JP7312968B2 - エネルギーシステムおよびその運転方法ならびにバーチャルパワープラントシステム - Google Patents

Description

本開示は、エネルギーシステムおよびその運転方法ならびにバーチャルパワープラントシステムに関する。

特許文献１は、エネルギーシステムを開示している。具体的には、特許文献１のエネルギーシステムは、太陽光発電システムである。

特許文献１の太陽光発電システムは、太陽光パネルと、太陽光用パワーコンディショナーと、蓄電池用パワーコンディショナーと、蓄電池と、水電解装置と、水素貯蔵タンクと、を備えている。以下、パワーコンディショナーを、ＰＣＳ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）と表記することがある。

太陽光パネルで発電された電力は、太陽光用ＰＣＳおよび蓄電池用ＰＣＳを介して、蓄電池に充電される。蓄電池は、充電した電力を放電する。

また、太陽光パネルで発電された電力は、太陽光用ＰＣＳを介して、水電解装置に供給される。水電解装置は、供給された電力を用いて、水素を生成する。この水素は、水素貯蔵タンクに貯蔵される。

特開２０１９－１０３１６４号公報

本開示は、エネルギーシステムと商用電源との間の協調性およびエネルギーシステムにおける電気的な安定性を確保しつつ、エネルギーシステムの発電電力を有効活用するのに適した技術を提供する。

本開示におけるエネルギーシステムは、
直流電力を中間接続点へと出力する発電装置と、
前記中間接続点から入力された直流電力を交流電力に変換して商用電源へと出力する連系装置と、
前記中間接続点から入力された電力のエネルギー媒体変換を行うエネルギー媒体変換装置と、
前記中間接続点の直流電圧の大きさを一定に維持する定電圧制御と、前記商用電源へと出力される交流電力の大きさを一定に維持する定電力制御と、を実行する制御装置であって、
第１運転モードにおいて、前記連系装置を制御することによって前記定電圧制御を実行し、かつ、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させ、
第２運転モードにおいて、前記連系装置を制御することによって前記定電力制御を実行し、前記連系装置とは別の電力変換器であって前記中間接続点と電気的に接続された電力変換器を制御することによって前記定電圧制御を実行し、かつ、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させる、制御装置と、を備える。

本開示のエネルギーシステムの運転方法は、
直流電力を中間接続点へと出力する発電装置と、
前記中間接続点から入力された直流電力を交流電力に変換して商用電源へと出力する連系装置と、
前記中間接続点から入力された電力のエネルギー媒体変換を行うエネルギー媒体変換装置と、を備えたエネルギーシステムの運転方法であって、
前記中間接続点の直流電圧の大きさを一定に維持する制御を定電圧制御と定義し、前記商用電源へと出力される交流電力の大きさを一定に維持する制御を定電力制御と定義したとき、
第１運転モードにおいて、前記連系装置を制御することによって前記定電圧制御を実行し、かつ、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させることと、
第２運転モードにおいて、前記連系装置を制御することによって前記定電力制御を実行し、前記連系装置とは別の電力変換器であって前記中間接続点と電気的に接続された電力変換器を制御することによって前記定電圧制御を実行し、かつ、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させることと、を含む。

本開示に係る技術は、エネルギーシステムと商用電源との間の協調性およびエネルギーシステムにおける電気的な安定性を確保しつつ、エネルギーシステムの発電電力を有効活用するのに適している。

実施の形態１におけるエネルギーシステムの構成図 実施の形態１におけるＤＣＤＣコンバータの構成図 実施の形態１における系統連系インバータの構成図 実施の形態１における水素製造装置の構成図 実施の形態１における制御ブロック図 実施の形態１における第２制御部の動作をテーブル形式で示す図 実施の形態２におけるエネルギーシステムの構成図 実施の形態３におけるエネルギーシステムの構成図

（本開示の基礎となった知見等）
発明者が本開示に想到するに至った当時、再生可能エネルギーを利用した分散型電源の普及拡大が求められていた。その中で、電力会社間の高圧送電網における電力融通は補強がなされていた。一方、低圧線路については、通信およびＡＩ技術を用いて発電および負荷電力を制御して需給バランスを図るという試みがなされていた。低圧線路については、バーチャルパワープラント（ＶＰＰ）についても検討がなされていた。このように、現状の送配電インフラを継続して利活用する技術開発が想定されていた。

しかしながら、特定の低圧系統に集中して分散型電源を設置した場合、連系した分散型電源の出力によって系統混雑が発生し、系統電圧が局所的に上昇し得る。この問題は、通信およびＡＩ技術を通じた電力融通により緩和されるとも思われる。しかしながら、そのような電力融通には限界がある。そのため、再生可能エネルギーの出力抑制機能が動作することで分散型電源の出力が抑制され、発電電力を取り出せず、エネルギーを有効活用できないという事態が生じ得る。

以上の事情に鑑み、本発明者らは、エネルギーシステムと商用電源との間の協調性およびエネルギーシステムにおける電気的な安定性を確保しつつ、エネルギーシステムの発電電力を有効活用するのに適した技術を検討した。

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図１から図６を用いて、実施の形態１を説明する。

［１－１．構成］
［１－１－１．エネルギーシステムの構成］
図１において、エネルギーシステム１は、発電装置２と、系統連系インバータ４と、水素製造装置６と、を備える。発電装置２と、系統連系インバータ４と、水素製造装置６とは、中間接続点５を介して互いに接続されている。

エネルギーシステム１は、中間接続点５の電圧を制御しながら、エネルギーシステム１が関与する電力の流れを制御できるように構成されている。具体的に、中間接続点５の電圧を制御するのに発電装置２のＤＣＤＣコンバータ２Ｂを利用するのか系統連系インバータ４を利用するのかを切り替えることができるようになっている。

発電装置２は、太陽電池２ＡおよびＤＣＤＣコンバータ２Ｂを含む。系統連系インバータ４は、直流電力を交流電力に変換して商用電源３へ出力する。水素製造装置６は、エネルギー媒体変換装置の一具体例である。

エネルギーシステム１は、制御装置７を備える。制御装置７は、第１制御部７Ａと、第２制御部７Ｂと、第３制御部７Ｃと、を含む。

第１制御部７Ａは、水素製造装置６を運転または停止させる。第２制御部７Ｂは、系統連系インバータ４の制御モードおよび／またはＤＣＤＣコンバータ２Ｂの制御モードを切り替える。第３制御部７Ｃは、エネルギーシステム１の状態および商用電源３の状態に応じて、系統連系インバータ４の制御モードを、第２制御部７Ｂよりも優先的に切り替える。

エネルギーシステム１は、中間電圧検出器１０と、直流電流検出器１１と、を備える。中間電圧検出器１０は、中間接続点５の電圧を検出する。直流電流検出器１１は、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂから中間接続点５への出力電流を検出する。これらの検出器１０および１１の検出値は、発電装置２の発電電力を検出するのに用いられる。

エネルギーシステム１は、系統電圧検出器１２を備える。系統電圧検出器１２は、商用電源３の電圧を検出する。系統電圧検出器１２は、第３制御部７Ｃに接続されている。

［１－１－２．ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの構成］
次に、図２を用いてＤＣＤＣコンバータ２Ｂの構成について説明する。図に示すように、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂには、太陽電池２Ａからの直流電力が入力される。ＤＣＤＣコンバータ２Ｂから中間接続点５に直流電力が出力される。

ＤＣＤＣコンバータ２Ｂは、入力コンデンサ１３と、インダクタ１４と、スイッチング素子１５と、整流素子１６と、出力コンデンサ１７と、太陽電池電圧検出器１９と、太陽電池電流検出器２０と、を含む。太陽電池２Ａから中間接続点５に向かって順に、入力コンデンサ１３と、インダクタ１４と、スイッチング素子１５と、整流素子１６と、出力コンデンサ１７とが接続されている。

入力コンデンサ１３は、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの入力部に配置されている。出力コンデンサ１７は、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの出力部に配置されている。これらのコンデンサ１３および１７は、太陽電池２Ａの正側端子に接続された接続線Ａと、太陽電池２Ａの負側端子に接続された接続線Ｂと、の線間に接続されている。接続線Ａでは、入力コンデンサ１３から出力コンデンサ１７に向かって順に、インダクタ１４および整流素子１６が直列に接続されている。接続線Ａにおけるインダクタ１４および整流素子１６の間の部分と、接続線Ｂと、の線間に、スイッチング素子１５が接続されている。スイッチング素子１５がオンとなることによって、接続線Ａと接続線Ｂとが短絡し得る。後述の説明において、この短絡を、線間短絡と称することがある。

