(57)【要約】【課題】発電効率の低下を抑止し、逆潮の発生を短時間で停止することができる運転制御システムを提供すること。【解決手段】ＰＶ６０−１〜ＰＶ６０−ｎの発電電力を制御する複数のＰＣＳ５０−１〜ＰＣＳ５０−ｎと、複数のＰＣＳ５０−１〜ＰＣＳ５０−ｎを制御する制御装置７０と、を含む運転制御システム１００であって、制御装置７０は、逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、複数のＰＣＳ５０−２〜ＰＣＳ５０−ｎのうち、運転を停止するＰＣＳ５０を決定するパワーコンディショナ決定部７２と、パワーコンディショナ決定部７２により決定されたＰＣＳ５０に対して運転停止指示を出す停止指示出力部７３と、を備え、各ＰＣＳ５０−１〜ＰＣＳ５０−ｎは、制御装置７０からの運転停止指示に基づいて運転を停止する運転停止部５２と、運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する運転復帰部５３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の発電電力を制御する複数のパワーコンディショナと、前記複数のパワーコンディショナを制御する制御装置と、を含む運転制御システムであって、
前記制御装置は、
逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転を停止するパワーコンディショナを決定するパワーコンディショナ決定部と、
前記パワーコンディショナ決定部により決定された前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す停止指示出力部と、を備え、
前記複数のパワーコンディショナは、
前記制御装置からの前記運転停止指示に基づいて運転を停止する運転停止部と、
前記運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する運転復帰部と、を備える
ことを特徴とする運転制御システム。
【請求項２】
前記パワーコンディショナ決定部は、運転を停止するパワーコンディショナをローテーションして決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の運転制御システム。
【請求項３】
前記パワーコンディショナ決定部は、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転時間の累積が大きいパワーコンディショナを優先して決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の運転制御システム。
【請求項４】
前記パワーコンディショナ決定部は、前記複数のパワーコンディショナのうち、発電電力量の累積が大きいパワーコンディショナを優先して決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の運転制御システム。
【請求項５】
前記パワーコンディショナ決定部は、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転回数が多いパワーコンディショナを優先して決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の運転制御システム。
【請求項６】
前記パワーコンディショナ決定部は、前記複数のパワーコンディショナのうち、前記逆潮を示す負荷信号を受信した時点において発電電力の少ないパワーコンディショナを優先して決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の運転制御システム。
【請求項７】
前記制御装置は、さらに、予め設定した運転モードに合わせて運転するパワーコンディショナの台数を決定する稼働台数制御部を備える
ことを特徴とする請求項１〜６のうち何れかに記載の運転制御システム。
【請求項８】
前記運転モードは、予め設定した予定ごとに設定されている
ことを特徴とする請求項７に記載の運転制御システム。
【請求項９】
前記運転制御システムは、さらに、蓄電ユニットを備え、
前記制御装置は、
前記停止指示出力部が前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す前に、前記複数のパワーコンディショナのうち特定のパワーコンディショナの出力を前記蓄電ユニットへ切り替える切替部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１〜８のうち何れかに記載の運転制御システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、さらに、
前記逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記停止指示出力部により前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す前に、前記パワーコンディショナの出力電力が負荷電力以下になるように前記パワーコンディショナの出力制御指示を出す出力制御指示部を備える
ことを特徴とする請求項１〜９のうち何れかに記載の運転制御システム。
【請求項１１】
太陽電池の発電電力を制御するとともに、運転停止指示に基づいて運転を停止し、前記運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する複数のパワーコンディショナを制御する制御装置であって、
前記制御装置は、逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転を停止するパワーコンディショナを決定するパワーコンディショナ決定部と、
