(57)【要約】      （修正有）【課題】発電設備の過剰電力の系統システムへの影響及び周波数変動の影響を抑制する。【解決手段】電圧源と、配電系統を介して電圧源に接続される複数の需要家３０と、需要家の具備する装置に電力指令値を伝達する系統制御部とを備えた系統システムであって、需要家は、発電装置１４と蓄電装置１５と、発電装置及び蓄電装置のそれぞれの電力を変換する電力変換装置１１、１２とを有する。電力変換装置は、それぞれに需要家と配電系統との接続点である受電点Ｘ２の電圧の周波数に基づいて、系統制御部からの電力指令値を補正する電力指令補正手段５２、３１を備え、発電装置の電力変換装置１１に対する電力指令値の方が蓄電装置の電力変換装置１２に対する電力指令値よりも大きくなるように設定される。【選択図】図２
2020068650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧源と、需要家に具備され配電系統を介して前記電圧源に接続された装置と、前記装置に電力指令値を伝達する系統制御部とを備えた系統システムであって、
前記需要家は複数あり、そのうち少なくとも１つの需要家には、
前記配電系統との接続点である受電点に接続された発電装置と、
前記受電点に接続された蓄電装置と、
前記発電装置と前記受電点との間に設けられ、前記発電装置の出力電圧を所定の交流電圧に変換する第１の電力変換器を備えた第１の電力変換装置と、
前記蓄電装置と前記受電点との間に設けられ、前記蓄電装置の出力電圧を所定の交流電圧に変換する第２の電力変換器を備えた第２の電力変換装置と、
前記受電点における電圧の周波数を取得する検出部と、が具備され、
前記第１の電力変換装置は、前記検出部で取得された前記受電点の電圧の周波数に基づいて前記系統制御部からの電力指令値を補正する第１の電力指令補正手段と、前記第１の電力指令補正手段によって補正された電力指令値に基づいて前記第１の電力変換器を制御する第１の電力制御手段とを有し、
前記第２の電力変換装置は、前記検出部で取得された前記受電点の電圧の周波数に基づいて前記系統制御部からの電力指令値を補正する第２の電力指令補正手段と、前記第２の電力指令補正手段によって補正された電力指令値に基づいて前記第２の電力変換器を制御する第２の電力制御手段とを有し、
前記第１の電力指令補正手段によって補正された前記電力指令値を前記第２の電力指令補正手段によって補正された前記電力指令値より大きく設定する系統システム。
【請求項２】
前記第１の電力制御手段は、前記発電装置の発電電力が前記第１の電力指令補正手段によって補正された前記電力指令値を超えないように、前記第１の電力変換器を制御する請求項１に記載の系統システム。
【請求項３】
前記検出部は、前記受電点における潮流電力をさらに取得し、
前記第２の電力制御手段は、前記検出部により取得された前記潮流電力に基づいて、前記受電点における前記潮流電力が前記第２の電力指令補正手段によって補正された前記電力指令値と一致するように、前記第２の電力変換器を制御する請求項１または請求項２に記載の系統システム。
【請求項４】
前記第２の電力変換装置の前記第２の電力指令補正手段は、前記蓄電装置の電池残量に応じて前記電力指令値の補正量を調整する請求項１から３のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項５】
前記電圧源は、前記電圧源が負担する有効電力に応じて、前記電圧源の出力する電圧の周波数を補正する周波数指令補正手段を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項６】
前記電圧源はさらに蓄電装置を備え、前記電圧源の前記周波数指令補正手段は、前記電圧源の前記蓄電装置の電池残量に応じて検出有効電力に対する周波数指令の補正量を調整する請求項５に記載の系統システム。
【請求項７】
前記第１の電力変換装置は、前記需要家の電圧が予め設定された第１の所定電圧より上昇あるいは予め定められた第２の所定電圧より低下すると、前記第１の所定電圧あるいは前記第２の所定電圧との差分に応じた無効電力を出力する第１の無効電力指令補正手段を有し、前記第２の電力変換装置は、前記需要家の電圧が予め設定された第３の所定電圧より上昇あるいは予め定められた第４の所定電圧より低下すると、前記第３の所定電圧あるいは前記第４の所定電圧との差分に応じた無効電力を出力する第２の無効電力指令補正手段を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項８】
前記需要家の電圧は、前記受電点の電圧である請求項７に記載の系統システム。
【請求項９】
前記第１の電力変換装置は、前記第１の電力変換器の出力電圧が予め設定された前記第１の所定電圧より上昇あるいは予め定められた前記第２の所定電圧より低下すると、前記第１の所定電圧あるいは前記第２の所定電圧との差分に応じた無効電力を出力する前記第１の無効電力指令補正手段を有し、前記第２の電力変換装置は、前記第２の電力変換器の出力電圧が予め設定された前記第３の所定電圧より上昇あるいは予め定められた前記第４の所定電圧より低下すると、前記第３の所定電圧あるいは前記第４の所定電圧との差分に応じた無効電力を出力する前記第２の無効電力指令補正手段を有する請求項７に記載の系統システム。
【請求項１０】
前記第１の電力変換装置は、前記配電系統と前記電圧源との間の電圧が予め設定された第１の所定電圧より上昇あるいは予め定められた第２の所定電圧より低下すると、前記第１の所定電圧あるいは前記第２の所定電圧との差分に応じた無効電力を出力する第１の無効電力指令補正手段を有し、前記第２の電力変換装置は、前記配電系統と前記電圧源との間の電圧が予め設定された第３の所定電圧より上昇あるいは予め定められた第４の所定電圧より低下すると、前記第３の所定電圧あるいは前記第４の所定電圧との差分に応じた無効電力を出力する第２の無効電力指令補正手段を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項１１】
前記第１の所定電圧は前記第３の所定電圧より大きく、前記第２の所定電圧は前記第４の所定電圧より小さく設定される請求項７から１０のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項１２】
前記電圧源は、前記電圧源が負担する無効電力に応じて、前記電圧源の出力する電圧の振幅を補正する振幅指令補正手段を備えた請求項１から１１のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項１３】
前記第１の無効電力指令補正手段の動作する前記第１の所定電圧と前記第２の所定電圧、及び前記第２の無効電力指令補正手段の動作する前記第３の所定電圧と前記第４の所定電圧は、前記各需要家の潮流電流に応じて調整される請求項７から１１のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項１４】
前記第２の電力変換装置は、前記需要家の前記蓄電装置が満充電又は過放電又は未接続状態において、無効電力を出力可能である請求項１から１３のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項１５】
前記第１の電力変換装置は、前記発電装置が発電していない状態において、無効電力を出力可能である請求項１から１４のいずれか１項に記載の系統システム。
【請求項１６】
配電系統を介して電圧源に接続され需要家に具備された装置を、系統制御部からの電力指令値に基づき制御する制御装置であって、
前記需要家には、
前記配電系統との接続点である受電点に接続された発電装置と、
前記受電点に接続された蓄電装置と、
前記発電装置と前記受電点との間に設けられ、前記発電装置の出力電圧を所定の交流電圧の変換する第１の電力変換器と、
前記蓄電装置と前記受電点との間に設けられ、前記蓄電装置の出力電圧を所定の交流電圧に変換する第２の電力変換器と、が具備され、
前記制御装置は、
前記受電点における電圧の周波数に基づいて前記系統制御部からの電力指令値を補正する電力指令補正手段と、
前記電力指令補正手段によって補正された異なる電力指令値に基づいてそれぞれ前記第１の電力変換器及び前記第２の電力変換器を制御する電力制御手段と、を備え、
前記第１の電力変換器を制御する前記電力指令値を、前記第２の電力変換器を制御する前記電力指令値より大きく設定する、制御装置。
【請求項１７】
前記需要家は複数あり、
前記複数の需要家のうち少なくとも１つの需要家には、前記発電装置及び前記蓄電装置が具備され、
前記制御装置は、前記複数の需要家に具備された装置を制御する請求項１６に記載の制御装置。
【請求項１８】
電圧源と、需要家に具備され配電系統を介して前記電圧源に接続された装置と、前記装置に電力指令値を伝達する系統制御部とを備えた系統システムの制御方法であって、
前記装置と前記配電系統との接続点である受電点の電圧の周波数を取得するステップと、
前記受電点における電圧の周波数に基づいて前記系統制御部からの電力指令値を補正するステップと、
前記需要家に具備され前記電圧源に接続された発電装置の出力電圧を、前記補正された第１の電力指令値に基づく交流電圧の値に変換するステップと、
前記需要家に具備され前記電圧源に接続された蓄電装置の出力電圧を、前記補正された第１の電力指令値より小さな値を有する第２の電力指令値に基づいた交流電圧の値に変換するステップと、を備えた系統システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、系統システム、制御装置及び系統システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電設備及び蓄電設備が接続された電力系統において、再生可能エネルギの電力変動によって生じる系統周波数の変動及び系統電圧の変動を安定的に制御するため、蓄電設備の電力が利用されている。例えば、特許文献１には、発電設備が電力系統に大量に導入された状態においても、ＬＦＣ（負荷周波数制御）と蓄電設備の周波数に応じた電力調整制御とを協調させて蓄電設備の容量を低減し、かつ系統周波数を安定的に制御可能とした周波数制御方法及び周波数制御システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９８５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の周波数制御方法では、発電設備の発電電力が過剰となり蓄電設備の電力では調整できない場合には、発電設備の発電電力の抑制が必要になる。また、潮流電力の変動が生じると、配電インピーダンスで電圧変動による位相変化で一時的な周波数変動が発生するが、このような一時的な周波数変動で発電設備あるいは蓄電設備の出力が変化することが懸念される。
【０００５】
本願は、上記の課題を解決するための技術を開示するものであり、発電設備の過剰電力の系統システムへの影響及び周波数の変動の影響を抑制可能な系統システム、制御装置及び系統システムの制御方法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】
【０００６】
本願に開示される系統システムは、電圧源と、需要家に具備され配電系統を介して前記電圧源に接続された装置と、前記装置に電力指令値を伝達する系統制御部とを備えた系統システムであって、前記需要家は複数あり、そのうち少なくとも１つの需要家には、前記配電系統との接続点である受電点に接続された発電装置と、前記受電点に接続された蓄電装置と、前記発電装置と前記受電点との間に設けられ、前記発電装置の出力電圧を所定の交流電圧に変換する第１の電力変換器を備えた第１の電力変換装置と、前記蓄電装置と前記受電点との間に設けられ、前記蓄電装置の出力電圧を所定の交流電圧に変換する第２の電力変換器を備えた第２の電力変換装置と、前記受電点における電圧の周波数を取得する検出部と、が具備され、前記第１の電力変換装置は、前記検出部で取得された前記受電点の電圧の周波数に基づいて前記系統制御部からの電力指令値を補正する第１の電力指令補正手段と、前記第１の電力指令補正手段によって補正された電力指令値に基づいて前記第１の電力変換器を制御する第１の電力制御手段とを有し、前記第２の電力変換装置は、前記検出部で取得された前記受電点の電圧の周波数に基づいて前記系統制御部からの電力指令値を補正する第２の電力指令補正手段と、前記第２の電力指令補正手段によって補正された電力指令値に基づいて前記第２の電力変換器を制御する第２の電力制御手段とを有し、前記第１の電力指令補正手段によって補正された前記電力指令値を前記第２の電力指令補正手段によって補正された前記電力指令値より大きく設定するものである。
【０００７】
本願に開示される制御装置は、配電系統を介して電圧源に接続され需要家に具備された装置を、系統制御部からの電力指令値に基づき制御する制御装置であって、前記需要家には、前記配電系統との接続点である受電点に接続された発電装置と、前記受電点に接続された蓄電装置と、前記発電装置と前記受電点との間に設けられ、前記発電装置の出力電圧を所定の交流電圧の変換する第１の電力変換器と、前記蓄電装置と前記受電点との間に設けられ、前記蓄電装置の出力電圧を所定の交流電圧に変換する第２の電力変換器と、が具備され、前記制御装置は、前記受電点における電圧の周波数に基づいて前記系統制御部からの電力指令値を補正する電力指令補正手段と、前記電力指令補正手段によって補正された異なる電力指令値に基づいてそれぞれ前記第１の電力変換器及び前記第２の電力変換器を制御する電力制御手段と、を備え、前記第１の電力変換器を制御する前記電力指令値を、前記第２の電力変換器を制御する前記電力指令値より大きく設定するものである。
【０００８】
本願に開示される系統システムの制御方法は、電圧源と、需要家に具備され配電系統を介して前記電圧源に接続された装置と、前記装置に電力指令値を伝達する系統制御部とを備えた系統システムの制御方法であって、前記装置と前記配電系統との接続点である受電点の電圧の周波数を取得するステップと、前記受電点における周波数に基づいて前記系統制御部からの電力指令値を補正するステップと、前記需要家に具備され前記電圧源に接続された発電装置の出力電圧を、前記補正された第１の電力指令値に基づく交流電圧の値に変換するステップと、前記需要家に具備され前記電圧源に接続された蓄電装置の出力電圧を、前記補正された第１の電力指令値より小さな値を有する第２の電力指令値に基づいた交流電圧の値に変換するステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示によれば、発電設備の過剰な発電電力の系統への影響を抑制でき、また電圧源の一時的な周波数変動に対して発電設備及び蓄電設備の出力変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る系統システムの全体を示す構成図である。
【図２】実施の形態１に係る系統システムにおいて発電装置と蓄電装置を有する需要家内の概略配線図である。
【図３Ａ】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する電力指令補正手段の垂下特性を示す図である。
【図３Ｂ】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する電力指令補正手段の別の垂下特性を示す図である。
【図４Ａ】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する電力指令補正手段の垂下特性を実現する制御ブロック図である。
【図４Ｂ】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する電力指令補正手段の別の垂下特性を実現する制御ブロック図である。
【図５Ａ】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家内の蓄電装置用電力変換装置の具備する電力指令補正手段の垂下特性を示す図である。
【図５Ｂ】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家内の蓄電装置用電力変換装置の具備する電力指令補正手段の別の垂下特性を示す図である。
【図６Ａ】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家内の蓄電装置用電力変換装置の具備する電力指令補正手段の垂下特性を実現する制御ブロック図である。
【図６Ｂ】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家内の蓄電装置用電力変換装置の具備する電力指令補正手段の垂下特性を実現する制御ブロック図である。
【図７】実施の形態１に係る系統システムにおいて需要家が１の場合の系統システム全体を示す構成図である。
【図８Ａ】実施の形態１に係る系統システムにおいて電力変動の抑制を説明するためのタイミングチャートで比較例として従来の方式によるものである。
【図８Ｂ】実施の形態１に係る系統システムにおいて電力変動の抑制を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】実施の形態２に係る系統システムの全体を示す構成図である。
【図１０Ａ】実施の形態２に係る系統システムにおいて需要家へ供給する電圧源からの電圧の周波数を補正するための周波数指令補正手段の垂下特性を示す図である。
【図１０Ｂ】実施の形態２に係る系統システムにおいて需要家へ供給する電圧源からの電圧の周波数を補正するための周波数指令補正手段の垂下特性を示す図である。
【図１１Ａ】実施の形態２に係る系統システムにおいて電圧源の具備する周波数指令補正手段の垂下特性を実現する制御ブロック図である。
【図１１Ｂ】実施の形態２に係る系統システムにおいて電圧源の具備する周波数指令補正手段の垂下特性を実現する別の制御ブロック図である。
【図１２】実施の形態３に係る系統システムの全体を示す構成図である。
【図１３Ａ】実施の形態３に係る系統システムにおいて需要家へ供給する電圧源からの電圧の振幅を補正するための振幅指令補正手段の垂下特性を示す図である。
【図１３Ｂ】実施の形態３に係る系統システムにおいて需要家へ供給する電圧源からの電圧の振幅を補正するための振幅指令補正手段の別の垂下特性を示す図である。
【図１４Ａ】実施の形態３に係る系統システムにおいて電圧源の具備する振幅指令補正手段の垂下特性を実現する制御ブロック図である。
【図１４Ｂ】実施の形態３に係る系統システムにおいて電圧源の具備する振幅指令補正手段の垂下特性を実現する別の制御ブロック図である。
【図１５】実施の形態３に係る系統システムにおいて発電装置と蓄電装置を有する需要家内の概略配線図である。
【図１６Ａ】実施の形態３に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する無効電力指令補正手段の垂下特性を示す図である。
【図１６Ｂ】実施の形態３に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する無効電力指令補正手段の垂下特性を示す図である。
【図１７Ａ】実施の形態３に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する無効電力指令補正手段の垂下特性を実現する制御ブロック図である。
【図１７Ｂ】実施の形態３に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する無効電力指令補正手段の垂下特性を実現する別の制御ブロック図である。
【図１７Ｃ】実施の形態３に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する無効電力指令補正手段の垂下特性を実現するさらに別の制御ブロック図である。
【図１８】実施の形態３に係る系統システムにおいて需要家が１の場合の系統システム全体を示す構成図である。
【図１９Ａ】実施の形態３に係る系統システムにおいて電力変動の抑制を説明するための動作タイミングチャートである。
【図１９Ｂ】実施の形態３に係る系統システムにおいて電力変動の抑制を説明するための動作タイミングチャートである。
【図２０】実施の形態４に係る系統システムの全体を示す構成図である。
【図２１】実施の形態４に係る系統システムにおいて発電装置と蓄電装置を有する需要家内の概略配線図である。
【図２２Ａ】実施の形態４に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する無効電力指令補正手段の制御ブロック図である。
【図２２Ｂ】実施の形態４に係る系統システムにおいて需要家内の発電装置用電力変換装置の具備する無効電力指令補正手段の制御ブロック図である。
【図２３】実施の形態４に係る系統システムにおいて電圧の実効値を調整するための構成図である。
【図２４Ａ】実施の形態１に係る系統システムにおいて、図２で示した発電装置と蓄電装置を有する需要家内の別の概略配線図である。
【図２４Ｂ】実施の形態３に係る系統システムにおいて、図１５で示した発電装置と蓄電装置を有する需要家内の別の概略配線図である。
【図２４Ｃ】実施の形態４に係る系統システムにおいて、図２１で示した発電装置と蓄電装置を有する需要家内の別の概略配線図である。
【図２５】制御装置及び制御部のハードウエア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとし、重複する説明は省略する。
【００１２】
実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る系統システムについて図を用いて説明する。
図１は実施の形態１に係る系統システムの全体を示す構成図である。配電系統に電圧を出力する電圧源１と、需要家群３を構成する各需要家３０に電力指令を伝達し、出力する系統制御部２と、需要家群３とで構成される。電圧源１と需要家群３の各需要家３０の具備する装置は配電インピーダンス（配電系統のインピーダンスに相当）を介して接続される。なお、図中Ｘ０は需要家群端に相当し、電圧源１と配電インピーダンスとの間にある需要家群３の受電点であり、需要家群３の端部の電圧はこの受電点Ｘ０の電圧に相当する。
【００１３】
電圧源１は配電系統に電圧を出力する。電圧源１は電力系統に相当する場合あるいは電力系統から切り離された独立した電圧源の場合がある。また、その構成は、発電機等の発電装置、発電装置と負荷の組み合わせ、さらには大容量の蓄電装置等である。
また、電力系統、発電機等は発電機の回転子などの回転運動による運動エネルギを保存する要素を有しているので、瞬時的な電力バランスが崩れると、回転運動による運動エネルギが変化して電力バランスを保つ動作を行う。具体的には、電力系統あるいは発電機等の供給可能電力より需要家群３などの消費電力が大きい場合は、回転運動による運動エネルギの一部を供給可能電力として取り出し、需要家群３に供給する。それにより、回転運動の運動エネルギが低下するため、回転数が低下し、この回転数の変化が電力系統あるいは発電機の周波数変化として現れる。本実施の形態の電圧源１はこのように電力負担に応じて周波数が変化する特性を有しているものを対象とする。
