(57)【要約】【課題】各種の出力抑制事由の発生に対して、変換回路１００において的確な出力抑制制御を行う。【解決手段】変換回路１００は、インバータ１３を含む。変換回路１００は、直流電源（太陽電池２及び蓄電部３）から出力される直流電力を少なくともインバータ１３において電力変換して交流電力として負荷５又は電力系統（系統４）に出力する。制御回路１０１は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて変換回路１００に出力抑制させる。【選択図】図１
2020014370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するインバータを含み、直流電源から出力される直流電力を少なくとも前記インバータにおいて電力変換して交流電力として負荷又は電力系統に出力する変換回路と、
前記変換回路を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて前記変換回路に出力抑制させ、
前記制御回路は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて前記変換回路に出力抑制させる、
電力変換システム。
【請求項２】
前記制御回路は、少なくとも前記インバータに出力抑制させる、
請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記変換回路は、前記直流電源から出力される前記直流電力を電力変換して前記インバータに出力するＤＣ−ＤＣコンバータを含み、
前記制御回路は、少なくとも前記ＤＣ−ＤＣコンバータに出力抑制させる、
請求項１又は２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記制御回路は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータと前記インバータとを接続する配線である直流バスの電圧に応じて前記ＤＣ−ＤＣコンバータに出力抑制させる、
請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項５】
前記制御回路は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記制御回路が前記変換回路に出力抑制させるときの単位時間あたりの前記変換回路の出力の変化量である応答速度を、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた速度に設定し、
前記制御回路は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記応答速度を、前記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の速度のうち、最大の速度に設定する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換システム。
【請求項６】
前記制御回路は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記制御回路が前記変換回路に出力抑制させるときの単位時間あたりの前記変換回路の出力の変化量である応答速度を、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた速度に設定し、
前記制御回路は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記応答速度を、前記２つ以上の出力抑制事由のうち単体で発生した場合に抑制量が最大となる出力抑制事由の内容に応じた速度に設定する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換システム。
【請求項７】
前記制御回路は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記制御回路が前記変換回路に出力抑制させるときの単位時間あたりの前記変換回路の出力の変化量である応答速度を、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた速度に設定し、
前記出力抑制事由の種別には、前記電力系統への逆潮流と、前記変換回路が出力する直流電力又は交流電力が定格電力を超過することと、が含まれ、
前記制御回路が単一の前記出力抑制事由として前記電力系統への逆潮流が発生したことを示す情報を得た場合に設定する前記応答速度は、前記制御回路が単一の前記出力抑制事由として前記変換回路が出力する直流電力又は交流電力が前記定格電力を超過したことを示す情報を得た場合に設定する前記応答速度よりも速い、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力変換システム。
【請求項８】
蓄電部から出力される直流電力を電力変換して交流電力として負荷又は電力系統に出力するインバータと、前記インバータに接続された配線である直流バスと、を含む第１電力変換装置と、
前記蓄電部と前記直流バスとの間に接続され前記蓄電部に充放電を行わせるＤＣ−ＤＣコンバータを含む第２電力変換装置と、を備え、
前記第１電力変換装置と前記第２電力変換装置とのうち少なくとも一方は、
前記インバータと前記ＤＣ−ＤＣコンバータとを含む変換回路を制御する制御回路の、少なくとも一部を備え、
前記制御回路は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて前記変換回路に出力抑制させ、
前記制御回路は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて前記変換回路に出力抑制させる、
電力変換システム。
【請求項９】
直流電力を交流電力に変換するインバータを含み、直流電源から出力される直流電力を少なくとも前記インバータにおいて電力変換して交流電力として負荷又は電力系統に出力する変換回路の制御方法であって、
単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて前記変換回路に出力抑制させるステップと、
２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて前記変換回路に出力抑制させるステップと、を備える、
変換回路の制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の変換回路の制御方法を、コンピュータシステムに実行させるための、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換システム、変換回路の制御方法及びプログラムに関し、より詳細には、直流電力を交流電力に変換する電力変換システム、電力変換システムに備えられる変換回路の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、系統連系される分散型電源（直流電源）には、電源ソースとして太陽電池、燃料電池、定置型蓄電池、車載蓄電池などがある。系統に連系する分散型電源システムの代表的な構成として、単一の分散型電源を使用してＤＣ−ＤＣコンバータ、直流バス及びインバータを介して系統連系する構成と、複数の分散型電源を使用してそれぞれのＤＣ−ＤＣコンバータ、共通の直流バス及び１つのインバータを介して系統連系する構成とがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
後者において、複数のＤＣ−ＤＣコンバータ及び１つのインバータが１つの筐体内に設置される構成と、少なくとも１つのＤＣ−ＤＣコンバータ及び１つのインバータが分離された筐体内に設置される構成とがある。
【０００４】
また、物理的に１つの筐体内にＤＣ−ＤＣコンバータとインバータとが設置される構成であっても、制御的にはＤＣ−ＤＣコンバータとインバータとが別々の制御装置（例えば、マイコン）により独立に制御されることもある。このようなＤＣ−ＤＣコンバータとインバータとが物理的もしくは制御的に分離された分散型電源システムでは、インバータと各種分散型電源とを自由に組み合わせることができる。
【０００５】
このような分散型電源システムでは安定動作させるために、システムの入出力電力の平衡を保つように制御する必要がある。さらに、系統と接続するために系統連系規程を遵守するための抑制処理を行ったり、安全に動作させるために過電流や温度異常を発生させないための抑制処理を行ったりする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−７３３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一体型の分散型電源システムでは基本的に、１つの制御部で全ての情報を一括管理しており、状況に応じてシステムの入出力電力を調整する。各種の出力抑制事由に応じた抑制指示に対し、入力側および／または出力側で適応的な抑制制御を行い、システム全体の電力平衡が保たれるように制御される。
【０００８】
分離型の分散型電源システムでは各制御部が分離しており、システムの入出力電力の調整を一括制御することが難しい。各種の出力抑制事由に応じた抑制指示に対し、適切な抑制制御が行われないと、システム全体の電力平衡が崩れてしまう。
【０００９】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、各種の出力抑制事由の発生に対して、的確な出力抑制制御を行うことができる電力変換システム、
変換回路の制御方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力変換システムは、変換回路と、制御回路と、を備える。前記変換回路は、インバータを含む。前記インバータは、直流電力を交流電力に変換する。前記変換回路は、直流電源から出力される直流電力を少なくとも前記インバータにおいて電力変換して交流電力として負荷又は電力系統に出力する。前記制御回路は、前記変換回路を制御する。前記制御回路は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて前記変換回路に出力抑制させる。前記制御回路は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて前記変換回路に出力抑制させる。
【００１１】
本発明の別の一態様に係る電力変換システムは、第１電力変換装置と、第２電力変換装置と、を備える。前記第１電力変換装置は、インバータと、直流バスと、を含む。前記インバータは、蓄電部から出力される直流電力を電力変換して交流電力として負荷又は電力系統に出力する。前記直流バスは、前記インバータに接続された配線である。前記第２電力変換装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータを含む。前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、前記蓄電部と前記直流バスとの間に接続される。前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、前記蓄電部に充放電を行わせる。前記第１電力変換装置と前記第２電力変換装置とのうち少なくとも一方は、制御回路の少なくとも一部を備える。前記制御回路は、前記インバータと前記ＤＣ−ＤＣコンバータとを含む変換回路を制御する。前記制御回路は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて前記変換回路に出力抑制させる。前記制御回路は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて前記変換回路に出力抑制させる。
【００１２】