前記パワーコンディショナ決定部により決定された前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す停止指示出力部と、を備える
ことを特徴とする制御装置。
【請求項１２】
太陽電池の発電電力を制御するとともに、運転停止指示に基づいて運転を停止し、前記運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する複数のパワーコンディショナを制御する制御装置の運転制御方法であって、
逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転を停止するパワーコンディショナを決定し、
前記決定された前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す
ことを特徴とする運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転制御システム、制御装置および運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光パネルにより発電を行う太陽光発電システムが使用されている。自家消費型の太陽光発電システムのように、発電した電力を電気事業者に売電しない場合には、太陽光パネルで発電した電力が商用電源側に逆潮するのを防止する必要がある。逆潮が発生した場合には、電気事業者が定める所定の時間（例えば、２ｓｅｃ）内に逆潮を停止する必要がある。そのため、パワーコンディショナに接続された太陽電池の電力が逆潮しない範囲で最大となるよう追随する最大電力点追従制御（MPPT：Maximum Power Point Tracking）が行われている。
【０００３】
また、例えば、商用電源側への逆潮を防止する技術として、逆潮回避のためのリミット電力を設定し、当該リミット電力以下になるようにパワーコンディショナにより太陽電池の発電電力を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、逆潮回避のためのリミット電力を設定した場合であっても、例えば、負荷電力が大きい電化製品を停止した場合には、太陽電池全体の発電電力に対し負荷電力が急に下回ることも想定される。その場合は、発電電力が負荷電力を大きく上回り、商用電源側に対し逆潮が発生する。パワーコンディショナによる電力制御は時間がかかるため、逆潮が発生してから特許文献１の技術や最大電力点追従制御によりパワーコンディショナに対し発電電力を制御したとしても、電気事業者が定める所定の時間内に逆潮が解消しないおそれがある。その場合は、パワーコンディショナ全体を遮断することとなり、パワーコンディショナの運転が復帰するまでの間全く発電されないこととなる。
【０００６】
また、逆潮が発生しないように、リミット電力を低く設定した場合には、太陽電池の発電電力が低くなり、発電効率が悪くなる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、発電効率の低下を抑止し、逆潮の発生を短時間で停止することができる運転制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる第１の側面である運転制御システムは、太陽電池の発電電力を制御する複数のパワーコンディショナと、前記複数のパワーコンディショナを制御する制御装置と、を含む運転制御システムであって、前記制御装置は、逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転を停止するパワーコンディショナを決定するパワーコンディショナ決定部と、前記パワーコンディショナ決定部により決定されたパワーコンディショナに対して運転停止指示を出す停止指示出力部と、を備え、前記複数のパワーコンディショナは、前記制御装置からの運転停止指示に基づいて運転を停止する運転停止部と、前記運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する運転復帰部と、を備える運転制御システムである。
【０００９】
本発明にかかる第２の側面である制御装置は、太陽電池の発電電力を制御するとともに、運転停止指示に基づいて運転を停止し、前記運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する複数のパワーコンディショナを制御する制御装置であって、前記制御装置は、逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転を停止するパワーコンディショナを決定するパワーコンディショナ決定部と、前記パワーコンディショナ決定部により決定された前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す停止指示出力部と、を備える制御装置である。
【００１０】
本発明にかかる第３の側面である運転制御方法は、太陽電池の発電電力を制御するとともに、運転停止指示に基づいて運転を停止し、前記運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する複数のパワーコンディショナを制御する制御装置の運転制御方法であって、逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転を停止するパワーコンディショナを決定し、前記決定された前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す運転制御方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、発電効率の低下を抑止し、逆潮の発生を短時間で停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の運転制御システムの一例を示す図である。
