JP7390584B2 - 電力変換システム、分散電源システム、及び負荷制御システム - Google Patents

Description

本開示は、電力変換システム、分散電源システム、及び負荷制御システムに関する。より詳細には、本開示は、系統電源及び分散電源の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する負荷を制御する負荷制御システムを備える電力変換システム、分散電源システム、及び負荷制御システムに関する。

特許文献１は、貯湯タンクの水を加熱するヒートポンプ装置と、給湯用水を加熱する燃焼式加熱装置とを備える給湯システムを開示する。この給湯システムは、電源調整器（電力変換装置）と、制御手段とを更に備えている。電源調整器は、ヒートポンプ装置（負荷）の電源を、商用電源（系統電源）、太陽光発電装置、及び、蓄電装置の１つ、または２以上を含む組み合わせ、に切り替える。制御手段は、太陽光発電装置からヒートポンプ装置へ供給可能な電力及び蓄電装置の蓄電量に応じて、商用電源、太陽光発電装置、及び、蓄電装置の１つ、または２以上を含む組み合わせ、をヒートポンプ装置の電源の候補として選択している。

特開２０１６－８０２４８号公報

ところで、制御手段が、商用電源の停電中に、蓄電装置をヒートポンプ装置の電源の候補として選択する場合、ヒートポンプ装置の定格消費電力は一般的な家庭用電気機器に比べて大きいため、蓄電装置の蓄電量が意図せずに低下する可能性がある。

本開示の目的は、電力変換装置が自立運転状態で動作中に負荷の消費電力又は消費電力量を低減可能な電力変換システム、分散電源システム、及び負荷制御システムを提供することにある。

本開示の一態様の電力変換システムは、負荷制御システムと、分散電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、を備える。前記負荷制御システムは、前記電力変換装置、及び、系統電源の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する負荷を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記電力変換装置が自立運転状態で動作中であることを検知した場合、前記負荷の動作モードを、前記系統電源から供給される交流電力で動作する第１動作モードよりも消費電力が低い又は消費電力量が少ない第２動作モードに制御する。前記分散電源は、蓄電池を含む。前記負荷は、第２負荷と、前記第２負荷より定格消費電力の大きい第１負荷と、を含む。前記制御部は、前記自立運転状態で前記第１負荷及び前記第２負荷が動作するとき、所定の解除条件が成立していない場合は、前記第１負荷の動作モードを前記第２動作モードに制御し、前記所定の解除条件が成立している場合は、前記第１負荷の動作モードを前記第１動作モードに制御する。前記第１負荷は、ヒートポンプ給湯器である。前記所定の解除条件は、ヒートポンプ給湯器が有する貯湯タンクの湯量が所定の設定湯量以下であるという条件である。

本開示の一態様の分散電源システムは、前記電力変換システムと、前記分散電源と、を備える。前記電力変換装置の運転状態は連系運転状態と前記自立運転状態とを含む。前記電力変換装置は、前記連系運転状態では前記系統電源と連系して前記負荷に交流電力を供給し、前記自立運転状態では前記負荷に単独で交流電力を供給する。

本開示の一態様の負荷制御システムは、分散電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置、及び、系統電源の少なくとも一方から電力供給を受けて動作するヒートポンプ給湯器を制御する制御部を備える。前記制御部は、前記電力変換装置が自立運転状態で動作中であることを検知し、かつ、所定の解除条件が成立していない場合は、前記ヒートポンプ給湯器の動作モードを、前記系統電源から供給される交流電力で動作する第１動作モードから動作を休止させる第２動作モードに制御し、前記電力変換装置が自立運転状態で動作中であることを検知し、かつ、前記所定の解除条件が成立している場合は、前記ヒートポンプ給湯器の動作モードを前記第１動作モードに制御する。前記所定の解除条件は、前記ヒートポンプ給湯器が有する貯湯タンクの湯量が所定の設定湯量以下であるという条件である。

本開示によれば、電力変換装置が自立運転状態で動作中に負荷の消費電力又は消費電力量を低減可能な電力変換システム、分散電源システム、及び負荷制御システムを提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る負荷制御システム及びそれを用いる分散電源システムの概略的なブロック図である。 図２は、同上の負荷制御システム、それを用いる電力変換システムの電力変換装置、及び負荷の動作を説明するシーケンス図である。

（実施形態）
（１）概要
本実施形態の負荷制御システム１は、図１に示すように、施設１００において使用される負荷７（本実施形態では第１負荷７１と第２負荷７２とを含む）を制御するために用いられる。この負荷制御システム１は、例えば、戸建て住宅又は集合住宅の住戸等の施設１００に設置されて使用される。なお、負荷制御システム１が設置される施設１００は、戸建て住宅又は集合住宅の各住戸に限定されない。負荷制御システム１は、非住宅の建物（例えば、工場、商業用ビル、オフィスビル、病院、学校等）に設置されてもよい。