本発明の一態様に係る変換回路の制御方法は、直流電力を交流電力に変換するインバータを含み、直流電源から出力される直流電力を少なくとも前記インバータにおいて電力変換して交流電力として負荷又は電力系統に出力する変換回路の制御方法である。前記変換回路の制御方法は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて前記変換回路に出力抑制させるステップと、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、前記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて前記変換回路に出力抑制させるステップと、を備える。
【００１３】
本発明の一態様に係るプログラムは、前記変換回路の制御方法を、コンピュータシステムに実行させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、各種の出力抑制事由の発生に対して、的確な出力抑制制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電力変換システムを説明するための図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、同上の電力変換システムにおける直流バスの電圧の状態を模式的に描いた図である。
【図３】図３（ａ）は、同上の電力変換システムの第２電力変換装置が直流バスに非接続状態のときの出力抑制事由の一例を示す図である。図３（ｂ）は、第２電力変換装置が直流バスに接続状態のときの出力抑制事由の一例を示す図である。
【図４】図４は、複数の出力抑制事由が同時に発生した場合におけるインバータ指令値及びインバータの出力の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る電力変換システムのインバータの制御ブロック図である。
【図６】図６は、同上の電力変換システムにおける太陽電池用のＤＣ−ＤＣコンバータの制御ブロック図である。
【図７】図７は、同上の電力変換システムにおける蓄電部用のＤＣ−ＤＣコンバータの制御ブロック図である。
【図８】図８は、同上の電力変換システムにおける変換回路の制御方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態の変形例１に係る電力変換システムにおいて、複数の出力抑制事由が同時に発生した場合におけるインバータ指令値及びインバータの出力の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る電力変換システム１を説明するための図である。電力変換システム１は、第１電力変換装置１０及び第２電力変換装置２０を備える。
【００１７】
電力変換システム１は、太陽電池２（直流電源）と、蓄電部３（直流電源）と、商用電力系統（系統４）と、負荷５とに接続される。第１電力変換装置１０は太陽電池２用のパワーコンディショナシステムであり、第２電力変換装置２０は蓄電部３用のＤＣ−ＤＣコンバータシステムである。図１では、太陽電池２用のパワーコンディショナシステムに、蓄電部３用のＤＣ−ＤＣコンバータシステムを接続した例を示している。
【００１８】
太陽電池２は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する発電装置である。太陽電池２として、シリコン太陽電池、化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型太陽電池（有機太陽電池）等が使用される。太陽電池２は第１電力変換装置１０と接続され、発電した電力を第１電力変換装置１０に出力する。
【００１９】
第１電力変換装置１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、コンバータ制御回路１２、インバータ１３、温度センサＴ１、インバータ制御回路１４、及びシステム制御回路１５を備える。システム制御回路１５は、出力抑制制御部１５ａ及び指令値生成部１５ｂを含む。
【００２０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１とインバータ１３との間は直流バス４０（配線）により接続される。直流バス４０において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１とインバータ１３との間の分岐部４３から延びる電路は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１につながっている。      
【００２１】
コンバータ制御回路１２とシステム制御回路１５との間は通信線４１により接続される。コンバータ制御回路１２とシステム制御回路１５との間では、所定のシリアル通信規格（例えば、ＲＳ−４８５規格、ＴＣＰ−ＩＰ規格）に準拠した通信が行われる。
【００２２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、太陽電池２から出力される直流電力を、所望の電圧値の直流電力に変換し、変換した直流電力を直流バス４０に出力する。より詳細には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、太陽電池２から出力される直流電力を電力変換して、直流バス４０を介してインバータ１３に出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は例えば、昇圧チョッパで構成することができる。
【００２３】
コンバータ制御回路１２はＤＣ−ＤＣコンバータ１１を制御する。コンバータ制御回路１２は基本制御として、太陽電池２の出力電力が最大になるようＤＣ−ＤＣコンバータ１１をＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracking) 制御する。具体的には、コンバータ制御回路１２は、太陽電池２の出力電圧および出力電流である、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧および入力電流を計測して太陽電池２の発電電力を推定する。コンバータ制御回路１２は、計測した太陽電池２の出力電圧と推定した発電電力とをもとに、太陽電池２の発電電力を最大電力点（最適動作点）にするための指令値を生成する。コンバータ制御回路１２は、指令値により、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電圧、出力電流又は出力電力の値を指示する。コンバータ制御回路１２は、例えば、山登り法に従いＤＣ−ＤＣコンバータ１１の動作点電圧を所定のステップ幅で変化させて最大電力点を探索し、最大電力点を維持するように指令値を生成する。より詳細には、コンバータ制御回路１２は、所定の時間間隔で指令値を生成する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、生成された指令値に基づいてＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行い、ＰＷＭ制御により得られた駆動信号に応じてスイッチング動作する。
【００２４】
コンバータ制御回路１２は、第１の計測位置において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電流及び入力電圧を計測する。コンバータ制御回路１２は、第２の計測位置において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電流及び出力電圧を計測する。第１の計測位置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１と太陽電池２との間の電路上の位置である。第２の計測位置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力側の電路上の位置である。より詳細には、第２の計測位置は、直流バス４０におけるＤＣ−ＤＣコンバータ１１と分岐部４３との間の位置である。
【００２５】
コンバータ制御回路１２は、第１の計測位置において、太陽電池２の出力電圧、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電圧を計測する。コンバータ制御回路１２は、第１の計測位置において、太陽電池２の出力電流、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の入力電流を計測する。コンバータ制御回路１２は、第２の計測位置において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電圧を計測する。コンバータ制御回路１２は、第２の計測位置において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力電流を計測する。
【００２６】
インバータ１３は双方向インバータである。インバータ１３は、直流バス４０から入力される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を商用電力系統（以下、単に系統４という）に出力する。より詳細には、インバータ１３は、太陽電池２及び蓄電部３から出力され直流バス４０を介して入力される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を系統４に出力する。更に詳細には、インバータ１３は、系統４に接続された配電線５０を介して交流電力を系統４に出力する。配電線５０とインバータ１３との間には、分電盤が設けられている。分電盤とインバータ１３との間の電路５１には負荷５が接続される。インバータ１３は、交流電力を負荷５にも供給する。またインバータ１３は、系統４から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流バス４０に出力する。より詳細には、インバータ１３は、変換した直流電力を直流バス４０を介して蓄電部３に出力する。直流バス４０には、平滑用の電解コンデンサが接続されている。
【００２７】
インバータ制御回路１４はインバータ１３を制御する。インバータ制御回路１４は基本制御として、直流バス４０の電圧が第１閾値電圧Ｖｉｂｔ（図５参照）を維持するようにインバータ１３を制御する。
【００２８】
具体的には、まず、インバータ制御回路１４は、直流バス４０の電圧であるバス電圧Ｖｂ（図５参照）を検出する。システム制御回路１５は、インバータ制御回路１４で検出されたバス電圧Ｖｂを第１閾値電圧Ｖｉｂｔに一致させるための指令値を生成する。システム制御回路１５は、指令値により、例えば、インバータ１３の出力電圧、出力電流又は出力電力を指示する。インバータ制御回路１４は、システム制御回路１５で生成された指令値に基づいて、インバータ１３をＰＷＭ制御する。インバータ１３が直流バス４０に直流電力を出力している場合に、システム制御回路１５は、バス電圧Ｖｂが第１閾値電圧Ｖｉｂｔより高い場合は、インバータ制御回路１４におけるＰＷＭ信号のデューティ比を上げるための指令値を生成し、バス電圧Ｖｂが第１閾値電圧Ｖｉｂｔより低い場合は、インバータ制御回路１４におけるＰＷＭ信号のデューティ比を下げるための指令値を生成する。
【００２９】
システム制御回路１５は、インバータ制御回路１４へ指令値を出力することで、インバータ１３の出力を抑制可能である。システム制御回路１５は、電力変換システム１で出力抑制事由が発生したことを示す情報を得る。電力変換システム１において１つ以上の出力抑制事由が発生し、これに対応する情報をシステム制御回路１５が得ると、システム制御回路１５は、１つ以上の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて、インバータ１３に出力抑制させる。
【００３０】
ここで、出力抑制事由が発生したことを示す情報をシステム制御回路１５が得るとは、システム制御回路１５の外部からそのような情報を得ることと、出力抑制事由が発生したことをシステム制御回路１５自身が検知することとを含む。
【００３１】
