(57)【要約】【課題】出力電圧の検出を精度よく検出可能なパワーコンディショナ及びこれを備える連系制御装置を提供する。【解決手段】パワーコンディショナ３は、絶縁回路６Ｉを介して検出された第１の電圧を計測する第１の電圧計測部６Ｍと、絶縁回路６Ｉを介さずに検出された第２の電圧を計測する第２の電圧計測部７Ｍとを備える。制御部２０は、系統連系の解列時には、第１の電圧計測部６Ｍにより計測した第１の電圧の値を用いて電力変換及び系統連系保護機能の制御を行う。また、制御部２０は、連系運転時には、第２の電圧計測部７Ｍにより計測した第２の電圧の値を用いて電力変換及び系統連系保護機能の制御を行う。【選択図】図１
2014200136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散電源と系統電源とが連系解列用リレーを介して、連系運転又は解列が可能な連系制御装置に用いられるパワーコンディショナであって、
ａ；解列時には、電気的な絶縁を行う絶縁部を介して出力電圧の電圧計測を行い、当該計測した電圧値を用いて分散電源の直流電力を交流電力に変換する処理、及び
ｂ； 連系運転時には、絶縁部を介さずに出力電圧の電圧計測を行い、当該計測した電圧値を用いて分散電源の直流電力を交流電力に変換する処理及び当該パワーコンディショナの系統連係保護機能
を実行する制御部を備える
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーコンディショナにおいて、
当該パワーコンディショナは、
前記絶縁部を有して、前記連系解列用リレーの系統電源側に接続された第１の回路と、
前記絶縁部を有さず、前記連系解列用リレーの分散電源側に接続された第２の回路と、
前記第１の回路もしくは前記第２の回路から出力される電圧の計測用の単一の電圧計測部と、
前記第１の回路及び前記第２の回路と、前記単一の電圧計測部との接続状態を切り替えるスイッチ部と、
をさらに備え、
前記制御部は、
解列時には、前記スイッチ部により前記第１の回路と前記電圧計測部とを接続し、該電圧計測部で計測した値を用いて当該パワーコンディショナの制御を行う一方、
連系運転時には、前記スイッチ部により前記第２の回路と前記電圧計測部とを接続し、該電圧計測部で計測した値を用いて当該パワーコンディショナの制御を行う
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項３】
請求項１に記載のパワーコンディショナにおいて、
当該パワーコンディショナは、
前記連系解列用リレーの系統電源側に接続され、前記絶縁部を介して検出された第１の電圧を計測する第１の電圧計測部と、
前記連系解列用リレーの分散電源側に接続され、前記絶縁部を介さずに検出された第２の電圧を計測する第２の電圧計測部と、をさらに備え、
前記制御部は、
解列時には、前記第１の電圧計測部により計測した第１の電圧の値を用いて当該パワーコンディショナの制御を行う一方、
連系運転時には、前記第２の電圧計測部により計測した第２の電圧の値を用いて当該パワーコンディショナの制御を行う
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項４】
前記制御部は、系系統連系保護及び当該パワーコンディショナの出力調整の少なくとも１つの用途に、前記絶縁部を介さないで計測した電圧値を用いる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。
【請求項５】
前記制御部は、前記連系解列用リレーが開状態から閉状態に変化した後、所定期間の経過後に、計測対象とする電圧の値を、前記絶縁部を介して計測された電圧の値から前記絶縁部を介さないで計測された電圧の値に切り換える
請求項１〜４のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。
【請求項６】
前記絶縁部は、トランスを含む絶縁回路によって構成されて、前記連系解列用リレーと前記系統電源とを接続する電線から延設された電線に配置されるものであり、
前記制御部は、前記連系解列用リレーと前記系統電源との間の電圧が前記絶縁部を介して計測される部分と、前記分散電源と前記連系解列用リレーとの間の電圧が前記絶縁部を介さずに計測される部分とを有する
請求項１〜５のいずれか一項に記載のパワーコンディショナ。
【請求項７】
分散電源と系統電源とが連系解列用リレーを介して、連系運転又は解列が可能な連系制御装置であって、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のパワーコンディショナを用いた連系制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源から出力される直流電力を系統電源に同期させた交流電力に変換するパワーコンディショナ及びこれを備える連系制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電をはじめとする分散型電源と商用電源等の系統電源とを逆潮流可能な構成で連系する系統連系システムの開発が進められている（例えば非特許文献１、特許文献１）。この系統連系システムは、分散型電源等の電源と系統電源との間に配置された電力変換用等のパワーコンディショナを有している。パワーコンディショナは、分散電源から出力される直流電力を系統電源に同期させた交流電力に変換するインバータを有している。この系統連系システムでは、例えば分散電源だけでは電力を賄えない場合に、不足電力を賄うための電力が系統電源側から供給される。
