WO2016136860A1

WO2016136860A1 - 電力変換装置、電力管理システム及び電力変換方法

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Publication number: WO2016136860A1
Application number: PCT/JP2016/055569
Authority: WO
Inventors: 雅博馬場; 哲也竹中; 勇輝鈴木
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2016-09-01
Also published as: US10666165B2; EP3264556A4; US20180138829A1; EP3264556A1

Abstract

　ＰＣＳは、集計期間において、太陽電池の出力が抑制電力閾値を下回る期間が存在する場合に、太陽電池の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池の出力を増大する制御を行う。

Description

電力変換装置、電力管理システム及び電力変換方法

　本発明は、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換する電力変換装置、電力変換装置を備える電力管理システム及び電力変換方法に関する。

　ＤＣ電力を出力する分散電源に接続された電力変換装置（パワーコンディショナ）が知られている。電力変換装置は、分散電源から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する直流コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、直流コンバータから入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータとを備える（例えば、特許文献１）。

　ここで、電力変換装置は、分散電源の出力の抑制を指示するメッセージ（以下、出力抑制メッセージ）を受信すると、出力抑制メッセージによって定まる抑制電力閾値以下に分散電源の出力を抑制しなければならない。

特開２０１４－１７１３５９号公報

　１つの特徴によれば、電力変換装置は、分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータと、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備える。前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を下回る期間が存在する場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行う。

　１つの特徴によれば、電力管理システムは、分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する電力変換装置と、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備える。前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を下回る期間が存在する場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行う。

　１つの特徴によれば、電力変換装置は、分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるＤＣ電力にＡＣ電力を変換するインバータと、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備える。前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行う。

　１つの特徴によれば、電力管理システムは、分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるＤＣ電力にＡＣ電力を変換する電力変換装置と、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備える。前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行う。

　１つの特徴によれば、電力変換方法は、分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるＤＣ電力にＡＣ電力を変換するステップと、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制するステップと、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行うステップとを備える。

図１は、実施形態に係る電力管理システム１を示す図である。図２は、実施形態に係るＰＣＳ１３０を示す図である。図３は、実施形態に係る制御を説明するための図である。図４は、実施形態に係る制御を説明するための図である。図５は、実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。図６は、他の実施形態に係る制御を説明するための図である。図７は、他の実施形態に係る制御を説明するための図である。図８は、他の実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。図９は、他の実施形態に係る制御を説明するための図である。図１０は、他の実施形態に係る制御を説明するための図である。図１１は、他の実施形態に係る電力管理システム１を示す図である。図１２は、他の実施形態に係るＰＣＳ１３０を示す図である。

　以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

　ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

　［実施形態の概要］
　上述した従来技術では、出力抑制メッセージを受信した後において、所定要因によって分散電源の出力が必然的に抑制電力閾値よりも小さくなってしまう事態が考えられる。例えば、分散電源が太陽電池装置である場合には、所定要因として日射量不足が考えられる。或いは、分散電源が風力発電装置である場合には、所定要因として風量不足が考えられる。このような事態は、ユーザにとって著しく不利益である。

　実施形態に係る電力変換装置は、分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータと、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、前記制御部は、前記出力抑制メッセージによって前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を下回る期間が存在する場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行う。

　実施形態では、制御部は、集計期間において、分散電源の出力が抑制電力閾値を下回る期間が存在する場合に、分散電源の出力が抑制電力閾値を超えるように分散電源の出力を増大する制御を行う。従って、日射量不足などの所定要因によって分散電源の出力が必然的に抑制電力閾値よりも小さくなってしまう事態が生じても、分散電源の出力が抑制電力閾値を超えるように分散電源の出力を増大することによって、ユーザの不利益を軽減することができる。

　［実施形態］
　以下において、実施形態に係る電力管理システムについて説明する。図１は、実施形態に係る電力管理システム１を示す図である。

　図１に示すように、電力管理システム１は、需要家施設１００と、外部サーバ４００と、記録装置５００とを有する。需要家施設１００は、ＥＭＳ２００を有しており、ＥＭＳ２００は、ネットワーク３００を介して、外部サーバ４００及び記録装置５００と通信を行う。

