JP6656085B2 - 蓄電装置、パワーコンディショナ及び分散電源システム - Google Patents

Description

本発明は、蓄電装置、パワーコンディショナ及び分散電源システムに関する。

太陽光発電装置や蓄電装置のような分散電源を系統に連系させて制御する分散電源システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来、太陽光発電装置と蓄電装置の両方を系統に連系させている分散電源システムにおいて、系統が停電した場合に、太陽光発電パワーコンディショナの自立出力が供給する電力で蓄電装置内の蓄電池を充電することは難しかった。

しかしながら、近年、太陽光発電パワーコンディショナの自立出力を受電するための専用端子を設けた蓄電装置の製品が市場に出回りつつある。このような専用端子を設けた蓄電装置によれば、停電時に、太陽光発電パワーコンディショナの自立出力から受電する電力で蓄電装置内の蓄電池を充電することができる。

特開２０１１−１０１５２３号公報

太陽光発電パワーコンディショナの自立出力は、正常な電力供給ができない場合に自立出力を停止させるための過負荷保護機能を有する。太陽光発電パワーコンディショナは、例えば、自立出力の電圧が８０Ｖまで下がり、その状態が２秒継続した場合、過負荷保護機能により自立出力を停止させる。

太陽光発電パワーコンディショナの自立出力を受電可能な専用端子を設けた蓄電装置は、太陽光発電パワーコンディショナの自立出力を無駄なく活用するため、受電電流の最大値を大きめの値に設定することが好ましい。太陽光発電パワーコンディショナの一般的な最大出力電流は１５Ａであるため、蓄電装置は、受電電流の最大値を１５Ａに近い値（例えば１４Ａ）に設定しているものが多い。

しかしながら、蓄電装置の受電電流の最大値を大きめの値に設定していると、日射量が減少したときに過負荷保護機能により太陽光発電パワーコンディショナの自立出力が停止するリスクが高まる。そうすると、過負荷保護機能によって太陽光発電パワーコンディショナが停止している時間が長くなり、結果的に、太陽光発電装置の発電電力を、蓄電池の充電に十分に活用することができない場合がある。

かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、太陽光発電装置の発電電力を十分に活用して、太陽光発電パワーコンディショナの自立出力によって蓄電池を充電することができる蓄電装置、パワーコンディショナ及び分散電源システムを提供することにある。

本発明の実施形態に係る蓄電装置は、蓄電池と、太陽光発電パワーコンディショナの自立出力端子から供給される電力を受電可能な入力端子と、前記入力端子からの受電電圧の値に応じて、前記入力端子からの受電電流の上限設定値を制御する制御部と、記憶部と、を備え、前記制御部は、前記記憶部から、第１の所定電圧値と、前記第１の所定電圧値よりも大きい第２の所定電圧値と、を読み込み、前記受電電圧の値が、前記第１の所定電圧値以下となると、前記受電電流を減少させ、前記受電電圧の値が、前記受電電流の減少により前記第２の所定電圧値に達すると、そのときの受電電流値を前記上限設定値として、前記記憶部の前記上限設定値を更新する。

また、本発明の実施形態に係るパワーコンディショナは、直流電力又は交流電力に変換する蓄電池用のパワーコンディショナである。前記パワーコンディショナは、太陽光発電パワーコンディショナの自立出力端子から供給される電力を受電可能な入力端子と、前記入力端子からの受電電圧の値に応じて、前記入力端子からの受電電流の上限設定値を制御する制御部と、記憶部と、を備え、前記制御部は、前記記憶部から、第１の所定電圧値と、前記第１の所定電圧値よりも大きい第２の所定電圧値と、を読み込み、前記受電電圧の値が、前記第１の所定電圧値以下となると、前記受電電流を減少させ、前記受電電圧の値が、前記受電電流の減少により前記第２の所定電圧値に達すると、そのときの受電電流値を前記上限設定値として、前記記憶部の前記上限設定値を更新する。

また、本発明の実施形態に係る分散電源システムは、太陽光発電パワーコンディショナと蓄電装置とを備える。前記蓄電装置は、蓄電池と、前記太陽光発電パワーコンディショナの自立出力端子から供給される電力を受電可能な入力端子と、前記入力端子からの受電電圧の値に応じて、前記入力端子からの受電電流の上限設定値を制御する制御部と、記憶部と、を備え、前記制御部は、前記記憶部から、第１の所定電圧値と、前記第１の所定電圧値よりも大きい第２の所定電圧値と、を読み込み、前記受電電圧の値が、前記第１の所定電圧値以下となると、前記受電電流を減少させ、前記受電電圧の値が、前記受電電流の減少により前記第２の所定電圧値に達すると、そのときの受電電流値を前記上限設定値として、前記記憶部の前記上限設定値を更新する。

