JP7352881B2

JP7352881B2 - 電力システムおよび電力取出方法

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Publication number: JP7352881B2
Application number: JP2020023762A
Authority: JP
Inventors: 良浩松井; 裕則金野; 壮平岡本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2023-09-29
Anticipated expiration: 2040-02-14
Also published as: JP2021129460A

Description

本開示は、電力システムおよび電力取出方法に関する。

太陽光発電システムと、蓄電装置と、を含む電力システムが知られている。特許文献１には、そのような電力システムが記載されている。具体的には、特許文献１の電力システムでは、太陽光発電システムの電力および蓄電装置の電力は、それぞれ、インバータを介して単相２線式または単相３線式の電路に出力される。

特開２０１２－０１０５３６号公報

太陽光発電システムは、夜間においては発電できない。蓄電装置は、電力を供給可能な時間に制限がある。このため、特許文献１の電力システムは、停電時等の非常時の電源としては必ずしも適していない。また、非常時には、大きな電力が必要となる場合がある。

本開示は、非常時に大きな電力を取り出すのに適した電力システムを提供することを目的とする。

本開示は、
複数の分散システムと１つのＤＣＤＣコンバータとを備える電力システムであって、
前記複数の分散システムのそれぞれは、燃料電池発電システムと特性変換回路とダイオードとを有し、
前記電力システムの運転モードが重畳モードであるときに、前記複数の分散システムのうちの少なくとも２つが特定出力状態をとり、
前記特定出力状態にある前記分散システムでは、
前記燃料電池発電システムが、前記特性変換回路に直流電力を出力し、
前記特性変換回路の出力電圧がある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大になるように、特性変換制御により、前記特性変換回路の出力電圧－出力電力特性が調整され、
前記特性変換回路が、前記ＤＣＤＣコンバータによりＭＰＰＴ制御され、かつ
前記特性変換回路が、前記ダイオードを介して前記ＤＣＤＣコンバータへと直流電力を出力する、
電力システムを提供する。

燃料電池発電システムは、夜間においても発電でき、長時間の発電が可能である。複数の燃料電池発電システムから電力を取り出すことおよびその電力取り出しを特性変換制御およびＭＰＰＴ制御を介して行うことは、大きな電力を取り出すのに適している。よって、本開示に係る電力システムは、非常時に大きな電力を取り出すのに適している。

図１は、電力システムのブロック図である。図２は、特性変換回路で得られるＶ－Ｐ特性を説明するための図である。図３は、特性変換回路の一例を示す図である。図４は、電流センサを説明するための図である。図５は、第１シャントレギュレータを説明するための図である。図６は、第２シャントレギュレータを説明するための図である。図７は、特性変換回路の一具体例を示す図である。図８は、特性変換回路の別例を示す図である。図９は、特性変換回路の別の具体例を示す図である。図１０は、電力システムのブロック図である。図１１は、特性変換回路で得られるＶ－Ｐ特性を説明するための図である。図１２は、参考形態のＶ－Ｐ特性を説明するための図である。図１３は、特性変換回路の一例を示す図である。図１４は、特性変換回路の一具体例を示す図である。図１５は、特性変換回路の別例を示す図である。図１６は、特性変換回路の別の具体例を示す図である。図１７は、電力システムのブロック図である。図１８は、特性変換回路の一例を示す図である。図１９は、調整器の一例を示す図である。図２０は、電流センサの個体ばらつきによる影響を説明するための図である。図２１は、電流センサの個体ばらつきによる影響を説明するための図である。図２２は、電流センサの個体ばらつきによる影響を説明するための図である。図２３は、電力システムのブロック図である。図２４は、特性変換回路の出力特性を説明するための図である。図２５は、特性変換回路の出力特性を説明するための図である。図２６は、特性変換回路の一例を示す図である。図２７は、第１シャントレギュレータを説明するための図である。図２８は、電流センサを説明するための図である。図２９は、電流センサの個体ばらつきによる影響を説明するための図である。図３０は、電流センサの個体ばらつきによる影響を説明するための図である。図３１は、可変電圧による切替電流の調整について説明するための図である。図３２は、特性変換回路の具体例を示す図である。図３３は、電力システムのブロック図である。図３４は、特性変換回路で得られるＶ－Ｐ特性を説明するための図である。図３５は、参考形態のＶ－Ｐ特性を説明するための図である。図３６は、特性変換回路の出力特性を説明するための図である。図３７は、特性変換回路の一例を示す図である。図３８は、電流センサの個体ばらつきによる影響を説明するための図である。図３９は、可変電圧による切替電流の調整について説明するための図である。図４０は、調整後の特性変換回路の出力特性を説明するための図である。図４１は、特性変換回路の具体例を示す図である。図４２は、電力システムのブロック図である。図４３は、特性変換制御で得られるＶ－Ｐ特性を説明するための図である。図４４は、参考形態のＶ－Ｐ特性を説明するための図である。図４５は、第１の例を説明するための図である。図４６は、第２の例を説明するための図である。図４７は、第３の例を説明するための図である。図４８は、第１テーブルデータを説明するための図である。図４９は、特性変換回路および制御部の構成例を説明するための図である。図５０は、制御部による制御を説明するためのフローチャートを示す。図５１は、特性変換回路および制御部の第１の具体例を説明するための図である。図５２は、特性変換回路および制御部の第２の具体例を説明するための図である。図５３は、特性変換回路および制御部の第３の具体例を説明するための図である。

実施形態では、第１、第２、第３・・・という序数詞を用いることがある。ある要素に序数詞が付されている場合に、より若番の同種類の要素が存在することは必須ではない。例えば、第３特性変換回路という用語は、第３特性変換回路とともに第１特性変換回路および第２特性変換回路が必ず存在することを意として使用されているわけではない。また、必要に応じて序数詞の番号を変更したり、序数詞を削除したり、序数詞を付したりすることができる。

実施形態では、特性変換回路の出力電流、出力電圧および出力電力の組み合わせを、特性変換回路の動作点と称することがある。特性変換回路の出力電力が最大となるときの動作点を、最大電力点と称することがある。

以下の説明において、同一または類似する構成要素については、同一の参照符号を付し説明を省略する場合がある。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る電力システム１０５のブロック図である。電力システム１０５は、パワーステーション１０と、燃料電池発電システム４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃと、基板６０Ａ，６０Ｂおよび６０Ｃと、ダイオード６３Ａ，６３Ｂおよび６３Ｃと、太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂと、蓄電装置２５と、負荷２５０Ａ，２５０Ｂ,２５０Ｃおよび２５９と、を有する。

［パワーステーション１０］
パワーステーション１０は、直流電力変換装置２０と、第１ＤＣバス１１と、第４ＤＣＤＣコンバータ１２と、第１インバータ１３と、を有する。

直流電力変換装置２０は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システム対して最大電力点追従制御を実行できるように設計されている。太陽光発電システムは、太陽光発電パネルを用いて発電するシステムである。以下では、最大電力点追従制御を、ＭＰＰＴ制御と称することがある。

直流電力変換装置２０には、太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂならびに燃料電池発電システム４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃから直流電力が入力される。直流電力変換装置２０から出力された直流電力は、第１ＤＣバス１１に供給される。

具体的には、直流電力変換装置２０は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１と、第２ＤＣＤＣコンバータ２２と、第３ＤＣＤＣコンバータ２３と、を有する。第１ＤＣＤＣコンバータ２１には、燃料電池発電システム４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃから直流電力が入力される。第２ＤＣＤＣコンバータ２２には、第１太陽光発電システム３１Ａから直流電力が入力される。第３ＤＣＤＣコンバータ２３には、第２太陽光発電システム３１Ｂから直流電力が入力される。これらのＤＣＤＣコンバータ２１，２２および２３から出力された直流電力は、第１ＤＣバス１１に供給される。

第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、第１ＤＣバス１１から入力された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。第４ＤＣＤＣコンバータ１２で変換された直流電力は、蓄電装置２５に供給される。また、第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、蓄電装置２５から入力された電力を、電圧の異なる直流電力に変換し、第１ＤＣバス１１に供給する。つまり、第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、双方向ＤＣＤＣコンバータである。第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、蓄電装置２５の端子電圧が定格範囲となるように動作する。

第１インバータ１３は、第１ＤＣバス１１から入力された直流電力を交流電力に変換する。得られた交流電力は、特定負荷２５９に供給される。

第１インバータ１３は、図示しない系統電源から入力された交流電力を、直流電力に変換することもできる。こうして得られた直流電力は、第１ＤＣバス１１および第４ＤＣＤＣコンバータ１２を介して蓄電装置２５に供給される。

［太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂ］
本実施形態では、電力システム１０５は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムを少なくとも１つ備える。当該少なくとも１つの太陽光発電システムで生成された直流電力は、直流電力変換装置２０に供給される。

具体的に、太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂは、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに該当する。図示の例では、太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂは、同一の構成を有する。

第１太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂは、それぞれ、少なくとも１つの太陽光発電パネル３６を有し、該少なくとも１つの太陽光発電パネル３６を用いて発電する。太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂで生成された直流電力は、直流電力変換装置２０に供給される。

［燃料電池発電システム４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃ］
燃料電池発電システム４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃは、燃料電池４１を用いて発電するシステムである。燃料電池発電システム４０，４０Ｂおよび４０Ｃで生成された直流電力は、直流電力変換装置２０に供給され得る。図示の例では、燃料電池発電システム４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃは、同一の構成を有する。

第１燃料電池発電システム４０Ａで生成された交流電力は、第１分散負荷２５０Ａに供給され得る。第２燃料電池発電システム４０Ｂで生成された交流電力は、第２分散負荷２５０Ｂに供給され得る。第３燃料電池発電システム４０Ｃで生成された交流電力は、第３分散負荷２５０Ｃに供給され得る。

燃料電池発電システム４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃは、それぞれ、燃料電池４１と、ＤＣＤＣコンバータ４２と、ＤＣバス４３と、インバータ４４と、制御器５１と、を有する。

燃料電池４１は、直流電力を発電する。具体的には、燃料電池４１はスタックを含む。そして、スタックが、酸素および水素から直流電力を生成する。

ＤＣＤＣコンバータ４２は、燃料電池４１で生成された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。この例では、ＤＣＤＣコンバータ４２は、燃料電池４１で生成された直流電力を昇圧する。昇圧された直流電力は、ＤＣバス４３に供給される。

インバータ４４は、ＤＣバス４３から入力された直流電力を、交流電力に変換する。第１燃料電池発電システム４０Ａのインバータ４４で得られた交流電力は、第１分散負荷２５０Ａに供給される。第２燃料電池発電システム４０Ｂのインバータ４４で得られた交流電力は、第２分散負荷２５０Ｂに供給される。第３燃料電池発電システム４０Ｃのインバータ４４で得られた交流電力は、第３分散負荷２５０Ｃに供給される。

制御器５１は、ＤＣＤＣコンバータ４２と、インバータ４４と、保護リレー６２とを制御する。本実施形態では、制御器５１は、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）である。

分散負荷２５０Ａ，２５０Ｂおよび２５０Ｃは、それぞれ、電力を消費する少なくとも１つの機器を含んでいる。該機器は、例えば、コンセントに接続されるものである。本実施形態では、該機器は、家庭用電気機器である。ただし、該機器は、産業用電気機器であってもよい。該機器の具体例は、ヒータである。

図示の例では、分散負荷２５０Ａ，２５０Ｂおよび２５０Ｃは、交流負荷である。ただし、分散負荷２５０Ａ，２５０Ｂおよび２５０Ｃは、直流負荷であってもよい。その場合、インバータ４４を省略できる。

以下、燃料電池発電システム４０という表記を用いることがある。燃料電池発電システム４０は、第１燃料電池発電システム４０Ａ、第２燃料電池発電システム４０Ｂおよび第３燃料電池発電システム４０Ｃのうちの任意の１つを指す。

また、以下、分散負荷２５０という表記を用いることがある。分散負荷２５０は、第１分散負荷２５０Ａ、第２分散負荷２５０Ｂおよび第３分散負荷２５０Ｃのうちの任意の１つを指す。

［基板６０Ａ，６０Ｂおよび６０Ｃ］
第１基板６０Ａは、第１燃料電池発電システム４０Ａとパワーステーション１０とを接続する経路上に設けられている。第２基板６０Ｂは、第２燃料電池発電システム４０Ｂとパワーステーション１０とを接続する経路上に設けられている。第３基板６０Ｃは、第３燃料電池発電システム４０Ｃとパワーステーション１０とを接続する経路上に設けられている。図示の例では、基板６０Ａ，６０Ｂおよび６０Ｃは、同一の構成を有する。

第１基板６０Ａには、第１燃料電池発電システム４０Ａから、具体的には第１燃料電池発電システム４０ＡのＤＣバス４３から、直流電力が供給される。第２基板６０Ｂには、第２燃料電池発電システム４０Ｂから、具体的には第２燃料電池発電システム４０ＢのＤＣバス４３から、直流電力が供給される。第３基板６０Ｃには、第３燃料電池発電システム４０Ｃから、具体的には第３燃料電池発電システム４０ＣのＤＣバス４３から、直流電力が供給される。

基板６０Ａ，６０Ｂおよび６０Ｃは、それぞれ、特性変換回路１００と、ＬＣフィルタ６１と、保護リレー６２と、を有する。

以下、基板６０という表記を用いることがある。基板６０は、第１基板６０Ａ、第２基板６０Ｂおよび第３基板６０Ｃのうちの任意の１つを指す。

以下、第１基板６０Ａの構成要素に「第１」という序数詞を付し、第２基板６０Ｂの構成要素に「第２」という序数詞を付し、第３基板６０Ｃの構成要素に「第３」という序数詞を付すことがある。例えば、第１基板６０Ａの特性変換回路１００を、第１特性変換回路１００と称することがある。第２基板６０Ｂの特性変換回路１００を、第２特性変換回路１００と称することがある。第３基板６０Ｃの特性変換回路１００を、第３特性変換回路１００と称することがある。

［ダイオード６３Ａ，６３Ｂおよび６３Ｃ］
第１ダイオード６３Ａは、第１基板６０Ａに対応付けられている。第２ダイオード６３Ｂは、第２基板６０Ｂに対応付けられている。第３ダイオード６３Ｃは、第３基板６０Ｃに対応付けられている。

以下、ダイオード６３という表記を用いることがある。ダイオード６３は、第１ダイオード６３Ａ、第２ダイオード６３Ｂおよび第３ダイオード６３Ｃのうちの任意の１つを指す。

図示の例では、第１分散システム３０Ａと、第２分散システム３０Ｂと、第３分散システム３０Ｃと、が構成されている。第１分散システム３０Ａは、第１燃料電池発電システム４０Ａと、第１基板６０Ａと、第１分散負荷２５０Ａと、第１ダイオード６３Ａと、を含む。第２分散システム３０Ｂは、第２燃料電池発電システム４０Ｂと、第２基板６０Ｂと、第２分散負荷２５０Ｂと、第２ダイオード６３Ｂと、を含む。第３分散システム３０Ｃは、第３燃料電池発電システム４０Ｃと、第３基板６０Ｃと、第３分散負荷２５０Ｃと、第３ダイオード６３Ｃと、を含む。

第１分散システム３０Ａから第１ＤＣＤＣコンバータ２１に、直流電力が供給され得る。第２分散システム３０Ｂから第１ＤＣＤＣコンバータ２１に、直流電力が供給され得る。第３分散システム３０Ｃから第１ＤＣＤＣコンバータ２１に、直流電力が供給され得る。

以下、分散システム３０という表記を用いることがある。分散システム３０は、第１分散システム３０Ａ、第２分散システム３０Ｂおよび第３分散システム３０Ｃのうちの任意の１つを指す。

なお、「分散システム」という名称は、分散システムに限定を加える趣旨で付けられたものではない。例えば、ダイオード６３、分散負荷２５０等の分散システム３０の構成要素の位置は、特に限定されない。分散システム３０の構成要素の所有者は、特に限定されない。分散システム３０の全構成要素が単一の所有者のものであってもよく、分散システム３０のある構成要素と別の構成要素とで所有者が異なっていてもよい。

特性変換回路１００は、特性変換制御を実行する。特性変換制御は、特性変換回路１００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路１００の出力電力が最大となる出力電圧－出力電力特性をもたらす。

以下、第１特性変換回路１００が行う特性変換制御を、第１特性変換制御と称することがある。第２特性変換回路１００が行う特性変換制御を、第２特性変換制御と称することがある。第３特性変換回路１００が行う特性変換制御を、第３特性変換制御と称することがある。第１特性変換制御における「ある値」を、「第１電圧」と称することがある。第２特性変換制御における「ある値」を、「第２電圧」と称することがある。第３特性変換制御における「ある値」を、「第３電圧」と称することがある。

本実施形態では、各特性変換回路１００は、特性変換制御における「ある値」が同じとなるように設計されている。このため、各特性変換制御における「ある値」は、実質的に同じである。ただし、各特性変換制御における「ある値」には、各特性変換回路１００の個体ばらつきに由来するばらつきがある。このため、第１、第２および第３特性変換制御における「ある値」には第１、第２および第３特性変換回路１００の個体ばらつきに由来するばらつきがある。

本実施形態では、直流電力変換装置２０は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに対して、ＭＰＰＴ制御を実行できるように設計されている。特性変換制御は、特性変換回路１００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路１００の出力電力が最大となる出力電圧－出力電力特性をもたらす。上記のある値は、具体的には、上記所定範囲内の値である。

また、特性変換制御は、特性変換回路１００の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において、特性変換回路１００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路１００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらす。ここで、特性変換回路１００の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域は、特性変換回路１００の出力電圧が上記ある値よりも小さい第１の値から上記ある値よりも大きい第２の値までの領域である。

本実施形態では、特性変換制御は、特性変換回路１００の電気出力に基づいて実行される。このようにすれば、特性変換制御の精度を高め易い。具体的には、電気出力は、特性変換回路１００の出力電圧および出力電流である。

本実施形態では、特性変換制御は、第１フィードバック制御および第２フィードバック制御を含む。第１フィードバック制御は、特性変換回路１００の出力電流が相対的に小さいときに行われる制御である。第２フィードバック制御は、特性変換回路１００の出力電流が相対的に大きいときに行われる制御である。

本実施形態では、第１フィードバック制御により、特性変換回路１００の開放電圧が制御される。

本実施形態の特性変換回路１００では、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、が設けられている。第１フィードバック回路１１０は、特性変換回路１００の出力電圧の上限の目標値を規定するのに用いられる。第２フィードバック回路１２０は、特性変換回路１００の出力電力がピークになるときにおける特性変換回路１００の出力電圧（以下、最大電力点における出力電圧と称することがある）をある値に調整するのに用いられる。このピークは、具体的には、単一ピークである。

第１フィードバック回路１１０によれば、特性変換回路１００の出力電圧が過度に大きくなることを防止できる。このため、第１フィードバック回路１１０によれば、燃料電池発電システム４０から第１ＤＣＤＣコンバータ２１に過電圧が入力され直流電力変換装置２０が壊れるのを防止できる。

上述のとおり、直流電力変換装置２０は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに対して、ＭＰＰＴ制御を実行できるように設計されている。第２フィードバック回路１２０によれば、その所定範囲内のある値へと、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧を調整できる。このため、特性変換回路１００のＭＰＰＴ制御が可能となる。また、特性変換回路１００の出力電圧が上記の値となった時点で、特性変換回路１００から第１ＤＣＤＣコンバータ２１に送られる電力の増加が停止される。このため、特性変換回路１００から第１ＤＣＤＣコンバータ２１に送られる電力が過度に増加することを防止できる。燃料電池発電システム４０から特性変換回路１００に送られる電力が過度に増加することも防止できる。このため、燃料電池発電システム４０の出力電力の増加に伴って燃料電池発電システム４０の出力電流が過度に増加することを防止できる。このため、過電流保護機能が働いて燃料電池４１の発電が停止され燃料電池発電システム４０から第１ＤＣＤＣコンバータ２１への電力供給が停止されることを防止できる。

この例の特性変換回路１００について、図２を用いてさらに説明する。図２において、実線は、特性変換回路１００の出力電圧と特性変換回路１００の出力電力との関係すなわちＶ－Ｐ特性を表す。点線は、特性変換回路１００の出力電圧と特性変換回路１００の出力電流との関係すなわちＶ－Ｉ特性を表す。一点鎖線は、第１フィードバック回路１１０の寄与を表す。二点鎖線は、第２フィードバック回路１２０の寄与を表す。

図２から理解されるように、第１フィードバック回路１１０により、特性変換回路１００のＶ－Ｉ特性は、出力電流が小さい領域において出力電圧が目標値に追従するものとなる。第２フィードバック回路１２０により、特性変換回路１００のＶ－Ｉ特性は、出力電流が大きい領域において出力電流が増加するにつれて出力電圧が低下するものとなる。これらの回路１１０および１２０の作用が相俟って、特性変換回路１００のＶ－Ｉ特性は、図２の点線に示すものとなる。結果として、特性変換回路１００のＶ－Ｐ特性は、図２の実線に示すような、単一ピークを有する上に凸のものとなる。このため、特性変換回路１００のＭＰＰＴ制御が可能となる。

なお、上記のある値は、目標値よりも低い。このため、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧は、目標値よりも低い。また、この例では、特性変換回路１００の入力電圧（この例ではＤＣバス４３における電圧）は、目標値よりも大きい。ただし、入力電圧が目標値よりも小さい場合であっても、図２に示すＶ－Ｐ特性を得ることは可能である。

この例では、直流電力変換装置２０は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１、第２ＤＣＤＣコンバータ２２および第３ＤＣＤＣコンバータ２３を有する。第１ＤＣＤＣコンバータ２１は、ＭＰＰＴ制御を行うことによって、特性変換回路１００の出力電圧を変化させる。第２ＤＣＤＣコンバータ２２は、ＭＰＰＴ制御を行うことによって、第１太陽光発電システム３１Ａの出力電圧を変化させる。第３ＤＣＤＣコンバータ２３は、ＭＰＰＴ制御を行うことによって、第２太陽光発電システム３１Ｂの出力電圧を変化させる。

図３に、特性変換回路１００の一例を示す。図３の特性変換回路１００は、電流センサ１２８と、電圧電流制御回路１６０と、フィードバック電流供給部１３０と、を含む。特性変換回路１００では、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、が設けられている。

第１フィードバック回路１１０は、第１抵抗１１１と、第２抵抗１１２と、第１シャントレギュレータ１１５と、を有する。第２フィードバック回路１２０は、第３抵抗１２１と、第４抵抗１２２と、第５抵抗１２３と、第２シャントレギュレータ１２５と、電流センサ１２８と、を有する。フィードバック電流供給部１３０は、電流供給電源１３１と、第６抵抗１３２と、を有する。本実施形態では、電流供給電源１３１は、定電圧源である。

電流センサ１２８は、特性変換回路１００の出力電流の検出を行う。電流センサ１２８は、その検出の結果を表すセンサ出力を出力する。本実施形態では、電流センサ１２８は、その検出の結果を表すセンサ電圧Ｖ_sを出力する。電流センサ１２８は、特性変換回路１００の出力電流が大きくなるほどセンサ電圧Ｖ_sを大きく出力する。つまり、センサ電圧Ｖ_sは、特性変換回路１００の出力電流が大きくなるほど大きくなる。そのような電流センサ１２８は、例えば、シャント抵抗を用いて実現できる。

図４に、具体例に係る電流センサ１２８を示す。電流センサ１２８は、シャント抵抗１２８ｒと、電流センスアンプ１２８ｓと、を含む。シャント抵抗１２８ｒの抵抗値は、Ｒ_senseである。シャント抵抗１２８ｒに電流Ｉ_loadが流れると、シャント抵抗１２８ｒに電圧Ｒ_senseＩ_loadがかかる。電流センスアンプ１２８ｓは、電圧Ｒ_senseＩ_loadにゲインＧを乗じた電圧と、バイアス電圧Ｖ_biasと、の合計電圧を、センサ電圧Ｖ_sとして出力する。つまり、本実施形態の電流センサ１２８が生成するセンサ電圧Ｖ_sは、数式１で与えられる。ただし、電流センサ１２８としてホール素子方式の電流センサ等の他の電流センサを用い、その電流センサの出力をセンサ電圧Ｖ_sとして用いてもよい。なお、電流Ｉ_loadは、特性変換回路１００の出力電流に対応する。「＊」は、乗算を表す記号である。
数式１：Ｖ_s＝Ｒ_sense＊Ｉ_load＊Ｇ＋Ｖ_bias

第１フィードバック回路１１０では、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２により、特性変換回路１００の出力電圧が分圧される。分圧された電圧が、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２の接続点ｐ１に現れる。以下、第１接続点ｐ１に現れる電圧を、第１参照電圧Ｖ_ref1と称することがある。第１参照電圧Ｖ_ref1が、第１シャントレギュレータ１１５の第１参照電圧端子に入力される。第１参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、電流供給電源１３１、第６抵抗１３２、第１シャントレギュレータ１１５および基準電位をこの順に流れる電流（以下、第１電流と称することがある）ｉ１は、大きくなる。図３において、第１電流ｉ１は、第１シャントレギュレータ１１５を図示下向きに流れる電流である。

第２フィードバック回路１２０では、第３抵抗１２１および第４抵抗１２２により、特性変換回路１００の出力電圧が分圧される。また、電流センサ１２８が、特性変換回路１００の出力電流が大きくなるほど大きくなるセンサ電圧Ｖ_sを生成する。第５抵抗１２３および第４抵抗１２２により、このセンサ電圧Ｖ_sが分圧される。抵抗１２１および１２２に由来する分圧電圧に抵抗１２３および１２２に由来する分圧電圧が加算された電圧が、３つの抵抗１２１，１２２および１２３の接続点ｐ２に現れる。以下、第２接続点ｐ２に現れる電圧を、第２参照電圧Ｖ_ref2と称することがある。第２参照電圧Ｖ_ref2が、第２シャントレギュレータ１２５の第２参照電圧端子に入力される。第２参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、電流供給電源１３１、第６抵抗１３２、第２シャントレギュレータ１２５および基準電位をこの順に流れる電流（以下、第２電流と称することがある）ｉ２は、大きくなる。図３において、第２電流ｉ２は、第２シャントレギュレータ１２５を図示下向きに流れる電流である。

