WO2023170742A1

WO2023170742A1 - 電力制御システム

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Publication number: WO2023170742A1
Application number: PCT/JP2022/009720
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: 2022-03-07
Filing date: 2022-03-07
Publication date: 2023-09-14

Abstract

直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生を抑制しつつ複数の比例式充放電制御器を制御することができる電力制御システムを提供する。　電力制御システム（１００）は、電力供給直流ライン（ＬＷ）に接続される。電力供給直流ラインには、再生可能エネルギー利用発電装置を含む少なくとも１以上の発電装置（１２）と商用電源（２０）とを含む複数の電力供給源（１２，２０，５０）のそれぞれに接続される複数の比例式充放電制御器（１４，２２，１３０）と負荷（３０）とが接続される。電力供給直流ラインに対して、負荷との直流換算による電位差が変動しないようにキャパシタ（１１０）が電気的に接続される。複数の比例式充放電制御器を制御する制御部（１２０）であって、複数の比例式充放電制御器のうちの１つの特定制御器（１３０）だけに対して、電力供給直流ラインの電圧を目標電圧に近づける直流電圧フィードバック制御を行う制御部を備える。

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、複数の比例式充放電制御器と負荷とが接続される電力供給直流ラインに接続される電力制御システムが知られている（下記特許文献１～３参照）。複数の比例式充放電制御器は、複数の電力供給源のそれぞれに接続されている。複数の電力供給源は、例えば再生可能エネルギー利用発電装置や蓄電池である。電力供給直流ラインには、キャパシタやコンデンサが直接接続されている。電力制御システムは、複数の比例式充放電制御器を制御する制御部を有している。

特開２０１５－１９２５３３号公報国際公開第２０１８／０６１４００号特開２００２－３４１６２号公報

　ところで、従来の電力制御システムでは、複数の比例式充放電制御器のそれぞれに接続される複数の電力供給源が、発電装置（再生可能エネルギー利用発電装置など）と商用電源との両方を含む形態について考慮されていない。このため、このような形態では、例えば再生可能エネルギーの有効活用の観点等から、複数の比例式充放電制御器の制御について向上の余地がある。

　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。

（１）本明細書に開示される電力制御システムは、再生可能エネルギー利用発電装置を含む少なくとも１以上の発電装置と商用電源とを含む複数の電力供給源のそれぞれに接続される複数の比例式充放電制御器と負荷とが接続される電力供給直流ラインに接続される電力制御システムであって、前記電力供給直流ラインに対して、前記負荷との直流換算による電位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、前記複数の比例式充放電制御器を制御する制御部であって、前記複数の比例式充放電制御器のうちの１つの特定制御器だけに対して、前記電力供給直流ラインの電圧を目標電圧に近づける直流電圧フィードバック制御を行う制御部と、を備える。

　本電力制御システムでは、複数の電力供給源のそれぞれに接続された複数の比例式充放電制御器が制御部によって制御される。複数の電力供給源は、発電装置と商用電源とを含む。ここで、仮に、制御部が、複数の比例式充放電制御器に対して、個別に直流電圧フィードバック制御を行うと、互いの制御タイミングや制御量のずれ等に起因する相互干渉が発生するおそれがある。直流電圧フィードバック制御の相互干渉が発生すると、例えば、電力供給直流ラインの電圧の予期せぬ変動に起因して発電装置による発電が停止し、再生可能エネルギーを有効に活用できなくなることがある。

　これに対して、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、電力供給直流ラインに対して、キャパシタを負荷との直流換算による電位差が変動しないように接続し、複数の比例式充放電制御器のうちの１つの特定制御器だけに対して直流電圧フィードバック制御を行う構成を新たに見出した。この構成によれば、直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生を抑制しつつ複数の比例式充放電制御器を制御することが可能である。すなわち、電力供給直流ラインに対して、キャパシタが負荷との直流換算による電位差が変動しないように接続されているため、電力供給直流ラインの電圧の時間的変化（応答、振幅）がキャパシタの容量に応じて小さくなる。例えば、負荷電圧の急激な変動に対して電力供給直流ラインの電圧が緩やかに変動する。このため、特定制御器だけに対して直流電圧フィードバック制御を行う構成を採用しても、電力供給直流ラインの電圧の変動が他の比例式充放電制御器に対する制御に与える影響を抑制することができる。