次に、システム制御回路１５がインバータ制御回路１４へ出力する指令値を生成する手順について説明する。図５に示すように、システム制御回路１５は、指令値生成部１５ｂ及び出力抑制制御部１５ａを有している。指令値生成部１５ｂは、バス電圧Ｖｂを第１閾値電圧Ｖｉｂｔに一致させるための、インバータ制御回路１４に対する指令値を生成する。ここでは指令値生成部１５ｂについて説明し、出力抑制制御部１５ａについては後述する。
【００３２】
指令値生成部１５ｂは、ＰＩ（Proportional Integral）制御器１１１、リミッタ１１２、瞬時電流指令値生成部１１３及びＰＩ制御器１１４を有している。ＰＩ制御器１１１には、直流バス４０（図１参照）のバス電圧Ｖｂが入力される。また、ＰＩ制御器１１１には、バス電圧Ｖｂと比較される第１閾値電圧Ｖｉｂｔが入力される。ＰＩ制御器１１１は、バス電圧Ｖｂが第１閾値電圧Ｖｉｂｔになるようにインバータ１３の仮の電流指令値Ｉｉｔ１（ピーク値）を演算する。つまり、もし、仮の電流指令値Ｉｉｔ１に基づいてインバータ制御回路１４がインバータ１３を制御すれば、バス電圧Ｖｂは第１閾値電圧Ｖｉｂｔと等しくなる。本明細書において、等しいとは、完全に一致することに限定されず、例えば、２つの値の比が０．９以上１．１以下である場合も含む。
【００３３】
仮の電流指令値Ｉｉｔ１はＰＩ制御器１１１からリミッタ１１２に入力される。リミッタ１１２には、インバータ制御回路１４がインバータ１３を制御してインバータ１３から出力させる電流の上限値と下限値との情報が、出力抑制制御部１５ａから入力される。ここで、インバータ１３から系統４へ電流が流れる場合の電流値を正とし、インバータ１３から直流バス４０へ電流が流れる場合の電流値を負とする。上限値は、正の値であり、下限値は、負の値である。尚、上限値は、出力抑制制御部１５ａにて演算され設定される。より詳細には、上限値は、電力変換システム１で発生した１つ以上の出力抑制事由の内容に応じて、出力抑制制御部１５ａにより決定される。下限値は、例えば固定値である。
【００３４】
リミッタ１１２は、仮の電流指令値Ｉｉｔ１が上限値から下限値までの範囲に入っているか否かを判断する。リミッタ１１２は、仮の電流指令値Ｉｉｔ１が上限値から下限値までの範囲から外れる場合には範囲内に収め（仮の電流指令値Ｉｉｔ１が上限値を上回る場合は上限値に、下限値を下回る場合は下限値に設定する）、その値を電流指令値Ｉｉｔ２（ピーク値）として出力する。リミッタ１１２は、仮の電流指令値Ｉｉｔ１が上限値から下限値までの範囲に入っている場合は、仮の電流指令値Ｉｉｔ１を電流指令値Ｉｉｔ２として出力する。
【００３５】
瞬時電流指令値生成部１１３には、リミッタ１１２から電流指令値Ｉｉｔ２が入力される。瞬時電流指令値生成部１１３は、電流指令値Ｉｉｔ２に基づいて、瞬時電流指令値Ｉｉｔ３を演算する。
【００３６】
ＰＩ制御器１１４は、瞬時電流指令値Ｉｉｔ３とインバータ１３の出力電流Ｉｉと系統電圧Ｖａｃとを入力として、指令値を演算する。より詳細には、ＰＩ制御器１１４は、瞬時電流指令値Ｉｉｔ３とインバータ１３の出力電流Ｉｉと系統電圧Ｖａｃとを入力として、インバータ１３の出力電流値が瞬時電流指令値Ｉｉｔ３と等しくなるような指令値を演算する。インバータ制御回路１４は、ＰＩ制御器１１４で演算された指令値を用いてインバータ１３をＰＷＭ制御する。
【００３７】
図１において、温度センサＴ１は、第１電力変換装置１０内の温度を検出して、システム制御回路１５に出力する。温度センサＴ１の検出値は、後述するように、システム制御回路１５の出力抑制制御部１５ａにおいて、インバータ１３の出力の抑制量を決定するために用いられる。温度センサＴ１には例えば、サーミスタ、熱電対などを使用することができる。
【００３８】
蓄電部３は、電力を充放電可能である。蓄電部３は、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、及びリチウムイオンキャパシタ等のうち少なくとも１つを含む。蓄電部３は第２電力変換装置２０と接続される。
【００３９】
第２電力変換装置２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１及びコンバータ制御回路２２を備える。コンバータ制御回路２２と、第１電力変換装置１０のシステム制御回路１５とは、通信線４２により接続される。コンバータ制御回路２２とシステム制御回路１５との間では、所定のシリアル通信規格に準拠した通信が行われる。
【００４０】
コンバータ制御回路２２は、第３の計測位置において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の入出力電流及び入出力電圧を計測する。コンバータ制御回路２２は、第４の計測位置において、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の入出力電流及び入出力電圧を計測する。第３の計測位置は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１と蓄電部３との間の電路上の位置である。第４の計測位置は、直流バス４０におけるＤＣ−ＤＣコンバータ２１と分岐部４３との間の位置である。
【００４１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、蓄電部３と直流バス４０との間に接続されている。言い替えると、蓄電部３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介して、直流バス４０に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、双方向コンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、蓄電部３を充電する。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、太陽電池２及びインバータ１３から出力される直流電力を電力変換して蓄電部３に出力する。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、蓄電部３に放電を行わせる。すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、蓄電部３から出力される直流電力を電力変換してインバータ１３に出力する。コンバータ制御回路２２はＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御する。コンバータ制御回路２２は基本制御として、システム制御回路１５から送信されてくる指令値に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ２１をＰＷＭ制御することで、蓄電部３を定電流（ＣＣ）／定電圧（ＣＶ）で充電／放電する。ここで、コンバータ制御回路２２は、第３、第４の計測位置における電流及び電圧の計測値に基づくフィードバック制御により、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の入出力を定電流化又は定電圧化する。
【００４２】
より詳細には、コンバータ制御回路２２は基本制御として、蓄電部３からＤＣ−ＤＣコンバータ２１への放電量（電力）又はＤＣ−ＤＣコンバータ２１から蓄電部３への充電量（電力）が、システム制御回路１５から出力される指令値と等しくになるようにＤＣ−ＤＣコンバータ２１をＰＷＭ制御する。例えばコンバータ制御回路２２は、放電時においてシステム制御回路１５から電力指令値を含む信号を受信し、当該電力指令値を蓄電部３の電圧で割った値を電流指令値として、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御し、蓄電部３に定電流放電させる。
【００４３】
以上説明した電力変換システム１において、第１電力変換装置１０は、電力を変換する変換回路１００の一部の構成と、変換回路１００を制御する制御回路１０１の一部の構成とを有している。第２電力変換装置２０は、変換回路１００の別の一部の構成と制御回路１０１の別の一部の構成とを有している。
【００４４】
変換回路１００は、インバータ１３を含む。変換回路１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１と、を更に含む。変換回路１００のインバータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１及びＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、第１電力変換装置１０及び第２電力変換装置２０に分散して設けられている。すなわち、インバータ１３及びＤＣ−ＤＣコンバータ１１は第１電力変換装置１０に設けられており、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は第２電力変換装置２０に設けられている。
【００４５】
制御回路１０１は、インバータ制御回路１４と、システム制御回路１５と、コンバータ制御回路１２と、コンバータ制御回路２２と、を含む。これらは、第１電力変換装置１０及び第２電力変換装置２０に分散して設けられている。すなわち、インバータ制御回路１４、システム制御回路１５及びコンバータ制御回路１２は第１電力変換装置１０に設けられており、コンバータ制御回路２２は第２電力変換装置２０に設けられている。また、インバータ制御回路１４とシステム制御回路１５とは一体であり、コンバータ制御回路１２はインバータ制御回路１４及びシステム制御回路１５と別体である。
【００４６】
蓄電部３からの放電中に、日射変動により太陽電池２の発電量が増加した場合、又は負荷５の消費電力が低下した場合、系統４への逆潮流電力が発生し、売電状態になることがある。日本では系統連系規程により蓄電システムから、蓄電池の定格容量の５％以上の電力を５００ｍｓを超えて系統４へ逆潮流することが禁止されている。従って、蓄電部３が接続された電力変換システム１において、蓄電部３に含まれる蓄電池の定格容量の５％以上の逆潮流が検出された場合、５００ｍｓ以内に逆潮流を抑える必要がある。すなわち、変換回路１００から系統４への出力電力を抑制する必要がある。
【００４７】
また日本では２０１５年１月の再生可能エネルギー固定価格買取制度の改正により、新たに系統に連系する太陽光発電の設備及び風力発電の設備に遠隔出力制御（出力抑制）システムの導入が義務付けられている。システム制御回路１５は、電力会社などの系統運用機関から外部ネットワーク７１（例えば、インターネット又は専用線）を介して、系統４への出力抑制と出力タイミングとに関する指示信号を受信する。この場合、指示信号に応じて変換回路１００の出力抑制をする必要がある。すなわち、変換回路１００のインバータ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１及びＤＣ−ＤＣコンバータ２１のうち少なくとも１つの出力抑制をする必要がある。
【００４８】
変換回路１００の出力抑制をする方法として、太陽電池２用のＤＣ−ＤＣコンバータ１１において出力抑制する方法、蓄電部３用のＤＣ−ＤＣコンバータ２１において出力抑制する方法、インバータ１３において出力抑制する方法がある。太陽電池２用のＤＣ−ＤＣコンバータ１１において出力抑制する方法は、太陽電池２の発電量を無駄にすることに繋がる。従って太陽電池２用のＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力抑制よりも、蓄電部３用のＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力抑制と、インバータ１３の出力抑制とを優先して実行することが望ましい。
【００４９】
