JP7424351B2 - パワーコンディショナ - Google Patents

Description

本開示は、パワーコンディショナに関するものである。

従来、太陽光発電システムは、太陽電池の電圧を交流電圧に変換して出力するパワーコンディショナを備える。たとえば、特許文献１には、ＤＣ－ＤＣコンバータと系統連系インバータを運転して太陽電池アレイから発電した直流電力を取り出すパワーコンディショナが開示されている。太陽電池アレイを構成する太陽電池ストリングは、部分影が生じた場合に、発電効率が低下することがある。このため、特許文献１には、太陽電池アレイの電圧や電流を変化させて最大電力点を探索する最大電力点追従法として、山登り法、スキャン法を実施することが開示されている。

特開２０１８－１８２９６７号公報

ところで、パワーコンディショナとして、充放電可能な蓄電池を接続し、蓄電池から放電される電圧を交流電圧に変換して出力することが考えられる。蓄電池を接続することにより、太陽電池で発電できない時間にも、交流電圧を出力することを可能とする。しかしながら、蓄電池を接続する場合、蓄電池に対して意図しない電流が流れるおそれがある。

本開示の一態様であるパワーコンディショナは、自然エネルギーを利用する電源に接続され、第１スイッチング素子とインダクタとを有し、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作によって前記電源から供給される電圧を変換するコンバータと、前記コンバータの電圧が出力されるバスラインと、前記バスラインに接続された蓄電池と、前記バスラインの電圧を交流電圧に変換するインバータと、前記電源から供給される電圧である第１電圧を検出する第１電圧センサと、前記電源と前記コンバータとの間に接続され、前記電源と前記コンバータとの間に流れる電流である第１電流を検出する第１電流センサと、前記蓄電池から供給される電圧である第２電圧を検出する第２電圧センサと、制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第１スイッチング素子をオンオフ動作させて前記第２電圧以下である所定電圧以下の範囲において前記第１電圧を変化させ、前記第１電流と前記第１電圧とから算出される第１電力が最も大きくなるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作するＭＰＰＴ制御を行う。

本開示の一態様によれば、蓄電池に対して意図しない電流が流れることを抑制可能としたパワーコンディショナを提供することができる。

図１は、第１実施形態のパワーコンディショナを示すブロック図である。 図２は、パワーコンディショナの回路図である。 図３は、ストリングの説明図である。 図４は、太陽電池の電流－電圧（Ｉ－Ｖ）特性図である。 図５は、太陽電池の電力－電圧（Ｐ－Ｖ）特性図である。 図６は、ストリングに対する部分影の説明図である。 図７は、部分影が生じたときの電流－電圧（Ｉ－Ｖ）特性図である。 図８は、部分影が生じたときの電力－電圧（Ｐ－Ｖ）特性図である。 図９は、第１実施形態のスキャン処理の説明図である。 図１０は、電力制限があるときの動作説明図である。 図１１は、電圧制限があるときの動作説明図である。 図１２は、電力および電圧制限があるときの動作説明図である。 図１３は、第２実施形態のスキャン処理の説明図である。 図１４は、極点の極値を記憶したメモリを示す説明図である。 図１５は、極点とスキャン処理の説明図である。 図１６は、極点の極値を記憶したメモリを示す説明図である。 図１７は、極点とスキャン処理の説明図である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態を説明する。
図１に示すように、電力供給システム１０は、パワーコンディショナ１１、太陽電池１２を備える。太陽電池１２は、自然エネルギーを利用する電源の一例である。電力供給システム１０は、たとえば、一般家屋に設置される。なお、電力供給システム１０は、集合住宅、商業施設、工場、等に設置されてもよい。

パワーコンディショナ１１は、電力線１１０により商用電力系統１００に接続される。電力線１１０は、分電盤、電力量計、屋内に敷設された電力線、屋内に配設されたコンセント（アウトレット）などの図示しない電気設備を含む。また、電力線１１０は、パワーコンディショナ１１内の接続部材を含む。接続部材は、パワーコンディショナ１１の内部配線、接続端子（端子板）、等を含む。電力線１１０には、負荷１２０が接続される。負荷１２０は、電力線１１０により供給される交流電力により動作する電気機器である。負荷１２０としては、たとえば、照明器具、テレビ、冷蔵庫、洗濯機、空気調和機、電子レンジ、空気清浄機、等が含まれる。

パワーコンディショナ１１は、太陽電池１２にて発電した電圧を交流電圧に変換して電力線１１０に出力する。この電力線１１０には、商用電力系統１００から商用交流電力が供給される。つまり、パワーコンディショナ１１は、商用電力系統１００に接続される電力線１１０に向けて、交流電力を出力する。

太陽電池１２は、自然エネルギーとして太陽光を利用して発電を行う電源である。
図３に示すように、太陽電池１２は、太陽電池ストリング（以下、単にストリングという）１２ａを含む。太陽電池１２は、複数のストリング１２ａを含む構成とされてもよい。

ストリング１２ａは、直列に接続された複数のセルＳＥと、任意のセルＳＥ同士を接続するバイパスダイオードＢＤを含む。セルＳＥは、太陽電池１２の最小単位であり、光電変換を行う。各セルＳＥは、たとえば約１０センチ四方の平板形状を有する。なお、図３では、１つのセルＳＥに対して１つのバイパスダイオードＢＤが接続された例を示しているが、複数のセルＳＥを直列に接続した１つのセル列に対して１つのバイパスダイオードＢＤが接続された構成としてもよい。何れかのセルＳＥが故障した場合、バイパスダイオードＢＤに電流が流れることにより、ストリング１２ａの発電を継続する。また、何れかのセルＳＥにおいて影によって出力電流が低下した場合、バイパスダイオードＢＤに電流が流れることにより、発電電力の低下を抑制する。

図１に示すように、パワーコンディショナ１１は、蓄電池（バッテリ）１３を備える。蓄電池１３は、充放電可能とされた電池（二次電池）である。蓄電池１３は、たとえばリチウムイオン電池である。蓄電池１３は、パワーコンディショナ１１に内蔵され、またはパワーコンディショナ１１に接続される。パワーコンディショナ１１は、蓄電池１３から放電される電圧を交流電圧に変換して電力線１１０に出力する。また、パワーコンディショナ１１は、太陽電池１２の電圧と、商用電力系統１００の商用交流電圧を変換した直流の電圧との少なくとも一方により蓄電池１３を充電する。

パワーコンディショナ１１は、コンバータ２１、リレー（バッテリリレー）２２、インバータ２３、フィルタ２４、リレー２５、制御回路２６、電源回路２７，２８を有している。また、パワーコンディショナ１１は、複数のセンサ３１～３６を有している。リレー２２は第１開閉器の一例、リレー２５は第２開閉器の一例である。

太陽電池１２は、コンバータ２１に接続される。コンバータ２１は、バスライン４０を通してインバータ２３に接続されている。インバータ２３は、フィルタ２４とリレー２５とを通して電力線１１０に接続される。

蓄電池１３は、バスライン４０に接続されている。ここでいう接続とは、蓄電池１３とバスライン４０との間において、電圧変化が実質的にゼロ（０）となる接続を意図している。つまり、本実施形態のように、蓄電池１３がリレー２２を通してバスライン４０に間接的に接続される場合、蓄電池１３がバスライン４０に直接接続される場合、とを含む。

制御回路２６は、コンバータ２１、インバータ２３、リレー２２，２５を制御する。リレー２２，２５は、たとえば半導体スイッチであり、制御回路２６からの制御信号に応答してオンオフする。リレー２２は、第１開閉器（スイッチ）の一例である。リレー２５は、第２開閉器（スイッチ）の一例である。

コンバータ２１は、たとえば昇圧回路である。コンバータ２１は、太陽電池１２から供給される電圧を所定の電圧に変換してバスライン４０に出力する機能を有している。なお、コンバータ２１は、降圧回路、昇降圧回路であってもよい。

蓄電池１３の電圧は、オン状態のリレー２２を通してバスライン４０に放電される。また、バスライン４０の電圧により、オン状態のリレー２２を通して蓄電池１３に充電のための電流が供給される。

インバータ２３は、直流交流変換回路である。インバータ２３は、制御回路２６からの制御信号により動作する。インバータ２３は、バスライン４０の電圧を交流電圧に変換して出力する。また、インバータ２３は、商用電力系統１００から供給される交流電圧を直流電圧に変換してバスライン４０に出力する。

