WO2015111410A1 - 電力制御システム及び電力制御システムの制御方法 - Google Patents

電力制御システム及び電力制御システムの制御方法 Download PDF

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WO2015111410A1
WO2015111410A1 PCT/JP2015/000293 JP2015000293W WO2015111410A1 WO 2015111410 A1 WO2015111410 A1 WO 2015111410A1 JP 2015000293 W JP2015000293 W JP 2015000293W WO 2015111410 A1 WO2015111410 A1 WO 2015111410A1
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power generation
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崇介 中山
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京セラ株式会社
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    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Definitions

  • the present invention relates to a power control system and a control method for the power control system.
  • a power generation conditioner for a power generation system equipped with power generation equipment such as a solar panel the system is connected to a commercial power system (hereinafter abbreviated as system as appropriate) and outputs AC power.
  • system a commercial power system
  • AC power There is known one that enables independent operation to output AC power without any change (for example, see Patent Document 1).
  • a power control system it is required to centrally manage and operate a plurality of distributed power sources such as a solar cell, a storage battery, a fuel cell, and a gas generator.
  • a system capable of managing efficient operation control among a plurality of distributed power sources without destroying the versatility on the distributed power source side.
  • An object of the present invention is to provide a power control system capable of managing efficient operation control between a plurality of distributed power sources without destroying the versatility of the distributed power source, and a control method for the power control system. is there.
  • the power control system includes: A power control system that controls a power generation device that generates power while a current sensor detects a forward power flow and another distributed power source, A power control device having an output unit capable of outputting power from the other distributed power source in a state where the power generation device and the other distributed power source are disconnected from the system; A pseudo output system capable of supplying a pseudo current that can be detected as a current in the same direction as a forward power flow by the current sensor by an output from the output unit, The pseudo output system includes a step-down unit between the output unit and the current sensor.
  • the control method of the power control system includes: A control method of a power control system that is provided in a customer facility having a power generation device that generates power while a current sensor detects a forward current and other distributed power sources, and performs power control, Outputting power from the other distributed power source in a state where the power generation device and the other distributed power source are disconnected from the grid; and A step-down step for stepping down power from the other distributed power source; And supplying a pseudo-current that can be detected by the current sensor as a current in the same direction as a forward power flow by using the electric power obtained in the step-down step.
  • the power control system and the control method of the power control system according to the present invention it is possible to manage efficient operation control among a plurality of distributed power sources without destroying the versatility on the distributed power source side. .
  • FIG. 1 is a block diagram of a power control system according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the wiring regarding the pseudo output system which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the example of control of the electric power control system which concerns on 1st Embodiment of this invention at the time of interconnection operation. It is a figure which shows the control example (power generation by a solar cell) of the electric power control system which concerns on 1st Embodiment of this invention at the time of a self-sustained operation.
  • the power control system 100 includes a distributed power source that supplies power that can be sold and / or a distributed power source that supplies power that cannot be sold, in addition to power supplied from a system (commercial power system).
  • a distributed power source that supplies power that can be sold is a system that supplies power by, for example, solar power generation.
  • a distributed power source that supplies electric power that cannot be sold is generated by, for example, a storage battery system capable of charging and discharging electric power, a fuel cell system including a fuel cell such as a solid oxide fuel cell (SOFC), and gas fuel.
  • SOFC solid oxide fuel cell
  • gas fuel for example, a gas generator system.
  • a solar cell as a distributed power source that supplies power that can be sold and a storage battery, a fuel cell, or a power generator that is a gas generator as a distributed power source that supplies power that cannot be sold.
  • An example is shown.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power control system 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the power control system 100 includes a power conditioner 20 (power control device) and a pseudo output system 50.
  • the solar cell 11, the storage battery 12, the distribution board 31, the load 32, and the electric power generating apparatus 33 which are connected and used for the electric power control system 100 are shown collectively in FIG.
  • the power generation device 33 is a device having a fuel cell or a gas generator.
  • the power control system 100 normally performs an interconnection operation with the grid, and supplies power supplied from the grid and power from each distributed power source (solar battery 11, storage battery 12, and power generation device 33) to the load 32. .
  • the power control system 100 performs a self-sustained operation when there is no power supply from the system, such as during a power failure, and supplies power from each distributed power source (solar cell 11, storage battery 12, power generation device 33) to each load (load 32, The pseudo-current load 51) is supplied.
  • each distributed power source solar cell 11, storage battery 12, power generation device 33
  • each distributed power source is in a state of being disconnected from the system, and the power control system 100 performs an interconnected operation. In this case, each distributed power source (solar cell 11, storage battery 12, power generation device 33) is connected in parallel to the system.
  • a solid line connecting each functional block represents a wiring through which power flows
  • a broken line connecting each functional block represents a control signal or a flow of information to be communicated.
  • the communication indicated by the broken line may be wired communication or wireless communication.
  • various methods including each layer can be adopted. For example, communication by a short-range communication method such as ZigBee (registered trademark) can be employed.
  • various transmission media such as infrared communication and power line communication (PLC) can be used.
  • various protocols such as ZigBee SEP2.0 (Smart Energy Profile 2.0), ECHONET Lite (registered trademark), etc. are defined on the lower layers including the physical layer suitable for each communication.
  • a communication protocol may be operated.
  • the solar cell 11 converts solar energy into electric power.
  • the solar cell 11 is configured such that, for example, power generation units having photoelectric conversion cells are connected in a matrix and output a predetermined current (for example, 10 A).
  • the type of solar cell 11 is not limited as long as it is capable of photoelectric conversion, such as a silicon-based polycrystalline solar cell, a silicon-based single crystal solar cell, or a thin-film solar cell such as CIGS.
  • the storage battery 12 is composed of a storage battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery.
  • the storage battery 12 can supply electric power by discharging the charged electric power.
  • the storage battery 12 can be charged with the power supplied from the power generation device 33 as described later.
  • the power conditioner 20 (power control device) converts the direct current power supplied from the solar battery 11 and the storage battery 12 and the alternating current power supplied from the grid and the power generation device 33, and performs interconnection operation and independence. Operation switching control is performed.
  • the power conditioner 20 includes an inverter 21, interconnection operation switches 22 and 23, a self-sustaining operation switch 24, and a control unit 25 that controls the entire power conditioner 20.
  • the power conditioner 20 is provided with the output part 26 (refer FIG. 2) for supplying alternating current power with respect to the pseudo output system 50 mentioned later.
  • the inverter 21 is a bidirectional inverter, converts the DC power supplied from the solar battery 11 and the storage battery 12 into AC power, and converts the AC power supplied from the system and the power generation device 33 into DC power. Convert to Note that a converter that boosts DC power from the solar battery 11 and the storage battery 12 to a certain voltage may be provided before the inverter 21.
  • the interconnection operation switches 22 and 23 and the independent operation switch 24 are each configured by a relay, a transistor, and the like, and are on / off controlled. As illustrated, the self-sustaining operation switch 24 is disposed between the power generation device 33 and the storage battery 12.
  • the interconnecting operation switches 22 and 23 and the independent operation switch 24 are switched synchronously so that both are not simultaneously turned on (or off). More specifically, when the interconnection operation switches 22 and 23 are turned on, the autonomous operation switch 24 is turned off synchronously, and when the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off, the autonomous operation switch 24 is turned on synchronously. It becomes.
  • Synchronous control of the interconnection operation switches 22 and 23 and the independent operation switch 24 is realized by hardware by branching the wiring of the control signal to the interconnection operation switches 22 and 23 to the independent operation switch 24. Needless to say, the ON / OFF state for the same control signal can be set separately for each switch. Further, the synchronous control of the interconnection operation switches 22 and 23 and the independent operation switch 24 can be realized by software by the control unit 25.
  • the control unit 25 is composed of, for example, a microcomputer, and controls the operation of each unit such as the inverter 21, the interconnection operation switches 22 and 23, and the self-sustained operation switch 24 based on a state such as a rise in system voltage or a power failure.
  • the control unit 25 switches the interconnection operation switches 22 and 23 on and the independent operation switch 24 off during the interconnection operation.
  • the control part 25 switches the interconnection operation switches 22 and 23 off and the autonomous operation switch 24 on during the independent operation.
  • the distribution board 31 divides the power supplied from the system during the interconnection operation into a plurality of branches and distributes it to the load 32.
  • the distribution board 31 distributes the power supplied from a plurality of distributed power sources (solar cell 11, storage battery 12, power generation device 33) to a plurality of branches and distributes the load 32.
  • the load 32 is a power load that consumes power.
  • various electric appliances such as air conditioners, microwave ovens, and televisions used in homes, air conditioners or lighting fixtures used in commercial and industrial facilities, and the like. Machine, lighting equipment, etc.
  • the power generation device 33 is constituted by a fuel cell or a gas generator.
  • a fuel cell includes a cell that generates direct-current power by a chemical reaction with oxygen in the air using hydrogen, an inverter that converts the generated direct-current power into 100V or 200V AC power, and other accessories.
  • the fuel cell as the power generation device 33 is a system that enables supply of AC power to the load 32 without using the power conditioner 20, and is always designed to be connected to the power conditioner 20.
  • the system may be a versatile system.
  • the gas generator generates power with a gas engine using a predetermined gas or the like as fuel.
  • the power generation device 33 performs power generation while the corresponding current sensor 40 detects a forward power flow (current in the power purchase direction).
  • a load following operation that follows the power consumption of the load 32 or a predetermined rated power value is performed.
  • the tracking range during load following operation is, for example, 200 to 700 W
  • the rated power value during rated operation is, for example, 700 W.
  • the power generation device 33 may perform a load following operation that follows the power consumption of the load 32 during the interconnected operation, and perform a load following operation or a rated operation based on the rated power value during the independent operation.
  • the current sensor 40 detects a current flowing between the system and the power generation device 33.
