＶ−ＰＣＳ１の制御部１４に出力する。
（２）ＥＶ−ＰＣＳ１の制御部１４は、ＤＣ／ＤＣ変換部１１のゲート駆動信号の出力を制御する出力許可／禁止判別ポートすなわちイネーブルポート機能のあるＩＣ（Integrated Circuit）を備える。制御部１４は、ＩＣのイネーブルポートに前述のフラグ信号が入力され、フラグ信号がＬ⇒ＨになるとＩＣからゲート駆動信号の出力を禁止、すなわち停止する。
（３）ＥＶ−ＰＣＳ１において、ＤＣ／ＤＣ変換部１１は動作を停止する。
（４）ＥＶ−ＰＣＳ１において、ＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止する。

制御部９３は、ソフトウェアでの保護機能では、マイコンで判断して信号を出力するため、ＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止させるまでに数ｍｓの時間を要する。一方、制御部９３は、ハードウェアでの保護機能では、異常を検知した信号自体でＤＣ／ＤＣ変換部１１のゲート駆動信号の出力を停止させるため、数μｓの時間でＥＶ４の蓄電池４０への充電運転を停止させることができる。

なお、本実施の形態では、突入電流の影響を抑えるため、ＤＣ連携制御装置９の主電力ラインＰ上に突入防止リレー９５および突入防止抵抗９４を設けたが、一例であり、これに限定されない。ＤＣ連携制御装置９は、主電力ライン上で突入電流の影響を抑えることができる箇所であれば、主電力ラインＮ上に突入防止リレー９５および突入防止抵抗９４を設けてもよい。

つづいて、ＤＣ連携制御装置９の制御部９３の構成について説明する。制御部９３は、処理回路によって実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

図５は、実施の形態１に係るＤＣ連携制御装置９が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ３０１およびメモリ３０２で構成される場合、処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ３０２に格納される。処理回路では、メモリ３０２に記憶されたプログラムをプロセッサ３０１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。これらのプログラムは、制御部９３の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。

ここで、プロセッサ３０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。また、メモリ３０２には、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図６は、実施の形態１に係るＤＣ連携制御装置９が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図６に示す処理回路３０３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御部９３の各機能を機能別に処理回路３０３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路３０３で実現してもよい。

なお、ＤＣ連携制御装置９の制御部９３の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。ＰＶ−ＰＣＳ２の制御部２４およびＥＶ−ＰＣＳ１の制御部１４についても、同様のハードウェア構成により実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、電力変換システム２００において、ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２とＥＶ−ＰＣＳ１のＤＣリンク部１２とを接続する場合、ＤＣリレー９６，９７よりＰＶ−ＰＣＳ２側の電流および電圧を検出し、ＤＣリレー９６，９７よりＥＶ−ＰＣＳ１側の電流および電圧を検出し、ＤＣリンク部２２とＤＣリンク部１２とを接続した際に発生する突入電流を低減するように、ＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１の動作を制御する。すなわち、ＤＣ連携制御装置９において、制御部９３は、ＤＣリレー９６，９７とＤＣリンク部２２との間で検出される電圧と、ＤＣリレー９６，９７とＤＣリンク部１２との間で検出される電圧との差分が規定された範囲内になるように、ＰＶ−ＰＣＳ２の動作を制御してＰＶ−ＰＣＳ２から出力される直流電力の電圧、およびＥＶ−ＰＣＳ１の動作を制御してＥＶ−ＰＣＳ１に入力される直流電力の電圧を制御し、ＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１への直流電力の給電を制御する。これにより、電力変換システム２００は、複数の分散電源を備える場合に、分散電源間で電力を給電する際の電力変換ロスを低減しつつ、突入電流を低減することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１に直流電力を給電し、ＥＶ４の蓄電池４０に充電する場合について説明した。実施の形態２では、ＰＶ−ＰＣＳ２から定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電し、定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０に充電する場合について説明する。