本実施形態の負荷制御システム１は、図１に示すように、負荷（第１負荷７１）を制御する制御部１１を備える。負荷（第１負荷７１）は、分散電源５から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置３、及び、系統電源２の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する。制御部１１は、電力変換装置３が自立運転状態で動作中であることを検知した場合、負荷（第１負荷７１）の動作モードを、系統電源２から供給される交流電力で動作する第１動作モードよりも消費電力が低い又は消費電力量が少ない第２動作モードに制御する。

ここにおいて、分散電源５は、系統電源２と連系して負荷（第１負荷７１）に電力を供給する電源であり、本実施形態では蓄電池５１及び太陽光発電システム５２を含む。なお、分散電源５は蓄電池５１及び太陽光発電システム５２に限定されず、燃料電池、風力発電システム、又は小水力発電システム等を含んでもよい。

電力変換装置３の動作状態は、連系運転状態と、自立運転状態とを少なくとも含む。連系運転状態とは、分散電源５から供給される直流電力を交流電力に変換し、系統電源２と連系して負荷７に電力を供給したり、系統電源２に交流電力を逆潮流したりする動作状態である。自立運転状態とは、例えば系統電源２が停電している停電状態で、電力変換装置３が、分散電源５から供給される直流電力を交流電力に変換し、電力変換装置３が単独で負荷７に電力を供給する動作状態である。

施設１００で使用される負荷７は、第１負荷７１と、第２負荷７２とを含む。第１負荷７１は、第２負荷７２に比べて定格消費電力が大きな負荷を含み、この種の負荷としてはヒートポンプ給湯器、ＩＨ加熱調理器具、エアコンディショナ、又は冷凍冷蔵庫等がある。第１負荷７１は、制御部１１によって動作モードが第１動作モード及び第２動作モードのいずれかに制御される負荷である。第２動作モードは、系統電源２から供給される交流電力で第１負荷７１が動作する場合の第１動作モードに比べて、消費電力が低い又は消費電力量が少ない動作モードである。

第２動作モードは、例えば、第１動作モードでの消費電力よりも消費電力が抑制された状態で動作する低電力動作状態を含み得る。負荷（第１負荷７１）がヒートポンプ給湯器である場合、低電力動作状態は、例えば、第１動作モードに比べて沸き上げ温度、又は沸き上げ湯量等を低めに設定することによって、第１動作モードに比べて消費電力が抑制された動作モードである。負荷（第１負荷７１）が、消費電力を調節可能なＩＨ加熱調理器具である場合、第２動作モードは、第１動作モードに比べて消費電力が制限された状態で使用される動作モードである。負荷（第１負荷７１）が、複数口の加熱部を有するＩＨ加熱調理器具である場合、第２動作モードは、複数口の加熱部の一部を使用停止にした動作状態であってもよい。

また、第２動作モードは、負荷（第１負荷７１）が動作を休止する休止状態を含み得る。負荷がヒートポンプ給湯器である場合、休止状態は、貯湯タンク内の湯水を加熱する動作は行わず、例えばヒートポンプ給湯器の制御部のみに電力を供給する状態であり、低電力動作状態に比べて更に消費電力が低い動作モードである。

また、第２動作モードは、第１動作モードでの消費電力量よりも消費電力量が少ない動作モードであってもよい。負荷（第１負荷７１）がヒートポンプ給湯器である場合、沸き上げる湯量を少なくしたり、沸き上げの温度を低めに設定したりすることで、第２動作モードを、沸き上げ動作が終了するまでの消費電力量を第１動作モードよりも少なくした動作モードとしてもよい。つまり、第２動作モードは、第１動作モードと瞬時の消費電力は変えずに、例えば動作時間を短くすることで消費電力量を少なくした動作モードであってもよい。 また、第２負荷７２は、第１負荷７１に比べて定格消費電力が低い負荷であり、この種の負荷としては、例えば照明器具等を含む。

制御部１１は、電力変換装置３が自立運転状態で動作中であることを検知した場合、負荷（第１負荷７１）の動作モードを第２動作モードに制御している。これにより、電力変換装置３が自立運転状態で動作中である場合は、負荷（第１負荷７１）の動作モードが第２動作モードに制御されるので、電力変換装置３が自立運転状態で動作中に負荷（第１負荷７１）の消費電力又は消費電力量を低減可能である。したがって、自立運転状態において電力変換装置３が蓄電池５１から入力される直流電力を交流電力に変換して負荷（第１負荷７１）に供給する場合は、蓄電池５１の蓄電容量が意図せずに低下してしまう可能性を低減できるという利点がある。

（２）詳細
以下、本実施形態の負荷制御システム１、及び、それを備える電力変換システム４並びに分散電源システム６について図１を参照しながら説明する。

（２．１）構成
施設１００には、負荷制御システム１と、電力変換装置３と、分電盤８と、複数の負荷７と、切替器２０と、停電検知部２１とが設けられている。また、施設１００には、分散電源５として、蓄電池５１と、太陽光発電システム５２とが設けられている。

