WO2023162298A1 - 電力変換器、電力システム及び電力変換器の制御方法 - Google Patents

電力変換器、電力システム及び電力変換器の制御方法 Download PDF

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WO2023162298A1
WO2023162298A1 PCT/JP2022/032872 JP2022032872W WO2023162298A1 WO 2023162298 A1 WO2023162298 A1 WO 2023162298A1 JP 2022032872 W JP2022032872 W JP 2022032872W WO 2023162298 A1 WO2023162298 A1 WO 2023162298A1
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power
reference function
converter
unit
conversion unit
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PCT/JP2022/032872
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Inventor
光洋 伊藤
Original Assignee
古河電気工業株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading

Definitions

  • the present invention relates to a power converter, a power system, and a control method for the power converter.
  • Patent Document 1 As a system that converts AC power from a power system into DC power and charges a storage battery, there is a system disclosed in Patent Document 1, for example. This system controls the power supplied from other storage batteries to the storage battery to be charged so that the power supplied from the AC/DC converter that converts AC power to DC power to the storage battery to be charged falls below a threshold. , peak cut is performed.
  • the AC/DC converter changes the droop characteristic of the DC/DC converter connected to the storage battery to be charged to the characteristic that the current value of the storage battery increases as the voltage of the bus rises, that is, the charging characteristic. Then, the droop characteristic of the DC/DC converter connected to the other storage battery is determined to be the characteristic that the current of the storage battery decreases as the voltage of the bus rises, that is, the characteristic of discharging.
  • Each DC/DC converter acquires the droop characteristic determined by the AC/DC converter, and each DC/DC converter controls the current of the storage battery according to the droop characteristic. Since the AC/DC converter supplies the current that is insufficient for the discharge, it is possible to reduce the amount of power to be purchased from the power system.
  • a wide variety of DC equipment such as photovoltaic power generation equipment (PhotoVoltaic: PV), which is a power generation equipment that generates electricity using renewable energy, stationary power storage equipment, and electric vehicles (EV) are connected to a DC bus via power converters, which are DC/DC converters (DC grid).
  • power converters which are DC/DC converters (DC grid).
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to perform peak cut while suppressing the computational load.
  • a power converter converts AC power input from a power element that supplies AC power into DC power, and outputs the DC power to a DC bus.
  • control the power conversion unit based on the power conversion unit, a reference function having a drooping characteristic defined according to the input value, and the voltage or power of the bus to which the power conversion unit is connected, to obtain the power
  • a control unit that controls the output of the conversion unit, and an update unit that updates the reference function, wherein the update unit consumes the contract power of the power element and the AC power supplied by the power element.
  • the maximum output of the power converter defined by the reference function is updated based on the power of the AC load.
  • the update unit performs the power conversion defined by the reference function according to an integrated power amount of power supplied by the power element to the power conversion unit and the AC load. It may be one that updates the maximum output of the unit.
  • the update unit increases the maximum output of the power conversion unit defined by the reference function when the integrated power consumption is less than the contract power consumption of the power element. Anything is fine.
  • the update unit reduces the maximum output of the power conversion unit defined by the reference function when the integrated power amount is greater than the contract power amount of the power element. Anything is fine.
  • the power of the AC load may be power determined based on a demand forecast for the AC load.
  • a power system includes: the power converter; a DC bus to which the power converter is connected; and a power element capable of supplying, consuming or charging power, connected to the DC power converter.
  • a control method for a power converter includes a power conversion unit that converts AC power input from a power element that supplies AC power into DC power and outputs the DC power to a DC bus; A control unit that controls the power conversion unit to control the output of the power conversion unit based on a reference function having a defined droop characteristic and the voltage or power of a bus to which the power conversion unit is connected. and an updating unit that updates the reference function, the method for controlling a power converter based on the contracted power of the power element and the power of an AC load that consumes the AC power supplied by the power element to update the maximum output of the power converter defined by the reference function.
  • peak cut can be performed while suppressing the computational load.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a power system according to the first embodiment.
  • 2 is a diagram showing a configuration of the power converter shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control unit shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of power conversion characteristics.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of a power system control method.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of changes in the integrated amount of power supplied from power elements.
  • FIG. 7A is a diagram showing an example of power conversion characteristics.
  • FIG. 7B is a diagram illustrating an example of power conversion characteristics;
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of transition of the integrated amount of power supplied from the power elements.
  • FIG. 9A is a diagram showing an example of power conversion characteristics.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example of power conversion characteristics.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a power system according to the first embodiment.
  • the power system 1 includes power converters 11, 12, 13, 14, power elements 21, 22, 23, 24, an AC load 25, a bus 30, and smart meters M1, M2.
  • the power system 1 includes an EMS (Energy Management System) 40 .
  • EMS 40 is an example of a central controller.
  • the power converters 11 to 13 are DC/DC converters that convert the voltage of DC power.
  • the power converter 14 is an AC/DC converter that converts between DC voltage and AC voltage.
  • the power converters 11, 12, 13, and 14 have a function of performing wired or wireless information communication. The configurations and functions of the power converters 11, 12, 13, and 14 will be detailed later.
  • the bus 30 is a DC bus in the power system 1, and is connected to the power converters 11-14.
  • the power system 1 constitutes a power network including a DC grid.
  • the power element 21 is, for example, a stationary power storage device capable of supplying, consuming, and charging power, and is connected to the power converter 11 .
  • a stationary power storage device is an example of a permanently installed in-facility power storage device.
  • the power converter 11 converts the voltage of the DC power supplied by the power element 21 and outputs it to the bus 30, and converts the voltage of the DC power supplied from the bus 30 and outputs it to the power element 21 for charging. have a function.
  • Power converter 11 is an example of a DC power converter.
  • the power element 22 is, for example, a photovoltaic power generation device capable of generating and supplying power, and is connected to the power converter 12 .
  • a solar power generation device is an example of a power generation device that generates power using renewable energy.
  • the power converter 12 has a function of converting the voltage of the DC power supplied by the power element 22 and outputting it to the bus 30 .
  • the power element 23 is, for example, an in-vehicle power storage device capable of supplying, consuming, and charging power, and is connected to the power converter 13 .
  • a vehicle-mounted power storage device is mounted on an electric vehicle EV and is an example of a moving non-stationary power storage device.
  • the power converter 13 converts the voltage of the DC power supplied by the power element 23 and outputs it to the bus 30, and converts the voltage of the DC power supplied from the bus 30 and outputs it to the power element 23 for charging. have a function.
  • Power converter 13 is provided, for example, in a charging station or a residential charging facility, but may be mounted in an electric vehicle EV.
  • Power converter 13 is an example of a DC power converter.
  • the power element 24 is, as an example, a commercial power system and is connected to the power converter 14 .
  • the power converter 14 converts the AC power supplied by the power element 24 into DC power and outputs it to the bus 30 , and converts the DC power supplied from the bus 30 into AC power and outputs it to the power element 24 .
  • the output of power from bus 30 to power element 24 is also referred to as reverse power flow.
  • the AC load 25 is equipment that operates on AC power and is connected to the power element 24 .
  • the AC load 25 is, for example, electrical equipment and lighting equipment in a house.
  • the smart meters M1 and M2 are power meters equipped with communication functions.
  • the smart meters M1 and M2 have a function of performing information communication via the network NW by wire or wirelessly.
  • Smart meter M1 measures the amount of power supplied by power element 24 .
  • the smart meter M2 measures the amount of power consumed by the AC load 25 .
  • the power amounts measured by the smart meters M1 and M2 are transmitted to the EMS 40 or the external server 50, for example.
  • the EMS 40 has the function of managing the state of the electric power system 1 in an integrated manner.
  • the EMS 40 includes a control section 41 , a storage section 42 and a communication section 43 .
  • the control unit 41 performs various arithmetic processing for realizing the functions of the EMS 40, for example, CPU (Central Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), DSP (Digital Signal Processor), GPU (Graphics Processing Unit), etc.
  • the functions of the control unit 41 are realized as functional units by the control unit 41 reading various programs from the storage unit 42 and executing them.
  • the storage unit 42 includes, for example, a ROM (Read Only Memory) in which various programs and data used by the control unit 41 for arithmetic processing are stored.
  • the storage unit 42 includes a RAM (random access memory), for example, which is used for storing the work space when the control unit 41 performs arithmetic processing, the result of the arithmetic processing of the control unit 41, etc. there is
  • the storage unit 42 may include an auxiliary storage device such as a HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive).
  • the communication unit 43 includes a communication module that performs wired or wireless information communication.
  • the communication unit 43 performs information communication with the power converters 11 to 14, the smart meters M1 and M2, the external server 50, etc. via the network NW including the Internet line network, mobile phone line network, and the like.
  • the external server 50 is a server provided outside the power system 100 .
  • the external server 50 is, for example, an information processing device configured to function as an EMS in another electric power system, or an information processing device having a database and functioning as a data server for the EMS 40 .
  • the external server 50 stores various information that may affect the operation of the power system 100 .
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the power converter 14. As shown in FIG.
  • the power converter 14 has a power conversion section 100a, a sensor 100b, a control section 100c, and a communication section 100d.
  • the power converter 100 a performs AC/DC conversion by converting AC power supplied from the power element 24 into DC power and outputting the DC power to the bus 30 .
  • the power conversion unit 100 a also performs DC/AC conversion to convert DC power supplied from the bus 30 into AC power and output the AC power to the power element 24 .
  • Power conversion unit 100a is configured by an electric circuit including, for example, a coil, a capacitor, a diode, a switching element, and the like.
