JP7414038B2 - パワーコンディショナ - Google Patents

Description

本開示は、自然エネルギーを利用する電源により供給された電力を変換するパワーコンディショナに関する。

パワーコンディショナでは、しばしば、自然エネルギーを利用する電源の発電電力に基づいて電力変換動作が行われ、変換された電力が負荷装置に供給される。例えば、特許文献１には、太陽光発電の発電電力を変換する電力制御装置が開示されている。

特開２０１４－１３１４２５号公報

パワーコンディショナでは、自然エネルギーを利用する電源の発電電力を有効に活用することが望まれており、発電電力のさらなる有効な活用が期待されている。

発電電力を有効に活用することができるパワーコンディショナを提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態におけるパワーコンディショナは、昇圧コンバータと、直流バスと、双方向コンバータと、第１の検出部と、制御部とを備えている。昇圧コンバータは、自然エネルギーを利用する電源に接続され、電源により生成された電力に基づいて電力変換を行うことにより直流電力を生成可能なものである。直流バスは、昇圧コンバータおよび負荷に接続され、昇圧コンバータから供給された直流電力を負荷へ伝えることが可能なものである。双方向コンバータは、直流バスおよび蓄電池に接続され、直流バスと蓄電池との間で電力変換を行うことにより蓄電池を充電しあるいは蓄電池を放電することが可能なものである。第１の検出部は、蓄電池が充電状態であるか放電状態であるかを検出するとともに、蓄電池が放電状態である場合に蓄電池の放電量を検出することが可能なものである。制御部は、昇圧コンバータおよび双方向コンバータの動作を制御することにより直流バスのバス電圧の定電圧制御を行わせることが可能なものである。上記制御部は、 蓄電池が充電状態である場合に、バス電圧を第１の電圧から、第１の電圧よりも高い第２の電圧に切り替え可能であり、蓄電池が放電状態であり、放電量が第１のしきい値より多い場合に、バス電圧を第２の電圧から第１の電圧に切り替え可能である。

本開示の一実施の形態におけるパワーコンディショナによれば、発電電力を有効に活用することができる。

本開示の第１の実施の形態に係るパワーコンディショナの一構成例を表すブロック図である。 図１に示した４つのＤＣ／ＤＣコンバータの一特性例を表す説明図である。 図１に示したパワーコンディショナの一動作例を表す状態遷移図である。 図１に示したパワーコンディショナの一動作例を表す説明図である。 図１に示したパワーコンディショナの一動作例を表す他の説明図である。 図１に示したパワーコンディショナの一動作例を表す他の説明図である。 図１に示したパワーコンディショナの一動作例を表す他の説明図である。 第１の実施の形態の変形例に係るパワーコンディショナの一構成例を表すブロック図である。 第１の実施の形態の他の変形例に係るパワーコンディショナの一構成例を表すブロック図である。 第２の実施の形態に係るパワーコンディショナの一構成例を表すブロック図である。 図８に示したパワーコンディショナの一動作例を表す状態遷移図である。 しきい値と充電率との関係を表す説明図である。 第３の実施の形態に係るパワーコンディショナの一構成例を表すブロック図である。 図１１に示したパワーコンディショナの一動作例を表す状態遷移図である。 第３の実施の形態の変形例に係るパワーコンディショナの一動作例を表す状態遷移図である。 第４の実施の形態に係るパワーコンディショナの一構成例を表すブロック図である。 図１４に示したパワーコンディショナの一動作例を表す状態遷移図である。 第４の実施の形態の変形例に係るパワーコンディショナの一動作例を表す状態遷移図である。 第４の実施の形態の他の変形例に係るパワーコンディショナの一構成例を表すブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態

＜第１の実施の形態＞
［構成例］
図１は、第１の実施の形態に係るパワーコンディショナ（パワーコンディショナ１）の一構成例を表すものである。パワーコンディショナ１は、系統電源８および太陽光発電装置３９に接続される。この例では、系統電源８は３相信号の電源である。なお、これに限定されるものではなく、系統電源８は単相信号の電源であってもよい。太陽光発電装置３９は、例えば、複数の太陽電池モジュールを含み、太陽光の光量に応じて発電することにより直流電力を生成するように構成される。

パワーコンディショナ１は、変圧器１１と、ＡＣ／ＤＣインバータ１２と、昇圧コンバータ１３と、蓄電池１４と、双方向コンバータ１５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４と、制御部１６とを備えている。なお、この図１では、電力供給経路において、電力供給を遮断可能な様々なスイッチの図示を省いたが、適宜挿入することができる。

変圧器１１は、系統電源８から高圧キャビネット９から供給された交流電力を降圧し、降圧された交流電力をＡＣ／ＤＣインバータ１２に供給するように構成される。また、変圧器１１は、逆潮流時において、ＡＣ／ＤＣインバータ１２により生成された交流電力を昇圧し、昇圧された交流電力を、高圧キャビネット９を介して系統電源８に供給することができるようになっている。

ＡＣ／ＤＣインバータ１２は、変圧器１１から供給された交流電力に基づいて、電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給するように構成される。また、ＡＣ／ＤＣインバータ１２は、逆潮流時において、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより交流電力を生成し、生成された交流電力を変圧器１１に供給することができるようになっている。

昇圧コンバータ１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、太陽光発電装置３９により生成された直流電力に基づいて、直流電力を昇圧するように電力変換動作を行うことにより直流電力を生成するように構成される。そして、昇圧コンバータ１３は、生成された直流電力を直流バス１９に供給するようになっている。

昇圧コンバータ１３は、電圧検出部１３Ａと、電力変換部１３Ｂとを有している。電圧検出部１３Ａは、太陽光発電装置３９から供給された直流電力の電圧を検出する電圧センサ、および直流バス１９におけるバス電圧Ｖbusを検出する電圧センサを有する。電力変換部１３Ｂは、太陽光発電装置３９から供給された直流電力に基づいて電力変換動作を行い、生成された直流電力を直流バス１９に供給するように構成される。昇圧コンバータ１３は、制御部１６からの指示に基づいて電力変換動作を行い、電圧検出部１３Ａの検出結果を制御部１６に供給するようになっている。

蓄電池１４は、双方向コンバータ１５から供給された直流電力を蓄電し、あるいは蓄電された直流電力を双方向コンバータ１５に供給するように構成される。

双方向コンバータ１５は、双方向に動作可能なＤＣ／ＤＣコンバータであり、直流バス１９および蓄電池１４に接続される。双方向コンバータ１５は、直流バス１９における直流電力に基づいて、直流電力を降圧するように電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を蓄電池１４に供給することができる。また、双方向コンバータ１５は、蓄電池１４から供給された直流電力に基づいて、直流電力を昇圧するように電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給することができるようになっている。

双方向コンバータ１５は、電圧検出部１５Ａと、電力変換部１５Ｂと、充放電検出部１５Ｃと、充電率検出部１５Ｄとを有している。電圧検出部１５Ａは、蓄電池１４から供給された直流電力の電圧、あるいは蓄電池１４に供給する直流電力の電圧を検出する電圧センサ、および直流バス１９におけるバス電圧Ｖbusを検出する電圧センサを有する。電力変換部１５Ｂは、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行い、あるいは蓄電池１４から供給された直流電力に基づいて電力変換動作を行うように構成される。充放電検出部１５Ｃは、蓄電池１４の充電量および放電量を検出するように構成される。具体的には、充放電検出部１５Ｃは、双方向コンバータ１５が蓄電池１４に電力を供給している場合には、蓄電池１４に充電される充電量を検出し、蓄電池１４が双方向コンバータ１５に電力を供給している場合には、蓄電池１４から放電される放電量を検出するようになっている。充電量は、充電電力であってもよいし、充電電流であってもよい。同様に、放電量は、放電電力であってもよいし、放電電流であってもよい。充電率検出部１５Ｄは、蓄電池１４の充電率（ＳＯＣ；State of Charge）を検出するように構成される。双方向コンバータ１５は、制御部１６からの指示に基づいて電力変換動作を行い、電圧検出部１５Ａ、充放電検出部１５Ｃ、および充電率検出部１５Ｄの検出結果を制御部１６に供給するようになっている。なお、この例では、充放電検出部１５Ｃおよび充電率検出部１５Ｄを個別の検出部としてそれぞれ記載したが、これに限定されるものではなく、充放電検出部１５Ｃが、充電率検出部１５Ｄの機能を有していてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４は、直流バス１９に接続されるとともに、接続端子Ｔ１～Ｔ４にそれぞれ接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４のそれぞれは、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成するように構成される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４は、生成された直流電力を接続端子Ｔ１～Ｔ４にそれぞれ供給する。接続端子Ｔ１～Ｔ４は、負荷装置に電力を供給するコンセント端子である。この例では、接続端子Ｔ１～Ｔ４には、負荷装置３１～３４がそれぞれ接続される。負荷装置３１は、例えば電力供給が常に行われることが期待されるような優先度の高い装置である。負荷装置３４は、電力供給の停止が許容されるような優先度の低い装置である。この例では、負荷装置３３の優先度は負荷装置３４の優先度よりも高く、負荷装置３２の優先度は負荷装置３３の優先度よりも高く、負荷装置３１の優先度は負荷装置３２の優先度よりも高い。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４および負荷装置３１～３４は、負荷１００を構成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４は、生成された直流電力を、接続端子Ｔ１～Ｔ４を介して負荷装置３１～３４にそれぞれ供給するようになっている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４のそれぞれは、直流バス１９におけるバス電圧Ｖbusが、そのＤＣ／ＤＣコンバータの動作電圧範囲の範囲内である場合に、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うように構成される。

