(57)【要約】【課題】蓄電装置の劣化を抑制し、商用電力系統からの受電電力の最大値の低減（ピークカット）を長期間にわたって安定して行うことができる電力供給システムを提供する。【解決手段】発電装置１１と、蓄電装置１２と、出力安定化装置２とを有し、負荷系統ＬＳの需要電力Ｐ１kが予め決められた設定電力ＰＡよりも大きくなった後、発電装置１１及び蓄電装置１２から補助電力Ｐ３kを供給するとき、蓄電装置１２の放電による電力供給を基準期間ＳＴ内の予め設定した期間にまとめて行うように出力安定化装置２を制御している電力供給システムＡ。【選択図】図５
2014023381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置と、蓄電装置と、出力安定化装置とを有し、負荷が接続された負荷系統に、商用電力系統からの受電電力を補助する補助電力を供給する補助電力系統と、
予め決められた基準期間において、前記負荷系統の需要電力が予め決められた設定電力よりも大きくなった場合、前記発電装置及び前記蓄電装置から前記負荷系統に補助電力を供給するピークカット動作を行うように前記出力安定化装置を制御する制御部とを備えており、
前記制御部が、前記蓄電装置の放電による電力供給を前記基準期間内の予め設定した期間にまとめて行うように前記出力安定化装置を制御していることを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記発電装置の発電電力が前記補助電力となるように前記出力安定化装置を制御し、前記蓄電装置が放電しないよう制御する、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記ピークカット動作中における、前記需要電力と前記設定電力との差の積算値と前記補助電力の積算値とを比較し、前記補助電力の積算値が前記需要電力と前記設定電力との差の積算値よりも小さくなったとき、前記蓄電装置の放電を開始するように前記出力安定化装置を制御する請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記蓄電装置の放電による電力の供給が終了した後、前記基準期間が終了するまでの間、前記需要電力と前記設定電力との差が前記発電装置の発電電力よりも大きいとき、前記制御部は、前記需要電力と前記設定電力との差を前記補助電力とするように前記出力安定化装置を制御する請求項２又は請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記出力安定化装置は、前記発電装置からの発電電力と、前記蓄電装置からの放電電力がそれぞれ独立して入力される構成を有しており、前記発電電力を調整することで前記蓄電装置の放電を制限できる構成を有している請求項１から請求項４のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記出力安定化装置は、前記発電装置からの発電電力の調整と、前記蓄電装置の放電電力の調整を独立して行うことが可能な構成を有している請求項１から請求項５のいずれかに記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記発電装置と前記蓄電装置とが直接接続されているとともに、その接続点が前記出力安定化装置に接続されている請求項１から請求項５に記載の電力供給システム。
【請求項８】
前記発電装置が太陽電池である請求項１から請求項７のいずれかに記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電力系統とは別系統からの電力の供給を適切に制御する電力供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、負荷が接続されている電力系統（負荷系統と称する）に電力を供給するシステムとして、商用電力系統とは別系統で前記負荷系統に電力を供給する補助電力系統を備えた電力供給システムの導入が増加してきている。前記補助電力系統を備えた電力供給システムでは、前記負荷系統の需要電力の一部を前記補助電力系統からの電力でまかない、前記商用電力系統からの電力の供給を減らしている。このような、補助電力系統として、太陽電池、風力発電機等の環境負荷の少ない、再生エネルギを利用した発電装置を備えているものが増えている。
【０００３】
前記電力供給システムでは、前記商用電力系統からの受電電力（の平均値）の上限（以下、設定電力とする）を予め設定しておき、前記負荷系統の需要電力が設定電力を超えると、前記補助電力系統から電力を供給する。これにより、前記商用電力系統からの受電電力を前記設定電力よりも大きくならないように抑える、いわゆる、ピークカットが行われる（例えば、特開２００８−３０６８３２号公報等参照）。
【０００４】
現在、日本国内において、電力供給者は、予め決められた基本料金（契約料金）と電力使用量に応じた従量料金との合算で電力使用料金（商用電力系統から受電した受電電力の料金）を決定している。そして、前記基本料金は、過去一年間の受電電力の最大ピーク（以下ピーク電力と称する）に基づいて決定されるようになっている。つまり、過去一年間において、わずかな期間であっても、突出した電力使用実績（最大ピーク電力）があると、その後一年、最大ピーク電力に基づいた基本料金となり、高く設定されてしまう。前記電力供給システムを利用することで、前記ピークカットが可能であるので、最大ピーク電力を下げることができ、基本料金を低く抑えることができる。
【０００５】
前記太陽電池は、日照、気温等の条件によって発電量が変動しやすい。また、風力発電機等、太陽電池以外の再生エネルギを利用した発電装置も同様、発電量が環境の状態に左右され、ばらつきが発生しやすい。このように発電量がばらつくと、前記補助電力系統から供給される電力がばらつき、ピークカットの効果が低減してしまう場合がある。また、負荷系統で消費される電力（需要電力）の変動が大きいと、前記発電装置だけでピークカットに必要な電力を供給できず、ピークカットの効果が低減してしまう場合がある。
【０００６】
そこで、前記発電装置の発電量のばらつきを修正し、前記補助電力系統から供給する電力を一定又は略一定にするため、前記補助電力系統にバッテリー等の蓄電装置（蓄電池）を備えている電力供給システムが提案されている。
【０００７】
前記補助電力系統に前記蓄電池を備えることで、前記発電装置の発電量が少ないとき、前記蓄電池の電力を追加することで、前記補助電力系統から前記負荷系統に供給する電力を一定又は略一定にすることができる。これにより、前記電力供給システムは、確実なピークカットを行うことが可能となる。
【０００８】
前記蓄電池は、前記負荷系統の電力需要が少ない期間（主に夜間）に前記商用電力系統からの電力で蓄電する。また、前記太陽電池の発電量が前記補助電力系統から前記負荷系統に供給する電力を上回っているとき、前記太陽電池で発電した電力で前記蓄電池を充電することができる構成となっている。すなわち、前記蓄電池は、前記太陽電池の発電量が少ないときに放電し、前記発電量が多いときに充電する、いわゆる、浮動充電状態となっている。
【０００９】
そして、前記商用電力系統では、電力需要が大きい昼間に比べ、電力需要が低い夜間は、電力料金が安価に設定されていることが多い。そして、上述のような、電力供給システムを採用することで、昼間に比べて安価な夜間の電力で蓄電池を充電し、前記負荷系統の昼間の需要電力の一部として利用することで、従量料金の削減も可能となる。
【００１０】