【００１４】
各需要家３０は家電機器等の負荷を有し、少なくとも需要家３０の１つは太陽光発電あるいは燃料電池等の発電装置、蓄電池等の蓄電装置の一方又は両方を有しており、これら需要家３０の集合で需要家群３が構成される。本実施の形態では、全ての需要家３０が発電装置と蓄電装置の両方を有している場合について説明する。需要家３０では、系統制御部２の電力指令に応じて需要家３０から配電系統への潮流電力を調整する。具体的には、需要家３０から配電系統への潮流電力が系統制御部２の電力指令値と一致するように需要家３０内の発電装置と蓄電装置との出力電力を調整する。
【００１５】
系統制御部２は、系統システムにおける電力の最適化及び電圧安定化、電圧源１の長時間運転及び燃費向上等を考慮して、各需要家３０へ電力指令値を出力する。具体的には、各需要家３０の有する発電装置の発電電力予測値と発電量実績値、各需要家３０の負荷の消費電力予測値と消費電力実績値、各需要家３０の有する蓄電装置の充電電力量、及び配電系統での損失等に基づき、需要家３０間で電力を融通して電圧源１の分担電力が小さくなるように電力指令値を調整したり、電圧源１が蓄電機能を有する場合は電圧源１を充電するために需要家３０から電圧源１に放電するように電力指令値を調整したり、電圧源１を放電するために電圧源１から需要家群３に放電するように電力指令値を調整する等を行う。
【００１６】
また、系統制御部２は、各需要家３０の具備する蓄電装置及び電圧源１の具備する大容量蓄電装置等の劣化状況等の状況を考慮して、劣化を抑制するように電力指令値を決定してもよい。需要家あるいは需要家群の電圧が上昇する場合は、需要家３０から配電系統への潮流電力が減少するように電力指令値を調整する。需要家あるいは需要家群の電圧が低下する場合は、需要家３０から配電系統への潮流電力が増加するように電力指令値を調整する。さらに、系統制御部２の出力は電力指令値に限るものではなく、一定時間の電力量（例えば３０分間の電力量、５分間の電力量など）あるいは後述する垂下特性（例えば傾き、不感帯、上下限の情報など）等を含む。ここで需要家の電圧とは、例えば需要家端に相当する需要家３０と配電系統が接続される受電点の電圧あるいは各需要家３０内であって各需要家３０の具備する蓄電装置または発電装置の出力電圧等を示し、需要家群の電圧とは、需要家群端に相当する電圧源１と配電インピーダンスとの間の受電点Ｘ０の電圧を言う。
また、系統制御部２と各需要家３０との通信は常時でなくてもよく、例えば３０分毎あるいは１時間毎の間隔でもよい。
【００１７】
図２は、図１の需要家群３のうち１つの需要家３０の内部構成を示したもので、発電装置と蓄電装置を有する需要家３０内の概略配線図である。図において、需要家３０は検出部１３、発電装置１４、蓄電装置１５及び負荷１６を備え、発電装置１４には発電装置１４の電力を変換する電力変換装置１１（第１の電力変換装置）が接続され、蓄電装置１５には蓄電装置１５の電力を変換する電力変換装置１２（第２の電力変換装置）が接続され、電力変換装置１１、１２はそれぞれ系統制御部２に接続されている。また、検出部１３は、電力変換装置１１、１２と配電系統との間に接続されている。
【００１８】
検出部１３は、電圧検出手段６１、電流検出手段６２、電力演算手段６３、及び周波数演算手段６４を備える。検出部１３は電力変換装置１１、１２と配電系統との間に接続され、需要家３０と配電系統が接続される受電点Ｘ２の潮流電力と周波数を検出し、電力変換装置１１と電力変換装置１２に検出した潮流有効電力Ｐｓと周波数ｆｓを出力する。
【００１９】
電圧検出手段６１は需要家内において電力変換装置１１、１２と配電系統との接続点Ｘ２（受電点）の電圧Ｖｓを検出する。
電流検出手段６２は需要家内において電力変換装置１１、１２と配電系統との接続点Ｘ２（受電点）の電流Ｉｓを検出する。本実施の形態では、電力変換装置１１、１２から配電系統に電流が流れる極性を正として説明する。
【００２０】
電力演算手段６３には検出された電圧Ｖｓと検出された電流Ｉｓとが入力され、潮流有効電力Ｐｓを演算し出力する。具体的な潮流有効電力Ｐｓの演算方法としては、電圧Ｖｓと電流Ｉｓとの積（＝Ｖｓ×Ｉｓ）に対して、電圧Ｖｓの周期平均を演算する。また、電圧Ｖｓと電流Ｉｓとの積（＝Ｖｓ×Ｉｓ）に対して、ローパスフィルタなどのフィルタ処理を行ってもよい。
【００２１】
周波数演算手段６４は電圧Ｖｓが入力され、電圧Ｖｓの周波数ｆｓを演算し出力する。具体的な方法としては、電圧Ｖｓのゼロクロスを判定して周期を計測し、計測した周期の逆数を周波数ｆｓとして出力する、あるいは内部位相の余弦波と電圧Ｖｓとを乗算し、この乗算結果に対しローパスフィルタなどを用いて高周波成分（定常時での配電系統周波数の２倍程度）を低減させて周波数ｆｓを抽出し出力すればよい。
【００２２】
また、需要家３０内の負荷急変あるいは発電装置１４の発電電力変動などにより、需要家の潮流電力が変化すると、配電インピーダンスと需要家の潮流電力による電圧降下が生じて、需要家内の電力変換装置１１、１２と配電系統との接続点の電圧位相が変化する。電圧源１の周波数が一定であるにもかかわらず、電圧Ｖｓの電圧位相が変化すると、電圧Ｖｓのゼロクロスが変化するため、このゼロクロス変化による周波数変化を電圧源１の周波数変化として誤検出してしまうことがある。ローパスフィルタ等を用いて一時的な周波数変化を除去するように設定すれば、このような配電インピーダンスと電力変化による電圧変動の一時的な周波数変化の影響を抑制することができる。
【００２３】
上述の説明では、電力変換装置１１及び電力変換装置１２が検出部１３と接続された場合を説明したが、これに限るものではない。例えば、電力変換装置１２の内部で電力変換装置１１が接続される構成などでも良い。また、電力変換装置１１又は電力変換装置１２の内部に検出部１３が内蔵される構成でも良く、電力変換装置１１及び電力変換装置１２の内部に検出部１３の電力演算手段６３及び周波数演算手段６４を個別に内蔵される構成でも良い。いずれの場合も電圧検出手段６１及び電流検出手段６２が需要家３０内において電力変換装置１１、１２と配電系統との接続点の電圧、電流を検出できればよい。
【００２４】
電力変換装置１１は発電装置１４と検出部１３との間に接続され、発電装置１４の直流電圧を配電系統の交流電圧に変換する。電力変換装置１１は、電力変換器４１（第１の電力変換器）、電圧検出手段４２、電流検出手段４３及び制御部４４を備える。
電力変換装置１１の出力電力は、詳細は後述するが、基本的に発電装置１４の発電電力が最大となるように出力電力が調整される。しかし、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔと周波数演算手段６４からの周波数ｆｓとから決定される電力指令値よりも電力演算手段６３で算出された潮流有効電力Ｐｓが大きい場合、電力変換装置１１の出力電力を抑制するように制御される。
【００２５】
電力変換器４１はスイッチング素子と、スイッチング素子を駆動する駆動回路と、発電装置１４の出力電圧を安定させるためのコンデンサ等を有し、例えばフルブリッジあるいはハーフブリッジインバータ回路等構成している。制御部４４の駆動指令により駆動回路はスイッチング素子をスイッチングし、発電装置１４の直流電圧を所定の電圧になるように配電系統の交流電圧に変換する。なお、電力変換器４１の出力電力は、後述する制御部４４からの駆動指令で予め設定されており、その駆動指令で設定された電力となるように駆動回路はスイッチング素子を駆動制御する。
【００２６】
電圧検出手段４２は発電装置１４と電力変換器４１との間に接続され、発電装置１４の出力電圧Ｖｇを検出する。
電流検出手段４３は発電装置１４と電力変換器４１との間に接続され、発電装置１４の出力電流Ｉｇを検出する。
【００２７】
制御部４４は電力演算手段５１、電力指令補正手段５２（第１の電力指令補正手段）、及び電力制御手段５３（第１の電力制御手段）を備える。制御部４４には、電圧検出手段４２により検出された電圧Ｖｇ、電流検出手段４３により検出された電流Ｉｇ、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔ、検出部１３の電力演算手段６３からの潮流有効電力Ｐｓ、及び検出部１３の周波数演算手段６４からの周波数ｆｓが入力され、電力変換器４１のへの駆動指令を出力する。
【００２８】
制御部４４の基本的な動作は、次の通りである。電圧Ｖｇと電流Ｉｇとから発電装置１４の発電電力Ｐｇを演算し、発電電力Ｐｇが最大となるように電力変換器４１への駆動指令を調整する。調整には、例えば山登り法などを用いる。また、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに対し周波数ｆｓを用いて補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆを生成し、潮流有効電力Ｐｓが電力指令値Ｐｇｒｅｆを超える場合は、電力変換器４１の出力電力が低下するように電力変換器４１への駆動指令を生成する。すなわち、電力指令値Ｐｇｒｅｆと潮流有効電力Ｐｓが一致するように電力変換器４１の出力電力が調整され、発電装置１４の発電電力が電力指令値Ｐｇｒｅｆを超過しない範囲で最大となるように電力変換器４１へ駆動指令を出力する。
【００２９】
次に、制御部４４を構成する各要素について説明する。電力演算手段５１には電圧Ｖｇと電流Ｉｇとが入力され、発電装置１４の発電電力Ｐｇを演算し出力する。具体的な発電電力Ｐｇの演算方法としては、例えば電圧Ｖｇと電流Ｉｇとの積（＝Ｖｇ×Ｉｇ）に対して、ローパスフィルタなどのフィルタ処理を用いた演算方法でよい。ここでのローパスフィルタの出力が発電電力Ｐｇに相当する。
【００３０】
電力指令補正手段５２には系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔと検出部１３からの周波数ｆｓが入力され、補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆを出力する。補正の方法としては、周波数ｆｓが所定の周波数ｆｓｍの場合に系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに補正電力ｄＰｇを加算した値を補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆとして出力する。周波数ｆｓが所定の周波数ｆｓｍから変化すると、その周波数変化に応じた加算値と補正電力ｄＰｇを系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算した値を補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆとして出力する。
具体的には周波数ｆｓと所定の周波数ｆｓｍの差分にゲインＫｆｐを乗算し、その結果に補正電力ｄＰｇと系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔとを加算したものが電力指令値Ｐｇｒｅｆ、すなわち、
Ｐｇｒｅｆ＝Ｐｅｘｔ＋Ｋｆｐ（ｆｓｍ−ｆｓ）＋ｄＰｇ
であり、垂下特性を有する。また、周波数ｆｓの小さい変化に対しては電力指令値が補正されないように不感帯を設定した垂下特性を用いてもよい。
【００３１】
図３Ａ、図３Ｂは電力指令補正手段５２の垂下特性例を示す。図において、横軸は周波数ｆｓ、縦軸は補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆであり、周波数ｆｓが下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎから上端周波数ｆｓ＿ｕｐまでの間は不感帯とし、系統制御部２の電力指令値Ｐｅｘｔが補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆとなるが、垂下特性全体にオフセットとして補正電力ｄＰｇが加算されているため、不感帯の区間ではＰｇｒｅｆ＝Ｐｅｘｔ＋ｄＰｇとなる。
補正電力ｄＰｇは発電装置１４の発電電力が需要家内の負荷１６に対して余剰する場合などにおいて、発電装置１４の発電電力の抑制動作より、蓄電装置１５の充電動作を優先するために設定する。具体的には、潮流有効電力Ｐｓの制御誤差、潮流有効電力Ｐｓの検出誤差より大きい値に補正電力ｄＰｇを設定すればよい。
また、図中Ｐｍは定格潮流有効電力で、需要家の潮流有効電力Ｐｓの最大定格に相当する。定格潮流有効電力Ｐｍは、需要家の潮流有効電力Ｐｓの最大契約電力（電流）から設定してもよく、需要家内にブレーカ等を有する場合は、ブレーカ等の容量以下に設定してもよい。また、「Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ」は、需要家３０から配電インピーダンスへ電力が増加することを、「Ｃｈａｒｇｉｎｇ」は配電インピーダンスから需要家への電力が増加することを意味する。
【００３２】
以下、個々の図について説明する。図３Ａは周波数ｆｓに対して比例制御（Ｐ制御）を用いて電力指令値を補正する場合の垂下特性例である。周波数ｆｓが上端周波数ｆｓ＿ｕｐより大きい場合は、周波数ｆｓと上端周波数ｆｓ＿ｕｐとの差分にゲインＫｆｐを乗算したものと、補正電力ｄＰｇとを系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算した値を電力指令値Ｐｇｒｅｆとする。すなわち、
Ｐｇｒｅｆ＝Ｐｅｘｔ＋Ｋｆｐ（ｆｓ＿ｕｐ−ｆｓ）＋ｄＰｇ
となる。この時、定格潮流有効電力Ｐｍにマイナスを乗算した値（−Ｐｍ）より補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆが小さい場合は、補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆを定格潮流有効電力Ｐｍにマイナスを乗算した値でリミッタする。すなわち、
Ｐｇｒｅｆ＝−Ｐｍ  （但し、Ｐｇｒｅｆ＜−Ｐｍの場合）
とする。
【００３３】
周波数ｆｓが下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、周波数ｆｓと下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎとの差分にゲインＫｆｐを乗算したものと、補正電力ｄＰｇとを系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算した値を電力指令値Ｐｇｒｅｆとする。すなわち、
Ｐｇｒｅｆ＝Ｐｅｘｔ＋Ｋｆｐ（ｆｓ＿ｄｏｗｎ−ｆｓ）＋ｄＰｇ
となる。この時、定格潮流有効電力Ｐｍより補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆが大きい場合は、補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆを定格潮流有効電力Ｐｍでリミッタする。すなわち、
Ｐｇｒｅｆ＝Ｐｍ  （但し、Ｐｇｒｅｆ＞Ｐｍの場合）
とする。
【００３４】
ここでは、ゲインＫｆｐを周波数ｆｓが上端周波数ｆｓ＿ｕｐより大きい場合と周波数ｆｓが下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎより小さい場合とで同一としたが、異なる値に設定してもよい。また、系統制御部２から別途垂下特性の不感帯情報（上端周波数ｆｓ＿ｕｐ、下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎ）、ゲインＫｆｐ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
また、需要家３０毎に電力分担を調整したい場合は、ゲインＫｆｐを需要家毎に設定する又は垂下特性のオフセットを需要家３０毎に設定すればよい。
【００３５】
図３Ｂは周波数ｆｓに対して比例積分制御（ＰＩ制御）を用いて電力指令値を補正する場合の垂下特性例である。ＰＩ制御器の出力リミッタは電力指令補正手段５２の出力範囲に応じて設定すればよい。例えば、電力指令補正手段５２の最大出力から最小出力の範囲に設定したり、系統制御部２からの電力指令値ＰｅｘｔにＰＩ制御器の出力を加算すると電力指令補正手段５２の最大出力から最小出力の範囲になるようにＰＩ制御器の出力リミッタを設定したりすればよい。
【００３６】
周波数ｆｓが上端周波数ｆｓ＿ｕｐより大きい場合は、周波数ｆｓと上端周波数ｆｓ＿ｕｐとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力と補正電力ｄＰｇとを系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算したものを電力指令値Ｐｇｒｅｆとする。この時、定格潮流有効電力Ｐｍにマイナスを乗算した値（−Ｐｍ）より補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆが小さい場合は、補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆを定格潮流有効電力Ｐｍにマイナスを乗算した値でリミッタする。すなわち、
Ｐｇｒｅｆ＝−Ｐｍ  （但し、Ｐｇｒｅｆ＜−Ｐｍの場合）
とする。
【００３７】
周波数ｆｓが下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、周波数ｆｓと下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力と補正電力ｄＰｇとを系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算したものを電力指令値Ｐｇｒｅｆとする。この時、定格潮流有効電力Ｐｍより補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆが大きい場合は、補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆを定格潮流有効電力Ｐｍでリミッタする。すなわち、
Ｐｇｒｅｆ＝Ｐｍ  （但し、Ｐｇｒｅｆ＞Ｐｍの場合）
とする。
系統制御部２から別途垂下特性の不感帯情報（上端周波数ｆｓ＿ｕｐ、下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎ）、ＰＩ制御器のゲイン及びリミッタ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【００３８】
図４Ａ、図４Ｂに電力指令補正手段５２の垂下特性を実現する制御ブロック図の例を示す。図４Ａは図３Ａに対応する制御ブロック図、図４Ｂは図３Ｂに対応する制御ブロック図の例である。
【００３９】
まず、図４Ａについて説明する。図において、減算器３０１には周波数ｆｓと上端周波数ｆｓ＿ｕｐとが入力され、減算結果であるｄｆｓｕｐが出力される（ｄｆｓｕｐ＝ｆｓ＿ｕｐ−ｆｓ）。
ゲイン３０２に減算器３０１の出力ｄｆｓｕｐが入力され、ｄｆｓｕｐにゲインＫｆｐを乗算した結果であるｋｆｓｕｐが出力される（ｋｆｓｕｐ＝ｄｆｓｕｐ×Ｋｆｐ）。
リミッタ３０３に、ゲイン３０２の出力であるｋｆｓｕｐが入力され、ｋｆｓｕｐが０より大きい場合は０でリミッタした結果であるｌｆｓｕｐが出力される。すなわち、ｋｆｓｕｐ＞０の場合はｌｆｓｕｐ＝ｋｆｓｕｐ＝０とし、それ以外はｌｆｓｕｐ＝ｋｆｓｕｐとする。
【００４０】
減算器３０４に周波数ｆｓと下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算結果であるｄｆｓｄｏｗｎが出力される（ｄｆｓｄｏｗｎ＝ｆｓ＿ｄｏｗｎ−ｆｓ）。
ゲイン３０５に減算器３０４の出力であるｄｆｓｄｏｗｎが入力され、ｄｆｓｄｏｗｎにゲインＫｆｐを乗算した結果であるｋｆｓｄｏｗｎが出力される（ｋｆｓｄｏｗｎ＝ｄｆｓｄｏｗｎ×Ｋｆｐ）。
リミッタ３０６にゲイン３０５の出力であるｋｆｓｄｏｗｎが入力され、ｋｆｓｄｏｗｎが０より小さい場合は０でリミッタしたリミッタ結果ｌｆｓｄｏｗｎが出力される。すなわち、ｋｆｓｄｏｗｎ＜０の場合はｌｆｓｄｏｗｎ＝ｋｆｓｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌｆｓｄｏｗｎ＝ｋｆｓｄｏｗｎ  とする。
【００４１】
加算器３０７にリミッタ３０３の出力であるｌｆｓｕｐとリミッタ３０６の出力であるｌｆｓｄｏｗｎとが入力され、加算結果であるｄＰａｄｄが出力される（ｄＰａｄｄ＝ｌｆｓｕｐ+ｌｆｓｄｏｗｎ）。
加算器３０８に系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔと補正電力ｄＰｇとが入力され、加算結果であるｄＰｅｘｔが出力される（ｄＰｅｘｔ＝Ｐｅｘｔ+ｄＰｇ）。
加算器３０９に加算器３０７の出力であるｄＰａｄｄと加算器３０８の出力であるｄＰｅｘｔとが入力され、加算結果であるＰａｄｄが出力される（Ｐａｄｄ＝ｄＰａｄｄ+ｄＰｅｘｔ）。
【００４２】
リミッタ３１０に加算器３０９の出力であるＰａｄｄが入力され、Ｐａｄｄが定格潮流有効電力Ｐｍより大きい場合は定格潮流有効電力Ｐｍでリミッタした電力指令値Ｐｇｒｅｆが出力される。すなわち、Ｐａｄｄ＞Ｐｍの場合はＰｇｒｅｆ＝Ｐａｄｄ＝Ｐｍとし、それ以外はＰｇｒｅｆ＝Ｐａｄｄとする。また、Ｐａｄｄが定格潮流有効電力Ｐｍの−１倍より小さい場合は定格潮流有効電力Ｐｍの−１倍でリミッタした電力指令値Ｐｇｒｅｆが出力される。すなわち、Ｐａｄｄ＜−Ｐｍの場合はＰｇｒｅｆ＝Ｐａｄｄ＝−Ｐｍとし、それ以外はＰｇｒｅｆ＝Ｐａｄｄとする。
【００４３】
次に、図４Ｂについて説明する。図において、減算器３０１に周波数ｆｓと上端周波数ｆｓ＿ｕｐとが入力され、減算した結果であるｄｆｓｕｐが出力される（ｄｆｓｕｐ＝ｆｓ＿ｕｐ−ｆｓ）。
ＰＩ制御器３２２に減算器３０１の出力であるｄｆｓｕｐが入力され、ｄｆｓｕｐをＰＩ制御した結果であるｋｆｓｕｐが出力される（ｋｆｓｕｐ＝ｄｆｓｕｐ×Ｋｐｆｐ＋ｄｆｓｕｐ×Ｋｉｆｐ／ｓ、  ここでＫｐｆｐは比例ゲイン、Ｋｉｆｐは積分ゲイン、／ｓのｓはラプラス演算子であり、以下も同様である）。
リミッタ３０３にＰＩ制御器３２２の出力であるｋｆｓｕｐが入力され、ｋｆｓｕｐが０より大きい場合は０でリミッタした結果であるｌｆｓｕｐが出力される。すなわち、ｋｆｓｕｐ＞０の場合はｌｆｓｕｐ＝ｋｆｓｕｐ＝０とし、それ以外はｌｆｓｕｐ＝ｋｆｓｕｐとする。なお、ＰＩ制御器３２２の積分値も同様にリミッタしても良い。
【００４４】
