(57)【要約】【課題】接続された負荷、または、複数の負荷を総合した合成負荷に対して、消費電力が最も少なくなる電圧値で電力供給を行うこと。【解決手段】１以上の負荷に、該負荷を動作させる際の所定の下限電圧値と該下限電圧値よりも高い所定の上限電圧値との間の電圧を出力する電力変換装置を備えている電力供給システムであって、前記電力変換装置は、前記負荷と前記電力変換装置との間の電流を検知しながら、前記負荷への出力電圧を前記下限電圧値と前記上限電圧値との間で段階的に変化させて、前記負荷の消費電力が最も低くなる供給電圧を決定して、該供給電圧を前記負荷へ出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の負荷に、該負荷を動作させる際の所定の下限電圧値と該下限電圧値よりも高い所定の上限電圧値との間の電圧を出力する電力変換装置を備えている電力供給システムであって、
前記電力変換装置は、前記負荷と前記電力変換装置との間の電流を検知しながら、前記負荷への出力電圧を前記下限電圧値と前記上限電圧値との間で段階的に変化させて、前記負荷の消費電力が最も低くなる供給電圧を決定して、該供給電圧を前記負荷へ出力する電力供給システム。
【請求項２】
前記電力変換装置の入力側に太陽電池装置および蓄電池装置の少なくとも１つが接続されている請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記電力変換装置は、前記下限電圧値と前記上限電圧値との間の設定電圧値よりも高い電圧範囲において前記負荷への前記出力電圧を段階的に上昇させた後に、決定した前記供給電圧を前記負荷へ出力する請求項１または２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記電力変換装置は、前記設定電圧値よりも高い電圧範囲において前記負荷への前記出力電圧を段階的に上昇させた後に、前記設定電圧値よりも低い電圧範囲において前記出力電圧を段階的に下降させて、決定した前記供給電圧を前記負荷へ出力する請求項３に記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記電力変換装置は、前記設定電圧値よりも低い電圧範囲において前記負荷への前記出力電圧を段階的に下降させた後に、決定した前記供給電圧を前記負荷へ出力する請求項１または２に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記電力変換装置は、前記設定電圧値よりも低い電圧範囲において前記負荷への前記出力電圧を段階的に下降させた後に、前記設定電圧値よりも高い電圧範囲において前記出力電圧を段階的に上昇させて、決定した前記供給電圧を前記負荷へ出力する請求項５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、負荷に電力を供給する電力変換装置を備えた電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に商用電力系統においては、家庭用等の低圧配電線路の電圧は例えば１０１Ｖ±６Ｖ以内（２００Ｖ系では２０２Ｖ±２０Ｖ）の変動幅内に納まるように調整されている。そして、この商用電力系統に接続されるように設計される負荷も、前述した電圧範囲内で正常に動作するように作られている。ただし、この電圧範囲内であれば負荷が問題なく使用できるということであって、必ずしも消費電力が変わらないということではない。
【０００３】
例えば白熱灯を用いた抵抗性負荷では供給電圧が低いほど消費電力が低減することが知られている。また、例えば電動機を用いた誘導性負荷では電圧を低くすることで突入電流を抑えるＶＶＶＦ（Variable Voltage Variable Frequency）インバータが紹介されてい
る（下記の特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９５１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、負荷への供給電圧を意図的に低くすることで消費電力を低減させる技術は省エネルギー化に有効である。しかし、負荷によっては電圧を低下させると消費電流が増えるものがあり、同じ負荷電力であれば電流値が大きくなると送電路（電線）での熱損失が大きくなるので、消費電力が増加する。
【０００６】
また、負荷内部の電力変換回路は、最も変換効率が高くなる動作電圧があって、その動作電圧は設計者の意図によって決定される。このため、負荷によって最も消費電力が低下する供給電圧の値はまちまちであり、複数の負荷を並列接続すると電圧を下げたほうが消費電力が増加する場合も起こり得る。