本発明の実施形態に係る蓄電装置、パワーコンディショナ及び分散電源システムによれば、太陽光発電装置の発電電力を十分に活用して、太陽光発電パワーコンディショナの自立出力によって蓄電池を充電することができる。

本発明の第１実施形態に係る分散電源システムの概略構成を示す図である。 受電電流の上限設定値に依存して総受電電力量が変わる様子を示す図である。 受電電流の上限設定値を可変にした場合に、総受電電力量が増える様子を示す図である。 昼間に日射量が減少した場合において、受電電流の上限設定値を可変にした場合に、総受電電力量が増える様子を示す図である。 受電電流を減少させる様子を示す図である。 図１の蓄電装置が受電電流の上限設定値を低減させる動作の一例を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る分散電源システムの概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
分散電源システム１は、図１に示すように、太陽電池１０と、太陽光発電パワーコンディショナ２０と、負荷３０と、蓄電装置１００とを備える。図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は主に電力線を示し、破線は主に通信線又は信号線を示す。

太陽電池１０は、太陽光のエネルギーから直流電力を発電し、太陽光発電パワーコンディショナ２０に供給する。

太陽光発電パワーコンディショナ２０は、太陽電池１０から供給された直流電力を交流電力に変換する。太陽光発電パワーコンディショナ２０は、系統４０に連系して用いられる。太陽光発電パワーコンディショナ２０は、通常時には、連系出力端子２１から系統４０（電力会社）に電力を売電することができる。

太陽光発電パワーコンディショナ２０は、系統４０からの電力が停止したときには自立運転を行い、自立出力端子２２から電力を供給する。系統４０からの電力が停止するときは、例えば、停電のとき、又は系統４０と解列したときなどが挙げられる。以下の説明においては、停電のときを例に挙げて説明する。自立出力端子２２は、蓄電装置１００の自立入力端子１１４に接続されており、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、系統４０の停電時に、自立出力端子２２から蓄電装置１００に電力を供給することができる。

太陽光発電パワーコンディショナ２０は、内部の電力変換回路などに故障を生じさせる可能性があるときに自立出力を停止させる保護機能として、「過電流保護機能」及び「過負荷保護機能」を有する。

過電流保護機能は、自立出力の電圧が所定の電圧範囲内で、所定の電流より大きい電流が流れる状態が、所定の時間継続すると作動し、自立出力を停止させる。具体的な値としては、例えば、自立出力の電圧が８０〜９０Ｖの範囲で、１５Ａを超える電流が流れる状態が３０秒継続すると、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、過電流保護機能の作動により自立出力を停止させる。一般に、住宅用に販売されている太陽光発電パワーコンディショナは、過電流保護機能が作動する状況では熱の発生等、機器が重大な故障に至る可能性があるとして、自動的に復帰されないように設定されている。そのため、一度停止すると人為的に復帰動作がされるまで発電電力は捨てることになる。

過負荷保護機能は、例えば日射不足で自立出力の出力が定格まで出せずに負荷消費電力が過剰となる場合、又は出力ショートなどの非常状態の場合に迅速に対応するための保護機能である。過負荷保護機能は、自立出力の電圧が所定電圧値以下の状態が、所定の時間継続すると作動し、自立出力を停止させる。具体的な値としては、例えば、出力電圧が８０Ｖ未満の状態が２秒継続すると、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、過負荷保護機能の作動により自立出力を停止させる。一般に、住宅用に販売されている太陽光発電パワーコンディショナは、過負荷保護機能が作動しても、３００秒程度の時間経過後に自動的に復帰されるように設定されていることが多い。このように自動復帰する設定となっている理由は、過負荷保護機能が作動した原因が、日射不足によって負荷消費電力が過剰となったことが原因である場合に、日射不足が解消される可能性を考慮していること等によるものである。

負荷３０は、蓄電装置１００の特定出力端子１１３に接続された電気機器などである。負荷３０は、系統４０の停電時においても動作させる重要度の高い電気機器であり、例えば、携帯端末の充電器やテレビなどである。なお、本実施形態においては負荷３０がホームネットワークを介して所定プロトコルにより外部から制御可能である場合を説明するが、外部から制御しない場合は蓄電装置１００の切替リレー１１０を開放することで動作を停止させてもよい。なお、所定プロトコルとしては、例えば、ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ（登録商標）などを用いることができる。

蓄電装置１００は、停電時に、太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力端子２２から供給される電力を、自立入力端子１１４に引き込んで受電する。以後、自立出力端子２２から自立入力端子１１４に引き込んで受電する電力を「受電電力」と称する。また、受電電力の電圧を「受電電圧」と称し、受電電力の電流を「受電電流」と称する。

