JP7242238B2 - 電力変換装置及び分散型電源システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の分散型電源を備えた分散型電源システム、及び分散型電源システムへの適用が可能に構成された電力変換装置に関するものである。

現在、逆潮流することが許可されたＦＩＴ（Feed-in Tariff）認定設備（例えば、太陽光発電手段）と、逆潮流が許可されていない非ＦＩＴ認定設備（例えば、蓄電池）とが併存するハイブリッド型の分散型電源システムにおいて、非ＦＩＴ認定設備からの逆潮流が禁止されている。

そこで、例えば、特許文献１のパワーコンディショナでは、逆潮流不可電源（非ＦＩＴ認定設備に相当）からの出力電力が商用電源系統に逆潮流しないように負荷追従型の制御をすることにより、上記の禁止要件を満たすようにしている。

特許文献２には、各分散電源（逆潮流許可電源及び逆潮流不可電源）から入力されるＤＣ電圧を適切なＤＣ電圧に昇圧して単一ノードに統合し、その電力をインバータでＡＣ／ＤＣ変換する技術が示されている。

特開２０１１－１２０４５２号 特開２０１５－１３３８７０号

ところで、ＦＩＴ認定設備と非ＦＩＴ認定設備とが混在するハイブリッド型の分散型電源システムにおいて、逆潮流が禁止されている非ＦＩＴ認定設備からの売電を可能とする仕組みづくりが進んでいる。ここで、非ＦＩＴ認定設備からの売電を可能とするためには、非ＦＩＴ認定設備の逆潮流量を個別に把握する必要がある。ところが、特許文献２のような構成にしてＦＩＴ認定設備からの出力と非ＦＩＴ認定設備からの出力をＤＣリンク線で接続した場合、それぞれの逆潮流電力を正確に測定することができないという問題がある。

上記問題に鑑み、本発明は、ＤＣリンク線の利便性を維持しつつ、分散型電源の供給電力を区分できるようにすることを目的とする。

本発明の第１態様に係る電力変換装置は、所定価格での電力買取が認定された少なくとも１つの認定電源と、所定価格での電力買取が認定されていない少なくとも１つの非認定電源とを含む複数の分散型電源を商用電源系統に連系させるためのものであって、前記複数の分散型電源のそれぞれに対応するように設けられた複数の入力ユニットであって、それぞれ、入力端子と、該入力端子への入力を変換してＤＣリンク線に出力するコンバータとを含む複数の入力ユニットと、前記ＤＣリンク線に供給された直流を交流に変換するインバータと、前記非認定電源の中から逆潮流させる電源である逆潮流可電源を示す逆潮流指示信号を外部から受けた場合に、商用電源系統に逆潮流される電力が前記逆潮流可電源からの供給電力以下になるように、前記複数の入力ユニット及び前記インバータのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えていることを特徴とする。

この態様によると、制御部は、非認定電源の中から逆潮流させる電源である逆潮流可電源を示す逆潮流指示信号を外部から受けた場合に、商用電源系統に逆潮流される電力が逆潮流可電源からの供給電力以下になるように制御している。これにより、逆潮流可電源以外の電源からの電力供給がされないので、逆潮流可電源から逆潮流される電力を区分することができる。

本発明によると、ＤＣリンク線の利便性を維持しつつ、分散型電源の供給電力を区分することができる。

分散型電源システムの全体構成を示すブロック図 分散型電源システムの動作を示すフローチャート 分散型電源システムの動作を説明するための図 分散型電源システムの動作を説明するための図 分散型電源システムの動作を説明するための図 逆潮流電力波形の一例を示す模式図 分散型電源システムの動作の他の例を示すフローチャート 分散型電源システムの動作を説明するための図 分散型電源システムの動作を説明するための図 分散型電源システムの動作を説明するための図 分散型電源システムの動作を説明するための図 分散型電源システムの動作を説明するための図 分散型電源システムの動作を説明するための図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用範囲あるいはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は実施形態に係る分散型電源システムの構成例を示した図である。

－分散型電源システムの構成－
分散型電源システム１は、複数の分散型電源２と、複数の分散型電源２から供給された直流電力を交流電力に変換して出力するパワーコンディショナ３（電力変換装置に相当）とを備えている。

