(57)【要約】【課題】単独運転検出のための無効電力制御と電圧上昇抑制のための無効電力制御とが干渉することで、単独運転検出の精度が低下する可能性がある。【解決手段】制御装置は、系統電源の系統周期の最新の移動平均値と、最新の移動平均値より過去の移動平均値との差分を示す周波数偏差に応じて、系統電源と連系するパワーコンディショナが出力すべき進相無効電力または遅相無効電力である第１無効電力の変化量を導出する第１無効電力変化量導出部と、パワーコンディショナと系統電源との連系点の電圧の上昇を抑制するためにパワーコンディショナが出力すべき進相無効電力である第２無効電力の変化量を導出する第２無効電力変化量導出部と、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように、パワーコンディショナの出力を制御する制御部とを備える。【選択図】図２
2014207808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源の系統周期の最新の移動平均値と、前記最新の移動平均値より過去の移動平均値との差分を示す周波数偏差に応じて、前記系統電源と連系するパワーコンディショナが出力すべき進相無効電力または遅相無効電力である第１無効電力の変化量を導出する第１無効電力変化量導出部と、
前記パワーコンディショナと前記系統電源との連系点の電圧の上昇を抑制するために前記パワーコンディショナが出力すべき進相無効電力である第２無効電力の変化量を導出する第２無効電力変化量導出部と、
前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように、前記パワーコンディショナの出力を制御する制御部と
を備える制御装置。
【請求項２】
前記第１無効電力の変化量および前記第２無効電力の変化量の少なくとも一方を用いて、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように、前記パワーコンディショナが実際に出力すべき目標無効電力を導出する目標無効電力導出部をさらに備え、
前記制御部は、前記目標無効電力に基づいて、前記パワーコンディショナの出力を制御する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力の変化量が、前記第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ前記第２無効電力の変化量が負の値である場合、または前記第１無効電力が遅相無効電力で、かつ前記第２無効電力の変化量が正の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように前記目標無効電力を導出する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力の変化量が、前記第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ前記第２無効電力の変化量が負の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように前記第２無効電力の変化量を減少させて、減少された前記第２無効電力の変化量を用いて、前記目標無効電力を導出する、請求項２または請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力の変化量が、前記第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ前記第２無効電力の変化量が負の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように前記第１無効電力の変化量を増加させて、増加された前記第１無効電力の変化量を用いて、前記目標無効電力を導出する、請求項２または請求項３に記載の制御装置。
【請求項６】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力の変化量が、前記第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ前記第２無効電力の変化量が負の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように前記第１無効電力の変化量を増加させ、かつ前記第２無効電力の変化量を減少させて、増加された前記第１無効電力の変化量および減少された前記第２無効電力の変化量を用いて、前記目標無効電力を導出する、請求項２または請求項３に記載の制御装置。
【請求項７】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力の変化量が、前記第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ前記第２無効電力の変化量が負の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように、前記第１無効電力の変化量および前記第２無効電力の変化量を用いて導出された無効電力に対して進相無効電力が増加する方向の補正をすることで、前記目標無効電力を導出する、請求項２または請求項３に記載の制御装置。
【請求項８】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力が遅相無効電力で、かつ前記第２無効電力の変化量が正の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように前記第２無効電力の変化量を減少させて、減少された前記第２無効電力の変化量を用いて、前記目標無効電力を導出する、請求項２から請求項７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項９】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力が遅相無効電力で、かつ前記第２無効電力の変化量が正の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように前記第１無効電力の変化量を増加させて、増加された前記第１無効電力の変化量を用いて、前記目標無効電力を導出する、請求項２から請求項７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１０】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力が遅相無効電力で、かつ前記第２無効電力の変化量が正の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように前記第１無効電力の変化量を増加させ、前記第２無効電力の変化量を減少させて、増加された前記第１無効電力の変化量および減少された前記第２無効電力の変化量を用いて、前記目標無効電力を導出する、請求項２から請求項７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１１】
前記目標無効電力導出部は、前記第１無効電力が遅相無効電力で、かつ前記第２無効電力の変化量が正の値である場合、前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように、前記第１無効電力の変化量および前記第２無効電力の変化量を用いて導出された無効電力に対して遅相無効電力が増加する方向の補正をすることで、前記目標無効電力を導出する、請求項２から請求項７のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力電圧に対応する電圧が上限電圧以上の場合、前記パワーコンディショナが出力する有効電力が減少するように、前記パワーコンディショナの出力を制御する、請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項１３】
分散型電源からの電力を前記系統電源からの電力と連系させるインバータと、
請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の制御装置と
を備え、