  • the switching element is, for example, a field effect capacitor or an insulated gate bipolar transistor.
  • the power conversion unit 100a can control power conversion characteristics by, for example, PWM (Pulse Width Modulation) control.
  • the sensor 100b measures the electrical characteristic value of the power on the bus 30 side of the power converter 100a. Therefore, the sensor 100b measures the electrical characteristic value of the power input to or output from the power converter 14 .
  • the sensor 100b can measure current values, voltage values, power values, and the like.
  • the sensor 100b is an example of a measuring unit that acquires measured values.
  • the sensor 100b outputs the measured electrical property value to the control unit 100c.
  • the control unit 100c mainly includes a processor for performing various arithmetic processes for controlling the operation of the power conversion unit 100a and a storage unit in order to realize the power conversion function of the power converter 14.
  • a processor for performing various arithmetic processes for controlling the operation of the power conversion unit 100a and a storage unit in order to realize the power conversion function of the power converter 14.
  • the functions of the control unit 100c are realized as functional units by the processor reading various programs from the storage unit and executing them.
  • the control unit 100c controls power conversion characteristics of the power conversion unit 100a based on the reference function.
  • control unit 100c outputs a PWM signal including information on an operation amount (for example, duty ratio) for PWM control to power conversion unit 100a, and PWM-controls power conversion unit 100a.
  • the control unit 100c may directly output the operation amount to the power conversion unit 100a, or may output the operation amount to the power conversion unit 100a via another function unit (for example, a loop control unit) not shown. .
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration mainly related to the power conversion function of the control unit 100c.
  • the control unit 100c includes an operation amount setting unit 100ca, a determination unit 100cb, an update unit 100cc, and a storage unit 100cd, which are functional units realized in software by executing a program.
  • the update unit 100cc causes the storage unit 100cd to store the reference function information and the control method information included in the update command input from the communication unit 100d, and updates the reference function information and the control method information stored in the storage unit 100cd. Update. Also, the update unit 100cc updates the reference function information stored in the storage unit 100cd based on the measured value supplied from the sensor 100b.
  • the reference function information is various kinds of information for specifying the droop function that constitutes the reference function, and will be described in detail later.
  • the updating unit 100cc stores the contract power of the power element 24 and the rated power of the AC load 25, which are transmitted from the EMS 40 and received by the communication unit 100d, for example, in the storage unit 100cd.
  • the determination unit 100cb determines the feedback control method performed by the operation amount setting unit 100ca based on the control method information stored in the storage unit 100cd, and outputs the determination result as determination information.
  • the target power Pref (an example of the target value) is determined based on the voltage measurement value Vo by the sensor 100b and the reference function information, and the power is measured by Pref and the sensor 100b.
  • Feedback control for setting the manipulated variable so that the difference from the value Po (an example of the value to be controlled) is within the allowable range, the power measurement value Po by the sensor 100b, and reference function information , and the target voltage Vref (an example of the target value) is determined based on, and the difference between the target voltage Vref and the voltage measurement value Vo (an example of the value to be controlled) by the sensor 100b is within the allowable range.
  • droopV control feedback control (hereinafter referred to as droopV control) that sets the amount.
  • the aforementioned control method information is information representing droopP control or droopV control
  • the determination unit 100cb determines the feedback control method based on the control method information stored in the storage unit 100cd, and performs droopP control. or the determination result that the droopV control is to be performed is output as determination information.
  • the manipulated variable setting unit 100ca sets the feedback control method according to the determination information input from the determination unit 100cb, and operates based on the measured value input from the sensor 100b and the reference function information obtained from the storage unit 100cd.
  • the amount is set and output to the power conversion unit 100a.
  • the feedback control performed by the operation amount setting unit 100ca is performed using a known method such as PID control that is executed by reading parameters such as the proportional gain, the integral time, and the derivative time stored in the storage unit 100cd. can.
  • the storage unit 100cd or the operation amount setting unit 100ca outputs information such as information on power status and reference function information to the communication unit 100d.
  • the other power converters 11 to 13 may have the same configuration as the power converter 14.
  • the power converters 100 a of the power converters 11 to 13 perform DC/DC conversion to convert the voltage of the DC power input from the discharging power element and output it to the bus 30 .
  • the power converters 100a of the power converters 11 and 13 can DC/DC-convert the voltage of the DC power input from the bus 30 and output it to charge the power elements.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of power conversion characteristics.
  • FIG. 4 is a diagram showing the VP characteristic, which is the relationship between the power (P) and the voltage (V) on the bus 30 side of the power converter 100a of the power converter 14.
  • the power conversion characteristics of the conversion unit 100a are shown.
  • P is a state in which the power conversion unit 100a supplies power to the bus 30, that is, AC power from the power element 24, which is the commercial power system, is converted into DC power and supplied to the bus 30, and is supplied to the bus 30. It has a positive value when power is being used, and a negative value when power is being supplied from the bus 30, ie, reverse power flow.
  • a line DLa shown in FIG. 4 is a straight or curved line that is bent in the middle.
  • the reference function represented by this line DLa is configured by connecting lines representing three droop functions with different droop characteristics defined according to the interval of the input value, and the line DLa is specified by the reference function information. be done.
  • the reference function information includes, for example, coordinate information of the boundary of the droop function in coordinates with P on the horizontal axis and V on the vertical axis, information on the intercept of the droop function, information on the slope (that is, droop coefficient), and shape (straight line, curve, etc.). contains information on In the power converter 14, the control unit 100c controls the power conversion characteristics of the power conversion unit 100a so as to become the characteristics of the reference function indicated by the line DLa. That is, the control unit 100c of the power converter 14 controls the power conversion unit 100a so that the operating point defined by the value of V and the value of P is positioned on the line DLa.
  • the power converters 11 to 13 also store reference function information configured by connecting lines representing droop functions corresponding to the connected power elements, and operating points are linearly represented by the reference function information.
  • the power conversion unit 100a is controlled to be positioned.
  • ⁇ Control method> a method of controlling the power converters 11, 12, 13, and 14 and a method of controlling the power system 1 will be described.
  • the power converters 11 , 12 , 13 , and 14 individually control the power converters 11 , 12 , 13 , and 14 in an autonomous distributed manner; , 13, 14 may be implemented.
  • self-end control is repeatedly executed in a relatively short cycle, and centralized control is executed at intervals longer than the cycle of self-end control.
  • Local control is also called primary control, and centralized control is also called secondary control.
  • These control methods are executed by a program, for example, in each power converter or EMS 40 .
  • the control unit 100c executes control steps for controlling the power conversion characteristics of the power converter 14, that is, the power conversion characteristics of the power conversion unit 100a, based on the reference function. Specifically, in the control unit 100c, the operation amount setting unit 100ca acquires the measured value from the sensor 100b. Subsequently, in the control unit 100c, the operation amount setting unit 100ca acquires reference function information from the storage unit 100cd. Subsequently, in the control unit 100c, the determination unit 100cb determines the feedback control method based on the control method information stored in the storage unit 100cd.
  • the operation amount setting unit 100ca acquires the determination information output from the determination unit 100cb, and measures the operation amount for executing feedback control by the control method based on the acquired determination information. It is set based on the value and the reference function information, and is output to the power converter 100a. Thereby, the control of the power conversion unit 100a is executed.
  • the update unit 100cc determines the maximum output of the reference function based on the contract power of the power element 24 and the rated power of the AC load 25, which are received from the EMS 40 and stored in the storage unit 100cd in advance. For example, if the contract power of the power element 24 is the power P10 shown in FIG. 4 and the rated power of the AC load 25 is the power P11 shown in FIG. The reference function sent from the EMS 40 and stored in the storage unit 100cd is updated so that P12 becomes power P10-power P11.
  • the power converter 14 controls the power conversion unit 100a so that the operating point is positioned on the line DLa, the maximum power output from the power element 24 to the bus 30 via the power converter 14 is the contract power.
  • the power is reduced to power P12, which is lower than power P12. Since the power supplied from the power element 24 to the bus 30 does not exceed the contract power, peak cut can be performed.
  • the power converter 14, which is an AC/DC converter does not need to determine the reference functions of the power converters 11 and 13 in order to realize peak cut, Even if the number of pairs of converters 13 and power elements 23 increases, the load on the power converter 14, which is an AC/DC converter, can be suppressed during peak cut.
  • the power converter 14 does not have to communicate with the power converters 11 and 13 for peak cut, communication costs can be suppressed.
  • the EMS 40 provided outside the power converters 11, 12, 13, and 14 updates the reference functions and feedback control methods used for control by the power converters 11, 12, 13, and 14 according to instructions.
  • centralized control Updating a reference function or a feedback control method by a command means that the command includes reference function information about the reference function and control method information about the feedback control method, and part or all of the reference function and the feedback control method are updated by the command. means to update the The storage unit 100cd of each of the power converters 11, 12, 13, and 14 stores reference function information and control method information in an updatable manner.
  • reference function information and control method information are included in the command signal for updating the reference function.
  • the reference function information is, as described above, the coordinate information of the boundary of the droop function, the intercept information of the droop function, the information of the slope (that is, the droop coefficient), and the information of the shape (straight line, curve, etc.).
  • the control method information is information representing droopP control or droopV control.
  • the command signal transmitted to the power converter 14 may include information on the contract power of the power element 24, the rated power of the AC load 25, and the amount of power received by the EMS 40 from the smart meters M1 and M2.
  • the reference function information used for updating, the contract power of the power element 24, the rated power of the AC load 25, the power amount information received from the smart meters M1 and M2, etc. are stored in the storage unit 42 of the EMS 40, and the control unit 41 appropriately reads and uses.
