WO2022249377A1

WO2022249377A1 - 電力制御システム

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Publication number: WO2022249377A1
Application number: PCT/JP2021/020144
Authority: WO
Inventors: 利記小久保; 智久鋤柄; 一彰榎島
Original assignee: 武蔵精密工業株式会社
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2022-12-01

Abstract

電力制御システムのハード構成を簡略化する。電力供給部と負荷との間の電力供給ラインに接続される電力制御システムである。電力制御システムは、電力供給ラインに対して、負荷との電圧差が変動しないように電気的に接続されるキャパシタと、キャパシタに比べて出力密度が低いエネルギーストレージ媒体に接続され、かつ、そのエネルギーストレージ媒体と電力供給ラインとの間に接続される比例式充放電制御器と、少なくとも比例式充放電制御器を制御する制御部と、を備える。

Description

電力制御システム

　本発明は、電力制御システムに関する。

　従来から、電力供給部と負荷との間の電力供給ラインに接続される電力制御システムが知られている。電力供給部としては、例えば、商用電源や、太陽光発電や風力発電など、自然エネルギー（「再生可能エネルギー」ともいう）を利用して発電する発電装置などが挙げられる。

　特許文献１の電力制御システムは、無停電電源機能と負荷平準化機能との実現のため、電気二重層キャパシタと、電気二重層キャパシタに比べて出力密度が低い鉛蓄電池とを備えている。電気二重層キャパシタは、第１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して電力供給ラインに接続されており、第１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて電気二重層キャパシタの充放電が制御される。鉛蓄電池は、第１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとは別に設けられた第２の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して電力供給ラインに接続されており、第２の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて鉛蓄電池の充放電が制御される（下記特許文献１参照）。

特開２００７－６０７９６号公報

　上述した従来の電力制御システムでは、電気二重層キャパシタの充放電を制御するための専用のＤＣ／ＤＣコンバータ（比例式充放電制御器）と、鉛蓄電池の充放電を制御するための専用のＤＣ／ＤＣコンバータとが個別に設けられており、これらのＤＣ／ＤＣコンバータが互いに独立に制御されるため、例えば回路構成や充放電制御が複雑になる、という課題がある。

　なお、このような課題は、電気二重層キャパシタや鉛蓄電池に限らず、キャパシタと、キャパシタに比べて出力密度が低いエネルギーストレージ媒体と、を備える電力制御システムに共通の課題である。

　本発明は、上述した課題を解決することが可能な電力制御システムを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の電力制御システムは、電力供給部と負荷との間の電力供給ラインに接続される電力制御システムであって、前記電力供給ラインに対して、前記負荷との電圧差が変動しないように電気的に接続されるキャパシタと、前記キャパシタに比べて出力密度が低いエネルギーストレージ媒体に接続され、かつ、そのエネルギーストレージ媒体と前記電力供給ラインとの間に接続される比例式充放電制御器と、少なくとも前記比例式充放電制御器を制御する制御部と、を備える。

　本電力制御システムでは、エネルギーストレージ媒体と電力供給ラインとの間に接続される比例式充放電制御器を備えており、この比例式充放電制御器が制御部によって制御されることによってエネルギーストレージ媒体の充放電が制御される。一方、キャパシタは、電力供給ラインに対して、負荷との電圧差が変動しないように接続されている。すなわち、本電力制御システムは、キャパシタの充放電を制御するための専用の比例式充放電制御器を備えていない。本発明者は、鋭意検討を重ねることにより、キャパシタは、他のエネルギーストレージ媒体等に比べて、電圧と容量との相関性が高いため、専用の比例式充放電制御器を備えなくても、キャパシタの充放電を制御可能であることを新たに見出した。これにより、本電力制御システムによれば、ハード構成の簡素化を図りつつ、キャパシタを用いた短周期の充放電と、エネルギーストレージ媒体を用いた長周期の充放電とを制御することができる。

　上記電力制御システムにおいて、前記制御部は、前記電力供給部からの供給電力から、予め、前記負荷が消費する予定の負荷消費電力と、前記エネルギーストレージ媒体の充放電の計画電力と、前記キャパシタの充放電の計画電力とを、差し引いた過不足電力を決定する電力決定部を備える構成としてもよい。本電力制御システムでは、負荷消費電力だけでなく、予め計画的に定められたエネルギーストレージ媒体の充放電の計画電力と、キャパシタの充放電の計画電力とを確保しつつ、それに用いられない過不足電力を正確に特定することができる。

　上記電力制御システムにおいて、前記制御部は、前記電力供給部からの供給電力に基づく過不足電力から長周期成分の電力を抽出する抽出部と、抽出された前記長周期成分の電力の少なくとも一部を前記エネルギーストレージ媒体の充放電に分配し、前記過不足電力のうち、前記エネルギーストレージ媒体に分配されなかった電力の少なくとも一部を前記キャパシタの充放電に分配する電力分配部と、を備える構成としてもよい。本電力制御システムによれば、電力供給部からの供給電力に基づく過不足電力に対して、エネルギーストレージ媒体の充放電とキャパシタの充放電とを時分割ではなく、同時に行うことができる。また、過不足電力から抽出された長周期成分の電力をエネルギーストレージ媒体の充放電に優先的に分配することができる。

　上記電力制御システムにおいて、前記電力分配部は、抽出された前記長周期成分の電力のうち、予め定められた出力レートに基づき、前記エネルギーストレージ媒体に分配する電力を決定する構成としてもよい。本電力制御システムでは、抽出された長周期成分の電力が予め定められた出力レートでエネルギーストレージ媒体とキャパシタとに分配されるため、エネルギーストレージ媒体だけでなく、キャパシタの充放電にも長周期成分の電力を計画的に用いることができる。

　上記電力制御システムにおいて、前記電力分配部は、抽出された前記長周期成分の電力のうち、分配後の前記エネルギーストレージ媒体の蓄電エネルギーが所定のエネルギー範囲内になるように、前記エネルギーストレージ媒体に分配する電力を決定する構成としてもよい。本電力制御システムでは、所定のエネルギー範囲外においてエネルギーストレージ媒体の充放電がされることを抑制することができる。

　上記電力制御システムにおいて、前記制御部は、さらに、前記キャパシタの充放電電力を積算する積算部を備え、前記電力分配部は、前記積算部による前記キャパシタの充放電電力の所定期間内の積算値がゼロになるように、前記キャパシタに分配する電力を決定する構成としてもよい。本電力制御システムでは、キャパシタによる短周期の充放電に対応しつつ、キャパシタへのトータル的な充放電電力をゼロに近づけることができる。

　なお、本発明は、例えば、電力制御システム、電力制御方法、電力制御プログラム、該電力制御プログラムを記録した一時的でない記録媒体等の他の形態で実現することも可能である。