前記制御部は、前記インバータの直流交流変換動作を制御することで、前記パワーコンディショナの出力を制御する、パワーコンディショナ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパワーコンディショナと、
前記分散型電源と
を備える分散型電源システム。
【請求項１５】
請求項１から請求項１２のいずれか１つに記載の制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項１６】
系統電源の系統周期の最新の移動平均値と、前記最新の移動平均値より過去の移動平均値との差分を示す周波数偏差に応じて、前記系統電源と連系するパワーコンディショナが出力すべき進相無効電力または遅相無効電力である第１無効電力の変化量を導出する段階と、
前記パワーコンディショナと前記系統電源との連系点の電圧の上昇を抑制するために前記パワーコンディショナが出力すべき進相無効電力である第２無効電力の変化量を導出する段階と、
前記第２無効電力の変化量によって前記第１無効電力の変化量が干渉されないように、前記パワーコンディショナの出力を制御する段階と
を含む制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、パワーコンディショナ、分散型電源システム、プログラム、および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、系統電源の周波数偏差に応じて系統電源側に供給する無効電力を変化させ、無効電力の周波数変動に基づいてパワーコンディショナの単独運転を検出する単独運転検出装置が開示されている。特許文献２には、無効電力を増加させることで、配電系統との連系点の電圧の上昇を抑制する分散電源連系システムが開示されている。
特許文献１  特開２００８−５４３６６号公報
特許文献２  特開２０１０−１６６７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
単独運転検出のための無効電力制御と電圧上昇抑制のための無効電力制御とが干渉することで、単独運転検出の精度が低下する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様に制御装置は、系統電源の系統周期の最新の移動平均値と、最新の移動平均値より過去の移動平均値との差分を示す周波数偏差に応じて、系統電源と連系するパワーコンディショナが出力すべき進相無効電力または遅相無効電力である第１無効電力の変化量を導出する第１無効電力変化量導出部と、パワーコンディショナと系統電源との連系点の電圧の上昇を抑制するためにパワーコンディショナが出力すべき進相無効電力である第２無効電力の変化量を導出する第２無効電力変化量導出部と、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように、パワーコンディショナの出力を制御する制御部とを備える。
【０００５】
上記制御装置は、第１無効電力の変化量および第２無効電力の変化量の少なくとも一方を用いて、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように、パワーコンディショナが実際に出力すべき目標無効電力を導出する目標無効電力導出部をさらに備え、制御部は、目標無効電力に基づいて、パワーコンディショナの出力を制御してもよい。
【０００６】
目標無効電力導出部は、第１無効電力の変化量が、第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ第２無効電力の変化量が負の値である場合、または第１無効電力が遅相無効電力で、かつ第２無効電力の変化量が正の値である場合、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように目標無効電力を導出してもよい。
【０００７】
上記制御装置において、目標無効電力導出部は、第１無効電力の変化量が、第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ第２無効電力の変化量が負の値である場合、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように第２無効電力の変化量を減少させて、減少された第２無効電力の変化量を用いて、目標無効電力を導出してもよい。
【０００８】
上記制御装置において、目標無効電力導出部は、第１無効電力の変化量が、第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ第２無効電力の変化量が負の値である場合、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように第１無効電力の変化量を増加させて、増加された第１無効電力の変化量を用いて、目標無効電力を導出してもよい。
【０００９】
上記制御装置において、目標無効電力導出部は、第１無効電力の変化量が、第１無効電力が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ第２無効電力の変化量が負の値である場合、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように第１無効電力の変化量を増加させ、かつ第２無効電力の変化量を減少させて、増加された第１無効電力の変化量および減少された第２無効電力の変化量を用いて、目標無効電力を導出してもよい。
【００１０】
上記制御装置において、目標無効電力導出部は、第１無効電力が遅相無効電力で、かつ第２無効電力の変化量が正の値である場合、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように第２無効電力の変化量を減少させて、減少された第２無効電力の変化量を用いて、目標無効電力を導出してもよい。
【００１１】
上記制御装置において、目標無効電力導出部は、第１無効電力が遅相無効電力で、かつ第２無効電力の変化量が正の値である場合、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように第１無効電力の変化量を増加させて、増加された第１無効電力の変化量を用いて、目標無効電力を導出してもよい。
【００１２】
上記制御装置において、目標無効電力導出部は、第１無効電力が遅相無効電力で、かつ第２無効電力の変化量が正の値である場合、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように第１無効電力の変化量を増加させ、第２無効電力の変化量を減少させて、増加された第１無効電力の変化量および減少された第２無効電力の変化量を用いて、目標無効電力を導出してもよい。
【００１３】
上記制御装置において、制御部は、パワーコンディショナの出力電圧に対応する電圧が上限電圧以上の場合、パワーコンディショナが出力する有効電力が減少するように、パワーコンディショナの出力を制御してもよい。
【００１４】
本発明の一態様に係るパワーコンディショナは、分散型電源からの電力を系統電源からの電力と連系させるインバータと、上記制御装置とを備え、制御部は、インバータの直流交流変換動作を制御することで、パワーコンディショナの出力を制御する。
【００１５】
本発明の一態様に係る分散型電源システムは、上記パワーコンディショナと、分散型電源とを備える。
【００１６】
本発明の一態様に係るプログラムは、上記制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００１７】
本発明の一態様に係る制御方法は、系統電源の系統周期の最新の移動平均値と、最新の移動平均値より過去の移動平均値との差分を示す周波数偏差に応じて、系統電源と連系するパワーコンディショナが出力すべき進相無効電力または遅相無効電力である第１無効電力の変化量を導出する段階と、パワーコンディショナと系統電源との連系点の電圧の上昇を抑制するためにパワーコンディショナが出力すべき進相無効電力である第２無効電力の変化量を導出する段階と、第２無効電力の変化量によって第１無効電力の変化量が干渉されないように、パワーコンディショナの出力を制御する段階とを含む。
【００１８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る太陽電池システムの全体構成の一例を示すシステム構成図である。