【０００７】
このように、負荷への供給電圧を下げれば消費電力を削減できるというものではなく、負荷の消費電力を削減しようとするならば、消費電力が最も低下する最適な供給電圧を選択する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明に係る電力供給システムは、１以上の負荷に、該負荷を動作させる際の所定の下限電圧値と該下限電圧値よりも高い所定の上限電圧値との間の電圧を出力する電力変換装置を備えている電力供給システムであって、前記電力変換装置は、前記負荷と前記電力変換装置との間の電流を検知しながら、前記負荷への出力電圧を前記下限電圧値と前記上限電圧値との間で段階的に変化させて、前記負荷の消費電力が最も低くなる供給電圧を決定して、該供給電圧を前記負荷へ出力する。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成の電力供給システムによれば、接続された負荷、または、複数の負荷を総合した合成負荷に対して、消費電力が最も少なくなる電圧値で電力供給を行うことができて、消費電力の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力供給システムの全体構成を模式的に説明するブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電力供給システムの電力変換装置の構成を模式的に説明するブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の出力電圧の時間経過に伴う変化の一例を説明する電圧グラフである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の出力制御の一例を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の出力制御の一例を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の出力電圧の時間経過に伴う変化の一例を説明する電圧グラフである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の出力制御の一例を説明する制御フローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態に係る電力変換装置の出力電圧の時間経過に伴う変化の一例を説明する電圧グラフである。
【図９】本発明の第４実施形態に係る電力変換装置の出力制御の一例を説明する制御フローチャートである。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る電力変換装置の出力制御の一例を説明する制御フローチャートである。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る電力供給システムの電力変換装置の構成を模式的に説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、電力供給源および負荷は直流・交流のいずれにおいても適用可能であるが、本実施形態では蓄電装置との連携機能を有する太陽光発電装置を電源とする電源供給システムとし、電力供給源側を直流電源、負荷側を交流電力で動作する負荷として説明する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１に電力供給システム１の全体構成を示す。太陽電池装置の一例である太陽光発電装置２および蓄電装置３は、いずれも直流電力を発生する。
【００１３】
太陽光発電装置２は、例えば直列および並列に接続された複数の太陽電池セル、またはこのような複数の太陽電池セルで構成された太陽電池モジュールを有している、太陽電池アレイで構成されており、太陽光を利用して直流電力を発生する。
【００１４】
本実施形態においては、太陽電池アレイは例えば住宅の屋根上に設置される。蓄電装置３は鉛電池またはニッケル水素電池またはリチウム電池などの二次電池が直列・並列に接続されたものであって、住宅の敷地内に置かれる。蓄電装置３内には充電制御回路が装備されており、蓄電装置３への充電を太陽光発電装置２の直流出力で行う。特に図示しないが、商用電力系統の交流電力を直流化して充電できるようにすれば、夜間電力を用いて蓄電装置３への充電を行い、消費電力のピークシフトを行うこともできる。