入力コンデンサ１３は、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂへの入力電圧のリプルを低減する。スイッチング素子１５は、スイッチングを行う。整流素子１６は、中間接続点５側から太陽電池２Ａ側へと電流が逆流するのを防止する。出力コンデンサ１７は、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂからの出力電圧を平滑化する。太陽電池電圧検出器１９は、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂへの入力電圧を検出する。太陽電池電流検出器２０は、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂへの入力電流を検出する。太陽電池電圧検出器１９の検出値は、実質的に、太陽電池２Ａの出力電圧と同じである。太陽電池電流検出器２０の検出値は、実質的に、太陽電池２Ａの出力電流と同じである。そのため、太陽電池電圧検出器１９および太陽電池電流検出器２０は、太陽電池２Ａの状態を検出できる。

厳密には、図２の例では、太陽電池電流検出器２０は、インダクタ１４を流れる電流を検出する。入力コンデンサ１３を流れる電流を考慮すると、太陽電池２Ａが出力する電流と、インダクタ１４を流れる電流との間には、入力コンデンサ１３を流れる電流に基づく誤差がある。しかしながら、入力コンデンサ１３を流れる電流は十分に小さいため、この誤差は十分に小さく、太陽電池電流検出器２０の検出値は太陽電池２Ａの出力電流とみなすことができる。ただし、太陽電池電流検出器２０の検出値に入力コンデンサ１３を流れる電流を加算する補償を行い、この補償により得られた値を太陽電池電流検出器２０の検出値と扱ってもよい。

図２の例では、スイッチング素子１５は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。ただし、スイッチング素子１５は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子等の他の種類のスイッチング素子であってもよい。

本実施の形態では、太陽電池２ＡとＤＣＤＣコンバータ２Ｂとの接続は、接続箱において、整流素子およびブレーカ等を介して行われている。この接続は、公知技術に倣って行うことができるため、その詳細な説明は割愛する。

［１－１－３．系統連系インバータ４の構成］
次に、図３を用いて系統連系インバータ４の構成について説明する。図に示すように、系統連系インバータ４は、コンデンサ２１と、単相インバータ２３と、連系リアクトル２４と、交流電流検出器２５と、フィルタコンデンサ２６と、連系リレー２７と、フィルタ回路２８と、連系制御部２９と、を含む。

コンデンサ２１は、発電装置２から入力された直流電力を平滑化する。コンデンサ２１の電圧は、図１および２に示す中間電圧検出器１０により検出され得る。単相インバータ２３は、直流電力を交流電力に変換する。また、単相インバータ２３は、交流電力を直流電力に変換する。交流電流検出器２５は、連系リアクトル２４を流れる電流を検出する。

本実施の形態では、系統連系インバータ４は、単相の商用電源３に連系している。ただし、系統連系インバータは、３相インバータを構成していてもよく、３相交流電源に連系するものであってもよい。

［１－１－４．水素製造装置６の構成］
次に、図４を用いて水素製造装置６の構成について説明する。図に示すように、水素製造装置６は、水素製造制御部３０と、水供給部３１と、水電解部３２と、水素蓄積部３３と、水素供給部３４と、酸素取出し部３５と、を含む。

水素製造制御部３０には、中間接続点５からの直流電力と、第１制御部７Ａからの指令と、が入力される。この指令は、運転指令または停止指令であり得る。水素製造制御部３０は、水素製造制御部３０に供給された電力を、水電解部３２に供給する。水供給部３１は、水供給部３１に供給された水を、水電解部３２に供給する。水電解部３２は、水電解部３２に供給された電力を用いて水電解部３２に供給された水を電気分解することによって、水素と酸素を生成する。水素蓄積部３３は、水電解部３２で生成された水素を蓄積する。水素供給部３４は、水素蓄積部３３に蓄積された水素を適した圧力で供給先に供給する。酸素取出し部３５は、水電解部３２からの酸素を取り出す。

水供給部３１は、例えば、バルブまたはポンプである。水素蓄積部３３は、例えば、タンクである。このタンクは、ＳＣＶ（Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ Ｖｅｓｓｅｌ）であってもよい。水素供給部３４は、例えば、バルブまたは圧縮機である。酸素取出し部３５は、例えば、バルブである。水供給部３１、水素供給部３４および酸素取出し部３５を構成するバルブは、導管バルブであり得る。本実施の形態では、水供給部３１、水素供給部３４および酸素取出し部３５は、バルブである。

本実施の形態では、水素製造装置６は、水の電気分解によって水素を生成する。ただし、水素製造装置は、ガスを改質することによって水素を生成するものであってもよく、他の形態で水素を生成するものであってもよい。

［１－２．動作］
以上のように構成されたエネルギーシステム１について、その動作を以下説明する。

［１－２－１．ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの動作］
ＤＣＤＣコンバータ２Ｂは、チョッパ回路を構成している。具体的には、このチョッパ回路は、昇圧チョッパ回路である。また、このチョッパ回路は、１石チョッパ回路である。ここで、１石チョッパ回路は、スイッチング素子の数が１つであるチョッパ回路を指す。

スイッチング素子１５は、オン動作を行うことによって、線間短絡を行う。これに伴い、インダクタ１４が充電される。スイッチング素子１５は、オフ動作を行うことによって、線間短絡を解除する。これに伴い、インダクタ１４から整流素子１６を介して出力コンデンサ１７側へと電流が流れる。このようにして、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂにおいて、電圧の昇圧が行われる。

この電圧の昇圧が行われているときに、チョッパ制御部１８は、太陽電池電圧検出器１９と太陽電池電流検出器２０によって、太陽電池２Ａの出力電力を演算する。具体的に、太陽電池電圧検出器１９と太陽電池電流検出器２０はＤＣＤＣコンバータ２Ｂの内部に設けられており、そのため、この電力演算は該内部の検出値を用いてなされることになる。そして、演算される電力が最大となるように、スイッチング素子１５のデューティが制御される。なお、デューティは、スイッチング素子のオン期間とオフ期間の合計期間に対するオン期間の比率である。こうして、太陽電池２Ａの最大電力追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御が実行される。ただし、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの制御モードには、ＭＰＰＴ制御を行うモードの他、後述の定電圧制御を行うモードもある。

ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの電圧変換により得られた直流電力は、中間接続点５へと出力される。中間電圧検出器１０は、中間接続点５の電圧Ｖｐｎを検出する。検出された電圧Ｖｐｎに基づいて、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの制御モードが変更される。中間電圧Ｖｐｎに応じた制御モードの遷移の詳細については、後述する。以下、電圧Ｖｐｎを、中間電圧Ｖｐｎと称することがある。

［１－２－２．系統連系インバータ４の動作］
系統連系インバータ４の制御モードは、中間電圧Ｖｐｎの検出値および商用電源３の電圧Ｖｏｕｔの検出値に基づいて切り替わる。具体的に、系統連系インバータ４の制御モードは、定電圧制御モードと、定電力制御モードと、を含む。定電圧制御モードにおいて、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。定電力制御モードにおいて、系統連系インバータ４を用いて定電力制御が実行される。

定電圧制御では、中間電圧Ｖｐｎが一定に制御される。定電力制御では、商用電源３への出力電力Ｐｏｕｔが一定に制御される。本実施の形態では、出力電力Ｐｏｕｔは、系統連系インバータ４から出力される有効電力を指す。何れの制御においても、連系制御部２９が単相インバータ２３をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御することにより、商用電源３に正弦波電流が出力される。ただし、この出力に反映される指令値は、制御モードによって異なる。

以下、図５の制御ブロック図を用いて連系制御部２９が行う制御について説明する。図に示すように、連系制御部２９は、減算器４１と、比例積分制御器４２と、減算器４３と、比例積分制御器４４と、入力選択器４５と、リミット回路４６と、減算器４７と、比例積分制御器４８と、除算器４９と、搬送波生成器５０と、コンパレータ５１と、ノット回路５２と、ドライブ回路５３Ａと、ドライブ回路５３Ｂと、ドライブ回路５３Ｃと、ドライブ回路５３Ｄと、を含む。

以下では、比例積分制御を、ＰＩ制御と称することがある。上記のとおり、中間電圧Ｖｐｎは、中間接続点５の電圧である。出力電圧Ｖｏｕｔは、商用電源３への出力電圧である。出力電流Ｉｏｕｔは、商用電源３への出力電流である。出力電力Ｐｏｕｔは、商用電源３への出力電力である。出力電圧Ｖｏｕｔ、出力電流Ｉｏｕｔの検出値および指令値は、振幅である。

