(57)【要約】【課題】系統連系に関する技術基準を遵守しつつ、需要者における発電機会の喪失による損失を小さくできる電力変換装置を得ること。【解決手段】系統１２に連系して動作する電力変換装置１００は、太陽電池１１から出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換部１０１と、電力変換部１０１と系統１２との間の受電点における潮流状態により、電力変換部１０１の運転力率を制御する制御器１０２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に連系して動作する電力変換装置であって、
分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部と前記電力系統との間の受電点における潮流状態に基づいて前記電力変換部の運転力率を制御する制御器と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記受電点における電流値である第一の電流値を検出する第一の電流検出器を備え、
前記制御器は、前記第一の電流値を用いて、前記受電点における潮流状態を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電力変換部の運転力率は１から０．８まで可変できることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御器は、前記第一の電流値を用いて、前記電力系統への電流が逆潮流状態であるか否かを判断し、
前記電力系統への電流が順潮流状態である場合には、前記電力変換部の運転力率を１とし、
前記電力系統への電流が逆潮流状態である場合には、前記電力変換部の運転力率を１未満の値に変更する
ことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第一の電流値には平均化処理が施されることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記分散電源の発電電力によって充電される蓄電池に流れる電流を検出する第二の電流検出器を備え、
前記制御器は、前記第二の電流検出器により検出された電流値である第二の電流値に基づいて前記蓄電池が充電状態であるか又は放電状態であるかを判定し、
前記電力系統への電流が順潮流状態であり、且つ、前記蓄電池が充電中である場合、前記電力変換部の運転力率を１とし、
前記電力系統への電流が逆潮流状態であり、又は、前記蓄電池が放電中である場合、前記電力変換部の運転力率を１未満の値とする
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記蓄電池は、電気自動車の蓄電池又は定置型の蓄電池であることを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第二の電流値には平均化処理が施されることを特徴とする請求項６又は７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記制御器は、前記電力系統への電流が逆潮流状態である場合、前記電力変換部の運転力率を０．９５とすることを特徴とする請求項４から８の何れか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記制御器は、前記電力変換部の運転力率を変化させる場合には、予め設定された時間以内に前記運転力率を変化させることを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記第一の電流値が前記受電点から前記電力系統側へ流出する状態から前記電力系統側から前記受電点に流入する状態へと変化した場合の前記設定された時間は、前記第一の電流値が前記電力系統側から前記受電点に流入する状態から前記受電点から前記電力系統側へ流出する状態へと変化した場合の前記設定された時間よりも長いことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記運転力率を１未満の値から１に変更するまでの前記設定された時間は、前記運転力率を１から１未満の値に変更するまでの時間よりも長いことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記受電点における第一の電圧値を検出する第一の電圧検出器と、
前記電力変換部の出力電圧である第二の電圧値を検出する第二の電圧検出器と、
を備え、
前記制御器は、前記第一の電圧値及び前記第二の電圧値を用いて、前記受電点における潮流状態を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記電力変換部の運転力率は１から０．８まで可変できることを特徴とする請求項１３に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記制御器は、前記第一の電圧値及び前記第二の電圧値を用いて、前記電力系統への電流が逆潮流状態であるか否かを判断し、
前記電力系統への電流が順潮流状態である場合には、前記電力変換部の運転力率を１とし、
前記電力系統への電流が逆潮流状態である場合には、前記電力変換部の運転力率を１未満の値に変更する
ことを特徴とする請求項１４に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記制御器は、前記電力系統への電流が逆潮流状態である場合、前記電力変換部の運転力率を０．９５とすることを特徴とする請求項１５に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記制御器は、前記電力変換部の運転力率を変化させる場合には、予め設定された時間以内に前記運転力率を変化させることを特徴とする請求項１６に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
前記第二の電圧値が前記第一の電圧値以上の状態から前記第一の電圧値が前記第二の電圧値よりも大きい状態へと変化した場合の前記設定された時間は、前記第一の電圧値が前記第二の電圧値よりも大きい状態から前記第二の電圧値が前記第一の電圧値以上の状態へと変化した場合の前記設定された時間よりも長いことを特徴とする請求項１７に記載の電力変換装置。
【請求項１９】
前記受電点における第一の電圧値を検出する第一の電圧検出器と、
前記電力変換部の出力電圧である第二の電圧値を検出する第二の電圧検出器と、
前記受電点における第一の電流値を検出する第一の電流検出器を備え、
前記制御器は、前記第一の電圧値、前記第二の電圧値及び前記第一の電流値を用いて、前記受電点における潮流状態を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項２０】
前記制御器は、前記第一の電圧値、前記第二の電圧値及び前記第一の電流値を用いて、前記電力系統への電流が逆潮流状態であるか否かを判断し、
前記電力系統への電流が順潮流状態である場合には、前記電力変換部の運転力率を１とし、
前記電力系統への電流が逆潮流状態である場合には、前記電力変換部の運転力率を１未満の値に変更する
ことを特徴とする請求項１９に記載の電力変換装置。