【００１５】
負荷４（４ａ〜４ｄ）は交流電源で動作する機器の負荷であって、例えば白熱灯を用いた照明装置、ヒーターを用いた電気ストーブ等の抵抗性負荷、掃除機または冷蔵庫といった誘導性負荷、インバータ照明またはエアコンといった電力変換回路を内蔵したインバータ制御機器など様々であり、これらは交流電源の供給源である電力変換装置５の出力に対
し全て並列に接続される。この並列接続は負荷分電盤（不図示）などで行われる。
【００１６】
電力変換装置５は、例えば太陽光発電装置２で発電された直流電力または蓄電装置３から入力された直流電力を交流電力に変換して、負荷４へ供給するＤＣ／ＡＣ変換装置である。電力変換装置５からみれば４ａ〜４ｄを合わせて一つの負荷であり、その合成消費電力に対して電力を供給する。このため、出力電力を測定するための電流センサ１３は電力変換装置５と例えば負荷分電盤（図中では負荷４（４ａ〜４ｄ）が並列接続されている部位）の間の電路に配置される。一般に電流センサ１３にはループコイル式が多く用いられる。なお、図１では電流センサ１３は電力変換装置５の外に配置されているが、図２に示すように、電力変換装置５の内部に配置されていてもよい。この場合、電流センサ１３の設置工事の手間が省ける。
【００１７】
図２に示すように、電力変換装置５は、内部回路として、ＤＣ／ＤＣ変換部１０を有している。ＤＣ／ＤＣ変換部１０は、スイッチング素子、コンデンサ、リアクトルおよびダイオードを備えており、入力された直流電力を交流変換しやすい電圧値に昇圧・降圧させる。例えば、ＤＣ／ＤＣ変換部１０は、直流入力側端子１７に入力された直流電力を昇圧または降圧して１５０Ｖ程度の直流電圧を作ってＤＣ／ＡＣ変換部へ送る。
【００１８】
ＤＣ／ＡＣ変換部は、具体的には、スイッチング部１１、フィルタ回路１２および制御部（演算部）１５を有している。スイッチング部１１は、ＤＣ／ＤＣ変換部１０から入力された直流電力を交流電力に変換する機能を有する。例えば、トランジスタ、ＦＥＴまたはサイリスタを用いたブリッジ回路で直流をスイッチングして交流に変換して、交流出力側端子１８から出力する。このとき、スイッチングの仕方によって出力電圧を変化させることも可能であるので、ＤＣ／ＤＣ変換部１０の代わりにこのスイッチング部１１で負荷への出力電圧値を調整してもよい。その後、交流化された電力はフィルタ回路１２で交流波形を整えられる。具体的には、スイッチングによって交流化された電力波形を商用電力系統電源の交流波形に近い曲線に鈍らせる。例えば、フィルタ回路１２は、リアクトルと呼ばれるコイルとコンデンサが組み合わされたものであり、高周波成分除去フィルタとして機能する。
【００１９】
上述したＤＣ／ＤＣ変換およびＤＣ／ＡＣ変換を行うスイッチング制御の指令（周波数制御）は、演算を行う制御部１５がスイッチング部１１のスイッチング周波数およびデューティをコントロールして行っている。制御部１５にはＣＰＵ等の演算素子が用いられており、他にも電流センサ１３および電圧測定部１４からの電流信号・電圧信号から電力を算出する機能を有している。また、後述する負荷４の消費電力を低減させるための電圧制御と最適条件の選択も行う。また、過去の電力、電流および電圧とその測定時刻を記憶しておく記憶部１６を設けて、制御部１５が各データを利用できるようにすれば、より多くの測定データを取り込み、精度の高い判定を行うことができる。記憶部１６は演算部１５のＣＰＵ内部のメモリであってもよい。
【００２０】
先にも述べたように、負荷４はその構造によって、負荷４に供給される電圧で消費電力の変わるもの、変わらないもの、さらに、変換効率の変わるもの、変わらないものが存在する。そのため、複数の負荷が並列に接続された状態では、各負荷の特性が交じり合い、いずれかの負荷の消費電力が低減する電圧で電力供給をしたとしても、それ以外の負荷の消費電力が増えてしまい、全体でみれば消費電力の増加となってしまう場合もある。
【００２１】
そこで、本実施形態においては、電力変換装置５から出力される出力電力の電圧値を上下させ、最も出力電力（消費電力）が低減する電圧値に出力を変更する。その制御は制御部１５で行う。
【００２２】
以下に、出力電圧（供給電圧）を変化させる方法について図３および図４を用いて詳細に説明する。図３は電力変換装置５の交流出力側端子１８から出力される出力電力の電圧値をどのように変化させるかの一例を示す電圧グラフである。ここでは便宜上、商用電力系統の変動電圧範囲の中心電圧である１０１［Ｖ］を設定電圧として電力変換装置５の標準出力電圧値としているが、設定電圧は必ずしも中心でなくてもよく、例えば下限電圧値である９５［Ｖ］〜上限電圧値である１０７［Ｖ］の電圧範囲内であればよい。