  • the power generation device 33 since the power generated by the power generation device 33 is defined as being unsellable, the power generation device 33 generates power when the current sensor 40 detects a reverse power flow (current in the power selling direction) to the grid side. To stop. While the current sensor 40 detects a forward power flow, the power generation device 33 performs power generation in a load following operation or a rated operation on the assumption that power can be supplied to the load 32 from itself. As will be described later, from the viewpoint of reducing power consumption, it is preferable that the current sensor 40 be disposed at a location where the current generated by the power generation device 33 does not flow during the autonomous operation in the power conditioner 20.
  • the power control system 100 has a current (pseudo-forward current) in the same direction as the pseudo forward flow through the current sensor 40 through the pseudo output system 50 in a state where the power generation device 33 and the storage battery 12 are disconnected from the grid. Control is performed so that current flows. As a result, the power generation device 33 can be rated and the power generated by the power generation device 33 can be stored in the storage battery 12.
  • power storage by the pseudo current through the pseudo output system 50 will be described in detail.
  • the pseudo output system 50 can supply the current sensor 40 with a pseudo current which is a current in the same direction as the forward flow.
  • the pseudo output system 50 is a system that receives power supply from the output unit 26 of the power conditioner 20 or the power generation device 33, and includes a pseudo current load 51, a synchronous switch 52, a pseudo current control switch 53, and a transformer 60.
  • FIG. 2 is a diagram showing wiring related to the pseudo output system 50.
  • the system is a single-phase three-wire of 200V.
  • one of the voltage lines and the neutral line are connected to the pseudo output system 50 via the transformer 60 at the output unit 26.
  • the connection line to the pseudo output system 50 is wired so as to pass through the current sensors 40 installed on the two voltage lines.
  • the pseudo output system 50 may be configured integrally with the power conditioner 20 or may be configured independently of the power conditioner 20.
  • the pseudo current load 51 is a load that is appropriately provided for current adjustment in the pseudo output system 50.
  • the pseudo current load 51 a load outside the pseudo output system 50 may be used.
  • the synchronous switch 52 is for supplying a part of the electric power supplied from the power conditioner 20 or the power generator 33 to the pseudo output system 50 to the current sensor 40 as a pseudo current in the same direction as the forward flow.
  • the pseudo current control switch 53 is for preventing unnecessary power generation due to the pseudo current.
  • the synchronous switch 52 and the pseudo current control switch 53 are configured by independent relays, transistors, and the like, and are independently turned on / off by the control unit 25 of the power conditioner 20.
  • the transformer 60 serves to step down the power from the power conditioner 20 or the power generation device 33.
  • the turns ratio of the transformer 60 is 20, and the AC 100V power from the power conditioner 20 or the power generation device 33 is stepped down to 5V AC and then supplied to the pseudo current load 51. Since the power is supplied to the pseudo current load 51 after being stepped down by the transformer 60 in this way, the power consumption in the pseudo current load 51 is reduced and the voltage applied to the switches 52 and 53 is reduced. A cheaper product can be used for the switches 52 and 53.
  • the synchronous switch 52 is ON / OFF controlled in synchronization with the self-sustaining operation switch 24 of the power conditioner 20. That is, the synchronous switch 52 is turned off during the interconnected operation and is turned on during the autonomous operation, like the autonomous operation switch 24. More specifically, the synchronous switch 52 is a switch that synchronizes the disconnection / parallel switching with the system and the switching timing, and allows a pseudo current to flow at the time of disconnection and does not flow a pseudo current at the time of parallel.
  • the synchronous control of the independent operation switch 24 and the synchronous switch 52 is realized by hardware by branching the wiring of the control signal to the independent operation switch 24 to the synchronous switch 52.
  • the synchronous control of the independent operation switch 24 and the synchronous switch 52 can also be realized by software by the control unit 25.
  • the pseudo current control switch 53 is turned off when charging of the storage battery 12 is completed, and is turned on when charging is not completed.
  • the case where the charging of the storage battery 12 is completed indicates a case where the storage battery 12 is charged with electric power of a predetermined value or more.
  • the control unit 25 may be configured to determine whether or not charging is completed through communication with the storage battery 12. When charging of the storage battery 12 is completed and the pseudo-current control switch 53 is turned off during the self-sustaining operation, the pseudo-current does not flow through the current sensor 40, so that unnecessary power generation by the power generator 33 can be stopped.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a control example of the power control system 100 during the interconnection operation.
  • each switch of the power conditioner 20 is controlled such that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned on and the independent operation switch 24 is turned off.
  • Each switch of the pseudo output system 50 is controlled so that the synchronous switch 52 is turned off and the pseudo current control switch 53 is turned on or off according to the charge amount of the storage battery 12.
  • AC 100V (or 200V) is supplied from the system and is supplied to the load 32.
  • the power conditioner 20 charges the storage battery 12 by converting AC power from the system into DC power when charging of the storage battery 12 is not completed.
  • the power conditioner 20 can convert the generated power of the solar cell 11 into AC power and reversely flow into the system, or sell surplus power.
  • the power conditioner 20 has a configuration capable of outputting power from the system and power from the distributed power source (solar battery 11 and storage battery 12) to the pseudo output system 50, but the synchronous switch 52 is off during the interconnection operation. Therefore, the pseudo current is not supplied to the current sensor 40. Since a forward flow (current in the power purchase direction) flows from the system to the current sensor 40, the power generation device 33 generates power and supplies power to the load 32 through the distribution board 31.
  • each switch of the power conditioner 20 is controlled such that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off and the independent operation switch 24 is turned on.
  • Each switch of the pseudo output system 50 is controlled such that the synchronous switch 52 is turned on and the pseudo current control switch 53 is turned on.
  • FIG. 4 is a diagram showing power supply by the distributed power source during the independent operation.
  • the power conditioner 20 outputs the power of the distributed power supply (solar battery 11 and storage battery 12) to the load 32 and the pseudo output system 50 via the autonomous operation switch 24.
  • the current sensor 40 detects a forward flow (current in the power purchase direction).
  • the power generation device 33 is configured to start power generation only when the current sensor 40 detects a forward power flow that is equal to or greater than a predetermined threshold value in order to prevent the generated power from flowing backward to the grid.
  • FIG. 4 shows a state in which the current sensor 40 detects only a forward power flow less than a predetermined threshold and power is supplied from only the solar battery 11 to the load 32.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the power generation of the power generation device 33 by the pseudo current during the autonomous operation.
  • the power generation device 33 when the power generation device 33 generates power during the self-sustaining operation, the power generation device 33 supplies power to the pseudo output system 50.
  • the electric power supplied to the pseudo output system 50 is supplied to the current sensor 40 as a pseudo current via the transformer 60.
  • the current sensor 40 detects a forward power flow (current in the power purchase direction) that is equal to or greater than a predetermined threshold
  • the power generation device 33 performs power generation in the load following operation or the rated operation.
  • the distribution board 31 supplies the power generated by the power generation device 33 to the load 32 and supplies surplus power exceeding the power consumption of the load 32 to the power conditioner 20.
  • the surplus power is converted into DC power by the inverter 21 through the self-sustaining operation switch 24 in the power conditioner 20, and is supplied to the storage battery 12.
  • the power control system 100 is configured such that the power generation device 33 and other distributed power sources (the solar battery 11 and the storage battery 12) are disconnected from the system.
  • a pseudo output system 50 capable of supplying power from the power source is provided, and a pseudo current that is a current in the same direction as the forward current can be supplied to the current sensor 40 by the output from the pseudo output system 50.
  • the power generation of the power generation device 33 is controlled using the pseudo current to the current sensor 40, it is not necessary to make any special changes to the power generation device 33 itself, and a general-purpose fuel cell system and gas power generation system can be diverted. There are advantages.
  • the power when power is supplied from the power conditioner 20 or the power generation device 33 to the pseudo current load 51 of the pseudo output system 50, the power is supplied via the transformer 60.
  • the power consumption in the pseudo-current load 51 when supplying the same pseudo-current to the current sensor 40 is reduced, and the voltage applied to the switches 52 and 53 is further reduced, so that the pseudo-current load 51 and the switch 52, A cheaper product for 53 can be used.
  • the synchronous switch 52 is a switch that synchronizes switching / parallel switching with the system and switching timing, and allows a pseudo current to flow when disconnected, and does not allow a pseudo current to flow when parallel. Accordingly, a pseudo current flows through the current sensor 40 during the independent operation disconnected from the system, while a pseudo current does not flow through the current sensor 40 during the connected operation parallel to the system, and the power generation device is erroneously generated. No reverse flow from 33 will occur.
  • the self-sustained operation switch 24 is turned off during the grid operation, and is turned on during the self-sustained operation by the distributed power source, and the power generator 33 and other distributed power sources (the solar battery 11, Between the storage battery 12).
  • the power generated by the power generation device 33 can be supplied to the other distributed power source through the self-sustained operation switch 24 during the self-sustaining operation.
  • the storage battery 12 can be charged with electric power from the power generator 33 when the self-sustaining operation switch 24 is turned on. Thereby, it is possible to store in the storage battery 12 surplus power that is generated by the power generation device 33 during the self-sustained operation and exceeds the power consumption of the load 32, for example.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a control example of the power control system 100 during the independent operation after the storage battery 12 is completely charged.
  • each switch of the power conditioner 20 is controlled such that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off and the independent operation switch 24 is turned on.
  • the switches of the pseudo output system are controlled so that the synchronous switch 52 is turned on and the pseudo current control switch 53 is turned off.
  • the pseudo current control switch 53 When charging of the storage battery 12 is completed, the pseudo current control switch 53 is turned off, so that part of the electric power supplied from the power conditioner 20 or the power generation device 33 to the pseudo output system 50 is simulated during the independent operation. The current is not supplied to the current sensor 40 as a current. As a result, neither the forward power flow nor the pseudo current from the system is detected by the current sensor 40, and the power generation device 33 stops power generation. Therefore, no more current than necessary is output to the storage battery 12.
  • the storage battery 12 starts discharging as shown in FIG.
  • the discharged power supplies power to the load 32 via the inverter 21, the self-sustaining operation switch 24, and the like.
  • the power conditioner 20 performs control to turn on the pseudo current control switch 53 again.