さらに、上述のようなピークカットによって、供給電力（電力供給者がすべての電力需要者に供給した電力の総和）に対して需要電力の総和が過多になるのを抑制し、大規模停電の発生や、さらに大停電に備えての設備拡張を抑制することも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−３０６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の構成の電力供給システムでは、前記太陽電池の発電量の変動が大きい或いは前記負荷系統の需要電力の変動が大きい場合、前記蓄電池から供給される電力値の変動が大きくなる。また、前記蓄電池が、浮動充電状態となっているので、前記太陽電池の発電量の変動或いは前記負荷系統の需要電力によって、放電と充電とを頻繁に繰り返す。
【００１３】
すなわち、前記電力供給システムでは、前記蓄電池の充放電の電力（電流）の変動が大きく、しかも、頻繁であるので、前記蓄電池の蓄電性能が劣化しやすい。前記蓄電池の蓄電性能が低下すると、前記蓄電池から供給可能な電力が減るので、前記発電装置の発電量を十分に補うことができなくなり、ピークカットの効果が減少してしまう。
【００１４】
そこで本発明は、商用電力系統からの受電電力の最大値の低減（ピークカット）を長期間にわたって安定して行うことができる電力供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため本発明は、発電装置と、蓄電装置と、出力安定化装置とを有し、負荷が接続された負荷系統に、商用電力系統からの受電電力を補助する補助電力を供給する補助電力系統と、予め決められた基準期間において、前記負荷系統の需要電力が予め決められた設定電力よりも大きくなった場合、前記発電装置及び前記蓄電装置から前記負荷系統に補助電力を供給するピークカット動作を行うように前記出力安定化装置を制御する制御部とを備えており、前記制御部が、前記蓄電装置の放電による電力供給を前記基準期間内の予め設定した期間にまとめて行うように前記出力安定化装置を制御していることを特徴とする電力供給システムを提供する。
【００１６】
この構成によると、蓄電装置の放電による電力供給をあらかじめ設定した期間にまとめて行うので、前記蓄電装置の放電時の頻繁且つ大きな電流の変動を抑制することができる。また、予め設定した期間で蓄電装置の放電を行うので、前記蓄電装置の放電が行われる期間を短くすることができる。
【００１７】
以上のことより、前記蓄電装置の充放電が頻繁に行われるのを抑制し、前記蓄電装置の蓄電能力の劣化を抑制することができる。これにより、前記電力供給システムは、前記蓄電装置を取り換えることなく、長期間にわたり前記ピークカット動作を行うことが可能である。なお、前記出力安定化装置として、前記発電装置の発電電力及び前記蓄電装置の放電電力を交流に変換するとともに、前記受電電力を直流に変換するインバータを備えているものを挙げることができる。
【００１８】
上記構成において、前記制御部は、前記発電装置の発電電力が前記補助電力となるように前記出力安定化装置を制御し、前記蓄電装置が放電しないよう制御してもよい。
【００１９】
この構成によると、前記補助電力が、前記負荷系統が要求している電力（需要電力と設定電力の差）よりも大きくなる場合があり、その場合、基準期間内における商用電力系統からの受電電力（の平均値）を低減することが可能である。これにより、ピークカット動作の効果を高めることが可能である。また、前記発電装置の発電電力がすべて補助電力として利用されるので、前記発電装置で発電された電力で、前記蓄電装置が充電されにくく、前記蓄電装置が充放電を繰り返すのを抑制することができる。これにより、前記電力供給システムは、前記蓄電装置の蓄電能力の劣化を抑制することができ、長期間にわたりピークカット動作を行うことができる。
【００２０】
上記構成において、前記制御部は、前記ピークカット動作中における、前記需要電力と前記設定電力との差の積算値と前記補助電力の積算値とを比較し、前記補助電力の積算値が前記需要電力と前記設定電力との差の積算値よりも小さくなったとき、前記蓄電装置の放電を開始するように前記出力安定化装置を制御してもよい。
【００２１】
前記発電装置の発電電力で前記補助電力をまかなうことができる間、前記蓄電装置の放電が実施されないので、前記蓄電装置の放電による劣化を抑制することが可能である。これにより、前記電力供給システムは、前記蓄電装置の蓄電能力の劣化を抑制することができ、長期間にわたりピークカット動作を行うことができる。
【００２２】
上記構成において、前記蓄電装置の放電による電力の供給が終了した後、前記基準期間が終了するまでの間、前記需要電力と前記設定電力との差が前記発電装置の発電電力よりも大きいとき、前記制御部が、前記需要電力と前記設定電力との差を前記補助電力とするように前記出力安定化装置を制御してもよい。
【００２３】
上記構成において、前記出力安定化装置は、前記発電装置からの発電電力の調整と、前記蓄電装置の放電電力の調整を独立して行うことが可能な構成を有していてもよい。
【００２４】
この構成によると、前記蓄電装置の放電を確実に停止させることが可能であるので、前記蓄電装置の劣化を抑制することができる。なお、前記発電装置からの発電電力の調整を行う機器及び前記蓄電装置の放電電力の調整を行う装置として、ＤＣ／ＤＣコンバータを利用するものを挙げることができる。
【００２５】
上記構成において、前記出力安定化装置は、前記発電装置からの発電電力と、前記蓄電装置からの放電電力がそれぞれ独立して入力される構成を有しており、前記発電電力を調整することで前記蓄電装置の放電を制限できる構成を有していてもよい。
【００２６】
上記構成において、前記発電装置と前記蓄電装置とが直接接続されているとともに、その接続点が前記出力安定化装置に接続されている構成であってもよい。
【００２７】
上記構成において、前記発電装置として太陽電池を挙げることができる。また、太陽電池に限定されるものではなく、風力発電装置、地熱発電装置等の自然エネルギを利用したものや、ガスタービン及び（又は）蒸気タービンを用いる発電装置、燃料電池等の物理的或いは化学的なエネルギを利用して発電を行うものを挙げることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、蓄電装置の劣化を抑制し、商用電力系統からの受電電力の最大値の低減（ピークカット）を長期間にわたって安定して行うことができる電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかる電力供給システムの一例のブロック図である。
【図２】図１に示す電力供給システムの補助電力系統を示すブロック図である。
【図３】基準期間を示す図である。
【図４】ピークカット動作を行っているときの供給電力、需要電力及び補助電力を示す図である。
【図５】本発明にかかる電力供給システムのピークカット動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明にかかる電力供給システムの他の例に用いられる補助電力系統を示すブロック図である。
【図７】本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例に用いられる補助電力系統を示すブロック図である。
【図８】本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例に用いられる補助電力系統を示すブロック図である。
【図９】本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例に用いられる補助電力系統を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第１の実施形態）
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は本発明にかかる電力供給システムの一例のブロック図である。なお、以下の説明において、需要電力、受電電力、補助電力等の記載がある場合、特別に記載している場合を除いて、各電力のある一定期間での平均値を用いているものとする。
【００３２】
