(57)【要約】【課題】燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を系統電源が復電したときに終了させる。【解決手段】系統電源２００の停電時に、燃料電池発電システム４０から直流出力経路３５４を介したインバータ１３への直流電力供給と、インバータ１３によるＤＣ−ＡＣ変換と、インバータ１３から自立運転時用経路３５３および電力切替ユニット２８を介した第２分電盤９０への交流電力給電と、が行われる。交流負荷５６で電力を消費させているときに電流検出部２７の測定値が系統電源２００が復電していることを示す値であるという条件を第１条件と定義したとき、第１条件が成立していることのＭ１回の検出がなされた場合に、直流電力供給を終了させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源と連系する電力システムであって、
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第１分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第１分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第２分岐部を有する第２分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
前記系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第１分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第２分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第１分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるＤＣ−ＡＣ変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第２分電盤への交流電力給電と、が行われ、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第１条件と定義したとき、
前記第１条件が成立していることのＭ１回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させる、
電力システム。
ここで、Ｍ１は、１以上の自然数である。
【請求項２】
前記Ｍ１回の検出は、複数回の連続検出である、
請求項１に記載の電力システム。
【請求項３】
前記交流負荷で電力を消費させていないときに前記電流検出部の測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第２条件と定義したとき、
前記第２条件が成立していることのＭ２回の連続検出がなされた場合にも、前記直流電力供給を終了させ、
前記第２条件の１回の検出はなされたものの前記Ｍ２回の連続検出はなされなかった場合に、前記交流負荷で電力を消費させる、
請求項１または２に記載の電力システム。
ここで、Ｍ２は、２以上の自然数である。
【請求項４】
前記交流出力経路を通じて前記燃料電池発電システムに入力される電圧が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第３条件と定義したとき、
前記第３条件が成立していることのＭ３回の連続検出がなされた場合にも、前記直流電力供給を終了させ、
前記第３条件の１回の検出はなされたものの前記Ｍ３回の連続検出はなされなかった場合に、前記交流負荷で電力を消費させる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の電力システム。
ここで、Ｍ３は、２以上の自然数である。
【請求項５】
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムをさらに備え、
前記太陽光発電システムから前記インバータに直流電力を導く経路が設けられている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電力システム。
【請求項６】
蓄電装置をさらに備え、
前記蓄電装置から前記インバータに直流電力を導く経路が設けられている、
請求項１から５のいずれか一項に記載の電力システム。
【請求項７】
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムと、
蓄電装置と、をさらに備え、
前記太陽光発電システムから前記蓄電装置に直流電力を導く経路と、
前記燃料電池発電システムから前記蓄電装置に直流電力を導く経路と、が設けられている、
請求項１から６のいずれか一項に記載の電力システム。
【請求項８】
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムと、
蓄電装置と、
コンセントと、をさらに備え、
前記太陽光発電システムから前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第２分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、
前記燃料電池発電システムから前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第２分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、
前記蓄電装置から前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第２分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、が設けられている、
請求項１から７のいずれか一項に記載の電力システム。
【請求項９】
前記蓄電装置から前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第２分岐部をこの順に介して前記受電部に電力を導く経路が設けられている、
請求項８に記載の電力システム。
【請求項１０】
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第１分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第１分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第２分岐部を有する第２分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第１分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第２分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第１分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるＤＣ−ＡＣ変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第２分電盤への交流電力給電と、が行われる、電力システムの制御方法であって、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第１条件と定義したとき、
前記第１条件が成立していることのＭ１回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させることを含む、
制御方法。
ここで、Ｍ１は、１以上の自然数である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電力を発電し、直流電力をインバータで交流電力に変換し、交流電力を系統電源に逆潮流させることと負荷に供給することとが可能な電力システムが知られている。例えば、特許文献１に、そのような電力システムが記載されている。特許文献１には、系統電源の停電時に、燃料電池発電システムからインバータに直流電力を供給し、直流電力をインバータで交流電力に変換し、交流電力を負荷で利用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１１７６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を系統電源が復電したときに終了させるのに適した技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、
系統電源と連系する電力システムであって、
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第１分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第１分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第２分岐部を有する第２分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
前記系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第１分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第２分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第１分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるＤＣ−ＡＣ変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第２分電盤への交流電力給電と、が行われ、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第１条件と定義したとき、
前記第１条件が成立していることのＭ１回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させる、
電力システムを提供する。
ここで、Ｍ１は、１以上の自然数である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示に係る技術は、燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を系統電源が復電したときに終了させるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、系統連系時における電力システムのブロック図である。
【図２】図２は、停電時における電力システムのブロック図である。
【図３】図３は、特性変換回路で得られるＶ−Ｐ特性を説明するための図である。
【図４】図４は、特性変換回路の一例を示す図である。
【図５】図５は、電流センサを説明するための図である。
【図６】図６は、第１シャントレギュレータを説明するための図である。
【図７】図７は、第２シャントレギュレータを説明するための図である。
【図８】図８は、制御の具体例を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、特性変換回路の一具体例を示す図である。
【図１０】図１０は、特性変換回路の別例を示す図である。
【図１１】図１１は、特性変換回路の別の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（本開示の基礎となった知見）
直流電力を発電し、直流電力をインバータで交流電力に変換し、交流電力を系統電源に逆潮流させることと負荷に供給することとが可能な電力システムであって、燃料電池発電システムを含むシステムを考える。そのような電力システムでは、系統電源の停電時には燃料電池発電システムからインバータを介して負荷に電力を供給し、系統電源の非停電時には別の発電システムからインバータを介して系統電源に電力を逆潮流させることができる。そのようにする場合、停電時にはインバータと負荷とを接続する電気経路が確立され、非停電時にはインバータと系統電源とを接続する電気経路が確立されるように、電力システムを構成することが考えられる。上記別の発電システムとして、例えば、太陽光発電システムを採用できる。
【０００９】
このように構成された電力システムにおいては、系統電源の停電時には、天候に左右されずに発電できるという燃料電池発電システムの長所を活かして負荷に電力を供給できる。一方、系統電源の非停電時には、上記別の発電システムの発電電力を系統電源に逆潮流させることにより、電力システムのユーザは金銭的なメリットを享受できる。
【００１０】
上記のように構成された電力システムにおいて、停電発生から復電まで燃料電池発電システムから負荷に継続して電力を供給すると、ユーザにとって便利である。ただし、復電に伴いインバータと系統電源とを接続する電気経路が確立されたにも関わらず燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給が継続されていると、燃料電池発電システムから系統電源への電力の逆潮流が生じるおそれがある。そこで、本発明者らは、燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を系統電源が復電したときに終了させるのに適した技術を検討した。
【００１１】
（本開示に係る一態様の概要）
本開示の第１態様に係る電力システムは、
系統電源と連系する電力システムであって、