実施形態における電力制御システム１００と外部装置との電気的構成を示す説明図「自立運転モード」「余剰電力回収モード」の実行時における充放電関係を示す説明図制御部１２１の機能を示す説明図電力決定部１２４で実行される処理の流れを示す説明図電力分配部１２５で実行される処理の流れを示す説明図

Ａ．実施形態：
Ａ－１．電力制御システム１００と外部装置との電気的構成：
　図１は、本実施形態における電力制御システム１００と外部装置との電気的構成を示す説明図である。図１には、外部装置として、太陽光発電装置１０と、商用電源（系統）２０と、負荷３０と、マスターコントローラ４０と、ＬＩＢモジュール５０と、が示されており、これらの外部装置と電力制御システム１００とが電力供給ラインＬＷを介して電気的に接続されている。負荷３０の例としては、製造業で用いられ、比較的高速に加速動作と減速動作とを行う機器（工作機器、産業用ロボット、搬送機器、繊維、食品加工機器など）や、比較的出力が大きく、停電時での動作を必要とする機器（エレベータ、空調機器やコンプレッサなど）が挙げられる。太陽光発電装置１０と商用電源２０とは、特許請求の範囲における電力供給部の一例である。

　太陽光発電装置１０は、太陽光エネルギーを電力に変換する太陽光発電を用いて発電する装置であり、ソーラーパネル１２とＰＶコンバータ１４とを有する。ＰＶコンバータ１４は、発電機器センサ１４ＡとＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂとを備える。発電機器センサ１４Ａは、電流電圧センサであり、太陽光発電装置１０での発電電力の電圧値と電流値とをそれぞれ検出し、それらの検出結果に応じた検出信号を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂは、発電機器センサ１４Ａの検出結果に基づき、ソーラーパネル１２の発電電力を最大化するように制御を行い、ソーラーパネル１２での発電量に応じた直流電力を電力供給ラインＬＷに出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂは、直流電力が一定電圧（例えば電力供給ラインＬＷよりも電位が高い電圧）を維持するように制御する。以下、太陽光発電装置１０から出力される電力を「ＰＶ電力Ｗｐ」という。なお、本実施形態では、ＰＣＵ１２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂの動作のオンオフを制御する。

　商用電源２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２を介して電力供給ラインＬＷに電気的に接続されている。商用電源２０からの交流電力がＡＣ／ＤＣコンバータ２２により直流電力に変換され、電力供給ラインＬＷに出力される。以下、商用電源２０から出力される直流電力を「商用電力Ｗａ」という。なお、本実施形態では、ＰＣＵ１２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２から出力される直流電力が一定電圧（例えば電力供給ラインＬＷよりも電位が高い電圧）を維持するようにＡＣ／ＤＣコンバータ２２の動作を制御する。

　電力制御システム１００は、ＬＩＣモジュール１１０と、ＰＣＵ（ＰＯＷＥＲ　ＣＯＮＴＲＯＬ　ＵＮＩＴ）１２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０と、キャパシタセンサ１４０と、負荷センサ１５０と、を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０は、特許請求の範囲における比例式充放電制御器の一例である。

　ＬＩＣモジュール１１０は、複数のリチウムイオンキャパシタ（以下、「ＬＩＣ」という）１１２が直列に接続された構成である。ＬＩＣモジュール１１０の一端（例えば正極側）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の電圧変換器を介することなく、電力供給ラインＬＷを介して負荷３０に電気的に接続されている。すなわち、本実施形態では、ＬＩＣモジュール１１０の上記一端側の電位と、負荷３０における電力供給ラインＬＷに接続される側の電位とは、略同一である。ＬＩＣモジュール１１０の他端（例えば負極側）は、コモンライン（例えばグランドライン）側に電気的に接続されている。ＬＩＣ１１２は、特許請求の範囲におけるキャパシタの一例である。

　キャパシタセンサ１４０は、電力供給ラインＬＷに並列接続されたＬＩＣモジュール１１０に設けられた電流電圧センサ（換言すれば、ＬＩＣモジュール１１０と電力供給ラインＬＷとの電流経路に設けられた電流電圧センサ）であり、ＬＩＣモジュール１１０の放電時や充電時の電流値および電圧値をそれぞれ検出し、それらの検出結果に応じた検出信号を出力する。負荷センサ１５０は、電力供給ラインＬＷのうち、ＬＩＣモジュール１１０と負荷３０との間の電流経路に設けられた電流電圧センサであり、負荷３０の電圧値と、負荷３０に流れる電流値とをそれぞれ検出し、それらの検出結果に応じた検出信号を出力する。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の一端は、電力供給ラインＬＷに電気的に接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の他端は、接続部１３２に電気的に接続されている。接続部１３２には、ＬＩＢモジュール５０の一端（例えば正極側）が電気的に接続されている。ＬＩＢモジュール５０の他端（例えば負極側）は、コモンライン（例えばグランドライン）側に電気的に接続されている。

　ＬＩＢモジュール５０は、上記ＬＩＣモジュール１１０に比べて出力密度（「電力密度」ともいう）が低いエネルギーストレージ媒体である。また、ＬＩＢモジュール５０は、ＬＩＣモジュール１１０に比べてエネルギー密度が高い。本実施形態では、ＬＩＢモジュール５０は、例えば、複数のリチウムイオン電池（以下、「ＬＩＢ」という）５２が直列に接続された構成である。ＬＩＢ５２は、例えばリン酸鉄系のＬＩＢや３元系（ニッケルマンガンコバルト系等）のＬＩＢである。以下、ＬＩＢモジュール５０に蓄積された電力を「ストレージ電力Ｗｓ」という。なお、ＬＩＢモジュール５０は、特許請求の範囲におけるエネルギーストレージ媒体の一例である。

　ＰＣＵ１２０は、制御部１２１と、記憶部１２２と、インターフェース部１２３と、電力決定部１２４と、電力分配部１２５と、を備え、これらの各部が、バス（図示しない）を介して互いに通信可能に接続されている。

　制御部１２１は、例えばＣＰＵ等により構成され、記憶部１２２から読み出したコンピュータプログラムを実行することにより、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２、ＰＶコンバータ１４のＤＣ／ＤＣコンバータ１４ＢやＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の動作を制御する。例えば、制御部１２１は、記憶部１２２から電力制御プログラム（図示しない）を読み出して実行することにより、後述の電力制御処理を実行する。制御部１２１は、電力制御処理を実行する際、電力決定部１２４、電力分配部１２５として機能する。これら各部の機能については、後述の各種の処理の説明に合わせて説明する。

　記憶部１２２は、例えばＲＯＭやＲＡＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等により構成され、各種のデータ、プログラムやモデルを記憶したり、各種のプログラムやモデルを実行する際の作業領域やデータの一時的な記憶領域として利用されたりする。また、記憶部１２２には、電力制御プログラムが格納されている。電力制御プログラムは、後述の電力制御処理を実行するためのコンピュータプログラムである。これらのプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ等のコンピュータによって読み取り可能な記録媒体（不図示）に格納された状態で提供され、ＰＣＵ１２０にインストールすることにより記憶部１２２に格納される。