特性変換回路１００の出力電流が小さい領域では、第２電流は実質的にゼロとなり、電流供給電源１３１から流出する電流は、実質的に第１電流である。一方、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では、第１電流は実質的にゼロとなり、電流供給電源１３１から流出する電流は、実質的に第２電流である。つまり、特性変換回路１００の出力電流が小さい領域では第１フィードバック回路１１０によって、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では第２フィードバック回路１２０によって、特性変換回路１００における特性変換が行われると言える。そのように回路１１０および１２０が動作するように、抵抗１１１，１１２，１２１，１２２および１２３ならびにシャントレギュレータ１１５および１２５のパラメータが選定されている。

電圧電流制御回路１６０は、ＤＣＤＣコンバータである。電圧電流制御回路１６０は、燃料電池発電システム４０と電流センサ１２８の間に設けられている。具体的には、電圧電流制御回路１６０は、ＤＣバス４３と電流センサ１２８の間に設けられている。

電圧電流制御回路１６０の変圧比は、特性変換回路１００の出力電圧が上記のある値であるときに特性変換回路１００の出力電力が最大となるように、センサ出力に応じて変更される。本実施形態では、電圧電流制御回路１６０は、電流供給電源１３１から流出する電流が大きいほど、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率を小さくする。このように、特性変換回路１００は、電流供給電源１３１から流出する電流に応じて上記比率が調整されるようになっている。このような特性変換回路１００は、適宜設計可能である。

図５を参照して、本実施形態の第１シャントレギュレータ１１５についてさらに説明する。第１シャントレギュレータ１１５は、第１参照電圧端子１１５ａと、第１カソード１１５Ｋと、第１アノード１１５Ａと、第１基準電圧源１１５ｓと、第１オペアンプ１１５оと、第１トランジスタ１１５ｔと、を含む。第１オペアンプ１１５оは、非反転増幅端子１１５оａと、反転増幅端子１１５оｂと、出力端子１１５оｃと、を含む。第１トランジスタ１１５ｔは、カソード側端子１１５ｔａと、アノード側端子１１５ｔｂと、制御端子１１５ｔｃと、を含む。非反転増幅端子１１５оａには、第１参照電圧端子１１５ａに入力された電圧が供給される。反転増幅端子１１５оｂの電圧は、第１基準電圧源１１５ｓによって、第１アノード１１５Ａの電圧よりも第１基準電圧Ｖ_s1だけ高い電圧に設定されている。第１参照電圧端子１１５ａに第１基準電圧Ｖ_s1よりも大きい電圧が入力されることによって非反転増幅端子１１５оａの電圧が反転増幅端子１１５оｂよりも電圧が大きくなると、出力端子１１５оｃから制御端子１１５ｔｃに電流が流れ、第１カソード１１５Ｋからカソード側端子１１５ｔａおよびアノード側端子１１５ｔｂをこの順に介して第１アノード１１５Ａへと第１電流ｉ１が流れる。図５の例では、第１トランジスタ１１５ｔは、バイポーラトランジスタであり、具体的にはＮＰＮトランジスタである。カソード側端子１１５ｔａは、コレクタである。アノード側端子１１５ｔｂは、エミッタである。制御端子１１５ｔｃは、ベースである。なお、この説明では、出力端子１１５оｃと制御端子１１５ｔｃの間で流れる電流、具体的にはベース電流、は十分に小さいものとして無視している。

図５を参照した説明を踏まえて、第１フィードバック回路１１０の動作を以下のように説明できる。特性変換回路１００の出力電圧Ｖ_outが大きくなると、第１参照電圧Ｖ_ref1は大きくなる。第１シャントレギュレータ１１５では、第１参照電圧Ｖ_ref1が大きくなることにより第１参照電圧Ｖ_ref1の第１基準電圧Ｖ_s1からの乖離が大きくなればなるほど、第１電流ｉ１が大きくなる。第１電流ｉ１が大きくなると、電流供給電源１３１から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率は小さくなる。このようにして、第１フィードバック回路１１０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、特性変換回路１００の出力電圧Ｖ_outを制御する。具体的には、第１フィードバック回路１１０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、第１参照電圧Ｖ_ref1が第１基準電圧Ｖ_s1に追従するように、特性変換回路１００の変圧比を調節する。結果として、特性変換回路１００の出力電圧Ｖ_outは目標値に追従する。

図６を参照して、本実施形態の第２シャントレギュレータ１２５についてさらに説明する。第２シャントレギュレータ１２５は、第２参照電圧端子１２５ａと、第２カソード１２５Ｋと、第２アノード１２５Ａと、第２基準電圧源１２５ｓと、第２オペアンプ１２５оと、第２トランジスタ１２５ｔと、を含む。第２オペアンプ１２５оは、非反転増幅端子１２５оａと、反転増幅端子１２５оｂと、出力端子１２５оｃと、を含む。第２トランジスタ１２５ｔは、カソード側端子１２５ｔａと、アノード側端子１２５ｔｂと、制御端子１２５ｔｃと、を含む。非反転増幅端子１２５оａには、第２参照電圧端子１２５ａに入力された電圧が供給される。反転増幅端子１２５оｂの電圧は、第２基準電圧源１２５ｓによって、第２アノード１２５Ａの電圧よりも第２基準電圧Ｖ_s2だけ高い電圧に設定されている。第２参照電圧端子１２５ａに第２基準電圧Ｖ_s2よりも大きい電圧が入力されることによって非反転増幅端子１２５оａの電圧が反転増幅端子１２５оｂよりも電圧が大きくなると、出力端子１２５оｃから制御端子１２５ｔｃに電流が流れ、第２カソード１２５Ｋからカソード側端子１２５ｔａおよびアノード側端子１２５ｔｂをこの順に介して第２アノード１２５Ａへと第２電流ｉ２が流れる。図６の例では、第２トランジスタ１２５ｔは、バイポーラトランジスタであり、具体的にはＮＰＮトランジスタである。カソード側端子１２５ｔａは、コレクタである。アノード側端子１２５ｔｂは、エミッタである。制御端子１２５ｔｃは、ベースである。なお、この説明では、出力端子１２５оｃと制御端子１２５ｔｃの間で流れる電流、具体的にはベース電流、は十分に小さいものとして無視している。

図６を参照した説明を踏まえて、第２フィードバック回路１２０の動作を以下のように説明できる。特性変換回路１００の出力電圧Ｖ_outが大きくなると、また、特性変換回路１００の出力電流が大きくなってセンサ電圧Ｖ_sが大きくなると、第２参照電圧Ｖ_ref2は大きくなる。第２シャントレギュレータ１２５では、第２参照電圧Ｖ_ref2が大きくなることにより第２参照電圧Ｖ_ref2の第２基準電圧Ｖ_s2からの乖離が大きくなればなるほど、第２電流ｉ２が大きくなる。第２電流ｉ２が大きくなると、電流供給電源１３１から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率は小さくなる。このようにして、第２フィードバック回路１２０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、特性変換回路１００の出力電圧Ｖ_outを制御する。具体的には、第２フィードバック回路１２０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、第２参照電圧Ｖ_ref2が第２基準電圧Ｖ_s2に追従するように、特性変換回路１００の変圧比を調節する。

第２フィードバック回路１２０による第２フィードバック制御において、特性変換回路１００の出力電流が大きくなりセンサ電圧Ｖ_sが大きくなると、電流センサ１２８から第５抵抗１２３を介して第２接続点ｐ２に流れる電流が大きくなる。第２シャントレギュレータ１２５により、第２参照電圧Ｖ_ref2は、一定の第２基準電圧Ｖ_s2に追従する。この追従を実現するために、第４抵抗１２２には、一定の電流が流れる。このことは、第５抵抗１２３を第２接続点ｐ２に向かって流れる上記電流が大きくなると、第３抵抗１２１を第２接続点ｐ２に向かって流れる電流が小さくなることを意味する。この電流が小さくなると、第３抵抗１２１で生じる電圧が小さくなる。このような理由で、特性変換回路１００の出力電流が大きくなると、第２接続点ｐ２の電圧が第２参照電圧Ｖ_ref2に追従した状態で第３抵抗１２１で生じる電圧が小さくなる。その結果、特性変換回路１００の出力電圧Ｖ_outが小さくなる。このようにして、第２フィードバック制御により、図２に示すような、特性変換回路１００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路１００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性が得られる。

以上の説明から理解されるように、特性変換回路１００では、特性変換回路１００の出力電流および出力電圧がその後の特性変換回路１００の出力電流および出力電圧に反映されるという、フィードバック制御ループが構成されている。フィードバック制御ループは、フィードバック回路１１０または１２０を用いて構成されている。

また、第１フィードバック回路１１０は、第１フィードバック制御を行うと言える。第２フィードバック回路１２０は、第２フィードバック制御を行うと言える。具体的には、第１フィードバック回路１１０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、第１フィードバック制御を行う。第２フィードバック回路１２０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、第２フィードバック制御を行う。

図１に戻って、特性変換回路１００の出力電力は、ＬＣフィルタ６１、保護リレー６２およびダイオード６３を介して、直流電力変換装置２０に、具体的には第１ＤＣＤＣコンバータ２１に、供給される。

図１に示すように、特性変換回路１００、ダイオード６３および第１ＤＣＤＣコンバータ２１は、特性変換回路１００、ダイオード６３のアノード、ダイオード６３のカソードおよび第１ＤＣＤＣコンバータ２１がこの順に現れるように接続されている。

ダイオード６３の種類は特に限定されない。ダイオード６３は、必要な耐電圧等を考慮して適宜選択され得る。ダイオード６３は、例えば、ファストリカバリーダイオードである。

［蓄電装置２５］
上述のように、蓄電装置２５には、第４ＤＣＤＣコンバータ１２から電力が供給される。また、蓄電装置２５は、第４ＤＣＤＣコンバータ１２に電力を供給する。

蓄電装置２５は、例えば、リチウム電池である。ただし、蓄電装置２５として、リチウム電池以外の電池を用いてもよい。蓄電装置２５として、キャパシタを用いてもよい。

［特定負荷２５９］
特定負荷２５９は、電力を消費する少なくとも１つの機器を含んでいる。該機器は、例えば、ポンプである。

本実施形態では、図示しない系統電源の非停電時において、系統電源から特定負荷２５９に電力が入力される。一方、系統電源の停電時において、少なくとも１つの分散システム３０から特定負荷２５９に電力が入力される。

図示の例では、特定負荷２５９は、交流負荷である。ただし、特定負荷２５９は、直流負荷であってもよい。その場合、インバータ１３を省略できる。

上述の説明から理解されるように、電力システム１０５は、複数の分散システム３０と、１つのＤＣＤＣコンバータ２１と、を備える。なお、電力システム１０５が１つのＤＣＤＣコンバータ２１を備えるという表現は、電力システム１０５がＤＣＤＣコンバータ２１以外のＤＣＤＣコンバータを有していてもよく有していなくてもよいことを意図したものである。

具体的には、複数の分散システム３０は、互いに並列接続されている。複数の分散システム３０は、それぞれ、１つのＤＣＤＣコンバータ２１に接続されている。

図１に示す例では、複数の分散システム３０は、第１分散システム３０Ａと、第２分散システム３０Ｂと、第３分散システム３０Ｃと、を有する。

具体的には、分散システム３０Ａ，３０Ｂおよび３０Ｃは、互いに並列接続されている。分散システム３０Ａ，３０Ｂおよび３０Ｃは、それぞれ、１つのＤＣＤＣコンバータ２１に接続されている。

本実施形態では、ＤＣＤＣコンバータ２１は、図示しないコンデンサを有している。この点は、ＤＣＤＣコンバータ２２およびＤＣＤＣコンバータ２３についても同様である。

複数の分散システム３０のそれぞれは、燃料電池発電システム４０と、特性変換回路１００と、ダイオード６３と、を有する。

具体的には、複数の分散システム３０のそれぞれにおいて、燃料電池発電システム４０と、特性変換回路１００と、ダイオード６３とが、この順に接続されている。ダイオード６３は、特性変換回路１００とＤＣＤＣコンバータ２１とを接続する経路上に、特性変換回路１００からＤＣＤＣコンバータ２１に向かう方向が順方向となるように配置されている。ここで、ダイオードの順方向は、ダイオードのアノードからカソードへ向かう方向である。

図１に示す例では、第１分散システム３０Ａは、第１燃料電池発電システム４０Ａと、第１特性変換回路１００と、第１ダイオード６３Ａと、有する。第２分散システム３０Ｂは、第２燃料電池発電システム４０Ｂと、第２特性変換回路１００と、第２ダイオード６３Ｂと、有する。第３分散システム３０Ｃは、第３燃料電池発電システム４０Ｃと、第３特性変換回路１００と、第３ダイオード６３Ｃと、有する。

第１特性変換回路１００は、第１基板６０Ａに含まれている。第２特性変換回路１００は、第２基板６０Ｂに含まれている。第３特性変換回路１００は、第３基板６０Ｃに含まれている。

具体的には、第１分散システム３０Ａにおいて、第１燃料電池発電システム４０Ａと、第１特性変換回路１００と、第１ダイオード６３Ａとが、この順に接続されている。第２分散システム３０Ｂにおいて、第２燃料電池発電システム４０Ｂと、第２特性変換回路１００と、第２ダイオード６３Ｂとが、この順に接続されている。第３分散システム３０Ｃにおいて、第３燃料電池発電システム４０Ｃと、第３特性変換回路１００と、第３ダイオード６３Ｃとが、この順に接続されている。

第１ダイオード６３Ａは、第１特性変換回路１００とＤＣＤＣコンバータ２１とを接続する経路上に、第１特性変換回路１００からＤＣＤＣコンバータ２１に向かう方向が順方向となるように配置されている。第２ダイオード６３Ｂは、第２特性変換回路１００とＤＣＤＣコンバータ２１とを接続する経路上に、第２特性変換回路１００からＤＣＤＣコンバータ２１に向かう方向が順方向となるように配置されている。第３ダイオード６３Ｃは、第３特性変換回路１００とＤＣＤＣコンバータ２１とを接続する経路上に、第３特性変換回路１００からＤＣＤＣコンバータ２１に向かう方向が順方向となるように配置されている。

電力システム１０５の運転モードは、重畳モードと、切替モードと、を備える。

運転モードが重畳モードであるときに、複数の分散システム３０のうちの少なくとも２つが特定出力状態をとる。なお、重畳モードにおいて、複数の分散システム３０の全てが特定出力状態をとってもよい。

なお、「複数の分散システム３０のうちの少なくとも２つ」の「複数の分散システム３０」は、２つの分散システム３０であってもよい。

図１に示す例では、分散システム３０Ａ、３０Ｂおよび３０Ｃのうちの少なくとも２つが特定出力状態をとる。なお、重畳モードにおいて、分散システム３０Ａ、３０Ｂおよび３０Ｃの全てが特定出力状態をとってもよい。

特定出力状態にある分散システム３０は、以下の要件（ｉ）、（ii）、（iii）および（iv）を満たす。

要件（ｉ）は、燃料電池発電システム４０が、特性変換回路１００に直流電力を出力するという要件である。

図１に示す例では、第１燃料電池発電システム４０Ａが第１特性変換回路１００に直流電力を出力している場合、第１分散システム３０Ａは要件（ｉ）を満たしていると言える。第２燃料電池発電システム４０Ｂが第２特性変換回路１００に直流電力を出力している場合、第２分散システム３０Ｂは要件（ｉ）を満たしていると言える。第３燃料電池発電システム４０Ｃが第３特性変換回路１００に直流電力を出力している場合、第３分散システム３０Ｃは要件（ｉ）を満たしていると言える。

要件（ii）は、特性変換制御により、特性変換回路１００の出力電圧－出力電力特性が、特性変換回路１００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路１００の出力電力が最大になるように調整されるという要件である。

後述する第６の実施形態では、制御部６７０が特性変換制御を行う。要件（ii）は、第１から第５の実施形態のように特性変換制御が行われる場合のみならず、第６の実施形態のように特性変換制御が行われる場合にも満たされ得る。

図１に示す例では、特性変換制御により第１特性変換回路１００の出力電圧－出力電力特性が第１特性変換回路１００の出力電圧が第１電圧であるときに第１特性変換回路１００の出力電力が最大になるように調整されている場合、第１分散システム３０Ａは要件（ii）を満たしていると言える。特性変換制御により第２特性変換回路１００の出力電圧－出力電力特性が第２特性変換回路１００の出力電圧が第２電圧であるときに第２特性変換回路１００の出力電力が最大になるように調整されている場合、第２分散システム３０Ｂは要件（ii）を満たしていると言える。特性変換制御により第３特性変換回路１００の出力電圧－出力電力特性が第３特性変換回路１００の出力電圧が第３電圧であるときに第３特性変換回路１００の出力電力が最大になるように調整されている場合、第３分散システム３０Ｃは要件（ii）を満たしていると言える。

要件（iii）は、特性変換回路１００が、ＤＣＤＣコンバータ２１によりＭＰＰＴ制御されるという要件である。

図１に示す例では、第１特性変換回路１００がＤＣＤＣコンバータ２１によりＭＰＰＴ制御されている場合、第１分散システム３０Ａは要件（iii）を満たしていると言える。第２特性変換回路１００がＤＣＤＣコンバータ２１によりＭＰＰＴ制御されている場合、第２分散システム３０Ｂは要件（iii）を満たしていると言える。第３特性変換回路１００がＤＣＤＣコンバータ２１によりＭＰＰＴ制御されている場合、第３分散システム３０Ｃは要件（iii）を満たしていると言える。

要件（iv）は、特性変換回路１００が、ダイオード６３を介してＤＣＤＣコンバータ２１へと直流電力を出力するという要件である。

図１に示す例では、第１特性変換回路１００が第１ダイオード６３Ａを介してＤＣＤＣコンバータ２１へと直流電力を出力している場合、第１分散システム３０Ａは要件（iv）を満たしていると言える。第２特性変換回路１００が第２ダイオード６３Ｂを介してＤＣＤＣコンバータ２１へと直流電力を出力している場合、第２分散システム３０Ｂは要件（iv）を満たしていると言える。第３特性変換回路１００が第３ダイオード６３Ｃを介してＤＣＤＣコンバータ２１へと直流電力を出力している場合、第３分散システム３０Ｃは要件（iv）を満たしていると言える。

重畳モードによれば、複数の燃料電池発電システム４０から、電力を取り出すことができる。さらに、重畳モードによれば、その電力取り出しを特性変換制御およびＭＰＰＴ制御を介して行うことができる。これらは、大きな電力を取り出すのに適している。

仮に、交流電力と交流電力とを重畳させるとする。その場合、重畳させるべき個々の交流電力の位相を合わせるための位相制御、負荷の変動に追従するための負荷制御等が必要となる。これらの制御を行うには、専用ソフト、機器連携のための制御用ケーブル等が必要となる。このことは、制御の複雑化およびコスト増大の原因となり得る。これに対し、本実施形態の重畳モードでは、直流電力と直流電力とが重畳される。このようにすることは、制御の容易化およびコスト低減の観点から有利である。

ところで、各分散システム３０の特性変換回路１００の出力電圧が、過渡的に低下することはあり得る。このような過渡的な低下は、例えば、燃料電池４１に供給される酸素および／または水素の流量および／または温度の変動により生じ得る。しかし、本実施形態では、このような過渡的な低下が生じてもＤＣＤＣコンバータ２１の入力電圧の安定性が保たれ得る。具体的に、上述のとおり、本実施形態では、ＤＣＤＣコンバータ２１は、コンデンサを有する。このコンデンサと、各分散システム３０のダイオード６３とは、協働して、ピークホールド回路を構成している。具体的に、特性変換回路１００の出力電圧がＤＣＤＣコンバータ２１の入力電圧よりも高い第１状況においてダイオード６３に電流が流れ、特性変換回路１００の出力電圧がＤＣＤＣコンバータ２１の入力電圧よりも低い第２状況においてダイオード６３に電流が流れない。特性変換回路１００がＤＣＤＣコンバータ２１の入力電圧を高めるよう作用し得る第１状況から第２状況に移行しても、ＤＣＤＣコンバータ２１のコンデンサの電荷が放電されるスピードは有限であるため、ＤＣＤＣコンバータ２１の入力電圧は急激には変化しない。ダイオード６３は、このようにして、安定した電力取り出しに寄与する。このことは、非常時において有益であり得る。この利点は、重畳モードおよび切替モードの両方で享受され得る。

また、仮にダイオード６３がなければ、重畳モードが実行されているときに上記のような過渡的な低下が分散システム３０で生じると、その分散システム３０における電力の逆流が生じ得る。そのような電力の逆流が生じると、過渡的な低下が収まった後に適切な電力変換制御が再開されるまでに時間がかかったり、特性変換回路１００が故障したりするといった不具合が生じ得る。しかし、ダイオード６３によれば、上記のような電力の逆流および不具合の発生が防止され得る。

運転モードが切替モードであるときには、複数の分散システム３０のうちの１つのみが、特定出力状態をとる。運転モードが切替モードであるときには、特定出力状態にある分散システム３０の特性変換回路１００の出力電流が増加することにより出力電圧が低下して他の分散システム３０の特性変換回路１００の出力電圧未満となった場合、特定出力状態をとる分散システム３０が当該他の分散システム３０に切り替わる。切替モードは、ＤＣＤＣコンバータ２１への電力供給を複数の分散システム３０に均等に分担させるのに適している。

電力システム１０５が図１に示す構成を有する場合、一例に係る切替モードでは、特定出力状態をとる分散システム３０が、分散システム３０Ａ、分散システム３０Ｂ、分散システム３０Ｃ、分散システム３０Ａ、・・・のように順次切り替わる。具体的には、
・第１特性変換回路１００、第２特性変換回路１００および第３特性変換回路１００のなかで、第１特性変換回路１００の出力電圧が最も大きくなる
・第１特性変換回路１００から第１ダイオード６３Ａを介してＤＣＤＣコンバータ２１に電流が流れる
・第１特性変換回路１００の出力電流の増加に伴い、第１特性変換回路１００の出力電圧が低下する（∵図２のＶ－Ｉ特性のハッチングの矢印部）
・第１特性変換回路１００の出力電圧よりも、出力電流が０Ａである第２特性変換回路１００の出力電圧が大きくなる
・第１特性変換回路１００の出力電流が０Ａとなり、第２特性変換回路１００から第２ダイオード６３Ｂを介してＤＣＤＣコンバータ２１に電流が流れる
・第２特性変換回路１００の出力電流の増加に伴い、第２特性変換回路１００の出力電圧が低下する
・第２特性変換回路１００の出力電圧よりも、出力電流が０Ａである第３特性変換回路１００の出力電圧が大きくなる
・第２特性変換回路１００の出力電流が０Ａとなり、第３特性変換回路１００から第３ダイオード６３Ｃを介してＤＣＤＣコンバータ２１に電流が流れる
・第３特性変換回路１００の出力電流の増加に伴い、第３特性変換回路１００の出力電圧が低下する
・第３特性変換回路１００の出力電圧よりも、出力電流が０Ａである第１特性変換回路１００の出力電圧が大きくなる
・第３特性変換回路１００の出力電流が０Ａとなり、第１特性変換回路１００から第１ダイオード６３Ａを介してＤＣＤＣコンバータ２１に電流が流れる
・・・

切替モードにおいて、特定出力状態にある第１分散システム３０Ａの第１特性変換回路１００の出力電圧が低下して第２分散システム３０Ａの第２特性変換回路１００の出力電圧未満になるタイミングを考える。第１ダイオード６３Ａでは、アノードには第１特性変換回路１００からの出力電圧が印加され、カソードには第２特性変換回路１００からの出力電圧が第２ダイオード６３Ｂを介して印加される。そのため、第１ダイオード６３Ａでは、アノードの電位が低下してカソードの電位よりも低くなる。第１ダイオード６３Ａの端子間電圧のこのような変化に伴い、第１ダイオード６３Ａの電流が、第１ダイオード６３ＡのＶ－Ｉ特性に従って急峻にゼロへと低下する。一方、第２ダイオード６３Ｂでは、アノードには第２特性変換回路１００からの出力電圧が印加され、カソードには第１特性変換回路１００からの出力電圧が第１ダイオード６３Ａを介して印加される。そのため、第２ダイオード６３Ｂでは、カソードの電位が低下してアノードの電位よりも低くなる。第２ダイオード６３Ｂの端子間電圧のこのような変化に伴い、第２ダイオード６３Ｂの電流が、第２ダイオード６３ＢのＶ－Ｉ特性に従ってゼロから急峻に増加する。このようにして、特定出力状態にある分散システム３０が、第１分散システム３０Ａから第２分散システム３０Ｂに切り替わる。特定出力状態にある分散システム３０が他の２つの分散システム３０の間で切り替わる場合についても同様である。切替モードでは、そのような切り替わりが順次発生する。このようにして、ダイオード６３は、切替モードの実現に貢献する。なお、この説明では、ダイオードの順方向電圧降下は無視している。

また、上述のとおり、本実施形態では、ＤＣＤＣコンバータ２１は、コンデンサを有する。このため、特定出力状態にある分散システム３０が上記のように順次切り替わっても、ＤＣＤＣコンバータ２１の入力電圧の安定性が保たれる。

本実施形態では、重畳モードは、切替モードに比べ、ＤＣＤＣコンバータ２１への入力電力が相対的に大きいときに実行される。

本実施形態では、電力システム３００は、パワーステーション１０と、特定負荷２５９と、を備える。パワーステーション１０は、ＤＣＤＣコンバータ２１を含み、特定負荷２５９に電力を出力する。なお、パワーステーション１０は、電力が入出力される要素と解釈されるべきであり、その名称により構成が限定解釈されるべきではない。

本実施形態では、パワーステーション１０への入力電力から特定負荷２５９の要求電力を差し引いた差分が０以上かつ単位電力未満となるように、特定出力状態をとる分散システム３０の個数が調整される。このようにすれば、適切な大きさの電力をＤＣＤＣコンバータ２１に入力できる。