図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４における動作電圧範囲ＲＡ１～ＲＡ４の一例を表すものである。図２において、横軸は、直流バス１９のバス電圧Ｖbusを示し、“ＯＮ”はＤＣ／ＤＣコンバータが動作することを示し、“ＯＦＦ”はＤＣ／ＤＣコンバータが動作しないことを示す。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作電圧範囲ＲＡ１の下限付近では、バス電圧Ｖbusを上昇させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は電圧Ｖ１２において起動し、バス電圧Ｖbusを低下させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は電圧Ｖ１１において動作を停止する。例えば、電圧Ｖ１１は２７０Ｖにすることができ、電圧Ｖ１２は２８０Ｖにすることができる。このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の起動特性はヒステリシスを有する。

同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の動作電圧範囲ＲＡ２の下限付近では、バス電圧Ｖbusを上昇させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は電圧Ｖ２２において起動し、バス電圧Ｖbusを低下させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は電圧Ｖ２１において動作を停止する。例えば、電圧Ｖ２１は３００Ｖにすることができ、電圧Ｖ２２は３１０Ｖにすることができる。

同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の動作電圧範囲ＲＡ３の下限付近では、バス電圧Ｖbusを上昇させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は電圧Ｖ３２において起動し、バス電圧Ｖbusを低下させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は電圧Ｖ３１において動作を停止する。例えば、電圧Ｖ３１は３３０Ｖにすることができ、電圧Ｖ３２は３４０Ｖにすることができる。

同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の動作電圧範囲ＲＡ４の下限付近では、バス電圧Ｖbusを上昇させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は電圧Ｖ４２において起動し、バス電圧Ｖbusを低下させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は電圧Ｖ４１において動作を停止する。例えば、電圧Ｖ４１は３６０Ｖにすることができ、電圧Ｖ４２は３７０Ｖにすることができる。

このように、パワーコンディショナ１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４の動作電圧範囲ＲＡ１～ＲＡ４の下限が互いに異なる。これにより、パワーコンディショナ１では、バス電圧Ｖbusに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４のうちの動作させるＤＣ／ＤＣコンバータの数を変化させることができる。具体的には、例えば、バス電圧Ｖbusが、電圧Ｖ１２より高く電圧Ｖ２１より低い電圧ＶＡである場合には、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１が動作する。この場合には、優先度が最も高い負荷装置３１が動作する。例えば、バス電圧Ｖbusが、電圧Ｖ２２より高く電圧Ｖ３１より低い電圧ＶＢである場合には、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１，２２が動作する。この場合には、２つの負荷装置３１，３２が動作する。例えば、バス電圧Ｖbusが、電圧Ｖ２２より高く電圧Ｖ３１より低い電圧ＶＣである場合には、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２３が動作する。この場合には、３つの負荷装置３１～３３が動作する。また、例えば、バス電圧Ｖbusが、電圧Ｖ４２より高い電圧ＶＤである場合には、４つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４が動作する。この場合には、４つの負荷装置３１～３４の全てが動作する。このように、パワーコンディショナ１では、バス電圧Ｖbusに応じて、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を変化させることができるようになっている。

制御部１６は、例えばプロセッサおよびＲＡＭ（Random Access Memory）などを用いて構成され、ＡＣ／ＤＣインバータ１２、昇圧コンバータ１３、および双方向コンバータ１５の動作を制御することにより、パワーコンディショナ１の動作を制御するように構成される。

通常動作時は、パワーコンディショナ１は、系統電源８から供給された電力、および太陽光発電装置３９の発電電力を、負荷装置３１～３４に供給する。パワーコンディショナ１は、例えば、蓄電池１４の充電率が低い場合には、蓄電池１４を充電する。

また、停電時には、パワーコンディショナ１は、ＡＣ／ＤＣインバータ１２の動作を停止させる。太陽光発電装置３９の発電量が多い場合には、パワーコンディショナ１は、例えば、太陽光発電装置３９の発電電力を、負荷装置３１～３４に供給する。また、例えば、太陽光発電装置３９の発電量が少ない場合には、パワーコンディショナ１は、例えば、太陽光発電装置３９の発電電力、および蓄電池１４の放電電力を、負荷装置３１～３４に供給する。

制御部１６は、停電時において、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御することにより、直流バス１９のバス電圧Ｖbusを設定し、バス電圧Ｖbusの定電圧制御を行わせる。これにより、パワーコンディショナ１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４のうちの動作させるＤＣ／ＤＣコンバータの数を変化させることができ、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を変化させることができる。その結果、パワーコンディショナ１では、発電電力を有効に活用することができるようになっている。

ここで、昇圧コンバータ１３は、本開示における「昇圧コンバータ」の一具体例に対応する。太陽光発電装置３９は、本開示における「電源」の一具体例に対応する。直流バス１９は、本開示における「直流バス」の一具体例に対応する。負荷１００は、本開示における「負荷」の一具体例に対応する。双方向コンバータ１５は、本開示における「双方向コンバータ１５」の一具体例に対応する。蓄電池１４は、本開示における「蓄電池」の一具体例に対応する。充放電検出部１５Ｃは、本開示における「第１の検出部」の一具体例に対応する。制御部１６は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。バス電圧Ｖbusは、本開示における「バス電圧」の一具体例に対応する。例えば、電圧ＶＡは、本開示における「第１の電圧」の一具体例に対応し、電圧ＶＢは、本開示における「第２の電圧」の一具体例に対応する。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１および負荷装置３１は、本開示における「第１の負荷」の一具体例に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、本開示における「第１のコンバータ」の一具体例に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２および負荷装置３２は、本開示における「第２の負荷」の一具体例に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、本開示における「第２のコンバータ」の一具体例に対応する。

［動作および作用］
続いて、本実施の形態のパワーコンディショナ１の動作および作用について説明する。

（全体動作概要）
まず、図１を参照して、パワーコンディショナ１の全体動作概要を説明する。変圧器１１は、系統電源８から高圧キャビネット９から供給された交流電力を降圧し、降圧された交流電力をＡＣ／ＤＣインバータ１２に供給する。また、変圧器１１は、逆潮流時において、ＡＣ／ＤＣインバータ１２により生成された交流電力を昇圧し、昇圧された交流電力を、高圧キャビネット９を介して系統電源８に供給する。ＡＣ／ＤＣインバータ１２は、変圧器１１から供給された交流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給する。また、ＡＣ／ＤＣインバータ１２は、逆潮流時において、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより交流電力を生成し、生成された交流電力を変圧器１１に供給する。昇圧コンバータ１３は、太陽光発電装置３９により生成された直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給する。蓄電池１４は、双方向コンバータ１５から供給された直流電力を蓄電し、あるいは蓄電された直流電力を双方向コンバータ１５に供給する。双方向コンバータ１５は、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を蓄電池１４に供給する。また、双方向コンバータ１５は、蓄電池１４から供給された直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４は、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力をそれぞれ生成し、生成された直流電力を、接続端子Ｔ１～Ｔ４を介して負荷装置３１～３４にそれぞれ供給する。制御部１６は、ＡＣ／ＤＣインバータ１２、昇圧コンバータ１３、および双方向コンバータ１５の動作を制御することにより、パワーコンディショナ１の動作を制御する。

（詳細動作）
通常動作時は、ＡＣ／ＤＣインバータ１２は、制御部１６からの指示に基づいて、系統電源８から高圧キャビネット９および変圧器１１を介して供給された交流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給する。また、逆潮流時には、ＡＣ／ＤＣインバータ１２は、制御部１６からの指示に基づいて、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより交流電力を生成し、生成された交流電力を変圧器１１および高圧キャビネット９を介して系統電源８に供給する。ＡＣ／ＤＣインバータ１２は、制御部１６からの指示に基づいて直流バス１９のバス電圧Ｖbusの定電圧制御を行う。昇圧コンバータ１３は、制御部１６からの指示に基づいて、太陽光発電装置３９が生成した直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給する。双方向コンバータ１５は、充電時には、制御部１６からの指示に基づいて、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を蓄電池１４に供給する。また、放電時には、双方向コンバータ１５は、制御部１６からの指示に基づいて、蓄電池１４から供給された直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給する。