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第１分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第１分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第２分岐部を有する第２分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
前記系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第１分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第２分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第１分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるＤＣ−ＡＣ変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第２分電盤への交流電力給電と、が行われ、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第１条件と定義したとき、
前記第１条件が成立していることのＭ１回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させる。
ここで、Ｍ１は、１以上の自然数である。
【００１２】
第１態様に係る技術は、系統電源が復電したときに燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を終了するのに適している。
【００１３】
本開示の第２態様において、例えば、第１態様に係る電力システムでは、
前記Ｍ１回の検出は、複数回の連続検出であってもよい。
【００１４】
第２態様によれば、系統電源が復電している蓋然性が高いときに、直流電力供給を終了させることができる。
【００１５】
本開示の第３態様において、例えば、第１態様または第２態様に係る電力システムは、
前記交流負荷で電力を消費させていないときに前記電流検出部の測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第２条件と定義したとき、
前記第２条件が成立していることのＭ２回の連続検出がなされた場合にも、前記直流電力供給を終了させてもよく、
前記第２条件の１回の検出はなされたものの前記Ｍ２回の連続検出はなされなかった場合に、前記交流負荷で電力を消費させてもよい。
ここで、Ｍ２は、２以上の自然数である。
【００１６】
第３態様によれば、系統電源が復電している蓋然性が高いことを第２条件を用いて確認できたときに、燃料電池発電システムの交流負荷で電力を消費させることなく直流電力供給を終了させることができる。
【００１７】
本開示の第４態様において、例えば、第１から第３態様のいずれか１つに係る電力システムは、
前記交流出力経路を通じて前記燃料電池発電システムに入力される電圧が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第３条件と定義したとき、
前記第３条件が成立していることのＭ３回の連続検出がなされた場合にも、前記直流電力供給を終了させてもよく、
前記第３条件の１回の検出はなされたものの前記Ｍ３回の連続検出はなされなかった場合に、前記交流負荷で電力を消費させてもよい。
ここで、Ｍ３は、２以上の自然数である。
【００１８】
第４態様によれば、系統電源が復電している蓋然性が高いことを第３条件を用いて確認できたときに、燃料電池発電システムの交流負荷で電力を消費させることなく直流電力供給を終了させることができる。
【００１９】
本開示の第５態様において、例えば、第１から第４態様のいずれか１つに係る電力システムは、
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムをさらに備えていてもよく、
前記太陽光発電システムから前記インバータに直流電力を導く経路が設けられていてもよい。
【００２０】
第５態様の電力システムは、電力システムの具体例である。
【００２１】
本開示の第６態様において、例えば、第１から第５態様のいずれか１つに係る電力システムは、
蓄電装置をさらに備えていてもよく、
前記蓄電装置から前記インバータに直流電力を導く経路が設けられていてもよい。
【００２２】
第６態様の電力システムは、電力システムの具体例である。
【００２３】
本開示の第７態様において、例えば、第１から第６態様のいずれか１つに係る電力システムは、
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムと、
蓄電装置と、をさらに備えていてもよく、
前記太陽光発電システムから前記蓄電装置に直流電力を導く経路と、
前記燃料電池発電システムから前記蓄電装置に直流電力を導く経路と、
が設けられていてもよい。
【００２４】
第７態様によれば、太陽光発電システムからのみならず、燃料電池発電システムからも、蓄電装置を充電することができる。
【００２５】
本開示の第８態様において、例えば、第１から第７態様のいずれか１つに係る電力システムは、
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムと、
蓄電装置と、
コンセントと、をさらに備えていてもよく、
前記太陽光発電システムから前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第２分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、
前記燃料電池発電システムから前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第２分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、
前記蓄電装置から前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第２分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、が設けられていてもよい。
【００２６】
第８態様によれば、太陽光発電システムおよび蓄電装置から電力が供給されるコンセントに、燃料電池発電システムからも電力を供給できる。このことは、以下の理由で、停電時に便利である。すなわち、夜、雨天時などには、太陽光発電システムは発電できない。仮に上記コンセントに燃料電池発電システムから電力を供給できないとすると、夜、雨天時などに停電が続く場合において、上記コンセントから電力を取り出し可能な期間は蓄電装置のみに基づく限られたものとなる。これに対し、第８態様では、上記コンセントに燃料電池発電システムから電力を供給できるため、上記期間を延ばすことができる。夜、雨天時などに停電が続く場合において、別のコンセントへの差し替えなしで１つのコンセントから長時間電力を取り出せることは、ユーザにとって便利である。
【００２７】
本開示の第９態様において、例えば、第８態様に係る電力システムでは、
前記蓄電装置から前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第２分岐部をこの順に介して前記受電部に電力を導く経路が設けられていてもよい。
【００２８】
第８態様に関する上述の説明から理解されるように、第８態様の蓄電装置は、停電時にコンセントに電力を供給可能な非常用電源として機能する。第９態様の蓄電装置は、さらに、停電時に燃料電池発電システムの受電部に電力を供給可能な非常用電源としても機能
する。第９態様によれば、停電時に燃料電池発電システムを起動させるための専用電源を省略することができる。
【００２９】
本開示の第１０態様に係る制御方法は、
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第１分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第１分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第２分岐部を有する第２分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第１分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第２分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第１分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるＤＣ−ＡＣ変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第２分電盤への交流電力給電と、が行われる、電力システムの制御方法であって、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第１条件と定義したとき、
前記第１条件が成立していることのＭ１回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させることを含む。
ここで、Ｍ１は、１以上の自然数である。
【００３０】
第１０態様に係る技術は、系統電源が復電したときに燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を終了するのに適している。
【００３１】
実施形態では、第１、第２、第３・・・という序数詞を用いることがある。ある要素に序数詞が付されている場合に、より若番の同種類の要素が存在することは必須ではない。例えば、第３接続点という用語は、第３接続点とともに第１接続点および第２接続点が必ず存在することを意として使用されているわけではない。
【００３２】
実施形態では、経路という用語を用いることがある。経路は、複数の線路を有し得るものである。接続点等についても同様である。例えば、単相３線式の経路は、２本の非接地線路と１本の接地線路を有する。単相３線式の経路どうしの接続点は、経路における各線路の接続がなされている箇所を含むある範囲の領域を示す意で使用されていると理解するべきである。
【００３３】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施の形態に限定されない。
【００３４】
（実施の形態）
図１および図２は、本実施の形態に係る電力システム３００のブロック図である。具体的には、図１は、系統連系時の電力の流れの例を示している。図２は、停電時の電力の流れの例を示している。これらの図において、実線は、電力が電路を流れていることを表す。点線は、電力が電路を流れていないことを表す。また、ＶAC1およびＶAC2は、交流電圧を表す。交流電圧ＶAC1の実効値は、交流電圧ＶAC2の実効値よりも小さい。交流電圧ＶAC1の実効値は、例えば１００Ｖである。交流電圧ＶAC2の実効値は、例えば２００Ｖである。この例では、交流電圧ＶAC1の電路または経路は、単相２線式の２本の電線により実現されている。また、交流電圧ＶAC2の電路または経路は、単相３線式の３本の電線のうちの２本の非接地線路により実現されている。
【００３５】
電力システム３００は、系統電源２００と連系する。電力システム３００には、系統電源２００から電力が供給され得る。また、電力システム３００は、系統電源２００に電力を逆潮流させ得る。電力システム３００は、パワーステーション１０と、燃料電池発電システム４０と、基板６０と、太陽光発電システム３１および３２と、蓄電装置２５と、電力切替ユニット２８と、第１分電盤８０と、第２分電盤９０と、負荷２５１，２５２および２５３と、コンセント２６０と、電流検出部２７と、を有する。以下では、第１分電盤８０を主分電盤８０と称することがある。また、第２分電盤９０を自立分電盤９０と称することがある。
【００３６】
［パワーステーション１０］
パワーステーション１０は、直流電力変換装置２０と、第１ＤＣバス１１と、第４ＤＣＤＣコンバータ１２と、第１インバータ１３と、を有する。
【００３７】
直流電力変換装置２０は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システム対して最大電力点追従制御を実行できるように設計されている。太陽光発電システムは、太陽光発電パネルを用いて発電するシステムである。以下では、最大電力点追従制御を、ＭＰＰＴ制御と称することがある。
【００３８】
直流電力変換装置２０には、太陽光発電システム３１および３２ならびに燃料電池発電システム４０から直流電力が入力される。直流電力変換装置２０から出力された直流電力は、第１ＤＣバス１１に供給される。
【００３９】
具体的には、直流電力変換装置２０は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１と、第２ＤＣＤＣコンバータ２２と、第３ＤＣＤＣコンバータ２３と、を有する。第１ＤＣＤＣコンバータ２１には、燃料電池発電システム４０から直流電力が入力される。第２ＤＣＤＣコンバータ２２には、第１太陽光発電システム３１から直流電力が入力される。第３ＤＣＤＣコンバータ２３には、第２太陽光発電システム３２から直流電力が入力される。これらのＤＣＤＣコンバータ２１，２２および２３から出力された直流電力は、第１ＤＣバス１１に供給される。
【００４０】
