JP7261986B2 - 電力変換システム、電力変換装置 - Google Patents

Description

本開示は、分散電源に接続される電力変換システム、電力変換装置に関する。

電力系統に接続されて連系運転する分散電源に接続されたパワーコンディショナは、系統連系規程の逆潮流禁止に関する要件を満たして運転することが求められる。そのため、当該パワーコンディショナは、電力系統の受電点の潮流電力を計測・監視して、解列動作が極力発生しないように出力電力を制御する必要がある。日本では系統連系規程により蓄電池から、定格容量の５％以上の電力を５００ｍｓを超えて電力系統へ逆潮流することが禁止されている。したがって、蓄電池が接続されたパワーコンディショナは、逆潮流が発生した場合、発生から５００ｍｓ以内に解列する必要がある。

分散電源に接続されたパワーコンディショナが解列すると、再並列するまでに、規定された時間以上待機する必要がある。日本の系統連系規程では家庭用のパワーコンディショナの場合、再並列するまでに５分間の待機が要求される。この待機時間中は、分散電源から負荷への電力供給が停止するため、買電が増加し、電気料金の増加につながる。

複数の分散電源にそれぞれ接続された複数のパワーコンディショナを、電力系統の受電点に対して並列に接続したシステムでは、複数のパワーコンディショナ間の潮流電力の計測誤差や応答タイミングの差などにより、電力を受電点に放出するパワーコンディショナと、電力を受電点から吸収するパワーコンディショナが意図せずに発生することがある。その場合、パワーコンディショナ間に電力横流が発生する。この横流は、受電点の潮流電力に関係のない電力移動であり、この電力移動は損失を発生させるだけであり、電気料金の節約につながらないばかりか、分散電源の損失増加によって、買電が増加し、電気料金の増加につながる。

そこで、マスタ機となる制御装置が、スレーブ機となる複数のパワーコンディショナを統括的に制御するマスタ・スレーブ方式の制御が一般的に行われている（例えば、特許文献１参照）。なお、複数のパワーコンディショナの一つをマスタ機としてもよい。

マスタ・スレーブ方式では、分散電源の並列数が増加してシステム規模が大きくなるほど、マスタ・スレーブ間の通信周期が遅くなり、受電点の潮流電力に応じた各パワーコンディショナの応答速度が遅くなる。また、パワーコンディショナの設置数を自由に変えることが難しく、システムの拡張性に欠ける。

マスタ・スレーブ方式の並列システムにおいて、逆潮流が発生しそうなとき、パワーコンディショナの運転数を減らすことで逆潮流が発生しないように制御することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。このようにマスタ・スレーブ方式では、並列接続された全てのパワーコンディショナを常に同条件で運転させ続けることは難しい。状況に応じて、運転を停止させる又は出力電力を低下させるパワーコンディショナが発生する。それは、分散電源が蓄電池である場合、複数の蓄電池間のＳＯＣ（State Of Charge）バランスが崩れることを意味する。ＳＯＣの値が下限値を下回ると放電動作ができなくなり、ＳＯＣの値が上限値を上回ると充電動作ができなくなるため、複数の蓄電池間のＳＯＣバランスが崩れると、全てのパワーコンディショナが同時に運転できる期間が短くなる。それ以外の期間では、運転中のパワーコンディショナの合計の出力電力が小さくなる。電気料金が実量制契約の場合、出力電力が小さいと潮流電力のピークが高くなるため、電気料金が増加しやすくなる。

特開２０１９－８０４８５号公報

そこで、複数の分散電源にそれぞれ接続された複数のパワーコンディショナの並列システムにおいて、複数のパワーコンディショナ間で高速通信が必要なマスタ・スレーブ方式に代わる、新たな制御方式が求められる。新たな制御方式では、逆潮流による不要な解列が少なく、横流が抑制され、全てのパワーコンディショナが同時に運転できる期間が長いことが望まれる。

本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の電力変換装置を並列接続した電力変換システムであって、マスタ・スレーブ方式より、高効率な制御が可能な電力変換システム、電力変換装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の電力変換システムは、複数の分散電源にそれぞれ接続された複数の電力変換装置を備える。前記複数の電力変換装置は、電力系統の受電点に対して並列に接続され、前記受電点に接続された負荷に交流電力を供給可能であり、前記複数の電力変換装置はそれぞれ、ｘを前記受電点から前記電力系統への潮流電流又は潮流電力の計測値、ｙを前記電力変換装置の電流指令値又は電力指令値、ａを定数、ｂを変数とする、ｙ＝ａｘ＋ｂの一次関数をもとに、出力を自律的にドループ制御し、前記変数ｂは、前記潮流電流又は前記潮流電力の計測値に応じて可変制御される。

本開示によれば、複数の電力変換装置を並列接続した電力変換システムであって、マスタ・スレーブ方式より、高効率な制御が可能となる。

実施の形態１に係る電力変換システムを説明するための図である。 図１の電力変換装置の詳細な構成例を示す図である。 実施の形態２の構成例１に係る電力変換システムを説明するための図である。 実施の形態２の構成例２に係る電力変換システムを説明するための図である。 実施の形態２の構成例３に係る電力変換システムを説明するための図である。 潮流電力計測装置に含まれる切片制御部と、制御部に含まれるドループ制御部の構成例を示す図である。 ドループ制御に使用される一次関数の一例をグラフに示した図である。 実施の形態２に係る電力変換システムを使用したシミュレーション１の結果をグラフで示した図である。 実施の形態２に係る電力変換システムを使用したシミュレーション２の結果をグラフで示した図である。 実施の形態２に係る電力変換システムを使用したシミュレーション３の結果をグラフで示した図である。 実施の形態３に係る電力変換システムを説明するための図である。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る電力変換システム１を説明するための図である。電力変換システム１は、商用電力系統（以下、単に電力系統４という）の受電点Ｎ１に対して並列接続された複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備える。図１では、３台の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃが並列接続される例を描いているが、並列数は３台に限るものではなく、２台であってもよいし、４台以上であってもよい。本開示で説明する制御は、並列数が多くなるほど、より効果を発揮する制御である。

当該受電点Ｎ１には負荷３が接続される。複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、複数の分散電源２ａ、２ｂ、２ｃにそれぞれ接続されたパワーコンディショナである。複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、負荷３に交流電力を供給することが可能である。