減算器３０４には周波数ｆｓと下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算した結果であるｄｆｓｄｏｗｎが出力される（ｄｆｓｄｏｗｎ＝ｆｓ＿ｄｏｗｎ−ｆｓ）。
ＰＩ制御器３２５に減算器３０４の出力であるｄｆｓｄｏｗｎが入力され、ｄｆｓｄｏｗｎをＰＩ制御した結果であるｋｆｓｄｏｗｎが出力される（ｋｆｓｄｏｗｎ＝ｄｆｓｄｏｗｎ×Ｋｐｆｐ＋ｄｆｓｄｏｗｎ×Ｋｉｆｐ／ｓ）。
リミッタ３０６にＰＩ制御器３２５の出力であるｋｆｓｄｏｗｎが入力され、ｋｆｓｄｏｗｎが０より小さい場合は０でリミッタした結果であるｌｆｓｄｏｗｎが出力される。すなわち、ｋｆｓｄｏｗｎ＜０の場合はｌｆｓｄｏｗｎ＝ｋｆｓｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌｆｓｄｏｗｎ＝ｋｆｓｄｏｗｎとする。なお、ＰＩ制御器３２２の積分値も同様にリミッタしても良い）。
【００４５】
加算器３０７にリミッタ３０３の出力であるｌｆｓｕｐとリミッタ３０６の出力であるｌｆｓｄｏｗｎとが入力され、加算した結果であるｄＰａｄｄが出力される（ｄＰａｄｄ＝ｌｆｓｕｐ+ｌｆｓｄｏｗｎ）。
加算器３０８に系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔと補正電力ｄＰｇとが入力され、加算した結果ｄＰｅｘｔが出力される（ｄＰｅｘｔ＝Ｐｅｘｔ+ｄＰｇ）。
加算器３０９に加算器３０７の出力であるｄＰａｄｄと加算器３０８の出力であるｄＰｅｘｔとが入力され、加算結果Ｐａｄｄが出力される（Ｐａｄｄ＝ｄＰａｄｄ+ｄＰｅｘｔ）。
【００４６】
リミッタ３１０に加算器３０９の出力であるＰａｄｄが入力され、Ｐａｄｄが定格潮流有効電力Ｐｍより大きい場合は定格潮流有効電力Ｐｍでリミッタした電力指令値Ｐｇｒｅｆが出力される。すなわち、Ｐａｄｄ＞Ｐｍの場合はＰｇｒｅｆ＝Ｐａｄｄ＝Ｐｍとし、それ以外はＰｇｒｅｆ＝Ｐａｄｄとする。また、Ｐａｄｄが定格潮流有効電力Ｐｍの−１倍より小さい場合は定格潮流有効電力Ｐｍの−１倍でリミッタした補正した電力指令値Ｐｇｒｅｆが出力される。すなわち、Ｐａｄｄ＜−Ｐｍの場合はＰｇｒｅｆ＝Ｐａｄｄ＝−Ｐｍとし、それ以外はＰｇｒｅｆ＝Ｐａｄｄとする。
【００４７】
以上のように、電力指令補正手段５２は周波数ｆｓに対して、不感帯を設定した垂下特性を有し比例制御（Ｐ制御）を用いてあるいは比例積分制御（ＰＩ制御）を用いて電力指令値Ｐｅｘｔを補正し、補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆを出力することができる。
【００４８】
電力制御手段５３には発電電力Ｐｇと電力指令補正手段５２で補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆと検出部１３からの潮流有効電力Ｐｓが入力され、電力変換器４１へ駆動指令値Ｐｒｅｆが出力される。具体的には、潮流有効電力Ｐｓが電力指令値Ｐｇｒｅｆより小さい場合は、発電装置１４の発電電力Ｐｇが最大となるように山登り法などで電力変換器４１への駆動指令値Ｐｒｅｆを生成する。なお、電力変換器４１への駆動指令値Ｐｒｅｆは電力変換器４１の最大出力電力でリミッタされる。
【００４９】
また、電力指令値Ｐｇｒｅｆより潮流有効電力Ｐｓが大きい場合は、駆動指令値Ｐｒｅｆによる電力変換器４１の出力電力の上限を減少させるように制御する。潮流有効電力Ｐｓが電力指令値Ｐｇｒｅｆより小さい場合は、駆動指令値Ｐｒｅｆの上限は電力変換器４１の最大出力電力であるが、潮流有効電力Ｐｓが電力指令値Ｐｇｒｅｆより大きい場合は、潮流有効電力Ｐｓに対する電力指令値Ｐｇｒｅｆの超過分に応じて駆動指令値Ｐｒｅｆによる電力変換器４１の出力電力の上限を減少させる。駆動指令値Ｐｒｅｆの上限の減少量の演算は、電力指令値Ｐｇｒｅｆを入力指令値とし、潮流有効電力Ｐｓをフィードバック値としたＰＩ制御器を構成し、ＰＩ制御器の出力に応じて駆動指令値Ｐｒｅｆの上限を減少させる。あるいは、ＰＩ制御器の出力で駆動指令値Ｐｒｅｆを減少させるようにする。この場合のＰＩ制御器の出力下限を０とすることで、電力指令値Ｐｇｒｅｆより潮流有効電力Ｐｓが小さい場合はＰＩ制御器の出力を０とすることができる。
【００５０】
次に、電力変換装置１２について説明する。
電力変換装置１２は蓄電装置１５と検出部１３との間に接続され、蓄電装置１５の直流電圧を配電系統の交流電圧に変換する。また、電力変換装置１２は電力変換器２１（第２の電力変換器）と制御部２２とを備える。
電力変換装置１２の出力電力は、詳細は後述するが、基本的に潮流有効電力Ｐｓが系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔとなるように出力電力が調整される。また、周波数ｆｓが所定の周波数から変化する場合は、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔを補正して、補正後の電力指令値と潮流有効電力が一致するように出力電力が調整される。
【００５１】
電力変換器２１は、スイッチング素子と、スイッチング素子の駆動回路と、蓄電装置１５の出力電圧を安定させるためのコンデンサ等を有しており、電力変換装置１１と同様に、例えばフルブリッジあるいはハーフブリッジインバータ回路等を構成している。制御部２２の指令により駆動回路はスイッチング素子をスイッチングし、蓄電装置１５の直流電圧を配電系統の交流電圧に変換する。電力変換器２１の出力電力は、後述する制御部２２からの駆動指令で予め設定されており、その駆動指令で設定された電力となるように駆動回路はスイッチング素子を駆動制御する。
【００５２】
制御部２２は電力指令補正手段３１（第２の電力指令補正手段）と潮流電力制御手段３２（第２の電力制御手段）とを備える。制御部２２には系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔ、検出部１３からの潮流有効電力Ｐｓ、及び検出部１３からの周波数ｆｓが入力され、電力変換器２１への駆動指令を出力する。
制御部２２の基本的な動作は、以下の通りである。系統制御部２からの電力指令値Ｐｘｅｔと潮流有効電力Ｐｓが一致するように、電力変換器２１の駆動指令を調整する。また、周波数ｆｓが所定の周波数から変化する場合は、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔを周波数ｆｓに応じて補正した電力指令値Ｐｓｒｅｆを生成し、潮流有効電力Ｐｓが補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆと一致するように、電力変換器２１の駆動指令を生成する。具体的には補正した電力指令値Ｐｓｒｅｆと潮流有効電力Ｐｓが一致するように電力変換器２１の出力電力が調整される。
【００５３】
電力指令補正手段３１には系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔと検出部１３からの周波数ｆｓが入力され、補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆを出力する。補正の方法としては、周波数ｆｓが所定の周波数ｆｓｍの場合に系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔを補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆとして出力し、周波数ｆｓが所定の周波数ｆｓｍから変化すると、その周波数変化に応じて系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔを補正して電力指令値Ｐｓｒｅｆを出力する。具体的には周波数ｆｓと所定の周波数ｆｓｍとの差分にゲインＫｆｐを乗算したものを系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算したものが補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆ、すなわち、
Ｐｓｒｅｆ＝Ｐｅｘｔ＋Ｋｆｐ（ｆｓｍ−ｆｓ）
であり、垂下特性を有する。また、周波数ｆｓの小さい変化に対しては電力指令値が補正されないように不感帯を設定した垂下特性を用いてもよい。
【００５４】
図５Ａ、図５Ｂは電力指令補正手段５２の垂下特性例を示す。図において、横軸は周波数ｆｓ、縦軸は補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆであり、周波数ｆｓが下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎから上端周波数ｆｓ＿ｕｐまでの間は不感帯とし、系統制御部２の電力指令値Ｐｅｘｔが補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆとして出力される（Ｐｓｒｅｆ＝Ｐｅｘｔ）。また、図中Ｐｍは図３Ａ、図３Ｂで説明したと同様、定格潮流有効電力であり、需要家の潮流有効電力Ｐｓの最大定格に相当する。定格潮流有効電力Ｐｍは、需要家の潮流有効電力Ｐｓの最大契約電力（電流）から設定してもよく、需要家内にブレーカ等を有する場合は、ブレーカ等の容量以下に設定してもよい。
【００５５】
以下、個々の図について説明する。図５Ａは周波数ｆｓに対する比例制御（Ｐ制御）を用いて電力指令値を補正する場合の垂下特性例である。周波数ｆｓが上端周波数ｆｓ＿ｕｐより大きい場合は、周波数ｆｓと上端周波数ｆｓ＿ｕｐとの差分にゲインＫｆｐを乗算したものを、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算したものを補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆとする。すなわち、
Ｐｓｒｅｆ＝Ｐｅｘｔ＋Ｋｆｐ（ｆｓ＿ｕｐ−ｆｓ）
となる。この時、定格潮流有効電力Ｐｍにマイナスを乗算した値（−Ｐｍ）より補正した電力指令値Ｐｓｒｅｆが小さい場合は、補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆを定格潮流有効電力Ｐｍにマイナスを乗算した値でリミッタする。すなわち、
Ｐｓｒｅｆ＝−Ｐｍ  （但し、Ｐｓｒｅｆ＜−Ｐｍの場合）
となる。
【００５６】
周波数ｆｓが下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、周波数ｆｓと下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎとの差分にゲインＫｆｐを乗算したものを、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算したものを補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆとする。すなわち、
Ｐｓｒｅｆ＝Ｐｅｘｔ＋Ｋｆｐ（ｆｓ＿ｄｏｗｎ−ｆｓ）
となる。この時、定格潮流有効電力Ｐｍより補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆが大きい場合は、補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆを定格潮流有効電力Ｐｍでリミッタする。すなわち、
Ｐｓｒｅｆ＝Ｐｍ  （但し、Ｐｓｒｅｆ＞Ｐｍの場合）
となる。
【００５７】
ここでは、ゲインＫｆｐを周波数ｆｓが上端周波数ｆｓ＿ｕｐより大きい場合と周波数ｆｓが下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎより小さい場合とで同一としたが、異なる値に設定してもよい。また、系統制御部２から別途垂下特性の不感帯情報（上端周波数ｆｓ＿ｕｐ、下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎ）、ゲインＫｆｐ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【００５８】
図５Ｂは周波数ｆｓに対する比例積分制御（ＰＩ制御）を用いて電力指令値を補正する場合の垂下特性例である。ＰＩ制御器の出力リミッタは電力指令補正手段３１の出力範囲に応じて設定すればよい。例えば、電力指令補正手段３１の最大出力から最小出力の範囲に設定したり、系統制御部２からの電力指令値ＰｅｘｔにＰＩ制御器の出力を加算すると電力指令補正手段３１の最大出力から最小出力の範囲になるようにＰＩ制御器の出力リミッタを設定したりすればよい。
【００５９】
周波数ｆｓが上端周波数ｆｓ＿ｕｐより大きい場合は、周波数ｆｓと上端周波数ｆｓ＿ｕｐとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力を系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算したものを補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆとする。この時、定格潮流有効電力Ｐｍにマイナスを乗算した値（−Ｐｍ）より補正した電力指令値Ｐｓｒｅｆが小さい場合は、補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆを定格潮流有効電力Ｐｍにマイナスを乗算した値でリミッタする。すなわち、
Ｐｓｒｅｆ＝−Ｐｍ  （但し、Ｐｓｒｅｆ＜−Ｐｍの場合）
となる。
【００６０】
周波数ｆｓが下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、周波数ｆｓと下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力を系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに加算したものを補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆとする。この時、定格潮流有効電力Ｐｍより補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆが大きい場合は、補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆを定格潮流有効電力Ｐｍでリミッタする。すなわち、
Ｐｓｒｅｆ＝Ｐｍ  （但し、Ｐｓｒｅｆ＞Ｐｍの場合）
となる。
【００６１】
系統制御部２から別途垂下特性の不感帯情報（上端周波数ｆｓ＿ｕｐ、下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎ）、ＰＩ制御器のゲイン、リミッタ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【００６２】
さらに、蓄電装置１５の電池残量に応じて、周波数ｆｓに対する電力指令値の補正量を調整するようにしてもよい。具体的には、蓄電装置１５の電池残量が所定の電池残量より少ない場合は放電側のゲインＫｆｐの大きさを小さく調整したり、充電側のゲインＫｆｐの大きさを大きく調整したり、下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎを小さく調整したり、上端周波数ｆｓ＿ｕｐを小さく調整すれば良い。また、蓄電装置１５の電池残量が所定の電池残量より多い場合は放電側のゲインＫｆｐの大きさを大きく調整したり、充電側のゲインＫｆｐの大きさを小さく調整したり、下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎを大きく調整したり、上端周波数ｆｓ＿ｕｐを大きく調整すれば良い。
【００６３】
系統制御部２に蓄電装置１５の電池残量の情報を伝達し、系統制御部２から電力変換装置１１、１２に垂下特性を変更（ゲインＫｆｐ、上端周波数ｆｓ＿ｕｐ、下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎなどの変更）を伝達しても良い。また、電力変換装置１２が蓄電装置１５の電池残量を把握し、電力変換装置１１に電池残量又は垂下特性の変更（ゲインＫｆｐ、上端周波数ｆｓ＿ｕｐ、下端周波数ｆｓ＿ｄｏｗｎなどの変更）を伝達してもよい。
【００６４】
図６Ａ、図６Ｂに電力指令補正手段３１の垂下特性を実現する制御ブロック図の例を示す。図６Ａは図５Ａに対応する制御ブロック図、図６Ｂは図５Ｂに対応する制御ブロック図の例である。
【００６５】
図６Ａにおいて、制御ブロックは減算器３０１、３０４、ゲイン３０２、３０５、リミッタ３０３、３０６、３１０、加算器３０７、３０９とで構成されており、図４Ａから加算器３０８を除いた場合（ｄＰｅｘｔ＝Ｐｅｘｔ）と同様の構成である。そのため、動作の詳細は省略する。
加算器３０９に、加算器３０７の出力であるｄＰａｄｄと系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔとが入力され、加算結果であるＰａｄｄが出力される（Ｐａｄｄ＝ｄＰａｄｄ＋Ｐｅｘｔ）。
【００６６】
リミッタ３１０に、加算器３０９の出力であるＰａｄｄが入力され、Ｐａｄｄが定格潮流有効電力Ｐｍより大きい場合は定格潮流有効電力Ｐｍでリミッタした電力指令値Ｐｓｒｅｆが出力される。すなわち、Ｐａｄｄ＞Ｐｍの場合はＰｓｒｅｆ＝Ｐａｄｄ＝Ｐｍとし、それ以外はＰｓｒｅｆ＝Ｐａｄｄとする。また、Ｐａｄｄが定格潮流有効電力Ｐｍの−１倍より小さい場合は定格潮流有効電力Ｐｍの−１倍でリミッタした補正した電力指令値Ｐｓｒｅｆが出力される。すなわち、Ｐａｄｄ＜−Ｐｍの場合はＰｓｒｅｆ＝Ｐａｄｄ＝−Ｐｍとし、それ以外はＰｓｒｅｆ＝Ｐａｄｄとする。
【００６７】
図６Ｂにおいて、制御ブロックは減算器３０１、３０４と、ＰＩ制御器３２２、３２５と、リミッタ３０３、３０６、３１０と、加算器３０７、３０９とで構成されており、図４Ｂから加算器３０８を除いた場合（ｄＰｅｘｔ＝Ｐｅｘｔ）と同様の構成である。そのため、動作の詳細は省略する。
加算器３０９に、加算器３０７の出力であるｄＰａｄｄと系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔとが入力され、加算結果であるＰａｄｄが出力される（Ｐａｄｄ＝ｄＰａｄｄ＋Ｐｅｘｔ）。
【００６８】
リミッタ３１０に、加算器３０９の出力であるＰａｄｄが入力され、Ｐａｄｄが定格潮流有効電力Ｐｍより大きい場合は定格潮流有効電力Ｐｍでリミッタした電力指令値Ｐｓｒｅｆが出力される。すなわち、Ｐａｄｄ＞Ｐｍの場合はＰｓｒｅｆ＝Ｐａｄｄ＝Ｐｍとし、それ以外はＰｓｒｅｆ＝Ｐａｄｄとする。また、Ｐａｄｄが定格潮流有効電力Ｐｍの−１倍より小さい場合は定格潮流有効電力Ｐｍの−１倍でリミッタした補正した電力指令値Ｐｓｒｅｆが出力される。すなわち、Ｐａｄｄ＜−Ｐｍの場合はＰｓｒｅｆ＝Ｐａｄｄ＝−Ｐｍとし、それ以外はＰｓｒｅｆ＝Ｐａｄｄとする。
【００６９】
上述の説明では、図３Ａ、図３Ｂのように、電力指令補正手段５２に補正電力ｄＰｇを加算した説明としたが、これに限るものではなく、図３Ａ、図３Ｂの電力指令補正手段５２で補正電力ｄＰｇの加算せずに、図５Ａ、図５Ｂの電力指令補正手段３１で補正電力ｄＰｇを減算してもよい。また、これらの組合せ、電力指令補正手段５２で補正電力ｄＰｇの一部を加算し、電力指令補正手段３１で残りの補正電力ｄＰｇを減算する等でもよい。
【００７０】
このように補正電力ｄＰｇを電力指令補正手段５２と電力指令補正手段３１に設定することで、電力変換装置１２のリミッタ動作時などを除いて、電力指令補正手段５２により補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆが電力指令補正手段３１により補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆより定常時大きい出力に設定でき、発電装置１４の発電電力の抑制動作より先に蓄電装置１５の充電動作を優先して実施できる。言い換えれば、電力指令補正手段３１により補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆが電力指令補正手段５２により補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆより小さい。ここで、定常時は、負荷などの電力変動と配電インピーダンスによる電圧変動に起因する周波数変動が収束した状態であって、例えば、系統制御部２と需要家の電力変換装置１２との通信間隔の間の期間または系統制御部２と需要家３０の電力変換装置１１との通信間隔の間の期間に相当するものを言う。
【００７１】
さらに、系統制御部２と需要家３０の電力変換装置１２、１４との通信間隔の間の期間に、例えば負荷１６の消費電力の変動、発電装置１４の発電電力の変動、蓄電装置１５の過充電あるいは過放電による動作の制限等に起因する電力変動が生じて、系統制御部２が予測していた電力需給バランスから逸脱することがある。本実施の形態によれば、電力変動によって電圧源１の周波数が変動した場合に、需要家３０の電力変換装置１２、１４の電力指令補正手段３１、５２により電力変動を緩和するように電力指令値が調整されるので、電圧源１の分担電力が低下し、電圧源１の周波数変動を抑制することができ、系統システムが破綻することを抑制できる。
【００７２】
また、上述では、図２の構成において周波数ｆｓが変化した場合に、電力指令補正手段３１、５２は基本的に系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔを検出部１３からの周波数ｆｓに応じて調整するように説明したが、電力変換器２１、４１が出力する有効電力を周波数ｆｓに応じて調整してもよい。具体的には、系統制御部２から電力変換装置１１の出力有効電力の最大出力電力、系統制御部２から電力変換装置１２の出力有効電力の指令値が伝達され、図３Ａ、図３Ｂの垂下特性における出力を電力変換器４１の駆動指令値Ｐｒｅｆのリミッタ値として設定し、図５Ａ、図５Ｂの垂下特性の出力を電力変換器２１の駆動指令値Ｐｒｅｆのリミッタ値として設定しても良い。その場合、電力変換器４１は発電装置１４の発電電力を放電するのみであるので、図３Ａ、図３Ｂの垂下特性における出力の最小値は０でリミッタ、又は電力変換装置１１の運転に必要な電力を充電する電力程度で最小値をリミッタすればよい。
【００７３】
次に、制御部２２の潮流電力制御手段３２について説明する。潮流電力制御手段３２には、潮流有効電力Ｐｓと補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆが入力され、電力変換器２１へ駆動指令値Ｐｒｅｆが出力される。具体的には、潮流有効電力Ｐｓが補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆと一致するように電力変換器２１の駆動指令値Ｐｒｅｆを生成する。
【００７４】