（２）上記電力制御システムにおいて、前記制御部は、前記特定制御器に対して、前記直流電圧フィードバック制御に、前記複数の電力供給源からの供給電力に対する前記負荷の消費電力の過不足電力の予測値に基づくフィードフォワード制御を併用する構成としてもよい。本電力制御システムによれば、直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生に加えて、外乱による電力供給直流ラインの電圧の瞬時変動を抑制しつつ複数の比例式充放電制御器を制御することができる。

（３）上記電力制御システムにおいて、前記制御部は、前記特定制御器に対して、前記直流電圧フィードバック制御に、前記複数の電力供給源からの供給電力に対する前記負荷の消費電力の過不足電力の予測値に基づくゲインスケジューラ制御を併用する構成としてもよい。本電力制御システムによれば、直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生に加えて、外乱による電力供給直流ラインの電圧の瞬時変動を抑制しつつ複数の比例式充放電制御器を制御することができる。

（４）上記電力制御システムにおいて、前記特定制御器は、前記発電装置（例えば再生可能エネルギー利用発電装置）以外の電力供給源に接続される比例式充放電制御器である構成としてもよい。本電力制御システムによれば、発電装置の発電制御を電流（電力）制御することで制約されることなく、制御の相互干渉の発生を抑制しつつ複数の比例式充放電制御器を制御するとともに、再生可能エネルギーを有効活用することができる。

（５）上記電力制御システムにおいて、前記複数の電力供給源は、エネルギーストレージ媒体を含み、前記商用電源が前記電力供給直流ラインから切り離された非系統連携時では、前記特定制御器は、前記エネルギーストレージ媒体に接続されている比例式充放電制御器である構成としてもよい。本電力制御システムによれば、発電装置の発電制御が直流電圧フィードバック制御によって制約されることが抑制されるため、直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生を抑制しつつ複数の比例式充放電制御器を制御するとともに、再生可能エネルギーを有効活用することができる。

（６）上記電力制御システムにおいて、前記商用電源が前記電力供給直流ラインに接続されている系統連携時では、前記特定制御器は、前記商用電源に接続されている比例式充放電制御器である構成としてもよい。本電力制御システムによれば、再生可能エネルギー利用発電装置の発電制御が直流電圧フィードバック制御によって制約されることが抑制されるため、直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生を抑制しつつ複数の比例式充放電制御器を制御するとともに、再生可能エネルギーを有効活用することができる。

　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非系統連携時に実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の制御処理の流れを示す説明図変形例における非系統連携時に実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の制御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とが電力供給直流ライン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直流ラインＬＷに出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂは、直流電力が一定電圧（例えば電力供給直流ライン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、後述のＰＣＵ１２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂの動作のオンオフを制御する。ソーラーパネル１２は、特許請求の範囲における再生可能エネルギー利用発電装置および電力供給源の一例であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂ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。

　商用電源２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２を介して電力供給直流ライン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、電力供給直流ライン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（例えば電力供給直流ライン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。商用電源２０は、特許請求の範囲における電力供給源の一例であり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２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。

　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。

　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、電力供給直流ライン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における電力供給直流ライン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。

　キャパシタセンサ１４０は、電力供給直流ライン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と電力供給直流ライン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、電力供給直流ライン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、電力供給直流ライン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、特許請求の範囲における電力供給源およびエネルギーストレージ媒体の一例であり、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。

　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。

　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、各比例式充放電制御器を制御する。具体的には、制御部１２１は、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が電力供給直流ラインＬＷから切り離された非系統連携時において、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が電力供給直流ラインＬＷに接続されている系統連携時に、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における電力供給直流ライン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と所定の電位差（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。

　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。

　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、電力供給直流ライン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、電力供給直流ライン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－４．太陽光エネルギーを有効に活用するための構成：
　電力分配部１２５では、次の制御により、太陽光エネルギー（太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐ）を有効に活用することができる。

Ａ－２－１．負荷電力Ｗｒに対するＰＶ電力Ｗｐの過不足電力の抑制
　過不足電力値ΔＷ（＝Ｗｐ１－Ｗｒ１－Ｗｓ１－Ｗｃ２）に対して、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とをゼロに設定すると、過不足電力値ΔＷ（＝Ｗｐ１－Ｗｒ１）になる。このため、過不足電力値ΔＷは、商用電源２０の商用電力ＷａやＬＩＢモジュール５０のストレージ電力Ｗｓによって供給されることなる。