　インターフェース部１２３は、例えばＬＡＮインターフェースやＵＳＢインターフェース等により構成され、有線または無線により他の装置との通信を行う。なお、ＰＣＵ１２０は、ＬＩＣモジュール１１０におけるＬＩＣ１１２やＬＩＢモジュール５０におけるＬＩＢ５２の電流、電圧や温度等を検出して、その検出結果に基づきＬＩＣ１１２やＬＩＢ５２の状態（例えば過放電、過充電や高温等の異常状態の発生の有無など）を監視する。

　マスターコントローラ４０は、電力制御システム１００に通信可能に接続される外部装置であり、ＰＣＵ１２０に各種のモード選択信号等を送信する。

　電力制御システム１００が起動されると、ＰＣＵ１２０は、電力供給部（太陽光発電装置１０、商用電源２０）からの供給電力（ＰＶ電力Ｗｐ、商用電力Ｗａ）を利用して負荷３０への電力供給を行いつつ、ＬＩＢモジュール５０の充放電を制御する電力制御処理を実行する。なお、上述したようにＬＩＢモジュール５０の充放電が制御されることにより、ＬＩＣモジュール１１０の充放電が間接的に制御される。具体的には、ＰＣＵ１２０は、マスターコントローラ４０からのモード選択信号や各種センサ１４Ａ，１４０，１５０に基づき電力制御処理を実行する。その際、ＰＣＵ１２０は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータ１３０を動作させてＬＩＢモジュール５０の充放電を制御するが、ＬＩＣモジュール１１０の充放電を直接には制御しない。すなわち、ＰＣＵ１２０は、ＬＩＢモジュール５０の充放電を制御することにより、ＬＩＣモジュール１１０の充放電を間接的に制御する。なお、本明細書において「充放電」とは、充電と放電との両方を意味する場合と、充電および放電のいずれか一方だけを意味する場合とがある。

Ａ－２．電力制御システム１００で実行される電力制御モード：
　電力制御処理において、ＰＣＵ１２０は、マスターコントローラ４０からのモード選択信号に基づき、複数の電力制御モードのいずれかのモードを選択的に実行する。複数の電力制御モードは、例えば、「自立運転モード」「余剰電力回収モード」「計画充放電モード」の３つの電力制御モードを含む。図２は、「自立運転モード」「余剰電力回収モード」の実行時における充放電関係を示す説明図である。なお、図２に記載された「ＬＩＢの充放電の可否」として、例えば、ＬＩＢモジュール５０の充放電能力が所定の上限値を超える場合や、ＬＩＢモジュール５０が本電力制御システム１００に未接続である場合などがある。また、充放電能力には、出力に関する能力と容量に関する能力とがある。ただし、本電力制御モードでは、出力に関する能力は取り扱わず、容量制約および故障を含む未接続の状態を、ＬＩＢモジュール５０の充放電不可状態とする。出力に関する制約は、後述のＡ－３以降で取り扱う。また、各電力制御モードの実行時では、ＬＩＣモジュール１１０の充放電も実行されるが、説明を簡略化するため、以下の各電力制御モードの説明では、ＬＩＣモジュール１１０の充放電の説明を割愛する。

Ａ－２－１．自立運転モード
　「自立運転モード」は、商用電源２０との連携をせずに、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐと、ＬＩＢモジュール５０に蓄電された電力（以下、「ストレージ電力Ｗｓ」という）とを利用して、負荷３０への電力供給を行うとともに、ＰＶ電力Ｗｐの余剰電力（＝Ｗｐ－Ｗｒ）を利用してＬＩＢモジュール５０への充電を行うモードである。

　具体的には、図２に示すように、自立運転モードでは、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが、負荷３０が消費する電力（以下、「負荷電力Ｗｒ」という）以上である場合（Ｗｐ≧Ｗｒ）、ＬＩＢモジュール５０が充電可能状態であることを条件に（図２で「〇」）、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが、負荷３０への電力供給に加えて、ＬＩＢモジュール５０への充電に利用される（Ｗｐ→Ｗｒ，Ｗｓ）。すなわち、ＰＶ電力Ｗｐの余剰電力（＝Ｗｐ－Ｗｒ）がＬＩＢモジュール５０の充電に利用される。ＬＩＢモジュール５０が充電不可状態であるときには（図２で「×」）、太陽光発電装置１０の過剰発電であるため、ＰＣＵ１２０は、太陽光発電装置１０の発電量を抑制するための発電抑制指令値Ｗｐ２をＰＶコンバータ１４に出力する。なお、ＬＩＢモジュール５０の充電不可状態とは、例えばＬＩＢモジュール５０の満充電状態や過充電状態である。

　一方、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが、負荷３０の負荷電力Ｗｒ未満である場合（Ｗｐ＜Ｗｒ）、ＬＩＢモジュール５０が放電可能状態であることを条件に、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐに加えて、ＬＩＢモジュール５０のストレージ電力Ｗｓが、負荷３０への電力供給に利用される（Ｗｐ，Ｗｓ→Ｗｒ）。すなわち、負荷３０の負荷電力Ｗｒに対して太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが不足する場合、その不足分の電力が、ＬＩＢモジュール５０のストレージ電力Ｗｓによって補われる。ＬＩＢモジュール５０が放電不可状態であるときには、負荷３０への電力供給が不足するため、ＰＣＵ１２０は、負荷３０への電力供給を停止させたり、マスターコントローラ４０にエラー通知を行ったりする。なお、ＬＩＢモジュール５０の放電不可状態とは、例えばＬＩＢモジュール５０の過放電状態である。

Ａ－２－２．余剰電力回収モード
　「余剰電力回収モード」は、商用電源２０と連携することにより、ＬＩＢモジュール５０が充放電不可状態の場合においても負荷３０への電力供給を継続して動作するモードである。

　具体的には、図２に示すように、余剰電力回収モードでは、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが、負荷３０の負荷電力Ｗｒ以上である場合（Ｗｐ≧Ｗｒ）、ＬＩＢモジュール５０が充電可能状態であることを条件に、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが、負荷３０への電力供給に加えて、ＬＩＢモジュール５０への充電に利用される（Ｗｐ→Ｗｒ，Ｗｓ）。ＬＩＢモジュール５０が充電不可状態であるとき（Ｗｓ＝０）には、太陽光発電装置１０の過剰発電であるため、ＰＣＵ１２０は、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが、負荷３０への電力供給に利用されるとともに、その余剰電力（＝Ｗｐ－Ｗｒ）が商用電源２０に逆潮流される（Ｗｐ→Ｗｒ，逆潮流）。すなわち、太陽光発電装置１０の余剰電力が、いわゆる売電に利用される。