また、蓄電装置１５の電力を需要家３０から電圧源１に逆潮流することが禁止されている場合は、図２のように電力変換装置１２と負荷１６を接続し、この接続点Ｘ１から電力変換装置１１の接続点Ｘ２までの間を流れる電力を逆潮流電力として検出し、この逆潮流電力を潮流電力制御手段に入力して、逆潮流を抑制する構成とすればよい。
【００７５】
発電装置１４は電力変換装置１１と接続され、直流の電圧を出力し、電力の放電（発電）が可能な装置である。具体的には太陽電池あるいは燃料電池などである。また、風力発電など交流の発電源の出力を直流に変換した装置などでもよい。
【００７６】
蓄電装置１５は電力変換装置１２と接続され、直流の電圧出力し、電力の充放電が可能な装置である。具体的にはリチウムイオン電池、鉛電池、電気自動車用電池等の蓄電池、及び大容量のコンデンサ等である。
【００７７】
負荷１６は検出部１３と電力変換装置１２又は電力変換装置１１の間に接続され、具体的には家電機器などの負荷である。
【００７８】
以下、実施の形態１に係る系統システムにおいて、電力変動を抑制する具体例について図７のように、説明の簡略化のため図１の需要家が１の場合について説明する。なお、図７の需要家３０は、図２の構成を有しているとし、電力指令補正手段５２の垂下特性は図３Ｂ、電力指令補正手段３１の垂下特性は図５Ｂを適用した場合として以下説明する。
図７において、Ｐｓは需要家３０からの潮流有効電力、Ｐａｃは電圧源１の有効電力、Ｐｅｘｔは系統制御部２から需要家３０への電力指令値である。図において、需要家３０の潮流有効電力Ｐｓと電圧源１の有効電力Ｐａｃは逆極性であるため、以下の説明では電圧源１の有効電力Ｐａｃを潮流有効電力Ｐｓと逆極性として説明する。
【００７９】
需要家３０の潮流有効電力Ｐｓは電力変換装置１１の出力有効電力Ｐｇａｃと電力変換装置１２の出力有効電力Ｐｂａｃと負荷１６の消費電力Ｐｌｏａｄから決定される。具体的にはＰｓ＝Ｐｇａｃ＋Ｐｂａｃ−Ｐｌｏａｄである。
また、電圧源１は電圧源１の分担する有効電力に応じて出力電圧の周波数を変化する特性を有するとして説明を行う。具体的には、電圧源１が需要家群３に向かって放電する電力が増加すると、電圧源１の出力電圧の周波数は低下し、電圧源１が需要家３０から充電する電力が増加すると、電圧源１の出力電圧の周波数は増加するとする。
【００８０】
図８Ａ、図８Ｂは、図７で示した系統システムにおける各電力Ｐｓ、Ｐｇａｃ、Ｐｂａｃ、Ｐｌｏａｄ及び周波数Ｆｓのタイミングチャートで、発電装置１４の発電電力が増加した場合の例を示す。図８Ａは比較として従来例、図８Ｂは上述の本実施の形態の方式を適用した場合の例である。
【００８１】
図８Ａ、図８Ｂにおいて、上から順に需要家３０の潮流有効電力Ｐｓ、電力変換装置１１における検出部１３との接続側の出力有効電力Ｐｇａｃ、電力変換装置１２における検出部１３との接続側の出力有効電力Ｐｂａｃ、負荷の消費電力Ｐｌｏａｄ、周波数演算手段６４で算出された周波数ｆｓのタイミングチャートであり、図中Ｐｅｘｔは系統制御部２の電力指令値、Ｐｂｍａｘは電力変換装置１２の最大出力電力、ｆｓ＿ｕｐは電力指令補正手段３１、５２の垂下特性の上端周波数、ｆｓ＿ｄｏｗｎは電力指令補正手段３１、５２の垂下特性の下端周波数、Ｐｇｒｅｆは電力指令補正手段５２が出力する補正された電力指令値、Ｐｓｒｅｆは電力指令補正手段３１が出力する補正された電力指令値を示す。なお、周波数ｆｓは配電インピーダンスと電力変化との電圧変動等による一時的な周波数変化をローパスフィルタ等で除去された波形とする。
【００８２】
まず、従来方式を用いた図８Ａについて説明する。従来の方式として、電力指令補正手段３１、５２が無く、電力制御手段５３は発電装置１４の発電電力Ｐｇが最大となるように動作する場合、すなわち潮流有効電力Ｐｓに応じて電力変換装置１１の出力電力を調整しない例であり、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔと潮流有効電力Ｐｓが一致するように電力変換装置１２の出力電力が調整される。
【００８３】
時刻ｔ１０１より前では、発電装置１４の発電電力が無く、電力変換装置１２が系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔと潮流有効電力Ｐｓを一致させるため、系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔと負荷１６の消費電力Ｐｌｏａｄとの差分を電力変換装置１２の出力有効電力Ｐｂａｃとして出力する。それにより、潮流有効電力Ｐｓは系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに一致している。
【００８４】
時刻ｔ１０１で、発電装置１４の発電電力が増加して電力変換装置１１の出力有効電力Ｐｇａｃが増加する。それにより、潮流有効電力Ｐｓが増加するが、電力変換装置１２が系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔに潮流有効電力Ｐｓを一致させようと蓄電装置１５への充電動作を行い、電力変換装置１２の出力有効電力Ｐｂａｃが低下する。
【００８５】
時刻ｔ１０２で、電力変換装置１２の出力有効電力Ｐｂａｃが電力変換装置１２の最大充電電力（−Ｐｂｍａｘ）に到達し、潮流有効電力Ｐｓが増加し始める。それに伴い、電圧源１の分担する有効電力が増加し、周波数ｆｓが遅れて増加する。ここで、周波数ｆｓが遅れて増加するのは周波数演算手段６４のローパスフィルタ等の影響である。
【００８６】
時刻ｔ１０３で、発電電力が最大まで増加し、電力変換装置１１の出力有効電力Ｐｇａｃが一定となり、潮流有効電力Ｐｓも一定となる。それに伴い、電圧源１の分担する有効電力も一定となり、周波数ｆｓも遅れて一定となる。ここで、周波数ｆｓが遅れて一定となるのは上述の通り、周波数演算手段６４のローパスフィルタ等の影響である。
【００８７】
以上のように、従来方式では、需要家３０で抑制出来なかった発電装置１４の過剰な発電電力を電圧源１が定常的に負担する必要がある。
【００８８】
次に、図８Ｂを用い、上述の本実施の形態の方式を適用した場合の例について説明する。
時刻ｔ１より前では、発電装置１４の発電電力が無く、電力変換装置１２が系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔを周波数ｆｓに応じて補正した電力指令値Ｐｓｒｅｆと潮流有効電力Ｐｓを一致させるため、電力指令値Ｐｓｒｅｆと負荷１６の消費電力Ｐｌｏａｄとの差分を電力変換装置１２の出力有効電力Ｐｂａｃとして出力する。それにより、潮流有効電力Ｐｓと電力指令値Ｐｓｒｅｆとが一致している。
【００８９】
時刻ｔ１で、発電装置１４の発電電力が増加して電力変換装置１１の出力有効電力Ｐｇａｃが増加する。それにより、潮流有効電力Ｐｓが増加するが、電力変換装置１２が電力指令値Ｐｓｒｅｆに潮流有効電力Ｐｓを一致させようと蓄電装置１５への充電動作を行い、電力変換装置１２の出力有効電力Ｐｂａｃが低下する。
【００９０】
時刻ｔ２で、電力変換装置１２の出力有効電力Ｐｂａｃが電力変換装置１２の最大充電電力（−Ｐｂｍａｘ）に到達し、潮流有効電力Ｐｓが増加し始める。それに伴い、電圧源１の分担する有効電力が増加し、周波数ｆｓが遅れて増加する。ここで、周波数ｆｓが遅れて増加するのは周波数演算手段６４のローパスフィルタ等の影響である。
【００９１】
時刻ｔ３で、潮流有効電力Ｐｓが電力指令値Ｐｅｘｔから周波数ｆｓと補正電力ｄＰｇにより補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆを超えると、電力制御手段５３が電力変換装置１１の出力有効電力Ｐｇａｃを抑制するように駆動指令を生成する。それにより、電力変換装置１１の出力有効電力Ｐｇａｃが抑制（発電装置１４の発電電力Ｐｇが抑制）され、潮流有効電力Ｐｓが電力指令値Ｐｇｒｅｆと一致する。
【００９２】
時刻ｔ４で、潮流有効電力Ｐｓの変化に対して遅れて変化した周波数ｆｓが上端周波数ｆｓ＿ｕｐを超過すると、周波数ｆｓと上端周波数ｆｓ＿ｕｐとの差分に応じて電力指令補正手段３１により補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆ及び電力指令補正手段５２により補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆが低下する。それにより、電力変換装置１１の発電電力の抑制動作と電力変換装置１２の充電動作とがより大きくなるように電力指令値Ｐｇｒｅｆ及び電力指令値Ｐｓｒｅｆが調整される。
この時刻ｔ４では、電力変換装置１２の出力有効電力Ｐｂａｃは最大充電電力になっており、これ以上の充電動作ができないため、電力変換装置１１の出力有効電力Ｐｇａｃが抑制（発電装置１４の発電電力Ｐｇが抑制）され、潮流有効電力Ｐｓが周波数ｆｓの変化により補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆと一致する。潮流有効電力Ｐｓが減少することで、電圧源１が分担する有効電力も低下するため、周波数ｆｓが低下し始める。
【００９３】
時刻ｔ５で、周波数ｆｓが上端周波数ｆｓ＿ｕｐと一致し、各電力変動は収束する。
【００９４】
上述の図７では、需要家３０が１の場合について説明したが、複数の需要家３０を有するシステムにおいて、各需要家３０内の検出部１３で得た受電点Ｘ２の潮流有効電力と周波数を用いて各需要家３０内の発電装置、蓄電装置の状況に応じて制御することになる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態１によれば、発電装置１４の過剰な発電電力に対し、蓄電装置１５の充電動作を優先するようにしたので、電圧源１の分担する有効電力を低減することが可能となり、周波数ｆｓの変化を抑制できる効果もある。また、系統システム内の周波数変動に対し、電力指令値を補正するようにしたので、系統システム内の電力変動も抑制可能となる。さらに、電圧源１が有効電力を分担するために蓄電池を有する場合は、本実施の形態では定常的な有効電力の分担を低下できるため、電圧源１の保有する蓄電池の容量を削減できる効果もある。
【００９６】
実施の形態２．
以下、実施の形態２に係る系統システムについて図を用いて説明する。
図９は実施の形態２に係る系統システムの全体を示す構成図である。図において、系統システムは配電系統に電圧を出力する電圧源装置１０１と、需要家群３を構成する各需要家３０に電力指令を伝達する系統制御部１０２と、需要家群３とで構成される。電圧源装置１０１と需要家３０の具備する装置は配電インピーダンス（配電系統のインピーダンスに相当）を介して接続される。実施の形態１の系統システムとの相違は、次に述べる電圧源の構成であり、その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００９７】
実施の形態１の電圧源１は発電機の回転子などの回転運動と電圧源１の分担電力による周波数変化を考慮していたが、実施の形態２の電圧源１１５の出力する有効電力に応じて出力電圧の周波数指令値を調整する機能を有する。具体的には、電圧源１１５が負担する有効電力に応じて、電圧源１１５の出力する電圧の周波数を補正する周波数指令補正手段１１４を有し、電圧源装置１０１を構成している。
また、系統制御部１０２は需要家群３に各需要家の潮流有効電力の電力指令を伝達するだけでなく、電圧源装置１０１に接続され、電圧源１１５に出力電力指令を伝達する機能を有する。
【００９８】
電圧源装置１０１は、電流検出手段１１１、電圧検出手段１１２、電力演算手段１１３、周波数指令補正手段１１４、及び電圧源１１５を備える。また、電圧源装置１０１は、需要家群３と接続され、系統制御部１０２からの電力指令値Ｐｅａｃが入力され、需要家群３に所定の出力電圧を出力する。
電流検出手段１１１は、電圧源１１５の出力電流Ｉａｃを検出する。
電圧検出手段１１２は、電圧源１１５の出力電圧Ｖａｃを検出する。
【００９９】
電力演算手段１１３には検出された電圧Ｖａｃと検出された電流Ｉａｃとが入力され、検出有効電力Ｐａｃを周波数指令補正手段１１４に出力する。具体的な検出有効電力Ｐａｃの演算方法としては、電圧Ｖａｃと電流Ｉａｃとの積（＝Ｖａｃ×Ｉａｃ）に対して、電圧Ｖａｃの周期平均を演算する。また、電圧Ｖａｃと電流Ｉａｃとの積（＝Ｖａｃ×Ｉａｃ）に対して、ローパスフィルタなどのフィルタ処理を行ってもよい。
【０１００】
周波数指令補正手段１１４には、電力演算手段１１３からの検出有効電力Ｐａｃと系統制御部１０２からの電力指令値Ｐｅａｃとが入力され、補正された周波数指令ｆｒｅｆを出力する。補正の方法としては、検出有効電力Ｐａｃが系統制御部１０２からの電力指令値Ｐａｃと一致する場合には所定の周波数指令値ｆｍを補正された周波数指令値ｆｒｅｆとする。検出有効電力Ｐａｃが系統制御部１０２からの電力指令値Ｐｅａｃから変化すると、その電力変化に応じた値を所定の周波数指令値ｆｍに加算した値を補正された周波数指令値ｆｒｅｆとする。
具体的には検出有効電力Ｐａｃと系統制御部１０２からの電力指令値Ｐｅａｃの差分にゲインＫｐｆを乗算したものを所定の周波数指令値ｆｍに加算したものが周波数指令値ｆｒｅｆすなわち、
ｆｒｅｆ＝ｆｍ＋Ｋｐｆ（Ｐｅａｃ−Ｐａｃ）
であり、垂下特性を有する。検出有効電力Ｐａｃの小さい変化に対しては周波数指令値が補正されないように不感帯を設定した垂下特性を用いてもよい。
【０１０１】
図１０Ａ、図１０Ｂは、周波数指令補正手段１１４の垂下特性例を示す。横軸は検出有効電力Ｐａｃ、縦軸は周波数指令値ｆｒｅｆである。検出有効電力Ｐａｃが下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎから上端有効電力Ｐ＿ｕｐまでの間は不感帯とし、所定の周波数指令値ｆｍが補正された周波数指令値ｆｒｅｆとして出力される。ｆ＿ｕｐは上限周波数、ｆ＿ｄｏｗｎは下限周波数で、系統連系規程（各国、地域毎に定められた系統連系の電力に関する規程）の周波数範囲等を参考に適宜設定すればよい。
【０１０２】
図１０Ａは検出有効電力Ｐａｃに対して比例制御（Ｐ制御）を用いて周波数指令値を補正する場合の垂下特性例である。検出有効電力Ｐａｃが上端有効電力Ｐ＿ｕｐより大きい場合は、検出有効電力Ｐａｃと上端有効電力Ｐ＿ｕｐとの差分にゲインＫｐｆを乗算したものを、所定の周波数指令値ｆｍに加算したものを周波数指令値ｆｒｅｆとする。すなわち、
ｆｒｅｆ＝ｆｍ＋Ｋｐｆ（Ｐ＿ｕｐ−Ｐａｃ）
となる。この時、下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎより補正した周波数指令値ｆｒｅｆが小さい場合は、補正した周波数指令値ｆｒｅｆを下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎでリミッタする。すなわち、
ｆｒｅｆ＝ｆ＿ｄｏｗｎ  （但し、ｆｒｅｆ＜ｆ＿ｄｏｗｎの場合）
とする。
【０１０３】
検出有効電力Ｐａｃが下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、検出有効電力Ｐａｃと下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎとの差分にゲインＫｐｆを乗算したものを所定の周波数指令値ｆｍに加算したものを周波数指令値ｆｒｅｆとする。すなわち、
ｆｒｅｆ＝ｆｍ＋Ｋｐｆ（Ｐ＿ｄｏｗｎ−Ｐａｃ）
となる。この時、上限周波数ｆ＿ｕｐより補正された周波数指令値ｆｒｅｆが大きい場合は、補正された周波数指令値ｆｒｅｆを上限周波数ｆ＿ｕｐでリミッタする。すなわち、
ｆｒｅｆ＝ｆ＿ｕｐ  （但し、ｆｒｅｆ＞ｆ＿ｕｐの場合）
とする。
【０１０４】
ここでは、ゲインＫｐｆを検出有効電力Ｐａｃが上端有効電力Ｐ＿ｕｐより大きい場合と検出有効電力Ｐａｃが下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎより小さい場合とで同一としたが、異なる値に設定してもよい。また、系統制御部１０２から別途垂下特性の不感帯情報（上端有効電力Ｐ＿ｕｐ、下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎ、上限周波数ｆ＿ｕｐ、下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎ）、ゲインＫｐｆ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【０１０５】
図１０Ｂは検出有効電力Ｐａｃに対して比例積分制御（ＰＩ制御）を用いて周波数指令値を補正する場合の垂下特性例である。ＰＩ制御器の出力リミッタは周波数指令補正手段１１４の出力範囲に応じて設定すればよい。例えば、周波数指令補正手段１１４の最大出力から最小出力の範囲に設定する、あるいは所定の周波数指令値ｆｍにＰＩ制御器の出力を加算したものを周波数指令補正手段１１４の最大出力から最小出力の範囲になるようにＰＩ制御器の出力リミッタを設定すればよい。
【０１０６】
検出有効電力Ｐａｃが上端有効電力Ｐ＿ｕｐより大きい場合は、検出有効電力Ｐａｃと上端有効電力Ｐ＿ｕｐとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力に所定の周波数指令値ｆｍを加算したものを周波数指令値ｆｒｅｆとする。この時、下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎより補正された周波数指令値ｆｒｅｆが小さい場合は、補正された周波数指令値ｆｒｅｆを下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎでリミッタする。すなわち、
ｆｒｅｆ＝ｆ＿ｄｏｗｎ  （但し、ｆｒｅｆ＜ｆ＿ｄｏｗｎの場合）
とする。
【０１０７】
検出有効電力Ｐａｃが下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、検出有効電力Ｐａｃと下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力に所定の周波数指令値ｆｍを加算したものを周波数指令値ｆｒｅｆとする。この時、上限周波数ｆ＿ｕｐより補正された周波数指令値ｆｒｅｆが大きい場合は、補正された周波数指令値ｆｒｅｆを上限周波数ｆ＿ｕｐでリミッタする。すなわち、
ｆｒｅｆ＝ｆ＿ｕｐ  （但し、ｆｒｅｆ＞ｆ＿ｕｐの場合）
とする。
【０１０８】
系統制御部１０２から別途垂下特性の不感帯情報（上端有効電力Ｐ＿ｕｐ、下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎ、上限周波数ｆ＿ｕｐ、下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎ）、ＰＩ制御器のゲイン及びリミッタ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【０１０９】
さらに、電圧源１１５が蓄電装置を有する場合は、電圧源１１５の蓄電装置の電池残量に応じて、検出有効電力Ｐａｃに対する周波数指令値ｆｒｅｆの補正量を調整するようにしてもよい。具体的には、電圧源１１５が蓄電装置の電池残量が所定の電池残量より少ない場合は放電側のゲインＫｐｆの大きさを大きく調整したり、充電側のゲインＫｐｆの大きさを小さく調整したり、下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎを小さく調整したり、上端有効電力Ｐ＿ｕｐを小さく調整すれば良い。
【０１１０】
また、電圧源１１５の蓄電装置の電池残量が所定の電池残量より多い場合は放電側のゲインＫｐｆの大きさを小さく調整したり、充電側のゲインＫｐｆの大きさを大きく調整したり、下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎを大きく調整したり、上端有効電力Ｐ＿ｕｐを大きく調整すれば良い。
【０１１１】
系統制御部１０２に電圧源１１５の蓄電装置の電池残量の情報を伝達し、系統制御部１０２から電圧源装置１０１に垂下特性の変更（ゲインＫｐｆ、上端有効電力Ｐ＿ｕｐ、下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎなどの変更）を伝達するようにしても良い。
また、電圧源１１５が電圧源１１５の蓄電装置の電池残量を把握し、周波数指令補正手段１１４に垂下特性の変更（ゲインＫｐｆ、上端有効電力Ｐ＿ｕｐ、下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎなどの変更）を伝達してもよい。
【０１１２】
図１１Ａ、図１１Ｂに周波数指令補正手段１１４の垂下特性を実現する制御ブロック図の例を示す。図１１Ａは図１０Ａに対応する制御ブロック図、図１１Ｂは図１０Ｂに対応する制御ブロック図である。
【０１１３】
図１１Ａにおいて、減算器３３１に検出有効電力Ｐａｃと上端有効電力Ｐ＿ｕｐとが入力され、減算結果であるｄＰａｃｕｐが出力される（ｄＰａｃｕｐ＝Ｐ＿ｕｐ−Ｐａｃ）。
ゲイン３３２に減算器３３１の出力であるｄＰａｃｕｐが入力され、ｄＰａｃｕｐにゲインＫｐｆを乗算した結果であるｋＰａｃｕｐが出力される（ｋＰａｃｕｐ＝ｄＰａｃｕｐ×Ｋｐｆ）。
リミッタ３３３にゲイン３３２の出力であるｋＰａｃｕｐが入力され、ｋＰａｃｕｐが０より大きい場合は０でリミッタした結果であるｌＰａｃｕｐが出力される。すなわち、ｋＰａｃｕｐ＞０の場合は、ｌＰａｃｕｐ＝ｋＰａｃｕｐ＝０とし、それ以外はｌＰａｃｕｐ＝ｋＰａｃｕｐ  とする。
【０１１４】
減算器３３４に検出有効電力Ｐａｃと下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算結果であるｄＰａｃｄｏｗｎが出力される（ｄＰａｃｄｏｗｎ＝Ｐ＿ｄｏｗｎ−Ｐａｃ）。
ゲイン３３５に減算器３３４の出力であるｄＰａｃｄｏｗｎが入力され、ｄＰａｃｄｏｗｎにゲインＫｐｆを乗算した結果であるｋＰａｃｄｏｗｎが出力される（ｋＰａｃｄｏｗｎ＝ｄＰａｃｄｏｗｎ×Ｋｐｆ）。
リミッタ３３６にゲイン３３５の出力であるｋＰａｃｄｏｗｎが入力され、ｋＰａｃｄｏｗｎが０より小さい場合は０でリミッタした結果であるｌＰａｃｄｏｗｎが出力される。すなわち、ｋＰａｃｄｏｗｎ＜０の場合は、ｌＰａｃｄｏｗｎ＝ｋＰａｃｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌＰａｃｄｏｗｎ＝ｋＰａｃｄｏｗｎ  とする。
【０１１５】
加算器３３７にリミッタ３３３の出力であるｌＰａｃｕｐとリミッタ３３６の出力であるｌＰａｃｄｏｗｎとが入力され、加算結果であるｄｆａｄｄが出力される（ｄｆａｄｄ＝ｌＰａｃｕｐ+ｌＰａｃｄｏｗｎ）。
加算器３３９には加算器３３７の出力であるｄｆａｄｄと所定の周波数指令値ｆｍとが入力され、加算結果であるｆａｄｄが出力される（ｆａｄｄ＝ｄｆａｄｄ+ｆｍ）。