以下、各部の構成について説明する。

負荷７は、施設１００において使用される電気機器であり、第１負荷７１と第２負荷７２とを含む。

第１負荷７１は、負荷制御システム１が動作モードを制御可能な負荷である。第１負荷７１は、第２負荷７２に比べて、定格消費電力が大きい負荷である。第１負荷７１の動作モードは、系統電源２から交流電力の供給を受けて動作する場合の第１動作モードと、第１動作モードよりも消費電力が低い第２動作モードとを含む。なお、第２動作モードは、第１動作モードよりも消費電力量が少ない動作モードであってもよく、また第１動作モードよりも消費電力が低くかつ消費電力量が少ない動作モードであってもよい。第１負荷７１は、負荷制御システム１から入力される制御信号Ｓ４に基づいて、第１動作モード及び第２動作モードのいずれかの動作モードで動作する。なお、第１負荷７１は、負荷制御システム１から制御信号Ｓ４が入力されない場合、第１動作モード（消費電力及び消費電力量が抑制されていない動作モード）で動作する。換言すれば、負荷制御システム１は、第１負荷７１を第１制御モード及び第２制御モードのいずれかの動作モードに切り替えて動作させることができる。

本実施形態では、第１負荷７１が、例えば自然冷媒ヒートポンプ給湯器である場合について説明を行う。つまり、本実施形態では、制御部１１によって動作モードが制御される負荷（第１負荷７１）が、ヒートポンプ給湯器を含んでいる。自然冷媒ヒートポンプ給湯器は、熱交換器の冷媒として二酸化炭素等の自然冷媒を用い、熱交換器を用いて貯湯タンクに溜められた湯水を加熱し、貯湯タンクに溜められた湯水を給湯負荷に供給する。この第１負荷７１は、第１負荷７１の動作時間帯を設定するための設定部７１１を有している。第１負荷７１のユーザが設定部７１１を用いて動作時間帯を設定すると、第１負荷７１は、設定部７１１によって設定された動作時間帯に動作する。例えば、ヒートポンプ給湯器は、他の時間帯に比べて電力単価が安価である深夜時間帯などに、貯湯タンク内の湯水を沸かすような使い方で使用される。設定部７１１によって動作時間帯が深夜時間帯に設定されている場合、第１負荷７１は、設定部７１１によって設定された動作時間帯になると、貯湯タンク内の湯水を加熱する加熱動作を自動的に開始する。なお、第１負荷７１は、ヒートポンプ給湯器に限定されず、ＩＨ加熱調理器具、エアコンディショナ、又は冷凍冷蔵庫等でもよい。

第２負荷７２は、施設１００において使用される負荷７のうち第１負荷７１以外の負荷であり、例えばテレビジョン受像機、掃除機、洗濯機等を含む。

切替器２０は、系統電源２及び電力変換装置３と、分電盤８との間に電気的に接続されている。切替器２０は、分散電源システム６のユーザが、系統電源２の停電状態において、電力変換装置３から負荷７に交流電力を供給するバックアップ給電の有無を切り替えるために使用される。ユーザが切替器２０を用いてバックアップ給電無しに切り替えると、系統電源２の停電時には、電力変換装置３からも負荷７に交流電力が供給されないため、負荷７は動作を停止する。一方、ユーザが切替器２０を用いてバックアップ給電有りに切り替えると、系統電源２の停電時には電力変換装置３から切替器２０及び分電盤８を介して負荷７に交流電力が供給されるので、施設１００内の負荷７を動作させることができる。なお、本実施形態ではユーザが切替器２０を用いてバックアップ給電の有無を手動で切り替えているが、例えば、負荷制御システム１の制御部１１が、切替器２０を制御して、バックアップ給電の有無を自動的に切り替えてもよい。負荷制御システム１の制御部１１は、分散電源５から供給可能な電力量（例えば、蓄電池５１の蓄電残量、又は、太陽光発電システム５２の発電電力等）等に基づいて、バックアップ給電の有無を自動的に切り替えてもよい。

電力変換装置３には、分散電源５として蓄電池５１と太陽光発電システム５２とが電気的に接続されている。電力変換装置３は、蓄電池５１及び太陽光発電システム５２から供給される直流電力を交流電力に変換し、切替器２０を介して分電盤８に交流電力を出力したり、系統電源２に交流電力を出力（逆潮流）したりする。また、電力変換装置３は、太陽光発電システム５２から出力される直流電圧の電圧値を変換して蓄電池５１を充電する。なお、電力変換装置３は、系統電源２から切替器２０を介して供給される交流電力を直流電力に変換して、蓄電池５１を充電してもよい。