系統連系インバータ４の制御モードが定電圧制御モードである場合、系統連系インバータ４の各要素は、以下のように動作する。減算器４１は、中間電圧Ｖｐｎの検出値Ｖｐｎ＿ｔから中間電圧Ｖｐｎの指令値Ｖｐｎ＿ｒｅｆを差し引いた差分を演算する。ＰＩ制御器４２は、この差分を入力とするＰＩ制御により、出力電流Ｉｏｕｔの指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆを出力する。リミット回路４６は、この指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆに制限をかけた値を出力する。具体的には、リミット回路４６は、指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆが上限閾値Ｉｍａｘ以下であれば、指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆをそのまま出力する。一方、リミット回路４６は、指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆが上限閾値Ｉｍａｘよりも大きい場合、上限閾値Ｉｍａｘを出力する。上限閾値は、上限電流とも言える。減算器４７は、リミット回路４６の出力から出力電流Ｉｏｕｔの検出値Ｉｏｕｔ＿ｔを差し引いた差分を演算する。ＰＩ制御器４８は、この差分を入力とするＰＩ制御により、出力電圧Ｖｏｕｔの指令値Ｖｏｕｔ＿ｒｅｆを出力する。除算器４９は、出力電圧Ｖｏｕｔの指令値Ｖｏｕｔ＿ｒｅｆを中間電圧Ｖｐｎの検出値Ｖｐｎ＿ｔで除算することによって、変調率ｍ＿ＩＮＶを演算する。搬送波生成器５０は、搬送波を出力する。コンパレータ５１は、変調率ｍ＿ＩＮＶと搬送波を比較し、変調率ｍ＿ＩＮＶが搬送波よりも大きい場合と小さい場合とで異なる信号を出力する。この信号は、ドライブ回路５３Ａおよび５３Ｃにはそのまま入力され、ドライブ回路５３Ｂおよび５３Ｄにはノット回路５２を介して入力される。ドライブ回路５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃおよび５３Ｄは、それぞれ、スイッチング素子２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃおよび２３Ｄに接続されている。ドライブ回路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃおよび２３Ｄは、それぞれ、自身に入力された信号に基づいて、自身に接続されているスイッチング素子２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃおよび２３Ｄをオンオフ制御する。このように、コンパレータ５１の出力信号は、単相インバータ２３のオン信号またはオフ信号として機能すると言える。また、ノット回路５２が存在するため、ドライブ回路５３Ａおよび５３Ｃへの入力信号とドライブ回路５３Ｂおよび５３Ｄとへの入力信号とが互いに異なる。そのため、スイッチング素子２３Ａおよび２３Ｃがオンであるときにスイッチング素子２３Ｂおよび２３Ｄがオフとなり、スイッチング素子２３Ａおよび２３Ｃがオフであるときにスイッチング素子２３Ｂおよび２３Ｄがオンとなる。

スイッチング素子２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃおよび２３Ｄは、例えば、ＩＧＢＴ素子である。ただし、スイッチング素子２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃおよび２３Ｄは、ＭＯＳＦＥＴ等の他の種類のスイッチング素子であってもよい。

系統連系インバータ４の制御モードが定電力制御モードである場合、系統連系インバータ４の各要素は、以下のように動作する。減算器４３は、出力電力Ｐｏｕｔの指令値Ｐｏｕｔ＿ｒｅｆから出力電力Ｐｏｕｔの検出値Ｐｏｕｔ＿ｔを差し引いた差分を演算する。ＰＩ制御器４４は、この差分を入力とするＰＩ制御により、出力電流Ｉｏｕｔの指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆを出力する。リミット回路４６は、定電圧制御モードと同様、この指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆに制限をかけた値を出力する。リミット回路４６の後段の処理は、定電圧制御モードと同様である。

中間電圧Ｖｐｎの検出値Ｖｐｎ＿ｔは、中間電圧検出器１０により得られる。出力電流Ｉｏｕｔの検出値Ｉｏｕｔ＿ｔは、交流電流検出器２５により得られる。出力電力Ｐｏｕｔの検出値Ｐｏｕｔ＿ｔは、検出値Ｉｏｕｔ＿ｔと、系統電圧検出器１２により検出された出力電圧Ｖｏｕｔの検出値Ｖｏｕｔ＿ｔと、を連系制御部２９において乗じることによって得られる。

典型例では、中間電圧Ｖｐｎの検出値Ｖｐｎ＿ｔ、出力電流Ｉｏｕｔの検出値Ｉｏｕｔ＿ｔおよび出力電力Ｐｏｕｔの検出値Ｐｏｕｔ＿ｔが生成されるタイミングは、これらの値が連系制御部２９における制御で用いられるタイミングと、実質的に同じである。これらの検出値Ｖｐｎ＿ｔ、Ｉｏｕｔ＿ｔ、Ｖｐｎ＿ｔおよびＰｏｕｔ＿ｔは、現在値とみなすことができる。

厳密には、図３の例では、交流電流検出器２５は、連系リアクトル２４を流れる電流を検出する。フィルタコンデンサ２６を流れる電流を考慮すると、商用電源３に出力される電流と、連系リアクトル２４を流れる電流との間には、フィルタコンデンサ２６を流れる電流に基づく誤差がある。この点については、交流電流検出器２５の検出値からフィルタコンデンサ２６を流れる電流を差し引く補償を行い、この補償により得られた値を出力電流Ｉｏｕｔの検出値Ｉｏｕｔ＿ｔと扱うことでフィルタコンデンサ２６を流れる電流分を考慮することができる。ただし、フィルタコンデンサ２６を流れる電流が十分に小さい場合、この誤差は十分に小さく、交流電流検出器２５の検出値は商用電源３への出力電流とみなすこととしてもよい。

系統連系インバータ４に関する定電圧制御モードと定電力制御モードの間の切り替えは、入力選択器４５によって行われる。系統連系インバータ４の制御モードが、定電圧制御モードである場合、入力選択器４５は、ＰＩ制御器４２から出力された指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆを、リミット回路４６に与える。系統連系インバータ４の制御モードが、定電力制御モードである場合、入力選択器４５は、ＰＩ制御器４４から出力された指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆを、リミット回路４６に与える。

本実施の形態では、連系制御部２９は、連系制御部２９の外部からの指令に基づいて、系統連系インバータ４の制御モードを定電圧制御モードに設定するか定電力制御モードに設定するかを決定する。ただし、他の態様も採用され得る。一変形例では、入力選択器４５は、ＰＩ制御器４２から出力された指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆと、ＰＩ制御器４４から出力された指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆとのうち、小さい方を、リミット回路４６に与える。そのようにすれば、定電圧制御モードと定電力制御モードとの切り替え時においてリミット回路４６に与えられる指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆの連続性を確保できる。この変形例では、具体的には、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行されているときには、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて太陽電池２ＡのＭＰＰＴ制御が行われる。一方、系統連系インバータ４を用いて定電力制御が実行されているときには、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて定電圧制御が実行されることにより中間電圧Ｖｐｎが一定に制御される。

本実施の形態では、系統連系インバータ４は、単独運転検出機能を有する。単独運転検出機能は、公知例と同様に構成され得る。系統連系インバータ４は、さらに他の公知の機能を有していてもよい。

［１－２－３．水素製造装置６および第１制御部７Ａの動作］
水素製造装置６は、第１制御部７Ａから運転指令を受信すると、水素の製造を開始する。水素製造装置６は、第１制御部７Ａから停止指令を受信すると、水素の製造を終了する。具体的には、水素製造装置６の水素製造制御部３０が、運転指令または停止指令を受信し得る。

本実施の形態では、水素製造制御部３０が運転指令または停止指令を受信すると、水素製造制御部３０により、水素製造装置６の他の要素が制御される。具体的には、水素製造制御部３０により、水電解部３２の発停と、水供給部３１を構成するバルブの開閉と、水素供給部３４を構成するバルブの開閉と、酸素取出し部３５を構成するバルブの開閉と、が制御される。これにより、水素製造制御部３０において水素が生成される。水電解部３２の発停が制御されるとは、水電解部３２が運転するのか停止するのかが制御されるということである。

本実施の形態では、第１制御部７Ａは、発電装置２から中間接続点５へと出力される直流電力に基づいて、運転指令または停止指令を生成する。具体的には、この直流電力が相対的に大きいときに、運転指令が生成される。この直流電力が相対的に小さいときに、停止指令が生成される。この直流電力は、太陽電池電圧検出器１９および太陽電池電流検出器２０を用いて検出できる。この直流電力は、例えば、太陽電池電圧検出器１９の検出値と太陽電池電流検出器２０の検出値とを乗じることによって、演算できる。なお、上述のとおり、太陽電池電流検出器２０の検出値に入力コンデンサ１３を流れる電流を加算する補償を行い、この補償により得られた値を太陽電池電流検出器２０の検出値と扱ってもよい。

［１－２－４．第２制御部７Ｂの動作］
第２制御部７Ｂは、系統連系インバータ４とＤＣＤＣコンバータ２Ｂの制御モードを切り替える。切り替えは、図６に示すテーブルに従って行われる。なお、図６では、水素製造制御部３０が運転しているのか停止しているのかについても記載されている。