また、停電時には、ＡＣ／ＤＣインバータ１２は、制御部１６からの指示に基づいて動作を停止する。昇圧コンバータ１３は、制御部１６からの指示に基づいて、太陽光発電装置３９が生成した直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電圧を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給する。双方向コンバータ１５は、充電時には、制御部１６からの指示に基づいて、直流バス１９における直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を蓄電池１４に供給する。また、放電時には、双方向コンバータ１５は、制御部１６からの指示に基づいて、蓄電池１４から供給された直流電力に基づいて電力変換動作を行うことにより直流電力を生成し、生成された直流電力を直流バス１９に供給する。昇圧コンバータ１３は、太陽光発電装置３９の発電電力を最大限に活用するため、できる限り多くの直流電力を直流バス１９に供給する。そして、双方向コンバータ１５は、直流バス１９のバス電圧Ｖbusの定電圧制御を行うことにより、バス電圧Ｖbusが一定になるように蓄電池１４の充電および放電を制御する。また、蓄電池１４における蓄電率が低い場合には、昇圧コンバータ１３が、直流バス１９のバス電圧Ｖbusの定電圧制御を行う。

このような停電時において、パワーコンディショナ１では、図２に示したように、バス電圧Ｖbusに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４のうちの動作させるＤＣ／ＤＣコンバータの数を変化させることができ、その結果、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を変化させることができる。以下に、この動作について、詳細に説明する。

図３は、パワーコンディショナ１の状態遷移図を表すものである。パワーコンディショナ１では、４つの負荷状態ＳＡ～ＳＤをとり得る。負荷状態ＳＡは、バス電圧Ｖbusが電圧ＶＡ（図２）である場合の状態であり、負荷装置３１が動作し、負荷装置３２～３４が動作を停止する状態である。負荷状態ＳＢは、バス電圧Ｖbusが電圧ＶＢである場合の状態であり、負荷装置３１，３２が動作し、負荷装置３３，３４が動作を停止する状態である。負荷状態ＳＣは、バス電圧Ｖbusが電圧ＶＣである場合の状態であり、負荷装置３１～３３が動作し、負荷装置３４が動作を停止する状態である。負荷状態ＳＤは、バス電圧Ｖbusが電圧ＶＤである場合の状態であり、負荷装置３１～３４が動作する状態である。双方向コンバータ１５の充放電検出部１５Ｃは、蓄電池１４が充電状態であるか放電状態であるかを検出するとともに、蓄電池１４が放電状態である場合に蓄電池１４の放電量を検出する。昇圧コンバータ１３の電圧検出部１３Ａ、および双方向コンバータ１５の電圧検出部１５Ａは、バス電圧Ｖbusを検出する。制御部１６は、これらの検出結果に基づいてバス電圧Ｖbusを設定する。これにより、パワーコンディショナ１では、負荷状態が遷移する。

例えば、負荷状態が負荷状態ＳＡである場合において、蓄電池１４が充電状態である場合には、制御部１６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＡから電圧ＶＢに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。すなわち、蓄電池１４が充電中であることは、太陽光発電装置３９の発電電力が、負荷１００において消費される電力よりも多いので、その余った分の電力が蓄電池１４に供給されていることを示す。言い換えれば、この場合には、太陽光発電装置３９の発電電力は十分に大きい。よって、制御部１６は、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を増やすように制御する。例えば、制御部１６は、電圧ＶＢを示す指令値を昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５に供給するようにしてもよいし、バス電圧Ｖbusを少しずつ高くするように昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５を制御し、例えば充放電検出部１５Ｃの検出結果に基づいて負荷電力の変化を検出したタイミングで、バス電圧Ｖbusの変化を停止させるようにしてもよい。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＢである場合において、蓄電池１４が充電状態である場合には、制御部１６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＣに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＣである場合において、蓄電池１４が充電状態である場合には、制御部１６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＤに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤに遷移する。

例えば、負荷状態が負荷状態ＳＤである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＤＣ１よりも多い場合には、制御部１６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＤから電圧ＶＣに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。このしきい値ＴＤＣ１は、例えば、蓄電池１４の放電量についての定格値にすることができる。蓄電池１４の放電量がしきい値ＴＤＣ１よりも多いことは、太陽光発電装置３９の発電電力が、負荷１００において消費される電力よりも少ないので、蓄電池１４の放電電力も負荷１００に供給していることを示し、負荷１００への電力供給をこれ以上増やすのは難しいことを示す。言い換えれば、この場合には、太陽光発電装置３９の発電電力は小さい。よって、制御部１６は、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を減らすように制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＣである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＣＢ１よりも多い場合には、制御部１６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＢに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＣＢ１は、例えば、しきい値ＴＤＣ１とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＢに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＢである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＢＡ１よりも多い場合には、制御部１６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＡに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＢＡ１は、例えば、しきい値ＴＣＢ１，ＴＤＣ１とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＡに遷移する。ここで、しきい値ＴＢＡ１は、本開示における「第１のしきい値」の一具体例に対応する。

図４Ａ，４Ｂは、負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤへの状態遷移を表すものである。図４Ａにおいて、破線で示したＤＣ／ＤＣコンバータ２４および負荷装置３４は、動作していないことを示す。負荷状態ＳＣ（図４Ａ）では、３つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２３が動作し、３つの負荷装置３１～３３が動作する。この例では、太陽光発電装置３９の発電電力が十分に大きいので、発電電力は、蓄電池１４に供給されるとともに、負荷１００に供給される。蓄電池１４は充電状態であるので、制御部１６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＤに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣ（図４Ａ）から負荷状態ＳＤ（図４Ｂ）に遷移する。その結果、４つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４が動作し、４つの負荷装置３１～３４が動作する。すなわち、動作する負荷装置の数が増加する。これにより、負荷１００における消費電力が増加するので、この例では、蓄電池１４は放電状態になる。このように、パワーコンディショナ１では、太陽光発電装置３９の発電電力が大きい場合において、その電力を用いてより多くの負荷装置を動作させることができるので、太陽光発電装置３９の発電電力を有効に活用することができる。

図５Ａ，５Ｂは、負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＡへの状態遷移を表すものである。負荷状態ＳＢ（図５Ａ）では、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１，２２が動作し、２つの負荷装置３１，３２が動作する。この例では、太陽光発電装置３９の発電電力が小さいので、蓄電池１４が負荷１００に対して電力を供給する。この例では、蓄電池１４は放電状態であり、放電量はしきい値ＴＢＡ１より多いので、制御部１６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＡに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢ（図５Ａ）から負荷状態ＳＡ（図５Ｂ）に遷移する。その結果、１つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１が動作し、１つの負荷装置３１が動作する。すなわち、動作する負荷装置の数が減少する。これにより、負荷１００における消費電力が低下するので、蓄電池１４の放電量は低下する。このように、パワーコンディショナ１では、蓄電池１４の放電量を抑制するとともに、優先度が高い負荷装置３１の動作を維持することができるので、パワーコンディショナ１は安定な動作を維持することができる。

このように、パワーコンディショナ１では、太陽光発電装置３９に接続され、この太陽光発電装置３９により生成された電力に基づいて電力変換を行うことにより直流電力を生成する昇圧コンバータ１３と、昇圧コンバータ１３および負荷１００に接続され、昇圧コンバータ１３から供給された直流電力を負荷１００に伝える直流バス１９と、直流バス１９および蓄電池１４に接続され、直流バス１９と蓄電池１４との間で電力変換を行うことにより蓄電池１４を充電しあるいは蓄電池１４を放電する双方向コンバータ１５と、蓄電池１４が充電状態であるか放電状態であるかを検出するとともに、蓄電池１４が放電状態である場合に蓄電池１４の放電量を検出する充放電検出部１５Ｃと、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御することにより直流バス１９のバス電圧Ｖbusの定電圧制御を行わせる制御部１６とを設けるようにした。そして、制御部１６は、蓄電池１４が充電状態である場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧（例えば電圧ＶＡ）から、第１の電圧より高い第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）に切り替えるようにした。また、制御部１６は、蓄電池１４が放電状態であり、放電量が第１のしきい値より多い場合に、バス電圧Ｖbusを第２の電圧から第１の電圧に切り替えるようにした。これにより、パワーコンディショナ１では、安定な動作を維持することができるとともに、太陽光発電装置３９の発電電力を有効に活用することができる。