図１に示す分散電源２ａ、２ｂ、２ｃは、系統連系規程により逆潮流が禁止された分散電源である。例えば、蓄電池、燃料電池が該当する。蓄電池は定置型蓄電池であってもよいし、車載蓄電池であってもよい。日本では、太陽電池は原則として逆潮流の禁止対象にならないが、大型の太陽電池の場合は、電力会社との協議に基づき逆潮流が禁止される場合もある。

複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃごとに、複数の電流センサＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｃが設置される。複数の電流センサＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｃは、受電点Ｎ１と電力系統４の間の電流経路上に設置される。例えば、分電盤内に設置される。複数の電流センサＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｃと、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃがそれぞれ検出線で接続される。複数の電流センサＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｃは、受電点Ｎ１から電力系統４に流れる潮流電流をそれぞれ計測し、計測した電流値を複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃにそれぞれ出力する。各検出線は、複数の電流センサＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｃでそれぞれ計測されたアナログ電流値をそのまま伝達する。

各電力変換装置１０は、電力変換部１１及び制御部１２を含む。電力変換部１１は、分散電源２から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を受電点Ｎ１に出力する。制御部１２は電力変換部１１を制御する。

図２は、図１の電力変換装置１０の詳細な構成例を示す図である。電力変換装置１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１、インバータ１１２、制御部１２、電流センサ１３、電圧センサ１４、リレーＲＹ１を含む。

まず、分散電源２が、蓄電池（例えば、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池）又はキャパシタ（例えば、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ）の場合を考える。分散電源２が蓄電池又はキャパシタの場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、インバータ１１２は双方向インバータで構成される。

蓄電池又はキャパシタの放電時、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は、蓄電池又はキャパシタから供給される直流電力を、所定の電圧又は所定の電流の直流電力に変換してインバータ１１２に出力する。インバータ１１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１から供給される直流電力を交流電力に変換して出力する。

蓄電池又はキャパシタの充電時、インバータ１１２は、電力系統４から供給される交流電力を直流電力に変換してＤＣ／ＤＣコンバータ１１１に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は、インバータ１１２から供給される直流電力を、所定の電圧又は所定の電流の直流電力に変換して蓄電池又はキャパシタに出力する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１及びインバータ１１２はそれぞれ、１つ以上のスイッチング素子を含む回路で構成される。スイッチング素子には例えば、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor）又はＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)などを使用することができる。また、ＳｉＣデバイスやＧａＮデバイスなどで構成されたワイドギャップ半導体スイッチング素子を使用してもよい。

制御部１２は、当該スイッチング素子のデューティ比を制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１及びインバータ１１２のそれぞれの入出力を調整することができる。例えば、制御部１２は、定電流（ＣＣ）充電、定電流（ＣＣ）放電、定電圧（ＣＶ）充電、及び定電圧（ＣＶ）放電を行うことができる。

インバータ１１２の後段には出力フィルタ（不図示）が設けられ、当該出力フィルタは、インバータ１１２から出力される交流電力の高調波成分を減衰させて、インバータ１１２の出力電圧及び出力電流を正弦波に近づける。電流センサ１３は、当該出力フィルタに流れる電流を検出して制御部１２に出力する。

インバータ１１２と、電力変換装置１０の交流側の出力端子との間の電流経路上に、リレーＲＹ１が挿入される。なお、リレーＲＹ１の代わりに半導体スイッチを用いてもよい。電圧センサ１４は、電力変換装置１０の出力電圧を検出して制御部１２に出力する。

制御部１２は、内部の電流センサ１３から供給される電力変換装置１０の出力電流、電圧センサ１４から供給される電力変換装置１０の出力電圧、及び外部の電流センサＣＴから供給される潮流電流をもとに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１、インバータ１１２、及びリレーＲＹ１を制御する。

制御部１２の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。以下に説明する制御部１２の動作は、系統連系モード時の動作である。即ち、電力系統４が正常である時の動作である。本明細書では、電力系統４の停電時の動作には注目しない。

制御部１２は、電流センサＣＴから供給される潮流電流又は潮流電流から求められる潮流電力の計測値をもとに、電力変換装置１０の出力電流又は出力電力をドループ制御する。具体的には、制御部１２は下記（式１）に示す一次関数をもとに、電力変換装置１０の出力電流又は出力電力をドループ制御する。

ｙ＝ａｘ＋ｂ ・・・（式１）
ｘは、一次関数の入力変数であり、受電点Ｎ１から電力系統４に流れる潮流電流又は受電点Ｎ１から電力系統４に供給される潮流電力の計測値を示す。
ｙは、一次関数の出力変数であり、電力変換装置１０の電流指令値又は電力指令値を示す。
ａは、一次関数の傾きを規定する定数であり、潮流電流又は潮流電力が１単位変化したときの電流指令値又は電力指令値の変化率を示す。
ｂは、一次関数の切片を規定する定数であり、潮流電流が０Ａのときの電流指令値又は潮流電力が０ｋＷのときの電力指令値を示す。ｂがゼロ以外のときは、潮流電流が０Ａのときの電流指令値又は潮流電力が０ｋＷのときの電力指令値がオフセット値を有していることを意味する。

変数ｂは、潮流電流の計測値に応じて可変制御される。定数ａの値、変数ｂのオフセット値、及び後述する潮流電流の目標値は、電力変換装置１０の出荷時に設計者により設定される。定数ａの値、変数ｂのオフセット値、及び後述する潮流電流の目標値の少なくとも一つは、出荷後、電力変換装置１０の外部から設定変更可能な仕様であってもよい。例えば、電力変換装置１０のユーザインタフェース（例えば、タッチパネル）から、ユーザがそれらの値の少なくとも一つを設定変更可能な仕様であってもよい。また、ユーザ、作業員又は保守メンテナンス会社の情報機器と、電力変換装置１０を通信で接続し、当該情報機器から、それらの値の少なくとも一つを設定変更可能な仕様であってもよい。例えば、保守メンテナンス会社のサーバと電力変換装置１０をインターネットで接続し、それらの値の少なくとも一つを設定変更してもよい。