【請求項２１】
前記第一の電流検出器に流れる電流が前記電力系統側へ流出する電流であり、且つ、前記第一の電圧値が前記第二の電圧値よりも大きい場合、
前記制御器は、前記電力系統への電流が逆潮流状態であると判断すると共に、前記第一の電圧検出器、前記第二の電圧検出器及び前記第一の電流検出器のうちの少なくとも一つが異常であると判断する
ことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の電力変換装置。
【請求項２２】
前記第一の電流検出器に流れる電流が前記電力系統側から流入する電流であり、且つ、前記第二の電圧値が前記第一の電圧値以上である場合、
前記制御器は、前記受電点の電圧上昇を抑えるために前記電力系統への電流が逆潮流状態であると判断する
ことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の電力変換装置。
【請求項２３】
前記分散電源は、太陽電池であることを特徴とする請求項１から２２の何れか１項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に連系して動作する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散電源が発電した直流電力を交流電力に変換する装置に、パワーコンディショナ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下「ＰＣＳ」と表記）がある。分散電源の一例は、太陽電池である。日中において、太陽電池からの出力が増加すると、電力系統の受電点の電圧（以下、「受電点電圧」と呼ぶ）が上昇する。このため、ＰＣＳには、ＰＣＳへの入力電圧が、予め設定された電圧値（例えば１０９［Ｖ］）以上となった場合に、受電点電圧が設定された電圧値以下となるようにＰＣＳの出力電力を制御する機能が具備されている。
【０００３】
ＰＣＳの出力電力を制御する機能は、一般的に「電圧上昇抑制機能」と呼ばれる。ＰＣＳの電圧上昇抑制機能としては、「進相無効電力制御」と「有効電力制御」とが知られている。
【０００４】
進相無効電力制御は、ＰＣＳから無効電力を出力し、受電点電圧が上昇することを抑える制御である。ここで、下記非特許文献１には、電力系統における受電点の力率は、「原則８５％以上とする」旨、記載されている。このため、進相無効電力制御では、ＰＣＳの運転力率０．８５を下限値として、受電点電圧の上昇を抑制する制御が行われる。また、有効電力制御では、ＰＣＳからの有効電力を制限し、受電点電圧の上昇を抑制する制御が行われる。
【０００５】
ＰＣＳの電圧上昇抑制機能が働くと、進相無効電力制御では無効電力を出力するため、ＰＣＳの出力電力、即ち有効電力が減少する。また、有効電力制御の場合、有効電力を直接減少させるため、発電量が少なくなる。従って、太陽電池用のＰＣＳ（以下、「太陽電池用ＰＣＳ」と呼ぶ）の場合、電圧上昇抑制機能を働かせることは、発電機会が失われるという不利益がある。
【０００６】
ＰＣＳの台数が増えると、電力系統へ流れる電力量が増加するので、受電点電圧は上昇する。このため、電力会社は、受電点電圧の上昇を抑制するため、設備増強によって対応している。しかしながら、ＰＣＳが全国規模で増加する現状において、受電点電圧の上昇を設備増強で対応するには、莫大な費用と時間を要する。
【０００７】
このような背景があり、電圧上昇抑制機能によるＰＣＳにおける発電機会の喪失による需要者側の損失と、設備増強等の対策費用による電力会社の損失との均衡を図るための施策が、非特許文献１に記載されるようになった。具体的に、非特許文献１には、ＰＣＳが電力系統と連系して運転する場合には、ＰＣＳの運転力率を０．９５とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】一般社団法人日本電気協会「系統連系規程ＪＥＡＣ９７０１−２０１６」  ２０１７．３．１０制定
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、太陽電池用ＰＣＳの運転力率を０．９５とした場合、運転力率を１とした場合に比べて、有効電力が５％減少する。即ち、太陽電池用ＰＣＳの運転力率を常時０．９５とすること、即ち運転力率の上限値を０．９５とすることは、需要者にとって、発電機会の喪失になるという不利益がある。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、系統連系に関する技術基準を遵守しつつ、需要者における発電機会の喪失による損失を小さくできる電力変換装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る電力変換装置は、電力系統に連系して動作する電力変換装置であり、電力変換部と、制御器とを備える。電力変換部は、分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する。制御器は、電力変換部と電力系統との間の受電点における潮流状態により、電力変換部の運転力率を制御する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電力変換装置によれば、系統連系に関する技術基準を遵守しつつ、需要者における発電機会の喪失による損失を小さくできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る電力変換装置を含む電力変換システムの構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１における制御器の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１における制御器の動作説明に供するフローチャート
【図４】実施の形態２に係る電力変換装置を含む電力変換システムの構成を示すブロック図
【図５】実施の形態２における制御器の構成を示すブロック図
【図６】実施の形態２における力率調整器の動作説明に供する図
【図７】実施の形態２における制御器の動作説明に供するフローチャート
【図８】実施の形態３に係る電力変換装置を含む電力変換システムの構成を示すブロック図
【図９】実施の形態３における制御器の構成を示すブロック図
【図１０】実施の形態３における制御器の動作説明に供するフローチャート
【図１１】実施の形態４に係る電力変換装置を含む電力変換システムの構成を示すブロック図
【図１２】実施の形態４における制御器の構成を示すブロック図
【図１３】実施の形態４における力率調整器の動作説明に供する図
【図１４】実施の形態４における制御器の動作説明に供するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る電力変換装置について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置１００を含む電力変換システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、電力変換システム１は、電力変換装置１００と、太陽電池１１と、電力系統（本明細書及び図面では、単に「系統」と略す）１２と、負荷１３とを含んでいる。