第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、第１ＤＣバス１１から入力された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。第４ＤＣＤＣコンバータ１２で変換された直流電力は、蓄電装置２５に供給される。また、第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、蓄電装置２５から入力された電力を、電圧の異なる直流電力に変換し、第１ＤＣバス１１に供給する。つまり、第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、双方向ＤＣＤＣコンバータである。第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、蓄電装置２５の端子電圧が定格範囲となるように動作する。
【００４１】
第１インバータ１３は、直流電力を交流電力に変換する。具体的には、第１インバータ１３は、第１ＤＣバス１１から入力された直流電力を、電圧ＶAC1または電圧ＶAC2の交流電力に変換する。第１インバータ１３で電圧ＶAC1の交流電力が得られる場合、その電力は電力切替ユニット２８に供給される。第１インバータ１３で電圧ＶAC2の交流電力が得られる場合、その電力は、主分電盤８０に供給される。
【００４２】
第１インバータ１３は、系統電源２００から主分電盤８０を介して入力された電圧ＶAC2の交流電力を、直流電力に変換することもできる。こうして得られた直流電力は、第１ＤＣバス１１および第４ＤＣＤＣコンバータ１２を介して蓄電装置２５に供給される。
【００４３】
［太陽光発電システム３１および３２］
本実施形態では、電力システム３００は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムを少なくとも１つ備える。当該少なくとも１つの太陽光発電システムで生成された直流電力は、直流電力変換装置２０に供給される。
【００４４】
具体的に、太陽光発電システム３１および３２は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに該当する。第１太陽光発電システム３１は、少なくとも１つの太陽光発電パネル３６を有する。第１太陽光発電システム３１は、該少なくとも１つの太陽光発電パネル３６を用いて発電する。第２太陽光発電システム３２は、少なくとも１つの太陽光発電パネル３７を有する。第２太陽光発電システム３２は、該少なくとも１つの太陽光発電パネル３７を用いて発電する。太陽光発電システム３１および３２で生成された直流電力は、直流電力変換装置２０に供給される。
【００４５】
［燃料電池発電システム４０］
燃料電池発電システム４０は、燃料電池４１を用いて発電するシステムである。燃料電池発電システム４０で生成された直流電力は、直流電力変換装置２０に供給され得る。燃料電池発電システム４０で生成された交流電力は、主分電盤８０に供給され得る。
【００４６】
燃料電池発電システム４０は、燃料電池４１と、第５ＤＣＤＣコンバータ４２と、第２ＤＣバス４３と、第２インバータ４４と、第６ＤＣＤＣコンバータ４５と、ヒーター４６と、貯湯ユニット４７と、制御部５１と、低圧電源５２と、補機用電源５５と、交流負荷５６と、電圧検出回路５７と、電流検出回路５８と、受電部５９と、を有する。以下では、補機用電源５５を、Ｄ１電源５５と称することがある。本実施形態では、制御部５１は、マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）である。
【００４７】
燃料電池４１は、直流電力を発電する。具体的には、燃料電池４１はスタックを含む。そして、スタックが、酸素および水素から直流電力を生成する。
【００４８】
第５ＤＣＤＣコンバータ４２は、燃料電池４１で生成された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。この例では、第５ＤＣＤＣコンバータ４２は、燃料電池４１で生成された直流電力を昇圧する。昇圧された直流電力は、第２ＤＣバス４３に供給される。
【００４９】
第２インバータ４４は、第２ＤＣバス４３から入力された直流電力を、電圧ＶAC2の交流電力に変換する。第２インバータ４４で得られた交流電力は、主分電盤８０に供給される。
【００５０】
第６ＤＣＤＣコンバータ４５は、第２ＤＣバス４３から入力された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。この例では、第６ＤＣＤＣコンバータ４５は、第２ＤＣバス４３から入力された直流電力を降圧する。
【００５１】
ヒーター４６は、第６ＤＣＤＣコンバータ４５で変換された直流電力を用いて、水を温める。温められた水（以下、湯と称することがある）は、貯湯ユニット４７に貯められる。
【００５２】
仮に、燃料電池４１の発電電力が第２インバータ４４の出力先の要求負荷よりも大きいときに、燃料電池発電システム４０が燃料電池４１の発電電力の全てを第２インバータ４４から出力したとする。その場合、第２インバータ４４から出力された電力のうち要求負荷を超える分（以下、余剰電力と称することがある）が系統電源２００に逆潮流されてしまう。逆潮流を避けるために、この例では、余剰電力に所定マージンを加えた電力がゼロよりも大きい場合、その電力を、第２ＤＣバス４３から第６ＤＣＤＣコンバータ４５を介してヒーター４６に供給する。つまり、第６ＤＣＤＣコンバータ４５は、余剰電力用である。また、ヒーター４６は、水を温めつつ、逆潮流を防止する。
【００５３】
交流負荷５６は、交流電圧ＶAC1で駆動する負荷である。この例では、交流負荷５６は、燃料電池発電システム４０の補機であり、具体的にはヒーターである。
【００５４】
制御部５１は、ＤＣＤＣコンバータ４２および４５と、第２インバータ４４と、後述の保護リレー６２とを制御する。低圧電源５２は、制御部５１と、保護リレー６２と、後述の特性変換回路１００とに、制御用の電力を供給する。Ｄ１電源５５は、ポンプ、ブロワ、弁などの、燃料電池発電システム４０の補機を動かすのに用いられる。また、制御部５１は、電圧検出回路５７および電流検出回路５８からの信号を受信する。
【００５５】
［基板６０］
基板６０は、燃料電池発電システム４０とパワーステーション１０とを接続する経路上に設けられている。基板６０には、燃料電池発電システム４０から、具体的には第２ＤＣバス４３から、直流電力が供給される。基板６０は、特性変換回路１００と、ＬＣフィルタ６１と、保護リレー６２と、を有する。
【００５６】
上述の説明から明らかであるように、特性変換回路１００は、燃料電池発電システム４０と直流電力変換装置２０とを接続する経路上、詳細には直流電力の経路上、に設けられている。本実施形態の特性変換回路１００は、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、を有する。第１フィードバック回路１１０は、特性変換回路１００の出力電圧の上限の目標値を規定するのに用いられる。第２フィードバック回路１２０は、特性変換回路１００の出力電力がピークになるときにおける特性変換回路１００の出力電圧（以下、最大電力点における出力電圧と称することがある）を所定範囲内の値に調整するのに用いられる。このピークは、具体的には、単一ピークである。
【００５７】
第１フィードバック回路１１０によれば、特性変換回路１００の出力電圧が過度に大きくなることを防止できる。このため、第１フィードバック回路１１０によれば、燃料電池発電システム４０から直流電力変換装置２０に過電圧が入力され直流電力変換装置２０が壊れるのを防止できる。
【００５８】
直流電力変換装置２０は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに対して、ＭＰＰＴ制御を実行できるように設計されている。第２フィードバック回路１２０によれば、その所定範囲内の値へと、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧を調整できる。このため、特性変換回路１００のＭＰＰＴ制御が可能となる。また、特性変換回路１００の出力電圧が上記の値となった時点で、特性変換回路１００から直流電力変換装置２０に送られる電力の増加が停止される。このため、特性変換回路１００から直流電力変換装置２０に送られる電力が過度に増加することを防止できる。燃料電池発電システム４０から特性変換回路１００に送られる電力が過度に増加することも防止できる。このため、燃料電池発電システム４０の出力電力の増加に伴って燃料電池発電システム４０の出力電流が過度に増加することを防止できる。このため、保護機能が働いて燃料電池４１の発電が停止され燃料電池発電システム４０から直流電力変換装置２０への電力供給が停止されることを防止できる。
【００５９】
この例の特性変換回路１００について、図３を用いてさらに説明する。図３において、実線は、特性変換回路１００の出力電圧と特性変換回路１００の出力電力との関係すなわちＶ−Ｐ特性を表す。点線は、特性変換回路１００の出力電圧と特性変換回路１００の出力電流との関係すなわちＶ−Ｉ特性を表す。一点鎖線は、第１フィードバック回路１１０の寄与を表す。二点鎖線は、第２フィードバック回路１２０の寄与を表す。
【００６０】
図３から理解されるように、第１フィードバック回路１１０により、特性変換回路１００のＶ−Ｉ特性は、出力電流が小さい領域において出力電圧が目標値に追従するものとなる。第２フィードバック回路１２０により、特性変換回路１００のＶ−Ｉ特性は、出力電流が大きい領域において出力電流が増加するにつれて出力電圧が低下するものとなる。これらの回路１１０および１２０の作用が相俟って、特性変換回路１００のＶ−Ｉ特性は、図３の点線に示すものとなる。結果として、特性変換回路１００のＶ−Ｐ特性は、図３の実線に示すような、単一ピークを有する上に凸のものとなる。このため、特性変換回路１００のＭＰＰＴ制御が可能となる。
【００６１】
なお、上記の所定範囲内の値は、目標値よりも低い。このため、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧は、目標値よりも低い。また、この例では、特性変換回路１００の入力電圧（この例では第２ＤＣバス４３における電圧）は、目標値よりも大きい。ただし、入力電圧が目標値よりも小さい場合であっても、図３に示すＶ−Ｐ特性を得ることは可能である。
【００６２】
この例では、上記の所定範囲は、太陽光発電システム３１または３２の出力電力がピークになるときにおける太陽光発電システム３１または３２の出力電圧の±２０Ｖ以内の範囲である実機基準範囲を含む。そして、第２フィードバック回路１２０は、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧を実機基準範囲内の値に調整するのに用いられる。電力システム３００で用いられる太陽光発電システム３１または３２が分かっている場合、その太陽光発電システムに対するＭＰＰＴ制御を実施できるように電力システム３００を設計することができる。つまり、実機基準範囲を含むように、上記の所定範囲を設定できる。さらに、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧が実機基準範囲内の値に調整されるように、特性変換回路１００を設計できる。この例の電力システム３００は、設計のし易さの観点から有利である。
【００６３】
この例では、直流電力変換装置２０は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１、第２ＤＣＤＣコンバータ２２および第３ＤＣＤＣコンバータ２３を有する。第１ＤＣＤＣコンバータ２１は、ＭＰＰＴ制御によって、特性変換回路１００の出力電圧を変化させる。第２ＤＣＤＣコンバータ２２は、ＭＰＰＴ制御によって、第１太陽光発電システム３１の出力電圧を変化させる。第３ＤＣＤＣコンバータ２３は、ＭＰＰＴ制御によって、第２太陽光発電システム３２の出力電圧を変化させる。このように、この例では、太陽光発電システム３１および３２ならびに特性変換回路１００を個別にＭＰＰＴ制御するマルチストリング型の直流電力変換装置２０が実現されている。ただし、直流電力変換装置は、これらを一括してＭＰＰＴ制御する集中型のものであってもよい。
【００６４】
図４に、特性変換回路１００の一例を示す。図４の特性変換回路１００は、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、フィードバック電流供給部１３０と、電圧電流制御回路１６０と、を有する。
【００６５】
第１フィードバック回路１１０は、第１抵抗１１１と、第２抵抗１１２と、第１シャントレギュレータ１１５と、を有する。第２フィードバック回路１２０は、第３抵抗１２１と、第４抵抗１２２と、第５抵抗１２３と、第２シャントレギュレータ１２５と、電流センサ１２８と、を有する。フィードバック電流供給部１３０は、定電圧源１３１と、第６抵抗１３２と、を有する。
【００６６】
電流センサ１２８は、特性変換回路１００の出力電流の検出を行う。電流センサ１２８は、その検出の結果を表すセンサ出力を出力する。本実施形態では、電流センサ１２８は、その検出の結果を表すセンサ電圧Ｖsを出力する。電流センサ１２８は、特性変換回路１００の出力電流が大きくなるほどセンサ電圧Ｖsを大きく出力する。つまり、センサ電圧Ｖsは、特性変換回路１００の出力電流が大きくなるほど大きくなる。そのような電流センサ１２８は、例えば、シャント抵抗を用いて実現できる。
【００６７】