【０１１６】
リミッタ３４０に加算器３３９の出力であるｆａｄｄが入力され、ｆａｄｄが上限周波数ｆ＿ｕｐより大きい場合は、上限周波数ｆ＿ｕｐでリミッタした周波数指令値ｆｒｅｆが出力される。すなわち、ｆａｄｄ＞ｆ＿ｕｐの場合は、ｆｒｅｆ＝ｆａｄｄ＝ｆ＿ｕｐとし、それ以外はｆｒｅｆ＝ｆａｄｄ  とする。また、ｆａｄｄが下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎでリミッタした周波数指令値ｆｒｅｆが出力される。すなわち、ｆａｄｄ＜ｆ＿ｄｏｗｎの場合は、ｆｒｅｆ＝ｆａｄｄ＝ｆ＿ｄｏｗｎとし、それ以外はｆｒｅｆ＝ｆａｄｄ  とする。
【０１１７】
図１１Ｂにおいて、減算器３３１に検出有効電力Ｐａｃと上端有効電力Ｐ＿ｕｐとが入力され、減算結果であるｄＰａｃｕｐが出力される（ｄＰａｃｕｐ＝Ｐ＿ｕｐ−Ｐａｃ）。
ＰＩ制御器３５２に減算器３３１の出力であるｄＰａｃｕｐが入力され、ｄＰａｃｕｐをＰＩ制御した結果ｋＰａｃｕｐが出力される（ｋＰａｃｕｐ＝ｄＰａｃｕｐ×Ｋｐｐｆ＋ｄＰａｃｕｐ×Ｋｉｐｆ／ｓ）。
リミッタ３３３にＰＩ制御器３５２の出力であるｋＰａｃｕｐが入力され、ｋＰａｃｕｐが０より大きい場合は０でリミッタしたリミッタ結果ｌＰａｃｕｐが出力される。すなわち、ｋＰａｃｕｐ＞０の場合は、ｌＰａｃｕｐ＝ｋＰａｃｕｐ＝０とし、それ以外はｌＰａｃｕｐ＝ｋＰａｃｕｐ  とする。なお、ＰＩ制御器３５２の積分値も同様にリミッタしても良い。
【０１１８】
減算器３３４に検出有効電力Ｐａｃと下端有効電力Ｐ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算結果であるｄＰａｃｄｏｗｎが出力される（ｄＰａｃｄｏｗｎ＝Ｐ＿ｄｏｗｎ−Ｐａｃ）。
ＰＩ制御器３５５に減算器３３４の出力であるｄＰａｃｄｏｗｎが入力され、ｄＰａｃｄｏｗｎをＰＩ制御した結果ｋＰａｃｄｏｗｎが出力される（ｋＰａｃｄｏｗｎ＝ｄＰａｃｄｏｗｎ×Ｋｐｐｆ＋ｄＰａｃｄｏｗｎ×Ｋｉｐｆ／ｓ）。
リミッタ３３６にＰＩ制御器３５５の出力であるｋＰａｃｄｏｗｎが入力され、ｋＰａｃｄｏｗｎが０より小さい場合は０でリミッタしたリミッタ結果であるｌＰａｃｄｏｗｎが出力される。すなわち、ｋＰａｃｄｏｗｎ＜０の場合は、ｌＰａｃｄｏｗｎ＝ｋＰａｃｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌＰａｃｄｏｗｎ＝ｋＰａｃｄｏｗｎ  とする。なお、ＰＩ制御器３５２の積分値も同様にリミッタしても良い。
【０１１９】
加算器３３７にリミッタ３３３の出力であるｌＰａｃｕｐとリミッタ３３６の出力であるｌＰａｃｄｏｗｎとが入力され、加算結果であるｄｆａｄｄが出力される（ｄｆａｄｄ＝ｌＰａｃｕｐ+ｌＰａｃｄｏｗｎ）。
加算器３３９には加算器３３７の出力であるｄｆａｄｄと所定の周波数指令値ｆｍとが入力され、加算結果であるｆａｄｄが出力される（ｆａｄｄ＝ｄｆａｄｄ+ｆｍ）。
【０１２０】
リミッタ３４０に加算器３３９の出力であるｆａｄｄが入力され、ｆａｄｄが上限周波数ｆ＿ｕｐより大きい場合は上限周波数ｆ＿ｕｐでリミッタした周波数指令値ｆｒｅｆが出力される。すなわち、ｆａｄｄ＞ｆ＿ｕｐの場合は、ｆｒｅｆ＝ｆａｄｄ＝ｆ＿ｕｐとし、それ以外はｆｒｅｆ＝ｆａｄｄ  とする。また、ｆａｄｄが下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎより小さい場合は下限周波数ｆ＿ｄｏｗｎでリミッタした周波数指令値ｆｒｅｆが出力される。すなわち、ｆａｄｄ＜ｆ＿ｄｏｗｎの場合は、ｆｒｅｆ＝ｆａｄｄ＝ｆ＿ｄｏｗｎとし、それ以外はｆｒｅｆ＝ｆａｄｄ  とする。
【０１２１】
上述の実施の形態２において、電圧源装置１０１は蓄電装置を具備してもよい。その場合、電圧源装置１０１の周波数指令補正手段１１４は、電圧源装置１０１の蓄電装置の電池残量に応じて検出有効電力Ｐａｃに対する周波数指令値ｆｒｅｆの補正量を調整すればよい。
電圧源１１５は、周波数指令値ｆｒｅｆを入力とし、配電系統に電圧を出力する。具体的には、周波数指令値ｆｒｅｆとなる電圧を配電系統に出力する。
【０１２２】
以上のように、実施の形態２の系統システムによれば、電圧源装置１０１に電圧源１１５が負担する有効電力に応じて、電圧源１１５の出力する電圧の周波数を補正する周波数指令補正手段１１４を有する構成となっているので、実施の形態１の効果に加え、電圧源１１５の分担する有効電力をより細やかに低減できる。
【０１２３】
実施の形態３．
以下、実施の形態３に係る系統システムについて図を用いて説明する。
図１２は実施の形態３に係る電力変換装置を用いた系統システムの全体を示す構成図である。配電系統に電圧を出力する電圧源装置２０１と、需要家群２０３を構成する各需要家３０に電力指令を伝達する系統制御部２０２と、需要家群２０３とで構成される。電圧源装置２０１と需要家３０の具備する装置は配電インピーダンス（配電系統のインピーダンスに相当）を介して接続される。実施の形態３の電圧源装置２０１は実施の形態２の電圧源装置１０１の構成にさらに振幅指令補正手段２１４を備える点が異なる。
【０１２４】
電圧源装置２０１は、電圧源２１５が負担する無効電力に応じて、電圧源２１５の出力する電圧の振幅又は電圧実効値指令値を補正する振幅指令補正手段２１４を有する。また、系統制御部２０２は需要家群２０３の各需要家３０に潮流有効電力の電力指令と電圧調整幅Ｖｅｘｔとを伝達し、さらに電圧源装置２０１に出力電力指令値Ｐｅａｃと無効電力指令値Ｑｅａｃとを伝達する。
【０１２５】
電圧源装置２０１は、電流検出手段１１１、電圧検出手段１１２、電力演算手段２１３、周波数指令補正手段１１４、振幅指令補正手段２１４、及び電圧源２１５を備える。
電力演算手段２１３には、電圧検出手段１１２で検出された電圧Ｖａｃと電流検出手段で検出された電流Ｉａｃとが入力され、検出有効電力Ｐａｃと検出無効電力Ｑａｃを出力する。検出有効電力Ｐａｃの演算方法の例は実施の形態２にて説明したため省略する。具体的な検出無効電力Ｑａｃの演算方法としては、電力演算手段２１３で電圧Ｖａｃの位相検出を行い、検出した位相に応じて電圧Ｖａｃの正弦波成分実効値電圧Ｖｓｉｎと、電圧Ｖａｃの余弦波成分実効値電圧Ｖｃｏｓと、電流Ｉａｃの正弦波成分実効値電流Ｉｓｉｎと、電流Ｉａｃの余弦波成分実効値電流Ｉｃｏｓとを離散フーリエ変換で抽出し、以下の式（１）により、無効電力Ｑを演算する。
Ｑ＝Ｖｓｉｎ×Ｉｃｏｓ−Ｖｃｏｓ×Ｉｓｉｎ・・・（１）
式（１）において、無効電力Ｑは電圧源２１５（電圧源装置２０１）が進相の無効電力を出力する方向を正としている。
【０１２６】
正弦波成分実効値電圧Ｖｓｉｎは、電圧Ｖａｃと振幅√２の正弦波ｓｉｎ（φ）との積（＝Ｖａｃ×√２×ｓｉｎ（φ））に対して、位相φのゼロクロスに応じた周期平均を演算する。また、電圧Ｖａｃと振幅√２の正弦波ｓｉｎ（φ）との積（＝Ｖａｃ×√２×ｓｉｎ（φ））に対して、ローパスフィルタなどのフィルタ処理を行ってもよい。
余弦波成分実効値電圧Ｖｃｏｓは、電圧Ｖａｃと振幅√２の余弦波ｃｏｓ（φ）との積（＝Ｖａｃ×√２×ｃｏｓ（φ））に対して、位相φのゼロクロスに応じた周期平均を演算する。また、電圧Ｖａｃと振幅√２の余弦波ｃｏｓ（φ）との積（＝Ｖａｃ×√２×ｃｏｓ（φ））に対して、ローパスフィルタなどのフィルタ処理を行ってもよい。
【０１２７】
正弦波成分実効値電流Ｉｓｉｎは、電流Ｉａｃと振幅√２の正弦波ｓｉｎ（φ）との積（＝Ｉａｃ×√２×ｓｉｎ（φ））に対して、位相φのゼロクロスに応じた周期平均を演算する。また、電流Ｉａｃと振幅√２の正弦波ｓｉｎ（φ）との積（＝Ｉａｃ×√２×ｓｉｎ（φ））に対して、ローパスフィルタなどのフィルタ処理行ってもよい。
余弦波成分実効値電流Ｉｃｏｓは、検出電流Ｉａｃと振幅√２の余弦波ｃｏｓ（φ）との積（＝Ｉａｃ×√２×ｃｏｓ（φ））に対して、位相φのゼロクロスに応じた周期平均を演算する。また、検出電流Ｉａｃと振幅√２の余弦波ｃｏｓ（φ）との積（＝Ｉａｃ×√２×ｃｏｓ（φ））に対して、ローパスフィルタなどのフィルタ処理を行ってもよい。
ここでは無効電力演算に用いる位相として、電圧Ｖａｃの位相を用いたが、これに限るものではなく、電圧源２１５の位相を電力演算手段２１３に伝達し、電圧源２１５の位相を無効電力演算に用いても良い。
【０１２８】
振幅指令補正手段２１４には、検出無効電力Ｑａｃと系統制御部２０２からの無効電力指令値Ｑｅａｃが入力され、補正された振幅指令値Ａｒｅｆを出力する。補正の方法としては、検出無効電力Ｑａｃが系統制御部２０２からの無効電力指令値Ｑａｃの場合には所定の振幅指令値Ａｍを振幅指令値Ａｒｅｆとして出力し、検出無効電力Ｑａｃが無効電力指令値Ｑｅａｃから変化すると、その電力変化に応じた値を所定の振幅指令値Ａｍに加算した値を振幅指令値Ａｒｅｆとして出力する。
具体的には、例えば検出無効電力Ｑａｃと系統制御部２０２からの無効電力指令値Ｑｅａｃの差分にゲインＫｑａを乗算したものを所定の振幅指令値Ａｍに加算したものが振幅指令値Ａｒｅｆであり、
Ａｒｅｆ＝Ａｍ＋Ｋｑａ（Ｑａｃ−Ｑｅａｃ）
垂下特性を有する。検出無効電力Ｑａｃの小さい変化に対しては振幅指令値が補正されないように不感帯を設定した垂下特性を用いてもよい。
【０１２９】
図１３Ａ、図１３Ｂに振幅指令補正手段２１４の垂下特性例を示す。図において、横軸は検出無効電力Ｑａｃ、縦軸は補正された振幅指令値Ａｍであり、検出無効電力Ｑａｃが下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎから上端無効電力Ｑ＿ｕｐまでの間は不感帯とし、所定の振幅指令値Ａｍが補正された振幅指令値Ａｒｅｆとして出力される。Ａ＿ｕｐは上限振幅、Ａ＿ｄｏｗｎは下限振幅で、系統連系規程などの電圧振幅範囲を参考に適宜設定すればよい。
【０１３０】
図１３Ａは、検出無効電力Ｑａｃに対して比例制御（Ｐ制御）を用いて振幅指令値を補正する場合の垂下特性例である。検出無効電力Ｑａｃが上端無効電力Ｑ＿ｕｐより大きい場合は、検出無効電力Ｑａｃと上端無効電力Ｑ＿ｕｐとの差分にゲインＫｑａを乗算したものを所定の振幅指令値Ａｍに加算したものを振幅指令値Ａｒｅｆとする。すなわち、
Ａｒｅｆ＝Ａｍ＋Ｋｑａ（Ｑａｃ−Ｑ＿ｕｐ）
となる。この時、上限振幅Ａ＿ｕｐより補正された振幅指令値Ａｒｅｆが大きい場合は、補正さえた振幅指令値Ａｒｅｆを上限振幅Ａ＿ｕｐでリミッタする。すなわち、
Ａｒｅｆ＝Ａ＿ｕｐ  （但し、Ａｒｅｆ＞Ａ＿ｕｐの場合）
とする。
【０１３１】
検出無効電力Ｑａｃが下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、検出無効電力Ｑａｃと下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎとの差分にゲインＫｑａを乗算したものを所定の振幅指令値Ａｍに加算したものを振幅指令値Ａｒｅｆとする。すなわち、
Ａｒｅｆ＝Ａｍ＋Ｋｑａ（Ｑａｃ−Ｑ＿ｄｏｗｎ）
となる。この時、下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎより補正された振幅指令値Ａｒｅｆが小さい場合は、補正された振幅指令値Ａｒｅｆを下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎでリミッタする。すなわち、
Ａｒｅｆ＝Ａ＿ｄｏｗｎ  （但し、Ａｒｅｆ＜Ａ＿ｄｏｗｎの場合）
とする。
【０１３２】
ここでは、ゲインＫｑａを検出無効電力Ｑａｃが上端無効電力Ｑ＿ｕｐより大きい場合、検出無効電力Ｑａｃが下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎより小さい場合で同一としたが、異なる値に設定してもよい。また、系統制御部２０２から別途垂下特性の不感帯情報（上端無効電力Ｑ＿ｕｐ、下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎ、上限振幅Ａ＿ｕｐ、下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎ）、ゲインＫｑａ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【０１３３】
図１３Ｂは、検出無効電力Ｑａｃに対して比例積分制御（ＰＩ制御）を用いて振幅指令値を補正する場合の垂下特性例であるＰＩ制御器の出力リミッタは振幅指令補正手段２１４の出力範囲に応じて設定すればよい。例えば、振幅指令補正手段２１４の最大出力から最小出力の範囲に設定する、あるいは所定の振幅指令値ＡｍにＰＩ制御器の出力を加算したものを振幅指令補正手段２１４の最大出力から最小出力の範囲になるようにＰＩ制御器の出力リミッタを設定すればよい。
【０１３４】
検出無効電力Ｑａｃが上端無効電力Ｑ＿ｕｐより大きい場合は、検出無効電力Ｑａｃと上端無効電力Ｑ＿ｕｐとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力を所定の振幅指令値Ａｍに加算したものを振幅指令値Ａｒｅｆとする。この時に、上限振幅Ａ＿ｕｐより補正された振幅指令値Ａｒｅｆが大きい場合は、補正された振幅指令値Ａｒｅｆを上限振幅Ａ＿ｕｐでリミッタする。すなわち、
Ａｒｅｆ＝Ａ＿ｕｐ  （但し、Ａｒｅｆ＞Ａ＿ｕｐの場合）
とする。
【０１３５】
検出無効電力Ｑａｃが下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、検出無効電力Ｑａｃと下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力を所定の振幅指令値Ａｍに加算したものを振幅指令値Ａｒｅｆとする。この時に、下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎより補正した振幅指令値Ａｒｅｆが小さい場合は、補正した振幅指令値Ａｒｅｆを下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎでリミッタする。すなわち、
Ａｒｅｆ＝Ａ＿ｄｏｗｎ  （但し、Ａｒｅｆ＜Ａ＿ｄｏｗｎの場合）
とする。
なお、系統制御部２０２から別途垂下特性の不感帯情報（上端無効電力Ｑ＿ｕｐ、下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎ、上限振幅Ａ＿ｕｐ、下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎ）、ＰＩ制御器のゲイン及びリミッタ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【０１３６】
図１４Ａ、図１４Ｂに振幅指令補正手段２１４の垂下特性を実現する制御ブロック図の例を示す。図１４Ａは図１３Ａに対応する制御ブロック図、図１４Ｂは図１３Ｂに対応する制御ブロック図である。
【０１３７】
まず、図１４Ａについて説明する。図において、減算器３６１に検出無効電力Ｑａｃと上端無効電力Ｑ＿ｕｐとが入力され、減算結果としてｄＱａｃｕｐが出力される（ｄＱａｃｕｐ＝Ｑａｃ−Ｑ＿ｕｐ）。
ゲイン３６２に減算器３６１の出力であるｄＱａｃｕｐが入力され、ｄＱａｃｕｐにゲインＫｑａを乗算した結果であるｋＱａｃｕｐが出力される（ｋＱａｃｕｐ＝ｄＱａｃｕｐ×Ｋｑａ）。
リミッタ３６３にゲイン３６２の出力であるｋＱａｃｕｐが入力され、ｋＱａｃｕｐが０より小さい場合は０でリミッタした結果であるｌＱａｃｕｐが出力される。すなわち、ｋＱａｃｕｐ＜０の場合は、ｌＱａｃｕｐ＝ｋＱａｃｕｐ＝０とし、それ以外はｌＱａｃｕｐ＝ｋＱａｃｕｐ  とする。
【０１３８】
減算器３６４に検出無効電力Ｑａｃと下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算した結果であるｄＱａｃｄｏｗｎが出力される（ｄＱａｃｄｏｗｎ＝Ｑａｃ−Ｑ＿ｄｏｗｎ）。
ゲイン３６５に減算器３６４の出力であるｄＱａｃｄｏｗｎが入力され、ｄＱａｃｄｏｗｎにゲインＫｑａを乗算した結果であるｋＱａｃｄｏｗｎが出力される（ｋＱａｃｄｏｗｎ＝ｄＱａｃｄｏｗｎ×Ｋｑａ）。
リミッタ３６６にゲイン３６５の出力であるｋＱａｃｄｏｗｎが入力され、ｋＱａｃｄｏｗｎが０より大きい場合は０でリミッタした結果であるｌＱａｃｄｏｗｎが出力される。すなわち、ｋＱａｃｄｏｗｎ＞０の場合は、ｌＱａｃｄｏｗｎ＝ｋＱａｃｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌＱａｃｄｏｗｎ＝ｋＱａｃｄｏｗｎ  とする。
【０１３９】
加算器３６７にリミッタ３６３の出力であるｌＱａｃｕｐとリミッタ３６６の出力であるｌＱａｃｄｏｗｎとが入力され、加算結果であるｄＡａｄｄが出力される（ｄＡａｄｄ＝ｌＱａｃｕｐ+ｌＱａｃｄｏｗｎ）。
加算器３６９に加算器３６７の出力であるｄＡａｄｄと所定の振幅指令値Ａｍとが入力され、加算結果であるＡａｄｄが出力される（Ａａｄｄ＝ｄＡａｄｄ+Ａｍ）。
【０１４０】
リミッタ３７０に加算器３６９の出力であるＡａｄｄが入力され、Ａａｄｄが上限振幅Ａ＿ｕｐより大きい場合は、上限振幅Ａ＿ｕｐでリミッタした振幅指令値Ａｒｅｆが出力される。すなわち、Ａａｄｄ＞Ａ＿ｕｐの場合は、Ａｒｅｆ＝Ａａｄｄ＝Ａ＿ｕｐとし、それ以外はＡｒｅｆ＝Ａａｄｄ  とする。また、Ａａｄｄが下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎでリミッタした振幅指令値Ａｒｅｆが出力される。すなわち、Ａａｄｄ＜Ａ＿ｄｏｗｎの場合は、Ａｒｅｆ＝Ａａｄｄ＝Ａ＿ｄｏｗｎとし、それ以外はＡｒｅｆ＝Ａａｄｄ  とする。
【０１４１】
次に、図１４Ｂについて説明する。図において、減算器３６１に検出無効電力Ｑａｃと上端無効電力Ｑ＿ｕｐとが入力され、減算結果であるｄＱａｃｕｐが出力される（ｄＱａｃｕｐ＝Ｑａｃ−Ｑ＿ｕｐ）。
ＰＩ制御器３８２には減算器３６１の出力であるｄＱａｃｕｐが入力され、ｄＱａｃｕｐをＰＩ制御した結果であるｋＱａｃｕｐが出力される（ｋＱａｃｕｐ＝ｄＱａｃｕｐ×Ｋｐｑａ＋ｄＱａｃｕｐ×Ｋｉｑａ／ｓ）。
リミッタ３６３にＰＩ制御器３８２の出力であるｋＱａｃｕｐが入力され、ｋＱａｃｕｐが０より小さい場合は０でリミッタしたリミッタ結果ｌＱａｃｕｐが出力される。すなわち、ｋＱａｃｕｐ＜０の場合は、ｌＱａｃｕｐ＝ｋＱａｃｕｐ＝０とし、それ以外はｌＱａｃｕｐ＝ｋＱａｃｕｐとする。なお、ＰＩ制御器３８２の積分値も同様にリミッタしても良い。
【０１４２】
減算器３６４に検出無効電力Ｑａｃと下端無効電力Ｑ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算結果であるｄＱａｃｄｏｗｎが出力される（ｄＱａｃｄｏｗｎ＝Ｑａｃ−Ｑ＿ｄｏｗｎ）。
ＰＩ制御器３８５に減算器３６４の出力であるｄＱａｃｄｏｗｎが入力され、ｄＱａｃｄｏｗｎをＰＩ制御した結果ｋＱａｃｄｏｗｎが出力される（ｋＱａｃｄｏｗｎ＝ｄＱａｃｄｏｗｎ×Ｋｐｑａ＋ｄＱａｃｄｏｗｎ×Ｋｉｑａ／ｓ）。
リミッタ３６６にＰＩ制御器３８５の出力であるｋＱａｃｄｏｗｎが入力され、ｋＱａｃｄｏｗｎが０より大きい場合は０でリミッタした結果であるｌＱａｃｄｏｗｎが出力される。すなわち、ｋＱａｃｄｏｗｎ＞０の場合は、ｌＱａｃｄｏｗｎ＝ｋＱａｃｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌＱａｃｄｏｗｎ＝ｋＱａｃｄｏｗｎとする。なお、ＰＩ制御器３８５の積分値も同様にリミッタしても良い。
【０１４３】
加算器３６７にはリミッタ３６３の出力であるｌＱａｃｕｐとリミッタ３６６の出力であるｌＱａｃｄｏｗｎとが入力され、加算結果であるｄＡａｄｄが出力される（ｄＡａｄｄ＝ｌＱａｃｕｐ+ｌＱａｃｄｏｗｎ）。
加算器３６９には加算器３６７の出力であるｄＡａｄｄと所定の振幅指令値Ａｍとが入力され、加算結果であるＡａｄｄが出力される（Ａａｄｄ＝ｄＡａｄｄ+Ａｍ）。
【０１４４】
リミッタ３７０には加算器３６９の出力であるＡａｄｄが入力され、Ａａｄｄが上限振幅Ａ＿ｕｐより大きい場合は、上限振幅Ａ＿ｕｐでリミッタした振幅指令値Ａｒｅｆが出力される。すなわち、Ａａｄｄ＞Ａ＿ｕｐの場合は、Ａｒｅｆ＝Ａａｄｄ＝Ａ＿ｕｐとし、それ以外はＡｒｅｆ＝Ａａｄｄ  とする。また、Ａａｄｄが下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、下限振幅Ａ＿ｄｏｗｎでリミッタした振幅指令値Ａｒｅｆが出力される。すなわち、Ａａｄｄ＜Ａ＿ｄｏｗｎの場合は、Ａｒｅｆ＝Ａａｄｄ＝Ａ＿ｄｏｗｎとし、それ以外はＡｒｅｆ＝Ａａｄｄ  とする。
【０１４５】
図１５は図１２の系統システムにおける需要家群２０３の中で発電装置と蓄電装置を有する需要家３０内の概略配線図である。図において、需要家３０は、検出部１３、発電装置１４、蓄電装置１５、負荷１６、発電装置１４の電力を変換する電力変換装置２１１、及び蓄電装置１５の電力を変換する電力変換装置２１２を備える。実施の形態１の図２と同一の符号は相当部分であり、説明を省略する。
【０１４６】
電力変換装置２１１は、電力変換器２４１、電圧検出手段４２、２４２、電流検出手段４３、及び制御部２４４を備える。電力変換装置２１１は発電装置１４と検出部１３との間に接続され、発電装置１４の直流電圧を配電系統の交流電圧に変換する。電力変換装置２１１の出力電力は、実施の形態１にて説明したので省略するが、基本的に発電装置１４の発電電力が最大となるように出力電力が調整される。しかし、系統制御部２０２からの電力指令値Ｐｅｘｔと周波数ｆｓとから決定される電力指令値より潮流有効電力Ｐｓが大きい場合、電力変換装置２１１の出力電力を抑制する動作を行う。また、電力変換装置２１１は、需要家の電圧が第１の所定電圧より上昇又は第２の所定電圧より低下すると、需要家の電圧の上昇又は低下に応じて、すなわち需要家の電圧と第１の所定電圧または第２の所定電圧との差分に応じて、無効電力を出力する無効電力指令補正手段２５１（第１の無効電力指令補正手段）を有する。また、電力変換装置２１１は、発電装置１４が発電していない状態において、無効電力を出力できるため、需要家３０の発電装置１４の状態によらず無効電力の調整ができる。なお、第１の所定電圧及び第２の所定電圧については後述する。
【０１４７】
電力変換器２４１は、スイッチング素子、スイッチング素子の駆動回路、及び発電装置１４の出力電圧を安定させるためのコンデンサ等を有し、例えばフルブリッジあるいはハーフブリッジインバータ回路等を構成している。駆動回路は制御部２４４の駆動指令及び無効電力駆動指令に応じてスイッチング素子をスイッチングし、発電装置１４の直流電圧を所定の電圧になるように配電系統の交流電圧に変換する。電力変換器２４１の出力電力は、電力変換器２４１の皮相電力を超えない範囲で、制御部２４４からの駆動指令及び無効電力駆動指令に一致するように制御される。具体的には、制御部２４４からの駆動指令と無効電力駆動指令とを電力変換器２４１に入力し、駆動指令と無効電力駆動指令のベクトル和が電力変換器２４１の出力できる皮相電力を超えない場合は駆動指令と無効電力駆動指令と一致するように出力電力を出力する。駆動指令と無効電力駆動指令のベクトル和が電力変換器２４１の出力できる皮相電力を超過する場合は、駆動指令を制限、又は無効電力駆動指令を制限、又は駆動指令と無効電力駆動指令の両方を制限し、電力変換器２４１の皮相電力を超えない範囲で電力変換器２４１は出力電力を出力する。指令の制限には、例えば駆動指令と無効電力駆動指令を一定の比率で制限する、あるいは電力変換器２４１の下限力率に応じて制限する等の方法がある。