【００２３】
まず、図４に示すように、ＳＴＥＰ１では、電力変換装置５から設定電圧で出力を行う。一般に負荷は起動からしばらくは消費電力が安定しない場合が多いので、図３では１時間程度、負荷消費電力の安定を待たせるようにしているが、この待ち時間を省略してもよい。
【００２４】
次にＳＴＥＰ２では、出力電力の電流を測定する。この電流測定は電力測定に置き換えてもよい。
【００２５】
ＳＴＥＰ３では、電流が流れているかを判定し、電流が流れていない場合には負荷が接続されていないので電圧制御の必要なしとして負荷が接続されるまでＳＴＥＰ２に戻して待つ。この間の出力電圧は設定電圧である。
【００２６】
電流が検出された場合にはＳＴＥＰ４に進み、制御部１５はＤＣ／ＤＣ変換部１０もしくはＤＣ／ＡＣ変換部１１（？）にスイッチング制御を変更させる指令を送り、その時点での出力電圧（本例では設定電圧が１０１［Ｖ］の場合とする）から、出力電圧を段階的に上昇させる。このときの出力電圧の上昇幅は小さい程好ましく、例えば０．１〜０．５［Ｖ］程度であれば接続された負荷への影響も少なく、且つ消費電力が最も低減する点を見逃すことも少ないが、さらに細かい電圧で変化させられればなおよい。
【００２７】
ＳＴＥＰ５では、出力電圧の上昇に合わせて制御部１５が電流センサ１３と電圧測定部１４を用いて出力電流と出力電圧を測定し、記憶部１６に格納する。制御部１５の演算能力に余裕があるならば同時に電力計算をして電力値も格納しておくとよい。
【００２８】
ＳＴＥＰ６では、徐々に上昇する出力電圧が、上限の電圧を越えないように監視している。上限の電圧は商用電力系統の電圧の変動幅の上限１０７［Ｖ］であるが、本例では負荷をあまり限界付近の電圧で動作させないよう余裕を持たせた制御とするために、図３に示すように１０６［Ｖ］を上限の値としている。このように上限の値は特に制限されるものではなく、例えば設定電圧である１０１［Ｖ］をわずかに上回る電圧値を上限としてもよい。
【００２９】
ＳＴＥＰ６で出力電圧が上限値に達したならばＳＴＥＰ７に進み、制御部１５はＤＣ／ＤＣ変換部１０もしくはＤＣ／ＡＣ変換部のスイッチング部１１にスイッチング制御を変更させる指令を送り、出力電圧を低下させる。このとき電圧の変化幅はＳＴＥＰ４と同様に細かい程よいが、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６で測定した範囲に関しては測定が重複しているので、簡素化してＳＴＥＰ４の測定開始電圧までは変化幅を大きくして早く電圧が低下するようにしてもよい。
【００３０】
また、ＳＴＥＰ７〜ＳＴＥＰ９において、出力電圧の上限値から測定を細かく行うのであればＳＴＥＰ５での測定をせずに、ＳＴＥＰ４〜ＳＴＥＰ６において、電圧上昇を早くすることで測定時間の短縮をすることも可能である。
【００３１】
ＳＴＥＰ８では、出力電圧の低下に合わせて制御部１５が電流センサ１３と電圧測定部１４とを用いて出力電流と出力電圧を測定して、記憶部１６に格納する。制御部１５の演
算能力に余裕があるならば同時に電力計算をして電力値も格納しておくとよい。
【００３２】
ＳＴＥＰ９では、徐々に段階的に低下する出力電圧が、下限電圧値を下回らないように監視している。最低の下限電圧値は商用電力系統の電圧の変動幅の９５［Ｖ］であるが、本例では負荷をあまり限界付近の電圧で動作させないよう余裕を持たせた制御とするために、図３のように９６［Ｖ］を下限電圧値としている。このように下限電圧値は特に制限されるものではなく、例えば設定電圧である１０１［Ｖ］をわずかに下回る電圧値を所定の下限電圧値としてもよい。
【００３３】
ＳＴＥＰ９で出力電圧が下限電圧値に達したならばＳＴＥＰ１０に進み、記憶部１６に記憶された各測定点での電流値と電圧値から電力値を算出し、上限電圧値から下限電圧値までの電圧変化範囲の中で最も電力値が小さくなっていたとき、言い換えれば負荷４の消費電力が最も少なかったときの電圧値を所定値と定めて、ＳＴＥＰ１１とＳＴＥＰ１２で電圧を所定値になるまで上昇させる。
【００３４】
本例においては、所定値は９８［Ｖ］であるので、下限電圧値である９６［Ｖ］から９８［Ｖ］まで段階的に上昇させる（図３を参照）。ＳＴＥＰ１２で出力電圧が所定値に達したならばＳＴＥＰ１３に進み、出力電圧を所定値で安定させて出力を継続する。
【００３５】
ＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ１３までの時間は特に規定されないが、あまり早く電圧を変化させると負荷の消費電力が安定しない場合もあるので、本例では２〜５分としている。
【００３６】
以上述べたように、電力供給システム１は、１以上の負荷４に、この負荷４を動作させる際の所定の下限電圧値とこの下限電圧値よりも高い所定の上限電圧値との間の電圧を出力する電力変換装置５を備えており、電力変換装置５は、負荷４と電力変換装置５との間の電流を検知しながら、負荷４への出力電圧を下限電圧値と上限電圧値との間で段階的に変化させて、負荷４の消費電力が最も低くなる供給電圧を決定している。すなわち、負荷４への供給電圧（電力変換装置５の出力電圧）を変化させて、最も消費電力の少ない（電力変換装置５の出力電力が少ない）供給電圧としたので、接続された負荷４の特性の違いがあったり、複数の負荷が並列接続されたことによって負荷４の特性が特定できない状態になっても、全体での電力消費を削減させることが可能とできる。特に、電力変換装置５に太陽光発電装置２および蓄電池装置３が接続されているので、停電時等においても負荷４へ電力を安定して供給できるのでよい。
【００３７】
＜第２実施形態＞
図５は図４で述べた第１実施形態を所定時間ごとに繰り返すようにして、負荷４の停止および負荷の新規接続に対応できるようにしたものである。説明を簡単にするため第１実施形態と重複する部分については説明を省略する。
【００３８】
ＳＴＥＰ１３で所定値の電圧値で出力を行った後、ＳＴＥＰ１４で所定時間が経過するまではその出力状態を継続する。所定時間は特に限定はないが、出力電圧の変動を頻繁に行い過ぎると逆に損失が大きくなる時間が増えて電力量が増加する場合があるので、例えば１５分〜１時間程度とすればよいが、もし、負荷４の電力容量が短時間で変化しないと判明しているシステムで用いるのであれば数時間毎とすればよい。所定時間の経過後、ＳＴＥＰ２に戻し、出力電流（出力電力でもよい）を測定し、電流が流れていれば出力電圧の最適化制御のフローを行う。ＳＴＥＰ１０の所定値は毎回上書き変更する。もし、ＳＴＥＰ３で電流が観測されなければ負荷が動いていない、もしくは接続されていないので、ＳＴＥＰ２に戻して負荷４が起動または接続されるまで待機する。
【００３９】
このような制御とすることで、図３に示す例のように、１回目は９８［Ｖ］２回目は１
０４［Ｖ］のように負荷４側の状態の変化に合わせて、負荷４の消費電力が低減する出力電圧値が変化することに追従して負荷４への供給電圧を選択することができる。
【００４０】
以上述べたように、電力変換装置５は、第１実施形態で説明したように変化する所定値（設定電圧値）よりも高い電圧範囲において、負荷４への出力電圧を段階的に上昇させた後に、設定電圧値よりも低い電圧範囲において出力電圧を段階的に下降させて、決定した供給電圧を負荷４へ出力することで、負荷４の消費電力が最も低くなるようにしている。これにより、負荷４の状態変化に対応して、負荷４の消費電力が最も低くなる供給電圧を更新して、負荷４の消費電力が最も低くなる状態を維持することができる。
【００４１】
なお、特に図示しないが、ＳＴＥＰ１４からＳＴＥＰ１に戻して、一旦、出力電圧値を初期値（本例では設定電圧である１０１［Ｖ］）に戻してからＳＴＥＰ２を行うようにして、ＳＴＥＰ３で電流が観測されないときには初期値で待機されるようにしてもよい。
【００４２】
また、特に図示しないが、所定値（設定電圧値）が下限電圧値であった場合、電力変換装置５は、下限電圧値と上限電圧値との間の設定電圧値よりも高い電圧範囲において負荷４への出力電圧を段階的に上昇させた後に、決定した供給電圧を負荷４へ出力するようにすれば良く、ＳＴＥＰ７〜ＳＴＥＰ９の工程を割愛できる。
【００４３】
＜第３実施形態＞
図６は、出力電圧の初期値（本例では設定電圧の出力電圧１０１［Ｖ］）から電圧を変化させる際に、電圧を段階的に低下させる動作から開始する制御を行うものである。
【００４４】
具体的には、図７に示すようにＳＴＥＰ３の後に出力電圧を段階的に低下させるフローであるＳＴＥＰ７〜ＳＴＥＰ９が続く。
【００４５】
その後、ＳＴＥＰ２１〜ＳＴＥＰ２３で出力電圧を段階的に上昇させる動作が行われ、出力電圧の上限電圧値まで電圧が段階的に上昇した後、ＳＴＥＰ２４で記憶部１６に記憶された各測定点での電流値と電圧値から電力値を算出して、上限電圧値から下限電圧値までの変化範囲の中で最も電力値が小さくなっていたときの電圧値を所定値と定め、ＳＴＥＰ２５とＳＴＥＰ２６で電圧を所定値になるまで段階的に低下させる。
【００４６】