制御部１２は、上記一次関数と、外部の電流センサＣＴから供給される潮流電流又は潮流電流から求められる潮流電力の計測値をもとに電流指令値又は電力指令値を導出する。制御部１２は、導出した電流指令値又は電力指令値をもとに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１内のスイッチング素子を制御して、分散電源２の出力電流又は出力電力を制御する。なお、制御部１２は、上記１次関数の出力変数ｙをインバータ１１２の電流指令値又は電力指令値として導出し、インバータ１１２内のスイッチング素子を制御して、分散電源２の出力電流又は出力電力を制御してもよい。

ドループ制御は自律的な制御であり、マスタ・スレーブ方式のように、マスタ機からの指令を受けて制御部１２が動作する方式ではない。したがって、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間で通信する必要がなく、制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間を通信線で接続する必要もない。

制御部１２は、電流センサＣＴから供給される潮流電流の計測値から求められる潮流電力値が、逆潮流とみなされる規定値以上の値を規定時間以上継続したとき、リレーＲＹ１をオフして電力系統４から電力変換装置１０を自律的に解列させる。上述したように日本では系統連系規程により蓄電池から、定格容量の５％以上の電力を５００ｍｓを超えて電力系統４へ逆潮流することが禁止されている。即ち、逆潮流が発生した場合、発生から５００ｍｓ以内に、制御部１２は電力変換装置１０を解列する必要がある。例えば、上記規定時間は３００～４００ｍｓの範囲に設定されてもよい。上記逆潮流とみなされる規定値は、蓄電池の容量に応じて設定される。

解列した電力変換装置１０の制御部１２は、電流センサＣＴから供給される潮流電流の計測値から求められる潮流電力値が上記規定値未満であり、かつ解列から規定の待機時間以上経過している場合、リレーＲＹ１をオンして、電力系統４に電力変換装置１０を自律的に再並列（再接続）させる。日本の系統連系規程では、上記規定の待機時間は原則として５分である。

次に、分散電源２が燃料電池の場合を考える。燃料電池は、水素などの燃料と空気中の酸素等を化学反応させることにより直流電力を発電する。例えば、都市ガスやＬＰＧから改質器を用いて水素を取り出し、燃料としている。分散電源２が燃料電池の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は単方向ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、インバータ１１２は単方向インバータで構成される。

燃料電池の発電時、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は、燃料電池から供給される直流電力を、所定の電圧又は電流の直流電力に変換してインバータ１１２に出力する。インバータ１１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１から供給される直流電力を交流電力に変換して出力する。

制御部１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１及びインバータ１１２に含まれるスイッチング素子のデューティ比を制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１及びインバータ１１２のそれぞれの出力を調整することができる。例えば、定電流（ＣＣ）放電、及び定電圧（ＣＶ）放電を行うことができる。その他の説明は、分散電源２が蓄電池又はキャパシタの場合と同様である。

次に、分散電源２が太陽電池の場合を考える。太陽電池は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する発電装置である。太陽電池として、シリコン太陽電池、化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型（有機太陽電池）等が使用される。分散電源２が太陽電池の場合、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は昇圧チョッパで構成され、インバータ１１２は単方向インバータで構成される。

太陽電池の発電時、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は、太陽電池の出力電力が最大になるようにＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracking) 動作する。インバータ１１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１から供給される直流電力を交流電力に変換して出力する。その他の説明は、分散電源２が蓄電池又はキャパシタの場合と同様である。

並列接続された複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃに同一の一次関数が設定されている場合、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力電流は、定常状態では同一になる。即ち、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、受電点Ｎ１に対して均等に電流を出力する。なお実際には、センサの計測誤差により、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力電流間に誤差が発生することもある。

太陽電池に接続された電力変換装置１０は、日射条件により、電流指令値に対応する電流を出力できない場合がある。その場合、太陽電池に接続された電力変換装置１０から出力される電流が、他の複数の電力変換装置１０から出力される電流より小さくなる。この場合も、他の複数の電力変換装置１０から出力される電流は均等になる。

また、並列接続された複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの少なくとも一つに、他の複数の電力変換装置１０と異なる一次関数が設定されてもよい。この場合、異なる一次関数が設定された少なくとも一つの電力変換装置１０は、他の複数の電力変換装置１０と異なる電流を受電点Ｎ１に対して出力する。これにより、複数の分散電源２ａ、２ｂ、２ｃ間に優先順位をつけることができる。例えば、分散電源２ａ、２ｂが定置型蓄電池で、分散電源２ｃが車載蓄電池の場合において、車載蓄電池の容量を多く確保したい場合、車載蓄電池からの出力電流が、定置型蓄電池からの出力電流より小さくなるように、車載蓄電池と定置型蓄電池とで異なる一次関数を設定すればよい。

（実施の形態２の構成例１）
図３は、実施の形態２の構成例１に係る電力変換システム１を説明するための図である。以下、図１に示した実施の形態１との相違点を説明する。実施の形態２では、潮流電力計測装置２０が設けられる。また実施の形態２では、並列接続される複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの数に関係なく、受電点Ｎ１と電力系統４の間の電流経路上に電流センサＣＴが、単相の場合は１つ、三相の場合は３つ設置される。電流センサＣＴは、潮流電力計測装置２０に接続され、計測した潮流電流を潮流電力計測装置２０に出力する。電流センサＣＴは、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃと直接的には接続されない。

潮流電力計測装置２０は、電流センサＣＴから潮流電流の計測値を取得する。また潮流電力計測装置２０は、受電点Ｎ１と電力系統４の間の電流経路の電圧（即ち、系統電圧）を計測することができる。潮流電力計測装置２０は、潮流電流の計測値と系統電圧の計測値を乗算して潮流電力を算出することができる。

構成例１では、潮流電力計測装置２０と、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間が通信線３０で接続される。潮流電力計測装置２０は、潮流電流又は潮流電力の計測値を、通信線３０を介して複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送信する。例えば潮流電力計測装置２０は、所定の通信規格（例えば、ＲＳ－４８５規格、ＴＣＰ－ＩＰ規格、ＣＡＮ規格）に準拠した通信により、潮流電流又は潮流電力の計測値を送信する。その際、潮流電力計測装置２０は、潮流電流又は潮流電力の計測値を、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃにブロードキャスト送信（同報送信）することが好ましい。