フィルタ２４は、インバータ２３から出力される交流電力の高周波成分を低減する。このフィルタ２４は、パワーコンディショナ１１は、インバータ２３の出力電圧および出力電流を正弦波に近づける。

電源回路２７は、ダイオードＤ１１を通してバスライン４０に接続されている。ダイオードＤ１１は、バスライン４０から電源回路２７に向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオードＤ１１のアノード端子は、バスライン４０に接続され、ダイオードＤ１１のカソード端子は電源回路２７に接続されている。また、電源回路２７は、ダイオードＤ１２を通して電源回路２８に接続されている。ダイオードＤ１２は、電源回路２８から電源回路２７に向けて順方向に接続されている。つまり、ダイオードＤ１２のアノード端子は電源回路２８に接続され、ダイオードＤ１２のカソード端子は電源回路２７に接続されている。両ダイオードＤ１１，Ｄ１２は、それぞれのカソード端子が互いに接続されている。

電源回路２８は、電力線１１０に接続されている。たとえば、電源回路２８は、パワーコンディショナ１１の内部の接続部材に接続されている。電源回路２８は、たとえば整流回路を含み、電力線１１０の交流電圧から直流電圧を生成する。なお、電源回路２８は、平滑回路を含んでいてもよい。２８にて生成された直流電圧は、ダイオードＤ１２を通して電源回路２７に供給される。電源回路２７は、バスライン４０の電圧、または電源回路２８にて生成された直流電圧、つまり商用交流電圧により、制御回路２６の制御電源（動作電源）を生成する。制御回路２６は、その制御電源により動作する。

図２は、パワーコンディショナ１１の構成の一例を示す回路図である。
コンバータ２１は、昇圧回路である。このコンバータ２１は、スイッチング素子２１ａ、インダクタ２１ｂ、ダイオード２１ｃを有している。スイッチング素子２１ａは、たとえばパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。スイッチング素子２１ａは、第１スイッチング素子の一例である。

インダクタ２１ｂの第１端子は太陽電池１２のプラス側端子に接続されている。インダクタ２１ｂの第２端子は、スイッチング素子２１ａの第１端子（たとえばドレイン端子）とダイオード２１ｃのアノード端子に接続されている。スイッチング素子２１ａの第２端子（たとえばソース端子）は太陽電池１２のマイナス側端子に接続されている。バスライン４０は、高圧側バスライン４０ａと低圧側バスライン４０ｂとを含む。ダイオード２１ｃのカソード端子は高圧側バスライン４０ａに接続されている。スイッチング素子２１ａの第２端子は低圧側バスライン４０ｂに接続されている。スイッチング素子２１ａの制御端子（たとえばゲート端子）には、制御回路２６から制御信号が供給される。

制御回路２６は、スイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。詳しくは、制御回路２６は、スイッチング素子２１ａをオンオフする制御信号をスイッチング素子２１ａに供給する。また、制御回路２６は、スイッチング素子２１ａに供給する制御信号のパルス幅を、たとえばパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）方式により調整する。制御信号の周波数は、数十ｋＨｚ程度（たとえば２０ｋＨｚ）に設定される。コンバータ２１は、スイッチング素子２１ａのオンオフ動作によって入力電圧、つまり太陽電池１２からの電圧を所定の電圧に変換する。

センサ３１は、電流センサ３１ａと電圧センサ３１ｂとを含む。電流センサ３１ａは、太陽電池１２とコンバータ２１との間、詳しくは太陽電池１２のプラス側端子とインダクタ２１ｂとの間に接続されている。電流センサ３１ａは、太陽電池１２から流れる電流、つまり発電電流Ｉｐｖを検出する。発電電流Ｉｐｖは、第１電流に相当する。制御回路２６は、電流センサ３１ａにより太陽電池１２の発電電流Ｉｐｖを取得できる。太陽電池１２から流れる電流は、コンバータ２１に入力される。したがって、発電電流Ｉｐｖは、コンバータ２１の入力電流ともいえる。電流センサ３１ａは、第１電流センサの一例である。電圧センサ３１ｂは、第１電圧センサの一例である。

電圧センサ３１ｂは、太陽電池１２の端子間に接続されている。電圧センサ３１ｂは、太陽電池１２の端子間電圧、つまり発電電圧Ｖｐｖを検出する。発電電圧Ｖｐｖは、第１電圧に相当する。制御回路２６は、電圧センサ３１ｂにより太陽電池１２の発電電圧Ｖｐｖを取得できる。そして、制御回路２６は、発電電圧Ｖｐｖと発電電流Ｉｐｖとにより、太陽電池１２の発電電力Ｐｐｖを算出できる。発電電力Ｐｐｖは、第１電力量に相当する。

センサ３２は、電流センサ３２ａと電圧センサ３２ｂとを含む。電流センサ３２ａは、蓄電池１３とリレー２２との間、詳しくは蓄電池１３のプラス側端子とリレー２２との間に接続されている。電流センサ３２ａは、蓄電池１３のプラス側端子とリレー２２との間に流れる電流Ｉｂａｔｔを検出する。電流Ｉｂａｔｔは、蓄電池１３から流れる電流と蓄電池１３に向かう電流と、を含み、これらは符号が異なる。たとえば、蓄電池１３から流れる電流をプラスとし、蓄電池１３に流れる電流をマイナスとする。したがって、制御回路２６は、蓄電池１３から放電される電流と、蓄電池１３を充電する電流とを取得できる。

電圧センサ３２ｂは、蓄電池１３の端子間に接続されている。電圧センサ３２ｂは、蓄電池１３の端子間電圧、つまり蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔを検出する。電圧Ｖｂａｔｔは第２電圧に相当する。制御回路２６は、電圧センサ３２ｂにより蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔを取得できる。電圧センサ３２ｂは、第２電圧センサの一例である。

本実施形態のパワーコンディショナ１１は、リレー２２とバスライン４０との間に接続されたフィルタ２９を備えている。蓄電池１３は、リレー２２とフィルタ２９とを通してバスライン４０に接続されている。蓄電池１３のプラス側端子はリレー２２を通してフィルタ２９に接続されている。蓄電池１３のマイナス側端子はバスライン４０の低圧側バスライン４０ｂに接続されている。

フィルタ２９は、コンデンサ２９ａとインダクタ２９ｂとを有している。コンデンサ２９ａは、たとえばフィルムコンデンサである。コンデンサ２９ａの第１端子はリレー２２に接続され、コンデンサ２９ａの第２端子はバスライン４０の低圧側バスライン４０ｂに接続されている。インダクタ２９ｂの第１端子はリレー２２に接続され、インダクタ２９ｂの第２端子はバスライン４０の高圧側バスライン４０ａに接続されている。なお、インダクタ２９ｂは、コンデンサ２９ａとリレー２２との間に接続されてもよい。

センサ３３は、バスライン４０に接続された電圧センサであり、高圧側バスライン４０ａと低圧側バスライン４０ｂとの間に接続されている。センサ３３は、バスライン４０のバス電圧Ｖｈｖｄｃを検出する。制御回路２６は、センサ３３によりバスライン４０のバス電圧Ｖｈｖｄｃを取得できる。

バスライン４０には、電解コンデンサＣ１１が接続されている。電解コンデンサＣ１１のプラス側端子は、高圧側バスライン４０ａに接続され、電解コンデンサＣ１１のマイナス側端子は低圧側バスライン４０ｂに接続されている。電解コンデンサＣ１１は、バスライン４０の電圧を平滑化する。なお、電解コンデンサＣ１１は、省略されてもよい。

インバータ２３は、スイッチング素子２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを有している。スイッチング素子２３ａ～２３ｄは、たとえばｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。スイッチング素子２３ａ，２３ｃの第１端子（たとえばドレイン端子）は高圧側バスライン４０ａに接続されている。スイッチング素子２３ａ，２３ｃの第２端子（たとえばソース端子）は、スイッチング素子２３ｂ，２３ｄの第１端子（たとえばドレイン端子）にそれぞれ接続されている。スイッチング素子２３ｂ，２３ｄの第２端子（たとえばソース端子）は低圧側バスライン４０ｂに接続されている。スイッチング素子２３ａ～２３ｄは、第２スイッチング素子の一例である。