　一方、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが、負荷３０の負荷電力Ｗｒ未満である場合（Ｗｐ＜Ｗｒ）、ＬＩＢモジュール５０が放電可能状態であることを条件に、自立運転モードと同様、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐに加えて、ＬＩＢモジュール５０のストレージ電力Ｗｓが、負荷３０への電力供給に利用される（Ｗｐ，Ｗｓ→Ｗｒ）。ＬＩＢモジュール５０が放電不可状態（Ｗｓ＝０）であるときには、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐに加えて、商用電源２０の商用電力Ｗａが、負荷３０への電力供給に利用される（Ｗｐ，Ｗａ→Ｗｒ）。これにより、ＬＩＢモジュール５０が放電不可状態である場合でも、負荷３０への電力供給が継続される。このように、商用電源２０との連携を許可することより、ＬＩＢモジュール５０が充電不可状態または放電不可状態である場合においても負荷３０への電力供給を継続して動作可能である。

Ａ－２－３．計画充放電モード
　「計画充放電モード」は、負荷３０の状況（動作の有無や動作状態）に関係なく、ＬＩＣモジュール１１０やＬＩＢモジュール５０に対する充放電の電力量（ユーザが設定した電力量）を計画的に確保するためのモードである。

　具体的には、計画充放電モードでは、「計画充電」に設定されている場合、負荷３０の状態や太陽光発電装置１０の発電の有無に関係なく、予め定められた充電電力量（後述のストレージ充放電計画値Ｗｓ１）がＬＩＢモジュール５０に充電される。すなわち、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐと商用電源２０の商用電力Ｗａとの少なくとも一方が、ＬＩＢモジュール５０の充電に利用される（Ｗｐ，Ｗａ→Ｗｓ１）。このとき、負荷３０が動作状態であれば、太陽光発電装置１０の余剰電力（Ｗｐ－Ｗｓ１）と商用電源２０の商用電力Ｗａとの少なくとも一方が、負荷３０への電力供給に利用される。なお、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐがストレージ充放電計画値Ｗｓ１以上である場合（Ｗｐ≧Ｗｓ１）、商用電源２０の商用電力Ｗａを利用せずに、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐだけが、ＬＩＢモジュール５０の充電に利用されてもよい（Ｗｐ→Ｗｓ１）。また、例えば夜間などで太陽光発電装置１０が発電不可（Ｗｐ＝０）の場合、商用電源２０の商用電力Ｗａだけが、ＬＩＢモジュール５０の充電に利用されてもよい（Ｗａ→Ｗｓ１）。「計画充電」は、ＬＩＢモジュール５０が充電可能状態であることを前提として実行される。

　一方、計画充放電モードでは、「計画放電」に設定されている場合、負荷３０の状態や太陽光発電装置１０の発電の有無に関係なく、予め定められた放電電力量（後述のストレージ充放電計画値Ｗｓ１）がＬＩＢモジュール５０から商用電源２０に逆潮流される（Ｗｓ１→逆潮流）。このとき、負荷３０が動作状態であれば、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐと商用電源２０の商用電力Ｗａとの少なくとも一方が、負荷３０への電力供給に利用される（Ｗｐ，Ｗａ→Ｗｒ）。「計画放電」は、ＬＩＢモジュール５０が放電可能状態であることを前提として実行される。

Ａ－３．ＰＣＵ１２０の制御部１２１が実行する電力制御処理：
　図３は、制御部１２１の機能を示す図である。上述したように、制御部１２１は、電力制御処理が実行されると、所定時間間隔のステップごとに、電力決定部１２４および電力分配部１２５として機能する。以下、電力決定部１２４および電力分配部１２５のそれぞれの機能について説明する。

Ａ－３－１．電力決定部１２４
　図４は、電力決定部１２４で実行される処理の流れを示す説明図である。電力決定部１２４は、予め確保すべき計画電力（例えば、負荷３０の負荷電力Ｗｒの計画値、ＬＩＢモジュール５０に対する充放電電力の計画値、ＬＩＣモジュール１１０に対する充放電電力の計画値）に対する、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐの過不足電力値ΔＷを決定する。

　具体的には、図３に示すように、電力決定部１２４は、例えば次の要素に基づき、過不足電力値ΔＷを決定する。

（モード選択）
　「モード選択信号（ＭＳ）」：電力制御システム１００で実行される複数の電力制御モードのいずれを実行するかを選択するための信号である。本実施形態では、電力決定部１２４は、モード選択信号ＭＳをマスターコントローラ４０から取得する。

（各種検出値）
　「発電出力値（Ｗｐ１）」：太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐの検出値である。本実施形態では、電力決定部１２４は、ＰＶコンバータ１４の発電機器センサ１４Ａによって検出されるソーラーパネル１２の電圧と電流とに基づき、発電出力値Ｗｐ１を特定する。
　「負荷センサ出力値（Ｗｒ１）」：負荷３０の負荷電力Ｗｒの検出値である。本実施形態では、電力決定部１２４は、負荷センサ１５０によって検出される負荷３０の電圧と電流とに基づき、負荷センサ出力値Ｗｒ１を特定する。
　「キャパシタセンサ出力値（Ｗｃ１）」：ＬＩＣモジュール１１０の充放電電力Ｗｃの検出値である。本実施形態では、電力決定部１２４は、キャパシタセンサ１４０によって検出されるＬＩＣモジュール１１０の電圧と電流とに基づき、キャパシタセンサ出力値Ｗｃ１を特定する。

（各種計画値）
　「ストレージ充放電計画値（Ｗｓ１）」：上記計画充放電モードにおいて設定されるＬＩＢモジュール５０の充放電電力の計画値である。本実施形態では、電力決定部１２４は、ストレージ充放電計画値Ｗｓ１をマスターコントローラ４０から取得する。
　「キャパシタ充放電計画値（Ｗｃ２）」：ＬＩＣモジュール１１０の充放電電力Ｗｃの計画値である。本実施形態では、上述したように、ＬＩＣモジュール１１０の一端側の電位と、負荷３０における電力供給ラインＬＷに接続される側の電位とは、略同一である。このため、キャパシタ充放電計画値Ｗｃ２は、負荷３０と所定の電圧差（本実施形態では電位差が略ゼロ）を維持するのに必要なＬＩＣモジュール１１０の充放電電力の計画値を意味する。後述するように、電力決定部１２４は、キャパシタセンサ出力値Ｗｃ１に基づき、キャパシタ充放電計画値Ｗｃ２を特定する。

