(57)【要約】【課題】電力系統からの交流電力を交流負荷および直流負荷に供給可能な電力供給システムにおいて、電力会社等によって定められた電力系統に授受可能な電力に関する取り決めに従うことが可能なパワーコンディショナを実現する。【解決手段】パワーコンディショナ５は、電力系統８から供給される交流電力を伝達するための交流バス２と、蓄電装置４に直結され、直流電力を伝達するための直流バス１との間に結合される。パワーコンディショナ５は、交流バス２および直流バス１の間で双方向に電力変換する電力変換装置５２，５４と、自経路電流が制御目標値となるように電力変換装置５２，５４における電力変換を制御する制御部５０とを備える。制御部５０は、自経路電流制御の実行中において、受電点Ｐを流れる受電点電流を検出する電流センサ２０の検出値が所定の電流範囲内に収まるように制御目標値を調整する。【選択図】図１
2014075878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から供給される交流電力を伝達するための交流バスと、蓄電装置に直結され、直流電力を伝達するための直流バスとの間に結合されるパワーコンディショナであって、
前記交流バスおよび前記直流バスの間で双方向に電力変換する電力変換装置と、
前記電力変換装置を流れる自経路電流を検出する自経路電流検出部と、
前記電力系統からの受電点を流れる受電点電流を検出する受電点電流検出部と、
前記自経路電流が制御目標値となるように前記電力変換装置における電力変換を制御するための電力変換制御手段と、
前記電力変換制御手段の実行中に、前記受電点電流が第１の電流範囲内に収まるように、前記制御目標値を調整するための調整手段とを備える、パワーコンディショナ。
【請求項２】
前記第１の電流範囲は、前記電力系統との間で授受可能な電力に関する取り決めに応じて設定される、請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項３】
前記第１の電流範囲は、前記電力系統との間で授受が許容される最大電力に応じて設定される、請求項２に記載のパワーコンディショナ。
【請求項４】
前記第１の電流範囲は、前記電力系統との間で授受される電力の電気料金の単価に応じて設定される、請求項２に記載のパワーコンディショナ。
【請求項５】
前記調整手段は、前記電力変換制御手段の実行中に、前記受電点電流が前記第１の電流範囲内に収まるとともに、前記蓄電装置の充放電電流が第２の電流範囲内に収まるように、前記制御目標値を調整する、請求項１から４のいずれか１項に記載のパワーコンディショナ。
【請求項６】
前記第２の電流範囲は、前記蓄電装置の残容量に応じて設定される、請求項５に記載のパワーコンディショナ。
【請求項７】
電力系統から供給される交流電力を伝達するための交流バスと、
蓄電装置と、
前記蓄電装置に直結され、直流電力を伝達するための直流バスと、
前記交流バスおよび前記直流バスの間に結合されるパワーコンディショナとを備え、
前記パワーコンディショナは、
前記交流バスおよび前記直流バスの間で双方向に電力変換する電力変換装置と、
前記電力変換装置を流れる自経路電流を検出する自経路電流検出部と、
前記電力系統からの受電点を流れる受電点電流を検出する受電点電流検出部と、
前記自経路電流が制御目標値となるように前記電力変換装置における電力変換を制御するための電力変換制御手段と、
前記電力変換制御手段の実行中に、前記受電点電流が所定の電流範囲内に収まるように、前記制御目標値を調整するための調整手段とを含む、電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パワーコンディショナに関し、より特定的には、電力系統からの交流電力を交流負荷および直流負荷に供給可能な電力供給システムに適用されるパワーコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力系統からの交流電力を交流負荷および直流負荷に供給可能な電力供給システムとして、たとえば特開２０１１−１０９７８４号公報（特許文献１）には、直流発電装置により発電される直流電力が直流配線を介して直流負荷に供給される直流電力系統と、直流電力系統に連系され、交流電源から交流配線を介して交流電力が供給される交流電力系統とを備える配電システムが開示される。
【０００３】
この特許文献１に記載される配電システムは、交流配線および直流配線の間で双方向に電力変換する双方向コンバータと、直流配線に接続されるバッテリと、直流配線およびバッテリの間に設けられ、直流配線の電力をバッテリに充電し、バッテリの電力を直流配線に放電する充放電回路とを備える。そして、上記の構成において、制御部は、交流電源への電力の逆潮流が禁止されていたり、逆潮流が許容される電力量が制限されている場合には、逆潮流する電力を、充放電回路を通じたバッテリの充放電により調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０９７８４号公報
【特許文献２】特開２００９−２６８２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載される配電システムによれば、交流電源に逆潮流される電力がバッテリの充放電により調整されるため、直流発電装置の発電電力を調整することなく、逆潮流を禁止することができる。しかしながら、特許文献１に記載の配電システムでは、バッテリの充放電を制御するための充放電回路として、直流配線および蓄電装置の間で双方向に電圧変換を行なうＤＣ／ＤＣ双方向コンバータを設ける必要があるため、当該コンバータで発生する変換損失が増大する、また、システムのコストアップが発生するという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１では、電力の逆潮流が禁止されている場合には、交流電源に逆潮流される電力に相当する分だけ直流配線の電力が充放電回路を通じてバッテリに充電されるが、バッテリの残容量が高い状態では、バッテリが過充電となってしまう虞がある。
【０００７】
さらに、近年では、電力系統の安定運用および電力供給の平準化を実現するために、電力会社等によって、電力系統から受電（買電）する電力および電力系統に逆潮流（売電）する電力に対して制限が設けることが行なわれている。したがって、このような電力系統との間の取り決めに従うためには、交流電源からの交流電力を受ける受電点において電力系統との間で授受される電力を管理する必要がある。
【０００８】
それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電力会社等によって定められた電力系統に授受可能な電力に関する取り決めに従うことが可能なパワーコンディショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面では、パワーコンディショナは、電力系統から供給される交流電力を伝達するための交流バスと、蓄電装置に直結され、直流電力を伝達するための直流バスとの間に結合される。パワーコンディショナは、交流バスおよび直流バスの間で双方向に電力変換する電力変換装置と、電力変換装置を流れる自経路電流を検出する自経路電流検出部と、電力系統からの受電点を流れる受電点電流を検出する受電点電流検出部と、自経路電流が制御目標値となるように電力変換装置における電力変換を制御するための電力変換制御手段と、電力変換制御手段の実行中に、受電点電流が第１の電流範囲内に収まるように、制御目標値を調整するための調整手段とを備える。
【００１０】