  • the EMS 40 calls the timer of its own device to start timing (step S101). Subsequently, the EMS 40 requests self-end measurement information from each of the power converters 11, 12, 13, and 14 (step S102).
  • the self-end measurement information is an example of information about the power status of the power system 1, and includes measured values measured by respective sensors of the power converters 11, 12, 13, and 14 and measurement times. Subsequently, the power converters 11, 12, 13, and 14 each transmit self-end measurement information to the EMS 40 (step S103).
  • EMS40 memorize
  • the EMS 40 requests various types of information that may affect the operation of the power system 1 from the external server 50 as an example of information on the power status of the power system 1 (step S104).
  • the EMS 40 requests the external server 50 for power generation amount/demand forecast information.
  • the power generation amount/demand forecast information includes power generation amount forecast information and power demand forecast information in the power system 1, for example, information such as the season, current weather, and future weather forecast in the area where the power system 1 is installed.
  • the power generation amount/demand forecast information may include Further, when the external server 50 functions as an EMS of another electric power system, if the operation state of the other electric power system may affect the operation of the electric power system 1, the power generation amount/demand forecast information is , and may include prediction information of power generation amount and power demand prediction information in the other electric power system. Further, when the information on the amount of power measured by the smart meters M1 and M2 is sent to the external server 50 instead of the EMS 40, the power generation amount/demand forecast information includes the information on the amount of power measured by the smart meters M1 and M2. Anything is fine. Further, when the external server 50 stores information on the contract power of the power element 24 and the rated power of the AC load 25, the power generation amount/demand forecast information may include such information.
  • the external server 50 transmits the power generation amount/demand forecast information to the EMS 40 (step S105).
  • the EMS 40 stores the power generation amount/demand forecast information in the storage unit 42 .
  • the control unit 41 of the EMS 40 reads each piece of information that has been transmitted, that is, information about the power status of the power system 1 from the storage unit 42, and based on this, executes operation optimization calculation of the power system 1. (step S106).
  • Operational optimization calculations are performed to apply to various conditions.
  • power system 1 is controlled such that bus 30 is at a predetermined voltage operating point.
  • the EMS 40 predicts, based on the power generation amount/demand forecast information, that the weather in the region where the power element 22, which is a photovoltaic power generation device, is installed will be fine in the future and that the power generation amount will increase, and the power element 22 Assume that it is determined that the power element 22 has a margin in terms of power supply from the self-end measurement information acquired from the power converter 12 connected to the .
  • EMS 40 determines to update the reference function of power converter 11 connected to power element 21 so that power element 21, which is a stationary power storage device, is charged at the operating point.
  • the EMS 40 also determines to update the reference function of the power converter 14 connected to the power element 24 so as not to supply power from the power element 24, which is the commercial power system, at the same time as the update.
  • the EMS 40 sets reference function information and control method information suitable for the power converter to be updated among the power converters 11, 12, 13, and 14 based on the result of the operation optimization calculation.
  • a reference function (droop function) including reference function information and control method information and an update command for the feedback control method are output (step S107).
  • the command signal sent to the power converter 14 includes information on the power amount received by the EMS 40 from the smart meters M1, M2 or the external server 50, information on the rated power of the AC load 25, and information on the contract power of the power element 24. included.
  • the EMS 40 then resets the timer (step S108).
  • the power converter to be updated acquires the reference function update and the feedback control method update command, and updates the reference function and the feedback control method (step S109). If the update command includes information on the amount of power measured by the smart meters M1 and M2, information on the rated power of the AC load 25, and information on the contract power of the power element 24, the power converter 14 stores the information. It also updates the information on electric energy, rated power and contract power.
  • step S110 power converters 11, 12, 13, and 14 each execute self-end control (step S110).
  • the power converter that has received the update command performs self-end control using the updated reference function and feedback control method.
  • the power converter 14 determines that the power P12, which is the maximum output of the reference function, is the power P10 - the power P11, as described above. Update the reference function so that These self-end controls are self-end controls that reflect the power status of the power system 1, and the power converters 11, 12, 13, and 14 are cooperatively controlled.
  • the power system according to the second embodiment differs from the first embodiment in that the power converter 14 updates the reference function according to the integrated power amount of the power supplied from the power element 24 to the bus 30 and the AC load 25. do. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted. In the following description, the differences from the first embodiment are described. will be explained.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of changes in the integrated amount of power supplied from the power element 24 for 30 minutes.
  • the dashed-dotted line shown in FIG. 6 indicates the integrated amount of power when the power from the power element 24 is consumed at a constant power consumption so that the amount of power supplied by the power element 24 becomes the contract power amount of the power system 1. It shows transition.
  • the updating unit 100cc of the power converter 14 updates the maximum output defined by the reference function.
  • the power converter 14 resets the integrated power amount every 30 minutes, and updates the reference function to the reference function shown in FIG. 7A.
  • the reference function shown in FIG. 7A is the same reference function as the reference function shown in FIG.
  • power converter 14 acquires power consumption of AC load 25 from EMS 40 at a predetermined cycle. Further, the power converter 14 calculates the amount of power supplied from the power element 24 to the bus 30 at predetermined intervals based on the measurement result of the sensor 100b. Next, the power converter 14 calculates the integrated power based on the power consumption of the AC load 25 obtained after resetting the integrated power amount and the power amount supplied from the power element 24 to the bus 30 obtained by calculation.
  • the integrated power amount of the power supplied by the power element 24 is calculated, and a graph showing the transition of the integrated power amount is created.
  • the power converter 14 calculates the difference between the latest calculated integrated power amount and the integrated power amount indicated by the dashed-dotted line at the time of calculation, and the calculated difference is determined in advance. If the threshold is exceeded, the maximum output defined by the reference function is updated.
  • FIG. 7B is a diagram showing an example of the updated reference function of the power converter 14.
  • FIG. 7B For example, in the power converter 14, at time t1 in FIG. When it becomes equal to or more than the set threshold, as shown in FIG. 7B, the reference function is updated to the line DLb where the maximum output is the power P13 exceeding the power P10 of the contract power.
  • the power supplied to bus 30 can be increased.
  • the power system according to the third embodiment differs from the first embodiment in that the power converter 14 updates the reference function according to the integrated power amount of the power supplied from the power element 24 to the bus 30 and the AC load 25. do. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are assigned to the same configurations as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted. In the following description, the differences from the first embodiment are described. will be explained.
  • FIG. 8 is a graph showing an example of transition of the integrated amount of power supplied from the power element 24 for 30 minutes.
  • the dashed line shown in FIG. 8 indicates the integrated amount of power when the power from the power element 24 is consumed at a constant power consumption so that the amount of power supplied by the power element 24 becomes the contract power amount of the power system 1. It shows transition.
  • the updating unit 100cc of the power converter 14 updates the maximum output defined by the reference function.
  • the power converter 14 resets the integrated power amount every 30 minutes, and updates the reference function to the reference function shown in FIG. 9A.
  • the reference function shown in FIG. 9A is the reference function of line DLc whose maximum output is power P14 exceeding contract power P10.
  • power converter 14 acquires power consumption of AC load 25 from EMS 40 at a predetermined cycle. Further, the power converter 14 calculates the amount of power supplied from the power element 24 to the bus 30 at predetermined intervals based on the measurement result of the sensor 100b. Next, the power converter 14 calculates the integrated power based on the power consumption of the AC load 25 obtained after resetting the integrated power amount and the power amount supplied from the power element 24 to the bus 30 obtained by calculation.
  • the integrated power amount of the power supplied by the power element 24 is calculated, and a graph showing the transition of the integrated power amount is created.
  • the power converter 14 calculates the difference between the latest calculated integrated power amount and the integrated power amount indicated by the dashed-dotted line at the time of calculation, and the calculated difference is determined in advance. If the threshold is exceeded, the maximum output defined by the reference function is updated.
  • FIG. 9B is a diagram showing an example of the updated reference function of the power converter 14.
  • FIG. 9B For example, in the power converter 14, at time t2 in FIG. When it becomes equal to or more than the set threshold, as shown in FIG. 9B, the reference function is updated to the line DLd where the maximum output is power P15 smaller than the power P10 of the contract power.
  • the power elements connected to the AC load 25 and the bus 30 use more power than the contracted power amount, that is, when the power supplied from the power element 24 is used, there is a margin. If not, the power supplied to the bus 30 can be reduced for peak cut.
  • the reference function when resetting the integrated power consumption may be the one shown in FIG.
  • the power Converter 14 may update a reference function whose maximum output is power less than power P12.
  • the power converter 14 uses the reference function so that the maximum output defined by the reference function is less than the power P10 even if the AC load 25 is not connected to the power element 24. May be set. Further, when the AC load 25 is not connected to the power element 24, the power converter 14 according to the second embodiment also assumes that the maximum output defined by the reference function is less than the power P10 when the integrated power amount is reset. You can set the reference function so that
  • the integrated power consumption is reset every 30 minutes, but it may be reset at a time other than 30 minutes.
  • the reference function is updated using the rated power of the AC load 25, but the power consumption of the AC load 25 is measured by the smart meter M2, and the maximum output of the reference function is "power P10 - smart
  • the reference function may be updated to become "the power consumption of the AC load 25 measured by the meter M2".
  • the reference function is updated so that the power P12, which is the maximum output defined by the reference function, becomes power P10 - power P11. It is not limited.
  • the reference function of power converter 14 may be updated based on the demand forecast information transmitted from external server 50 .