【０００３】
この種の装置では、例えば分散電源の出力、系統電源の出力、及びこれらが連系した系統連系システムの出力が検出される。これらの出力の検出に際しては、例えば各出力電圧が用いられる。そして、この各出力電圧に基づき、分散電源の出力が調整されたり、系統連系を保護するための各種制御が行われたりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】系統連系規程（ＪＥＡＣ９７０１−２０１０）
【特許文献１】特開２０１１−９７７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記出力電圧の検出に際しては通常、各種回路を過電圧から保護すべく、例えばトランスにより構成される絶縁回路が用いられる。これはパワーコンディショナの解列時に電気的に系統電源との完全絶縁状態を保持するためである。しかし、絶縁回路を介して検出される電圧は、絶縁される際に生じる歪みを電圧波形に含んだものとなってしまう。このため、この絶縁回路を介して検出すると電圧値の検出精度悪化を招くため、分散電源の保護機能や出力調整の精度の低下を免れない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、出力電圧の検出を精度よく検出可能なパワーコンディショナ及びこれを備える連系制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のパワーコンディショナは、分散電源と系統電源とが連系解列用リレーを介して、連系運転又は解列が可能な連系制御装置に用いられるパワーコンディショナであって、ａ；解列時には、電気的な絶縁を行う絶縁部を介して出力電圧の電圧計測を行い、当該計測した電圧値を用いて分散電源の直流電力を交流電力に変換する処理、及びｂ；連系運転時には、絶縁部を介さずに出力電圧の電圧計測を行い、当該計測した電圧値を用いて分散電源の直流電力を交流電力に変換する処理及び当該パワーコンディショナの系統連係保護機能を実行する制御部を備える。
【０００８】
このパワーコンディショナにおいては、当該パワーコンディショナは、前記絶縁部を有して、前記連系解列用リレーの系統電源側に接続された第１の回路と、前記絶縁部を有さず、前記連系解列用リレーの分散電源側に接続された第２の回路と、前記第１の回路もしくは前記第２の回路から出力される電圧の計測用の単一の電圧計測部と、前記第１の回路及び前記第２の回路と、前記単一の電圧計測部との接続状態を切り替えるスイッチ部と、をさらに備え、前記制御部は、解列時には、前記スイッチ部により前記第１の回路と前記電圧計測部とを接続し、該電圧計測部で計測した値を用いて当該パワーコンディショナの制御を行う一方、連系運転時には、前記スイッチ部により前記第２の回路と前記電圧計測部とを接続し、該電圧計測部で計測した値を用いて当該パワーコンディショナの制御を行うことが好ましい。
【０００９】
このパワーコンディショナにおいては、当該パワーコンディショナは、前記連系解列用リレーの系統電源側に接続され、前記絶縁部を介して検出された第１の電圧を計測する第１の電圧計測部と、前記連系解列用リレーの分散電源側に接続され、前記絶縁部を介さずに検出された第２の電圧を計測する第２の電圧計測部と、をさらに備え、前記制御部は、当該パワーコンディショナの解列時には、前記第１の電圧計測部により計測した第１の電圧の値を用いて当該パワーコンディショナの制御を行う一方、連系運転時には、前記第２の電圧計測部により計測した第２の電圧の値を用いて当該パワーコンディショナの制御を行うことが好ましい。
【００１０】
このパワーコンディショナにおいては、前記制御部は、系統連系保護及び当該パワーコンディショナの出力調整の少なくとも１つの用途に、前記絶縁部を介さないで計測した電圧値を用いることが好ましい。
【００１１】
このパワーコンディショナにおいては、前記制御部は、前記連系解列用リレーが開状態から閉状態に変化した後、所定期間の経過後に、計測対象とする電圧の値を、前記絶縁部を介して計測された電圧の値から前記絶縁部を介さないで計測された電圧の値に切り換えることが好ましい。
【００１２】
このパワーコンディショナにおいては、前記絶縁部は、例えばトランスを含む絶縁回路によって構成されて、前記連系解列用リレーと前記系統電源とを接続する電線から延設された電線に配置されるものであり、前記制御部では、前記連系解列用リレーと前記系統電源との間の電圧が前記絶縁部を介して計測される部分と、インバータと前記連系解列用リレーとの間の電圧が前記絶縁部を介さずに計測される部分とを有することが好ましい。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の連系制御装置は、分散電源と系統電源とが連系解列用リレーを介して、連系運転又は解列が可能な連系制御装置であって、前記パワーコンディショナを用いる。