　需要家施設１００は、太陽電池１１０と、蓄電池１２０と、ＰＣＳ１３０と、分電盤１４０と、負荷１５０とを有する。さらに、需要家施設１００は、ＥＭＳ２００及びリモートコントローラ２１０とを有する。

　太陽電池１１０は、受光に応じて発電を行う装置である。太陽電池１１０は、発電されたＤＣ電力を出力する。太陽電池１１０の発電量は、太陽電池１１０に照射される日射量に応じて変化する。太陽電池１１０は、後述する出力抑制メッセージに従って動作すべき分散電源の一例である。

　蓄電池１２０は、電力を蓄積する装置である。蓄電池１２０は、蓄積されたＤＣ電力を出力する。実施形態では、蓄電池１２０は、後述する出力抑制メッセージに従って動作する必要がないことに留意すべきである。

　ＰＣＳ１３０は、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換する電力変換装置（ＰＣＳ；Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）の一例である。実施形態では、ＰＣＳ１３０は、電力系統１０に接続された主幹電力線１０Ｌ（ここでは、主幹電力線１０ＬＡ及び主幹電力線１０ＬＢ）に接続されるとともに、太陽電池１１０及び蓄電池１２０の双方に接続される。主幹電力線１０ＬＡは、電力系統１０とＰＣＳ１３０とを接続する電力線であり、主幹電力線１０ＬＢは、ＰＣＳ１３０と分電盤１４０とを接続する電力線である。

　ここで、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池１２０から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。さらに、ＰＣＳ１３０は、電力系統１０から供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。

　分電盤１４０は、主幹電力線１０Ｌ（ここでは、主幹電力線１０ＬＢ）に接続される。分電盤１４０は、主幹電力線１０ＬＢを複数の電力線に分岐するとともに、複数の電力線に接続された機器（ここでは、負荷１５０及びＥＭＳ２００）に電力を分配する。

　負荷１５０は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷１５０は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの装置を含む。負荷１５０は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。

　ＥＭＳ２００は、電力系統１０から需要家施設１００に供給される電力を示す電力情報を管理する装置（ＥＭＳ；Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）である。ＥＭＳ２００は、太陽電池１１０の発電量、蓄電池１２０の充電量及び蓄電池１２０の放電量を管理してもよい。

　実施形態では、ＥＭＳ２００は、リモートコントローラ２１０及びネットワーク３００に接続される。例えば、ＥＭＳ２００は、後述する電力抑制メッセージを外部サーバ４００から受信し、電力抑制メッセージをリモートコントローラ２１０に通知する。或いは、ＥＭＳ２００は、後述する計画表（カレンダー）を外部サーバ４００から受信し、計画表（カレンダー）に基づいて、電力抑制メッセージをリモートコントローラ２１０に通知する。

　リモートコントローラ２１０は、ＰＣＳ１３０に併設されており、ＰＣＳ１３０を操作するための各種メッセージをＰＣＳ１３０に通知する。例えば、リモートコントローラ２１０は、ＥＭＳ２００から受信する電力抑制メッセージをＰＣＳ１３０に通知する。

　ネットワーク３００は、ＥＭＳ２００、外部サーバ４００及び記録装置５００を接続する通信網である。ネットワーク３００は、インターネットであってもよい。ネットワーク３００は、移動体通信網を含んでもよい。

　外部サーバ４００は、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の抑制を指示するメッセージである出力抑制メッセージを通知する。ここで、外部サーバ４００は、電力系統１０の全体として、分散電源の出力を抑制すべき日時を含む計画表（カレンダー）を管理していてもよい。外部サーバ４００は、このような計画表（カレンダー）に基づいて、出力抑制メッセージを通知する。或いは、外部サーバ４００は、このような計画表（カレンダー）をＥＭＳ２００に通知してもよい。