  • the EMS 40 acquires power demand forecast information for the AC load 25 from the external server 50 and updates the reference function of the power converter 14 based on the acquired demand forecast information. For example, if the power demand of the AC load 25 is predicted to be high, the maximum output defined by the reference function is less than the power P12, and if the power demand of the AC load 25 is predicted to be low, the reference The maximum output defined by the function may be greater than the power P12.
  • EMS 40 transmits reference function information indicating the updated reference function to power converter 14, and power converter 14 stores the transmitted reference function information in storage unit 100cd. Further, in the present invention, the demand forecast information may be transmitted from the EMS 40 to the power converter 14, and the update unit 100cc may update the reference function based on the demand forecast information instead of the EMS 40.
  • the reference function is updated so that the power P12, which is the maximum output defined by the reference function, becomes power P10 - power P11. It is not limited.
  • the power converter 14 may update the reference function using, for example, the power amount information transmitted from the smart meters M1 and M2 included in the command signal transmitted from the EMS 40 .
  • the updating unit 100cc of the power converter 14 predicts the amount of power consumed by the AC load 25 from the information on the amount of power transmitted by the smart meter M2. For example, the updating unit 100cc generates a graph of transition of the integrated power amount of the AC load 25 from the power amount information transmitted by the smart meter M2, as in the second embodiment and the third embodiment.
  • the update unit 100cc extrapolates the graph of the transition of the accumulated electric energy of the AC load 25 at time t1 or at a time before the time t1 described above, and predicts the accumulated electric energy 30 minutes after the reset for the accumulated electric power. do.
  • the update unit 100cc updates the reference function so that the difference between the specified maximum output and the power P10 increases as the difference between the cumulative power consumption indicated by the dashed-dotted line and the predicted cumulative power consumption increases. good too.
  • the update unit 100cc updates the reference function so that the difference between the specified maximum output and the power P10 increases as the difference between the cumulative power consumption indicated by the dashed-dotted line and the predicted cumulative power consumption increases. good too.
  • the calculated integrated power amount is larger than the power amount indicated by the dashed line in FIG.
  • the reference function stored in the storage unit 100cd may be updated to a reference function with a maximum output lower than the power P12.
  • the calculated integrated power amount is smaller than the power amount indicated by the dashed line in FIG. 8, and the difference between the calculated integrated power amount and the integrated power amount indicated by the dashed line is predetermined.
  • the reference function stored in the storage unit 100cd may be updated to a reference function with a maximum output greater than the power P14.
  • the power converter 14 may reset the integrated power amount every 30 minutes and update the reference function to a reference function whose maximum output is power P10.
  • the update unit 100cc calculates that the calculated integrated power amount is greater than the power amount indicated by the dashed line in FIG. 6, the reference function stored in the storage unit 100cd is updated to a reference function with a maximum output smaller than the power P10, and the calculated integrated power amount is smaller than the power amount indicated by the dashed line in FIG.
  • the reference function stored in the storage unit 100cd may be updated to a reference function whose maximum output is greater than the power P10 when the difference between the amount and the integrated power consumption indicated by the dashed-dotted line is equal to or greater than a predetermined threshold. .
  • the present invention can be used for power converters, power systems, and power converter control methods.
  • EMS 100a power conversion unit 100b sensor 100c, 41 control unit 100ca operation amount setting unit 100cb determination unit 100cc update unit 100cd, 42: storage unit 100d, 43 communication unit DLa, DLb, DLc, DLd line EV: electric vehicle M1, M2 smart meter network

Landscapes

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Abstract

演算の負荷を抑えてピークカットを行う。電力変換器は、交流電力を供給する電力要素から入力された交流電力を直流電力に変換して直流バスへ出力する電力変換部と、入力値に応じて定義された垂下特性を有する参照関数と、前記電力変換部が接続されたバスの電圧又は電力とに基づいて、前記電力変換部を制御して前記電力変換部の出力の制御を実行する制御部と、前記参照関数を更新する更新部と、を備え、前記更新部は、前記電力要素の契約電力と、前記電力要素が供給する交流電力を消費する交流負荷の電力とに基づいて、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を更新する。