逆潮流が検出された場合、変換回路１００から系統４への出力抑制を実現するために、蓄電部３用のＤＣ−ＤＣコンバータ２１から直流バス４０への出力電力を抑制することが考えられる。しかしながら、第２電力変換装置２０が第１電力変換装置１０から分離されており、第２電力変換装置２０が系統４から離れた位置に設置されている場合、逆潮流の検出からＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力抑制までにタイムラグが発生しやすくなる。また、本実施形態では、第１電力変換装置１０、及び第２電力変換装置２０の２つの電力変換装置を用いる例を挙げているが、電力変換装置の数は増やすことができる。電力変換装置の数が多くなると、通信トラフィックが増加し各電力変換装置間の通信周期が遅くなり、これによっても出力抑制までにタイムラグが発生しやすくなる。
【００５０】
電力変換システム１では、第１電力変換装置１０のシステム制御回路１５は、配電線５０における分電盤より系統４側に設置されたＣＴセンサの計測値をもとに逆潮流電力を検出する。第２電力変換装置２０のコンバータ制御回路２２は、システム制御回路１５から通信線４２を介して逆潮流の検出情報を受信する。通信線４２は、第１電力変換装置１０と第２電力変換装置２０とを繋ぐ直流バス４０に這わせて設置されることが多く、この構成では通信線４２は直流バス４０からノイズの影響を受ける。また二値の電圧を使用したデジタル通信では、１ビットを表す単位期間を短くするほどノイズに弱くなる性質があり、基本的に通信速度を上げるほどビット誤りが発生しやすくなる。
【００５１】
従って第１電力変換装置１０が逆潮流を検出し、出力抑制を指示する通信データを生成し、通信線４２を介して第２電力変換装置２０に送信しＤＣ−ＤＣコンバータ２１が出力抑制する方法では、系統連系規程に定められる時限（５００ｍｓ）までに逆潮流を解消できない可能性がある。またノイズにより通信データの内容が途中で変わってしまう可能性もある。
【００５２】
そこで、電力変換システム１では、先にインバータ１３が出力抑制し、後からＤＣ−ＤＣコンバータ２１が出力抑制する。上述のようにインバータ制御回路１４は基本制御として、直流バス４０の電圧（バス電圧Ｖｂ）が第１閾値電圧Ｖｉｂｔを維持するようにインバータ１３を制御する。システム制御回路１５が１つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、インバータ制御回路１４は出力抑制制御を実行する。具体的にはインバータ制御回路１４は、出力抑制制御において、インバータ１３の出力がシステム制御回路１５により生成された指令値（具体的には上限電流値または上限電力値）を超えないようにインバータ１３を制御する。すなわち、インバータ制御回路１４の出力抑制制御により、インバータ１３は出力抑制をする。出力抑制制御は、バス電圧Ｖｂを第１閾値電圧Ｖｉｂｔに維持する基本制御よりも優先される優先制御である。すなわち、インバータ制御回路１４は、出力抑制制御の実行中は基本制御を停止する。
【００５３】
インバータ１３の出力抑制が開始した時点では、太陽電池２用のＤＣ−ＤＣコンバータ１１及び／又は蓄電部３用のＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力抑制は開始していない。従って、インバータ１３から直流バス４０への出力電力に対してインバータ１３の入力電力が過多となり、直流バス４０の電圧が上昇する。言い換えると、インバータ１３から直流バス４０への出力電力と比較して系統４からインバータ１３への入力電力の方が多くなり、バス電圧Ｖｂが上昇する。より具体的には直流バス４０に接続された電解コンデンサに電荷が蓄積されていく。
【００５４】
次に、蓄電部３用のコンバータ制御回路２２の動作について、図７を用いて説明する。上述のようにコンバータ制御回路２２は基本制御として、蓄電部３からＤＣ−ＤＣコンバータ２１への放電量またはＤＣ−ＤＣコンバータ２１から蓄電部３への充電量が、システム制御回路１５から送信されてくる指令値になるようにＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御する。さらに、コンバータ制御回路２２は、バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔを超えた場合にＤＣ−ＤＣコンバータ２１を出力抑制するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力の上限値の設定を行う。
【００５５】
コンバータ制御回路２２は、基本制御部３１０、及び直流バス調整制御部３２０を有している。基本制御部３１０が基本制御を、直流バス調整制御部３２０が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力の上限値の設定を主として行う。
【００５６】
基本制御部３１０は、電力−電流変換部３１１、リミッタ３１２、ＰＩ制御器３１３を有している。電力−電流変換部３１１には、システム制御回路１５から受信した電力指令値Ｐｓｔと、蓄電部３から取得される蓄電部電圧Ｖｓとが入力される。電力−電流変換部３１１は、電力指令値Ｐｓｔを蓄電部電圧Ｖｓで除した値である仮の電流指令値Ｉｓｔ１を演算する。
【００５７】
リミッタ３１２には、コンバータ制御回路２２がＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御してＤＣ−ＤＣコンバータ２１から直流バス４０へ出力させる電流の、上限値と下限値との情報が、直流バス調整制御部３２０から入力される。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１から直流バス４０へ電流が流れる場合の電流値を正とし、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１から蓄電部３へ電流が流れる場合の電流値を負とする。上限値は、正の値であり、下限値は、負の値である。リミッタ３１２は、仮の電流指令値Ｉｓｔ１が上限値から下限値までの範囲に入っているか否かを判断する。リミッタ３１２は、仮の電流指令値Ｉｓｔ１が上限値から下限値までの範囲を外れる場合に範囲内に収め（仮の電流指令値Ｉｓｔ１が上限値を上回る場合は上限値に、下限値を下回る場合は下限値に設定する）、その値を電流指令値Ｉｓｔ２として出力する。リミッタ３１２は、仮の電流指令値Ｉｓｔ１が上限値から下限値までの範囲に入っている場合は、仮の電流指令値Ｉｓｔ１を電流指令値Ｉｓｔ２として出力する。上限値は、直流バス調整制御部３２０にて演算され設定される。下限値は、例えば固定値である。
【００５８】
ＰＩ制御器３１３は、電流指令値Ｉｓｔ２と、蓄電部３から出力される電流の大きさである蓄電部電流Ｉｓとを入力として、蓄電部電流Ｉｓが電流指令値Ｉｓｔ２になるような指令値を演算する。コンバータ制御回路２２は、ＰＩ制御器３１３で演算された指令値を用いてＤＣ−ＤＣコンバータ２１をＰＷＭ制御する。
【００５９】
直流バス調整制御部３２０は、減算器３２１、ＰＩ制御器３２２、及びリミット部３２３を有する。減算器３２１には、第２閾値電圧Ｖｓｂｔとバス電圧Ｖｂとが入力され、これらの差分（Ｖｓｂｔ−Ｖｂ）がＰＩ制御器３２２に入力される。そして、ＰＩ制御器３２２において、この差分に応じて仮の上限値（コンバータ制御回路２２がＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御してＤＣ−ＤＣコンバータ２１から直流バス４０へ出力させる電流の上限値）を演算し、演算された仮の上限値がリミット部３２３に出力される。バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔよりも大きい所定の閾値電圧を超えないようにするために、差分（Ｖｓｂｔ−Ｖｂ）が負であり絶対値が大きいほど仮の上限値が低くなるように設定すると良い。差分（Ｖｓｂｔ−Ｖｂ）が正の場合は、現在（直近）の上限値と等しい値を仮の上限値として設定すると良い。バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔを超えると、超える前よりも仮の上限値が小さくなる。
【００６０】
リミット部３２３は、仮の上限値が所定の範囲外（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の定格よりも大きい値）であれば所定の範囲に収まるように上限値を定めて、上限値Ｉｓｂｃとしてリミッタ３１２に出力する。リミット部３２３は、仮の上限値が所定の範囲内であれば、仮の上限値を上限値Ｉｓｂｃとしてリミッタ３１２に出力する。
【００６１】
このように直流バス調整制御部３２０では、バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔを超えると、超える前よりも仮の上限値が小さくなり、結果として上限値Ｉｓｂｃが小さくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、上限値Ｉｓｂｃ以下の出力で動作する。すなわち、バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔを超えると、コンバータ制御回路２２では、バス電圧Ｖｂの上昇抑制制御が発動する。したがって、バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔよりも大きい所定の閾値電圧を超える可能性が低減される。第２閾値電圧Ｖｓｂｔは第１閾値電圧Ｖｉｂｔより高い値に設定される。
【００６２】
次に、太陽電池２用のコンバータ制御回路１２の動作について、図６を用いて説明する。上述のようにコンバータ制御回路１２は基本制御として、太陽電池２の出力電力が最大になるようＤＣ−ＤＣコンバータ１１をＭＰＰＴ制御する。さらにコンバータ制御回路１２は、バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔを超えた場合にＤＣ−ＤＣコンバータ１１を出力抑制するために、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力の上限値の設定を行う。
【００６３】
コンバータ制御回路１２は、基本制御部２１０、及び直流バス調整制御部２２０を有している。基本制御部２１０が基本制御としてＭＰＰＴ制御を主に行い、直流バス調整制御部２２０がＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力の上限値の設定を主として行う。
【００６４】
基本制御部２１０は、ＭＰＰＴ制御部２１１、ＰＩ制御器２１２、リミッタ２１３、ＰＩ制御器２１４を有する。ＭＰＰＴ制御部２１１には、太陽電池２の電圧Ｖｐ、電流Ｉｐが入力される。ＭＰＰＴ制御部２１１は、これらの入力より太陽電池２の発電電力が最大になるような太陽電池２の電圧指令値Ｖｐｔを演算する。
【００６５】
ＰＩ制御器２１２には、太陽電池２の電圧指令値Ｖｐｔ及び太陽電池２の電圧Ｖｐが入力される。ＰＩ制御器２１２は、太陽電池２の電圧Ｖｐが太陽電池２の電圧指令値Ｖｐｔになるような仮の太陽電池２の電流指令値Ｉｐｔ１を演算する。
【００６６】
リミッタ２１３には、コンバータ制御回路１２がＤＣ−ＤＣコンバータ１１を制御してＤＣ−ＤＣコンバータ１１から直流バス４０へ出力させる電流の、上限値と下限値との情報が、直流バス調整制御部２２０から入力される。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１から直流バス４０へ電流が流れる場合の電流値を正とし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１から太陽電池２へ電流が流れる場合の電流値を負とする。上限値は、正の値であり、下限値は、ゼロ又は正の値である。リミッタ２１３は、仮の電流指令値Ｉｐｔ１が上限値から下限値までの範囲を外れる場合に範囲内に収め（仮の電流指令値Ｉｐｔ１が上限値を上回る場合は上限値に、下限値を下回る場合は下限値に設定する）、その値を電流指令値Ｉｐｔ２として出力する。リミッタ２１３は、仮の電流指令値Ｉｐｔ１が上限値から下限値までの範囲に入っている場合は、仮の電流指令値Ｉｐｔ１を電流指令値Ｉｐｔ２として出力する。上限値は、直流バス調整制御部２２０にて演算され設定される。下限値は、例えば固定値である。