【図２】本実施形態に係る制御装置の機能ブロックの一例を示す図である。
【図３】無効電力ｑ１−周波数偏差特性の一例を示す図である。
【図４】電圧上昇の抑制制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】電圧上昇の抑制制御を実行した場合の電圧Ｖ３、力率、無効電力ｑ２、および有効電力Ｐの時間変化の様子の一例を示す図である。
【図６Ａ】無効電力ｑ２の時間的変化の様子の一例を示す図である。
【図６Ｂ】無効電力ｑ２の時間的変化の様子の一例を示す図である。
【図７】無効電力Ｑを導出する手順の一例を示す図である。
【図８】有効電力Ｐと無効電力Ｑとの関係の一例を示す図である。
【図９】有効電力Ｐと無効電力Ｑとの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る太陽電池システムの全体構成の一例を示すシステム構成図を示す。太陽電池システムは、太陽電池アレイ２００と、パワーコンディショナ１０とを備える。太陽電池アレイ２００は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続された複数の太陽電池ストリングが並列に接続されている。太陽電池アレイ２００は、分散型電源の一例である。分散型電源として、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービン、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、または蓄電システムなどが用いられてよい。
【００２２】
パワーコンディショナ１０は、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、系統電源３００側に出力する。パワーコンディショナ１０は、コンデンサＣ１、昇圧回路２０、コンデンサＣ２、インバータ４０、コイルＬ２、コンデンサＣ３、リレー５０、供給電源６０、および制御装置１００を備える。
【００２３】
コンデンサＣ１の一端および他端は、太陽電池アレイ２００の正極端子および負極端子に電気的に接続され、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を平滑化する。昇圧回路２０は、コイルＬ１、スイッチＴｒおよびダイオードＤ１を有する。昇圧回路２０は、いわゆるチョッパ方式スイッチングレギュレータでよい。昇圧回路２０は、太陽電池アレイ２００からの電圧を昇圧する。
【００２４】
スイッチＴｒは、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）でよい。コイルＬ１の一端は、コンデンサＣ１の一端に接続され、コイルＬ１の他端は、スイッチＴｒのコレクタに接続される。スイッチＴｒのコレクタは、ダイオードＤ１のアノードに接続され、スイッチＴｒのエミッタは、コンデンサＣ１の他端に接続される。コイルＬ１は、スイッチＴｒがオン期間中に太陽電池アレイ２００からの電力に基づくエネルギーを蓄積し、スイッチＴｒがオフ期間中に蓄積されたエネルギーを放出する。これにより、昇圧回路２０は、太陽電池アレイ２００からの直流電圧を昇圧する。ダイオードＤ１は、コイルＬ１からの出力を整流する。また、ダイオードＤ１は、昇圧された直流電圧が昇圧回路２０の出力側から入力側に流れることを防止する。
【００２５】
なお、昇圧回路２０は、上記の構成には限定されず、例えば、ハーフブリッジ型昇圧回路、フルブリッジ型昇圧回路などのトランス巻線を有する絶縁型昇圧回路により構成してもよい。
【００２６】
コンデンサＣ２は、昇圧回路２０から出力される直流電圧を平滑化する。インバータ４０は、スイッチを含み、スイッチがオンオフすることで昇圧回路２０から出力された直流電圧を交流電圧に変換、系統電源３００または負荷３１０に出力する。インバータ４０は、太陽電池ストリング２００からの電力を系統電源３００からの電力と連系させる。インバータ４０は、例えば、ブリッジ接続された４つの半導体スイッチを含む単相フルブリッジＰＷＭインバータにより構成してもよい。４つの半導体スイッチのうち、一方の一対の半導体スイッチは直列に接続される。４つの半導体スイッチのうち、他方の一対の半導体スイッチは、直列に接続され、かつ一方の一対の半導体スイッチと並列に接続される。
【００２７】
インバータ４０と系統電源３００との間には、コイルＬ２およびコンデンサＣ３が設けられる。コイルＬ２およびコンデンサＣ３は、インバータ４０から出力された交流電圧からノイズを除去する。また、コンデンサＣ３と系統電源３００との間には、リレー５０が設けられる。リレー５０は、インバータ４０と系統電源３００または負荷３１０との間を電気的に遮断するか否かを切り替える。リレー５０がオンすることで、パワーコンディショナ１０と系統電源３００または負荷３１０とが電気的に接続され、オフすることでパワーコンディショナ１０と系統電源３００または負荷３１０とが電気的に遮断される。
【００２８】
供給電源６０は、例えば、電源ＩＣチップにより構成される。供給電源６０は、昇圧回路２０の出力側に接続され、昇圧回路２０から取り出される直流電圧から、制御装置１００に供給する予め定められた電圧を示す電力を生成し、生成された電力を制御装置１００に供給する。供給電源６０は、昇圧回路２０のスイッチＴｒがオフ状態において、昇圧回路２０からの出力電圧が、基準電圧に達すると起動する。起動後、供給電源６０は、昇圧回路２０から出力される電力を利用して制御装置１００が駆動するための駆動電力を生成し、制御装置１００に供給する。なお、供給電源６０は、系統電源３００からの電力を直接利用して、制御装置１００に供給する電力を生成してもよい。
【００２９】
パワーコンディショナ１０は、電圧センサ１２、１６および２２、電流センサ１４および１８をさらに備える。電圧センサ１２は、太陽電池アレイ２００の両端の電位差に対応する電圧Ｖ１を検知する。電圧センサ１６は、昇圧回路２０の出力側の両端の電位差に対応する電圧Ｖ２を検知する。電圧センサ２２は、パワーコンディショナ１０の両出力端の電位差に対応する電圧Ｖ３を検知する。電流センサ１４は、太陽電池アレイ２００から出力され、昇圧回路２０の入力側に流れる電流Ｉ１を検知する。電流センサ１８は、昇圧回路２０から出力される電流Ｉ２を検知する。
【００３０】
制御装置１００は、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるように、電圧センサ１２、１６および２２により検知される電圧、並びに電流センサ１４および１８により検知される電流に基づいて、昇圧回路２０、およびインバータ４０のスイッチング動作を制御して、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、系統電源３００側に出力する。
【００３１】
以上のように構成されたパワーコンディショナ１０は、系統電源３００が停止した場合には、リレー５０をオフして、パワーコンディショナ１０と系統電源３００とを電気的に遮断しなければならない。また、パワーコンディショナ１０は、パワーコンディショナ１０と系統電源３００との連系点の電圧が上限電圧以上にならないように、パワーコンディショナ１０が出力する電圧を制御しなければならない。
【００３２】
制御装置１００は、インバータ４０から出力される電流の位相と、電圧の位相との間の位相差、およびインバータ４０から出力される電流の振幅を調整することで、系統電源３００側に進相無効電力または遅相無効電力である所望の無効電力を供給する。制御装置１００は、連系点の電圧に対応するパワーコンディショナ１０の出力電圧の周波数変動を検知することで、系統電源３００が停止している、つまりパワーコンディショナ１０が単独運転していることを検知する。
【００３３】
また、制御装置１００は、パワーコンディショナ１０から出力される電圧が上限電圧以上になった場合に、インバータ４０から出力される電流の位相と、電圧の位相との間の位相差、およびインバータ４０から出力される電流の振幅を調整することで、系統電源３００側に供給している進相無効電力を増加させる。進相無効電力を増加させることで、系統電源３００側から流入する電流が遅れ電流となり、配電線路インピーダンスの作用によりパワーコンディショナ１０と系統電源３００との連系点の電圧が低下する。これに伴い、制御装置１００は、パワーコンディショナ１０から出力される電圧が上限電圧より小さくなるように制御できる。