【００１６】
太陽電池１１は、複数の太陽電池セルを備え、直流電力を発電する電源装置である。本実施の形態では、太陽電池１１を分散電源の一例として示している。図１において、電力変換装置１００は、ＰＣＳにおける電力変換機能を主要な構成部で表したものである。系統１２は、電力会社の設備を統合して表したものである。負荷１３は、需要家の電気機器を統合して表したものである。
【００１７】
また、実施の形態１に係る電力変換装置１００は、図１に示すように、電力変換部１０１と、制御器１０２と、第一の電流検出器１０３とを備えている。
【００１８】
電力変換部１０１は、電力変換部１０１の入力側において、太陽電池１１と接続されている。電力変換部１０１は、図示しないインバータ回路を備え、太陽電池１１から出力された直流電力を交流電力に変換する。なお、電力変換部１０１には、コンバータ回路が具備されていてもよい。コンバータ回路は、太陽電池１１からの出力電圧をインバータ回路に入力する際に、インバータ回路による直流交流変換に適した直流電圧に昇圧又は降圧する機能を有する。
【００１９】
また、電力変換部１０１は、電力変換部１０１の出力側において、負荷１３及び系統１２と接続されている。電力変換部１０１が出力する交流電力は、負荷１３に供給され、負荷１３が使用する電力以外に、余剰な電力がある場合は系統１２へ供給される。このような、電力の需給状態は、「売電」と呼ばれる。これに対し、電力変換部１０１が出力する交流電力が少なく、負荷１３が使用する電力に対して、電力が不足する場合には、不足電力が系統１２から供給される。このような、電力の需給状態は、「買電」と呼ばれる。
【００２０】
なお、本明細書において、電力変換部１０１の発電電力が多く、接続される負荷１３の消費電力に対して、発電電力が余剰な状態となるときは、電力変換部１０１から系統１２へ電力が流れる。この状態を「逆潮流状態」又は単に「逆潮流」と呼ぶ。一方、電力変換部１０１の発電電力が少なく、接続される負荷１３の消費電力に対して、発電電力が不足な状態となるときは、系統１２から電力変換部１０１へ電力が流れる。この状態を「順潮流状態」又は単に「順潮流」と呼ぶ。
【００２１】
第一の電流検出器１０３は、電力変換部１０１と系統１２とを接続する電力ライン１６に配置される。本実施の形態では、便宜的に第一の電流検出器１０３が配置される箇所を「受電点」とする。なお、第一の電流検出器１０３が配置される箇所と、受電点とは、必ずしも一致しなくてよい。
【００２２】
第一の電流検出器１０３は、受電点に流れる電流を検出し、検出した電流値Ｉ１を制御器１０２へ出力する。なお、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１は、ノイズ要因を除去するため、移動平均、ＬＰＦ処理といった平均化処理を行ってもよい。
【００２３】
制御器１０２は、第一の電流検出器１０３から出力された電流値Ｉ１を入力信号として電流指令値Ｉｃ１を演算する。制御器１０２は、演算した電流指令値Ｉｃ１を電力変換部１０１へ出力する。
【００２４】
電力変換部１０１の内部では、電流指令値Ｉｃ１に基づいて電圧指令値が生成され、電圧指令値に基づいて、図示しないインバータ回路のスイッチング素子が駆動される。なお、電流指令値Ｉｃ１に基づいて電圧指令値を生成する手法は、公知の手法に拠るものとし、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２５】
次に、実施の形態１における制御器１０２の詳細について説明する。図２は、実施の形態１における制御器１０２の構成を示すブロック図である。制御器１０２は、図２に示すように、電流制御器１１０と、力率調整器１１１と、内部メモリ１１２とを備える。
【００２６】
内部メモリ１１２としては、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）といった不揮発性、又は揮発性の半導体メモリを例示できる。
【００２７】
内部メモリ１１２には、電力変換部１０１を意図する運転力率で動作させるための力率値が保持されている。太陽電池用ＰＣＳの場合、運転力率は、太陽電池用ＰＣＳが設置される場所を管轄する電力会社によって、０．９５以外の値に設定するように要請されることもある。また、上記非特許文献１で定められた値は、将来的に変更される可能性もある。このため、本実施の形態では、力率１から０．８までの値が設定可能であるように内部メモリ１１２を構成する。なお、ここで記載した“０．８”という数値は、上記非特許文献１において、「逆潮流がある場合」であり、且つ、「電圧上昇を防止する上でやむを得ない場合」の例として記載された数値を示したものであり、この数値に限定されるものではない。
【００２８】
力率調整器１１１には、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１が入力される。力率調整器１１１は、電流値Ｉ１に基づいて、系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを判断する。なお、受電点に流れる電流が、受電点から系統１２側へ流出している状態は逆潮流状態であり、系統１２側から受電点に流入している状態は順潮流状態である。
【００２９】
系統１２への電流が逆潮流状態である場合、力率調整器１１１は、第一の力率値を電流制御器１１０に出力する。第一の力率値は、内部メモリ１１２に記憶されている力率値である。また、電力変換装置１００の動作によって流れる系統１２への電流が順潮流状態である場合、第二の力率値を電流制御器１１０に出力する。第二の力率値は、デフォルト値であり、本実施の形態では、“１”であるとする。
【００３０】
電流制御器１１０は、力率調整器１１１から出力された力率値を、電力変換部１０１を動作させる際の運転力率として認識する。電流制御器１１０は、この運転力率に基づいて電力変換部１０１への電流指令値Ｉｃ１を演算し、演算した電流指令値Ｉｃ１を電力変換部１０１へ出力する。なお、力率調整器１１１から力率値が指示されない場合、電流制御器１１０は、電力変換装置１００の動作状態が順潮流状態であるとして、運転力率が１となる電流指令値Ｉｃ１を生成して、電力変換部１０１へ出力するように構成してもよい。
【００３１】
上述した電流制御器１１０及び力率調整器１１１の機能は、プロセッサによって実現することができる。ここで言うプロセッサには、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）、又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を例示できる。また、プロセッサに代えて、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）と呼ばれる処理回路、又は、これらを組み合わせた処理回路によって、電流制御器１１０及び力率調整器１１１の機能を実現してもよい。
【００３２】
次に、制御器１０２の動作について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態１における制御器１０２の動作説明に供するフローチャートである。図３のフローチャートにおける各部では、符号及び記号の表記を省略している。なお、本実施の形態では、上記非特許文献１で定められた数値に鑑み、図２の内部メモリ１１２には“０．９５”という数値が書き込まれ、力率値“０．９５”が設定されているものとして説明する。