【００６７】
ＰＩ制御器２１４には、電流指令値Ｉｐｔ２と太陽電池２の電流Ｉｐとが入力される。ＰＩ制御器２１４は、太陽電池２の電流Ｉｐが電流指令値Ｉｐｔ２と等しくなるような指令値を演算する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、ＰＩ制御器２１４で演算された指令値を用いてＰＷＭ制御を行う。
【００６８】
直流バス調整制御部２２０は、減算器２２１、ＰＩ制御器２２２、及びリミット部２２３を有する。減算器２２１には、第３閾値電圧Ｖｐｂｔとバス電圧Ｖｂとが入力され、これらの差分がＰＩ制御器２２２に入力される。そして、ＰＩ制御器３２２において、この差分（Ｖｐｂｔ−Ｖｂ）に応じて仮の上限値（コンバータ制御回路１２がＤＣ−ＤＣコンバータ１１を制御してＤＣ−ＤＣコンバータ１１から直流バス４０へ出力させる電流の上限値）を演算し、演算された仮の上限値がリミット部２２３に出力される。バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔよりも大きい規定の閾値電圧を超えないようにするために、差分が負であり絶対値が大きいほど仮の上限値が低くなるように設定すると良い。差分が正の場合は、現在（直近）の上限値と等しい値を仮の上限値として設定すると良い。バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔを超えると、超える前よりも仮の上限値が小さくなる。
【００６９】
リミット部２２３は、仮の上限値が所定の範囲外（例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の定格よりも大きい値）であれば所定の範囲に収まるように上限値を定めて、上限値Ｉｐｂｃとしてリミッタ２１３に出力する。リミット部２２３は、仮の上限値が所定の範囲内であれば、仮の上限値を上限値Ｉｐｂｃとしてリミッタ２１３に出力する。
【００７０】
このように直流バス調整制御部２２０では、バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔを超えると、超える前よりも仮の上限値が小さくなり、結果として上限値Ｉｐｂｃが小さくなり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、上限値Ｉｐｂｃ以下の出力で動作する。すなわち、バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔを超えると、コンバータ制御回路１２では、バス電圧Ｖｂの上昇抑制制御が発動する。したがって、バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔよりも大きい規定の閾値電圧を超える可能性が低減される。第３閾値電圧Ｖｐｂｔは第２閾値電圧Ｖｓｂｔより高い値に設定される。
【００７１】
インバータ制御回路１４は基本制御として、インバータ制御回路１４が計測するバス電圧Ｖｂが第１閾値電圧Ｖｉｂｔを維持するようにインバータ１３を制御する。第１閾値電圧Ｖｉｂｔは、バス電圧Ｖｂの定常時の電圧範囲内の値に予め設定されている。系統電圧がＡＣ２００Ｖの場合、第１閾値電圧Ｖｉｂｔは例えば、ＤＣ２９０Ｖ〜３６０Ｖの範囲内の値に設定される。
【００７２】
上述の通り、インバータ１３の出力抑制が開始した時点では、太陽電池２用のＤＣ−ＤＣコンバータ１１及び／又は蓄電部３用のＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力抑制は開始していない。従って、インバータ１３から直流バス４０への出力電力と比較して系統４からインバータ１３への入力電力の方が多くなり、バス電圧Ｖｂが上昇する。より具体的には直流バス４０に接続された電解コンデンサに電荷が蓄積されていく。
【００７３】
蓄電部３用のコンバータ制御回路２２は、バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔを超えると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１に出力抑制させる。これにより、コンバータ制御回路２２は、バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔよりも大きい所定の閾値電圧を超えないようにＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御する。第２閾値電圧Ｖｓｂｔは、第１閾値電圧Ｖｉｂｔよりも大きい値に設定される。第２閾値電圧Ｖｓｂｔは例えば３９０Ｖに設定される。
【００７４】
太陽電池２用のコンバータ制御回路１２は、バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔを超えると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１に出力抑制させる。これにより、コンバータ制御回路１２は、バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔよりも大きい規定の閾値電圧を超えないようにＤＣ−ＤＣコンバータ１１を制御する。第３閾値電圧Ｖｐｂｔは、第２閾値電圧Ｖｓｂｔよりも大きい値に設定される。第３閾値電圧Ｖｐｂｔは例えば４１０Ｖに設定される。
【００７５】
インバータ１３が出力抑制を開始してから、バス電圧Ｖｂが上昇してＤＣ−ＤＣコンバータ１１、２１が出力抑制を開始するまでには、タイムラグがある。したがって、電力変換システム１において瞬時停電が発生した場合に、復帰するまでの間にＤＣ−ＤＣコンバータ１１、２１が出力抑制を開始する可能性が低減される。これにより、瞬時停電時にバス電圧Ｖｂの低下が抑制される。
【００７６】
図２（ａ）、（ｂ）は、バス電圧Ｖｂの状態を模式的に描いた図である。図中の網掛部分の高さが、バス電圧Ｖｂの大きさに対応する。図２（ａ）は、定常時のバス電圧Ｖｂの状態を示している。定常時のバス電圧Ｖｂは、インバータ１３により第１閾値電圧Ｖｉｂｔに維持される。バス電圧Ｖｂが上昇し、バス電圧Ｖｂが第２閾値電圧Ｖｓｂｔに到達すると、図２（ｂ）に示すように、蓄電部３用のＤＣ−ＤＣコンバータ２１によるバス電圧Ｖｂの上昇抑制制御が発動する。直流バス４０の電圧上昇のエネルギーが、蓄電部３のＤＣ−ＤＣコンバータ２１による上昇抑制エネルギーより大きい場合は、直流バス４０の電圧がさらに上昇する。要するに、バス電圧Ｖｂの上昇量が、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１による電圧上昇抑制量より大きい場合は、バス電圧Ｖｂがさらに上昇する。バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔに到達すると、太陽電池２用のＤＣ−ＤＣコンバータ１１によるバス電圧Ｖｂの上昇抑制制御が発動する。
【００７７】
ここで、バス電圧Ｖｂの上昇に対応したＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力抑制は、コンバータ制御回路１２の制御によりなされる。コンバータ制御回路１２は、第２の計測位置で計測したバス電圧Ｖｂに応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１に出力抑制させる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、システム制御回路１５に対してよりもコンバータ制御回路１２に対して近くに配置されている。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力抑制がシステム制御回路１５からの指示によりなされる場合と比較して、バス電圧Ｖｂの上昇からＤＣ−ＤＣコンバータ１１の出力抑制の開始までに要する時間を短縮できる。
【００７８】
同様に、バス電圧Ｖｂの上昇に対応したＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力抑制は、コンバータ制御回路２２の制御によりなされる。コンバータ制御回路２２は、第４の計測位置で計測したバス電圧Ｖｂに応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１に出力抑制させる。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、システム制御回路１５に対してよりもコンバータ制御回路２２に対して近くに配置されている。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力抑制がシステム制御回路１５からの指示によりなされる場合と比較して、バス電圧Ｖｂの上昇からＤＣ−ＤＣコンバータ２１の出力抑制の開始までに要する時間を短縮できる。
【００７９】
電力変換システム１は、太陽電池２が最大出力で発電している場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１が出力の抑制量を増加させていって直流バス４０への電力の出力を停止したときに、バス電圧Ｖｂが第３閾値電圧Ｖｐｂｔに達するように設計されている。
【００８０】
バス電圧Ｖｂが上昇した場合に、蓄電部３が満充電状態でないときは、コンバータ制御回路２２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御して蓄電部３を充電してもよい。
【００８１】
電力変換システム１において初期投資を抑えたい場合、第２電力変換装置２０が接続されずに第１電力変換装置１０単体の状態（即ち、太陽光発電システムの状態）で運用を開始することがある。また、電力変換システム１において、第２電力変換装置２０を直流バス４０から取り外したい場合がある。例えば、蓄電部３を殆ど使用していない場合、第２電力変換装置２０を直流バス４０から取り外しておいた方が蓄電部３の劣化を抑えることができる。あるいは、蓄電部３が故障した場合、第２電力変換装置２０を直流バス４０から取り外して、第１電力変換装置１０を太陽光発電システムとして利用継続することが出来る。
【００８２】
図３（ａ）に、第２電力変換装置２０が直流バス４０に非接続状態であって、第２電力変換装置２０が電力変換システム１外の構成であるときに発生し得る複数種別の出力抑制事由の一例を示す。図３（ｂ）に、第２電力変換装置２０が直流バス４０に接続状態であって、第２電力変換装置２０が電力変換システム１の一構成であるときに発生し得る複数種別の出力抑制事由の一例を示す。図３（ａ）に示すように、第２電力変換装置２０が直流バス４０に非接続状態のときは５種類の出力抑制事由が発生し得る。出力抑制事由が発生したか否かは、システム制御回路１５により判定される。
【００８３】
定格電流超過は、インバータ１３の定格電流を超える電流（直流電流又は交流電流）をインバータ１３が出力したときに発生したとされる出力抑制事由である。例えば、インバータ１３の定格出力電流が２７．５Ａの場合、インバータ１３が２７．５Ａを超える電流を出力すると当該出力抑制事由が発生したとされる。
【００８４】
定格電力超過は、インバータ１３の定格電力を超える電力（直流電力又は交流電力）をインバータ１３が出力したときに発生したとされる出力抑制事由である。例えば、インバータ１３の定格出力電力が５．５ｋＷの場合、インバータ１３が５．５ｋＷを超える電力を出力すると当該出力抑制事由が発生したとされる。
【００８５】
出力電圧上昇は、インバータ１３の出力電圧（直流電力又は交流電力）が所定値を超えたときに発生したとされる出力抑制事由である。出力電力が交流電力の場合、例えば所定値は、三相の場合は２２５Ｖ以上の値に設定され、単相の場合は１０７Ｖ以上の値に設定される。
【００８６】
遠隔出力指示は、システム制御回路１５が、電力会社等の系統運用機関から外部ネットワーク７１を介して出力抑制指示を含む信号を受信した際に発生したとされる出力抑制事由である。系統運用機関からは、例えば、「ＸＸ時ＸＸ分からＸ分間で、出力電力を〇〇ｋＷまで低下してください。」といった指示を含む信号が送信されてくる。