　ここで、出力抑制メッセージ及び計画表（カレンダー）は、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の抑制度合い（例えば、出力抑制電力閾値）を示す情報を含む。抑制度合いは、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の絶対値（例えば、○○ｋＷ）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の相対値（例えば、○○ｋＷの減少）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の抑制割合（例えば、○○％）で表されてもよい。抑制割合とは、需要家施設１００に分散電源を設置する際に、分散電源を制御するＰＣＳの出力能力として認定を受けた出力（以下、設備認定出力）に対する割合であることが好ましい。分散電源の出力能力とＰＣＳの出力能力とが異なる場合には、設備認定出力は、これらの出力能力のうち、小さい方の出力能力である。複数のＰＣＳが設置されるケースにおいては、設備認定出力は、複数のＰＣＳの出力能力の合計である。

　記録装置５００は、各種情報を記録する装置である。具体的には、記録装置５００は、出力抑制メッセージに従って分散電源の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を記録する。検証記録は、出力抑制メッセージによって分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間（例えば、３０分）における分散電源の出力の積算値である。このようなケースにおいて、集計期間毎に集計された検証記録において、分散電源の出力の抑制が正しく実行されていればよい。

　（電力変換装置）
　以下において、実施形態に係る電力変換装置について説明する。図２は、実施形態に係るＰＣＳ１３０を示す図である。

　図２に示すように、ＰＣＳ１３０は、主幹電力線１０ＬＡに接続された電力線１１Ｌ及び主幹電力線１０ＬＢに接続された電力線１２Ｌに接続される。さらに、電力線１１Ｌと電力線１２Ｌとを接続する電力線１３Ｌが設けられる。電力線１３Ｌは、スイッチ１１ＳＷよりも主幹電力線１０ＬＡ側において電力線１１Ｌに接続されており、スイッチ１２ＳＷよりも主幹電力線１０ＬＢ側において電力線１２Ｌに接続される。

　電力線１１Ｌは、電力系統１０とインバータ１３３とを接続する電力線である。電力線１１Ｌは、主幹電力線１０ＬＡの一部を構成する電力線であってもよく、主幹電力線１０ＬＡから分岐する電力線であってもよい。電力線１２Ｌは、インバータ１３３と分電盤１４０（負荷１５０）とを接続する電力線である。電力線１２Ｌは、主幹電力線１０ＬＢの一部を構成する電力線であってもよく、主幹電力線１０ＬＢから分岐する電力線であってもよい。

　ＰＣＳ１３０は、電力線１１Ｌ上に設けられるスイッチ１１ＳＷと、電力線１２Ｌ上に設けられるスイッチ１２ＳＷと、電力線１３Ｌ上に設けられるスイッチ１３ＳＷとを有する。

　スイッチ１１ＳＷは、電力系統１０にＰＣＳ１３０が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。一方で、スイッチ１１ＳＷは、電力系統１０からＰＣＳ１３０が解列された自立運転状態において開状態に制御される。

　スイッチ１２ＳＷは、電力系統１０にＰＣＳ１３０が連系された連系運転状態において開状態に制御される。一方で、スイッチ１１ＳＷは、電力系統１０からＰＣＳ１３０が解列された自立運転状態において閉状態に制御される。

　スイッチ１３ＳＷは、電力系統１０に分電盤１４０（負荷１５０）が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。同様に、スイッチ１３ＳＷは、電力系統１０にＰＣＳ１３０が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。一方で、スイッチ１３ＳＷは、電力系統１０から分電盤１４０（負荷１５０）が解列された自立運転状態において開状態に制御される。同様に、スイッチ１３ＳＷは、電力系統１０からＰＣＳ１３０が解列された自立運転状態において開状態に制御される。

　一般的には、需要家施設１００が電力系統１０に連系された連系運転状態においては、ＰＣＳ１３０及び分電盤１４０（負荷１５０）の双方が電力系統１０に接続される。従って、このような連系運転状態において、スイッチ１１ＳＷ及びスイッチ１３ＳＷは閉状態に制御され、スイッチ１２ＳＷは開状態に制御される。一方で、一般的には、需要家施設１００が電力系統１０から解列された自立運転状態においては、ＰＣＳ１３０及び分電盤１４０（負荷１５０）の双方が電力系統１０に接続されない。従って、このような自立運転状態において、スイッチ１１ＳＷ及びスイッチ１３ＳＷは開状態に制御され、スイッチ１２ＳＷは閉状態に制御される。