（実施の形態２の構成例２）
図４は、実施の形態２の構成例２に係る電力変換システム１を説明するための図である。以下、図３に示した実施の形態２の構成例１との相違点を説明する。構成例２では、潮流電力計測装置２０と、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間が通信線３０で接続されず、無線通信で接続される。例えば、無線通信として、Wi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信などを使用することができる。構成例２では、潮流電力計測装置２０は無線通信により、潮流電流又は潮流電力の計測値を、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送信する。

（実施の形態２の構成例３）
図５は、実施の形態２の構成例３に係る電力変換システム１を説明するための図である。以下、図３に示した実施の形態２の構成例１との相違点を説明する。構成例３では、潮流電力計測装置２０と、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間が通信線３０で接続されず、ＰＬＣ（Power Line Communication）通信により接続される。構成例３では、潮流電力計測装置２０及び複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ、ＰＬＣ通信用の通信モジュールを備える。構成例３では、潮流電力計測装置２０はＰＬＣ通信（電力線通信）により、潮流電流又は潮流電力の計測値を、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送信する。

以上に説明した実施の形態２の構成例１－３において、潮流電力計測装置２０は、ドループ制御に使用する一次関数の切片ｂの値を導出し、導出した切片ｂの値も、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送信することができる。

以下、制御部１２によるドループ制御と、潮流電力計測装置２０による切片ｂのフィードバック制御について、より詳細に説明する。図６は、潮流電力計測装置２０に含まれる切片フィードバック制御部２１と、制御部１２に含まれるドループ制御部１２１の構成例を示す図である。切片フィードバック制御部２１は、減算器２２、ＰＩ制御器２３、及びリミッタ２４を含む。ドループ制御部１２１は、乗算器１２２、加算器１２３、リミッタ１２４、及びＬＰＦ１２５を含む。切片フィードバック制御部２１及びドループ制御部１２１のそれぞれの構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。

上記（式１）の変数ｂの値は、潮流電力の目標値と潮流電力の計測値との偏差がゼロになるようにフィードバック制御される（例えば、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御）。

図７は、ドループ制御に使用される一次関数の一例をグラフに示した図である。図７に示すグラフは、ｙ＝－ｘの一次関数（ａ＝－１、ｂ＝０）を示している。以下、図６、図７の説明では、蓄電池に接続された電力変換装置１０のドループ制御を想定する。ｘ軸の潮流電力は＋側を逆潮流、－側を順潮流とする。ｙ軸の電力指令値は、＋側を放電（受電点Ｎ１への電力放出）、－側を充電（受電点Ｎ１からの電力吸収）とする。なお、燃料電池又は太陽電池に接続された電力変換装置１０では、負の電力指令値が算出された場合、電力指令値はゼロに設定される。

電力変換装置１０は製品ごとに出力可能な範囲が設定されている。電力変換装置１０の出力可能な範囲は、例えば電力変換装置１０の最大定格の範囲に設定される。電力変換装置１０の出力電力を、出力可能な範囲内に収めるために、電力指令値に上限リミットと下限リミットが設定される。図７に示すグラフでは、上限リミットとして６ｋＷが設定され、下限リミットとして－６ｋＷが設定されている。したがって、６ｋＷを超える潮流電力（逆潮流電力）が発生しても、電力変換装置１０の電力指令値は－６ｋＷ（６ｋＷの充電）に制限される。反対に、－６ｋＷを超える潮流電力（順潮流電力）が発生しても、電力変換装置１０の電力指令値は６ｋＷ（６ｋＷの放電）に制限される。

図６において、切片フィードバック制御部２１の減算器２２は、潮流電力の目標値と、潮流電力の計測値との偏差を算出し、算出した偏差をＰＩ制御器２３に出力する。ＰＩ制御器２３は、減算器２２から入力される偏差をＰＩ制御して、切片ｂの値を操作量として生成する。なお、ＰＩ制御器２３の代わりに、ＰＩＤ制御器又はＰ制御器を用いてもよい。ＰＩ制御器２３は、生成した切片ｂの値をリミッタ２４に出力する。

リミッタ２４は、減算器２２から入力された値が上限リミットより大きい場合、入力された値を上限リミットの値に置き換えて出力する。リミッタ２４は、減算器２２から入力された値が下限リミットより小さい場合、入力された値を下限リミットの値に置き換えて出力する。リミッタ２４は、ＰＩ制御器２３から入力された値が上限リミットと下限リミットの間の範囲に収まる場合、入力された値をそのまま出力する。リミッタ２４の上限リミットと下限リミットは、例えば、電力変換装置１０の最大定格に設定される。図７に示す例では、上限リミットが６ｋＷ、下限リミットが－６ｋＷに設定される。

潮流電力計測装置２０は、潮流電力の計測値と、切片フィードバック制御部２１により導出された切片ｂの値を、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送信する。各電力変換装置１０の制御部１２は、受信した潮流電力の計測値と切片ｂの値をドループ制御部１２１に渡す。

ドループ制御部１２１の乗算器１２２は、潮流電力計測装置２０から受信した潮流電力の計測値に定数ａの値を乗算し、乗算した値を加算器１２３に出力する。加算器１２３は、乗算器１２２から入力される値と、潮流電力計測装置２０から受信した切片ｂの値を加算し、加算した値をリミッタ１２４に出力する。リミッタ１２４は、加算器１２３から入力された値が上限リミットより大きい場合、入力された値を上限リミットの値に置き換えて出力する。リミッタ１２４は、加算器１２３から入力された値が下限リミットより小さい場合、入力された値を下限リミットの値に置き換えて出力する。リミッタ１２４は、加算器１２３から入力された値が上限リミットと下限リミットの間の範囲に収まる場合、入力された値をそのまま出力する。

ＬＰＦ１２５は、リミッタ１２４から入力される値にローパスフィルタをかける。例えば、ソフトウェアで処理する場合、リミッタ１２４から入力される値の移動平均値を算出して出力する。ＬＰＦ１２５から出力された値は、電力指令値として使用される。なお、ＬＰＦ１２５の位置は、リミッタ１２４の後段に限るものではなく、乗算器１２２の前段、乗算器１２２と加算器１２３との間、又は加算器１２３とリミッタ１２４との間に配置されてもよい。ＬＰＦ１２５は、ドループ制御の応答を遅くすることで、各電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの電力指令値がハンチングしないようにしている。