図１に示すように、電力供給システムＡは、商用電力系統ＣＳ及び（又は）補助電力系統ＢＳ（補助電力源１）から、負荷Ｌｄ１〜Ｌｄ３が接続されている負荷系統ＬＳに電力を供給するシステムである。図１に示すように、電力供給システムＡは、補助電力源１と、パワーコンディショナー２（出力安定化装置）と、配電部３と、電力検出部４と、制御部５と、記憶部６とを備えている。また、補助電力源１は、再生可能エネルギを利用した発電装置である太陽電池１１と、蓄電装置である蓄電池１２とを備えている。なお、電力供給システムＡでは、補助電力源１とパワーコンディショナー２とを含む系統を補助電力系統ＢＳとしている。
【００３３】
太陽電池１１は太陽光を電気エネルギに変換する発電装置であり、従来よく知られたものであるので詳細は省略する。太陽電池１１は直流の電気を出力する。蓄電池１２は、繰り返し放充電可能な二次蓄電池である。蓄電池１２として、例えば、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池及び鉛蓄電池等を挙げることができる。蓄電池１２の出力は直流である。
【００３４】
商用電力系統ＣＳ及び負荷系統ＬＳは交流であり、補助電力源１は直流であるため、補助電力源１からの電力を負荷系統ＬＳに直接供給することができない。そこで、補助電力系統ＢＳではパワーコンディショナー２で補助電力源１の出力を、商用電力系統ＣＳを流れる交流と同期した交流に変換している。また、パワーコンディショナー２は、交流を直流に変換することもできる変換装置であり、例えば、蓄電池１２を充電するとき、商用電力系統ＣＳから供給される交流を直流に変換している。パワーコンディショナー２は制御部５に制御されている。
【００３５】
パワーコンディショナー２についてさらに詳しく説明する。図２は図１に示す電力供給システムの補助電力系統を示すブロック図である。図２に示すように、太陽電池１１が接続された第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、蓄電池１２が接続された第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が接続されたＤＣ／ＡＣコンバータ（インバータ）２３とを備えている。
【００３６】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、太陽電池１１の出力をインバータ２３の入力に適した電力に変換する変換装置である。そして、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は太陽電池１１の最大電力点の検出が可能な構成となっている。つまり、パワーコンディショナー２は太陽電池１１の発電電力が最大になるように太陽電池１１を制御できる。また、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、太陽電池１１に電気が流れるのを（逆流を）防止することができる構成を有している。
【００３７】
また、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２も第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と同様に、蓄電池１２の出力をインバータ２３の入力に適した電力に変換する。また、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、インバータ２３から供給された電力を蓄電池１２の充電に適した電力に変換する機能も備えている。
【００３８】
インバータ２３は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１及び（又は）第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から出力された直流を、商用電力系統ＣＳから供給される交流と同期した交流に変換する変換装置である。また、インバータ２３は、商用電力系統ＣＳから供給される交流を直流に変換することも可能である。すなわち、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２及びインバータ２３とは、電力を双方向に変換可能な構成を有している。また、インバータ２３の動作によってパワーコンディショナー２の出力は変動するものであり、インバータ２３は出力に応じた入力を要求する構成となっている。つまり、インバータ２３が最大出力で出力する場合、インバータ２３に入力される電力が決められる。太陽電池１１の発電電力がインバータ２３の要求する入力電力よりも小さい場合、蓄電池１２の放電電力をインバータ２３に入力させる。なお、詳細な動作については、後述する。
【００３９】
パワーコンディショナー２は、上述のような構成を有していることで、太陽電池１１及び蓄電池１２を含む補助電力源１から供給される補助電力を決定する装置である。パワーコンディショナー２は制御部５によって制御されており、太陽電池１１からの出力を優先的に利用し、足りない電力を蓄電池１２に蓄えている電力で補う。なお、蓄電池１２の充電は、需要電力が低下する（主に夜間）に商用電力系統ＣＳからの受電電力で行う。蓄電池１２を商用電力系統ＣＳからの受電電力で充電することで、充電時に充電池１２に流れる電力（電流）の変動を抑えることで、蓄電池１２の充電時の電力のばらつきによる劣化を抑制することができる。また、太陽電池１１の発電電力のうち補助電力として供給した余剰電力で充電する場合に比べて、充電時間が短くなり、このことからも、蓄電池１２の劣化を抑制することが可能である。
【００４０】
配電部３は、商用電力系統ＣＳ、補助電力系統ＢＳ及び負荷系統ＬＳとの分岐部分に配置されている。配電部３は、商用電力系統ＣＳと補助電力系統ＢＳとを接続し、商用電力系統ＣＳからの電力を負荷系統ＬＳに流すあるいは、商用電力系統ＣＳ及び補助電力系統ＢＳから負荷系統ＬＳに流す電力を混合する装置である。また、配電部３は、蓄電池１２の充電時において、商用電力系統ＣＳからの電力を補助電力系統ＢＳに流す動作も行う。すなわち、配電部３は、商用電力系統ＣＳ及び（又は）補助電力系統ＢＳからの電力を各系統に分配するための装置である。
【００４１】
商用電力系統ＣＳからの受電電力の計算は、予め定められている期間（以下、基準期間と称する）に基づいて行われている。ここでは、基準期間の長さを３０分、各時刻の００分と３０分に基準期間の区切りがあるものとしている。
【００４２】
電力検出部４は商用電力系統ＣＳからの受電電力を検出している。つまり、電力検出部４は、所定のタイミングで（例えば、１０秒おきに）商用電力系統ＣＳからの受電電力を検出し、検出した電力値を電力情報ＩＰとして制御部５に送信している。
【００４３】
制御部５は、電力検出部４からの電力情報ＩＰに基づいて、基準期間における商用電力系統ＣＳからの受電電力が目標の電力（設定電力とする）以下となるように補助電力系統ＢＳ及び配電部３を制御している。
【００４４】
制御部５は、補助電力系統ＢＳから負荷系統ＬＳに電力（以下、補助電力と称する）を供給するように、パワーコンディショナー２及び配電部３の動作を制御する（ピークカット動作）。これにより、基準期間における商用電力系統ＣＳからの受電電力が一定以下となる、換言すると、基準期間における受電電力の最大ピーク値が低減（カット）される。また、上述した通り蓄電池１２を充電する場合、商用電力系統ＣＳからの電力が補助電力系統ＢＳに向かうように、配電部３を制御するとともに、交流を直流に変換するようにパワーコンディショナー２を制御する。
【００４５】
制御部５は、マイコン等の演算装置を備えた、制御回路を含む構成である。制御部５は、記憶部６と接続されており、必要に応じて記憶部６の内部の情報を取り出したり、情報を記憶部６に記憶させたりしている。
【００４６】