【図２】パワーコンディショナ決定部が運転を停止するＰＣＳをローテーションして決定する一例を示す図である。
【図３】電力監視システムの記憶部に記憶されている各ＰＣＳの運転時間、発電電力および運転回数の累積結果を示す図である。
【図４】負荷電力と発電電力との関係の一例を示す図である。
【図５】各運転モードにおける負荷電力と発電電力との関係の一例を示す図である。
【図６】制御装置が実行する運転制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】ＰＣＳが実行するＰＣＳ制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の運転制御システム１００の一例を示す図である。運転制御システム１００は、特に限定されるものではないが、例えば、工場に設置される。運転制御システム１００は、店舗や住家に設定してもよい。運転制御システム１００は、商用電力線１１を介して商用電源Ｓに接続されている。運転制御システム１００には、変圧器などによって変圧された商用電力が供給される。
【００１４】
図１に示すように、運転制御システム１００は、電流センサ２０、変換器３０、電力監視システム４０、複数のパワーコンディショナ（Power conditioner）（以下「ＰＣＳ」と称する）５０−１〜５０−ｎ、複数の太陽電池（Photovoltaics）（以下、「ＰＶ」と称する）６０−１〜６０−ｎ、制御装置７０、ＢＭＵ（Battery management system）８０、負荷群９０を備える。なお、運転制御システム１００は、図１に示していない他の回路要素を備えていてもよい。なお、複数のＰＣＳ５０−１〜５０−ｎを区別して説明する場合には、それぞれ「第１ＰＣＳ５０−１」、「第２ＰＣＳ５０−２」、「第３ＰＣＳ５０−３」…「第ｎＰＣＳ５０−ｎ」とも称する。また、複数のＰＣＳ５０−１〜５０−ｎを特に区別して説明する必要がない場合には、以下、「ＰＣＳ５０」と称する。同様に、複数のＰＶ６０−１〜６０−ｎを特に区別して説明する必要がない場合には、以下、「ＰＶ６０」と称する。なお、図１において、実線は電力線を示しており、点線は信号線を示している。
【００１５】
電流センサ２０は、計器用変流器（ＣＴ：Current Transformer）などにより構成される。電流センサ２０は、商用電源Ｓ側の交流電流を検出する。電流センサ２０の出力側には、電力監視システム４０を介して、複数のＰＣＳ５０−１〜５０−ｎが接続されている。さらに、各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎに、ＰＶ６０−１〜６０−ｎが接続されている。
【００１６】
各ＰＶ６０−１〜６０−ｎは、太陽光により発電した発電電力を各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎに出力する。ＰＣＳ５０は、双方向の交流／直流（ＡＣ／ＤＣ）変換器などを有し、ＰＶ６０の発電電力を制御してＰＶ６０から出力された直流電流を交流電流に変換し、電力監視システム４０へ供給する。図１の例では、各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎに、ＰＶ６０−１〜６０−ｎがそれぞれ１つずつ接続されているがこの限りではなく、１つのＰＣＳ５０に対し複数のＰＶ６０を接続してもよい。
【００１７】
電流センサ２０は、ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎから供給された交流電流、すなわち、逆潮を検出する。逆潮は、ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎから供給された発電電力から負荷群９０を差し引いた差分である。電流センサ２０は、逆潮を検出すると、逆潮した電流を所定の比率で小電流に変換した負荷信号を変換器３０へ送信する。変換器３０は、電流センサ２０から送信された負荷信号の電流をさらに小電流に変換して制御装置７０へ送信する。これにより、制御装置７０は、電流センサ２０から送信された逆潮を示す負荷信号を変換器３０を介して取得することができる。
【００１８】
電力監視システム４０は、監視制御部４１および記憶部４２を備える。なお、電力監視システム４０は、図１に示していない他の回路要素を備えていてもよい。監視制御部４１は、各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎの運転時間、発電電力および運転回数を逐次計測し、累積結果を記憶部４２に記憶する。
【００１９】
図３は、電力監視システム４０の記憶部４２に記憶されている各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎの運転時間、発電電力および運転回数の累積結果を示す図である。図３に示すように、記憶部４２には、ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎごとに運転時間（ｍｉｎ）、発電電力（ｋＷｈ）および運転回数（回）の累積結果が記憶されている。ＰＣＳ５０は、出力制御部５１、運転停止部５２および運転復帰部５３を備える。なお、ＰＣＳ５０は、図１に示していない他の回路要素を備えていてもよい。
【００２０】
制御装置７０は、出力制御指示部７１、パワーコンディショナ決定部７２、停止指示出力部７３、稼働台数制御部７４、切替部７５、記憶部７６を備える。なお、制御装置７０は、図１に示していない他の回路要素を備えていてもよい。