【００３４】
ここで、制御装置１００は、系統電源３００の周波数偏差の大きさに応じた無効電力を系統電源３００側に供給して、パワーコンディショナ１０の出力電圧の周波数変動に基づいて単独運転を検出することがある。系統電源３００の周波数偏差が大きくなるほど、系統電源３００側に供給される無効電力の変動が増大する。系統電源３００が停止している場合、パワーコンディショナ１０の出力電圧の周波数偏差は大きくなる。また、無効電力の変化が大きいほど、系統電源３００が停止しているときの無効電力の周波数変動は検知しやすくなる。
【００３５】
しかし、制御装置１００が、単独運転を検出すべく系統電源３００側に供給する無効電力を変化させようとしている間に、パワーコンディショナ１０から出力される電圧が上限電圧以上になったことに対応して、無効電力を増大させようとする場合がある。この場合、増大させようとした無効電力により、周波数変動に基づく無効電力の変化がキャンセルされ、パワーコンディショナ１０の出力電圧の周波数変動が検知されにくくなる可能性がある。
【００３６】
そこで、本実施形態に係る制御装置１００は、電圧上昇の抑制制御のために導出された無効電力により、単独運転の検出のために導出された無効電力の変化が抑制されないようにする。これにより電圧上昇の抑制のために導出された無効電力により、単独運転の検出のために導出された無効電力の変化がキャンセルされにくくなる。よって、パワーコンディショナ１０の出力電圧の周波数変動に基づく単独運転の検出をより確実に行うことができる。
【００３７】
図２は、本実施形態に係る制御装置１００の機能ブロックの一例を示す。制御装置１００は、周波数計測部１０２、移動平均値導出部１０４、周波数偏差導出部１０６、第１無効電力変化量導出部１０８、単独運転検出部１１０、第２無効電力変化量導出部１１２、出力電圧取得部１１４、目標無効電力導出部１１６、有効電力導出部１１８、リレー制御部１２０、および制御部１３０を備える。なお、制御装置１００は、モジュール化することで、パワーコンディショナ１０の外部に設けられてもよい。この場合、制御装置１００は、パワーコンディショナ１０に設けられた制御部と通信し、パワーコンディショナ１０に設けられた制御部に対してパワーコンディショナ１０の出力を制御するための制御信号を出力してもよい。
【００３８】
周波数計測部１０２は、電圧センサ２２を介して系統電源３００の電圧を取得し、取得した電圧から系統電源３００の周波数を示す系統周波数を計測する。周波数計測部１０２は、例えば、電圧センサ２２から検出される電圧信号の立ち下がりと立ち上がりの中間値と、次の立ち下がりと立ち上がりの中間値との時間差を一周期として計測する。系統電源３００の系統周期が５０Ｈｚ（１系統周期が２０ｍ秒）である場合、系統周期の計測周期は、系統周期の１／３以下、例えば、５ｍ秒でもよい。
【００３９】
移動平均値導出部１０４は、周波数計測部１０２により計測された系統周期に基づいて、予め定められた移動平均時間分の系統周期の移動平均値を順次導出する。移動平均時間は、系統周期の一周期、例えば２０ｍ秒よりも長く、かつ単独運転状態になってから単独運転状態が検出されるまでに許容されている時間以下でもよい。移動平均時間は、例えば１００ｍ秒よりも短い時間でもよく、移動平均時間は、例えば４０ｍ秒でもよい。
【００４０】
周波数偏差導出部１０６は、移動平均値導出部１０４により導出された最新の移動平均値と、最新の移動平均値より過去の移動平均値、例えば、移動平均値導出部１０４が最新の移動平均値を導出するのに用いた最新の系統周期の終点から予め定められた時間（例えば２００ｍ秒）前に移動平均値導出部１０４により導出された過去の移動平均値との差分を周波数偏差として導出する。周波数偏差導出部１０６は、系統周期の計測周期と同一の周期ごと、例えば５ｍ秒ごとに周波数偏差を導出してもよい。
【００４１】
第１無効電力変化量導出部１０８は、系統電源３００の周波数偏差に基づき今回の無効電力ｑ１を導出し、前回の無効電力ｑ１と今回の無効電力ｑ１との差分を示す無効電力ｑ１の変化量Δｑ１を導出する。第１無効電力変化量導出部１０８は、系統電源３００の周波数偏差に比例して無効電力ｑ１が多くなるように、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１を導出してよい。第１無効電力変化量導出部１０８は、例えば、図３に示すような無効電力ｑ１−周波数偏差特性を参照して、周波数偏差に対応する今回の無効電力ｑ１を導出することで、変化量Δｑ１を導出してもよい。第１無効電力変化量導出部１０８は、系統電源３００の周波数偏差が正の場合には、パワーコンディショナ１０に系統周波数に対して位相が進んでいる電流を出力させる進相無効電力である今回の無効電力ｑ１を導出する。一方、第１無効電力変化量導出部１０８は、系統電源３００の周波数偏差が負の場合には、パワーコンディショナ１０に系統周波数に対して位相が遅れている電流を出力させる遅相無効電力である今回の無効電力ｑ１を導出する。なお、第１無効電力変化量導出部１０８が導出する変化量Δｑ１は、単位時間あたりの無効電力ｑ１の変化量、つまり時間軸をＸ軸、無効電力ｑ１の変化量をＹ軸とした場合の傾きを示してもよい。第１無効電力変化量導出部１０８が導出する変化量Δｑ１は、無効電力ｑ１を変化させる速度を示してもよい。
【００４２】
単独運転検出部１１０は、連系点における電圧に対応するパワーコンディショナ１０の出力電圧の周波数変動に基づいて、系統電源３００と連系するパワーコンディショナ１０の単独運転を検出する。単独運転検出部１１０は、系統電源３００が正常に動作している場合には、無効電力の変動に基づく電圧の周波数変動を検出しない。一方、系統電源３００が停止している場合など異常が発生している場合には、単独運転検出部１１０は、無効電力の変動に基づく電圧の周波数変動を検出することで、パワーコンディショナ１０の単独運転を検出する。
【００４３】
リレー制御部１２０は、単独運転検出部１１０がパワーコンディショナ１０の単独運転を検出した場合に、リレー５０をオフして、パワーコンディショナ１０と系統電源３００または負荷３１０との間を電気的に遮断する。
【００４４】
出力電圧取得部１１４は、電圧センサ２２により検出される連系点の電圧に対応するパワーコンディショナ１０の出力電圧である電圧Ｖ３を検知する。第２無効電力変化量導出部１１２は、検知された電圧Ｖ３が、予め定められた上限電圧Ｖｔｈ以上か否かを判定する。第２無効電力変化量導出部１１２は、検知された電圧Ｖ３が上限電圧Ｖｔｈ以上の場合には、系統電源３００側に供給すべき進相無効電力を増加させてパワーコンディショナ１０の出力電圧の上昇を抑制すべく、今回の無効電力ｑ２を導出し、前回の無効電力ｑ２と今回の無効電力ｑ２との差分を示す無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を導出する。なお、第２無効電力変化量導出部１１２が導出する変化量Δｑ２は、単位時間あたりの無効電力ｑ２の変化量、つまり時間軸をＸ軸、無効電力ｑ２の変化量をＹ軸とした場合の傾きを示してもよい。第２無効電力変化量導出部１１２が導出する変化量Δｑ２は、無効電力ｑ２を変化させる速度を示してもよい。
【００４５】
目標無効電力導出部１１６は、前回の目標無効電力Ｑｃ、第１無効電力変化量導出部１０８により導出された無効電力ｑ１の変化量Δｑ１、および第２無効電力変化量導出部１１２により導出された無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を用いて、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように、今回の目標無効電力Ｑｔを導出する。目標無効電力導出部１１６は、前回の目標無効電力Ｑｃ、変化量Δｑ１および変化量Δｑ２を加算することで、今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。目標無効電力導出部１１６は、導出された今回の目標無効電力Ｑｔを制御部１３０に提供する。なお、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２の代わりに、前回および今回の無効電力ｑ１と前回および今回の無効電力ｑ２とを第１無効電力変化量導出部１０８および第２無効電力変化量導出部１１２から取得し、前回および今回の無効電力ｑ１と前回および今回の無効電力ｑ２とを用いて今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００４６】