【発明の効果】
【００１４】
出力電圧の検出を精度よく検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】パワーコンディショナ及び連系制御装置が適用される第１の実施の形態について、パワーコンディショナ及び連系制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】連系運転及び解列に応じた電圧の変更手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は、連系制御装置の出力電圧の波形の一例を示すグラフである。（ｂ）は、連系解列用リレーに入力されるオン信号の一例を示す図である。（ｃ）は、連系側スイッチ及び調整側スイッチに入力される切換信号の一例を示す図である。（ｄ）は、第１の電圧と第２の電圧との推移例を示す図である。
【図４】第２の電圧検出機能部によって検出された第２の電圧の波形の一例を示すグラフである。
【図５】従来の装置による連系運転時において、絶縁回路を介して検出された電圧の波形を比較例として示すグラフである。
【図６】パワーコンディショナ及び連系制御装置が適用される第２の実施の形態について、パワーコンディショナ及び連系制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
本実施の形態の連系制御装置は、分散電源１から供給される直流電力を系統電源２から供給される交流電力に同期させるパワーコンディショナ３を有している。系統電源２から供給される電力は、系統負荷２ａに供給される。また、分散電源１から供給される電力は、パワーコンディショナ３を介して系統負荷２ａに供給される。分散電源１は、例えば、太陽電池や燃料電池等により構成される分散型電源である。
【００１７】
パワーコンディショナ３は、直流電力を交流電力に変換するインバータ（ＩＮＶ）４を有している。インバータ４は、分散電源１から出力される直流電力を、系統電源２の交流電力に同期した交流電力に変換する。
【００１８】
また、パワーコンディショナ３は、系統電源２と連系運転するため及び系統電源２から解列するための連系解列用リレー５を有している。連系解列用リレー５は、系統連系システムを保護するための制御を行う連系保護機能部９により、閉状態（オン）と開状態（オフ）とが切り換えられる。連系解列用リレー５が閉状態とされることで、パワーコンディショナ３は連系運転を開始する。逆に、連系解列用リレー５が開状態とされることで、パワーコンディショナ３を系統電源２から解列する。
【００１９】
なお、連系解列用リレー５は、制御部２０の指令に基づいて開状態から閉状態に切り換えられ、連系運転を開始する。
またパワーコンディショナ３は、連系解列用リレー５と系統電源２との間に印加される第１の電圧を検出する第１の電圧検出回路６Ｔを有している。また、パワーコンディショナ３は、インバータ４と連系解列用リレー５との間に印加される第２の電圧を検出する第２の電圧検出回路７Ｔを有している。また一方、パワーコンディショナ３は、インバータ４と連系解列用リレー５との間を流れる電流を検出する電流検出回路８Ｔを有している。
【００２０】
本実施の形態の第１の電圧検出回路６Ｔは、例えばトランス等により構成される絶縁回路６Ｉを介して第１の電圧を検出する。第１の電圧検出回路６Ｔは、第１の電圧を検出すると、この第１の電圧を第１の電圧計測部６Ｍに出力する。なお、本実施の形態では、第１の電圧検出回路６Ｔと絶縁回路６Ｉとによって上記第１の回路が構成される。
【００２１】
第１の電圧計測部６Ｍには、連系側スイッチ９Ｓを介して連系保護機能部９が接続されている。また、第１の電圧計測部６Ｍには、調整側スイッチ１０Ｓを介して、インバータ４の出力を調整する出力調整機能部１０が接続されている。
【００２２】
第１の電圧計測部６Ｍは、第１の電圧検出回路６Ｔにより検出された第１の電圧を計測する。
絶縁回路６Ｉは、連系解列用リレー５から見て系統電源２側の位置で電圧を検出する第１の電圧検出回路６Ｔを系統電源２から絶縁する。これにより、系統電源２と、インバータ４、制御部２０等とが絶縁される。
【００２３】
第２の電圧検出回路７Ｔは、インバータ４と連系解列用リレー５との間に印加される第２の電圧を検出すると、検出した第２の電圧を第２の電圧計測部７Ｍに出力する。なお、本実施の形態では、第２の電圧検出回路７Ｔによって上記第２の回路が構成される。
【００２４】
第２の電圧計測部７Ｍには、連系側スイッチ９Ｓを介して連系保護機能部９が接続されている。また、第２の電圧計測部７Ｍには、調整側スイッチ１０Ｓを介して出力調整機能部１０が接続されている。第２の電圧計測部７Ｍは、第２の電圧検出回路７Ｔによって検出された第２の電圧を計測する。
【００２５】
電流検出回路８Ｔは、インバータ４と連系解列用リレー５との間を流れる電流を検出すると、検出した電流を電流計測機能部８Ｍに出力する。
電流計測機能部８Ｍは、電流検出回路８Ｔから入力された電流を計測する。そして、電流計測機能部８Ｍは、計測した電流の値を示す信号を出力調整機能部１０に出力する。
【００２６】
連系側スイッチ９Ｓは、連系保護機能部９との接続状態を、第１の電圧計測部６Ｍ及び第２の電圧計測部７Ｍのいずれかに切り換える第１の連系側端子９Ｓａ及び第２の連系側端子９Ｓｂを有している。