好ましくは、第１の電流範囲は、電力系統との間で授受可能な電力に関する取り決めに応じて設定される。
【００１１】
好ましくは、第１の電流範囲は、電力系統との間で授受が許容される最大電力に応じて設定される。
【００１２】
好ましくは、第１の電流範囲は、電力系統との間で授受される電力の電気料金の単価に応じて設定される。
【００１３】
好ましくは、調整手段は、電力変換制御手段の実行中に、受電点電流が第１の電流範囲内に収まるとともに、蓄電装置の充放電電流が第２の電流範囲内に収まるように、制御目標値を調整する。
【００１４】
好ましくは、第２の電流範囲は、蓄電装置の残容量に応じて設定される。
この発明の別の局面では、電力供給システムは、電力系統から供給される交流電力を伝達するための交流バスと、蓄電装置と、蓄電装置に直結され、直流電力を伝達するための直流バスと、交流バスおよび直流バスの間に結合されるパワーコンディショナとを備える。パワーコンディショナは、交流バスおよび直流バスの間で双方向に電力変換する電力変換装置と、電力変換装置を流れる自経路電流を検出する自経路電流検出部と、電力系統からの受電点を流れる受電点電流を検出する受電点電流検出部と、自経路電流が制御目標値となるように電力変換装置における電力変換を制御するための電力変換制御手段と、電力変換制御手段の実行中に、受電点電流が所定の電流範囲内に収まるように、制御目標値を調整するための調整手段とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、電力供給システムにおいて、パワーコンディショナは、電力会社等によって定められた電力系統に授受可能な電力に関する取り決めに従うことができる。この結果、電力系統の安定運用および電力供給の平準化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態によるパワーコンディショナが適用される電力供給システムの全体の構成を概略的に示す図である。
【図２】蓄電装置の残容量−電圧曲線を示す図である。
【図３】図１におけるＤＣ／ＡＣ変換器およびＡＣ／ＤＣ変換器の概略構成図である。
【図４】図３における制御部の制御構造を示す図である。
【図５】制御目標値生成部が用いる目標値設定表の一例を示す図である。
【図６】要求電力に応じて設定された受電点電流の電流範囲の一例を示す図である。
【図７】電気料金の単価の一例を示す図である。
【図８】蓄電装置のＳＯＣに応じて設定された電池電流の電流範囲の一例を示す図である。
【図９】本実施の形態によるパワーコンディショナにおける自経路電流制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【図１０】図９のステップＳ２００の処理をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【図１１】図９のステップＳ３００の処理をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰返さない。
【００１８】
図１は、この発明の実施の形態によるパワーコンディショナが適用される電力供給システムの全体の構成を概略的に示す図である。
【００１９】
図１を参照して、電力供給システムは、電力系統８と、直流電力源である太陽光発電システム３および蓄電装置４と、電力系統８および直流電力源の間に結合されるパワーコンディショナ５と、直流バス１と、交流バス２とから構成される。なお、本実施の形態に従う電力供給システムにおいては、電力系統８、太陽光発電システム３および蓄電装置４をそれぞれ１個ずつ備える場合について説明するが、これらの個数には制限がなく、１個でも複数個であってもよい。
【００２０】
電力系統８は、代表的には、単相３線式の商用交流電力系統である。単相３線式の商用交流電力系統は、中性線が抵抗を介して接地されており、中性線以外の２線（Ｒ相線ＲＬおよびＴ相線ＴＬ）を使用してＡＣ２００Ｖを供給する。
【００２１】
太陽光発電システム３は、太陽電池３０と、ＤＣ／ＤＣ変換器３２とを含む。太陽電池３０は、結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池または薄膜型太陽電池などで構成される。ＤＣ／ＤＣ変換器３２は、太陽電池３０と直流バス１との間に接続され、太陽電池３０から受ける直流電力を電圧変換して直流バス１へ供給する。具体的には、ＤＣ／ＤＣ変換器３２は、直流バス１の電圧が４２０Ｖ（満充電状態のときの蓄電装置４の電源電圧に相当）より低いときには、太陽電池３０から最大の電力を取得できるような制御（いわゆる最大電力点追従制御）を行なう。そして、直流バス１の電圧が４２０Ｖに到達すると、ＤＣ／ＤＣ変換器３２は、最大電力点追従制御から直流バス１の電圧を４２０Ｖに維持するための制御に切替えて太陽電池３０を制御する。
【００２２】
蓄電装置４は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成される。蓄電装置４は、複数の電池セルを直列接続して構成されており、一例として、定格電圧３８０Ｖを有している。図２は、蓄電装置４の残容量−電圧曲線を示す図である。図２において、横軸は蓄電装置４の残容量（ＳＯＣ：State  of  Charge）（％）、縦軸は蓄電装置４の電圧（Ｖ）を示している。なお、ＳＯＣは、満充電容量に対する現在の残容量を百分率（０〜１００％）で示したものである。図２を参照して、蓄電装置４は、空状態（ＳＯＣが０％）のときに３４０Ｖとなり、ＳＯＣが２０％のときに３６０Ｖとなり、ＳＯＣが５０％のときに３８０Ｖ（定格電圧）となり、ＳＯＣが８０％のときに４００Ｖとなり、満充電状態（ＳＯＣが１００％）のときに４２０Ｖとなる。
【００２３】
直流バス１は、太陽光発電システム３、蓄電装置４およびパワーコンディショナ５の間で授受される直流電力を伝達するための電力線である。直流バス１は、電力線対である正母線ＰＬおよび負母線ＮＬで構成される。本実施の形態に従う電力供給システムおいて、蓄電装置４は直流バス１に「直結」されており、直流バス１との間で直流電力の授受を行なう。ここで、「直結」とは、直流バス１と蓄電装置４との間に、ＤＣ／ＤＣ変換器のような電力変換器が介在していないことを意味する。したがって、直流バス１の電圧は、蓄電装置４の電源電圧とほぼ等しくなる。
【００２４】
図２に示す特性において、蓄電装置４の電圧は、２０％から８０％までの広いＳＯＣの範囲で、３８０±２０Ｖの変動範囲が抑えられている。このように、ＳＯＣの変化に対して電圧の変化が比較的安定しているため、蓄電装置４は高い電圧安定化能力を有している。したがって、電圧を安定化できるＳＯＣの範囲（たとえば２０％〜８０％）にＳＯＣを維持させるように、蓄電装置４の充放電を制御することにより、蓄電装置４は直流バス１に対して安定した電圧を供給することができる。
【００２５】
監視ユニット９は、蓄電装置４に設けられた電流センサ４０、電圧センサ９０および温度センサ９２の出力に基づいて、蓄電装置４の状態値を検出する。具体的には、電流センサ４０は、蓄電装置４に入出力される充放電電流（電池電流）Ｉｂを検出し、その検出値を監視ユニット９へ出力する。電圧センサ９０は、蓄電装置４の充放電電圧（電池電圧）Ｖｂを検出し、その検出値を監視ユニット９へ出力する。温度センサ９２は、蓄電装置４の温度（電池温度）Ｔｂを検出し、その検出値を監視ユニット９へ出力する。
【００２６】
電流センサ４０は、蓄電装置４への充電電流Ｉｃｈを、正値の電池電流Ｉｂとして検出し、蓄電装置４からの放電電流Ｉｄｃを、負値の電池電流Ｉｂとして検出する。電流センサ４０は「充放電電流検出部」に対応する。
【００２７】