図５に、具体例に係る電流センサ１２８を示す。電流センサ１２８は、シャント抵抗１２８ｒと、電流センスアンプ１２８ｓと、を含む。シャント抵抗１２８ｒの抵抗値は、Ｒsenseである。シャント抵抗１２８ｒに電流Ｉloadが流れると、シャント抵抗１２８ｒに電圧ＲsenseＩloadがかかる。電流センスアンプ１２８ｓは、電圧ＲsenseＩloadにゲインＧを乗じた電圧と、バイアス電圧Ｖbiasと、の合計電圧を、センサ電圧Ｖsとして出力する。つまり、本実施形態の電流センサ１２８が生成するセンサ電圧Ｖsは、数式１で与えられる。ただし、電流センサ１２８としてホール素子方式の電流センサ等の他の電流センサを用い、その電流センサの出力をセンサ電圧Ｖsとして用いてもよい。なお、電流Ｉloadは、特性変換回路１００の出力電流に対応する。「＊」は、乗算を表す記号である。
数式１：Ｖs＝Ｒsense＊Ｉload＊Ｇ＋Ｖbias
【００６８】
第１フィードバック回路１１０では、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２により、特性変換回路１００の出力電圧が分圧される。分圧された電圧が、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２の接続点ｐ１に現れる。以下、第１接続点ｐ１に現れる電圧を、第１参照電圧Ｖref1と称することがある。第１参照電圧Ｖref1が、第１シャントレギュレータ１１５の第１参照電圧端子に入力される。第１参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、定電圧源１３１、第６抵抗１３２、第１シャントレギュレータ１１５および基準電位をこの順に流れる電流（以下、第１電流と称することがある）ｉ１は、大きくなる。図４において、第１電流ｉ１は、第１シャントレギュレータ１１５を図示下向きに流れる電流である。
【００６９】
第２フィードバック回路１２０では、第３抵抗１２１および第４抵抗１２２により、特性変換回路１００の出力電圧が分圧される。また、電流センサ１２８が、特性変換回路１００の出力電流が大きくなるほど大きくなるセンサ電圧Ｖsを生成する。第５抵抗１２３および第４抵抗１２２により、このセンサ電圧Ｖsが分圧される。抵抗１２１および１２２に由来する分圧電圧に抵抗１２３および１２２に由来する分圧電圧が加算された電圧が、３つの抵抗１２１，１２２および１２３の接続点ｐ２に現れる。以下、第２接続点ｐ２に現れる電圧を、第２参照電圧Ｖref2と称することがある。第２参照電圧Ｖref2が、第２シャントレギュレータ１２５の第２参照電圧端子に入力される。第２参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、定電圧源１３１、第６抵抗１３２、第２シャントレギュレータ１２５および基準電位をこの順に流れる電流（以下、第２電流と称することがある）ｉ２は、大きくなる。図４において、第２電流ｉ２は、第２シャントレギュレータ１２５を図示下向きに流れる電流である。
【００７０】
特性変換回路１００の出力電流が小さい領域では、第２電流は実質的にゼロとなり、定電圧源１３１から流出する電流は、実質的に第１電流である。一方、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では、第１電流は実質的にゼロとなり、定電圧源１３１から流出する電流は、実質的に第２電流である。つまり、特性変換回路１００の出力電流が小さい領域では第１フィードバック回路１１０によって、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では第２フィードバック回路１２０によって、特性変換回路１００における特性変換が行われると言える。そのように回路１１０および１２０が動作するように、抵抗１１１，１１２，１２１，１２２および１２３ならびにシャントレギュレータ１１５および１２５のパラメータが選定されている。
【００７１】
電圧電流制御回路１６０は、ＤＣＤＣコンバータである。電圧電流制御回路１６０の変圧比は、特性変換回路１００の出力電圧が上記所定範囲内の値であるときに特性変換回路１００の出力電力が最大となるように、センサ出力に応じて変更される。本実施形態では、電圧電流制御回路１６０は、定電圧源１３１から流出する電流が大きいほど、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率を小さくする。このように、特性変換回路１００は、定電圧源１３１から流出する電流に応じて上記比率が調整されるようになっている。このような特性変換回路１００は、適宜設計可能である。
【００７２】
図６を参照して、本実施形態の第１シャントレギュレータ１１５についてさらに説明する。第１シャントレギュレータ１１５は、第１参照電圧端子１１５ａと、第１カソード１１５Ｋと、第１アノード１１５Ａと、第１基準電圧源１１５ｓと、第１オペアンプ１１５оと、第１トランジスタ１１５ｔと、を含む。第１オペアンプ１１５оは、非反転増幅端子１１５оａと、反転増幅端子１１５оｂと、出力端子１１５оｃと、を含む。第１トランジスタ１１５ｔは、カソード側端子１１５ｔａと、アノード側端子１１５ｔｂと、制御端子１１５ｔｃと、を含む。非反転増幅端子１１５оａには、第１参照電圧端子１１５ａに入力された電圧が供給される。反転増幅端子１１５оｂの電圧は、第１基準電圧源１１５ｓによって、第１アノード１１５Ａの電圧よりも第１基準電圧Ｖs1だけ高い電圧に設定されている。第１参照電圧端子１１５ａに第１基準電圧Ｖs1よりも大きい電圧が入力されることによって非反転増幅端子１１５оａの電圧が反転増幅端子１１５оｂよりも電圧が大きくなると、出力端子１１５оｃから制御端子１１５ｔｃに電流が流れ、第１カソード１１５Ｋからカソード側端子１１５ｔａおよびアノード側端子１１５ｔｂをこの順に介して第１アノード１１５Ａへと第１電流ｉ１が流れる。図６の例では、第１トランジスタ１１５ｔは、バイポーラトランジスタであり、具体的にはＮＰＮトランジスタである。カソード側端子１１５ｔａは、コレクタである。アノード側端子１１５ｔｂは、エミッタである。制御端子１１５ｔｃは、ベースである。なお、この説明では、出力端子１１５оｃと制御端子１１５ｔｃの間で流れる電流、具体的にはベース電流、は十分に小さいものとして無視している。
【００７３】
図６を参照した説明を踏まえて、第１フィードバック回路１１０の動作を以下のように説明できる。特性変換回路１００の出力電圧Ｖoutが大きくなると、第１参照電圧Ｖref1は大きくなる。第１シャントレギュレータ１１５では、第１参照電圧Ｖref1が大きくなることにより第１参照電圧Ｖref1の第１基準電圧Ｖs1からの乖離が大きくなればなるほど、第１電流ｉ１が大きくなる。第１電流ｉ１が大きくなると、電流供給電源１３１から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率は小さくなる。このようにして、第１フィードバック回路１１０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、特性変換回路１００の出力電圧Ｖoutを制御する。具体的には、第１フィードバック回路１１０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、第１参照電圧Ｖref1が第１基準電圧Ｖs1に追従するように、特性変換回路１００の変圧比を調節する。結果として、特性変換回路１００の出力電圧Ｖoutは目標値に追従する。
【００７４】
図７を参照して、本実施形態の第２シャントレギュレータ１２５についてさらに説明する。第２シャントレギュレータ１２５は、第２参照電圧端子１２５ａと、第２カソード１２５Ｋと、第２アノード１２５Ａと、第２基準電圧源１２５ｓと、第２オペアンプ１２５оと、第２トランジスタ１２５ｔと、を含む。第２オペアンプ１２５оは、非反転増幅端子１２５оａと、反転増幅端子１２５оｂと、出力端子１２５оｃと、を含む。第２トランジスタ１２５ｔは、カソード側端子１２５ｔａと、アノード側端子１２５ｔｂと、制御端子１２５ｔｃと、を含む。非反転増幅端子１２５оａには、第２参照電圧端子１２５ａに入力された電圧が供給される。反転増幅端子１２５оｂの電圧は、第２基準電圧源１２５ｓによって、第２アノード１２５Ａの電圧よりも第２基準電圧Ｖs2だけ高い電圧に設定されている。第２参照電圧端子１２５ａに第２基準電圧Ｖs2よりも大きい電圧が入力されることによって非反転増幅端子１２５оａの電圧が反転増幅端子１２５оｂよりも電圧が大きくなると、出力端子１２５оｃから制御端子１２５ｔｃに電流が流れ、第２カソード１２５Ｋからカソード側端子１２５ｔａおよびアノード側端子１２５ｔｂをこの順に介して第２アノード１２５Ａへと第２電流ｉ２が流れる。図７の例では、第２トランジスタ１２５ｔは、バイポーラトランジスタであり、具体的にはＮＰＮトランジスタである。カソード側端子１２５ｔａは、コレクタである。アノード側端子１２５ｔｂは、エミッタである。制御端子１２５ｔｃは、ベースである。なお、この説明では、出力端子１２５оｃと制御端子１２５ｔｃの間で流れる電流、具体的にはベース電流、は十分に小さいものとして無視している。
【００７５】
図７を参照した説明を踏まえて、第２フィードバック回路１２０の動作を以下のように説明できる。特性変換回路１００の出力電圧Ｖoutが大きくなると、また、特性変換回路１００の出力電流が大きくなってセンサ電圧Ｖsが大きくなると、第２参照電圧Ｖref2は大きくなる。第２シャントレギュレータ１２５では、第２参照電圧Ｖref2が大きくなることにより第２参照電圧Ｖref2の第２基準電圧Ｖs2からの乖離が大きくなればなるほど、第２電流ｉ２が大きくなる。第２電流ｉ２が大きくなると、電流供給電源１３１から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率は小さくなる。このようにして、第２フィードバック回路１２０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、特性変換回路１００の出力電圧Ｖoutを制御する。具体的には、第２フィードバック回路１２０は、電圧電流制御回路１６０と協働して、第２参照電圧Ｖref2が第２基準電圧Ｖs2に追従するように、特性変換回路１００の変圧比を調節する。
【００７６】
第２フィードバック回路１２０による第２フィードバック制御において、特性変換回路１００の出力電流が大きくなりセンサ電圧Ｖsが大きくなると、電流センサ１２８から第５抵抗１２３を介して第２接続点ｐ２に流れる電流が大きくなる。第２シャントレギュレータ１２５により、第２参照電圧Ｖref2は、一定の第２基準電圧Ｖs2に追従する。この追従を実現するために、第４抵抗１２２には、一定の電流が流れる。このことは、第５抵抗１２３を第２接続点ｐ２に向かって流れる上記電流が大きくなると、第３抵抗１２１を第２接続点ｐ２に向かって流れる電流が小さくなることを意味する。この電流が小さくなると、第３抵抗１２１で生じる電圧が小さくなる。このような理由で、特性変換回路１００の出力電流が大きくなると、第２接続点ｐ２の電圧が第２参照電圧Ｖref2に追従した状態で第３抵抗１２１で生じる電圧が小さくなる。その結果、特性変換回路１００の出力電圧Ｖoutが小さくなる。このようにして、第２フィードバック制御により、図３に示すような、特性変換回路１００の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路１００の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性が得られる。
【００７７】
以上の説明から理解されるように、特性変換回路１００では、特性変換回路１００の出力電流および出力電圧がその後の特性変換回路１００の出力電流および出力電圧に反映されるという、フィードバック制御ループが構成されている。フィードバック制御ループは、フィードバック回路１１０または１２０を用いて構成されている。
【００７８】
図１および図２に戻って、特性変換回路１００の出力電力は、ＬＣフィルタ６１および保護リレー６２を介して、直流電力変換装置２０に、具体的には第１ＤＣＤＣコンバータ２１に、供給される。
【００７９】
［蓄電装置２５］
上述のように、蓄電装置２５には、第４ＤＣＤＣコンバータ１２から電力が供給される。また、蓄電装置２５は、第４ＤＣＤＣコンバータ１２に電力を供給する。
【００８０】
蓄電装置２５は、例えば、リチウム電池である。ただし、蓄電装置２５として、リチウム電池以外の電池を用いてもよい。蓄電装置２５として、キャパシタを用いてもよい。
【００８１】
［電流検出部２７］
電流検出部２７は、少なくとも１つの電流センサを有している。具体的には、電流検出部２７は、少なくとも１つの電流センサによって構成されている。電流センサは、例えば、カレントトランスである。電流検出部２７は、系統電源２００の停電検出および復電検出に利用可能である。電流検出部２７は、電流検出部２７の測定値を表す信号を、燃料電池発電システム４０に送信する。具体的には、電流検出部２７は、上記信号を、電流検出回路５８に送信する。図示の例では、電流検出部２７と燃料電池発電システム４０（具体的には電流検出回路５８）とは有線により接続されている。ただし、これらは無線により接続されていてもよい。
【００８２】
［主分電盤８０］
主分電盤８０は、連系ブレーカー８１と、主幹ブレーカー８２と、二次連系ブレーカー８３と、第１分岐部８５と、を有する。第１分岐部８５は、複数の分岐ブレーカーを含む。この例では、第１分岐部８５は、分岐ブレーカー８５ａ，８５ｂおよび８５ｃを含む。
【００８３】
主幹ブレーカー８２は、上流側電路８８により、系統電源２００と接続されている。上流側電路８８は、主幹ブレーカー８２を介して下流側電路８９に接続されている。
【００８４】
下流側電路８９には、二次連系ブレーカー８３が接続されている。二次連系ブレーカー８３は、主幹ブレーカー８２と第２インバータ４４とを接続する経路上に設けられている。二次連系ブレーカー８３は、第１分岐部８５と電気的に接続されている。
【００８５】