つまり、インバータ２３は、バスライン４０ａ，４０ｂの間に直列に接続されたスイッチング素子２３ａ，２３ｂからなる直列回路と、バスライン４０ａ，４０ｂの間に直列に接続されたスイッチング素子２３ｃ，２３ｄからなる直列回路とを含む。スイッチング素子２３ａ，２３ｃは、ハイサイドスイッチング素子の一例であり、スイッチング素子２３ｂ，２３ｄは、ローサイドスイッチング素子の一例である。スイッチング素子２３ａ～２３ｄの制御端子（たとえばゲート端子）には、制御回路２６から制御信号がそれぞれ供給される。スイッチング素子２３ａとスイッチング素子２３ｂとの間の接続点Ｎ１と、スイッチング素子２３ｃとスイッチング素子２３ｄとの間の接続点Ｎ２は、フィルタ２４に接続される。

制御回路２６は、インバータ２３のスイッチング素子２３ａ～２３ｄをそれぞれオンオフ動作する。制御回路２６は、スイッチング素子２３ａ～２３ｄをそれぞれオンオフ動作する制御信号を各スイッチング素子２３ａ～２３ｄに供給する。制御回路２６は、所定の周波数の制御信号を生成する。所定の周波数は、パワーコンディショナ１１が連系する商用電力系統１００の交流電圧の周波数（商用周波数：たとえば６０Ｈｚ）よりも高い周波数に設定される。制御回路２６は、電力線１１０に出力する交流電圧を正弦波に近づけるように、制御信号のパルス幅を、たとえばパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）方式により調整する。所定の周波数は、数十ｋＨｚ程度（たとえば２０ｋＨｚ）に設定される。インバータ２３は、スイッチング素子２３ａ～２３ｄのオンオフ動作によって、バスライン４０の電圧を交流電圧に変換する。

フィルタ２４は、インダクタ２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、コンデンサ２４ｄとを有している。
インダクタ２４ａの第１端子はインバータ２３の接続点Ｎ１に接続され、インダクタ２４ｂの第１端子はインバータ２３の接続点Ｎ２に接続されている。インダクタ２４ａの第２端子はコンデンサ２４ｄの第１端子とインダクタ２４ｃの第２端子とに接続されている。インダクタ２４ｂの第２端子は、コンデンサ２４ｄの第２端子とリレー２５とに接続されている。インダクタ２４ｃの第２端子はリレー２５に接続されている。

リレー２５は、第１リレー２５ａと第２リレー２５ｂとを有している。第１リレー２５ａと第２リレー２５ｂは、フィルタ２４と電力線１１０との間に接続されている。リレー２５は、フィルタ２４と電力線１１０との間を開閉する。フィルタ２４はインバータ２３に接続されている。電力線１１０は商用電力系統１００に接続されている。したがって、リレー２５は、インバータ２３と商用電力系統１００との間に接続されているといえる。そして、リレー２５（第１リレー２５ａ、第２リレー２５ｂ）は、インバータ２３と商用電力系統１００とを接離するといえる。

センサ３４は、電流センサである。このセンサ３４は、フィルタ２４とリレー２５との間、詳しくはフィルタ２４のインダクタ２４ｃとリレー２５の第１リレー２５ａとの間に接続されている。センサ３４は、インバータ２３から出力される電流を検出する。制御回路２６は、センサ３４により、インバータ２３の出力電流を取得できる。

商用電力系統１００は、たとえば単相３線式の電力線であり、Ｕ相電力線１１０ｕ、Ｏ相電力線１１０ｏ、Ｗ相電力線１１０ｗとを含む。第１リレー２５ａは、Ｕ相電力線１１０ｕに接続され、第２リレー２５ｂはＷ相電力線１１０ｗに接続されている。本実施形態のパワーコンディショナ１１は、実効値２００Ｖの交流電圧をＵ相電力線１１０ｕとＷ相電力線１１０ｗとに出力する。Ｏ相電力線１１０ｏは接地されている。

Ｕ相電力線１１０ｕとＯ相電力線１１０ｏとの間には負荷１２０ａが接続される。Ｗ相電力線１１０ｗとＯ相電力線１１０ｏとの間には負荷１２０ｂが接続される。負荷１２０ａ，１２０ｂは、１００Ｖ系の負荷である。なお、Ｕ相電力線１１０ｕとＷ相電力線１１０ｗとの間に、２００Ｖ系の負荷が接続されてもよい。

センサ３５は、電圧センサ３５ａ，３５ｂを含む。電圧センサ３５ａは、Ｕ相電力線１１０ｕとＯ相電力線１１０ｏとの間に接続されている。電圧センサ３５ｂは、Ｗ相電力線１１０ｗとＯ相電力線１１０ｏとの間に接続されている。電圧センサ３５ａ，３５ｂは、電力線１１０により供給される商用電力系統１００から供給される商用交流電圧（系統電圧）を検出する。制御回路２６は、センサ３５（電圧センサ３５ａ，３５ｂ）により商用交流電圧を取得できる。なお、センサ３５の電圧センサ３５ａ，３５ｂは、いずれか一方が省略されてもよい。センサ３５（電圧センサ３５ａ，３５ｂ）は、第３電圧センサの一例である。

図１に示すように、電力線１１０には、センサ３６が接続されている。センサ３６は、電流センサである。このセンサ３６は、商用電力系統１００から供給される電流（系統電流）を検出する。制御回路２６は、センサ３６により、系統電流を取得できる。

制御回路２６は、たとえば、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）２６ａ、メモリ２６ｂを有する。ＭＣＵ２６ａは、各センサ３１～３６による検出値（測定値）や各種の信号を入力する入力回路、各制御信号を出力する出力回路、動作クロック信号を生成する回路、リセット回路、銅を含む。制御回路２６は、ＭＣＵ２６ａがメモリ２６ｂに記憶されたプログラムを実行することにより、パワーコンディショナ１１の各部を制御する。

また、制御回路２６は、通信部２６ｃ、タイマ２６ｄを有する。通信部２６ｃは、有線、無線等によりパワーコンディショナ１１の外部と通信する機能を有している。制御回路２６は、通信部２６ｃにより、外部情報を取得する。外部情報は、たとえば、パワーコンディショナ１１が設置された場所における天候、日射量、等の外部環境の情報を含む。タイマ２６ｄは、時計機能、カレンダ機能、タイマ機能を有している。制御回路２６は、タイマ２６ｄにより、時刻、日付、時間経過、等を取得する。なお、太陽電池１２の発電電力Ｐｐｖ、発電電圧Ｖｐｖ等により、外部環境を判断するようにしてもよい。なお、時刻、日付、時間経過、等の情報は、通信部２６ｃによって外部から取得するようにしてもよい。

（作用）
次に、本実施形態のパワーコンディショナ１１の作用を説明する。
図４、図５を参照して、太陽電池１２に対するコンバータ２１の制御の概略を説明する。

制御回路２６は、センサ３１の電流センサ３１ａおよび電圧センサ３１ｂと、センサ３３（電圧センサ）との検出結果により、コンバータ２１を制御する。コンバータ２１において、入力電圧つまり発電電圧Ｖｐｖと、出力電圧つまりバス電圧Ｖｈｖｄｃとの比（昇圧比）は、スイッチング素子２１ａのオン期間とオフ期間、つまりスイッチング素子２１ａをオンオフ動作する制御信号のデューティ比により変更できる。制御回路２６は、昇圧比、つまりスイッチング素子２１ａに供給する制御信号のデューティ比を、たとえば例えばパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御により調整する。そして、制御回路２６は、発電電圧Ｖｐｖと電流Ｉｐｖとに基づいて、太陽電池１２の発電電力Ｐｐｖを最大とするように最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）制御を実行する。

図４は、太陽電池１２の出力電流と出力電圧の特性（Ｉ－Ｖ特性）を示す。図５は、太陽電池１２の出力電力と出力電圧の特性（Ｐ－Ｖ特性）を示す。太陽電池１２は、日照によって発電し始める。太陽電池１２は、出力電圧の広い範囲においてほぼ一定の出力電流となる定電流特性を有している。図４において、出力電流が流れない（＝０）のときの電圧は開放電圧Ｖｏｃである。図５において、出力電力が最大となる点を最大電力点Ｐｍａｘとし、その時の出力電圧を最適動作電圧Ｖｏｐとする。