（各種過不足値）
　「ストレージ充放電過不足値（ΔＷｓ）」：電力制御処理の前回ステップにおける、ストレージ充放電計画値Ｗｓ１に対する、ＬＩＢモジュール５０の実際の充放電電力の過不足の値である。電力決定部１２４は、ストレージ充放電過不足値ΔＷｓを、電力分配部１２５から取得する。なお、図４の例では、ＬＩＢモジュール５０の充電電力の値を「正の値」とし、ＬＩＢモジュール５０の放電電力の値を「負の値」とする。
　「キャパシタ充放電過不足値（ΔＷｃ）」：電力制御処理の前回ステップにおける、キャパシタ充放電計画値Ｗｃ２に対する、ＬＩＣモジュール１１０の実際の充放電電力の過不足の値である。電力決定部１２４は、キャパシタ充放電過不足値ΔＷｃを、電力分配部１２５から取得する。なお、図４の例では、ＬＩＣモジュール１１０の充電電力の値を「正の値」とし、ＬＩＣモジュール１１０の放電電力の値を「負の値」とするする。

　電力決定部１２４は、発電出力値Ｗｐ１と負荷センサ出力値Ｗｒ１とストレージ充放電計画値Ｗｓ１とキャパシタセンサ出力値Ｗｃ１とに基づき、過不足電力値ΔＷを決定する。具体的には、図４に示すように、電力決定部１２４は、発電出力値Ｗｐ１から、予め、負荷センサ出力値Ｗｒ１に加えて、さらに、ストレージ充放電計画値Ｗｓ１とキャパシタ充放電計画値Ｗｃ２とを差し引くことにより、過不足電力値ΔＷ（＝Ｗｐ１－Ｗｒ１－Ｗｓ１－Ｗｃ２）を決定する。これにより、比較的に変動が大きい発電出力値Ｗｐ１および負荷センサ出力値Ｗｒ１に対して、電力制御システム１００に必要な電力や余剰電力（ストレージ充放電計画値Ｗｓ１、キャパシタ充放電計画値Ｗｃ２）を確実に確保する。なお、ΔＷは、特許請求の範囲における「電力供給部からの供給電力に基づく過不足電力」の一例である。

　ここで、ＬＩＣモジュール１１０は、比較的に出力密度が高いため、過不足電力値ΔＷのうち、主として短周期成分の電力の充放電に利用され、ＬＩＢモジュール５０は、比較的に出力密度が低いため、過不足電力値ΔＷのうち、主として長周期成分の電力の充放電に利用される。従って、ＬＩＣモジュール１１０の充放電電力の積算値は、長期的に見れば、トータル的にゼロとなることが好ましい。しかし、実際には例えば負荷３０の電力状態等に起因して、ＬＩＣモジュール１１０の長期的な状態が充電状態あるいは放電状態に偏り、ＬＩＣモジュール１１０の充放電電力の積算値がゼロにならないことがある。

　そこで、本実施形態では、電力決定部１２４は、キャパシタ電圧補正部１２７を備える。キャパシタ電圧補正部１２７は、キャパシタセンサ出力値Ｗｃ１に基づき、所定期間におけるＬＩＣモジュール１１０の充放電電力の積算値がトータル的にゼロとなるようにキャパシタ充放電計画値Ｗｃ２を決定する。具体的には、キャパシタ電圧補正部１２７は、キャパシタセンサ出力値Ｗｃ１に基づき、所定期間におけるＬＩＣモジュール１１０の充放電電力の積算値を算出し、その積算値を相殺する充放電電力値を、キャパシタ充放電計画値Ｗｃ２とする。このとき、キャパシタ電圧補正部１２７は、特許請求の範囲における「積算部」の一例である。

　また、キャパシタ電圧補正部１２７は、さらに、ＬＩＣモジュール１１０の電圧を補正する。具体的には、ＬＩＣモジュール１１０の長期的な状態が充電状態あるいは放電状態の偏りに起因して、ＬＩＣモジュール１１０の電圧（負荷３０の電圧、電力供給ラインＬＷの電圧）の変動範囲が移動する。その結果、ＬＩＣモジュール１１０の電圧が負荷３０の動作可能範囲外になったり、キャパシタ充放電推定値Ｗｃ３（＝Ｗｃ１＋ΔＷｃ）がＬＩＣモジュール１１０の充放電電力能力の最大値やＬＩＣモジュール１１０のエネルギー蓄積能力の最大値を超えたりするおそれがある。そこで、制御部１２１は、上記キャパシタ充放電計画値Ｗｃ２を考慮しつつ、ＬＩＣモジュール１１０の電圧が負荷３０の動作可能範囲内であり、キャパシタ充放電推定値Ｗｃ３がＬＩＣモジュール１１０の充放電電力能力の最大値およびＬＩＣモジュール１１０のエネルギー蓄積能力の最大値以下になるように、ＬＩＢモジュール５０や商用電源２０の電力を利用したり、もしくは、発電停止によりＬＩＣモジュール１１０の電圧を徐々にシフトさせたりする。これらの対応が不可能な場合は、電力制御システム１００を停止させる。例えば、ＬＩＣモジュール１１０の電圧の変動範囲が、負荷３０の動作可能範囲内になるようにＬＩＣモジュール１１０の電圧が調整される。具体的には、ＬＩＣモジュール１１０の電圧の中心電圧値が、負荷３０の動作可能範囲の中心電圧値に近づくようにＬＩＣモジュール１１０の電圧が調整される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０若しくはＡＣ／ＤＣコンバータ２２の制御により、電力供給ラインＬＷの電圧（ＬＩＣモジュール１１０の電圧）が調整される。

　電力決定部１２４は、ストレージ充放電計画値Ｗｓ１にストレージ充放電過不足値ΔＷｓを加算することにより、ストレージ充放電指令値Ｗｓ２（＝Ｗｓ１＋ΔＷｓ）を算出する。すなわち、ストレージ充放電指令値Ｗｓ２は、前回のステップでのストレージ充放電過不足値ΔＷｓを加味して、今回のステップにおいて必要とされるＬＩＢモジュール５０の充放電電力の計画値である。ＰＣＵ１２０は、算出されたストレージ充放電指令値Ｗｓ２に基づきＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の動作を制御する（図３参照）。これにより、ＬＩＢモジュール５０の充放電電力がストレージ充放電計画値Ｗｓ１になるようにＬＩＢモジュール５０の充放電が制御される。

Ａ－３－２．電力分配部１２５
　電力分配部１２５は、電力決定部１２４で決定された過不足電力値ΔＷを、ＬＩＢモジュール５０の充放電とＬＩＣモジュール１１０の充放電とに分配するための処理を行う。すなわち、電力分配部１２５は、電力決定部１２４にフィードバックされる上述の「ストレージ充放電過不足値ΔＷｓ」および「キャパシタ充放電過不足値ΔＷｃ」を算出する。過不足電力値ΔＷには、長周期電力値ΔＷＬと短周期電力値ΔＷＭとが含まれる。長周期電力値ΔＷＬは、過不足電力値ΔＷのうち、相対的に出力密度が低い長周期（例えば１００ｍｓ以上、１０ｓ以下　低周波）成分の電力の値であり、その長周期電力は、主として、ＬＩＢモジュール５０の充放電に分配される。短周期電力値ΔＷＭは、過不足電力値ΔＷのうち、相対的に出力密度が高い短周期（例えば１００ｍｓ未満　高周波）成分の電力の値であり、その短周期電力は、主として、ＬＩＣモジュール１１０の充放電に分配される。以下、具体的に説明する。