ここで、単位電力は、各分散システム３０が特定出力状態においてＤＣＤＣコンバータ２１へと出力する電力の平均である。具体的に、この平均は、相加平均である。図１に示す例では、単位電力は、第１分散システム３０Ａが特定出力状態においてＤＣＤＣコンバータ２１へと出力する電力と、第２分散システム３０Ｂが特定出力状態においてＤＣＤＣコンバータ２１へと出力する電力と、第３分散システム３０Ｃが特定出力状態においてＤＣＤＣコンバータ２１へと出力する電力と、の合計を３で割った値である。

なお、各分散システム３０が特定出力状態においてＤＣＤＣコンバータ２１へと出力する電力Ｐｘは、厳密に同一でなくてもよい。上述のように、特性変換回路１００には個体ばらつきがあり得るし、分散システム３０の他の要素の個体ばらつきもあり得るためである。複数の分散システム３０において、電力Ｐｘが最大である分散システム３０と、電力Ｐｘが最小である分散システム３０とでは、電力Ｐｘの差は、例えば２０Ｗ以下であり、１０Ｗ以下であってもよい。

図１に示す例では、太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂの発電量は、例えば夜間においては、ゼロであり得る。太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂの発電量がゼロである場合、ＤＣＤＣコンバータ２１への入力電力から特定負荷２５９の要求電力を差し引いた差分が０以上かつ単位電力未満となるように、特定出力状態をとる分散システム３０の個数が調整される。昼間において、太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂが発電している場合は、それらの発電量に応じて、特定出力状態をとる分散システム３０の個数が調整される。

本実施形態では、電力システム３００は、特定負荷２５９と、蓄電装置２５と、を備える。特定負荷２５９には、ＤＣＤＣコンバータ２１から電力が入力される。蓄電装置２５には、ＤＣＤＣコンバータ２１から電力が入力される。本実施形態によれば、ＤＣＤＣコンバータ２１に過剰な電力が入力された場合に、余剰分を、一旦蓄電装置２５に蓄え、後に利用することができる。

本実施形態では、特定負荷２５９の要求電力に応じて、ＤＣＤＣコンバータ２１が複数の分散システム３０から取り出そうとする電力が定まる。その取り出そうとする電力を賄うとともに上記単位電力以上の余剰電力が生じないように、複数の分散システム３０のうちのいくつが特定出力状態をとるかが自動的に定まる。余剰電力は、蓄電装置２５に充電される。上記の文脈において「特定負荷２５９の要求電力に応じて」は、特定負荷２５９の要求電力および太陽光発電システム３１Ａおよび３１Ｂの発電電力に応じて、を含む概念である。

本実施形態では、停電の発生を契機として、複数の分散システム３０のうちの少なくとも１つが特定出力状態でＤＣＤＣコンバータ２１を介して特定負荷２５９に電力を出力する停電時出力が開始される。上記の文脈において、停電は、系統電源の停電である。

停電時出力を行っているときに、電力システム１０５の運転モードは、重畳モードまたは切替モードであり得る。

本実施形態では、複数の分散システム３０のそれぞれは、燃料電池発電システム４０から電力が入力される分散負荷２５０を含んでいる。

本実施形態では、複数の分散システム３０のそれぞれにおいて、燃料電池発電システム４０から分散負荷２５０への電力供給は、特性変換回路１００を介さず行うことができる。この電力供給は、分電盤、配電盤等を介して行われてもよく、直接的に行われてもよい。

本実施形態では、停電の発生を契機として、上記少なくとも２つの分散システム３０において、燃料電池発電システム４０から分散負荷２５０への電力供給に制約が課される。このようにすれば、停電時出力において、特定負荷２５９の要求電力を確保し易い。

例えば、上記の制約は、燃料電池発電システム４０から分散負荷２５０への電力供給量の上限が設定されるというものである。また例えば、上記の制約は、燃料電池発電システム４０から分散負荷２５０への電力供給が禁止されるというものである。

図１に示す例では、上記少なくとも２つの分散システム３０に第１分散システム３０Ａが含まれる場合、停電の発生を契機として、第１燃料電池発電システム４０Ａから第１分散負荷２５０Ａへの電力供給に制約が課される。上記少なくとも２つの分散システム３０に第２分散システム３０Ｂが含まれる場合、停電の発生を契機として、第２燃料電池発電システム４０Ｂから第２分散負荷２５０Ｂへの電力供給に制約が課される。上記少なくとも２つの分散システム３０に第３分散システム３０Ｃが含まれる場合、停電の発生を契機として、第３燃料電池発電システム４０Ｃから第３分散負荷２５０Ｃへの電力供給に制約が課される。

停電の発生を契機として、全ての分散システム３０において、燃料電池発電システム４０から分散負荷２５０への電力供給に制約が課されてもよい。

本実施形態では、非停電時において、上記少なくとも２つの分散システム３０において、燃料電池発電システム４０から分散負荷２５０への電力供給に制約は課されない。

図１に示す例では、上記少なくとも２つの分散システム３０に第１分散システム３０Ａが含まれる場合、非停電時において、第１燃料電池発電システム４０Ａから第１分散負荷２５０Ａへの電力供給に制約は課されない。上記少なくとも２つの分散システム３０に第２分散システム３０Ｂが含まれる場合、非停電時において、第２燃料電池発電システム４０Ｂから第２分散負荷２５０Ｂへの電力供給に制約は課されない。上記少なくとも２つの分散システム３０に第３分散システム３０Ｃが含まれる場合、非停電時において、第３燃料電池発電システム４０Ｃから第３分散負荷２５０Ｃへの電力供給に制約は課されない。

非停電時において、全ての分散システム３０において、燃料電池発電システム４０から分散負荷２５０への電力供給に制約が課されなくてもよい。

一具体例では、電力システム１０５は、アパートメントまたはコンドミニアム等の集合住宅に組み込まれている。集合住宅における互いに異なる住戸に、分散システム３０が配置されている。特定負荷は、集合住宅において水を循環させるためのポンプである。

本実施形態では、複数の分散システム３０における特性変換回路１００のうち、「ある値」が最大である特性変換回路１００と、「ある値」が最小である特性変換回路とでは、「ある値」の差が２０Ｖ以下である。この差がこの程度に小さいと、重畳モードを実施し易い。具体的には、本実施形態では、この差は、１０Ｖ以下である。

図１に示す例では、第１電圧と第２電圧との差は、２０Ｖ以下である。第２電圧と第３電圧との差は、２０Ｖ以下である。第３電圧と第１電圧との差は、２０Ｖ以下である。具体的には、第１電圧と第２電圧との差は、１０Ｖ以下である。第２電圧と第３電圧との差は、１０Ｖ以下である。第３電圧と第１電圧との差は、１０Ｖ以下である。

本実施形態では、特性変換制御は、特性変換回路１００の出力電圧がある値よりも大きい領域において、特性変換回路１００の出力電流が増加すると特性変換回路１００の出力電圧が減少する出力電圧－出力電流特性をもたらす。このような出力電圧－出力電流特性は、特性変換回路１００がもたらす出力電圧－出力電流特性の典型例である。また、このような出力電圧－出力電流特性は、切替モードを実行するのに適している。

図１に示す例では、第１特性変換制御は、第１特性変換回路１００の出力電圧が第１電圧よりも大きい領域において第１特性変換回路１００の出力電流が増加すると第１特性変換回路１００の出力電圧が減少する出力電圧－出力電流特性をもたらす。第２特性変換制御は、第２特性変換回路１００の出力電圧が第２電圧よりも大きい領域において第２特性変換回路１００の出力電流が増加すると第２特性変換回路１００の出力電圧が減少する出力電圧－出力電流特性をもたらす。第２特性変換制御は、第３特性変換回路１００の出力電圧が第３電圧よりも大きい領域において第３特性変換回路１００の出力電流が増加すると第３特性変換回路１００の出力電圧が減少する出力電圧－出力電流特性をもたらす。

［特性変換回路の具体例］
上記の説明から理解されるように、この例では、特性変換回路１００は、ＤＣＤＣコンバータである電圧電流制御回路１６０を有する。特性変換回路１００の出力電流が所定値未満のときにおいて、電圧電流制御回路１６０および第１フィードバック回路１１０は、協働して、特性変換回路１００の出力電圧に応じて特性変換回路１００の出力電圧を調整することによって特性変換回路１００の出力電圧を目標値に追従させる第１フィードバック制御を行う。また、特性変換回路１００の出力電流が所定値以上のときにおいて、電圧電流制御回路１００および第２フィードバック回路１２０は、協働して、特性変換回路１００の出力電流が大きいほど特性変換回路１００の出力電圧を低下させることによって特性変換回路１００の出力電力がピークになるときにおける特性変換回路１００の出力電圧をある値に調整する第２フィードバック制御を行う。

このような第１および第２フィードバック制御を実現する特性変換回路１００は適宜設計可能であるが、以下では、特性変換回路１００の具体例である特性変換回路１００Ｘについて、図７を参照しながら説明する。以下では、図３を参照して既に説明した要素については、同一符号を付し、その説明を省略することがある。

特性変換回路１００Ｘでは、ＬＬＣコンバータが構成されている。このＬＬＣコンバータは、電流供給電源１３１から流出する電流が大きいほど高い発振周波数が規定され、発振周波数が高いほど特性変換回路１００Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなるように構成されている。

具体的には、特性変換回路１００Ｘは、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、フィードバック電流供給部１３０Ｘと、電流共振制御部１４０と、電圧電流制御回路１６０Ｘと、を有する。電圧電流制御回路１６０Ｘが、上記ＬＬＣコンバータを構成している。

フィードバック電流供給部１３０Ｘは、電流供給電源１３１および第６抵抗１３２に加え、第１発光ダイオード１３５を有する。第１発光ダイオード１３５には、電流供給電源１３１から流出した電流が流れる。

電流共振制御部１４０は、第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３と、第１フォトトランジスタ１４５と、制御ＩＣ１４６と、を有する。第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５の組み合わせとは、互いに並列に接続されている。第１フォトトランジスタ１４５は、第１発光ダイオード１３５と協働して、第１フォトカプラ１５０を構成している。制御ＩＣ１４６は、定電流源１４７と、フィードバック端子１４８と、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａと、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂと、を有する。

電流共振制御部１４０では、第１コンデンサ１４２に電荷が充電される期間（以下、充電期間と称することがある）と、第１コンデンサ１４２から電荷が放電される期間（以下、放電期間と称することがある）とが、交互に訪れる。放電期間と充電期間とは、フィードバック端子１４８の電圧に基づいて切り替わる。

具体的には、充電期間において、定電流源１４７からフィードバック端子１４８を介して第１コンデンサ１４２に電荷が充電されていく。充電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が上昇していく。フィードバック端子１４８の電圧が第１の電圧に達すると、放電期間に切り替わる。放電期間においては、定電流源１４７から第１コンデンサ１４２への電荷の充電は停止される。放電期間においては、第１コンデンサ１４２に充電された電荷は、第７抵抗１４１を介して放電される。放電期間においては、電荷が第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介してさらに放電される。放電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が低下していく。フィードバック端子１４８の電圧が第２の電圧に達すると、充電期間に切り替わる。

第１発光ダイオード１３５を流れる電流が大きいほど、第１フォトトランジスタ１４５に大きい電流が流れ、放電期間における第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介した電荷の放電が速くなり、放電期間が短くなり、充放電周波数が高くなる。充放電周波数は、上記の発振周波数に対応する。

ある放電期間において、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動信号が出力される。これが繰り返され、ドライバ出力端子１４９ａおよび１４９ｂから、互いに逆位相の駆動パルス信号が出力される。これらの駆動パルス信号の周波数は、上記の充放電周波数が高くなるほど高くなる。なお、充電期間は、両ドライバ出力端子１４９ａおよび１４９ｂのいずれからも駆動信号が出力されないデッドタイムとなる。

電圧電流制御回路１６０Ｘは、第２コンデンサ１６１と、第１スイッチング素子１６２ａと、第２スイッチング素子１６２ｂと、第３コンデンサ１６３ａと、第４コンデンサ１６３ｂと、第５コンデンサ１６４と、トランス１６５と、第１ダイオード１６６ａと、第２ダイオード１６６ｂと、第６コンデンサ１６７と、を有する。

スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、直列に接続されることにより、直列回路を構成している。この直列回路には、第２コンデンサ１６１が並列接続されている。第１スイッチング素子１６２ａには第３コンデンサ１６３ａが並列接続されている。第２スイッチング素子１６２ｂには第４コンデンサ１６３ｂが並列接続されている。

この例では、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。また、第５コンデンサ１６４は、共振コンデンサである。

トランス１６５は、１次側の巻線である第１巻線１６５ａと、２次側の巻線である第２巻線１６５ｂおよび第３巻線１６５ｃと、を有する。

第１巻線１６５ａの一端には、第１スイッチング素子１６２ａの電流流出端子と、第２スイッチング素子１６２ｂの電流流入端子と、が接続されている。第１巻線１６５ａの他端と第２スイッチング素子１６２ｂの電流流出端子との間には、第５コンデンサ１６４が接続されている。なお、この例では、電流流出端子はソース端子である。電流流入端子は、ドレイン端子である。

第２巻線１６５ｂの一端には、第１ダイオード１６６ａのアノードが接続されている。第１ダイオード１６６ａのカソードには、第６コンデンサ１６７の一端と、第２ダイオード１６６ｂのカソードと、が接続されている。第２巻線１６５ｂの他端には、第６コンデンサ１６７の他端と、基準電位とが接続されている。

第３巻線１６５ｃの一端には、第６コンデンサ１６７の他端と、基準電位とが接続されている。第３巻線１６５ｃの他端には、第２ダイオード１６６ｂのアノードが接続されている。

第１スイッチング素子１６２ａの制御端子には、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動パルス信号が供給される。第２スイッチング素子１６２ｂの制御端子には、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動パルス信号が供給される。これにより、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、互いに逆位相の駆動パルス信号が供給されることによって、交互にオンオフする。なお、この例では、制御端子は、ゲート端子である。

スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂに供給される駆動パルス信号の周波数が高いほど、ＬＬＣ共振に基づき、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなる。

［特性変換回路の別例］
図８に、特性変換回路の別例を示す。以下では、図３の例と同様の部分については、説明を省略することがある。

図８に示す特性変換回路１９０では、図３の特性変換回路１００のフィードバック電流供給部１３０に代えて、フィードバック電流供給部１９５が設けられている。フィードバック電流供給部１９５は、電流供給電源１３１および第６抵抗１３２に加え、第９抵抗１９１を有する。

特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と同様、第１シャントレギュレータ１１５の第１参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、電流供給電源１３１、第６抵抗１３２、第１シャントレギュレータ１１５および基準電位をこの順に流れる電流すなわち第１電流が大きくなる。一方、特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と異なり、第２シャントレギュレータ１２５の第２参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、電流供給電源１３１、第９抵抗１９１、第２シャントレギュレータ１２５および基準電位をこの順に流れる電流すなわち第２電流が大きくなる。

特性変換回路１９０の出力電流が小さい領域では、第２電流は実質的にゼロとなり、電流供給電源１３１から流出する電流は、実質的に第１電流である。一方、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では、第１電流は実質的にゼロとなり、電流供給電源１３１から流出する電流は、実質的に第２電流である。つまり、特性変換回路１９０の出力電流が小さい領域では第１フィードバック回路１１０によって、特性変換回路１９０の出力電流が大きい領域では第２フィードバック回路１２０によって、特性変換回路１９０における特性変換が行われると言える。これらの点で、特性変換回路１９０は、特性変換回路１００と共通している。このため、特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と同様に、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率が調整される。

図９に、特性変換回路１９０の具体例である特性変換回路１９０Ｘを示す。以下では、図７の例と同様の部分については、説明を省略することがある。

図９に示す特性変換回路１９０Ｘでは、図７の特性変換回路１００Ｘのフィードバック電流供給部１３０Ｘに代えて、フィードバック電流供給部１９５Ｘが設けられている。また、特性変換回路１９０Ｘでは、特性変換回路１００Ｘの電流共振制御部１４０に代えて、電流共振制御部１９９が設けられている。

フィードバック電流供給部１９５Ｘは、電流供給電源１３１、第６抵抗１３２および第１発光ダイオード１３５に加え、第９抵抗１９１および第２発光ダイオード１９２を有する。電流共振制御部１９９は、第７抵抗１４１、第１コンデンサ１４２、第８抵抗１４３、第１フォトトランジスタ１４５および制御ＩＣ１４６に加え、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７を有する。

第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５の組み合わせと、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７の組み合わせとは、互いに並列に接続されている。第２発光ダイオード１９２および第２フォトトランジスタ１９７は、協働して、第２フォトカプラ１９８を構成している。

電流共振制御部１９９では、電流共振制御部１４０と同様、第１コンデンサ１４２に電荷が充電される期間（以下、充電期間と称することがある）と、第１コンデンサ１４２から電荷が放電される期間（以下、放電期間と称することがある）とが、交互に訪れる。

具体的には、充電期間において、定電流源１４７からフィードバック端子１４８を介して第１コンデンサ１４２に電荷が充電されていく。充電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が上昇していく。フィードバック端子１４８の電圧が第１の電圧に達すると、放電期間に切り替わる。放電期間においては、定電流源１４７から第１コンデンサ１４２への電荷の充電は停止される。放電期間においては、第１コンデンサ１４２に充電された電荷は、第７抵抗１４１を介して放電される。放電期間においては、電荷が、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介して、または、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７を介して、さらに放電される。放電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が低下していく。フィードバック端子１４８の電圧が第２の電圧に達すると、充電期間に切り替わる。

電流共振制御部１９９における第１コンデンサ１４２の電荷の充電状態は、電流共振制御部１４０と同様に変化する。このため、特性変換回路１９０Ｘでは、特性変換回路１００Ｘと同様に、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が調整される。

改めて断っておくが、図３の特性変換回路１００の具体例は、図７の特性変換回路１００Ｘには限られない。例えば、電流供給電源１３１から流出する電流が大きいほど小さいデューティ比が規定され、そのデューティ比に基づいて動作するＤＣＤＣコンバータを特性変換回路内に構成することもできる。図８の特性変換回路１９０の具体例についても同様である。

また、図３および図７の第１フィードバック回路１１０および第２フィードバック回路１２０の構成も必須ではない。

（第２の実施形態）
図１０は、本実施形態に係る電力システム２０５のブロック図である。本実施形態では、特性変換制御は、特性変換回路２００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路２００の出力電力が最大となる出力電圧－出力電力特性をもたらす。上記のある値は、具体的には、第１の実施形態と同様、所定範囲内の値である。

また、特性変換制御は、特性変換回路２００の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらす。ここで、特性変換回路２００の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域は、特性変換回路２００の出力電圧が上記ある値よりも小さい第１の値から上記ある値よりも大きい第２の値までの領域である。

上記の出力電圧－出力電力特性および出力電圧－出力電流特性の一例を、図１１に示す。図１１では、特性変換回路２００の出力電圧－出力電力特性を、Ｖ－Ｐ特性と記載している。特性変換回路２００の出力電圧－出力電流特性を、Ｖ－Ｉ特性と記載している。実線は、Ｖ－Ｐ特性を表す。点線は、Ｖ－Ｉ特性を表す。

特性変換回路２００によれば、ＭＰＰＴ制御に基づいて燃料電池発電システム４０から第１ＤＣＤＣコンバータ２１に大きな電力を取り出し易い。以下、この点について、図１１とともに図１２を参照しながら説明する。

上述のように、特性変換制御は、特性変換回路２００の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらす。この出力電圧－出力電流特性により、特性変換回路２００の出力電圧－出力電力特性のグラフは、出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において、出力電圧に対して出力電力が上に凸の曲線状となり得る。典型例では、特性変換回路２００の出力電圧－出力電力特性のグラフは、出力電圧が上記ある値のときに出力電力が最大となる単一ピークのグラフである。

仮に、特性変換回路２００の出力電圧－出力電力特性のグラフが、図１２に示すような、出力電圧に対して出力電力が上に凸の直線状であったとする。この場合において、ＭＰＰＴ制御を実行したものの、動作点が最大電力点からずれた点に調整されたとする。具体的には、特性変換回路２００の出力電圧が、最大電力点の出力電圧Ｖ_targetからずれた電圧Ｖ_realに調整されたとする。この場合、特性変換回路２００の出力電力は、動作点が最大電力点に調整された場合に比べ、減少する。図１２では、この減少幅を、ΔＰ_Bと記載する。

図１１の例においても、特性変換回路２００の出力電圧が最大電力点の出力電圧Ｖ_targetからずれた電圧Ｖ_realに調整されると、特性変換回路２００の出力電力は、動作点が最大電力点に調整された場合に比べ、減少する。図１１では、この減少幅を、ΔＰ_Aと記載する。

上述のように、特性変換回路２００の出力電圧－出力電力特性のグラフが直線状である場合も曲線状である場合も、動作点が最大電力点からずれると、特性変換回路２００の出力電力は減少する。しかし、その減少幅は異なる。具体的には、図１１の場合の減少幅ΔＰ_Aは、図１２の減少幅ΔＰ_Bよりも小さい。このように、出力電圧－出力電力特性のグラフが上に凸の曲線状であることは、上記のずれに起因する出力電力の減少幅を抑え、燃料電池発電システム４０から第１ＤＣＤＣコンバータ２１へと取り出される電力の減少幅を抑える観点から有利である。ただし、特性変換制御は、図１２の出力電圧－出力電力特性をもたらすものであってもよい。

現実のＭＰＰＴ制御には、山登り法の他、取り出し電圧を予め定められた電圧に制御するものもあり、そのような制御では動作点を最大電力点に高い精度で一致させることは必ずしも容易ではない。山登り法でも、制御の分解能によっては安定的に最大電力を取り出せない場合もあり得る。このため、出力電圧－出力電力特性のグラフが上に凸の曲線状であることは、ＭＰＰＴ制御の方式および分解能に起因する出力電力の減少幅を抑えることができる点で、現実にメリットがある。

また、ユーザーが、ある業者から特性変換回路２００を購入し、別の業者からＭＰＰＴ制御を行う直流電力変換装置２０を購入することもあり得る。その場合、特性変換回路２００は、特性変換回路２００の設計者からみて不明な性能を有する直流電力変換装置２０に接続されることになる。この場合は、特性変換制御とＭＰＰＴ制御とが完全には適合していないことが原因で、動作点が最大電力点からずれた点に調整されることがあり得る。このことからも、出力電圧－出力電力特性のグラフが上に凸の曲線状であることは、現実にメリットがあると言える。また、出力電圧－出力電力特性のグラフが凸の曲線状であることは、特性変換回路２００のコンパティビリティを高め、採用可能な直流電力変換装置２０の制約を小さくするとも言える。

図１１に示すように、特性変換制御は、特性変換回路２００の出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域において、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらすものであってもよい。また、特性変換制御は、特性変換回路２００の出力電圧が上記ある値よりも大きく開放電圧よりも小さい領域において、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらすものであってもよい。ここで、開放電圧は、特性変換回路２００の出力電流がゼロであるときの特性変換回路２００の出力電圧である。

上記ある値よりも小さい値を第１の値と定義する。上記ある値よりも大きい値を第２の値と定義する。このとき、図１１の例では、出力特性は、出力電圧が第１の値よりも大きく上記ある値よりも小さい領域と出力電圧が上記ある値よりも大きく第２の値よりも小さい領域の両方において、出力電圧が大きくなるほど出力電流が線形的に小さくなる特性である。つまり、出力特性は、上記の両方の領域において、出力電圧に対して出力電流が一次関数の形態で小さくなる特性である。これにより、出力特性は、上記の両方の領域において、出力電力が出力電圧に対して二次関数の形態で変化する特性となり得る。

具体的には、図１１の例では、出力特性は、出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域と出力電圧が上記ある値から開放電圧の値までの領域の両方において、出力電圧が大きくなるほど出力電流が線形的に小さくなる特性である。つまり、出力特性は、上記の両方の領域において、出力電圧に対して出力電流が一次関数の形態で小さくなる特性である。これにより、出力特性は、上記の両方の領域において、出力電力が出力電圧に対して二次関数の形態で変化する特性となり得る。

出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、電圧がゼロかつ電力がゼロである点を原点と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、最大電力点は、電圧が上記ある値であり電力が最大である点と言える。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、電圧が開放電圧であり電力がゼロである点を、開放電圧点と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、原点と最大電力点とを結ぶ直線を第１直線と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、最大電力点と開放電圧点とを結ぶ直線を第２直線と定義する。このとき、図１１の例では、出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が第１の値よりも大きく上記ある値よりも小さい領域が、第１直線よりも高電力側にある。出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が上記ある値よりも大きく第２の値よりも小さい領域が、第２直線よりも高電力側にある。

具体的には、図１１の例では、出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域が、第１直線よりも高電力側にある。出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が上記ある値から開放電圧までの領域が、第２直線よりも高電力側にある。

本実施形態では、特性変換制御は、第１フィードバック制御および第２フィードバック制御を含む。第１フィードバック制御は、特性変換回路２００の出力電流が相対的に小さいときに行われる制御である。第２フィードバック制御は、特性変換回路２００の出力電流が相対的に大きいときに行われる制御である。第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とが切り替わるときに、特性変換回路２００の出力電圧が上記ある値となる。

具体的には、第１フィードバック制御は、特性変換回路２００の出力電流が相対的に小さく出力電圧が相対的に大きいときに行われる。第１フィードバック制御は、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電流を小さくする。第１フィードバック制御は、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電力を小さくする。第２フィードバック制御は、特性変換回路２００の出力電流が相対的に大きく出力電圧が相対的に小さいときに行われる。第２フィードバック制御は、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電流を小さくする。第２フィードバック制御は、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電力を大きくする。このような第１フィードバック制御および第２フィードバック制御によれば、上記出力電圧－出力電力特性および出力電圧－出力電流特性を実現できる。なお、図１１において、一点鎖線は、第１フィードバック制御の寄与を表す。二点鎖線は、第２フィードバック制御の寄与を表す。