Description

電力変換器、電力システム及び電力変換器の制御方法
　本発明は、電力変換器、電力システム及び電力変換器の制御方法に関する。
　電力系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池を充電するシステムとして、例えば特許文献１に開示されたシステムがある。このシステムは、交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換器から充電を行なう蓄電池へ供給される電力が閾値を下回るように、他の蓄電池から充電を行なう蓄電池へ供給される電力を制御し、ピークカットを行う。
　具体的には、ＡＣ／ＤＣ変換器は、充電を行なう蓄電池に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器のドループ特性を、バスの電圧の上昇とともに蓄電池の電流値が大きくなる特性、即ち充電する特性に決定し、他の蓄電池に接続されたＤＣ／ＤＣ変換器のドループ特性を、バスの電圧の上昇とともに蓄電池の電流が小さくなる特性、即ち放電する特性に決定する。ＡＣ／ＤＣ変換器が決定したドループ特性を各ＤＣ／ＤＣ変換器が取得し、各ＤＣ／ＤＣ変換器がドループ特性に従って蓄電池の電流を制御することにより、充電する蓄電池について、他の蓄電池からの放電で足りない分の電流がＡＣ／ＤＣ変換器から供給されるため、電力系統から買う電力を抑えることができる。
特開２０２１－１４１７６１号公報
　電力を供給するネットワークにおいては、再生可能エネルギーを用いて発電する発電装置である太陽光発電装置（PhotoVoltaic：ＰＶ）、定置型蓄電装置、電気自動車（Electric　Vehicle：ＥＶ）等の多種多様な直流機器を、ＤＣ／ＤＣ変換器である電力変換器を介して直流バスに接続した電力ネットワーク（直流グリッド）がある。直流バスに対してＡＣ／ＤＣ変換器を介して電力系統が接続されている場合、特許文献１に開示された技術を適用すると、充放電可能な機器に接続された各ＤＣ／ＤＣ変換器のドループ特性をＡＣ／ＤＣ変換器が決定することとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器に負荷がかかることとなる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、演算の負荷を抑えてピークカットを行うことを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る電力変換器は、交流電力を供給する電力要素から入力された交流電力を直流電力に変換して直流バスへ出力する電力変換部と、入力値に応じて定義された垂下特性を有する参照関数と、前記電力変換部が接続されたバスの電圧又は電力とに基づいて、前記電力変換部を制御して前記電力変換部の出力の制御を実行する制御部と、前記参照関数を更新する更新部と、を備え、前記更新部は、前記電力要素の契約電力と、前記電力要素が供給する交流電力を消費する交流負荷の電力とに基づいて、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を更新する。
　本発明の一態様に係る電力変換器においては、前記更新部は、前記電力要素が前記電力変換部と前記交流負荷に供給した電力の積算電力量に応じて前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を更新するものでもよい。
　本発明の一態様に係る電力変換器においては、前記更新部は、前記積算電力量が前記電力要素の契約電力量より少ない場合、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を増加させるものでもよい。
　本発明の一態様に係る電力変換器においては、前記更新部は、前記積算電力量が前記電力要素の契約電力量より多い場合、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を減少させるものでもよい。
　本発明の一態様に係る電力変換器においては、前記交流負荷の電力は、前記交流負荷の需要予測に基づいて定められた電力であってもよい。
　本発明の一態様に係る電力システムは、前記電力変換器と、前記電力変換器が接続される直流バスと、前記直流バスに接続され、前記直流バスから入力された直流電力を変換して出力する直流電力変換器と、前記直流電力変換器に接続された、電力の供給、消費または充電が可能な電力要素と、を備える。
　本発明の一態様に係る電力変換器の制御方法は、交流電力を供給する電力要素から入力された交流電力を直流電力に変換して直流バスへ出力する電力変換部と、入力値に応じて定義された垂下特性を有する参照関数と、前記電力変換部が接続されたバスの電圧又は電力とに基づいて、前記電力変換部を制御して前記電力変換部の出力の制御を実行する制御部と、前記参照関数を更新する更新部と、を備える電力変換器の制御方法であって、前記電力要素の契約電力と、前記電力要素が供給する交流電力を消費する交流負荷の電力とに基づいて、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を更新する。
　本発明によれば、演算の負荷を抑えてピークカットを行うことができる。
図１は、第１実施形態に係る電力システムの構成を示す図である。 図２は、図１に示す電力変換器の構成を示す図である。 図３は、図２に示す制御部の構成を示す図である。 図４は、電力変換特性の一例を示す図である。 図５は、電力システムの制御方法の一例を示すシーケンス図である。 図６は、電力要素から供給された電力の積算電力量の推移の一例を示す図である。 図７Ａは、電力変換特性の一例を示す図である。 図７Ｂは、電力変換特性の一例を示す図である。 図８は、電力要素から供給された電力の積算電力量の推移の一例を示す図である。 図９Ａは、電力変換特性の一例を示す図である。 図９Ｂは、電力変換特性の一例を示す図である。
　以下に、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態によって本発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には適宜同一の符号を付している。
（第１実施形態）
＜電力システムの構成＞
　図１は、第１実施形態に係る電力システムの構成を示す図である。電力システム１は、電力変換器１１、１２、１３、１４と、電力要素２１、２２、２３、２４と、交流負荷２５と、バス３０と、スマートメーターＭ１、Ｍ２とを備えている。さらに、電力システム１は、ＥＭＳ（Energy　Management　System）４０を備える。ＥＭＳ４０は中央制御装置の一例である。
　電力変換器１１～１３は、直流電力の電圧を変換するＤＣ／ＤＣ変換器である。電力変換器１４は、直流電圧と交流電圧との変換を行うＡＣ／ＤＣ変換器である。電力変換器１１、１２、１３、１４は有線または無線により情報通信を行う機能を有する。電力変換器１１、１２、１３、１４の構成や機能については後に詳述する。
　バス３０は、電力システム１では直流バスであり、電力変換器１１～１４が接続されている。電力システム１では、直流グリッドを含む電力ネットワークが構成されている。
　電力要素２１は、一例として電力の供給、消費および充電が可能な定置型蓄電装置であり、電力変換器１１に接続される。定置型蓄電装置は、常設される設備内蓄電装置の一例である。電力変換器１１は、電力要素２１が供給した直流電力の電圧を変換してバス３０に出力し、かつバス３０から供給された直流電力の電圧を変換して電力要素２１に出力し、充電させる機能を有する。電力変換器１１は、直流電力変換器の一例である。
　電力要素２２は、一例として電力の発電および供給が可能な太陽光発電装置であり、電力変換器１２に接続される。太陽光発電装置は、再生可能エネルギーを用いて発電する発電装置の一例である。電力変換器１２は、電力要素２２が供給した直流電力の電圧を変換してバス３０に出力する機能を有する。
　電力要素２３は、一例として電力の供給、消費および充電が可能な車載蓄電装置であり、電力変換器１３に接続される。車載蓄電装置は電気自動車ＥＶに搭載されており、移動する非定置型の蓄電装置の一例である。電力変換器１３は、電力要素２３が供給した直流電力の電圧を変換してバス３０に出力し、かつバス３０から供給された直流電力の電圧を変換して電力要素２３に出力し、充電させる機能を有する。電力変換器１３はたとえば充電ステーションや住宅用充電設備に設けられるが、電気自動車ＥＶに搭載されてもよい。電力変換器１３は、直流電力変換器の一例である。
　電力要素２４は、一例として商用電力系統であり、電力変換器１４に接続される。電力変換器１４は、電力要素２４が供給した交流電力を直流電力に変換してバス３０に出力し、かつバス３０から供給された直流電力を交流電力に変換して電力要素２４に出力する。バス３０から電力要素２４への電力の出力は逆潮流とも呼ばれる。
　交流負荷２５は、交流電力で動作する機器であり、電力要素２４に接続される。交流負荷２５は、例えば住宅内の電気機器や照明設備などである。
　スマートメーターＭ１、Ｍ２は、通信機能を備えた電力計である。スマートメーターＭ１、Ｍ２は、有線または無線によりネットワークＮＷを経由して情報通信を行う機能を有する。スマートメーターＭ１は、電力要素２４から供給される電力量を測定する。スマートメーターＭ２は、交流負荷２５が消費した電力量を測定する。スマートメーターＭ１、Ｍ２が測定した電力量は、例えばＥＭＳ４０又は外部サーバ５０へ送信される。
　ＥＭＳ４０は、電力システム１の状態を統合的に管理する機能を有する。ＥＭＳ４０は、制御部４１と、記憶部４２と、通信部４３とを備えている。
　制御部４１は、ＥＭＳ４０の機能の実現のための各種演算処理を行うものであり、たとえばＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、ＡＳＩＣ(Application　Specific　Integrated　Circuit)、ＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）、ＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）などのプロセッサを含んで構成される。制御部４１の機能は、制御部４１が記憶部４２から各種プログラムを読み出して実行することで、機能部として実現される。
　記憶部４２は、制御部４１が演算処理を行うために使用する各種プログラムやデータなどが格納される、たとえばＲＯＭ（Read　Only　Memory）を備えている。また、記憶部４２は、制御部４１が演算処理を行う際の作業スペースや制御部４１の演算処理の結果などを記憶するなどのために使用される、たとえばＲＡＭ（Random　Access　Memory）を備えている。記憶部４２は、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）やＳＳＤ（Solid　State　Drive）などの補助記憶装置を備えていてもよい。