　図５は、電力分配部１２５で実行される処理の流れを示す説明図である。具体的には、図５に示すように、電力分配部１２５は、主成分算出部１２６と、レート制約部１２８と、出力制約部１２９と、を有している。

　主成分算出部１２６は、過不足電力（過不足電力値ΔＷ）から、長周期電力（長周期電力値ΔＷＬ）を抽出する。なお、主成分算出部１２６は、例えば、過不足電力値ΔＷに対して、周波数フィルタ（ローパスフィルタ）移動平均やＦＦＴ（ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等の演算処理を行ったり、過不足電力値ΔＷの値に基づき実機相当のプラントモデルを利用したシミュレーションによるモデル予測制御を行ったりすることにより、長周期電力値ΔＷＬを抽出することができる。

　レート制約部１２８は、主成分算出部１２６により抽出された長周期電力値ΔＷＬから、予め定められた出力レート（ＬＩＢモジュール５０に対する単位時間あたりの充放電電力量の上限値（Ａ／秒））に応じた第１の長周期電力値ΔＷＬ１を算出する。これにより、ＬＩＢモジュール５０は、所定の速度以下で充放電される。その結果、過不足電力値ΔＷから第１の長周期電力値ΔＷＬ１を差し引いた電力値（＝ΔＷ－ΔＷＬ１）が、「キャパシタ充放電過不足値ΔＷｃ」とされる。すなわち、キャパシタ充放電過不足値ΔＷｃは、過不足電力（＝Ｗｐ－Ｗｒ）のうち、短周期電力と、上記出力レートを超えた分の長周期電力（ＬＩＢモジュール５０に分配不能な余剰長周期成分）とが含まれる。なお、例えばＶ２Ｘ（Ｖｅｈｉｃｌｅ　ｔｏ　Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）では、出力レートは２０Ａ/秒と定められている。

　出力制約部１２９は、第１の長周期電力値ΔＷＬ１が所定の電力範囲内である場合、第１の長周期電力値ΔＷＬ１をそのまま出力し、第１の長周期電力値ΔＷＬ１が所定の電力範囲外である場合、所定の電力範囲内の電力を出力する。例えば、ＬＩＢモジュール５０の充電時において、第１の長周期電力値ΔＷＬ１が、上記電力範囲の上限電力値（ストレージの出力の制約範囲の最大値（ｋｗ））を超える場合、上限電力値ΔＷＵ以下の電力が「ストレージ充放電過不足値ΔＷｓ」とされる。ＬＩＢモジュール５０の放電時において、第１の長周期電力値ΔＷＬ１が、上記電力範囲の下限電力値（ストレージの出力の制約範囲の最小値（ｋｗ））を下回る場合、下限電力値以上の電力が「ストレージ充放電過不足値ΔＷｓ」とされる。これにより、ＬＩＢモジュール５０は、ＬＩＢモジュール５０の充放電能力の範囲内で充放電される。また、所定の電圧範囲外の分の電力（＝ΔＷＬ１－ΔＷＳ　以下、「範囲外電力ΔＷＬ２」という）は、モード切替部１３１に送信される。なお、所定の電力範囲は、特許請求の範囲における所定のエネルギー範囲の一例である。なお、例えばＶ２Ｘでは、上限電力値は５ｋｗと定められている。

　モード切替部１３１は、現在設定されている制御モードに応じた指令値を各制御機器に出力し、範囲外電力ΔＷＬ２に対する処理を実行する。例えば、自立運転モードにおいて、太陽光発電装置１０の過剰発電である場合、モード切替部１３１は、発電抑制指令値Ｗｐ２をＰＶコンバータ１４に出力する（図２参照）。余剰電力回収モードにおいて、太陽光発電Ｗｐに対して負荷電力Ｗｒが小さく(Ｗｐ＞Ｗｒ)、かつ、ＬＩＢモジュール５０が充放電不可状態の場合、モード切替部１３１は、逆潮流指令Ｗａ１をＡＣ／ＤＣコンバータ２２に出力する（図３参照）。計画充放電モードにおいても、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐが、負荷３０の負荷電力Ｗｒ以上で、かつ、ＬＩＢモジュール５０が充放電不可状態の場合、モード切替部１３１は、逆潮流指令Ｗａ１をＡＣ／ＤＣコンバータ２２に出力する（図３参照）。

Ａ－４．本実施形態の効果：
　以上説明したように、本実施形態の電力制御システム１００では、ＬＩＢモジュール５０と電力供給ラインＬＷとの間に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ１３０を備えており、このＤＣ／ＤＣコンバータ１３０が制御部１２１によって制御されることによってＬＩＢモジュール５０の充放電が制御される（図１および図３参照）。一方、ＬＩＣモジュール１１０は、電力供給ラインＬＷに対して、負荷３０との電圧差が変動しないように接続されている。すなわち、本電力制御システム１００は、ＬＩＣモジュール１１０の充放電を制御するための専用のＤＣ／ＤＣコンバータ（電圧変換器）を備えていない。

　ここで、本発明者は、ＬＩＣモジュール１１０と電力供給ラインＬＷ（負荷３０）との間に配置された専用のＤＣ／ＤＣコンバータを備える構成では、次の問題が生じることを新たに見出した。すなわち、このような構成では、専用のＤＣ／ＤＣコンバータの存在（例えばＤＣ／ＤＣコンバータが有するトランスにおける一次側と二次側との電圧ギャップ等）により、負荷３０の電圧の検出値とＬＩＣモジュール１１０の電圧の検出値とのずれが生じ、そのずれに起因してＬＩＣモジュール１１０の充放電制御に対して制御遅れ等の不具合が生じやすくなる。また、ＬＩＣモジュール１１０の充放電能力が、専用のＤＣ／ＤＣコンバータの性能（制御可能範囲等）に制約されるため、ＬＩＣモジュール１１０の本来の充放電能力（高い出力密度による瞬時的充放電等）を十分に発揮させることができない。

　そこで、本発明者は、鋭意検討を重ねることにより、ＬＩＣモジュール１１０は、他のエネルギーストレージ媒体等に比べて、電圧と容量との相関性が高いため、専用のＤＣ／ＤＣコンバータを備えなくても、ＬＩＣモジュール１１０の充放電を制御可能であることを新たに見出した。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータによるＬＩＣモジュール１１０の出力に対する電圧変換を要することなく、負荷３０の電圧の検出値に基づき、ＬＩＣモジュール１１０の充放電を制御可能である。すなわち、上述したように、ＬＩＣモジュール１１０は、電力供給ラインＬＷに対して、負荷３０との電圧差が変動しないように接続されているため、負荷３０の電圧の検出値に基づき、ＬＩＣモジュール１１０の電圧を把握することができる。そして、その把握されたＬＩＣモジュール１１０の電圧と、ＬＩＣモジュール１１０における電圧と容量との相関関係とに基づき、ＬＩＣモジュール１１０の容量（充放電電力量）を特定できる。このため、制御部１２１は、上記負荷センサ出力値Ｗｒ１に基づき、ＬＩＣモジュール１１０の充放電を制御する。