本例においては、所定値は１０４［Ｖ］であるので、上限電圧値である１０６［Ｖ］から１０４［Ｖ］まで段階的に低下させる（図６を参照）。ＳＴＥＰ２６で出力電圧が所定値に達したならばＳＴＥＰ２７に進み、出力電圧を所定値で安定させて出力を継続する。そして、ＳＴＥＰ２８で所定時間が経過するまではその出力状態を継続し、所定時間を経過したならばＳＴＥＰ２に戻して再度電圧選択のフローとする。
【００４７】
このように、先に電圧を段階的に低下させる方法は、負荷４の消費電力が、出力電圧が高い側の方が減少する場合に、上限電圧値から所定値の電圧までの変化が少なく、短時間で安定させることができる。また、第２実施形態と組み合わせて自動選択可能な制御として、複数回の動作の中で、前回の記録を残しておき、前回用いた所定値が、電圧変化の上限値に近ければ本実施形態を用い、逆に下限電圧値に近ければ第２実施形態の方法が用いられるようにすれば、出力電圧の安定までの時間を極力短くすることができる。
【００４８】
以上述べたように、電力変換装置５は、第１実施形態で述べたように所定値（設定電圧値）よりも低い電圧範囲において負荷４への出力電圧を段階的に下降させた後に、設定電圧値よりも高い電圧範囲において出力電圧を段階的に上昇させて、決定した供給電圧を負荷４へ出力することで、負荷４の消費電力が最も低くなるようにしている。これにより、例えば、前回の設定電圧値が下限電圧値と上限電圧値との間の中間電圧値よりも高い電圧
値であった場合、新たな所定値（更新された設定電圧値）が算出されてから供給電圧を出力するに至るまでの所要時間を短くできる。
【００４９】
また、特に図示しないが、設定電圧値が上限電圧値であった場合、電力変換装置５は、下限電圧値と上限電圧値との間の設定電圧値よりも低い電圧範囲において負荷４への出力電圧を段階的に下降させた後に、決定した供給電圧を負荷４へ出力するようにすれば良く、ＳＴＥＰ２１〜ＳＴＥＰ２３の工程を省略できる。
【００５０】
＜第４実施形態＞
図８は、出力電圧を変化させる際に負荷４の消費電力を安定させるための電圧一定時間を設けた制御を行うものである。基本的な動作は第２実施形態と同じであるので、重複する部分における詳細な説明は省略する。
【００５１】
具体的には、図９に示すようにＳＴＥＰ３の後にＳＴＥＰ３０で初期値（本例では設定電圧１０１［Ｖ］）の出力電圧Ｖ１を段階的に上昇させる。段階的に上昇させる電圧幅はΔＶ［Ｖ］とし、電圧上昇後は予め定められている時間ｔだけＳＴＥＰ３１で出力を継続し、負荷４の消費電力が安定した数値になるようにしている（図８を参照）。ΔＶの値は特に制限されないが、例えば０．１〜１［Ｖ］程度とすればよい。
【００５２】
ただし、ＳＴＥＰ３１で一定電圧で維持する時間が加わるのでＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ４４までに要する時間は第２実施形態よりも長く、５〜１０分程度となっている。ＳＴＥＰ３１に予め定めておく一定電圧を維持する時間ｔは特に制限されるものではないが、本例では１０秒程度としている。１０秒で安定しない負荷であっても、より近い数値を得ることができる。また、出力電流（負荷４の消費電流）が低下を続けている場合には１０秒を越えても一定電圧の出力を継続してより正確な消費電流の値が得られるような制御としてもよい。
【００５３】
ＳＴＥＰ３２では、出力電流と出力電圧とを測定し、記憶部１６に記憶する。
【００５４】
ＳＴＥＰ３３では、出力電圧Ｖ１の実測値が上限電圧値を越えていなければＳＴＥＰ３４に進んで出力電圧Ｖ１の値をＳＴＥＰ３０でΔＶ［Ｖ］だけ段階的に上昇させた値（直前の測定値に相当）に置き換え、再度ＳＴＥＰ３０に戻してさらにΔＶ［Ｖ］段階的に上昇させていく。
【００５５】
ＳＴＥＰ３３で出力電圧Ｖ１の実測値が上限電圧値を越えていればＳＴＥＰ３５に進み、出力電圧Ｖ１を低下させる。
【００５６】
電圧低下後は予め定められている時間ｔだけＳＴＥＰ３６で出力を継続し、負荷４の消費電力が安定した数値になるようにしている。ΔＶと予め定められた時間ｔは電圧上昇時と同じでよい。
【００５７】
ＳＴＥＰ３７では、出力電流と出力電圧とを測定し、記憶部１６に記憶する。
【００５８】
ＳＴＥＰ３８において、出力電圧Ｖ１の実測値が下限電圧値に達していなければＳＴＥＰ３９に進んで、出力電圧Ｖ１の値をＳＴＥＰ３５でΔＶ［Ｖ］だけ段階的に低下させた値（直前の測定値に相当）に置き換え、再度ＳＴＥＰ３５に戻してさらにΔＶ［Ｖ］段階的に低下させていく。
【００５９】
ＳＴＥＰ３８において、出力電圧が下限電圧値に達したならばＳＴＥＰ４０に進み、記憶部１６に記憶された各測定点での電流値と電圧値とから電力値を算出し、上限電圧値か