制御部１２は、ドループ制御部１２１により導出した電力指令値を、電圧センサ１４により計測される電圧値で割って電流指令値を生成する。制御部１２は、生成した電流指令値をもとに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１内のスイッチング素子を制御して、分散電源２の出力電流を制御する。

このように、ドループ制御は、一次関数によって各電力変換装置１０の電力指令値が平衡する動作点を決定するための制御である。ドループ制御自体は非フィードバック制御であり、フィードバック制御で一般的な目標値、偏差、及び操作量の概念がない。即ち、ドループ制御自体は、目標値に対して偏差をゼロにする操作ができない制御である。

これを補うために、ドループ制御部１２１の前段に切片フィードバック制御部２１が設けられる。これにより、目標値、偏差、及び操作量の概念が発生する。切片フィードバック制御部２１では、目標値は、潮流電力の目標値である。偏差は、潮流電力の計測値と潮流電力の目標値との差分である。操作量は、電力指令値の切片成分である。

切片フィードバック制御部２１とドループ制御部１２１を組み合わせることにより、潮流電力の計測値が潮流電力の目標値になるように切片ｂをフィードバック制御しつつ、ドループ制御の一次関数によって、各電力変換装置１０の電力指令値が平衡する動作点を決定できる。これにより、複数の電力変換装置１０間の電力横流を抑制しつつ、潮流電力を目標値に収束させ、定常偏差をゼロに近づけることができる。したがって、充放電動作を最適化することができ、ピーク電力のカットや買電量及び売電量の削減につながる。

図８は、実施の形態２に係る電力変換システム１を使用したシミュレーション１の結果をグラフで示した図である。シミュレーション１では、３台の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃを使用した。３台の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの電力指令値の上下限リミットは±６ｋＷとした。３台の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃとも、ドループ制御に使用する一次関数の定数ａを－１の固定値、変数（切片）ｂを可変値に設定した。３台の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃとも、変数（切片）ｂにオフセット値は設定していない。潮流電力の目標値は０ｋＷに設定した。

潮流電力計測装置２０は、３台の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに通信線３０を介して潮流電力の計測値と切片ｂの値をブロードキャスト送信した。３台の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃの潮流電力の受信タイミングに、意図的に遅延を付与した。即ち、第１電力変換装置１０ａの制御部１２ａ、第２電力変換装置１０ｂの制御部１２ｂ、第３電力変換装置１０ｃの制御部１２ｃの順に潮流電力を受信するように、定常的な遅延を付与した。

負荷３の消費電力を２５ｋＷ→１Ｗ→１０ｋＷと遷移させた。図８に示すグラフにおいて、時刻Ｔ１で２５ｋＷから１Ｗに切り替わり、時刻Ｔ２で１Ｗから１０ｋＷに切り替わる。負荷３の消費電力が２５ｋＷの状態では、３並列の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力電力の合計が２５ｋＷになることが望まれる。しかしながら、３並列の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各電力指令値の上限リミットは６ｋＷに設定されている。図８に示すグラフでは、３並列の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力電力の合計が約１８ｋＷになっている。受電点Ｎ１の潮流電力は、負荷３の消費電力から、３並列の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力電力の合計を引いた約－７ｋＷになっている。

負荷３の消費電力が２５ｋＷから１Ｗに急低下すると、３並列の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力電力の合計は約０Ｗに収束していく。負荷３の消費電力が１Ｗから１０ｋＷに急上昇すると、３並列の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力電力の合計も上昇していく。図８に示すグラフでは、３並列の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力電力の合計が約１０ｋＷに収束している。受電点Ｎ１の潮流電力は、約０ｋＷに収束している。

図８に示すグラフでは、負荷３の急変及び通信遅延があっても、電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの電力指令値が自律的に同じ値に収束している。切片ｂをフィードバック制御することにより、潮流電力を、目標値である０ｋＷに収束できている。なお、３並列の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの定格電力の合計が負荷３の消費電力より小さい場合は、潮流電力を０ｋＷに収束できない。また図８に示すグラフでは、逆潮流の発生時にも、逆潮流を５００ｍｓ未満に抑えており、逆潮流禁止に関する要件にも抵触していない。

図９は、実施の形態２に係る電力変換システム１を使用したシミュレーション２の結果をグラフで示した図である。以下、図８に示したシミュレーション１との相違点を説明する。シミュレーション２では、第１電力変換装置１０ａ及び第２電力変換装置１０ｂの変数（切片）ｂにオフセット値を設定せず、第３電力変換装置１０ｃの変数（切片）ｂに－１のオフセット値を設定した。

第３電力変換装置１０ｃの切片ｂに－１のオフセット値を設定すると、上下限リミットの範囲内の出力時には、第３電力変換装置１０ｃは、第１電力変換装置１０ａ及び第２電力変換装置１０ｂより、放電量が１ｋＷ少なくなるか、充電量が１ｋＷ多くなる。これにより、複数の分散電源２ａ、２ｂ、２ｃ間に優先順位をつけることができる。図９に示す例では、第３電力変換装置１０ｃに接続された分散電源２ｃの容量を優先的に確保することができる。

図１０は、実施の形態２に係る電力変換システム１を使用したシミュレーション３の結果をグラフで示した図である。以下、図８に示したシミュレーション１との相違点を説明する。シミュレーション４では、潮流電力の目標値を－３ｋＷに設定した。大口需要家の場合、多数の電力変換装置１０を並列接続させても、並列接続された複数の電力変換装置１０の定格電力の合計が、負荷３の消費電力に満たない状態が発生する。この場合、潮流電力の目標値は０ｋＷ以外に設定される。

図１０に示すグラフでは、負荷３の急変及び通信遅延があっても、電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの電力指令値が自律的に同じ値に収束している。切片ｂをフィードバック制御することにより、潮流電力を、目標値である－３ｋＷ（３ｋＷの買電）に収束できている。また、逆潮流の発生時にも、逆潮流を５００ｍｓ未満に抑えており、逆潮流禁止に関する要件にも抵触していない。

（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３に係る電力変換システム１を説明するための図である。実施の形態１、２では、ドループ制御を行う電力変換装置１０のみを受電点Ｎ１に対して並列接続する例を説明した。実施の形態３では、ドループ制御する電力変換装置１０と、ドループ制御しない電力変換装置１０が併存する例を説明する。