図１では、複数の分散型電源２として、太陽光発電手段２１と、蓄電池２２～２４とを備えた例を示している。なお、本実施形態では、太陽光発電手段２１は、所定の固定価格での電力買取が認定されているＦＩＴ認定設備（認定電源に相当：以下、認定電源という）であるものとして説明する。また、蓄電池２２～２４は、例えば、リチウムイオン電池や鉛蓄電池等の充放電可能な二次電池であり、所定の固定価格での電力買取が認定されていない非ＦＩＴ認定設備（非認定電源に相当：以下、非認定電源という）であるものとして説明する。なお、現在、認定電源と非認定電源は逆潮流に関する規定が互いに異なり、認定電源は商用電源系統５への逆潮流が認められ、非認定電源では逆潮流が禁止されている。一方で、非認定電源からの売電を可能とする仕組みづくりが進んでおり、非認定電源からの売電ができるようになった場合に、認定電源の発電電力の売電先と、非認定電源の売電先とが異なる可能性がある。そうすると、認定電源からの逆潮流電力と、非認定電源からの逆潮流電力とを区分することが求められる。

パワーコンディショナ３は、複数の分散型電源２を、送電線６を介して商用電源系統５に連系させることができるように構成されている。また、送電線６に接続された家庭用機器や産業用機器等の負荷９（以下、単に負荷９ともいう）に電力が供給できるように構成されている。すなわち、パワーコンディショナ３は、複数の分散型電源２から供給された電源電力を、商用電源系統５に逆潮流したり、負荷９に供給したりすることができるようになっている。

パワーコンディショナ３には、複数の入力端子Ｔｉと、出力端子Ｔｏが設けられている。複数の入力端子Ｔｉは、それぞれに分散型電源２が接続できるように構成されている。

パワーコンディショナ３の各入力端子Ｔｉには、それぞれ、入力端子Ｔｉから受けた直流を昇圧または降圧して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ３１が接続されている。換言すると、パワーコンディショナ３は、複数の分散型電源２のそれぞれに対応するように設けられた複数の入力ユニット３２を含み、各入力ユニット３２が、入力端子ＴｉとＤＣ／ＤＣコンバータ３１とを含んでいる。そして、複数の入力ユニット３２（ＤＣ／ＤＣコンバータ３１）の出力が、共通のＤＣリンク線ＤＣＬに接続されることで、統合されている。図１では、複数の入力ユニット３２として、４つの入力ユニット３２が設けられている例を示している。なお、複数の入力ユニット３２（入力端子Ｔｉ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１）には、同じ構成のものを適用することができるので、特に区別する必要がない場合、同一の符号を付して説明する場合がある。

図１では、複数の入力ユニット３２のうちの、入力ユニット３２ａに太陽光発電手段２１が接続され、入力ユニット３２ｂ～３２ｄにそれぞれ蓄電池２２～２４が接続されている例を示している。

具体的に、入力ユニット３２ａは、入力端子Ｔｉａに接続された太陽光発電手段２１からの出力を受け、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａでＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する。入力ユニット３２ｂは、入力端子Ｔｉｂに接続された蓄電池２２からの出力を受け、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂでＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する。入力ユニット３２ｃは、入力端子Ｔｉｃに接続された蓄電池２３からの出力を受け、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃでＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する。入力ユニット３２ｄは、入力端子Ｔｉｄに接続された蓄電池２４からの出力を受け、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｄでＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する。このような構成にすることにより、分散型電源２間の電力のやり取りができるようになる。例えば、太陽光発電手段２１での発電電力を、ＤＣリンク線ＤＣＬを介して蓄電池２２～２４に蓄電することができる。また、蓄電池２２～２４間での電力のやりとり（充放電）が可能となる。なお、本実施形態では、「接続」とは、直接接続に限定されるのもではなく、電気的な接続全般を指すものとする。例えば、抵抗やリレー等の受動素子等を介して相互間が電気的に接続されているものを含む概念である。

さらに、パワーコンディショナ３は、インバータ３４と、制御部３５とを備えている。インバータ３４は、ＤＣリンク線ＤＣＬから供給される直流を交流に変換し、出力端子Ｔｏに出力する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１及びインバータ３４の具体的な回路構成は、従来技術を適用することができるので、ここではその詳細説明を省略する。