蓄電装置１００は、太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電する受電電流の上限値を、上限設定値として設定しており、受電電流が上限設定値を超えないように受電電流を制御する。上限設定値は、蓄電装置１００の製造メーカーが初期設定値として付与している値であってもよいし、ユーザが通信手段で遠隔操作又は手動で直接操作により設定した設定値であってもよいし、設置業者又は電気工事士が設定した値であってもよい。蓄電装置１００は、受電電流を減少させる場合、例えば、蓄電池１０１の充電量を減少させる。または、蓄電装置１００は、受電電流を減少させる場合、例えば、特定出力端子１１３に接続している負荷３０への供給電力を減少させる。

蓄電装置１００は、蓄電池１０１と、双方向インバータ１０２と、制御部１０３と、記憶部１０４と、電流センサ１０５と、連系リレー１０７と、系統リンクリレー１０８と、自立リレー１０９と、切替リレー１１０と、太陽光リンクリレー１１１と、連系出力端子１１２と、特定出力端子１１３と、自立入力端子（入力端子）１１４とを備える。

蓄電池１０１は、充電時には、双方向インバータ１０２から供給される直流電力によって充電される。また、蓄電池１０１は、放電時には、双方向インバータ１０２に直流電力を供給する。

双方向インバータ１０２は、系統連系時には、系統４０から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を供給して、蓄電池１０１を充電することができる。双方向インバータ１０２は、停電時には、太陽光発電パワーコンディショナ２０から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を供給して、蓄電池１０１を充電することができる。また、双方向インバータ１０２は、蓄電池１０１から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷３０に供給することができる。

制御部１０３は、蓄電装置１００全体を制御及び管理するものであり、例えばプロセッサにより構成することができる。

制御部１０３は、電圧検知線１０６から取得した受電電圧の値に基づいて、受電電流の上限設定値を制御する。

制御部１０３は、受電電流の値が上限設定値を超えないように、太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電する受電電流を制御する。制御部１０３は、双方向インバータ１０２を制御して蓄電池１０１への充電量を増減させることによって、受電電流の値を制御することができる。また、制御部１０３は、特定出力端子１１３に接続された負荷３０への電力供給量を制御して、受電電流を制御することもできる。

制御部１０３の機能の詳細については後述する。

記憶部１０４は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成することができる。記憶部１０４は、制御部１０３が実行する処理に用いられるプログラム等の各種情報を記憶する。

記憶部１０４は、各製造メーカー、各機種の太陽光発電パワーコンディショナ２０の過負荷保護機能の作動条件を記憶している。該過負荷保護機能の作動条件は、仕様書に記載の値などの公表されている値を記憶させておいてもよいし、公表されている値がない場合は、一般的な値を記憶させておいてもよい。また、記憶部１０４は、機種毎に異なる値ではなく、共通の値として、過負荷保護機能の作動条件の値を記憶していてもよい。なお、記憶部１０４への記憶は、製造メーカーが製造時に書き込んでおいてもよいし、設置現場で追加入力可能としてもよい。また、インターネットを用いて定期的に外部サーバーにアクセスして、新たな設定値が自動的に追加・更新されるようにしてもよい。

電流センサ１０５は、太陽光発電パワーコンディショナ２０からの受電電流を検出する。図１においては、自立入力端子１１４からの受電電流を１つの電流センサで検出できる位置に電流センサ１０５を設置しているが、電流センサ１０５の設置位置はこれに限られるものではない。例えば、蓄電池１０１への充電電流を検出できる位置と、特定出力端子１１３に供給する電流を検出できる位置とに１つずつ電流センサを設置し、これら２つの電流センサにより検出した電流値の和から受電電流を検出してもよい。また、図１の例では単相２線式として電流センサ１０５を１個としているが、単相３線式ならば電流センサ１０５を２個とすればよい。

電圧検知線１０６は、受電電圧の値を取得するために、制御部１０３に引き込まれた配線である。図１の例では単相２線式として電圧検知線１０６を１本としているが、単相３線式ならば電圧検知線１０６を２本として対応する電流センサ１０５の電流値と併せて電力を算出させればよい。

連系リレー１０７は、制御部１０３によって、系統連系時には閉状態、停電時には開状態となるように制御される。

系統リンクリレー１０８は、制御部１０３によって、系統連系時において、特定出力端子１１３に系統４０からの電力を供給する場合に閉状態となるように制御される。

自立リレー１０９は、制御部１０３によって、系統連系時には開状態、停電時には閉状態となるように制御され、停電時には、蓄電池１０１の出力する直流電力を双方向インバータ１０２で交流電力に変換して負荷３０へ供給することができる。また、自立リレー１０９は、停電時であっても、太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立運転時において、負荷３０への電力供給を優先する場合は、開状態に制御される。