すなわち、太陽光発電により生成される発電電力は、例えば天気による影響を受けるので、発電電力が大きい場合もあれば小さい場合もある。例えば、発電電力が大きい場合には電力が無駄になる可能性があり、発電電力が小さい場合は負荷１００が安定して動作することができない可能性がある。パワーコンディショナ１では、蓄電池１４が充電状態である場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧から、第１の電圧より高い第２の電圧に切り替え、蓄電池１４が放電状態であり、放電量が第１のしきい値より多い場合に、バス電圧Ｖbusを第２の電圧から第１の電圧に切り替えるようにした。これにより、パワーコンディショナ１では、バス電圧Ｖbusを用いて負荷１００の動作を制御することができる。具体的には、パワーコンディショナ１では、バス電圧Ｖbusを用いて、負荷装置３１～３４のうちの、動作する負荷装置の数を変更することができる。これにより、例えば、発電電力が大きい場合には、動作する負荷装置の数を増やすことにより、電力が無駄にならないようにし、発電電力が小さい場合には、動作する負荷装置の数を減らすことにより、蓄電池１４の放電量を抑制するとともに、負荷１００を安定して動作させることができる。その結果、パワーコンディショナ１では、安定な動作を維持しつつ、太陽光発電装置３９の発電電力を有効に活用することができる。

特に、パワーコンディショナ１では、蓄電池１４が充電状態である場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧（例えば電圧ＶＡ）から、第１の電圧より高い第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）に切り替えることができるようにした。これにより、パワーコンディショナ１では、蓄電池１４が充電状態であることに基づいて、太陽光発電の発電電力が十分に大きいと判断し、例えば、動作する負荷装置の数を増やすことができる。このように、シンプルな方法で、発電電力が十分に大きいかどうかを検出することができる。

また、パワーコンディショナ１では、図２に示したように、第１のコンバータ（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２１）が動作可能なバス電圧Ｖbusの動作電圧範囲ＲＡ１は、第１の電圧（例えば電圧ＶＡ）および第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）を含み、第２のコンバータ（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２２）が動作可能なバス電圧Ｖbusの動作電圧範囲ＲＡ２は、第１の電圧（例えば電圧ＶＡ）および第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）のうちの第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）を含むようにした。これにより、パワーコンディショナ１では、バス電圧Ｖbusを用いて、複数の負荷装置３１～３４を選択的に動作させることができるので、ユーザが負荷装置を抜き差しすることなく、動作する負荷装置の数を変化させることができる。

また、パワーコンディショナ１では、これらの第１のコンバータ（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２１）および第２のコンバータ（例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２２）をパワーコンディショナ１に設けるようにした。これにより、例えば、電力供給が常に行われることが期待されるような優先度の高い負荷装置をＤＣ／ＤＣコンバータ２１に接続するとともに、電力供給の停止が許容されるような優先度の低い負荷装置をＤＣ／ＤＣコンバータ２２に接続することにより、優先度に応じて負荷装置を選択的に動作させることができる。

［効果］
以上のように本実施の形態では、太陽光発電装置に接続され、この太陽光発電装置により生成された電力に基づいて電力変換を行うことにより直流電力を生成する昇圧コンバータと、昇圧コンバータおよび負荷に接続され、昇圧コンバータから供給された直流電力を負荷に伝える直流バスと、直流バスおよび蓄電池に接続され、直流バス１９と蓄電池１４との間で電力変換を行うことにより蓄電池を充電しあるいは蓄電池を放電する双方向コンバータと、蓄電池が充電状態であるか放電状態であるかを検出するとともに、蓄電池が放電状態である場合に蓄電池の放電量を検出する充放電センサと、昇圧コンバータおよび双方向コンバータの動作を制御することにより直流バスのバス電圧を定電圧制御させる制御部とを設けるようにした。そして、制御部は、蓄電池が充電状態である場合に、バス電圧を第１の電圧から、第１の電圧より高い第２の電圧に切り替えるようにした。また、制御部は、蓄電池が放電状態であり、放電量が第１のしきい値より多い場合に、バス電圧を第２の電圧から第１の電圧に切り替えるようにした。これにより、安定な動作を維持しつつ、発電電力を有効に活用することができる。

本実施の形態では、第１のコンバータが動作可能なバス電圧の動作電圧範囲は、第１の電圧および第２の電圧を含み、第２のコンバータが動作可能なバス電圧の動作電圧範囲は、第１の電圧および第２の電圧のうちの第２の電圧を含むようにしたので、ユーザが負荷装置を抜き差しすることなく、動作する負荷装置の数を変化させることができる。

本実施の形態では、第１のコンバータよび第２のコンバータを設けるようにしたので、優先度に応じて負荷装置を選択的に動作させることができる。

［変形例１－１］
上記実施の形態では、パワーコンディショナ１にＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図６に示すパワーコンディショナ１Ａのように、ＤＣ／ＤＣコンバータを設けなくてもよい。このパワーコンディショナ１Ａは、変圧器１１と、ＡＣ／ＤＣインバータ１２と、昇圧コンバータ１３と、蓄電池１４と、双方向コンバータ１５と、制御部１６とを備えている。すなわち、このパワーコンディショナ１Ａは、上記実施の形態に係るパワーコンディショナ１から、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４を省いたものである。直流バス１９は、接続端子Ｔ１～Ｔ４に接続される。接続端子Ｔ１には負荷装置３１Ａが接続され、接続端子Ｔ２には負荷装置３２Ａが接続され、接続端子Ｔ３には負荷装置３３Ａが接続され、接続端子Ｔ４には負荷装置３４Ａが接続される。ここで、例えば、接続端子Ｔ１は、本開示における「第１の接続端子」の一具体例に対応し、接続端子Ｔ２は、本開示における「第２の接続端子」の一具体例に対応する。負荷装置３１Ａ～３４Ａは、負荷１００Ａを構成する。負荷装置３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａをそれぞれ有している。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａ～２４Ａの動作電圧範囲の下限は、例えば図２に示した例と同様に、互いに異なる。この場合、４つの負荷装置３１Ａ～３４Ａのうちの、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作電圧範囲の下限が最も低い負荷装置は、例えば、常に動作を行う。そして、４つの負荷装置３１Ａ～３４Ａのうちのそれ以外の３つの負荷装置のそれぞれは、バス電圧Ｖbusに応じて動作し、あるいは動作を停止する。制御部１６は、バス電圧Ｖbusを設定する際、例えば、バス電圧Ｖbusを少しずつ変化させるように昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５を制御し、例えば充放電検出部１５Ｃの検出結果に基づいて負荷電力の変化を検出したタイミングで、バス電圧Ｖbusの変化を停止させる。

なお、この例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａ～２４Ａの動作電圧範囲の下限は、互いに異なるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１Ａ～２４Ａのうちの少なくとも２つ以上の動作電圧範囲の下限が互いに異なっていてもよい。

［変形例１－２］
上記実施の形態では、パワーコンディショナ１に蓄電池１４を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図７に示すパワーコンディショナ１Ｂのように、蓄電池１４を設けなくてもよい。このパワーコンディショナ１Ｂは、変圧器１１と、ＡＣ／ＤＣインバータ１２と、昇圧コンバータ１３と、蓄電池１４と、双方向コンバータ１５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１～２４と、制御部１６とを備えている。すなわち、このパワーコンディショナ１Ｂは、上記実施の形態に係るパワーコンディショナ１から、蓄電池１４を省いたものである。この例では、蓄電池１４は、パワーコンディショナ１Ｂの外部に設けられ、双方向コンバータ１５に接続される。

［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係るパワーコンディショナ２について説明する。本実施の形態は、負荷状態の状態遷移の遷移条件が、太陽光発電装置３９の発電量についての条件を含むようにしたものである。なお、上記第１の実施の形態に係るパワーコンディショナ１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図８は、パワーコンディショナ２の一構成例を表すものである。パワーコンディショナ２は、昇圧コンバータ４３と、制御部４６とを備えている。

昇圧コンバータ４３は、上記第１の実施の形態に係る昇圧コンバータ１３と同様に、太陽光発電装置３９により生成された直流電力に基づいて、直流電力を昇圧するように電力変換動作を行うことにより直流電力を生成するように構成される。昇圧コンバータ４３は、発電量検出部４３Ｃを有している。発電量検出部４３Ｃは、太陽光発電装置３９の発電量を検出するように構成される。発電量は、発電電力であってもよいし、発電電流であってもよいし、発電電圧であってもよい。昇圧コンバータ４３は、制御部４６からの指示に基づいて電力変換動作を行い、電圧検出部１３Ａおよび発電量検出部４３Ｃの検出結果を制御部４６に供給するようになっている。

制御部４６は、上記第１の実施の形態に係る制御部１６と同様に、ＡＣ／ＤＣインバータ１２、昇圧コンバータ４３、および双方向コンバータ１５の動作を制御することにより、パワーコンディショナ２の動作を制御するように構成される。制御部４６は、停電時において、太陽光発電装置３９の発電量にも基づいて、直流バス１９のバス電圧Ｖbusを設定し、バス電圧Ｖbusの定電圧制御を行わせるようになっている。