制御部３５は、パワーコンディショナ３の全体動作を制御する機能を有し、例えば、マイクロコンピュータで実現することができる。制御部３５は、複数の入力ユニット３２や、インバータ３４を制御することで逆潮流電力を制御することができるように構成されている。具体的に、制御部３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ～３１ｄを制御することで、太陽光発電手段２１や蓄電池２２～２４からＤＣリンク線ＤＣＬに出力される電力量を制御することができる。同様に、制御部３５は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御等により、インバータ３４の出力を制御する。

また、パワーコンディショナ３には、外部と通信するための通信端子Ｔｃが設けられている。パワーコンディショナ３は、通信端子Ｔｃを介してインターネット等のネットワークＮＷに接続され、そのネットワークＮＷを経由して外部の電力事業者８等のアグリゲータに接続されている。なお、本実施形態のパワーコンディショナ３は、外部（例えば、電力事業者８）から受けた信号に基づく動作に特徴があり、その具体的な動作については、後述する「分散型電源システムの動作」において説明する。

出力端子Ｔｏは、送電線６を介して商用電源系統５に接続されている。また、送電線６には負荷９が接続されている。すなわち、パワーコンディショナ３は、送電線６を介して商用電源系統５に連系される。そして、分散型電源システム１では、商用電源系統５及び／またはパワーコンディショナ３から送電線６を介して負荷９に電力が供給されるようになっている。さらに、送電線６には、インバータ３４から商用電源系統５に流れる電流を測定するための電流測定手段７が設けられている。電流測定手段７は、例えば、ＣＴ（Current Transformer）センサで実現される。

－分散型電源システムの動作（１）－
以下において、分散型電源システム１の動作について、図２に示すフローチャートにしたがって説明する。ここでは、逆潮流電力を供給する所定の電源からの電力供給に、他電源からの電源供給を加えることで、負荷の消費電力をまかなったり、逆潮流する電力量（以下、逆潮流量ともいう）を増やしたりする、いわゆる「押し上げ動作」をしない場合の例を示している。

以下の説明では、太陽光発電手段２１（図面ではＰＳと記載）からの供給電力がＰ１、蓄電池２２～２４からの放電電力がそれぞれＰ２～Ｐ４であるものとして説明する。また、ここでは、負荷９での消費電力ＰＬが太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１、蓄電池２２，２３からの供給電力Ｐ２，Ｐ３のそれぞれよりも小さいものとする。また、説明の便宜上、送電線６や各ブロック（ＤＣ／ＤＣコンバータ３１やインバータ３４等）での電力のロスがないものとして説明する。

まず、制御部３５が、認定電源である太陽光発電手段２１から逆潮流させる制御を行っているものとする（ステップＳ２０）。前述のとおり、認定電源から商用電源系統５への逆潮流をする場合には、非認定電源からの逆潮流が禁止されている。ここでは、制御部３５は、太陽光発電手段２１に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａに、太陽光発電手段２１からの入力電力をＤＣリンク線ＤＣＬに出力するように指示する出力指示信号を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａでは、出力指示信号に基づいて、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１をＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行される（ステップＳ３０）。

一方で、制御部３５は、蓄電池２２～２４に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂ～３１ｄに対して蓄電池２２～２４からの放電を停止させる出力停止信号を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂ～３１ｄでは、蓄電池２２～２４からＤＣリンク線ＤＣＬに出力される放電電力Ｐ２～Ｐ４を「ゼロ」にする制御が実行される（ステップＳ４０，Ｓ５０，Ｓ６０）。

これにより、図３Ａに示すように、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１がインバータ３４を介して送電線６に出力され、一部の電力が負荷９に供給され、その残りの電力Ｐｒ（ここで、Ｐｒ＝Ｐ１－ＰＬ）が商用電源系統５に逆潮流される。図４では、時刻ｔ１０までの時間が上記の動作に対応している。