　以上のように、本実施形態によれば、ＬＩＣモジュール１１０を用いた短周期（瞬時電力が大きく、小さいエネルギー）の充放電と、ＬＩＢモジュール５０を用いた長周期（瞬時電力が小さく、大エネルギー）の充放電とを制御することができる。しかも、ＬＩＣモジュール１１０の充放電専用のＤＣ／ＤＣコンバータを備えない点でハード構成の簡素化を図ることができ、その結果、例えば電力制御システム１００のコンパクト化を図ることができる。また、この専用のＤＣ／ＤＣコンバータを備えないため、例えばＬＩＣモジュール１１０を用いた短周期の充放電を精度よく行えるなど、ＬＩＣモジュール１１０の充放電能力を最大限引き出すことができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の出力電圧を、負荷３０の動作可能範囲内で調整することにより、ＬＩＢモジュール５０の充放電の電力値を調整することができ、それに伴い、ＬＩＣモジュール１１０の充放電の電力値（＝Ｗｐ－Ｗｒ―Ｗｓ）を定めることができる。

　上記実施形態では、電力決定部１２４は、発電出力値Ｗｐ１から、予め、負荷センサ出力値Ｗｒ１に加えて、さらに、ストレージ充放電計画値Ｗｓ１とキャパシタ充放電計画値Ｗｃ２とを差し引くことにより、過不足電力値ΔＷ（＝Ｗｐ１－Ｗｒ１－Ｗｓ１－Ｗｃ２）を決定する（図４参照）。すなわち、負荷電力Ｗｒだけでなく、予め計画的に定められたＬＩＢモジュール５０の充放電の計画電力と、ＬＩＣモジュール１１０の充放電の計画電力とを先取り的に確保する。これにより、本実施形態によれば、例えば、負荷電力Ｗｒに対するＰＶ電力Ｗｐの過不足電力（＝Ｗｐ１－Ｗｒ１）を、次のステップでＬＩＢモジュール５０とＬＩＣモジュール１１０とに分配する構成に比べて、ＬＩＢモジュール５０の充放電の計画電力と、ＬＩＣモジュール１１０の充放電の計画電力とを、より確実に確保することができる。また、本実施形態によれば、それらの計画電力に用いられない過不足電力（過不足電力値ΔＷ）を正確に特定できる。このため、例えば、例えば電力分配部１２５による電力分配（図５参照）など、過剰電力を無駄にすることなく有効利用したり、不足電力を補ったりすることができる。

　上記実施形態では、電力分配部１２５により、過不足電力（過不足電力値ΔＷ）から、長周期電力（長周期電力値ΔＷＬ）が抽出され、その抽出された長周期電力の少なくとも一部がＬＩＢモジュール５０の充放電に分配される。過不足電力のうち、ＬＩＢモジュール５０に分配されなかった電力（短周期電力を含む）の少なくとも一部がＬＩＣモジュール１１０の充放電に分配される（図５参照）。これにより、本実施形態によれば、電力決定部１２４により決定された過不足電力に対して、ＬＩＢモジュール５０の充放電とＬＩＣモジュール１１０の充放電とを時分割ではなく、同時に行うことができる。また、過不足電力から抽出された長周期電力をＬＩＢモジュール５０の充放電に優先的に分配することができる。その結果、短周期電力の充放電に起因するＬＩＢモジュール５０の劣化が抑制される。

　上記実施形態では、レート制約部１２８により、抽出された長周期電力が予め定められた出力レートでＬＩＢモジュール５０とＬＩＣモジュール１１０とに分配される（図５参照）。このため、ＬＩＢモジュール５０だけでなく、ＬＩＣモジュール１１０の充放電にも長周期電力を計画的に用いることができる。

　上記実施形態では、出力制約部１２９により、抽出された長周期電力のうち、分配後のＬＩＢモジュール５０のストレージ電力Ｗｓが所定の電力範囲内になるように、ＬＩＢモジュール５０に分配する電力（ストレージ充放電過不足値ΔＷｓ）が決定される。

　上記実施形態では、キャパシタ電圧補正部１２７により、キャパシタセンサ出力値Ｗｃ１に基づき、所定期間におけるＬＩＣモジュール１１０の充放電電力の積算値がトータル的にゼロとなるようにキャパシタ充放電計画値Ｗｃ２が決定される。これにより、ＬＩＣモジュール１１０による短周期の充放電に対応しつつ、ＬＩＣモジュール１１０へのトータル的な充放電電力をゼロに近づけることができる。

Ｂ．変形例：
　本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

　上記実施形態における電力制御システム１００等の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば上記実施形態では、電力供給部として、太陽光発電装置１０と商用電源２０とを例示したが、電力供給部は、太陽光以外の自然エネルギー（例えば風力、水力、地熱、火力など）を利用して発電する発電装置や、自然エネルギー以外のエネルギー（例えば化学燃料や動力など）を利用して発電する発電装置でもよい。

　上記実施形態において、電力制御システム１００は、複数種類の電力供給部を利用する構成でもよい。また、電力制御システム１００を複数個、直列または並列に接続して使用してもよい。また、電力制御システム１００を構成する複数の機器（ＬＩＣモジュール１１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０等）は、共通の電力供給ラインＬＷに接続されているため、これらの複数の機器は、互いに並列に接続されている。ただし、本電力制御システム１００を複数接続する場合には、直列に接続されている機器が存在してもよい。

　上記実施形態では、比例式充放電制御器としてＤＣ／ＤＣコンバータ１３０を例示したが、入力と出力とが比例する比例式の充放電制御器であればよく、例えばＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータとを組み合わせて構成された比例式充放電制御器でもよい。

　上記実施形態において、ＬＩＣモジュール１１０は、複数のＬＩＣ１１２が並列に接続された構成、あるいは、複数のＬＩＣ１１２が直列および並列に接続された構成でもよいし、ＬＩＣ１１２を１つだけ備える構成でもよい。また、上記実施形態では、キャパシタとして、ＬＩＣモジュール１１０（ＬＩＣ１１２）を例示したが、例えば、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｌａｙｅｒ　Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、電解コンデンサでもよい。