記憶部６は、電力供給システムＡの制御に必要なデータを保管している。記憶部６は、呼び出し専用のＲＯＭ、呼び出し及び書き込みが可能なＲＡＭ、フラッシュメモリ等の電力を供給しなくても揮発しない不揮発性メモリ等を含む構成となっている。記憶部６には、例えば、設定電力、事前ストック電力等のデータが記憶されている。なお、以下の説明ではこれらのデータが含まれているものとして説明するが、制御方法によっては別のデータが必要な場合もあり、その場合の必要なデータについては、そのときに説明する。
【００４７】
以上説明したことより、電力供給システムＡでは、補助電力系統ＢＳから負荷系統ＬＳに補助電力を供給することで、基準期間における商用電力系統ＣＳからの受電電力を減らしている。
【００４８】
次に、商用電力系統ＣＳからの受電電力を計算する基準となる基準期間について図面を参照して説明する。図３は基準期間を示す図である。図３に示すように、基準期間ＳＴは一定間隔（ここでは、３０分）で連続している。
【００４９】
そして、負荷系統ＬＳの需要電力は常に変化しており、基準期間ＳＴの中でも頻繁に変化している。そこで、この需要電力の変化に対応するため、制御部５は基準期間ＳＴを複数（ｎ：ｎは自然数）の分割期間Ｔm（ｍは１〜ｎの自然数）に分割し、分割期間Ｔmごとの負荷系統ＬＳの需要電力を計算している。制御部５では、電力検出部４から供給される電力情報ＩＰに基づいて分割期間Ｔmの負荷系統ＬＳの需要電力を計算している。
【００５０】
上述しているように、電力検出部４は、商用電力系統ＣＳからの受電電力を検出し、電力情報ＩＰとして制御部５に送信している。そして、制御部５は電力情報ＩＰに基づいて、分割期間Ｔmごとの負荷系統ＬＳの需要電力を計算している。例えば、電力検出部４が分割期間Ｔmよりもさらに細かいタイミングで受電電力を検出し電力情報ＩＰを送出している場合がある。この場合、制御部５は、電力情報ＩＰに基づいた電力値を積算し分割期間Ｔmにおける受電電力の平均値を算出し、さらに、補助電力系統ＢＳからの補助電力の平均値を加算することで、負荷系統ＬＳの需要電力を算出している。なお、これ以外にも、分割期間Ｔmにおける需要電力を計算する方法を備えていてもよい。このことから、電力検出部４は、少なくとも分割期間ごとに１回以上、受電電力の検出を行うものである。
【００５１】
なお、分割期間は、負荷系統ＬＳの需要電力に基づいて補助電力を算出するため基準期間ＳＴを分割したものであり、分割数が多いほど制御の精度が高くなる。しかしながら、分割期間が細かすぎると、配電部３、制御部５の処理能力及び補助電力系統ＢＳ（主に、パワーコンディショナー２、制御部５の動作速度）の能力を超えてしまう場合があり、逆に制御の精度が低下する。つまり、分割数ｎは、配電部３、制御部５及び補助電力系統ＢＳの能力を考慮し、その能力で一定以上の精度の制御ができるように、決定されている。
【００５２】
また、商用電力系統ＣＳに備えられた発電所（不図示）は細かく発電量を変動させることが難しく、電力供給が途切れるのを防止するため、最大の電力需要に基づいて発電量を決定している。そして、電力需要が低い時間帯では、発電したものの利用されない電力が多い。そこで、制御部５は、時間情報ＩＴに基づいて、電力需要が多い時間帯（昼間の時間帯）と、電力需要が低い時間帯（夜間の時間帯）とを区別している。また、蓄電池１２を電力需要の少ない時間帯に充電し、電力需要が多い時間帯に放電することで商用電力系統の負担を減らすことにも貢献し、送電設備の増加の抑制あるいは発電量の低減に寄与している。
【００５３】
また、電力供給者は、基準期間における電力の供給量、すなわち、複数の電力需要者による商用電力系統ＣＳからの受電電力の総和に基づいて、次の基準期間の送電量（発電量）を調整している。また、複数の電力需要者において、需要電力のピークが発生する時間帯は重なっていることが多い。複数の電力需要者において電力供給システムＡが採用されることで、需要電力の総和、すなわち、すべての電力需要者が商用電力系統ＣＳからの受電する電力の総和を確実に減らすことができる。これにより、発電量の増大を抑え、省エネルギ化が可能であるとともに、電力供給設備（送電線や変電設備等）の大型化を抑制することが可能である。
【００５４】
さらに、通常の商用電力系統ＣＳにおいて、電力使用量は、基本料金と受電電力によって従量的に決まる従量料金との和で請求されるものである。そして、需要電力が高い昼間の従量料金は、需要電力が低い夜間に比べて高くなっている場合がほとんどである。上述のように、ピークカット動作を行うことで、高い昼間の電力を安い夜間の電力に置き換えていることと同じであり、電力需要者にとって従量料金を抑える効果もある。さらに、基本料金は、一定の期間における受電電力の最大値によって決まる。この受電電力は、基準期間の受電電力として計算されるものであり、電力供給システムＡは補助電力系統ＢＳから補助電力を負荷系統ＬＳに供給することで、受電電力の最大値を抑えることが可能であり、基本料金の上昇も抑えることができる。
【００５５】
電力供給システムＡのピークカット動作について説明する。電力供給システムＡでは、商用電力系統ＣＳからの受電電力が予め設定した設定電力よりも大きくなると、設定電力を超える分を、補助電力として補助電力系統ＢＳから供給する。補助電力系統ＢＳの補助電力源１は、太陽電池１１と蓄電池１２とを備えており、通常、太陽電池１１から優先的に電力が供給される。
【００５６】
つまり、パワーコンディショナー２の出力は通常、太陽電池１１の発電電力によって賄われており、必要に応じて、蓄電池１２の放電で補われている。太陽電池１１の発電量が頻繁に変動する場合や、負荷系統ＬＳの需要電力が頻繁に変動する場合、蓄電池１２の放電の電力（電流）が頻繁に且つ大きく変動し、蓄電池１２の劣化が激しくなる。そのため、本発明の電力供給システムＡでは、ピークカット動作が必要な分割期間において、その分割期間のある部分で、蓄電池１２を一定以上の出力で出力させ、残りの部分では、蓄電池１２からの出力をなるべく停止するようなピークカット動作（制御）が行われている。
【００５７】
以下に、本発明にかかる電力供給システムＡのピークカット動作について図面を参照して説明する。図４はピークカット動作を行っているときの供給電力、需要電力及び補助電力を示す図である。
【００５８】
図４は基準期間ＳＴのｋ番目（ｋ＞２）の分割期間Ｔk〜分割期間Ｔk+6の負荷系統ＬＳの需要電力Ｐ１k〜Ｐ１k+6と、商用電力系統ＣＳから受電した受電電力Ｐ２k〜Ｐ２k+6と、補助電力系統ＢＳから供給された補助電力Ｐ３k〜Ｐ３k+6とを棒グラフで示している。また、各分割期間において、商用電力系統ＣＳから受電する目標の電力が予め設定電力ＰＡとして設定されている。
【００５９】
本発明にかかる電力供給システムＡでは、蓄電池１２の放電電力の変動が大きく且つ頻繁になるのを抑制するため、補助電力系統ＢＳは分割期間Ｔk+1〜分割期間Ｔk+5に、補助電力としてパワーコンディショナー２の最大出力Ｐ３Ａを出力する。通常、パワーコンディショナー２の最大出力は、太陽電池１１の発電電力よりも大きく設定されており、パワーコンディショナー２が最大出力のとき、蓄電池１２の放電電力が大きくなっている。
【００６０】
そして、分割期間Ｔk+6になると、補助電力系統ＢＳは、パワーコンディショナー２での最大出力をやめ、需要電力Ｐ１k+6と設定電力ＰＡの差を補助電力Ｐ３k+6として配電部３に出力する。そして、補助電力系統ＢＳでは、基準期間ＳＴにおいて、分割期間Ｔk+1〜分割期間Ｔk+5で需要電力Ｐ１k+1〜Ｐ１k+5に関係なく、補助電力をパワーコンディショナー２の最大出力Ｐ３Ａとしている。
【００６１】
このようにパワーコンディショナー２を動作させることで、分割期間Ｔk+5までのピークカット電力の積算値は、要求された値よりも多くなっている、すなわち、ピークカット電力がストックされた状態となっている。そして、それ以降のピークカット動作では、補助電力として太陽電池１１の発電電力を供給したとしても、ストックが無くなるまではピークカットを行っていることと同等となる。このことから、蓄電池１２の放電回数を減らすことができ、蓄電池の劣化を抑制することが可能である。