次に、電力事業者８からパワーコンディショナ３に対して、蓄電池２２の逆潮流を指示する逆潮流指示信号が与えられたとする（ステップＳ１０）。逆潮流指示信号を受けた制御部３５は、太陽光発電手段２１の出力を停止させる出力停止信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａに、蓄電池２２の出力を開始させる出力指示信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂに、それぞれ出力する（ステップＳ２１）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ，３１ｃ，３１ｄに制御部３５からの出力停止信号が与えられた状態となる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ，３１ｃ，３１ｄでは、ＤＣリンク線ＤＣＬに出力される放電電力Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４の総和が「ゼロ」になるように制御される（ステップＳ３１）。

一方で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂでは、出力指示信号を受けて、逆潮流指示信号に基づく放電電力Ｐ２をＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行される（ステップＳ４１）。これにより、ＤＣリンク線ＤＣＬには、蓄電池２２からの放電電力Ｐ２が供給されることになる。

図３Ｂに示すように、ＤＣリンク線ＤＣＬの電力は、インバータ３４を介して送電線６に出力されるので、蓄電池２２からの供給電力Ｐ２が送電線６に出力される。そして、供給電力Ｐ２のうちの一部の電力が負荷９に供給され、その残りの電力Ｐｒ（ここで、Ｐｒ＝Ｐ２－ＰＬ）が商用電源系統５に逆潮流される。

ここで、逆潮流指示信号には、逆潮流させる電源を示す電源識別情報が含まれる。電源識別情報は、電源が識別できる情報であればよく、特に限定されるものではない。例えば、各電源の型番情報であったり、電源の種別情報等が含まれ得る。また、電源識別情報は、例えば、予め電力事業者８のサーバー（図示省略）等に登録されていてもよいし、各分散型電源２の設置後に制御部３５が電力事業者８に送るようにしてもよい。また、逆潮流指示信号に、電源識別情報に加えて逆潮流の具体的な指示内容に関する情報が含まれていてもよい。例えば、逆潮流の開始時刻や終了時刻等の時刻情報、商用電源系統への逆潮流量の電力量情報等が含まれ得る。なお、後述する「分散型電源システムの動作（２）」の「逆潮流指示信号」についても同様である。

制御部３５は、ステップＳ２１で受けた逆潮流指示信号に基づく逆潮流が終了すると、蓄電池２２の出力を停止させる出力停止信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂに出力する（ステップS２２）。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂでは、出力停止信号を受けて、蓄電池２２の出力がＤＣリンク線ＤＣＬに出力されないようにする制御が実行される（ステップＳ４２）。これにより、蓄電池２２からＤＣリンク線ＤＣＬに放電される放電電力Ｐ２が「ゼロ」になり、他の電源２１，２３，２４からの出力も停止しているので、逆潮流される電力Ｐｒが「ゼロ」になる。

さらに、制御部３５は、ステップS２２において、電力事業者８に逆潮流指示信号に基づいた逆潮流の実行結果情報を送信する。逆潮流の実行結果情報は、逆潮流指示信号に基づいた逆潮流の実行結果に関する情報であり、その具体的な内容は特に限定されない。例えば、逆潮流の実行情報には、逆潮流指示信号で示された電源（以下、逆潮流可電源という）である蓄電池２２の放電量、蓄電池２２の放電開始時刻や放電終了時刻等の時刻情報、商用電源系統５への逆潮流量、蓄電池２２の電源識別情報等が含まれ得る。ここで、逆潮流量の情報は、逆潮流の終了時点での総量をまとめて送信するようにしてもよいし、所定の時間毎（例えば、図４の時間ΔＴ毎）に取得した結果を順次送るようにしてもよい。なお、後述するステップS２４、図５のステップＳ２７，Ｓ２９での処理における「逆潮流の実行情報」についても同様である。

図４では、時刻ｔ２１～ｔ２３までの時間が上記の逆潮流指示信号が与えられてから逆潮流指示信号に基づく蓄電池２２からの逆潮流が終了するまで、すなわち、ステップＳ１０からステップS２２までの動作に対応している。