　図２に示すように、ＰＣＳ１３０は、DC/DCコンバータ１３１と、DC/DCコンバータ１３２と、インバータ１３３と、制御部１３４と、通信部１３５とを有する。

　DC/DCコンバータ１３１は、太陽電池１１０から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する第１直流コンバータである。DC/DCコンバータ１３１は、ＤＣ電力の電圧を昇圧変換してもよく、ＤＣ電力の電圧を降圧変換してもよい。

　DC/DCコンバータ１３２は、蓄電池１２０から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する第２直流コンバータである。さらには、DC/DCコンバータ１３２は、インバータ１３３から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する。DC/DCコンバータ１３２は、ＤＣ電力の電圧を昇圧変換してもよく、ＤＣ電力の電圧を降圧変換してもよい。

　ここで、蓄電池１２０からDC/DCコンバータ１３２にＤＣ電力を出力する動作は、蓄電池１２０の放電であることに留意すべきである。DC/DCコンバータ１３２から蓄電池１２０にＤＣ電力を出力する動作は、蓄電池１２０の充電であることに留意すべきである。

　インバータ１３３は、DC/DCコンバータ１３１から入力されるＤＣ電力及びDC/DCコンバータ１３２から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。さらに、インバータ１３３は、電力系統１０から供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。

　制御部１３４は、ＰＣＳ１３０を制御する。第１に、制御部１３４は、太陽電池１１０の発電量を制御する。詳細には、制御部１３４は、太陽電池１１０の出力を目標電力に近づけるように太陽電池１１０の出力を制御する（例えば、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｏｉｎｔ　Ｔｒａｃｋｉｎｇ）。これによって、太陽電池１１０の動作点（動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点）が最適化される。第２に、制御部１３４は、蓄電池１２０の充電量及び放電量を制御する。

　ここで、制御部１３４は、出力抑制メッセージ又は計画表（カレンダー）に従って太陽電池１１０の出力を抑制する。上述したように、抑制度合いは、太陽電池１１０の出力の絶対値（例えば、○○ｋＷ）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、太陽電池１１０の出力の相対値（例えば、○○ｋＷの減少）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、太陽電池１１０の出力の抑制割合（例えば、○○％）で表されてもよい。

　実施形態において、制御部１３４は、太陽電池１１０の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を下回る期間（以下、出力不足期間）が存在する場合に、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池１１０の出力を増大する制御を行う。すなわち、制御部１３４は、制御において、出力不足期間において抑制電力閾値よりも減少する太陽電池１１０の出力を補償するために、太陽電池１１０の出力を一時的に増大する。抑制期間は、出力抑制メッセージ又は計画表（カレンダー）に基づいて特定される。

　ここで、出力不足期間は、所定要因によって太陽電池１１０の出力が必然的に抑制電力閾値よりも小さくなってしまう期間である。所定要因は、例えば、日射量不足である。

　実施形態において、制御部１３４は、集計期間において、太陽電池１１０の出力の積算値が抑制電力閾値の積算値を超えないように制御を行う。言い換えると、制御部１３４は、集計期間において、太陽電池１１０の出力の平均値が抑制電力閾値の平均値を超えないように制御を行う。これによって、集計期間毎に集計された検証記録において、太陽電池１１０の出力の抑制が正しく実行されることに留意すべきである。

　ここで、制御部１３４は、上述したように、太陽電池１１０の出力を目標電力に近づけるように太陽電池１１０の出力を制御する（ＭＰＰＴ法）。制御部１３４は、抑制期間において抑制電力閾値を目標電力に設定するとともに、抑制期間外において最大電力を目標電力に設定することに留意すべきである。但し、制御部１３４は、抑制期間であっても制御を行う場合には、抑制電力閾値よりも高い値を目標電力に設定することに留意すべきである。