【００６２】
次に、本発明にかかる電力供給システムＡのピークカット動作について図面を参照して説明する。図５は本発明にかかる電力供給システムのピークカット動作を示すフローチャートである。
【００６３】
電力供給システムＡにおいて、ピークカット動作を行う全ての基準期間ＳＴで蓄電池１２から放電すると、蓄電池１２の放電電力の切り替わりが頻繁に行われ蓄電池１２の寿命が短くなる。また、蓄電池１２が蓄電電力を使い切ってしまう場合もある。そこで、本発明の電力供給システムＡでは、ピークカット動作を行う基準期間ＳＴの最初は、設定電力ＰＡと需要電力Ｐ１kとの大小に関係なく、太陽電池１１の発電電力ＰＶkを補助電力として供給する。そして、太陽電池１１の発電電力ＰＶkを補助電力として供給したピークカット電力のストックが無くなる（０になる）と、パワーコンディショナー２の最大出力Ｐ３Ａを補助電力として一定期間補助電力を供給する。このとき、太陽電池１１の発電電力ＰＶmで不足する分を蓄電池１２の放電電力でまかなう。
【００６４】
その後、太陽電池１１の発電電力ＰＶkだけで補助電力Ｐ３kをまかなう。そして、ピークカット電力のストックが無くなったとき、太陽電池１１の発電電力ＰＶkに蓄電池１２の放電電力を加算したものを補助電力Ｐ３kとして供給する。
【００６５】
以上のような動作を行うため、制御部５は、図５に示すような手順でピークカット動作を行う。なお、図５に示すピークカット動作は、基準期間ＳＴ（３０分間）を１分間隔で分割した各分割期間Ｔ1〜Ｔ30の需要電力を検出している。
【００６６】
まず、制御部５は、基準期間ＳＴが始まると、各分割期間を識別するための変数ｋを用意し、その変数を１にする（ステップＳ１１）。変数ｋは現在の分割期間の最初からの順位を示しており、分割期間Ｔkが切り替わるごとに、１ずつ追加される。
【００６７】
制御部５は、分割期間Ｔkにおける負荷系統ＬＳの需要電力Ｐ１kを検出する（ステップＳ１２）。また、制御部５は、パワーコンディショナー２より太陽電池１１の発電電力ＰＶkを取得する（ステップＳ１３）。なお、太陽電池１１は日照や気温等の条件の変動により発電電力が刻々変化しているので、制御部５は太陽電池１１の発電電力を細かく検出し、積算したものを分割期間Ｔkの太陽電池１１の発電電力ＰＶkとしてもよい。
【００６８】
制御部５は、現在の分割期間Ｔkにおけるピークカット電力のストックが残っているかどうか判断する。制御部５は、基準期間ＳＴの始まりの分割期間Ｔ1から現在の分割期間Ｔkまでの、需要電力Ｐ１mから太陽電池１１の発電電力ＰＶm及び予め与えられている設定電力ＰＡを減じた値の積算値（ピークカット電力のストック）が０より大きいかどうか判断している（ステップＳ１４）。これにより、上述したような、蓄電池１２からの放電を行うかどうか判断する。なお、これ以外の方法で、蓄電池１２から放電する判断をしてもよい。
【００６９】
ピークカット電力のストックが残っている場合（ステップＳ１４でＮＯの場合）、制御部５は、太陽電池１１の発電電力ＰＶkを補助電力Ｐ３kとして出力するように、パワーコンディショナー２（の第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１）を制御する（ステップＳ１５）。そして、分割期間Ｔkの終了とともに、変数ｋに１を加算する（ステップＳ１６）。基準期間ＳＴは、３０個の分割期間Ｔ1〜Ｔ30に分割されているので、変数ｋは３０以上にはならない。そのため、制御部５は変数ｋが３０を超えていないか確認する（ステップＳ１７）。変数ｋが３０を超えた場合（ステップＳ１７でＹｅｓの場合）制御部５は、この基準期間ＳＴにおけるピークカット動作を終了する。
【００７０】
変数ｋが３０を超えていない場合、ステップＳ１２に戻る。また、ピークカット電力のストックが無くなると、太陽電池１１の発電電力ＰＶkだけでは補助電力Ｐ３kを賄いきれなくなっている。ピークカット電力のストックが無くなった或いは０よりも小さくなった場合（ステップＳ１４でＹｅｓの場合）、制御部５は補助電力として、パワーコンディショナー２で出力可能な最大電力（最大出力）Ｐ３Ａで５分間出力する（ステップＳ１８）。なお、この最大電力を出力する時間は、５分間に限定されるものではない。
【００７１】
パワーコンディショナー２の最大出力Ｐ３Ａを補助電力として出力しているときも、太陽電池１１は発電電力ＰＶkを出力している。制御部５は第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御し、最大出力Ｐ３Ａから発電電力ＰＶkを減じた電力を蓄電池１２から放電させている。そして、５分間経過後、変数ｋに５を加算する（ステップＳ１９）。
【００７２】
そして、５分のパワーコンディショナー２の最大出力Ｐ３Ａで補助電力を出力した後、制御部５は、現在の分割期間Ｔkの需要電力Ｐ１kを検出する（ステップＳ１１０）。また、これと同時に制御部５は、太陽電池の発電電力ＰＶkを検出する（ステップＳ１１１）。
【００７３】
制御部５は、パワーコンディショナー２の最大出力による補助電力の供給によって、ピークカット電力のストックが残っているかどうか判断する（ステップＳ１１２）。なお、ステップＳ１１２において、ステップＳ１８で行ったパワーコンディショナー２の最大出力Ｐ３Ａでの５分間の出力の積算値が、需要電力Ｐ１mから太陽電池１１の発電電力ＰＶm及び設定電力ＰＡを減じた値の基準期間ＳＴの始まりの分割期間Ｔ1から現在の分割期間Ｔkまでの積算値よりも大きいとき、ピークカット電力のストックがあると判断し、小さいとき、ピークカット電力のストックが無くなったと判断する。なお、これ以外の方法で判断してもよい。
【００７４】
ピークカット電力のストックがある場合（ステップＳ１１２でＹＥＳの場合）、制御部５は、パワーコンディショナー２の最大出力Ｐ３Ａを出力する方法（前と同じ方法）で、ピークカット動作を行う。すなわち、制御部５は、補助電力Ｐ３kが太陽電池１１の発電電力ＰＶkとなるようにパワーコンディショナー２を制御する（ステップＳ１１３）。
【００７５】
また、パワーコンディショナー２の最大出力Ｐ３Ａを５分間出力したのちに、ピークカット電力のストックが無くなった場合（ステップＳ１１２でＮＯの場合）、制御部５は、負荷系統ＬＳの需要電力Ｐ１kから太陽電池１１の発電電力ＰＶk及び設定電力ＰＡを引いた値が０よりも大きいかどうかで、蓄電池１２からの放電電力の補助が必要かどうか判断している（ステップＳ１１４）。負荷系統ＬＳの需要電力Ｐ１kから太陽電池１１の発電電力ＰＶk及び設定電力ＰＡを引いた値が０よりも小さい場合（ステップＳ１１４でＮＯの場合）、制御部５は、太陽電池１１の発電電力ＰＶkで補助電力Ｐ３kをまかなうことができると判断し、補助電力Ｐ３kが太陽電池１１の発電電力ＰＶkとなるようにパワーコンディショナー２を制御する（ステップＳ１１３）。
【００７６】
一方で、負荷系統ＬＳの需要電力Ｐ１kから太陽電池１１の発電電力ＰＶk及び設定電力ＰＡを引いた値が０よりも大きい場合（ステップＳ１１４でＹＥＳの場合）、制御部５は、蓄電池１２の放電電力による補助が必要と判断し、補助電力Ｐ３kが需要電力Ｐ１kと設定電力ＰＡとの差、すなわち、太陽電池１１の発電電力ＰＶkを蓄電池１２の放電電力で補助した電力となるようにパワーコンディショナー２を制御する（ステップＳ１１５）。
【００７７】
ステップＳ１１３又はステップＳ１１５で補助電力Ｐ３kを出力し、分割期間Ｔkが終了したとき、制御部５は変数ｋに１を加算する（ステップＳ１１６）。そして、制御部５は、分割期間Ｔkが最後の分割期間Ｔ30であるかどうか、すなわち、基準期間ＳＴが終了であるか判断する（ステップＳ１１７）。
【００７８】