図７は、実施の形態２に係る電力変換システム２００ａの構成例を示す図である。電力変換システム２００ａは、ＥＶ−ＰＣＳ１と、ＰＶ−ＰＣＳ２と、定置型蓄電ＰＣＳ３と、ブレーカ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと、ＤＣ連携制御装置９と、を備える。電力変換システム２００ａにおいて、ＥＶ−ＰＣＳ１は、図１に示す電力変換システム２００と同様、制御部１４を備えていてもよい。定置型蓄電ＰＣＳ３は、蓄電池３０と、ＤＣ／ＤＣ変換部３１と、ＤＣリンク部３２と、ＤＣ／ＡＣ変換部３３と、制御部３４と、を備える。

制御部３４は、ＤＣ連携制御装置９と通信を行い、定置型蓄電ＰＣＳ３の動作を制御する。具体的には、制御部３４は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１、ＤＣリンク部３２、およびＤＣ／ＡＣ変換部３３を制御して、系統電源６から供給された商用の交流電力を直流電力に変換し、蓄電池３０を充電する。また、制御部３４は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１、ＤＣリンク部３２、およびＤＣ／ＡＣ変換部３３を制御して、蓄電池３０に蓄えられている直流電力を放電して交流電力に変換し、宅内８０の家庭内機器７、宅内８０を介して系統電源６などに給電する。また、制御部３４は、ＤＣ／ＤＣ変換部３１、ＤＣリンク部３２、およびＤＣ／ＡＣ変換部３３を制御して、ＤＣ連携制御装置９を介してＰＶ−ＰＣＳ２から給電された直流電力の電圧を変換し、蓄電池３０を充電する。

ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２と定置型蓄電ＰＣＳ３のＤＣリンク部３２とを電気的に接続する制御を行う。また、ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から定置型蓄電ＰＣＳ３への直流電力の給電を制御する。具体的には、制御部９３は、ＰＶ−ＰＣＳ２から定置型蓄電ＰＣＳ３への直流電力の給電を制御する。制御部９３は、送電側のインターフェイス部９８を介して定置型蓄電ＰＣＳ３と通信を行い、定置型蓄電ＰＣＳ３から定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を受信する。定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態は、例えば、定置型蓄電ＰＣＳ３の定格電圧、定格電流、運転モード、接続状態などの情報を含む。なお、運転状態の情報に含まれるものは、これらに限定されない。実施の形態１では、ＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１が、ＤＣ連携制御装置９を介して相互に運転状態の情報を送受信し、運転状態の情報を共有していた。実施の形態２では、ＰＶ−ＰＣＳ２および定置型蓄電ＰＣＳ３が、ＤＣ連携制御装置９を介して相互に運転状態の情報を送受信し、運転状態の情報を共有する。定置型蓄電ＰＣＳ３が送信する運転状態の情報は、ＥＶ−ＰＣＳ１が送信する運転状態の情報と同様のものである。

定置型蓄電ＰＣＳ３は、ＥＶ４の蓄電池４０と比較して大容量の蓄電池３０を使って、一般家庭で使用する電気を蓄えておく装置である。これまで、定置型蓄電ＰＣＳ３は、工場、商業施設などで業務用、産業用として導入され、価格が高くサイズも大型なものが多かった。しかしながら、近年リチウムイオン電池の技術が進化し、定置型蓄電ＰＣＳ３は、低価格で小型になり、一般家庭でも使用されるようになっている。電力変換システム２００ａは、ＥＶ−ＰＣＳ１と定置型蓄電ＰＣＳ３との接続仕様を合わせることで、ＥＶ−ＰＣＳ１の代わりに定置型蓄電ＰＣＳ３を用いて蓄電池３０に充電させることができる。ＤＣ連携制御装置９と定置型蓄電ＰＣＳ３との間の動作については、実施の形態１で説明したＤＣ連携制御装置９とＥＶ−ＰＣＳ１との間の動作と同様である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、電力変換システム２００ａにおいて、ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２と定置型蓄電ＰＣＳ３のＤＣリンク部３２とを接続する場合、ＤＣリレー９６，９７よりＰＶ−ＰＣＳ２側の電流および電圧を検出し、ＤＣリレー９６，９７より定置型蓄電ＰＣＳ３側の電流および電圧を検出し、ＤＣリンク部２２とＤＣリンク部３２とを接続した際に発生する突入電流を低減するように、ＰＶ−ＰＣＳ２および定置型蓄電ＰＣＳ３の動作を制御する。この場合においても、電力変換システム２００ａは、実施の形態１のときと同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
実施の形態１では、ＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１に直流電力を給電し、ＥＶ４の蓄電池４０に充電する場合について説明した。また、実施の形態２では、ＰＶ−ＰＣＳ２から定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電し、定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０に充電する場合について説明した。実施の形態３では、ＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電し、ＥＶ４の蓄電池４０および定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０に充電する場合について説明する。