　制御部１３４は、出力抑制メッセージに従って太陽電池１１０の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を出力する。上述したように、検証記録は、抑制期間に含まれる集計期間（例えば、３０分）における太陽電池１１０の出力の積算値である。制御部１３４は、太陽電池１１０の出力電力の積算値を集計期間（例えば、３０分）毎に集計するとともに、集計期間毎に集計された積算値を検証記録として出力する。

　通信部１３５は、リモートコントローラ２１０と通信を行う。例えば、通信部１３５は、外部サーバ４００から通知される出力抑制メッセージを受信する。通信部１３５は、制御部１３４から出力される検証記録を記録装置５００に送信する。

　（制御の一例）
　以下において、実施形態に係る制御の一例について説明する。図３及び図４は、実施形態に係る制御の一例を説明するための図である。

　第１に、抑制電力閾値について、図３を参照しながら説明する。図３では、時刻ｔ０において出力抑制メッセージが通知されるとともに、時刻ｔ２において出力抑制解除メッセージが通知されるケースを例示している。出力抑制解除メッセージは、太陽電池１１０の出力の抑制解除を指示するメッセージである。ここで、出力抑制メッセージは、太陽電池１１０の出力をＷ１以下に抑制するように指示するメッセージである。

　このようなケースにおいて、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間において、予め定められた減少速度で抑制電力閾値が徐々に減少する。出力抑制メッセージは、複数のＰＣＳに対して一斉に送信されるため、電力系統１０への逆潮流量が急激に減少することを抑制するために、減少速度が予め定められている。一方で、時刻ｔ２以降において、予め定められた増大速度で抑制電力閾値が徐々に増大する。出力抑制解除メッセージは、複数のＰＣＳに対して一斉に送信されるため、電力系統１０への逆潮流量が急激に減少することを抑制するために、増大速度が予め定められている。

　第２に、制御について、図４を参照しながら説明する。図４では、時刻ｔ_Ｘから時刻ｔ_Ｘ＋１までの間の集計期間において、太陽電池１１０の出力（発電可能電力）が抑制電力閾値を下回る期間（出力不足期間）が存在する。太陽電池１１０の出力（発電可能電力）は、例えば、一時的な日射量不足によって減少するが、出力不足期間以外においては、抑制電力閾値を上回っている。

　このようなケースにおいて、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池１１０の出力を増大する制御を行う。但し、抑制電力閾値を超える太陽電池１１０の出力の積算値（面積Ｓ２）は、出力不足期間において抑制電力閾値を下回る太陽電池１１０の出力の積算値（面積Ｓ１）を超えないことに留意すべきである。

　（制御方法）
　以下において、実施形態に係る制御方法について説明する。図５は、実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。

　図５に示すように、ステップＳ１０において、ＰＣＳ１３０は、出力抑制メッセージを受信する。

　ステップＳ１１において、ＰＣＳ１３０は、出力抑制メッセージに従って太陽電池１１０の出力を抑制する。ここで、抑制期間に含まれる集計期間において出力不足期間が存在する場合に、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池１１０の出力を増大する制御を行う。制御の詳細については、上述した通りである。

　ステップＳ１２において、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０の出力電力の積算値を集計期間（例えば、３０分）毎に集計するとともに、集計期間毎に集計された積算値を検証記録として出力する。検証記録は、記録装置５００に記録される。

　（作用及び効果）
　実施形態では、ＰＣＳ１３０は、集計期間において太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を下回る期間が存在する場合に、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池１１０の出力を増大する制御を行う。従って、日射量不足などの所定要因によって太陽電池１１０の出力が必然的に抑制電力閾値よりも小さくなってしまう事態が生じても、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池１１０の出力を増大することによって、ユーザの不利益を軽減することができる。

　［他の実施形態］
　以下において、他の実施形態について説明する。以下においては、上述した実施形態に対する差異について説明する。

　［他の実施形態の概要］
　上述した従来技術では、出力抑制メッセージは、電力系統側への逆潮流を抑制するためのメッセージであるため、出力抑制メッセージに従って電力系統側への逆潮流が抑制されればよい。また、上述した分散電源から入力されるＤＣ電力だけではなく、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する電力変換装置も知られている。