監視ユニット９は、電流センサ４０からの電池電流Ｉｂの検出値、電圧センサ９０からの電池電圧Ｖｂの検出値および温度センサ９２からの電池温度Ｔｂの検出値に基づいて、蓄電装置４のＳＯＣを推定する。たとえば、監視ユニット９は、蓄電装置４の開放電圧とＳＯＣとの関係に基づいてＳＯＣを推定する。以下では、電池電流Ｉｂ、電池電圧Ｖｂ、電池温度Ｔｂ、およびＳＯＣ推定値を包括的に「電池データ」とも総称する。
【００２８】
パワーコンディショナ５は、電力系統８に連系して、直流負荷６に電力を供給する。具体的には、パワーコンディショナ５は、太陽光発電システム３、蓄電装置４または電力系統８から供給される電力を、直流バス１を介して直流負荷６に供給する。直流負荷６は、直流電力による動作する負荷であり、例えば直流電力を受けて動作する、家庭内の家電機器などである。
【００２９】
パワーコンディショナ５は、上記のように電力系統８から交流電力を受電（買電）する一方で、太陽光発電システム３が発電した電力を電力系統８に逆潮流（売電）することも可能に構成されている。交流バス２は、電力系統８およびパワーコンディショナ５の間で授受される交流電力を伝達するための電力線であり、Ｒ相線ＲＬおよびＴ相線ＴＬで構成される。交流バス２には、パワーコンディショナ５に加えて、交流負荷７がさらに接続される。交流負荷７は、交流電力により動作する負荷であり、例えば交流電力を受けて動作する、家庭内の家電機器などである。
【００３０】
交流バス２には、電力系統８からの交流電力を受ける受電点（図中の点Ｐに相当）を流れる電流（以下、「受電点電流」とも称する）Ｉｇｒｉｄを検出するための電流センサ２０が設けられる。電流センサ２０は、受電点電流Ｉｇｒｉｄを検出し、その検出値をパワーコンディショナ５へ出力する。具体的には、電流センサ２０は、電力系統８からの受電電流を、正値の受電点電流Ｉｇｒｉｄとして検出し、電力系統８への逆潮流電流を、負値の受電点電流Ｉｇｒｉｄとして検出する。
【００３１】
（パワーコンディショナの構成）
パワーコンディショナ５は、ＤＣ／ＡＣ変換器５２と、ＡＣ／ＤＣ変換器５４と、制御部５０と、接続端子５６，５８とを備える。
【００３２】
ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４は、直流バス１および交流バス２の間に並列に接続される。パワーコンディショナ５は、ＤＣ／ＡＣ変換器５２を介して電力系統８に逆潮流（売電）するとともに、ＡＣ／ＤＣ変換器５４を介して電力系統８から受電（買電）することができる。
【００３３】
具体的には、ＤＣ／ＡＣ変換器５２は、太陽光発電システム３の発電電力を交流電力に変換して交流バス２へ供給する。一方、ＡＣ／ＤＣ変換器５４は、交流バス２から受ける交流電力、すなわち、電力系統８から受電（買電）した電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４は、直流バス１および交流バス２の間で双方向の電力変換を行なう「電力変換装置」を構成する。
【００３４】
なお、図１では、「電力変換装置」を流れる自経路電流をＩｉｎｖと表記する。そして、この自経路電流Ｉｉｎｖのうち、ＡＣ／ＤＣ変換器５４を流れる自経路電流ＩｉｎｖをＩｂｕｙとも表記し、ＤＣ／ＡＣ変換器５２を流れる自経路電流ＩｉｎｖをＩｓｅｌｌとも表記する。以下では、ＤＣ／ＡＣ変換器５２を流れる電流Ｉｓｅｌｌを負値の自経路電流Ｉｉｎｖとし、ＡＣ／ＤＣ変換器５４を流れる電流Ｉｂｕｙを正値の自経路電流Ｉｉｎｖとする。また、太陽光発電システム３の出力電流をＩｐｖ、直流負荷６に供給される電流をＩｌｏａｄｄｃ、交流負荷７に供給される電流をＩｌｏａｄａｃと表記する。
【００３５】
これにより、買電時においては、正値の受電点電流Ｉｇｒｉｄから電流Ｉｌｏａｄａｃを差し引いた電流が自経路電流Ｉｂｕｙ（Ｉｉｎｖ＞０）となる。さらに、自経路電流Ｉｂｕｙから電流Ｉｌｏａｄｄｃを差し引いた電流が、蓄電装置４の充電電流Ｉｃｈ（Ｉｂ＞０）となる。
【００３６】
一方、売電時においては、太陽光発電システム３の出力電流Ｉｐｖから電流Ｉｌｏａｄｄｃおよび／または蓄電装置４の充電電流Ｉｃｈ（Ｉｂ＞０）を差し引いた電流が、自経路電流Ｉｓｅｌｌ（Ｉｉｎｖ＜０）となる。さらに、自経路電流Ｉｓｅｌｌから電流Ｉｌｏａｄａｃを差し引いた電流が、負値の受電点電流Ｉｇｒｉｄとなる。自経路電流ＩｓｅｌｌおよびＩｂｕｙをどのような値にするかについては、電力供給システムの使用者または管理者が自在に設定することができる。
【００３７】
図３は、図１におけるＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４の概略構成図である。
【００３８】
図３を参照して、ＤＣ／ＡＣ変換器５２は、ＤＣ／ＡＣ変換部５２０と、連系リアクトル５２２，５２４と、電流センサ５２６と、電圧センサ５２８とを含む。
【００３９】
ＤＣ／ＡＣ変換部５２０は、制御部５０からのスイッチング制御信号ＤＲＶ１に応じて、直流バス１から受けた直流電力に変換して交流バス２へ出力する。ＤＣ／ＡＣ変換部５２０は、スイッチング素子であるトランジスタＱ１〜Ｑ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ４とを含む。トランジスタＱ１，Ｑ２は、直流バス１を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ１とトランジスタＱ２との中間点はＲ相線ＲＬに接続される。連系リアクトル５２２は、Ｒ相線ＲＬに介挿接続される。
【００４０】
トランジスタＱ３，Ｑ４は、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ３とトランジスタＱ４との接続点はＴ相線ＴＬに接続される。連系リアクトル５２４は、Ｔ相線ＴＬに介挿接続される。
【００４１】
なお、トランジスタＱ１〜Ｑ４として、たとえばＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いることができる。または、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field  Effect  Transistor）等の電力スイッチング素子を用いてもよい。
【００４２】
電圧センサ５２８は、正母線ＰＬと負母線ＮＬとの間に接続され、直流バス１からＤＣ／ＡＣ変換部５２０へ供給される直流電力の電圧値（直流電圧）Ｖｄｃを検出し、その検出値を制御部５０へ出力する。
【００４３】
電流センサ５２６は、Ｔ相線ＴＬに介挿され、ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４と交流バス２との間で授受される電力の電流値（自経路電流）Ｉｉｎｖを検出し、その検出値を制御部５０へ出力する。電流センサ５２６「自経路電流検出部」に対応する。
【００４４】
制御部５０は、電圧センサ５２８から受けた直流電圧Ｖｄｃと、電流センサ５２６から受けた自経路電流Ｉｉｎｖ（Ｉｓｅｌｌ）とに基づいて、図４に示す制御構造に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ４のオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号ＤＲＶ１を生成し、ＤＣ／ＡＣ変換部５２０を制御する。
【００４５】
ＡＣ／ＤＣ変換器５４は、整流部５４０と、昇圧回路５４２と、電流センサ５４４とを含む。
【００４６】