　上記実施形態において、ＬＩＢモジュール５０は、複数のＬＩＢ５２が並列に接続された構成、あるいは、複数のＬＩＢ５２が直列および並列に接続された構成でもよいし、ＬＩＢ５２を１つだけ備える構成でもよい。また、上記実施形態では、エネルギーストレージ媒体として、ＬＩＢモジュール５０（ＬＩＢ５２）を例示したが、キャパシタに比べて出力密度が低いエネルギーストレージ媒体であればよく、例えば鉛蓄電池などの他の種類の蓄電装置でもよい。また、エネルギーストレージ媒体は、電力を蓄積する蓄電装置に限らず、例えば水素ストレージなど、電力以外のエネルギーを蓄積し、そのエネルギーを電力に変換して出力する装置でもよい。

　上記実施形態では、ＬＩＣモジュール１１０の上記一端側の電位と、負荷３０における電力供給ラインＬＷに接続される側の電位とは、略同一であったが、ＬＩＣモジュール１１０の上記一端側の電位と、負荷３０における電力供給ラインＬＷに接続される側の電位とが異なり、かつ、両電位の差が変動しない構成でもよい。このような構成でも、ＬＩＣモジュール１１０は、ＬＩＢモジュール５０に比べて、電圧と容量との相関性が高いため、専用のＤＣ／ＤＣコンバータを備えなくても、ＬＩＢモジュール５０の充放電を制御することにより、ＬＩＣモジュール１１０の充放電を間接的に制御することができる。

　上記実施形態における各種の処理の内容は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、電力制御処理において、ＰＣＵ１２０は、「自立運転モード」「余剰電力回収モード」「計画充放電モード」の３つの電力制御モードのいずれかを選択的に実行する構成であったが、これに限らず、３つの電力制御モードのうちの１つまたは２つのモードだけを実行する構成でもよいし、これらの３つの電力制御モード以外のモードを実行する構成でもよい。また、上記実施形態において、電力制御システム１００は、マスターコントローラ４０を備えず、ＰＣＵ１２０が自ら電力制御モードを選択して実行する構成でもよい。

　上記実施形態の電力制御処理において、電力決定部１２４は、発電出力値Ｗｐ１から、予め、負荷センサ出力値Ｗｒ１に加えて、ストレージ充放電計画値Ｗｓ１とキャパシタ充放電計画値Ｗｃ２とのいずれか一方だけを差し引いて過不足電力値ΔＷを決定してもよい。また、上記実施形態において、ＰＣＵ１２０の制御部１２１が電力決定部１２４として機能せずに、従来の電力制御処理のように、ＰＶ電力Ｗｐや商用電力Ｗａを利用して負荷３０への電力供給を行い、その結果としての過不足電力に応じてＬＩＢモジュール５０やＬＩＣモジュール１１０の充放電を行う構成でもよい。また、制御部１２１は、負荷３０の電圧の検出値（負荷センサ出力値Ｗｒ１）に基づき、ＬＩＣモジュール１１０の充放電を、ＬＩＢモジュール５０の充放電とは独立に制御してもよい。

　上記実施形態において、電力分配部１２５の分配対象は、過不足電力値ΔＷ（＝Ｗｐ１－Ｗｒ１－Ｗｓ１－Ｗｃ２）であったが、これに限らず、発電出力値Ｗｐ１（商用電力Ｗａを含んでもよい）でもよいし、負荷電力Ｗｒに対するＰＶ電力Ｗｐの過不足電力（＝Ｗｐ１－Ｗｒ１）でもよい。なお、これらの場合、発電出力値Ｗｐ１や該過不足電力は、特許請求の範囲における「電力供給部からの供給電力に基づく過不足電力」の一例である。また、制御部１２１は、電力決定部１２４による処理と電力分配部１２５による処理の少なくとも一方の処理を実行しない構成でもよい。

　上記実施形態において、ハードウェアによって実現されている構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、反対に、ソフトウェアによって実現されている構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。

１０：太陽光発電装置　１２：ソーラーパネル　１４：ＰＶコンバータ　１４Ａ：発電機器センサ　１４Ｂ：ＤＣ／ＤＣコンバータ　２０：商用電源　２２：ＡＣ／ＤＣコンバータ　３０：負荷　４０：マスターコントローラ　５０：ＬＩＢモジュール　５２：ＬＩＢ　１００：電力制御システム　１１０：ＬＩＣモジュール　１１２：ＬＩＣ　１２０：ＰＣＵ　１２１：制御部　１２２：記憶部　１２３：インターフェース部　１２４：電力決定部　１２５：電力分配部　１２６：主成分算出部　１２７：キャパシタ電圧補正部　１２８：レート制約部　１２９：出力制約部　１３０：ＤＣ／ＤＣコンバータ　１３１：モード切替部　１３２：接続部　１４０：キャパシタセンサ　１５０：負荷センサ　ＬＷ：電力供給ライン

Claims

　電力供給部と負荷との間の電力供給ラインに接続される電力制御システムであって、
　前記電力供給ラインに対して、前記負荷との電圧差が変動しないように電気的に接続されるキャパシタと、
　前記キャパシタに比べて出力密度が低いエネルギーストレージ媒体に接続され、かつ、そのエネルギーストレージ媒体と前記電力供給ラインとの間に接続される比例式充放電制御器と、
　少なくとも前記比例式充放電制御器を制御する制御部と、
　を備える、電力制御システム。
　請求項１に記載の電力制御システムであって、
　前記制御部は、
　　前記電力供給部からの供給電力から、予め、前記負荷が消費する予定の負荷消費電力と、前記エネルギーストレージ媒体の充放電の計画電力と、前記キャパシタの充放電の計画電力とを、差し引いた過不足電力を決定する電力決定部を備える、
　電力制御システム。
　請求項１または請求項２に記載の電力制御システムであって、
　前記制御部は、
　　前記電力供給部からの供給電力に基づく過不足電力から長周期成分の電力を抽出する抽出部と、
　　抽出された前記長周期成分の電力の少なくとも一部を前記エネルギーストレージ媒体の充放電に分配し、前記過不足電力のうち、前記エネルギーストレージ媒体に分配されなかった電力の少なくとも一部を前記キャパシタの充放電に分配する電力分配部と、
　を備える、電力制御システム。
　請求項３に記載の電力制御システムであって、
　前記電力分配部は、抽出された前記長周期成分の電力のうち、予め定められた出力レートに基づき、前記エネルギーストレージ媒体に分配する電力を決定する、
　電力制御システム。
　請求項３または請求項４に記載の電力制御システムであって、
　前記電力分配部は、抽出された前記長周期成分の電力のうち、分配後の前記エネルギーストレージ媒体の蓄電エネルギーが所定のエネルギー範囲内になるように、前記エネルギーストレージ媒体に分配する電力を決定する、
　電力制御システム。
　請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の電力制御システムであって、
　前記制御部は、さらに、前記キャパシタの充放電電力を積算する積算部を備え、
　前記電力分配部は、前記積算部による前記キャパシタの充放電電力の所定期間内の積算値がゼロになるように、前記キャパシタに分配する電力を決定する、
　電力制御システム。