【００８７】
高温異常は、第１電力変換装置１０内の温度が所定値を超えたときに発生したとされる出力抑制事由である。例えば所定値は、９５度に設定される。第１電力変換装置１０内の主な発熱源はインバータ１３である。高温異常の有無は、温度センサＴ１の検出値に基づいてシステム制御回路１５で判定される。
【００８８】
第１電力変換装置１０の出力抑制制御部１５ａは、１つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、その１つ以上の出力抑制事由の内容に応じて、インバータ１３の出力の抑制量を変える。具体的には出力抑制制御部１５ａは、図３（ａ）に示したテーブルを参照して、各出力抑制事由の内容に応じたリミット値と応答速度とを決定する。インバータ制御回路１４は、インバータ１３の出力がリミット値を超えていれば、インバータ１３の出力をリミット値以下まで抑制する。つまり、リミット値が小さいほど抑制量が大きい。リミット値の単位は、出力抑制事由の種別によって決まっており、例えば、系統４への出力電力の単位［Ｗ］、系統４への出力電圧の単位［Ｖ］、又は、系統４への出力電流の単位［Ａ］である。応答速度は、インバータ制御回路１４がインバータ１３に出力抑制させるときの、単位時間あたりのインバータ１３の出力の変化量（減少量）である。
【００８９】
指令値生成部１５ｂは、出力抑制制御部１５ａにより決定されたリミット値と応答速度とに応じて、インバータ１３の電流指令値、電圧指令値又は電力指令値を生成する。リミット値は、時間変化する指令値の下限値である。
【００９０】
出力抑制制御部１５ａは、１つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、出力抑制事由ごとに、リミット値及び応答速度を対応付ける。
【００９１】
複数種別（図３では５種別）の出力抑制事由のうち、単一の出力抑制事由が発生した場合、すなわち、上記単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を出力抑制制御部１５ａが得た場合、出力抑制制御部１５ａは、上記単一の出力抑制事由の内容に応じたリミット値と応答速度とを、インバータ１３で実際に出力抑制に用いられる値として決定する。つまり、出力抑制制御部１５ａは、上記単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、上記単一の出力抑制事由の内容に応じたリミット値と応答速度とを決定する。より詳細には、出力抑制制御部１５ａは、上記単一の出力抑制事由に対応するリミット値及び応答速度を、インバータ１３の出力抑制に用いる値として決定する。指令値生成部１５ｂは、出力抑制制御部１５ａにより決定されたリミット値と応答速度とに応じた指令値をインバータ制御回路１４に出力する。インバータ制御回路１４は、指令値に応じてインバータ１３に出力抑制させる。
【００９２】
複数の出力抑制事由は、出力抑制制御部１５ａにおいて、例えば次のように、リミット値と応答速度とに対応付けられる。
【００９３】
遠隔出力指示に対応するリミット値は、系統運用機関から指定（指示）された値となる。遠隔出力指示に対応する応答速度は、系統運用機関からの指示に依存するが、通常、出力電圧上昇時の応答速度より遅くなる。
【００９４】
単一の出力抑制事由として、高温異常がしたことを示す情報を出力抑制制御部１５ａが得ると、インバータ制御回路１４は、第１電力変換装置１０内の温度が目標値（例えば、８０度）以下に低下するまで、インバータ１３の出力電流及び出力電力を、規定された応答速度で低下させる。ここで、システム制御回路１５は、一旦決定したリミット値までインバータ１３を出力抑制したとき、第１電力変換装置１０内の温度が目標値以下でない場合は、出力抑制制御部１５ａは、リミット値をより小さい値へと更新する。このように、各出力抑制事由に対応するリミット値及び応答速度は、インバータ１３の出力抑制の最中、前又は後に変化する値であってもよい。高温異常に対応する応答速度は、インバータ１３が出力抑制を開始してから出力がリミット値になるまでに数分かかるような速度である。
【００９５】
定格電流超過に対応するリミット値は、インバータ１３の定格電流値である。なお、このとき、リミット値として、定格電流値からマージンを引いた電流値を使用してもよい。定格電力超過に対応するリミット値は、インバータ１３の定格電力値である。なお、このとき、リミット値として、定格電力値からマージンを引いた電力値を使用してもよい。
【００９６】
出力電圧上昇に対応するリミット値は、例えば、三相の場合は２２５Ｖ、単相の場合は１０７Ｖである。単一の出力抑制事由として、出力電圧上昇が発生したことを示す情報を出力抑制制御部１５ａが得ると、インバータ制御回路１４は、インバータ１３の出力電圧がリミット値に低下するまで、インバータ１３の出力電流及び出力電力を、規定された応答速度で低下させる。
【００９７】
第２電力変換装置２０が直流バス４０に接続された状態では、発生し得る出力抑制事由に、系統４への逆潮流が加わる。出力抑制制御部１５ａは、図３（ｂ）に示したテーブルを参照して、出力抑制事由の内容に応じたリミット値と応答速度とを決定する。
【００９８】
系統４への逆潮流に対応するリミット値は、系統４への出力電力が０Ｗ以下になるときのインバータ１３の出力電流及び出力電力の値である。ここで、インバータ１３から系統４へ電流が流れる場合の電力を正（０Ｗより大きい）とし、インバータ１３から直流バス４０へ電流が流れる場合の電力を負（０Ｗより小さい）とし、インバータ１３から電流が流れない場合の電力を０とする。系統４への逆潮流に対応するリミット値は、負荷５の電力消費量により変化する。系統４への逆潮流に対応するリミット値として、仮の設定値が決められており、系統４への逆潮流が発生した場合は、インバータ１３は、少なくとも仮の設定値までは出力抑制する。系統４への逆潮流に対応する応答速度は、５００ｍｓ以内に系統４への出力電力が０Ｗ以下となる速度である。
【００９９】
以下では、複数のリミット値を比較する場合は、互いに同じ単位（例えば電力の単位［Ｗ］）に換算した値で比較するとする。また、以下では、複数の応答速度を比較する場合は、互いに同じ単位（例えば［Ｗ／ｓ］）に換算した値で比較するとする。
【０１００】
系統４への逆潮流に対応する応答速度は、定格電流超過及び定格電力超過に対応する応答速度よりも速い。系統４への逆潮流に対応する応答速度は、図３（ｂ）に示される複数の出力抑制事由に対応する複数の応答時間の内、最も速い応答速度である。定格電流超過に対応する応答速度及び定格電力超過に対応する応答速度は、出力電圧上昇に対応する応答速度よりも速い。出力電圧上昇に対応する応答速度は、高温異常に対応する応答速度よりも速い。
【０１０１】
また、複数の出力抑制事由の各々には、出力抑制事由が発生したことを示す情報を出力抑制制御部１５ａが得てからインバータ１３が出力抑制を開始するまでの時間が対応付けられている。２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を出力抑制制御部１５ａが得た場合、いずれか一方に対応した出力抑制の開始タイミングが来ると、インバータ制御回路１４は、インバータ１３に出力抑制させる。
【０１０２】
出力抑制制御部１５ａは、複数種別の出力抑制事由の内、２つ以上の出力抑制事由が同時に発生した場合、上記２つ以上の出力抑制事由に対応付けられた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量を、インバータ１３の出力抑制に用いる値として決定する。すなわち、出力抑制制御部１５ａは、上記２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、上記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量を、インバータ制御回路１４がインバータ１３に出力抑制させる際の抑制量として決定する。
【０１０３】
また、出力抑制制御部１５ａは、上記２つ以上の出力抑制事由に対応付けられた複数の速度（応答速度）のうち、最大の速度を、インバータ１３の出力抑制の際の応答速度として決定する。すなわち、出力抑制制御部１５ａは、上記２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、応答速度を、上記２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の速度（応答速度）のうち、最大の速度に設定する。
【０１０４】
このようにすることで、最も大きな抑制量及び最も速い応答速度にて出力抑制することができ、発生している各出力抑制事由に対応する抑制量及び応答速度を下回ることなく出力抑制できる。
【０１０５】
図４は、複数の出力抑制事由が同時に発生した場合におけるインバータ指令値及びインバータ１３の出力の一例を示す図である。インバータ制御回路１４は、インバータ指令値（以下、単に『指令値』と称す）に応じてインバータ１３を制御する。図４では、指令値及び出力を電力ベースで示している。点線の指令値は、単一の出力抑制事由として高温異常が発生し高温異常抑制制御（高温異常に対応した出力抑制）が行われる場合の指令値の推移を示し、実線の指令値は、単一の出力抑制事由として逆潮流が発生し逆潮流抑制制御（逆潮流に対応した出力抑制）が行われる場合の指令値の推移を示している。複数の出力抑制事由のうち高温異常のみが発生した場合は、インバータ制御回路１４は、高温異常に対応する単体の指令値に基づいてインバータ１３に出力抑制させる。複数の出力抑制事由のうち逆潮流のみが発生した場合は、インバータ制御回路１４は、逆潮流に対応する単体の指令値に基づいてインバータ１３に出力抑制させる。
【０１０６】
複数の出力抑制事由のうち２つ以上の出力抑制事由が発生した場合は、出力抑制制御部１５ａは各時点において、より低い指令値を選択する。インバータ制御回路１４は、各時点において出力抑制制御部１５ａで選択された指令値（選択後の指令値）に基づいてインバータ１３に出力抑制させる。インバータ１３の実際の応答速度は、少なくとも高温異常発生から逆潮流発生までは高温異常に対応した応答速度となる。逆潮流発生後、逆潮流に対応した指令値が高温異常に対応した指令値を下回ってからは、逆潮流に対応した応答速度となる。
【０１０７】
ここで、高温異常に対応したリミット値は、逆潮流に対応したリミット値よりも小さくなるとする。つまり、逆潮流に対応したリミット値までインバータ１３が出力抑制したとき、第１電力変換装置１０内の温度は目標値よりも大きく、高温異常に対応したリミット値は、逆潮流に対応したリミット値よりも小さくなるとする。この場合、逆潮流が解消した後、高温異常に対応した出力抑制が継続する。すなわち、インバータ制御回路１４は、高温異常に対応した応答速度にて、インバータ１３の出力が高温異常に対応したリミット値に達するまでインバータ１３に出力抑制させる。
【０１０８】
このような、１又は２つ以上の出力抑制事由に基づくインバータ１３の出力抑制制御は、図５、８に示すように出力抑制制御部１５ａを用いて行われる。発生している出力抑制事由が１つのときと、２つ以上のときとで、出力抑制制御部１５ａの処理のフローは共通である。出力抑制制御部１５ａは、各抑制事由に基づき応答時限を考慮したリミット値を演算するための判断部１２１〜１２５、複数の出力抑制事由に一対一で対応する複数のリミット値の中から１つのリミット値を選択する選択部１２６、選択部１２６で選択された電力値ベースのリミット値を電流のピーク値ベースに変換する変換部１２７、及びリミット部１２８を含む。
【０１０９】
各判断部１２１〜１２５はそれぞれ、逆潮流判断部１２１、定格電力判断部１２２、電圧上昇判断部１２３、遠隔出力判断部１２４、温度上昇判断部１２５である。
【０１１０】