ドループ制御しない電力変換装置１０は、電力系統４への逆潮流が禁止されていない分散電源２に接続された電力変換装置１０であってもよい。図１１に示す例では、第３分散電源２ｃが逆潮流が禁止されていない分散電源２である。例えば、第３分散電源２ｃは太陽電池であり、太陽電池は日本では原則として逆潮流の禁止対象になっていない。したがって、第３電力変換装置１０ｃに潮流電流の計測値を出力するための第３電流センサＣＴｃは不要である。なお、実施の形態２の構成の場合、潮流電力計測装置２０は、潮流電流又は潮流電力の計測値と切片ｂの値を、第３電力変換装置１０ｃの制御部１２ｃに送信する必要はない。

第３電力変換装置１０ｃは、ドループ制御によらずに、ＭＰＰＴ制御により太陽電池の出力電力を受電点Ｎ１に出力する。第３電力変換装置１０ｃから出力された電力は、負荷３に消費されるか、第１電力変換装置１０ａに接続された第１分散電源２ａ及び第２電力変換装置１０ｂに接続された第２分散電源２ｂに充電されるか、電力系統４へ逆潮流される。

なお、電力系統４への逆潮流が禁止されている分散電源２に接続された電力変換装置１０であっても、ドループ制御しない電力変換装置１０が含まれてもよい。ドループ制御しない電力変換装置１０は、例えば、潮流電流又は潮流電力の計測値と、潮流電流又は潮流電力の目標値との偏差がゼロに収束するように、電流指令値又は電力指令値を生成してもよい。このようにドループ制御する電力変換装置１０と、ドループ制御しない電力変換装置１０が受電点Ｎ１に対して並列接続されるシステム構成も可能である。

以上説明したように本開示によれば、各電力変換装置１０が潮流電力に応じて自律的に出力電力を決定することにより、マスタ・スレーブ方式より、高効率な電力変換システム１を構築することができる。マスタ・スレーブ方式を採用しないため、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ間を通信線で接続する必要がない。

同じルール（一次関数）でドループ制御する複数の電力変換装置１０は、潮流電力に応じて出力電力を一律に決定するため、複数の電力変換装置１０の出力電力が平衡点に収束される。これにより、複数の電力変換装置１０間の電力横流を抑制することができる。なお、ドループ制御のみでは、潮流電力を期待値に収束させることは難しい。複数の電力変換装置１０の出力電力が０ｋＷ、潮流電力が０ｋＷの場合でも、外部要因により潮流電力が０ｋＷになっている場合がある。例えば、負荷３の消費電力が０ｋＷであったり、ドループ制御を実行していない他の電力変換装置１０の出力電力が負荷３の消費電力と釣り合っている場合などである。外部要因がない状態では定常偏差が発生している場合があり、その場合、ドループ制御だけでは定常偏差をゼロにすることは難しく、定常偏差の電力分だけ買電が発生することとなる。

一般的に、分散電源２に接続された電力変換装置１０は、買電量を最小化するために、潮流電力が０ｋＷ（目標値）になるように出力電力を制御したり、ピーク電力をカットするために、潮流電力が例えば－１００ｋＷ（目標値）になるように出力電力を制御していることが多い。この時、外部要因がなければ、各電力変換装置１０は、０ｋＷ以外の電力を出力することになる。なお、ＶＰＰ（Virtual Power Plant）制御が導入されている電力変換装置１０では、潮流電力の目標値が、正の値（売電が発生する値）に設定されることもある。

そこで、複数の電力変換装置１０を並列接続した電力変換システム１において、潮流電力の実測値と目標値との間の定常偏差をゼロにしつつ、ドループ制御の利点を享受する仕組みが求められる。これに対して本開示に係る制御では、ドループ制御に使用する一次関数の切片ｂを、潮流電力の実測値と目標値との偏差がゼロになるように操作している。これにより、潮流電力の実測値と目標値との間に定常偏差が発生しないドループ制御を実現でき、買電量又は売電量を最小化することができる。

また、本開示によれば、逆潮流禁止に関する要件による電力変換装置１０の解列を極力無くすことができる。電力変換装置１０の解列を減らすことは、ピーク電力のカット及び電力使用量の削減につながり、電気料金の削減につながる。なお、逆潮流禁止に関する要件により電力変換装置１０を解列及び再並列する場合、マスタ・スレーブ動作は不要である。また、本開示によれば、並列接続された複数の電力変換装置１０が動作できる時間を長くすることができ、ピーク電力カットによる電気料金の削減につながる。

また、本開示によれば、電力変換装置１０の設置台数を自由に増加又は減少させることができ、電力変換システム１の拡張性が高い。システム構成を変更した場合、必要に応じて、ドループ制御に使用する一次関数の定数ａ及び定数ｂの値の少なくとも一方を変更することにより、所望のシステム動作を実現できる。また、本開示によれば、並列接続された複数の電力変換装置１０の動作時間及び出力電力を同じにすることができる。複数の電力変換装置１０に接続された分散電源２が蓄電池の場合、複数の蓄電池間の温度条件及びサイクル回数がほぼ等しくなるため、複数の蓄電池の寿命をほぼ等しくすることができ、メンテナンス性が向上する。即ち、複数の蓄電池の交換時期を揃えることができる。

また、実施の形態２に係る電力変換システム１によれば、潮流電力計測装置２０を設けたことにより、逆潮流計測用の電流センサＣＴを、単相の場合で１つ、三相の場合で３つにすることができる。これにより、コストを削減できるとともに、複数の電流センサＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｂ間の計測誤差の影響をなくすことができる。特に電力変換装置１０の並列数が多い場合、電流センサＣＴのコスト削減効果が大きくなる。

また、実施の形態２において潮流電力計測装置２０が、潮流電流又は潮流電力の計測値と切片ｂの値を、複数の電力変換装置１０にブロードキャスト送信することにより、複数の電力変換装置１０は、通信周期の影響を受けずに、潮流電流又は潮流電力の計測値と切片ｂの値を受信することができる。特に電力変換装置１０の並列数が多い場合、通信周期の影響による受信タイミングのずれが大きくなるが、実施の形態２では複数の電力変換装置１０間の受信タイミングのずれを小さくすることができる。