　通信部４３は、有線または無線により情報通信を行う通信モジュールを含んで構成されている。通信部４３は、インターネット回線網や携帯電話回線網などから構成されるネットワークＮＷを経由して、電力変換器１１～１４やスマートメーターＭ１、Ｍ２、外部サーバ５０等と情報通信を行う。
　なお、外部サーバ５０は、電力システム１００の外部に設けられたサーバである。外部サーバ５０は、たとえば、他の電力システムにおいてＥＭＳとして機能するように構成された情報処理装置や、データベースを備え、ＥＭＳ４０に対してデータサーバとして機能する情報処理装置である。外部サーバ５０は、電力システム１００の運用に影響を及ぼす可能性のある各種情報を記憶している。
＜電力変換器の構成＞
　つぎに、電力変換器１４の具体的構成について説明する。図２は、電力変換器１４の構成を示す図である。電力変換器１４は、電力変換部１００ａと、センサ１００ｂと、制御部１００ｃと、通信部１００ｄとを有する。
　電力変換部１００ａは、電力要素２４から供給される交流電力を直流電力に変換してバス３０に出力するＡＣ／ＤＣ変換を行う。また、電力変換部１００ａは、バス３０から供給された直流電力を交流電力に変換して電力要素２４に出力するＤＣ／ＡＣ変換も行う。電力変換部１００ａは、たとえばコイル、コンデンサ、ダイオード、スイッチング素子などを含む電気回路で構成されている。スイッチング素子はたとえば電界効果コンデンサや絶縁ゲート型バイポーラトランジスタである。電力変換部１００ａは、たとえばＰＷＭ（Pulse　Width　Modulation）制御によって電力変換特性を制御することができる。
　センサ１００ｂは、電力変換部１００ａのバス３０側の電力の電気特性値を測定する。したがって、センサ１００ｂは、電力変換器１４に入力されるまたは電力変換器１４から出力する電力の電気特性値を測定する。センサ１００ｂは、電流値、電圧値、電力値などを測定することができる。センサ１００ｂは、測定値を取得する測定部の一例である。センサ１００ｂは、電気特性値の測定値を制御部１００ｃに出力する。
　制御部１００ｃは、電力変換器１４の主に電力変換機能の実現のために、電力変換部１００ａの動作を制御するための各種演算処理を行うプロセッサと記憶部とを含んで構成される。プロセッサおよび記憶部は、それぞれ、制御部４１、記憶部４２の構成として例示したものを用いることができる。制御部１００ｃの機能は、プロセッサが記憶部から各種プログラムを読み出して実行することで、機能部として実現される。たとえば、制御部１００ｃは、参照関数に基づいて、電力変換部１００ａの電力変換特性を制御する。具体的には、制御部１００ｃは、ＰＷＭ制御のための操作量（たとえば、デューティ比）の情報を含むＰＷＭ信号を電力変換部１００ａに出力し、電力変換部１００ａをＰＷＭ制御する。なお、制御部１００ｃは、操作量を電力変換部１００ａに直接的に出力してもよいし、図示しない他の機能部（たとえばループ制御部）を介して電力変換部１００ａに出力してもよい。
　図３は、制御部１００ｃの主に電力変換機能に係る構成を示す図である。制御部１００ｃは、プログラムの実行によってソフトウエア的に実現される機能部である操作量設定部１００ｃａ、判定部１００ｃｂおよび更新部１００ｃｃと、記憶部１００ｃｄとを備えている。
　更新部１００ｃｃは、通信部１００ｄから入力された更新指令に含まれている参照関数情報と制御方法情報を記憶部１００ｃｄに記憶させ、記憶部１００ｃｄに記憶されている参照関数情報と制御方法情報を更新する。また、更新部１００ｃｃは、センサ１００ｂから供給される測定値に基づいて、記憶部１００ｃｄに記憶されている参照関数情報を更新する。ここで、参照関数情報とは、参照関数を構成するドループ関数を特定するための各種情報であるが、後に詳述する。また、更新部１００ｃｃは、例えばＥＭＳ４０から送信されて通信部１００ｄが受信した電力要素２４の契約電力や交流負荷２５の定格電力を記憶部１００ｃｄに記憶させる。
　判定部１００ｃｂは、操作量設定部１００ｃａが行うフィードバック制御の方法を記憶部１００ｃｄに記憶されている制御方法情報に基づいて判定し、この判定結果を判定情報として出力する。なお、このフィードバック制御の方法としては、センサ１００ｂによる電圧の測定値Ｖoと、参照関数情報と、に基づいて目標電力Ｐref（目標値の一例）を決定し、Ｐrefと、センサ１００ｂによる電力の測定値Ｐo（制御対象値の一例）との差分が許容範囲以下になるように操作量を設定するフィードバック制御（以下、ｄｒｏｏｐＰ制御と称する）と、センサ１００ｂによる電力の測定値Ｐoと、参照関数情報と、に基づいて目標電圧Ｖref（目標値の一例）を決定し、目標電圧Ｖrefと、センサ１００ｂによる電圧の測定値Ｖo（制御対象値の一例）との差分が許容範囲以下になるように操作量を設定するフィードバック制御（以下、ｄｒｏｏｐＶ制御と称する）とがある。前述の制御方法情報は、ｄｒｏｏｐＰ制御またはｄｒｏｏｐＶ制御を表す情報であり、判定部１００ｃｂは、フィードバック制御の方法を記憶部１００ｃｄに記憶されている制御方法情報に基づいて判定し、ｄｒｏｏｐＰ制御を行うとの判定結果、又はｄｒｏｏｐＶ制御を行うとの判定結果を判定情報として出力する。
　操作量設定部１００ｃａは、フィードバック制御の方法を判定部１００ｃｂから入力された判定情報に従って設定し、センサ１００ｂから入力された測定値と、記憶部１００ｃｄから取得した参照関数情報と、に基づいて操作量を設定して電力変換部１００ａに出力する。なお、操作量設定部１００ｃａが行うフィードバック制御は、たとえば記憶部１００ｃｄに記憶された比例ゲイン、積分時間、微分時間などのパラメータを読み出して実行されるＰＩＤ制御等の、公知の手法を用いて実行できる。
　記憶部１００ｃｄまたは操作量設定部１００ｃａは、電力状況に関する情報や参照関数情報などの情報を通信部１００ｄに出力する。
　なお、他の電力変換器１１～１３は、電力変換器１４と同様の構成を有していてもよい。ただし、電力変換器１１～１３の電力変換部１００ａは、放電している電力要素から入力されたＤＣ電力の電圧を変換してバス３０に出力するＤＣ／ＤＣ変換を行う。また、電力変換器１１、１３の電力変換部１００ａは、バス３０から入力されたＤＣ電力の電圧をＤＣ／ＤＣ変換して出力して電力要素の充電を行なうことができる。
＜参照関数の特性＞
　つぎに、制御部１００ｃが電力変換部１００ａの電力変換特性を制御する基となる参照関数について説明する。図４は、電力変換特性の一例を示す図である。
　図４は、電力変換器１４が有する電力変換部１００ａのバス３０側の電力（Ｐ）と電圧（Ｖ）との関係であるＶ－Ｐ特性を示す図であり、電力変換器１４が有する電力変換部１００ａの電力変換特性を示している。なお、Ｐは、電力変換部１００ａがバス３０に電力を供給する状態、即ち商用電力系統である電力要素２４からの交流電力を直流電力に変換してバス３０に供給し、商用電力系統からの電力を使用している状態のときは正値であり、バス３０から電力を供給される状態、即ち逆潮流の状態の場合は負値である。
　図４に示す線ＤＬａは、途中で屈曲した直線状または曲線状の線である。この線ＤＬａが表す参照関数は、入力値の区間に応じて定義された、互いに垂下特性が異なる３つのドループ関数を表す線が接続して構成されており、線ＤＬａは、参照関数情報によって特定される。
　参照関数情報は、たとえば、横軸をＰ、縦軸をＶとした座標におけるドループ関数の境界の座標情報、ドループ関数の切片情報、傾き（すなわち垂下係数）の情報、形状（直線、曲線など）の情報が含まれている。電力変換器１４においては、制御部１００ｃは、電力変換部１００ａの電力変換特性を、線ＤＬａで示される参照関数の特性となるように制御する。すなわち、電力変換器１４の制御部１００ｃは、Ｖの値とＰの値とで定義される動作点が線ＤＬａ上に位置するように電力変換部１００ａを制御する。
　なお、電力変換器１１～１３も、接続されている電力要素に対応してドループ関数を表す線が接続して構成された参照関数情報を記憶し、参照関数情報が表す線状に動作点が位置するように電力変換部１００ａを制御する。
＜制御方法＞
　つぎに、電力変換器１１、１２、１３、１４の制御方法および電力システム１の制御方法について説明する。電力システム１では、電力変換器１１、１２、１３、１４が個別に自律分散的に制御を行う、いわゆる自端制御と、ＥＭＳ４０が、電力システム１の電力状況に応じて電力変換器１１、１２、１３、１４を協調制御する集中制御とが実行され得る。なお、たとえば、自端制御は比較的短い周期で繰り返し実行され、集中制御は自端制御の周期よりも長い間隔で実行される。自端制御は一次制御とも呼ばれ、集中制御は二次制御とも呼ばれる。これらの制御方法は、たとえば、各電力変換器またはＥＭＳ４０において、プログラムがプロセッサに実行させる。
＜自端制御＞
　はじめに、自端制御における電力変換器１１、１２、１３、１４の制御方法について、電力変換器１４を例として説明する。他の電力変換器１１～１３においても、以下の説明と同様の制御方法が適宜実行されてもよい。なお、電力要素２２が、太陽光発電装置のように、効率などの観点から発電量を制御しない要素である場合、電力変換器１２は、電力要素２２からその発電量に応じた電力が入力されると、その発電量にてバス３０への出力電力が最大になるように動作させるＭＰＰＴ（Maximum　Power　Point　Tracking）方式の制御を実行してもよい。
　電力変換器１４の制御方法においては、制御部１００ｃが、参照関数に基づいて、電力変換器１４の電力変換特性、すなわち電力変換部１００ａの電力変換特性を制御する制御ステップを実行する。具体的には、制御部１００ｃにおいては、操作量設定部１００ｃａがセンサ１００ｂから測定値を取得する。つづいて、制御部１００ｃにおいては、操作量設定部１００ｃａが記憶部１００ｃｄから参照関数情報を取得する。つづいて、制御部１００ｃにおいては、記憶部１００ｃｄに記憶されている制御方法情報に基づいて判定部１００ｃｂがフィードバック制御の方法を判定する。つづいて、制御部１００ｃにおいては、操作量設定部１００ｃａが判定部１００ｃｂから出力される判定情報を取得し、取得した判定情報に基づく制御方法でのフィードバック制御を実行するための操作量を、測定値および参照関数情報に基づいて設定し、電力変換部１００ａに出力する。これにより電力変換部１００ａの制御が実行される。
＜電力変換器１４によるピークカット＞
　次に電力要素２４が行うピークカットについて説明する。更新部１００ｃｃは、予めＥＭＳ４０から受信して記憶部１００ｃｄに記憶されている電力要素２４の契約電力と交流負荷２５の定格電力に基づいて参照関数の最大出力を決定する。例えば、電力要素２４の契約電力が図４に示す電力Ｐ１０であり、交流負荷２５の定格電力が図４に示す電力Ｐ１１である場合、更新部１００ｃｃは、参照関数が規定する最大出力である電力Ｐ１２が電力Ｐ１０－電力Ｐ１１となるように、ＥＭＳ４０から送られて記憶部１００ｃｄに記憶された参照関数を更新する。
　電力変換器１４は、動作点が線ＤＬａ上に位置するように電力変換部１００ａを制御するため、電力要素２４から電力変換器１４を介してバス３０へ出力する最大電力は、契約電力である電力Ｐ１２より低い電力である電力Ｐ１２に抑えられる。電力要素２４からバス３０へ供給される電力が契約電力を超えることがなくなるため、ピークカットすることができる。また、ＡＣ／ＤＣ変換器である電力変換器１４がピークカットの実現のために電力変換器１１、１３の参照関数を決定する必要がないため、電力変換器１１と電力要素２１の組や電力変換器１３と電力要素２３の組が増えたとしても、ピークカットに際してＡＣ／ＤＣ変換器である電力変換器１４の負荷を抑えることができる。また、ピークカットのために電力変換器１４が電力変換器１１及び電力変換器１３と通信を行わなくてもよいため、通信にかかるコストを抑えることができる。