第２制御部７Ｂは、中間電圧Ｖｐｎの検出値Ｖｐｎ＿ｔが、予め定められた複数の区分のうち、どの区分にあるかを判定する。そして、第２制御部７Ｂは、判定結果に応じて、系統連系インバータ４とＤＣＤＣコンバータ２Ｂの制御モードを決定する。

第２制御部７Ｂの動作について、図６を用いて説明する。以下の説明では、エネルギーシステム１の状態を状態０から７に区別する。

状態０は、検出値Ｖｐｎ＿ｔが閾値電圧Ｖ０以下であり、太陽電池２Ａの電圧が低く、かつ、水素製造制御部３０が運転している状態である。状態０において、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ０に維持されるように、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。図６において、系統連系インバータ４の列における「Ｖｐｎ（ＣＶ０）」は、このことを意味している。状態０において、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂは停止している。状態０において、中間接続点５から水素製造制御部３０に入力される直流電力は、一定の直流電力Ｐｏｕｔ２に維持される。図６において、「ＣＰｏｕｔ２」は、このことを意味している。本実施の形態では、直流電力Ｐｏｕｔ２は、水素製造制御部３０の定格電力である。本実施の形態では、状態０において、水素製造制御部３０の電力は、商用電源３から供給される。具体的には、リミット回路４６の下限閾値を－Ｉｍａｘとして中間接続点の電圧Ｖｐｎが一定値（＝Ｖ０）となるように制御することによって、商用電源３から水素製造制御部３０に電力が供給されることになる。下限閾値は、下限電流とも言える。下限閾値の符号が負であることは、商用電源３から系統連系インバータ４へと流れる電流が制限されることを意味する。下限閾値が－Ｉｍａｘである場合、リミット回路４６は、指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆが下限閾値－Ｉｍａｘ以上であれば、指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆをそのまま出力する。一方、リミット回路４６は、指令値Ｉｏｕｔ＿ｒｅｆが下限閾値－Ｉｍａｘよりも小さい場合、下限閾値－Ｉｍａｘを出力する。

状態１は、検出値Ｖｐｎ＿ｔが閾値電圧Ｖ０以下であり、太陽電池２Ａの電圧が低く、かつ、水素製造制御部３０が停止している状態である。状態１において、系統連系インバータ４は、停止している。状態１において、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂは停止している。

状態２は、検出値Ｖｐｎ＿ｔが閾値電圧Ｖ０以下であり、太陽電池２Ａの電圧が高く、かつ、水素製造制御部３０が運転している状態である。状態２において、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ０に維持されるように、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。状態２において、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて太陽電池２ＡのＭＰＰＴ制御が実行される。状態２において、中間接続点５から水素製造制御部３０に入力される直流電力は、一定の直流電力Ｐｏｕｔ２に維持される。

状態３は、検出値Ｖｐｎ＿ｔが閾値電圧Ｖ０以下であり、太陽電池２Ａの電圧が高く、かつ、水素製造制御部３０が停止している状態である。状態３において、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ０に維持されるように、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。状態３において、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて太陽電池２ＡのＭＰＰＴ制御が実行される。

状態４は、検出値Ｖｐｎ＿ｔが閾値電圧Ｖ０よりも大きく閾値電圧Ｖ１以下であり、太陽電池２Ａの電圧が高く、かつ、水素製造制御部３０が運転している状態である。状態４において、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ１に維持されるように、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。図６において、系統連系インバータ４の列における「Ｖｐｎ（ＣＶ１）」は、このことを意味している。状態４において、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて太陽電池２ＡのＭＰＰＴ制御が実行される。状態４において、中間接続点５から水素製造制御部３０に入力される直流電力は、一定の直流電力Ｐｏｕｔ２に維持される。

状態５は、検出値Ｖｐｎ＿ｔが閾値電圧Ｖ０よりも大きく閾値電圧Ｖ１以下であり、太陽電池２Ａの電圧が高く、かつ、水素製造制御部３０が停止している状態である。状態５において、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ１に維持されるように、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。状態５において、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて太陽電池２ＡのＭＰＰＴ制御が実行される。

状態６は、検出値Ｖｐｎ＿ｔが閾値電圧Ｖ２よりも大きく、太陽電池２Ａの電圧が高く、かつ、水素製造制御部３０が運転している状態である。状態６において、系統連系インバータ４から商用電源３への出力電力Ｐｏｕｔが一定の電力Ｐｏｕｔ１に維持されるように、系統連系インバータ４を用いて定電力制御が実行される。図６において、系統連系インバータ４の列における「ＣＰｏｕｔ１」は、このことを意味している。上述のとおり、本実施の形態では、出力電力Ｐｏｕｔは、系統連系インバータ４から出力される有効電力を指す。状態６において、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ２に維持されるように、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて定電圧制御が実行される。図６において、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの列における「Ｖｐｎ（ＣＶ２）」は、このことを意味している。状態６において、中間接続点５から水素製造制御部３０に入力される直流電力は、一定の直流電力Ｐｏｕｔ２に維持される。

状態７は、検出値Ｖｐｎ＿ｔが閾値電圧Ｖ２よりも大きく、太陽電池２Ａの電圧が高く、かつ、水素製造制御部３０が停止している状態である。状態７において、系統連系インバータ４から商用電源３への出力電力Ｐｏｕｔが一定の電力Ｐｏｕｔ１に維持されるように、系統連系インバータ４を用いて定電力制御が実行される。状態７において、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ２に維持されるように、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて定電圧制御が実行される。

状態０から３では、太陽電池２Ａの電圧が低いか高いかにより、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて太陽電池２ＡのＭＰＰＴ制御が実行されるかＤＣＤＣコンバータ２Ｂが停止するかが決定されている。夜間など日射の殆ど無い場合に、太陽電池２Ａの電圧が低くなり得る。一方、日射が十分にあるときに、太陽電池２Ａの電圧が高くなり得る。

なお、太陽電池２Ａの電圧が低いあるいは高いというのは、両者の状態を区別するための相対的な表現である。この文脈において、「太陽電池２Ａの電圧」が具体的に何を指すかを限定して解釈するべきではない。例えば、「太陽電池２Ａの電圧」は、太陽電池２Ａの開放電圧とも動作電圧とも解釈され得る。例えば、開放電圧が１００ＶであるときにＤＣＤＣコンバータ２Ｂが停止するような構成が採用され得る。

状態１の系統連系インバータ４の停止は、単相インバータ２３のスイッチングを停止することによって実現され得る。本実施の形態では、状態１において、連系リレー２７は並列状態にある。ただし、状態１において、連系リレー２７は解列状態にあってもよい。

状態１では、中間接続点５からＤＣＤＣコンバータ２Ｂに出力される電力も、中間接続点５から水素製造制御部３０に供給される電力も、ともにゼロである。そのため、系統連系インバータ４の制御によらず、系統連系インバータ４から商用電源３への出力電力はゼロであり得る。そのため、状態１において、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ０に維持されるように系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行されてもよく、そのようにされても上記出力電力はゼロであり得る。この際、連系リレー２７は並列状態にあってもよく、解列状態にあってもよい。

中間接続点５に入力される電力が中間接続点５から出力される電力に比べて大きい場合、中間接続点５の中間電圧Ｖｐｎは上昇する。具体的には、太陽電池２Ａの発電電力が、水素製造制御部３０の必要電力および系統連系インバータ４の出力電力の合計電力に比べて大きい場合、中間電圧Ｖｐｎは上昇する。中間電圧Ｖｐｎは、このような上昇により、状態６および７のように閾値電圧Ｖ２よりも大きくなり得る。その場合、上記のとおり、系統連系インバータ４を用いて定電力制御が実行されることにより出力電力Ｐｏｕｔが制限され、そのため中間接続点５から系統連系インバータ４に出力される電力が制限される。しかし、上記の場合、併せて、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて定電圧制御が実行される。これにより、太陽電池２Ａの動作点がＭＰＰＴ制御に基づく最大電力点からずれ、太陽電池２ＡからＤＣＤＣコンバータ２Ｂを介して中間接続点５に入力される電力が減少する。そのため、中間接続点５に入出力される電力のバランスがとれ、中間電圧Ｖｐｎは適切な範囲に制御され得る。

ここで、日射が大きくなっていく状況において、系統連系インバータ４およびＤＣＤＣコンバータ２Ｂの制御モードがどのように遷移するかについて、具体例を挙げて説明する。

夜間であり日射の殆ど無いとき、状態０および１のように、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ０以下であり、かつ、太陽電池２Ａの電圧が低い値であり得る。この場合、水素製造制御部３０が運転していれば、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。水素製造制御部３０が停止していれば、系統連系インバータ４は停止している。ＤＣＤＣコンバータ２Ｂは停止している。