【００３３】
制御器１０２は、前回の処理において、電力変換部１０１の運転力率を決定してから０．５秒経過したか否かを確認する（ステップＳ００１）。なお、ここで示される０．５秒の意味については、後述する。
【００３４】
運転力率の決定から０．５秒経過していない場合（ステップＳ００１，Ｎｏ）、ステップＳ００１の処理を繰り返す。一方、運転力率の決定から０．５秒経過している場合（ステップＳ００１，Ｙｅｓ）、ステップＳ００２に進む。
【００３５】
力率調整器１１１は、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１を取得すると共に、内部メモリ１１２に書き込まれている力率値を読み出す（ステップＳ００２）。
【００３６】
力率調整器１１１は、第一の電流検出器１０３より取得した電流値Ｉ１に基づいて、系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを判定する（ステップＳ００３）。
【００３７】
系統１２への電流が逆潮流状態である場合（ステップＳ００３，Ｙｅｓ）、力率調整器１１１は、電力変換部１０１の運転力率を０．９５とし（ステップＳ００４）、ステップＳ００６に進む。
【００３８】
また、系統１２への電流が逆潮流状態ではない場合（ステップＳ００３，Ｎｏ）、系統１２への電流は順潮流状態であるとして、力率調整器１１１は、電力変換部１０１の運転力率を１とし（ステップＳ００５）、ステップＳ００６に進む。
【００３９】
電流制御器１１０は、力率調整器１１１が決定した運転力率となるように電力変換部１０１へ電流指令値Ｉｃ１を出力する（ステップＳ００６）。
【００４０】
上述したように、制御器１０２は、系統１２への電流が逆潮流状態であると判定した場合、電力変換部１０１の運転力率が０．９５となるように、電力変換部１０１への電流指令値を生成する。また、制御器１０２は、系統１２への電流が順潮流状態であると判定した場合、電力変換部１０１の運転力率が１となるように，電力変換部１０１への電流指令値を生成する。
【００４１】
ここで、上記のフローチャートにおける処理について補足する。
【００４２】
まず、非特許文献１において、太陽電池用ＰＣＳの力率が０．９５と定められた理由は、太陽電池用ＰＣＳからの出力電力が電力系統へ逆潮流し、電力系統の電圧が上昇することを避けるためである。一方、太陽電池１１が発電しても、使用する負荷が大きい場合は、系統１２からの電力は順潮流となり、系統電圧は上昇しない。従って、系統１２からの電力が順潮流の場合には、運転力率を０．９５とする必要はない。そのため、上記ステップＳ００５の処理では、運転力率を１に設定している。
【００４３】
また、太陽電池１１に照射される日射量及び系統１２に流れる電流は、負荷の変動により、時々刻々と変動する。負荷の変動により、系統１２に流れる電流が逆潮流状態となる場合には、受電点電圧が上昇する可能性がある。一方、系統１２から流れる電流が順潮流状態となる場合には、受電点電圧は低下する可能性がある。このため、運転力率の切り替えは、電流が変化してから一定時間経過後に実施することが好ましい実施の形態となる。以下、この一定時間を「第一の時間」と言い替える。
【００４４】
また、上記非特許文献１には、逆潮流を禁止する系統連系の場合に取り付けられる逆電力リレー（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒｅｌａｙ：ＲＰＲ）における逆潮流検出時限が０．５秒との記載がある。
【００４５】
以上の点を考慮し、上述した図３のステップＳ００１では、運転力率の切り替えに要する第一の時間を０．５秒に設定している。
【００４６】
なお、第一の時間の０．５秒は一例であって、この値に限定されるものではない。力率調整器１１１は、予め設定されたタイミングで第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１を監視し、監視した電流値Ｉ１に応じて電力変換部１０１の運転力率を決定する。第一の電流検出器１０３による電流検出は、電流が変化してから運転力率を０．９５に変化させる時間以内に実施すればよい。一般的に、運転力率の変更による電流の変化は０．５秒以内に起こるので、ステップＳ００１における第一の時間は、０．５秒以内の値に設定ことがすることができる。第一の時間は、０．５秒以内の値に設定すれば、電力変換部１０１の運転力率を０．５秒以内の時間で変更することができる。
【００４７】
また、電圧上昇を抑制することを考慮すると、逆潮流時に電力変換部１０１の運転力率が１となるのを避ける必要がある。従って、運転力率を１と０．９５との間の切り替えを一律に０．５秒とする上記図３のフローを変更してもよい。具体的に、運転力率の０．９５から１への切り替えは、系統１２への電流が順潮流であることが充分な時間が経過してから実施することとしてもよい。これは受電点に流れる電流変化の頻度が大きく、運転力率の切り替えが頻繁に行われるのを回避するためである。
【００４８】
運転力率の切り替えが頻繁に行われると、受電点の電圧変動が大きくなり、最悪の場合には、フリッカが発生する可能性もある。このため、運転力率を０．９５から１に切り替える場合には、充分な時間である第二の時間が経過してから実施するようにすることが好ましい。なお、第二の時間の一例は、１００秒程度とする。
【００４９】
一方、運転力率を１から０．９５に切り替える場合には、逆潮流による受電点電圧の上昇の抑制を積極的に行う意味合いから、０．５秒以内とするのが好ましい実施の形態となる。図３の、ステップＳ００１では、０．５秒としているが、０．５秒以内であればよい。
【００５０】
以上説明したように、実施の形態１によれば、電力変換装置に具備される制御器は、電力変換部と系統との間の受電点における潮流状態に基づいて、電力変換部の運転力率を制御することとした。これにより、電力変換部の出力により受電点電圧が上昇する可能性の有無に応じて、運転力率を切り替えることが可能になる。また、これにより、系統連系に関する技術基準を遵守しつつも、需要者における発電機会の喪失による損失を小さくすることが可能になる。また、需要者において、発電機会の喪失による損失を低減しつつ、受電点の電圧上昇を抑制することが可能になる。
【００５１】
また、実施の形態１によれば、電力系統への電流が順潮流状態である場合には、電力変換部の運転力率が１に設定され、電力系統への電流が逆潮流状態である場合には、電力変換部の運転力率が１未満の値に変更される。従って、受電点電圧が上昇する可能性の有無に応じて運転力率が切り替えられるので、発電機会の増加を意図した制御が可能になる。
【００５２】
また、実施の形態１によれば、電力変換部の運転力率は１から０．８まで可変できるように構成されているので、電力会社からの様々な要求に対応することが可能になる。