太陽電池１２は、日照強度や表面温度等により出力特性が変化する。つまり、最大電力点Ｐｍａｘ（最適動作電圧Ｖｏｐ）が変化する。このため、制御回路２６は、発電電圧Ｖｐｖを最適動作電圧Ｖｏｐに追従させる、つまりコンバータ２１のスイッチング素子２１ａをオンオフ動作する制御信号のデューティ比を変化させ、最大電力点Ｐｍａｘを探索する制御を行う。

詳述すると、制御回路２６は、スイッチング素子２１ａのオンオフを制御し、電圧センサ３１ｂにより検出した発電電圧Ｖｐｖと、電流センサ３１ａにより検出した発電電流Ｉｐｖとから発電電力Ｐｐｖを算出する。制御回路２６は、発電電圧Ｖｐｖを変更するようにスイッチング素子２１ａをオンオフ動作、つまりスイッチング素子２１ａに供給する制御信号のデューティ比を変更し、発電電力Ｐｐｖを算出する。そして、制御回路２６は、算出した発電電力Ｐｐｖを大きくするように、スイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。つまり、制御回路２６は、スイッチング素子２１ａをオンオフ動作させて電圧Ｖｂａｔｔ以下である所定電圧以下の範囲において発電電圧Ｖｐｖを変化させ、発電電流Ｉｐｖと発電電圧Ｖｐｖとから算出される発電電力Ｐｐｖが最も大きくなるようにスイッチング素子２１ａをオンオフ動作するＭＰＰＴ制御を行う。

たとえば、発電電圧Ｖｐｖが図９に示す最適動作電圧Ｖｏｐよりも低い場合、制御回路２６は、発電電力Ｐｐｖを高くする、つまり発電電圧Ｖｐｖを増加するようにスイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。また、発電電圧Ｖｐｖが図９に示す最適動作電圧Ｖｏｐよりも高い場合、制御回路２６は、発電電力Ｐｐｖを高くする、発電電圧Ｖｐｖを減少するようにスイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。このような処理により、発電電圧Ｖｐｖは、図９に示す最適動作電圧Ｖｏｐに一致するようになる。そして、発電電力Ｐｐｖは、図９に示す最大電力点Ｐｍａｘに一致するようになる。

上記したように、制御回路２６は、太陽電池１２の発電電力Ｐｐｖを最大とするように最大電力点追従（ＭＰＰＴ）制御を実行する。つまり、制御回路２６は、図５に示す最大電力点Ｐｍａｘとなるように、つまり電圧センサ３１ｂにより検出した発電電圧Ｖｐｖを上記の最適動作電圧Ｖｏｐとするように、スイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。これにより、太陽電池１２から効率のよい電力が得られる。なお、外部環境により効率の良い電力を得られる電圧は変動するため、制御回路２６は定期的にＭＰＰＴ制御を行う。

図６～図８を参照して、部分影が生じたときについて説明する。
図６に示すように、太陽電池１２のストリング１２ａに含まれる１つのセルＳＥ１は、影により覆われている。つまり、太陽電池１２（ストリング１２ａ）に対して部分影が生じている。

太陽電池１２（ストリング１２ａ）の発電電圧Ｖｐｖが低いとき、ストリング１２ａに流れる電流Ｉｓ１は、影に覆われていないセルＳＥと、部分影に覆われたセルＳＥ１に並列接続されたバイパスダイオードＢＤ１を流れる。このときの電流Ｉｓ１は、図７に示すように、各セルＳＥが影に覆われないときの電流（破線にて示す）とほぼ等しくなる。

太陽電池１２（ストリング１２ａ）の発電電圧Ｖｐｖが高いとき、ストリング１２ａに流れる電流Ｉｓ２は、影に覆われていないセルＳＥと、部分影に覆われたセルＳＥ１とに流れる。このとき、ストリング１２ａに流れる電流Ｉｓ２は、影に覆われたＳＥ１に流れる電流によって制限される。このため、図７に示すように、電流Ｉｓ２は、全てのセルＳＥが影に覆われていない場合よりも少なくなる。

図８は、部分影が生じた太陽電池１２（ストリング１２ａ）における電力－電圧（Ｐ－Ｖ）特性を示す。このように、太陽電池１２の電力は、電圧－電力特性において極大値となる２つの電力点Ｐｍ１，Ｐｍ２を持つ。極大値は、電圧を変更したときの電力の変化が増加から減少へと転じた点における電力である。極大値となる電力点を極大点と呼ぶ。電力最大電力点追従制御では、２つの電力点Ｐｍ１，Ｐｍ２のいずれかを動作点とする。電力点Ｐｍ２では、電力点Ｐｍ１に対して電流が少ないため、電流による熱損失が抑えられる一方、得られる電力は電力点Ｐｍ１よりも低くなる。

図６～図８は、１つのセルＳＥ１に部分影が生じた場合に２つの電力点Ｐｍ１，Ｐｍ２が生じることを示している。太陽電池１２に対して生じる部分影の状態によって、３つ以上の電力点が生じる場合がある。以降の説明では、一例として極大値をとる３つの電力点を持つ特性曲線を用いて、制御回路２６の動作を説明する。

図９は、特性曲線ＬＰ３の一例を示す。この特性曲線ＬＰ３は、極大値をとる３つの電力点を持つ。
制御回路２６は、パワーコンディショナ１１に接続された太陽電池１２の特性を確認するスキャン処理を実行する。スキャン処理は、たとえば図９に示す特性曲線ＬＰ３を確認する処理である。

制御回路２６は、電圧センサ３１ｂにより検出される発電電圧Ｖｐｖを、太陽電池１２のスキャン開始電圧からスキャン終了電圧まで、所定の電圧ステップで変更するようにスイッチング素子２１ａを制御する。スキャン開始電圧は、たとえば開放電圧Ｖｏｃを用いることができる。開放電圧Ｖｏｃは、太陽電池１２の出力端を開放したときの電圧であり、太陽電池１２の定格値としてたとえばメモリ２６ｂに記憶される。なお、スキャン開始電圧として、パワーコンディショナ１１の停止状態における発電電圧Ｖｐｖを用いることもできる。パワーコンディショナ１１の停止状態は、コンバータ２１のスイッチング素子２１ａ、インバータ２３のスイッチング素子２３ａ～２３ｄ、およびリレー２２，２５を開状態（オフ状態）とした状態である。制御回路２６は、この停止状態において、電圧センサ３１ｂにより検出した発電電圧Ｖｐｖをスキャン開始電圧とする。スキャン終了電圧は、たとえば０Ｖである。なお、スキャン終了電圧は、たとえば、図９に黒丸にて示すように、極大値となり得ないていど、０Ｖよりも高い電圧とすることもできる。言い換えると、極大値となりえる電圧範囲のうちの最低電圧以下の電圧をスキャン終了電圧とすることもできる。

制御回路２６は、発電電圧Ｖｐｖを変更する毎に、発電電圧Ｖｐｖと電流センサ３１ａにより検出した発電電流Ｉｐｖとから発電電力Ｐｐｖを算出する。発電電力Ｐｐｖは、図９にて矢印にて示すように変化する。算出した複数の発電電力Ｐｐｖのうち、最大となる発電電力Ｐｐｖがスキャン処理したときにおける最大電力点Ｐｍａｘとなる。図９では、破線にて示した電圧値が最適動作電圧Ｖｏｐとなる。このように、スキャン処理を実行することにより、最大電力点Ｐｍａｘと最適動作電圧Ｖｏｐが得られる。

このようなスキャン処理によって、電圧－電力特性が変化した場合でも、容易に最大電力点Ｐｍａｘと最適動作電圧Ｖｏｐを得ることができる。たとえば、図８に示す特性曲線においても、電力点Ｐｍ１を容易に探索することができる。

［電力制限］
コンバータ２１からバスライン４０へ供給される電力が制限されることがある。制限される値は、例えば、パワーコンディショナ１１の最大定格である。パワーコンディショナ１１の最大定格は、蓄電池１３が充電可能な状況ではインバータ２３の最大定格＋蓄電池の最大定格となる。蓄電池１３が満充電などで充電負荷の場合、パワーコンディショナ１１の最大定格はインバータ２３の最大定格となる。パワーコンディショナ１１の最大定格に対し、太陽電池１２の発電可能電力が大きい場合（いわゆる過積載）はひとつの例である。