整流部５４０は、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列接続されたダイオードＤ７およびＤ８と、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列接続されたダイオードＤ９およびＤ１０とを含む。整流部５４０は、ダイオードＤ７およびＤ８の接続点およびダイオードＤ９およびＤ１０の接続点の間に電力系統８からの交流電力を受け、この交流電力を直流電力に整流する。
【００４７】
昇圧回路５４２は、制御部５０からのスイッチング制御信号ＤＲＶ２に応じて、整流部５４０からの直流電圧を昇圧する。昇圧回路５４２は、整流部５４０の出力端子間に直列接続されたインダクタンスＬ１およびスイッチング素子であるトランジスタＱ５と、ダイオードＤ５，Ｄ６とからなる昇圧チョッパ回路と、平滑コンデンサＣ１とを含む。
【００４８】
平滑コンデンサＣ１は、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に接続され、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。なお、トランジスタＱ５として、例えば、ＩＧＢＴを用いることができる。または、パワーＭＯＳＦＥＴ等の電力スイッチング素子を用いてもよい。
【００４９】
制御部５０は、電圧センサ５２８から受けた直流電圧Ｖｄｃと、電流センサ５２６から受けた自経路電流Ｉｉｎｖ（Ｉｂｕｙ）とに基づいて、図４に示す制御構造に従って、トランジスタＱ５のオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号ＤＲＶ２を生成し、昇圧回路５４２を制御する。
【００５０】
（制御構造）
図４は、図３における制御部５０の制御構造を示す図である。
【００５１】
図４を参照して、制御部５０は、制御目標値生成部５００と、制御目標値調整部５０２と、スイッチング素子制御信号生成部５０４と、メモリ５０６とを含む。
【００５２】
制御目標値生成部５００は、ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４における制御目標値を設定する。この制御目標値には、自経路電流Ｉｉｎｖの電流目標値Ｉｉｎｖ＊が含まれる。以下の説明では、自経路電流Ｉｉｎｖの電流目標値Ｉｉｎｖ＊を「自経路電流目標値」とも表記する。
【００５３】
自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊は、例えば日時に応じて異なる値となるように事前に決定し、メモリ５０６に格納しておくことができる。あるいは、制御部５０が電力供給システムの外部との間で通信を行なうことによって、日時に応じて設定された自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を適宜取得するようにしてもよい。図５は、制御目標値生成部５００が用いる目標値設定表の一例を示す図である。同図では、自経路電流Ｉｉｎｖは、売電方向を負方向とし、買電方向を正方向として表記されている。自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊は、売電時の自経路電流Ｉｓｅｌｌの電流目標値と、買電時の自経路電流Ｉｂｕｙの電流目標値とを含む。
【００５４】
例えば、７時〜１７時の時間帯には、太陽光発電システム３が発電した電力を積極的に売電するように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を−１０Ａに設定する。すなわち、売電時の自経路電流Ｉｓｅｌｌの電流目標値を１０Ａに設定する。この場合、制御部５０は、自経路電流Ｉｉｎｖが自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＝−１０Ａとなるように、スイッチング制御信号ＤＲＶ１を生成してＤＣ／ＡＣ変換器５２を制御する。
【００５５】
一方、２３時〜７時の時間帯には、電力系統８から供給される電力で蓄電装置４が充電されるように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を１０Ａに設定する。すなわち、買電時の自経路電流Ｉｂｕｙの電流目標値を１０Ａに設定する。この場合、制御部５０は、自経路電流Ｉｉｎｖが自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＝１０Ａとなるように、スイッチング制御信号ＤＲＶ２を生成してＡＣ／ＤＣ変換器５４を制御する。
【００５６】
このように、本実施の形態に従う電力供給システムでは、電力変換部（ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４）を流れる自経路電流Ｉｉｎｖが制御目標値（自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊）となるように、電力変換部における電力変換動作を制御する。以下の説明では、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊に基づいた電流制御を「自経路電流制御」とも称する。
【００５７】
ここで、本実施の形態に従う電力供給システムにおいては、電力系統８の安定運用および電力供給の平準化を実現するために、電力系統８から受電（買電）する電力および電力系統８へ逆潮流（売電）する電力に対して制限が設けられる。また、現在、我が国においては、蓄電装置４からの放電電力を逆潮流することが認められていない。そのため、太陽光発電システム３の発電電力を売電する際に、蓄電装置４からの放電電力が電力系統８に流出しないように、電力系統８に逆潮流（売電）可能な電力に上限値が定められる。したがって、自経路電流制御の実行中においては、これらの定められた制限を超えないように、電力系統８との間で授受される電力を管理する必要がある。
【００５８】
しかしながら、自経路電流制御の実行中において、直流負荷６および交流負荷７における消費電力量が変動する場合がある。また、気象条件によって太陽光発電システム３における発電電力量が変動する場合がある。このような事態において上述した自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊に従った自経路電流の制御を継続して行なうと、電力系統８との間で授受される電力が電力会社等によって定められた制限を超えてしまう可能性がある。例えば、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊に従って買電時の自経路電流Ｉｉｎｖを制御しているときに、交流負荷７の消費電力量が急に増加した場合には、電力系統８から受電する電力が、電力会社等によって定められた上限値を超える虞がある。
【００５９】
そこで、本実施の形態によるパワーコンディショナ５では、自経路電流制御の実行中において、電力会社等によって定められた電力系統８に授受可能な電力に関する取り決めに応じて、自経路電流Ｉｉｎｖを調整する。
【００６０】
具体的には、制御部５０は、電力会社等との間で通信を行なうことによって、電力会社等がパワーコンディショナ５に対して要求する要求電力Ｐｄｍｄを取得する。この要求電力Ｐｄｍｄには、電力系統８への逆潮流（売電）時に許容される最大電力である売電電力上限値と、電力系統８からの受電（買電）時に許容される最大電力である買電電力上限値とが含まれる。制御部５０は、取得した要求電力Ｐｄｍｄに基づいて、受電点Ｐ（図１）に流すことのできる電流（受電点電流Ｉｇｒｉｄ）の範囲を設定する。具体的には、制御部５０は、要求電力Ｐｄｍｄのうちの買電電力上限値を交流バス２の電圧（例えばＡＣ２００Ｖ）で除算した値を電流範囲の上限値に設定する。また、制御部５０は、売電電力上限値を交流電圧で除算した値を電流範囲の下限値に設定する。