【００５３】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る電力変換装置２００を含む電力変換システム２の構成を示すブロック図である。図４に示す実施の形態２における電力変換システム２では、図１に示す実施の形態１における電力変換システム１の構成において、負荷１３と並列に蓄電池１４が追加されている。また、図４に示す実施の形態２に係る電力変換装置２００では、図１に示す実施の形態１に係る電力変換装置１００の構成における制御器１０２が制御器２０２に置き換えられ、電力変換部１０１と系統１２とを接続する電力ライン１６と蓄電池１４とを接続する接続線に第二の電流検出器１０４が追加されている。なお、その他の構成については、図１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一符号を付し、重複する説明は割愛する。
【００５４】
実施の形態１に示す構成においては、負荷１３が一般的な電気機器を想定し、系統１２への電流が逆潮流状態であるか、順潮流状態であるかに応じて、電力変換部１０１の運転力率を決定していた。これに対し、実施の形態２では、まず、負荷１３とは異なる負荷として蓄電池１４を想定する。そして、系統１２への電流が逆潮流状態であるか、順潮流状態であるかという観点に加え、蓄電池１４への充電電流に応じて電力変換部１０１の運転力率を決定するものである。以下、その決定手法について詳細に説明する。
【００５５】
太陽電池１１が発電する電力は電力変換部１０１で変換され、蓄電池１４へ供給される。即ち、蓄電池１４は、太陽電池１１の発電電力によって充電される。また、太陽電池１１の発電電力が少ない場合、系統１２からの電力を利用して充電する。なお、太陽電池１１が発電を停止する夜間などにおいては、蓄電池１４の電力を放電して、負荷１３を動作させることもできる。蓄電池１４としては、電気自動車の蓄電池、又は定置型の蓄電池であるリチウムイオン電池を例示できる。
【００５６】
第二の電流検出器１０４は、蓄電池１４の充放電電流、即ち蓄電池１４に流れ込む充電電流、又は蓄電池１４から流れ出す放電電流を検出し、検出した電流値Ｉ２を制御器２０２へ出力する。なお、第二の電流検出器１０４が検出した電流値Ｉ２は、ノイズ要因を除去するため、移動平均、ＬＰＦ処理といった平均化処理を行ってもよい。
【００５７】
制御器２０２は、第一の電流検出器１０３から出力された電流値Ｉ１と、第二の電流検出器１０４から出力された電流値Ｉ２とを入力信号として電流指令値Ｉｃ２を演算する。制御器２０２は、演算した電流指令値Ｉｃ２を電力変換部１０１へ出力する。なお、電流値Ｉ１を「第一の電流値」と呼び、電流値Ｉ２を「第二の電流値」と呼ぶ場合がある。
【００５８】
次に、実施の形態２における制御器２０２の詳細について説明する。図５は、実施の形態２における制御器２０２の構成を示すブロック図である。制御器２０２は、図５に示すように、電流制御器１１０と、力率調整器２１１と、内部メモリ１１２とを備える。なお、電流制御器１１０及び内部メモリ１１２は、同一の符号を付して示すように、実施の形態１と同等の構成部である。このため、ここでは、電流制御器１１０及び内部メモリ１１２に関する説明は割愛し、実施の形態１とは異なる力率調整器２１１について説明する。
【００５９】
図６は、実施の形態２における力率調整器２１１の動作説明に供する図である。図６では、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１と、第二の電流検出器１０４が検出した電流値Ｉ２との組み合わせによるケース１からケース３までの３つのケースと、それぞれのケースによって選択される運転力率とが示されている。
【００６０】
＜ケース１＞
ケース１は、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１によって順潮流が検出され、第二の電流検出器１０４が検出した電流値Ｉ２によって蓄電池１４への充電電流が検出された場合である。このケースでは、太陽電池１１からの発電電力を最大限活用するために、電力変換部１０１の運転力率は１とする。なお、系統１２への電流が順潮流状態であり、且つ、蓄電池１４への充電電流が検出された状態は、系統電圧の上昇の可能性が低い状態である。このため、このケースの運転力率は、太陽電池１１からの発電電力を有効に活用すべきというユーザ視点に立ち決定することとしている。
【００６１】
＜ケース２＞
ケース２は、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１によって順潮流が検出され、第二の電流検出器１０４が検出した電流値Ｉ２によって蓄電池１４からの放電電流が検出された場合である。このケースでは、系統１２への電流は順潮流であるものの、負荷１３の状態の変化によっては、系統１２への電流が逆潮流となる可能性があり、系統電圧が上昇する可能性がある。従って、本ケースの場合、電力変換部１０１の運転力率は、電力会社の視点に立ち決定すべきものである。このため、電力変換部１０１の運転力率は、内部メモリ１１２に記憶されている力率値、即ち０．９５とし、系統電圧の上昇を確実に抑制する運用とする。
【００６２】
＜ケース３＞
ケース３は、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１によって順潮流が検出された場合である。このケースでは、系統１２への電流が逆潮流であるため、系統電圧が上昇している状態である。従って、蓄電池１４が充電状態であるか放電状態であるかに関わらず、電力変換部１０１の運転力率は、内部メモリ１１２に記憶されている力率値、即ち０．９５とし、系統電圧の上昇を確実に抑制する運用とする。本ケースも、電力会社の視点に立って運転力率を決定するケースである。
【００６３】
次に、制御器２０２の動作について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態２における制御器２０２の動作説明に供するフローチャートである。図７のフローチャートにおける各部では、符号及び記号の表記を省略している。なお、図５の内部メモリ１１２には、力率値として“０．９５”が書き込まれているとする。
【００６４】
制御器２０２は、前回の処理において、電力変換部１０１の運転力率を決定してから０．５秒経過したか否かを確認する（ステップＳ１０１）。なお、０．５秒の意味については、実施の形態１と同様である。
【００６５】
運転力率の決定から０．５秒経過していない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。一方、運転力率の決定から０．５秒経過している場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に進む。
【００６６】
力率調整器１１１は、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１、及び第二の電流検出器１０４が検出した電流値Ｉ２を取得すると共に、内部メモリ１１２に書き込まれている力率値を読み出す（ステップＳ２０２）。
【００６７】
力率調整器２１１は、第一の電流検出器１０３より取得した電流値Ｉ１に基づいて、系統１２への電流が順潮流状態であるか、逆潮流状態であるかを判定する。また、力率調整器２１１は、第二の電流検出器１０４より取得した電流値Ｉ２に基づいて、蓄電池１４が充電中であるか否かを判定する（以上、ステップＳ１０３）。