　電力制御システム１００（ＰＣＵ１２０）は、負荷３０の状況に合わせて太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐの目標出力値Ｗｐｔを変更する。ＰＣＵ１２０の制御部１２１は、ＰＶ電力Ｗｐの目標出力値を、次の式１により求める。
＜式１＞
　Ｗｐｔ＝（Ｗｒ・ｋ）－ΔＤ
　　ｋ：消費電力に対する最大発電電力比率
　　ΔＤ：瞬時変動に対する電力幅
　係数ｋを「１」に近づけるとともに、瞬時変動に対する電力幅ΔＤを「０（ゼロ）」に近づける。この場合、目標出力値Ｗｐｔが大きければ、ＰＶ電力Ｗｐを有効活用できるが、逆潮流のリスクが大きくなるトレードオフの関係である。本実施形態では、この両者のバランスを調整することにより、逆潮流リスクを抑えつつＰＶ電力Ｗｐを有効活用することができる。

　そこで、本実施形態では、上述したように、ＬＩＣモジュール１１０は、電力供給直流ラインＬＷに対して、負荷３０との直流換算による電位差が変動しないように接続されている（図１参照）。また、ＬＩＣモジュール１１０の静電容量は、「瞬時変動に対する電力幅」をゼロに近づける程度に大きい容量である。すなわち、負荷電力Ｗｒの変動量ΔＪは、次の式２で表すことができる。
＜式２＞
　ΔＪ＝Ｃ・［（Ｖｄｃ^２±ΔＶ^２）／２］
　　Ｃ：電力供給直流ラインＬＷの容量
　　Ｖｄｃ：電力供給直流ラインＬＷの基準電圧
　　ΔＶ：電力供給直流ラインＬＷの電圧変動量
　電力供給直流ラインＬＷの容量Ｃが大きければ、瞬時変動に対する電力供給直流ラインＬＷの電圧変動量ΔＶが小さくなる。式１の瞬時変動に対する電力幅ΔＤと、式２の瞬時変動に対する電力供給ラインＬＷの電圧変動量ΔＶとの「瞬時」を直流電圧制御の追従困難なサンプリング時間とすると、同等に扱うことができる。このため、ＬＩＣモジュール１１０の静電容量は、瞬時変動に対する電力供給ラインＬＷの電圧変動量ΔＶを「０」に近づける程度に大きい容量に設定することにより、電力幅ΔＤを「０」に近づけることができ、結果、ＰＶ電力Ｗｐを有効活用できる。

Ａ－２－２．比例式充放電制御器の直流電圧フィードバック制御の相互干渉の抑制
　電力制御システム１００は、比例式充放電制御器の直流電圧フィードバック制御の相互干渉を抑制するための構成を有している。上述したように、本実施形態では、比例式充放電制御器は、商用電源２０に接続されているＡＣ／ＤＣコンバータ２２と、ソーラーパネル１２に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂと、ＬＩＢモジュール５０に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１３０とである（図１および図３参照）。これらの複数の比例式充放電制御器（２２，１４Ｂ、１３０）は、制御部１２１によって制御される。

　ここで、仮に、制御部１２１が、複数の比例式充放電制御器に対して、個別に直流電圧フィードバック制御を行うと、互いの制御タイミングや制御量のずれ等に起因する相互干渉が発生するおそれがある。直流電圧フィードバック制御の相互干渉が発生すると、例えば、電力供給直流ラインＬＷの電圧の予期せぬ変動に起因して太陽光発電装置１０による発電が停止し、太陽光エネルギーを有効に活用できなくなることがある。すなわち、太陽光発電装置１０による発電の停止により、太陽光エネルギーを電力に変換して活用することができなくなる。

　これに対して、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、電力供給直流ラインＬＷに対して、ＬＩＣモジュール１１０を負荷３０との直流換算による電位差が変動しないように接続し、複数の比例式充放電制御器のうちの１つの特定制御器だけに対して直流電圧フィードバック制御を行う構成を新たに見出した（図１参照）。この構成によれば、直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生を抑制しつつ複数の比例式充放電制御器を制御することが可能である。