図８は、実施の形態３に係る電力変換システム２００ｂの構成例を示す図である。電力変換システム２００ｂは、ＥＶ−ＰＣＳ１と、ＰＶ−ＰＣＳ２と、定置型蓄電ＰＣＳ３と、ブレーカ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと、ＤＣ連携制御装置９と、を備える。電力変換システム２００ｂにおいて、ＥＶ−ＰＣＳ１は、図１に示す電力変換システム２００と同様、制御部１４を備えている。また、電力変換システム２００ｂにおいて、定置型蓄電ＰＣＳ３は、図７に示す電力変換システム２００ａと同様、制御部３４を備えている。電力変換システム２００ｂにおいて、ＤＣ連携制御装置９は、図１に示す実施の形態１のＤＣ連携制御装置９に対して、ＤＣリレー１０４，１０５、電流検出部１０６、および電圧検出部１０７を追加している。

ＤＣリレー１０４は、主電力ラインＰにおいて、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２と定置型蓄電ＰＣＳ３のＤＣリンク部３２との間を接続または遮断するリレーである。ＤＣリレー１０５は、主電力ラインＮにおいて、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２と定置型蓄電ＰＣＳ３のＤＣリンク部３２との間を接続または遮断するリレーである。なお、ＤＣリレー９６，９７を第１のリレーと称し、ＤＣリレー１０４，１０５を第２のリレーと称することがある。

電流検出部１０６は、ＤＣリレー１０４よりも定置型蓄電ＰＣＳ３側において、主電力ラインＰに流れる直流電力の電流の値すなわち電流値を検出する。電圧検出部１０７は、ＤＣリレー１０４，１０５よりも定置型蓄電ＰＣＳ３側において、主電力ラインＰ，Ｎ間の電圧の値すなわち電圧値を検出する。

突入防止抵抗９４は、実施の形態１で説明した機能に加えて、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２と定置型蓄電ＰＣＳ３のＤＣリンク部３２とをＤＣリレー１０４，１０５で接続した際に発生する突入電流を減少させる。突入防止リレー９５は、実施の形態１で説明した機能に加えて、ＤＣリレー１０４，１０５が接続された際に発生する突入電流を防止する。

制御部９３は、実施の形態１で説明した機能に加えて、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態と、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態と、ＤＣリレー１０４，１０５とＤＣリンク部２２との間で検出される電圧および電流と、ＤＣリレー１０４，１０５とＤＣリンク部３２との間で検出される電圧および電流とを用いて、ＤＣリレー１０４，１０５を制御する。