【００６８】
系統１２への電流が順潮流状態であり、且つ、蓄電池１４が充電中である場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、力率調整器２１１は、電力変換部１０１の運転力率を１とし（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０６に進む。なお、ステップＳ１０３の判定結果が“Ｙｅｓ”の場合は、図６のケース１に対応する。
【００６９】
一方、系統１２への電流が逆潮流状態であり、又は、蓄電池１４が放電中である場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、力率調整器２１１は、電力変換部１０１の運転力率を０．９５とし（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０６に進む。なお、ステップＳ１０３の判定結果が“Ｎｏ”の場合は、図６のケース２及びケース３に対応する。
【００７０】
電流制御器１１０は、力率調整器２１１が決定した運転力率となるように電力変換部１０１へ電流指令値Ｉｃ２を出力する（ステップＳ１０６）。
【００７１】
以上説明したように、実施の形態２によれば、電力変換装置に具備される制御器は、第二の電流検出器により取得した第二の電流値に基づいて蓄電池が充電状態であるか又は放電状態であるかを判定し、電力系統への電流が順潮流状態であり、且つ、蓄電池が充電中である場合、電力変換部の運転力率を１に設定することとした。これにより、実施の形態１の効果に加え、太陽電池１１の発電電力をより多く、蓄電池１４に充電できるという効果が得られる。
【００７２】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る電力変換装置３００を含む電力変換システム３の構成を示すブロック図である。図８に示す実施の形態３に係る電力変換装置３００では、図１に示す実施の形態１に係る電力変換装置１００の構成における制御器１０２が制御器３０２に置き換えられている。また、図１に示す実施の形態１に係る電力変換装置１００の構成において、電力ライン１６における受電点ａの電圧を検出するための第一の電圧検出器３０３と、電力ライン１６における電力変換部１０１の出力点ｂの電圧を検出するための第二の電圧検出器３０４とが追加され、第一の電流検出器１０３が削除されている。なお、その他の構成については、図１の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一符号を付し、重複する説明は割愛する。
【００７３】
実施の形態１に示す構成においては、系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを第一の電流検出器１０３の検出値によって決定していた。これに対し、実施の形態３では、系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かの判断を、受電点ａの電圧、及び電力変換部１０１の出力点ｂの電圧に基づいて、電力変換部１０１の運転力率を決定するものである。以下、その決定手法について詳細に説明する。
【００７４】
なお、電力ライン１６における負荷１３との接続点をｃとすると、図８に示されるように、受電点ａは、負荷１３との接続点ｃよりも、系統１２側に位置する。また、電力変換部１０１の出力点ｂは、負荷１３との接続点ｃよりも、電力変換部１０１側に位置する。なお、出力点ｂは、負荷１３との接続点ｃよりも電力変換部１０１側であれば、どの点を選んでもよい。即ち、負荷１３に印加される前の電力変換部１０１の出力電圧を検出できれば、電力ライン１６の任意の箇所に接続してもよい。
【００７５】
実施の形態１における第一の電流検出器１０３は、一般的にシャント抵抗と電圧増幅器とで構成される。ここで、太陽電池用ＰＣＳの場合、シャント抵抗には２０［Ａ］以上の大電流が流れるため、抵抗値と電流値とによって、ロスが発生する。このロスを低減するためには抵抗値を小さくする必要があり、シャント抵抗には耐電力仕様が求められる。また、構成部品によっては、電流検出器を構成する回路を絶縁する必要もあり、高コストとなる。これに対し、電圧検出器は、一般的に差動増幅器で構成されるので、部品数も少なく安価となる。このため、実施の形態３では、電圧検出器を使用する構成としたものである。
【００７６】
第一の電圧検出器３０３は、受電点ａの電圧を検出し、検出した電圧値Ｖ１を制御器３０２へ出力する。また、第二の電圧検出器３０４は、出力点ｂの電圧を検出し、検出した電圧値Ｖ２を電力変換部１０１が出力する電圧の検出値として、制御器３０２へ出力する。なお、電圧値Ｖ１を「第一の電圧値」と呼び、電圧値Ｖ２を「第二の電圧値」と呼ぶ場合がある。
【００７７】
制御器３０２は、第一の電圧検出器３０３が検出した電圧値Ｖ１と、第二の電圧検出器３０４が検出した電圧値Ｖ２とを入力信号として電流指令値Ｉｃ３を演算する。制御器３０２は、演算した電流指令値Ｉｃ３を電力変換部１０１へ出力する。
【００７８】
次に、実施の形態３における制御器３０２の詳細について説明する。図９は、実施の形態３における制御器３０２の構成を示すブロック図である。制御器３０２は、図９に示すように、電流制御器１１０と、力率調整器３１１と、内部メモリ１１２とを備える。なお、電流制御器１１０及び内部メモリ１１２は、同一の符号を付して示すように、実施の形態１と同等の構成部である。このため、ここでは、電流制御器１１０及び内部メモリ１１２に関する説明は割愛し、実施の形態１とは異なる力率調整器３１１について説明する。
【００７９】
次に、力率調整器３１１の詳細な動作について説明する。
【００８０】
力率調整器３１１は、第一の電圧検出器３０３が検出した電圧値Ｖ１と、第二の電圧検出器３０４が検出した電圧値Ｖ２とを比較し、以下の（１）式が成立するか否かを判定する。
【００８１】
Ｖ２≧Ｖ１    …（１）
【００８２】
上記（１）式の関係が成立する場合、力率調整器３１１は、系統１２への電流が逆潮流状態であると判断する。
【００８３】
一般的に、電流は電圧が高い方から低い方へと流れる。このため、上記（１）式が成立する場合、電流は電力変換部１０１から系統１２へ流れていることとなる。従って、上記（１）式が成立する場合、系統１２への電流値が逆潮流状態であると判断することができる。
【００８４】
一方、上記（１）式が成立しない場合、以下の（２）式が成立することを意味する。
【００８５】
Ｖ１＞Ｖ２    …（２）
【００８６】
力率調整器３１１は、上記（２）式の関係が成立する場合、系統１２への電流が順潮流状態であると判断する。
【００８７】
前述したように、一般的に、電流は電圧が高いほうから低いほうへ流れるので、上記（２）式が成立する場合、電流は系統１２から電力変換部１０１へ流れていることとなる。従って、上記（２）式が成立する場合、系統１２への電流値が順潮流状態であると判断することができる。
【００８８】
次に、制御器３０２の動作について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施の形態３における制御器３０２の動作説明に供するフローチャートである。図１０のフローチャートにおける各部では、符号及び記号の表記を省略している。なお、図９の内部メモリ１１２には、力率値として“０．９５”が書き込まれているとする。