【００６１】
図６は、要求電力Ｐｄｍｄに応じて設定された受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲の一例を示す図である。同図では、受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲は、Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘを上限値として、Ｉｇｒｉｄ＿ｍｉｎを下限値として表記されている。制御部５０は、図６に示す要求電力Ｐｄｍｄと受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲との関係を事前に設定し、メモリ５０６（図４）に格納しておくことができる。制御部５０は、電力会社等からの要求電力Ｐｄｍｄを取得すると、図６の関係を参照することにより受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲を逐次更新する。
【００６２】
なお、受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲については、上述した電力会社等からの要求電力Ｐｄｍｄに応じて設定する構成以外にも、電力会社等により定められた電気料金に応じて設定する構成が適用され得る。具体的には、制御部５０は、電力会社等との間で通信を行なうことによって、電力系統８に授受可能な電力に関する取り決めとして、電気料金の単価を示す単価情報を取得する。図７は、電気料金の単価の一例を示す図である。図７に示すように、使用する電力量および時間帯に応じて電気料金の単価が変わる場合には、制御部５０は、電気料金を抑制するように、電力使用状況や使用時間帯に応じて受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲を異なる値に設定するようにしてもよい。例えば、電気料金の単価が高い時間帯においては、電流範囲の上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘを低い値に設定する。一方、電気料金の単価が低い時間帯（例えば、深夜電力の時間帯）においては、上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘを高い値に設定する。
【００６３】
あるいは、蓄電装置４のＳＯＣに応じて買電電力上限値が変化するように、受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲を設定するようにしてもよい。この場合、蓄電装置４のＳＯＣが高い状態では、電流範囲の上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘを高い値に設定する一方で、蓄電装置４のＳＯＣが低い状態では、電流範囲の上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘを低い値に設定する。
【００６４】
制御部５０は、上記の方法によって受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲を設定すると、自経路電流制御の実行中において、電流センサ２０によって検出される受電点電流Ｉｇｒｉｄが当該電流範囲に収まるように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を調整する。
【００６５】
具体的には、制御目標値調整部５０２（図４）は、自経路電流Ｉｉｎｖ＝−１０Ａ（Ｉｓｅｌｌ＝１０Ａ）で売電するように電力変換動作が行なわれているときに、受電点電流Ｉｇｒｉｄが電流範囲の下限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍｉｎを下回った場合には、その超過分を減らすように自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を増加させる（Ｉｉｎｖ＊＞−１０Ａ）。これにより、ＤＣ／ＡＣ変換器５２においては、増加後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊に従って電力変換動作が制御される。その結果、自経路電流Ｉｉｎｖが増える（すなわち、Ｉｓｅｌｌが減少する）こととなり、電力系統８へ逆潮流される電力が売電電力上限値を超えないように制限される。
【００６６】
また、自経路電流Ｉｉｎｖ＝１０Ａ（Ｉｂｕｙ＝１０Ａ）で買電するように電力変換動作が行なわれているときに、受電点電流Ｉｇｒｉｄが電流範囲の上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘを超えた場合には、その超過分を減らすように自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を減少させる（Ｉｉｎｖ＊＜１０Ａ）。これにより、ＡＣ／ＤＣ変換器５４においては、減少後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊に従って電力変換動作が制御される。その結果、自経路電流Ｉｉｎｖが減少する（すなわち、Ｉｂｕｙが減少する）こととなり、電力系統８から受電する電力が買電電力上限値を超えないように制限される。
【００６７】
ここで、自経路電流制御の実行中においては、上記のように直流負荷６および交流負荷７における消費電力量や太陽光発電システム３における発電電力量が変動することによって、直流バス１に直結される蓄電装置４に充放電される電力も変動する。例えば、売電時に太陽光発電システム３が発電した電力に余剰が生じた場合には、この余剰電力を直流バス１を介して蓄電装置４に充電することができる。しかしながら、蓄電装置４のＳＯＣが高い状態では、余剰電力が供給されることによって蓄電装置４が過充電となってしまう虞がある。
【００６８】
そこで、制御部５０は、上述した自経路電流Ｉｉｎｖの調整を、電力会社等によって定められた電力系統８に授受可能な電力に関する取り決めの他に、蓄電装置４のＳＯＣに応じても行なう。これにより、自経路電流制御中における蓄電装置４の過充電および過放電を防止する。
【００６９】
具体的には、制御部５０は、監視ユニット９から送信される電池データに基づいて、蓄電装置４に流すことのできる電流（電池電流Ｉｂ）の範囲を設定する。具体的には、制御部５０は、蓄電装置４のＳＯＣに応じて電流範囲の上限値および下限値を設定する。図８は、蓄電装置４のＳＯＣに応じて設定された電池電流Ｉｂの電流範囲の一例を示す図である。同図では、電池電流Ｉｂの電流範囲は、蓄電装置４への充電電流Ｉｃｈの最大値を上限値Ｉｂ＿ｍａｘとして、蓄電装置４からの放電電流Ｉｄｃの最大値を下限値Ｉｂ＿ｍｉｎとして表記されている。
【００７０】
図８を参照して、上限値Ｉｂ＿ｍａｘおよび下限値Ｉｂ＿ｍｉｎは、蓄電装置４のＳＯＣに応じて可変に設定される。詳細には、ＳＯＣが高い状態（ＳＯＣ≧８０％）では、ＳＯＣが高くなるに従って小さい値となるように上限値Ｉｂ＿ｍａｘが設定される。これにより、過充電が懸念されるＳＯＣ上昇時には蓄電装置４への充電が制限される。なお、蓄電装置４が満充電状態に近くなると、上限値Ｉｂ＿ｍａｘ＝０Ａに設定されるため、蓄電装置４への充電が禁止される。
【００７１】