【００２７】
連系側スイッチ９Ｓは、連系解列用リレー５が開状態とされているときに、第１の連系側端子９Ｓａのみを閉状態とする。すなわち、連系側スイッチ９Ｓは、パワーコンディショナ３が解列しているときに、第１の連系側端子９Ｓａを閉状態とする。これにより、パワーコンディショナ３が解列しているときには、第１の電圧計測部６Ｍと連系保護機能部９とが導通する。
【００２８】
逆に、連系側スイッチ９Ｓは、連系解列用リレー５が閉状態とされているときに、第２の連系側端子９Ｓｂのみを閉状態とする。すなわち、連系側スイッチ９Ｓは、系統電源２と分散電源１とが連系されているときに、第２の連系側端子９Ｓｂを閉状態とする。これによりパワーコンディショナ３が連系運転しているときには、第２の電圧計測部７Ｍと連系保護機能部９とが導通する。
【００２９】
こうした連系側スイッチ９Ｓの切り換えにより、パワーコンディショナ３が解列しているときには、絶縁回路６Ｉを介して検出された第１の電圧の計測結果を示す信号が連系保護機能部９に入力される。一方、パワーコンディショナ３が連系運転しているときには、絶縁回路６Ｉを介さずに検出された第２の電圧の計測結果を示す信号が連系保護機能部９に入力される。
【００３０】
なお、本実施の形態の連系側スイッチ９Ｓは、連系解列用リレー５が開状態から閉状態に切り換えられると、切り換え時点から所定期間が経過したときに、閉状態とされていた第１の連系側端子９Ｓａを開状態とする。同時に、連系側スイッチ９Ｓは、開状態とされていた第２の連系側端子９Ｓｂを閉状態とする。これにより、連系解列用リレー５が開状態から閉状態に切り換えられたときには、連系保護機能部９に出力すべき電圧の引継が確実に行われる。すなわち、連系解列用リレー５の切り替え時における第１の電圧から第２の電圧の切り替えが確実に行われる。
【００３１】
また、本実施の形態の連系側スイッチ９Ｓは、例えば、連系保護機能部９が監視する連系解列用リレー５の開閉状態に基づき切り換え制御される。
調整側スイッチ１０Ｓは、出力調整機能部１０との接続状態を、第１の電圧計測部６Ｍ及び第２の電圧計測部７Ｍのいずれかに切り換える第１の連系側端子１０Ｓａ及び第２の連系側端子１０Ｓｂを有している。
【００３２】
調整側スイッチ１０Ｓは、連系解列用リレー５が開状態とされているときに、第１の連系側端子１０Ｓａのみを閉状態とする。すなわち、出力調整機能部１０は、パワーコンディショナ３が解列しているときに、第１の連系側端子１０Ｓａを閉状態とする。これにより、系統電源２と分散電源１とが解列されているときには、第１の電圧計測部６Ｍと出力調整機能部１０とが導通する。
【００３３】
逆に、調整側スイッチ１０Ｓは、連系解列用リレー５が閉状態とされているときに、第２の連系側端子１０Ｓｂのみを閉状態とする。すなわち、調整側スイッチ１０Ｓは、パワーコンディショナ３が連系運転しているときに、第２の連系側端子１０Ｓｂを閉状態とする。これによりパワーコンディショナ３が連系運転しているときには、第２の電圧計測部７Ｍと出力調整機能部１０とが導通する。
【００３４】
こうした調整側スイッチ１０Ｓの切り換えにより、パワーコンディショナ３が解列しているときには、絶縁回路６Ｉを介して検出された第１の電圧の計測結果を示す信号が出力調整機能部１０に入力される。一方、パワーコンディショナ３が連系運転しているときには、絶縁回路６Ｉを介さずに検出された第２の電圧の計測結果を示す信号が出力調整機能部１０に入力される。
【００３５】
なお、本実施の形態の調整側スイッチ１０Ｓは、連系解列用リレー５が開状態から閉状態に切り換えられると、切り換え時点から所定期間が経過したときに、閉状態とされていた第１の連系側端子１０Ｓａを開状態とする。同時に、調整側スイッチ１０Ｓは、開状態とされていた第２の連系側端子１０Ｓｂを閉状態とする。これにより、出力調整機能部１０に入力される電圧値の切り換えが、第１の電圧から第２の電圧へと確実に行われる。
【００３６】
また、本実施の形態の調整側スイッチ１０Ｓは、例えば、連系保護機能部９が監視する連系解列用リレー５の開閉状態に基づき切り換え制御される。なお、本実施の形態では、連系側スイッチ９Ｓ及び調整側スイッチ１０Ｓによって上記スイッチ部が構成される。
【００３７】
連系保護機能部９は、過電圧継電機能（ＯＶＲ）、不足電圧継電機能（ＵＶＲ）、過周波数継電機能（ＯＦＲ）、不足周波数継電器（ＵＦＲ）、及び単独運転検出機能を有している。
【００３８】
なお、連系保護機能部９が有する各機能は、例えば連系解列用リレー５が閉状態とされているとき、換言すれば、パワーコンディショナ３が連系運転しているときに有効とされる。また、連系解列用リレー５が閉状態とされているか否かは、連系保護機能部９による連系解列用リレー５の監視結果に基づき判定される。
【００３９】
過電圧継電機能（ＯＶＲ）は、規定された値を超える電圧が発生した場合に作動する機能である。過電圧継電機能では、例えば、系統電源２の故障等による過電圧からインバータ４等の機器が保護される。連系保護機能部９は、過電圧の発生を検知すると、例えば、連系解列用リレー５を閉状態から開状態に切り換える。これにより、連系保護機能部９は、パワーコンディショナ３を系統電源２から絶縁する。