電力変換システム２００ｂは、電力変換システム２００，２００ａと異なり、４つのＤＣリレーを用いることで、ＰＶ−ＰＣＳ２から給電される直流電力を、ＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３、すなわち２系統に切り替えて出力する。電力変換システム２００ｂは、ＰＶ−ＰＣＳ２から給電される直流電力を、複数の分散電源に出力することができる。具体的には、ＤＣ連携制御装置９は、太陽光パネル５で発電された直流電力に対して、ＤＣリレー９６，９７を接続し、ＤＣリレー１０４，１０５を開放すれば、実施の形態１と同様の構成となる。また、ＤＣ連携制御装置９は、太陽光パネル５で発電された直流電力に対して、ＤＣリレー１０４，１０５を接続し、ＤＣリレー９６，９７を開放すれば、実施の形態２と同様の構成となる。これにより、ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ４の蓄電池４０の充電レベルおよび定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０の充電レベルを通信で確認し、一方の蓄電池への充電運転を先に行い、満充電が完了または規定された電力の充電が完了した場合、他方の蓄電池への充電運転へ自動で移行する制御を行う。

電力変換システム２００ｂにおいて、ＤＣ連携制御装置９は、例えば、日中にＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ４の蓄電池４０に充電を行い、次にＰＶ−ＰＣＳ２から定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０に充電を行う順番で制御する場合を想定する。この場合、ＤＣ連携制御装置９は、電力変換システム２００ｂを構成する全てのシステムが接続された状態でユーザから充電が選択されると、ソフトウェアのプログラムに従って、ＥＶ−ＰＣＳ１を用いて先にＥＶ４の蓄電池４０の充電を行い、次に定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０の充電を行う。

図９は、実施の形態３に係る電力変換システム２００ｂにおいてＤＣ連携制御装置９がＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電する処理を示す第１のフローチャートである。また、図１０は、実施の形態３に係る電力変換システム２００ｂにおいてＤＣ連携制御装置９がＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電する処理を示す第２のフローチャートである。また、図１１は、実施の形態３に係る電力変換システム２００ｂにおいてＤＣ連携制御装置９がＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電する処理を示す第３のフローチャートである。また、図１２は、実施の形態３に係る電力変換システム２００ｂにおいてＤＣ連携制御装置９がＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電する処理を示す第４のフローチャートである。また、図１３は、実施の形態３に係る電力変換システム２００ｂにおいてＤＣ連携制御装置９がＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電する処理を示す第５のフローチャートである。また、図１４は、実施の形態３に係る電力変換システム２００ｂにおいてＤＣ連携制御装置９がＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３に直流電力を給電する処理を示す第６のフローチャートである。なお、図９から図１４に示すフローチャートの説明において、特に断らない限り、ＰＶ−ＰＣＳ２の動作については実際には制御部２４が行い、ＤＣ連携制御装置９の動作については実際には制御部９３が行い、ＥＶ−ＰＣＳ１の動作については実際には制御部１４が行い、定置型蓄電ＰＣＳ３の動作については実際には制御部３４が行うものとする。

電力変換システム２００ｂにおいて、ＰＶ−ＰＣＳ２は、太陽光パネル５での直流電力の発電を確認すると、家庭内機器７へ交流電力の給電を開始するとともに、ＤＣ連携制御装置９へ直流電力の給電を開始する（ステップＳ１０１）。ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から直流電力が給電されると、電源部９２が制御電源を生成し、制御部９３が電源部９２から制御電源の供給を受けてＤＣ連携制御装置９の制御を開始する（ステップＳ２０１）。