【００８９】
制御器３０２は、前回の処理において、電力変換部１０１の運転力率を決定してから０．５秒経過したか否かを確認する（ステップＳ２０１）。なお、０．５秒の意味については、実施の形態１と同様である。
【００９０】
運転力率の決定から０．５秒経過していない場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、ステップＳ２０１の処理を繰り返す。一方、運転力率の決定から０．５秒経過している場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に進む。
【００９１】
力率調整器３１１は、第一の電圧検出器３０３が検出した電圧値Ｖ１、及び第二の電圧検出器３０４が検出した電圧値Ｖ２を取得すると共に、内部メモリ１１２に書き込まれている力率値を読み出す（ステップＳ２０２）。
【００９２】
力率調整器３１１は、第一の電圧検出器３０３より取得した電圧値Ｖ１と、第二の電圧検出器３０４より取得した電圧値Ｖ２と基づいて、系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【００９３】
系統１２への電流が逆潮流状態である場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、力率調整器３１１は、電力変換部１０１の運転力率を０．９５とし（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０６に進む。
【００９４】
一方、系統１２への電流が逆潮流状態ではない、即ち順潮流状態である場合（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、力率調整器３１１は、電力変換部１０１の運転力率を１とし（ステップＳ２０５）、ステップＳ２０６に進む。
【００９５】
電流制御器１１０は、力率調整器３１１が決定した運転力率となるように電力変換部１０１へ電流指令値Ｉｃ３を出力する（ステップＳ２０６）。
【００９６】
以上説明したように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同等の制御を、電流検出器を用いずに２つの電圧検出器を用いて実施する構成とした。これにより、実施の形態１と同等の機能を有する電力変換装置をより安価に構成することが可能になる。
【００９７】
実施の形態４．
実施の形態１では、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１によって系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを判断し、その判断結果に基づいて電力変換部１０１の運転力率を決定していた。即ち、実施の形態１では、受電点の電流のみを用いる手法であり、受電点ａの電圧及び電力変換部１０１の出力点ｂの電圧は不明であった。
【００９８】
また、実施の形態３では、受電点ａの電圧値Ｖ１と、電力変換部１０１の出力点ｂの電圧値Ｖ２とによって系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを判断し、その判断結果に基づいて電力変換部１０１の運転力率を決定していた。即ち、実施の形態３では、実施の形態１とは逆に、受電点ａの電圧及び電力変換部１０１の出力点ｂの電圧を用いる手法であり、受電点の電流は不明であった。
【００９９】
従って、実施の形態１の構成の場合、第一の電流検出器１０３が故障した場合には、系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを正しく判断することは困難であった。また、実施の形態３の構成の場合、第一の電圧検出器３０３及び第二の電圧検出器３０４のうちの少なくとも一つが故障した場合には、系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを正しく判断することは困難であった。
【０１００】
そこで、実施の形態４は、実施の形態１及び実施の形態３による双方の特徴を活用しつつ、信頼性をより高めたシステム構成としたものである。図１１は、実施の形態４に係る電力変換装置４００を含む電力変換システム４の構成を示すブロック図である。図１１に示す実施の形態４に係る電力変換装置４００では、図８に示す実施の形態３に係る電力変換装置３００の構成における制御器３０２が制御器４０２に置き換えられている。また、図１１に示す実施の形態４における電力変換システム４では、図８に示す実施の形態３における電力変換システム３の構成において、電力変換部１０１と系統１２とを接続する電力ライン１６に第一の電流検出器１０３が追加され、制御器４０２の情報を表示する表示部４０３が追加されている。なお、その他の構成については、図８の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一符号を付し、重複する説明は割愛する。
【０１０１】
第一の電流検出器１０３は、系統１２から電力変換部１０１に流れる電流、又は電力変換部１０１から系統１２へ流れる電流を検出し、検出した電流値Ｉ１を制御器４０２へ出力する。第一の電圧検出器３０３は、受電点ａの電圧を検出し、検出した電圧値Ｖ１を制御器４０２へ出力する。第二の電圧検出器３０４は、出力点ｂの電圧を検出し、検出した電圧値Ｖ２を電力変換部１０１が出力する電圧の検出値として、制御器４０２へ出力する。
【０１０２】
制御器４０２は、第一の電流検出器１０３から出力された電流値Ｉ１と、第二の電流検出器１０４から出力された電流値Ｉ２と、第一の電圧検出器３０３が検出した電圧値Ｖ１と、第二の電圧検出器３０４が検出した電圧値Ｖ２とを入力信号として電流指令値Ｉｃ４を演算する。制御器４０２は、演算した電流指令値Ｉｃ４を電力変換部１０１へ出力する。
【０１０３】
次に、実施の形態４における制御器４０２及び表示部４０３の動作について説明する。図１２は、実施の形態４における制御器４０２の構成を示すブロック図である。制御器４０２は、図１１に示すように、電流制御器１１０と、力率調整器４１１と、内部メモリ１１２とを備える。なお、電流制御器１１０及び内部メモリ１１２は、同一の符号を付して示すように、実施の形態３と同等の構成部である。このため、ここでは、電流制御器１１０及び内部メモリ１１２に関する説明は割愛し、実施の形態３とは異なる力率調整器４１１について説明する。
【０１０４】
力率調整器４１１は、第一の電圧検出器３０３が検出した電圧値Ｖ１と、第二の電圧検出器３０４が検出した電圧値Ｖ２とを比較し、電圧値Ｖ１と電圧値Ｖ２との間の大小関係を明らかにする。なお、大小関係を表す式は、前述した（１）、（２）式の通りである。以下に、（１）、（２）式を再掲する。
【０１０５】
Ｖ２≧Ｖ１    …（１）（再掲）
Ｖ１＞Ｖ２    …（２）（再掲）
【０１０６】