【０１４８】
電圧検出手段２４２は、電力変換器２４１と検出部１３との間に接続され、電力変換器２４１の出力電圧Ｖｓｇを需要家の電圧として検出する。
【０１４９】
制御部２４４は、電力演算手段５１、電力指令補正手段５２、電力制御手段５３、及び無効電力指令補正手段２５１を備える。
無効電力指令補正手段２５１には電圧Ｖｓｇと系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔとが入力され、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを出力する。無効電力駆動指令の決定方法としては、電圧Ｖｓｇの電圧実効値が系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔと所定の電圧実効値Ｖｍと補正電圧ｄＶから決まる電圧実効値範囲（例えば、Ｖｍ−Ｖｅｘｔ−ｄＶ〜Ｖｍ＋Ｖｅｘｔ＋ｄＶの範囲）の場合に、所定の無効電力指令値Ｑｍを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとして出力し、電圧Ｖｓｇの電圧実効値が系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔと所定の電圧実効値Ｖｍとから決まる電圧実効値範囲から変化すると、その電圧変化に応じた値を所定の無効電力指令値Ｑｍに加算した値を無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとして出力する。
具体的には電圧Ｖｓｇの電圧実効値と系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔと所定の電圧実効値Ｖｍとから決まる電圧実効値範囲の差分にゲインＫｖｑを乗算した結果を所定の無効電力指令値Ｑｍに加算したものが無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆであり、垂下特性を有する。検出された電圧Ｖｓｇの電圧実効値の小さい変化に対しては振幅指令値が補正されないように不感帯を設定した垂下特性を用いてもよい。
【０１５０】
図１６Ａ、図１６Ｂに無効電力指令補正手段２５１の垂下特性例を示す。図において、横軸は電圧実効値Ｖｒｍｓ、縦軸は無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆであり、電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓが下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎから上端電圧Ｖ＿ｕｐまでの間は不感帯とし、所定の無効電力Ｑｍが無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとして出力される。ここで、不感帯の上端電圧Ｖ＿ｕｐは、例えば所定の電圧Ｖｍに電圧調整幅Ｖｅｘｔと補正電圧ｄＶを加算した値（Ｖ＿ｕｐ＝Ｖｍ＋Ｖｅｘｔ＋ｄＶ、第１の所定電圧に相当）、下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎは例えば所定の電圧Ｖｍに電圧調整幅Ｖｅｘｔと補正電圧ｄＶを減算した値（Ｖ＿ｄｏｗｎ＝Ｖｍ―Ｖｅｘｔ−ｄＶ、第２の所定電圧に相当）である。所定の電圧Ｖｍは連系規程の基準となる電圧を参考に設定すればよい（例えば、２０２Ｖｒｍｓ等）。また、所定の無効電力Ｑｍは０Ｖａｒでよく、本実施の形態には明記していないが、系統制御部２０２から無効電力指令が伝達される場合は、系統制御部２０２からの無効電力指令値を所定の無効電力Ｑｍとしても良い。Ｑｍ＿ｕｐは上限無効電力駆動指令値、Ｑｍ＿ｄｏｗｎは下限無効電力駆動指令値で、電力変換器２４１の定格電力等を参考に適宜設定すればよい。
【０１５１】
後述する蓄電装置１５の電力を変換する電力変換装置２１２にも無効電力指令補正手段２３１（第２の無効電力指令補正手段）を有し、電力変換装置２１２の需要家の電圧が第３の所定電圧より上昇又は第４の所定電圧より低下すると、需要家の電圧の上昇又は低下に応じて、すなわち需要家の電圧と第３の所定電圧または第４の所定電圧との差分に応じて、無効電力を出力する。
上述の補正電圧ｄＶは、発電装置１４の電力変換装置２１１の無効電力指令補正手段２５１の動作する第１の所定電圧は蓄電装置１５の電力変換装置２１２の無効電力指令補正手段２３１の動作する第３の所定電圧よりも大きく、発電装置１４の電力変換装置２１１の無効電力指令補正手段２５１の動作する第２の所定電圧は蓄電装置１５の電力変換装置２１２の無効電力指令補正手段２３１の動作する第４の所定電圧よりも小さい。すなわち、無効電力指令補正手段２５１の動作開始の電圧幅が大きくなるように設定するためのものである。また、補正電圧ｄＶは、電圧検出手段２４２、２２２の電圧検出誤差及び電圧実効値の演算誤差を考慮して設定すればよい。
【０１５２】
図１６Ａは電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓに対して比例制御（Ｐ制御）を用いた場合の無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆの垂下特性例である。電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓが上端電圧Ｖ＿ｕｐより大きい場合は、検出された電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓが上端電圧Ｖ＿ｕｐとの差分にゲインＫｖｑを乗算した結果を所定の無効電力Ｑｍに加算したものを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＋Ｋｖｑ（Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｕｐ）
となる。この時、上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐより無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが大きい場合は、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐでリミッタする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＿ｕｐ  （但し、Ｑｒｅｆ＞Ｑｍ＿ｕｐの場合）
とする。
【０１５３】
電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓが下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、検出された電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎとの差分にゲインＫｖｑを乗算した結果を所定の無効電力Ｑｍに加算したものを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＋Ｋｖｑ（Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｄｏｗｎ）
となる。この時、下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎより無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが小さい場合は、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎでリミッタする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＿ｄｏｗｎ  （但し、Ｑｒｅｆ＜Ｑｍ＿ｄｏｗｎの場合）
とする。
【０１５４】
ここでは、ゲインＫｖｑを電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓが上端電圧Ｖ＿ｕｐより大きい場合、電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓが下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎより小さい場合で同一としたが、異なる値に設定してもよい。また、系統制御部２０２から別途所定の電圧Ｖｍ情報、ゲインＫｖｑ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【０１５５】
また、図１６Ｂは電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓに対して比例積分制御（ＰＩ制御）を用いた場合の無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆの垂下特性例である。ＰＩ制御器の出力リミッタは無効電力指令補正手段２５１の出力範囲に応じて設定すればよい。例えば、無効電力指令補正手段２５１の最大出力から最小出力の範囲に設定する、あるいは所定の無効電力ＱｍにＰＩ制御器の出力を加算したものを無効電力指令補正手段２５１の最大出力から最小出力の範囲になるようにＰＩ制御器の出力リミッタを設定すればよい。
【０１５６】
電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓが上端電圧Ｖ＿ｕｐより大きい場合は、電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓと上端電圧Ｖ＿ｕｐとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力に所定の無効電力Ｑｍを加算したものを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとする。この時に、上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐより無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが大きい場合は、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐでリミッタする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＿ｕｐ  （但し、Ｑｒｅｆ＞Ｑｍ＿ｕｐの場合）
とする。
【０１５７】
電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓが下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、検出電圧Ｖｓｇの電圧実効値Ｖｒｍｓと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力に所定の無効電力Ｑｍを加算したものを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとする。この時、下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎより無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが小さい場合は、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎでリミッタする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＿ｄｏｗｎ  （但し、Ｑｒｅｆ＜Ｑｍ＿ｄｏｗｎの場合）
とする。
系統制御部２０２から別途所定の電圧Ｖｍ情報、ＰＩ制御器のゲイン及びリミッタ情報などを受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【０１５８】
図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃに、無効電力指令補正手段２５１の垂下特性を実現する制御ブロック図の例を示す。図１７Ａと図１７Ｃは図１６Ａに対応する制御ブロック図、図１７Ｂは図１６Ｂに対応する制御ブロック図の例である。
【０１５９】
まず、図１７Ａについて説明する。図において、減算器４０１に電圧実効値Ｖｒｍｓと上端電圧Ｖ＿ｕｐとが入力され、減算結果であるｄＶｒｍｓｕｐが出力される（ｄＶｒｍｓｕｐ＝Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｕｐ）。
ゲイン４０２に減算器４０１の出力であるｄＶｒｍｓｕｐが入力され、ｄＶｒｍｓｕｐにゲインＫｖｑを乗算結果ｋＶｒｍｓｕｐが出力される（ｋＶｒｍｓｕｐ＝ｄＶｒｍｓｕｐ×Ｋｖｑ）。
リミッタ４０３にゲイン４０２の出力であるｋＶｒｍｓｕｐが入力され、ｋＶｒｍｓｕｐが０より小さい場合は０でリミッタした結果であるｌＶｒｍｓｕｐが出力される。すなわち、ｋＶｒｍｓｕｐ＜０の場合は、ｌＶｒｍｓｕｐ＝ｋＶｒｍｓｕｐ＝０とし、それ以外はｌＶｒｍｓｕｐ＝ｋＶｒｍｓｕｐ  とする。
【０１６０】
減算器４０４には電圧実効値Ｖｒｍｓと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算結果であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される（ｄＶｒｍｓｄｏｗｎ＝Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｄｏｗｎ）。
ゲイン４０５に減算器４０４の出力であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎが入力され、ｄＶｒｍｓｄｏｗｎにゲインＫｖｑを乗算した結果であるｋＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される（ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ｄＶｒｍｓｄｏｗｎ×Ｋｖｑ）。
【０１６１】
リミッタ４０６にゲイン４０５の出力であるｋＶｒｍｓｄｏｗｎが入力され、ｋＶｒｍｓｄｏｗｎが０より大きい場合は０でリミッタした結果であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される。すなわち、ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ＞０の場合は、ｌＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ  とする。
【０１６２】
加算器４０７にリミッタ４０３の出力であるｌＶｒｍｓｕｐとリミッタ４０６の出力であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎとが入力され、加算結果であるｄＱａｄｄが出力される（ｄＱａｄｄ＝ｌＶｒｍｓｕｐ+ｌＶｒｍｓｄｏｗｎ）。
加算器４０９には加算器４０７の出力であるｄＱａｄｄと所定の無効電力Ｑｍとが入力され、加算結果であるＱａｄｄが出力される（Ｑａｄｄ＝ｄＱａｄｄ+Ｑｍ）。
【０１６３】
リミッタ４１０に加算器４０９の出力であるＱａｄｄが入力され、Ｑａｄｄが上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐより大きい場合は、上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐでリミッタした無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが出力される。すなわち、Ｑａｄｄ＞Ｑｍ＿ｕｐの場合はＱｒｅｆ＝Ｑａｄｄ＝Ｑｍ＿ｕｐとし、それ以外はＱｒｅｆ＝Ｑａｄｄ  とする。また、Ｑａｄｄが下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎでリミッタした無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが出力される。すなわち、Ｑａｄｄ＜Ｑｍ＿ｄｏｗｎの場合は、Ｑｒｅｆ＝Ｑａｄｄ＝Ｑｍ＿ｄｏｗｎとし、それ以外はＱｒｅｆ＝Ｑａｄｄ  とする。
【０１６４】
次に、図１７Ｂについて説明する。図において、減算器４０１に電圧実効値Ｖｒｍｓと上端電圧Ｖ＿ｕｐとが入力され、減算結果であるｄＶｒｍｓｕｐが出力される（ｄＶｒｍｓｕｐ＝Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｕｐ）。
ＰＩ制御器４３２に減算器４０１の出力であるｄＶｒｍｓｕｐが入力され、ｄＶｒｍｓｕｐをＰＩ制御した結果であるｋＶｒｍｓｕｐが出力される（ｋＶｒｍｓｕｐ＝ｄＶｒｍｓｕｐ×Ｋｐｖｑ＋ｄＶｒｍｓｕｐ×Ｋｉｖｑ／ｓ）。
【０１６５】
リミッタ４０３にＰＩ制御器４３２の出力であるｋＶｒｍｓｕｐが入力され、ｋＶｒｍｓｕｐが０より小さい場合は０でリミッタした結果であるｌＶｒｍｓｕｐが出力される。すなわち、ｋＶｒｍｓｕｐ＜０の場合は、ｌＶｒｍｓｕｐ＝ｋＶｒｍｓｕｐ＝０とし、それ以外はｌＶｒｍｓｕｐ＝ｋＶｒｍｓｕｐ  とする。なお、ＰＩ制御器４３２の積分値も同様にリミッタしても良い。
【０１６６】
減算器４０４に電圧実効値Ｖｒｍｓと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算結果であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される（ｄＶｒｍｓｄｏｗｎ＝Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｄｏｗｎ）。
ＰＩ制御器４３５に減算器４０４の出力であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎが入力され、ｄＶｒｍｓｄｏｗｎをＰＩ制御した結果であるｋＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される（ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ｄＶｒｍｓｄｏｗｎ×Ｋｐｖｑ＋ｄＶｒｍｓｄｏｗｎ×Ｋｉｖｑ／ｓ）。
リミッタ４０６にはＰＩ制御器４３５の出力であるｋＶｒｍｓｄｏｗｎが入力され、ｋＶｒｍｓｄｏｗｎが０より大きい場合は０でリミッタしたリミッタ結果であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される。すなわち、ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ＞０の場合はｌＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ  とする。なお、ＰＩ制御器４３５の積分値も同様にリミッタしても良い。
【０１６７】
加算器４０７にリミッタ４０３の出力であるｌＶｒｍｓｕｐとリミッタ４０６の出力であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎとが入力され、加算結果であるｄＱａｄｄが出力される（ｄＱａｄｄ＝ｌＶｒｍｓｕｐ+ｌＶｒｍｓｄｏｗｎ）。
加算器４０９には加算器４０７の出力であるｄＱａｄｄと所定の無効電力Ｑｍとが入力され、加算結果であるＱａｄｄが出力される（Ｑａｄｄ＝ｄＱａｄｄ+Ｑｍ）。
【０１６８】
リミッタ４１０に加算器４０９の出力であるＱａｄｄが入力され、Ｑａｄｄが上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐより大きい場合は、上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐでリミッタした無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが出力される。すなわち、Ｑａｄｄ＞Ｑｍ＿ｕｐの場合は、Ｑｒｅｆ＝Ｑａｄｄ＝Ｑｍ＿ｕｐとし、それ以外はＱｒｅｆ＝Ｑａｄｄ  とする。また、Ｑａｄｄが下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎでリミッタした無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが出力される。すなわち、Ｑａｄｄ＜Ｑｍ＿ｄｏｗｎの場合は、Ｑｒｅｆ＝Ｑａｄｄ＝Ｑｍ＿ｄｏｗｎとし、それ以外はＱｒｅｆ＝Ｑａｄｄ  とする。
【０１６９】
次に、図１７Ｃについて説明する。図において、減算器４０１に電圧実効値Ｖｒｍｓと上端電圧Ｖ＿ｕｐとが入力され、減算結果であるｄＶｒｍｓｕｐが出力される（ｄＶｒｍｓｕｐ＝Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｕｐ）。
ゲイン４５１に減算器４０１の出力であるｄＶｒｍｓｕｐが入力され、ｄＶｒｍｓｕｐにゲインＫｐを乗算した結果であるｋＶｒｍｓｕｐが出力される（ｋＶｒｍｓｕｐ＝ｄＶｒｍｓｕｐ×Ｋｐ）。
ゲイン４５２に減算器４０１の出力であるｄＶｒｍｓｕｐが入力され、ｄＶｒｍｓｕｐにゲインＫｌｐｆを乗算した結果であるｋＶｒｍｓｕｐｌが出力される（ｋＶｒｍｓｕｐｌ＝ｄＶｒｍｓｕｐ×Ｋｌｐｆ）。
減算器４５３にゲイン４５２の出力であるｋＶｒｍｓｕｐｌとリミッタ４５５の出力であるｌＶｒｍｓｕｐｌとが入力され、減算結果であるｄＶｒｍｓｕｐｌが出力される（ｄＶｒｍｓｕｐｌ＝ｋＶｒｍｓｕｐｌ−ｌＶｒｍｓｕｐｌ）。
【０１７０】
積分器４５４に減算器４５３の出力であるｄＶｒｍｓｕｐｌが入力され、ｄＶｒｍｓｕｐｌを時定数Ｔｌｐｆで積算した積分結果であるｓＶｒｍｓｕｐｌが出力される（ｓＶｒｍｓｕｐｌ＝（１／Ｔｌｐｆ）×∫ｄＶｒｍｓｕｐｌ・ｄｔ）。
リミッタ４５５に積分器４５４の出力であるｓＶｒｍｓｕｐｌが入力され、ｓＶｒｍｓｕｐｌが０より小さい場合は０でリミッタした結果ｌＶｒｍｓｕｐｌが出力される。すなわち、ｓＶｒｍｓｕｐｌ＜０の場合は、ｌＶｒｍｓｕｐｌ＝ｓＶｒｍｓｕｐｌ＝０とし、それ以外はｌＶｒｍｓｕｐｌ＝ｓＶｒｍｓｕｐｌ  とする。
【０１７１】