次に、電力事業者８からパワーコンディショナ３に対して、蓄電池２３の逆潮流を指示する逆潮流指示信号が与えられたとする（ステップＳ１１）。逆潮流指示信号を受けた制御部３５は、蓄電池２３の出力を開始させる出力指示信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃに出力する（ステップＳ２３）。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃでは、出力指示信号を受けて、逆潮流指示信号に基づく放電電力Ｐ３をＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行される（ステップＳ５１）。これにより、蓄電池２３からＤＣリンク線ＤＣＬに放電電力Ｐ３が供給される。ここで、太陽光発電手段２１及び蓄電池２２，２４からＤＣリンク線ＤＣＬへの出力は停止されているので、そのままの状態を維持する。これにより、図３Ｃに示すように、蓄電池２３からの供給電力Ｐ３がインバータ３４を介して送電線６に出力される。そして、供給電力Ｐ３のうちの一部の電力が負荷９に供給され、その残りの電力Ｐｒ（ここで、Ｐｒ＝Ｐ３－ＰＬ）が商用電源系統５に逆潮流される。

制御部３５は、ステップＳ２３で受けた逆潮流指示信号に基づく逆潮流が終了すると、蓄電池２３の出力を停止させる出力停止信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃに出力する（ステップS２４）。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃでは、出力停止信号を受けて、蓄電池２３の出力がＤＣリンク線ＤＣＬに出力されないようにする制御が実行される。これにより、蓄電池２３からＤＣリンク線ＤＣＬに放電される放電電力Ｐ３が「ゼロ」になり（ステップＳ５１）、他の電源２１，２２，２４からの出力も停止しているので、逆潮流される電力Ｐｒが「ゼロ」になる。さらに、制御部３５は、ステップＳ２４において、電力事業者８に逆潮流指示信号に基づいた逆潮流の実行情報を送信する。

図４では、時刻ｔ３１～ｔ３３までの時間が上記の逆潮流指示信号が与えられてから逆潮流指示信号に基づく逆潮流が終了するまで、すなわち、ステップＳ１１からステップＳ２４までの動作に対応している。

その後、次の逆潮流指示信号を受けるまでの間、パワーコンディショナ３は、通常の動作を行う。例えば、認定電源である太陽光発電手段２１から逆潮流させる制御として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａに出力指示信号を出力する（ステップＳ２５）。そうすると、Ｃ／ＤＣコンバータ３１ａでは、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１をＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行される（ステップＳ３２）。そして、図３Ａに示すように、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１がインバータ３４を介して送電線６に出力され、一部の電力が負荷９に供給される一方で、残りの電力Ｐｒ（ここで、Ｐｒ＝Ｐ１－ＰＬ）が商用電源系統５に逆潮流される。図４では、時刻ｔ４１以降の時間が上記の動作に対応している。

－分散型電源システムの動作（２）－
次に、分散型電源システムの動作の他の例について、図５に示すフローチャートにしたがって説明する。ここでは、いわゆる「押し上げ動作」をする場合の例を示している。なお、「分散型電源システムの動作（１）」との相違点を中心に説明するものとし、共通の動作について説明を省略する場合がある。

図２の場合と同様に、まず、制御部３５が、認定電源である太陽光発電手段２１から逆潮流させる制御を行っているものとする（ステップＳ２０）。制御部３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａを制御して、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１をＤＣリンク線ＤＣＬに出力させる。一方で、制御部３５は、蓄電池２２～２４に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂ～３１ｄに対して蓄電池２２～２４からの放電量（放電電力）を制限する出力制限信号を出力する。出力制限信号は、蓄電池２２～２４からの放電電力（供給電力に相当）の総和が負荷９での消費電力ＰＬ以下の電力になるように制限する制御信号である。

ここで、制御部３５は、出力制限信号により、蓄電池２２～２４からの放電電力の総和が消費電力ＰＬ以下となるように制御すればよいので、出力制限信号により蓄電池２２～２４のすべてを放電させてもよいし、蓄電池２２～２４の一部を放電させてもよい。例えば、図６Ａに示すように、制御部３５は、蓄電池２２からの放電電力Ｐ２として、負荷での消費電力ＰＬに相当する電力Ｐ１を出力させ、他の蓄電池２３，２４の出力を停止させるような出力制限信号を用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂ～３１ｄを制御してもよい。換言すると、放電制限信号とは、電源からの出力を所定値に規定する（制限する）ための制御信号に加えて、電源からの出力を停止させる制御信号を含む概念である。

これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａでは、出力指示信号に基づいて、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１をＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行される（ステップＳ３０）。図６Ａの例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂにおいて、蓄電池２２からの供給電力Ｐ２をＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行される（ステップＳ４４）。また、蓄電池２３，２４からＤＣリンク線ＤＣＬに出力される放電電力Ｐ３，Ｐ４を「ゼロ」にする制御が実行される（ステップＳ５４，Ｓ６４）。図４では、時刻ｔ１０までの時間が上記の動作に対応している。

次に、電力事業者８からパワーコンディショナ３に対して、蓄電池２２の逆潮流を指示する逆潮流指示信号が与えられたとする（ステップＳ１０）。逆潮流指示信号を受けた制御部３５は、太陽光発電手段２１の出力を制限する出力制限信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａに、蓄電池２２の出力を開始させる出力指示信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂにそれぞれ出力する（ステップＳ２６）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ，３１ｃ，３２ｄに前述の出力制限信号が与えられる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ，３１ｃ，３２ｄでは、出力制限信号に基づいて、太陽光発電手段２１及び蓄電池２３，２４からの出力電力の総和が消費電力ＰＬ以下となるようにする制御が実行される（ステップＳ３５）。図６Ｂの例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａが放電電力Ｐ１として消費電力ＰＬと等しい電力をＤＣリンク線ＤＣＬに出力する一方で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃ，３２ｄが出力を停止している例を示している。

一方で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂでは、出力指示信号を受けて、逆潮流指示信号に基づく放電電力Ｐ２をＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行される（ステップＳ４５）。これにより、蓄電池２２からＤＣリンク線ＤＣＬに放電電力Ｐ２が供給される。

ＤＣリンク線ＤＣＬの電力は、インバータ３４を介して送電線６に出力されるので、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１（消費電力ＰＬ）と、蓄電池２２からの供給電力Ｐ２が送電線６に出力される。そして、供給電力Ｐ１（消費電力ＰＬ）が負荷９に供給され、その残りの電力Ｐｒ（Ｐｒ＝Ｐ２）が商用電源系統５に逆潮流される。

制御部３５は、ステップＳ２６で受けた逆潮流指示信号に基づく逆潮流が終了すると、蓄電池２２の出力を制限する出力制限信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂに出力する（ステップＳ２７）。ここでの出力制限信号は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ～３１ｄの出力電力の総和が負荷９での消費電力ＰＬ以下の電力になるように制限する制御信号である。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ～３１ｄでは、この出力制限信号に基づいた出力制限制御が実行される。これにより、逆潮流される電力Ｐｒは、「ゼロ」になる。

次に、電力事業者８からパワーコンディショナ３に対して、蓄電池２３の逆潮流を指示する逆潮流指示信号が与えられたとする（ステップＳ１１）。逆潮流指示信号を受けた制御部３５は、蓄電池２３の出力を開始させる出力指示信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃに出力する（ステップＳ２８）。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃでは、出力指示信号を受けて、逆潮流指示信号に基づく放電電力Ｐ３をＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行される（ステップＳ５５）。これにより、蓄電池２３からＤＣリンク線ＤＣＬに放電電力Ｐ３が供給される。ここで、太陽光発電手段２１及び蓄電池２２，２４には、出力制限信号が与えられているので、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ，３１ｂ，３１ｄにおいて、ＤＣリンク線ＤＣＬへの出力電力の総和を消費電力ＰＬ以下にする制御が実行される。これにより、例えば、図６Ｃに示すように、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１（消費電力ＰＬ）と、蓄電池２３からの供給電力Ｐ３が送電線６に出力される。そして、供給電力Ｐ１（消費電力ＰＬ）が負荷９に供給され、その残りの電力Ｐｒ（Ｐｒ＝Ｐ３）が商用電源系統５に逆潮流される。

制御部３５は、ステップＳ２８で受けた逆潮流指示信号に基づく逆潮流が終了すると、蓄電池２３の出力を制限する出力制限信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｃに出力する（ステップS２９）。ここでの出力制限信号は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ～３１ｄの出力電力の総和が負荷９での消費電力ＰＬ以下の電力になるように制限する制御信号である。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａ～３１ｄでは、この出力制限信号に基づいた出力制限制御が実行され、逆潮流される電力Ｐｒは「ゼロ」になる（ステップS５６）。さらに、制御部３５は、ステップS２９において、電力事業者８に逆潮流指示信号に基づいた逆潮流の実行情報を送信する。