切替リレー１１０は、制御部１０３によって、特定出力端子１１３に電力を供給する場合には閉状態、特定出力端子１１３に電力を供給しない場合には開状態となるように制御される。太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立運転時において、蓄電池１０１への充電を優先させる場合や、負荷３０が蓄電装置１００からの制御を受け付ける機能を有さない場合は、制御部１０３は、切替リレー１１０が開状態となるように制御する。

太陽光リンクリレー１１１は、制御部１０３によって、系統連系時には開状態、停電時には閉状態となるように制御される。

連系出力端子１１２は、系統連系時に、蓄電装置１００を系統４０に連系させる端子である。

特定出力端子１１３は、蓄電装置１００から負荷３０に電力を供給する端子である。

自立入力端子１１４は、太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力端子２２に接続されている。自立入力端子１１４は、停電時に、太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力を、自立出力端子２２から受電することができる。

＜受電電流の上限設定値への総受電電力量の依存＞
一般に、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力端子２２から受電する際、蓄電装置１００における受電電流の上限設定値が大きい方が、多くの電力量を受電することができると想定されていることが多い。しかしながら、過負荷保護機能による太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力の停止を考慮すると、必ずしも受電電流の上限設定値が大きい方が、多くの電力量を受電するとはいえない。図２を参照して、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力端子２２から１日に受電することができる総受電電力量の、受電電流の上限設定値に対する依存性を説明する。なお、図２に示す例は、参考のために、受電電流の上限設定値を固定した場合の例を示すものであり、実際には、本実施形態に係る蓄電装置１００は、受電電流の上限設定値を可変とするものである。

最初に、図２（ａ）を参照して、受電電流の上限設定値を１５Ａに設定した場合の総受電電力量を説明する。

朝夕は日射量が少ないため、太陽光発電パワーコンディショナ２０が発電可能な電力量は小さい。例えば、８：００から９：００までの時間帯に、太陽光発電パワーコンディショナ２０が発電可能な電力量は、１．０ｋＷｈである。しかしながら、この発電量では、蓄電装置１００に１５Ａの電流を供給する能力がないため、受電電圧は８０Ｖ以下に低下する。そのため、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、過負荷保護機能により自立出力を停止する。ここでいう停止とは、３００秒程度の時間経過後に自動的に復帰し、再び過負荷保護機能により自立出力を停止する、を繰り返す動作をいう。その結果、蓄電装置１００は、８：００から９：００までの時間帯は、太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電することができない。同様に、６：００から８：００及び１５：００から１８：００までの時間帯も、蓄電装置１００は、過負荷保護機能による自立出力の停止により、太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電することができない。

一方、９：００から１５：００までの時間帯は、発電量が十分であるため、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、過負荷保護機能により自立出力を停止することなく、自立出力端子２２から蓄電装置１００に電力を供給することができる。

図２（ａ）に示す例においては、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０から１日に受電する総受電電力量は８．５ｋＷｈとなる。

続いて、図２（ｂ）を参照して、受電電流の上限設定値を１０Ａに設定した場合の総受電電力量を説明する。

受電電流の上限設定値が１０Ａである場合は、図２（ａ）の場合と異なり、日射量の少ない７：００から９：００及び１５：００から１７：００の時間帯においても、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、蓄電装置１００に１０Ａの電流を供給する能力がある。そのため、７：００から９：００及び１５：００から１７：００の時間帯において、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、過負荷保護機能による自立出力の停止を行わない。その結果、蓄電装置１００は、７：００から９：００及び１５：００から１７：００の時間帯においても、太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電することができる。

また、９：００から１５：００の時間帯は、発電量が十分であるため、太陽光発電パワーコンディショナ２０は１０Ａ以上の電流を供給可能であるが、蓄電装置１００が受電電流の上限設定値を１０Ａに設定しているため、蓄電装置１００に１０Ａを供給する。そのため、図２（ｂ）に示す例においては、蓄電装置１００が、９：００から１５：００までの間の各１時間に受電する電力量は、１．０ｋＷｈである。

図２（ｂ）に示す例においては、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０から１日に受電する総受電電力量は９．８ｋＷｈとなる。これは、図２（ａ）の場合の総受電電力量８．５ｋＷｈより１．３ｋＷｈ大きい値である。

このように、受電電流の上限設定値を大きい値に設定すると、過負荷保護機能による自立出力の停止により、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電できる時間が短くなる。その結果、受電電流の上限設定値を小さい値に設定した場合よりも、１日に受電する総受電電力量が小さい場合があり得る。

本実施形態に係る蓄電装置１００は、図２に示したような受電電流の上限設定値への総受電電力量の依存を考慮して、受電電圧に基づいて受電電流の上限設定値を適切に制御するものである。