加算器４５６にゲイン４５１の出力であるｋＶｒｍｓｕｐとリミッタ４５５の出力であるｌＶｒｍｓｕｐｌとが入力され、加算した結果ａＶｒｍｓｕｐが出力される（ａＶｒｍｓｕｐ＝ｋＶｒｍｓｕｐ+ｌＶｒｍｓｕｐｌ）。
リミッタ４０３に加算器４５６の出力であるａＶｒｍｓｕｐが入力され、ａＶｒｍｓｕｐが０より小さい場合は０でリミッタした結果ｌＶｒｍｓｕｐが出力される。すなわち、ａＶｒｍｓｕｐ＜０の場合は、ｌＶｒｍｓｕｐ＝ａＶｒｍｓｕｐ＝０とし、それ以外はｌＶｒｍｓｕｐ＝ａＶｒｍｓｕｐ  とする。
【０１７２】
減算器４０４に電圧実効値Ｖｒｍｓと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎとが入力され、減算結果であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される（ｄＶｒｍｓｄｏｗｎ＝Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｄｏｗｎ）。
ゲイン４６１に減算器４０４の出力であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎが入力され、ｄＶｒｍｓｄｏｗｎにゲインＫｐを乗算結果ｋＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される（ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ｄＶｒｍｓｄｏｗｎ×Ｋｐ）。
【０１７３】
ゲイン４６２に減算器４０４の出力であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎが入力され、ｄＶｒｍｓｄｏｗｎにゲインＫｌｐｆを乗算結果ｋＶｒｍｓｄｏｗｎｌが出力される（ｋＶｒｍｓｄｏｗｎｌ＝ｄＶｒｍｓｄｏｗｎ×Ｋｌｐｆ）。
減算器４６３にゲイン４６２の出力であるｋＶｒｍｓｄｏｗｎｌとリミッタ４６５の出力であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎｌとが入力され、減算結果であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎｌが出力される（ｄＶｒｍｓｄｏｗｎｌ＝ｋＶｒｍｓｄｏｗｎｌ−ｌＶｒｍｓｄｏｗｎｌ）。
【０１７４】
積分器４６４に減算器４６３の出力であるｄＶｒｍｓｄｏｗｎｌが入力され、ｄＶｒｍｓｄｏｗｎｌを時定数Ｔｌｐｆで積算した積分結果であるｓＶｒｍｓｄｏｗｎｌが出力される（ｓＶｒｍｓｄｏｗｎｌ＝（１／Ｔｌｐｆ）×∫ｄＶｒｍｓｄｏｗｎｌ・ｄｔ）。
リミッタ４６５に積分器４６４の出力であるｓＶｒｍｓｄｏｗｎｌが入力され、ｓＶｒｍｓｄｏｗｎｌが０より大きい場合は０でリミッタした結果であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎｌが出力される。すなわち、ｓＶｒｍｓｄｏｗｎｌ＞０の場合は、ｌＶｒｍｓｄｏｗｎｌ＝ｓＶｒｍｓｄｏｗｎｌ＝０とし、それ以外はｌＶｒｍｓｄｏｗｎｌ＝ｓＶｒｍｓｄｏｗｎｌ  とする。
【０１７５】
加算器４６６にゲイン４６１の出力であるｋＶｒｍｓｄｏｗｎとリミッタ４６５の出力であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎｌとが入力され、加算結果であるａＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される（ａＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ｋＶｒｍｓｄｏｗｎ+ｌＶｒｍｓｄｏｗｎｌ）。
リミッタ４０６に加算器４６６の出力であるａＶｒｍｓｄｏｗｎが入力され、ａＶｒｍｓｄｏｗｎが０より大きい場合は０でリミッタした結果であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎが出力される。すなわち、ａＶｒｍｓｄｏｗｎ＞０の場合は、ｌＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ａＶｒｍｓｄｏｗｎ＝０とし、それ以外はｌＶｒｍｓｄｏｗｎ＝ａＶｒｍｓｄｏｗｎ  とする。
【０１７６】
加算器４０７にリミッタ４０３の出力であるｌＶｒｍｓｕｐとリミッタ４０６の出力であるｌＶｒｍｓｄｏｗｎとが入力され、加算結果であるｄＱａｄｄが出力される（ｄＱａｄｄ＝ｌＶｒｍｓｕｐ+ｌＶｒｍｓｄｏｗｎ）。
加算器４０９に加算器４０７の出力であるｄＱａｄｄと所定の無効電力Ｑｍとが入力され、加算結果であるＱａｄｄが出力される（Ｑａｄｄ＝ｄＱａｄｄ+Ｑｍ）。
【０１７７】
リミッタ４１０に加算器４０９の出力であるＱａｄｄが入力され、Ｑａｄｄが上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐより大きい場合は、上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐでリミッタした無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが出力されるすなわち、Ｑａｄｄ＞Ｑｍ＿ｕｐの場合は、Ｑｒｅｆ＝Ｑａｄｄ＝Ｑｍ＿ｕｐとし、それ以外はＱｒｅｆ＝Ｑａｄｄ  とする。また、Ｑａｄｄが下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎでリミッタした無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが出力される。すなわち、Ｑａｄｄ＜Ｑｍ＿ｄｏｗｎの場合は、Ｑｒｅｆ＝Ｑａｄｄ＝Ｑｍ＿ｄｏｗｎとし、それ以外はＱｒｅｆ＝Ｑａｄｄとする。
【０１７８】
次に、電力変換装置２１２について説明する。電力変換装置２１２は、電力変換器２２１、電圧検出手段２２２、制御部２２３を備える。電力変換装置２１２は蓄電装置１５と検出部１３との間に接続され、蓄電装置１５の直流電圧を配電系統の交流電圧に変換する。電力変換装置２１２の出力電力は、詳細は実施の形態１にて説明したので省略するが、基本的に潮流有効電力Ｐｓが系統制御部２からの電力指令値Ｐｅｘｔとなるように出力電力が調整される。また、周波数ｆｓが所定の周波数から変化する場合は、系統制御部２０２からの電力指令値Ｐｅｘｔを補正して、補正後の電力指令値と潮流有効電力が一致するように出力電力が調整される。さらに、電力変換装置２１２は、需要家の電圧（電力変換器２２１端の電圧）が第３の所定電圧より上昇又は第４の所定電圧より低下すると、需要家の電圧の上昇又は低下に応じて無効電力を出力する無効電力指令補正手段２３１を有する。また、電力変換装置２１２は、蓄電装置１５が満充電又は過放電又は未接続状態において、無効電力を出力できるため、需要家３０の蓄電装置１５の状態によらず無効電力の調整ができる。
【０１７９】
電力変換器２２１は、スイッチング素子、スイッチング素子の駆動回路、及び蓄電装置１５の出力電圧を安定させるためのコンデンサ等を有し、例えば、フルブリッジあるいはハーフブリッジインバータ回路等を構成している。駆動回路は制御部２２３の駆動指令及び無効電力駆動指令に応じてスイッチング素子をスイッチングし、蓄電装置１５の直流電圧を所定の電圧になるように配電系統の交流電圧に変換する。電力変換器２２１の出力電力は、電力変換器２２１の皮相電力を超えない範囲で、制御部２２３からの駆動指令及び無効電力駆動指令に一致するように制御される。具体的には、制御部２２３からの駆動指令と無効電力駆動指令とを電力変換器２２１に入力し、駆動指令と無効電力駆動指令のベクトル和が電力変換器２２１の出力できる皮相電力を超えない場合は駆動指令と無効電力駆動指令と一致するように出力電力を出力する。駆動指令と無効電力駆動指令のベクトル和が電力変換器２２１の出力できる皮相電力を超過する場合は、駆動指令を制限、又は無効電力駆動指令を制限、又は駆動指令と無効電力駆動指令の両方を制限し電力変換器２２１の皮相電力を超えない範囲で電力変換器２２１は出力電力を出力する。指令の制限には、例えば駆動指令と無効電力駆動指令を一定の比率で制限する、電力変換器２２１の下限力率に応じて制限する等の方法がある。
【０１８０】
電圧検出手段２２２は、電力変換器２２１と検出部１３との間に接続され、電力変換器２２１の出力電圧Ｖｓｂを需要家の電圧として検出する。
【０１８１】
制御部２２３は、電力指令補正手段３１、潮流電力制御手段３２、無効電力指令補正手段２３１を備える。
無効電力指令補正手段２３１には電圧Ｖｓｂと系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔとが入力され、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを出力する。無効電力駆動指令の決定方法としては、検出された電圧Ｖｓｂの電圧実効値が系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔと所定の電圧実効値Ｖｍとから決まる電圧実効値範囲（例えば、Ｖｍ−Ｖｅｘｔ〜Ｖｍ＋Ｖｅｘｔの範囲）の場合に、所定の無効電力指令値Ｑｍを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとして出力し、電圧Ｖｓｂの電圧実効値が系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔと所定の電圧実効値Ｖｍとから決まる電圧実効値範囲から変化すると、その電圧変化に応じた値を所定の無効電力指令値Ｑｍに加算した値を無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとして出力する。
具体的には電圧Ｖｓｂの電圧実効値と系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔと所定の電圧実効値Ｖｍとから決まる電圧実効値範囲の差分にゲインＫｖｑを乗算した結果を所定の無効電力指令値Ｑｍに加算したものが無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆであり、垂下特性を有する。電圧Ｖｓｂの電圧実効値の小さい変化に対しては振幅指令が補正されないように不感帯を設定した垂下特性を用いてもよい。
【０１８２】
電力変換装置２１１の制御部２４４の具備する無効電力指令補正手段２５１とこの無効電力指令補正手段２３１との違いは、上端電圧Ｖ＿ｕｐと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎの設定値に補正電圧ｄＶを含むか否かである。そのため、無効電力指令補正手段２３１の垂下特性例について、無効電力指令補正手段２５１の説明に用いた図１６（図１６Ａ、図１６Ｂ）を用いて説明する。
【０１８３】
図１６Ａ、図１６Ｂに基づいて、無効電力指令補正手段２３１の不感帯を有する垂下特性について説明する。不感帯の上端電圧Ｖ＿ｕｐは例えば、所定の電圧Ｖｍに電圧調整幅Ｖｅｘｔを加算した値（Ｖ＿ｕｐ＝Ｖｍ＋Ｖｅｘｔ、第３の所定電圧に相当）、下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎは例えば所定の電圧Ｖｍに電圧調整幅Ｖｅｘｔを減算した値（Ｖ＿ｄｏｗｎ＝Ｖｍ―Ｖｅｘｔ、第４の所定電圧に相当）とする。所定の電圧Ｖｍは連系規程の基準となる電圧を参考に設定すればよい（例えば２０２Ｖｒｍｓなど）。また、所定の無効電力Ｑｍは０Ｖａｒでよく、本実施の形態には明記していないが、系統制御部２０２から無効電力指令が伝達される場合は、系統制御部２０２からの無効電力指令を所定の無効電力Ｑｍとしても良い。電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓが下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎから上端電圧Ｖ＿ｕｐまでの間は不感帯とし、所定の無効電力Ｑｍが無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとして出力される。Ｑｍ＿ｕｐは上限無効電力駆動指令値、Ｑｍ＿ｄｏｗｎは下限無効電力駆動指令値で、電力変換器２２１の定格電力などを参考に適宜設定すればよい。
【０１８４】
図１６Ａは電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓに対し、比例制御（Ｐ制御）を用いた場合の無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆの垂下特性例である。電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓが上端電圧Ｖ＿ｕｐより大きい場合は、電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓが上端電圧Ｖ＿ｕｐとの差分にゲインＫｖｑを乗算した結果を所定の無効電力Ｑｍを加算したものを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＋Ｋｖｑ（Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｕｐ）
となる。この時、上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐより無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが大きい場合は、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐでリミッタする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＿ｕｐ  （但し、Ｑｒｅｆ＞Ｑｍ＿ｕｐの場合）
とする。
【０１８５】
電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓが下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎとの差分にゲインＫｖｑを乗算した結果を所定の無効電力Ｑｍに加算したものを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＋Ｋｖｑ（Ｖｒｍｓ−Ｖ＿ｄｏｗｎ）
となる。この時、下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎより無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが小さい場合は、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎでリミッタする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＿ｄｏｗｎ  （但し、Ｑｒｅｆ＜Ｑｍ＿ｄｏｗｎの場合）
とする。
【０１８６】
ここでは、ゲインＫｖｑを検出された電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓが上端電圧Ｖ＿ｕｐより大きい場合、検出された電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓが下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎより小さい場合とで同一としたが、異なる値に設定してもよい。また、系統制御部２０２から別途所定の電圧Ｖｍ情報、ゲインＫｖｑ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【０１８７】
また、図１６Ｂは電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓに対し、比例積分制御（ＰＩ制御）を用いた場合の無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆの垂下特性例である。ＰＩ制御器の出力リミッタは無効電力指令補正手段２３１の出力範囲に応じて設定すればよい。例えば、無効電力指令補正手段２３１の最大出力から最小出力の範囲に設定する、あるは所定の無効電力ＱｍにＰＩ制御器の出力を加算したものを無効電力指令補正手段２３１の最大出力から最小出力の範囲になるようにＰＩ制御器の出力リミッタを設定すればよい。
【０１８８】
電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓが上端電圧Ｖ＿ｕｐより大きい場合は、電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓと上端電圧Ｖ＿ｕｐとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力に所定の無効電力Ｑｍを加算したものを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとする。この時、上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐより無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが大きい場合は、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを上限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｕｐでリミッタする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＿ｕｐ  （但し、Ｑｒｅｆ＞Ｑｍ＿ｕｐの場合）
とする。
【０１８９】
電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓが下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎより小さい場合は、電圧Ｖｓｂの電圧実効値Ｖｒｍｓと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎとの差分をＰＩ制御器の入力としＰＩ制御器を動作させ、ＰＩ制御の出力に所定の無効電力Ｑｍを加算したものを無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとする。この時、下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎより無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆが小さい場合は、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを下限無効電力駆動指令値Ｑｍ＿ｄｏｗｎでリミッタする。すなわち、
Ｑｒｅｆ＝Ｑｍ＿ｄｏｗｎ  （但し、Ｑｒｅｆ＜Ｑｍ＿ｄｏｗｎの場合）
とする。
系統制御部２０２から別途所定の電圧Ｖｍ情報、ＰＩ制御器のゲイン及びリミッタ情報等を受け取り、これらの情報に応じて垂下特性を設定しても良い。
【０１９０】
上述の説明では、無効電力指令補正手段２５１の電圧不感帯幅を無効電力指令補正手段２３１の電圧不感帯幅に対して補正電圧ｄＶだけ広く設定することになる、これに限るものではなく、無効電力指令補正手段２３１の電圧不感帯幅を無効電力指令補正手段２５１の電圧不感帯幅に対して補正電圧ｄＶだけ狭く設定してもよい。また、これらの組合せ、例えば無効電力指令補正手段２５１の電圧不感帯幅を補正電圧ｄＶの一部だけ広げ、無効電力指令補正手段２３１の電圧不感帯幅を残りの補正電圧ｄＶの分だけ狭める等でもよい。
【０１９１】
このように補正電圧ｄＶを無効電力指令補正手段２３１と無効電力指令補正手段２５１に設定することで、蓄電装置１５に接続される電力変換装置２１２が優先して需要家の電圧変動に対する無効電力出力を実施することになり、発電装置１４に接続される電力変換装置２１１が負担する無効電力が減少するので、無効電力を出力するための発電電力の抑制が小さくなり、発電電力を有効に利用することができる。
【０１９２】
以下、実施の形態３に係る系統システムにおいて、電力変動を抑制する具体例について図１８のように、図１２の需要家３０が１の場合について説明する。なお、図１８の需要家３０は図１５の構成を有しているとし、有効電力と周波数に関する動作は実施の形態２にて説明したので、ここでは無効電力と電圧に関する説明を行う。振幅指令補正手段２１４の垂下特性は図１３Ｂを適用し、無効電力指令補正手段２３１、２５１の垂下特性は図１６Ａを適用した場合とする。
【０１９３】
図１８において、Ｑｓは需要家３０からの潮流無効電力、Ｑａｃは電圧源装置２０１の無効電力、Ｖｅｘｔは系統制御部２０２から需要家３０への電圧調整幅である。
需要家３０の潮流無効電力Ｑｓは電力変換装置２１１の出力無効電力Ｑｇａｃと電力変換装置２１２の出力無効電力Ｑｂａｃと負荷１６の消費無効電力Ｑｌｏａｄから決定される。具体的にはＱｓ＝Ｑｇａｃ＋Ｑｂａｃ−Ｑｌｏａｄである。
【０１９４】
図１９Ａ、図１９Ｂは、図１８で示した系統システムにおける各電力Ｑａｃ（―Ｑｓ）、Ｑｇａｃ、Ｑｂａｃ、Ｑｌｏａｄ及び電圧実効値Ｖｒｍｓのタイミングチャートで、負荷１６の消費無効電力が増加した場合の例を示す。図１９Ａは比較としての従来例、図１９Ｂは、上述の本実施の形態の方式を適用した場合の例である。
【０１９５】
図１９Ａ、図１９Ｂにおいて、上から順に需要家３０の潮流無効電力Ｑｓ、電力変換装置２１１における検出部１３との接続側の出力無効電力Ｑｇａｃ、電力変換装置２１２における検出部１３との接続側の出力無効電力Ｑｂａｃ、負荷の消費無効電力Ｑｌｏａｄ、電圧検出手段２２２、２４２で検出した電圧実効値Ｖｒｍｓのタイミングチャートであり、図中Ｑｂｍａｘは電力変換装置２１２の最大出力無効電力、Ｑ＿ｕｐは振幅指令補正手段２１４の垂下特性の上端無効電力、Ｑ＿ｄｏｗｎは振幅指令補正手段２１４の垂下特性の下端無効電力、Ｖｅｘｔは系統制御部２０２の電圧調整幅、Ｖｍは所定の電圧実効値、ｄＶは補正電圧値を示す。
【０１９６】
まず、従来方式を用いた図１９Ａについて説明する。従来方式として、振幅指令補正手段２１４及び無効電力指令補正手段２３１、２５１がなく、無効電力を調整する機能を有しない系統システムの例である。
【０１９７】
時刻ｔ２０１より前では、負荷１６の消費無効電力が無く、電圧源装置２０１の無効電力Ｑａｃは０である。
【０１９８】
時刻ｔ２０１で、負荷１６の消費無効電力Ｑｌｏａｄが増加して電圧源装置２０１の無効電力Ｑａｃが増加する。電圧源装置２０１は無効電力Ｑａｃに対する動作機能を有していないため、需要家の負荷１６の消費無効電力Ｑｌｏａｄを電圧源装置２０１が全て負担することになる。
【０１９９】