【００２１】
出力制御指示部７１は、電流センサ２０から逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、停止指示出力部７３によりＰＣＳ５０に対して運転停止指示を出す前に、ＰＣＳ５０の出力電力が負荷電力以下になるようにＰＣＳ５０の出力制御指示を出す。出力制御指示には、各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎに対するＡＣ出力の抑制範囲が設定されている。抑制範囲として、例えば１００〜５０％の抑制範囲が設定される。また、負荷電力が増加している場合には、出力制御指示部７１は、各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎへ出力１００％の出力制御指示を出す。
【００２２】
出力制御指示部７１により出力制御指示を受けたＰＣＳ５０の出力制御部５１は、出力制御指示に含まれる抑制範囲になるようにＰＣＳ５０の発電電力を抑制する制御を行う。例えば、出力制御指示に含まれる抑制範囲が５０％である場合には、ＰＣＳ５０は、発電電力を最大発電電力の５０％に抑制するよう制御する。また、出力制御指示部７１により出力１００％の出力制御指示を受けたＰＣＳ５０の出力制御部５１は、出力１００％になるようにＰＣＳ５０の発電電力を増加する制御を行う。
【００２３】
パワーコンディショナ決定部７２は、電流センサ２０から逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、複数のＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、運転を停止するＰＣＳ５０を決定する。例えば、パワーコンディショナ決定部７２は、運転を停止するＰＣＳ５０を決定する際、運転を停止するＰＣＳ５０−２〜５０−ｎをローテーションして決定する。例えば、パワーコンディショナ決定部７２は、運転を停止するＰＣＳ５０の順番を予め決定しておき、最後に停止したＰＣＳ５０の情報を記憶部７６に記憶しておく。そして、パワーコンディショナ決定部７２は、記憶部７６に記憶した最後に停止したＰＣＳ５０の次のＰＣＳ５０を停止するＰＣＳ５０として決定する。また、次の日、運転制御システム１００の運転を再開した場合であっても、パワーコンディショナ決定部７２は、記憶部７６に記憶した最後に停止したＰＣＳ５０の次のＰＣＳ５０を停止するＰＣＳ５０として決定することができる。これにより、各ＰＣＳ５０−２〜５０−ｎの稼働率を分散化して負担を軽減し、ＰＣＳ５０の寿命を延ばすことができる。
【００２４】
図２は、パワーコンディショナ決定部７２が運転を停止するＰＣＳ５０−２〜５０−ｎをローテーションして決定する一例を示す図である。図２に示すように、パワーコンディショナ決定部７２は、運転を停止するＰＣＳ５０−２〜５０−ｎを順番に決定している。例えば、時刻ｔ１において逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、パワーコンディショナ決定部７２は、複数のＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、第２ＰＣＳ５０−２を運転を停止するＰＣＳ５０として決定する。そして、次に、時刻ｔ２において逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、パワーコンディショナ決定部７２は、第２ＰＣＳ５０−２の次の第３ＰＣＳ５０−３を運転を停止するＰＣＳ５０として決定する。パワーコンディショナ決定部７２は、同様の処理を繰り返し実行する。
【００２５】
また、パワーコンディショナ決定部７２は、複数のＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、運転時間の累積が大きいＰＣＳ５０を優先して決定してもよい。例えば、図３に示す電力監視システム４０の記憶部４２に記憶されている運転時間の累積の情報のうち、最も大きい運転時間「8,600min」のＰＣＳ５０は第３ＰＣＳ５０−３である。パワーコンディショナ決定部７２は、電力監視システム４０の記憶部４２に記憶されている運転時間の累積の情報を取得して、各ＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、運転時間の累積が最も大きい第３ＰＣＳ５０−３を運転を停止するＰＣＳ５０として決定する。これにより、各ＰＣＳ５０−２〜５０−ｎにかかる運転時間を分散化して負担を軽減し、ＰＣＳ５０の寿命を延ばすことができる。
【００２６】
また、パワーコンディショナ決定部７２は、複数のＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、発電電力量の累積が大きいＰＣＳ５０を優先して決定してもよい。例えば、図３に示す電力監視システム４０の記憶部４２に記憶されている発電電力量の累積の情報のうち、最も大きい発電電力量「4,176kWh」のＰＣＳ５０は第３ＰＣＳ５０−３である。パワーコンディショナ決定部７２は、電力監視システム４０の記憶部４２に記憶されている発電電力量の累積の情報を取得して、各ＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、発電電力量の累積が最も大きい第３ＰＣＳ５０−３を運転を停止するＰＣＳ５０として決定する。これにより、各ＰＣＳ５０−２〜５０−ｎにかかる発電電力量を分散化して負担を軽減し、ＰＣＳ５０の寿命を延ばすことができる。
【００２７】