その他に、商用電力系統の電圧が高くなった場合、停電した場合は、インバータ２３の出力電力が制限されるため、コンバータ２１からバスライン４０へ供給できる電力は、インバータが出力できる電力＋蓄電池が充電できる電力に制限される。インバータの出力制限の詳細は、以下の通りである。

インバータ２３の出力電力は、第２電力量に相当する。出力電力の制限は、たとえば、商用電力系統１００からの出力抑制、系統電圧の上昇、による。出力電力の制限によって発電電力Ｐｐｖが制限される。この発電電力Ｐｐｖが制限される値を制限電力Ｐｌｉｍとする。出力電力が制限される値は、商用電力系統１００から、たとえば図示しないコントローラを通して指示される。

制御回路２６は、上記したように、スキャン処理において、電流センサ３１ａにより検出された発電電流Ｉｐｖと、電圧センサ３１ｂにより検出された発電電圧Ｖｐｖとにより、太陽電池１２の発電電力Ｐｐｖを算出する。そして、制御回路２６は、算出した発電電力Ｐｐｖと、制限電力Ｐｌｉｍとを比較する。発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍ以下の場合、制御回路２６は、発電電圧Ｖｐｖを減少させるようにスイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。一方、発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍを超える場合、スキャン処理を終了する。そして、制御回路２６は、スイッチング素子２１ａを制御し、発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍと等しくなる動作点を探索する。これにより、図１０に示すように、制限電力Ｐｌｉｍ以下であって、発電電圧Ｖｐｖが最大となる動作点ＤＰ１を得ることができる。

なお、図１０に示す特性曲線ＬＰ３において、制限電力Ｐｌｉｍと等しくなる動作点が複数存在する。本実施形態のスキャン処理では、複数の動作点のうち、発電電圧Ｖｐｖが最大となる動作点ＤＰ１を短時間で容易に探索できる。この動作点ＤＰ１では、発電電流Ｉｐｖが小さい。発電電流Ｉｐｖは、熱損失に影響する。発電電流Ｉｐｖが小さいほど、熱損失が小さくなる。したがって、制限電力Ｐｌｉｍが設定された状態において、最大となる発電電力Ｐｐｖを得るとともに、低い発電電流Ｉｐｖの動作点ＤＰ１を選択することにより、熱損失を抑制できる。

インバータ２３の出力電力について、パワーコンディショナ１１の構成により制限される場合がある。たとえば、パワーコンディショナ１１が出力可能な電力量よりも、発電可能電力が大きな太陽電池１２が接続されることがある。パワーコンディショナ１１の出力可能な電力量は、コンバータ２１やインバータ２３等の回路の最大定格電力により決定され、たとえば４ｋＷに設定される。パワーコンディショナ１１の出力可能な電力量は、最大電力量としてたとえばメモリ２６ｂに記憶される。なお、最大電力量は、パワーコンディショナ１１が接続された図示しないコントローラのメモリに記憶され、パワーコンディショナ１１に対して指示されてもよい。

制御回路２６は、最大電力量を図１０に示す制限電力Ｐｌｉｍとして、上記と同様に、太陽電池１２の発電電力Ｐｐｖを動作点Ｐ１とするように、コンバータ２１のスイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。これにより、インバータ２３の出力電力が制限された場合であっても、太陽電池１２を効率よく発電しながら、熱損失を抑制できる。

なお、図１０では、制限電力Ｐｌｉｍが特性曲線ＬＰ３の最大電力点Ｐｍａｘよりも低い場合を示している。制限電力Ｐｌｉｍが最大電力点Ｐｍａｘよりも高い場合、図９に示す場合と同様に、制御回路２６は、スキャン開始電圧（開放電圧Ｖｏｃ）からスキャン終了電圧（０Ｖ）までスキャン処理を実施する。そして、制御回路２６は、算出した発電電力Ｐｐｖのうちの最大となる値、つまり最大電力点Ｐｍａｘを選択し、その最大電力点Ｐｍａｘとなる電圧を最適動作電圧Ｖｏｐとする。

［電圧制限］
本実施形態のパワーコンディショナ１１は、バスライン４０に対してリレー２２を用いて蓄電池１３が接続されている。図１、図２に示すリレー２２をオン状態、つまり蓄電池１３をバスライン４０に接続しているとき、蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔに対して、太陽電池１２の最適動作電圧Ｖｏｐが高くなる場合がある。この場合、太陽電池１２の発電電力Ｐｐｖが供給されるバスライン４０から、蓄電池１３に向けて電流が流れる。たとえば、蓄電池１３が満充電の場合、蓄電池１３に向かう電流は、蓄電池１３にとって意図しない電流となる。そこで、制御回路２６は、蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔに対して、太陽電池１２の動作電圧が超えないように、コンバータ２１のスイッチング素子２１ａを制御する。これにより、制御回路２６は、蓄電池１３に対して流れる意図しない電流を低減する。

図１１に示すように、制限電圧Ｖｌｉｍが設定される。制限電圧Ｖｌｉｍは、バスライン４０に接続した蓄電池１３に対してバスライン４０から電流が流れないように設定される。制限電圧Ｖｌｉｍは、たとえば蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔと等しい値に設定される。制御回路２６は、太陽電池１２の開放電圧Ｖｏｃと制限電圧Ｖｌｉｍとのうちのいずれか低い方の電圧をスキャン開始電圧とする。そして、制御回路２６は、スキャン開始電圧からスキャン終了電圧まで、スキャン処理を実施する。

図１１に示す例では、開放電圧Ｖｏｃよりも制限電圧Ｖｌｉｍが低い。したがって、制御回路２６は、図１１に矢印にて示すように、制限電圧Ｖｌｉｍをスキャン開始電圧とし、そのスキャン開始電圧からスキャン終了電圧までスキャン処理を実施する。そして、制御回路２６は、算出した発電電力Ｐｐｖのうちの最大となる値、つまり最大電力点Ｐｍａｘを選択し、その最大電力点Ｐｍａｘとなる電圧を最適動作電圧Ｖｏｐとする。このように、蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔと等しい制限電圧Ｖｌｉｍをスキャン開始電圧とし、そのスキャン開始電圧からスキャン処理を実施することにより、意図しない電流が蓄電池１３に向けて流れることを抑制できる。

［発電電力および発電電圧の制限］
図１２に示すように、電力量および電圧が制限される場合がある。制限電力Ｐｌｉｍと、制限電圧Ｖｌｉｍとが設定される。この場合、制限電圧Ｖｌｉｍにおいても、制限電力Ｐｌｉｍを超えている。したがって、上記のように、スキャン開始電圧とスキャン終了電圧とを設定したスキャン処理では、動作点を検出することが難しい。たとえば、商用電力系統１００からの電力制限などの場合、電力制限が設定されていないときがある。部分影について、太陽電池１２に隣接する建物等の影によるものでは、過去においても同様の部分影が生じる。したがって、制御回路２６は、メモリ２６ｂに過去のスキャン処理の結果をスキャン情報として記憶させておくことで、対応することが可能となる。

制御回路２６は、リレー２２を開状態（オフ状態）として、スキャン処理を実施する。そして、制御回路２６は、処理結果として、算出した発電電力Ｐｐｖと発電電圧Ｖｐｖとをメモリ２６ｂに記憶させる。メモリ２６ｂには、たとえば図１２に示す特性曲線ＬＰ３のデータがスキャン情報として記憶される。複数のスキャン情報はそれぞれ、発電電力Ｐｐｖと発電電圧Ｖｐｖとを含む。

制御回路２６は、電力量および電圧が制限されるとき、メモリ２６ｂに記憶したスキャン情報のうち、制限電力Ｐｌｉｍ以下、かつ制限電圧Ｖｌｉｍ以下となるスキャン情報を読み出す。たとえば、図１２に示す例の場合、制御回路２６は、電力点Ｐ２１のスキャン情報（発電電力Ｐｐｖ、発電電圧Ｖｐｖ）をメモリ２６ｂから読み出す。この場合、電力点Ｐ２１は、最大電力点Ｐｍａｘとなる動作点である。制御回路２６は、電力点Ｐ２１の電圧（発電電圧Ｖｐｖ）となるように、コンバータ２１のスイッチング素子２１ａを動作させる。これにより、太陽電池１２について効率よく発電することができる。また、意図しない電流が蓄電池１３に向けて流れることを抑制できる。