逆潮流判断部１２１は、逆潮流が発生したことを示す情報を得ると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、逆潮流に対応するリミット値Ｐｃ１を出力する（ステップＳ２）。逆潮流判断部１２１は、逆潮流が発生したことを示す情報を得ていない場合は（ステップＳ１：Ｎｏ）、インバータ１３の定格電力をリミット値Ｐｃ１として出力する（ステップＳ３）。
【０１１１】
定格電力判断部１２２は、インバータ１３の出力電力（又は電流）が定格電力（又は電流）を超過したことを示す情報を得ると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、定格電力（又は電流）超過に対応するリミット値Ｐｃ２を出力する（ステップＳ５）。定格電力判断部１２２は、インバータ１３の出力電力（又は電流）が定格電力（又は電流）を超過したことを示す情報を得ていない場合は（ステップＳ４：Ｎｏ）、インバータ１３の定格電力（又は定格電流）をリミット値Ｐｃ２として出力する（ステップＳ６）。
【０１１２】
図８では図示を省略するが、電圧上昇判断部１２３は、系統４の電圧が所定値（例えば実効値で１０６Ｖ）よりも高いことを示す情報を得ると、リミット値Ｐｃ３を出力する。電圧上昇判断部１２３は、系統４の電圧が所定値よりも低いことを示す情報を得ると、インバータ１３の定格電圧をリミット値Ｐｃ３として出力する。
【０１１３】
図８では図示を省略するが、遠隔出力判断部１２４は、外部より出力の抑制の指示がある場合（例えば、直接指示されるような場合やスケジュール等により指示される場合がある）にリミット値Ｐｃ４を出力する。遠隔出力判断部１２４は、外部より出力の抑制の指示が無い場合は、インバータ１３の定格電力をリミット値Ｐｃ４として出力する。
【０１１４】
図８では図示を省略するが、温度上昇判断部１２５は、温度センサＴ１（図１参照）で測定される第１電力変換装置１０内の所定箇所の温度が所定値より大きい場合にリミット値Ｐｃ５を出力する。温度上昇判断部１２５は、第１電力変換装置１０内の所定箇所の温度が所定値より小さい場合はインバータ１３の定格電力をリミット値Ｐｃ５として出力する。
【０１１５】
リミット値Ｐｃ１〜Ｐｃ５の単位は、例えば、電力［Ｗ］である。つまり、リミット値に基づいて制御される対象としては、インバータ１３の出力電流、出力電圧、及び出力電力があるが、リミット値Ｐｃ１〜Ｐｃ５は電力に換算した値として出力される。
【０１１６】
各判断部１２１〜１２５から出力されるリミット値Ｐｃ１〜Ｐｃ５は、選択部１２６に入力される。選択部１２６は、セレクタを含む。選択部１２６は、入力される各リミット値Ｐｃ１〜Ｐｃ５から最小値を選択（抑制量の最も大きいものを選択）し（ステップＳ７）、選択したリミット値を変換部１２７に出力する。
【０１１７】
変換部１２７には、選択部１２６により選択されたリミット値の他に系統４の電圧の実効値が入力される。変換部１２７は電力ベースの値のリミット値を電流のピーク値ベースの値に変換し、インバータ１３の出力電流の仮の上限値としてリミット部１２８に出力する。
【０１１８】
リミット部１２８は、インバータ１３の出力電流の仮の上限値が所定の範囲外（例えば、インバータ１３の定格電流よりも大きい値）であれば所定の範囲に収まるように上限値を定めて、上限値Ｉｉｔｃとして指令値生成部１５ｂのリミッタ１１２に出力する。リミット部１２８は、インバータ１３の出力電流の仮の上限値が所定の範囲内であれば、インバータ１３の出力電流の仮の上限値を、上限値Ｉｉｔｃとして指令値生成部１５ｂのリミッタ１１２に出力する。インバータ制御回路１４は、インバータ１３を上限値Ｉｉｔｃ以下の出力で動作させる（ステップＳ８）。したがって、インバータ制御回路１４は、複数の出力抑制事由のうち、発生している１つ以上の出力抑制事由に応じた１つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にてインバータ１３に出力抑制させる。
【０１１９】
また、図示は省略するが、出力抑制制御部１５ａは、応答速度についてもリミット値（抑制量）と同様の処理により最も速い応答速度を選択し、選択した応答速度を指令値生成部１５ｂに出力する。すなわち、各判断部１２１〜１２５は、出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、出力抑制事由に対応する応答速度を出力する。各判断部１２１〜１２５は、出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ていない場合は、応答速度の最小値を出力する。応答速度の最小値とは、インバータ１３が可能な範囲で最も遅い応答速度で出力抑制する際の応答速度である。  各判断部１２１〜１２５から出力される応答速度は、選択部１２６に入力される。選択部１２６は、入力される各応答速度から最大値を選択（応答速度が最も速いものを選択）し、選択した応答速度を指令値生成部１５ｂに出力する。
【０１２０】
以上説明したように本実施の形態によれば、発生した１つ以上の出力抑制事由の内容に応じて、インバータ１３の抑制量及び応答速度が決定され、各出力抑制事由に対して求められる抑制量及び応答速度を確保することができる。従って、電力変換システム１全体の入出力の電力平衡を保つことができる。
【０１２１】
また蓄電部３に接続された第２電力変換装置２０の接続の有無に応じて、出力抑制事由に、系統４への逆潮流を追加または排除することにより、システム構成に応じて出力抑制制御を最適化することができる。
【０１２２】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１２３】
（実施の形態の変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、図９を参照して説明する。上記実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２４】
出力抑制制御部１５ａは、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、応答速度を、２つ以上の出力抑制事由のうち単体で発生した場合にリミット値が最小（抑制量が最大）となる出力抑制事由の内容に応じた速度に設定する。例えば、図９に示すように、出力抑制制御部１５ａが出力抑制事由として逆潮流と高温異常とが発生したことを示す情報を得た場合について説明する。
【０１２５】
時点ｔ１において単一の出力抑制事由としての逆潮流が発生すると、インバータ制御回路１４は、逆潮流に対応する指令値に基づいてインバータ１３に出力抑制させる。したがって、応答速度は、逆潮流に対応した応答速度となる。
【０１２６】
時点ｔ１よりも後の時点ｔ２に、高温異常が発生すると、出力抑制制御部１５ａは、逆潮流に対応するリミット値ｌｍ１（抑制量）と、高温異常に対応するリミット値ｌｍ２（抑制量）とを比較する。ここで、高温異常に対応するリミット値ｌｍ２が、逆潮流に対応するリミット値ｌｍ１よりも小さい（抑制量が大きい）場合について説明する。逆潮流に対応するリミット値ｌｍ１と高温異常に対応するリミット値ｌｍ２との中で、高温異常に対応するリミット値ｌｍ２が最小（抑制量が最大）なので、出力抑制制御部１５ａは、高温異常に対応する応答速度を、インバータ１３の出力抑制に用いる応答速度として決定する。したがって、高温異常が発生した時点ｔ２以降は、インバータ制御回路１４は、高温異常に対応する指令値に基づいて、高温異常に対応する応答速度にてインバータ１３に出力抑制させる。インバータ制御回路１４は、時点ｔ２以降は、高温異常に対応した応答速度にて、高温異常に対応したリミット値ｌｍ２に達する時点ｔ３までインバータ１３に出力抑制させる。
【０１２７】
（実施の形態のその他の変形例）
以下、上記実施の形態のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、変形例１と適宜組み合わせて実現されてもよい。
【０１２８】
図１では、インバータ制御回路１４とシステム制御回路１５とを分離して描いているが、それぞれが別のマイクロコンピュータで実現されてもよいし、１つのマイクロコンピュータで実現されてもよい。また上述の実施の形態では、第１電力変換装置１０と第２電力変換装置２０とが別の筐体に設置される例を説明した。この点、第１電力変換装置１０と第２電力変換装置２０とが１つの筐体に設置されつつ、システム制御回路１５とコンバータ制御回路２２とが通信線４２で接続される構成例も本発明の一実施の形態に含まれる。
【０１２９】
本発明における電力変換システム１は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本発明における電力変換システム１及び変換回路１００の制御方法としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。
【０１３０】
また、第１電力変換装置１０における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることは第１電力変換装置１０に必須の構成ではなく、第１電力変換装置１０の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。同様に、第２電力変換装置２０における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることは第２電力変換装置２０に必須の構成ではなく、第２電力変換装置２０の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、電力変換システム１の少なくとも一部の機能、例えば、第１電力変換装置１０又は第２電力変換装置２０の少なくとも一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。
【０１３１】
あるいは、上記実施の形態において、複数の装置に分散されている電力変換システム１の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。例えば、第１電力変換装置１０と第２電力変換装置２０とに分散されている電力変換システム１の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。
【０１３２】
また、上記実施の形態では、システム制御回路１５とコンバータ制御回路１２とは別体であるが、システム制御回路１５とコンバータ制御回路１２とが１つの回路により構成されていてもよい。
【０１３３】
上記実施の形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、２１は、バス電圧Ｖｂが上昇した場合に出力抑制する。これに限定されず、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、２１は、例えば、インバータ１３と同様に、逆潮流が発生した場合、自身の出力が定格電流又は定格電力を超過した場合、自身の出力電圧が所定値を超えた場合、遠隔出力指示があった場合、及び、高温異常が発生した場合に出力抑制してもよい。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１、２１の出力抑制の抑制量及び応答速度は、システム制御回路１５においてインバータ１３の出力抑制の抑制量及び応答速度が決定される場合の処理と同様の処理により決定されてもよい。
【０１３４】
また、インバータ１３が出力抑制するのに代えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１及びＤＣ−ＤＣコンバータ２１のうち少なくとも一方が出力抑制してもよい。
【０１３５】
また、上記実施の形態では、制御回路１０１は、インバータ制御回路１４、システム制御回路１５、コンバータ制御回路１２及びコンバータ制御回路２２を含む。ただし、制御回路１０１は、これらのうち少なくとも１つを備えていればよい。例えば、制御回路１０１は、システム制御回路１５と、インバータ制御回路１４、コンバータ制御回路１２及びコンバータ制御回路２２のうち１つ又は２つとを備えていてもよい。
【０１３６】