太陽が上がり始め、弱い日射があるとき、状態２および３のように、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ０以下であり、かつ、太陽電池２Ａの電圧が高い値であり得る。この場合、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。また、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて太陽電池２ＡのＭＰＰＴ制御が実行される。しかし、太陽電池２Ａの発電電力が不十分であるため、太陽電池２Ａの動作点がＭＰＰＴ制御に基づくＶ－Ｉカーブに従って移動せず、太陽電池２Ａの出力電流がゼロから増加したとたんに出力電圧が急落する。そのため、太陽電池２Ａの出力電圧の増加、出力電流のゼロからの増加、および出力電圧の急落というサイクルが繰り返されることになる。

太陽が高くまで上がり、十分な日射があるとき、状態４および５のように、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ０よりも大きく、かつ、太陽電池２Ａの電圧が高い値であり得る。この場合、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。また、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いたＭＰＰＴ制御により、太陽電池２Ａの動作点が最大電力点に移動する。このため、ＭＰＰＴ制御に基づいて最大化された電力を、太陽電池２ＡからＤＣＤＣコンバータ２Ｂを介して中間接続点５に取り出すことが可能となる。

さらに太陽が高くまで上がり日射が強まると、ＭＰＰＴ制御により太陽電池２Ａから中間接続点５に取り出される電力が中間接続点５から出力される電力よりも大きくなる場合がある。この状況では、中間電圧Ｖｐｎを閾値電圧Ｖ１に維持するための定電圧制御をしていても、中間電圧Ｖｐｎは閾値電圧Ｖ１には追従せず、上昇して閾値電圧Ｖ２よりも大きくなり得る。この場合、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて定電圧制御が実行される。これにより、太陽電池２Ａの動作点がＭＰＰＴ制御に基づく最大電力点からずれ、太陽電池２Ａの発電電力が低下する。これにより、太陽電池２Ａから中間接続点５に取り出される電力が低下し、中間接続点５の電圧が下がり、エネルギーシステム１は電気的に安定な方向に向かう。また、この場合、系統連系インバータ４を用いて定電力制御が実行される。これにより、出力電力Ｐｏｕｔが制限される。

以上の説明から理解されるように、中間電圧Ｖｐｎが属する区分に応じて、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂと中間接続点５との間の電力のやり取りと、中間接続点５と系統連系インバータ４との間の電力のやり取りと、がなされる。また、中間接続点５と水素製造制御部３０との間の電力のやり取りもなされ得る。これらの電力のやり取りは、系統連系インバータ４およびＤＣＤＣコンバータ２Ｂの一方により中間電圧Ｖｐｎを調整するとともにこれらの他方によりその接続先の電気的状態に応じた制御を行いながら、行われる。こうして、需給バランスがとられる。なお、「これらの他方によりその接続先の電気的状態を制御し」は、具体的には、系統連系インバータ４により商用電源３へと出力される電力を制御することまたはＤＣＤＣコンバータ２Ｂにより太陽電池２Ａから出力される電力を制御することを指す。

［１－２－５．第３制御部７Ｃの動作］
第３制御部７Ｃは、エネルギーシステム１の状態および／または系統連系インバータ４の出力先である商用電源３の状態に応じて、系統連系インバータ４の制御モードを切り替える。第３制御部７Ｃによる制御モードの切り替えは、第２制御部７Ｂよりも優先的になされる。具体的には、第３制御部７Ｃは、エネルギーシステム１および／または商用電源３に異常が発生した場合に、系統連系インバータ４の制御モードを切り替える。

商用電源３の電圧の過度な上昇は、商用電源３の異常に該当し得る。商用電源３の電圧の過度な低下は、商用電源３の異常に該当し得る。商用電源３の電圧位相の跳躍は、商用電源３の異常に該当し得る。商用電源３の停電は、商用電源３の異常に該当し得る。水素製造制御部３０の異常は、エネルギーシステム１の異常に該当し得る。系統連系インバータ４の異常は、エネルギーシステム１の異常に該当し得る。なお、系統連系インバータ４の異常の程度によっては、系統連系インバータ４を用いた定電圧制御および定電力制御は実行可能である。また、異常の発生場所、重度等に応じて、出力先を限定して系統連系インバータ４から電力を出力することも可能である。エネルギーシステム１の単独運転は、エネルギーシステム１の異常に該当し得る。エネルギーシステム１の単独運転は、エネルギーシステム１が連系している電力系統が商用電源３と切り離された状態において、エネルギーシステム１から上記電力系統の線路負荷に有効電力を供給している状態である。これらの異常の検知の仕方は、特に限定されない。

エネルギーシステム１および／または商用電源３に異常が発生した場合、エネルギーシステム１の状態は、図６に示す状態６または７に遷移する。具体的には、この場合、水素製造制御部３０が運転していれば状態６への遷移がなされ、水素製造制御部３０が運転していなければ状態７への遷移がなされる。

［１－３．効果等］
本実施の形態では、発電装置２は、太陽電池２ＡおよびＤＣＤＣコンバータ２Ｂを含む。発電装置２で生成された直流電力は、系統連系インバータ４を介して、商用電源３へ出力され得る。また、発電装置２で生成された直流電力は、水素製造装置６へ供給され得る。

仮に、系統連系インバータ４と商用電源３の間の連系点Ｘから、水素製造装置６に電力を供給するとする。その場合、連系点Ｘと水素製造装置６との間に、ＡＣ－ＤＣインバータが設けられることになる。そのため、発電装置２で生成された電力は、系統連系インバータ４で直流から交流に変換され、次にＡＣ－ＤＣインバータで交流から直流に変換され、その後水素製造装置６に供給されることになる。つまり、発電装置２で生成された電力が水素製造装置６に供給されるまでの間に、２回の電力変換が行われ、その分の変換ロスが生じることになる。これに対し、本実施の形態では、中間接続点５から水素製造装置６に電力を供給する。この構成によれば、上記の変換ロスを回避できる。このように、本実施の形態は、発電装置２で生成された電力が水素製造装置６に供給されるまでの間の電力ロスを抑制できる点で、有利である。

また、連系点Ｘから水素製造装置６に電力を供給する構成では、発電装置２で生成された電力を水素製造装置６に供給する機会が損なわれるおそれがある。具体的には、エネルギーシステム１および／または商用電源３の状況により、連系点Ｘの電圧は上昇し得る。これに関連し、系統連系規定によれば、連系点Ｘの電圧が過度に上昇した場合には、発電装置２の発電電力を減少させる必要がある。そのため、発電電力の余剰分を水素製造装置６に供給する機会が損なわれ得る。これに対し、本実施の形態では、中間接続点５から水素製造装置６に電力を供給する。この構成によれば、上記のように機会が損なわれるという事態は生じ難い。

このように、本実施の形態によれば、発電装置２で生成された電力が水素製造装置６に供給されるまでの間の電力ロスを抑制できる。また、発電装置２で生成された電力が水素製造装置６に供給する機会が損なわれ難い。このため、発電装置２で生成された電力を効果的に水素に変換できる。よって、本実施の形態は、エネルギーシステム１の発電電力を有効活用するのに適している。

一方、本実施の形態では、中間接続点５から水素製造装置６に電力を供給する構成を採用するに際して、エネルギーシステム１と商用電源３との間の協調性と、エネルギーシステム１における電気的な安定性と、が確保されるように、定電力制御および定電圧制御がなされる。

具体的には、定電力制御によれば、商用電源３へと出力される交流電力の大きさを一定に維持できる。そのような定電力制御によれば、系統連系インバータ４から商用電源３へと出力される交流電力の大きさを絞ることができる。交流電力の大きさを絞ることを、商用電源３が停電しているとき、系統混雑が原因で連系点Ｘの電圧が高いとき、中間電圧Ｖｐｎが閾値電圧Ｖ２を超えており連系点Ｘの電圧が高い蓋然性が高いとき、エネルギーシステム１が単独運転を行っているとき等に行うことにより、エネルギーシステム１と商用電源３との間の協調性を確保できる。

また、定電圧制御によれば、中間接続点５の中間電圧Ｖｐｎの大きさを一定に維持できる。定電圧制御によれば、中間接続点５に入力される直流電力と中間接続点５から出力される直流電力とのバランスをとることができるとも言える。このようにすれば、電気的な安定性が損なわれ難く、例えばコンデンサ２１が破損する等の問題が生じ難い。よって、本実施の形態は、エネルギーシステム１における電気的な安定性を確保するのに適している。

定電圧制御による上記の利点は、定電力制御がともに行われている場合にも得られる。具体的には、この場合、定電力制御に基づき商用電源３への出力電力が制限されるが故に中間接続点５から系統連系インバータ４への出力電力も制限される。しかし、定電圧制御の寄与により、この出力電力と同等のレベルにまで太陽電池２ＡからＤＣＤＣコンバータ２Ｂを介して中間接続点５に出力される電力が低下するように、太陽電池２Ａの動作点が調整される。こうして、エネルギーシステム１における電気的な安定性が確保される。