　すなわち、電力供給直流ラインＬＷに対して、ＬＩＣモジュール１１０が負荷３０との直流換算による電位差が変動しないように接続されているため、電力供給直流ラインＬＷの電圧の時間的変化（応答、振幅）がＬＩＣモジュール１１０の容量に応じて小さくなる。例えば、負荷３０の電圧の急激な変動に対して電力供給直流ラインＬＷの電圧が緩やかに変動する。このため、特定制御器だけに対して直流電圧フィードバック制御を行う構成を採用しても、電力供給直流ラインＬＷの電圧の変動が他の比例式充放電制御器に対する制御に与える影響を抑制することができる。しかも、本実施形態では、上述したように、ＬＩＣモジュール１１０の静電容量は、瞬時変動に対する電力供給ラインＬＷの電圧変動量ΔＶを「０」に近づける程度に大きい容量に設定されている。このため、負荷電力Ｗｒの変動（ΔＪ）に対して、電力供給直流ラインＬＷの電圧変動（ΔＶ）の応答が、より確実に遅くなり、また、電力供給直流ラインＬＷの電圧変動量ΔＶが、より確実に小さくなる。これにより、電力供給直流ラインＬＷの電圧の変動が他の比例式充放電制御器に対する制御に与える影響を、より効果的に抑制することができる。

　ＰＣＵ１２０は、複数の比例式充放電制御器のうち、特定制御器を除く他の比例式充放電制御器に対して、ストレージ電力Ｗｓおよび発電出力値Ｗｐ１に基づき出力電流値を目標電流値に近づける電流フィードバック制御を行う。なお、ＰＣＵ１２０は、他の比例式充放電制御器の少なくとも１つに対して、ストレージ電力Ｗｓおよび発電出力値Ｗｐ１に基づき出力電力値を目標電力値に近づける電力フィードバック制御を行うとしてもよい。このような制御を行うことにより、他の比例式充放電制御器に接続される電力供給源を、負の負荷（負荷の一部）として扱うことができる。

Ａ－２－３．非系統連携時における太陽光エネルギーの有効活用
　非系統連携では、例えば自立運転モードが実行される。非系統連携では、ＰＶ電力Ｗｐの余剰電力（＝Ｗｐ－Ｗｒ）に起因して電力供給直流ラインＬＷの電圧が上昇することがある。電力供給直流ラインＬＷの電圧が上昇すると、負荷３０を保護するための安全機能により負荷３０の動作が停止したり、負荷３０が配置された施設が停電したりするおそれがある。そうすると、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐを、負荷３０への電力供給に有効に活用することができなくなる。また、ＰＶ電力Ｗｐが負荷電力Ｗｒよりも少ない場合に、本来、太陽光発電装置１０の発電により得られるべき電力の代わりに、ＬＩＢモジュール５０のストレージ電力Ｗｓが負荷３０への電力供給のために放出されることになる。

　これに対して、本実施形態では、上述した通り、ＰＶ電力Ｗｐの余剰電力が抑制されるため、負荷３０の動作が継続され、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐを、負荷３０への電力供給に有効に活用することができる。また、非系統連携時では、制御部１２１は、ＬＩＢモジュール５０に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１３０だけに対して直流電圧フィードバック制御を行う。制御部１２１は、ソーラーパネル１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４Ｂに対して電流フィードバック制御または電力フィードバック制御を行う。これにより、非系統連携時において、直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生を抑制しつつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４ＢとＤＣ／ＤＣコンバータ１３０とを制御することができる。また、ソーラーパネル１２の発電制御を、直流電圧フィードバック制御に制約されることなく自由に行うことで太陽光エネルギーを有効活用することができる。

Ａ－２－４．系統連携の自家消費時における太陽光エネルギーの有効活用
　系統連携では、ＰＶ電力Ｗｐの余剰電力（＝Ｗｐ－Ｗｒ）が商用電源２０に逆潮流する。ここで、例えば、電力会社への売電を行わない自家消費契約が締結されている場合、逆潮流が発生すると、例えば受電設備等に設置された逆潮流検出器（図示しない）からの信号に基づき、太陽光発電装置１０の発電動作が一時的に停止する。そうすると、太陽光エネルギーを電力に変換して活用することができなくなる。また、ＰＶ電力Ｗｐが負荷電力Ｗｒよりも少ない場合に、本来、太陽光発電装置１０の発電により得られるべき電力をわざわざ無駄に商用電源２０から購入することになる。