【００４０】
不足電圧継電機能（ＵＶＲ）は、検出された電圧が規定の値以下に低下した場合に作動する機能である。不足電圧継電機能は、停電や負荷の短絡等に伴う電圧の低下の警報用、予備発電機の起動指令に使用される。連系保護機能部９は、例えば、電圧の低下を検知すると、インバータ４の出力を所定値まで増加させるための信号を、ゲート回路１１を介してインバータ４に出力する。
【００４１】
過周波数継電機能（ＯＦＲ）は、検出された電力の周波数が、商用周波数の既定値である例えば５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚを超えた場合に作動する機能である。
不足周波数継電器（ＵＦＲ）は、検出された電力の周波数が、商用周波数の既定値である例えば５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚより低下した場合に作動する機能である。
【００４２】
単独運転検出機能は、例えば停電等により系統電源２から電力が供給されず、分散電源１のみから電力が供給される状態である単独運転状態を検出する機能である。連系保護機能部９は、パワーコンディショナ３の解列時には、第１の電圧検出回路６Ｔにより検出された第１の計測結果を系統連系保護機能の判定に用いる。一方、パワーコンディショナ３の連系運転時には第２の電圧検出回路７Ｔにより検出された第２の電圧検出回路７Ｔにより検出された電圧の計測結果を系統連系保護機能の判定に用いる。なお、第２の電圧は、絶縁回路６Ｉを介さずに検出される電圧であることから、絶縁回路６Ｉで発生する歪み等を含まない電圧となっている。系統連系保護機能が働くと連系解列用リレー５を閉状態から開状態に切り換えられ、これにより、連系保護機能部９は、パワーコンディショナ３を系統電源２から解列し、連系運転を停止する。
【００４３】
出力調整機能部１０は、連系側スイッチ９Ｓもしくは調整側スイッチ１０Ｓを介して入力される電圧の計測結果と、電流計測機能部８Ｍから入力される電流の計測結果とに基づき、インバータ４の出力を調整する。
【００４４】
本実施の形態の出力調整機能部１０は、パワーコンディショナ３の解列時には、第１の電圧検出回路６Ｔにより検出された第１の電圧の計測結果を電力変換の演算に用いる。一方、出力調整機能部１０は、パワーコンディショナ３の連系運転時には、第２の電圧検出回路７Ｔにより検出された第２の電圧の計測結果を電力変換の演算に用いる。なお、第２の電圧は、絶縁回路６Ｉを介さずに検出される電圧であることから、絶縁回路６Ｉで発生する歪み等を含まない電圧となっている。
【００４５】
出力調整機能部１０は、入力される各信号が示す電圧の値と電流の値とに基づき、連系制御装置の出力電力を求める。これらの値を用いて制御を行い、生成した制御信号をインバータ４に出力する。第２の電圧の値は、上記絶縁回路６Ｉを介して検出された第１の電圧の値よりも、精度の高い値となっている。このため、本実施の形態では、パワーコンディショナ３の連系運転時に第２の電圧に基づく出力調整及び系統連系保護機能の制御が行われることで、これらの機能がより高精度に行われる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、第１の電圧計測部６Ｍ、第２の電圧計測部７Ｍ、及び電流計測機能部８Ｍが制御部２０を構成する。また、連系側スイッチ９Ｓ、調整側スイッチ１０Ｓ、連系保護機能部９、及び出力調整機能部１０も制御部２０を構成する。
【００４７】
ゲート回路１１は、所定の論理回路により構成されている。ゲート回路１１は、例えば、連系保護機能部９から連系保護のための信号が入力されると、この信号をインバータ４に出力する。また、ゲート回路１１は、出力調整機能部１０から出力調整のための信号が入力されると、この信号をインバータ４に出力する。さらに、ゲート回路１１は、連系保護機能部９及び出力調整機能部１０から各信号が同時に入力されると、例えば連系保護機能部９から入力された信号を優先してインバータ４に出力する。
【００４８】
インバータ４は、ゲート回路１１から信号が入力されると、この信号に従って出力を調整する。これにより、連系制御装置の電力の値が、連系保護機能部９もしくは出力調整機能部１０が求めた電力値となるようにインバータ４の出力が調整される。
【００４９】
なお、本実施の形態では、分散電源１、系統電源２、パワーコンディショナ３、インバータ４、連系解列用リレー５、及び制御部２０によって上記連系制御装置が構成される。
次に、図２を参照して、本実施の形態のパワーコンディショナ及び連系制御装置の作用を説明する。
【００５０】
図２に示すように、ステップＳ４１にて連系解列用リレー５が開状態から閉状態に切り換えられたか否かが判定される。例えば、出力電力の不足により連系解列用リレー５が開状態から閉状態に切り換えられると（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、この閉状態への切り換え後からの経過期間が計測される。
【００５１】