ここで、昇圧コンバータ４３は、本開示における「昇圧コンバータ」の一具体例に対応する。発電量検出部４３Ｃは、本開示における「第２の検出部」の一具体例に対応する。制御部４６は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。充電率検出部１５Ｄは、本開示における「第３の検出部」の一具体例に対応する。

図９は、パワーコンディショナ２の状態遷移図を表すものである。双方向コンバータ１５の充放電検出部１５Ｃは、蓄電池１４が充電状態であるか放電状態であるかを検出するとともに、蓄電池１４が放電状態である場合に蓄電池１４の放電量を検出する。昇圧コンバータ４３の発電量検出部４３Ｃは、太陽光発電装置３９の発電量を検出する。昇圧コンバータ４３の電圧検出部１３Ａ、および双方向コンバータ１５の電圧検出部１５Ａは、バス電圧Ｖbusを検出する。制御部４６は、これらの検出結果に基づいてバス電圧Ｖbusを設定する。これにより、パワーコンディショナ２では、負荷状態が遷移する。

例えば、負荷状態が負荷状態ＳＡである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＡＢ２以上である場合には、制御部４６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＡから電圧ＶＢに切り替えるように、昇圧コンバータ４３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。このしきい値ＴＡＢ２は、例えば、蓄電池１４の充電率に応じた値にすることができる。

図１０は、しきい値ＴＡＢ２の一例を表すものである。この例では、充電率が高いほどしきい値ＴＡＢ２は小さく、蓄電池１４の充電率が低いほどしきい値ＴＡＢ２は大きい。具体的には、充電率が値ＶＡＬ１である場合には、しきい値ＴＡＢ２は値ＴＨ２に設定され、充電率が値ＶＡＬ１よりも高いＶＡＬ２である場合には、しきい値ＴＡＢ２は値ＴＨ２よりも低い値ＴＨ１に設定される。この例では、しきい値ＴＡＢ２は、蓄電池１４の充電率に応じて段階的に変化するようにしたが、これに限定されるものではなく、蓄電池１４の充電率に応じて、例えば関数を用いてなめらかに変化するようにしてもよい。制御部４６は、蓄電池１４の充電率に基づいて、しきい値ＴＡＢ２を設定する。

蓄電池１４が充電状態であり、かつ、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＡＢ２以上であることは、太陽光発電装置３９の発電電力が十分に大きく、かつ、この発電電力が余剰電力であることを示す。すなわち、この条件は、太陽光発電装置３９の発電電力が大きいほど満たされやすく、蓄電池１４の充電率が高いほど満たされやすい。蓄電池１４の充電率が高い場合には、太陽光発電装置３９の発電電力は、蓄電池１４の充電にはほとんど使われないので、余剰電力である。よって、制御部４６は、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を増やすように制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢに遷移する。ここで、例えばしきい値ＴＡＢ２は、本開示における「第２のしきい値」の一具体例に対応する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＢである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＢＣ２以上である場合には、制御部４６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＣに切り替えるように、昇圧コンバータ４３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＢＣ２は、例えば、しきい値ＴＡＢ２とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＣである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＣＤ２以上である場合には、制御部４６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＤに切り替えるように、昇圧コンバータ４３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＣＤ２は、例えば、しきい値ＴＢＣ２，ＴＡＢ２とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤに遷移する。

例えば、負荷状態が負荷状態ＳＤである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＤＣ１よりも多い場合、もしくは、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＤＣ２未満である場合には、制御部４６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＤから電圧ＶＣに切り替えるように、昇圧コンバータ４３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。このしきい値ＴＤＣ２は、しきい値ＴＡＢ２（図１０）と同様に、蓄電池１４の充電率に応じた値にすることができる。放電量がしきい値ＴＤＣ１よりも多いことは、太陽光発電装置３９の発電電力が小さいことを示す。また、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＤＣ２未満であることは、太陽光発電装置３９の発電電力が余剰電力ではないことを示す。すなわち、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＤＣ２未満になる条件は、太陽光発電装置３９の発電電力が小さいほど満たされやすく、蓄電池１４の充電率が低いほど満たされやすい。蓄電池１４の充電率が低い場合には、太陽光発電装置３９の発電電力は、蓄電池１４の充電に使うことができるので、余剰電力ではない。よって、制御部４６は、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を減らすように制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＣである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＣＢ１よりも多い場合、もしくは、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＣＢ２未満である場合には、制御部４６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＢに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＣＢ２は、例えば、しきい値ＴＤＣ２とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＢに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＢである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＢＡ１よりも多い場合、もしくは、太陽光発電装置３９の発電量がしきい値ＴＢＡ２未満である場合には、制御部４６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＡに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＢＡ２は、例えば、しきい値ＴＣＢ２，ＴＤＣ２とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＡに遷移する。

このように、パワーコンディショナ２では、太陽光発電装置３９の発電量を検出する発電量検出部４３Ｃを設け、制御部４６は、蓄電池１４が充電状態であり、発電量が第２のしきい値（例えばしきい値ＴＡＢ２）より多い場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧（例えば電圧ＶＡ）から第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）に切り替えるようにした。これにより、パワーコンディショナ２では、発電量にも基づいてバス電圧Ｖbusの切り替えを行うことができるので、太陽光発電装置３９の発電電力をより有効に活用することができる。

また、パワーコンディショナ２では、蓄電池１４の充電率を検出する充電率検出部１５Ｄを設け、制御部４６は、この充電率に基づいて第２のしきい値（例えばしきい値ＴＡＢ２）を設定するようにした。これにより、パワーコンディショナ２では、蓄電池１４の充電率にも基づいてバス電圧Ｖbusの切り替えを行うことができるので、太陽光発電装置３９の発電電力をより有効に活用することができる。特に、パワーコンディショナ２では、図１０に示したように、制御部４６は、充電率が第１の値（例えば値ＶＡＬ１）である場合には、第２のしきい値（例えばしきい値ＴＡＢ２）を第２の値（例えば値ＴＨ２）に設定し、充電率が第１の値よりも高い第３の値（例えば値ＶＡＬ２）である場合には、第２のしきい値（例えばしきい値ＴＡＢ２）を第２の値より低い第４の値（例えば値ＴＨ１）に設定するようにした。すなわち、充電率が高いほどしきい値ＴＡＢ２は小さく、蓄電池１４の充電率が低いほどしきい値ＴＡＢ２は大きい。よって、太陽光発電装置３９の発電電力がしきい値ＴＡＢ２以上であるという条件は、太陽光発電装置３９の発電電力が大きいほど満たされやすく、蓄電池１４の充電率が高いほど満たされやすい。太陽光発電装置３９の発電電力が大きい場合であっても、例えば蓄電池１４の充電率が低い場合には、この発電電力に基づいて蓄電池１４を充電することができるので、発電電力は、必ずしも余剰電力ではない。仮に、このような場合にバス電圧Ｖbusを高くした場合には、蓄電池１４の充電率が低いので、蓄電池１４は負荷１００に対して電力を供給することができないため、負荷１００が安定して動作することができない可能性がある。一方、太陽光発電装置３９の発電電力が大きく、蓄電池１４の充電率が高い場合には、太陽光発電装置３９の発電電力は、蓄電池１４の充電にはほとんど使われないので、余剰電力である。パワーコンディショナ２では、このように、太陽光発電装置３９の発電電力が余剰電力である場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧から第２の電圧に切り替えることができる。これにより、パワーコンディショナ２では、発電電力をより有効に活用することができる。

以上のように本実施の形態では、太陽光発電装置の発電量を検出する発電量検出部を設け、制御部は、蓄電池が充電状態であり、発電量が第２のしきい値より多い場合に、バス電圧を第１の電圧から第２の電圧に切り替えるようにした。これにより、発電電力をより有効に活用することができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。

本実施の形態では、蓄電池の充電率を検出する充電率検出部を設け、制御部は、この充電率に基づいて第２のしきい値を設定するようにした。特に、制御部は、充電率が第１の値である場合には、第２のしきい値を第２の値に設定し、充電率が第１の値よりも高い第３の値である場合には、第２のしきい値を第２の値より低い第４の値に設定するようにした。これにより、発電電力をより有効に活用することができる。

［変形例２］
上記実施の形態の技術を、第１の実施の形態の各変形例の技術と組み合わせてもよい。

＜３．第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態に係るパワーコンディショナ３について説明する。本実施の形態は、負荷状態の状態遷移の遷移条件が、蓄電池１４の充電率についての条件を含むようにしたものである。なお、上記第１の実施の形態に係るパワーコンディショナ１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１１は、パワーコンディショナ３の一構成例を表すものである。パワーコンディショナ３は、制御部５６を備えている。制御部５６は、上記第１の実施の形態に係る制御部１６と同様に、ＡＣ／ＤＣインバータ１２、昇圧コンバータ１３、および双方向コンバータ１５の動作を制御することにより、パワーコンディショナ３の動作を制御するように構成される。制御部５６は、停電時において、蓄電池１４の充電率にも基づいて、直流バス１９のバス電圧Ｖbusを設定し、バス電圧Ｖbusの定電圧制御を行わせるようになっている。