特性変換回路は、以下の特徴；第１フィードバック制御では、第２フィードバック制御に比べ、出力電圧－出力電流特性における出力電圧の増加に対する出力電流の減少の比率が大きい、および／または、第２フィードバック制御に比べ、出力電圧－出力電流特性における出力電流の増加に対する出力電圧の減少の比率が小さい、という特徴を有していてもよい。このようにすれば、特性変換回路２００の出力特性を太陽光発電システムの出力特性に近づけ易い。なお、この特徴は、後述する図２４および図２５に示されているような、第１フィードバック制御において出力電流が変化しても出力電圧が変化しない形態を含む概念である。

図１１の例では、第１フィードバック制御では、第２フィードバック制御に比べ、出力電圧－出力電流特性における出力電圧の増加に対する出力電流の減少の比率が大きい。また、図１１の例では、第１フィードバック制御では、第２フィードバック制御に比べ、出力電圧－出力電流特性における出力電流の増加に対する出力電圧の減少の比率が小さい。

本実施形態では、第１フィードバック制御により、特性変換回路２００の開放電圧が制御される。

図１３に、特性変換回路２００の一例を示す。図１３の特性変換回路２００では、電圧電流制御回路１６０と、第１フィードバック回路２１０と、第２フィードバック回路２２０と、フィードバック電流供給部１３０と、が設けられている。

第１フィードバック回路２１０は、第１抵抗１１１と、第２抵抗１１２と、第１１抵抗１１３と、第１シャントレギュレータ１１５と、電流センサ１２８と、を有する。第２フィードバック回路２２０は、第３抵抗１２１と、第４抵抗１２２と、第５抵抗１２３と、第２シャントレギュレータ１２５と、電流センサ１２８と、を有する。電流センサ１２８は、第１フィードバック回路２１０および第２フィードバック回路２２０によって共有されている。フィードバック電流供給部１３０は、電流供給電源１３１と、第６抵抗１３２と、を有する。

第１の実施形態と同様、電流センサ１２８は、特性変換回路２００の出力電流の検出を行う。電流センサ１２８は、その検出の結果を表すセンサ出力を出力する。電流センサ１２８は、特性変換回路２００の出力電流が大きくなるほどセンサ出力を大きく出力する。つまり、センサ出力は、特性変換回路２００の出力電流が大きくなるほど大きくなる。電流センサ１２８が出力したセンサ出力は、接続点ｐｓへと供給される。具体的には、センサ出力は、センサ電圧Ｖ_sである。また、電流センサ１２８は、センサ電圧Ｖ_sを出力するセンサ出力部１２８ａを含む。

第１フィードバック回路２１０では、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２により、特性変換回路２００の出力電圧Ｖ_outが分圧される。第１１抵抗１１３および第２抵抗１１２により、センサ電圧Ｖ_sが分圧される。これら２つの分圧電圧を合算した電圧が、３つの抵抗１１１、１１２および１１３の接続点ｐ１に現れる。以下、第１接続点ｐ１に現れる電圧を、第１参照電圧Ｖ_ref1と称することがある。第１参照電圧Ｖ_ref1が、第１シャントレギュレータ１１５の第１参照電圧端子に入力される。第１参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、電流供給電源１３１、第６抵抗１３２、第１シャントレギュレータ１１５および基準電位をこの順に流れる電流（以下、第１電流と称することがある）ｉ１は、大きくなる。図１３において、第１電流ｉ１は、第１シャントレギュレータ１１５を図示下向きに流れる電流である。

第２フィードバック回路２２０では、第３抵抗１２１および第４抵抗１２２により、特性変換回路２００の出力電圧Ｖ_outが分圧される。第５抵抗１２３および第４抵抗１２２により、センサ電圧Ｖ_sが分圧される。これら２つの分圧電圧を合算した電圧が、３つの抵抗１２１，１２２および１２３の接続点ｐ２に現れる。以下、第２接続点ｐ２に現れる電圧を、第２参照電圧Ｖ_ref2と称することがある。第２参照電圧Ｖ_ref2が、第２シャントレギュレータ１２５の第２参照電圧端子に入力される。第２参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、電流供給電源１３１、第６抵抗１３２、第２シャントレギュレータ１２５および基準電位をこの順に流れる電流（以下、第２電流と称することがある）ｉ２は、大きくなる。図１３において、第２電流ｉ２は、第２シャントレギュレータ１２５を図示下向きに流れる電流である。

特性変換回路２００の出力電流が小さい領域では、第２電流ｉ２は実質的にゼロとなり、電流供給電源１３１から流出する電流は、実質的に第１電流ｉ１である。一方、特性変換回路２００の出力電流が大きい領域では、第１電流ｉ１は実質的にゼロとなり、電流供給電源１３１から流出する電流は、実質的に第２電流ｉ２である。つまり、特性変換回路２００の出力電流が小さい領域では第１フィードバック回路２１０によって、特性変換回路２００の出力電流が大きい領域では第２フィードバック回路２２０によって、特性変換回路２００における特性変換が行われると言える。そのように回路２１０および２２０が動作するように、抵抗１１１，１１２，１１３，１２１，１２２および１２３ならびにシャントレギュレータ１１５および１２５のパラメータが選定されている。

本実施形態では、特性変換回路２００の出力特性は、特性変換回路２００に含まれたアナログ回路によって定められていると言える。ここで、出力特性は、出力電流と、出力電圧と、出力電力と、の関係と考えることができる。具体的には、特性変換回路２００の出力特性は、特性変換回路２００に含まれたアナログ回路の回路定数よって定められていると言える。ここで、回路定数は、抵抗の抵抗値等を指す。

図５を参照した説明を踏まえて、第１フィードバック回路２１０の動作を以下のように説明できる。特性変換回路２００の出力電圧Ｖ_outが大きくなると、また、特性変換回路２００の出力電流が大きくなってセンサ電圧Ｖ_sが大きくなると、第１参照電圧Ｖ_ref1は大きくなる。第１シャントレギュレータ１２５では、第１参照電圧Ｖ_ref1が大きくなることにより第１参照電圧Ｖ_ref1の第１基準電圧Ｖ_s1からの乖離が大きくなればなるほど、第１電流ｉ１が大きくなる。第１電流ｉ１が大きくなると、電流供給電源１３１から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率は小さくなる。このようにして、第１フィードバック回路２１０は、特性変換回路２００の出力電圧Ｖ_outを制御する。具体的には、第１フィードバック回路２１０は、第１参照電圧Ｖ_ref1が第１基準電圧Ｖ_s1に追従するように、特性変換回路２００の変圧比を調節する。

第１フィードバック回路２１０による第１フィードバック制御において、特性変換回路２００の出力電流が大きくなりセンサ電圧Ｖ_sが大きくなると、電流センサ１２８から接続点ｐｓおよび第１１抵抗１１３をこの順に介して第１接続点ｐ１に流れる電流が大きくなる。第１シャントレギュレータ１１５により、第１参照電圧Ｖ_ref1は、一定の第１基準電圧Ｖ_s1に追従する。この追従を実現するために、第２抵抗１１２には、一定の電流が流れる。このことは、第１１抵抗１１３を第１接続点ｐ１に向かって流れる上記電流が大きくなると、第１抵抗１１１を第１接続点ｐ１に向かって流れる電流が小さくなることを意味する。この電流が小さくなると、第１抵抗１１１で生じる電圧が小さくなる。このような理由で、特性変換回路２００の出力電流が大きくなると、第１接続点ｐ１の電圧が第１参照電圧Ｖ_ref1に追従した状態で第１抵抗１１１において生じる電圧が小さくなる。その結果、特性変換回路２００の出力電圧Ｖ_outが小さくなる。このようにして、第１フィードバック制御により、図１１に示すような、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性が得られる。

図６を参照した説明を踏まえて、第２フィードバック回路２２０の動作を以下のように説明できる。特性変換回路２００の出力電圧Ｖ_outが大きくなると、また、特性変換回路２００の出力電流が大きくなってセンサ電圧Ｖ_sが大きくなると、第２参照電圧Ｖ_ref2は大きくなる。第２シャントレギュレータ１２５では、第２参照電圧Ｖ_ref2が大きくなることにより第２参照電圧Ｖ_ref2の第２基準電圧Ｖ_s2からの乖離が大きくなればなるほど、第２電流ｉ２が大きくなる。第２電流ｉ２が大きくなると、電流供給電源１３１から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率は小さくなる。このようにして、第２フィードバック回路２２０は、特性変換回路２００の出力電圧Ｖ_outを制御する。具体的には、第２フィードバック回路２２０は、第２参照電圧Ｖ_ref2が第２基準電圧Ｖ_s2に追従するように、特性変換回路２００の変圧比を調節する。

第２フィードバック回路２２０による第２フィードバック制御において、特性変換回路２００の出力電流が大きくなりセンサ電圧Ｖ_sが大きくなると、電流センサ１２８から接続点ｐｓおよび第５抵抗１２３をこの順に介して第２接続点ｐ２に流れる電流が大きくなる。第２シャントレギュレータ１２５により、第２参照電圧Ｖ_ref2は、一定の第２基準電圧Ｖ_s2に追従する。この追従を実現するために、第４抵抗１２２には、一定の電流が流れる。このことは、第５抵抗１２３を第２接続点ｐ２に向かって流れる上記電流が大きくなると、第３抵抗１２１を第２接続点ｐ２に向かって流れる電流が小さくなることを意味する。この電流が小さくなると、第３抵抗１２１で生じる電圧が小さくなる。このような理由で、特性変換回路２００の出力電流が大きくなると、第２接続点ｐ２の電圧が第２参照電圧Ｖ_ref2に追従した状態で第３抵抗１２１において生じる電圧が小さくなる。その結果、特性変換回路２００の出力電圧Ｖ_outが小さくなる。このようにして、第２フィードバック制御により、図１１に示すような、特性変換回路２００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路２００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性が得られる。

上述の説明から理解されるように、本実施形態では、特性変換回路２００は、電流センサ１２８と、少なくとも１つの分圧抵抗と、ＤＣＤＣコンバータである電圧電流制御回路１６０と、を含む。特性変換回路２００は、電流センサ１２８を用いて、特性変換回路２００の出力電流を特性変換制御に反映させる。特性変換回路２００は、少なくとも１つの分圧抵抗を用いて、特性変換回路２００の出力電圧を特性変換制御に反映させる。特性変換回路２００は、特性変換制御によって、電圧電流制御回路１６０の変圧比を調整する。図１３の例では、少なくとも１つの分圧抵抗は、第１分圧抵抗と第２分圧抵抗とを含む。第１分圧抵抗は、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２によって構成されている。第２分圧抵抗は、第３抵抗１２１および第４抵抗１２２によって構成されている。

本実施形態では、具体的には、特性変換回路２００において、ＤＣＤＣコンバータである電圧電流制御回路１６０と、第１フィードバック制御を行う第１フィードバック回路２１０と、第２フィードバック制御を行う第２フィードバック回路２２０と、が設けられている。第１フィードバック回路２１０は、特性変換回路２００の出力電流および出力電圧に応じて変化する第１参照電圧Ｖ_ref1が入力される第１シャントレギュレータ１１５を有する。第２フィードバック回路２２０は、特性変換回路２００の出力電流および出力電圧に応じて変化する第２参照電圧Ｖ_ref2が入力される第２シャントレギュレータ１２５を有する。第１フィードバック制御おいて、第１シャントレギュレータ１１５を用いて第１参照電圧Ｖ_ref1が一定に維持されるように電圧電流制御回路１６０の変圧比が調整される。第２フィードバック制御おいて、第２シャントレギュレータ１２５を用いて第２参照電圧Ｖ_ref2が一定に維持されるように電圧電流制御回路１６０の変圧比が調整される。

より具体的には、第１フィードバック回路は、第１分圧抵抗を有する。第２フィードバック回路は、第２分圧抵抗を有する。第１フィードバック回路２１０および第２フィードバック回路２２０は、電流センサ１２８を共有している。第１分圧抵抗は、特性変換回路２００の出力電圧を第１参照電圧Ｖ_ref1に反映させるのに用いられる。電流センサ１２８は、特性変換回路２００の出力電流を第１参照電圧Ｖ_ref1に反映させるのに用いられる。第２分圧抵抗は、特性変換回路２００の出力電圧を第２参照電圧Ｖ_ref2に反映させるのに用いられる。電流センサ１２８は、特性変換回路２００の出力電流を第２参照電圧Ｖ_ref2に反映させるのに用いられる。図１３の例では、第１分圧抵抗は、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２によって構成されている。第２分圧抵抗は、第３抵抗１２１および第４抵抗１２２によって構成されている。

また、第１フィードバック回路は、第３分圧抵抗を有する。第２フィードバック回路は、第４分圧抵抗を有する。第３分圧抵抗は、特性変換回路２００の出力電流を第１参照電圧Ｖ_ref1に反映させるのに用いられる。第４分圧抵抗は、特性変換回路２００の出力電流を第２参照電圧Ｖ_ref2に反映させるのに用いられる。図１３の例では、第３分圧抵抗は、第１１抵抗１１３および第２抵抗１１２によって構成されている。第４分圧抵抗は、第５抵抗１２３および第４抵抗１２２によって構成されている。

特性変換回路２００の具体例である特性変換回路２００Ｘを、図１４に示す。図１４から理解されるように、特性変換回路２００Ｘは、第１の実施形態の図７の特性変換回路１００Ｘに倣って構成できる。このため、特性変換回路２００Ｘの詳細な説明は省略する。

図１５に、特性変換回路２００の別例である特性変換回路２９０を示す。図１６に、特性変換回路２９０の具体例である特性変換回路２９０Ｘを示す。図１５および図１６から理解されるように、特性変換回路２９０および特性変換回路２９０Ｘは、第１の実施形態の図８および図９の特性変換回路１９０および特性変換回路１９０Ｘに倣って構成できる。このため、特性変換回路２９０および特性変換回路２９０Ｘの詳細な説明は省略する。

（第３の実施形態）
図１７は、本実施形態に係る電力システム３０５のブロック図である。図１８に、第３の実施形態に係る特性変換回路３００を示す。以下、図１８を参照しつつ、第３の実施形態に係る特性変換回路について説明する。

図１８の特性変換回路３００では、第１フィードバック回路３１０は、電流センサ１２８および調整器１７０を有する。第２フィードバック回路３２０は、電流センサ１２８および調整器１７０を有する。電流センサ１２８および調整器１７０は、第１フィードバック回路３１０および第２フィードバック回路３２０によって共有されている。

第１の実施形態と同様、電流センサ１２８は、特性変換回路３００の出力電流の検出を行う。電流センサ１２８は、その検出の結果を表すセンサ出力を出力する。電流センサ１２８は、特性変換回路３００の出力電流が大きくなるほどセンサ出力を大きく出力する。つまり、センサ出力は、特性変換回路３００の出力電流が大きくなるほど大きくなる。センサ出力は、具体的には、センサ電圧Ｖ_sである。電流センサ１２８は、センサ電圧Ｖ_sを出力するセンサ出力部１２８ａを含む。本実施形態では、電流センサ１２８が出力するセンサ電圧Ｖ_sを、第１センサ電圧Ｖ_sと称することがある。

調整器１７０は、可変パラメータを調整できるように構成されている。可変パラメータは、手動で調整可能なものであってもよく、自動的に調整可能なものであってもよい。調整器１７０は、調整器１７０に入力された第１センサ電圧Ｖ_sを、第２センサ電圧Ｖ_Mへと調整する。

本実施形態では、調整器１７０は第１センサ電圧Ｖ_sを変圧するＤＣＤＣコンバータである。可変パラメータは、ＤＣＤＣコンバータの変圧比を変更するパラメータである。

具体的には、本実施形態では、調整器１７０は、図１９に示す構成を有する。図１９の調整器１７０は、分圧回路１７０ａと、増幅回路１７０ｂと、を含む。可変パラメータは、分圧回路１７０ａまたは増幅回路１７０ｂが有するパラメータである。センサ出力部１２８ａと、分圧回路１７０ａと、増幅回路１７０ｂと、接続点ｐｓとは、この順に接続されている。

図１９の例では、分圧回路１７０ａは、抵抗ＦＲ１と、抵抗ＦＲ２と、可変抵抗ＶＲ１と、を含む。センサ出力部１２８ａと、抵抗ＦＲ１と、抵抗ＦＲ２と、可変抵抗ＶＲ１と、基準電位とが、この順に接続されている。分圧回路１７０ａは、抵抗ＦＲ１、ＦＲ２およびＶＲ１を用いて、第１センサ電圧Ｖ_sを分圧する。この分圧により、以下の数式２に示す分圧電圧Ｖ_Dが生成される。ここで、ＦＲ１は、抵抗ＦＲ１の抵抗値である。ＦＲ１は、抵抗ＦＲ２の抵抗値である。ＶＲ１は、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値である。「＊」は、乗算を表す記号である。
数式２：Ｖ_D＝Ｖ_s＊（ＦＲ２＋ＶＲ１）／（ＦＲ１＋ＦＲ２＋ＶＲ１）

増幅回路１７０ｂは、抵抗ＦＲ３と、抵抗ＦＲ４と、オペアンプ１７５と、を含む。オペアンプ１７５は、第１入力端子１７５ａと、第２入力端子１７５ｂと、出力端子１７５ｃと、を含む。第１入力端子１７５ａには、分圧電圧Ｖ_Dが入力される。第２入力端子１７５ｂは、抵抗ＦＲ３を介して出力端子１７５ｃに接続されている。第２入力端子１７５ｂは、抵抗ＦＲ４を介して基準電位に接続されている。また、出力端子１７５ｃと、抵抗ＦＲ３と、抵抗ＦＲ４と、基準電位とが、この順に接続されている。増幅回路１７０ｂは、分圧電圧Ｖ_Dに基づいて第２センサ電圧Ｖ_Mを生成し、出力端子１７５ｃから第２センサ電圧Ｖ_Mを出力する。第２センサ電圧Ｖ_Mは、以下の数式３により与えられる。ここで、ＦＲ３は、抵抗ＦＲ３の抵抗値である。ＦＲ４は、抵抗ＦＲ４の抵抗値である。
数式３：Ｖ_M＝Ｖ_D＊（ＦＲ３＋ＦＲ４）／ＦＲ４

具体的には、第１入力端子１７５ａは、非反転増幅端子である。第２入力端子１７５ｂは、反転増幅端子である。

第２センサ電圧Ｖ_Mは、接続点ｐｓに供給される。その後、接続点ｐｓの電圧は、第２の実施形態と同様に利用される。

図１９に示す例では、分圧回路１７０ａは、可変抵抗ＶＲ１を含んでいる。可変パラメータは、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値である。可変抵抗ＶＲ１の抵抗値の調整により、分圧電圧Ｖ_Dおよび第２センサ電圧Ｖ_Mを調整できる。

なお、抵抗ＦＲ１または抵抗ＦＲ２を可変抵抗としてもよい。このようにしても、可変抵抗の抵抗値の調整により、分圧電圧Ｖ_Dおよび第２センサ電圧Ｖ_Mを調整できる。

また、分圧回路１７０ａではなく増幅回路１７０ｂに可変抵抗を含ませてもよい。具体的には、抵抗ＦＲ３または抵抗ＦＲ４を可変抵抗としてもよい。このようにしても、可変抵抗の抵抗値の調整により、第２センサ電圧Ｖ_Mを調整できる。

第２の実施形態と同様、第３の実施形態では、以下に説明する（ｉ）の出力電圧－出力電力特性および（ii）の出力電流－出力電力特性がもたらされるように、センサ出力が相対的に小さいときに第１フィードバック制御が実行されるとともにセンサ出力が相対的に大きいときに第２フィードバック制御が実行される。上述のとおり、センサ出力は、具体的には第１センサ電圧Ｖ_sである。

（ｉ）の出力電圧－出力電力特性は、特性変換回路３００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路３００の出力電力が最大となる出力電圧－出力電力特性である。（ii）の出力電流－出力電力特性は、特性変換回路３００の出力電流が切替電流ｉ_swであるときに特性変換回路３００の出力電力が最大となる出力電流－出力電力特性である。ここで、切替電流ｉ_swは、第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とが切り替わるときの特性変換回路３００の出力電流である。上記のある値は、具体的には、第１の実施形態と同様、所定範囲内の値である。

本実施形態では、切替電流ｉ_swは、電流センサ１２８による特性変換回路３００の出力電流の検出の誤差に依存するとともに、可変パラメータを変化させると変化する。

電流センサ１２８に個体ばらつきがあると、電流センサ１２８の検出に誤差が生じ得る。つまり、センサ出力に誤差が生じ得る。誤差を有するセンサ出力が特性変換回路３００における制御に用いられると、切替電流ｉ_swが目標値（以下、目標電流と称することがある）からずれるおそれがある。切替電流ｉ_swがずれると、最大電力点が目標点からずれるおそれがある。最大電力点がずれると、特性変換回路３００の最大電力が目標値（以下、目標電力と称することがある）からずれるおそれがある。

この点、第３の実施形態によれば、可変パラメータを変化させることにより、切替電流ｉ_swを調整できる。これにより、切替電流ｉ_swの目標電流からのずれを小さくし、最大電力点の目標点からのずれを小さくし、最大電力の目標電力からのずれを小さくすることができる。また、可変パラメータを調整して切替電流ｉ_swを調整することにより、状況に応じて特性変換回路３００の最大電力を調整することも可能である。例えば、直流電力変換装置２０に接続された太陽光発電システムの発電電力が小さい場合には上記最大電力を大きくし、太陽光発電システムの発電電力が大きい場合には上記最大電力を小さくすることができる。また、燃料電池発電システム４０の最大出力電力は、例えば燃料電池４１のスタックの経年劣化等によって、低下する場合がある。そのような場合に、特性変換回路３００から出力される最大電力を低下させることによって、該最大電力を燃料電池発電システム４０が供給可能な範囲内に収めることができる。

最大電力の目標電力からのずれを小さくすることにより、ＭＰＰＴ制御により特性変換回路３００から電力を取り出すときに、取り出される電力の目標電力からのずれを小さくすることができる。状況に応じて特性変換回路３００の最大電力を調整することにより、ＭＰＰＴ制御により特性変換回路３００から電力を取り出すときに、取り出される電力を状況に応じた値に調整することができる。例えば、直流電力変換装置２０に接続された太陽光発電システムの発電電力が小さい場合には取り出される電力を大きくし、太陽光発電システムの発電電力が大きい場合には上記取り出される電力を小さくすることができる。また、燃料電池発電システム４０の最大出力電力が低下した場合に、上記取り出される電力を小さくすることができる。

［電流センサ１２８の個体ばらつきとその抑制］
上述のとおり、電流センサ１２８には、個体ばらつきがあることがある。図２０から図２２を参照しつつ、個体ばらつきの影響について、詳細に説明する。

本実施形態では、電流センサ１２８は、図４に示した構成を有する。シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_sense、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasは、理想的には基準値である。しかし、抵抗値Ｒ_sense、ゲインＧおよび／またはバイアス電圧Ｖ_biasには、公差の範囲の誤差があり得る。本実施形態では、電流センサ１２８は、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値が基準値よりも大きいときには、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値が基準値であるときに比べ、大きい第１センサ電圧Ｖ_sを出力するように構成されている。電流センサ１２８は、ゲインＧが基準値よりも大きいときには、ゲインＧが基準値であるときに比べ、大きい第１センサ電圧Ｖ_sを出力するように構成されている。電流センサ１２８は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値よりも大きいときには、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときに比べ、大きい第１センサ電圧Ｖ_sを出力するように構成されている。

図２０において、横軸は、特性変換回路３００の出力電流を示す。図２０では、抵抗値Ｒ_senseおよびゲインＧが基準値にある場合において、バイアス電圧Ｖ_biasを変化させた場合の特性変換回路３００の出力特性を示す。

具体的には、図２０において、「特性変換回路の出力電圧（０）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（Ａ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０１％であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（Ｂ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９９％であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（Ｃ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（Ｄ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電力（０）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（Ａ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０１％であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（Ｂ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９９％であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（Ｃ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（Ｄ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。図２０において、上下に延びる５本の点線は、それぞれ、左から順に、切替電流ｉ_sw（Ｃ）、切替電流ｉ_sw（Ａ）、切替電流ｉ_sw（０）、切替電流ｉ_sw（Ｂ）および切替電流ｉ_sw（Ｄ）を表す。「切替電流ｉ_sw（０）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（Ａ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０１％であるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（Ｂ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９９％であるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（Ｃ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（Ｄ）」は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、切替電流ｉ_swを示す。上述のとおり、切替電流ｉ_swは、第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とが切り替わるときの特性変換回路３００の出力電流である。

図２０から、バイアス電圧Ｖ_biasの変動に伴い切替電流ｉ_swが変動していることが理解される。

バイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるとき、最大電力点は、目標点にある。この状況は、第２の実施形態に関する図１１に示したとおりである。

バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるとき、切替電流ｉ_swは、目標電流に一致する。バイアス電圧Ｖ_biasが基準値よりも大きいと、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swは小さい。反対に、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値よりも小さいと、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swは大きい。

バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるとき、特性変換回路３００の最大電力は、目標電力に一致する。バイアス電圧Ｖ_biasが基準値よりも大きいと、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときに比べ、最大電力は小さい。反対に、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値よりも小さいと、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときに比べ、最大電力は大きい。

図２０に示されているように、バイアス電圧Ｖ_biasの個体ばらつきは、特性変換回路３００の最大電力点のばらつきをもたらす。最大電力点のばらつきは、切替電流ｉ_swおよび最大電力のばらつきをもたらす。

この点、第３の実施形態では、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を調整することにより、特性変換回路３００の切替電流ｉ_swを調整し、最大電力を調整することができる。

例えば、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値よりも小さく、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swおよび最大電力が大きい場合を考える。この場合、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を調整することによってバイアス電圧Ｖ_biasが基準値にある場合に比べて第２センサ電圧Ｖ_Mを大きくすることにより、切替電流ｉ_swおよび最大電力を小さくすることができる。これにより、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。具体的には、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を大きくすることによって、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

反対に、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値よりも大きく、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swおよび最大電力が小さい場合を考える。この場合、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を調整することによってバイアス電圧Ｖ_biasが基準値にある場合に比べて第２センサ電圧Ｖ_Mを小さくすることにより、切替電流ｉ_swおよび最大電力を大きくすることができる。これにより、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。具体的には、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を小さくすることによって、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