また、パワーコンディショナ決定部７２は、複数のＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、運転回数の累積が多いＰＣＳ５０を優先して決定してもよい。例えば、図３に示す電力監視システム４０の記憶部４２に記憶されている運転回数の累積の情報のうち、最も多い運転回数「2,032回」のＰＣＳ５０は第２ＰＣＳ５０−２である。パワーコンディショナ決定部７２は、電力監視システム４０の記憶部４２に記憶されている運転回数の累積の情報を取得して、各ＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、運転回数の累積が最も多い第２ＰＣＳ５０−２を運転を停止するＰＣＳ５０として決定する。これにより、各ＰＣＳ５０−２〜５０−ｎにかかる運転回数を分散化して負担を軽減し、ＰＣＳ５０の寿命を延ばすことができる。
【００２８】
また、パワーコンディショナ決定部７２は、複数のＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、逆潮を示す負荷信号を受信した時点において発電電力の少ないＰＣＳ５０を優先して決定してもよい。この場合、パワーコンディショナ決定部７２は、負荷信号を受信した時点における発電電力の情報を電力監視システム４０から取得する。例えば、負荷信号を受信した時点において最も少ない発電電力のＰＣＳ５０が第２ＰＣＳ５０−２である場合には、パワーコンディショナ決定部７２は、各ＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、第２ＰＣＳ５０−２を運転を停止するＰＣＳ５０として決定する。これにより、ＰＣＳ５０の運転を停止した際に減少する発電電力量を最小限にし、発電効率の低下を防ぐことができる。
【００２９】
上述の実施形態では、第１ＰＣＳ５０−１は、パワーコンディショナ決定部７２が決定する運転を停止するＰＣＳ５０に含まれていないがその限りではない。例えば、ＢＭＵ８０に蓄電しない場合には、パワーコンディショナ決定部７２は、運転を停止するＰＣＳ５０として、第１ＰＣＳ５０−１を含めた複数のＰＣＳ５０−１〜５０−ｎのうち、運転を停止するＰＣＳ５０を決定してもよい。
【００３０】
停止指示出力部７３は、パワーコンディショナ決定部７２により決定されたＰＣＳ５０に対して運転停止指示を出す。ＰＣＳ５０の運転停止部５２は、制御装置７０からの運転停止指示に基づいて運転を停止する。運転停止部５２による運転の停止は、逆潮が発生してから１〜１．８ｓｅｃ以内に可能であり、電気事業者が定める所定の時間は例えば２ｓｅｃであるので、電気事業者が定める所定の時間内に逆潮を停止することができる。
【００３１】
運転復帰部５３は、制御装置７０から運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する。所定の復帰時間は、電気事業者により定められている時間である。所定の復帰時間は、例えば３００ｓｅｃである。所定の復帰時間は、電気事業者により定められた時間に対応できるよう任意に変更可能である。例えば、運転復帰部５３は、制御装置７０からの運転停止指示に基づいて運転復帰タイマを起動し、所定の復帰時間の経過後に運転復帰タイマが終了した場合、停止していた運転を復帰する。
【００３２】
次に、負荷電力と発電電力との関係について説明する。図４は、負荷電力と発電電力との関係の一例を示す図である。なお、図４において、波線は負荷電力を示しており、各ブロックはＰＣＳ５０−１〜５０−ｎごとの発電電力を示している。図４では、時刻ｔ１１において、逆潮が発生した場合について説明する。
【００３３】
図４（１）に示すように、時刻ｔ１１において逆潮Ｒが発生し、電流センサ２０から逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、制御装置７０の出力制御指示部７１は、ＰＣＳ５０の出力電力が負荷電力以下になるようにＰＣＳ５０の出力制御指示を出す。例えば、出力制御指示に含まれる抑制範囲が９０％である場合には、図４（２）に示すように、ＰＣＳ５０の出力制御部５１は、発電電力を最大発電電力の９０％に抑制するよう制御する。これにより逆潮は解消する。
【００３４】
これに対し、図４（３）に示すように、負荷電力が大きく減少した場合には、負荷電力の減少に対し、ＰＣＳ５０の出力制御部５１の制御による発電電力の減少が間に合わず、電気事業者が定める所定の時間内に逆潮を停止することができない場合がある。
【００３５】
この場合、パワーコンディショナ決定部７２は、複数のＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、運転を停止するＰＣＳ５０を決定する。停止指示出力部７３は、パワーコンディショナ決定部７２により決定されたＰＣＳ５０に対して運転停止指示を出す。制御装置７０からの運転停止指示を受けたＰＣＳ５０の運転停止部５２は運転を停止する。
【００３６】
これにより、負荷電力が大きく減少した場合であっても、図４（４）に示すように、複数のＰＣＳ５０−２〜５０−ｎのうち、決定したＰＣＳ５０の運転を即座に停止することができる。したがって、逆潮の発生を短時間で停止することができる。また、パワーコンディショナ決定部７２が決定したＰＣＳ５０のみを停止することができるため、発電効率の低下を抑止することができる。
【００３７】
稼働台数制御部７４は、予め設定した運転モードに合わせて運転するＰＣＳ５０の台数を決定する。運転モードは、予め設定した予定ごとに設定することができる。運転モードの情報は、記憶部７６に記憶されている。例えば、運転モードは、平日運転モード、半日運転モードおよび休日運転モードを含む複数の運転モードを含む。また、各運転モードへの切替は、操作者の操作に基づき任意に変更可能である。
【００３８】