目標有効電力導出部１１８は、パワーコンディショナ１０から出力すべき目標有効電力Ｐを導出する。目標有効電力導出部１１８は、例えば、パワーコンディショナ１０から最大または極大となる出力が得られるように、目標有効電力Ｐを導出する。有効電力導出部１１８は、導出された目標有効電力Ｐを制御部１３０に提供する。
【００４７】
制御部１３０は、目標有効電力Ｐに基づいて太陽電池アレイ２００から最大または極大の有効電力が得られるようにインバータ４０をＰＷＭ制御する。また、制御部１３０は、目標無効電力導出部１１６から提供される今回の目標無効電力Ｑｔに基づいて、インバータ４０から出力される電流の位相と電圧の位相との間の位相差を調整することで、系統電源３００側に供給する無効電力を制御する。
【００４８】
図４は、制御装置１００により実行される電圧上昇の抑制制御の手順の一例を示すフローチャートである。制御装置１００は、図４に示す手順を定期的に実行する。出力電圧取得部１１４が電圧センサ２２を介して連系点の電圧に対応するパワーコンディショナ１０の出力電圧である電圧Ｖ３を取得する（Ｓ１００）。第２無効電力変化量導出部１１２は、電圧Ｖ３が上限電圧、例えば１０７Ｖ以上か否かを判定する（Ｓ１０２）。電圧Ｖ３が上限電圧以上の場合、第２無効電力変化量導出部１１２は、力率が下限閾値、例えば０．８５より大きいかどうかどうかを判定する。
【００４９】
力率が下限閾値より大きい場合には、第２無効電力変化量導出部１１２は、進相無効電力が増加するように、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を導出する（Ｓ１０６）。一方、力率が下限閾値以下の場合には、有効電力を減少させるように、有効電力導出部１１８が目標有効電力Ｐを導出する（Ｓ１０８）。
【００５０】
電圧Ｖ３が上限電圧より小さい場合、目標有効電力導出部１１８は、現在の有効電力が抑制されているか否かを判定する（Ｓ１１０）。つまり、目標有効電力導出部１１８は、例えば、現在の有効電力が最大または極大であるか否かを判定する。最大または極大ではない場合には、有効電力導出部１１８は、有効電力が最大または極大になるように目標有効電力Ｐを導出する（Ｓ１１２）。
【００５１】
現在の有効電力が抑制されていない場合、つまり目標有効電力導出部１１８が、現在の有効電力が最大または極大であると判定した場合、第２無効電力変化量導出部１１２は、現在の無効電力ｑ２が０か否かを判定する（Ｓ１１４）。無効電力ｑ２が０ではない場合、第２無効電力変化量導出部１１２は、進相無効電力である無効電力ｑ２が減少するように、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を導出する（Ｓ１１６）。
【００５２】
制御装置１００は、以上の処理を繰り返すことで、連系点の電圧が上限電圧より大きくならないようにパワーコンディショナ１０の出力を制御している。
【００５３】
図５は、図４に示すフローチャートに沿って制御装置１００が電圧上昇の抑制制御を実行した場合の電圧Ｖ３、力率、無効電力ｑ２、および有効電力Ｐの時間変化の様子の一例を示す図である。
【００５４】
区間１において、連系点の電圧の上昇に伴い電圧Ｖ３が上昇し、有効電力Ｐも上昇していく。区間１において、力率は１であり、無効電力ｑ２はゼロである。電圧Ｖ３が上限電圧に達した時点で、区間２に移行し、区間２において、力率が下限閾値である０．８５になるまで、進相無効電力である無効電力ｑ２が増加していく。力率が０．８５に達した時点で、区間３に移行する。電圧Ｖ３がまだ上限電圧を超えている場合には、区間３において、有効電力Ｐが減少していく。電圧Ｖ３が上限電圧より小さくなった時点で、区間４に移行する。区間４において、有効電力Ｐは、最大または極大となるまで増加する。有効電力Ｐの抑制がなくなった時点で、区間５に移行し、区間５において、進相無効電力ｑ２が減少していき、力率が１に戻る。
【００５５】
以上の処理の過程において、第１無効電力変化量導出部１０８が、系統電源３００の周波数偏差に応じて、進相無効電力または遅相無効電力である無効電力ｑ１の変化量Δｑ１を導出する場合がある。例えば、区間２において、第１無効電力変化量導出部１０８が、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１として遅延無効電力の変化量Δｑ１を導出した場合、第２無効電力変化量導出部１１２によって導出される無効電力ｑ２は、進相無効電力であるので、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１と無効電力ｑ２の変化量Δｑ２とは干渉してしまう。
【００５６】
上記のような無効電力ｑ１の変化量Δｑ１、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２および前回の目標無効電力Ｑｃを用いて、例えば式：Ｑｔ＝Ｑｃ＋Δｑ１＋Δｑ２により、目標無効電力導出部１１６が、今回の目標無効電力Ｑｔを導出する場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２により無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されてしまう可能性がある。無効電力ｑ２の変化量Δｑ２により無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されると、パワーコンディショナ１０が単独運転している場合でも、単独運転検出部１１０は、パワーコンディショナ１０が出力する無効電力により系統電源３００の周波数変動を検出できない可能性がある。
【００５７】
区間３および区間５に示すように、進相無効電力である無効電力ｑ２が減少する方向に変化している場合に、第１無効電力変化量導出部１０８が、系統電源３００の周波数偏差に応じて、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１として進相無効電力の変化量Δｑ１を導出した場合にも、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１と無効電力ｑ２の変化量Δｑ２とは干渉してしまう。
【００５８】
なお、区間２および区間４に示すように、進相無効電力である無効電力ｑ２が増加する方向に変化している場合に、第１無効電力変化量導出部１０８が、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１として進相無効電力の変化量を導出した場合には、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１と無効電力ｑ２の変化量Δｑ２とは干渉しない。また、区間３および区間５に示すように、進相無効電力である無効電力ｑ２が減少する方向に変化している場合に、第１無効電力変化量導出部１０８が、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１として遅相無効電力の変化量を導出した場合にも、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１と無効電力ｑ２の変化量Δｑ２とは干渉しない。
【００５９】
以上の通り、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２の値によっては、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２から導出される目標無効電力Ｑｔに基づきパワーコンディショナ１０が出力する無効電力によって、正常にパワーコンディショナ１０の単独運転が検出されない場合がある。
【００６０】