また、システム制御回路１５は、電力変換システム１に関わる異常の発生箇所の情報を取得し、異常の発生箇所に応じて、変換回路１００において出力抑制する構成を選択してもよい。例えば、システム制御回路１５は、太陽電池２又はＤＣ−ＤＣコンバータ１１に異常が発生した場合はＤＣ−ＤＣコンバータ１１に出力抑制させてもよい。例えば、システム制御回路１５は、蓄電部３又はＤＣ−ＤＣコンバータ２１に異常が発生した場合はＤＣ−ＤＣコンバータ２１に出力抑制させてもよい。例えば、システム制御回路１５は、系統４、負荷５又はインバータ１３に異常が発生した場合はインバータ１３に出力抑制させてもよい。
【０１３７】
また上記実施の形態では、第１電力変換装置１０に太陽電池２が接続される例を説明した。この点、太陽電池２の代わりに、風力発電装置、マイクロ水力発電装置など、他の発電装置が接続されてもよい。また、電力変換システム１には、太陽電池２等の発電設備と蓄電部３とのうち、いずれか一方のみが接続されてもよい。
【０１３８】
（まとめ）
なお、実施の形態は、以下の態様によって特定されてもよい。
【０１３９】
第１の態様に係る電力変換システム１は、変換回路１００と、制御回路１０１と、を備える。変換回路１００は、インバータ１３を含む。インバータ１３は、直流電力を交流電力に変換する。変換回路１００は、直流電源（太陽電池２及び蓄電部３）から出力される直流電力を少なくともインバータ１３において電力変換して交流電力として負荷５又は電力系統（系統４）に出力する。制御回路１０１は、変換回路１００を制御する。制御回路１０１は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて変換回路１００に出力抑制させる。制御回路１０１は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて変換回路１００に出力抑制させる。
【０１４０】
上記の構成によれば、各種の出力抑制事由の発生に対して、的確な出力抑制制御を行うことができる。つまり、１つの出力抑制事由が発生した場合は、変換回路１００の抑制量は、当該出力抑制事由に対応付けられた抑制量となる。２つ以上の出力抑制事由が発生した場合は、変換回路１００の抑制量は、２つ以上の出力抑制事由に対応付けられた２つ以上の抑制量のいずれと比較しても、対応付けられた抑制量を下回らない。これにより、電力変換システム１における出力抑制に関する信頼性が向上する。
【０１４１】
第２の態様に係る電力変換システム１では、第１の態様において、制御回路１０１は、少なくともインバータ１３に出力抑制させる。
【０１４２】
上記の構成によれば、インバータ１３で出力抑制事由が発生した場合に、インバータ１３が出力抑制することで、インバータ１３以外が出力抑制する場合と比較して、出力抑制事由の発生に対する応答性が向上する。
【０１４３】
第３の態様に係る電力変換システム１では、第１又は２の態様において、変換回路１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１（又は２１）を含む。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１（又は２１）は、直流電源（太陽電池２又は蓄電部３）から出力される直流電力を電力変換してインバータ１３に出力する。制御回路１０１は、少なくともＤＣ−ＤＣコンバータ１１（又は２１）に出力抑制させる。
【０１４４】
上記の構成によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１（又は２１）で出力抑制事由が発生した場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１（又は２１）が出力抑制することで、インバータ１３のみが出力抑制する場合と比較して、出力抑制事由の発生に対する応答性が向上する。
【０１４５】
第４の態様に係る電力変換システム１では、第３の態様において、制御回路１０１は、直流バス４０の電圧に応じてＤＣ−ＤＣコンバータ１１（又は２１）に出力抑制させる。直流バス４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１（又は２１）とインバータ１３とを接続する配線である。
【０１４６】
上記の構成によれば、直流バス４０の電圧上昇を抑制できる。
【０１４７】
第５の態様に係る電力変換システム１では、第１〜４の態様のいずれか１つにおいて、制御回路１０１は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、応答速度を、単一の出力抑制事由の内容に応じた速度に設定する。応答速度は、制御回路１０１が変換回路１００に出力抑制させるときの単位時間あたりの変換回路１００の出力の変化量である。制御回路１０１は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、応答速度を、２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の速度のうち、最大の速度に設定する。
【０１４８】
上記の構成によれば、１つの出力抑制事由が発生した場合は、変換回路１００の応答速度は、当該出力抑制事由に対応付けられた応答速度となる。２つ以上の出力抑制事由が発生した場合は、変換回路１００の応答速度は、２つ以上の出力抑制事由に対応付けられた２つ以上の応答速度のいずれと比較しても、対応付けられた応答速度を下回らない。これにより、電力変換システム１における出力抑制に関する信頼性が更に向上する。
【０１４９】
第６の態様に係る電力変換システム１では、第１〜４の態様のいずれか１つにおいて、制御回路１０１は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、応答速度を、単一の出力抑制事由の内容に応じた速度に設定する。応答速度は、制御回路１０１が変換回路１００に出力抑制させるときの単位時間あたりの変換回路１００の出力の変化量である。制御回路１０１は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、応答速度を、２つ以上の出力抑制事由のうち単体で発生した場合に抑制量が最大となる出力抑制事由の内容に応じた速度に設定する。
【０１５０】
上記の構成によれば、制御回路１０１が変換回路１００に出力抑制させる際の抑制量と応答速度とは、共通の出力抑制事由に対応付けられている。したがって、抑制量と応答速度とが互いに異なる出力抑制事由に対応付けられている場合と比較して、抑制量及び応答速度を選択する回路（実施形態では出力抑制制御部１５ａ）の処理を低減できる。
【０１５１】
第７の態様に係る電力変換システム１では、第１〜６の態様のいずれか１つにおいて、制御回路１０１は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、応答速度を、単一の出力抑制事由の内容に応じた速度に設定する。応答速度は、制御回路１０１が変換回路１００に出力抑制させるときの単位時間あたりの変換回路１００の出力の変化量である。出力抑制事由の種別には、電力系統（系統４）への逆潮流と、変換回路１００が出力する直流電力又は交流電力が定格電力を超過することと、が含まれる。制御回路１０１が単一の出力抑制事由として電力系統への逆潮流が発生したことを示す情報を得た場合に設定する応答速度は、制御回路１０１が単一の出力抑制事由として変換回路１００が出力する直流電力又は交流電力が定格電力を超過したことを示す情報を得た場合に設定する応答速度よりも速い。
【０１５２】
上記の構成によれば、逆潮流が発生した場合に、逆潮流を迅速に解消できる。
【０１５３】
第８の態様に係る電力変換システム１は、第１電力変換装置１０と、第２電力変換装置２０と、を備える。第１電力変換装置１０は、インバータ１３と、直流バス４０と、を含む。インバータ１３は、蓄電部３から出力される直流電力を電力変換して交流電力として負荷５又は電力系統（系統４）に出力する。直流バス４０は、インバータ１３に接続された配線である。第２電力変換装置２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を含む。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、蓄電部３と直流バス４０との間に接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、蓄電部３に充放電を行わせる。第１電力変換装置１０と第２電力変換装置２０とのうち少なくとも一方は、制御回路１０１の少なくとも一部を備える。制御回路１０１は、インバータ１３とＤＣ−ＤＣコンバータ２１とを含む変換回路１００を制御する。制御回路１０１は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて変換回路１００に出力抑制させる。制御回路１０１は、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて変換回路１００に出力抑制させる。
【０１５４】
上記の構成によれば、各種の出力抑制事由の発生に対して、的確な出力抑制制御を行うことができる。つまり、１つの出力抑制事由が発生した場合は、変換回路１００の抑制量は、当該出力抑制事由に対応付けられた抑制量となる。２つ以上の出力抑制事由が発生した場合は、変換回路１００の抑制量は、２つ以上の出力抑制事由に対応付けられた２つ以上の抑制量のいずれと比較しても、対応付けられた抑制量を下回らない。これにより、電力変換システム１における出力抑制に関する信頼性が向上する。
【０１５５】
第９の態様に係る変換回路１００の制御方法は、直流電力を交流電力に変換するインバータ１３を含み、直流電源（太陽電池２及び蓄電部３）から出力される直流電力を少なくともインバータ１３において電力変換して交流電力として負荷５又は電力系統（系統４）に出力する変換回路１００の制御方法である。変換回路１００の制御方法は、単一の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、単一の出力抑制事由の内容に応じた抑制量にて変換回路１００に出力抑制させるステップと、２つ以上の出力抑制事由が発生したことを示す情報を得ると、２つ以上の出力抑制事由の内容に応じた２つ以上の抑制量のうち、最大の抑制量にて変換回路１００に出力抑制させるステップと、を備える。
【０１５６】
上記の構成によれば、各種の出力抑制事由の発生に対して、変換回路１００で的確な出力抑制制御を行うことができる。
【０１５７】
第１０の態様に係るプログラムは、変換回路１００の制御方法を、コンピュータシステムに実行させる。
【０１５８】
上記の構成によれば、各種の出力抑制事由の発生に対して、変換回路１００で的確な出力抑制制御を行うことができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１  電力変換システム、  Ｔ１  温度センサ、  ２  太陽電池、  ３  蓄電部、  ４  系統、  ５  負荷、  １０  第１電力変換装置、  １１  ＤＣ−ＤＣコンバータ、  １２  コンバータ制御回路、  １３  インバータ、  １４  インバータ制御回路、  １５  システム制御回路、    ２０  第２電力変換装置、  ２１  ＤＣ−ＤＣコンバータ、  ２２  コンバータ制御回路、  ４０  直流バス、  ４１，４２  通信線、  ５０  配電線、  １００  変換回路、  １０１  制御回路。
【図１】
2020014370.tif 000003
【図２】
2020014370.tif 000004
【図３】
2020014370.tif 000005
【図４】
2020014370.tif 000006
【図５】
2020014370.tif 000007
【図６】
2020014370.tif 000008
【図７】
2020014370.tif 000009
【図８】
2020014370.tif 000010
【図９】
2020014370.tif 000011