＜過負荷保護機能の作動を抑制する制御＞
蓄電装置１００が、太陽光発電パワーコンディショナ２０の過負荷保護機能が作動しないようにするため、受電電流の上限設定値を制御する動作の一例を説明する。

制御部１０３は、受電電流の上限設定値を設定する。制御部１０３は、太陽光発電パワーコンディショナ２０の供給可能な発電電力を無駄なく受電することができるようにするため、大きめの値を受電電流の上限設定値の初期値として設定する。ここで、「大きめの値」とは、太陽光発電パワーコンディショナ２０の供給可能電流の上限に近いと想定される電流値であり、例えば、太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立運転時において、安定的に自立出力端子２２に出力可能な設計値である。制御部１０３は、上限設定値の初期値を、例えば１５Ａに設定する。

制御部１０３は、太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力端子２２からの受電電圧の値を、電圧検知線１０６から取得する。制御部１０３は、受電電圧の値が所定電圧値（第１の所定電圧値）以下となると、受電電流の上限設定値を、初期値よりも小さい所定の値（例えば、１０Ａ）に低減させる。第１の所定電圧値は、例えば９１Ｖである。第１の所定電圧値は、太陽光発電パワーコンディショナ２０が過負荷保護機能を作動させると想定される電圧値（例えば、８０Ｖ）に基づいて、その値よりもマージンをもって大きい値に設定された値である。

制御部１０３は、受電電流の上限設定値が初期値よりも小さい値に低減されると、受電電流の値が低減後の上限設定値を超えないように、太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電する受電電流を制御する。

このように、制御部１０３は、太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力端子２２からの受電電圧が所定電圧値以下となると、受電電流の上限設定値を低減させる制御を実行する。これにより、太陽光発電パワーコンディショナ２０が過負荷保護機能の作動により自立出力を停止することを防ぐことができ、日射量低下等の理由で発電電力が低下したとしても長時間安定して、太陽光発電パワーコンディショナ２０に自立運転出力を続けさせることができる。したがって、蓄電装置１００は、太陽光発電パワーコンディショナ２０が供給可能な太陽電池１０の発電電力を、蓄電池１０１の充電に十分に活用することができる。

なお、負荷３０の起動時などは、突入電力が発生して大きな電流を引き込み、受電電圧が一時的に大きく低下することがある。このような突入電力による一時的な受電電圧の低下は許容できるようにするために、制御部１０３は、受電電圧が所定電圧値以下となっても、所定電圧値以下となっている時間が所定の時間以下であれば、受電電流の上限設定値を低減させないように制御してもよい。具体的には、一般的な太陽光発電パワーコンディショナ２０の過負荷保護機能の作動までの時間が２〜３秒なので、２秒未満は猶予期間としてもよい。

図３及び図４を参照して、本実施形態に係る蓄電装置１００の制御により、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力端子２２から１日に受電することのできる総受電電力量が増加する様子を示す。

最初に、図３を参照して、朝夕の日射量が少ない場合について説明する。図３に示す例では、９：００以前の時間及び１５：００以後の時間は日射量が少なく、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、１５Ａを供給する能力がないものとする。

図３（ａ）は、本実施形態と対比するために、受電電流の上限設定値を１５Ａに固定した場合を示す図である。図３（ａ）に示す例においては、９：００以前の時間及び１５：００以後の時間は、日射量が少なく太陽電池１０の発電量が不足しているため、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０から１５Ａの電流を受電しようとすると、受電電圧が低下し過負荷保護機能が作動する。

その結果、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電できる時間は、９：００から１５：００までの時間帯のみとなり、蓄電装置１００の総受電電力量は、９．０ｋＷｈとなる。

図３（ｂ）は、本実施形態に係る蓄電装置１００の制御を実行した場合を示す図である。この場合、受電電圧が低下すると制御部１０３が受電電流の上限設定値を１５Ａから１０Ａに低減するため、太陽光発電パワーコンディショナ２０が１０Ａを供給する能力があれば、過負荷保護機能は作動しない。また、受電電流の上限設定値を一定時間毎に１５Ａに戻すようにすれば、日射量が回復した場合に受電電流を１５Ａで受電することができる（例えば図中９：００）。この詳細については後述する。

その結果、蓄電装置１００は、７：００から９：００の時間帯及び１５：００から１７：００の時間帯も１０Ａの電流を受電することができ、蓄電装置１００の総受電電力量は、１３．０ｋＷｈとなる。

このように、図３に示す例においては、本実施形態に係る蓄電装置１００の制御を実行することにより、蓄電装置１００が１日に受電することができる総受電電力量が９．０ｋＷｈから１３．０ｋＷｈに増加する。