ここで、制御部５６は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。充電率検出部１５Ｄは、本開示における「第３の検出部」の一具体例に対応する。

図１２は、パワーコンディショナ３の状態遷移図を表すものである。双方向コンバータ１５の充放電検出部１５Ｃは、蓄電池１４が充電状態であるか放電状態であるかを検出するとともに、蓄電池１４が放電状態である場合に蓄電池１４の放電量を検出する。双方向コンバータ１５の充電率検出部１５Ｄは、蓄電池１４の充電率を検出する。昇圧コンバータ１３の電圧検出部１３Ａ、および双方向コンバータ１５の電圧検出部１５Ａは、バス電圧Ｖbusを検出する。制御部５６は、これらの検出結果に基づいてバス電圧Ｖbusを設定する。これにより、パワーコンディショナ３では、負荷状態が遷移する。

例えば、負荷状態が負荷状態ＳＡである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電率がしきい値ＴＡＢ３以上である場合には、制御部５６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＡから電圧ＶＢに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。すなわち、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電率がしきい値ＴＡＢ３以上であることは、太陽光発電装置３９の発電電力が十分に大きく、かつ、この発電電力が余剰電力であることを示す。つまり、蓄電池１４の充電率が高い場合には、太陽光発電装置３９の発電電力は、蓄電池１４の充電にはほとんど使われないので、余剰電力である。よって、制御部５６は、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を増やすように制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢに遷移する。ここで、例えばしきい値ＴＡＢ３は、本開示における「第３のしきい値」の一具体例に対応する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＢである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電率がしきい値ＴＢＣ３以上である場合には、制御部５６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＣに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＢＣ３は、例えば、しきい値ＴＡＢ３とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＣである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電率がしきい値ＴＣＤ３以上である場合には、制御部５６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＤに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＣＤ３は、例えば、しきい値ＴＢＣ３，ＴＡＢ３とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤに遷移する。

例えば、負荷状態が負荷状態ＳＤである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＤＣ１よりも多い場合、もしくは、蓄電池１４の充電率がしきい値ＴＤＣ３未満である場合には、制御部５６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＤから電圧ＶＣに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。放電量がしきい値ＴＤＣ１よりも多いことは、太陽光発電装置３９の発電電力が小さいことを示す。また蓄電池１４の充電率がしきい値ＴＤＣ３未満であることは、太陽光発電装置３９の発電電力が余剰電力ではないことを示す。つまり、蓄電池１４の充電率が低い場合には、太陽光発電装置３９の発電電力は、蓄電池１４の充電に使うことができるので、余剰電力ではない。よって、制御部５６は、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を減らすように制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＣである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＣＢ１よりも多い場合、もしくは、蓄電池１４の充電率がしきい値ＴＣＢ３未満である場合には、制御部５６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＢに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＣＢ３は、例えば、しきい値ＴＤＣ３とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＢに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＢである場合において、蓄電池１４が放電状態であり、放電量がしきい値ＴＢＡ１よりも多い場合、もしくは、蓄電池１４の充電率がしきい値ＴＢＡ３未満である場合には、制御部５６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＡに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。しきい値ＴＢＡ３は、例えば、しきい値ＴＣＢ３，ＴＤＣ３とは異なる値にすることができる。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＡに遷移する。

パワーコンディショナ３では、蓄電池１４の充電率を検出する充電率検出部１５Ｄを設け、制御部５６は、蓄電池１４が充電状態であり、この充電率が第３のしきい値（例えばしきい値ＴＡＢ３）より高い場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧（例えば電圧ＶＡ）から第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）に切り替えるようにした。これにより、パワーコンディショナ３では、発電電力をより有効に活用することができる。すなわち、太陽光発電装置３９の発電電力が大きい場合であっても、例えば蓄電池１４の充電率が低い場合には、この発電電力に基づいて蓄電池１４を充電することができるので、発電電力は、必ずしも余剰電力ではない。仮に、このような場合にバス電圧Ｖbusを高くした場合には、蓄電池１４の充電率が低いので、蓄電池１４は負荷１００に対して電力を供給することができないため、負荷１００が安定して動作することができない可能性がある。一方、例えば蓄電池１４の充電率が高い場合には、太陽光発電装置３９の発電電力は、蓄電池１４の充電にはほとんど使われないので、余剰電力である。パワーコンディショナ３では、太陽光発電装置３９の発電電力が余剰電力である場合に、バス電圧Ｖbusを第２の電圧から第１の電圧に切り替えることができる。これにより、パワーコンディショナ３では、発電電力をより有効に活用することができる。

以上のように本実施の形態では、蓄電池の充電率を検出する充電率検出部を設け、制御部は、蓄電池が充電状態であり、この充電率が第３のしきい値より高い場合に、バス電圧を第１の電圧から第２の電圧に切り替えるようにした。これにより、発電電力をより有効に活用することができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。

［変形例３－１］
例えば、上記第３の実施の形態の技術と、上記第２の実施の形態の技術とを組み合わせてもよい。図１３は、第３の実施の形態に係る遷移条件（図１２）と、第２の実施の形態に係る遷移条件（図９）とを組み合わせた場合における状態遷移図を表すものである。この図１３において、例えば、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件は、図９における負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件、および図１２における負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件の両方を満たすことである。負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣへの遷移条件についても同様であり、負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤへの遷移条件についても同様である。例えば、負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件は、図９における負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件、および図１２における負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件のうちの少なくとも一方を満たすことである。負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＢへの遷移条件についても同様であり、負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＡへの遷移条件についても同様である。

図１３の例では、例えば、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件は、図９における負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件、および図１２における負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件の両方を満たすことであるとしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件は、図９における負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件、および図１２における負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの遷移条件のうちの少なくとも一方を満たすことであってもよい。負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣへの遷移条件についても同様であり、負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤへの遷移条件についても同様である。

また、図１３の例では、例えば、負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件は、図９における負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件、および図１２における負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件のうちの少なくとも一方を満たすことであるとしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件は、図９における負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件、および図１２における負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの遷移条件の両方を満たすことであってもよい。負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＢへの遷移条件についても同様であり、負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＡへの遷移条件についても同様である。

［変形例３－２］
上記実施の形態の技術を、第１の実施の形態の各変形例の技術と組み合わせてもよい。

［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。

＜４．第４の実施の形態＞
次に、第４の実施の形態に係るパワーコンディショナ４について説明する。本実施の形態は、動作する負荷装置の数を増やしても安定動作が予測される場合に、動作する負荷装置の数を増やすようにしたものである。なお、上記第１の実施の形態に係るパワーコンディショナ１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１４は、パワーコンディショナ４の一構成例を表すものである。パワーコンディショナ―４は、通信部６７と、ユーザインタフェース６８と、メモリ６９と、制御部６６とを備えている。

通信部６７は、外部装置との間で、有線または無線により通信を行うことができるように構成される。

ユーザインタフェース６８は、例えば、各種ボタンやディスプレイなどを有し、ユーザ操作を受け付けるとともに、情報を表示するように構成される。

メモリ６９は、不揮発性のメモリであり、この例では、負荷電力データＤＴを記憶する。負荷電力データＤＴは、負荷状態ＳＡにおいて負荷１００で消費される負荷電力の代表値についてのデータと、負荷状態ＳＢにおいて負荷１００で消費される負荷電力の代表値についてのデータと、負荷状態ＳＣにおいて負荷１００で消費される負荷電力の代表値についてのデータと、負荷状態ＳＤにおいて負荷１００で消費される負荷電力の代表値についてのデータとを含む。負荷電力の代表値は、例えば、負荷電力の最大値の予測値にすることができる。すなわち、負荷１００において消費される負荷電力は、負荷装置３１～３４の動作や、環境温度などにより変化し得るので、負荷電力の最大値の予測値を、負荷電力の代表値とすることができる。負荷電力データＤＴは、例えば、外部装置から通信部６７を介して取得され、メモリ６９に記憶される。また、負荷電力データＤＴは、例えばユーザがユーザインタフェース６８を操作することにより入力され、メモリ６９に記憶される。

制御部６６は、上記第１の実施の形態に係る制御部１６と同様に、ＡＣ／ＤＣインバータ１２、昇圧コンバータ１３、および双方向コンバータ１５の動作を制御することにより、パワーコンディショナ４の動作を制御するように構成される。また、制御部６６は、通信部６７や、ユーザインタフェース６８から供給された負荷電力データＤＴに基づいて、メモリ６９に記憶された負荷電力データＤＴを書き換えることができるようになっている。