次に、図１９Ｂを用い、上述の本実施の形態の方式を適用した場合の例について説明する。
時刻ｔ１１より前では、負荷１６の消費無効電力が無く、電圧源装置２０１の無効電力Ｑａｃは０である。
【０２００】
時刻ｔ１１で、負荷１６の消費無効電力Ｑｌｏａｄが増加して電圧源装置２０１の無効電力Ｑａｃが増加する。それにより、振幅指令補正手段２１４が無効電力Ｑａｃに応じて電圧実効値Ｖｒｍｓを上昇させる。
【０２０１】
時刻ｔ１２で、電圧実効値Ｖｒｍｓが蓄電装置１５の電力を変換する電力変換装置２１２の無効電力指令補正手段２３１の上端電圧Ｖ＿ｕｐに相当するＶｍ＋Ｖｅｘｔを超え、無効電力指令補正手段２３１が電圧実効値Ｖｒｍｓに応じて無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを出力し、電力変換装置２１２から無効電力Ｑｂａｃが出力される。それにより、電圧源装置２０１が負担する無効電力Ｑａｃの大きさが低下する。
【０２０２】
時刻ｔ１３で、電圧実効値Ｖｒｍｓが発電装置１４の電力を変換する電力変換装置２１１の無効電力指令補正手段２５１の上端電圧Ｖ＿ｕｐに相当するＶｍ＋Ｖｅｘｔ＋ｄＶを超え、無効電力指令補正手段２５１が電圧実効値Ｖｒｍｓに応じて無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを出力し、電力変換装置２１１から無効電力Ｑｇａｃが出力される。それにより、電圧源装置２０１が負担する無効電力Ｑａｃの大きさがさらに低下する。
【０２０３】
時刻ｔ１４で、電圧源装置２０１が負担する無効電力Ｑａｃが振幅指令補正手段２１４の上端無効電力Ｑ＿ｕｐと一致し、電圧実効値Ｖｒｍｓの上昇が停止する。
【０２０４】
以上のように、実施の形態１、２の効果に加え、以下の効果を奏する。すなわち、本実施の形態３によれば、電力変換装置２１１に無効電力指令補正手段２３１、電力変換装置２１２に無効電力指令補正手段２５１を備え、蓄電装置１５の無効電力出力動作を優先するように制御するので、発電装置１４の無効電力出力を抑制でき、ひいては発電装置１４の発電電力の出力動作を優先できる効果がある。また、電圧源装置２０１の分担する無効電力をより低減できる効果もある。
さらに、電圧源装置２０１は振幅指令補正手段２１４を備えるので、需要家３０の潮流電力と配電インピーダンスによる電圧降下により、需要家の電圧が所定の電圧から上昇または低下した場合、需要家３０から無効電力を出力し、需要家３０からの無効電力に応じて電圧源装置２０１が電圧実効値を調整すれば、需要家の電圧変動を所定の電圧に近づけることが可能となる。
【０２０５】
また、複数の需要家３０が接続された系統システムでは、無効電力指令補正手段２３１、２５１が図１６Ｂのような積分要素を持つ垂下特性の場合、需要家３０間の配電インピーダンスあるいは潮流電力の違いで無効電力分担が偏ることがある。その場合は、電流検出手段６２の電流実効値Ｉｓｒｍｓ（潮流電流に相当）又は系統電圧位相を基準とした有効電流と無効電流を検出して、無効電力指令補正手段２３１、２５１に入力し、垂下特性が動作するＶ＿ｕｐ、Ｖ＿ｄｏｗｎを調整するように設定してもよい。具体的には、電流実効値Ｉｓｒｍｓを用いる場合は、無効電力指令補正手段２３１のＶ＿ｕｐ＝Ｖｍ＋Ｖｅｘｔ＋ｋ×Ｉｓｒｍｓ、Ｖ＿ｄｏｗｎ＝Ｖｍ―Ｖｅｘｔ―ｋ×Ｉｓｒｍｓとしたり、無効電力指令補正手段２５１のＶ＿ｕｐ＝Ｖｍ＋Ｖｅｘｔ＋ｄＶ＋ｋ×Ｉｓｒｍｓ、Ｖ＿ｄｏｗｎ＝Ｖｍ―Ｖｅｘｔ―ｄＶ―ｋ×Ｉｓｒｍｓとしたりすればよい。この時、上記のゲインｋは電力変換装置ごとに設定しても良く、系統制御部から伝達してもよい。このように無効電力指令補正手段２３１、２５１は需要家３０の潮流電流に応じて動作電圧（Ｖ＿ｕｐ、Ｖ＿ｄｏｗｎに相当）を調整してもよい。
【０２０６】
実施の形態４．
以下、実施の形態４に係る系統システムについて図を用いて説明する。
図２０は実施の形態４に係る系統システムの全体を示す構成図である。図において、系統システムは、系統に電圧を出力する電圧源装置２０１、需要家群５０３を構成する各需要家３０に電力指令を伝達する系統制御部２０２、需要家群５０３を備える。電圧源装置２０１と需要家３０の具備する装置は配電インピーダンス（配電系統のインピーダンスに相当）を介して接続される。なお、以降の説明において、上述の実施の形態１から３と同じ機能を有する部分は同一の符号を示し、詳細な説明は省略する。
【０２０７】
図２１は図２０の系統システムにおける需要家群５０３の中で発電装置と蓄電装置を有する需要家３０内の概略配線図である。図において、需要家３０は、検出部１３、発電装置１４、蓄電装置１５、負荷１６、発電装置１４の電力を変換する電力変換装置５１１、及び蓄電装置１５の電力を変換する電力変換装置５１２を備える。
【０２０８】
電力変換装置５１１は、電力変換器５４１、電圧検出手段４２、２４２、電流検出手段４３、制御部５４４を備える。電力変換装置５１１は発電装置１４と検出部１３との間に接続され、発電装置１４の直流電圧を配電系統の交流電圧に変換する。電力変換装置５１１の出力電力は、詳細は実施の形態１にて説明したので省略するが、基本的に発電装置１４の発電電力が最大となるように出力電力が調整される。しかし、系統制御部２０２からの電力指令値Ｐｅｘｔと周波数ｆｓとから決定される電力指令値より潮流有効電力Ｐｓが大きい場合、電力変換装置５１１の出力電力を抑制する動作を行う。また、電力変換装置５１１は、需要家の電圧（電力変換器５４１端の電圧）が第１の所定電圧より上昇又は第２の所定電圧より低下すると、需要家の電圧の上昇又は低下に応じて無効電力を出力する無効電力指令補正手段５５１を有する。また、電力変換装置５１１は、発電装置１４が発電していない状態において、無効電力を出力できる。
【０２０９】
電力変換器５４１は、実施の形態３で説明した機能に加えて、制御部５４４に電力変換器５４１が出力している出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔを伝達する機能、又は電力変換器５４１が出力している出力有効電流Ｉｐｏｕｔと出力無効電流Ｉｑｏｕｔを伝達する機能を有する。
【０２１０】
制御部５４４に出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔを伝達する場合、出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔは電力変換器５４１で計測した電力情報でもよく、制御部５４４から伝達される駆動指令と無効電力駆動指令を電力変換器５４１の皮相電力などで制限した後の有効電力指令と無効電力指令等でもよい。
【０２１１】
また、制御部５４４に出力有効電流Ｉｐｏｕｔ、出力無効電流Ｉｑｏｕｔを伝達する場合、出力有効電流Ｉｐｏｕｔ、出力無効電流Ｉｑｏｕｔは電力変換器５４１で計測した電流情報でもよく、制御部５４４から伝達される駆動指令と無効電力駆動指令を電力変換器５４１の皮相電力などで制限した後に系統電圧などで除算して電流指令値に換算した有効電流指令値と無効電流指令値等でもよい。
【０２１２】
制御部５４４は、電力演算手段５１、電力指令補正手段５２、電力制御手段５３、及び無効電力指令補正手段５５１を備える。
無効電力指令補正手段５５１には、電圧Ｖｓｇ、系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔ、及び電力変換器５４１からの出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔ又は出力有効電流Ｉｐｏｕｔと出力無効電流Ｉｑｏｕｔ、及び駆動指令値Ｐｒｅｆが入力され、無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを出力する。
無効電力指令補正手段５５１は実施の形態３で説明した機能に加えて、出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔ又は出力有効電流Ｉｐｏｕｔと出力無効電流Ｉｑｏｕｔ又は駆動指令値Ｐｒｅｆと無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆに応じて不感帯の上端電圧Ｖ＿ｕｐと不感帯の下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎを調整する機能と所定の電圧実効値Ｖｍを生成する機能を有する。
【０２１３】
図２２Ａ、図２２Ｂに無効電力指令補正手段５５１の不感帯の上端電圧、下端電圧を生成する制御ブロック図を示す。上述の実施の形態３の図１６Ａ、図１６Ｂで示した垂下特性の不感帯の上端電圧Ｖ＿ｕｐと下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎを生成する例に相当する。
【０２１４】
図２２Ａは、出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔ、又は駆動指令値Ｐｒｅｆと無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆに応じて不感帯の上端電圧Ｖ＿ｕｐ及び不感帯の下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎを調整する例である。
図において、リミッタ６０１に電圧実効値Ｖｒｍｓが入力され、所定の電圧範囲でリミッタされたリミッタ結果であるｌＶｒｍｓが出力される。所定の電圧範囲としては、電圧実効値Ｖｒｍｓが異常な値の場合に、不感帯の上端電圧Ｖ＿ｕｐと不感帯の下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎが異常な値とならないように制限する。例えば系統連系規程などで規定される正常な電圧範囲等である。
【０２１５】
除算器６０２にリミッタ６０１の出力であるｌＶｒｍｓと出力有効電力Ｐｏｕｔとが入力され、出力有効電力ＰｏｕｔをｌＶｒｍｓで除算した除算結果ｄＩｐが出力される（ｄＩｐ＝Ｐｏｕｔ／ｌＶｒｍｓ）。あるいは除算器６０２にリミッタ６０１の出力であるｌＶｒｍｓと駆動指令値Ｐｒｅｆとが入力され、駆動指令値ＰｒｅｆをｌＶｒｍｓで除算した除算結果ｄＩｐが出力される（ｄＩｐ＝Ｐｒｅｆ／ｌＶｒｍｓ）。
ゲイン６０３に除算器６０２の出力であるｄＩｐが入力され、ｄＩｐにゲインＫｐを乗算した結果であるｋＶｐが出力される（ｋＶｐ＝ｄＩｐ×Ｋｐ）。
【０２１６】
除算器６０４にリミッタ６０１の出力であるｌＶｒｍｓと出力無効電力Ｑｏｕｔとが入力され、出力無効電力ＱｏｕｔをｌＶｒｍｓで除算した除算結果ｄＩｑが出力される（ｄＩｑ＝Ｑｏｕｔ／ｌＶｒｍｓ）。あるいは除算器６０４にリミッタ６０１の出力であるｌＶｒｍｓと無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆとが入力され、無効電力駆動指令値ＱｒｅｆをｌＶｒｍｓで除算した除算結果ｄＩｑが出力される（ｄＩｑ＝Ｑｒｅｆ／ｌＶｒｍｓ）。
ゲイン６０５に除算器６０４の出力であるｄＩｑが入力され、入力にゲインＫｑを乗算した結果ｋＶｑが出力される（ｋＶｑ＝ｄＩｑ×Ｋｑ）。
【０２１７】
加算器６０６にゲイン６０３の出力であるｋＶｐとゲイン６０５の出力であるｋＶｑとが入力され、加算結果であるａＶｚが出力される（ａＶｚ＝ｋＶｐ＋ｋＶｑ）。
加算器６０７に加算器６０６の出力であるａＶｚと系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔとが入力され、加算結果であるａＶｚｅが出力される（ａＶｚｅ＝ａＶｚ＋Ｖｅｘｔ）。
加算器６０８に加算器６０７の出力であるａＶｚｅと所定の電圧実効値Ｖｍとが入力され、加算結果であるＶ＿ｕｐが出力される（Ｖ＿ｕｐ＝ａＶｚｅ＋Ｖｍ）。
【０２１８】
減算器６０９に加算器６０６の出力であるａＶｚと系統制御部２０２からの電圧調整幅Ｖｅｘｔとが入力され、減算結果であるｍＶｚｅが出力される（ｍＶｚｅ＝ａＶｚ−Ｖｅｘｔ）。
加算器６１０に減算器６０９の出力であるｍＶｚｅと所定の電圧実効値Ｖｍとが入力され、加算結果であるＶ＿ｄｏｗｎが出力される（Ｖ＿ｄｏｗｎ＝ｍＶｚｅ＋Ｖｍ）。
【０２１９】
図２２Ｂは出力有効電流Ｉｐｏｕｔと出力無効電流Ｉｑｏｕｔに応じて不感帯の上端電圧Ｖ＿ｕｐと不感帯の下端電圧Ｖ＿ｄｏｗｎを調整する例である。
図２２Ｂは、ゲイン６０３、６０５と加算器６０６、６０８、６１０と減算器６０９で構成される。動作の詳細は図２２Ａの除算器６０２、６０４以降と同じため、それぞれゲイン６０３にｄＩｐ＝Ｉｐｏｕｔが入力され、ゲイン６０５にｄＩｑ＝Ｉｑｏｕｔが入力されたと読み替えればよい。以下説明を省略する。
【０２２０】
図２３は所定の電圧実効値Ｖｍを電圧実効値Ｖｒｍｓに応じて調整する構成を示す図である。図において、フィルタ６３０は電圧実効値Ｖｒｍｓが入力され、所定の電圧実効値Ｖｍを出力する。フィルタの特性としては、電圧実効値Ｖｒｍｓの急峻な電圧変動の抑制を実施したい場合は、移動平均を用いる、あるいはローパスフィルタを用いて電圧実効値Ｖｒｍｓの緩やかな電圧変動のみ通過するようにすれば良い。具体的には、電圧実効値Ｖｒｍｓの５分の移動平均あるいは電圧実効値Ｖｒｍｓの時定数５分相当のローパスフィルタ通過結果などである。
【０２２１】
なお、電力変換器５４１が、実施の形態３で説明した機能に加えて、制御部５４４に電力変換器５４１が出力している出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔを伝達する機能、又は電力変換器５４１が出力している出力有効電流Ｉｐｏｕｔと出力無効電流Ｉｑｏｕｔを伝達する機能を有する例について説明したが、電力変換器５４１と同様に、制御部５２３に電力変換器５２１が出力している出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔを伝達する機能、又は電力変換器５４１が出力している出力有効電流Ｉｐｏｕｔと出力無効電流Ｉｑｏｕｔを伝達する機能を有する。動作は上述と同様のため省略する。
【０２２２】
以上のように、実施の形態４によれば、電力変換器５４１が電力変換器５４１が出力している出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔを伝達する機能、又は電力変換器５４１が出力している出力有効電流Ｉｐｏｕｔと出力無効電流Ｉｑｏｕｔを伝達する機能を有するので、電圧源装置２０１の実効電圧における不感帯の上端電圧、下端電圧を細やかに設定可能となる。需要家３０によって需要家３０及び配電系統のインピーダンスが大きくばらつく場合は、実施の形態４で述べたような細やかな実効電圧における不感帯の上端電圧、下端電圧の設定により、電圧源装置２０１の分担する無効電力をより細やかに低減できる。
【０２２３】
実施の形態３および４において、需要家の電圧を電力変換器２４１、２２１、５４１、５４２の出力電圧としてそれぞれの電力変換器２４１、２２１、５４１、５４２の無効電力を出力あるいは無効電力指令値を補正していたが、需要家の電圧は他の部位の電圧としてもよい。例えば、需要家端である需要家３０と検出部との接続点である受電点Ｘ２の電圧を需要家の電圧として、電力変換器２４１、２２１、５４１、５４２の無効電力を出力あるいは無効電力指令値を補正してもよい。また、需要家の電圧を需要家群の電圧として、需要家群端に相当する電圧源と配電インピーダンスとの間の受電点Ｘ０の電圧を用いてもよい。
【０２２４】
実施の形態１から４において、需要家３０の具備する装置である、発電装置１４には電力変換装置１１、２１１、５１１及び蓄電装置１５には電力変換装置１２、２１２、５１２をそれぞれ有し、それぞれの電力変換装置にはそれぞれ制御部を有する構成を示したが、図２４Ａから図２４Ｃに示すように制御部及び検出部１３の演算機能をまとめて需要家３０内に制御装置１０００として配置してもよい。
図２４Ａは、需要家の内部構成を示したもので、発電装置と蓄電装置を有する需要家内の図２とは異なる別の概略配線図である。図において、制御装置１０００は、電圧検出手段６１、電流検出手段６２、電力演算手段６３、周波数演算手段６４、発電装置１４の出力電圧Ｖｇ、出力電流Ｉｇが入力される電力演算手段５１、周波数演算手段６４の出力である周波数ｆｓが入力され、Ｐｅｘｔから補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆ及び補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆを出力する電力指令補正手段１０３１、電力演算手段５１及び電力指令補正手段１０３１の出力に基づき電力変換器４１へ駆動指令値Ｐｒｅｆを出力する電力制御手段５３及び電力変換器２１へ駆動指令値Ｐｒｅｆを出力する潮流電力制御手段３２を備える。動作は実施の形態１で説明したものと同様である。電力指令補正手段１０３１は、図２の電力指令補正手段５２と電力指令補正手段３１の両方の機能を備える。
【０２２５】
上述では、実施の形態１の図２において、制御部２２、４４及び検出部の制御機能を制御装置１０００にまとめた例を示したが、実施の形態２の図１５、実施の形態４の図２１においても同様に制御機能を１の制御装置にまとめることができることは言うまでもない。
【０２２６】
図２４Ｂは、需要家の内部構成を示したもので、発電装置と蓄電装置を有する需要家内の図１５とは異なる別の概略配線図である。図において、制御装置２０００は、電圧検出手段６１、電流検出手段６２、電力演算手段６３、周波数演算手段６４、発電装置１４の出力電圧Ｖｇ、出力電流Ｉｇが入力される電力演算手段５１、周波数演算手段６４の出力である周波数ｆｓが入力され、Ｐｅｘｔから補正された電力指令値Ｐｇｒｅｆ及び補正された電力指令値Ｐｓｒｅｆを出力する電力指令補正手段２０３１、電力演算手段５１及び電力指令補正手段２０３１の出力に基づき電力変換器２４１へ駆動指令値Ｐｒｅｆを出力する電力制御手段５３、電力変換器２２１へ駆動指令値Ｐｒｅｆを出力する潮流電力制御手段３２、受電点の電圧Ｖｓと系統制御部から電圧調整幅Ｖｅｘｔが入力され無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを電力変換器２４１及び電力変換器２２１へ出力する無効電力指令補正手段２５３１を備える。動作は実施の形態２で説明したものと同様である。電力指令補正手段２０３１は、図１５の電力指令補正手段５２と電力指令補正手段３１の両方の機能を備え、無効電力指令補正手段２５３１は無効電力指令補正手段２５１と無効電力指令補正手段２３１の両方の機能を備える。
【０２２７】
図２４Ｃは、需要家の内部構成を示したもので、発電装置と蓄電装置を有する需要家内の図２１とは異なる別の概略配線図である。図において、制御装置３０００の無効電力指令補正手段３５３１は、図２４Ｂの無効電力指令補正手段２５３１に、さらに電力変換器５４１、５２１からの出力有効電力Ｐｏｕｔと出力無効電力Ｑｏｕｔ又は出力有効電流Ｉｐｏｕｔと出力無効電流Ｉｑｏｕｔが入力されて無効電力駆動指令値Ｑｒｅｆを出力する機能を有する。動作は実施の形態４で説明したものと同様である。電力指令補正手段３０３１は、図２１の電力指令補正手段５２と電力指令補正手段３１の両方の機能を備え、無効電力指令補正手段３５３１は無効電力指令補正手段５５１と無効電力指令補正手段５３１の両方の機能を備える。
【０２２８】
なお、図２５に、実施の形態１から４の系統システムにおける制御機能を有する装置についてハードウエアの構成例を示す。制御機能を有する装置とは、各系統制御部２、１０２、２０２、各制御部２２、４４、２２３、２４４、５２３、５４４、制御装置１０００、２０００、３０００及び検出部１３等である。図において、プロセッサ等の演算処理装置１１００が備えられている。なお、演算処理装置１１００として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。
【０２２９】
記憶装置１２００は演算処理装置１１００に接続され、演算処理装置１１００は例えば記憶装置１２００から入力されたプログラムを実行する。また、記憶装置１２００は演算処理装置１１００とデータのやり取りを行う。記憶装置１２００は、演算処理装置１１００からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置１１００からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）あるいは不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等を備える。さらに外部に補助記憶装置を備えていてもよい。
【０２３０】
本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【０２３１】
１，１１５，２１５：電圧源、  ２，１０２，２０２：系統制御部、  ３，２０３，５０３：需要家群、  １１，１２，２１１，２１２，５１１，５１２：電力変換装置、  １３：検出部、  １４：発電装置、  １５：蓄電装置、  １６：負荷、  ２１，４１，２２１，２４１，５２１，５４１：電力変換器、  ２２，４４，２２３，２４４，５２３，５４４：制御部、  ３０：需要家、  ３１，５２，１０３１，２０３１，３０３１：電力指令補正手段、  ３２：潮流電力制御手段、  ４２，６１，１１２，２２２，２４２：電圧検出手段、  ４３，６２，１１１：電流検出手段、  ５１，６３，１１３，２１３：電力演算手段、  ５３：電力制御手段、  ６４：周波数演算手段、  １０１、２０１：電圧源装置、  １１４  周波数指令補正手段、  ２１４：振幅指令補正手段、  ２３１，２５１，５３１，５５１，２５３１，３５３１：無効電力指令補正手段、  ３０１，３０４，３３１，３３４，３６１，３６４，４０１，４０４，４５３，４６３，６０９：減算器、  ３０２，３０５，３３２，３３５，３６２，３６５，４０２，４０５，４５１，４５２，４６１，４６２，６０３，６０５：ゲイン、  ３０３，３０６，３１０，３３３，３３６，３４０，３６３，３６６，３７０，４０３，４０６，４１０，４５５，４６５，６０１：リミッタ、  ３０７，３０８，３０９，３３７，３３９，３６７，３６９，４０７，４０９，４５６，４６６，６０６，６０７，６０８，６１０：加算器、  ３２２，３２５，３５２，３５５，３８２，３８５，４３２，４３５：ＰＩ制御器、  ４５４，４６４：積分器、  ６０２，６０４：除算器、  ６３０：フィルタ、  １０００，２０００，３０００：制御装置、  １１００：演算処理装置、  １２００：記憶装置。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
2020068650.tif 000040
【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５】
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