また、実施の形態２の構成例２、３では通信線３０を設置する必要がなく、電力変換システム１の施工が容易になる。さらに構成例３では、無線通信と比較して距離的な制約を緩和することができる。また、通信の信頼性も高い。

以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上記の説明では、切片フィードバック制御部２１が潮流電力計測装置２０に設けられる例を挙げた。この点、切片フィードバック制御部２１は、各電力変換装置１０の制御部１２に設けられてもよい。この場合、実施の形態２では、潮流電力計測装置２０は、潮流電流又は潮流電力の計測値のみを、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送信する。実施の形態１では、各電流センサＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｃが、潮流電流の計測値を、複数の電力変換装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに出力する。

上述したドループ制御に使用される一次関数において、入力変数ｘと出力変数ｙの組み合わせは、上述した例に限らず、様々なものが可能である。例えば、以下の組み合わせが可能である。
（ａ）ｙ＝コンバータ電力指令値、ｘ＝潮流電力
（ｂ）ｙ＝インバータ電力指令値、ｘ＝潮流電力
（ｃ）ｙ＝コンバータ電力指令値、ｘ＝潮流電流
（ｄ）ｙ＝インバータ電力指令値、ｘ＝潮流電流
（ｅ）ｙ＝コンバータ電流指令値、ｘ＝潮流電力
（ｆ）ｙ＝インバータ電流指令値、ｘ＝潮流電力
（ｇ）ｙ＝コンバータ電流指令値、ｘ＝潮流電流
（ｈ）ｙ＝インバータ電流指令値、ｘ＝潮流電流

なお、出力変数ｙは、電力指令値又は電流指令値として、Ｗ単位又はＡ単位で直接導出することもできるし、定格電力／電流指令値の％単位で間接的に導出することもできる。

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
複数の分散電源（２ａ、２ｂ、２ｃ）にそれぞれ接続された複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）を備え、
前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）は、電力系統（４）の受電点（Ｎ１）に対して並列に接続され、前記受電点（Ｎ１）に接続された負荷（３）に交流電力を供給可能であり、
前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）はそれぞれ、ｘを前記受電点（Ｎ１）から前記電力系統（４）への潮流電流又は潮流電力の計測値、ｙを前記電力変換装置（１０）の電流指令値又は電力指令値、ａを定数、ｂを変数とする、ｙ＝ａｘ＋ｂの一次関数をもとに、出力を自律的にドループ制御し、
前記変数ｂは、前記潮流電流又は前記潮流電力の計測値に応じて可変制御される、
電力変換システム（１）。
これによれば、マスタ・スレーブ方式より、高効率な制御が可能となる。
［項目２］
前記変数ｂの値は、前記潮流電流又は前記潮流電力の目標値と、前記潮流電流又は前記潮流電力の計測値との偏差がゼロになるように制御される、
項目１に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、潮流電流又は潮流電力の計測値を、目標値に収束させることができ、無駄な買電又は売電が発生することを抑制することができる。
［項目３］
前記定数ａの値、前記変数ｂのオフセット値、及び前記潮流電流又は前記潮流電力の目標値の少なくとも一つは、外部から設定変更可能である、
項目２に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、ドループ制御の柔軟な運用が可能となる。
［項目４］
前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）には、同一の一次関数が設定され、
前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）は、前記受電点（Ｎ１）に均等に電流又は電力を出力する、
項目１から３のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）間の横流電力又は横流電流を抑制することができる。
［項目５］
前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）の少なくとも一つには、他の電力変換装置と異なる一次関数が設定され、
前記異なる一次関数が設定された電力変換装置は、前記他の電力変換装置と異なる電流又は電力を前記受電点（Ｎ１）に出力する、
項目１から３のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、複数の分散電源（２ａ、２ｂ、２ｃ）間に優先順位をつけることができる。
［項目６］
前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）のそれぞれに出力する、前記受電点（Ｎ１）から前記電力系統（４）へ流れる潮流電流をそれぞれ計測する複数の電流センサ（ＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｃ）をさらに備え、
前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）はそれぞれ、前記複数の電流センサ（ＣＴａ、ＣＴｂ、ＣＴｃ）によりそれぞれ計測された電流値に応じて前記変数ｂの値を導出する、
項目１から５のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、追加の機器（例えば、潮流計測装置（２０））の設置が不要になる。
［項目７］
前記受電点（Ｎ１）から前記電力系統（４）への潮流電流又は潮流電力を計測する潮流計測装置（２０）をさらに備え、
前記潮流計測装置（２０）は、計測した電流値又は電力値を前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に送信する、
項目１から５のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、電流センサ（ＣＴ）の重複をなくすことができ、コストを削減することができる。
［項目８］
前記潮流計測装置（２０）は、計測した電流値又は電力値を前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）にブロードキャスト送信する、
項目７に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、通信周期の影響が少ない電力変換システム（１）を構築することができる。
［項目９］
前記潮流計測装置（２０）は、計測した電流値又は電力値に応じて前記変数ｂの値を導出し、導出した前記変数ｂの値を、前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に送信する、
項目７又は８に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、変数ｂの値の導出を一括して行うことができる。
［項目１０］
前記潮流計測装置（２０）と前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）との間は、無線通信により接続される、
項目７から９のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、施工が容易になる。
［項目１１］
前記潮流計測装置（２０）と前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）との間は、ＰＬＣ（Power Line Communication）通信により接続される、
項目７から９のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、施工が容易で、通信の信頼性も高い。
［項目１２］
前記電力変換装置（１０）は、前記受電点（Ｎ１）の潮流電流又は潮流電力が、逆潮流とみなされる規定値以上の値を規定時間以上継続したとき、前記電力系統（４）から自律的に解列する、
項目１から１１のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、マスタ・スレーブ動作に依らずに、逆潮流禁止の要件を満たすことができる。
［項目１３］
前記電力系統（４）から解列した電力変換装置（１０）は、前記受電点（Ｎ１）の潮流電流又は潮流電力が、前記規定値未満であり、かつ前記解列から規定の待機時間以上経過している場合、前記電力系統（４）に自律的に再並列する、
これによれば、マスタ・スレーブ動作に依らずに、再並列することができる。
項目１２に記載の電力変換システム（１）。
［項目１４］
前記複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ）と前記受電点（Ｎ１）に対して並列に接続される、前記ドループ制御を実行しない別の電力変換装置（１０ｃ）をさらに備える、
項目１から１３のいずれか１項に記載の電力変換システム（１）。
これによれば、ドループ制御を実行する電力変換装置（１０ａ、１０ｂ）と、ドループ制御を実行しない電力変換装置（１０ｃ）を併存させることができ、多種多様な分散電源（２）を連携させることができる。
［項目１５］
複数の分散電源（２ａ、２ｂ、２ｃ）にそれぞれ接続され、電力系統（４）の受電点（Ｎ１）に対して並列に接続され、前記受電点（Ｎ１）に接続された負荷（３）に交流電力を供給可能な複数の電力変換装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）の内の一つの電力変換装置（１０）であって、
前記電力変換装置（１０）は、ｘを前記受電点（Ｎ１）から前記電力系統（４）への潮流電流又は潮流電力の計測値、ｙを前記電力変換装置（１０）の電流指令値又は電力指令値、ａを定数、ｂを変数とする、ｙ＝ａｘ＋ｂの一次関数をもとに、出力を自律的にドループ制御し、
前記変数ｂは、前記潮流電流又は前記潮流電力の計測値に応じて可変制御される、
電力変換装置（１０）。
これによれば、マスタ・スレーブ方式より、高効率な制御が可能である。