続いて、図４を参照して、朝夕の日射量が少ない上に、にわか雨のような天候の悪化により昼間にも日射量が減少する時間帯があった場合について説明する。図４に示す例では、９：００以前の時間及び１５：００以後の時間は日射量が少なく、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、１５Ａを供給する能力がないものとする。また、１２：００から１４：００の時間帯も天候の悪化により日射量が少なく、太陽光発電パワーコンディショナ２０は、１５Ａを供給する能力がないものとする。

図４（ａ）は、本実施形態と対比するために、受電電流の上限設定値を１５Ａに固定した場合を示す図である。図４（ａ）に示す例においては、９：００以前の時間及び１５：００以後の時間、さらに１２：００から１４：００の時間帯は、日射量が少なく太陽電池１０の発電量が不足しているため、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０から１５Ａの電流を受電しようとすると、受電電圧が低下し過負荷保護機能が作動する。

その結果、蓄電装置１００が太陽光発電パワーコンディショナ２０から受電できる時間は、９：００から１２：００までの時間帯及び１４：００から１５：００までの時間帯のみとなり、蓄電装置１００の総受電電力量は、６．０ｋＷｈとなる。

図４（ｂ）は、本実施形態に係る蓄電装置１００の制御を実行した場合を示す図である。この場合、受電電圧が低下すると制御部１０３が受電電流の上限設定値を１５Ａから１０Ａに低減するため、太陽光発電パワーコンディショナ２０が１０Ａを供給する能力があれば、過負荷保護機能は作動しない。

その結果、蓄電装置１００は、７：００から９：００の時間帯、１２：００から１４：００の時間帯及び１５：００から１７：００の時間帯も１０Ａの電流を受電することができ、蓄電装置１００の総受電電力量は、１２．０ｋＷｈとなる。

このように、図４に示す例においては、本実施形態に係る蓄電装置１００の制御を実行することにより、蓄電装置１００が１日に受電することができる総受電電力量が６．０ｋＷｈから１２．０ｋＷｈに増加する。

＜受電電圧に基づく受電電流の上限設定値の設定＞
図５を参照して、蓄電装置１００が、太陽光発電パワーコンディショナ２０の過負荷保護機能が作動しないように、受電電圧に基づいて受電電流の上限設定値を設定する動作の一例を説明する。なお、図５で用いている数値はあくまで一例であり、この数値に限定されるものではない。

制御部１０３は、受電電流の上限設定値の初期値を、例えば１５Ａに設定しているものとする。図５に示す例においては、日射量の減少などの理由により、時刻ｔ１から受電電圧の値が徐々に減少するものとする。

制御部１０３は、受電電圧の値が所定電圧値（第１の所定電圧値）以下となると、受電電流を徐々に減少させる制御を実行する。図５に示す例では、第１の所定電圧値は９１Ｖであるものとする。

図５に示す例では、時刻ｔ２において受電電圧が９１Ｖに達する。そのため、制御部１０３は、時刻ｔ２から、徐々に受電電流を減少させる制御を実行する。

制御部１０３は、受電電圧が所定電圧値（第２の所定電圧値）に達するまで受電電流を減少させる。図５に示す例では、第２の所定電圧値は９５Ｖであるものとする。なお、第２の所定電圧値を９５Ｖとするのは一例であり、他の値であってもよい。第２の所定電圧値は、太陽光発電パワーコンディショナ２０が過負荷保護機能を作動させる電圧よりも十分大きい値として設定された値である。

制御部１０３は、時刻ｔ２から受電電流を減少させる制御を開始し、時刻ｔ３において受電電圧の値が９５Ｖに達すると、受電電流を減少させる制御を終了する。そして、制御部１０３は、時刻ｔ３における受電電流の値である１０Ａに、受電電流の上限設定値を更新する。

続いて、蓄電装置１００が、太陽光発電パワーコンディショナ２０の過負荷保護機能が作動しないように、受電電圧に基づいて受電電流の上限設定値を設定する動作の一例について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

制御部１０３は、記憶部１０４から、蓄電装置１００に接続している太陽光発電パワーコンディショナ２０からの受電電流の上限設定値の初期値を読み込む（ステップＳ１０１）。記憶部１０４は、例えば、太陽光発電パワーコンディショナ２０の機種毎に受電電流の上限設定値の初期値を記憶している。

制御部１０３は、記憶部１０４から、太陽光発電パワーコンディショナ２０からの受電を抑制する所定電圧値を読み込む（ステップＳ１０２）。ここで、所定電圧値は、例えば９１Ｖである。