一方、ＳＯＣが低い状態（ＳＯＣ≦２０％）では、ＳＯＣが低くなるに従って絶対値が小さくなるように下限値Ｉｂ＿ｍｉｎが設定される。これにより、過放電が懸念されるＳＯＣ低下時には蓄電装置４からの放電が制限される。なお、蓄電装置４が空状態に近くなると、下限値Ｉｂ＿ｍｉｎ＝０Ａに設定されるため、蓄電装置４からの放電が禁止される。
【００７２】
制御部５０は、図８に示す蓄電装置４のＳＯＣと電池電流Ｉｂの電流範囲との関係を事前に設定し、メモリ５０６（図４）に格納しておくことができる。制御部５０は、監視ユニット９から電池データを取得すると、図８の関係を参照することにより電池電流Ｉｂの電流範囲を逐次更新する。そして、制御部５０は、自経路電流制御の実行中において、電流センサ４０によって検出される電池電流Ｉｂが当該電流範囲に収まるように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を調整する。
【００７３】
具体的には、制御目標値調整部５０２は、自経路電流Ｉｉｎｖ＝−１０Ａ（Ｉｓｅｌｌ＝１０Ａ）で売電するように電力変換動作が行なわれているときに、電池電流Ｉｂが電流範囲の上限値Ｉｂ＿ｍａｘを超えた場合には、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を減少させる（Ｉｉｎｖ＊＜−１０Ａ）。ＤＣ／ＡＣ変換器５２においては、減少後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊に従って電力変換動作が制御されることにより、自経路電流Ｉｉｎｖが減少する（すなわち、Ｉｓｅｌｌが増加する）。これにより、太陽光発電システム３が発電した電力のうちの電力系統８へ逆潮流される電力が増える一方で、蓄電装置４へ供給される電力が減少することとなり、蓄電装置４の過充電が防止される。
【００７４】
また、自経路電流Ｉｉｎｖ＝１０Ａ（Ｉｂｕｙ＝１０Ａ）で買電するように電力変換動作が行なわれているときに、電池電流Ｉｂが電流範囲の下限値Ｉｂ＿ｍｉｎを下回った場合には、制御目標値調整部５０２は、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を増加させる（Ｉｉｎｖ＊＞１０Ａ）。増加後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊に従って電力変換動作が制御されることにより、自経路電流Ｉｉｎｖが増加する（すなわち、Ｉｂｕｙが増加する）。これにより、電力系統８から受電する電力が増えるため、蓄電装置４から直流バス１に放電される電力が減少することとなり、蓄電装置４の過放電が防止される。
【００７５】
以上説明したように、制御目標値調整部５０２は、制御目標値生成部５００により設定された自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を初期値として、受電点電流Ｉｇｒｉｄおよび電池電流Ｉｂがそれぞれ電流範囲内に収まるように自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を調整する。制御目標値生成部５００は、調整後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊をスイッチング素子制御信号生成部５０４へ送出する。
【００７６】
スイッチング素子制御信号生成部５０４は、制御目標値調整部５０２から調整後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を受けると、自経路電流Ｉｉｎｖが自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊となるようにスイッチング制御信号ＤＲＶ１またはＤＲＶ２を生成して、ＤＣ／ＡＣ変換器５２またはＡＣ／ＤＣ変換器５４を制御する。
【００７７】
具体的には、スイッチング素子制御信号生成部５０４は、少なくとも比例要素（Ｐ：proportional  element）および積分要素（Ｉ：integral  element）を含んで構成され、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊に対する自経路電流Ｉｉｎｖの偏差に応じて操作信号を生成する。そして、スイッチング素子制御信号生成部５０４は、この操作信号に基づいてＤＣ／ＡＣ変換器５２のトランジスタＱ１〜Ｑ４またはＡＣ／ＤＣ変換器５４のトランジスタＱ５のオンデューティーを規定するデューティー指令を生成すると、この生成したデューティー指令と搬送波とを比較することにより、スイッチング制御信号ＤＲＶ１またはＤＲＶ２を生成する。
【００７８】
なお、制御部５０は、スイッチング制御信号ＤＲＶ１またはＤＶＲ２の生成において、交流バス２およびパワーコンディショナ２０の間で授受される交流電力（交流電圧、交流電流（自経路電流）Ｉｉｎｖ）に対して、力率改善（Power  Factor  Correction）制御を実行する。具体的には、制御部５０は、交流電圧の位相に交流電流の位相を合わせるように、交流電流の波形を補正することによって力率を改善する。
【００７９】
メモリ５０６は、情報の読出しおよび書込みが可能であり、たとえばＲＡＭ（Random  Access  Memory）で構成される。メモリ５０６は、目標値設定表（図５）、受電点電流範囲（図６）、および電池電流範囲（図８）を記憶するための記憶領域を有する。
【００８０】
なお、図４では、制御目標値調整部５０２が監視ユニット９から電池データとして蓄電装置４のＳＯＣを受ける例を示したが、制御目標値調整部５０２自らが、電池電流Ｉｂの検出値および／または電池電圧Ｖｂの検出値に基づいて、蓄電装置４のＳＯＣを推定する構成としてもよい。
【００８１】
以上のような制御構造によって、本実施の形態によるパワーコンディショナにおける自経路電流制御が実現される。これらの処理は、次のような処理フローにまとめることができる。
【００８２】
図９は、本実施の形態によるパワーコンディショナにおける自経路電流制御を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。図９に示すフローチャートによる制御処理は、一定の制御周期毎に制御部５０によって実行される。また、図９に示した各ステップは、制御部５０によるソフトウェア処理および／またはハードウェア処理によって実現されるものとする。
【００８３】
図９を参照して、制御部５０は、ステップＳ１００により、自経路電流Ｉｉｎｖの電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を設定する。具体的には、制御部５０は、メモリ５０６に格納された目標値設定表（図５）を参照することにより、日時に応じて自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を設定する。すなわち、ステップＳ１００の処理は、制御目標値生成部５００の機能に対応する。制御部５０は、目標値設定表に従って定められた自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊の初期値とする。
【００８４】
次に、制御部２５０は、自経路電流Ｉｉｎｖが自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊となるようにスイッチング制御信号ＤＲＶ１またはＤＲＶ２を生成して、ＤＣ／ＡＣ変換器５２またはＡＣ／ＤＣ変換器５４を制御する（自経路電流制御）。
【００８５】
図１０は、図９のステップＳ２００の処理をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【００８６】