１ 電力変換システム、 ２ 分散電源、 ３ 負荷、 ４ 電力系統、 １０ 電力変換装置、 １１ 電力変換部、 １１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、 １１２ インバータ、 １２ 制御部、 １２１ ドループ制御部、 １２２ 乗算器、 １２３ 加算器、 １２４ リミッタ、 １２５ ＬＰＦ、 １３ 電流センサ、 １４ 電圧センサ、 ＲＹ１ リレー、 ２０ 潮流電力計測装置、 ２１ 切片フィードバック制御部、 ２２ 減算器、 ２３ ＰＩ制御器、 ２４ リミッタ、 ３０ 通信線、 ＣＴ 電流センサ、 Ｎ１ 受電点。

Claims (15)

1. 複数の分散電源にそれぞれ接続された複数の電力変換装置を備え、
   前記複数の電力変換装置は、電力系統の受電点に対して並列に接続され、前記受電点に接続された負荷に交流電力を供給可能であり、
   前記複数の電力変換装置はそれぞれ、ｘを前記受電点から前記電力系統への潮流電流又は潮流電力の計測値、ｙを前記電力変換装置の電流指令値又は電力指令値、ａを定数、ｂを変数とする、ｙ＝ａｘ＋ｂの一次関数をもとに、出力を自律的にドループ制御し、
   前記変数ｂは、前記潮流電流又は前記潮流電力の計測値に応じて可変制御される、
   電力変換システム。
2. 前記変数ｂの値は、前記潮流電流又は前記潮流電力の目標値と、前記潮流電流又は前記潮流電力の計測値との偏差がゼロになるように制御される、
   請求項１に記載の電力変換システム。
3. 前記定数ａの値、前記変数ｂのオフセット値、及び前記潮流電流又は前記潮流電力の目標値の少なくとも一つは、外部から設定変更可能である、
   請求項２に記載の電力変換システム。
4. 前記複数の電力変換装置には、同一の一次関数が設定され、
   前記複数の電力変換装置は、前記受電点に均等に電流又は電力を出力する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換システム。
5. 前記複数の電力変換装置の少なくとも一つには、他の電力変換装置と異なる一次関数が設定され、
   前記異なる一次関数が設定された電力変換装置は、前記他の電力変換装置と異なる電流又は電力を前記受電点に出力する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換システム。
6. 前記複数の電力変換装置のそれぞれに出力する、前記受電点から前記電力系統へ流れる潮流電流をそれぞれ計測する複数の電流センサをさらに備え、
   前記複数の電力変換装置はそれぞれ、前記複数の電流センサによりそれぞれ計測された電流値に応じて前記変数ｂの値を導出する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の電力変換システム。
7. 前記受電点から前記電力系統への潮流電流又は潮流電力を計測する潮流計測装置をさらに備え、
   前記潮流計測装置は、計測した電流値又は電力値を前記複数の電力変換装置に送信する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の電力変換システム。
8. 前記潮流計測装置は、計測した電流値又は電力値を前記複数の電力変換装置にブロードキャスト送信する、
   請求項７に記載の電力変換システム。
9. 前記潮流計測装置は、計測した電流値又は電力値に応じて前記変数ｂの値を導出し、導出した前記変数ｂの値を、前記複数の電力変換装置に送信する、
   請求項７又は８に記載の電力変換システム。
10. 前記潮流計測装置と前記複数の電力変換装置との間は、無線通信により接続される、
    請求項７から９のいずれか１項に記載の電力変換システム。
11. 前記潮流計測装置と前記複数の電力変換装置との間は、ＰＬＣ（Power Line Communication）通信により接続される、
    請求項７から９のいずれか１項に記載の電力変換システム。
12. 前記電力変換装置は、前記受電点の潮流電流又は潮流電力が、逆潮流とみなされる規定値以上の値を規定時間以上継続したとき、前記電力系統から自律的に解列する、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の電力変換システム。
13. 前記電力系統から解列した電力変換装置は、前記受電点の潮流電流又は潮流電力が、前記規定値未満であり、かつ前記解列から規定の待機時間以上経過している場合、前記電力系統に自律的に再並列する、
    請求項１２に記載の電力変換システム。
14. 前記複数の電力変換装置と前記受電点に対して並列に接続される、前記ドループ制御を実行しない別の電力変換装置をさらに備える、
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の電力変換システム。
15. 複数の分散電源にそれぞれ接続され、電力系統の受電点に対して並列に接続され、前記受電点に接続された負荷に交流電力を供給可能な複数の電力変換装置の内の一つの電力変換装置であって、
    前記電力変換装置は、ｘを前記受電点から前記電力系統への潮流電流又は潮流電力の計測値、ｙを前記電力変換装置の電流指令値又は電力指令値、ａを定数、ｂを変数とする、ｙ＝ａｘ＋ｂの一次関数をもとに、出力を自律的にドループ制御し、
    前記変数ｂは、前記潮流電流又は前記潮流電力の計測値に応じて可変制御される、
    電力変換装置。

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