制御部６６は、停電時において、動作する負荷装置の数を増やしても安定動作が予測される場合に、動作する負荷装置の数を増やすように、バス電圧Ｖbusを設定する。具体的には、制御部６６は、負荷電力データＤＴに基づいて、動作する負荷装置の数を増やした場合に、負荷１００において消費される負荷電力の増加量（電力増加量）を算出する。例えば、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢに切り替える場合には、負荷電力データＤＴに含まれる、負荷状態ＳＡにおいて消費される負荷電力の代表値と、負荷状態ＳＢにおいて消費される負荷電力の代表値との差分を算出することにより、負荷１００の電力増加量を算出する。そして、制御部６６は、蓄電池１４の充電電力が、負荷１００の電力増加量よりも多い場合に、動作する負荷装置の数を増やしてもパワーコンディショナ４が安定して動作できると判断し、バス電圧Ｖbusを設定するようになっている。

ここで、制御部６６は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。メモリ６９は、本開示における「メモリ」の一具体例に対応する。ユーザインタフェース６８は、本開示における「ユーザインタフェース」の一具体例に対応する。

図１５は、パワーコンディショナ４の状態遷移図を表すものである。双方向コンバータ１５の充放電検出部１５Ｃは、蓄電池１４が充電状態であるか放電状態であるかを検出するとともに、蓄電池１４が充電状態である場合に蓄電池１４の充電量を検出し、蓄電池１４が放電状態である場合に蓄電池１４の放電量を検出する。昇圧コンバータ１３の電圧検出部１３Ａ、および双方向コンバータ１５の電圧検出部１５Ａは、バス電圧Ｖbusを検出する。制御部６６は、これらの検出結果に基づいてバス電圧Ｖbusを設定する。これにより、パワーコンディショナ４では、負荷状態が遷移する。

例えば、負荷状態が負荷状態ＳＡである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力が、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの切り替えによる負荷１００の電力増加量より多い場合には、制御部６６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＡから電圧ＶＢに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。すなわち、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力が、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの切り替えによる負荷１００の電力増加量より多いことは、太陽光発電装置３９の発電電力が十分に大きく、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの切り替えても、蓄電池１４が充電状態を維持できると予測されることを示す。言い換えれば、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへ切り替えることによる負荷１００の消費電力の増加分は、太陽光発電装置３９の発電電力により賄うことができる。よって、制御部６６は、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を増やすように制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＢである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力が、負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣへの切り替えによる負荷１００の電力増加量より多い場合には、制御部６６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＣに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＣである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力が、負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤへの切り替えによる負荷１００の電力増加量より多い場合には、制御部６６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＤに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤに遷移する。

負荷状態ＳＤから負荷状態ＳＣへの状態遷移、負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＢへの状態遷移、および負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＡへの状態遷移は、第１の実施の形態の場合（図３）と同じである。

パワーコンディショナ４では、バス電圧Ｖbusが第１の電圧（例えば電圧ＶＡ）である場合に負荷１００で消費される負荷電力である第１の電力値、およびバス電圧Ｖbusが第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）である場合に負荷１００で消費される負荷電力である第２の電力値を記憶可能なメモリ６９を設けるようにした。また、充放電検出部１５Ｃは、蓄電池１４の充電電力値を検出するようにした。そして、制御部６６は、蓄電池１４が充電状態であり、蓄電池１４の充電電力値が、第２の電力値と第１の電力値との差分よりも大きい場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧（例えば電圧ＶＡ）から第２の電圧（例えば電圧ＶＢ）に切り替えるようにした。これにより、パワーコンディショナ４では、動作する負荷装置の数を増やしても安定動作が予測される場合に、動作する負荷装置の数を増やすことができるので、負荷状態の無駄な状態遷移を抑えることができる。すなわち、仮に、蓄電池１４の充電電力が、第２の電力値と第１の電力値との差分よりも大きいかどうかを判定しない場合には、負荷状態の遷移を一旦行った直後に、元の負荷状態に戻ることがあり得る。この場合には、無駄な状態遷移が生じてしまう。一方、パワーコンディショナ４では、蓄電池１４の充電電力が、第２の電力値と第１の電力値との差分よりも大きい場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧から第２の電圧に切り替えるので、負荷状態の無駄な状態遷移を抑えることができる。

以上のように本実施の形態では、バス電が第１の電圧である場合に負荷で消費される負荷電である第１の電力値、およびバス電圧が第２の電圧である場合に負荷で消費される負荷電力である第２の電力値を記憶可能なメモリを設けるようにした。充放電検出部は、蓄電池の充電電力値を検出するようにした。そして、制御部は、蓄電池の充電電力値が、第２の電力値と第１の電力値との差分よりも大きい場合に、バス電圧を第１の電圧から第２の電圧に切り替えるようにした。これにより、負荷状態の無駄な状態遷移を抑えることができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。

［変形例４－１］
上記実施の形態では、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力が、切り替えによる負荷１００の電力増加量より多い場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧から第２の電圧に切り替えるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば図１６に示すように、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力および放電可能電力の和が、切り替えによる負荷１００の電力増加量より多い場合に、バス電圧Ｖbusを第１の電圧から第２の電圧に切り替えるようにしてもよい。ここで、放電可能電力の値は、例えば、蓄電池１４の放電量の最大定格値に基づいて設定される。具体的には、放電可能電力の値は、蓄電池１４の放電量の最大定格値そのものであってもよいし、蓄電池１４の最大定格値よりも低い値であってもよい。

具体的には、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＡである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力および放電可能電力の和が、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの切り替えによる負荷１００の電力増加量より多い場合には、制御部６６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＡから電圧ＶＢに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。すなわち、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力および蓄電池１４の放電可能電力の和が、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの切り替えによる負荷１００の電力増加量より多いことは、太陽光発電装置３９の発電電力が十分に大きく、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへの切り替えても、蓄電池１４の放電量が放電可能電力を超えないと予測されることを示す。言い換えれば、負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢへ切り替えることによる負荷１００の消費電力の増加分は、太陽光発電装置３９の発電電力および蓄電池１４の放電電力により賄うことができる。よって、制御部６６は、負荷装置３１～３４のうちの動作させる負荷装置の数を増やすように制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＡから負荷状態ＳＢに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＢである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力および放電可能電力の和が、負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣへの切り替えによる負荷１００の電力増加量より多い場合には、制御部６６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＢから電圧ＶＣに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＢから負荷状態ＳＣに遷移する。

同様に、例えば、負荷状態が負荷状態ＳＣである場合において、蓄電池１４が充電状態であり、かつ、蓄電池１４の充電電力および放電可能電力の和が、負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤへの切り替えによる負荷１００の電力増加量より多い場合には、制御部６６は、バス電圧Ｖbusを電圧ＶＣから電圧ＶＤに切り替えるように、昇圧コンバータ１３および双方向コンバータ１５の動作を制御する。これにより、負荷状態は負荷状態ＳＣから負荷状態ＳＤに遷移する。

［変形例４－２］
上記実施の形態では、負荷電力データＤＴは、例えば、外部装置から通信部６７を介して取得され、あるいは、例えばユーザがユーザインタフェース６８を操作することにより入力されるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、負荷電力データＤＴは、負荷１００の負荷電力の検出結果に基づいて生成されてもよい。以下に、本変形例に係るパワーコンディショナ４Ａについて詳細に説明する。

図１７は、本変形例に係るパワーコンディショナ４Ａの一構成例を表すものである。パワーコンディショナ４Ａは、昇圧コンバータ４３と、制御部７６とを備えている。

昇圧コンバータ４３は、発電量検出部４３Ｃを有している。発電量検出部４３Ｃは、太陽光発電装置３９の発電量を検出するように構成される。発電量は、発電電力であってもよいし、発電電流であってもよいし、発電電圧であってもよい。昇圧コンバータ４３は、制御部７６からの指示に基づいて電力変換動作を行い、電圧検出部１３Ａおよび発電量検出部４３Ｃの検出結果を制御部７６に供給するようになっている。

制御部７６は、停電時において、昇圧コンバータ４３の発電量検出部４３Ｃの検出結果、および双方向コンバータ１５の充放電検出部１５Ｃの検出結果に基づいて、負荷１００で消費される負荷電力を検出するように構成される。そして、制御部７６は、負荷状態ＳＡにおいて得られた負荷電力の代表値、負荷状態ＳＢにおいて得られた負荷電力の代表値、負荷状態ＳＣにおいて得られた負荷電力の代表値、および負荷状態ＳＤにおいて得られた負荷電力の代表値を、メモリ６９に負荷電力データＤＴとして記憶する。負荷電力の代表値は、例えば負荷電力の最大値にすることができる。そして、制御部７６は、制御部６６と同様に、停電時において、動作する負荷装置の数を増やしても安定動作が予測される場合に、動作する負荷装置の数を増やすように、バス電圧Ｖbusを設定する。