図１０を参照して、制御部５０は、ステップＳ０１により、電流センサ５２６により検出される自経路電流Ｉｉｎｖと自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊とを比較する。自経路電流Ｉｉｎｖが自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊より大きい場合（ステップＳ０１のＹＥＳ判定時）には、制御部５０は、ステップＳ０２により、自経路電流Ｉｉｎｖと自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊との電流偏差に基づいたスイッチング制御信号ＤＲＶ１またはＤＲＶ２を生成する。このような制御を行なうことにより、自経路電流Ｉｉｎｖは負方向（売電方向）に変化する（すなわち、自経路電流Ｉｉｎｖが減少）。
【００８７】
一方、自経路電流Ｉｉｎｖが自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊以下となる場合（ステップＳ０１のＮＯ判定時）には、制御部５０は、ステップＳ０３により、自経路電流Ｉｉｎｖと自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊との電流偏差に基づいたスイッチング制御信号ＤＲＶ１またはＤＲＶ２を生成する。このような制御を行なうことにより、自経路電流Ｉｉｎｖは正方向（買電方向）に変化する（すなわち、自経路電流Ｉｉｎｖが増加）。
【００８８】
図９に戻って、制御部５０は、上記ステップＳ２００に示した電流制御の実行中に、電流センサ２０から受電点電流Ｉｇｒｉｄを取得する。さらに、制御部５０は、電流センサ４０から電池電流Ｉｂを取得する。そして、制御部５０は、取得された受電点電流Ｉｇｒｉｄおよび電池電流Ｉｂに基づいて、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整する。具体的には、制御部５０は、受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲と受電点電流Ｉｇｒｉｄとを比較する。また、制御部５０は、電池電流Ｉｂの電流範囲と電池電流Ｉｂとを比較する。そして、制御部５０は、これらの比較結果に基づいて自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整する。このステップＳ３００の処理は、図４に示した制御目標値調整部５０２の機能に対応する。
【００８９】
図１１は、図９のステップＳ３００の処理をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【００９０】
図１１を参照して、制御部５０は、ステップＳ１０により、電力会社等からの要求電力Ｐｄｍｄに応じて、受電点電流Ｉｇｒｉｄの電流範囲を設定する。具体的には、制御部５０は、図６の関係を参照することにより、要求電力Ｐｄｍｄのうちの買電電力上限値に基づいて電流範囲の上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘを設定する。また、制御部５０は、売電電力上限値に基づいて電流範囲の下限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍｉｎを設定する。
【００９１】
ステップＳ１０では、制御部５０はさらに、監視ユニット９から送信される電池データに応じて、電池電流Ｉｂの電流範囲を設定する。具体的には、制御部５０は、図８の関係を参照することにより、蓄電装置４のＳＯＣに応じて電流範囲の上限値Ｉｂ＿ｍａｘおよび下限値Ｉｂ＿ｍｉｎを設定する。
【００９２】
次に、制御部５０は、電流センサ４０により検出される電池電流Ｉｂが、ステップＳ１０により設定された電流範囲内に収まっているか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１１では、制御部５０は、電池電流Ｉｂが電流範囲の上限値Ｉｂ＿ｍａｘより大きいか否かを判定する。電池電流Ｉｂが上限値Ｉｂ＿ｍａｘより大きい場合（ステップＳ１１のＹＥＳ判定時）には、制御部５０は、ステップＳ１２により、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を所定量ΔＩ１だけ減少させる。
【００９３】
すなわち、蓄電装置４の充電電流Ｉｃｈが上限値Ｉｂ＿ｍａｘを超える場合（ステップＳ１１のＹＥＳ判定時）には、制御部５０は、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を減少させるように自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整する。ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４においては、調整後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊に従って電力変換動作が実行されることにより、売電時における自経路電流Ｉｓｅｌｌが増加する一方で、買電時における自経路電流Ｉｂｕｙが減少する。このように売電時および買電時の各々において直流バス１から蓄電装置４に供給される電力が減少するように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整することにより、蓄電装置４の充電電流Ｉｃｈが電流範囲内に収まる。
【００９４】
これに対して、電池電流Ｉｂが電流範囲の上限値Ｉｂ＿ｍａｘ以下である場合（ステップＳ１１のＮＯ判定時）には、制御部５０は、さらにステップＳ１３により、電池電流Ｉｂが電流範囲の下限値Ｉｂ＿ｍｉｎより小さいか否かを判定する。電池電流Ｉｂが下限値Ｉｂ＿ｍｉｎより小さい場合（ステップＳ１３のＹＥＳ判定時）には、制御部５０は、ステップＳ１４により、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を所定量ΔＩ１だけ増加させる。
【００９５】
すなわち、蓄電装置４の放電電流Ｉｄｃが下限値Ｉｂ＿ｍｉｎを下回る場合（ステップＳ１３のＹＥＳ判定時）には、制御部５０は、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を増加させるように自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整する。ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４においては、調整後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊に従って電力変換動作が実行されることにより、売電時における自経路電流Ｉｓｅｌｌが減少する一方で、買電時における自経路電流Ｉｂｕｙが増加する。このように売電時および買電時の各々において蓄電装置４から直流バス１に供給される電力が減少するように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整することにより、蓄電装置４の放電電流Ｉｄｃが電流範囲内に収まる。
【００９６】
このように、電池電流Ｉｂが電流範囲から外れる場合には、電池電流Ｉｂが当該電流範囲内に収まるように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を所定量ΔＩ１だけ増加または減少させる。この所定量ΔＩ１は、ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４における電流制御の制御速度などを考慮して定められる。