連系解列用リレー５が開状態から閉状態に切り換えられてから所定期間が経過すると（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、上記第２の電圧計測部７Ｍによって検出された第２の電圧が採用対象とされる。すなわち、採用対象とされる電圧が、第１の電圧から第２の電圧へと切り換えられる。そして、連系保護機能部９もしくは出力調整機能部１０は、絶縁回路６Ｉを介さずに検出された第２の電圧を用いて各種の制御を行う（ステップＳ４３）。
【００５２】
一方、連系解列用リレー５が開状態に維持されているときは（ステップＳ４１：ＮＯ）、第１の電圧計測部６Ｍによって検出された第１の電圧が採用対象とされる（ステップＳ４４）。これにより、連系保護機能部９もしくは出力調整機能部１０は、絶縁回路６Ｉを介して検出された第１の電圧を用いて各種の制御を行う（ステップＳ４４）。
【００５３】
また、連系解列用リレー５が開状態から閉状態に切り換えられてから所定期間が経過するまでの間は（ステップＳ４２：ＮＯ）、第１の電圧が用いられる（ステップＳ４４）。
次に、図３を参照して、本実施の形態のパワーコンディショナ及び連系制御装置による検出電圧の切り換え態様を説明する。
【００５４】
図３（ａ）に電圧波形の一例を示すように、上記連系制御装置の系統電圧が所定の周期で発生していたとする。
図３（ｂ）に示すように、例えば、タイミングｔ１に至るまでは、連系解列用リレー５が開状態とされ、パワーコンディショナ３が解列されている。
【００５５】
なお、図３（ｄ）に示すように、連系解列用リレー５が開状態とされているときには、絶縁回路６Ｉを介して取得された第１の電圧の値が、連系保護機能部９及び出力調整機能部１０による各種制御に用いられている。
【００５６】
そして、図３（ｂ）に示すように、例えば、パワーコンディショナ３の指令に基づいてタイミングｔ１にて連系解列用リレー５が閉状態とされる。これにより、パワーコンディショナ３が連系運転する。
【００５７】
また、図３（ｃ）に示すように、タイミングｔ１にて連系解列用リレー５が閉状態とされてから所定期間が経過する（タイミングｔ２）。すると、タイミングｔ２にて、連系側スイッチ９Ｓ及び調整側スイッチ１０Ｓを切り換えるための切換信号が、例えば連系保護機能部９から連系側スイッチ９Ｓ及び調整側スイッチ１０Ｓに出力される。なお、所定期間としては、例えば、電圧波形が３周期分計測されるまでの期間が設定されている。
【００５８】
連系側スイッチ９Ｓは、切換信号が入力されると、第２の連系側端子９Ｓｂを開状態から閉状態に切り換えると同時に、第１の連系側端子９Ｓａを閉状態から開状態に切り換える。
【００５９】
また、調整側スイッチ１０Ｓは、切換信号が入力されると、第２の連系側端子１０Ｓｂを開状態から閉状態に切り換えると同時に、第１の連系側端子１０Ｓａを閉状態から開状態に切り換える。
【００６０】
こうした連系側スイッチ９Ｓ及び調整側スイッチ１０Ｓの切り換えにより、連系保護機能部９及び出力調整機能部１０には、第２の電圧計測部７Ｍによって計測された第２の電圧値を示す信号が入力される。
【００６１】
そして、例えば、タイミングｔ３にて連系解列用リレー５が閉状態から開状態に切り換えられると、連系側スイッチ９Ｓは第２の連系側端子９Ｓｂを閉状態から開状態に切り換えると同時に、第１の連系側端子９Ｓａを開状態から閉状態に切り換える。また、調整側スイッチ１０Ｓは、第２の連系側端子１０Ｓｂを閉状態から開状態に切り換えると同時に第１の連系側端子１０Ｓａを開状態から閉状態に切り換える。これにより、連系保護機能部９及び出力調整機能部１０には、第１の電圧計測部６Ｍによって計測された第１の電圧値を示す信号が入力される。
【００６２】
以下、図４及び図５を参照して、本実施の形態のパワーコンディショナ及び連系制御装置により検出された電圧と、従来の装置により検出された電圧とを比較する。なお、図４に示す電圧の波形は、上記第２の電圧計測部７Ｍによって検出された第２の電圧の波形を示すものである。また、図５に示す電圧の波形は、従来の絶縁回路を介した方式により検出された例えば連系運転時における電圧の波形を示すものである。
【００６３】
図４に示すように、第２の電圧計測部７Ｍによって絶縁回路６Ｉを介さずに検出された第２の電圧の波形は、歪みを含まない正弦波形となっている。
これに対し、図５に示すように、絶縁回路を介して検出された電圧の波形は、波形の一部が歪んだものとなっている。つまり、絶縁回路を介す前の電圧とは一部が異なる波形となっている。
【００６４】
一方、本実施の形態では、歪みを含まない第２の電圧に基づき、連系保護機能部９や出力調整機能部１０による各種制御が行われることで、その高精度化が図られる。
この実施形態は、以下の効果を奏する。
【００６５】
（１）制御部２０が、系統連系の解列時においては、絶縁回路６Ｉを介して電圧の計測を行った。そして、制御部２０は、該計測した電圧値を用いて分散電源１の直流電力を交流電力に変換する処理を行った。逆に、制御部２０は、連系運転時には、絶縁回路６Ｉを介さないで電圧の計測を行った。そして、制御部２０は、該計測した電圧値を用いて分散電源１の直流電力を交流電力に変換する処理を行った。よって、連系運転時には、絶縁回路６Ｉを介さないで電圧計測が行われる。このため、連系運転時には、絶縁回路６Ｉに起因する歪みを含まない電圧が計測される。これにより、連系運転時における電圧の計測精度が高められる。また、この高精度に計測された電圧値に基づき電力変換が行われることで、電力変換がより高精度に行われる。なお、パワーコンディショナ３の解列時には、絶縁回路６Ｉを介して電圧計測が行われることで、パワーコンディショナ３と系統電源２側との絶縁状態が維持される。よって、パワーコンディショナ３の解列時における絶縁状態の維持と、電圧計測の高精度化との好適な両立が図られる。