この例では、負荷電力データＤＴは、負荷状態ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤにおける過去の負荷電力の代表値を含むようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、負荷電力データＤＴは、負荷状態が負荷状態ＳＡであった前回の期間における負荷電力の代表値、負荷状態が負荷状態ＳＢであった前回の期間における負荷電力の代表値、負荷状態が負荷状態ＳＣであった前回の期間における負荷電力の代表値、および負荷状態が負荷状態ＳＤであった前回の期間における負荷電力の代表値を含んでもよい。

この場合、制御部７６は、例えば、負荷状態を負荷状態ＳＡに切り替えてから、負荷状態を負荷状態ＳＡから他の負荷状態に切り替えるまでの期間における負荷電力の代表値を、メモリ６９に記憶する。負荷電力の代表値は、例えば負荷電力の最大値にすることができる。負荷状態ＳＢ，ＳＣ，ＳＤについても同様である。このようにして、制御部７６は、負荷状態ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤにおける負荷電力の代表値を、メモリ６９に負荷電力データＤＴとして記憶する。

これにより、パワーコンディショナ４Ａでは、動作する負荷装置の数を増やしたときに安定動作を実現することができるかどうかを判断する精度を高めることができる。

［変形例４－３］
上記実施の形態の技術を、第１の実施の形態の各変形例の技術と組み合わせてもよい。

［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。

以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記の各実施の形態等では、パワーコンディショナに太陽光発電装置３９を接続したが、これに限定されるものではなく、例えば、風力発電装置など、自然エネルギーを利用する様々な種類の電源を接続することができる。

例えば、上記の各実施の形態等では、４つのＤＣ／ＤＣコンバータ２１を設け、４つの負荷装置３１～３４を接続することができるようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば２つまたは３つのＤＣ／Ｄコンバータを設けてもよいし、５つ以上のＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，２，３，４，４Ａ…パワーコンディショナ、８…系統電源、９…高圧キャビネット、１１…変圧器、１２…ＡＣ／ＤＣインバータ、１３，４３…昇圧コンバータ、１３Ａ…電圧検出部、１３Ｂ…電力変換部、１４…蓄電池、１５…双方向コンバータ、１５Ａ…電圧検出部、１５Ｂ…電力変換部、１５Ｃ…充放電検出部、１５Ｄ…充電率検出部、１６，４６，５６，６６，７６…制御部、１９…直流バス、２１～２４，２１Ａ～２４Ａ…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３１～３４，３１Ａ～３１Ａ…負荷装置、３９…太陽光発電装置、４３Ｃ…発電量検出部、６７…通信部、６８…ユーザインタフェース、６９…メモリ、１００，１００Ａ…負荷、ＤＴ…負荷電力データ、ＲＡ１～ＲＡ４…動作電圧範囲、ＳＡ～ＳＤ…負荷状態、Ｔ１～Ｔ４…接続端子、ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤ…電圧、Ｖbus…バス電圧、ＴＡＢ２，ＴＡＢ３，ＴＢＣ２，ＴＢＣ３，ＴＣＤ２，ＴＣＤ３，ＴＢＡ１，ＴＢＡ２，ＴＢＡ３，ＴＣＢ１，ＴＣＢ２，ＴＣＢ３，ＴＤＣ１，ＴＤＣ２，ＴＤＣ３…しきい値。

Claims (13)

1. 自然エネルギーを利用する電源に接続され、前記電源により生成された電力に基づいて電力変換を行うことにより直流電力を生成可能な昇圧コンバータと、
   前記昇圧コンバータおよび負荷に接続され、前記昇圧コンバータから供給された前記直流電力を前記負荷へ伝えることが可能な直流バスと、
   前記直流バスおよび蓄電池に接続され、前記直流バスと前記蓄電池との間で電力変換を行うことにより前記蓄電池を充電しあるいは前記蓄電池を放電することが可能な双方向コンバータと、
   前記蓄電池が充電状態であるか放電状態であるかを検出するとともに、前記蓄電池が前記放電状態である場合に前記蓄電池の放電量を検出することが可能な第１の検出部と、
   前記昇圧コンバータおよび前記双方向コンバータの動作を制御することにより前記直流バスのバス電圧の定電圧制御を行わせることが可能な制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記蓄電池が前記充電状態である場合に、前記バス電圧を第１の電圧から、前記第１の電圧よりも高い第２の電圧に切り替え可能であり、
   前記蓄電池が前記放電状態であり、前記放電量が第１のしきい値より多い場合に、前記バス電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替え可能である
   パワーコンディショナ。
2. 前記電源の発電量を検出可能な第２の検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記蓄電池が前記充電状態であり、前記発電量が第２のしきい値より多い場合に、前記バス電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替え可能である
   請求項１に記載のパワーコンディショナ。
3. 前記蓄電池の充電率を検出可能な第３の検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記充電率に基づいて前記第２のしきい値を設定する
   請求項２に記載のパワーコンディショナ。
4. 前記制御部は、前記充電率が第１の値である場合には、前記第２のしきい値を第２の値に設定し、前記充電率が前記第１の値よりも高い第３の値である場合には、前記第２のしきい値を前記第２の値より低い第４の値に設定する
   請求項３に記載のパワーコンディショナ。
5. 前記蓄電池の充電率を検出可能な第３の検出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記蓄電池が前記充電状態であり、前記充電率が第３のしきい値よりも高い場合に、前記バス電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替え可能である
   請求項１または請求項２に記載のパワーコンディショナ。
6. 前記バス電圧が前記第１の電圧である場合に前記負荷で消費される負荷電力である第１の電力値、および前記バス電圧が前記第２の電圧である場合に前記負荷で消費される負荷電力である第２の電力値を記憶可能なメモリをさらに備え、
   前記第１の検出部は、さらに前記蓄電池の充電電力値を検出可能であり、
   前記制御部は、前記蓄電池が前記充電状態であり、前記蓄電池の前記充電電力値および前記蓄電池の放電可能電力値の和が、前記第２の電力値と前記第１の電力値との差分よりも大きい場合に、前記バス電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替え可能である
   請求項１に記載のパワーコンディショナ。
   
7. 前記バス電圧が前記第１の電圧である場合に前記負荷で消費される負荷電力である第１の電力値、および前記バス電圧が前記第２の電圧である場合に前記負荷で消費される負荷電力である第２の電力値を記憶可能なメモリをさらに備え、
   前記第１の検出部は、さらに前記蓄電池の充電電力値を検出可能であり、
   前記制御部は、前記蓄電池が前記充電状態であり、前記蓄電池の前記充電電力値が、前記第２の電力値と前記第１の電力値との差分よりも大きい場合に、前記バス電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替え可能である
   請求項１に記載のパワーコンディショナ。
8. ユーザインタフェースをさらに備え、
   前記制御部は、前記ユーザインタフェースからの指示に基づいて、前記メモリに記憶された前記第１の電力値および前記第２の電力値を書き換え可能である
   請求項６または請求項７に記載のパワーコンディショナ。
9. 前記電源の発電量を検出可能な第２の検出部をさらに備え、
   前記制御部は、さらに、前記第１の検出部の検出結果および前記第２の検出部の検出結果に基づいて、前記負荷で消費される負荷電力を検出可能であり、
   前記メモリにおける前記第１の電力値は、前記バス電圧が前記第１の電圧である場合における、検出された前記負荷電力であり、
   前記メモリにおける前記第２の電力値は、前記バス電圧が前記第２の電圧である場合における、検出された前記負荷電力である
   請求項６または請求項７に記載のパワーコンディショナ。
10. 前記電源の発電量を検出可能な第２の検出部をさらに備え、
    前記制御部は、さらに、前記第１の検出部の検出結果および前記第２の検出部の検出結果に基づいて、前記負荷で消費される負荷電力を検出可能であり、
    前記メモリにおける前記第１の電力値は、前記バス電圧が前記第１の電圧であった前回の期間における、検出された前記負荷電力であり、
    前記メモリにおける前記第２の電力値は、前記バス電圧が前記第２の電圧であった前回の期間における、検出された前記負荷電力である
    請求項６または請求項７に記載のパワーコンディショナ。
11. 前記直流バスに接続され、前記バス電圧に基づいて電力変換を行うことが可能な第１のコンバータと、
    前記直流バスに接続され、前記バス電圧に基づいて電力変換を行うことが可能な第２のコンバータと
    をさらに備え、
    前記負荷は、前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータを含み、
    前記第１のコンバータが動作可能な前記バス電圧の電圧範囲は、前記第１の電圧および前記第２の電圧を含み、
    前記第２のコンバータが動作可能な前記バス電圧の電圧範囲は、前記第１の電圧および前記第２の電圧のうちの前記第２の電圧を含む
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。
12. 前記直流バスに接続され、前記負荷を接続可能な接続端子をさらに備えた
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。
13. 前記蓄電池をさらに備えた
    請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。

Images