ＰＶ−ＰＣＳ２は、給電開始の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ１０２）。ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から給電開始の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２において給電が開始されたという情報を確認するとともに（ステップＳ２０２）、給電開始の情報をＥＶ−ＰＣＳ１および定置型蓄電ＰＣＳ３に送信する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ連携制御装置９から給電開始の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２において給電が開始されたという情報を確認する（ステップＳ３０１）。定置型蓄電ＰＣＳ３は、ＤＣ連携制御装置９から給電開始の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２において給電が開始されたという情報を確認する（ステップＳ４０１）。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、現在のＥＶ−ＰＣＳ１の運転モード、ＥＶ−ＰＣＳ１の定格出力電力などの情報を含む運転状態の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ３０２）。ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１から運転状態の情報を受信すると、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を確認するとともに（ステップＳ２０３）、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報をＰＶ−ＰＣＳ２および定置型蓄電ＰＣＳ３に送信する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＤＣ連携制御装置９からＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を受信すると、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を確認する（ステップＳ１０３）。定置型蓄電ＰＣＳ３は、ＤＣ連携制御装置９からＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を受信すると、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転状態の情報を確認する（ステップＳ４０２）。実施の形態３では、ＰＶ−ＰＣＳ２、ＥＶ−ＰＣＳ１、および定置型蓄電ＰＣＳ３が、ＤＣ連携制御装置９を介して相互に運転状態の情報を送受信し、運転状態の情報を共有する。

定置型蓄電ＰＣＳ３は、現在の定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モード、定置型蓄電ＰＣＳ３の定格出力電力などの情報を含む運転状態の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ４０３）。ＤＣ連携制御装置９は、定置型蓄電ＰＣＳ３から運転状態の情報を受信すると、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を確認するとともに（ステップＳ２５１）、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報をＰＶ−ＰＣＳ２およびＥＶ−ＰＣＳ１に送信する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＤＣ連携制御装置９から定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を受信すると、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を確認する（ステップＳ１５１）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ連携制御装置９から定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を受信すると、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を確認する（ステップＳ３５１）。

ＥＶ−ＰＣＳ１は、現在のＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードおよび現在の定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードを確認する（ステップＳ３５２）。定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードには、例えば、蓄電池３０に直流電力を充電する充電モード、蓄電池３０から直流電力を放電する放電モードなどがある。定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードについては、ユーザが選択する。ＤＣ連携制御装置９は、図示していないが、前述のように先にＥＶ４の蓄電池４０の充電を行う場合、ＥＶ−ＰＣＳ１に対してＥＶ４の蓄電池４０の充電を行うことを指示する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、現在のＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードおよび現在の定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードが充電モードではない場合（ステップＳ３５２：Ｎｏ）、ＤＣ連携制御装置９を介してＰＶ−ＰＣＳ２から直流電力の給電を受けるＤＣ連携運転の処理を終了する（ステップＳ３０４）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、現在のＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードおよび現在の定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードが充電モードの場合（ステップＳ３５２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０５の処理に進む。

ＰＶ−ＰＣＳ２は、現在のＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２に蓄えられている直流電力の電圧、ＰＶ−ＰＣＳ２の定格出力電力などの情報を含む運転状態の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ１０４）。ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から運転状態の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を確認するとともに（ステップＳ２０４）、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報をＥＶ−ＰＣＳ１に送信する。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ連携制御装置９からＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を確認する（ステップＳ３０５）。

ＤＣ連携制御装置９は、定置型蓄電ＰＣＳ３に対して待機指示を送信する（ステップＳ２５２）。定置型蓄電ＰＣＳ３は、ＤＣ連携制御装置９から待機指示を受信すると、動作を停止して待機状態になる（ステップＳ４０４）。このとき、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードは停止となる。

以降、ＰＶ−ＰＣＳ２のステップＳ１０５からステップＳ１１３までの処理、ＤＣ連携制御装置９のステップＳ２０５からステップＳ２１５までの処理、およびＥＶ−ＰＣＳ１のステップＳ３０６からステップＳ３１６までの処理は、前述の実施の形態１のときの処理と同様である。

ＤＣ連携制御装置９は、定置型蓄電ＰＣＳ３に対して待機解除指示を送信する（ステップＳ２５３）。定置型蓄電ＰＣＳ３は、ＤＣ連携制御装置９から待機解除指示を受信すると、待機状態を解除する（ステップＳ４０５）。