【００６６】
（２）制御部２０は、連系解列用リレー５の系統電源２側に接続されて、絶縁回路６Ｉを介して検出された第１の電圧を計測する第１の電圧計測部６Ｍを備えた。また、制御部２０は、連系解列用リレー５とインバータ４との間に接続され、絶縁回路６Ｉを介さないで検出された第２の電圧を計測する第２の電圧計測部７Ｍを備えた。そして、制御部２０は、パワーコンディショナ３の解列時には、第１の電圧計測部６Ｍにより計測した第１の電圧の値を用いて電力変換及び系統連系保護機能の制御を行った。逆に、制御部２０は、連系運転時には、第２の電圧計測部７Ｍにより計測した第２の電圧の値を用いて電力変換及び系統連系保護機能の制御を行った。これにより、絶縁回路６Ｉを介した第１の電圧の計測と、絶縁回路６Ｉを介さない第２の電圧の計測とが、より簡易な構成にて行われる。また、第１の電圧と第２の電圧とがそれぞれ専用の回路によって計測される構成が実現される。
【００６７】
（３）制御部２０は、絶縁回路６Ｉを介さないで取得した第２の電圧の値を、連系保護機能部９による系統連系保護及び出力調整機能部１０による出力調整に用いた。このため、連系保護機能部９は、より高精度に計測された第２の電圧の値に基づき、系統連系保護を行うことができる。これにより、連系保護機能部９による系統連系保護の要否の判定がより高精度に行われる。また、出力調整機能部１０は、より高精度に計測された第２の電圧の値に基づき、インバータ４の出力電力を調整することができる。
【００６８】
（４）制御部２０は、連系解列用リレー５が閉状態に変化してから所定期間の経過後に、採用対象とする電圧の値を、第１の電圧の値から第２の電圧に切り換えた。これにより、第１の電圧の値から第２の電圧への切り替えがより確実に行われる。
【００６９】
（５）絶縁回路６Ｉが、連系解列用リレー５と系統電源２とを接続する電線から延設された電線に配置された。すなわち、絶縁回路６Ｉは、系統電源２から見て連系解列用リレー５の内側に配置された。そして、制御部２０は、連系解列用リレー５と系統電源２との電圧、すなわち第１の電圧を、絶縁回路６Ｉを介して計測した。逆に、制御部２０は、分散電源１と連系解列用リレー５との間の電圧、すなわち第２の電圧を、絶縁回路６Ｉを介さずに計測した。よって、連系解列用リレー５が開状態とされているときには、この連系解列用リレー５と絶縁回路６Ｉとによって、パワーコンディショナ３と系統電源２側とが的確に絶縁される。また、連系解列用リレー５が閉状態とされているときには、歪みを含まない第２の電圧が採用されることとなる。
【００７０】
（６）分散電源１、系統電源２、上記制御部２０を有するパワーコンディショナ３、インバータ４、連系解列用リレー５、及び制御部２０によって連系制御装置が構成された。このため、連系制御装置の連系運転時における電圧の計測精度が高められる。また、この高精度に計測された電圧値に基づき電力変換及び系統連系保護機能の制御が行われることで、これらの制御がより高精度に行われる。
【００７１】
（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態について図６を参照して説明する。
なお、本実施形態にかかるパワーコンディショナ及び連系制御装置も、その基本的な構成は第１の実施形態と同等である。よって、図６においても第１の実施形態と実質的に同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、重複する説明は割愛する。
【００７２】
図６に示すように、本実施の形態の制御部２０Ａは、上記第１の電圧計測部６Ｍ及び第２の電圧計測部７Ｍに代えて、単一の電圧計測部１２を有している。
また、第１の電圧検出回路６Ｔから電圧計測部１２側に延設される電線と、第２の電圧検出回路７Ｔから電圧計測部１２側に延設される電線との間には、単一の切換スイッチ１２Ｓが設けられている。
【００７３】
切換スイッチ１２Ｓは、電圧計測部１２との接続状態を、第１の電圧計測部６Ｍ及び第２の電圧計測部７Ｍのいずれかに切り換える第１の端子１２Ｓａ及び第２の端子１２Ｓｂを有している。
【００７４】
切換スイッチ１２Ｓは、連系解列用リレー５が開状態とされているときに、第１の端子１２Ｓａのみを閉状態とする。すなわち、切換スイッチ１２Ｓは、パワーコンディショナ３が解列しているときに、第１の端子１２Ｓａを閉状態とする。これにより、パワーコンディショナ３が解列されているときには、連系解列用リレー５と系統電源２との間の第１の電圧の検出結果が、第１の電圧検出回路６Ｔから電圧計測部１２に出力される。
【００７５】
電圧計測部１２は、第１の電圧の検出結果が入力されると、検出結果に基づき、第１の電圧を計測する。電圧計測部１２は、第１の電圧を計測すると、この計測結果を示す信号を連系保護機能部９及び出力調整機能部１０に出力する。
【００７６】