  • a pseudo current flows again in the current sensor 40, the power generation device 33 starts power generation again, and the storage battery 12 is charged again.
  • the pseudo current control switch 53 stops the pseudo current when the charging of the storage battery 12 is completed, so that it is possible to prevent the power generation apparatus 33 from generating more power than necessary.
  • the current sensor 40 is preferably arranged in the power conditioner 20 at a location where current due to power generation of the power generation device 33 does not flow during the self-sustaining operation. This is because, if the current sensor 40 is arranged at a location where a current generated by the power generation device 33 flows, it is necessary to output a pseudo current for generating the power generation device 33 with power exceeding the current generated by the power generation. This is because power consumption increases. That is, by disposing the current sensor 40 at a location where the current generated by the power generation device 33 does not flow during the self-sustained operation in the power conditioner 20, it is possible to reduce the power consumption related to the pseudo current.
  • the current sensor 40 detects the current flowing between the grid and the power generation device 33 and the current flowing between the power generation device 33 and the storage battery 12 so as to detect the self-sustaining operation switch 24 and the distribution board 31. It is arranged between.
  • the pseudo current load 51 and the pseudo current control switch 53 are connected in series.
  • the pseudo current load 51 is turned on.
  • FIG. 9 is a diagram showing the connection between the current sensor 40, the power line 61, and the pseudo output line 62.
  • the power line 61 from the system and the distributed power source passes through the center, and the pseudo output line 62 from the pseudo output system is wound by a predetermined number of turns. The more the pseudo output line 62 is wound around the current sensor 40, the greater the current in the forward flow direction can be detected with a small pseudo current.
  • the transformer 60 serves to step down the power from the power conditioner 20 or the power generation device 33.
  • the turns ratio of the transformer 60 is 20, and the AC 100V power from the power conditioner 20 or the power generation device 33 is stepped down to 5V AC and then supplied to the pseudo current load 51. Since power is supplied to the pseudo-current load 51 after being stepped down by the transformer 60 in this manner, the pseudo-current load 51 can be reduced in size. Moreover, since the voltage applied to the switches 52 and 53 can be kept low, a cheaper product can be used for the switches 52 and 53. Further, when the power consumption in the pseudo current load 51 is the same, more pseudo current can be flowed.
  • the synchronous switch 52 is ON / OFF controlled in synchronization with the self-sustaining operation switch 24 of the power conditioner 20. That is, the synchronous switch 52 is turned off during the interconnected operation and is turned on during the autonomous operation, like the autonomous operation switch 24. More specifically, the synchronous switch 52 is a switch that synchronizes the disconnection / parallel switching with the system and the switching timing, and is controlled so that a pseudo current flows when disconnecting and a pseudo current does not flow when parallel.
  • the synchronous control of the independent operation switch 24 and the synchronous switch 52 is realized by hardware by branching the wiring of the control signal to the independent operation switch 24 to the synchronous switch 52.
  • the synchronous control of the independent operation switch 24 and the synchronous switch 52 can also be realized by software by the control unit 25.
  • the pseudo current control switch 53 is turned off when charging of the storage battery 12 is completed, and is turned on when charging is not completed.
  • the case where the charging of the storage battery 12 is completed indicates a case where the storage battery 12 is charged with electric power of a predetermined value or more.
  • the control unit 25 may be configured to determine whether or not charging is completed through communication with the storage battery 12. When charging of the storage battery 12 is completed and the pseudo-current control switch 53 is turned off during the self-sustaining operation, the pseudo-current does not flow through the current sensor 40, so that unnecessary power generation by the power generator 33 can be stopped.
  • the power generator 33 in the power control system of the present embodiment has a rated power value of 700W. However, in FIG.7 and FIG.8, if the electric power generating apparatus 33 outputs the electric power of 700W, the electric current sensor 40 will detect the electric current of the reverse power flow direction equivalent to the output electric power 700W.
  • the power is supplied from the power conditioner 20 or the power generation apparatus 33 to the pseudo output system 50, and the pseudo current for canceling the current in the reverse flow direction detected by the current sensor 40 is supplied.
  • the detection error in the current sensor is 35 W in terms of output power
  • a pseudo output system is generated so as to generate a pseudo current equivalent to 735 W or more of output power. Need to be configured.
  • a case is considered in which a pseudo current greater than 735 W and corresponding to an output power of 800 W is generated.
  • the output voltage of the distributed power supply is AC 200V, and assuming that the number of turns of the pseudo output line 62 wound around the current sensor is 8, the pseudo current I 1 to be generated in the pseudo output system is obtained by the following calculation.
  • the resistance value R 1 of the pseudo current load 51 for generating I 1 is obtained by the following calculation.
  • the pseudo current value I 1 and the resistance value R 1 obtained by the above calculation are only one embodiment, and depend on the number of turns of the pseudo output line 62, the pseudo current value (equivalent output power value) to be supplied to the current sensor, and the like. Various parameters can be selected.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a control example of the power control system 100 during the interconnection operation.
  • each switch of the power conditioner 20 is controlled such that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned on and the independent operation switch 24 is turned off.
  • Each switch of the pseudo output system 50 is controlled so that the synchronous switch 52 is turned off and the pseudo current control switch 53 is turned on or off according to the charge amount of the storage battery 12.
  • AC 100V (or 200V) is supplied from the system and is supplied to the load 32.
  • the power conditioner 20 charges the storage battery 12 by converting AC power from the system into DC power when charging of the storage battery 12 is not completed.
  • the power conditioner 20 can convert the generated power of the solar cell 11 into AC power and reversely flow into the system, or sell surplus power.
  • the power conditioner 20 has a configuration capable of outputting power from the system and power from the distributed power source (solar battery 11 and storage battery 12) to the pseudo output system 50, but the synchronous switch 52 is off during the interconnection operation. Therefore, the pseudo current is not supplied to the current sensor 40. Since the forward flow (current in the power purchase direction) flows from the system to the current sensor 40, the power generation device 33 can generate power and supply power to the load 32 through the distribution board 31.
  • each switch of the power conditioner 20 is controlled such that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off and the independent operation switch 24 is turned on.
  • Each switch of the pseudo output system 50 is controlled such that the synchronous switch 52 is turned on and the pseudo current control switch 53 is turned on.
  • FIG. 11 is a diagram showing power supply by the distributed power source during the independent operation.
  • the power conditioner 20 outputs the power of the distributed power supply (solar battery 11 and storage battery 12) to the load 32 and the pseudo output system 50 via the autonomous operation switch 24.
  • the current sensor 40 detects a forward flow (current in the power purchase direction).
  • the power generation device 33 is configured to start power generation only when the current sensor 40 detects a forward power flow that is equal to or greater than a predetermined threshold value in order to prevent the generated power from flowing backward to the grid.
  • FIG. 11 shows a state in which the current sensor 40 detects only a forward power flow less than a predetermined threshold value, and power is supplied to the load 32 only from the solar cell 11.
  • FIG. 12 shows an operation flow of the power control system from the start to the end of charging of the storage battery from the power generation device.
  • the control unit 25 determines whether or not the storage battery 12 is in a fully charged state (S601), and when it is determined that the storage battery 12 is not fully charged, turns on the pseudo current control switch 53 (S602). As a result, the power control system 100 shifts to a state in which the storage battery 12 can be charged from the power generation device 33, as shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing the power generation of the power generation device 33 by the pseudo current during the autonomous operation.
  • the power generation device 33 when the power generation device 33 generates power during the self-sustaining operation, power is supplied to the pseudo output system 50 by the power generation device 33.
  • the electric power supplied to the pseudo output system 50 is supplied to the current sensor 40 as a pseudo current via the transformer 60. Since the pseudo output system 50 operates so that the current sensor 40 detects a forward flow (current in the power purchase direction) that is equal to or greater than a predetermined threshold, the power generation device 33 performs power generation in the load following operation or the rated operation. .
  • the distribution board 31 supplies the power generated by the power generation device 33 to the load 32 and supplies surplus power exceeding the power consumption of the load 32 to the power conditioner 20.
  • the surplus power is converted into DC power by the inverter 21 through the self-sustaining operation switch 24 in the power conditioner 20, and is supplied to the storage battery 12.
  • the power control system 100 is configured such that the power generation device 33 and other distributed power sources (the solar battery 11 and the storage battery 12) are disconnected from the system.
  • a pseudo output system 50 capable of supplying power from the power source is provided, and a pseudo current that is a current in the same direction as the forward current can be supplied to the current sensor 40 by the output from the pseudo output system 50.
  • the power generation of the power generation device 33 is controlled using the pseudo current to the current sensor 40, it is not necessary to make any special changes to the power generation device 33 itself, and a general-purpose fuel cell system and gas power generation system can be diverted. There are advantages.
  • the power when power is supplied from the power conditioner 20 or the power generation device 33 to the pseudo current load 51 of the pseudo output system 50, the power is supplied via the transformer 60.
  • the pseudo current load 51 since the power consumption in the pseudo current load 51 when the same pseudo current is supplied to the current sensor 40 can be reduced, the pseudo current load 51 can be downsized.
  • the voltage applied to the switches 52 and 53 is lowered, a cheaper product can be used for the switches 52 and 53.
  • a larger pseudo current can be passed. Therefore, even if the power generation device 33 generates a larger amount of power, a larger pseudo current for canceling the current detection in the reverse power flow direction can be caused to flow.
  • the synchronous switch 52 is a switch that synchronizes switching / parallel switching with the system and switching timing, and allows a pseudo current to flow when disconnected, and does not allow a pseudo current to flow when parallel. Accordingly, a pseudo current flows through the current sensor 40 during the independent operation disconnected from the system, while a pseudo current does not flow through the current sensor 40 during the connected operation parallel to the system, and the power generation device is erroneously generated. No reverse flow from 33 will occur.
  • the self-sustained operation switch 24 is turned off during the interconnected operation and is turned on during the self-sustained operation by the distributed power source, and the power generator 33 and other distributed power sources (the solar battery 11 and the storage battery). 12).