定置型蓄電ＰＣＳ３は、現在の定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モード、定置型蓄電ＰＣＳ３の定格出力電力などの情報を含む運転状態の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ４０６）。ＤＣ連携制御装置９は、定置型蓄電ＰＣＳ３から運転状態の情報を受信すると、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を確認するとともに（ステップＳ２５４）、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報をＰＶ−ＰＣＳ２に送信する。ＰＶ−ＰＣＳ２は、ＤＣ連携制御装置９から定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を受信すると、定置型蓄電ＰＣＳ３の運転状態の情報を確認する（ステップＳ１５２）。

定置型蓄電ＰＣＳ３は、現在の定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードを確認する（ステップＳ４０７）。ＤＣ連携制御装置９は、図示していないが、前述のように蓄電池を充電する順番に従って、定置型蓄電ＰＣＳ３に対して蓄電池３０の充電を行うことを指示する。定置型蓄電ＰＣＳ３は、現在の定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードが充電モードではない場合（ステップＳ４０７：Ｎｏ）、ＤＣ連携制御装置９を介してＰＶ−ＰＣＳ２から直流電力の給電を受けるＤＣ連携運転の処理を終了する（ステップＳ４０８）。定置型蓄電ＰＣＳ３は、現在の定置型蓄電ＰＣＳ３の運転モードが充電モードの場合（ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０９の処理に進む。

ＰＶ−ＰＣＳ２は、現在のＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２に蓄えられている直流電力の電圧、ＰＶ−ＰＣＳ２の定格出力電力などの情報を含む運転状態の情報をＤＣ連携制御装置９に送信する（ステップＳ１５３）。ＤＣ連携制御装置９は、ＰＶ−ＰＣＳ２から運転状態の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を確認するとともに（ステップＳ２５５）、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を定置型蓄電ＰＣＳ３に送信する。定置型蓄電ＰＣＳ３は、ＤＣ連携制御装置９からＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を受信すると、ＰＶ−ＰＣＳ２の運転状態の情報を確認する（ステップＳ４０９）。

ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１に対して待機指示を送信する（ステップＳ２５６）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ連携制御装置９から待機指示を受信すると、動作を停止して待機状態になる（ステップＳ３５３）。このとき、ＥＶ−ＰＣＳ１の運転モードは停止となる。

以降、ＰＶ−ＰＣＳ２のステップＳ１５４からステップＳ１６２までの処理は、前述の実施の形態１のときのステップＳ１０５からステップＳ１１３までの処理と同様である。なお、ＥＶ−ＰＣＳ１の部分を定置型蓄電ＰＣＳ３に読み替え、ＥＶ４の部分を定置型蓄電ＰＣＳ３に読み替え、蓄電池４０の部分を蓄電池３０に読み替えることとする。

また、ＤＣ連携制御装置９のステップＳ２５７からステップＳ２６７までの処理は、前述の実施の形態１のときのステップＳ２０５からステップＳ２１５までの処理と同様である。なお、ＥＶ−ＰＣＳ１の部分を定置型蓄電ＰＣＳ３に読み替え、ＥＶ４の部分を定置型蓄電ＰＣＳ３に読み替え、蓄電池４０の部分を蓄電池３０に読み替えることとする。なお、ＤＣ連携制御装置９において、電流を検出するのは電流検出部１００，１０６となり、電圧を検出するのは電圧検出部１０１，１０７となる。また、ＤＣ連携制御装置９が接続および開放するＤＣリレーは、ＤＣリレー１０４，１０５となる。

また、定置型蓄電ＰＣＳ３のステップＳ４１０からステップＳ４２０までの処理は、前述の実施の形態１のときのＥＶ−ＰＣＳ１のステップＳ３０６からステップＳ３１６までの処理と同様である。なお、ＥＶ−ＰＣＳ１の部分を定置型蓄電ＰＣＳ３に読み替え、ＥＶ４の部分を定置型蓄電ＰＣＳ３に読み替え、蓄電池４０の部分を蓄電池３０に読み替えることとする。