なお、メモリ２６ｂに記憶するスキャン情報として、たとえば、スキャン処理において算出した全ての動作点の発電電力Ｐｐｖおよび発電電圧Ｖｐｖをメモリ２６ｂ記憶する。また、たとえば、全ての動作点のうちから動作点を間引きして記憶する。たとえば、スキャン処理における動作点のうち、１つおきに発電電力Ｐｐｖおよび発電電圧Ｖｐｖをメモリ２６ｂに記憶する。間引きすることにより、メモリ２６ｂに記憶するデータ量を低減できる。上記の電力点Ｐ２１は、発電電力Ｐｐｖと発電電圧Ｖｐｖとが最大となる点とした。これに対し、最大にならない動作点でも、その動作点から発電電圧Ｖｐｖを大きくするようにスイッチング素子２１ａをオンオフ動作することにより、最適な動作点にて動作させることができるようになる。

（効果）
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１－１）パワーコンディショナ１１は、バスライン４０に対してリレー２２を用いて蓄電池１３が接続されている。制御回路２６は、スイッチング素子２１ａをオンオフ動作させて電圧Ｖｂａｔｔ以下である所定電圧以下の範囲において発電電圧Ｖｐｖを変化させ、発電電流Ｉｐｖと発電電圧Ｖｐｖとから算出される発電電力Ｐｐｖが最も大きくなるようにスイッチング素子２１ａをオンオフ動作するＭＰＰＴ制御を行う。これにより、制御回路２６は、蓄電池１３に対して流れる意図しない電流を低減することができる。

（１－２）制御回路２６は、蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔに対して、太陽電池１２の発電電圧Ｖｐｖが超えないように、コンバータ２１のスイッチング素子２１ａを制御する。これにより、制御回路２６は、蓄電池１３に対して流れる意図しない電流を低減する。

（１－３）制限電圧Ｖｌｉｍは、たとえば蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔと等しい値に設定される。制御回路２６は、太陽電池１２の開放電圧Ｖｏｃと制限電圧Ｖｌｉｍとのうちのいずれか低い方の電圧をスキャン開始電圧とする。そして、制御回路２６は、スキャン開始電圧からスキャン終了電圧まで、スキャン処理を実施する。このように、蓄電池１３の電圧Ｖｂａｔｔと等しい制限電圧Ｖｌｉｍをスキャン開始電圧とし、そのスキャン開始電圧からスキャン処理を実施することにより、意図しない電流が蓄電池１３に向けて流れることを抑制できる。

（１－４）制御回路２６は、電力量および電圧が制限されるとき、メモリ２６ｂに記憶したスキャン情報のうち、制限電力Ｐｌｉｍ以下、かつ制限電圧Ｖｌｉｍ以下となるスキャン情報を読み出す。制御回路２６は、電力点Ｐ２１の電圧（発電電圧Ｖｐｖ）となるように、コンバータ２１のスイッチング素子２１ａを動作させる。これにより、太陽電池１２について効率よく発電することができる。また、意図しない電流が蓄電池１３に向けて流れることを抑制できる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態を説明する。
なお、この第２実施形態は、第１実施形態と同じ構成であり、制御回路２６による制御が異なる。このため、第２実施形態の構成を示す図面および説明を省略し、第１実施形態の構成を示す図面を参照して制御回路２６による制御について説明する。

制御回路２６は、スキャン処理を実施する。そして、制御回路２６は、スキャン処理の処理結果について、特性曲線の特徴となる動作点の発電電力Ｐｐｖおよび発電電圧Ｖｐｖをメモリ２６ｂに記憶させる。特徴となる動作点は、たとえば特性曲線の極値となる動作点を用いることができる。極値は、スキャン処理中において、算出した発電電力Ｐｐｖの差が０となるときの発電電力Ｐｐｖである。なお、差が０とは、たとえば図１３に示す特性曲線ＬＰ３において、極大値と極小値とを検出するものであり、差の絶対値が所定値以下であることを含む。なお、極値（極大値、極小値）を得る方法として、スキャン処理中において発電電力Ｐｐｖの差分の符号が変化（プラスからマイナス、マイナスからプラス）するときの発電電力Ｐｐｖを用いてもよい。

極値となる動作点を極点という。制御回路２６は、スキャン処理において検出した極点の極値（発電電力Ｐｐｖ）と、その極点の発電電圧Ｖｐｖとをメモリ２６ｂに格納する。図１３に示す特性曲線ＬＰ３は、５つの極点ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３，ＤＰ４，ＤＰ５を有する。制御回路２６は、各極点ＤＰ１～ＤＰ５の発電電力Ｐｐｖおよび発電電圧Ｖｐｖをメモリ２６ｂに記憶する。図１４は、図１３に示す特性曲線ＬＰ３に対応してメモリ２６ｂに記憶されたスキャン情報ＳＩ１を示す。このスキャン情報ＳＤ１は、極点ＤＰ１～ＤＰ５の発電電圧Ｖｐｖおよび発電電力Ｐｐｖを含む。

制御回路２６は、制限に応じて、メモリ２６ｂに記憶した情報ＳＤ１から極点の値（発電電力Ｐｐｖ、発電電圧Ｖｐｖ）を読み出す。
図１５は、特性曲線ＬＰ３における各極点ＤＰ１～ＤＰ５を示す。また、図１５は、制限として制限電力Ｐｌｉｍと制限電圧Ｖｌｉｍとを破線にて示す。

たとえば、制限電力Ｐｌｉｍが設定されている場合、制御回路２６は、図１４に示すスキャン情報ＳＤ１から、制限電力Ｐｌｉｍ以下となる発電電力Ｐｐｖの極点を読み出す。制限電力Ｐｌｉｍは、たとえば１１００Ｗである。

たとえば、制御回路２６は、メモリ２６ｂに記憶されたスキャン情報ＳＤ１について、発電電力Ｐｐｖの大きい極点から順番に、制限に対して該当するか否かを判定する。図１６に示すように、最も発電電力Ｐｐｖが大きな極点ＤＰ３は発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍを超えている。次に発電電力Ｐｐｖが大きな極点ＤＰ５は、発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍを超えている。極点ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ４は、発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍを超えていない。したがって、制限電力Ｐｌｉｍ以下の極点として、極点ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ４が該当する。このうち、発電電圧Ｖｐｖが最大となる極点ＤＰ４を選択する。そして、制御回路２６は、ＤＰ４の発電電圧Ｖｐｖから、発電電圧Ｖｐｖを増加するように、スイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。この場合、図１５に示す動作点Ｐ２２において、発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍを超える。このため、制御回路２６は、この動作点Ｐ２２の発電電圧Ｖｐｖを最適動作電圧Ｖｏｐとして動作するように、スイッチング素子２１ａを制御する。

また、制限電圧Ｖｌｉｍが設定されている場合、制御回路２６は、図１４に示すスキャン情報ＳＤ１から、制限電圧Ｖｌｉｍ以下となる発電電圧Ｖｐｖの極点を読み出す。制限電圧Ｖｌｉｍは、たとえば、３３０Ｖである。この場合、図１５に示す状態では、制限電圧Ｖｌｉｍ以下の極点として、極点ＤＰ１～ＤＰ５が該当する。このうち、発電電力Ｐｐｖが最大となる極点ＤＰ３を選択する。この極点ＤＰ３の発電電力Ｐｐｖは、この特性曲線ＬＰ３において、最大電力点Ｐｍａｘとなる。制御回路２６は、この極点ＤＰ３の発電電圧Ｖｐｖを最適動作電圧Ｖｏｐとする。

また、制限電力Ｐｌｉｍおよび制限電圧Ｖｌｉｍが設定されている場合、制御回路２６は、図１４に示すスキャン情報ＳＤ１から、制限電力Ｐｌｉｍ以下、および制限電圧Ｖｌｉｍとなる極点の値を読み出す。この場合、図１５に示す状態では、制限電力Ｐｌｉｍ以下の極点として、極点ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ４が該当する。このうち、発電電圧Ｖｐｖが最大となる極点ＤＰ４を選択する。図１５に示すように、そして、制御回路２６は、極点ＤＰ４の発電電圧Ｖｐｖから、発電電圧Ｖｐｖを増加するように、スイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。この場合、図１５に示す動作点Ｐ２２において、発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍを超える。このため、制御回路２６は、この動作点Ｐ２２の発電電圧Ｖｐｖを最適動作電圧Ｖｏｐとして動作するように、スイッチング素子２１ａを制御する。