また、定電圧制御によれば中間電圧Ｖｐｎが一定に維持されるため、定電圧制御には水素製造制御部３０に安定して電力を供給できるという利点もある。

また、本実施の形態では、系統連系インバータ４を用いて定電力制御が実行されているため系統連系インバータ４を用いて定電圧制御を行うことができない場合であっても、別の電力変換器であるＤＣＤＣコンバータ２Ｂを用いて定電圧制御を実行できる。定電圧制御に利用可能な機器が複数あり、定電圧制御に利用する機器が切り替わり得ることも、有利な特徴である。

本実施の形態では、系統連系インバータ４およびＤＣＤＣコンバータ２Ｂの制御モードは、中間接続点５の中間電圧Ｖｐｎに基づいて切り替えられる。本実施の形態では、このような切り替えを通じ、中間電圧Ｖｐｎを適切に調整しつつ、エネルギーシステム１から商用電源３への望まれない電力の出力を回避し得る。このことは、水素製造装置６に電力を適切に供給しつつ、エネルギーシステム１と商用電源３との間の協調性およびエネルギーシステム１の電気的な安定性を確保するのに適している。本実施の形態では、中間電圧Ｖｐｎに基づく制御モードの切り替えは、第２制御部７Ｂによって行われる。

太陽電池２ＡおよびＤＣＤＣコンバータ２Ｂの制御モードは、エネルギーシステム１および／または商用電源３が健全か否かによっても切り替えられ得る。これにより、エネルギーシステム１および／または商用電源３において異常が発生している場合において、適切な対処が可能となる。このような切り替えは、第３制御部７Ｃによって行われる。

再生可能エネルギーを利用した分散型電源の普及が加速し拡大すると、系統が混雑し、系統電圧が局所的に上昇し得る。また、系統では停電が発生することもある。これらの場合、本実施の形態のエネルギーシステム１を用いて分散型電源が構成されていれば、分散型電源で発電された電力を、水素という別のエネルギー媒体に変換できる。このため、系統への出力電力を抑制することにより系統への悪影響を抑制しつつ、分散型電源で生成されたエネルギーを捨てることを避けることができる。このことは、エネルギーインフラ相互の協調性を確保と、エネルギーの有効活用および安定供給と、を実現し得る。本実施の形態によれば、併せて、分散型電源の電気的な安定性を確保できる。

中間接続点５は、発電装置２に接続されており、水素製造装置６に接続されており、かつ、系統連系インバータ４を介して商用電源３に接続され得る。そのため、発電装置２で生成された電力は、商用電源３および水素製造装置６の間で最適分配され得る。

なお、上記説明した本実施の形態では、発電装置２は、１つの太陽電池２Ａと１つのＤＣＤＣコンバータ２Ｂとが接続されることによって構成されている。ただし、本実施の形態において、発電装置２は、１つの太陽電池２Ａと１つのＤＣＤＣコンバータ２Ｂとが接続されたセットを複数含んでいてもよい。この複数のセットにおいて、複数のＤＣＤＣコンバータ２Ｂがパワーコンディショナーを構成しており、そのパワーコンディショナーはマルチストリング型であると考えることができる。

また、上記説明した本実施の形態では、エネルギー媒体変換装置は、水素製造装置６である。ただし、本実施の形態において、他のエネルギー媒体変換装置を採用してもよい。他のエネルギー媒体変換装置として、冷熱生成装置、温熱生成装置等が例示される。冷熱生成装置の例は、電力を用いて冷熱を生成するヒートポンプと、冷熱を貯蔵する貯蔵する貯蔵部と、を含む。貯蔵部は、例えば、冷熱を冷気という形で貯蔵する冷凍庫である。温生成装置の例は、電力を用いて温熱を生成するヒートポンプと、温熱を貯蔵する貯蔵する貯蔵部と、を含む。貯蔵部は、例えば、温熱を温水という形で貯蔵する貯湯タンクである。

また、中間接続点５に、蓄電装置を接続してもよい。その場合、水素製造装置６が電力を水素に変換して貯蔵できるため、蓄電装置の容量を抑えることができる。蓄電装置として、蓄電池およびコンデンサが例示される。蓄電池の具体例は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等である。コンデンサの具体例は、電気二重層コンデンサである。

以上のとおり、本実施の形態のエネルギーシステム１は、発電装置２と、連系装置４と、エネルギー媒体変換装置と、制御装置７と、を備える。発電装置２は、直流電力を中間接続点５へと出力する。連系装置４は、中間接続点５から入力された直流電力を交流電力に変換して商用電源３へと出力する。エネルギー媒体変換装置は、中間接続点５から入力された電力のエネルギー媒体変換を行う。制御装置７は、定電圧制御と、定電力制御と、を実行する。定電圧制御は、中間接続点５の直流電圧の大きさを一定に維持する制御である。定電力制御は、商用電源３へと出力される交流電力の大きさを一定に維持する制御である。制御装置７は、第１運転モードにおいて、連系装置４を制御することによって定電圧制御を実行し、かつ、エネルギー媒体変換装置にエネルギー媒体変換を実行させる。制御装置７は、第２運転モードにおいて、連系装置４を制御することによって定電力制御を実行し、連系装置４とは別の電力変換器であって中間接続点５と電気的に接続された電力変換器を制御することによって定電圧制御を実行し、かつ、エネルギー媒体変換装置にエネルギー媒体変換を実行させる。本実施の形態に係る技術は、エネルギーシステム１と商用電源３との間の協調性およびエネルギーシステム１における電気的な安定性を確保しつつ、エネルギーシステム１の発電電力を有効活用するのに適している。

連系装置４は、図１等の例では、系統連系インバータ４に対応する。エネルギー媒体変換は、電力を、電力以外のエネルギー媒体に変換することを指す。図１等の例では、発電装置２の発電電力を、商用電源３を介することなく、エネルギー媒体変換できる。エネルギー媒体変換装置は、エネルギー媒体変換を実行する要素とともに、エネルギー媒体変換により得られた電力以外のエネルギー媒体を貯蔵する要素を有していてもよい。図１等の例では、エネルギー媒体変換装置は、水素製造装置６に対応する。図１等の例では、制御装置７は、エネルギーシステム１の運転モードが第１運転モードであるときに、連系装置４に入力される直流電圧の大きさを制御することによって定電圧制御を実行していると言える。図１等の例では、制御装置７は、エネルギーシステム１の運転モードが第２運転モードであるときに、連系装置４から出力される交流電力の大きさを制御することによって定電力制御を実行していると言える。第１運転モードは、図６の例では、状態４に対応し得る。第２運転モードは、図６の例では、状態６に対応し得る。上記の文脈において、交流電力の大きさは、交流電力の実効値であり得る。また、交流電力は、有効電力であり得る。

また、本実施の形態において、商用電源３における異常の発生を契機に、第１運転モードから第２運転モードに切り替わってもよい。このようにすれば、商用電源３で異常が発生した場合において、異常状態にある商用電源３への電力供給を抑制できる。そのため、エネルギーシステム１と商用電源３との間の協調性を確保できる。また、本実施の形態によれば、併せて、エネルギーシステム１における電気的な安定性を確保でき、エネルギーシステム１の発電電力を有効活用できる。

また、本実施の形態において、エネルギーシステム１における異常の発生を契機に、第１運転モードから第２運転モードに切り替わってもよい。このようにすれば、エネルギーシステム１の異常が発生した場合において、商用電源３への電力供給を抑制でき、異常が商用電源３に波及するのを抑制できる。そのため、エネルギーシステム１と商用電源３との間の協調性を確保できる。また、本実施の形態によれば、併せて、エネルギーシステム１における電気的な安定性を確保でき、エネルギーシステム１の発電電力を有効活用できる。

また、本実施の形態において、制御装置７は、第１制御部７Ａと、第２制御部７Ｂと、第３制御部７Ｃと、を含んでいてもよい。第１制御部７Ａは、エネルギー媒体変換を制御してもよい。第２制御部７Ｂは、連系装置６の制御モードの切り替えと上記の別の電力変換器の制御モードの切り替えとを行ってもよい。第３制御部７Ｃは、所定の異常の発生を契機に、連系装置６が制御されることによって定電力制御が実行される制御モードへと連系装置６の制御モードを切り替えてもよい。制御部７Ａ、７Ｂおよび７Ｃによれば、エネルギーシステム１の運転モードを適切に設定することができる。