制御部１０３は、太陽光発電パワーコンディショナ２０の自立出力端子２２から自立入力端子１１４への受電を開始する（ステップＳ１０３）。

制御部１０３は、電圧検知線１０６から受電電圧の値を取得し、電流センサ１０５から受電電流の値を取得する（ステップＳ１０４）。

制御部１０３は、取得した受電電圧の値が所定電圧値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

取得した受電電圧の値が所定電圧値より大きい場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、制御部１０３は、ステップＳ１０７に進む。

取得した受電電圧の値が所定電圧値以下である場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御部１０３は、受電電流を減少させる制御を実行し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０４に戻る。なお、ステップＳ１０６において、受電電流を減少させる制御を実行すると、制御部１０３は、該制御を実行したことを記憶部１０４に記憶させる。

ステップＳ１０５においてＮｏと判定した場合、制御部１０３は、本受電電流の上限設定値を設定する動作開始後（ステップＳ１０１以降）にステップＳ１０６による受電電流を減少させる制御を実行した経過があるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。

受電電流を減少させる制御を実行していた場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御部１０３は、現在の受電電流の値に、受電電流の上限設定値を更新する（ステップＳ１０８）。

受電電流を減少させる制御を実行していなかった場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御部１０３は、本フローを終了する。

＜受電電流の上限設定値の増加＞
制御部１０３は、受電電流の上限設定値を低減させる制御を実行した後、所定の条件を満たした場合に、受電電流の上限設定値を初期値に戻す制御を実行する。

制御部１０３は、例えば、受電電圧の値が所定の値（第３の所定電圧値）以上になった場合に、受電電流の上限設定値を初期値に戻す制御を実行する。例えば、図５に示す例においては、受電電圧が９５Ｖになるように受電電流の上限設定値を設定したが、その後、日射量の回復により受電電圧が上昇する場合がある。例えば、制御部１０３は、受電電圧が１００Ｖまで上昇した場合に、受電電流の上限設定値を初期値に戻すように制御してもよい。

また、制御部１０３は、所定のタイミングで受電電流の上限設定値を初期値に戻してもよい。例えば、制御部１０３は、一定の時間間隔（例えば１時間間隔）又は所定の指定時刻（例えば夜間）に受電電流の上限設定値を初期値に戻すように制御してもよい。

また、制御部１０３は、太陽光発電パワーコンディショナ２０から発電電力量の値を取得し、発電電力量が所定の値以上である場合に、受電電流の上限設定値を初期値に戻すように制御してもよい。

また、制御部１０３は、インターネットなどから天候情報を取得し、天候が回復して日射量が増加していると推定される場合に、受電電流の上限設定値を初期値に戻すように制御してもよい。

［第２実施形態］
分散電源システム２は、図７に示すように、太陽電池１０と、太陽光発電パワーコンディショナ２０と、負荷３０と、蓄電池１０１と、パワーコンディショナ１５０とを備える。図７において、各機能ブロックを結ぶ実線は主に電力線を示し、破線は主に通信線又は信号線を示す。

第２実施形態においては、第１実施形態と相違する部分について主に説明し、第１実施形態と共通又は類似する内容については、説明を省略する。

第２実施形態は、第１実施形態における蓄電装置１００が、パワーコンディショナ１５０に置き換わった点で、第１実施形態と相違する。パワーコンディショナ１５０は、蓄電池１０１を内部に有さず、外部に設置された蓄電池１０１と、パワーコンディショナ１５０内の双方向インバータ１０２とが接続されている。パワーコンディショナ１５０のその他の構成は、第１実施形態における蓄電装置１００と同様であるため、説明を省略する。

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、各構成部、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、複数の構成部やステップなどを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。また、本発明について装置を中心に説明してきたが、本発明は装置の各構成部が実行するステップを含む方法、装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

また、制御部１０３は、受電電流の上限設定値を、上述した第１実施形態及び第２実施形態のように、リニアに低減又は増加させていく他に、予め記憶部１０４に記憶させておいた前回変更時の上限設定値を用いて急速に変化させてもよい。

具体的には、例えば、制御部１０３は、図６のステップＳ１０８で更新した上限設定値を記憶部１０４に記憶しておき、次回の動作時に受電電圧が低下したときには、記憶していた前回更新時の上限設定値に変更してもよい。制御部１０３は、その後、受電電圧の状態をみて、更新後の上限設定値の値を第１実施形態及び第２実施形態のように低減又は増加させて最適値に微修正してもよい。

この結果、太陽光発電パワーコンディショナ２０の出力低下が急速に生じた場合であっても、制御部１０３は、受電電圧が８０Ｖまで下がる前に受電電流を減らすことができ、受電電流減少の制御の処理速度が追従し切れず過負荷保護機能が動作するリスクを減らすことができる。