そこで、目標無効電力導出部１１６は、前回の目標無効電力Ｑｃ、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を用いて、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように、今回の目標無効電力Ｑｔを導出する。目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が負の値である場合、または無効電力ｑ１が遅相無効電力で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が正の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００６１】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量Δｑ１で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が、負の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を減少させて、前回の目標無効電力Ｑｃ、無効電力ｑ１の変化量Δｑ２および減少された無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'を用いて、今回の目標無効電力を導出してもよい。なお、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'をゼロにしてもよい。また、目標無効電力導出部１１６は、単位時間あたりの無効電力ｑ２の変化量、つまり時間軸をＸ軸、無効電力ｑ２の変化量をＹ軸とした場合の傾きが右肩下がりである場合に、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が負の値であると判断してもよい。
【００６２】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が負の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１を増加させて、前回の目標無効電力Ｑｃ、増加された無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'を用いて、今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００６３】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が負の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量が干渉されないように無効電力ｑ１の変化量Δｑ１を増加させ、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を減少させて、前回の目標無効電力Ｑｃ、増加された無効電力ｑ１の変化量Δｑ１'および減少された無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'を用いて、今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。なお、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'をゼロにしてもよい。
【００６４】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が負の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を用いて導出された無効電力に対して進相無効電力が増加する方向の補正をすることで、今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。つまり、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が負の値である場合、前回の目標無効電力Ｑｃ、変化量Δｑ１および変化量Δｑ２を加算した無効電力に対して、変化量Δｑ１が増加する方向の進相無効電力を加算する補正をして、補正後の無効電力を今回の目標無効電力Ｑｃとして導出してもよい。
【００６５】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量Δｑ１で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が、負の値である場合、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１と無効電力ｑ２の変化量Δｑ２とが干渉するので、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を使用せずに、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１のみに基づいて目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００６６】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１が遅相無効電力で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が正の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を減少させて、前回の目標無効電力Ｑｃ、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および減少された無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'を用いて、今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。なお、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'をゼロにしてもよい。
【００６７】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１が遅相無効電力で、かつ無効電力ｑ２の変化量が正の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように無効電力ｑ１の変化量Δｑ１を増加させて、前回の目標無効電力Ｑｃ、増加された無効電力ｑ１の変化量Δｑ１'および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を用いて、今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００６８】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１が遅相無効電力で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が正の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように無効電力ｑ１の変化量Δｑ１を増加させ、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を減少させて、前回の目標無効電力Ｑｃ、増加された無効電力ｑ１の変化量Δｑ１'および減少された無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'を用いて、今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。なお、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'をゼロにしてもよい。