逆に、切換スイッチ１２Ｓは、連系解列用リレー５が閉状態とされているときに、第２の端子１２Ｓｂのみを閉状態とする。すなわち、切換スイッチ１２Ｓは、パワーコンディショナ３が連系運転しているときに、第２の端子１２Ｓｂを閉状態とする。これによりパワーコンディショナ３が連系運転しているときには、インバータ４と連系解列用リレー５との間の第２の電圧の検出結果が、第２の電圧検出回路７Ｔから電圧計測部１２に出力される。
【００７７】
電圧計測部１２は、第２の電圧の検出結果が入力されると、検出結果に基づき、第２の電圧を計測する。電圧計測部１２は、第２の電圧を計測すると、この計測結果を示す信号を連系保護機能部９及び出力調整機能部１０に出力する。
【００７８】
以上の切換スイッチ１２Ｓの切り換えにより、パワーコンディショナ３の解列時には、絶縁回路６Ｉを介して検出された第１の電圧の計測結果を示す信号が連系保護機能部９及び出力調整機能部１０に入力される。一方、パワーコンディショナ３の連系運転時には、絶縁回路６Ｉを介さずに検出された第２の電圧の計測結果を示す信号が連系保護機能部９に入力される。
【００７９】
なお、切換スイッチ１２Ｓは、連系解列用リレー５が開状態から閉状態に切り換えられると、切り換え時点から所定期間が経過したときに、閉状態とされていた第１の端子１２Ｓａを開状態とする。同時に、切換スイッチ１２Ｓは、開状態とされていた第２の端子１２Ｓｂを閉状態とする。
【００８０】
また、本実施の形態の切換スイッチ１２Ｓは、例えば、連系保護機能部９が監視する連系解列用リレー５の開閉状態に基づき切り換え制御される。
この実施形態は、上記（１）、（３）〜（６）の効果が得られるとともに、上記（２）に代えて以下の効果を奏する。
【００８１】
（６Ａ）制御部２０Ａは、第１の電圧検出回路６Ｔ及び第２の電圧検出回路７Ｔの検出結果を計測する単一の電圧計測部１２を備えた。また、制御部２０Ａは、単一の電圧計測部１２との接続状態を、第１の電圧検出回路６Ｔと第２の電圧検出回路７Ｔとで切り換える単一の切換スイッチ１２Ｓを備えた。このため、制御部２０Ａは、単一の電圧計測部１２によって、第１の電圧と第２の電圧との二種類の電圧を計測することができる。さらに、切換スイッチ１２Ｓは、電圧計測部１２に対する入力源を第１の電圧検出回路６Ｔ及び第２の電圧検出回路７Ｔで２通りに切替可能な構成であればよい。このため、切換スイッチ１２Ｓとしての構造上の簡略化が図られる。
【００８２】
（他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・上記各実施の形態では、連系側スイッチ９Ｓ及び調整側スイッチ１０Ｓを連系保護機能部９が切り換えた。この他、連系側スイッチ９Ｓ及び出力調整機能部１０が、他の専用の装置によって切り換えられてもよい。また、連系側スイッチ９Ｓ及び出力調整機能部１０は、例えば連系解列用リレー５の開閉状態に連動して切り換えられてもよい。
【００８３】
・上記各実施の形態では、ゲート回路１１は、連系保護機能部９及び出力調整機能部１０から各信号が同時に入力されると、連系保護機能部９から入力された信号をインバータ４に出力した。これに限らず、ゲート回路１１は、連系保護機能部９及び出力調整機能部１０から各信号が同時に入力されると、出力調整機能部１０から入力された信号をインバータ４に出力してもよい。
【００８４】
・上記各実施の形態では、ゲート回路１１が、ＯＲ回路により構成された。この他、ゲート回路１１は、例えばＡＮＤ回路によって構成されてもよい。この他、ゲート回路１１の構成は、適宜変更されてもよい。
【００８５】
・上記各実施の形態では、連系側スイッチ９Ｓ、調整側スイッチ１０Ｓ、切換スイッチ１２Ｓの開閉状態が切り換わる所定期間として、電圧波形が３周期分計測されるまでの期間が設定された。これに限らず、所定期間とは、予め規定された所定の時間であってもよい。
【００８６】
・上記各実施の形態では、絶縁回路６Ｉと第１の電圧検出回路６Ｔとが別体として構成された。これに限らず、絶縁回路６Ｉは、第１の電圧検出回路６Ｔに内蔵されてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１…分散電源、２…系統電源、２ａ…系統負荷、３…パワーコンディショナ、４…インバータ、５…連系解列用リレー、６Ｉ…絶縁回路、６Ｍ…第１の電圧計測部、６Ｔ…第１の電圧検出回路、７Ｍ…第２の電圧計測部、７Ｔ…第２の電圧検出回路、８Ｍ…電流計測機能部、８Ｔ…電流検出回路、９…連系保護機能部、９ａ…保持部材、９Ｓ…連系側スイッチ、９Ｓａ…第１の連系側端子、９Ｓｂ…第２の連系側端子、１０…出力調整機能部、１０Ｓ…調整側スイッチ、１０Ｓａ…第１の連系側端子、１０Ｓｂ…第２の連系側端子、１１…ゲート回路、１２…電圧計測部、１２Ｓ…切換スイッチ、１２Ｓａ…第１の端子、１２Ｓｂ…第２の端子、１３…電圧検出部、２０、２０Ａ、２０Ｂ…制御部。
【図１】
2014200136.tif 000003
【図２】
2014200136.tif 000004
【図３】
2014200136.tif 000005
【図４】
2014200136.tif 000006
【図５】
2014200136.tif 000007
【図６】
2014200136.tif 000008