＜集中制御＞
　つぎに、集中制御について説明する。以下に示す例では、電力変換器１１、１２、１３、１４の外部に設けられたＥＭＳ４０が、電力変換器１１、１２、１３、１４が制御に用いる参照関数やフィードバック制御方法を指令によって更新することによって、集中制御を実行する。参照関数やフィードバック制御方法を指令によって更新するとは、指令が参照関数に関する参照関数情報と、フィードバック制御方法に関する制御方法情報とを含んでおり、指令によって参照関数の一部または全体と、フィードバック制御方法を更新することを意味する。電力変換器１１、１２、１３、１４のそれぞれの記憶部１００ｃｄは、参照関数情報と制御方法情報を更新可能に記憶している。
　たとえば、ＥＭＳ４０と電力変換器１１、１２、１３、１４との情報通信においては、参照関数の更新を行う指令信号に、参照関数情報と、制御方法情報とが含まれる。参照関数情報は、上述したように、ドループ関数の境界の座標情報、ドループ関数の切片情報、傾き（すなわち垂下係数）の情報、形状（直線、曲線など）の情報である。制御方法情報は、ｄｒｏｏｐＰ制御またはｄｒｏｏｐＶ制御を表す情報である。なお、電力変換器１４に送信される指令信号には、電力要素２４の契約電力や交流負荷２５の定格電力、ＥＭＳ４０がスマートメーターＭ１、Ｍ２から受信した電力量の情報を含めてもよい。更新に使用される参照関数情報、電力要素２４の契約電力や交流負荷２５の定格電力、スマートメーターＭ１、Ｍ２から受信した電力量の情報等はＥＭＳ４０の記憶部４２に記憶されており、制御部４１が適宜読み出して用いる。
　つぎに、集中制御として電力システム１の制御方法の一例について、図５のシーケンス図を参照して説明する。はじめに、ＥＭＳ４０は、自装置のタイマーを発呼し、計時を開始する（ステップＳ１０１）。つづいて、ＥＭＳ４０は、電力変換器１１、１２、１３、１４のそれぞれに、自端計測情報を要求する（ステップＳ１０２）。自端計測情報とは、電力システム１の電力状況に関する情報の一例であって、電力変換器１１、１２、１３、１４のそれぞれのセンサによって測定された測定値や、測定時刻を含む。つづいて、電力変換器１１、１２、１３、１４は、それぞれ自端計測情報をＥＭＳ４０に送信する（ステップＳ１０３）。ＥＭＳ４０はそれぞれの自端計測情報を記憶部４２に記憶する。
　つづいて、ＥＭＳ４０は、電力システム１の電力状況に関する情報の一例として、外部サーバ５０に、電力システム１の運用に影響を及ぼす可能性のある各種情報を要求する（ステップＳ１０４）。本例では、ＥＭＳ４０は外部サーバ５０に発電量・需要予測情報を要求する。発電量・需要予測情報は、電力システム１における発電量の予測情報や電力の需要予測情報を含み、たとえば電力システム１が設置されている地域の季節や現在の天気、今後の天気予報などの情報を含んでもよい。また、外部サーバ５０が他の電力システムのＥＭＳとして機能する場合、当該他の電力システムの運用状態が、電力システム１の運用に影響を及ぼす可能性がある場合は、発電量・需要予測情報は、当該他の電力システムにおける発電量の予測情報や電力の需要予測情報を含むものでもよい。また、スマートメーターＭ１、Ｍ２が測定する電力量の情報がＥＭＳ４０に替えて外部サーバ５０に送信される場合、発電量・需要予測情報は、スマートメーターＭ１、Ｍ２が測定した電力量の情報を含むものでもよい。また、電力要素２４の契約電力や交流負荷２５の定格電力の情報を外部サーバ５０が記憶する場合、発電量・需要予測情報は、これらの情報を含むものでもよい。
　つづいて、外部サーバ５０は、ＥＭＳ４０に、発電量・需要予測情報を送信する（ステップＳ１０５）。ＥＭＳ４０は発電量・需要予測情報を記憶部４２に記憶する。つづいて、ＥＭＳ４０の制御部４１は、送信されてきた各情報、すなわち電力システム１の電力状況に関する情報等を記憶部４２から読み出して、これに基づいて、電力システム１の運用最適化計算を実行する（ステップＳ１０６）。
　運用最適化計算は、様々な条件に適用するよう実行される。たとえば、電力システム１が、バス３０が所定の電圧の動作点となるように制御されているとする。この状態において、ＥＭＳ４０が、発電量・需要予測情報により、太陽光発電装置である電力要素２２が設置された地域の今後の天気が晴天であって発電量が増加すると予想され、かつ電力要素２２に接続された電力変換器１２から取得した自端計測情報から、電力要素２２に電力供給の点で余裕があると判定したとする。この場合、ＥＭＳ４０は、当該動作点にて定置型蓄電装置である電力要素２１が充電されるように、電力要素２１に接続された電力変換器１１の参照関数を更新すると判定する。また、この場合、ＥＭＳ４０は、当該更新と同時に、商用電力系統である電力要素２４から電力供給されないように、電力要素２４に接続された電力変換器１４の参照関数を更新すると判定する。
　つづいて、ＥＭＳ４０は、運用最適化計算の結果に基づいて、電力変換器１１、１２、１３、１４のうち更新対象の電力変換器に適した参照関数情報と制御方法情報を設定し、設定した参照関数情報および制御方法情報を含む参照関数（ドループ関数）及びフィードバック制御方法の更新指令を出力する（ステップＳ１０７）。なお、電力変換器１４に送信される指令信号には、ＥＭＳ４０がスマートメーターＭ１、Ｍ２又は外部サーバ５０から受信した電力量の情報や交流負荷２５の定格電力及び電力要素２４の契約電力の情報も含まれる。つづいて、ＥＭＳ４０は、タイマーをリセットする（ステップＳ１０８）。つづいて、電力変換器１１、１２、１３、１４のうち更新対象の電力変換器は、参照関数の更新とフィードバック制御方法の更新指令を取得し、参照関数およびフィードバック制御方法の更新を行う（ステップＳ１０９）。なお、電力変換器１４は、更新指令にスマートメーターＭ１、Ｍ２が測定した電力量の情報や交流負荷２５の定格電力の情報及び電力要素２４の契約電力の情報が含まれている場合、記憶している電力量、定格電力及び契約電力の情報の更新も行う。
　つづいて、電力変換器１１、１２、１３、１４は、それぞれ自端制御を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、電力変換器１１、１２、１３、１４のうち更新指令を取得した電力変換器は、更新した参照関数とフィードバック制御方法で自端制御を行う。なお、電力変換器１４は、更新指令に含まれる交流負荷２５の定格電力及び電力要素２４の契約電力の情報に基づいて、前述のとおり参照関数の最大出力である電力Ｐ１２が電力Ｐ１０－電力Ｐ１１となるように参照関数を更新する。これらの自端制御は、電力システム１の電力状況を反映した自端制御であり、電力変換器１１、１２、１３、１４が協調制御されることとなる。
（第２実施形態）
　次に本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る電力システムは、電力要素２４からバス３０及び交流負荷２５へ供給された電力の積算電力量に応じて電力変換器１４が参照関数を更新する点で第１実施形態と相違する。他の構成については、第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、以下の説明においては、第１実施形態との相違点について説明する。
　図６は、３０分の間に電力要素２４から供給された電力の積算電力量の推移の一例を示すグラフである。なお、図６に示す一点鎖線は、電力要素２４が供給した電力量が電力システム１の契約電力量となるように一定の消費電力で電力要素２４からの電力を消費した場合の積算電力量の推移を示している。
　図６に示したように、電力要素２４が供給した電力量が契約電力量となるように一定の消費電力で電力要素２４からの電力を消費したときよりバス３０及び交流負荷２５の合算の積算電力量が少ない場合、電力変換器１４の更新部１００ｃｃは、参照関数が規定する最大出力を更新する。
　具体的には、電力変換器１４は、３０分が経過する毎に積算電力量をリセットし、参照関数を図７Ａに示す参照関数に更新する。図７Ａに示す参照関数は、図４に示した参照関数と同じ参照関数である。次に電力変換器１４は、予め定められた周期でＥＭＳ４０から交流負荷２５の消費電力量を取得する。また、電力変換器１４は、電力要素２４からバス３０へ供給した電力量をセンサ１００ｂの測定結果に基づいて予め定められた周期で計算する。次に電力変換器１４は、積算電力量をリセットしてから取得した交流負荷２５の消費電力量と、計算により得た電力要素２４からバス３０へ供給された電力量とに基づいて、積算電力量をリセットしてから電力要素２４が供給した電力の積算電力量を計算し、積算電力量の推移を示すグラフを作成する。電力変換器１４は、積算電力量を計算する毎に、計算した最新の積算電力量と、計算した時点における一点鎖線が示す積算電力量との差を計算し、計算した差が予め定められた閾値以上となった場合、参照関数が規定する最大出力を更新する。
　図７Ｂは、電力変換器１４の更新後の参照関数の一例を示す図である。例えば、電力変換器１４は、図６に時点ｔ１において、一点鎖線が示す電力量より計算した積算電力量が少なく、計算した積算電力量と一点鎖線が示す積算電力量との差分ｄｉｆｆ１が予め定められた閾値以上となった場合、図７Ｂに示すように、最大出力が契約電力の電力Ｐ１０を超える電力Ｐ１３である線ＤＬｂに参照関数を更新する。
　本実施形態によれば、交流負荷２５及びバス３０に接続された電力要素が契約電力量より少なくなるように電力を使用している場合、即ち、電力要素２４から供給されて使用する電力に余裕がある場合、バス３０に供給する電力を増加させることができる。
（第３実施形態）
　次に本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る電力システムは、電力要素２４からバス３０及び交流負荷２５へ供給された電力の積算電力量に応じて電力変換器１４が参照関数を更新する点で第１実施形態と相違する。他の構成については、第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明を省略し、以下の説明においては、第１実施形態との相違点について説明する。
　図８は、３０分の間に電力要素２４から供給された電力の積算電力量の推移の一例を示すグラフである。なお、図８に示す一点鎖線は、電力要素２４が供給した電力量が電力システム１の契約電力量となるように一定の消費電力で電力要素２４からの電力を消費した場合の積算電力量の推移を示している。
　図８に示したように、電力要素２４が供給した電力量が契約電力量となるように一定の消費電力で電力要素２４からの電力を消費したときよりバス３０及び交流負荷２５の合算の積算電力量が多い場合、電力変換器１４の更新部１００ｃｃは、参照関数が規定する最大出力を更新する。