下流側電路８９には、第１分岐部８５も接続されている。第１分岐部８５の分岐ブレーカー８５ａは、主幹ブレーカー８２と電力切替ユニット２８の系統電力入力部２８ａとを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー８５ｂは、主幹ブレーカー８２と第２負荷２５２とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー８５ｃは、主幹ブレーカー８２と第３負荷２５３とを接続する経路上に設けられている。
【００８６】
上流側電路８８には、第３接続点ｐ３がある。連系ブレーカー８１は、第３接続点ｐ３と第１インバータ１３とを接続する経路上に設けられている。上流側電路８８における第３接続点ｐ３と主幹ブレーカー８２との間の位置には、電流検出部２７が設けられている。
【００８７】
この例では、系統電源２００から第３接続点ｐ３を介して主幹ブレーカー８２に電圧ＶAC2の交流電力が供給され得る。系統電源２００から第３接続点ｐ３および連系ブレーカー８１をこの順に介して第１インバータ１３に電圧ＶAC2の交流電力が供給され得る。第１インバータ１３から連系ブレーカー８１および第３接続点ｐ３をこの順に介して系統電源２００に電圧ＶAC2の交流電力が逆潮流され得る。第１インバータ１３から連系ブレーカー８１および第３接続点ｐ３をこの順に介して主幹ブレーカー８２に電圧ＶAC2の交流電力が供給され得る。二次連系ブレーカー８３には、第２インバータ４４から電圧ＶAC2の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー８５ａから電力切替ユニット２８に電圧ＶAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー８５ｂから第２負荷２５２に電圧ＶAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー８５ｃから第３負荷２５３に電圧ＶAC2の交流電力が供給され得る。
【００８８】
［電力切替ユニット２８］
電力切替ユニット２８は、複数の入力部と、電力出力部２８ｃと、を有する。複数の入力部は、系統電力入力部２８ａおよび自立電力入力部２８ｂを含む。電力切替ユニット２８は、複数の入力部のいずれを電力出力部２８ｃに接続するかを切り替える。この例では、電力切替ユニット２８は、系統電力入力部２８ａおよび自立電力入力部２８ｂのいずれを電力出力部２８ｃに接続するかを切り替える。この例では、こうして、電力切替ユニット２８は、第１インバータ１３と分岐ブレーカー８５ａとのいずれかを、選択的に、自立分電盤９０に、具体的には主幹ブレーカー９２に、接続する。
【００８９】
［自立分電盤９０］
自立分電盤９０は、主幹ブレーカー９２と、第２分岐部９５を有する。第２分岐部９５は、複数の分岐ブレーカーを含む。この例では、第２分岐部９５は、分岐ブレーカー９５ａ，９５ｂおよび９５ｃを含む。
【００９０】
主幹ブレーカー９２は、上流側電路９８により、電力切替ユニット２８と接続されている。上流側電路９８は、主幹ブレーカー９２を介して下流側電路９９に接続されている。
【００９１】
下流側電路９９には、第２分岐部９５が接続されている。第２分岐部９５の分岐ブレーカー９５ａは、主幹ブレーカー９２とＤ１電源５５および交流負荷５６とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー９５ｂは、主幹ブレーカー９２と貯湯ユニット４７とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー９５ｃは、主幹ブレーカー９２と第１負荷２５１とを接続する経路上に設けられている。
【００９２】
この例では、電力切替ユニット２８から主幹ブレーカー９２を介して下流側電路９９に電圧ＶAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー９５ａからＤ１電源５５および交流負荷５６に電圧ＶAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー９５ｂから貯湯ユニット４７に電圧ＶAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー９５ｃからコンセント２６０を介して第１負荷２５１に電圧ＶAC1の交流電力が供給され得る。
【００９３】
［系統連系時の電力システム３００の動作］
図１に示すように、系統連系時には、制御部５１からの解列指令に基づき、保護リレー６２が開状態となっている。ここで、開状態は、自身を電流が流れることを禁止する状態を指す。また、電力切替ユニット２８では、系統電力入力部２８ａと電力出力部２８ｃとが接続されている。こうして、電力切替ユニット２８は、分岐ブレーカー８５ａと自立分電盤９０とを接続している。
【００９４】
燃料電池４１で発電された電力は、第５ＤＣＤＣコンバータ４２を経由して第２ＤＣバス４３に供給される。第２ＤＣバス４３に供給された電力の一部または全部は、第２インバータ４４を経由して二次連系ブレーカー８３に供給される。
【００９５】
二次連系ブレーカー８３に供給された電力の一部は、分岐ブレーカー８５ａと電力切替ユニット２８とをこの順に経由して、主幹ブレーカー９２に供給される。主幹ブレーカー９２に供給された電力の一部は、分岐ブレーカー９５ａを経由して、Ｄ１電源５５および交流負荷５６に供給される。主幹ブレーカー９２に供給された電力の別の一部は、分岐ブレーカー９５ｂを経由して、貯湯ユニット４７に供給される。主幹ブレーカー９２に供給された電力のさらに別の一部は、分岐ブレーカー９５ｃとコンセント２６０とをこの順に経由して、第１負荷２５１に供給される。
【００９６】
二次連系ブレーカー８３に供給された電力の別の一部は、分岐ブレーカー８５ｂを経由して、第２負荷２５２に供給される。二次連系ブレーカー８３に供給された電力のさらに別の一部は、分岐ブレーカー８５ｃを経由して、第３負荷２５３に供給される。
【００９７】
余剰電力に所定マージンを加えた電力がゼロよりも大きい場合、その電力は、第２ＤＣバス４３から第６ＤＣＤＣコンバータ４５を経由してヒーター４６に供給される。
【００９８】
直流電力変換装置２０は、具体的には第２ＤＣＤＣコンバータ２２は、ＭＰＰＴ制御により、第１太陽光発電システム３１から電力を取り出し、取り出した電力を第１ＤＣバス１１に供給する。直流電力変換装置２０は、具体的には第３ＤＣＤＣコンバータ２３は、ＭＰＰＴ制御により、第２太陽光発電システム３２から電力を取り出し、取り出した電力を第１ＤＣバス１１に供給する。
【００９９】
蓄電装置２５が満充電状態にない場合、第１ＤＣバス１１に供給された電力の一部が蓄電装置２５に供給され、該電力の残部が第１インバータ１３に供給される。蓄電装置２５が満充電状態にある場合、第１ＤＣバス１１に供給された電力の全部が第１インバータ１３に供給される。第１インバータ１３に供給された電力は、連系ブレーカー８１に供給される。
【０１００】
上記の説明から理解されるように、この例の電力システム３００は、第２インバータ４４から二次連系ブレーカー８３へと供給される電力が、少なくとも上記マージンの分だけ、負荷２５１から２５３、Ｄ１電源５５、交流負荷５６および貯湯ユニット４７の合計要求負荷に対して不足するように構成されている。この不足分に相当する電力が、連系ブレーカー８１から主幹ブレーカー８２を経由して下流側電路８９へと供給され、第２インバータ４４から二次連系ブレーカー８３へと供給された電力とともに、第１分岐部８５に供給される。連系ブレーカー８１に供給された電力の残部は、系統電源２００に逆潮流される。
【０１０１】
太陽光発電システム３１および３２での発電が不十分な場合、上記の不足分の電力が、系統電源２００から主幹ブレーカー８２を経由して下流側電路８９へと供給され、第２インバータ４４から二次連系ブレーカー８３へと供給された電力とともに、第１分岐部８５に供給される。また、蓄電装置２５が満充電状態でなくかつ太陽光発電システム３１および３２での発電が蓄電装置２５を充電するのに不十分な場合、系統電源２００から、第１インバータ１３、第１ＤＣバス１１および第４ＤＣＤＣコンバータ１２を経由して、蓄電装置２５に電力が供給される。
【０１０２】
［停電時の電力システム３００の動作］
図２に示すように、停電時には、制御部５１からの並列指令に基づき、保護リレー６２が閉状態となっている。ここで、閉状態は、自身を電流が流れることを許可する状態を指す。また、電力切替ユニット２８は、第１インバータ１３と自立分電盤９０とを接続している。
【０１０３】
燃料電池４１で発電された電力は、ＤＣＤＣコンバータ４２を経由して第２ＤＣバス４３に供給される。第２ＤＣバス４３に供給された直流電力の一部または全部は、特性変換回路１００に供給される。直流電力変換装置２０は、具体的には第１ＤＣＤＣコンバータ２１は、ＭＰＰＴ制御により特性変換回路１００から（厳密にはＬＣフィルタ６１を介して）電力を取り出し、取り出した電力を第１ＤＣバス１１に供給する。
【０１０４】
また、直流電力変換装置２０は、系統連系時と同様に、太陽光発電システム３１および３２から電力を取り出し、取り出した電力を第１ＤＣバス１１に供給する。
【０１０５】
直流電力変換装置２０によって太陽光発電システム３１および３２ならびに特性変換回路１００から取り出された合計電力が第１負荷２５１、Ｄ１電源５５、交流負荷５６および貯湯ユニット４７の要求負荷よりも小さい場合、不足分に相当する電力が、蓄電装置２５から第４ＤＣＤＣコンバータ１２を経由して第１ＤＣバス１１にさらに供給される。取り出された電力が要求負荷よりも大きい場合、過剰分の電力が第４ＤＣＤＣコンバータ１２を介して蓄電装置２５に充電され、この充電を行っても過剰分の電力が余る場合は、第２ＤＣバス４３の電力の一部が第６ＤＣＤＣコンバータ４５を介してヒーター４６に供給される。
【０１０６】
このようにして、上記要求負荷に追従させられたあるいは近づけられた電力が、第１ＤＣバス１１から第１インバータ１３および電力切替ユニット２８を経由して主幹ブレーカー９２に供給される。主幹ブレーカー９２に供給された電力は、系統連系時と同様に、Ｄ１電源５５、交流負荷５６、貯湯ユニット４７および第１負荷２５１に供給される。
【０１０７】
［電力システム３００で設けられている経路］
上述の説明ならびに図１および図２から理解されるように、電力システム３００では、系統電力供給経路３５１と、逆潮流経路３５２と、自立運転時用経路３５３と、直流出力経路３５４と、交流出力経路３５５と、受電部行き経路３５６と、が設けられている。系統電力供給経路３５１は、系統電源２００から、第３接続点ｐ３、電流検出部２７および第１分岐部８５をこの順に介して、電力切替ユニット２８の系統電力入力部２８ａに交流電力を導く経路である。逆潮流経路３５２は、インバータ１３から第３接続点ｐ３を介して系統電源２００に交流電力を導く経路である。自立運転時用経路３５３は、インバータ１３から電力切替ユニット２８の自立電力入力部２８ｂに交流電力を導く経路である。直流出力経路３５４は、燃料電池発電システム４０からインバータ１３に直流電力を導く経路である。交流出力経路３５５は、燃料電池発電システム４０から二次連系ブレーカー８３を介して第１分岐部８５に交流電力を導く経路である。受電部行き経路３５６は、電力切替ユニット２８の電力出力部２８ｃから第２分岐部９５を介して燃料電池発電システム４０の受電部５９に交流電力を導く経路である。なお、この例では、系統電力供給経路３５１および逆潮流経路３５２は、第３接続点ｐ３から見て系統電源２００側の部分において重複している。
【０１０８】
電圧検出回路５７は、交流出力経路３５５に接続されている。電流検出回路５８は、電流検出部２７からの信号を取得する。受電部５９は、分岐ブレーカー９５ａから電力が供給される第１部分と、分岐ブレーカー９５ｂから電力が供給される第２部分と、を有する。第１部分は、Ｄ１電源５５および交流負荷５６に接続されている。第２部分は、貯湯ユニット４７に接続されている。
【０１０９】
この例では、電力システム３００は、太陽光発電パネルを有する太陽光発電システム３１および３２を備える。電力システム３００では、太陽光発電システム３１からインバータ１３に直流電力を導く経路が設けられている。また、太陽光発電システム３２からインバータ１３に直流電力を導く経路が設けられている。
【０１１０】
この例では、電力システム３００は、蓄電装置２５を備える。電力システム３００では、蓄電装置２５からインバータ１３に直流電力を導く経路が設けられている。
【０１１１】
この例では、電力システム３００は、太陽光発電パネルを有する太陽光発電システム３１および３２と、蓄電装置２５と、を備える。電力システム３００では、太陽光発電システム３１から蓄電装置２５に直流電力を導く経路が設けられている。太陽光発電システム３２から蓄電装置２５に直流電力を導く経路が設けられている。また、燃料電池発電システム４０から蓄電装置２５に直流電力を導く経路が設けられている。このため、太陽光発電システム３１および３２からのみならず、燃料電池発電システム４０からも、蓄電装置２５を充電することができる。
【０１１２】