図４では、時刻ｔ３１～ｔ３３までの時間が上記の逆潮流指示信号が与えられてから逆潮流指示信号に基づく逆潮流が終了するまで、すなわち、ステップＳ１１からステップS２９までの動作に対応している。

その後、次の逆潮流指示信号を受けるまでの間、パワーコンディショナ３は、通常の動作を行う。例えば、制御部３５は、認定電源である太陽光発電手段２１から逆潮流させる制御として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ａに出力指示信号を出力する（ステップＳ２５）。一方で、制御部３５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂ～３１ｄに対して、出力制限信号を継続して出力する。ここでの出力制限信号は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂ～３１ｄの出力電力の総和が負荷９での消費電力ＰＬ以下の電力になるように制限する制御信号である。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂ～３１ｄでは、この出力制限信号に基づいた出力制限制御が実行される。そうすると、図６Ａに示すように、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１及び蓄電池２２～２４からの供給電力（蓄電池２２からの供給電力Ｐ２）がインバータ３４を介して送電線６に出力され、蓄電池２２からの供給電力Ｐ２が負荷９に供給され、その残りの電力Ｐｒ（ここで、Ｐｒ＝Ｐ１）が商用電源系統５に逆潮流される。図４では、時刻ｔ４１以降の時間が上記の動作に対応している。

以上のように、本実施形態によると、制御部３５は、蓄電池２２～２４（非認定電源に相当）の中から逆潮流させる電源である逆潮流可電源（例えば、上記の説明では蓄電池２２，２３）を示す逆潮流指示信号を外部から受けた場合に、商用電源系統５に逆潮流される電力が逆潮流可電源からの供給電力以下になるように制御している。

より具体的には、上記実施形態において、制御部３５は、複数の入力ユニット３２のうち、逆潮流可電源（例えば、蓄電池２２）からの入力を受ける入力ユニット３２ｂ（第１入力ユニットに相当）のＤＣ／ＤＣコンバータ３１ｂに逆潮流指示信号に基づく出力をさせる一方で、第１入力ユニット以外の入力ユニット３２ａ，３２ｃ，３２ｄの出力を停止させる制御を行う。これにより、逆潮流可電源以外の電源からの電力供給がされないので、逆潮流可電源から逆潮流される電力を区分することができる。

また、上記実施形態において、制御部３５は、パワーコンディショナ３に接続された負荷９での消費電力ＰＬがある場合に、複数の入力ユニット３２ａ～３２ｄのうち、逆潮流可電源（例えば、蓄電池２２）からの入力を受ける入力ユニット３２ｂ（第１入力ユニットに相当）に逆潮流指示信号に基づく出力をさせ、第１入力ユニット以外の入力ユニット３２ａ，３２ｃ，３２ｄからの供給電力の総和が消費電力ＰＬ以下になるように制御を行う。これにより、逆潮流可電源以外の電源からの電力供給は負荷で消費されるので、逆潮流可電源から逆潮流される電力を区分することができる。

（分散型電源システムの他の動作例）
上記実施形態に記載した分散型電源システム１は、図７Ａ～図７Ｃのように動作してもよい。

図７Ａの例では、負荷での消費電力が図６Ａ～図６Ｃの場合と比較して増加し、ＰＬ＞Ｐ１＋Ｐ２となった例を示している。この場合、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１及び蓄電池２２～２４からの供給電力（ここでは、蓄電池２２からの供給電力Ｐ２）がインバータ３４を介して送電線６に出力され、負荷で全て消費される。したがって、逆潮流される電力Ｐｒは「ゼロ」となる。

また、上記実施形態では、逆潮流指示信号を外部から受けた場合に、逆潮流可電源（逆潮流指示信号で示された電源）の出力を逆潮流させるものとしたが、これに限定されない。例えば、逆潮流指示信号を受けた場合において、逆潮流可電源が商用電源系統に逆潮流するための電力を供給できない状態にあるときに、逆潮流ができないことを示す逆潮流不可信号を外部（例えば、電力事業者８）に通知するようにしてもよい。この場合に、パワーコンディショナ３は、通常の動作を行ったり、逆潮流可電源の充電を行う処理を実行したりしてもよい。