【００６９】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１が遅相無効電力で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が正の値である場合、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を用いて導出された無効電力に対して遅相無効電力が増加する方向の補正をすることで、今回の目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。つまり、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１が遅相無効電力で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が正の値である場合、前回の目標無効電力Ｑｃ、変化量Δｑ１および変化量Δｑ２を加算した無効電力に対して、変化量Δｑ１が増加する方向の遅相無効電力を加算する補正をして、補正後の無効電力を今回の目標無効電力Ｑｃとして導出してもよい。
【００７０】
目標無効電力導出部１１６は、目標無効電力Ｑｔに含まれる無効電力ｑ１の成分が変化する速度よりも遅い速度で無効電力ｑ２の成分が変化するように、目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１が遅相無効電力である場合、目標無効電力Ｑｔに含まれる無効電力ｑ１の成分が変化する速度よりも遅い速度で無効電力ｑ２の成分が変化するように、目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００７１】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が、無効電力ｑ２が減少する方向に変化する進相無効電力の変化量である場合、目標無効電力Ｑｔに含まれる無効電力ｑ１の成分が変化する速度よりも遅い速度で無効電力ｑ２の成分が変化するように、目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００７２】
目標無効電力導出部１１６は、電圧Ｖ３が上限電圧以上になった場合に、図４のステップＳ１００〜Ｓ１０６までの処理を繰り返すことで、力率が下限閾値になる無効電力ｑ２'まで増加させるべく、目標無効電力Ｑｔを導出する。この場合、目標無効電力導出部１１６は、例えば、図６Ａの点線４０２に示すように、目標無効電力Ｑｔに含まれる無効電力ｑ２の成分を瞬時に無効電力ｑ２'まで増加させず、図６Ａの実線４００に示すように、目標無効電力Ｑｔに含まれる無効電力ｑ２の成分が無効電力ｑ２'になるまでの速度が緩やかになるように、目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００７３】
目標無効電力導出部１１６は、ローパスフィルタを含んでもよい。この場合、目標無効電力導出部１１６は、第２無効電力変化量導出部１１２が出力する無効電力ｑ２の変化量Δｑ２に対応する矩形波状の信号をローパスフィルタを通過させることで、曲線状の信号（実線４００）を生成し、曲線状の信号に沿って目標無効電力Ｑｔに含まれる無効電力ｑ２の成分が徐々に増加するように、目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００７４】
また、目標無効電力導出部１１６は、例えば、無効電力ｑ１が遅相無効電力である場合、電圧Ｖ３が上限電圧以上の場合に第２無効電力変化量導出部１１２から提供される無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を、第１無効電力変化量導出部１０８から遅相無効電力である無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が提供されなくなるまで、目標無効電力Ｑｔの導出に使用しなくてもよい。目標無効電力導出部１１６は、図６Ｂの実線４０４に示すように、電圧Ｖ３が上限電圧Ｖｔｈ以上になってから、第１無効電力変化量導出部１０８からの無効電力ｑ１の変化量Δｑ１の供給が終了した後、つまり無効電力ｑ１の供給が終了した後に、目標無効電力Ｑｔを無効電力ｑ２'だけ増加させるように、目標無効電力Ｑｔを導出してもよい。
【００７５】
目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が、無効電力ｑ１が増加する方向に変化する進相無効電力の変化量で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が負の値である場合、または無効電力ｑ１が遅相無効電力で、かつ無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が正の値である場合、パワーコンディショナ１０の出力を停止させることを指示する停止制御信号を制御部１３０に送信してもよい。
【００７６】
制御部１３０は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２によって無効電力ｑ１の変化量Δｑ１が干渉されないように、目標無効電力導出部１１６から提供される目標無効電力Ｑｔに基づいて、パワーコンディショナ１０の出力を制御する。なお、制御部１３０は、目標無効電力導出部１１６から停止制御信号を受信した場合には、パワーコンディショナ１０の出力を停止させる。制御部１３０は、停止制御信号を受信したことに対応して、リレー制御部１２０にリレー５０をオフさせるためのオフ制御信号を出力し、リレー制御部１２０が、リレー５０をオフすることでパワーコンディショナ１０と系統電源３００または負荷３１０とを電気的に遮断させてもよい。
【００７７】
図７は、目標無効電力導出部１１６が目標無効電力Ｑｔを導出する手順の一例を示すフローチャートである。目標無効電力導出部１１６は、定期的に当該手順を実行する。
【００７８】
目標無効電力導出部１１６は、第１無効電力変化量導出部１０８および第２無効電力変化量導出部１１２から無効電力ｑ１の変化量Δｑ１および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を取得する（Ｓ２００）。目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１がゼロか否かを判定する（Ｓ２０２）。無効電力ｑ１の変化量Δｑ１がゼロ、つまり、系統電源３００の周波数偏差がゼロの場合には、目標無効電力導出部１１６は、前回の目標無効電力Ｑｃおよび無効電力ｑ２の変化量Δｑ２に基づいて目標無効電力Ｑｔを導出する（Ｓ２０４）。
【００７９】
無効電力ｑ１の変化量Δｑ１がゼロでない場合、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２がゼロか否かを判定する（Ｓ２０６）。無効電力ｑ２の変化量Δｑ２がゼロの場合、目標無効電力導出部１１６は、前回の目標無効電力Ｑｃおよび無効電力ｑ１の変化量Δｑ１に基づいて目標無効電力Ｑｔを導出する（Ｓ２０８）。目標無効電力導出部１１６は、例えば、電圧上昇抑制が実行されていない場合には、前回の目標無効電力Ｑｃおよび無効電力ｑ１の変化量Δｑ１を用いて目標無効電力Ｑｔを導出する。
【００８０】
無効電力ｑ２の変化量Δｑ２がゼロでない場合、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１は、進相無効電力であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。無効電力ｑ１が進相無効電力でない、つまり遅相無効電力である場合、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を、変化量Δｑ２より小さい変化量Δｑ２'に変換する（Ｓ２１２）。なお、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２に対して係数ｋ１（０≦ｋ１＜１）を乗算することで、変化量Δｑ２'を導出してもよい。目標無効電力導出部１１６は、変化量Δｑ２を変換する代わりに、無効電力ｑ１の変化量Δ１を、変化量Δｑ１より大きい変化量Δｑ１'に変換してもよい。目標無効電力導出部１１６は、変化量Δｑ１に対して係数ｋ２（ｋ２＞１）を乗算することで、変化量ｑ１'を導出してもよい。目標無効電力導出部１１６は、変化量Δｑ１および変化量Δｑ２を変化量Δｑ１'および変化量Δｑ２'に変換してもよい。目標無効電力導出部１１６は、前回の目標無効電力Ｑｃ、変化量Δｑ１および変化量Δｑ２を加算した後に、変化量Δｑ２により変化量Δｑ１が干渉されないように、変化量Δｑ１に応じた進相無効電力または遅相無効電力を増加させる補正量を加算してもよい。
【００８１】