　ここで、このような電力変換装置において、出力抑制メッセージによって定まる抑制電力閾値以下に分散電源の出力が抑制されている状態で、分散電源の出力によって蓄電池の充電を行うケースを考える。このようなケースにおいて、電力系統への逆潮流という意味では、蓄電池の充電によって電力変換装置の出力が減少しているにもかかわらずに、分散電源の出力が過剰に抑制されてしまう事態が考えられる。このような事態は、ユーザにとって著しく不利益である。

　他の実施形態に係る電力変換装置は、分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるＤＣ電力にＡＣ電力を変換するインバータと、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行う。

　他の実施形態では、制御部は、集計期間において、分散電源の出力によって蓄電池の充電を行う場合に、分散電源の出力が抑制電力閾値を超えるように分散電源の出力を増大する制御を行う。従って、電力系統への逆潮流という意味では、蓄電池の充電によって電力変換装置の出力が減少しているにもかかわらずに、分散電源の出力が過剰に抑制されてしまう事態が抑制され、ユーザの不利益を軽減することができる。

　［他の実施形態の詳細］
　他の実施形態において、制御部１３４は、太陽電池１１０の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、太陽電池１１０の出力によって蓄電池１２０の充電を行う場合に、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池１１０の出力を増大する制御を行う。電力系統１０への逆潮流という意味では、蓄電池１２０の充電によってＰＣＳ１３０の出力が減少するため、制御部１３４は、蓄電池１２０の充電に伴う太陽電池１１０の出力抑制を軽減するために、太陽電池１１０の出力を一時的に増大する。抑制期間は、出力抑制メッセージ又は計画表（カレンダー）に基づいて特定される。

　他の実施形態において、制御部１３４は、集計期間において、抑制電力閾値を超える太陽電池１１０の出力の積算値が蓄電池１２０の充電量を超えないように制御を行う。これによって、電力系統１０への逆潮流という意味において、太陽電池１１０の出力の抑制が正しく実行されることに留意すべきである。

　他の実施形態において、制御部１３４は、蓄電池１２０の充電を行う前に制御を行ってもよい。このようなケースでは、制御部１３４は、蓄電池１２０の蓄電可能量に基づいて制御を行う。但し、制御部１３４は、抑制電力閾値を超える太陽電池１１０の出力の積算値が蓄電可能量を超えないように制御を行うことに留意すべきである。

　或いは、制御部１３４は、蓄電池１２０の充電を行った後に制御を行ってもよい。このようなケースでは、制御部１３４は、蓄電池１２０の蓄電済み量に基づいて制御を行う。但し、制御部１３４は、抑制電力閾値を超える太陽電池１１０の出力の積算値が蓄電済み量を超えないように制御を行うことに留意すべきである。

　制御部１３４は、出力抑制メッセージに従って太陽電池１１０の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を出力する。上述したように、検証記録は、抑制期間に含まれる集計期間（例えば、３０分）におけるＰＣＳ１３０（インバータ１３３）の出力の積算値である。制御部１３４は、ＰＣＳ１３０（インバータ１３３）の出力電力の積算値を集計期間（例えば、３０分）毎に集計するとともに、集計期間毎に集計された積算値を検証記録として出力する。

　（制御の一例）
　以下において、他の実施形態に係る制御の一例について説明する。図６及び図７は、他の実施形態に係る制御の一例を説明するための図である。

　第１に、抑制電力閾値について、図６を参照しながら説明する。図６では、時刻ｔ０において出力抑制メッセージが通知されるとともに、時刻ｔ２において出力抑制解除メッセージが通知されるケースを例示している。出力抑制解除メッセージは、太陽電池１１０の出力の抑制解除を指示するメッセージである。ここで、出力抑制メッセージは、太陽電池１１０の出力をＷ１以下に抑制するように指示するメッセージである。