この例では、電力システム３００は、太陽光発電パネルを有する太陽光発電システム３１および３２と、蓄電装置２５と、コンセント２６０と、を備える。電力システム３００では、太陽光発電システム３１からインバータ１３、自立運転時用経路３５３、電力切替ユニット２８および第２分岐部９５をこの順に介してコンセント２６０に電力を導く経路が設けられている。太陽光発電システム３２からインバータ１３、自立運転時用経路３５３、電力切替ユニット２８および第２分岐部９５をこの順に介してコンセント２６０に電力を導く経路が設けられている。燃料電池発電システム４０からインバータ１３、自立運転時用経路３５３、電力切替ユニット２８および第２分岐部９５をこの順に介してコンセント２６０に電力を導く経路が設けられている。蓄電装置２５からインバータ１３、自立運転時用経路３５３、電力切替ユニット２８および第２分岐部９５をこの順に介してコンセント２６０に電力を導く経路が設けられている。このため、この例では、太陽光発電システム３１および３２ならびに蓄電装置２５から電力が供給されるコンセント２６０に、燃料電池発電システム４０からも電力を供給できる。このことは、以下の理由で、停電時に便利である。すなわち、夜、雨天時などには、太陽光発電システム３１および３２は発電できない。仮にコンセント２６０に燃料電池発電システム４０から電力を供給できないとすると、夜、雨天時などに停電が続く場合において、コンセント２６０から電力を取り出し可能な期間は蓄電装置２５のみに基づく限られたものとなる。これに対し、この例では、コンセント２６０に燃料電池発電システム４０から電力を供給できるため、上記期間を延ばすことができる。夜、雨天時などに停電が続く場合において、別のコンセントへの差し替えなしで１つのコンセントから長時間電力を取り出せることは、ユーザにとって便利である。
【０１１３】
また、この例では、コンセント２６０に対する上記接続と同様の接続が、貯湯ユニット４７にもなされている。このため、夜、雨天時などに停電が続く場合において、貯湯ユニット４７へとその動作に必要な電力を長時間供給することができる。
【０１１４】
この例の電力システム３００では、蓄電装置２５からインバータ１３、自立運転時用経路３５３、電力切替ユニット２８および第２分岐部９５をこの順に介して受電部５９に電力を導く経路が設けられている。また、コンセント２６０に対する上記接続と同様の接続が、受電部５９にもなされている。上述の説明から理解されるように、この例の蓄電装置２５は、停電時にコンセント２６０に電力を供給可能な非常用電源として機能する。この例では、さらに、蓄電装置２５は、停電時に受電部５９に電力を供給可能な非常用電源としても機能する。このようにすれば、停電時に燃料電池発電システム４０を起動させるための専用電源、例えば該システム４０の補機に電力を供給するための専用電源、を省略することができる。
【０１１５】
［系統電源への逆潮流および燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給について］
電力システム３００は、直流電力を発電し、直流電力をインバータ１３で交流電力に変換し、交流電力を系統電源２００に逆潮流させることと負荷に供給することとが可能なシステムである。また、電力システム３００では、燃料電池発電システム４０が適用されており、該燃料電池発電システム４０からインバータ１３に直流電力を供給できるようになっている。電力システム３００は、燃料電池発電システム４０から系統電源２００への電力の逆潮流が回避されるようになっている。
【０１１６】
具体的には、電力システム３００では、系統連系時に、燃料電池発電システム４０とは別の発電システムから系統電源２００への電力の逆潮流が行われる。この例では、当該別の発電システムは、太陽光発電システム３１および３２である。逆潮流電力に燃料電池発電システム４０で発電された電力が混じり込まないようにするために、燃料電池発電システム４０からインバータ１３への直流電力供給は、系統電源２００の停電時に限定される。
【０１１７】
電力システム３００は、系統電源２００の停電を検知することができる。電力システム３００の一例では、停電検知は、能動型方式等の公知の方式を利用して実現される。停電が検知されると、電力システム３００は、電気的な接続状態を図１の状態から図２の状態に変化させる。
【０１１８】
図２の状態においては、インバータ１３から逆潮流経路３５２を介して系統電源２００へと電力が逆潮流されることはない。一方、図２の状態においては、インバータ１３から、自立運転時用経路３５３、電力切替ユニット２８および第２分岐部９５を介して、受電部５９、Ｄ１電源５５、交流負荷５６、貯湯ユニット４７および第１負荷２５１へと電力を供給できる。つまり、図２の状態では、インバータ１３に供給される電力は、受電部５９、Ｄ１電源５５、交流負荷５６、貯湯ユニット４７および第１負荷２５１に供給可能であり、一方、系統電源２００には逆潮流されない。
【０１１９】
このように、発電システム３００では、停電検知が行われると、燃料電池発電システム４０からインバータ１３への直流電力供給が行われ、燃料電池発電システム４０の発電電力を第２分岐部９５に供給できる。こうして、系統電源２００が停電している状況において、燃料電池発電システム４０により、第２分岐部９５の接続先に長時間電力を供給することが可能となる。例えば、負荷２５１が電化製品である場合、その電化製品を長時間使用できる。また、受電部５９への電力供給が可能である。
【０１２０】
［燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を終了させるタイミングについて］
上述の説明から理解されるように、電力システム３００では、系統電源２００の停電時には燃料電池発電システム４０からインバータ１３を介して負荷２５１に電力を供給し、系統電源２００の非停電時には別の発電システムからインバータ１３を介して系統電源２００に電力を逆潮流させることができる。具体的には、系統電源２００の停電時に、燃料電池発電システム４０から直流出力経路３５４を介したインバータ１３への直流電力供給と、インバータ１３によるＤＣ−ＡＣ変換と、インバータ１３から自立運転時用経路３５３および電力切替ユニット２８を介した第２分電盤９０への交流電力給電と、が行われる。また、系統電源２００の非停電時に、上記別の発電システムからインバータ１３への直流電力供給と、インバータ１３によるＤＣ−ＡＣ変換と、インバータ１３から逆潮流経路３５２を介した系統電源２００への交流電力の逆潮流と、が行われる。本実施形態では、上記別の発電システムは、太陽光発電システム３１および３２である。
【０１２１】
電力システム３００では、系統電源２００の停電時には、天候に左右されずに発電できるという燃料電池発電システム４０の長所を活かして負荷２５１に電力を供給できる。一方、系統電源２００の非停電時には、上記別の発電システムの発電電力を系統電源２００に逆潮流させることにより、電力システム３００のユーザは金銭的なメリットを享受できる。
【０１２２】
電力システム３００では、停電時には、燃料電池発電システム４０と、インバータ１３と、電力切替ユニット２８と、負荷２５１と、をこの順に接続する電気経路が確立される。具体的には、停電時には、図２に示すように、保護リレー６２が閉状態（つまり、投入状態）であり、インバータ１３は自身に入力された直流電力を交流電力ＶAC1に変換して電力切替ユニット２８へと出力する第１状態をとり、かつ、電力切替ユニット２８では電力出力部２８ｃの接続先が自立電力入力部２８ｂに設定される。
【０１２３】
一方、非停電時には、太陽光発電システム３１，３２と、インバータ１３と、系統電源２００と、をこの順に接続する電気経路が確立される。燃料電池発電システム４０とインバータ１３との間の電気的接続は遮断される。系統電源２００と、電力切替ユニット２８と、負荷２５１と、をこの順に接続する電気経路が確立される。具体的には、非停電時には、図１に示すように、保護リレー６２が開状態（つまり、開放状態）であり、インバータ１３は自身に入力された直流電力を交流電力ＶAC2に変換して主分電盤８０へと出力する第２状態をとり、かつ、電力切替ユニット２８では電力出力部２８ｃの接続先が系統電力入力部２８ａに設定される。
【０１２４】
系統電源２００が復電すると、インバータ１３が第１状態から第２状態に切り替わり、電力出力部２８ｃの接続先が自立電力入力部２８ｂから系統電力入力部２８ａに切り替わる。これらの切り替えは、互いに連動して、あるいは、互いに独立して、行われる。例えば、復電に伴うインバータ１３の第１状態から第２状態への切り替えは、パワーステーション１０によって行われる。一例では、第３接続点ｐ３と系統電源２００の間に第２電流検出部が設けられている。パワーステーション１０は、第２電流検出部からの信号を有線または無線で受信し、その信号に基づいて復電を検出する。一具体例では、第２電流検出部は、電流検出部２７と同様の構成を有し得る。また、第２電流検出部がパワーステーション１０に送信する信号は、電流検出部２７が燃料電池発電システム４０に送信する信号と同様である。パワーステーション１０は、電流検出回路５８と同様の第２電流検出回路を有し、第２電流検出回路を用いて復電を検出する。
【０１２５】
本実施形態では、系統電源２００が復電したときに燃料電池発電システム４０から直流出力経路３５４を介したインバータ１３への直流電力供給を終了させるのは、燃料電池発電システム４０である。具体例には、系統電源２００が復電したとき、燃料電池発電システム４０は、保護リレー６２に解列指令を送信することによって、保護リレー６２を閉状態から開状態に切り替える。
【０１２６】
電力システム３００では、停電発生から復電まで燃料電池発電システム４０から負荷２５１に継続して電力が供給される。このようにすることは、ユーザにとって便利である。一方、電力システム３００は、燃料電池発電システム４０からインバータ１３への直流電力供給を系統電源２００が復電したときに終了させるのに適した構成を有している。これにより、復電に伴いインバータ１３と系統電源２００とを接続する電気経路が確立されたにも関わらず燃料電池発電システム４０からインバータ１３への直流電力供給が継続され、燃料電池発電システム４０から系統電源２００への電力の逆潮流が生じる事態が回避され得る。以下、この点について説明する。
【０１２７】
以下の説明では、第１条件、第２条件および第３条件という用語を用いることがある。第１条件は、交流負荷５６で電力を消費させているときに電流検出部２７の測定値が系統電源２００が復電していることを示す値であるという条件である。第２条件は、交流負荷５６で電力を消費させていないときに電流検出部２７の測定値が系統電源２００が復電していることを示す値であるという条件である。第３条件は、交流出力経路３５５を通じて燃料電池発電システム４０に入力される電圧が系統電源２００が復電していることを示す値であるという条件である。
【０１２８】
第１条件の成立は、電流検出回路５８によって検出され得る。また、制御部５１は、電流検出回路５８からの信号を受信することによって、第１条件の成立が検出されたと判断し得る。
【０１２９】
第２条件の成立は、電流検出回路５８によって検出され得る。また、制御部５１は、電流検出回路５８からの信号を受信することによって、第２条件の成立が検出されたと判断し得る。
【０１３０】
第３条件の成立は、電圧検出回路５７によって検出され得る。また、制御部５１は、電圧検出回路５７からの信号を受信することによって、第３条件の成立が検出されたと判断し得る。
【０１３１】
電力システム３００は、第１条件が成立していることのＭ１回の検出がなされた場合に、燃料電池発電システム４０から直流出力経路３５４を介したインバータ１３への直流電力供給を停止する。このようにすることは、燃料電池発電システム４０からインバータ１３への直流電力供給を系統電源２００が復電したときに終了させるのに適している。ここで、Ｍ１は、１以上の自然数である。
【０１３２】
本実施形態では、上記Ｍ１回の検出は、複数回の連続検出である。このようにすれば、系統電源２００が復電している蓋然性が高いときに、直流電力供給を終了させることができる。複数であるＭ１は、例えば２以上２０以下の値であり、５以上１５以下の値であってもよい。
【０１３３】
なお、以下の説明から理解されるように、「第１条件が成立していることのＭ１回の検出がなされた場合に、直流電力供給を停止する」という表現は、他の場合にも直流電力供給を停止することを排除しないことを意とした表現である。
【０１３４】
具体的には、本実施形態では、第２条件が成立していることのＭ２回の連続検出がなされた場合にも、直流電力供給を終了させる。第２条件の１回の検出はなされたもののＭ２回の連続検出はなされなかった場合に、交流負荷５６で電力を消費させる。ここで、Ｍ２は、２以上の自然数である。このようにすれば、系統電源２００が復電している蓋然性が高いことを第２条件を用いて確認できたときに、交流負荷５６で電力を消費させることなく直流電力供給を終了させることができる。Ｍ２は、例えば２以上２０以下の値であり、５以上１５以下の値であってもよい。
【０１３５】
また、本実施形態では、第３条件が成立していることのＭ３回の連続検出がなされた場合にも、直流電力供給を終了させる。第３条件の１回の検出はなされたもののＭ３回の連続検出はなされなかった場合に、交流負荷５６で電力を消費させる。ここで、Ｍ３は、２以上の自然数である。このようにすれば、系統電源が復電している蓋然性が高いことを第３条件を用いて確認できたときに、交流負荷５６で電力を消費させることなく直流電力供給を終了させることができる。Ｍ３は、例えば２以上２０以下の値であり、３以上１０以下の値であってもよい。
【０１３６】
以下、図８のフローチャートを参照しつつ、第１から第３条件に基づく上述した制御の一具体例をさらに説明する。
【０１３７】
ステップＳ１０１において、制御部５１は、電圧検出回路５７によって第３条件の成立が１回検出されたかどうかを判断する。この検出がなされた場合は、フローはステップＳ１０２に進む。この検出がなされなかった場合は、フローはステップＳ１０３に進む。
【０１３８】
ステップＳ１０２において、制御部５１は、電圧検出回路５７によって第３条件の成立がＭ３回連続検出されたかどうかを判断する。この連続検出がなされた場合は、フローはステップＳ１０７に進む。この連続検出がなされなかった場合は、フローはステップＳ１０５に進む。なお、Ｍ３回は、ステップＳ１０１で検出された１回分を含む回数であってもよく、これを含まない回数であってもよい。