電力変換装置３に接続される蓄電池５１は、例えば、リチウムイオン蓄電池、又は、ニッケル水素蓄電池などを含む。電力変換装置３に接続される蓄電池５１には、蓄電容量が互いに異なる複数種類の蓄電池５１がある。ユーザは、複数種類の蓄電池５１の中から所望の蓄電容量の蓄電池５１を選択して電力変換装置３に接続すればよい。また、蓄電池５１の蓄電容量を増やしたい場合、ユーザは、電力変換装置３に接続されている蓄電池５１を、蓄電容量が大きい蓄電池５１に交換したり、別の蓄電池５１を後付けしたりすることで、蓄電池５１の蓄電容量を増やしてもよい。電力変換装置３に接続される蓄電池５１の蓄電容量を増やすことで、蓄電池５１から供給される直流電力によってより多くの負荷７に電力を供給することが可能になり、本実施形態では、自立運転状態において電力変換装置３が全ての負荷７に電力を供給している。

分電盤８は、系統電源２又は電力変換装置３から切替器２０を介して供給される交流電力を、分岐回路に電気的に接続されている負荷７及び負荷制御システム１に供給する。つまり、負荷制御システム１（制御部１１を含む）は、電力変換装置３及び系統電源２の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する。

停電検知部２１は、系統電源２の停電状態を検知する。停電検知部２１は、系統電源２から入力される交流電圧の電圧レベルに応じた電圧信号Ｓ１を監視することで、系統電源２が停電しているか否かを検知する。停電検知部２１は、例えば電圧信号Ｓ１のピーク値が所定の閾値を下回ると、系統電源２が停電していると判断し、系統電源２の停電状態を示す停電情報を含む停電通知信号Ｓ２を負荷制御システム１の制御部１１に出力する。

負荷制御システム１は、制御部１１と、操作部１２とを含む。負荷制御システム１は、例えば、施設１００で使用されるエネルギーを管理するエネルギー管理システム（Energy Management System）のコントローラによって実現される。負荷制御システム１は、メモリ及びプロセッサを含むコンピュータシステムを主構成とする。すなわち、コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、プロセッサが実行することにより、負荷制御システム１の各機能（制御部１１及び操作部１２の機能）が実現される。プログラムはメモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

操作部１２は、例えば液晶ディスプレイのような表示装置の表面に設けられたタッチパネルを含む。操作部１２は、ユーザの操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作信号Ｓ３を制御部１１に出力する。なお、操作部１２はタッチパネルに限定されず、メカニカルのスイッチ等で構成されてもよい。

制御部１１は、例えば、第１負荷７１の動作モードを制御する。制御部１１は、交流電力の供給を受けて動作を開始すると、停電検知部２１から停電の検知結果を取得し、停電の検知結果に基づいて電力変換装置３が自立運転状態で動作中であるか否かを判断する。

制御部１１は、停電検知部２１から停電通知信号Ｓ２が入力されなかった場合、電力変換装置３が連系運転状態であると判断し、第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに制御する動作は行わない。したがって、第１負荷７１が系統電源２から交流電力の供給を受けて動作する場合、第１負荷７１は第１動作モード（消費電力及び消費電力量が抑制されていない動作モード）で動作する。

制御部１１は、停電検知部２１から停電通知信号Ｓ２が入力された場合、系統電源２が停電中で電力変換装置３が自立運転状態であると判断し、動作モードを第２動作モードに制御する制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力する。第１負荷７１は、動作モードを第２動作モードに制御する制御信号Ｓ４を制御部１１から受け取ると、第１動作モードに比べて消費電力又は消費電力量が抑制された第２動作モードで動作する。

制御部１１は、第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに制御している状態で、所定の解除条件が成立したと判断すると、動作モードを第１動作モードに制御する制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力する。第１負荷７１は、この制御信号Ｓ４を受け取ると、第２動作モードを解除して、第１動作モードで動作するので、消費電力及び消費電力量が抑制されていない状態で動作することができる。ここで、「所定の解除条件」とは、例えば、第１負荷７１であるヒートポンプ給湯器が有する貯湯タンクの湯量が所定の設定湯量以下であるという条件を含む。貯湯タンクの湯量が設定湯量以下であれば、貯湯タンク内の湯水を設定温度まで加熱するのに必要な電力は、設定湯量を超える量の湯水を設定温度まで沸かすのに必要な所要電力以下になり、蓄電池５１の蓄電容量の低下は上記の所要電力に応じた低下量以下に抑えられる。したがって、貯湯タンクの湯量が所定の閾値以下であるという条件が成立する場合には、制御部１１が、第１負荷７１の動作モードを第１動作モードに制御する制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力して、第１負荷７１を第１動作モードで動作させる。これにより、蓄電池５１の蓄電容量が大幅に減少するのを抑制しながらも、第１負荷７１を、消費電力及び消費電力量が抑制されていない第１動作モードで動作させることができる。