　第２に、制御について、図７を参照しながら説明する。図７では、時刻ｔ_Ｘから時刻ｔ_Ｘ＋１までの間の集計期間において、蓄電池１２０の蓄電が行われる。太陽電池１１０の出力（発電可能電力）は、例えば、集計期間の全体に亘って抑制電力閾値を上回っている。

　このようなケースにおいて、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池１１０の出力を増大する制御を行う。但し、抑制電力閾値を超える太陽電池１１０の出力の積算値（面積Ｓ２）が蓄電池１２０の充電量（面積Ｓ１）を超えないことに留意すべきである。

　図７においては、蓄電池１２０の充電を行う前に制御を行うケースが例示されている。従って、蓄電池１２０の充電量（面積Ｓ１）は、蓄電池１２０の蓄電可能量である。

　（制御方法）
　以下において、他の実施形態に係る制御方法について説明する。図８は、他の実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。

　図８に示すように、ステップＳ１０において、ＰＣＳ１３０は、出力抑制メッセージを受信する。

　ステップＳ１２において、ＰＣＳ１３０は、ＰＣＳ１３０（インバータ１３３）の出力電力の積算値を集計期間（例えば、３０分）毎に集計するとともに、集計期間毎に集計された積算値を検証記録として出力する。検証記録は、記録装置５００に記録される。

　（作用及び効果）
　他の実施形態では、ＰＣＳ１３０は、集計期間において、太陽電池１１０の出力によって蓄電池１２０の充電を行う場合に、太陽電池１１０の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池１１０の出力を増大する制御を行う。従って、電力系統への逆潮流という意味では、蓄電池１２０の充電によってＰＣＳ１３０の出力が減少しているにもかかわらずに、太陽電池１１０の出力が過剰に抑制されてしまう事態が抑制され、ユーザの不利益を軽減することができる。

　第１に、他の実施形態では、制御において、抑制電力閾値に対して太陽電池１１０の出力が継続的に超過する期間（以下、超過期間）は、予め定められた期間（例えば、５分）以下である。具体的には、ＰＣＳ１３０（制御部１３４）は、図９に示すように、太陽電池１１０の出力（発電可能電力）が長期的に抑制電力閾値を超えている場合であっても、予め定められた期間を超過期間が超えないように補正制御を行う。これによって、電力系統１０に対する逆潮流などの影響が軽減される。

　第２に、制御において、抑制電力閾値に対する分散電源の出力の超過量は、予め定められた量（例えば、抑制電力閾値＋５％）以下である。具体的には、ＰＣＳ１３０（制御部１３４）は、図１０に示すように、太陽電池１１０の出力（発電可能電力）が大幅に抑制電力閾値を超えている場合であっても、予め定められた量を超過量が超えないように補正制御を行う。これによって、電力系統１０に対する逆潮流などの影響が軽減される。

　他の実施形態において、需要家施設１００は、図１１に示すように、ＥＭＳ２００及びリモートコントローラ２１０を有していない。ＰＣＳ１３０（通信部１３５）は、ネットワーク３００に直接的に接続されており、外部サーバ４００及び記録装置５００と通信を行う。従って、ＰＣＳ１３０（通信部１３５）は、リモートコントローラ２１０及びＥＭＳ２００を経由せずに、制御部１３４から出力される検証記録を記録装置５００に送信する。

　他の実施形態においては、ＰＣＳ１３０は、図１２に示すように、記録部１３６を有する。記録部１３６は、記録装置５００と同様に、出力抑制メッセージに従って分散電源の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を記録する。このようなケースにおいて、記録部１３６は、制御部１３４から出力される検証記録を記録することに留意すべきである。

　他の実施形態においては、検証記録を記録する記録部１３６がＰＣＳ１３０に設けられているため、電力管理システム１は、記録装置５００を有していなくてもよい。

　［その他の実施形態］
　本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

　実施形態では、太陽電池１１０及び蓄電池１２０に接続されたＰＣＳ１３０を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。ＰＣＳ１３０は、蓄電池１２０に接続されておらず、太陽電池１１０のみに接続されていてもよい。