なお、このように前回更新時の上限設定値に変更することと、リニアに変更させることの制御の切り替えとしては、例えば、既に受電電圧の値が低い（例えば、９０Ｖ）状態まで下がっていた場合、早急に受電電流を下げないと過負荷保護機能が作動してしまう可能性が高いので、制御部１０３は、前回更新時の上限設定値に変更してもよい。一方、まだ低下が少ない場合（例えば、９４Ｖ）、過負荷保護機能が作動する電圧（８０Ｖ）まで余裕があるので、制御部１０３は、第１実施形態及び第２実施形態のように制御してもよい。

１、２ 分散電源システム
１０ 太陽電池
２０ 太陽光発電パワーコンディショナ
２１ 連系出力端子
２２ 自立出力端子
３０ 負荷
４０ 系統
１００ 蓄電装置
１０１ 蓄電池
１０２ 双方向インバータ
１０３ 制御部
１０４ 記憶部
１０５ 電流センサ
１０６ 電圧検知線
１０７ 連系リレー
１０８ 系統リンクリレー
１０９ 自立リレー
１１０ 切替リレー
１１１ 太陽光リンクリレー
１１２ 連系出力端子
１１３ 特定出力端子
１１４ 自立入力端子（入力端子）
１５０ パワーコンディショナ

Claims (10)

1. 蓄電池と、
   太陽光発電パワーコンディショナの自立出力端子から供給される電力を受電可能な入力端子と、
   前記入力端子からの受電電圧の値に応じて、前記入力端子からの受電電流の上限設定値を制御する制御部と、
   記憶部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記記憶部から、第１の所定電圧値と、前記第１の所定電圧値よりも大きい第２の所定電圧値と、を読み込み、
   前記受電電圧の値が、前記第１の所定電圧値以下となると、前記受電電流を減少させ、
   前記受電電圧の値が、前記受電電流の減少により前記第２の所定電圧値に達すると、そのときの受電電流値を前記上限設定値として、前記記憶部の前記上限設定値を更新する蓄電装置。
2. 請求項１に記載の蓄電装置において、前記第１の所定電圧値は、前記太陽光発電パワーコンディショナが過負荷保護機能を作動させる電圧値よりも大きい値であることを特徴とする蓄電装置。
3. 請求項１又は２に記載の蓄電装置において、前記制御部は、前記受電電流の上限設定値を、前記記憶部に記憶していた前回更新時の上限設定値に変更することを特徴とする蓄電装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記制御部は、一定の時間間隔で前記上限設定値を初期値に戻すことを特徴とする蓄電装置。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記制御部は、所定の指定時刻で前記上限設定値を初期値に戻すことを特徴とする蓄電装置。
6. 請求項５に記載の蓄電装置において、前記制御部は、夜間に前記上限設定値を初期値に戻すことを特徴とする蓄電装置。
7. 請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記制御部は、前記受電電圧が第３の所定電圧値以上となると、前記上限設定値を初期値に戻すことを特徴とする蓄電装置。
8. 請求項４から７のいずれか１項に記載の蓄電装置において、前記制御部は、前記太陽光発電パワーコンディショナから発電電力量の値を取得し、該発電電力量が所定の値以上である場合に、前記上限設定値を初期値に戻すことを特徴とする蓄電装置。
9. 直流電力又は交流電力に変換する蓄電池用のパワーコンディショナであって、
   太陽光発電パワーコンディショナの自立出力端子から供給される電力を受電可能な入力端子と、
   前記入力端子からの受電電圧の値に応じて、前記入力端子からの受電電流の上限設定値を制御する制御部と、
   記憶部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記記憶部から、第１の所定電圧値と、前記第１の所定電圧値よりも大きい第２の所定電圧値と、を読み込み、
   前記受電電圧の値が、前記第１の所定電圧値以下となると、前記受電電流を減少させ、
   前記受電電圧の値が、前記受電電流の減少により前記第２の所定電圧値に達すると、そのときの受電電流値を前記上限設定値として、前記記憶部の前記上限設定値を更新するパワーコンディショナ。
10. 太陽光発電パワーコンディショナと蓄電装置とを備える分散電源システムであって、
    前記蓄電装置は、
    蓄電池と、
    前記太陽光発電パワーコンディショナの自立出力端子から供給される電力を受電可能な入力端子と、
    前記入力端子からの受電電圧の値に応じて、前記入力端子からの受電電流の上限設定値を制御する制御部と、
    記憶部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記記憶部から、第１の所定電圧値と、前記第１の所定電圧値よりも大きい第２の所定電圧値と、を読み込み、
    前記受電電圧の値が、前記第１の所定電圧値以下となると、前記受電電流を減少させ、
    前記受電電圧の値が、前記受電電流の減少により前記第２の所定電圧値に達すると、そのときの受電電流値を前記上限設定値として、前記記憶部の前記上限設定値を更新する分散電源システム。

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