なお、制御部１１は、操作部１２から入力される操作信号Ｓ３に基づいて、第１負荷７１の動作モードを制御する制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力してもよい。例えば、操作部１２が、動作モードを第１動作モード又は第２動作モードに切り替えるユーザの操作入力を受け付けると、操作入力に応じた操作信号Ｓ３を制御部１１に出力する。制御部１１は、操作部１２から入力される操作信号Ｓ３に基づいて、動作モードを第１動作モード又は第２動作モードに制御する制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力し、第１負荷７１を第１動作モード又は第２動作モードで動作させる。これにより、制御部１１は、ユーザの操作に応じた動作モードで第１負荷７１を動作させることができる。ここにおいて、上記の解除条件は、操作部１２から動作モードを第１動作モードに制御するという操作信号Ｓ３を受け付けるという条件を含んでもよい。この場合、第２動作モードを解除するユーザの操作に応じて、制御部１１が、第１負荷７１の動作モードを第１動作モードに制御することができる。

ここにおいて、本実施形態の電力変換システム４は、負荷制御システム１と、上述の電力変換装置３とを備える。分散電源５は蓄電池５１を含む。電力変換装置３は、例えば太陽光発電システム５２から出力される直流電圧の電圧値を変換して蓄電池５１を充電する。なお、電力変換装置３は、系統電源２から切替器２０を介して入力される交流電力を直流電力に変換して蓄電池５１を充電してもよい。

また、本実施形態の分散電源システム６は、上記の電力変換システム４と、分散電源５とを備える。電力変換装置３の運転状態は連系運転状態と自立運転状態とを含む。電力変換装置３は、連系運転状態では系統電源２と連系して負荷７に交流電力を供給し、自立運転状態では負荷７に単独で交流電力を供給する。

（２．２）動作
本実施形態の負荷制御システム１、及び、それを備える電力変換システム４並びに分散電源システム６の動作について図２を参照しながら説明する。

系統電源２から交流電力が供給されている状態では、系統電源２と電力変換装置３とが連系して負荷７に交流電力を供給し、負荷７（第１負荷７１及び第２負荷７２）は電力の供給を受けて動作する。また、系統電源２と電力変換装置３とが連系して負荷制御システム１に交流電力を供給しており、負荷制御システム１も、交流電力の供給を受けて動作する。

負荷７及び負荷制御システム１が動作中に系統電源２の停電が発生すると（ＳＴ１）、負荷制御システム１、第１負荷７１、及び第２負荷７２が動作を停止する（ＳＴ２，ＳＴ４，ＳＴ５）。また、電力変換装置３は、系統電源２から切替器２０を介して入力される交流電圧に基づいて、系統電源２の停電を検知すると、電力変換動作を停止（つまり充放電を停止）する（ＳＴ３）。

電力変換装置３は、系統電源２の停電時に自立運転を自動で開始するか手動で開始するかをユーザが切り替えるための切替スイッチと、ユーザによる自立運転の開始操作を受け付けるための開始スイッチとを備えている。電力変換装置３は、系統電源２の停電を検知すると、切替スイッチの切替状態を確認し、自立運転を自動で開始するか手動で開始するかを判断する。

ここで、切替スイッチにより自立運転を自動で開始するように設定されている場合、電力変換装置３は自立運転を自動で開始する（ＳＴ６）。電力変換装置３は、蓄電池５１又は太陽光発電システム５２から供給される直流電力を交流電力に変換し、切替器２０及び分電盤８を介して負荷制御システム１、第１負荷７１、及び第２負荷７２に交流電力を供給する（ＳＴ９，ＳＴ１０，ＳＴ１１）。

切替スイッチにより自立運転を手動で開始するように設定されている場合、電力変換装置３は、開始スイッチが開始操作を受け付けたか否かを判断する。ここで、ユーザが開始スイッチを操作すると（ＳＴ７）、電力変換装置３は自立運転を開始する（ＳＴ８）。電力変換装置３は、蓄電池５１又は太陽光発電システム５２から供給される直流電力を交流電力に変換し、切替器２０及び分電盤８を介して負荷制御システム１、第１負荷７１、及び第２負荷７２に交流電力を供給する（ＳＴ９，ＳＴ１０，ＳＴ１１）。

電力変換装置３が自立運転を開始し、電力変換装置３から交流電力が供給されると、負荷制御システム１、第１負荷７１、及び第２負荷７２はそれぞれ動作を開始する（ＳＴ１２，ＳＴ１３，ＳＴ１４）。

ここで、負荷制御システム１の制御部１１は、電力供給を受けて動作を開始すると、停電検知部２１が系統電源２の停電を検知したか否かを確認する。負荷制御システム１の制御部１１が、停電検知部２１から停電情報を含む停電通知信号Ｓ２を取得すると（ＳＴ１５）、系統電源２が停電中に電力変換装置３が自立運転状態で動作中であると判断する。制御部１１は、第２負荷７２に比べて定格消費電力が大きい第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに制御する。制御部１１は、動作モードを第２動作モードに制御する制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力し（ＳＴ１６）、第１負荷７１の動作モードを第２モードとする（ＳＴ１７）。ここで、第２動作モードは、第１負荷７１が動作を休止する休止状態でもよいし、第１負荷７１が第１動作モードに比べて消費電力が低い状態で動作する低電力動作状態でもよい。また、第２動作モードは、第１負荷７１が第１動作モードに比べて消費電力量が少ない状態で動作する動作モードであってもよい。