図５は、各運転モードにおける負荷電力と発電電力との関係の一例を示す図である。なお、図５において、波線は負荷電力を示しており、各ブロックはＰＣＳ５０−１〜５０−ｎごとの発電電力を示している。
【００３９】
図５（１）に示すように、操作者の操作に基づき平日運転モードが設定されている場合には、稼働台数制御部７４は、稼働台数制御部７４は、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２２までは、全てのＰＣＳＰＣＳ５０−１〜５０−ｎの台数を運転するＰＣＳ５０の台数として決定する。
【００４０】
図５（２）に示すように、操作者の操作に基づき半日運転モードが設定されている場合には、稼働台数制御部７４は、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２３までは、全てのＰＣＳＰＣＳ５０−１〜５０−ｎの台数を運転するＰＣＳ５０の台数として決定する。また、半日運転モードが設定されている場合には、稼働台数制御部７４は、時刻ｔ２３〜時刻ｔ２２までは、ＰＣＳＰＣＳ５０−１〜５０−ｎのうち任意に設定した台数のＰＣＳ５０を運転するＰＣＳ５０の台数として決定する。図５（２）の例では、任意に設定した台数として２台のＰＣＳ５０が運転するＰＣＳ５０の台数として決定されている。
【００４１】
図５（３）に示すように、操作者の操作に基づき休日運転モードが設定されている場合には、稼働台数制御部７４は、ｔ２１〜ｔ２２まで、ＰＣＳＰＣＳ５０−１〜５０−ｎのうち任意に設定した台数のＰＣＳ５０を運転するＰＣＳ５０の台数として決定する。図５（３）の例では、任意に設定した台数として２台のＰＣＳ５０が運転するＰＣＳ５０の台数として決定されている。
【００４２】
これにより、無駄な発電を抑止しして各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎの負担を軽減し、ＰＣＳ５０の寿命を延ばすことができる。また、必要最低限の負荷電力に対応する発電を行うことにより、逆潮の発生を未然に防ぐことができる。
【００４３】
ＢＭＵ８０は、ＰＣＳ５０から供給される余剰電力を蓄え、電力不足時に放電可能なものである。ＢＭＵ８０は、本発明の蓄電ユニットに対応する。ＢＭＵ８０は、蓄電制御部８１およびバッテリ８２を備える。なお、ＢＭＵ８０は、図１に示していない他の回路要素を備えていてもよい。
【００４４】
制御装置７０の切替部７５は、電流センサ２０から出力された逆潮を示す負荷信号を受信すると、停止指示出力部７３がＰＣＳ５０に対して運転停止指示を出す前に、複数のＰＣＳ５０−１〜５０−ｎのうち第１ＰＣＳ５０−１の出力をＢＭＵ８０へ切り替える。ＢＭＵ８０の蓄電制御部８１は、第１ＰＣＳ５０−１から電力が供給されると、供給された電力をバッテリ８２に蓄電する。これにより、ＢＭＵ８０は、第１ＰＣＳ５０−１から供給される余剰電力を蓄えることができる。第１ＰＣＳ５０−１は、本発明の特定のパワーコンディショナに対応する。
【００４５】
また、制御装置７０の切替部７５は、夜間や、悪天候時など、ＰＶ６０で発電できない時間帯などにおいて、ＢＭＵ８０のバッテリ８２に蓄電されている電力を、電力監視システム４０を介して、ＰＣＳ５０、ＰＶ６０、制御装置７０などの装置に供給する。これにより、各装置の待機電力などを自家発電により補うことができ、発電効率の向上を図ることができる。
【００４６】
電力監視システム４０の記憶部４２はメモリにより実現される。また、電力監視システム４０の監視制御部４１は、プロセッサシステムにより実現される。プロセッサシステムは、プロセッサエレメントを含み、与えられたプログラムを実行することにより監視制御部４１の機能を提供する。
【００４７】
また、ＰＣＳ５０の出力制御部５１、運転停止部５２、運転復帰部５３は、プロセッサシステムにより実現される。プロセッサシステムは、プロセッサエレメントおよびメモリを含み、与えられたプログラムを実行することにより出力制御部５１、運転停止部５２、運転復帰部５３の機能を提供する。
【００４８】
なお、制御装置７０の記憶部７６はメモリにより実現される。また、制御装置７０の出力制御指示部７１、パワーコンディショナ決定部７２、停止指示出力部７３、稼働台数制御部７４、切替部７５は、プロセッサシステムにより実現される。プロセッサシステムは、プロセッサエレメントを含み、与えられたプログラムを実行することにより出力制御指示部７１、パワーコンディショナ決定部７２、停止指示出力部７３、稼働台数制御部７４、切替部７５の機能を提供する。
【００４９】
次に、図６〜図７を参照して、実施形態の運転制御方法の処理の流れの一例について説明する。図６は、制御装置７０が実行する運転制御処理の一例を示すフローチャートである。
【００５０】
はじめに、出力制御指示部７１は、電流センサ２０から送信された負荷信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１１）。負荷信号を受信していない場合（ステップＳ１１のＮＯ）には、負荷信号を受信するまでの間処理は待機となる。負荷信号を受信した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）には、出力制御指示部７１は、逆潮を示す負荷信号を受信してから所定時間内に再度逆潮を示す負荷信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理では、後述のステップＳ１４で各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎへ出力Ｘ％の出力抑制指示を出したにもかかわらず逆潮が解消せず、再度逆潮を示す負荷信号を受信したか否かが判定される。
【００５１】