  • the power generated by the power generation device 33 can be supplied to the other distributed power source through the self-sustained operation switch 24 during the self-sustaining operation.
  • the storage battery 12 can be charged with electric power from the power generator 33 when the self-sustaining operation switch 24 is turned on. Thereby, it is possible to store in the storage battery 12 surplus power that is generated by the power generation device 33 during the self-sustained operation and exceeds the power consumption of the load 32, for example.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a control example of the power control system 100 during the autonomous operation after the storage battery 12 is completely charged.
  • each switch of the power conditioner 20 is controlled such that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off and the independent operation switch 24 is turned on.
  • the switches of the pseudo output system are controlled so that the synchronous switch 52 is turned on and the pseudo current control switch 53 is turned off.
  • the pseudo current control switch 53 When the storage battery 12 is fully charged, the pseudo current control switch 53 is turned off, so that the electric power supplied from the power conditioner 20 or the power generator 33 to the pseudo output system 50 even during the self-sustaining operation. Is not supplied to the current sensor 40 as a pseudo current. At this time, the current sensor 40 detects the current in the forward power flow direction supplied from the storage battery 12 to the load 32, and the power generation device 33 performs load follow-up operation in which power is supplied to the load even with the power generated by itself.
  • the electric power discharged from the storage battery 12 supplies electric power to the load 32 via the inverter 21, the self-sustaining operation switch 24, and the like.
  • the power conditioner 20 performs control to turn on the pseudo current control switch 53 again.
  • a pseudo current flows again in the current sensor 40, and the power generation device 33 is switched again from the load following operation to the rated operation, and the storage battery 12 is charged again.
  • the pseudo current control switch 53 stops the pseudo current when the charging of the storage battery 12 is completed, so that it is possible to prevent the power generation apparatus 33 from generating more power than necessary.
  • the current sensor 40 is disposed between the self-sustained operation switch 24 and the power generation device 33, so that the other dispersion from the power generation device 33 in the self-sustained operation mode. It is also possible to detect a current in the direction toward the power source. With this configuration, it is possible to cause the power generation device 33 to perform load following operation in the self-sustaining operation mode. In addition, when the storage battery 12 is charged from the power generation device 33, the control unit 25 can check the current detection in the current sensor 40 by increasing or decreasing the generated power from the power generation device 33.
  • the solar cell 11, the storage battery 12, and the electric power generating apparatus 33 were described as what is not contained in the power control system 100, you may comprise so that the power control system 100 may contain these.
  • the synchronous switch 52 and the pseudo current control switch 53 are configured as independent switches that can be switched according to individual conditions. However, they can be integrated. That is, you may comprise as one switch turned on only at the time of self-sustained operation and charge.
  • the synchronous switch 52 and the pseudo current control switch 53 may be provided on the secondary side of the transformer. When it is provided on the primary side, no current flows through the transformer, so that loss in the transformer can be eliminated.
  • Computer systems and other hardware include, for example, general-purpose computers, PCs (personal computers), dedicated computers, workstations, PCS (Personal Communications System, personal mobile communication systems), RFID receivers, electronic notepads, laptop computers, A GPS (Global Positioning System) receiver or other programmable data processing device is included.
  • the various operations are performed by dedicated circuitry implemented with program instructions (software) (e.g., individual logic gates interconnected to perform specific functions) or one or more processors.
  • program is executed by a logical block, a program module, or the like.
  • processors that execute logic blocks, program modules, etc.
  • microprocessors include, for example, one or more microprocessors, CPU (Central Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), DSP (Digital Signal Processor), PLD (Programmable Logic Device), FPGA (Field Programmable Gate Array), processor, controller, microcontroller, microprocessor, electronic device, other devices designed to perform the functions described herein, and / or any combination thereof Is included.
  • the embodiment shown here is implemented by, for example, hardware, software, firmware, middleware, microcode, or any combination thereof.
  • the instructions may be program code or code segments for performing necessary tasks.
  • the instructions can then be stored on a machine-readable non-transitory storage medium or other medium.
  • a code segment may represent any combination of procedures, functions, subprograms, programs, routines, subroutines, modules, software packages, classes or instructions, data structures or program statements.
  • a code segment transmits and / or receives information, data arguments, variables or stored contents with other code segments or hardware circuits, thereby connecting the code segments with other code segments or hardware circuits. .
  • the network used here is the Internet, ad hoc network, LAN (Local Area Network), cellular network, WPAN (Wireless Personal Area Network), or other network, or any combination thereof.
  • the components of the wireless network include, for example, an access point (for example, Wi-Fi access point), a femto cell, and the like.
  • the wireless communication device includes Wi-Fi, Bluetooth (registered trademark), cellular communication technology (for example, CDMA (Code Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), FDMA (Frequency Division Multiple Access), OFDMA (Orthogonal Frequency Frequency). It is possible to connect to a wireless network using Division (Multiple Access), SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) or other wireless technologies and / or technical standards.