このように、本実施形態では、制御部１１は、電力変換装置３が自立運転状態で動作中であることを検知したことをもって、負荷（第１負荷７１）の動作モードを第２動作モードに制御する。換言すれば、制御部１１は、電力変換装置３が自立運転状態で動作中であるとの条件が成立すれば、他の条件には関係無く、第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに制御する。さらに言えば、制御部１１は、電力供給を受けて動作している場合に、系統電源２の停電状態を示す停電情報を取得することをもって、電力変換装置３が自立運転状態で動作中であることを検知する。つまり、系統電源２が停電中に制御部１１が動作していれば、制御部１１は電力変換装置３から電力供給を受けて動作していると判断できるので、制御部１１は、電力変換装置３と通信を行うことなく、電力変換装置３が自立運転状態で動作中であると判断する。なお、制御部１１は、電力供給を受けて動作を開始すると、電力変換装置３と適宜の通信手段で通信を行うことで、電力変換装置３の運転状態を取得してもよく、電力変換装置３が自立運転状態であることを電力変換装置３から直接取得してもよい。

制御部１１は、第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに制御すると、所定の解除条件が成立したか否かを判断する。所定の解除条件は、例えば、第１負荷７１であるヒートポンプ給湯器の貯湯タンク内の湯量が所定の設定湯量以下であるという条件である。制御部１１は、この解除条件が成立したと判断すると（ＳＴ１８）、動作モードを第１動作モードに制御する制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力し（ＳＴ１９）、第１負荷７１の動作モードを第１モードとする（ＳＴ２０）。

このように、制御部１１は、停電時に電力変換装置３から交流電力が供給されると、第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに即座に切り替えている。したがって、負荷制御システム１の制御部１１は、第１負荷７１が第１動作モードで一旦起動した後に第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに切り替える場合に比べて、第１負荷７１の消費電力又は消費電力量を更に低減することができる。なお、第１負荷７１がＩＨ加熱調理器具の場合、停電時に電力変換装置３が交流電力の供給を開始した時点ではＩＨ加熱調理器具は必ずしも起動せず、ユーザがＩＨ加熱調理器具を使用するタイミングで動作を開始する。制御部１１は、第１負荷７１の消費電力を監視することで第１負荷７１が起動したか否かを監視する。制御部１１は、電力変換装置３が自立運転状態で動作中に、ＩＨ加熱調理器具のような第１負荷７１が起動したことを検知すると、第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに制御する制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力する。これにより、制御部１１は、系統電源２の停電後に第１負荷７１が使用されるタイミングで、第１負荷７１の動作モードを第２動作モードに制御することができ、第１負荷７１の消費電力又は消費電力量を抑制することができる。

また、制御部１１は、負荷（第１負荷７１）の動作モードを第２動作モードに制御している状態で、所定の解除条件が成立すると、負荷（第１負荷７１）の動作モードを第１動作モードに制御する。制御部１１は、解除条件が成立すると負荷（第１負荷７１）を自動的に第１動作モードで動作させており、負荷（第１負荷７１）を消費電力及び消費電力量が抑制されていない第１モードで動作させることができる。

なお、第２動作モードを解除する解除条件は、操作部１２が、ユーザによる第２動作モードの解除操作を受け付けるという条件を含んでもよい。操作部１２がユーザによる解除操作に応じた操作信号Ｓ３を制御部１１に出力すると、制御部１１が、第１負荷７１を第１動作モードで動作させる制御信号Ｓ４を第１負荷７１に出力し、第１負荷７１が第１動作モードで動作する。これにより、ユーザの操作によって、第１負荷７１の動作モードを第２動作モードから第１動作モードに切り替えることができる。

（３）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、負荷制御システム１と同様の機能は、負荷制御方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る負荷制御方法は、負荷（第１負荷７１）を制御する制御処理を含む。負荷（第１負荷７１）は、分散電源５（蓄電池５１及び太陽光発電システム５２）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置３、及び、系統電源２の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する。制御処理では、電力変換装置３が自立運転状態で動作中であることを検知した場合、負荷（第１負荷７１）の動作モードを、系統電源２から供給される交流電力で動作する第１動作モードよりも消費電力が低い又は消費電力量が少ない第２動作モードに制御する。一態様に係る（コンピュータ）プログラムは、１以上のプロセッサに、上記の負荷制御方法を実行させるためのプログラムである。

以下、上記の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

本開示における負荷制御システム１、電力変換システム４、及び分散電源システム６は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における負荷制御システム１、電力変換システム４、及び分散電源システム６としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