可変抵抗ＶＲ１の調整により、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときの値に近づけることができる。つまり、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。概括的にいうと、特性変換回路３００の出力特性を、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときのものに近づけることができる。

ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasの両方に誤差がある場合においても、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を調整することにより、特性変換回路３００の切替電流ｉ_swを調整し、最大電力を調整することができる。

図２１および図２２において、横軸は、特性変換回路３００の出力電流を示す。図２１および図２２では、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseが基準値にある場合において、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasを変化させた場合の特性変換回路３００の出力特性を示す。

具体的には、図２１において、「特性変換回路の出力電圧（０）」は、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（Ｅ）」は、ゲインＧが基準値の１０１％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（Ｆ）」は、ゲインＧが基準値の９９％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電力（０）」は、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（Ｅ）」は、ゲインＧが基準値の１０１％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（Ｆ）」は、ゲインＧが基準値の９９％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「切替電流ｉ_sw（０）」は、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（Ｅ）」は、ゲインＧが基準値の１０１％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（Ｆ）」は、ゲインＧが基準値の９９％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、切替電流ｉ_swを示す。

また、図２２において、「特性変換回路の出力電圧（０）」は、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（Ｇ）」は、ゲインＧが基準値の９９％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（Ｈ）」は、ゲインＧが基準値の１０１％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、特性変換回路３００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電力（０）」は、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（Ｇ）」は、ゲインＧが基準値の９９％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（Ｈ）」は、ゲインＧが基準値の１０１％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、特性変換回路３００の出力電力を示す。「切替電流ｉ_sw（０）」は、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（Ｇ）」は、ゲインＧが基準値の９９％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の１０２％であるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（Ｈ）」は、ゲインＧが基準値の１０１％でありかつバイアス電圧Ｖ_biasが基準値の９８％であるときの、切替電流ｉ_swを示す。

図２１および図２２から、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasの変動に伴い切替電流ｉ_swが変動していることが理解される。しかしながら、図２１の例においても、図２２の例においても、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を調整することによって、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。概括的にいうと、特性変換回路３００の出力特性を、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値にあるときのものに近づけることができる。

具体的には、図２１の（Ｅ）の場合、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を小さくして第２センサ電圧Ｖ_Mを小さくすることによって、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

図２１の（Ｆ）の場合、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を大きくして第２センサ電圧Ｖ_Mを大きくすることによって、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

図２２の（Ｇ）の場合、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を小さくして第２センサ電圧Ｖ_Mを小さくすることによって、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

図２２の（Ｈ）の場合、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を大きくして第２センサ電圧Ｖ_Mを大きくすることによって、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

当然ではあるが、抵抗値Ｒ_senseに誤差がある場合も、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を調整することによって、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

第３の実施形態の技術は、第２の実施形態の図１３のみならず、図１４から図１６の構成にも適用可能である。第３の実施形態の技術は、第１の実施形態の図３および図７から図９の構成にも適用可能である。具体的には、調整器１７０は、図３、図７から図９および図１４から図１６の構成にも適用可能である。

（第４の実施形態）

図２３は、本実施形態に係る電力システム４０５のブロック図である。図２４および図２５に、特性変換回路４００の出力特性を示す。図２６に、本実施形態に係る特性変換回路４００を示す。

第２の実施形態と同様、特性変換回路４００が行う特性変換制御は、特性変換回路４００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路４００の出力電力が最大となる出力電圧－出力電力特性をもたらす。特性変換制御は、第１フィードバック制御および第２フィードバック制御を含む。第１フィードバック制御は、特性変換回路４００の出力電流が相対的に小さいときに行われる制御である。第２フィードバック制御は、特性変換回路４００の出力電流が相対的に大きいときに行われる制御である。第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とが切り替わるときに、特性変換回路４００の出力電圧が上記ある値となる。

図２６に示すように、特性変換回路４００は、電圧電流制御回路１６０と、電流センサ１２８と、調整器１８０と、を含む。

第１の実施形態と同様、電流センサ１２８は、特性変換回路４００の出力電流の検出を行う。電流センサ１２８は、その検出の結果を表すセンサ出力を出力する。電流センサ１２８は、特性変換回路４００の出力電流が大きくなるほどセンサ出力を大きく出力する。つまり、センサ出力は、特性変換回路４００の出力電流が大きくなるほど大きくなる。本実施形態では、センサ出力は、第１センサ電圧Ｖ１である。電流センサ１２８は、第１センサ電圧Ｖ１を出力するセンサ出力部１２８ａを含む。なお、第１センサ電圧Ｖ１は、第１の実施形態のセンサ電圧Ｖ_sに対応する。

調整器１８０は、可変パラメータを調整できるように構成されている。本実施形態では、調整器１８０は可変出力電源であり、可変パラメータは可変出力である。以下では、可変出力電源である調整器１８０を、可変出力電源１８０と表記することがある。

可変出力電源１８０は、可変出力を出力する。本実施形態では、可変出力は、可変電圧Ｖ４である。可変出力電源１８０は、例えば、制御器５１のデジタル－アナログポートである。

特性変換回路４００において、第１回路４１０と、第２回路４２０と、が設けられている。第１回路４１０は、センサ出力が大きくなるほど特性変換回路４００の出力電力を大きくする第１フィードバック制御を実行する。第２回路４２０は、センサ出力が大きくなるほど特性変換回路４００の出力電力を小さくする第２フィードバック制御を、第１回路４１０と協働して実行する。特性変換回路４００において、フィードバック電流供給部１３０も設けられている。

第１回路４１０、第２回路４２０および電圧電流制御回路１６０は、協働して、特性変換制御を実行する。

具体的には、第１回路４１０は、上記第１フィードバック制御を、電圧電流制御回路１６０と協働して実行する。第２回路は、第２フィードバック制御を、第１回路４１０および電圧電流制御回路１６０と協働して実行する。

特性変換回路４００において、以下に説明する（ｉ）の出力電圧－出力電力特性および（ii）の出力電流－出力電力特性がもたらされるように、センサ出力が相対的に小さいときに第１フィードバック制御が実行されるとともにセンサ出力が相対的に大きいときに第２フィードバック制御が実行される。

（ｉ）の出力電圧－出力電力特性は、図２４に示すような、特性変換回路４００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路４００の出力電力が最大となる出力電圧－出力電力特性である。上記のある値は、具体的には、第１の実施形態と同様、所定範囲内の値である。

（ii）の出力電流－出力電力特性は、図２５に示すような、特性変換回路４００の出力電流が切替電流ｉ_swであるときに特性変換回路４００の出力電力が最大となる出力電流－出力電力特性である。ここで、切替電流ｉ_swは、第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とが切り替わるときの特性変換回路４００の出力電流である。

切替電流ｉ_swは、電流センサ１２８による特性変換回路４００の出力電流の検出の誤差に依存するとともに、可変パラメータを変化させると変化する。上述のとおり、可変パラメータは、本実施形態では可変出力であり、具体的には可変電圧Ｖ４である。

電流センサ１２８に個体ばらつきがあると、電流センサ１２８の検出に誤差が生じ得る。つまり、センサ出力に誤差が生じ得る。誤差を有するセンサ出力が特性変換回路４００における制御に用いられると、切替電流ｉ_swが目標値（以下、目標電流と称することがある）からずれるおそれがある。切替電流ｉ_swがずれると、図２４および図２５に示す最大電力点が目標点からずれるおそれがある。最大電力点がずれると、特性変換回路４００の最大電力が目標値（以下、目標電力と称することがある）からずれるおそれがある。

この点、本実施形態によれば、可変パラメータを変化させることにより、切替電流ｉ_swを調整できる。これにより、切替電流ｉ_swの目標電流からのずれを小さくし、最大電力点の目標点からのずれを小さくし、最大電力の目標電力からのずれを小さくすることができる。また、可変パラメータを調整して切替電流ｉ_swを調整することにより、状況に応じて特性変換回路４００の最大電力を調整することも可能である。例えば、直流電力変換装置２０に接続された太陽光発電システムの発電電力が小さい場合には上記最大電力を大きくし、太陽光発電システムの発電電力が大きい場合には上記最大電力を小さくすることができる。また、燃料電池発電システム４０の最大出力電力は、例えば燃料電池４１のスタックの経年劣化等によって、低下する場合がある。そのような場合に、特性変換回路４００から出力される最大電力を低下させることによって、該最大電力を燃料電池発電システム４０が供給可能な範囲内に収めることができる。

最大電力の目標電力からのずれを小さくすることにより、ＭＰＰＴ制御により特性変換回路４００から電力を取り出すときに、取り出される電力の目標電力からのずれを小さくすることができる。状況に応じて特性変換回路４００の最大電力を調整することにより、ＭＰＰＴ制御により特性変換回路４００から電力を取り出すときに、取り出される電力を状況に応じた値に調整することができる。例えば、直流電力変換装置２０に接続された太陽光発電システムの発電電力が小さい場合には取り出される電力を大きくし、太陽光発電システムの発電電力が大きい場合には上記取り出される電力を小さくすることができる。また、燃料電池発電システム４０の最大出力電力が低下した場合に、上記取り出される電力を小さくすることができる。

典型的には、特性変換回路４００出力電圧－出力電力特性は、出力電圧に対して出力電力が単一ピークを有する特性である。上記（i）の出力電圧－出力電力特性は、そのような特性を示している。

特性変換回路４００の出力特性について、さらに説明する。

図２４において、実線は、特性変換回路４００の出力電圧と特性変換回路４００の出力電力との関係すなわち出力電圧－出力電力特性を表す。短破線は、特性変換回路４００の出力電圧と特性変換回路４００の出力電流との関係すなわち出力電圧－出力電流特性を表す。一点鎖線は、第１フィードバック制御の寄与を表す。二点鎖線は、第２フィードバック制御の寄与を表す。長破線は、第１センサ電圧Ｖ１を表す。

図２４から理解されるように、本実施形態では、第１フィードバック制御により、特性変換回路４００の出力電圧－出力電流特性は、出力電流が小さい領域において出力電圧が規定値に追従するものとなる。第２フィードバック制御により、特性変換回路４００の出力電圧－出力電流特性は、出力電流が大きい領域において出力電流が増加するにつれて出力電圧が低下するものとなる。これらのフィードバック制御が相俟って、特性変換回路４００の出力電圧－出力電流特性は、図２４の短破線に示すものとなる。結果として、特性変換回路４００の出力電圧－出力電力特性は、図２４の実線に示すような、単一ピークを有する上に凸のものとなる。

上述のように、特性変換回路４００の上に凸である出力電圧－出力電力特性は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１によるＭＰＰＴ制御を可能にする。特性変換回路４００のＭＰＰＴ制御は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１によって実行され得る。

特性変換回路４００の構成について、さらに説明する。

図２６に示すように、第１回路４１０は、抵抗４２１と、抵抗４２２と、第１シャントレギュレータ４２５と、を有する。第２回路４２０は、電流センサ１２８と、センサ電圧調整回路４２０ａと、電圧電流変換回路４２０ｂと、を有する。フィードバック電流供給部１３０は、電流供給電源１３１と、第６抵抗１３２と、を有する。

電圧電流制御回路１６０は、電流供給電源１３１から流出する電流が小さいほど、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率を大きくする。このように、特性変換回路４００は、電流供給電源１３１から流出する電流に応じて上記比率が調整されるようになっている。

第１回路４１０では、抵抗４２１および抵抗４２２により、特性変換回路４００の出力電圧が分圧される。分圧された電圧が、抵抗４２１および抵抗４２２の第１接続点ｐ１に現れる。以下、第１接続点ｐ１に現れる電圧を、第１参照電圧Ｖ_ref1と称することがある。第１参照電圧Ｖ_ref1が、第１シャントレギュレータ４２５の第１参照電圧端子４２５ａに入力される。第１参照電圧端子４２５ａに入力される第１参照電圧Ｖ_ref1が大きいほど、電流供給電源１３１、第６抵抗１３２、第１シャントレギュレータ４２５および基準電位をこの順に流れる電流ｉ１は、大きくなる。図２６において、電流ｉ１は、第１シャントレギュレータ４２５を図示下向きに流れる電流である。以下、電流ｉ１を、第１電流ｉ１と称することがある。

本実施形態では、第１フィードバック制御により、特性変換回路４００の開放電圧が制御される。ここで、開放電圧は、特性変換回路４００の出力電流がゼロであるときの特性変換回路４００の出力電圧である。具体的には、第１フィードバック制御において、第１シャントレギュレータ４２５および電圧電流制御回路１６０の働きにより第１参照電圧Ｖ_ref1が後述する第１基準電圧Ｖ_s1に追従することによって、開放電圧が規定値に設定される。

図２７を参照して、本実施形態の第１シャントレギュレータ４２５についてさらに説明する。第１シャントレギュレータ４２５は、第１参照電圧端子４２５ａと、第１カソード４２５Ｋと、第１アノード４２５Ａと、第１基準電圧源４２５ｓと、第１オペアンプ４２５оと、第１トランジスタ４２５ｔと、を含む。第１オペアンプ４２５оは、非反転増幅端子４２５оａと、反転増幅端子４２５оｂと、出力端子４２５оｃと、を含む。第１トランジスタ４２５ｔは、カソード側端子４２５ｔａと、アノード側端子４２５ｔｂと、制御端子４２５ｔｃと、を含む。非反転増幅端子４２５оａには、第１参照電圧端子４２５ａに入力された電圧が供給される。反転増幅端子４２５оｂの電圧は、第１基準電圧源４２５ｓによって、第１アノード４２５Ａの電圧よりも第１基準電圧Ｖ_s1だけ高い電圧に設定されている。第１参照電圧端子４２５ａに第１基準電圧Ｖ_s1よりも大きい電圧が入力されることによって非反転増幅端子４２５оａの電圧が反転増幅端子４２５оｂよりも電圧が大きくなると、出力端子４２５оｃから制御端子４２５ｔｃに電流が流れ、第１カソード４２５Ｋからカソード側端子４２５ｔａおよびアノード側端子４２５ｔｂをこの順に介して第１アノード４２５Ａへと第１電流ｉ１が流れる。図２７の例では、第１トランジスタ４２５ｔは、バイポーラトランジスタであり、具体的にはＮＰＮトランジスタである。カソード側端子４２５ｔａは、コレクタである。アノード側端子４２５ｔｂは、エミッタである。制御端子４２５ｔｃは、ベースである。なお、この説明では、出力端子４２５оｃと制御端子４２５ｔｃの間で流れる電流、具体的にはベース電流、は十分に小さいものとして無視している。

図２７を参照した説明を踏まえて、第１回路４１０の動作を以下のように説明できる。特性変換回路４００の出力電圧Ｖ_outが大きくなると、第１参照電圧Ｖ_ref1は大きくなる。第１シャントレギュレータ４２５では、第１参照電圧Ｖ_ref1が大きくなることにより第１参照電圧Ｖ_ref1の第１基準電圧Ｖ_s1からの乖離が大きくなればなるほど、第１電流ｉ１が大きくなる。第１電流ｉ１が大きくなると、電流供給電源１３１から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率は小さくなる。このようにして、第１回路４１０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、特性変換回路４００の出力電圧Ｖ_outを制御する。具体的には、第１回路４１０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、第１参照電圧Ｖ_ref1を第１基準電圧Ｖ_s1に追従させ、特性変換回路４００の出力電圧Ｖ_outを規定値に追従させる。

図２６に戻って、第２回路４２０のセンサ電圧調整回路４２０ａは、可変出力電源１８０と、入力抵抗Ｒ１と、帰還抵抗Ｒ２と、センサ電圧調整オペアンプ１２４と、を含む。

上述のとおり、電流センサ１２８は、第１センサ電圧Ｖ１を出力する。可変出力電源１８０は、可変電圧Ｖ４を出力する。センサ電圧調整回路４２０ａは、第１センサ電圧Ｖ１および可変電圧Ｖ４に応じて変化する第２センサ電圧Ｖ２を生成する。

電流センサ１２８に個体ばらつきがあると、第１センサ電圧Ｖ１に誤差が生じ得る。誤差を有する第１センサ電圧Ｖ１が特性変換回路４００における制御に用いられると、切替電流ｉ_swが目標電流からずれ、最大電力点が目標点からずれ、特性変換回路４００の最大電力が目標電力からずれるおそれがある。この点、本実施形態によれば、第１センサ電圧Ｖ１および可変電圧Ｖ４が反映された第２センサ電圧Ｖ２を生成できる。適切に設定された可変電圧Ｖ４が反映された第２センサ電圧Ｖ２を特性変換回路４００における制御に用いることにより、切替電流ｉ_swの目標電流からのずれを小さくし、最大電力点の目標点からのずれを小さくし、最大電力の目標電力からのずれを小さくすることができる。また、可変電圧Ｖ４を調整して切替電流ｉ_swを調整することにより、状況に応じて特性変換回路４００の最大電力を調整することも可能である。

具体的には、センサ電圧調整オペアンプ１２４は、センサ入力端子１２４ａと、可変電圧入力端子１２４ｂと、第２センサ電圧出力端子１２４ｃと、を含む。センサ入力端子１２４ａは、入力抵抗Ｒ１を介してセンサ出力部１２８ａに接続されている。可変電圧入力端子１２４ｂには、可変電圧Ｖ４が入力される。第２センサ電圧出力端子１２４ｃは、帰還抵抗Ｒ２を介してセンサ入力端子１２４ａに接続されている。センサ電圧調整オペアンプ１２４は、センサ入力端子１２４ａおよび可変電圧入力端子１２４ｂの電圧差に基づいて第２センサ電圧Ｖ２を生成し、第２センサ電圧出力端子１２４ｃから第２センサ電圧Ｖ２を出力する。

具体的には、センサ入力端子１２４ａは、反転増幅端子である。可変電圧入力端子１２４ｂは、非反転増幅端子である。

第２回路４２０の電圧電流変換回路４２０ｂは、電圧供給電源１２９と、介在抵抗Ｒ３と、トランジスタ駆動オペアンプ１２６と、調整電流出力トランジスタ１２７と、を含む。電圧供給電源１２９は、閾値電圧Ｖ３を出力する。本実施形態では、電圧供給電源１２９は、定電圧源である。

電圧電流変換回路４２０ｂでは、第１センサ電圧Ｖ１が大きくなることによって第２センサ電圧Ｖ２が閾値電圧Ｖ３を跨いで変化したときに調整電流ｉ３が流れ始める。調整電流ｉ３が流れ始めたときに、第１フィードバック制御から第２フィードバック制御に切り替わる。電流が流れ始めるタイミングで制御が切り替えられる特性変換回路４００は、設計し易い。

具体的には、トランジスタ駆動オペアンプ１２６は、電源入力端子１２６ａと、第２センサ電圧入力端子１２６ｂと、制御電圧出力端子１２６ｃと、を含む。電源入力端子１２６ａは、介在抵抗Ｒ３を介して電圧供給電源１２９に接続されている。第２センサ電圧入力端子１２６ｂには、第２センサ電圧Ｖ２が入力される。トランジスタ駆動オペアンプ１２６は、電源入力端子１２６ａおよび第２センサ電圧入力端子１２６ｂの電圧差に基づいて制御電圧Ｖ_cを生成し、制御電圧出力端子１２６ｃから制御電圧Ｖ_cを出力する。

具体的には、電源入力端子１２６ａは、反転増幅端子である。第２センサ電圧入力端子１２６ｂは、非反転増幅端子である。

調整電流出力トランジスタ１２７は、制御端子１２７ｃと、第１端子１２７ａと、第２端子１２７ｂと、を含む。制御端子１２７ｃには、制御電圧Ｖ_cが入力される。第１端子１２７ａは、介在抵抗Ｒ３を介して電圧供給電源１２９に接続されている。第２端子１２７ｂは、調整電流ｉ３を出力する。

図２６の例では、調整電流出力トランジスタ１２７は、バイポーラトランジスタであり、具体的にはＰＮＰトランジスタである。制御端子１２７ｃは、ベースである。第１端子１２７ａは、エミッタである。第２端子１２７ｂは、コレクタである。

第２回路４２０の第１センサ電圧Ｖ１、第２センサ電圧Ｖ２、調整電流ｉ３および出力電圧Ｖ_outについて、数式を用いつつさらに説明する。

図２８に、本実施形態の電流センサ１２８を示す。電流センサ１２８は、シャント抵抗１２８ｒと、電流センスアンプ１２８ｓと、を含む。シャント抵抗１２８ｒの抵抗値は、Ｒ_senseである。シャント抵抗１２８ｒに電流Ｉ_loadが流れると、シャント抵抗１２８ｒに電圧Ｒ_senseＩ_loadがかかる。電流センスアンプ１２８ｓは、電圧Ｒ_senseＩ_loadにゲインＧを乗じた電圧と、バイアス電圧Ｖ_biasと、の合計電圧を、第１センサ電圧Ｖ１として出力する。つまり、本実施形態の電流センサ１２８が生成する第１センサ電圧Ｖ１は、数式４で与えられる。ただし、電流センサ１２８としてホール素子方式の電流センサ等の他の電流センサを用い、その電流センサの出力を第１センサ電圧Ｖ１として用いてもよい。なお、電流Ｉ_loadは、特性変換回路４００の出力電流に対応する。「＊」は、乗算を表す記号である。図４および図２８から理解されるように、図２８の電流センサ１２８の構成は、図４の電流センサの構成と同様である。
数式４：Ｖ１＝Ｒ_sense＊Ｉ_load＊Ｇ＋Ｖ_bias

センサ電圧調整回路４２０ａでは、センサ電圧調整オペアンプ１２４を用いた差分増幅により、第２センサ電圧Ｖ２が生成される。第２センサ電圧Ｖ２は、以下の数式５で与えられる。ここで、Ｒ１は、入力抵抗Ｒ１の抵抗値である。Ｒ２は、帰還抵抗Ｒ２の抵抗値である。
数式５：Ｖ２＝Ｖ４＋（Ｖ４－Ｖ１）＊Ｒ２／Ｒ１

電圧電流変換回路４２０ｂでは、トランジスタ駆動オペアンプ１２６は、Ｖ２＜Ｖ３のときには、バーチャルショートにより電源入力端子１２６ａの電圧が第２センサ電圧入力端子１２６ｂの電圧に追従するように、調整電流出力トランジスタ１２７を駆動させる。具体的には、トランジスタ駆動オペアンプ１２６は、Ｖ２＜Ｖ３のときには、電源入力端子１２６ａの電圧が第２センサ電圧Ｖ２となり、閾値電圧Ｖ３と第２センサ電圧Ｖ２との電圧差Ｖ３－Ｖ２が介在抵抗Ｒ３にかかり、かつ、介在抵抗Ｒ３から第１端子１２７ａへと電流（Ｖ３－Ｖ２）／Ｒ３が流れるように、制御端子１２７ｃを駆動する。より具体的には、この駆動時に、制御電圧出力端子１２６ｃと制御端子１２７ｃの間で電流が流れる。ここで、Ｒ３は、介在抵抗Ｒ３の抵抗値である。Ｖ２＜Ｖ３のときには、調整電流ｉ３は、以下の数式６で与えられる。Ｖ２≧Ｖ３のときには、調整電流ｉ３は、以下の数式７で与えられる。なお、数式６では、制御電圧出力端子１２６ｃと制御端子１２７ｃの間で流れる電流、図２６の例ではベース電流、は十分に小さいものとして無視している。
数式６：ｉ３＝（Ｖ３－Ｖ２）／Ｒ３
数式７：ｉ３＝０

図示の例では、トランジスタ駆動オペアンプ１２６は、調整電流出力トランジスタ１２７の端子１２７ｃ－１２７ａ間電圧の温度による変化により調整電流ｉ３が変化することを抑制している。具体的には、仮に、トランジスタ１２７の制御端子１２７ｃに第２センサ電圧Ｖ２が直接供給されると、第１端子１２７ａの電圧は、第２センサ電圧Ｖ２に端子１２７ｃ－１２７ａ間電圧を足し合わせた値となるため、端子１２７ｃ－１２７ａ間電圧の影響を受けることになる。これに対し、本実施形態では、オペアンプ１２６の端子１２６ａおよび１２６ｂがバーチャルショートしているため、第１端子１２７ａの電圧と第２センサ電圧Ｖ２とは実質的に同一となり、調整電流ｉ３は端子１２７ｃ－１２７ａ間電圧の影響を実質的に受けなくなる。先に述べた通り、具体的には、制御端子１２７ｃは、ベースである。第１端子１２７ａは、エミッタである。第２端子１２７ｂは、コレクタである。端子１２７ｃ－１２７ａ間電圧は、ベース－エミッタ間電圧である。

図２７を用いた上述の説明から理解されるように、第１シャントレギュレータ４２５により、第１参照電圧Ｖ_ref1は、一定の第１基準電圧Ｖ_s1に追従する。出力電圧Ｖ_outは、以下の数式８で与えられる。ここで、Ｒ４２１は、抵抗４２１の抵抗値である。Ｒ４２２は、抵抗４２２の抵抗値である。数式８は、調整電流ｉ３が大きくなるほど特性変換回路４００の出力電圧Ｖ_outが小さくなることを示している。
数式８：Ｖ_out＝（Ｖ_ref1／Ｒ４２２－ｉ３）＊Ｒ４２１＋Ｖ_ref1

数式８および図２５から理解されるように、調整電流ｉ３が流れると、出力電圧Ｖ_outは小さくなる。このように、調整電流ｉ３は、出力電圧Ｖ_outを調整するように作用する。
調整電流ｉ３を、出力電圧調整電流ｉ３と称することができる。

以上の説明から理解されるように、本実施形態では、第２フィードバック制御は、第１フィードバック制御を調整することによって実現される。具体的には、第２回路４２０によってこの調整が行われる。第２回路４２０を、調整回路と称することができる。