　実施形態では、出力抑制メッセージに従って動作すべき分散電源として太陽電池１１０を例示した。しかしながら、分散電源はこれに限定されるものではない。分散電源は、風力又は地熱などの自然エネルギーを利用して電力を発電する装置であってもよい。或いは、分散電源は、燃料ガスを利用して電力を生成する燃料電池であってもよい。

　実施形態では、制御部１３４がＰＣＳ１３０を制御する。このようなケースにおいて、制御部１３４は、ＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０の指示に従ってＰＣＳ１３０を制御してもよい。すなわち、出力抑制メッセージによって定まる抑制電力閾値以下に分散電源の出力を抑制する制御部（制御部１３４と同様の機能を有する機能ブロック）は、ＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０に設けられていてもよい。

　他の実施形態では、検証記録を記録する記録部１３６がＰＣＳ１３０に設けられている。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。検証記録を記録する記録部１３６は、ＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０に設けられていてもよい。

　なお、日本国特許出願第２０１５－３５０８６号（２０１５年２月２５日出願）及び日本国特許出願第２０１５－３５９１１号（２０１５年２月２５日出願）の全内容が、参照により、本願に組み込まれている。

Claims

　分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータと、
　前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、
　前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を下回る期間が存在する場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行うことを特徴とする電力変換装置。
　前記制御部は、前記集計期間において、前記分散電源の出力の積算値が前記抑制電力閾値の積算値を超えないように前記制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
　前記制御部は、前記集計期間において、前記分散電源の出力の平均値が前記抑制電力閾値の平均値を超えないように前記制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
　前記制御部は、前記分散電源の出力を目標電力に近づけるように前記分散電源の出力を制御し、
　前記制御部は、前記抑制期間において前記抑制電力閾値を前記目標電力に設定するとともに、前記抑制期間外において最大電力を前記目標電力に設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電力変換装置。
　前記制御において、前記抑制電力閾値に対して前記分散電源の出力が継続的に超過する期間は、予め定められた期間以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電力変換装置。
　前記制御において、前記抑制電力閾値に対する前記分散電源の出力の超過量は、予め定められた量以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電力変換装置。
　前記制御部は、前記集計期間における前記分散電源の出力の積算値を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電力変換装置。
　分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する電力変換装置と、
　前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、
　前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を下回る期間が存在する場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行うことを特徴とする電力管理システム。
　分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるＤＣ電力にＡＣ電力を変換するインバータと、
　前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、
　前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行うことを特徴とする電力変換装置。
　前記制御部は、前記集計期間において、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超過する超過量の積算値が前記蓄電池の充電量を超えないように前記制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
　前記制御部は、前記蓄電池の充電を行う前に前記制御を行う場合に、前記蓄電池の蓄電可能量に基づいて前記制御を行うことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の電力変換装置。
　前記制御部は、前記蓄電池の充電を行った後に前記制御を行う場合に、前記蓄電池の蓄電済み量に基づいて前記制御を行うことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の電力変換装置。
　前記制御部は、前記分散電源の出力を目標電力に近づけるように前記分散電源の出力を制御し、
　前記制御部は、前記抑制期間において前記抑制電力閾値を前記目標電力に設定するとともに、前記抑制期間外において最大電力を前記目標電力に設定することを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の電力変換装置。
　前記制御において、前記抑制電力閾値に対して前記分散電源の出力が継続的に超過する期間は、予め定められた期間以下であることを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれかに記載の電力変換装置。
　前記制御において、前記抑制電力閾値に対する前記分散電源の出力の超過量は、予め定められた量以下であることを特徴とする請求項９乃至請求項１４のいずれかに記載の電力変換装置。
　前記制御部は、前記集計期間における前記インバータの出力の積算値を出力することを請求項９乃至請求項１５のいずれかに記載の電力変換装置。
　分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるＤＣ電力にＡＣ電力を変換する電力変換装置と、
　前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、
　前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行うことを特徴とする電力管理システム。
　分散電源から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるＤＣ電力にＡＣ電力を変換するステップと、
　前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制するステップと、
　前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する制御を行うステップとを備えることを特徴とする電力変換方法。