　これに対して、本実施形態では、上述した通り、ＰＶ電力Ｗｐの余剰電力が抑制されるため、逆潮流の発生が抑制されることにより、太陽光発電装置１０の発電動作が継続され、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐを、負荷３０への電力供給に有効に活用することができる。また、系統連携時では、制御部１２１は、商用電源２０に接続されているＡＣ／ＤＣコンバータ２２に対して直流電圧フィードバック制御を行う。さらに、制御部１２１は、逆潮流が発生しないように系統出力を制約する。制御部１２１は、ソーラーパネル１２が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１４ＢとＬＩＢモジュール５０に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１３０とに対して電流フィードバック制御または電力フィードバック制御を行う。これにより、系統連携時において、直流電圧フィードバック制御の相互干渉の発生を抑制しつつ、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２とＤＣ／ＤＣコンバータ１４ＢとＤＣ／ＤＣコンバータ１３０とを制御することができる。また、ソーラーパネル１２の発電制御を、直流電圧フィードバック制御に制約されることなく自由に行うことで太陽光エネルギーを有効活用することができる。また、ＬＩＢモジュール５０が接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１３０に対して電流フィードバック制御を行うことにより、ＬＩＢモジュール５０を、負の負荷相当（負荷の一部）として扱えることができる。例えば負荷の一部となることで、ＬＩＢモジュール５０は、直流電圧フィードバック制御による制約を受けることなく、予め定められた計画どおりの充放電を行うことができる。

Ａ－２－５．外乱による電力供給直流ラインＬＷの電圧の瞬時変動の抑制
　制御部１２１は、特定制御器に対して、直流電圧フィードバック制御に、複数の電力供給源からの供給電力に対する負荷電力Ｗｒの過不足電力の予測値に基づくフィードフォワード制御を併用する。

　非系統連携時を例に挙げて説明する。非系統連携時では、特定制御器は、ＬＩＢモジュール５０に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ１３０である。図５は、非系統連携時に実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の制御処理の流れを示す説明図である。図５に示すように、制御部１２１は、フィードバック制御部２１０とフィードフォワード制御部２２０とを有している。フィードバック制御部２１０は、負荷センサ１５０によって検出される負荷電圧Ｖｆ（電力供給直流ラインＬＷの電圧値）が、予め定められた目標電圧値Ｖｔに近づく第１の電流指令Ｄ１を出力する。フィードフォワード制御部２２０は、過不足電力に応じた第２の電流指令Ｄ２を出力する。この過不足電力は、複数の電力供給源（商用電源２０、ソーラーパネル１２、ＬＩＢモジュール５０）からの供給電力に対する負荷３０の消費電力の過不足電力である。この過不足電力は、電力分配部１２５で決定された上記過不足電力値ΔＷ（＝Ｗｐ１－Ｗｒ１－Ｗｓ１－Ｗｃ２　過不足電力の予測値）でもよいし、各センサからの検出信号に基づき測定される実測値でもよい。フィードフォワード制御部２２０は、上記過不足電力値ΔＷと過不足電力の実測値とを選択してフィードフォワード制御を行うことができる。

　第１の電流指令Ｄ１と第２の電流指令Ｄ２とを合算した電流指令ＤｉがＤＣ／ＤＣコンバータ１３０に与えられる。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０には、過不足電力を外乱として、その過不足電力に応じて修正された電流指令Ｄｉが与えられる。このため、ロバスト性が向上し、外乱による電力供給直流ラインＬＷの電圧の瞬時変動が抑制されるため、負荷３０の動作が継続され、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐを、負荷３０への電力供給に有効に活用することができる。

　なお、フィードフォワード制御部２２０により過不足電力値ΔＷが選択された場合、次のメリットがある。すなわち、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。

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、電力供給源として、太陽光発電装置１０と商用電源２０とＬＩＢモジュール５０とを例示したが、電力供給源は、太陽光以外の再生可能エネルギー（例えば風力、水力、地熱、火力の自然エネルギーなど）を利用して発電する再生可能エネルギー利用発電装置でもよい。また、電力供給源は、例えばガス発電機など、再生可能エネルギーを利用しない発電装置や、商用電源２０やＬＩＢモジュール５０以外の電力供給源でもよい。

　上記実施形態において、電力供給直流ラインＬＷがＬＩＢモジュール５０（ＤＣ／ＤＣコンバータ１３０）に接続されていない構成でもよい。また、電力制御システム１００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２とＤＣ／ＤＣコンバータ１４ＢとＤＣ／ＤＣコンバータ１３０との少なくとも１つを内蔵する構成でもよい。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、共通の電力供給直流ライン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、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２とＤＣ／ＤＣコンバータ１４ＢとＤＣ／ＤＣコンバータ１３０とを例示したが、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などでもよい。なお、比例式充放電制御器には、充電と放電との両方を制御する制御器に限らず、充電と放電との一方だけを制御する制御器が含まれる。