本実施形態では、燃料電池発電システム４０の出力特性の変換を、第１回路４１０および第２回路４２０を用いて行う。

回路を用いて特性変換を行う方式は、燃料電池発電システムと相性がよい。具体的には、燃料電池発電システムの出力電圧および出力電力は、風力発電システム等とは異なり、一定に維持し易い。一具体例では、燃料電池発電システムの出力電圧および出力電力は、定格発電において一定に維持される。このため、特性変換回路に接続される発電システムが燃料電池発電システムである場合、特性変換の特性を発電システムの出力電圧および／または出力電力に応じて変更する必要性が低く、回路を用いて特性変換を行う方式を採用し易い。

［電流センサ１２８の個体ばらつきとその抑制］
上述のとおり、電流センサ１２８には、個体ばらつきがあることがある。図２９および図３０を参照しつつ、個体ばらつきの影響について、詳細に説明する。

本実施形態では、電流センサ１２８は、図２８に示した構成を有する。シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_sense、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasは、理想的には基準値である。しかし、抵抗値Ｒ_sense、ゲインＧおよび／またはバイアス電圧Ｖ_biasには、公差の範囲の誤差があり得る。本実施形態では、電流センサ１２８は、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値が基準値よりも大きいときには、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値が基準値であるときに比べ、大きい第１センサ電圧Ｖ１を出力するように構成されている。電流センサ１２８は、ゲインＧが基準値よりも大きいときには、ゲインＧが基準値であるときに比べ、大きい第１センサ電圧Ｖ１を出力するように構成されている。電流センサ１２８は、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値よりも大きいときには、バイアス電圧Ｖ_biasが基準値であるときに比べ、大きい第１センサ電圧Ｖ１を出力するように構成されている。

図２９において、横軸は、特性変換回路４００の出力電圧を示す。図２９では、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値にある場合において、抵抗値Ｒ_senseを変化させた場合の特性変換回路４００の出力特性を示す。

具体的には、図２９において、「特性変換回路の出力電流（０）」は、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、特性変換回路４００の出力電流を示す。「特性変換回路の出力電流（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、同出力電流を示す。「特性変換回路の出力電流（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、同出力電流を示す。「特性変換回路の出力電力（０）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、特性変換回路４００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、同出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、同出力電力を示す。

図３０において、横軸は、特性変換回路４００の出力電流を示す。図３０では、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値にある場合において、抵抗値Ｒ_senseを変化させた場合の特性変換回路４００の出力特性を示す。

具体的には、図３０において、「特性変換回路の出力電圧（０）」は、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、特性変換回路４００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、同出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、同出力電圧を示す。「調整電流ｉ３（０）」は、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、調整電流ｉ３を示す。「調整電流ｉ３（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、調整電流ｉ３を示す。「調整電流ｉ３（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、調整電流ｉ３を示す。「特性変換回路の出力電力（０）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、特性変換回路４００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、同出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、同出力電力を示す。「切替電流ｉ_sw（０）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、切替電流ｉ_swを示す。上述のとおり、切替電流ｉ_swは、第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とが切り替わるときの特性変換回路４００の出力電流である。

抵抗値Ｒ_senseが基準値であるとき、最大電力点は、目標点にある。この状況は、図２４および図２５に示したとおりである。

抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるとき、切替電流ｉ_swは、目標電流に一致する。「切替電流ｉ_sw（０）」が、目標電流に対応する。抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいと、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swは小さい。反対に、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいと、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swは大きい。

抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるとき、特性変換回路４００の最大電力は、目標電力に一致する。特性変換回路４００の出力電流が「切替電流ｉ_sw（０）」であるときの「特性変換回路の出力電力（０）」が、目標電力に対応する。抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいと、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、最大電力は小さい。反対に、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいと、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、最大電力は大きい。

図２９および図３０に示されているように、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseの個体ばらつきは、特性変換回路４００の最大電力点のばらつきをもたらす。最大電力点のばらつきは、切替電流ｉ_swおよび最大電力のばらつきをもたらす。

この点、本実施形態では、可変電圧Ｖ４を調整することにより、特性変換回路４００の切替電流ｉ_swを調整し、最大電力を調整することができる。

例えば、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さく、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swおよび最大電力が大きい場合を考える。この場合、抵抗値Ｒ_senseが基準値にある場合に比べて可変電圧Ｖ４を小さくすることにより、切替電流ｉ_swおよび最大電力を小さくすることができる。これにより、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

反対に、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きく、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swおよび最大電力が小さい場合を考える。この場合、抵抗値Ｒ_senseが基準値にある場合に比べて可変電圧Ｖ４を大きくすることにより、切替電流ｉ_swおよび最大電力を大きくすることができる。これにより、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

可変電圧Ｖ４の調整が、調整電流ｉ３および最大電力を変化させ得ることについて、図３１を参照しながらさらに説明する。

図３１の（ａ）に、第１センサ電圧Ｖ１を示す。ただし、この第１センサ電圧Ｖ１には、電流センサ１２８の個体ばらつきに由来する誤差がある可能性がある。

図３１の（ｂ）に、第２センサ電圧Ｖ２を示す。電圧Ｖ２ａは、可変電圧Ｖ４を調整する前の第２センサ電圧Ｖ２である。なお、調整前の可変電圧Ｖ４は、０Ｖであってもなくてもよい。数式５から理解されるように、可変電圧Ｖ４を大きくすると、第２センサ電圧Ｖ２は大きくなる。電圧Ｖ２ｂは、このようにして大きくなった後の第２センサ電圧Ｖ２である。反対に、可変電圧Ｖ４を小さくすると、第２センサ電圧Ｖ２は小さくなる。電圧Ｖ２ｃは、このようにして小さくなった後の第２センサ電圧Ｖ２である。矢印ＡＲ１は、可変電圧Ｖ４を調整することにより、第２センサ電圧Ｖ２を調整できることを示している。

図３１の（ｃ）に、調整電流ｉ３および切替電流ｉ_swを示す。電流ｉ３ａは、可変電圧Ｖ４および第２センサ電圧Ｖ２を調整する前の調整電流ｉ３である。電流ｉ_swａは、このときの切替電流ｉ_swである。第２センサ電圧Ｖ２を大きくして電圧Ｖ２ｂにすると、特性変換回路４００の出力電流がより大きいときに調整電流ｉ３が流れ始めるようになる。電流ｉ３ｂは、このようにして流れ始めるタイミングが変化した後の調整電流ｉ３である。電流ｉ_swｂは、このときの切替電流ｉ_swである。反対に、第２センサ電圧Ｖ２を小さくして電圧Ｖ２ｃにすると、特性変換回路４００の出力電流がより小さいときに調整電流ｉ３が流れ始めるようになる。電流ｉ３ｃは、このようにして流れ始めるタイミングが変化した後の調整電流ｉ３である。電流ｉ_swｃは、このときの切替電流ｉ_swである。矢印ＡＲ２は、可変電圧Ｖ４を調整して第２センサ電圧Ｖ２を調整することにより、切替電流ｉ_swを調整できることを示している。この調整により、最大電力が調整される。

可変電圧Ｖ４の調整により、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの値に近づけることができる。つまり、切替電流ｉ_swおよび最大電力を、目標電流および目標電力に近づけることができる。

電流センサ１２８が図２８に示す構成を有する場合、バイアス電圧Ｖ_biasの個体ばらつきもまた、特性変換回路４００の最大電力点のばらつきをもたらし得る。ゲインＧの個体ばらつきもまた、特性変換回路４００の最大電力点のばらつきをもたらし得る。電流センサ１２８がホール素子方式の電流センサ等の他のセンサである場合も、電流センサ１２８の個体ばらつきに由来する誤差が、特性変換回路４００の最大電力点のばらつきをもたらし得る。しかし、これらの場合も、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseにばらつきがある場合と同様、可変電圧Ｖ４の調整により、特性変換回路４００の最大電力点を目標点に近づけ、切替電流ｉ_swおよび最大電力を目標電流および目標電力に近づけることができる。

［可変電圧Ｖ４の調整の仕方の例］
以下、可変電圧Ｖ４の第１調整例および第２調整例について説明する。

切替電流ｉ_swの目標値すなわち目標電流がある場合を考える。第１調整例および第２調整例では、出力電流が目標電流であるときに出力電圧が目標電圧となり出力電力が最大電力かつ目標電力となるように、可変電圧Ｖ４を調整して特性変換回路４００を校正する。具体的に、第１調整例および第２調整例では、目標電流は、図３０の「切替電流ｉ_sw（０）」である。目標電圧は、図３０における出力電流が「切替電流ｉ_sw（０）」であるときの「特性変換回路の出力電圧（０）」である。最大電力および目標電力は、図３０における出力電流が「切替電流ｉ_sw（０）」であるときの「特性変換回路の出力電力（０）」である。

第１調整例では、可変電圧Ｖ４は、以下のように調整される。まず、特性変換回路４００の出力電流が目標電流に固定されるよう第１ＤＣＤＣコンバータ２１に定電流制御を行わせつつ、燃料電池発電システム４０から特性変換回路４００に直流電力を供給する。次に、特性変換回路４００の出力電圧が目標電圧となるように可変電圧Ｖ４を調整する。

具体的に、第１調整例において、特性変換回路４００が、図３０の「特性変換回路の出力電圧（＋）」に示す出力電流－出力電圧特性を有するとする。その場合、出力電流が「切替電流ｉ_sw（０）」のときは、出力電圧は目標電圧よりも低い。そこで、可変電圧Ｖ４を大きくする。そうすると、出力電流－出力電圧特性が変化して、出力電圧が目標電圧に近づく。可変電圧Ｖ４を適度に大きくすることで、出力電圧を目標電圧に一致させることができる。さらに、この可変電圧Ｖ４の設定により、切替電流ｉ_swは目標電流に一致し、出力電力は最大電力かつ目標電力となる。これにより、上記校正が実現される。

また、第１調整例において、特性変換回路４００が、図３０の「特性変換回路の出力電圧（－）」に示す出力電流－出力電圧特性を有するとする。その場合、出力電流が「切替電流ｉ_sw（０）」のときは、出力電圧は目標電圧と同じである。ここで、可変電圧Ｖ４を小さくする。可変電圧Ｖ４の低下幅がある程度に達したときに、出力電圧が目標電圧から下がり始める。出力電圧が下がり始めるときの値に可変電圧Ｖ４を設定することで、出力電圧を目標電圧に一致させつつ、切替電流ｉ_swを目標電流に一致させ、出力電力を最大電力かつ目標電力にできる。これにより、上記校正が実現される。

第２調整例では、可変電圧Ｖ４は、以下のように調整される。まず、特性変換回路４００の出力電流が目標電流に固定されるよう第１ＤＣＤＣコンバータ２１に定電流制御を行わせつつ、燃料電池発電システム４０から特性変換回路４００に直流電力を供給する。次に、特性変換回路４００の出力電力が目標電力となるように可変電圧Ｖ４を調整する。なお、特性変換回路４００の出力電力は、パワーメータ等を用いて測定できる。

具体的に、第２調整例において、特性変換回路４００が、図３０の「特性変換回路の出力電力（＋）」に示す出力電流－出力電力特性を有するとする。その場合、出力電流が「切替電流ｉ_sw（０）」のときは、出力電力は目標電力よりも低い。そこで、可変電圧Ｖ４を大きくする。そうすると、出力電流－出力電力特性が変化して、出力電力が目標電力に近づく。可変電圧Ｖ４を適度に大きくすることで、出力電力を最大電力かつ目標電力にすることができる。さらに、この可変電圧Ｖ４の設定により、切替電流ｉ_swは目標電流に一致し、出力電圧は目標電圧に一致する。これにより、上記校正が実現される。

また、第２調整例において、特性変換回路４００が、図３０の「特性変換回路の出力電力（－）」に示す出力電流－出力電力特性を有するとする。その場合、出力電流が「切替電流ｉ_sw（０）」のときは、出力電力は、最大電力ではないが、目標電力と同じである。ここで、可変電圧Ｖ４を小さくする。可変電圧Ｖ４の低下幅がある程度に達したときに、出力電力が目標電力から下がり始める。出力電力が下がり始めるときの値に可変電圧Ｖ４を設定することで、出力電力を最大電力かつ目標電力にしつつ、切替電流ｉ_swを目標電流に一致させ、出力電圧を目標電圧に一致させることができる。これにより、上記校正が実現される。

［状況に応じた特性変換回路４００の最大電力の調整］
可変パラメータの調整により、状況に応じて特性変換回路４００の最大電力を調整することも可能である。一例では、直流電力変換装置２０に接続された太陽光発電システムの発電状況に応じて、可変パラメータが調整される。以下、そのような例について、説明する。

本実施形態の電力システム４０５は、制御器５１を備えている。本実施形態では、具体的には、燃料電池発電システム４０は、制御器５１を含んでいる。ただし、制御器５１は、燃料電池発電システム４０に含まれていなくてもよい。

一具体例では、制御器５１は、少なくとも１つの太陽光発電システムの発電出力に応じて、可変パラメータを変化させる。このようにすれば、太陽光発電システムの発電出力に応じて特性変換回路４００の出力電力を調整できる。

発電出力は、例えば、発電電圧、発電電力、発電電流等である。少なくとも１つの太陽光発電システムの発電出力は、少なくとも１つの太陽光発電システムに含まれた１つの太陽光発電システムの発電出力であってもよく、少なくとも１つの太陽光発電システムに含まれた複数の太陽光発電システムの発電出力により定まる値であってもよく、少なくとも１つの太陽光発電システムに含まれた全ての太陽光発電システムの発電出力により定まる値であってもよい。複数のまたは全ての太陽光発電システムの発電出力により定まる値は、合計値または平均値であり得る。具体的には、少なくとも１つの太陽光発電システムの発電出力は、太陽光発電システム３１および３２の一方の発電出力であってもよく、太陽光発電システム３１および３２の発電出力の合計値あるいは平均値であってもよい。

一具体例では、発電出力は、少なくとも１つの太陽光発電システムの発電電圧である。制御器５１は、（ａ）発電電圧が閾値発電電圧を跨いで大きくなったときに、切替電流ｉ_swが小さくなるように可変パラメータを変化させる、または、（ｂ）発電電圧が大きいほど、切替電流ｉ_swが小さくなるように可変パラメータを変化させる。典型的には、太陽光発電システムの発電電圧が大きい場合、太陽光発電システムの発電電力は大きい。この具体例では、そのような場合に、切替電流ｉ_swが小さくなるように可変パラメータを変化させる。このようにすれば、特性変換回路４００の最大電力が小さくなる。このようにすれば、ＭＰＰＴ制御により特性変換回路４００から第１ＤＣＤＣコンバータ２１に取り出される電力が小さくなる。以上の理由で、この具体例によれば、過不足のない電力を第１ＤＣＤＣコンバータ２１に供給できる。

一具体例では、制御器５１は、発電出力を表す制御信号を用いて、可変パラメータを変化させる。このようにすれば、発電出力に応じた可変パラメータの調整を容易に実行できる。制御信号は、例えば、直流電力変換装置２０によって生成される。あるいは、電力システム４０５は、発電出力を表す制御信号を生成する出力センサを備えていてもよい。

なお、「状況に応じた特性変換回路４００の最大電力の調整」の記載内容は、第３および第５の実施形態にも適用可能である。

特性変換回路４００の具体例である特性変換回路４００Ｘを、図３２に示す。図３２から理解されるように、特性変換回路４００Ｘは、第１の実施形態の図８の特性変換回路１００Ｘに倣って構成できる。このため、特性変換回路４００Ｘの詳細な説明は省略する。

（第５の実施形態）

図３３は、本実施形態に係る電力システム５０５のブロック図である。図３４および図３６に、第５の実施形態に係る特性変換回路５００の出力特性を示す。図３７に、第５の実施形態に係る特性変換回路５００を示す。

第５の実施形態では、第１回路５１０は、第１フィードバック制御を、電圧電流制御回路１６０と協働して実行する。第２回路５２０は、第２フィードバック制御を、第１回路５１０および電圧電流制御回路１６０と協働して実行する。第１フィードバック制御および第２フィードバック制御の両方において、電流センサ１２８が用いられる。

特性変換回路５００において、以下に説明する（ｉ）の出力電圧－出力電力特性および（ii）の出力電流－出力電力特性がもたらされるように、センサ出力が相対的に小さいときに第１フィードバック制御が実行されるとともにセンサ出力が相対的に大きいときに第２フィードバック制御が実行される。

特性変換回路５００の（ｉ）の出力電圧－出力電力特性は、図３４に示すような、特性変換回路５００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路５００の出力電力が最大となる出力電圧－出力電力特性である。また、（ｉ）の出力電圧－出力電流特性は、図３４および図３６に示すような、特性変換回路５００の出力電圧がある値を跨ぐ領域において特性変換回路５００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路５００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性である。ここで、特性変換回路５００の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域は、特性変換回路５００の出力電圧が上記ある値より小さい第１の値から上記ある値より大きい第２の値までの領域である。上記のある値は、具体的には、第１の実施形態と同様、所定範囲内の値である。

特性変換回路５００によれば、ＭＰＰＴ制御に基づいて燃料電池発電システム４０から第１ＤＣＤＣコンバータ２１に大きな電力を取り出し易い。以下、この点について、図３４および図３５を参照しながら説明する。

上述のように、特性変換回路５００の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において特性変換回路５００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路５００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらす。この出力電圧－出力電流特性により、図３４に示すように、特性変換回路５００の出力電圧－出力電力特性のグラフは、上記ある値を跨ぐ領域において、出力電圧に対して出力電力が上に凸の曲線状となり得る。典型例では、特性変換回路５００の出力電圧－出力電力特性のグラフは、出力電圧が上記ある値のときに出力電力が最大となる単一ピークのグラフである。

仮に、特性変換回路５００の出力電圧－出力電力特性のグラフが。図３５に示すような、出力電圧に対して出力電力が上に凸の直線状であったとする。この場合において、ＭＰＰＴ制御を実行したものの、動作点が最大電力点からずれた点に調整されたとする。具体的には、特性変換回路５００の出力電圧が、最大電力点の出力電圧Ｖ_targetからずれた電圧Ｖ_realに調整されたとする。この場合、特性変換回路５００の出力電力は、動作点が最大電力点に調整された場合に比べ、減少する。図３５では、この減少幅をδＰ_Bと記載する。

一方、図３４の例においても、特性変換回路５００の出力電圧が最大電力点の出力電圧Ｖ_targetからずれた電圧Ｖ_realに調整されると、特性変換回路５００の出力電力は、動作点が最大電力点に調整された場合と比べ、減少する。図３４では、この減少幅をδＰ_Aと記載する。

上述のように、特性変換回路５００の出力電圧－出力電力特性のグラフが直線状である場合も曲線状である場合も、動作点が最大電力点からずれると、特性変換回路５００の出力電力は減少する。しかし、その減少幅は異なる。具体的には、図３４の場合の減少幅δＰ_Aは、図３５の減少幅δＰ_Bよりも小さい。このように、出力電圧－出力電力特性のグラフが上に凸の曲線状であることは、上記のずれに起因する出力電力の減少幅を抑え、燃料電池発電システム４０から第１ＤＣＤＣコンバータ２１へと取り出される電力の減少幅を抑える観点から有利である。ただし、特性変換制御は、図３５の出力電圧－出力電力特性をもたらすものであってもよい。

第２の実施形態と同様、第５の実施形態の特性変換回路５００の出力特性には、ＭＰＰＴ制御の方式および分解能に起因する出力電力の減少幅を抑えることができるというメリットがある。この出力特性には、現実的なメリットがある。また、この出力特性には、特性変換回路５００のコンパティビリティを高め、採用可能な直流電力変換装置２０の制約を小さくするというメリットがある。

また、（ii）の出力電流－出力電力特性は、図３４および図３６に示すような、特性変換回路５００の出力電流が切替電流ｉ_swであるときに特性変換回路５００の出力電力が最大となる出力電流－出力電力特性である。ここで、切替電流ｉ_swは、第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とが切り替わるときの特性変換回路５００の出力電流である。

切替電流ｉ_swは、電流センサ１２８による特性変換回路５００の出力電流の検出の誤差に依存するとともに、可変パラメータを変化させると変化する。この点は、第４の実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図３４から理解されるように、本実施形態では、第１フィードバック制御と第２フィードバック制御により、特性変換回路５００は、特性変換回路５００の出力電圧が上記ある値よりも大きく開放電圧よりも小さい領域において、特性変換回路５００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路５００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらす。また、特性変換回路５００の出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域において、特性変換回路５００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路５００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらす。ここで、開放電圧は、特性変換回路５００の出力電流がゼロであるときの特性変換回路５００の出力電圧である。

上記ある値よりも小さい値を第１の値と定義する。上記ある値よりも大きい値を第２の値と定義する。このとき、図３４の例では、出力特性は、出力電圧が第１の値よりも大きく上記ある値よりも小さい領域と出力電圧が上記ある値よりも大きく第２の値よりも小さい領域の両方において、出力電圧が大きくなるほど出力電流が線形的に小さくなる特性である。つまり、出力特性は、上記の両方の領域において、出力電圧に対して出力電流が一次関数の形態で小さくなる特性である。これにより、出力特性は、上記の両方の領域において、出力電力が出力電圧に対して二次関数の形態で変化する特性となり得る。

具体的には、図３４の例では、出力特性は、出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域と出力電圧が上記ある値から開放電圧の値までの領域の両方において、出力電圧が大きくなるほど出力電流が線形的に小さくなる特性である。つまり、出力特性は、上記の両方の領域において、出力電圧に対して出力電流が一次関数の形態で小さくなる特性である。これにより、出力特性は、上記の両方の領域において、出力電力が出力電圧に対して二次関数の形態で変化する特性となり得る。

出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、電圧がゼロかつ電力がゼロである点を原点と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、最大電力点は、電圧が上記ある値であり電力が最大である点と言える。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、電圧が開放電圧であり電力がゼロである点を、開放電圧点と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、原点と最大電力点とを結ぶ直線を第１直線と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、最大電力点と開放電圧点とを結ぶ直線を第２直線と定義する。このとき、図３４の例では、出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が第１の値よりも大きく上記ある値よりも小さい領域が、第１直線よりも高電力側にある。出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が上記ある値よりも大きく第２の値よりも小さい領域が、第２直線よりも高電力側にある。

具体的には、図３４の例では、出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域が、第１直線よりも高電力側にある。出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が上記ある値から開放電圧までの領域が、第２直線よりも高電力側にある。

第１フィードバック制御および第２フィードバック制御が相俟って、特性変換回路５００の出力電圧－出力電流特性は、図３４および図３６の破線に示すものとなる。結果として、特性変換回路５００の出力電圧－出力電力特性は、図３４の実線に示すような、単一ピークを有する上に凸のものとなる。

上述のように、特性変換回路５００の上に凸である出力電圧－出力電力特性は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１によるＭＰＰＴ制御を可能にする。特性変換回路５００のＭＰＰＴ制御は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１によって実行され得る。

特性変換回路５００の構成について、さらに説明する。

図３７に示すように、第１回路５１０は、抵抗４２１と、抵抗４２２と、抵抗５５０と、電流センサ１２８と、第１シャントレギュレータ４２５と、を有する。第２回路５２０は、抵抗５５０と、電流センサ１２８と、センサ電圧調整回路５２０ａと、電圧電流変換回路５２０ｂと、を有する。電流センサ１２８および抵抗５５０は、第１回路５１０および第２回路５２０によって共有されている。フィードバック電流供給部１３０は、電流供給電源１３１と、第６抵抗１３２と、を有する。

電圧電流制御回路１６０は、電流供給電源１３１から流出する電流が小さいほど、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率を大きくする。このように、特性変換回路５００は、電流供給電源１３１から流出する電流に応じて上記比率が調整されるようになっている。

第５の実施形態では、電流センサ１２８は、第４の実施形態と同様、図２８に示す構成を有する。電流センサ１２８が生成する第１センサ電圧Ｖ１は、上記の数式４で与えられる。ただし、電流センサ１２８としてホール素子方式の電流センサ等の他の電流センサを用い、その電流センサの出力を第１センサ電圧Ｖ１として用いてもよい。

第５の実施形態では、第１シャントレギュレータ４２５は、第４の実施形態と同様、図２７に示す構成を有する。第１シャントレギュレータ４２５により、第１参照電圧Ｖ_ref1は、一定の第１基準電圧Ｖ_s1に追従する。

図３７に示した第１回路５１０において、第１フィードバック制御における特性変換回路５００の出力電圧Ｖ_outは、以下の数式９で与えられる。ここで、Ｒ４２１は抵抗４２１の抵抗値であり、Ｒ４２２は抵抗４２２の抵抗値であり、Ｒ５５０は抵抗５５０の抵抗値である。

数式９から理解されるように、特性変換回路５００の出力電流が大きくなり第１センサ電圧Ｖ１が大きくなると、出力電圧Ｖ_outは小さくなる。このように、第１センサ電圧Ｖ１は、出力電圧Ｖ_outを調整するように作用する。

具体的には、第１回路５１０による第１フィードバック制御において、第１センサ電圧Ｖ１が大きくなると、電流センサ１２８から抵抗５５０および接続点ｐｓをこの順に介して第１接続点ｐ１に流れる電流が大きくなる。第１シャントレギュレータ４２５により、第１参照電圧Ｖ_ref1は、一定の第１基準電圧Ｖ_s1に追従する。この追従を実現するために、抵抗４２２には、一定の電流が流れる。このことは、抵抗５５０を第１接続点ｐ１に向かって流れる上記電流が大きくなると、抵抗４２１を第１接続点ｐ１に向かって流れる電流が小さくなることを意味する。この電流が小さくなるということは、抵抗４２１で生じる電圧が小さくなることを意味する。

図３７を参照した説明を踏まえて、第１フィードバック制御における第１回路５１０の動作を以下のように説明できる。特性変換回路５００の出力電流が大きくなると、第１接続点ｐ１の電圧が第１参照電圧Ｖ_ref1に追従した状態で抵抗４２１において生じる電圧が小さくなる。その結果、特性変換回路５００の出力電圧Ｖ_outが小さくなる。このようにして、第１フィードバック制御により、図３４および図３６に示すような、特性変換回路５００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路５００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性が得られる。