また、負荷制御システム１、電力変換システム４、及び分散電源システム６における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることは負荷制御システム１、電力変換システム４、及び分散電源システム６に必須の構成ではない。負荷制御システム１、電力変換システム４、及び分散電源システム６の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、負荷制御システム１、電力変換システム４、及び分散電源システム６の少なくとも一部の機能、例えば、負荷制御システム１、電力変換システム４、及び分散電源システム６の一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様の負荷制御システム（１）は、負荷（７１）を制御する制御部（１１）を備える。負荷（７１）は、分散電源（５）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置（３）、及び、系統電源（２）の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する。制御部（１１）は、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中であることを検知した場合、負荷（７１）の動作モードを、系統電源（２）から供給される交流電力で動作する第１動作モードよりも消費電力が低い又は消費電力量が少ない第２動作モードに制御する。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中に負荷（７１）の消費電力又は消費電力量を低減可能な負荷制御システム（１）を提供できる。

第２の態様の負荷制御システム（１）では、第１の態様において、負荷（７１）は、動作時間帯を設定するための設定部（７１１）を有する。負荷（７１）は、設定部（７１１）によって設定された動作時間帯に動作する。

この態様によれば、設定部（７１１）で設定された動作時間帯に動作するような負荷（７１）であっても、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中は、第２動作モードで動作させることによって、負荷（７１）の消費電力又は消費電力量を低減できる。

第３の態様の負荷制御システム（１）では、第１又は第２の態様において、制御部（１１）は、負荷（７１）の動作モードを第２動作モードに制御している状態で、所定の解除条件が成立すると、負荷（７１）の動作モードを第１動作モードに制御する。

この態様によれば、解除条件が成立すると、負荷（７１）を消費電力及び消費電力量が抑制されていない第１動作モードで動作させることができる。

第４の態様の負荷制御システム（１）では、第１～第３のいずれかの態様において、負荷（７１）は、ヒートポンプ給湯器を含む。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中は、ヒートポンプ給湯器の消費電力又は消費電力量を低減することができる。

第５の態様の負荷制御システム（１）では、第１～第４のいずれかの態様において、制御部（１１）は、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中であることを検知したことをもって、負荷（７１）の動作モードを第２動作モードに制御する。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中に負荷（７１）の消費電力又は消費電力量を低減可能な負荷制御システム（１）を提供できる。

第６の態様の負荷制御システム（１）では、第１～第５のいずれかの態様において、制御部（１１）は、電力変換装置（３）及び系統電源（２）の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する。制御部（１１）は、電力供給を受けて動作している場合に、系統電源（２）の停電状態を示す停電情報を取得することをもって、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中であることを検知する。

この態様によれば、制御部（１１）は、電力変換装置（３）と通信を行うことなく、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中であることを検知することができる。

第７の態様の負荷制御システム（１）では、第１～第６のいずれかの態様において、第２動作モードは、負荷（７１）が動作を休止する休止状態を含む。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中は、負荷（７１）を休止状態とすることで、負荷（７１）の消費電力及び消費電力量を低減できる。

第８の態様の負荷制御システム（１）では、第１～第６のいずれかの態様において、第２動作モードは、負荷（７１）が、第１動作モードでの消費電力よりも消費電力が抑制された状態で動作する低電力動作状態を含む。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中は、負荷（７１）を低電力動作状態とすることで、負荷（７１）の消費電力を低減できる。

第９の態様の電力変換システム（４）は、第１～第６のいずれかの態様において、第２動作モードは、負荷（７１）が、第１動作モードで動作する場合の消費電力量よりも消費電力量が少ない動作モードである。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中に、負荷（７１）の消費電力量を低減できる。

第１０の態様の電力変換システム（４）は、第１～第９のいずれかの態様の負荷制御システム（１）と、電力変換装置（３）と、を備える。分散電源（５）は、蓄電池（５１）を含む。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中に負荷（７１）の消費電力又は消費電力量を低減可能な電力変換システム（４）を提供できる。

第１１の態様の分散電源システム（６）は、第１０の態様の電力変換システム（４）と、分散電源（５）と、を備える。電力変換装置（３）は、分散電源（５）から供給される直流電力を交流電力に変換し、系統電源（２）と連系して負荷（７１）に交流電力を供給する。電力変換装置（３）の運転状態は連系運転状態と自立運転状態とを含む。電力変換装置（３）は、連系運転状態では系統電源（２）と連系して負荷（７１）に交流電力を供給し、自立運転状態では負荷（７１）に単独で交流電力を供給する。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中に負荷（７１）の消費電力又は消費電力量を低減可能な分散電源システム（６）を提供できる。

第１２の態様の負荷制御方法は、負荷（７１）を制御する制御処理を含む。負荷（７１）は、分散電源（５）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置（３）、及び、系統電源（２）の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する。制御処理では、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中であることを検知した場合、負荷（７１）の動作モードを、系統電源（２）から供給される交流電力で動作する第１動作モードよりも消費電力が低い又は消費電力量が少ない第２動作モードに制御する。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中に負荷（７１）の消費電力又は消費電力量を低減可能な負荷制御方法を提供できる。