  • the machine-readable non-transitory storage medium used herein can be further configured as a computer readable tangible carrier (medium) comprised of solid state memory, magnetic disk and optical disk categories, and so on.
  • the medium stores an appropriate set of computer instructions such as a program module for causing a processor to execute the technology disclosed herein, and a data structure.
  • Computer readable media include electrical connections with one or more wires, magnetic disk storage media, magnetic cassettes, magnetic tape, and other magnetic and optical storage devices (eg, CD (Compact Disk), laser disks ( (Registered trademark), DVD (registered trademark) (Digital Versatile Disc), floppy (registered trademark) disk and Blu-ray disc (registered trademark)), portable computer disk, RAM (Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), It includes a rewritable and programmable ROM such as EPROM, EEPROM or flash memory or other tangible storage medium capable of storing information or any combination thereof.
  • the memory can be provided inside and / or outside the processor / processing unit.
  • the term “memory” means any type of long-term storage, short-term storage, volatile, non-volatile, or other memory in which a particular type or number of memories or storage is stored. The type of medium is not limited.
  • a system is disclosed as having various modules and / or units that perform a specific function, and these modules and units are schematically illustrated in order to briefly explain the functionality. It should be noted that the descriptions are not necessarily indicative of specific hardware and / or software. In that sense, these modules, units, and other components may be hardware and / or software implemented to substantially perform the specific functions described herein. The various functions of the different components may be any combination or separation of hardware and / or software, each used separately or by any combination. Also, input / output or I / O devices or user interfaces including but not limited to keyboards, displays, touch screens, pointing devices, etc. connect directly to the system or via an intervening I / O controller. be able to. Thus, the various aspects of the present disclosure can be implemented in many different ways, all of which are within the scope of the present disclosure.

Abstract

　複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理可能なシステムを構築するために、本発明に係る電力制御システムは、電流センサ４０が順潮流を検出する間発電を行う発電装置３３と他の分散電源との制御を行う電力制御システム１００であって、発電装置３３と他の分散電源とを系統から解列した状態で、他の分散電源からの電力を出力可能な出力部２６を有する電力制御装置２０と、出力部２６からの出力により、電流センサ４０によって順潮流と同方向の電流として検出可能な擬似電流を供給可能な擬似出力系５０とを備え、擬似出力系５０は、出力部２６と電流センサ４０との間に降圧手段６０を有することを特徴とする。

Description

電力制御システム及び電力制御システムの制御方法
関連出願の相互参照
　本出願は、２０１４年１月２２日に出願された日本国特許出願第２０１４－９９１６号及び２０１４年１月２９日に出願された日本国特許出願第２０１４－１４９３９号に基づく優先権を主張するものであり、これらの特許出願の明細書全体を参照によって本願明細書に引用する。
　本発明は、電力制御システム及び電力制御システムの制御方法に関するものである。
　太陽光パネル等の発電設備を備える発電システムの発電パワーコンディショナとして、商用電源系統（以下、適宜、系統と略記する）に連系して交流電力を出力する系統連系運転と、系統に関わりなく交流電力を出力する自立運転とを可能にしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、系統電力によって充電される蓄電池等の蓄電設備を備える蓄電システムの蓄電パワーコンディショナとして、上記の発電パワーコンディショナと同様に、系統に連系して交流電力を出力する系統連系運転と、系統に関わりなく交流電力を出力する自立運転とを可能にしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７－０４９７７０号公報 特開２００８－２５３０３３号公報
　ところで、電力制御システムにおいて、太陽電池、蓄電池、燃料電池、ガス発電機などの複数の分散電源を一元的に管理・運用することが求められている。特に、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理可能なシステムを構築することが求められている。
　本発明の目的は、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理可能な電力制御システム、及び電力制御システムの制御方法を提供することにある。
　本発明に係る電力制御システムは、
　電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置と他の分散電源との制御を行う電力制御システムであって、
　前記発電装置と前記他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力可能な出力部を有する電力制御装置と、
　前記出力部からの出力により、前記電流センサによって順潮流と同方向の電流として検出可能な擬似電流を供給可能な擬似出力系とを備え、
　前記擬似出力系は、前記出力部と前記電流センサとの間に降圧手段を有することを特徴とする。
　本発明に係る電力制御システムの制御方法は、
　電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置と他の分散電源とを有する需要家施設に設けられ、電力制御を行う電力制御システムの制御方法であって、
　前記発電装置と前記他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力するステップと、
　前記他の分散電源からの電力を降圧する降圧ステップと、
　前記降圧ステップによって得られた電力により、前記電流センサによって順潮流と同方向の電流として検出可能な擬似電流を供給するステップと
を含むことを特徴とする。
　本発明に係る電力制御システム及び電力制御システムの制御方法によれば、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理することが可能となる。
本発明の第１実施形態に係る電力制御システムのブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る擬似出力系に関する配線を示す図である。 連系運転時の本発明の第１実施形態に係る電力制御システムの制御例を示す図である。 自立運転時の本発明の第１実施形態に係る電力制御システムの制御例（太陽電池による発電）を示す図である。 自立運転時の本発明の第１実施形態に係る電力制御システムの制御例（発電装置による発電）を示す図である。 自立運転時（蓄電池充電完了後）の本発明の第１実施形態に係る電力制御システムの制御例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る電力制御システムのブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る擬似出力系に関する配線を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る電力制御システムにおける、電流センサと電力線及び擬似出力系との配線を示す図である。 連系運転時の本発明の第２実施形態に係る電力制御システムの制御例を示す図である。 自立運転時（太陽電池による発電）の本発明の第２実施形態に係る電力制御システムの制御例を示す図である。 発電装置から蓄電池への充電を開始してから終了するまでの、本発明の第２実施形態に係る電力制御システムの動作フローを示す。 自立運転時（発電装置による発電）の本発明の第２実施形態に係る電力制御システムの制御例を示す図である。 自立運転時（蓄電池充電完了後）の本発明の第２実施形態に係る電力制御システムの制御例を示す図である。
　以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
　まず、本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムについて説明する。本実施形態に係る電力制御システム１００は、系統（商用電源系統）から供給される電力の他に、売電可能な電力を供給する分散電源及び／又は売電不可能な電力を供給する分散電源を備える。売電可能な電力を供給する分散電源は、例えば太陽光発電などによって電力を供給するシステムである。一方、売電不可能な電力を供給する分散電源は、例えば電力を充放電することができる蓄電池システム、ＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell）などの燃料電池を含む燃料電池システム、及びガス燃料によって発電するガス発電機システムなどである。本実施の形態においては、売電可能な電力を供給する分散電源としての太陽電池及び売電不可能な電力を供給する分散電源としての蓄電池、燃料電池又はガス発電機である発電装置とを備える例を示す。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力制御システム１００の概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電力制御システム１００は、パワーコンディショナ２０（電力制御装置）と、擬似出力系５０とを備える。また、電力制御システム１００に接続して使用される、太陽電池１１、蓄電池１２、分電盤３１、負荷３２及び発電装置３３を図１に併せて示す。ここで、発電装置３３は、燃料電池又はガス発電機を有する装置である。電力制御システム１００は、通常は系統との連系運転を行い、系統から供給される電力と、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）からの電力とを負荷３２に供給する。また、電力制御システム１００は、停電時など系統からの電力供給がない場合は自立運転を行い、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）からの電力を各負荷（負荷３２、擬似電流負荷５１）に供給する。なお、電力制御システム１００が自立運転を行う場合には、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）は系統から解列した状態であり、電力制御システム１００が連系運転を行う場合には、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）は系統に並列に接続された状態となる。
　図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力の流れる配線を表し、各機能ブロックを結ぶ破線は制御信号又は通信される情報の流れを表す。当該破線が示す通信は有線通信としてもよいし、無線通信としてもよい。制御信号及び情報の通信には、各階層を含め、様々な方式を採用可能である。例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離通信方式による通信を採用することができる。また、赤外線通信、電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）など、様々な伝送メディアを使用することができる。またそれぞれの通信に適した物理層を含む下位の層の上で、各種プロトコル、例えばＺｉｇＢｅｅ　ＳＥＰ２．０（Smart Energy Profile２．０）、ＥＣＨＯＮＥＴ　Ｌｉｔｅ（登録商標）などのような論理層だけ規定される通信プロトコルを動作させてもよい。