図１７に示すように、制限電圧Ｖｌｉｍが極点ＤＰ４と極点ＤＰ５との間に設定されている。制限電圧Ｖｌｉｍは、たとえば３００Ｖである。この場合、制御回路２６は、上記と同様に、該当する極点ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ４のうち、発電電圧Ｖｐｖが最大な極点ＤＰ４を選択する。そして、制御回路２６は、極点ＤＰ４の発電電圧Ｖｐｖから、発電電圧Ｖｐｖを増加するように、スイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。この場合、発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍを超える前に、発電電圧Ｖｐｖが制限電圧Ｖｌｉｍを超えてしまう。このため、制御回路２６は、極点ＤＰ４に戻って、発電電圧Ｖｐｖを減少するようにスイッチング素子２１ａをオンオフ動作する。この場合、図１７に示す動作点Ｐ２３において、発電電力Ｐｐｖが制限電力Ｐｌｉｍを超える。このため、制御回路２６は、この動作点Ｐ２３の発電電圧Ｖｐｖを最適動作電圧Ｖｏｐとして動作するように、スイッチング素子２１ａを制御する。

［スキャン処理の実施頻度］
太陽電池１２に対する部分影は、太陽電池１２に対する異物の付着や、太陽電池１２が隣接する建物等の影に入ること、等の要因により生じる。これらの要因は、時間経過とともに変化（影が生じた部分の面積の増加、減少）または解消されることがある。それにより、極大値となる電力点は増加、減少し、最適となる電力点が変化する。この場合、図６～図８にて説明したように、最適となる電力点とは異なる電力点にて動作することがある。このため、本実施形態の制御回路２６は、スキャン処理を適宜実施する。

制御回路２６は、たとえば、所定時間（たとえば１時間）毎にスキャン処理を実施する。このようにスキャン処理を実施することにより、部分影の変化した場合でも、太陽電池１２について効率よく発電することができる。

スキャン処理のタイミングは、変更されてもよい。たとえば、天候の変化（晴れ、曇り、雨、積雪、等）の外部環境によってスキャン処理を実施する時間間隔が変更されてもよい。また、外部環境をトリガとしてスキャン処理を実施するようにしてもよい。

また、スキャン処理の結果により変更されてもよい。たとえば、図９に示すように、極大値となる３つの電力点が存在する場合に、たとえばスキャン処理の実施頻度を高くする、等のように電力点の数によって実施頻度を設定してもよい。また、たとえば、図９に示すように、極大値となる３つの電力点に対して、極大値となる電力点の数が変化した場合、その変化に応じて、スキャン処理の実施頻度を変更するようにしてもよい。

［スキャン情報の保持］
制御回路２６は、スキャン処理において検出した各極点ＤＰ１～ＤＰ４の発電電力Ｐｐｖと発電電圧Ｖｐｖとをメモリ２６ｂに記憶させる。この場合、特性曲線全体の発電電力Ｐｐｖおよび発電電圧Ｖｐｖを記憶させる場合と比べ、少ないデータ量となる。したがって、メモリ２６ｂにおいて占有する領域を少なくできる。また、１つの特性曲線について、メモリ２６ｂに記憶するデータ量が少ないため、複数のスキャン情報をメモリ２６ｂに記憶することができる。

たとえば、制御回路２６は、１日に１つのスキャン情報を、メモリ２６ｂに記憶させる。そして、制御回路２６は、１年分のスキャン情報をメモリ２６ｂに記憶させる。つまり、発電電力Ｐｐｖおよび発電電圧Ｖｐｖと日付とを関連付けてメモリ２６ｂに記憶させる。なお、複数年の情報をメモリ２６ｂに記憶するようにしてもよい。たとえば、太陽電池１２が隣接する建物等により生じる部分影は、毎年同じように変化する。したがって、過去の同日のスキャン情報を利用することができる。そして、制御回路２６はスキャン処理を省略できる。このため、太陽電池１２や蓄電池１３の電圧を変換した交流電圧を継続的に負荷１２０に対して供給することができる。つまり、太陽電池１２、蓄電池１３の電圧を効率よく利用することができる。

（効果）
以上記述したように、本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。

（２－１）制御回路２６は、たとえば、所定時間（たとえば１時間）毎にスキャン処理を実施する。このようにスキャン処理を実施することにより、部分影の変化した場合でも、太陽電池１２について効率よく発電することができる。

（２－２）制御回路２６は、スキャン処理において検出した各極点ＤＰ１～ＤＰ４の発電電力Ｐｐｖと発電電圧Ｖｐｖとをメモリ２６ｂに記憶させる。この場合、特性曲線全体の発電電力Ｐｐｖおよび発電電圧Ｖｐｖを記憶させる場合と比べ、少ないデータ量となる。したがって、メモリ２６ｂにおいて占有する領域を少なくできる。

（２－３）１つの特性曲線について、メモリ２６ｂに記憶するデータ量が少ないため、複数のスキャン情報をメモリ２６ｂに記憶することができる。
（２－４）発電電力Ｐｐｖおよび発電電圧Ｖｐｖと日付とを関連付けてメモリ２６ｂに記憶させる。したがって、過去の同日のスキャン情報を利用することができる。そして、制御回路２６はスキャン処理を省略できる。このため、太陽電池１２や蓄電池１３の電圧を変換した交流電圧を継続的に負荷１２０に対して供給することができる。

（変更例）
上記実施形態は例えば以下のように変更できる。上記実施形態と以下の各変更例は、技術的な矛盾が生じない限り、互いに組み合せることができる。なお、以下の変更例において、上記実施形態と共通する部分については、上記実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

・上記各実施形態に対し、他の情報を関連付けてメモリ２６ｂに記憶するようにしてもよい。
たとえば、天候、日照量、等の外部環境の情報を関連付けてメモリ２６ｂに記憶する。また、外部環境によって分類分けしてメモリ２６ｂに記憶するようにしてもよい。

たとえば、天候によって分類分けする。そして、現在の状況をたとえば太陽電池１２の発電量に基づいて判断したり、通信部２６ｃを通して天候情報を取得する。そして、天候情報により、メモリ２６ｂに記憶したスキャン情報を効率よく利用できる。

・制御回路２６は、センサ３１～３６により検出した値によって、スキャン処理中に異常が発生した場合に、そのスキャン処理にて算出した発電電力Ｐｐｖ等情報をメモリ２６ｂから削除するようにしてもよい。異常が生じた場合、発電電圧Ｖｐｖや発電電流Ｉｐｖに誤りが生じる場合がある。このため、スキャン情報を削除することにより、正しく得られたスキャン情報によってパワーコンディショナ１１を動作させることができる。

・コンバータ２１のスイッチング素子２１ａとして、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）等としてもよい。また、インバータ２３のスイッチング素子２３ａ～２３ｄとして、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）等としてもよい。

・リレー２２，２５は、機械式リレー等を用いることができる。また、リレー２２，２５は、直列または並列に接続された複数の半導体スイッチや機械式リレーにより構成されてもよい。また、リレー２２，２５は、異なる構成の開閉器（スイッチ）、たとえば半導体スイッチと機械式リレーとを組み合わせた構成であってもよい。

・制御回路２６のメモリ２６ｂは、ＭＣＵ２６ａに内蔵されていてもよい。また、メモリ２６ｂは、制御回路２６に接続されていてもよい。制御回路２６の通信部２６ｃは、ＭＣＵ２６ａに内蔵されていてもよい。また、通信部２６ｃは、制御回路２６に接続されていてもよい。制御回路２６のタイマ２６ｄは、ＭＣＵ２６ａに内蔵されていてもよい。また、タイマ２６ｄは、制御回路２６に接続されていてもよい。

・制御回路２６は、メモリ２６ｂ、通信部２６ｃ、タイマ２６ｄ以外の機能ブロックを有する構成としてもよい。
・上記実施形態及び変更例では、自然エネルギーを利用した電源としての太陽電池１２に接続されたパワーコンディショナ１１について説明した。自然エネルギーを利用した電源としては、太陽光発電装置、太陽熱発電装置、風力発電装置、ガス発電装置、地熱発電装置、等の発電装置、またはこれらを組み合わせて用いることができる。そして、上記実施形態では、太陽電池１２に生じる部分影
以上の説明は単に例示である。本開示の技術を説明する目的のために列挙された構成要素および方法（製造プロセス）以外に、より多くの考えられる組み合わせおよび置換が可能であることを当業者は認識し得る。本開示は、特許請求の範囲を含む本開示の範囲内に含まれるすべての代替、変形、および変更を包含することが意図される。