分割期間Ｔkが分割期間Ｔ30であった場合（ステップＳ１１７でＹＥＳの場合）、制御部５は、この基準期間ＳＴでのピークカット動作を終了する。また、分割期間Ｔkが分割期間Ｔ30に到達していないとき（ステップＳ１１７でＮＯの場合）、ステップＳ１１０に戻り、制御部５は、ピークカット動作を繰り返す。
【００７９】
以上のようにして、補助電力源１として、発電電力が変動しやすい太陽電池１１と、蓄電電力に制限がある蓄電池１２とを備えている構成の電力供給システムＡにおいて、蓄電池１２の劣化を抑制しつつ、商用電力系統ＣＳからの受電電力を低減することが可能である。
【００８０】
なお、ステップＳ１８において、蓄電池１２を放電する場合の補助電力を出力する時間を５分としているが、これに限定されるものではない。５分以外の時間としてもよいし、例えば、蓄電池１２の放電電力の積算値が予め決められた電力値になるまで、パワーコンディショナー２の最大出力を補助電力とするようにしてもよい。
【００８１】
また、パワーコンディショナー２の最大出力に限定されるものではなく、蓄電池１２からの放電電力を一定とし、さらに蓄電池１２からの放電電力に太陽電池１１の発電電力を加えたものとしてもよい。この場合、太陽電池１１の発電電力と蓄電池１２からの放電電力との和が、パワーコンディショナー２の最大出力を超えた場合、パワーコンディショナー２は、太陽電池１１の発電電力を調整してもよいし、蓄電池１２からの放電電力を調整してもよい。太陽電池１１の発電電力を調整した場合、蓄電池１２からの放電電力が一定になるので、蓄電池１２の劣化を抑制することができる。蓄電池１２の出力電力を調整した場合、蓄電池１２に蓄えられている電気エネルギの消費を抑えることができる。
【００８２】
このように、本発明にかかる電力供給システムを用いることで、基準期間における受電電力を正確に抑える（正確にピークカットできる）。これにより、電力需要家の電力料金の従量料金を低減することができるとともに、電力ピークを押えることで、基本料金の上昇を抑えることができる。また、基準期間での受電量を減らすことができるので、電力供給者は発電量の増加を抑えることができる。さらに、ピーク電力が増加することによる停電の発生を抑制することができ、停電を抑えるための設備拡張を抑えることができる。
【００８３】
なお、上述したとおり、ピークカット動作において、分割期間は１分に限定されるものではなく、さらに短くてもよいし、長くてもよい。短くすると分割数が増えるので、制御の精度が高くなるが、処理の回数が増えるため、制御部５に高い処理能力が要求される。また、長くすると、分割数が減るので、精度は低下するが制御部５に高い処理能力が要求されない。例えば、日照条件、需要電力の条件等が長期間（数日から数週間）にわたって変動しにくい場合、分割期間を長くし、これらの条件が短期間（数時間）で変動する場合、分割期間を短くするものを挙げることが可能である。
【００８４】
以上示したようなピークカット動作を行うことで、蓄電池１２の放電の入り切りの回数を減らすことができ、それだけ、蓄電池１２の劣化を抑えることが可能である。また、太陽電池１１の発電電力の不足を蓄電池１２で補うことができるので、確実なピークカット動作を行うことが可能であり、それだけ、電力料金を抑えることができる。また、ピーク電力がカットされるので、供給電力の無駄を減らすことが可能となり、消費エネルギを低減することができるとともに、発電設備や送電設備等が肥大するのを抑制することができる。
【００８５】
また、このピークカット動作については、以下の各実施形態でも同様の動作を行うことが可能である。
【００８６】
（第２の実施形態）
本発明にかかる電力供給システムの他の例について図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる電力供給システムの他の例に用いられる補助電力系統を示すブロック図である。なお、補助電力系統以外は、第１の実施形態で示した電力供給システムと同じ構成であり、図示及び説明は省略する。図６に示すように、補助電力系統ＢＳ２は、補助電力源１と、パワーコンディショナー２ｂとを備えている。
【００８７】
図６に示すようにパワーコンディショナー２ｂは、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、インバータ２３とを備えている。そして、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１に太陽電池１１が接続されている。また、インバータ２３は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と配電部３とに接続している。さらに、蓄電池１２は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１とインバータ２３との間に接続されている。すなわち、パワーコンディショナー２ｂは、パワーコンディショナー２から第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を省いた構成となっている。
【００８８】
パワーコンディショナー２ｂは制御部５から制御信号を受信し、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１及びインバータ２３を動作させている。パワーコンディショナー２ｂでは、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１及びインバータ２３を動作させることで、補助電力として太陽電池１１の発電電力だけを利用するか、太陽電池１１の発電電力と蓄電池１２の出力電力との双方を利用するかを決定している。
【００８９】
以下にパワーコンディショナー２ｂによる、太陽電池１１の発電電力と蓄電池１２の出力電力との切り替えについて説明する。第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は出力電圧を所定の範囲内で任意に変更することが可能であり、その出力電圧を蓄電池１２の電圧（端子電圧）より高くすることで、蓄電池１２の放電（パワーコンディショナー２ｂへの電流の供給）を停止できる。逆に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧を蓄電池１２の電圧（端子電圧）より低くすることで、蓄電池１２から放電させる（パワーコンディショナー２ｂに蓄電池１２から電力を引き込む）ことができる。
【００９０】
つまり、補助電力を太陽電池１１の発電電力のみで供給する場合、電力を第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は太陽電池１１を最大電力点で発電させるとともに、出力電圧を蓄電池１２の電圧よりも高くなるように調整する。これにより、蓄電池１２が放電するのを抑制している。
【００９１】
また、補助電力を太陽電池１１の発電電力と蓄電池１２の放電電力とする場合、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電圧を蓄電池１２の電圧よりも低くすることで、蓄電池１２を放電させる。これにより、パワーコンディショナー２ｂの最大出力と同じ電力で補助電力を出力することができる。
【００９２】
また、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、太陽電池１１に電流が流れないようにできる構成となっており、蓄電池１２を充電するとき、インバータ２３からの電力が太陽電池１１に供給されないようになっている。
【００９３】
このパワーコンディショナー２ｂを備えた電力供給システムでも、図５に示すようなピークカット動作を行うことが可能であり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、パワーコンディショナー２ｂの構成として、蓄電池１２と接続される第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を省いているので、パワーコンディショナー２を用いるものに比べて、低コスト化することが可能である。