逆潮を示す負荷信号を受信してから所定時間内に再度逆潮を示す負荷信号を受信していない場合（ステップＳ１２のＮＯ）、すなわち、初めて逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、出力制御指示部７１は、負荷電力に含まれる情報は負荷電力上昇か減少かを判定する（ステップＳ１３）。負荷電力が減少している場合（ステップＳ１３：減少）には、出力制御指示部７１は、各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎへ出力Ｘ％の出力抑制指示を出す（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の処理が終了すると処理はステップＳ１１に戻る。
【００５２】
負荷電力が増加している場合（ステップＳ１３：増加）には、出力制御指示部７１は、各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎへ出力１００％の出力制御指示を出す（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理が終了すると処理はステップＳ１１に戻る。
【００５３】
逆潮を示す負荷信号を受信してから所定時間内に再度逆潮を示す負荷信号を受信した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）には、切替部７５は、第１ＰＣＳ５０−１のＡＣ出力をＢＭＵ８０に切替済か否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１２のＹＥＳの判定は、ステップＳ１４において、各ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎへ出力Ｘ％の抑制指令を出したにも係わらず、逆潮が継続している場合に判定される。
【００５４】
第１ＰＣＳ５０−１のＡＣ出力をＢＭＵ８０に切り替えていない場合（ステップＳ１６のＮＯ）には、切替部７５は、ＢＭＵ８０のバッテリ８２は満タンか否かを判定する（ステップＳ１７）。ＢＭＵ８０のバッテリ８２は満タンである場合（ステップＳ１７のＹＥＳ）には、処理はステップＳ１９に進む。ＢＭＵ８０のバッテリ８２は満タンでない場合（ステップＳ１７のＮＯ）には、切替部７５は、第１ＰＣＳ５０−１のＡＣ出力をＢＭＵ８０へ切り替える（ステップＳ１８）。
【００５５】
第１ＰＣＳ５０−１のＡＣ出力がＢＭＵ８０へ切り替えられると、ＢＭＵ８０の蓄電制御部８１は、第１ＰＣＳ５０−１のＡＣ出力でバッテリ８２を蓄電する。これにより、逆潮を抑止できるとともに、余剰電力をバッテリ８２に蓄電することで、ＰＶ６０で発電できない時間帯などにおいて、電力監視システム４０、ＰＣＳ５０、ＰＶ６０、制御装置７０、ＢＭＵ８０などの待機電力を補うことができる。これにより、発電効率の向上を図ることができる。この処理が終了すると処理はステップＳ１１に戻る。
【００５６】
第１ＰＣＳ５０−１のＡＣ出力をＢＭＵ８０に切替済である場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）には、パワーコンディショナ決定部７２は、停止するＰＣＳ５０をローテーションにより決定する（ステップＳ１９）。停止指示出力部７３は、ステップＳ１９で決定したＰＣＳ５０に対して運転停止指示を出す（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において、制御装置７０からの運転停止指示を受けたＰＣＳ５０の運転停止部５２は運転を停止する。ステップＳ２０の処理が終了すると処理はステップＳ１１に戻る。なお、ステップＳ１９、ステップＳ２０の処理は、逆潮が解消するまで複数回実行される。すなわち、１つのＰＣＳ５０を運転を停止しても逆潮が解消しない場合には、パワーコンディショナ決定部７２は、次のＰＣＳ５０を停止するＰＣＳ５０として決定する。そして、停止指示出力部７３は、パワーコンディショナ決定部７２が決定したＰＣＳ５０に対し運転停止指示を出す。運転停止指示を受けた次のＰＣＳ５０は運転を停止する。これにより、負荷電力が急に減少した場合であっても、逆潮の発生を短時間で停止することができる。
【００５７】
図７は、ＰＣＳ５０−１〜５０−ｎが実行するＰＣＳ制御処理の一例を示すフローチャートである。
【００５８】
はじめに、運転停止部５２は、制御装置７０から運転停止指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ５１）。運転停止指示を受信した場合（ステップＳ５１のＹＥＳ）には、運転停止部５２は、制御装置７０からの運転停止指示に基づいて運転を停止する（ステップＳ５２）。そして、運転復帰部５３は、運転復帰タイマを起動する（ステップＳ５３）。運転復帰部５３は、ステップＳ５３で起動した運転復帰タイマが終了したか否かを判定する（ステップＳ５４）。運転復帰タイマが終了していない場合（ステップＳ５４のＮＯ）には、運転復帰タイマが終了するまで処理は待機となる。運転復帰タイマが終了した場合（ステップＳ５４のＹＥＳ）には、ステップＳ５２で停止していた運転を復帰する（ステップＳ５５）。この処理が終了すると、処理はステップＳ５１に戻る。
【００５９】
運転停止指示を受信していない場合（ステップＳ５１のＮＯ）には、出力制御部５１は、出力制御指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ５６）。出力制御指示を受信していない場合（ステップＳ５６のＮＯ）には、処理はステップＳ１１に戻る。出力制御指示を受信した場合（ステップＳ５６のＹＥＳ）には、出力制御部５１は、出力制御を行う（ステップＳ５７）。ステップＳ５７の処理では、出力制御部５１は、出力制御指示に含まれる抑制範囲になるようにＰＣＳ５０の発電電力を抑制する制御を行う。例えば、出力制御部５１は、出力制御指示に含まれる抑制範囲になるようにＰＣＳ５０の発電電力を抑制する制御を行う。また、出力１００％の出力制御指示を受けた場合には、出力制御部５１は、出力１００％になるようにＰＣＳ５０の発電電力を増加する制御を行う。ステップＳ５７の処理が終了すると、処理はステップＳ５１に戻る。