例えば、図７Ｂでは、通常の動作を行う場合の例を示している。図７Ｂにおいて、太陽光発電手段２１からの供給電力Ｐ１をＤＣ／ＤＣ変換してＤＣリンク線ＤＣＬに出力する制御が実行されている。そして、ＤＣリンク線ＤＣＬされた電力の一部が、逆潮流可電源（例えば、蓄電池２２）に充電され、その残りの電力Ｐｒが商用電源系統５に逆潮流されている。例えば、日照がある昼間にこのような動作が行われる場合がある。

また、図７Ｂでは、商用電源系統５からの電力を逆潮流可電源（例えば、蓄電池２２）に充電する場合の例を示している。具体的に、図７Ｂでは、商用電源系統５から受けた電力の一部が、負荷９で消費され、その残りが逆潮流可電源（例えば、蓄電池２２）に充電されている。例えば、夜間にこのような動作が行われる場合がある。

本発明によると、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力同士を互いに接続するＤＣリンク線を採用した場合においても、分散型電源の供給電力を区分することができるので、極めて有用である。

１ 分散型電源システム
２ 分散型電源
２１ 太陽光発電手段（認定電源）
２２，２３，２４ 蓄電池（非認定電源）
３ パワーコンディショナ（電力変換装置）
５ 商用電源系統
３１ａ 第１ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１コンバータ）
３１ｂ 第２ＤＣ／ＤＣコンバータ（第２コンバータ）
３３ 第１インバータ
３４ 第２インバータ
３５ 制御部
７ ＣＴセンサ（電流検出手段）
９ 負荷

Claims (6)

1. 所定価格での電力買取が認定された少なくとも１つの認定電源と、所定価格での電力買取が認定されていない少なくとも１つの非認定電源とを含む複数の分散型電源を商用電源系統に連系させるための電力変換装置であって、
   前記複数の分散型電源のそれぞれに対応するように設けられた複数の入力ユニットであって、それぞれ、入力端子と、該入力端子への入力を変換してＤＣリンク線に出力するコンバータとを含む複数の入力ユニットと、
   前記ＤＣリンク線に供給された直流を交流に変換するインバータと、
   前記非認定電源の中から逆潮流させる電源である逆潮流可電源を示す逆潮流指示信号を外部から受けた場合に、商用電源系統に逆潮流される電力が前記逆潮流可電源からの供給電力以下になるように、前記複数の入力ユニット及び前記インバータのうちの少なくとも１つを制御する制御部とを備えている
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記制御部は、前記複数の入力ユニットのうち、前記逆潮流可電源からの入力を受ける第１入力ユニットに前記逆潮流指示信号に基づく出力をさせる一方で、前記第１入力ユニット以外の入力ユニットの出力を停止させる制御を行う
   ことを特徴とする電力変換装置。
3. 請求項１に記載の電力変換装置において、
   前記制御部は、前記電力変換装置に接続された負荷での消費電力がある場合に、前記複数の入力ユニットのうち、前記逆潮流可電源からの入力を受ける第１入力ユニットに前記逆潮流指示信号に基づく出力をさせ、前記第１入力ユニット以外の入力ユニットからの供給電力の総和が前記消費電力以下になるように制御を行う
   ことを特徴とする電力変換装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
   前記制御部は、前記逆潮流指示信号に基づいた逆潮流の実行結果情報を外部に通知することを特徴とする電力変換装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
   前記制御部は、前記逆潮流指示信号を受けた場合において、前記逆潮流可電源が商用電源系統に逆潮流するための電力を供給できない状態にあるときに、逆潮流不可信号を外部に通知する
   ことを特徴とする電力変換装置。
6. 所定価格での電力買取が認定された少なくとも１つの認定電源と、所定価格での電力買取が認定されていない少なくとも１つの非認定電源とを含む複数の分散型電源と、
   請求項１から５のうちのいずれか1項に記載の電力変換装置とを備える
   ことを特徴とする分散型電源システム。

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