ＤＣ連携制御装置９は、ＥＶ−ＰＣＳ１に対して待機解除指示を送信する（ステップＳ２６８）。ＥＶ−ＰＣＳ１は、ＤＣ連携制御装置９から待機解除指示を受信すると、待機状態を解除する（ステップＳ３５４）。以上の処理の後、ＤＣ連携制御装置９、ＰＶ−ＰＣＳ２、ＥＶ−ＰＣＳ１、および定置型蓄電ＰＣＳ３は、ＤＣ連携運転の処理を終了する。

図９から図１４に示すように、図９から図１１は電力変換システム２００ｂにおけるＰＶ−ＰＣＳ２からＥＶ−ＰＣＳ１への充電シーケンスを示し、図１２から図１４は電力変換システム２００ｂにおけるＰＶ−ＰＣＳ２から定置型蓄電ＰＣＳ３への充電シーケンスを示す。電力変換システム２００ｂは、これらの充電シーケンスを一連の制御で自動的に行うことができる。また、電力変換システム２００ｂは、実施の形態１のときと同様、主電力ラインＰ，Ｎの電流および電圧を監視する保護回路を備えているため、何らかの問題が発生して正しい制御ができなくなった場合でも、直ちに運転を停止することができる。

なお、本実施の形態では、突入電流の影響を抑えるため、ＤＣ連携制御装置９の主電力ラインＰ上に突入防止リレー９５および突入防止抵抗９４を設けたが、一例であり、これに限定されない。ＤＣ連携制御装置９は、主電力ライン上で突入電流の影響を抑えることができる箇所であれば、主電力ラインＮ上に突入防止リレー９５および突入防止抵抗９４を設けてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、電力変換システム２００ｂにおいて、ＤＣ連携制御装置９は、実施の形態１の機能に加えて、ＰＶ−ＰＣＳ２のＤＣリンク部２２と定置型蓄電ＰＣＳ３のＤＣリンク部３２とを接続する場合、ＤＣリレー１０４，１０５よりＰＶ−ＰＣＳ２側の電流および電圧を検出し、ＤＣリレー１０４，１０５よりＥＶ−ＰＣＳ１側の電流および電圧を検出し、ＤＣリンク部２２とＤＣリンク部３２とを接続した際に発生する突入電流を低減するように、ＰＶ−ＰＣＳ２および定置型蓄電ＰＣＳ３の動作を制御する。すなわち、ＤＣ連携制御装置９において、制御部９３は、ＤＣリレー１０４，１０５とＤＣリンク部２２との間で検出される電圧と、ＤＣリレー１０４，１０５とＤＣリンク部３２との間で検出される電圧との差分が規定された範囲内になるように、ＰＶ−ＰＣＳ２の動作を制御してＰＶ−ＰＣＳ２から出力される直流電力の電圧、および定置型蓄電ＰＣＳ３の動作を制御して定置型蓄電ＰＣＳ３に入力される直流電力の電圧を制御し、ＰＶ−ＰＣＳ２から定置型蓄電ＰＣＳ３への直流電力の給電を制御する。これにより、電力変換システム２００ｂは、ＰＶ−ＰＣＳ２から複数の分散電源に電力を給電する場合についても、分散電源間で電力を給電する際の電力変換ロスを低減しつつ、突入電流を低減することができる。