　太陽電池１１は、太陽光のエネルギーを電力に変換するものである。太陽電池１１は、例えば光電変換セルを有する発電部がマトリクス状に接続され、所定の電流（例えば１０Ａ）を出力するように構成される。太陽電池１１は、シリコン系多結晶太陽電池、シリコン系単結晶太陽電池、又はＣＩＧＳ等薄膜系太陽電池等、光電変換可能なものであればその種類は制限されない。
　蓄電池１２は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の蓄電池から構成される。蓄電池１２は、充電された電力を放電することにより、電力を供給可能である。また、蓄電池１２は、系統又は太陽電池１１から供給される電力に加え、後述の通り、発電装置３３から供給される電力を充電可能である。
　パワーコンディショナ２０（電力制御装置）は、太陽電池１１及び蓄電池１２から供給される直流の電力と、系統及び発電装置３３から供給される交流の電力との変換を行うとともに、連系運転及び自立運転の切り替え制御を行うものである。パワーコンディショナ２０は、インバータ２１と、連系運転スイッチ２２、２３と、自立運転スイッチ２４と、パワーコンディショナ２０全体を制御する制御部２５とを備える。また、パワーコンディショナ２０は、後述する擬似出力系５０に対して交流電力を供給する為の出力部２６（図２参照）を備える。なお、連系運転スイッチ２３は、パワーコンディショナ２０外に出すよう構成してもよい。
　インバータ２１は、双方向インバータであって、太陽電池１１及び蓄電池１２から供給される直流の電力を交流の電力に変換し、また、系統及び発電装置３３から供給される交流の電力を直流の電力に変換する。なお、インバータ２１の前段に、太陽電池１１及び蓄電池１２からの直流電力を一定の電圧まで昇圧するコンバータを設けてもよい。
　連系運転スイッチ２２、２３、自立運転スイッチ２４は、それぞれリレー、トランジスタなどにより構成され、オン／オフ制御される。図示の通り、自立運転スイッチ２４は、発電装置３３と蓄電池１２との間に配される。連系運転スイッチ２２、２３と自立運転スイッチ２４とは、双方が同時にオン（又はオフ）とならないように、同期して切り替えられる。より詳しくは、連系運転スイッチ２２、２３がオンとなるとき、自立運転スイッチ２４は同期してオフとなり、連系運転スイッチ２２、２３がオフとなるとき、自立運転スイッチ２４は同期してオンとなる。連系運転スイッチ２２、２３及び自立運転スイッチ２４の同期制御は、連系運転スイッチ２２、２３への制御信号の配線を自立運転スイッチ２４に分岐させることによってハードウェア的に実現される。なお、スイッチ毎に同一の制御信号に対するオンとオフとの状態を区別して設定可能なことはいうまでもない。また、連系運転スイッチ２２、２３及び自立運転スイッチ２４の同期制御は、制御部２５によってソフトウェア的に実現することも可能である。
　制御部２５は、例えばマイクロコンピュータで構成され、系統電圧の上昇や停電等の状態等に基づいて、インバータ２１、連系運転スイッチ２２、２３、自立運転スイッチ２４等の各部の動作を制御する。制御部２５は、連系運転時には、連系運転スイッチ２２、２３をオンに、自立運転スイッチ２４をオフに切り替える。また、制御部２５は、自立運転時には、連系運転スイッチ２２、２３をオフに、自立運転スイッチ２４をオンに切り替える。
　分電盤３１は、連系運転時に系統から供給される電力を複数の支幹に分岐させて負荷３２に分配する。また、分電盤３１は、複数の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）から供給される電力を、複数の支幹に分岐させて負荷３２に分配する。ここで、負荷３２とは、電力を消費する電力負荷であり、例えば家庭内で使用されるエアコン、電子レンジ、テレビ等の各種電器製品、又は商工業施設で使用される空調機若しくは照明器具などの機械、照明設備等である。
　発電装置３３は、燃料電池又はガス発電機により構成される。燃料電池は、水素を用いて空気中の酸素との化学反応によって直流の電力を発電するセルと、発電された直流電力を１００Ｖ或いは２００Ｖの交流電力に変換するインバータと、その他補機類とを備える。ここで、発電装置３３としての燃料電池は、パワーコンディショナ２０を介さずとも負荷３２に対する交流電力の供給を可能とするシステムであり、必ずしもパワーコンディショナ２０との接続を想定して設計されたものではなく、汎用性を有するシステムであってよい。また、ガス発電機は、所定のガスなどを燃料とするガスエンジンで発電するものである。
　発電装置３３は、対応する電流センサ４０が順潮流（買電方向の電流）を検出する間発電を行うものであり、発電時には負荷３２の消費電力に追従する負荷追従運転又は所定の定格電力値による定格運転を行う。負荷追従運転時の追従範囲は、例えば２００～７００Ｗであり、定格運転時の定格電力値は、例えば７００Ｗである。なお、発電装置３３は、連系運転時は負荷３２の消費電力に追従する負荷追従運転を行い、自立運転時に、負荷追従運転又は定格電力値による定格運転を行うものとしてもよい。
　電流センサ４０は、系統及び発電装置３３の間を流れる電流を検出するものである。日本では、発電装置３３が発電する電力は売電不可能と規定されているため、電流センサ４０が系統側への逆潮流（売電方向の電流）を検出した場合に、発電装置３３は発電を停止する。電流センサ４０が順潮流を検出する間は、発電装置３３は負荷３２に自身から電力を供給できるものとして負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。なお、後述の通り、消費電力を低減する観点からは、電流センサ４０は、パワーコンディショナ２０において自立運転時に発電装置３３の発電による電流が流れない箇所に配置されることが好ましい。
　ここで、本実施形態における電力制御システム１００は、発電装置３３と蓄電池１２とが系統から解列した状態で、擬似出力系５０を通じて電流センサ４０に擬似的な順潮流と同方向の電流（擬似電流）を流すように制御を行う。これにより、発電装置３３を定格運転させ、発電装置３３が発電する電力を蓄電池１２に蓄電することが可能となる。以下、擬似出力系５０を通じた擬似電流による蓄電について詳述する。
　擬似出力系５０は、電流センサ４０に対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能なものである。擬似出力系５０は、パワーコンディショナ２０の出力部２６又は発電装置３３から電力供給を受ける系であって、擬似電流負荷５１と、同期スイッチ５２と、擬似電流制御スイッチ５３と、トランス６０とを備える。図２は、擬似出力系５０に関する配線を示す図である。図２において、系統は、２００Ｖの単相３線としている。この場合、擬似出力系５０に対しては、電圧線の一方と中性線とが出力部２６においてトランス６０を介して接続される。図示の通り、擬似出力系５０への接続線は、２本の電圧線それぞれに設置された電流センサ４０を通るように配線される。なお、擬似出力系５０は、パワーコンディショナ２０と一体的に構成してもよいし、パワーコンディショナ２０とは独立した構成としてもよい。
　擬似電流負荷５１は、擬似出力系５０内の電流調整のため適宜設けられる負荷である。なお、擬似電流負荷５１として、擬似出力系５０の外部の負荷を用いてもよい。同期スイッチ５２は、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３から擬似出力系５０に供給された電力の一部を順潮流と同方向の擬似電流として電流センサ４０に供給するためのものである。擬似電流制御スイッチ５３は、擬似電流による不要な発電を防ぐためのものである。同期スイッチ５２及び擬似電流制御スイッチ５３は、それぞれ独立したリレー、トランジスタなどにより構成され、パワーコンディショナ２０の制御部２５により、それぞれ独立にオン／オフ制御される。
　トランス６０は、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３からの電力を降圧する役割を果たす。本実施形態において、トランス６０の巻数比は２０であり、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３からの交流１００Ｖの電力を交流５Ｖに降圧してから擬似電流負荷５１に供給する。このようにトランス６０で降圧してから擬似電流負荷５１に電力供給することにより、擬似電流負荷５１における消費電力が低減し、スイッチ５２，５３にかかる電圧が低くなることから、擬似電流負荷５１及びスイッチ５２，５３に対してより安価な製品を使用することができる。
　同期スイッチ５２は、パワーコンディショナ２０の自立運転スイッチ２４と同期してオン／オフ制御される。すなわち、同期スイッチ５２は、自立運転スイッチ２４と同様に、連系運転時にはオフとなり、自立運転時にはオンとなる。より詳しくは、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時に擬似電流を流し、並列時に擬似電流を流さないものである。自立運転スイッチ２４及び同期スイッチ５２の同期制御は、自立運転スイッチ２４への制御信号の配線を同期スイッチ５２に分岐させることによってハードウェア的に実現される。なお、自立運転スイッチ２４及び同期スイッチ５２の同期制御は、制御部２５によってソフトウェア的に実現することも可能である。
　擬似電流制御スイッチ５３は、蓄電池１２の充電が完了した場合にオフとなり、充電が完了していない場合にオンとなる。ここで、蓄電池１２の充電が完了した場合とは、蓄電池１２に所定値以上の電力が充電されている場合を示すものである。なお、制御部２５は、蓄電池１２との通信によって充電が完了しているか否かを判定するよう構成してもよい。自立運転時に蓄電池１２の充電が完了して擬似電流制御スイッチ５３がオフになると、電流センサ４０に擬似電流が流れなくなるため、発電装置３３による不要な発電を停止させることができる。
　これ以降、本実施形態に係る電力制御システムにおける制御例を、図面を参照しながら詳述する。
　図３は、連系運転時の電力制御システム１００の制御例を示す図である。この場合には、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオンに、自立運転スイッチ２４がオフに制御される。また、擬似出力系５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオフに、擬似電流制御スイッチ５３は蓄電池１２の充電量に応じてオン又はオフに制御される。
　連系運転時には、図３中に太線矢印で示すように、系統から交流１００Ｖ（或いは２００Ｖ）が供給されて、負荷３２に給電される。パワーコンディショナ２０は、蓄電池１２の充電が完了していない場合に、系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１２を充電する。また、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の発電電力を交流電力に変換して系統に逆潮流したり、余剰電力を売電したりすることができる。また、パワーコンディショナ２０は、系統からの電力及び分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力を擬似出力系５０に出力可能な構成を有するが、連系運転時には同期スイッチ５２はオフであるため、電流センサ４０への擬似電流の供給が行われない。電流センサ４０には、系統から順潮流（買電方向の電流）が流れるため、発電装置３３は発電を行い、分電盤３１を経て負荷３２に電力を供給する。
　次に、図４、図５を参照して自立運転時の電力制御システム１００の制御例を説明する。なお、図４、図５において、蓄電池１２の充電は完了していないものとする。この場合には、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフに、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力系５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオンに、擬似電流制御スイッチ５３はオンに制御される。
　図４は、自立運転時の分散電源による電力供給を示す図である。自立運転時には、パワーコンディショナ２０により、自立運転スイッチ２４を介して分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力が負荷３２及び擬似出力系５０に出力される。図４において、パワーコンディショナ２０から擬似出力系５０に電力が供給されることによって、電流センサ４０は順潮流（買電方向の電流）を検出する。本実施形態において、発電装置３３は、発電電力が系統へ逆潮流するのを回避するため、電流センサ４０が所定の閾値以上の順潮流を検出している場合にのみ発電を開始するように構成されている。図４は、電流センサ４０が所定の閾値未満の順潮流しか検出しておらず、太陽電池１１のみから負荷３２に電力が供給されている状態を示している。
　図５は、自立運転時の擬似電流による発電装置３３の発電を示す図である。図５に示す通り、自立運転時に発電装置３３が発電を行う場合は、発電装置３３により擬似出力系５０に電力が供給される。擬似出力系５０に供給された電力は、トランス６０を経由し、擬似電流として電流センサ４０に供給される。そして、電流センサ４０が所定の閾値以上の順潮流（買電方向の電流）を検出すると、発電装置３３は負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。分電盤３１は、発電装置３３が発電した電力を負荷３２に供給するとともに、負荷３２の消費電力を上回る余剰電力については、パワーコンディショナ２０に供給する。余剰電力は、パワーコンディショナ２０において、自立運転スイッチ２４を経てインバータ２１によって直流電力に変換され、蓄電池１２へと給電される。
　このように、本実施形態によれば、電力制御システム１００は、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）とを系統から解列した状態で、発電装置３３又は他の分散電源からの電力を供給可能な擬似出力系５０を有し、擬似出力系５０からの出力により、電流センサ４０に対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能である。これにより、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理することが可能となる。より詳しくは、自立運転時に、電流センサ４０に擬似電流を流すことによって、発電装置３３に発電させることが可能となる。また、電流センサ４０への擬似電流を利用して発電装置３３の発電を制御するため、発電装置３３自体に特別な変更を加える必要がなく、汎用の燃料電池システム及びガス発電システムが流用できるという利点がある。