ら下限電圧値までの変化範囲の中で最も電力値が小さくなっていたとき、言い換えれば負荷４の消費電力が最も少なかったときの電圧値を所定値と定め、ＳＴＥＰ４１とＳＴＥＰ４２とで電圧を所定値になるまで上昇させる。
【００６０】
ＳＴＥＰ４２において、出力電圧が所定値に達したならばＳＴＥＰ４３に進み、出力電圧を所定値で安定させて出力を継続する。
【００６１】
そして、ＳＴＥＰ４４において、所定時間が経過するまではその出力状態を継続し、所定時間を経過したならば、ＳＴＥＰ２に戻して再度電圧選択のフローを走らせる。
【００６２】
このように電力変換装置５の出力電圧を段階的に変化させることによって、負荷４の消費電力（電力変換装置の出力電力）が変化した場合に、一時的な変化であれば再び元に戻れるよう猶予を与え、変化途中であればより正しい消費電力時の電流値を得ることができ、より正確度の高い制御とできる。
【００６３】
＜第５実施形態＞
図１０は、電力変換装置５から負荷４への出力電圧を段階的に変化させて各電圧での電流値の測定を行っている途中であっても、負荷４側の状態に変化があった場合には、電圧変化と測定を中止する制御とを行うものである。上述した第１実施形態から第４実施形態に適用可能である。なお、ＳＴＥＰ５９以降の動作は第２実施形態と同様であるので、重複する部分における詳細な説明は割愛する。
【００６４】
まず、ＳＴＥＰ５０では、電力変換装置５から出力されている電圧を設定電圧として記憶し、その電圧値と電流値から電力値（負荷４の消費電力に相当）を算出し、初期電力値Ｗとして記憶する。なお、本例では便宜上この時の電圧に設定電圧（１０１［Ｖ］）を用いて説明するがこれに限定されるものではなく、測定開始時の出力電圧の電圧値でも、測定途中の任意のポイントでの電圧値を起点としてもよい。
【００６５】
次に、ＳＴＥＰ５１では、制御部１５はＤＣ／ＤＣ変換部１０またはＤＣ／ＡＣ変換部のスイッチング部１１にスイッチング制御を変更させる指令を送り、その時点での出力電圧（本例では設定電圧値１０１［Ｖ］であったとする）から、出力電圧を段階的に上昇させる。
【００６６】
ＳＴＥＰ５２では、出力電圧の段階的な上昇に合わせて制御部１５が電流センサ１３と電圧監視部１４を用いて出力電流と出力電圧とを測定し、記憶部１６に格納する。制御部１５の演算能力に余裕があるならば同時に電力計算をして電力値も格納しておくとよい。
【００６７】
ＳＴＥＰ５３では、上限電圧値を越えないように監視しており、出力電圧が上限電圧値に達するまではＳＴＥＰ５１に戻し、上限電圧値に達したならばＳＴＥＰ５４に進む。
【００６８】
ＳＴＥＰ５４では、制御部１５はＤＣ／ＤＣ変換部１０もしくはＤＣ／ＡＣ変換部１１にスイッチング制御を変更させる指令を送り、出力電圧を段階的に低下させる。
【００６９】
ＳＴＥＰ５５では、出力電圧の段階的な低下に合わせて制御部１５が電流センサ１３と電圧監視部１４を用いて出力電流と出力電圧を測定し、記憶部１６に格納する。制御部１５の演算能力に余裕があるならば同時に電力計算をして電力値も格納しておくとよい。
【００７０】
ＳＴＥＰ５６では、徐々に低下する出力電圧が、設定電圧の電圧に達したかを監視しており、出力電圧が設定電圧に達するまではＳＴＥＰ５４に戻し、設定電圧の電圧に達したならばＳＴＥＰ５７に進む。
【００７１】
ＳＴＥＰ５７では、設定電圧の電圧に戻ったときの電圧値と電流値を測定し、電力値を算出する。そしてＳＴＥＰ５８で現在の電力値が初期電力値Ｗと同じであったかを判定し、同じでなかったときには、電圧変化による測定中に負荷側の状態が変化、すなわち負荷が停止したり、接続が外されたり、新たに接続されたりして、測定結果が同条件によるものとして扱えないと判定し、それ以上の電圧変化と測定動作は行わないものとしてＳＴＥＰ５０に戻す。なお、電力値Ｗは同一でなくとも、多少の電力差は誤差範囲として認めてよい。
【００７２】
一方、ＳＴＥＰ５８において、現在の電力値が初期電力値Ｗと同じであればＳＴＥＰ５９に進み、出力電圧を段階的に低下させる。ＳＴＥＰ６０では、出力電圧の段階的な低下に合わせて制御部１５が電流センサ１３と電圧監視部１４を用いて出力電流と出力電圧とを測定し、記憶部１６に格納する。制御部１５の演算能力に余裕があるならば同時に電力計算をして電力値も格納しておくとよい。ＳＴＥＰ６１では徐々に低下する出力電圧が、下限値の電圧に達したかを監視しており、出力電圧が設定電圧に達するまではＳＴＥＰ５９に戻し、下限電圧値に達したならばＳＴＥＰ６２に進む。
【００７３】