上記の「所定の異常」は、商用電源３における異常および／またはエネルギーシステム１における異常を含み得る。

また、本実施の形態において、制御装置７は、１つのマイクロコンピュータによって構成されていてもよい。このようにすれば、１つのマイクロコンピュータでエネルギーシステム１の状態を管理でき、連系装置４および上記の別の電力変換器の間の連携を取り易い。

また、本実施の形態において、発電装置２は、上記の別の電力変換器を含んでいてもよい。具体的に、図１等の例では、上記の別の電力変換器は、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂである。

また、本実施の形態において、発電装置２は、発電機を含んでいてもよい。制御装置７は、第１運転モードにおいて、別の電力変換器を制御することによって発電機のＭＰＰＴ制御を行ってもよい。具体的に、図１等の例では、上記の発電機は、太陽電池２Ａである。

また、本実施の形態において、発電装置２は、再生可能エネルギーを利用して発電を行ってもよい。

また、本実施の形態において、再生可能エネルギーは、太陽光、風力および熱からなる群より選択される少なくとも１つを含んでいてもよい。

また、本実施の形態において、エネルギー媒体変換は、中間接続点５からエネルギー媒体変換装置に入力された電力を、水素、温熱または冷熱に変換してもよい。

また、本実施の形態において、制御装置７は、発電装置２から中間接続点５へと出力される直流電力に基づいて、エネルギー媒体変換装置にエネルギー媒体変換を実行させるか否かを制御してもよい。このようにすれば、発電装置２の発電電力に応じてエネルギー媒体変換装置にエネルギー媒体変換を実行させるか否かを制御できる。

また、本実施の形態は、エネルギーシステム１の運転方法を開示していると捉えることもできる。エネルギーシステム１は、発電装置２と、連系装置４と、エネルギー媒体変換装置と、を備える。発電装置２は、直流電力を中間接続点５へと出力する。連系装置４は、中間接続点５から入力された直流電力を交流電力に変換して商用電源３へと出力する。エネルギー媒体変換装置は、中間接続点５から入力された電力のエネルギー媒体変換を行う。ここで、中間接続点５の直流電圧の大きさを一定に維持する制御を定電圧制御と定義する。商用電源３へと出力される交流電力の大きさを一定に維持する制御を定電力制御と定義する。このとき、運転方法は、第１運転モードにおいて、連系装置４を制御することによって定電圧制御を実行し、かつ、エネルギー媒体変換装置にエネルギー媒体変換を実行させることを含む。また、運転方法は、第２運転モードにおいて、連系装置４を制御することによって定電力制御を実行し、連系装置４とは別の電力変換器であって中間接続点５と電気的に接続された電力変換器を制御することによって定電圧制御を実行し、かつ、エネルギー媒体変換装置にエネルギー媒体変換を実行させることを含む。

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

なお、実施の形態１と同一の機能を有する構成要素には同一番号を付して詳細な説明は省略する。

（実施の形態２）
［２－１．構成］
実施の形態２の構成を、図７を参照しながら説明する。図７に示すように、実施の形態２では、第１制御部７Ａは、受信部３６と、出力部３７と、を備える。受信部３６および出力部３７は、制御装置７に含まれているとも言える。

受信部３６は、エネルギーシステム１０１の外部からの指令を受信する。出力部３７は、受信部３６で受信した指令に応じて、水素製造制御部３０を運転または停止させる。

［２－２．動作］
第１制御部７Ａは、以下のように動作する。受信部３６が運転指令を受信した場合、出力部３７は水素製造制御部３０に運転指令を出力する。受信部３６が停止指令を受信した場合、出力部３７は水素製造制御部３０に停止指令を出力する。本実施の形態では、出力部３７から水素製造制御部３０への指令は、信号の形式で伝送される。

受信部３６が受信する運転指令と、出力部３７から水素製造制御部３０に出力される運転指令とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。受信部３６が受信する停止指令と、出力部３７から水素製造制御部３０に出力される停止指令とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

水素製造制御部３０は、運転指令を受信した場合、運転する。水素製造制御部３０は、停止指令を受信した場合、停止する。エネルギーシステム１０１の状態は、水素製造制御部３０の運転または停止に適合するように、状態０から７のいずれかを取り得る。

［２－３．効果等］
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。また、実施の形態２によれば、エネルギーシステム１０１の外部からの指令に基づいて、水素製造装置６を制御できる。実施の形態２の技術によれば、特定地域または特定の送配電線が混雑して局所的な電圧上昇または電圧低下が発生した場合に、その地域または送配電線の電圧上昇または電圧低下を遠隔で緩和できる。

以上のとおり、本実施の形態において、制御装置７は、エネルギーシステム１０１の外部からの指令に基づいて、エネルギー媒体変換装置にエネルギー媒体変換を実行させるか否かを制御してもよい。このようにすれば、外部の要請に基づいて、エネルギー媒体変換装置にエネルギー媒体変換を実行させるか否かを制御できる。

本実施の形態のエネルギーシステム１０１を用いてバーチャルパワープラントシステムを構成することも可能である。バーチャルパワープラントシステムは、複数の分散型電源システムと、リソースアグリゲータと、を備えていてもよい。複数の分散型電源システムの各々が、エネルギーシステム１０１を含んでいてもよい。リソースアグリゲータは、複数の分散型電源システムに上記の指令を送信してもよい。

また、本実施の形態は、バーチャルパワープラントシステムの運転方法を開示していると捉えることもできる。バーチャルパワープラントシステムは、複数の分散型電源システムと、リソースアグリゲータと、を備えていてもよい。複数の分散型電源システムの各々が、エネルギーシステム１０１を含んでいてもよい。運転方法は、複数の分散型電源システムに上記の指令を送信することを含む。

（実施の形態３）
［３－１．構成］
実施の形態１の実施の形態３の構成を、図８を参照しながら説明する。

実施の形態３では、エネルギーシステム２０１は、双方向制御部３８を備える。具体的には、制御装置７は、双方向制御部３８を備える。双方向制御部３８は、系統連系インバータ４に双方向の電力変換を行わせることができるように構成されている。具体的には、双方向制御部３８は、中間接続点５から系統連系インバータ４を介して商用電源３に電力が逆潮流するときに系統連系インバータ４に直流から交流への電力変換を行わせることが可能である。また、双方向制御部３８は、商用電源３から系統連系インバータ４を介して中間接続点５に電力が順潮流するときに系統連系インバータ４に交流から直流への電力変換を行わせることが可能である。

双方向制御部３８は、水素製造装置６が運転しているのか停止しているのかと、発電装置２の発電状態と、に応じて、系統連系インバータ４に電力変換を行わせる。双方向制御部３８は、発電装置２から中間接続点５へと出力される直流電力と、中間接続点５から水素製造装置６に入力される直流電力と、に応じて、系統連系インバータ４に電力変換を行わせるとも言える。

第１の例では、太陽電池電圧検出器１９によって検出した太陽電池２Ａの電圧と、太陽電池電流検出器２０によって検出した太陽電池２Ａからの電流と、を乗算する。この乗算により得られた電力値に基づいて、発電状態が検出される。なお、上述のとおり、太陽電池電流検出器２０の検出値に入力コンデンサ１３を流れる電流を加算する補償を行い、この補償により得られた値を太陽電池電流検出器２０の検出値と扱ってもよい。

第２の例では、発電状態は、中間電圧検出器１０によって検出した中間接続点５の中間電圧Ｖｐｎと、エネルギーシステム２０１の状態が図６の状態０から７のいずれであるかと、によって判定される。具体的には、エネルギーシステム２０１の状態が状態０から７のいずれであるかによって、ＤＣＤＣコンバータ２Ｂの動作状態が分かる。この動作状態および中間電圧Ｖｐｎの組み合わせから、太陽電池２Ａの動作点が概ね分かる。つまり、太陽電池２Ａの出力電力が概ね分かる。その出力電力から、太陽電池２Ａの発電状態が概ね分かる。以上の説明から理解されるように、中間電圧検出器１０によって検出した中間接続点５の中間電圧Ｖｐｎおよびエネルギーシステム２０１の状態の組み合わせを、発電状態と対応付けることが可能である。第２の例では、そのような対応関係が示されたテーブルデータに基づいて、発電状態が判定される。

［３－２．動作］
以下、系統連系インバータ４から商用電源３に電流が逆潮流する方向を正とし、商用電源３から系統連系インバータ４に電流が順潮流する方向を負として、説明する。

先に述べたように、第２制御部７Ｂは、系統連系インバータ４の制御モードを変更する機能を有している。また、系統連系インバータ４の制御モードは、定電圧制御モードを含む。定電圧制御モードにおいて、中間電圧Ｖｐｎが一定に維持されるように、系統連系インバータ４を用いて定電圧制御が実行される。