変化量Δｑ２を変化量Δｑ２'に変換後、目標無効電力導出部１１６は、前回の目標無効電力Ｑｃ、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１、および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'を用いて今回の目標無効電力Ｑｔを導出する（Ｓ２１４）。目標無効電力導出部１１６は、例えば、Ｑｔ＝Ｑｃ＋Δｑ１＋Δｑ２'により、今回の目標無効電力Ｑｔを導出する。
【００８２】
ステップＳ２１０の判定の結果、無効電力ｑ１が進相無効電力である場合、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が正の値か、負の値であるかを判定する（Ｓ２１６）。つまり、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２が、増加傾向にある進相無効電力か、減少傾向にある進相無効電力かを判定する。変化量Δｑ２が負の値である場合、つまり、無効電力ｑ２が減少傾向にある進相無効電力である場合（例えば、図５の区間３または区間５）、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を、変化量Δｑ２'に変換し（Ｓ２１２）、前回の目標無効電力Ｑｃ、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１、および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２'を用いて今回の目標無効電力Ｑｔを導出する（Ｓ２１４）。
【００８３】
ステップＳ２１６の判定の結果、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２が正の値である場合、つまり、無効電力ｑ２が増加傾向にある進相無効電力である場合（例えば、図５の区間２または区間４）、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１は、無効電力ｑ２の変化量Δｑ２により干渉されないので、目標無効電力導出部１１６は、前回の目標無効電力Ｑｃ、無効電力ｑ１の変化量Δｑ１、および無効電力ｑ２の変化量Δｑ２を用いて今回の目標無効電力Ｑｔを導出する（Ｓ２１８）。
【００８４】
今回の目標無効電力Ｑｔの導出後、目標無効電力導出部１１６は、今回の目標無効電力Ｑｔを制御部１３０に提供する（Ｓ２２０）。制御部１３０は、今回の目標無効電力Ｑｔに基づいて、インバータ４０から出力される電流の位相と電圧の位相との間の位相差を調整することで、系統電源３００側に供給する無効電力を制御する。目標無効電力導出部１１６は、今回の目標無効電力Ｑｔを前回の目標無効電力Ｑｃとして、処理を終了する。
【００８５】
以上の通り、本実施形態によれば、連系点の電圧の上昇を抑制するために導出された無効電力ｑ２を、無効電力Ｑに反映した場合に、系統電源３００の周波数偏差に応じて導出された無効電力ｑ１の成分が、無効電力Ｑに反映されにくくなる場合には、目標無効電力導出部１１６は、無効電力ｑ１の成分を無効電力ｑ２の成分よりも優先して目標無効電力Ｑｔに反映し、目標無効電力Ｑｔを導出する。これにより、無効電力ｑ１の成分が、無効電力ｑ２の成分により干渉されない。よって、目標無効電力Ｑｔに基づきパワーコンディショナ１０が出力する無効電力によって、単独運転検出部１１０が、即座にパワーコンディショナ１０の単独運転を検出できなくなることを防止できる。
【００８６】
ところで、制御部１３０は、電圧上昇抑制のために、進相無効電力を増加させた後に、周波数偏差に応じて無効電力を変化させるべく、さらに進相無効電力を増加させようとする場合がある。例えば、図８に示すように、制御部１３０が、有効電力Ｐを維持しつつ、周波数偏差に応じて進相無効電力である無効電力Ｑを無効電力Ｑ'まで増加させようとする。この場合、制御部１３０は、皮相電力Ｗを皮相電力Ｗ'まで増加させる必要がある。皮相電力Ｗが増加すると、インバータ４０から出力される電流が過剰となり、パワーコンディショナ１０が備えるコイルＬ２またはコンデンサＣ３などの素子に悪影響を与える可能性がある。
【００８７】
そこで、制御部１３０は、パワーコンディショナ１０の出力電圧に対応する電圧Ｖ３が上限電圧以上の場合、パワーコンディショナ１０が出力する有効電力が減少するように、パワーコンディショナ１０の出力を制御してもよい。有効電力導出部１１８は、パワーコンディショナ１０の出力電圧に対応する電圧Ｖ３が上限電圧以上の間に、目標無効電力導出部１１６が無効電力ｑ２の変化量Δｑ２に基づいて目標無効電力Ｑｔを導出する場合、パワーコンディショナ１０が出力している現在の有効電力より少なくなるように、目標有効電力Ｐを導出してもよい。制御部１３０は、電圧上昇抑制のために無効電力を増加させる場合に、無効電力の増加と同時に有効電力を減少させるように、ＰＷＭ制御を実行してもよい。制御部１３０は、電圧上昇抑制のために無効電力を増加させる場合に、無効電力の増加の直後に有効電力を減少させるように、ＰＷＭ制御を実行してもよい。
【００８８】
例えば、図９に示すように、制御部１３０が、有効電力Ｐおよび無効電力Ｑの状態で、電圧上昇抑制のための無効電力を無効電力Ｑ'まで増加させようとする。この場合に、制御部１３０は、無効電力の増加と並行して、有効電力を有効電力Ｐ'まで減少させてもよい。これにより、制御部１３０が、周波数偏差に応じて無効電力を変化させるべく、有効電力Ｐ'を維持しつつ、無効電力を無効電力Ｑ"まで増加させようとした場合、有効電力Ｐを維持した状態で無効電力を増加させようとした場合に比べて、皮相電力の増加を抑制できる。これにより、インバータ４０から出力される電流が過剰となることで、パワーコンディショナ１０が備えるコイルＬ２またはコンデンサＣ３などの素子に悪影響を与えることを抑制できる。
【００８９】
なお、本実施形態に係る制御装置１００が備える各部は、パワーコンディショナ１０の有効電力および無効電力の制御に関する各種処理を行う、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムをインストールし、このプログラムをコンピュータに実行させることで、構成してもよい。つまり、コンピュータにパワーコンディショナ１０の有電力および無効電力の制御に関する各種処理を行うプログラムを実行させることにより、制御装置１００が備える各部としてコンピュータを機能させることで、制御装置１００を構成してもよい。
【００９０】
コンピュータはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等の各種メモリ、通信バス及びインタフェースを有し、予めファームウェアとしてＲＯＭに格納された処理プログラムをＣＰＵが読み出して順次実行することで、制御装置１００として機能する。
【００９１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００９２】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９３】
１０  パワーコンディショナ
２０  昇圧回路
４０  インバータ
５０  リレー
６０  供給電源
１００  制御装置
１０２  周波数計測部
１０４  移動平均値導出部
１０６  周波数偏差導出部
１０８  第１無効電力変化量導出部
１１０  単独運転検出部
１１２  第２無効電力変化量導出部
１１４  出力電圧取得部
１１６  目標無効電力導出部
１１８  有効電力導出部
１２０  リレー制御部
１３０  制御部
２００  太陽電池アレイ
３００  系統電源
３１０  負荷
【図１】
2014207808.tif 000003
【図２】
2014207808.tif 000004
【図３】
2014207808.tif 000005
【図４】
2014207808.tif 000006
【図５】
2014207808.tif 000007
【図６Ａ】
2014207808.tif 000008
【図６Ｂ】
2014207808.tif 000009
【図７】
2014207808.tif 000010
【図８】
2014207808.tif 000011
【図９】
2014207808.tif 000012