また、ＤＣ連携制御装置９において、制御部９３は、ＥＶ−ＰＣＳ１を用いてＥＶ４の蓄電池４０を充電中に蓄電池４０が規定された充電容量になった場合、蓄電池４０の充電を停止し、定置型蓄電ＰＣＳ３を用いて定置型蓄電ＰＣＳ３の蓄電池３０の充電を開始する。これにより、電力変換システム２００ｂは、複数の蓄電池に対して充電を行う処理を一連の制御で自動的に行うことができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ＥＶ−ＰＣＳ、２ ＰＶ−ＰＣＳ、３ 定置型蓄電ＰＣＳ、４ ＥＶ、５ 太陽光パネル、６ 系統電源、７ 家庭内機器、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ ブレーカ、９ ＤＣ連携制御装置、１１，２１，３１ ＤＣ／ＤＣ変換部、１２，２２，３２ ＤＣリンク部、１３，２３，３３ ＤＣ／ＡＣ変換部、１４，２４，３４，９３ 制御部、３０，４０ 蓄電池、８０ 宅内、８１ 系統電源ライン、９１，９８ インターフェイス部、９２ 電源部、９４ 突入防止抵抗、９５ 突入防止リレー、９６，９７，１０４，１０５ ＤＣリレー、１００，１０２，１０６ 電流検出部、１０１，１０３，１０７ 電圧検出部、２００，２００ａ，２００ｂ 電力変換システム。

Claims (4)

1. 太陽光パネルで発電された直流電力の電圧を変換後の直流電力を蓄える第１の直流リンク部を備える第１の電力変換装置と、
   系統電源から供給された交流電力が変換された直流電力を蓄える第２の直流リンク部と、前記第２の直流リンク部に蓄えられた直流電力または第１の蓄電池に蓄えられた直流電力の電圧を変換する変換部とを備え、前記第１の蓄電池に充放電する第２の電力変換装置と、
   前記第１の直流リンク部と前記第２の直流リンク部とを接続する制御を行う連携制御装置と、
   前記系統電源から供給された交流電力が変換された直流電力を蓄える第３の直流リンク部と、前記第３の直流リンク部に蓄えられた直流電力または第２の蓄電池に蓄えられた直流電力の電圧を変換する変換部とを備え、前記第２の蓄電池に充放電する第３の電力変換装置と、
   を備え、
   前記連携制御装置は、
   前記第１の直流リンク部と前記第２の直流リンク部とを接続または遮断する第１のリレーと、
   前記第１の直流リンク部と前記第２の直流リンク部とを前記第１のリレーで接続した際に発生する突入電流を減少させる突入防止抵抗と、
   前記第１の電力変換装置の運転状態と、前記第２の電力変換装置の運転状態と、前記第１のリレーと前記第１の直流リンク部との間で検出される電圧および電流と、前記第１のリレーと前記第２の直流リンク部との間で検出される電圧および電流とを用いて、前記第１のリレーを制御する制御部と、
   前記第１の直流リンク部と前記第３の直流リンク部とを接続または遮断する第２のリレーと、
   を備え、
   前記突入防止抵抗は、前記第１の直流リンク部と前記第３の直流リンク部とを前記第２のリレーで接続した際に発生する突入電流を減少させ、
   前記制御部は、前記第１の電力変換装置の運転状態と、前記第３の電力変換装置の運転状態と、前記第２のリレーと前記第１の直流リンク部との間で検出される電圧および電流と、前記第２のリレーと前記第３の直流リンク部との間で検出される電圧および電流とを用いて、前記第２のリレーを制御する、
   ことを特徴とする電力変換システム。
2. 前記制御部は、前記第２のリレーと前記第１の直流リンク部との間で検出される電圧と、前記第２のリレーと前記第３の直流リンク部との間で検出される電圧との差分が規定された範囲内になるように、前記第１の電力変換装置の動作を制御して前記第１の電力変換装置から出力される直流電力の電圧、および前記第３の電力変換装置の動作を制御して前記第３の電力変換装置に入力される直流電力の電圧を制御し、前記第１の電力変換装置から前記第３の電力変換装置への直流電力の給電を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
3. 前記制御部は、前記第２の電力変換装置を用いて前記第１の蓄電池を充電中に前記第１の蓄電池が規定された充電容量になった場合、前記第１の蓄電池の充電を停止し、前記第３の電力変換装置を用いて前記第２の蓄電池の充電を開始する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。
4. 前記第２の蓄電池は電気自動車または定置型蓄電装置に設けられた蓄電池である、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の電力変換システム。

Images