【０１３９】
ステップＳ１０３において、制御部５１は、電流検出回路５８によって第２条件の成立が１回検出されたかどうかを判断する。この検出がなされた場合は、フローはステップＳ１０４に進む。この検出がなされなかった場合は、フローはステップＳ１０１に進む。
【０１４０】
ステップＳ１０４において、制御部５１は、電流検出回路５８によって第２条件の成立がＭ２回連続検出されたかどうかを判断する。この連続検出がなされた場合は、フローはステップＳ１０７に進む。この連続検出がなされなかった場合は、フローはステップＳ１０５に進む。なお、Ｍ２回は、ステップＳ１０３で検出された１回分を含む回数であってもよく、これを含まない回数であってもよい。
【０１４１】
ステップＳ１０５において、燃料電池発電システム４０の交流負荷５６で電力を消費させる。ステップＳ１０５の後、フローはステップＳ１０６に進む。
【０１４２】
ステップＳ１０６において、制御部５１は、電流検出回路５８によって第１条件の成立がＭ１回連続検出されたかどうかを判断する。この連続検出がなされた場合は、フローはステップＳ１０７に進む。この連続検出がなされなかった場合は、フローはステップＳ１０１に進む。
【０１４３】
ステップＳ１０７において、燃料電池発電システム４０は、燃料電池発電システム４０から直流出力経路３５４を介したインバータ１３への直流電力供給を停止させる。具体的には、この停止は、基板６０からの直流電力の出力を停止させることによって行われる。より具体的には、この停止は、保護リレー６２を開状態にする（すなわち、開放状態にする）ことによって行われる。さらに具体的には、保護リレー６２を開状態にすることは、制御部５１が保護リレー６２に解列指令を送信することによって行われる。制御部５１は、電圧検出回路５７および電流検出回路５８からの信号を受信するように構成されているため、受信信号に応じて（すなわち、ステップＳ１０１からＳ１０６の結果に応じて）保護リレー６２を開状態にすることができる。
【０１４４】
ステップＳ１０１の検出がなされた場合には、系統電源２００の復電の兆候があると言える。ステップＳ１０２の連続検出がなされた場合には、系統電源２００が復電した蓋然性が高い。このため、この場合、ステップＳ１０７において直流電力供給を停止させても、ユーザが負荷２５１を使用できない等といった問題は発生し難い。一方、ステップＳ１０２の連続検出がなされない場合には、系統電源２００が復電したか否かの判断が保留され、ステップＳ１０６でその判断がなされる。このような保留およびステップＳ１０６の実行により、ノイズ等が原因で実際には復電していないのに復電したと判断してしまうリスクを抑えることができる。
【０１４５】
また、施工時の設定ミス、断線等が原因で、あるいは、悪意により、二次連系ブレーカー８３が遮断状態にある場合があり得る。この場合、実際には系統電源２００が復電していても、系統電源２００の電圧を交流出力経路３５５を通じて燃料電池発電システム４０に流入させることができないため、電圧検出回路５７は復電を検出できない。この点、本実施形態では、ステップＳ１０１の検出がなされない場合に、ステップＳ１０３に進む。このため、二次連系ブレーカー８３が遮断状態にあったとしても、電流検出回路５８によって復電検出がなされ得る。
【０１４６】
ステップＳ１０３の検出がなされた場合には、系統電源２００の復電の兆候があると言える。ステップＳ１０４の連続検出がなされた場合には、系統電源２００が復電した蓋然性が高い。このため、この場合、ステップＳ１０７において直流電力供給を停止させても、ユーザが負荷２５１を使用できない等といった問題は発生し難い。一方、ステップＳ１０４の連続検出がなされない場合には、系統電源２００が復電したか否かの判断が保留され、ステップＳ１０６でその判断がなされる。このような保留およびステップＳ１０６の実行により、ノイズ等が原因で実際には復電していないのに復電したと判断してしまうリスクを抑えることができる。
【０１４７】
また、第１分岐部８５から負荷２５２，２５３等の負荷および電力切替ユニット２８に流出する電力が小さい場合がある。例えば、家庭内の電化製品の電力消費が小さい場合が、そのような場合に該当する。系統電源２００が復電していても、上記流出電力が小さいと、復電したことを認識可能なレベルの測定値を電流検出部２７で安定して得られないおそれがある。このような場合に、ステップＳ１０３の検出がなされるがステップＳ１０４の連続検出はなされないという現象が生じ得る。図８の例では、そのような場合に、ステップＳ１０５で燃料電池発電システム４０の交流負荷５６で電力を消費させる。そのようにすれば、系統電源２００が復電しており、かつ、系統電源２００から電流検出部２７、第１分岐部８５、電力切替ユニット２８、第２分岐部９５および受電部５９を介して交流負荷５６に至る電気経路が確立されていれば、該電気経路における電流検出部２７が設けられた部分に、交流負荷５６での電力消費に基づく電流を強制的に流すことができる。そして、復電がなされており上記電気経路が確立されていれば、上記強制電流が反映された大きいレベルの測定値が電流検出部２７により得られ、電流検出回路５８がその大きいレベルの測定値に基づいて復電を検出し得る状況となる。つまり、ステップＳ１０６において、適切な復電検出を実行し易い状況となる。
【０１４８】
図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１およびステップＳ１０２の組み合わせとステップＳ１０３およびステップＳ１０４の組み合わせとを入れ替えてもよい。つまり、ステップＳ１０１で第２条件の成立が検出されるか否かを判断し、ステップＳ１０２でそのＭ２回連続検出がなされるか否かを判断し、ステップＳ１０３で第３条件の成立が検出されるか否かを判断し、ステップＳ１０４でそのＭ３回連続検出がなされるか否かを判断してもよい。
【０１４９】
以下、電圧検出回路５７、電流検出部２７および電流検出回路５８の具体例について、説明する。
【０１５０】
［電圧検出回路５７の具体例］
一例では、電圧検出回路５７は、交流出力経路３５５によって燃料電池発電システム４０に入力される電圧をゼロクロスパルスに変換できるように構成されている。具体的には、電圧検出回路５７は、交流出力経路３５５を介して燃料電池発電システム４０に交流電圧ＶAC2が供給されている期間において、ゼロクロスパルスを連続して生成する。１個のゼロクロスパルスが生成された場合、図８のステップＳ１０１の検出がなされ得る。Ｍ３個以上の連続したゼロクロスパルスが生成された場合、ステップＳ１０２のＭ３回の連続検出がなされ得る。ここで、ゼロクロスパルスは、信号の瞬時値が０Ｖを跨いで変化するパルスを指す。
【０１５１】
［電流検出部２７および電流検出回路５８の具体例］
先に説明したとおり、本実施形態では、電流検出部２７は、少なくとも１つの電流センサを有する。電流検出部２７の測定値は、電流検出部２７が１つの電流センサによって構成されている場合には、その電流センサの測定値を指す。電流検出部２７が複数の電流センサによって構成されている場合には、電流検出部２７の測定値は、複数の電流センサの測定値の合計であり得る。一具体例では、系統電力供給経路３５１における電流検出部２７が設けられた部分は単相３線式の線路によって構成されている。電流検出部２７は、この単相３線式の第１非接地線路に設けられた第１電流センサと、この単相３線式の第２非接地線路に設けられた第２電流センサと、によって構成されている。そして、電流検出部２７の測定値は、第１電流センサの測定値と第２電流センサの測定値の合計である。
【０１５２】
電流検出回路５８は、一定の時間間隔Ｔｐで電流検出部２７の測定値を抽出し、第１閾値電流よりも大きい測定値が連続して抽出された回数Ｎをカウントする。回数Ｎが１以上である場合、図８のステップＳ１０３の検出がなされ得る。回数ＮがＭ２以上である場合、ステップＳ１０４のＭ２回の連続検出がなされ得る。また、回数ＮがＭ１以上である場合、ステップＳ１０６のＭ１回の連続検出がなされ得る。時間間隔Ｔｐは、例えば５０ｍｓｅｃ（ミリ秒）以上１０００ｍｓｅｃ以下の間隔であり、１００ｍｓｅｃ以上５００ｍｓｅｃ以下の間隔であってもよい。第１閾値電流は、例えば実効値にして０．１Ａ以上５Ａ以下の電流であり、実効値にして０．２Ａ以上３Ａ以下の電流であってもよい。
【０１５３】
図１および２で示す位置に電流検出部２７を設けることは系統連系規定により義務付けられている。このため、第１条件および第２条件の成立確認は、電力システム３００のコスト増の原因とはなり難い。また、燃料電池発電システム４０を用いた電圧確認には、大きなコストはかからない。このため、第３条件の成立確認は、電力システム３００のコスト増の原因とはなり難い。以上の理由で、第１条件から第３条件は、低コストで実現され得る。
【０１５４】
［特性変換回路の具体例］
上記の説明から理解されるように、この例では、特性変換回路１００は、ＤＣＤＣコンバータである電圧電流制御回路１６０を有する。特性変換回路１００の出力電流が所定値未満のときにおいて、電圧電流制御回路１６０および第１フィードバック回路１１０は、協働して、特性変換回路１００の出力電圧に応じて特性変換回路１００の出力電圧を調整することによって特性変換回路１００の出力電圧を目標値に追従させる第１フィードバック制御を行う。また、特性変換回路１００の出力電流が所定値以上のときにおいて、電圧電流制御回路１００および第２フィードバック回路１２０は、協働して、特性変換回路１００の出力電流が大きいほど特性変換回路１００の出力電圧を低下させることによって特性変換回路１００の出力電力がピークになるときにおける特性変換回路１００の出力電圧を所定範囲内の値に調整する第２フィードバック制御を行う。
【０１５５】
このような第１および第２フィードバック制御を実現する特性変換回路１００は適宜設計可能であるが、以下では、特性変換回路１００の具体例である特性変換回路１００Ｘについて、図９を参照しながら説明する。以下では、図４を参照して既に説明した要素については、同一符号を付し、その説明を省略することがある。
【０１５６】
特性変換回路１００Ｘでは、ＬＬＣコンバータが構成されている。このＬＬＣコンバータは、定電圧源１３１から流出する電流が大きいほど高い発振周波数が規定され、発振周波数が高いほど特性変換回路１００Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなるように構成されている。
【０１５７】
具体的には、特性変換回路１００Ｘは、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、フィードバック電流供給部１３０Ｘと、電流共振制御部１４０と、電圧電流制御回路１６０Ｘと、を有する。電圧電流制御回路１６０Ｘが、上記ＬＬＣコンバータを構成している。
【０１５８】
フィードバック電流供給部１３０Ｘは、定電圧源１３１および第６抵抗１３２に加え、第１発光ダイオード１３５を有する。第１発光ダイオード１３５には、定電圧源１３１から流出した電流が流れる。
【０１５９】
電流共振制御部１４０は、第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３と、第１フォトトランジスタ１４５と、制御ＩＣ１４６と、を有する。第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５の組み合わせとは、互いに並列に接続されている。第１フォトトランジスタ１４５は、第１発光ダイオード１３５と協働して、第１フォトカプラ１５０を構成している。制御ＩＣ１４６は、定電流源１４７と、フィードバック端子１４８と、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａと、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂと、を有する。
【０１６０】
電流共振制御部１４０では、第１コンデンサ１４２に電荷が充電される期間（以下、充電期間と称することがある）と、第１コンデンサ１４２から電荷が放電される期間（以下、放電期間と称することがある）とが、交互に訪れる。放電期間と充電期間とは、フィードバック端子１４８の電圧に基づいて切り替わる。
【０１６１】
具体的には、充電期間において、定電流源１４７からフィードバック端子１４８を介して第１コンデンサ１４２に電荷が充電されていく。充電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が上昇していく。フィードバック端子１４８の電圧が第１の電圧に達すると、放電期間に切り替わる。放電期間においては、定電流源１４７から第１コンデンサ１４２への電荷の充電は停止される。放電期間においては、第１コンデンサ１４２に充電された電荷は、第７抵抗１４１を介して放電される。放電期間においては、電荷が第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介してさらに放電される。放電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が低下していく。フィードバック端子１４８の電圧が第２の電圧に達すると、充電期間に切り替わる。
【０１６２】
第１発光ダイオード１３５を流れる電流が大きいほど、第１フォトトランジスタ１４５に大きい電流が流れ、放電期間における第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介した電荷の放電が速くなり、放電期間が短くなり、充放電周波数が高くなる。充放電周波数は、上記の発振周波数に対応する。
【０１６３】