ＳＴＥＰ６１で出力電圧が下限電圧値に達したならばＳＴＥＰ６２に進み、記憶部１６に記憶された各測定点での電流値と電圧値から電力値を算出し、上限電圧値から下限電圧値までの変化範囲の中で最も電力値が小さくなっていたときの電圧値を所定値と定め、ＳＴＥＰ６３とＳＴＥＰ６４で電圧を所定値になるまで段階的に上昇させる。ＳＴＥＰ６４で出力電圧が所定値に達したならばＳＴＥＰ６５に進み、出力電圧を所定値で安定させて出力を継続する。そして、ＳＴＥＰ６６で所定時間が経過するまではその出力状態を継続し、所定時間を経過したならばＳＴＥＰ２に戻して再度電圧選択のフローを走らせる。
【００７４】
このように、電圧変化を行う直前の電圧における負荷４の消費電力（言い換えれば電力変換装置５の出力電力）を記憶しておき、前記電圧と同じ電圧に戻したときに、電力値が同じでなければ電圧変化と測定を中止する制御を行うことによって、測定に適さない状態をいち早く検知し、それ以降の電圧・電流測定のために電圧変化することによって増えるかも知れない消費電力の増加を削減することができる。また、測定のやり直しの開始が早められるので、消費電力の低減を早められた分、消費電力量の削減量を多くすることができる。なお、本例では測定開始から電力を比較できる電圧まで戻る工程（図中の例ではＳＴＥＰ５１〜ＳＴＥＰ５６）を電圧を上昇させてから低下させることとして説明したが、第３実施形態のように電圧を低下させてから上昇させる方法においても同様の効果を得ることができる。
【００７５】
＜第６実施形態＞
図１１は、電流センサ１３が負荷４ａ〜４ｄ毎に設けられたシステムにおける構成を説明する構成ブロック図である。
【００７６】
図１１に示すように、電流センサ１３（１３ａ〜１３ｄ）は負荷４（４ａ〜４ｄ）のそれぞれに専用で接続された送電路に各々設置されている。よって電力変換装置５は、負荷４のいずれかが停止、もしくは接続切り離し、もしくは新規接続されたかは各電流センサ４の電流値を測定することで検知することができる。
【００７７】
これを利用して、記憶部１６に格納する電流情報を、全ての電流センサ１３の電流の合成電流値に加えて、各電流センサ１３から得られる電流値も格納する。例えば第２実施形態の制御フロー（図４）であれば、ＳＴＥＰ１０で記憶された電流値と電圧値から電力の最低値を算出してその最低値の電圧を所定値とする工程を、全ての電流センサ１３の電流の合成電流値に加えて、各電流センサ１３の電流値（例えば電流センサ１３ａ〜１３ｄ）
についても行い、各負荷４の個別の電力の最低値も算出し、記憶しておく。この後のＳＴＥＰ１１は第２実施形態と同様に全ての電流センサ１３の電流の合成電流値における所定値を出力電圧とするよう動作すればよいが、ＳＴＥＰ１４を所定時間経過したことを次の再測定の起動条件とするのに加えて、所定時間を経過しても各電流センサの電流値が変化していなければ再測定を開始しないようにすれば、負荷４の消費電力を最も低減させた状態が継続し、再測定のための電圧変化で消費電力量が増加することを防ぐことができる。逆に、各電流センサ１３のいずれかの電流が変化、もしくは無くなったことを検知したら再測定を開始する起動条件とすれば、所定時間内であっても対応することができ、消費電力の削減量を多くすることができる。
【００７８】
また、各負荷４の電力の最低値が記憶されていることを利用し、予め２番目に消費電力が少なくなる組み合わせを算出しておけば、最も消費電力削減効果のあった負荷４が停止、もしくは切り離された場合でも、再測定を行わずに次の所定値を選択し、その電圧値で出力が行われるようにすれば、迅速に消費電力を減らせられるとともに、測定回数を減らして電圧変化中の消費電力量の増加を最小限に抑えることができる。
【００７９】
本実施形態は上述した第１実施形態〜第５実施形態の制御フローのいずれか、もしくは複合で適用したものに適用可能である。
【００８０】
以上述べたように、本実施形態によっても負荷４の消費電力を低減させることができ、消費電力量を削減する電力供給システムとなる。
【符号の説明】
【００８１】
１、１’：電力供給システム
２：太陽光発電装置
３：蓄電装置
４：負荷
５：電力変換装置
１０：ＤＣ／ＤＣ変換部
１１：スイッチング部
１２：フィルタ部
１３、１３ａ〜１３ｄ：電流センサ
１４：電圧測定部
１５：制御部（演算部）
１６：記憶部
１７：直流入力側端子
１８：交流出力側端子
【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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