　また、本実施形態によれば、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３から擬似出力系５０の擬似電流負荷５１に電力供給する際にトランス６０を経由して行う。この構成により、同一の擬似電流を電流センサ４０に供給する場合の擬似電流負荷５１における消費電力が低減し、更にスイッチ５２，５３にかかる電圧が低くなることから、擬似電流負荷５１及びスイッチ５２，５３に対してより安価な製品を使用することができる。
　また、本実施形態によれば、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時には擬似電流を流し、並列時には擬似電流を流さない。これにより、系統と解列している自立運転時には電流センサ４０に擬似電流が流れる一方で、系統と並列している連系運転時には電流センサ４０に擬似電流が流れることはなく、誤って発電装置３３からの逆潮流が発生することはない。
　また、本実施形態によれば、自立運転スイッチ２４は、連系運転時にオフになり、分散電源による自立運転時にオンになるものであって、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）との間に配される。これにより、自立運転時に、自立運転スイッチ２４を通じて、発電装置３３が発電する電力を他の分散電源側に供給することが可能となる。
　また、蓄電池１２は、自立運転スイッチ２４がオンになっているときに発電装置３３からの電力を充電可能である。これにより、自立運転時に、発電装置３３が発電する電力であって、例えば、負荷３２の消費電力を上回る余剰電力を蓄電池１２に蓄電することが可能となる。
　図６は、蓄電池１２の充電完了後の自立運転時の電力制御システム１００の制御例を示す図である。この場合には、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフに、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力系の各スイッチは、同期スイッチ５２はオンに、擬似電流制御スイッチ５３はオフに制御される。
　蓄電池１２の充電が完了している場合は、擬似電流制御スイッチ５３がオフになるため、自立運転時に、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３から擬似出力系５０に供給された電力の一部が擬似電流として電流センサ４０に供給されることがない。これにより、電流センサ４０には系統からの順潮流も擬似電流も検出されなくなるため、発電装置３３は発電を停止することとなる。そのため、蓄電池１２に必要以上の電流が出力されることはない。
　蓄電池１２の充電が完了すると、図６に示すように蓄電池１２は放電を開始する。放電された電力は、インバータ２１、自立運転スイッチ２４等を経由して負荷３２に電力を供給する。なお、この放電を一定時間継続し、蓄電池１２における充電量がある閾値を下回ると、パワーコンディショナ２０は再び擬似電流制御スイッチ５３をオンにするように制御を行う。この制御により、電流センサ４０には再び擬似電流が流れ、発電装置３３は再度発電を開始し、蓄電池１２には再び充電が行われる。
　このように、本実施形態によれば、擬似電流制御スイッチ５３は、蓄電池１２の充電が完了すると擬似電流を停止するため、発電装置３３による必要以上の発電を防ぐことが可能となる。
　なお、図１～図６に示す通り、電流センサ４０は、パワーコンディショナ２０において、自立運転時に発電装置３３の発電による電流が流れない箇所に配置されることが好ましい。これは、発電装置３３の発電による電流が流れる箇所に電流センサ４０を配置すると、発電装置３３を発電させるための擬似電流を当該発電による電流を上回る電力で出力する必要があるため、擬似電流に関する消費電力が増大するためである。すなわち、電流センサ４０を、パワーコンディショナ２０において、自立運転時に発電装置３３の発電による電流が流れない箇所に配置することにより、擬似電流に係る消費電力を低減することが可能となる。
（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態に係る電力制御システムについて第１の実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
　図７おいて、電流センサ４０は、系統と発電装置３３との間を流れる電流及び発電装置３３と蓄電池１２との間を流れる電流を検出可能なように、自立運転スイッチ２４と分電盤３１との間に配置している。
　図７及び図８に示すように、擬似電流負荷５１と擬似電流制御スイッチ５３とは直列接続されており、同期スイッチ５２及び擬似電流制御スイッチ５３の双方がオンにされると、擬似電流負荷５１に擬似電流が流れる。
　図９は、電流センサ４０と電力線６１及び擬似出力線６２との接続を示す図である。リング状の電流センサ４０は、中央部を系統及び分散電源からの電力線６１が貫き、擬似出力系からの擬似出力線６２が所定のターン数だけ巻回される。この擬似出力線６２を電流センサ４０に多く巻き付けるほど、微小な擬似電流で、順潮流方向のより大きな電流を検出することができる。
　トランス６０は、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３からの電力を降圧する役割を果たす。本実施形態において、トランス６０の巻数比は２０であり、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３からの交流１００Ｖの電力を交流５Ｖに降圧してから擬似電流負荷５１に供給する。このようにトランス６０で降圧してから擬似電流負荷５１に電力供給することにより、擬似電流負荷５１における消費電力を低減させることができるため、擬似電流負荷５１の小型化が可能となる。またスイッチ５２，５３にかかる電圧を低く抑えることができるため、スイッチ５２，５３に対してより安価な製品を使用することができる。また、擬似電流負荷５１における消費電力を同一とした場合に、より多くの擬似電流を流すことができる。
　同期スイッチ５２は、パワーコンディショナ２０の自立運転スイッチ２４と同期してオン／オフ制御される。すなわち、同期スイッチ５２は、自立運転スイッチ２４と同様に、連系運転時にはオフとなり、自立運転時にはオンとなる。より詳しくは、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時に擬似電流を流し、並列時に擬似電流を流さないように制御される。自立運転スイッチ２４及び同期スイッチ５２の同期制御は、自立運転スイッチ２４への制御信号の配線を同期スイッチ５２に分岐させることによってハードウェア的に実現される。なお、自立運転スイッチ２４及び同期スイッチ５２の同期制御は、制御部２５によってソフトウェア的に実現することも可能である。
　擬似電流制御スイッチ５３は、蓄電池１２の充電が完了した場合にオフとなり、充電が完了していない場合にオンとなる。ここで、蓄電池１２の充電が完了した場合とは、蓄電池１２に所定値以上の電力が充電されている場合を示すものである。なお、制御部２５は、蓄電池１２との通信によって充電が完了しているか否かを判定するよう構成してもよい。自立運転時に蓄電池１２の充電が完了して擬似電流制御スイッチ５３がオフになると、電流センサ４０に擬似電流が流れなくなるため、発電装置３３による不要な発電を停止させることができる。
　ここで、本実施形態における擬似電流値の設定について説明する。本実施形態の電力制御システムにおける発電装置３３は、定格電力値が７００Ｗである。ところが、図７及び図８において、発電装置３３が７００Ｗの電力を出力すると、電流センサ４０は、出力電力７００Ｗに相当する逆潮流方向の電流を検出することになる。
　そこで、本実施形態においては、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３から擬似出力系５０に電力を供給し、電流センサ４０で検出される逆潮流方向の電流を打ち消すための擬似電流を流すように構成する。例えば、電流センサにおける検出誤差が出力電力換算で３５Ｗであるとすると、電流センサにおける検出結果が常に順潮流検出となるためには、出力電力７３５Ｗ相当以上の擬似電流を発生させるように擬似出力系を構成する必要がある。
　本実施形態では、７３５Ｗよりも大きい出力電力８００Ｗ相当の擬似電流を発生させる場合を考える。分散電源の出力電圧は交流２００Ｖであり、電流センサに巻回される擬似出力線６２のターン数を８とすると、擬似出力系で生成されるべき擬似電流Ｉ1は次の計算によって求められる。
　Ｉ1＝８００／２００／８＝０．５［Ａ］　　　式（１）
　次に上記Ｉ1を生成するための擬似電流負荷５１の抵抗値Ｒ1の決定方法について説明する。図８に示すように、擬似出力系５０に対しては、電圧線の一方と中性線とが接続される。そして、交流１００Ｖの電圧がトランス６０において交流５Ｖに降圧された後に擬似出力系５０に対して電力提供される。従って、上記Ｉ1を生成するための抵抗値Ｒ1は次の計算によって求められる。
　Ｒ3＝５／０．５＝１．０×１０1［Ω］　　　式（２）
　上記計算によって求められた擬似電流値Ｉ1及び抵抗値Ｒ1は一実施形態に過ぎず、擬似出力線６２のターン数、電流センサに供給すべき擬似電流値（相当出力電力値）等に依存して様々なパラメータの選択が可能である。
　これ以降、本実施形態に係る電力制御システムにおける制御例を図面を参照しながら詳述する。
　図１０は、連系運転時の電力制御システム１００の制御例を示す図である。この場合に、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオンに、自立運転スイッチ２４がオフに制御される。また、擬似出力系５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオフに、擬似電流制御スイッチ５３は蓄電池１２の充電量に応じてオン又はオフに制御される。
　連系運転時には、図１０中に太線矢印で示すように、系統から交流１００Ｖ（或いは２００Ｖ）が供給されて、負荷３２に給電される。パワーコンディショナ２０は、蓄電池１２の充電が完了していない場合に、系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１２を充電する。また、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の発電電力を交流電力に変換して系統に逆潮流したり、余剰電力を売電したりすることができる。また、パワーコンディショナ２０は、系統からの電力及び分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力を擬似出力系５０に出力可能な構成を有するが、連系運転時には同期スイッチ５２はオフであるため、電流センサ４０への擬似電流の供給が行われない。電流センサ４０には、系統から順潮流（買電方向の電流）が流れるため、発電装置３３は発電を行い、分電盤３１を経て負荷３２に電力を供給することができる。
　次に、図１１、図１２を参照して自立運転時の電力制御システム１００の制御例を説明する。なお、図１１、図１２において、蓄電池１２の充電は完了していないものとする。この場合には、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフに、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力系５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオンに、擬似電流制御スイッチ５３はオンに制御される。
　図１１は、自立運転時の分散電源による電力供給を示す図である。自立運転時には、パワーコンディショナ２０により、自立運転スイッチ２４を介して分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力が負荷３２及び擬似出力系５０に出力される。図１１において、パワーコンディショナ２０から擬似出力系５０に電力が供給されることにより電流センサ４０は、順潮流（買電方向の電流）を検出する。本実施形態において、発電装置３３は、発電電力が系統へ逆潮流するのを回避するため、電流センサ４０が所定の閾値以上の順潮流を検出している場合にのみ発電を開始するように構成されている。図１１は、電流センサ４０が所定の閾値未満の順潮流しか検出しておらず、太陽電池１１のみから負荷３２に電力が供給されている状態を示している。
　次に、発電装置３３から蓄電池１２へ充電を行う場合について説明する。図１２は、発電装置から蓄電池への充電を開始してから終了するまでの、電力制御システムの動作フローを示す。制御部２５は、蓄電池１２が満充電状態にあるか否かを判定し（Ｓ６０１）、満充電でないと判定した場合に擬似電流制御スイッチ５３をオン状態にする（Ｓ６０２）。これにより、電力制御システム１００は、図１３に示すように、発電装置３３から蓄電池１２への充電が可能な状態へと移行する。
　図１３は、自立運転時の擬似電流による発電装置３３の発電を示す図である。図１３に示す通り、自立運転時に発電装置３３が発電を行う場合は、発電装置３３によって擬似出力系５０に電力が供給される。そして、擬似出力系５０に供給された電力は、トランス６０を経由し、擬似電流として電流センサ４０に供給される。そして、電流センサ４０が所定の閾値以上の順潮流（買電方向の電流）を検出するように擬似出力系５０が動作するため、発電装置３３は負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。分電盤３１は、発電装置３３が発電した電力を負荷３２に供給するとともに、負荷３２の消費電力を上回る余剰電力については、パワーコンディショナ２０に供給する。余剰電力は、パワーコンディショナ２０において、自立運転スイッチ２４を経てインバータ２１によって直流電力に変換され、蓄電池１２へと給電される。
　このように、本実施形態によれば、電力制御システム１００は、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）とを系統から解列した状態で、発電装置３３又は他の分散電源からの電力を供給可能な擬似出力系５０を有し、擬似出力系５０からの出力により、電流センサ４０に対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能である。これにより、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理することが可能となる。より詳しくは、自立運転時に、電流センサ４０に擬似電流を流すことによって、意図的に発電装置３３に定格発電させることが可能となる。また、電流センサ４０への擬似電流を利用して発電装置３３の発電を制御するため、発電装置３３自体に特別な変更を加える必要がなく、汎用の燃料電池システム及びガス発電システムが流用できるという利点がある。