【００９７】
さらに、制御部５０は、電流センサ２０により検出される受電点電流Ｉｇｒｉｄが、ステップＳ１０により設定された電流範囲内に収まっているか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１５では、制御部５０は、受電点電流Ｉｇｒｉｄが電流範囲の上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘより大きいか否かを判定する。受電点電流Ｉｇｒｉｄが上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘより大きい場合（ステップＳ１５のＹＥＳ判定時）には、制御部５０は、ステップＳ１６により、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を所定量ΔＩ２だけ減少させる。
【００９８】
上述した受電点電流Ｉｇｒｉｄが上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘを超える場合（ステップＳ１５のＹＥＳ判定時）とは、電力系統８から受電（買電）する電力が買電電力上限値を超えていることを示している。したがって、制御部５０は、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を減少させるように自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整する。ＡＣ／ＤＣ変換器５４においては、調整後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊に従って電力変換動作が実行されることにより、買電時における自経路電流Ｉｂｕｙが減少する。このように電力系統８から受電する電力が減少するように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整することにより、受電点電流Ｉｇｒｉｄが電流範囲内に収まる。
【００９９】
これに対して、受電点電流Ｉｇｒｉｄが電流範囲の上限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍａｘ以下である場合（ステップＳ１５のＮＯ判定時）には、制御部５０は、さらにステップＳ１７により、受電点電流Ｉｇｒｉｄが電流範囲の下限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍｉｎより小さいか否かを判定する。受電点電流Ｉｇｒｉｄが下限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍｉｎより小さい場合（ステップＳ１７のＹＥＳ判定時）には、制御部５０は、ステップＳ１８により、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を所定量ΔＩ２だけ増加させる。
【０１００】
上述した受電点電流Ｉｇｒｉｄが下限値Ｉｇｒｉｄ＿ｍｉｎより小さい場合（ステップＳ１７のＹＥＳ判定時）とは、電力系統８へ逆潮流（売電）する電力が売電電力上限値を超えていることを示している。したがって、制御部５０は、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を増加させるように自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整する。ＤＣ／ＡＣ変換器５２においては、調整後の自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊に従って電力変換動作が実行されることにより、売電時における自経路電流Ｉｓｅｌｌが減少する。このように電力系統８へ逆潮流する電力が減少するように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整することにより、受電点電流Ｉｇｒｉｄが電流範囲内に収まる。
【０１０１】
このように、受電点電流Ｉｇｒｉｄが電流範囲から外れる場合には、受電点電流Ｉｇｒｉｄが当該電流範囲内に収まるように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を所定量ΔＩ２だけ増加または減少させる。この所定量ΔＩ２は、ＤＣ／ＡＣ変換器５２およびＡＣ／ＤＣ変換器５４における電流制御の制御速度などを考慮して定められる。
【０１０２】
以上説明したように、この発明の実施の形態によれば、制御部５０は、自経路電流制御の実行中は、受電点電流Ｉｇｒｉｄが、電力会社等からの要求電力Ｐｄｍｄに応じて設定された電流範囲内に収まるように自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊＊を調整する。これにより、パワーコンディショナ５は、電力会社等によって定められた電力系統８との間で授受可能な電力に関する取り決めに従うことができる。この結果、電力系統８の安定運用および電力供給の平準化を実現できる。
【０１０３】
また、制御部５０は、自経路電流制御の実行中において、電池電流Ｉｂが、蓄電装置４のＳＯＣに応じて設定された電流範囲内に収まるように、自経路電流目標値Ｉｉｎｖ＊を調整する。これにより、蓄電装置４が過充電または過放電となるのを防止できる。なお、蓄電装置４においては、ＳＯＣ上昇時に充電が制限または禁止される一方で、ＳＯＣ低下時に放電が制限または禁止されることから、電圧を安定化できるＳＯＣの範囲（２０％〜８０％）にＳＯＣを維持できる。これにより、蓄電装置４を直流バス１に直結させた構成においても直流バス１の電圧を容易に安定化させることができる。
【０１０４】
（電力供給システムの構成例）
上述の実施の形態では、パワーコンディショナにおける「電力変換装置」の一例として、直流バス１０から受ける直流電力を交流電力に変換して交流バス２へ供給するためのＤＣ／ＡＣ変換器５２と、交流バス２から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給するためのＡＣ／ＤＣ変換器５４とを備える構成について説明したが、直流バス１および交流バス２の間で双方向に電力変換を行なう双方向ＤＣ／ＡＣ変換器としてもよい。
【０１０５】
また、直流電力源の一例として、太陽光発電システムを説明したが、風力発電装置および燃料電池などを用いてもよい。
【０１０６】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０７】
１  直流バス、２  交流バス、３  太陽光発電システム、４  蓄電装置、５  パワーコンディショナ、６  直流負荷、７  交流負荷、８  電力系統、９  監視ユニット、２０，４０，５２６，５４４  電流センサ、３０  太陽電池、３２  ＤＣ／ＤＣ変換器、５０  制御部、５２  ＤＣ／ＡＣ変換器、５４  ＡＣ／ＤＣ変換器、５６，５８  接続端子、９０，５２８  電圧センサ、９２  温度センサ、５２０  ＤＣ／ＡＣ変換部、５２２，５２４  連系リアクトル、５４０  整流部、５４２  昇圧回路。
【図１】
2014075878.tif 000003
【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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