【００９４】
（第３の実施形態）
本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例について図面を参照して説明する。図７は本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例に用いられる補助電力系統を示すブロック図である。なお、補助電力系統以外は、第１の実施形態で示した電力供給システムと同じ構成であり、図示及び説明は省略する。図７に示すように、補助電力系統ＢＳ３は、補助電力源１と、パワーコンディショナー２ｃとを備えている。
【００９５】
図７に示すようにパワーコンディショナー２ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、インバータ２３とを備えている。そして、太陽電池１１と蓄電池１２とがパワーコンディショナー２ｃの外部で電気的に接続されており、さらにその接続配線がＤＣ／ＤＣコンバータ２４に接続している。また、インバータ２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と配電部３とに接続している。すなわち、パワーコンディショナー２ｃは、パワーコンディショナー２から第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を省くとともに、太陽電池１１と蓄電池１２とが浮動充電状態となっている。
【００９６】
太陽電池１１と接続されている配線には、太陽電池１１に電流が流れないようにする逆流防止部１３が取り付けられている。逆流防止部１３は、蓄電池１２を商用電力系統ＣＳからの受電電力で充電するときに、太陽電池１１に電流が流入するのを防ぐ。そのため、ダイオードを備えた構成であってもよいし、太陽電池１１に向かう電線にスイッチを取り付け、蓄電池１２の充電時にスイッチがオフになるように操作してもよい。なお、ここでは、ダイオードを備えた構成としている。
【００９７】
パワーコンディショナー２ｃは制御部５から制御信号を受信し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４及びインバータ２３を動作させている。パワーコンディショナー２ｃでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４及びインバータ２３を動作させることで、補助電力として太陽電池１１の発電電力だけを利用するか、太陽電池１１の発電電力と蓄電池１２の出力電力との双方を利用するかを決定している。
【００９８】
以下にパワーコンディショナー２ｃによる、太陽電池１１の発電電力と蓄電池１２の出力電力との切り替えについて説明する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は太陽電池１１の最大電力点を検出しており、太陽電池１１の出力電圧を調整することができる構成となっている。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４によって、太陽電池１１の発電電力の出力電圧（電流）が決定される。
【００９９】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を制御し、太陽電池１１の発電電力の電圧を蓄電池１２の電圧よりも高く設定することで、蓄電池１２の放電（すなわち、パワーコンディショナー２ｃへの電力供給）を防止することができる。また、太陽電池１１の発電電力の電圧を蓄電池１２の電圧よりも低く設定することで、蓄電池１２を放電させる（蓄電池１２からパワーコンディショナー２ｃへ電力を供給させる）ことができる。
【０１００】
上述のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を動作させることで、このパワーコンディショナー２ｃを備えた電力供給システムでも、図５に示すようなピークカット動作を行うことが可能であり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、パワーコンディショナー２ｃの構成として、ＤＣ／ＤＣコンバータが２個備えられているものに比べて、低コスト化することが可能である。
【０１０１】
なお、図７に示す補助電力系統ＢＳ３では、浮動充電状態であるが、図５と同様の制御を行うことで、蓄電池１２から放電する時間（分割期間）を制限することができる。これにより、蓄電池１２の放電の電力（電流）が頻繁に且つ大きく変動するのを抑制することができる。また、図５に示すようなピークカット動作では、ピークカット電力のストックが無くなるまで、太陽電池１１の発電電力をすべて補助電力として使用している。そのため、この期間は蓄電池１２への充電が行われない。また、蓄電池１２から放電した後、ピークカット電力のストックが無くなった後も、太陽電池１１の発電電力をすべて補助電力として使用するので、太陽電池１１から蓄電池１２への充電が抑制される。
【０１０２】
以上のことより、図７に示す補助電力系統ＢＳ３において、補助電力源１が、実質上、浮動充電状態となるのは、蓄電池１２から５分間の放電が終了した後で、ピークカット電力のストックが残っている間であり、従来の電力供給システムに比べて短くなる。そのため、蓄電池１２の放充電による電流の変動を抑制することができ、蓄電池１２の劣化を抑制することができる。
【０１０３】
（第４の実施形態）
本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例について図面を参照して説明する。図８は本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例に用いられる補助電力系統を示すブロック図である。なお、補助電力系統以外は、第１の実施形態で示した電力供給システムと同じ構成であり、図示及び説明は省略する。図８に示すように、補助電力系統ＢＳ４は、補助電力源１と、パワーコンディショナー２ｄとを備えている。
【０１０４】
図８に示すようにパワーコンディショナー２ｄは、インバータ２３を備えた構成である。同じ構成についての詳細は省略する。そして、太陽電池１１と蓄電池１２とがパワーコンディショナー２ｄの外部で電気的に接続されており、さらにその接続配線がインバータ２６に接続している。すなわち、補助電力系統ＢＳ４の補助電力源１は、浮動充電状態となっている。補助電力系統ＢＳ４では、パワーコンディショナー２ｄが太陽電池１１の最大電力点を追従する機能を備えておらず、蓄電池１２の電位によって動作電圧、すなわち、発電電力が決定される構成となっている。つまり、太陽電池１１の発電電力は常に蓄電池１２の放電電力と同じ電圧で発電される構成を有している。
【０１０５】
太陽電池１１と接続されている配線には、太陽電池１１に電流が流れないようにする逆流防止部１３が取り付けられている。逆流防止部１３は、蓄電池１２を商用電力系統ＣＳからの受電電力で充電するときに、太陽電池１１に電流が流入するのを防ぐ。そのため、ダイオードを備えた構成であってもよいし、太陽電池１１に向かう電線にスイッチを取り付け、蓄電池１２の充電時にスイッチがオフになるように操作してもよい。
【０１０６】
パワーコンディショナー２ｄは制御部５から制御信号を受信し、インバータ２３を動作させている。パワーコンディショナー２ｄでは、インバータ２６を動作させることで、補助電力として太陽電池１１の発電電力だけを利用するか、太陽電池１１の発電電力と蓄電池１２の出力電力との双方を利用するかを決定している。
【０１０７】