　また、本実施形態によれば、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３から擬似出力系５０の擬似電流負荷５１に電力供給する際にトランス６０を経由して行う。この構成により、同一の擬似電流を電流センサ４０に供給する場合の擬似電流負荷５１における消費電力を低減させることができるため、擬似電流負荷５１の小型化が可能である。また、スイッチ５２，５３にかかる電圧が低くなることから、スイッチ５２，５３に対してより安価な製品を使用することができる。更に、擬似電流負荷５１における消費電力を同一とした場合に、より大きな擬似電流を流すことができる。そのため、発電装置３３においてより大きな電力の発電を行っても、逆潮流方向の電流検出を打ち消すためのより大きな擬似電流を流すことができる。
　また、本実施形態によれば、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時には擬似電流を流し、並列時には擬似電流を流さない。これにより、系統と解列している自立運転時には電流センサ４０に擬似電流が流れる一方で、系統と並列している連系運転時には電流センサ４０に擬似電流が流れることはなく、誤って発電装置３３からの逆潮流が発生することはない。
　また、本実施形態によれば、自立運転スイッチ２４は、連系運転時にオフになり、分散電源による自立運転時にオンになるものであり、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）との間に配される。これにより、自立運転時に、自立運転スイッチ２４を通じて、発電装置３３が発電する電力を他の分散電源側に供給することが可能となる。
　また、蓄電池１２は、自立運転スイッチ２４がオンにされているときに発電装置３３からの電力を充電可能である。これにより、自立運転時に、発電装置３３が発電する電力であって、例えば、負荷３２の消費電力を上回る余剰電力を蓄電池１２に蓄電することが可能となる。
　図１２において、制御部２５は、蓄電池１２が満充電状態になったと判定すると（Ｓ６０３）、擬似電流制御スイッチ５３をオフ状態に切り替える（Ｓ６０４）。これにより、電力制御システム１００は、図１４に示す充電完了後の状態に移行する。
　図１４は、蓄電池１２の充電完了後の自立運転時の電力制御システム１００の制御例を示す図である。この場合には、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフに、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力系の各スイッチは、同期スイッチ５２はオンに、擬似電流制御スイッチ５３はオフに制御される。
　蓄電池１２の充電が完了している場合には、擬似電流制御スイッチ５３がオフになるため、自立運転時であっても、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３から擬似出力系５０に供給された電力の一部が擬似電流として電流センサ４０に供給されることがない。このとき、電流センサ４０は、蓄電池１２から負荷３２に供給される順潮流方向の電流を検出し、発電装置３３は自身が発電する電力によっても負荷に電力供給を行う負荷追従運転をおこなう。
　図１４において、蓄電池１２から放電された電力は、インバータ２１、自立運転スイッチ２４等を経由して負荷３２に電力を供給する。なお、この放電を一定時間継続し、蓄電池１２における充電量がある閾値を下回ると、パワーコンディショナ２０は再び擬似電流制御スイッチ５３をオンにするように制御を行う。この制御により、電流センサ４０には再び擬似電流が流れ、発電装置３３は再度、負荷追従運転から定格運転に切り替えられ、蓄電池１２に対して再び充電が行われる。
　このように、本実施形態によれば、擬似電流制御スイッチ５３は、蓄電池１２の充電が完了すると擬似電流を停止するため、発電装置３３による必要以上の発電を防ぐことが可能となる。
　また、本実施形態によれば、図７に示すように、電流センサ４０を、自立運転スイッチ２４と発電装置３３との間に配置することにより、自立運転モードにおいて、発電装置３３から他の分散電源に向かう方向の電流の検出も可能となる。この構成により、自立運転モードにおいて、発電装置３３に負荷追従運転させることが可能となる。また、発電装置３３から蓄電池１２に充電を行っている場合に、制御部２５が、発電装置３３からの発電電力を増減させて、電流センサ４０における電流検出のチェックを行うことも可能となる。
　なお、本実施形態において、太陽電池１１、蓄電池１２及び発電装置３３は電力制御システム１００に含まれないものとして記載したが、電力制御システム１００がこれらを含むように構成してもよい。
　また、本実施形態において、同期スイッチ５２と擬似電流制御スイッチ５３とは、それぞれが個別の条件によって切り替えられる独立したスイッチとして構成したが、これらを統合することも可能である。すなわち、自立運転時かつ充電時にのみオンにされる１つのスイッチとして構成してもよい。また、同期スイッチ５２と擬似電流制御スイッチ５３とをトランスの二次側に設ける例を示したが、一次側に設けてもよい。一次側に設けた場合には、トランスに電流が流れないため、トランスにおけるロスを無くすことができる。
　本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
　本開示内容の多くの側面は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアによって実行される、一連の動作として示される。コンピュータシステムその他のハードウェアには、例えば、汎用コンピュータ、ＰＣ(パーソナルコンピュータ)、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣＳ(Personal Communications System、パーソナル移動通信システム)、ＲＦＩＤ受信機、電子ノートパッド、ラップトップコンピュータ、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信機又はその他のプログラム可能なデータ処理装置が含まれる。各実施形態では、種々の動作は、プログラム命令(ソフトウェア)で実装された専用回路(例えば、特定機能を実行するために相互接続された個別の論理ゲート)や、１つ以上のプロセッサによって実行される論理ブロックやプログラムモジュール等によって実行されることに留意されたい。論理ブロックやプログラムモジュール等を実行する１つ以上のプロセッサには、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、ＣＰＵ(中央演算処理ユニット)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、ＰＬＤ(Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子機器、ここに記載する機能を実行可能に設計されたその他の装置及び／又はこれらいずれかの組合せが含まれる。ここに示す実施形態は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード又はこれらいずれかの組合せにより実装される。命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード又はコードセグメントであってもよい。そして、命令は、機械読取り可能な非一時的記憶媒体その他の媒体に格納することができる。コードセグメントは、手順、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス又は命令、データ構造若しくはプログラムステートメントのいずれかの任意の組合せを示すものであってもよい。コードセグメントは、他のコードセグメント又はハードウェア回路と、情報、データ引数、変数又は記憶内容の送信及び／又は受信を行い、これにより、コードセグメントが他のコードセグメント又はハードウェア回路と接続される。
　ここで用いられるネットワークには、他に特段の断りがない限りは、インターネット、アドホックネットワーク、ＬＡＮ(Local Area Network)、セルラーネットワーク、ＷＰＡＮ(Wireless Personal Area Network ) 若しくは他のネットワーク又はこれらいずれかの組合せが含まれる。無線ネットワークの構成要素には、例えば、アクセスポイント(例えば、Ｗｉ－Ｆｉアクセスポイント)やフェムトセル等が含まれる。さらに、無線通信器機は、Ｗｉ－Ｆｉ、Bluetooth（登録商標）、セルラー通信技術(例えばＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)、ＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access)、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、ＳＣ－ＦＤＭＡ(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)又はその他の無線技術及び／又は技術標準を用いた無線ネットワークに接続することができる。
　ここで用いられる機械読取り可能な非一時的記憶媒体は、さらに、ソリッドステートメモリ、磁気ディスク及び光学ディスクの範疇で構成されるコンピュータ読取り可能な有形のキャリア（媒体）として構成することができ、かかる媒体には、ここに開示する技術をプロセッサに実行させるためのプログラムモジュールなどのコンピュータ命令の適宜なセットや、データ構造が格納される。コンピュータ読取り可能な媒体には、１つ以上の配線を備えた電気的接続、磁気ディスク記憶媒体、磁気カセット、磁気テープ、その他の磁気及び光学記憶装置(例えば、ＣＤ(Compact Disk)、レーザーディスク（登録商標）、ＤＶＤ（登録商標）(Digital Versatile Disc)、フロッピー（登録商標）ディスク及びブルーレイディスク（登録商標))、可搬型コンピュータディスク、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read-Only Memory)、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ若しくはフラッシュメモリ等の書換え可能でプログラム可能なＲＯＭ若しくは情報を格納可能な他の有形の記憶媒体又はこれらいずれかの組合せが含まれる。メモリは、プロセッサ/プロセッシングユニットの内部及び／又は外部に設けることができる。ここで用いられるように、「メモリ」という語は、あらゆる種類の長期記憶用、短期記憶用、揮発性、不揮発性その他のメモリを意味し、特定の種類やメモリの数又は記憶が格納される媒体の種類は限定されない。
　なお、ここでは、特定の機能を実行する種々のモジュール及び／又はユニットを有するものとしてのシステムを開示しており、これらのモジュール及びユニットは、その機能性を簡略に説明するために模式的に示されたものであって、必ずしも特定のハードウェア及び／又はソフトウェアを示すものではないことに留意されたい。その意味において、これらのモジュール、ユニット、その他の構成要素は、ここで説明された特定の機能を実質的に実行するように実装されたハードウェア及び／又はソフトウェアであればよい。異なる構成要素の種々の機能は、ハードウェア及び／又はソフトウェアのいかなる組合せ又は分離したものであってもよく、それぞれ別々に、又はいずれかの組合せによって用いることができる。また、キーボード、ディスプレイ、タッチスクリーン、ポインティングデバイス等を含むが、これらに限られない入力/出力若しくはＩ／Ｏデバイス又はユーザインターフェースは、システムに直接に又は介在するＩ／Ｏコントローラを介して接続することができる。このように、本開示内容の種々の側面は、多くの異なる態様で実施することができ、それらの態様はすべて本開示内容の範囲に含まれる。
　１１　太陽電池
　１２　蓄電池
　２０　パワーコンディショナ（電力制御装置）
　２１　インバータ
　２２、２３　連系運転スイッチ
　２４　自立運転スイッチ
　２５　制御部
　２６　出力部
　３１　分電盤
　３２　負荷
　３３　発電装置
　４０　電流センサ
　５０　擬似出力系
　５１　擬似電流負荷５１
　５２　同期スイッチ
　５３　擬似電流制御スイッチ
　６０　トランス
　６１　電力線
　６２　擬似出力線
　１００　電力制御システム

Claims (8)

  1. 　電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置と他の分散電源との制御を行う電力制御システムであって、
    　前記発電装置と前記他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力可能な出力部を有する電力制御装置と、
    　前記出力部からの出力により、前記電流センサによって順潮流と同方向の電流として検出可能な擬似電流を供給可能な擬似出力系とを備え、
    　前記擬似出力系は、前記出力部と前記電流センサとの間に降圧手段を有することを特徴とする電力制御システム。
  2. 　前記擬似出力系は、前記発電装置からの出力によっても擬似電流を供給可能であり、前記降圧手段は、前記発電装置と前記電流センサとの間にも設けられる、請求項１に記載の電力制御システム。
  3. 　前記電流センサは、前記系統と前記発電装置との間を流れる電流、及び前記発電装置と前記他の分散電源との間を流れる電流を検出可能な位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電力制御システム。
  4. 　前記降圧手段はトランスである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力制御システム。
  5. 　前記擬似出力系は、前記擬似電流を流すか否かを切り替える切り替え手段をさらに有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
  6. 　前記発電装置は、燃料電池を有する装置である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電力制御システム。
  7. 　前記発電装置は、前記電流センサが検出する順潮流と同方向の電流が所定の閾値を超えた時に発電を開始する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電力制御システム。
  8. 　電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置と他の分散電源とを有する需要家施設に設けられ、電力制御を行う電力制御システムの制御方法であって、
    　前記発電装置と前記他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力するステップと、
    　前記他の分散電源からの電力を降圧する降圧ステップと、
    　前記降圧ステップによって得られた電力により、前記電流センサによって順潮流と同方向の電流として検出可能な擬似電流を供給するステップと
    を含むことを特徴とする制御方法。
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