また、第１フィードバック制御により、特性変換回路５００の開放電圧が制御される。ここで、開放電圧は、特性変換回路５００の出力電流がゼロであるときの特性変換回路５００の出力である。特性変換回路５００の出力電流がゼロなので、数式４においてＩ_loadがゼロになり、Ｖ１はバイアス電圧Ｖ_biasに等しくなる。したがって、数式９により規定されるＶ_outが固定値となる。この固定値が、特性変換回路５００の開放電圧に対応する。このように、本実施形態では、第１シャントレギュレータ４２５と電圧電流制御回路１６０の働きにより、電圧電流制御回路１６０の出力電圧Ｖ_outが数式９によって決まる電圧になるように第１電流ｉ１が制御されることにより、開放電圧が規定値に設定される。

第５の実施形態では、第４の実施形態と同様、第２センサ電圧Ｖ２は、上記の数式５で与えられる。Ｖ２＜Ｖ３のときの調整電流ｉ３は、上記の数式６で与えられる。Ｖ２≧Ｖ３のときの調整電流ｉ３は、上記の数式７で与えられる。

一方、第５の実施形態では、出力電圧Ｖ_outは、第４の実施形態で説明した数式８とは異なる数式で与えられる。具体的には、第１シャントレギュレータ４２５により、第１参照電圧Ｖ_ref1は、一定の第１基準電圧Ｖ_s1に追従する。出力電圧Ｖ_outは、以下の数式１０で与えられる。ここで、Ｒ４２１は、抵抗４２１の抵抗値である。Ｒ４２２は、抵抗４２２の抵抗値であり、Ｒ５５０は抵抗５５０の抵抗値である。数式１０は、電流センサ１２８からのセンサ出力（具体的には第１センサ電圧Ｖ１）が大きくなるほど、また、調整電流ｉ３が大きくなるほど特性変換回路５００の出力電圧Ｖ_outが小さくなることを示している。

数式１０および図３６から理解されるように、調整電流ｉ３が流れると、出力電圧Ｖ_outは小さくなる。このように、調整電流ｉ３は、出力電圧Ｖ_outを調整するように作用する。調整電流ｉ３を、出力電圧調整電流ｉ３と称することができる。また、第２回路５２０を、調整回路と称することができる。

［電流センサ１２８の個体ばらつきとその抑制］
第４の実施形態で述べたとおり、電流センサ１２８には、個体ばらつきがあることがある。しかし、第５の実施形態によれば、第４の実施形態と同様、個体ばらつきの影響を抑える調整が可能である。この点について、以下、図３８から図４０を参照しつつ、詳細に説明する。図３８は、個体ばらつきの影響を抑える調整を行う前の、特性変換回路５００の出力特性を示す。図３９は、調整を説明するための図である。図４０は、個体ばらつきの影響を抑える調整を行った後の、特性変換回路５００の出力特性を示す。

図３８において、横軸は、特性変換回路５００の出力電流を示す。図３８では、ゲインＧおよびバイアス電圧Ｖ_biasが基準値にある場合において、抵抗値Ｒ_senseを変化させた場合の特性変換回路５００の出力特性を示す。

具体的には、図３８において、「特性変換回路の出力電圧（０）」は、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、特性変換回路５００の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、同出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、同出力電圧を示す。「調整電流ｉ３（０）」は、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、調整電流ｉ３を示す。「調整電流ｉ３（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、調整電流ｉ３を示す。「調整電流ｉ３（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、調整電流ｉ３を示す。「特性変換回路の出力電力（０）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、特性変換回路５００の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、同出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、同出力電力を示す。「切替電流ｉ_sw（０）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（＋）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいときの、切替電流ｉ_swを示す。「切替電流ｉ_sw（－）」は、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいときの、切替電流ｉ_swを示す。上述のとおり、切替電流ｉ_swは、第１フィードバック制御と第２フィードバック制御とが切り替わるときの特性変換回路５００の出力電流である。

抵抗値Ｒ_senseが基準値であるとき、最大電力点は、目標点にある。この状況は、図３４および図３６に示したとおりである。

抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるとき、切替電流ｉ_swは、目標電流に一致する。「切替電流ｉ_sw（０）」が、目標電流に対応する。図３８に示すように、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいと、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swは小さい。反対に、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいと、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、切替電流ｉ_swは大きい。

抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるとき、特性変換回路５００の最大電力は、目標電力に一致する。特性変換回路５００の出力電流が「切替電流ｉ_sw（０）」であるときの「特性変換回路の出力電力（０）」が、目標電力に対応する。抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きいと、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、最大電力は小さい。反対に、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さいと、抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときに比べ、最大電力は大きい。

［可変電圧Ｖ４の調整の仕方の例］
図３８に示されているように、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseの個体ばらつきは、特性変換回路５００の最大電力点のばらつきをもたらす。最大電力点のばらつきは、切替電流ｉ_swおよび最大電力のばらつきをもたらす。

この点、本実施形態では、可変電圧Ｖ４を調整することにより、特性変換回路５００の切替電流ｉ_swを調整し、最大電力を調整することができる。

例えば、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも小さい場合には、抵抗値Ｒ_senseが基準値にある場合に比べて可変電圧Ｖ４を小さくして切替電流ｉ_swを調整することで、最大電力を目標電力に近づけることができる。

反対に、抵抗値Ｒ_senseが基準値よりも大きい場合には、抵抗値Ｒ_senseが基準値にある場合に比べて可変電圧Ｖ４を大きくして切替電流ｉ_swを調整することで、最大電力を目標電力に近づけることができる。

ここで、数式５から理解されるように、可変電圧Ｖ４を大きくすると、第２センサ電圧Ｖ２は大きくなる。反対に、可変電圧Ｖ４を小さくすると、第２センサ電圧Ｖ２は小さくなる。

第２センサ電圧Ｖ２を大きくすると、特性変換回路５００の出力電流がより大きいときに調整電流ｉ３が流れ始めるようになる。反対に、第２センサ電圧Ｖ２を小さくすると、特性変換回路５００の出力電流がより小さいときに調整電流ｉ３が流れ始めるようになる。可変電圧Ｖ４を調整して第２センサ電圧Ｖ２を調整することにより、切替電流ｉ_swを調整できることを示している。この調整により、最大電力が調整される。

次に、可変電圧Ｖ４の調整が、調整電流ｉ３および最大電力を変化させ得ることについて、図３９を参照しながらさらに説明する。

可変電圧Ｖ４の調整にあたっては、一例として、特性変換回路５００の出力部に出力電力を測定するための電力計、および、負荷としての電子負荷装置を接続する。

この調整例では、可変電圧Ｖ４の初期値は、十分に大きい電圧に設定される。そして、この調整例では、適切に調整された後の可変電圧Ｖ４の値は、初期値よりも小さいものとする。また、図３８に示すとおり厳密には第１フィードバック制御における特性変換回路５００の出力電流－出力電力特性は抵抗値Ｒ_senseの個体ばらつきの影響で変動するが、図３９を参照して行う以下の説明ではこの変動は十分に小さく無視できるものとする。

図３９の（ａ）に示すように、特性変換回路５００を動作させる。特性変換回路５００からの出力電流を徐々に増加させ、特性変換回路５００の出力電力が目標値になるように調整する。この目標値は、調整後の最大電力点に対応する値である。次に、可変電圧Ｖ４を徐々に下げる。これにより、切替電流ｉ_swが徐々に小さくなり、可変電圧Ｖ４がある値であるときに最大電力の低下に伴って出力電力が目標値から低下し始める。この低下が始まるときの動作点に、特性変換回路５００の動作点を設定する。こうして、特性変換回路５００の出力電圧を最大電力点（目標値）に調整する。

電子負荷装置として、公知のものを利用できる。一例では、電子負荷装置は、定電流（ＣＣ：Constarnt Current）モードを備える。ＣＣモードを利用する場合、電子負荷装置を流れる電流である負荷電流の設定値を徐々に大きくすることによって、特性変換回路５００からの出力電流を徐々に増加させることができる。別例では、電子負荷装置は、定抵抗（ＣＲ：Constrant Resistance）モードを備える。ＣＲモードを利用する場合、電子負荷装置の抵抗である負荷抵抗の設定値を徐々に小さくすることによって、特性変換回路５００からの出力電流を徐々に増加させることができる。なお、電子負荷装置は、ＣＣモードおよびＣＲモードの両方を備えていてもよく、一方を備えていてもよい。

図３９の（ｂ）に、調整電流ｉ３ａおよび切替電流ｉ_swaを示す。電流ｉ３ａは、可変電圧Ｖ４および第２センサ電圧Ｖ２の調整後の調整電流ｉ３である。電流ｉ_swaは、このときの切替電流ｉ_swである。なお、説明を理解し易くする目的で、切替電流ｉ_swaを、図３９の（ａ）においても示している。

可変電圧Ｖ４の調整により、切替電流ｉ_swを調整することにより、最大電力点を抵抗値Ｒ_senseが基準値にあるときの動作点に近づけることができる。

また、数式４、数式５および数式６から、抵抗値Ｒ_senseと調整電流ｉ３の関係は数式１１で与えられる。

数式１１より、図３８に示したように、抵抗値Ｒ_senseが大きいと調整電流ｉ３の傾きが大きくなり、反対に抵抗値Ｒ_senseが小さいと調整電流ｉ３の傾きが小さくなることが理解される。この傾向は、図４０にも現れている。

また、電流センサ１２８が図２８に示す構成を有する場合、バイアス電圧Ｖ_biasおよびゲインＧの個体ばらつきもまた、特性変換回路５００の最大電力点のばらつきをもたらし得る。電流センサ１２８がホール素子方式の電流センサ等の他のセンサである場合も、電流センサ１２８の個体ばらつきに由来する誤差が、特性変換回路５００の最大電力点のばらつきをもたらし得る。しかし、これらの場合も、シャント抵抗１２８ｒの抵抗値Ｒ_senseにばらつきがある場合と同様、可変電圧Ｖ４の調整により、特性変換回路５００の最大電力点を目標点に近づけ、切替電流ｉ_swおよび最大電力を目標電流および目標電力に近づけることができる。

特性変換回路５００の具体例である特性変換回路５００Ｘを、図４１に示す。図４１から理解されるように、特性変換回路５００Ｘは、第２の実施形態の図８の特性変換回路１００Ｘに倣って構成できる。このため、特性変換回路５００Ｘの詳細な説明は省略する。

（第６の実施形態）
図４２は、本実施形態に係る電力システム６０５のブロック図である。電力システム６０５には、制御部６７０が設けられている。制御部６７０は、特性変換制御を実行する。特性変換制御は、特性変換回路６００の電気出力特性を、参照テーブルデータに追従させる制御である。制御部６７０は、ソフトウエアを用いて実現され得る。

本実施形態では、複数の分散システム３０のそれぞれは、制御部６７０を有する。複数の分散システム３０のそれぞれにおいて、制御部６７０が、特性変換制御を実行し、特性変換回路６００の電気出力特性を調整する。制御部６７０は、各分散システム３０の基板６０に設けられていてもよい。制御部６７０は、各分散システム３０の燃料電池発電システム４０に設けられていてもよい。制御部６７０が基板６０および燃料電池発電システム４０のいずれに設けられている場合も、分散システム３０は、上記の要件（ii）、すなわち、特性変換制御により特性変換回路の出力電圧－出力電力特性が特性変換回路の出力電圧がある値であるときに特性変換回路の出力電力が最大になるように調整されるという要件、を満たし得る。

制御部６７０は、電力システム６０５の内かつ分散システム３０の外の位置に設けられていてもよい。この場合も、分散システム３０は、上記の要件（ii）を満たし得る。

また、電力システム６０５における１つの制御部６７０が、複数の分散システム３０における特性変換回路６００に関する特性変換制御を実行する構成も採用され得る。この場合も、当該複数の分散システム３０が上記の要件（ii）を満たし得る。

参照テーブルデータが表す電気出力特性は、出力電圧がある値であるときに出力電力が最大となる特性である。つまり、参照テーブルデータが表す出力電圧－出力電力特性は、そのような出力電圧－出力電力特性である。上記のある値は、具体的には、第１の実施形態と同様、所定範囲内の値である。

また、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において出力電圧が大きくなるほど出力電流が小さくなる特性である。つまり、参照テーブルデータが表す出力電圧－出力電流特性は、そのような出力電圧－出力電流特性である。ここで、出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域は、出力電圧が上記ある値よりも小さい第１の値から上記ある値よりも大きい第２の値までの領域である。

上記の出力電圧－出力電力特性および出力電圧－出力電流特性の一例を、図４３に示す。図４３では、出力電圧－出力電力特性を、Ｖ－Ｐ特性と記載している。出力電圧－出力電流特性を、Ｖ－Ｉ特性と記載している。実線は、Ｖ－Ｐ特性を表す。点線は、Ｖ－Ｉ特性を表す。

特性変換制御により得られる出力電圧－出力電力特性によれば、ＭＰＰＴ制御に基づいて燃料電池発電システム４０から第１ＤＣＤＣコンバータ２１に大きな電力を取り出し易い。以下、この点について、図４３とともに図４４を参照しながら説明する。

上述のように、特性変換制御は、特性変換回路６００の出力電圧がある値であるときに特性変換回路６００の出力電力が最大となる出力電圧－出力電力特性をもたらす。さらに、特性変換制御は、特性変換回路６００の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において特性変換回路６００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路６００の出力電流が小さくなる出力電圧－出力電流特性をもたらす。この出力電圧－出力電流特性により、特性変換回路６００の出力電圧－出力電力特性のグラフは、出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において、出力電圧に対して出力電流が上に凸の曲線状となり得る。典型例では、特性変換回路６００の出力電圧－出力電力特性のグラフは、出力電圧が上記ある値のときに出力電力が最大となる単一ピークのグラフである。

仮に、参照テーブルデータが表す出力電圧－出力電力特性のグラフが、図４４に示すような出力電圧に対して出力電流が上に凸の直線状であり、この出力電圧－出力電力特性に実際の特性変換回路６００の出力電圧－出力電力特性が追従したとする。この場合において、ＭＰＰＴ制御を実行したものの、動作点が最大電力点からずれた点に調整されたとする。具体的には、特性変換回路６００の出力電圧が、最大電力点の出力電圧Ｖ_targetからずれた電圧Ｖ_realに調整されたとする。この場合、特性変換回路６００の出力電力は、動作点が最大電力点に調整された場合に比べ、減少する。図４４では、この減少幅を、ΔＰ_Bと記載する。

図４３の例においても、特性変換回路６００の出力電圧が最大電力点の出力電圧Ｖ_targetからずれた電圧Ｖ_realに調整されると、特性変換回路６００の出力電力は、動作点が最大電力点に調整された場合に比べ、減少する。図４３では、この減少幅を、ΔＰ_Aと記載する。

上述のように、参照テーブルデータが表す（つまり、特性変換回路６００が追従するべき）出力電圧－出力電力特性のグラフが直線状である場合も曲線状である場合も、動作点が最大電力点からずれると、特性変換回路６００の出力電力は減少する。しかし、その減少幅は異なる。具体的には、図４３の場合の減少幅ΔＰ_Aは、図４４の減少幅ΔＰ_Bよりも小さい。このように、出力電圧－出力電力特性のグラフが上に凸の曲線状であることは、上記のずれに起因する出力電力の減少幅を抑え、燃料電池発電システム４０から第１ＤＣＤＣコンバータ２１へと取り出される電力の減少幅を抑える観点から有利である。ただし、特性変換制御は、図４４の出力電圧－出力電力特性をもたらすものであってもよい。

第２の実施形態と同様、第６の実施形態の特性変換回路６００の出力特性には、ＭＰＰＴ制御の方式および分解能に起因する出力電力の減少幅を抑えることができるというメリットがある。この出力特性には、現実的なメリットがある。また、この出力特性には、特性変換回路６００のコンパティビリティを高め、採用可能な直流電力変換装置２０の制約を小さくするというメリットがある。

図４３に示すように、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域において、出力電圧が大きくなるほど出力電流が小さくなる特性であってもよい。また、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、出力電圧が上記ある値よりも大きく開放電圧よりも小さい領域において、出力電圧が大きくなるほど出力電流が小さくなる特性であってもよい。ここで、開放電圧は、出力電流がゼロであるときの出力電圧である。

上記ある値よりも小さい値を第１の値と定義する。上記ある値よりも大きい値を第２の値と定義する。このとき、図４３の例では、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、出力電圧が第１の値よりも大きく上記ある値よりも小さい領域と出力電圧が上記ある値よりも大きく第２の値よりも小さい領域の両方において、出力電圧が大きくなるほど出力電流が線形的に小さくなる特性である。つまり、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、上記の両方の領域において、出力電圧に対して出力電流が一次関数の形態で小さくなる特性である。これにより、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、上記の両方の領域において、出力電力が出力電圧に対して二次関数の形態で変化する特性となり得る。

具体的には、図４３の例では、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域と出力電圧が上記ある値から開放電圧の値までの領域の両方において、出力電圧が大きくなるほど出力電流が線形的に小さくなる特性である。つまり、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、上記の両方の領域において、出力電圧に対して出力電流が一次関数の形態で小さくなる特性である。これにより、参照テーブルデータが表す電気出力特性は、上記の両方の領域において、出力電力が出力電圧に対して二次関数の形態で変化する特性となり得る。

出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、電圧がゼロかつ電力がゼロである点を原点と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、最大電力点は、電圧が上記ある値であり電力が最大である点と言える。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、電圧が開放電圧であり電力がゼロである点を、開放電圧点と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、原点と最大電力点とを結ぶ直線を第１直線と定義する。出力電圧－出力電力特性のグラフにおいて、最大電力点と開放電圧点とを結ぶ直線を第２直線と定義する。このとき、図４３の例では、出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が第１の値よりも大きく上記ある値よりも小さい領域が、第１直線よりも高電力側にある。出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が上記ある値よりも大きく第２の値よりも小さい領域の両方が、第２直線よりも高電力側にある。

具体的には、図４３の例では、出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が０よりも大きく上記ある値よりも小さい領域が、第１直線よりも高電力側にある。出力電圧－出力電力特性のグラフにおける出力電圧が上記ある値から開放電圧までの領域の両方が、第２直線よりも高電力側にある。

参照テーブルデータが表す電気出力特性において、出力電圧がある値よりも小さい領域を第２領域と定義し、出力電圧がある値よりも大きい領域を第１領域と定義する。このとき、図４３の例では、第１領域では、第２領域に比べ、出力電圧の増加に対する出力電流の減少の比率が大きい。このようにすれば、特性変換回路６００の出力特性を太陽光発電システムの出力特性に近づけ易い。

［参照テーブルデータの例］
本実施形態では、制御部６７０は、複数のテーブルデータが格納されたメモリを含む。複数のテーブルデータのうちの１つが、参照テーブルデータとして選択される。このようにすれば、特性変換制御にバリエーションを持たせることができる。例えば、燃料電池発電システム４０および／または直流電力変換装置２０等の機器の仕様に応じて、複数のテーブルデータから参照テーブルデータを手動で選択できる。この選択は、電力システム６０５の施工者、電力システム６０５のユーザー等によって行われ得る。

第１の例では、複数のテーブルデータは、Ａ個のテーブルデータを含む。Ａ個のテーブルデータが表す特性変換回路６００の電気出力特性における出力電力の最大値は、互いに異なる。ここで、Ａは、２以上の自然数である。第１の例によれば、特性変換回路６００の電気出力特性における出力電力の最大値にバリエーションを持たせることができる。具体的には、第１の例によれば、採用可能な直流電力変換装置２０がその受電可能電力により制約され難い。燃料電池発電システム４０の最大出力電力が何らかの原因で低下した場合に、特性変換回路６００から出力される最大電力を低下させることによって、該最大電力を燃料電池発電システム４０が供給可能な範囲内に収めることができる。また、出力可能電力が異なる多様な特性変換回路６００に（あるいは、出力可能電力が異なる多様な基板６０に）制御部６７０を流用できる。図４５に、Ａ個のテーブルデータが表す複数のＶ－Ｐ特性の例を示す。

Ａ個のテーブルデータが表す特性変換回路６００の電気出力特性における出力電力の最大値は、最大電力点における出力電力である。

第２の例では、複数のテーブルデータは、Ｂ個のテーブルデータを含む。Ｂ個のテーブルデータが表す特性変換回路６００の電気出力特性における出力電圧の最大値は、互いに異なる。ここで、Ｂは、２以上の自然数である。第２の例によれば、特性変換回路６００の電気出力特性における出力電圧の最大値にバリエーションを持たせることができる。具体的には、第２の例によれば、採用可能な直流電力変換装置２０がその受電可能電圧により制約され難い。図４６に、Ｂ個のテーブルデータが表す複数のＶ－Ｐ特性の例を示す。

Ｂ個のテーブルデータが表す特性変換回路６００の電気出力特性における出力電圧の最大値は、特性変換回路６００の出力電流がゼロであるときの特性変換回路６００の出力電圧すなわち開放電圧である。

第３の例では、複数のテーブルデータは、Ｃ個のテーブルデータを含む。複数のテーブルデータが表す特性変換回路６００の電気出力特性における最大電力点における出力電圧は、互いに異なる。ここで、Ｃは、２以上の自然数である。最大電力点における出力電圧は、上記ある値に対応する。図４７に、Ｃ個のテーブルデータが表す複数のＶ－Ｐ特性の例を示す。

Ａ個のテーブルデータと、Ｂ個のテーブルデータと、Ｃ個のテーブルデータとが、互いに重複する１または複数のテーブルデータを有していてもよい。

また、制御部６７０は、第１テーブルデータを参照テーブルデータとして設定できるように構成されていてもよい。第１テーブルデータが表す電気出力特性は、出力電圧がその最大値の半分（すなわち、開放電圧の半分）よりも小さくかつ出力電力が最大値の７５％以上である領域を有する特性である。このようにすることは、特性変換回路６００の出力電圧が小さいときに出力電力が大きい出力電圧－出力電流特性を実現するのに適している。図４８に、第１テーブルデータが表すＶ－Ｐ特性の例を示す。図４８において、ハッチングは、出力電圧がその最大値の半分よりも小さくかつ出力電力が最大値の７５％以上である領域に付されている。第３の例におけるＣ個のテーブルデータの一部または全部を、第１テーブルデータに該当するテーブルデータとすることも可能である。

以上の説明から理解されるように、参照テーブルデータとして選択され得るテーブルデータの自由度は高い。特性変換制御によれば、そのような自由度の高いテーブルデータに特性変換回路６００の電気出力特性を追従させ得る。このため、特性変換制御には、得られる電気出力特性の自由度が高いというメリットがある。このメリットは、燃料電池発電システム４０および／または直流電力変換装置２０等の採用可能な機器の制約を小さくし得る。

本実施形態では、複数の特性変換回路１００に関する特性変換制御において、同一内容の参照テーブルデータが用いられる。ただし、ある特性変換回路１００に関する特性変換制御と別の特性変換回路１００に関する特性変換制御とで異なる内容の参照テーブルデータが用いられてもよい。

［特性変換回路６００および制御部６７０の構成例］
図４９に、特性変換回路６００および制御部６７０の構成例を示す。なお、図４９では、ＬＣフィルタ６１、保護リレー６２およびダイオード６３の図示を省略している。

この例では、特性変換回路６００および制御部６７０を用いたフィードバック制御ループが構成されている。このフィードバック制御ループでは、特性変換回路６００の出力電流および出力電圧がその後の特性変換回路６００の出力電流および出力電圧に反映される。

図４９に示す特性変換回路６００は、電圧電流制御回路１６０と、電流センサ１２８と、を有する。電圧電流制御回路１６０は、ＤＣＤＣコンバータである。図４９の例では、特性変換制御において、特性変換回路６００の電気出力特性が参照テーブルデータに追従するように、電圧電流制御回路１６０の変圧比が調整される。

電流センサ１２８は、特性変換回路６００の出力電流を検出する。具体的には、電流センサ１２８は、電圧電流制御回路１６０の出力電流を検出する。この検出に基づいた、出力電流を表す値が、制御部６７０に与えられる。

また、特性変換回路６００の出力電圧を表す値が、制御部６７０に与えられる。具体的には、電圧電流制御回路１６０の出力電圧を表す値が、制御部６７０に与えられる。

図４９に示す制御部６７０は、電圧値取得部６７１と、電流値取得部６７２と、メモリ６７３と、比較部６７４と、補正信号生成部６７５と、駆動部６７６と、を含む。

以下、図４９に示す制御部６７０の構成要素の動作を、図５０のフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ１において、電圧値取得部６７１は、特性変換回路６００の出力電圧を表す電圧値Ｖ_valを取得する。

ステップＳ２において、電流値取得部６７２は、特性変換回路６００の出力電流を表す電流値Ｉ_valを取得する。

ステップＳ３において、制御部６７０は、メモリ６７３から参照テーブルデータを読み出す。この例の参照テーブルデータは、特性変換回路６００の出力電圧と出力電流とが一対一に対応付けられたデータである。

ステップＳ４において、比較部６７４は、電圧値Ｖ_valおよび電流値Ｉ_valと、参照テーブルデータと、を比較する。具体的には、比較部６７４は、参照テーブルデータから、特性変換回路６００の出力電流が電流値Ｉ_valであるときにその出力電流に対応する出力電圧を特定する。そして、比較部６７４は、当該対応する出力電圧と電圧値Ｖ_valの差分ΔＶを演算する。

ステップＳ５において、補正信号生成部６７５は、差分ΔＶに基づいて、補正信号を生成する。この例では、補正信号は、電圧信号である。

ステップＳ６において、駆動部６７６は、補正信号に基づいて、電圧電流制御回路１６０を駆動する。具体的には、駆動部６７６は、補正信号に基づいた変圧比で電圧電流制御回路１６０がＤＣ－ＤＣ変換を行うように、電圧電流制御回路１６０を駆動する。

［特性変換回路６００および制御部６７０の第１の具体例］
以下、図５１を参照しながら、特性変換回路６００および制御部６７０の第１の具体例である特性変換回路６００Ｘおよび制御部６７０Ａについて説明する。以下では、既に説明した要素については、同一符号を付し、その説明を省略することがある。また、以下では、電圧電流制御回路１６０Ｘという表記を用いることがある。電圧電流制御回路１６０Ｘは、電圧電流制御回路１６０の一具体例である。これらの点は、後述の第２の具体例および第３の具体例についても同様である。