ある放電期間において、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動信号が出力される。これが繰り返され、ドライバ出力端子１４９ａおよび１４９ｂから、互いに逆位相の駆動パルス信号が出力される。これらの駆動パルス信号の周波数は、上記の充放電周波数が高くなるほど高くなる。なお、充電期間は、両ドライバ出力端子１４９ａおよび１４９ｂのいずれからも駆動信号が出力されないデッドタイムとなる。
【０１６４】
電圧電流制御回路１６０Ｘは、第２コンデンサ１６１と、第１スイッチング素子１６２ａと、第２スイッチング素子１６２ｂと、第３コンデンサ１６３ａと、第４コンデンサ１６３ｂと、第５コンデンサ１６４と、トランス１６５と、第１ダイオード１６６ａと、第２ダイオード１６６ｂと、第６コンデンサ１６７と、を有する。
【０１６５】
スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、直列に接続されることにより、直列回路を構成している。この直列回路には、第２コンデンサ１６１が並列接続されている。第１スイッチング素子１６２ａには第３コンデンサ１６３ａが並列接続されている。第２スイッチング素子１６２ｂには第４コンデンサ１６３ｂが並列接続されている。
【０１６６】
この例では、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。また、第５コンデンサ１６４は、共振コンデンサである。
【０１６７】
トランス１６５は、１次側の巻線である第１巻線１６５ａと、２次側の巻線である第２巻線１６５ｂおよび第３巻線１６５ｃと、を有する。
【０１６８】
第１巻線１６５ａの一端には、第１スイッチング素子１６２ａの電流流出端子と、第２スイッチング素子１６２ｂの電流流入端子と、が接続されている。第１巻線１６５ａの他端と第２スイッチング素子１６２ｂの電流流出端子との間には、第５コンデンサ１６４が接続されている。なお、この例では、電流流出端子はソース端子である。電流流入端子は、ドレイン端子である。
【０１６９】
第２巻線１６５ｂの一端には、第１ダイオード１６６ａのアノードが接続されている。第１ダイオード１６６ａのカソードには、第６コンデンサ１６７の一端と、第２ダイオード１６６ｂのカソードと、が接続されている。第２巻線１６５ｂの他端には、第６コンデンサ１６７の他端と、基準電位とが接続されている。
【０１７０】
第３巻線１６５ｃの一端には、第６コンデンサ１６７の他端と、基準電位とが接続されている。第３巻線１６５ｃの他端には、第２ダイオード１６６ｂのアノードが接続されている。
【０１７１】
第１スイッチング素子１６２ａの制御端子には、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動パルス信号が供給される。第２スイッチング素子１６２ｂの制御端子には、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動パルス信号が供給される。これにより、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、互いに逆位相の駆動パルス信号が供給されることによって、交互にオンオフする。なお、この例では、制御端子は、ゲート端子である。
【０１７２】
スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂに供給される駆動パルス信号の周波数が高いほど、ＬＬＣ共振に基づき、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなる。
【０１７３】
［特性変換回路の別例］
図１０に、特性変換回路の別例を示す。以下では、図４の例と同様の部分については、説明を省略することがある。
【０１７４】
図１０に示す特性変換回路１９０は、図４の特性変換回路１００のフィードバック電流供給部１３０に代えて、フィードバック電流供給部１９５を有する。フィードバック電流供給部１９５は、定電圧源１３１および第６抵抗１３２に加え、第９抵抗１９１を有する。
【０１７５】
特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と同様、第１シャントレギュレータ１１５の第１参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、定電圧源１３１、第６抵抗１３２、第１シャントレギュレータ１１５および基準電位をこの順に流れる電流すなわち第１電流が大きくなる。一方、特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と異なり、第２シャントレギュレータ１２５の第２参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、定電圧源１３１、第９抵抗１９１、第２シャントレギュレータ１２５および基準電位をこの順に流れる電流すなわち第２電流が大きくなる。
【０１７６】
特性変換回路１９０の出力電流が小さい領域では、第２電流は実質的にゼロとなり、定電圧源１３１から流出する電流は、実質的に第１電流である。一方、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では、第１電流は実質的にゼロとなり、定電圧源１３１から流出する電流は、実質的に第２電流である。つまり、特性変換回路１９０の出力電流が小さい領域では第１フィードバック回路１１０によって、特性変換回路１９０の出力電流が大きい領域では第２フィードバック回路１２０によって、特性変換回路１９０における特性変換が行われると言える。これらの点で、特性変換回路１９０は、特性変換回路１００と共通している。このため、特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と同様に、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率が調整される。
【０１７７】
図１１に、特性変換回路１９０の具体例である特性変換回路１９０Ｘを示す。以下では、図９の例と同様の部分については、説明を省略することがある。
【０１７８】
図１１に示す特性変換回路１９０Ｘは、図９の特性変換回路１００Ｘのフィードバック電流供給部１３０Ｘに代えて、フィードバック電流供給部１９５Ｘを有する。また、特性変換回路１９０Ｘは、特性変換回路１００Ｘの電流共振制御部１４０に代えて、電流共振制御部１９９を有する。
【０１７９】
フィードバック電流供給部１９５Ｘは、定電圧源１３１、第６抵抗１３２および第１発光ダイオード１３５に加え、第９抵抗１９１および第２発光ダイオード１９２を有する。電流共振制御部１９９は、第７抵抗１４１、第１コンデンサ１４２、第８抵抗１４３、第１フォトトランジスタ１４５および制御ＩＣ１４６に加え、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７を有する。
【０１８０】
第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５の組み合わせと、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７の組み合わせとは、互いに並列に接続されている。第２発光ダイオード１９２および第２フォトトランジスタ１９７は、協働して、第２フォトカプラ１９８を構成している。
【０１８１】
電流共振制御部１９９では、電流共振制御部１４０と同様、第１コンデンサ１４２に電荷が充電される期間（以下、充電期間と称することがある）と、第１コンデンサ１４２から電荷が放電される期間（以下、放電期間と称することがある）とが、交互に訪れる。
【０１８２】
具体的には、充電期間において、定電流源１４７からフィードバック端子１４８を介して第１コンデンサ１４２に電荷が充電されていく。充電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が上昇していく。フィードバック端子１４８の電圧が第１の電圧に達すると、放電期間に切り替わる。放電期間においては、定電流源１４７から第１コンデンサ１４２への電荷の充電は停止される。放電期間においては、第１コンデンサ１４２に充電された電荷は、第７抵抗１４１を介して放電される。放電期間においては、電荷が、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介して、または、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７を介して、さらに放電される。放電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が低下していく。フィードバック端子１４８の電圧が第２の電圧に達すると、充電期間に切り替わる。
【０１８３】
電流共振制御部１９９における第１コンデンサ１４２の電荷の充電状態は、電流共振制御部１４０と同様に変化する。このため、特性変換回路１９０Ｘでは、特性変換回路１００Ｘと同様に、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が調整される。
【０１８４】
改めて断っておくが、図４の特性変換回路１００の具体例は、図９の特性変換回路１００Ｘには限られない。例えば、定電圧源１３１から流出する電流が大きいほど小さいデューティ比が規定され、そのデューティ比に基づいて動作するＤＣＤＣコンバータを特性変換回路内に構成することもできる。図１０の特性変換回路１９０の具体例についても同様である。
【０１８５】
また、図４および図１０の第１フィードバック回路１１０および第２フィードバック回路１２０の構成も必須ではない。例えば、電圧センサによって電圧電流制御回路１６０の出力電圧を検出し、電流センサによって電圧電流制御回路１６０の出力電流を検出し、出力電流が小さい領域では出力電圧が一定の電圧に維持され出力電流が大きい領域では出力電流が出力電流が増えるにつれて出力電圧が下がるような制御信号をマイクロコンピュータにより生成し、該制御信号を用いて電圧電流制御回路１６０を制御してもよい。
【０１８６】
本開示に、その他の種々の変更を適用することもできる。例えば、電力システムにおける太陽光発電システムの数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。電力システムは、太陽光発電システムを有していないくてもよい。直流電力変換装置、第１インバータ等は、パワーステーションに組み込まれていなくてもよい。電力システムは、蓄電装置、貯湯ユニットなどの図示した一部の要素を有していないくてもよい。また、発電部と負荷の接続経路は、図示したものに限られない。例えば、コンセント２６０を省略して第１負荷２５１に電力を供給することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本開示に係る技術は、例えば、太陽光発電システム用に設計された直流電力変換装置と、燃料電池発電システムと、を有する電力システムに利用可能である。
【符号の説明】
【０１８８】
１０  パワーステーション
１１，４３  ＤＣバス
１２，２１，２２，２３，４２，４５  ＤＣＤＣコンバータ
１３，４４  インバータ
２０  直流電力変換装置
２５  蓄電装置
２７  電流検出部
２８  電力切替ユニット
２８ａ  系統電力入力部
２８ｂ  自立電力入力部
２８ｃ  電力出力部
３１，３２  太陽光発電システム
３６，３７  太陽光発電パネル
４０  燃料電池発電システム
４１  燃料電池
４６  ヒーター
４７  貯湯ユニット
５１  制御部
５２  低圧電源
５５  Ｄ１電源
５６，２５１，２５２，２５３  負荷
５７  電圧検出回路
５８  電流検出回路
５９  受電部
６０  基板
６１  ＬＣフィルタ
６２  保護リレー
８０，９０  分電盤
８１，８２，８３，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，９２，９５ａ，９５ｂ，９５ｃ  ブレーカー
８５，９５  分岐部
８８，８９，９８，９９  電路
１００，１００Ｘ，１９０，１９０Ｘ  特性変換回路
１１０，１２０  フィードバック回路
１１１，１１２，１２１，１２２，１２３，１３２，１４１，１４３，１９１，１９６  抵抗
１１５，１２５  シャントレギュレータ
１１５Ａ，１２５Ａ  アノード
１１５Ｋ，１２５Ｋ  カソード
１１５ａ，１２５ａ  参照電圧端子
１１５о，１２５о  オペアンプ
１１５ｔ，１２５ｔ  トランジスタ
１２８  電流センサ
１３０，１３０Ｘ，１９５Ｘ  フィードバック電流供給部
１３１  定電圧源
１３５，１９２  発光ダイオード
１４０，１９９  電流共振制御部
１４２，１６１，１６３ａ，１６３ｂ，１６４，１６７  コンデンサ
１４５，１９７  フォトトランジスタ
１４６  制御ＩＣ
１４７  定電流源
１４８，１４９ａ，１４９ｂ  端子
１５０，１９８  フォトカプラ
１６０，１６０Ｘ  電圧電流制御回路
１６２ａ，１６２ｂ  スイッチング素子
１６５  トランス
１６５ａ，１６５ｂ，１６５ｃ  巻線
１６６ａ，１６６ｂ  ダイオード
２００  系統電源
２６０  コンセント
３００  電力システム
３５１，３５２，３５３，３５４，３５５，３５６  経路
ｐ１，ｐ２，ｐ３  接続点
【図１】
2020137397.tif 000003
【図２】
2020137397.tif 000004
【図３】
2020137397.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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