第２制御部７Ｂは、系統連系インバータ４の制御モードが定電圧制御モードである場合用の、正の上限値と、負の下限値と、を設定する。正の上限値は、系統連系インバータ４から商用電源３へと流れる正の電流の上限値である。正の上限値の符号は正である。負の下限値は、商用電源３から系統連系インバータ４へと流れる負の電流の下限値である。負の下限値の符号は負である。

第２制御部７Ｂは、正の電流が正の上限値を上回ったり負の電流が負の下限値を下回ったりしないように、系統連系インバータ４を制御する。先の説明から理解されるように、上記の正の電流および負の電流は、交流電流検出器２５によって検出され得る。

双方向制御部３８は、負の下限値を変更するための解除指令を、第２制御部７Ｂへ出力する。

一具体例では、正の上限値は、系統連系インバータ４の出力電流の定格値である。双方向制御部３８から第２制御部７Ｂに解除指令が出力される前は、負の下限値は、内部消費電力に相当する消費電流値である。ここで、内部消費電力は、エネルギーシステム２０１の定格消費電力から水素製造装置６の定格消費電力を差し引いた電力を指す。双方向制御部３８から第２制御部７Ｂに解除指令が出力されると、負の下限値は、正の上限値の符号を反転させた値に変更される。

［３－３．効果等］
実施の形態３では、発電装置２は、自然エネルギーを利活用したものである。そのため、発電装置２の発電電力は、時間変動する。

実施の形態３では、系統連系インバータ４は、商用電源３と双方向に電力を変換する。そのため、発電装置２の発電電力が低下して発電装置２の発電電力のみでは水素製造装置６の消費電力を賄えない場合において、不足分の電力を商用電源３から系統連系インバータ４を介して水素製造装置６に供給できる。実施の形態３によれば、高い冗長性を有するエネルギーインフラ相互の協調性を確保できる。

以上のとおり、本実施の形態において、制御装置７は、発電装置２から中間接続点５へと出力される直流電力と、中間接続点５からエネルギー媒体変換装置に入力される直流電力と、に基づいて、中間接続点５から連系装置４を介して商用電源３へと電力を逆潮流させるのか商用電源３から連系装置４を介して中間接続点５へと電力を順潮流させるのかを制御してもよい。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示に係るエネルギーシステムを、直流電力を中間接続点５へと出力する発電装置２と、中間接続点５から入力された直流電力を交流電力に変換して商用電源３へと出力する連系装置４と、中間接続点５から入力された電力のエネルギー媒体変換６を行うエネルギー媒体変換装置と、を備えたエネルギーシステムと捉えることも可能である。このように捉えらえたエネルギーシステムに、上述の種々の特徴を組み合わせることが可能である。

その他、本開示に係るエネルギーシステムを、「商用電源」を「交流電源」と読み替えて捉えることもできる。

本開示に係るエネルギーシステムによれば、例えば、発電電力を、商用電源に回生せず、交流電力に変換する前の直流電力の段階で電気以外のエネルギーに変換できる。

１，１０１，２０１ エネルギーシステム
２ 発電装置
２Ａ 太陽電池
２Ｂ ＤＣＤＣコンバータ
３ 商用電源
４ 系統連系インバータ
５ 中間接続点
６ 水素製造装置
７ 制御装置
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 制御部
１０ 中間電圧検出器
１１ 直流電流検出器
１２ 系統電圧検出器
１３ 入力コンデンサ
１４ インダクタ
１５ スイッチング素子
１６ 整流素子
１７ 出力コンデンサ
１８ チョッパ制御部
１９ 太陽電池電圧検出器
２０ 太陽電池電流検出器
２１ コンデンサ
２３ 単相インバータ
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ スイッチング素子
２４ 連系リアクトル
２５ 交流電流検出器
２６ フィルタコンデンサ
２７ 連系リレー
２８ フィルタ回路
２９ 連系制御部
３０ 水素製造制御部
３１ 水供給部
３２ 水電解部
３３ 水素蓄積部
３４ 水素供給部
３５ 酸素取出し部
３６ 受信部
３７ 出力部
３８ 双方向制御部
４１，４３，４７ 減算器
４２，４４，４８ 比例積分制御器（ＰＩ制御器）
４５ 入力選択器
４６ リミット回路
４９ 除算器
５０ 搬送波生成器
５１ コンパレータ
５２ ノット回路
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ ドライブ回路
Ｘ 連系点

Claims (15)

1. 直流電力を中間接続点へと出力する発電装置と、
   前記中間接続点から入力された直流電力を交流電力に変換して商用電源へと出力する連系装置と、
   前記中間接続点から入力された電力のエネルギー媒体変換を行うエネルギー媒体変換装置と、
   前記中間接続点の直流電圧の大きさを一定に維持する定電圧制御と、前記商用電源へと出力される交流電力の大きさを一定に維持する定電力制御と、を実行する制御装置であって、
   第１運転モードにおいて、前記連系装置を制御することによって前記定電圧制御を実行し、かつ、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させ、
   第２運転モードにおいて、前記連系装置を制御することによって前記定電力制御を実行し、前記連系装置とは別の電力変換器であって前記中間接続点と電気的に接続された電力変換器を制御することによって前記定電圧制御を実行し、かつ、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させる、制御装置と、を備えた、
   エネルギーシステム。
2. 前記商用電源における異常の発生を契機に、前記第１運転モードから前記第２運転モードに切り替わる、
   請求項１に記載のエネルギーシステム。
3. 前記エネルギーシステムにおける異常の発生を契機に、前記第１運転モードから前記第２運転モードに切り替わる、
   請求項１または２に記載のエネルギーシステム。
4. 前記制御装置は、
   前記エネルギー媒体変換を制御する第１制御部と、
   前記連系装置の制御モードの切り替えと前記別の電力変換器の制御モードの切り替えとを行う第２制御部と、
   所定の異常の発生を契機に、前記連系装置が制御されることによって前記定電力制御が実行される制御モードへと前記連系装置の制御モードを切り替える第３制御部であって、前記連系装置の制御モードを前記第２制御部よりも優先して設定する第３制御部と、を含む、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。
5. 前記制御装置は、１つのマイクロコンピュータによって構成されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。
6. 前記発電装置は、前記別の電力変換器を含む、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。
7. 前記発電装置は、発電機を含み、
   前記制御装置は、前記第１運転モードにおいて、前記別の電力変換器を制御することによって前記発電機のＭＰＰＴ制御を行う、
   請求項６に記載のエネルギーシステム。
8. 前記発電装置は、再生可能エネルギーを利用して発電を行う、
   請求項１から７のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。
9. 前記再生可能エネルギーは、太陽光、風力および熱からなる群より選択される少なくとも１つを含む、
   請求項８に記載のエネルギーシステム。
10. 前記制御装置は、前記発電装置から前記中間接続点へと出力される直流電力と、前記中間接続点から前記エネルギー媒体変換装置に入力される直流電力と、に基づいて、前記中間接続点から前記連系装置を介して前記商用電源へと電力を逆潮流させるのか前記商用電源から前記連系装置を介して前記中間接続点へと電力を順潮流させるのかを制御する、
    請求項１から９のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。
11. 前記エネルギー媒体変換は、前記中間接続点から前記エネルギー媒体変換装置に入力された電力を、水素、温熱または冷熱に変換する、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。
12. 前記制御装置は、前記発電装置から前記中間接続点へと出力される直流電力に基づいて、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させるか否かを制御する、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。
13. 前記制御装置は、前記エネルギーシステムの外部からの指令に基づいて、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させるか否かを制御する、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。
14. 複数の分散型電源システムであって、前記複数の分散型電源システムの各々が請求項１３に記載のエネルギーシステムを含む、複数の分散型電源システムと、
    前記複数の分散型電源システムに前記指令を送信するリソースアグリゲータと、を備えた、
    バーチャルパワープラントシステム。
15. 直流電力を中間接続点へと出力する発電装置と、
    前記中間接続点から入力された直流電力を交流電力に変換して商用電源へと出力する連系装置と、
    前記中間接続点から入力された電力のエネルギー媒体変換を行うエネルギー媒体変換装置と、を備えたエネルギーシステムの運転方法であって、
    前記中間接続点の直流電圧の大きさを一定に維持する制御を定電圧制御と定義し、前記商用電源へと出力される交流電力の大きさを一定に維持する制御を定電力制御と定義したとき、
    第１運転モードにおいて、前記連系装置を制御することによって前記定電圧制御を実行し、かつ、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させることと、
    第２運転モードにおいて、前記連系装置を制御することによって前記定電力制御を実行し、前記連系装置とは別の電力変換器であって前記中間接続点と電気的に接続された電力変換器を制御することによって前記定電圧制御を実行し、かつ、前記エネルギー媒体変換装置に前記エネルギー媒体変換を実行させることと、を含む、
    運転方法。

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