　具体的には、電力変換器１４は、３０分が経過する毎に積算電力量をリセットし、参照関数を図９Ａに示す参照関数に更新する。図９Ａに示す参照関数は、最大出力が契約電力の電力Ｐ１０を超える電力Ｐ１４である線ＤＬｃの参照関数である。次に電力変換器１４は、予め定められた周期でＥＭＳ４０から交流負荷２５の消費電力量を取得する。また、電力変換器１４は、電力要素２４からバス３０へ供給した電力量をセンサ１００ｂの測定結果に基づいて予め定められた周期で計算する。次に電力変換器１４は、積算電力量をリセットしてから取得した交流負荷２５の消費電力量と、計算により得た電力要素２４からバス３０へ供給された電力量とに基づいて、積算電力量をリセットしてから電力要素２４が供給した電力の積算電力量を計算し、積算電力量の推移を示すグラフを作成する。電力変換器１４は、積算電力量を計算する毎に、計算した最新の積算電力量と、計算した時点における一点鎖線が示す積算電力量との差を計算し、計算した差が予め定められた閾値以上となった場合、参照関数が規定する最大出力を更新する。
　図９Ｂは、電力変換器１４の更新後の参照関数の一例を示す図である。例えば、電力変換器１４は、図８に時点ｔ２において、一点鎖線が示す電力量より計算した積算電力量が多く、計算した積算電力量と一点鎖線が示す積算電力量との差分ｄｉｆｆ２が予め定められた閾値以上となった場合、図９Ｂに示すように、最大出力が契約電力の電力Ｐ１０より小さい電力Ｐ１５である線ＤＬｄに参照関数を更新する。
　本実施形態によれば、交流負荷２５及びバス３０に接続された電力要素が契約電力量より多くなるように電力を使用している場合、即ち、電力要素２４から供給されて使用する電力に余裕がない場合、バス３０に供給する電力を減らしてピークカットすることができる。
　なお、第３実施形態においては、積算電力量をリセットしたときの参照関数は、図４に示すものであってもよい。図４に示す参照関数のときに一点鎖線が示す電力量より積算電力量が多く、積算電力量と一点鎖線が示す積算電力量との差分ｄｉｆｆ２が予め定められた閾値以上となった場合、電力変換器１４は、最大出力が電力Ｐ１２よりさらに小さい電力である参照関数を更新してもよい。
（変形例）
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、各々を組み合わせてもよい。上述した各実施形態及び各変形例の構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
　上述した実施形態においては、交流負荷２５が電力要素２４に接続されているが、電力要素２４に交流負荷２５が接続されていない構成であってもよい。この場合、第１実施形態に係る電力変換器１４は、電力要素２４に交流負荷２５が接続されていなくても、参照関数が規定する最大出力が電力Ｐ１０より少ない電力となるように参照関数を設定してもよい。また、電力要素２４に交流負荷２５が接続されていない場合、第２実施形態に係る電力変換器１４も、積算電力量をリセットしたときに参照関数が規定する最大出力が電力Ｐ１０より少ない電力となるように参照関数を設定してもよい。
　上述した第２実施形態及び第３実施形態においては、積算電力量を３０分毎にリセットしているが、３０分以外の時間でリセットするようにしてもよい。
　上述した実施形態においては、交流負荷２５の定格電力を用いて参照関数を更新しているが、交流負荷２５の消費電力をスマートメーターＭ２で測定し、参照関数の最大出力が「電力Ｐ１０－スマートメーターＭ２が測定した交流負荷２５の消費電力」となるように参照関数を更新してもよい。
　上述した第１実施形態においては、参照関数が規定する最大出力である電力Ｐ１２が電力Ｐ１０－電力Ｐ１１となるように参照関数を更新しているが、参照関数を更新する方法は、この方法に限定されるものではない。本発明においては、電力変換器１４の参照関数の更新を外部サーバ５０から送信された需要予測情報に基づいて行ってもよい。この場合、ＥＭＳ４０は、交流負荷２５の電力の需要予測情報を外部サーバ５０から取得し、取得した需要予測情報に基づいて、電力変換器１４の参照関数を更新する。例えば、交流負荷２５の電力の需要が多いと予測されている場合、参照関数が規定する最大出力を電力Ｐ１２より小さい電力とし、交流負荷２５の電力の需要が少ないと予測されている場合、参照関数が規定する最大出力を電力Ｐ１２より大きい電力としてもよい。ＥＭＳ４０は、更新した参照関数を示す参照関数情報を電力変換器１４へ送信し、電力変換器１４は、送信された参照関数情報を記憶部１００ｃｄに記憶する。また、本発明においては、需要予測情報をＥＭＳ４０から電力変換器１４へ送信し、需要予測情報に基づく参照関数の更新をＥＭＳ４０に替えて更新部１００ｃｃが行うようにしてもよい。
　上述した第１実施形態においては、参照関数が規定する最大出力である電力Ｐ１２が電力Ｐ１０－電力Ｐ１１となるように参照関数を更新しているが、参照関数を更新する方法は、この方法に限定されるものではない。電力変換器１４は、例えば、ＥＭＳ４０から送信される指令信号に含まれるスマートメーターＭ１、Ｍ２から送信された電力量の情報を用いて参照関数を更新してもよい。
　具体的には、電力変換器１４の更新部１００ｃｃは、スマートメーターＭ２が送信した電力量の情報から、交流負荷２５が消費する電力量を予測する。例えば、更新部１００ｃｃは、第２実施形態や第３実施形態と同様にスマートメーターＭ２が送信した電力量の情報から、交流負荷２５の積算電力量の推移のグラフを生成する。更新部１００ｃｃは、上述した時点ｔ１又は時点ｔ１より前の時点において交流負荷２５の積算電力量の推移のグラフを外挿し、積算電力用をリセットしてから３０分経過後の積算電力量を予測する。
　更新部１００ｃｃは、予測した３０分経過後の積算電力量が図６、８において一点鎖線が示す積算電力量より少ない場合、記憶部１００ｃｄに記憶されている参照関数を、規定する最大出力が電力Ｐ１０より大である参照関数に更新する。この場合、更新部１００ｃｃは、一点鎖線が示す積算電力量と予測した積算電力量との差が大きくなるにつれて、規定する最大出力と電力Ｐ１０との差が大きくなるように参照関数に更新してもよい。
　また、更新部１００ｃｃは、予測した３０分経過後の積算電力量が図６、８において一点鎖線が示す積算電力量より大きい場合、記憶部１００ｃｄに記憶されている参照関数を、規定する最大出力が電力Ｐ１０より小である参照関数に更新する。この場合、更新部１００ｃｃは、一点鎖線が示す積算電力量と予測した積算電力量との差が大きくなるにつれて、規定する最大出力と電力Ｐ１０との差が大きくなるように参照関数に更新してもよい。
　上述した第２実施形態においては、図６において一点鎖線が示す電力量より計算した積算電力量が多く、計算した積算電力量と一点鎖線が示す積算電力量との差分が予め定められた閾値以上となった場合、記憶部１００ｃｄに記憶されている参照関数を最大出力が電力Ｐ１２より小さい参照関数に更新してもよい。また、上述した第３実施形態においては、図８において一点鎖線が示す電力量より計算した積算電力量が少なく、計算した積算電力量と一点鎖線が示す積算電力量との差分が予め定められた閾値以上となった場合、記憶部１００ｃｄに記憶されている参照関数を最大出力が電力Ｐ１４より大きい参照関数に更新してもよい。
　また、本発明においては、電力変換器１４は、３０分が経過する毎に積算電力量をリセットし、参照関数を最大の出力が電力Ｐ１０である参照関数に更新してもよい。この場合、更新部１００ｃｃは、図６において一点鎖線が示す電力量より計算した積算電力量が多く、計算した積算電力量と一点鎖線が示す積算電力量との差分が予め定められた閾値以上となった場合、記憶部１００ｃｄに記憶されている参照関数を最大出力が電力Ｐ１０より小さい参照関数に更新し、図６において一点鎖線が示す電力量より計算した積算電力量が少なく、計算した積算電力量と一点鎖線が示す積算電力量との差分が予め定められた閾値以上となった場合、記憶部１００ｃｄに記憶されている参照関数を最大出力が電力Ｐ１０より大きい参照関数に更新してもよい。
　本発明は、電力変換器、電力システムおよび電力変換器の制御方法に利用することができる。
１　電力システム
１１、１２、１３、１４　電力変換器
２１、２２、２３、２４　電力要素
２５　交流負荷
３０　バス
４０　ＥＭＳ
１００ａ　電力変換部
１００ｂ　センサ
１００ｃ、４１　制御部
１００ｃａ　操作量設定部
１００ｃｂ　判定部
１００ｃｃ　更新部
１００ｃｄ、４２　：記憶部
１００ｄ、４３　通信部
ＤＬａ、ＤＬｂ、ＤＬｃ、ＤＬｄ　線
ＥＶ　　　：電気自動車
Ｍ１、Ｍ２　スマートメーター
ＮＷ　ネットワーク

Claims (7)

  1. 　交流電力を供給する電力要素から入力された交流電力を直流電力に変換して直流バスへ出力する電力変換部と、
    　入力値に応じて定義された垂下特性を有する参照関数と、前記電力変換部が接続されたバスの電圧又は電力とに基づいて、前記電力変換部を制御して前記電力変換部の出力の制御を実行する制御部と、
    　前記参照関数を更新する更新部と、
    　を備え、
    　前記更新部は、前記電力要素の契約電力と、前記電力要素が供給する交流電力を消費する交流負荷の電力とに基づいて、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を更新する
    　電力変換器。
  2. 　前記更新部は、前記電力要素が前記電力変換部と前記交流負荷に供給した電力の積算電力量に応じて前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を更新する
    　請求項１に記載の電力変換器。
  3. 　前記更新部は、前記積算電力量が前記電力要素の契約電力量より少ない場合、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を増加させる
    　請求項２に記載の電力変換器。
  4. 　前記更新部は、前記積算電力量が前記電力要素の契約電力量より多い場合、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を減少させる
    　請求項２又は請求項３に記載の電力変換器。
  5. 　前記交流負荷の電力は、前記交流負荷の需要予測に基づいて定められた電力である
    　請求項１に記載の電力変換器。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電力変換器と、
    　前記電力変換器が接続される直流バスと、
    　前記直流バスに接続され、前記直流バスから入力された直流電力を変換して出力する直流電力変換器と、
    　前記直流電力変換器に接続された、電力の供給、消費または充電が可能な電力要素と、
    　を備える電力システム。
  7. 　交流電力を供給する電力要素から入力された交流電力を直流電力に変換して直流バスへ出力する電力変換部と、
    　入力値に応じて定義された垂下特性を有する参照関数と、前記電力変換部が接続されたバスの電圧又は電力とに基づいて、前記電力変換部を制御して前記電力変換部の出力の制御を実行する制御部と、
    　前記参照関数を更新する更新部と、
    　を備える電力変換器の制御方法であって、
    　前記電力要素の契約電力と、前記電力要素が供給する交流電力を消費する交流負荷の電力とに基づいて、前記参照関数が規定する前記電力変換部の最大出力を更新する
    　電力変換器の制御方法。
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