また、力率調整器４１１は、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１に基づいて、電力ライン１６に流れる電流が、系統１２側から流入する電流であるのか、系統１２側へ流出する電流であるのかを判定する。なお、説明の便宜上、系統１２側から電力変換部１０１に流入する方向を正と定義する。この定義により、電力ライン１６に流れる電流が系統１２側から流入する電流である場合、以下の（３）式で表すことができる。
【０１０７】
Ｉ１＞０    …（３）
【０１０８】
また、電力ライン１６に流れる電流が系統１２側へ流出する電流である場合、以下の（４）式で表すことができる。
【０１０９】
Ｉ１≦０    …（４）
【０１１０】
なお、上式では、（４）式に等号を含めているが、（３）式に等号を含めてもよい。
【０１１１】
図１３は、実施の形態４における力率調整器４１１の動作説明に供する図である。図１３では、第一の電圧検出器３０３が検出した電圧値Ｖ１と、第二の電圧検出器３０４が検出した電圧値Ｖ２との間の大小関係と、第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１の符号との組み合わせに基づいて、ケース１からケース４までの４つのケースが示されている。
【０１１２】
＜ケース１＞
ケース１は、上記（２）式と、（３）式とが成立する場合である。本ケースは、受電点ａの電圧値Ｖ１が出力点ｂの電圧値Ｖ２よりも大きく、また、電流値Ｉ１の符号は正である。従って、電圧値による判定結果と電流値による判定結果とは一致し、力率調整器４１１は、系統１２への電流は順調流状態であると判断する。
【０１１３】
＜ケース２＞
ケース２は、上記（２）式と、（４）式とが成立する場合である。本ケースは、受電点ａの電圧値Ｖ１が出力点ｂの電圧値Ｖ２よりも大きい一方で、電流値Ｉ１の符号は負又は零である。即ち、出力点ｂよりも受電点ａの電圧が高いが、電流は系統１２側へ流出していることとなり、一般的には想定されないケースである。このため、本ケースは、正常状態と判断できないため、負荷の電圧上昇を抑制する目的で、系統１２への電流は逆潮流状態であると判断する。また、本ケースは、電圧検出器又は電流検出器の何れかに異常があると考えられるため、制御器４０２から表示部４０３へエラー信号を出力し、表示部４０３は、エラーメッセージを表示する。
【０１１４】
＜ケース３＞
ケース３は、上記（１）式と、（３）式とが成立する場合である。本ケースは、出力点ｂの電圧値Ｖ２が受電点ａの電圧値Ｖ１以上であり、また、電流値Ｉ１の符号は正である。即ち、受電点ａの電圧は出力点ｂの電圧よりも低いが、電流は系統１２側から流入している状態である。この場合は、太陽電池１１の発電電力が小さく、電力変換部１０１の出力端に接続される負荷１３を太陽電池１１の出力ではまかなえず、系統１２からの電力も負荷１３に供給されている。一般的に、この状態は、出力点ｂの電圧は受電点ａの電圧より低くなるが、出力点ｂから負荷１３の接続点ｃまでの配線が長い場合には、本ケースのような状態となる。本ケースでは、系統１２の電圧上昇を抑えるため、力率を調整する必要がある。従って、本ケースでは、系統１２の電圧が上昇することを避けるため、系統１２への電流状態は逆潮流状態であると判断する。
【０１１５】
＜ケース４＞
ケース４は、上記（１）式と、（４）式とが成立する場合である。本ケースは、出力点ｂの電圧値Ｖ２が受電点ａの電圧値Ｖ１以上であり、また、電流値Ｉ１の符号は負又は零である。本ケースは、太陽電池１１の発電電力が大きく、負荷１３への電力供給を太陽電池１１の発電電力で賄え、発電電力の余剰分が系統１２へ流れている状態である。電圧値による判定結果と電流値による判定結果とは一致し、力率調整器４１１は、系統１２への電流は逆調流状態であると判断する。
【０１１６】
次に、制御器４０２の動作について、図１４を用いて説明する。図１４は、実施の形態４における制御器４０２の動作説明に供するフローチャートである。図１４のフローチャートにおける各部では、符号及び記号の表記を省略している。なお、図１４の内部メモリ１１２には、力率値として“０．９５”が書き込まれているとする。
【０１１７】
制御器４０２は、前回の処理において、電力変換部１０１の運転力率を決定してから０．５秒経過したか否かを確認する（ステップＳ３０１）。なお、０．５秒の意味については、実施の形態１と同様である。
【０１１８】
運転力率の決定から０．５秒経過していない場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）、ステップＳ３０１の処理を繰り返す。一方、運転力率の決定から０．５秒経過している場合（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に進む。
【０１１９】
力率調整器４１１は、第一の電圧検出器３０３が検出した電圧値Ｖ１、第二の電圧検出器３０４が検出した電圧値Ｖ２、及び第一の電流検出器１０３が検出した電流値Ｉ１を取得すると共に、内部メモリ１１２に書き込まれている力率値を読み出す（ステップＳ３０２）。
【０１２０】
力率調整器４１１は、第一の電圧検出器３０３より取得した電圧値Ｖ１と、第二の電圧検出器３０４より取得した電圧値Ｖ２、第一の電流検出器１０３より取得した電流値Ｉ１とに基づいて、系統１２への電流が逆潮流状態であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【０１２１】
系統１２への電流が逆潮流状態である場合（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、力率調整器４１１は、電力変換部１０１の運転力率を０．９５とし（ステップＳ３０４）、ステップＳ３０６に進む。
【０１２２】
一方、系統１２への電流が逆潮流状態ではない、即ち順潮流状態である場合（ステップＳ３０３，Ｎｏ）、力率調整器４１１は、電力変換部１０１の運転力率を１とし（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０６に進む。
【０１２３】
電流制御器１１０は、力率調整器４１１が決定した運転力率となるように電力変換部１０１へ電流指令値Ｉｃ４を出力する（ステップＳ３０６）。
【０１２４】
以上説明したように、実施の形態４に係る電力変換装置は、実施の形態１による機能と、実施の形態３による機能とを兼ね備えた装置構成としたものである。これにより、双方の機能を補完しつつ、信頼性をより高めた装置を構成することが可能になる。
【０１２５】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１２６】
１，２，３，４  電力変換システム、１１  太陽電池、１２  系統、１３  負荷、１４  蓄電池、１６  電力ライン、１００，２００，３００，４００  電力変換装置、１０１  電力変換部、１０２，２０２，３０２，４０２  制御器、１０３  第一の電流検出器、１０４  第二の電流検出器、１１０  電流制御器、１１１，２１１，３１１  力率調整器、１１２  内部メモリ、３０３  第一の電圧検出器、３０４  第二の電圧検出器、４０３  表示部、４１１  力率調整器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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