（付記）
上記各実施の形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（付記１）
自然エネルギーを利用する電源に接続され、第１スイッチング素子とインダクタとを有し、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作によって前記電源から供給される電圧を変換するコンバータと、
前記コンバータの電圧が出力されるバスラインと、
前記バスラインに接続された蓄電池と、
前記バスラインの電圧を交流電圧に変換するインバータと、
前記電源から供給される電圧である第１電圧を検出する第１電圧センサと、
前記電源と前記コンバータとの間に接続され、前記電源と前記コンバータとの間に流れる電流である第１電流を検出する第１電流センサと、
前記蓄電池から供給される電圧である第２電圧を検出する第２電圧センサと、
制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記第１スイッチング素子をオンオフ動作させて前記第２電圧以下である所定電圧以下の範囲において前記第１電圧を変化させ、前記第１電流と前記第１電圧とから算出される第１電力が最も大きくなるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作するＭＰＰＴ制御を行う、
パワーコンディショナ。

（付記２）
前記所定電圧は、前記電源の開放電圧と、前記第２電圧とのうち低い方の電圧である、付記１に記載のパワーコンディショナ。

（付記３）
メモリを備え、
前記制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を定期的に行うと共に、前記第１電圧の変化に対する前記第１電力の変化が所定値以下となるときの前記第１電圧を極点の電圧と判断するとともに前記第１電力を極点の電力と判断し、前記極点の電圧と前記極点の電力とを含むスキャン情報を前記メモリに記録し、
前記制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を行うときに、前記コンバータの出力電力が制限されていた場合、前記第１スイッチング素子をオンオフ動作させて前記第１電圧を、前記メモリに記録された前記極点の電圧のうち、前記第２電圧より低く、且つ最大となる電圧となるように制御した後、前記第１電圧を変化させ、前記第１電圧を前記第１電力が最も大きくなるよう前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
付記１または付記２に記載のパワーコンディショナ。

（付記４）
前記制御回路は、前記極点の電圧から前記第１電圧を増加させるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
付記３に記載のパワーコンディショナ。

（付記５）
前記制御回路は、
第１ステップとして、前記第１電圧を増加させて前記第２電圧に近づけるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作し、
第２ステップとして、前記第１ステップ中に前記コンバータの出力電力が制限された電力を超えたときに前記第１電圧を減少させるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
付記３に記載のパワーコンディショナ。

（付記６）
前記スキャン情報は日付を含み、
前記制御回路は、動作する日付と同じ日付の前記極点の電力および前記極点の電圧を前記メモリから読み出し、前記極点の電圧から前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
付記３から付記５のいずれか一つに記載のパワーコンディショナ。

（付記７）
前記スキャン情報は外部環境を含み、
前記制御回路は、動作する環境と同じ外部環境の前記極点の電力および前記極点の電圧を前記メモリから読み出し、前記極点の電圧から前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
付記３から付記５のいずれか一つに記載のパワーコンディショナ。

（付記８）
前記制御回路は、前記スキャン情報を前記メモリに記憶する処理の実施頻度を変更する、付記３から付記７のいずれか一つに記載のパワーコンディショナ。

（付記９）
前記制御回路は、前記メモリに記憶された前記極点の数に応じて前記実施頻度を変更する、付記８に記載のパワーコンディショナ。

１０ 電力供給システム
１１ パワーコンディショナ
１２ 太陽電池
１３ 蓄電池
２１ コンバータ
２１ａ スイッチング素子
２１ｂ インダクタ
２１ｃ ダイオード
２２ リレー
２３ インバータ
２３ａ～２３ｄ スイッチング素子
２４ フィルタ
２４ａ～２４ｃ インダクタ
２４ｄ コンデンサ
２５ リレー
２５ａ 第１リレー
２５ｂ 第２リレー
２６ 制御回路
２６ａ ＭＣＵ
２６ｂ メモリ
２７，２８ 電源回路
２９ フィルタ
２９ａ コンデンサ
２９ｂ インダクタ
３１～３７ センサ
３１ａ 電流センサ
３１ｂ 電圧センサ
３２ｂ 電圧センサ
３５ａ 電圧センサ
３５ｂ 電圧センサ
４０ バスライン
４０ａ 高圧側バスライン
４０ｂ 低圧側バスライン
１００ 商用電力系統
１１０ 電力線
１１０ｏ Ｏ相電力線
１１０ｕ Ｕ相電力線
１１０ｗ Ｗ相電力線
１２０，１２０ａ，１２０ｂ 負荷
Ｃ１１ 電解コンデンサ
Ｄ１１，Ｄ１２ ダイオード
ＤＰ１～ＤＰ５ 極点
Ｉａ 電流
Ｉｂａｔｔ 電流
Ｉｐｖ 発電電流
Ｎ１ 接続点
Ｎ２ 接続点
Ｐｐｖ 発電電力
Ｐｍａｘ 最大電力点
Ｐ１，Ｐ２ 動作点
Ｖｂａｔｔ 電圧
Ｖｈｖｄｃ バス電圧
Ｖｐｖ 発電電圧
Ｖｏｃ 開放電圧
Ｖｏｐ 最適動作電圧
Ｖｌｉｍ 制限電圧
Ｐｌｉｍ 制限電力

Claims (7)

1. 自然エネルギーを利用する電源に接続され、第１スイッチング素子とインダクタとを有し、前記第１スイッチング素子のオンオフ動作によって前記電源から供給される電圧を変換するコンバータと、
   前記コンバータの電圧が出力されるバスラインと、
   前記バスラインに接続された蓄電池と、
   前記バスラインの電圧を交流電圧に変換するインバータと、
   前記電源から供給される電圧である第１電圧を検出する第１電圧センサと、
   前記電源と前記コンバータとの間に接続され、前記電源と前記コンバータとの間に流れる電流である第１電流を検出する第１電流センサと、
   前記蓄電池から供給される電圧である第２電圧を検出する第２電圧センサと、
   制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記第１スイッチング素子をオンオフ動作させて前記第２電圧以下である所定電圧以下の範囲において前記第１電圧を変化させ、前記第１電流と前記第１電圧とから算出される第１電力が最も大きくなるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作するＭＰＰＴ制御を行う、
   パワーコンディショナ。
2. 前記所定電圧は、前記電源の開放電圧と、前記第２電圧とのうち低い方の電圧である、請求項１に記載のパワーコンディショナ。
3. メモリを備え、
   前記制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を定期的に行うと共に、前記第１電圧の変化に対する前記第１電力の変化が所定値以下となるときの前記第１電圧を極点の電圧と判断するとともに前記第１電力を極点の電力と判断し、前記極点の電圧と前記極点の電力とを含むスキャン情報を前記メモリに記録し、
   前記制御回路は、前記ＭＰＰＴ制御を行うときに、前記コンバータの出力電力が制限されていた場合、前記第１スイッチング素子をオンオフ動作させて前記第１電圧を、前記メモリに記録された前記極点の電圧のうち、前記第２電圧より低く、且つ最大となる電圧となるように制御した後、前記第１電圧を変化させ、前記第１電圧を前記第１電力が最も大きくなるよう前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
   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。
4. 前記制御回路は、前記極点の電圧から前記第１電圧を増加させるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
   請求項３に記載のパワーコンディショナ。
5. 前記制御回路は、
   第１ステップとして、前記第１電圧を増加させて前記第２電圧に近づけるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作し、
   第２ステップとして、前記第１ステップ中に前記コンバータの出力電力が制限された電力を超えたときに前記第１電圧を減少させるように前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
   請求項３に記載のパワーコンディショナ。
6. 前記スキャン情報は日付を含み、
   前記制御回路は、動作する日付と同じ日付の前記極点の電力および前記極点の電圧を前記メモリから読み出し、前記極点の電圧から前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
   請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。
7. 前記スキャン情報は外部環境を含み、
   前記制御回路は、動作する環境と同じ外部環境の前記極点の電力および前記極点の電圧を前記メモリから読み出し、前記極点の電圧から前記第１スイッチング素子をオンオフ動作する、
   請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。