　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、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における電力供給直流ライン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における電力供給直流ライン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。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。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。

　図６は、変形例における非系統連携時に実行されるＤＣ／ＤＣコンバータ１３０の制御処理の流れを示す説明図である。図６に示すように、制御部１２１は、フィードバック制御部２１０とゲインスケジューラ制御部２３０とを有している。ゲインスケジューラ制御部２３０は、過不足電力（過不足電力値ΔＷ、過不足電力の実測値）や電力供給直流ラインＬＷの電圧に基づくゲインスケジューラ（ゲインスケジューリング）制御を行う。具体的には、ゲインスケジューラ制御部２３０は、過不足電力をスケジューリング変数ＫＡとして、電力供給直流ラインＬＷの電圧値Ｖｆをスケジューリング変数ＫＢとして取得する。ゲインスケジューラ制御部２３０は、予め準備されたゲインマップを参照して、取得したスケジューリング変数ＫＡおよび変数ＫＢに応じたゲイン指令Ｇを抽出してフィードバック制御部２１０に与える。フィードバック制御部２１０は、与えられたゲイン指令Ｇに基づき、フィードバック制御におけるゲインを変更する。その結果、過不足電力や電力供給直流ラインＬＷの電圧の変動に応じて修正されたゲインに基づく電流指令ＤｉがＤＣ／ＤＣコンバータ１３０に与えられる。このため、目標電圧値Ｖｔに対する電力供給直流ラインＬＷの電圧値Ｖｆの乖離が小さくなる。これにより、ロバスト性が向上し、外乱による電力供給直流ラインＬＷの電圧の瞬時変動が抑制されるため、負荷３０の動作が継続され、太陽光発電装置１０のＰＶ電力Ｗｐを、負荷３０への電力供給に有効に活用することができる。なお、ゲインスケジューラ制御部２３０は、スケジューリング変数ＫＡおよび変数ＫＢのいずれか１つだけを取得する構成でもよい。

　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　１２７：キャパシタ電圧補正部　１３０：ＤＣ／ＤＣコンバータ　１３２：接続部　１４０：キャパシタセンサ　１５０：負荷センサ　２１０：フィードバック制御部　２２０：フィードフォワード制御部　２３０：ゲインスケジューラ制御部　ＬＷ：電力供給直流ライン

Claims

　再生可能エネルギー利用発電装置を含む少なくとも１以上の発電装置と商用電源とを含む複数の電力供給源のそれぞれに接続される複数の比例式充放電制御器と負荷とが接続される電力供給直流ラインに接続される電力制御システムであって、
　前記電力供給直流ラインに対して、前記負荷との直流換算による電位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、
　前記複数の比例式充放電制御器を制御する制御部であって、前記複数の比例式充放電制御器のうちの１つの特定制御器だけに対して、前記電力供給直流ラインの電圧を目標電圧に近づける直流電圧フィードバック制御を行う制御部と、
　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、前記特定制御器に対して、前記直流電圧フィードバック制御に、前記複数の電力供給源からの供給電力に対する前記負荷の消費電力の過不足電力の予測値に基づくフィードフォワード制御を併用する、
　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、前記特定制御器に対して、前記直流電圧フィードバック制御に、前記複数の電力供給源からの供給電力に対する前記負荷の消費電力の過不足電力の予測値に基づくゲインスケジューラ制御を併用する、
　電力制御システム。
　請求項１から請求項３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、
　前記特定制御器は、前記発電装置以外の電力供給源に接続される比例式充放電制御器である、
　電力制御システム。
　請求項４に記載の電力制御システムであって、
　前記複数の電力供給源は、エネルギーストレージ媒体を含み、
　前記商用電源が前記電力供給直流ラインから切り離された非系統連携時では、前記特定制御器は、前記エネルギーストレージ媒体に接続されている比例式充放電制御器である、
　電力制御システム。
　請求項４に記載の電力制御システムであって、
　前記商用電源が前記電力供給直流ラインに接続されている系統連携時では、前記特定制御器は、前記商用電源に接続されている比例式充放電制御器である、
　電力制御システム。