【００６０】
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１１  ：商用電力線
２０  ：電流センサ
３０  ：変換器
４０  ：電力監視システム
４１  ：監視制御部
４２  ：記憶部
５０−１〜５０−ｎ：ＰＣＳ
５１  ：出力制御部
５２  ：運転停止部
５３  ：運転復帰部
６０−１〜６０−ｎ：ＰＶ
７０  ：制御装置
７１  ：出力制御指示部
７２  ：パワーコンディショナ決定部
７３  ：停止指示出力部
７４  ：稼働台数制御部
７５  ：切替部
７６  ：記憶部
８０  ：ＢＭＵ
８１  ：蓄電制御部
８２  ：バッテリ
９０  ：負荷群
１００：運転制御システム
Ｒ    ：逆潮
Ｓ    ：商用電源
【図１】
2020088938.tif 000003
【図２】
2020088938.tif 000004
【図３】
2020088938.tif 000005
【図４】
2020088938.tif 000006
【図５】
2020088938.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020088938.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月17日(2020.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の発電電力を制御する複数のパワーコンディショナと、前記複数のパワーコンディショナを制御する制御装置と、を含む運転制御システムであって、
前記制御装置は、
逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転を停止するパワーコンディショナを決定するパワーコンディショナ決定部と、
前記パワーコンディショナ決定部により決定された前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す停止指示出力部と、を備え、
前記複数のパワーコンディショナは、
前記制御装置からの前記運転停止指示に基づいて運転を停止する運転停止部と、
前記運転停止指示を受けてから所定の復帰時間経過後、運転を復帰する運転復帰部と、を備える
ことを特徴とする運転制御システム。
【請求項２】
前記パワーコンディショナ決定部は、運転を停止するパワーコンディショナをローテーションして決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の運転制御システム。
【請求項３】
前記パワーコンディショナ決定部は、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転時間の累積が大きいパワーコンディショナを優先して決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の運転制御システム。
【請求項４】
前記パワーコンディショナ決定部は、前記複数のパワーコンディショナのうち、発電電力量の累積が大きいパワーコンディショナを優先して決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の運転制御システム。
【請求項５】
前記パワーコンディショナ決定部は、前記複数のパワーコンディショナのうち、運転回数が多いパワーコンディショナを優先して決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の運転制御システム。
【請求項６】
前記パワーコンディショナ決定部は、前記複数のパワーコンディショナのうち、前記逆潮を示す負荷信号を受信した時点において発電電力の少ないパワーコンディショナを優先して決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の運転制御システム。
【請求項７】
前記制御装置は、さらに、予め設定した運転モードに合わせて運転するパワーコンディショナの台数を決定する稼働台数制御部を備える
ことを特徴とする請求項１〜６のうち何れかに記載の運転制御システム。
【請求項８】
前記運転モードは、予め設定した予定ごとに設定されている
ことを特徴とする請求項７に記載の運転制御システム。
【請求項９】
前記運転制御システムは、さらに、蓄電ユニットを備え、
前記制御装置は、
前記停止指示出力部が前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す前に、前記複数のパワーコンディショナのうち特定のパワーコンディショナの出力を前記蓄電ユニットへ切り替える切替部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１〜８のうち何れかに記載の運転制御システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、さらに、
前記逆潮を示す負荷信号を受信した場合には、前記停止指示出力部により前記パワーコンディショナに対して運転停止指示を出す前に、前記パワーコンディショナの出力電力が負荷電力以下になるように前記パワーコンディショナの出力制御指示を出す出力制御指示部を備える
ことを特徴とする請求項１〜９のうち何れかに記載の運転制御システム。