この具体例では、電流センサ１２８は、特性変換回路６００の出力電流を検出し、その検出の結果を表すセンサ電圧Ｖ_sを出力する。電流センサ１２８は、特性変換回路６００の出力電流が大きくなるほどセンサ電圧Ｖ_sを大きく出力する。つまり、センサ電圧Ｖ_sは、特性変換回路６００の出力電流が大きくなるほど大きくなる。そのような電流センサ１２８は、例えば、シャント抵抗を用いて実現できる。電流センサ１２８が出力したセンサ電圧Ｖ_sは、制御部６７０Ａによる制御に反映される。電流センサ１２８は、図４に示す構成を有し得る。

図５１の具体例では、特性変換回路６００Ｘは、第１４抵抗６９１および第１５抵抗６９４と、発光ダイオード１９４と、フォトトランジスタ１９５と、電源１９３と、を有する。発光ダイオード１９４およびフォトトランジスタ１９５は、フォトカプラ１９６を構成している。電源１９３は、典型的には、定電圧源である。

電流センサ１２８と、第１４抵抗６９１と、発光ダイオード１９４と、基準電位とが、この順に接続されている。電源１９３と、第１５抵抗６９４と、フォトトランジスタ１９５と、基準電位とが、この順に接続されている。

この具体例では、センサ電圧Ｖ_sに応じた電流が、第１４抵抗６９１、発光ダイオード１９４および基準電位にこの順に流れる。フォトカプラ１９６の働きにより、この電流に応じた電流が、電源１９３、第１５抵抗６９４、フォトトランジスタ１９５および基準電位にこの順に流れる。この電流に応じた電圧が、第１５抵抗６９４およびフォトトランジスタ１９５の接続点ｐ２に現れ、電流値取得部６７２に入力される。電流値取得部６７２は、入力された電圧に基づいた、電流値Ｉ_valを得る。

また、この具体例では、特性変換回路６００Ｘは、第１２抵抗６８１および第１３抵抗６８４と、発光ダイオード１８２と、フォトトランジスタ１８５と、電源１８３と、を有する。発光ダイオード１８２およびフォトトランジスタ１８５は、フォトカプラ１８６を構成している。電源１８３は、典型的には、定電圧源である。

特性変換回路６００Ｘの出力電圧Ｖ_outが現れる部分と、第１２抵抗６８１と、発光ダイオード１８２と、基準電位とが、この順に接続されている。電源１８３と、第１３抵抗６８４と、フォトトランジスタ１８５と、基準電位とが、この順に接続されている。

この具体例では、出力電圧Ｖ_outに応じた電流が、第１２抵抗６８１、発光ダイオード１８２および基準電位にこの順に流れる。フォトカプラ１８６の働きにより、この電流に応じた電流が、電源１８３、第１３抵抗６８４、フォトトランジスタ１８５および基準電位にこの順に流れる。この電流に応じた電圧が、第１３抵抗６８４およびフォトトランジスタ１８５の接続点ｐ１に現れ、電圧値取得部６７１に入力される。電圧値取得部６７１は、入力された電圧に基づいた、電圧値Ｖ_valを得る。

この具体例では、制御部６７０Ａは、基板６０に設けられている。制御部６７０Ａでは、図４９を参照して説明したように、電圧値Ｖ_valおよび電流値Ｉ_valに基づいて、補正信号が生成される。

駆動部６７６は、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａおよびローサイドドライバ出力端子１４９ｂを有する。これらの端子１４９ａおよび１４９ｂから電圧電流制御回路１６０Ｘに、補正信号に基づいた駆動パルス信号が供給される。こうして、電圧電流制御回路１６０Ｘが駆動される。

電圧電流制御回路１６０Ｘは、ＬＬＣコンバータを構成している。電圧電流制御回路１６０Ｘの構成は、第１の実施形態で説明した通りである。

第１スイッチング素子１６２ａの制御端子には、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動パルス信号が供給される。第２スイッチング素子１６２ｂの制御端子には、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動パルス信号が供給される。これにより、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、互いに逆位相の駆動パルス信号が供給されることによって、交互にオンオフする。

スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂに供給される駆動パルス信号の周波数が高いほど、ＬＬＣ共振に基づき、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなる。駆動パルス信号の周波数は、補正信号に基づいて定められる。

［特性変換回路６００および制御部６７０の第２の具体例］
以下、図５２を参照しながら、特性変換回路６００および制御部６７０の第２の具体例である特性変換回路６００Ｙおよび制御部６７０Ｂについて説明する。

第２の具体例では、第１の具体例と同様、制御部６７０Ｂは、基板６０に設けられている。一方、第２の具体例では、第１の具体例とは異なり、制御部６７０Ｂではなく特性変換回路６００Ｙに駆動部が設けられている。

特性変換回路６００Ｙは、分圧回路６６５と、駆動部６７９と、を有する。駆動部６７９は、フィードバック電流供給部１３０Ｘと、電流共振制御部１４０と、を有する。

分圧回路６６５は、第１６抵抗６１１と、第１７抵抗６１２と、を有する。

分圧回路６６５では、第１６抵抗６１１および第１７抵抗６１２により、特性変換回路６００の出力電圧Ｖ_outが分圧される。この分圧電圧が、抵抗６１１および６１２の接続点ｐ３に現れ、電圧値取得部６７１に入力される。電圧値取得部６７１は、入力された電圧に基づいた、電圧値Ｖ_valを得る。

一方、センサ電圧Ｖ_sは、電流値取得部６７２に入力される。電流値取得部６７２は、入力された電圧に基づいた、電流値Ｉ_valを得る。

制御部６７０Ｂでは、図４９を参照して説明したように、電圧値Ｖ_valおよび電流値Ｉ_valに基づいて、補正信号が生成される。補正信号は、電圧信号である。

フィードバック電流供給部１３０Ｘの動作は、補正信号によって規定される。具体的には、フィードバック電流供給部１３０Ｘは、電流供給電源１３１と、第６抵抗１３２と、第１発光ダイオード１３５と、を有する。第１発光ダイオード１３５には、電流供給電源１３１から流出した電流が流れる。具体的に、補正信号生成部６７５から出力された補正信号の電圧により、電流供給電源１３１から流出する電流が規定される。特性変換回路６００Ｙは、この電流が大きいほど高い発振周波数が規定され、発振周波数が高いほど、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなり、特性変換回路６００Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなるように構成されている。

電流共振制御部１４０の構成は、第１の実施形態で説明した通りである。

第２の具体例でも、第１の具体例と同様、第１スイッチング素子１６２ａの制御端子には、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動パルス信号が供給される。第２スイッチング素子１６２ｂの制御端子には、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動パルス信号が供給される。これにより、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、互いに逆位相の駆動パルス信号が供給されることによって、交互にオンオフする。

第２の具体例では、第１の具体例と同様、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂに供給される駆動パルス信号の周波数が高いほど、ＬＬＣ共振に基づき、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなる。駆動パルス信号の周波数は、補正信号に基づいて定められる。

第２の具体例では、電流供給電源１３１から流出する電流が大きいほど、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなる。その電流は、電圧信号である補正信号により規定される。要するに、制御部６７０Ｂは、電流供給電源１３１から適度な電流が流出し電圧電流制御回路１６０Ｘの変圧比が適切に設定されるように、補正信号を生成する。

［特性変換回路６００および制御部６７０の第３の具体例］
以下、図５３を参照しながら、特性変換回路６００および制御部６７０の第３の具体例である特性変換回路６００Ｚおよび制御部６７０Ｂについて説明する。

第３の具体例では、第１の具体例と同様、特性変換回路６００Ｚは、第１４抵抗６９１および第１５抵抗６９４と、発光ダイオード１９４と、フォトトランジスタ１９５と、電源１９３と、を有する。発光ダイオード１９４およびフォトトランジスタ１９５は、フォトカプラ１９６を構成している。第３の具体例では、第１の具体例と同様にして、電流値取得部６７２は、電流値Ｉ_valを得る。

また、第３の具体例では、第１の具体例と同様、第１２抵抗６８１および第１３抵抗６８４と、発光ダイオード１８２と、フォトトランジスタ１８５と、電源１８３と、を有する。発光ダイオード１８２およびフォトトランジスタ１８５は、フォトカプラ１８６を構成している。第３の具体例では、第１の具体例と同様にして、電圧値取得部６７１は、電圧値Ｖ_valを得る。

第３の具体例では、第２の具体例と同様にして、制御部６７０Ｂでは、電圧値Ｖ_valおよび電流値Ｉ_valに基づいて、補正信号が生成される。補正信号は、電圧信号である。

第３の具体例では、第２の具体例と同様にして、駆動部６７９は、補正信号に基づいて、電圧電流制御回路１６０Ｘを駆動させる。

第３の具体例では、制御部６７０Ｂは、燃料電池発電システム４０に設けられている。燃料電池発電システム４０と基板６０との間を延びるハーネスによって、制御部６７０Ｂと特性変換回路６００Ｚとが接続されている。制御部６７０Ｂは、制御器５１であってもよい。

図４９の特性変換回路６００の具体例は、図５１から図５３の特性変換回路６００Ｘから６００Ｚには限られない。例えば、電圧電流制御回路１６０はＬＬＣコンバータでなくてもよく、デューティ比を調整することによって電圧電流制御回路１６０の変圧比を調整する構成も採用され得る。制御部６７０の具体例も、図５１から図５３の制御部６７０Ａおよび６７０Ｂには限られない。

本開示に、その他の種々の変更を適用することもできる。例えば、複数の燃料電池発電システム４０は、同一の構成を有していなくてもよい。複数の基板６０は、同一の構成を有していなくてもよい。各特性変換回路１００は、特性変換制御における「ある値」が同じとなるように設計されていなくてもよい。複数の太陽光発電システムは、同一の構成を有していなくてもよい。電力システムにおける太陽光発電システムの数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。電力システムは、太陽光発電システムを有していないくてもよい。分散システム３０の数は、２つであってもよく、４つ以上であってもよい。燃料電池システム４０の数および特性変換回路の数についても同様である。特定負荷２５９以外に、ＤＣＤＣコンバータ２１から電力が供給される負荷があってもよい。直流電力変換装置は、パワーステーションに組み込まれていなくてもよい。

［効果］
上記で説明したように、本開示の第１態様に係る電力システムは、
複数の分散システムと１つのＤＣＤＣコンバータとを備える電力システムであって、
前記複数の分散システムのそれぞれは、燃料電池発電システムと特性変換回路とダイオードとを有し、
前記電力システムの運転モードが重畳モードであるときに、前記複数の分散システムのうちの少なくとも２つが特定出力状態をとり、
前記特定出力状態にある前記分散システムでは、
前記燃料電池発電システムが、前記特性変換回路に直流電力を出力し、
前記特性変換回路の出力電圧がある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大になるように、特性変換制御により、前記特性変換回路の出力電圧－出力電力特性が調整され、
前記特性変換回路が、前記ＤＣＤＣコンバータによりＭＰＰＴ制御され、かつ
前記特性変換回路が、前記ダイオードを介して前記ＤＣＤＣコンバータへと直流電力を出力する。

燃料電池発電システムは、夜間においても発電でき、長時間の発電が可能である。複数の燃料電池発電システムから電力を取り出すことおよびその電力取り出しを特性変換制御およびＭＰＰＴ制御を介して行うことは、大きな電力を取り出すのに適している。よって、第１態様に係る電力システムは、非常時に大きな電力を取り出すのに適している。

本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る電力システムでは、
前記電力システムの運転モードが切替モードであるときに、
前記複数の分散システムのうちの１つのみが、前記特定出力状態をとってもよく、
前記特定出力状態にある前記分散システムの前記特性変換回路の出力電流が増加することにより出力電圧が低下して他の前記分散システムの前記特性変換回路の出力電圧未満となった場合、前記特定出力状態をとる前記分散システムが前記他の分散システムに切り替わってもよい。

第２態様の切替モードは、ＤＣＤＣコンバータへの電力供給を複数の分散システムに均等に分担させるのに適している。

本開示の第３態様において、例えば、第２態様に係る電力システムでは、
前記重畳モードは、前記切替モードに比べ、前記ＤＣＤＣコンバータへの入力電力が大きいときに実行されてもよい。

第３態様によれば、ＤＣＤＣコンバータへの入力電力に応じて運転モードを切り替えることができる。

本開示の第４態様において、例えば、第１から第３態様のいずれか１つに係る電力システムは、前記ＤＣＤＣコンバータを含むパワーステーションと、前記パワーステーションから電力が入力される特定負荷と、をさらに備えていてもよく、
各分散システムが前記特定出力状態において前記ＤＣＤＣコンバータへと出力する電力の平均を単位電力と定義したとき、前記パワーステーションへの入力電力から前記特定負荷の要求電力を差し引いた差分が０以上かつ前記単位電力未満となるように、前記特定出力状態をとる前記分散システムの個数が調整されてもよい。

第４態様によれば、適切な大きさの電力をＤＣＤＣコンバータに入力できる。

本開示の第５態様において、例えば、第１から第４態様のいずれか１つに係る電力システムは、前記ＤＣＤＣコンバータから電力が入力される特定負荷と、前記ＤＣＤＣコンバータから電力が入力される蓄電装置と、をさらに備えていてもよい。

第５態様によれば、ＤＣＤＣコンバータに過剰な電力が入力された場合に、余剰分を、一旦蓄電装置に蓄え、後に利用することができる。

本開示の第６態様において、例えば、第１から第５態様のいずれか１つに係る電力システムは、前記ＤＣＤＣコンバータから電力が入力される特定負荷をさらに備えていてもよく、
停電の発生を契機として、前記複数の分散システムのうちの少なくとも１つが前記特定出力状態で前記ＤＣＤＣコンバータを介して前記特定負荷に電力を出力する停電時出力が開始されてもよい。

第６態様によれば、停電時に特定負荷に電力を供給できる。

本開示の第７態様において、例えば、第６態様に係る電力システムでは、
前記複数の分散システムのそれぞれは、前記燃料電池発電システムから電力が入力される分散負荷を含んでいてもよく、
停電の発生を契機として、前記少なくとも２つの前記分散システムにおいて、前記燃料電池発電システムから前記分散負荷への電力供給に制約が課されてもよい。

第７態様は、停電時出力において、特定負荷の要求電力を確保し易い。

本開示の第８態様において、例えば、第１から第７態様のいずれか１つに係る電力システムでは、
前記複数の分散システムにおいて、前記ある値が最大である前記特性変換回路と、前記ある値が最小である前記特性変換回路とでは、前記ある値の差が２０Ｖ以下であってもよい。

第８態様で規定している程度に「ある値」の差が小さいと、重畳モードを実施し易い。

本開示の第９態様において、例えば、第１から第８態様のいずれか１つに係る電力システムでは、
前記特性変換制御は、前記特性変換回路の出力電圧が前記ある値よりも大きい領域において、前記特性変換回路の出力電流が増加すると前記特性変換回路の出力電圧が減少する出力電圧－出力電流特性をもたらしてもよい。

第９態様の出力電圧－出力電流特性は、特性変換回路がもたらす出力電圧－出力電流特性の典型例である。また、このような出力電圧－出力電流特性は、切替モードを実行するのに適している。

本開示の第１０態様に係る電力取出方法は、
複数の分散システムと１つのＤＣＤＣコンバータとを備え、前記複数の分散システムのそれぞれは、燃料電池発電システムと特性変換回路とダイオードとを有する電力システムを用いた電力取出方法であって、
前記複数の分散システムのうちの少なくとも２つにおいて、
前記燃料電池発電システムが、前記特性変換回路に直流電力を出力することと、
前記特性変換回路の出力電圧がある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大になるように、特性変換制御により、前記特性変換回路の出力電圧－出力電力特性が調整されることと、
前記特性変換回路が、前記ＤＣＤＣコンバータによりＭＰＰＴ制御されることと、
前記特性変換回路が、前記ダイオードを介して前記ＤＣＤＣコンバータへと直流電力を出力することと、が同時に行われる。

第１０態様によれば、第１態様と同様の効果が得られる。

第１０態様に、第２から第９態様の技術を組み合わせてもよい。

本開示に係る電力システムは、集合住宅等に適用可能である。

１０パワーステーション
１１，４３ＤＣバス
１２，２１，２２，２３，４２ＤＣＤＣコンバータ
１３，４４インバータ
２０直流電力変換装置
２５蓄電装置
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ分散システム
３１Ａ，３１Ｂ太陽光発電システム
３６太陽光発電パネル
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ燃料電池発電システム
４１燃料電池
５１制御器
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ基板
６１ＬＣフィルタ
６２保護リレー
６３，６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，１６６ａ，１６６ｂダイオード
１００，１００Ｘ，１９０，１９０Ｘ，２００，２００Ｘ，２９０，２９０Ｘ，３００，４００，４００Ｘ，５００，５００Ｘ，６００，６００Ｘ，６００Ｙ，６００Ｚ特性変換回路
１０５，２０５，３０５，４０５，５０５，６０５電力システム
１１０，１２０，２１０，２２０，３１０，３２０フィードバック回路
１１１，１１２，１１３，１２１，１２２，１２３，１３２，１４１，１４３，１９１，１９６，６１１，６１２，６８１，６８４，６９１，６９４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，ＦＲ１，ＦＲ２，ＦＲ３，ＦＲ４，ＶＲ１，４２１，４２２，５５０抵抗
１１５，１２５，４２５シャントレギュレータ
１１５Ａ，１２５Ａ，４２５Ａアノード
１１５Ｋ，１２５Ｋ，４２５Ｋカソード
１１５ａ，１２５ａ，４２５ａ参照電圧端子
１１５о，１２４，１２６、１２５о，１７５，４２５о オペアンプ
１１５ｔ，１２５ｔ，１２７，４２５ｔトランジスタ
１７０，１８０調整器
１２８電流センサ
１２８ａセンサ出力部
１２８ｒシャント抵抗
１２８ｓ電流センスアンプ
１２９，１３１，１８３，１９３電源
１３０，１３０Ｘ、１９５，１９５Ｘフィードバック電流供給部
１３５，１８２，１９２，１９４発光ダイオード
１４０，１９９電流共振制御部
１４２，１６１，１６３ａ，１６３ｂ，１６４，１６７コンデンサ
１４５，１８５，１９５，１９７フォトトランジスタ
１４６制御ＩＣ
１４７定電流源
１４８，１４９ａ，１４９ｂ端子
１５０，１８６，１９６，１９８フォトカプラ
１６０，１６０Ｘ電圧電流制御回路
１６２ａ，１６２ｂスイッチング素子
１６５トランス
１６５ａ，１６５ｂ，１６５ｃ巻線
１７０ａ，６６５分圧回路
１７０ｂ増幅回路
２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ、２５９負荷
４１０，４２０，５１０，５２０回路
４２０ａセンサ電圧調整回路
４２０ｂ電圧電流変換回路
６７０制御部
６７１電圧値取得部
６７２電流値取得部
６７３メモリ
６７４比較部
６７５補正信号生成部
６７６，６７９駆動部
ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐｓ接続点

Claims

複数の分散システムと１つのＤＣＤＣコンバータとを備える電力システムであって、
前記複数の分散システムのそれぞれは、燃料電池発電システムと特性変換回路とダイオードとを有し、
前記電力システムの運転モードが重畳モードであるときに、前記複数の分散システムのうちの少なくとも２つが特定出力状態をとり、
前記特定出力状態にある前記分散システムでは、
前記燃料電池発電システムが、前記特性変換回路に直流電力を出力し、
前記特性変換回路の出力電圧がある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大になるように、特性変換制御により、前記特性変換回路の出力電圧－出力電力特性が調整され、
前記特性変換回路が、前記ＤＣＤＣコンバータによりＭＰＰＴ制御され、かつ
前記特性変換回路が、前記ダイオードを介して前記ＤＣＤＣコンバータへと直流電力を出力し、
前記電力システムの運転モードが切替モードであるときに、
前記複数の分散システムのうちの１つのみが、前記特定出力状態をとり、
前記特定出力状態にある前記分散システムの前記特性変換回路の出力電流が増加することにより出力電圧が低下して他の前記分散システムの前記特性変換回路の出力電圧未満となった場合、前記特定出力状態をとる前記分散システムが前記他の分散システムに切り替わる、
電力システム。
前記重畳モードは、前記切替モードに比べ、前記ＤＣＤＣコンバータへの入力電力が大きいときに実行される、
請求項１に記載の電力システム。
複数の分散システムと１つのＤＣＤＣコンバータとを備える電力システムであって、
前記複数の分散システムのそれぞれは、燃料電池発電システムと特性変換回路とダイオードとを有し、
前記電力システムの運転モードが重畳モードであるときに、前記複数の分散システムのうちの少なくとも２つが特定出力状態をとり、
前記特定出力状態にある前記分散システムでは、
前記燃料電池発電システムが、前記特性変換回路に直流電力を出力し、
前記特性変換回路の出力電圧がある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大になるように、特性変換制御により、前記特性変換回路の出力電圧－出力電力特性が調整され、
前記特性変換回路が、前記ＤＣＤＣコンバータによりＭＰＰＴ制御され、かつ
前記特性変換回路が、前記ダイオードを介して前記ＤＣＤＣコンバータへと直流電力を出力し、
前記ＤＣＤＣコンバータを含むパワーステーションと、
前記パワーステーションから電力が入力される特定負荷と、
をさらに備え、
各分散システムが前記特定出力状態において前記ＤＣＤＣコンバータへと出力する電力の平均を単位電力と定義したとき、前記パワーステーションへの入力電力から前記特定負荷の要求電力を差し引いた差分が０以上かつ前記単位電力未満となるように、前記特定出力状態をとる前記分散システムの個数が調整される、
電力システム。
前記ＤＣＤＣコンバータから電力が入力される特定負荷と、
前記ＤＣＤＣコンバータから電力が入力される蓄電装置と、
をさらに備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電力システム。
前記ＤＣＤＣコンバータから電力が入力される特定負荷をさらに備え、
停電の発生を契機として、前記複数の分散システムのうちの少なくとも１つが前記特定出力状態で前記ＤＣＤＣコンバータを介して前記特定負荷に電力を出力する停電時出力が開始される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電力システム。
前記複数の分散システムのそれぞれは、前記燃料電池発電システムから電力が入力される分散負荷を含み、
停電の発生を契機として、前記少なくとも２つの前記分散システムにおいて、前記燃料電池発電システムから前記分散負荷への電力供給に制約が課される、
請求項５に記載の電力システム。
前記複数の分散システムにおいて、前記ある値が最大である前記特性変換回路と、前記ある値が最小である前記特性変換回路とでは、前記ある値の差が２０Ｖ以下である、
請求項１から６のいずれか一項に記載の電力システム。
前記特性変換制御は、前記特性変換回路の出力電圧が前記ある値よりも大きい領域において、前記特性変換回路の出力電流が増加すると前記特性変換回路の出力電圧が減少する出力電圧－出力電流特性をもたらす、
請求項１から７のいずれか一項に記載の電力システム。
複数の分散システムと１つのＤＣＤＣコンバータとを備え、前記複数の分散システムのそれぞれは、燃料電池発電システムと特性変換回路とダイオードとを有する電力システムを用いた電力取出方法であって、
要件（ｉ）、（ii）、（iii）および（iv）を満たす状態を、特定出力状態と定義したとき、ここで、前記要件（ｉ）は、前記燃料電池発電システムが、前記特性変換回路に直流電力を出力するという要件であり、前記要件（ii）は、前記特性変換回路の出力電圧がある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大になるように、特性変換制御により、前記特性変換回路の出力電圧－出力電力特性が調整されるという要件であり、前記要件（iii）は、前記特性変換回路が、前記ＤＣＤＣコンバータによりＭＰＰＴ制御されるという要件であり、前記要件（iv）は、前記特性変換回路が、前記ダイオードを介して前記ＤＣＤＣコンバータへと直流電力を出力するという要件である、
前記電力取出方法は、
前記電力システムの運転モードが重畳モードであるときに、前記複数の分散システムのうちの少なくとも２つが特定出力状態をとることを含み、
前記電力システムの運転モードが切替モードであるときに、前記複数の分散システムのうちの１つのみが前記特定出力状態をとるように、前記特定出力状態にある前記分散システムの前記特性変換回路の出力電流が増加することにより出力電圧が低下して他の前記分散システムの前記特性変換回路の出力電圧未満となった場合、前記特定出力状態をとる前記分散システムが前記他の分散システムに切り替わることを含む、
電力取出方法。
複数の分散システムと１つのＤＣＤＣコンバータとを備え、前記複数の分散システムのそれぞれは、燃料電池発電システムと特性変換回路とダイオードとを有する電力システムを用いた電力取出方法であって、
要件（ｉ）、（ii）、（iii）および（iv）を満たす状態を、特定出力状態と定義したとき、ここで、前記要件（ｉ）は、前記燃料電池発電システムが、前記特性変換回路に直流電力を出力するという要件であり、前記要件（ii）は、前記特性変換回路の出力電圧がある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大になるように、特性変換制御により、前記特性変換回路の出力電圧－出力電力特性が調整されるという要件であり、前記要件（iii）は、前記特性変換回路が、前記ＤＣＤＣコンバータによりＭＰＰＴ制御されるという要件であり、前記要件（iv）は、前記特性変換回路が、前記ダイオードを介して前記ＤＣＤＣコンバータへと直流電力を出力するという要件である、
前記電力取出方法は、
前記電力システムの運転モードが重畳モードであるときに、前記複数の分散システムのうちの少なくとも２つが特定出力状態をとることを含み、
前記電力システムは、
前記ＤＣＤＣコンバータを含むパワーステーションと、
前記パワーステーションから電力が入力される特定負荷と、
をさらに備え、
前記電力取出方法は、
各分散システムが前記特定出力状態において前記ＤＣＤＣコンバータへと出力する電力の平均を単位電力と定義したとき、前記パワーステーションへの入力電力から前記特定負荷の要求電力を差し引いた差分が０以上かつ前記単位電力未満となるように、前記特定出力状態をとる前記分散システムの個数を調整することを含む、
電力取出方法。