第１３の態様のプログラムは、１以上のプロセッサに、第１２の態様の負荷制御方法を実行させるためのプログラムである。

この態様によれば、電力変換装置（３）が自立運転状態で動作中に負荷（７１）の消費電力又は消費電力量を低減可能である。

上記態様に限らず、上記の実施形態に係る負荷制御システム（１）の種々の構成（変形例を含む）は、負荷制御方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。

第２～第８の態様に係る構成については、負荷制御システム（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 負荷制御システム
２ 系統電源
３ 電力変換装置
４ 電力変換システム
５ 分散電源
６ 分散電源システム
１１ 制御部
５１ 蓄電池
７１ 第１負荷（負荷）
７１１ 設定部

Claims (11)

1. 負荷制御システムと、
   分散電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、を備え、
   前記負荷制御システムは、前記電力変換装置、及び、系統電源の少なくとも一方から電力供給を受けて動作する負荷を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記電力変換装置が自立運転状態で動作中であることを検知した場合、前記負荷の動作モードを、前記系統電源から供給される交流電力で動作する第１動作モードよりも消費電力が低い又は消費電力量が少ない第２動作モードに制御し、
   前記分散電源は、蓄電池を含み、
   前記負荷は、第２負荷と、前記第２負荷より定格消費電力の大きい第１負荷と、を含み、
   前記制御部は、前記自立運転状態で前記第１負荷及び前記第２負荷が動作するとき、所定の解除条件が成立していない場合は、前記第１負荷の動作モードを前記第２動作モードに制御し、前記所定の解除条件が成立している場合は、前記第１負荷の動作モードを前記第１動作モードに制御し、
   前記第１負荷は、ヒートポンプ給湯器であり、
   前記所定の解除条件は、ヒートポンプ給湯器が有する貯湯タンクの湯量が所定の設定湯量以下であるという条件である、
   電力変換システム。
2. 前記第１負荷は、動作時間帯を設定するための設定部を有し、
   前記第１負荷は、前記設定部によって設定された前記動作時間帯に動作する、
   請求項１に記載の電力変換システム。
3. 前記制御部は、前記電力変換装置が前記自立運転状態で動作中であることを検知したことをもって、前記第１負荷の動作モードを前記第２動作モードに制御する、
   請求項１又は２に記載の電力変換システム。
4. 前記制御部は、前記電力変換装置及び前記系統電源の少なくとも一方から電力供給を受けて動作し、
   前記制御部は、電力供給を受けて動作している場合に、前記系統電源の停電状態を示す停電情報を取得することをもって、前記電力変換装置が前記自立運転状態で動作中であることを検知する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換システム。
5. 前記第２動作モードは、前記第１負荷が動作を休止する休止状態を含む、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
6. 前記第２動作モードは、前記第１負荷が、前記第１動作モードでの消費電力よりも消費電力が抑制された状態で動作する低電力動作状態を含む、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
7. 前記第２動作モードは、前記第１負荷が、前記第１動作モードで動作する場合の消費電力量よりも消費電力量が少ない動作モードである、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換システム。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の電力変換システムと、
   前記分散電源と、を備え、
   前記電力変換装置の運転状態は連系運転状態と前記自立運転状態とを含み、
   前記電力変換装置は、前記連系運転状態では前記系統電源と連系して前記負荷に交流電力を供給し、前記自立運転状態では前記負荷に単独で交流電力を供給する、
   分散電源システム。
9. 分散電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置、及び、系統電源の少なくとも一方から電力供給を受けて動作するヒートポンプ給湯器を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記電力変換装置が自立運転状態で動作中であることを検知し、かつ、所定の解除条件が成立していない場合は、前記ヒートポンプ給湯器の動作モードを、前記系統電源から供給される交流電力で動作する第１動作モードから動作を休止させる第２動作モードに制御し、
   前記電力変換装置が自立運転状態で動作中であることを検知し、かつ、前記所定の解除条件が成立している場合は、前記ヒートポンプ給湯器の動作モードを前記第１動作モードに制御し、
   前記所定の解除条件は、前記ヒートポンプ給湯器が有する貯湯タンクの湯量が所定の設定湯量以下であるという条件である、
   負荷制御システム。
10. 前記ヒートポンプ給湯器は、動作時間帯を設定するための設定部を有し、
    前記ヒートポンプ給湯器は、前記設定部によって設定された前記動作時間帯に動作し、
    前記制御部は、前記設定部で設定された前記動作時間帯であっても、自立運転状態で動作中であることを検出した場合に前記第１動作モードから前記第２動作モードに制御する、
    請求項９に記載の負荷制御システム。
11. 前記制御部は、前記電力変換装置が前記自立運転状態で動作中であることを検知したことをもって、前記ヒートポンプ給湯器の動作モードを前記第２動作モードに制御する、
    請求項９又は１０に記載の負荷制御システム。

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