以下にパワーコンディショナー２ｄによる、太陽電池１１の発電電力と蓄電池１２の出力電力との切り替えについて説明する。インバータ２３は太陽電池１１の最大電力の情報を有している。そして、インバータ２３は、太陽電池１１の発電電力に合わせて出力電力を決定することが可能な構成となっている。
【０１０８】
そして、インバータ２３をパワーコンディショナー２ｄの出力電力が太陽電池１１の発電電力と同じとなるように動作させることで、蓄電池１２の放電（すなわち、パワーコンディショナー２ｄへの電力供給）を防止することができる。また、インバータ２３をパワーコンディショナー２ｄで出力可能な最大電力となるように動作させることで、蓄電池１２を放電させる（蓄電池１２からパワーコンディショナー２ｄへ電力を供給させる）ことができる。
【０１０９】
インバータ２３を上述のように動作させることで、パワーコンディショナー２ｄを備えた電力供給システムでも、図５に示すようなピークカット動作を行うことが可能であり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、パワーコンディショナー２ｄの構成として、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いるものに比べて、低コスト化することが可能である。
【０１１０】
なお、図８に示す補助電力系統ＢＳ４では、浮動充電状態であるが、図５と同様の制御を行うことで、蓄電池１２から放電する時間（分割期間）を制限することができる。これにより、蓄電池１２の放電の電力（電流）が頻繁に且つ大きく変動するのを抑制することができる。また、図５に示すようなピークカット動作では、ピークカット電力のストックが無くなるまで、太陽電池１１の発電電力をすべて補助電力として使用している。そのため、この期間は蓄電池１２への充電が行われない。また、蓄電池１２から放電した後、ピークカット電力のストックが無くなった後も、太陽電池１１の発電電力をすべて補助電力として使用するので、太陽電池１１から蓄電池１２への充電が抑制される。
【０１１１】
以上のことより、図８に示す補助電力系統ＢＳ４において、補助電力源１が、実質上、浮動充電状態となるのは、蓄電池１２から５分間の放電が終了した後で、ピークカット電力のストックが残っている間であり、従来の電力供給システムに比べて短くなる。そのため、蓄電池１２の放充電による電流の変動を抑制することができ、蓄電池１２の劣化を抑制することができる。
【０１１２】
（第５の実施形態）
本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例について図面を参照して説明する。図９は本発明にかかる電力供給システムのさらに他の例に用いられる補助電力系統を示すブロック図である。なお、補助電力系統以外は、第１の実施形態で示した電力供給システムと同じ構成であり、図示及び説明は省略する。図９に示すように、補助電力系統ＢＳ５は、補助電力源１ｄと、パワーコンディショナー２ｄとを備えている。
【０１１３】
図８に示すようにパワーコンディショナー２ｄは、インバータ２３を備えた構成であり、補助電力源１ｄの蓄電池１２と接続された回路上には、ダイオード１４１とスイッチ１４２（スイッチング素子）とを備えた、電流制御回路１４が取り付けられている。スイッチ１４２としては、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の電子部品を採用してもよいし、リレー等の物理スイッチを採用してもよい。また、寄生ダイオードを備えたスイッチング素子を用いることで、ダイオード１４１を省略することも可能である。
【０１１４】
電流制御回路１４のダイオード１４１は、蓄電池１２に電流が流れる方向を順方向となるように配置されている。また、スイッチ１４２は、ダイオード１４１と並列となるように配置されている。そして、電流制御回路１４では、スイッチ１４２がオフでダイオード１４１に順方向バイアス電圧が印加されているとき、ダイオード１４１を介して蓄電池１２に向けて電流が流れる。また、スイッチ１４２がオンのとき、電流は電圧が高い方から低い方へ流れる構成となっている。そのため、スイッチ１４２は、オンになったとき、蓄電池１２からパワーコンディショナー２ｄ側に電流が流れるように配置されている。
【０１１５】
この構成の補助電力系統ＢＳ５では、スイッチ１４２がオフのとき、補助電力源１ｄの太陽電池１１と電流制御回路１４との接続点の電位は、ダイオード１４１が接続されていることから、蓄電池１２の電圧と等しくなる。そのため、太陽電池１１は蓄電池１２の電圧によって動作電圧が決定され、その動作電圧で発電する。このとき、ダイオード１４１には、順方向バイアス電圧が印加されておらず、蓄電池１２には電流が流れない。また、スイッチ１４２がオフなので、蓄電池１２の放電電力も供給されない。すなわち、パワーコンディショナー２ｄから出力される補助電力は、太陽電池１１で発電された電力が最大となる。
【０１１６】
また、スイッチ１４２がオンになると、蓄電池１２とパワーコンディショナー２ｄとが導通状態となる。このとき、補助電力系統ＢＳ５は、図８に示す補助電力系統ＢＳ４と同じ、浮動充電状態になる。すなわち、インバータ２３をパワーコンディショナー２ｄの出力電力が太陽電池１１の発電電力と同じとなるように動作させることで、蓄電池１２の放電（すなわち、パワーコンディショナー２ｄへの電力供給）を防止することができる。また、インバータ２３をパワーコンディショナー２ｄで出力可能な最大電力となるように動作させることで、蓄電池１２を放電させる（蓄電池１２からパワーコンディショナー２ｄへ電力を供給させる）ことができる。また、スイッチ１４２をオフのまま、パワーコンディショナー２ｄの出力を最大とすることで、太陽電池１１の発電電力の全てを補助電力とすることが可能となる。
【０１１７】
この構成によると、パワーコンディショナー２ｄの動作が不安定になった場合であっても、蓄電池１２の放電電力の供給を強制的にカットすることが可能である。これにより、蓄電池１２が充放電を繰り返すことで劣化するのを抑制し、電力供給システムが、長期間にわたり、安定して、ピークカット動作を行うことが可能である。
【０１１８】
上述の各実施形態において、電力供給システムの発電装置として太陽電池を採用しているが、これに限定されるものではなく、独立して発電するもの、特に、自然エネルギを利用する、風力、地熱等、或いは、太陽電池を含めこれらを複数種備えたものであってもよい。また、発電装置としてガスタービン又は蒸気タービン或いはその両方を用いた発電装置や、燃料電池等を採用することも可能である。
【０１１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、商用電力系統から受電する受電電力を削減するための、電力供給システム、例えば、オフィスビルやマンションのコジェネレーションシステム、一般家庭の太陽発電システム、工場等の電力供給システムに採用することが可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
Ａ  電力供給システム
１  蓄電池
２  パワーコンディショナー
３  配電部
４  電力検出部
５  制御部
６  メモリ
ＬＳ  負荷系統
ＢＳ  補助電力系統
ＣＳ  商用電力系統
【図１】
2014023381.tif 000003
【図２】
2014023381.tif 000004
【図３】
2014023381.tif 000005
【図４】
2014023381.tif 000006
【図５】
2014023381.tif 000007
【図６】
2014023381.tif 000008
【図７】
2014023381.tif 000009
【図８】
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【図９】
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