(57)【要約】【課題】自立運転時に安定した電力を供給することができる太陽光発電および蓄電池の連携システムを提供する。【解決手段】制御部２は、調整制御によりＰＶパワコン４および蓄電池用電力変換器６の各自立出力の電圧レベルおよび位相を合致させた後、それら各自立出力を並列接続して自立運転コンセント８に電力供給を行う自立運転制御を実行する。制御部２は、自立運転制御を実行しているとき、電圧検出器７の検出値に基づいて、ＰＶパワコン４側の出力の有無を判断する。制御部２は、ＰＶパワコン４側の出力が停止したと判断すると、自立運転制御を一旦停止する。その後、制御部２は、電圧検出器７の検出値に基づいてＰＶパワコン４側の出力再開の有無を判断する。制御部２は、ＰＶパワコン４側の出力が再開されたと判断すると、調整制御を再度実行した上で、自立運転制御を再開する。【選択図】図１
2014183716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池から供給される直流電力を交流電力に変換する太陽光側電力変換器と、
蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換する蓄電池側電力変換器と、
自立運転コンセントに接続される並列接続ノードおよび前記太陽光側電力変換器の自立出力端子の間の電力供給経路を開閉する太陽光側開閉器と、
前記並列接続ノードおよび前記蓄電池側電力変換器の自立出力端子の間の電力供給経路を開閉する蓄電池側開閉器と、
前記太陽光側開閉器の前記自立出力端子側の電圧を検出する電圧検出器と、
前記太陽光側電力変換器、前記蓄電池側電力変換器、前記太陽光側開閉器および前記蓄電池側開閉器を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記太陽光側電力変換器および前記蓄電池側電力変換器から出力される各交流電力の電圧レベルおよび位相を所定範囲内の値に合致させる調整制御を実行した後、前記太陽光側開閉器および前記蓄電池側開閉器の双方を閉じることにより前記太陽光側電力変換器および前記蓄電池側電力変換器の各自立出力端子から出力される交流電力を並列接続して前記自立運転コンセントに供給する自立運転制御を実行し、
前記自立運転制御を実行している際、所定周期毎に前記蓄電池側電力変換器から出力される交流電力の電圧レベルを所定値だけ変化させるとともに前記電圧検出器の検出値を確認することにより前記太陽光側電力変換器の出力の有無を判断し、
前記太陽光側電力変換器の出力が有ると判断した場合、前記自立運転制御を継続し、
前記太陽光側電力変換器の出力が無いと判断した場合、前記太陽光側開閉器を開くことにより前記自立運転制御を一旦停止し、
前記自立運転制御を一旦停止した状態で、前記電圧検出器の検出値を確認することにより前記太陽光側電力変換器の出力再開の有無を判断し、
前記太陽光側電力変換器の出力が再開されたと判断した場合、前記調整制御を再度実行した後、前記太陽光側開閉器を閉じることにより前記自立運転制御を再開することを特徴とする太陽光発電および蓄電池の連携システム。
【請求項２】
太陽電池から供給される直流電力を交流電力に変換する太陽光側電力変換器と、
蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換する蓄電池側電力変換器と、
自立運転コンセントに接続される並列接続ノードおよび前記太陽光側電力変換器の自立出力端子の間の電力供給経路を開閉する太陽光側開閉器と、
前記並列接続ノードおよび前記蓄電池側電力変換器の自立出力端子の間の電力供給経路を開閉する蓄電池側開閉器と、
前記太陽光側開閉器の前記自立出力端子側の電圧を検出する電圧検出器と、
前記太陽光側電力変換器、前記蓄電池側電力変換器、前記太陽光側開閉器および前記蓄電池側開閉器を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記太陽光側電力変換器および前記蓄電池側電力変換器から出力される各交流電力の電圧レベルおよび位相を所定範囲内の値に合致させる調整制御を実行した後、前記太陽光側開閉器および前記蓄電池側開閉器の双方を閉じることにより前記太陽光側電力変換器および前記蓄電池側電力変換器の各自立出力端子から出力される交流電力を並列接続して前記自立運転コンセントに供給する自立運転制御を実行し、
前記自立運転制御を実行している際、所定周期毎に前記太陽光側開閉器を開くとともに前記電圧検出器の検出値を確認することにより前記太陽光側電力変換器の出力の有無を判断し、
前記太陽光側電力変換器の出力が有ると判断した場合、前記自立運転制御を継続し、
前記太陽光側電力変換器の出力が無いと判断した場合、前記太陽光側開閉器を開くことにより前記自立運転制御を一旦停止し、
前記自立運転制御を一旦停止した状態で、前記電圧検出器の検出値を確認することにより前記太陽光側電力変換器の出力再開の有無を判断し、
前記太陽光側電力変換器の出力が再開されたと判断した場合、前記調整制御を再度実行した後、前記太陽光側開閉器を閉じることにより前記自立運転制御を再開することを特徴とする太陽光発電および蓄電池の連携システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自立運転機能を備えた太陽光発電および蓄電池の連携システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池およびパワーコンディショナを備えた太陽光発電（以下、ＰＶとも称す）システムは、自立運転を行う自立運転機能を備えている。上記自立運転機能を利用すれば、例えば、災害などによって系統に長期間の停電が発生した場合でも、自立運転コンセントを通じて太陽電池の発電電力を負荷（家電製品などの電気機器）に供給し、その電気機器を使用することができる。また、近年では、上述したようなＰＶシステムに対し、さらに停電時の非常用電源として蓄電池を用いる蓄電池システムを連携させるシステムが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１７２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
太陽電池の発電電力は、天気などの影響を受けて変動し易い。そのため、従来のＰＶシステムにおける自立運転時に供給される電力は、出力変動が大きく、非常に不安定なものとなっていた。そのため、上記従来技術においては、系統の停電時における負荷への電力供給の信頼性という面において改善の余地があった。そこで、系統の停電時、ＰＶシステムの出力と、蓄電池システムの出力とを並列接続することが考えられる。このようにすれば、系統の停電時における負荷への電力供給の信頼性を高めることが可能となる。
【０００５】
ただし、単純に上記各出力を並列接続した場合には、次のような問題が生じるおそれがある。すなわち、いずれも交流である上記各出力を並列接続する場合、電圧のレベルおよび位相を所定範囲内の値に合致させるといった調整を行う必要がある。そのような調整が行われた上で、各出力を並列接続すれば、その後に各出力の電圧レベルや位相が変化しない限り、安定した出力が得られることになる。
【０００６】
しかし、並列接続された後に天気の影響などによりＰＶ側の出力が一旦停止した場合、その後にＰＶ側の出力が再開されるときの電圧レベルや位相が前回出力時のものと異なる可能性が高い。各出力の電圧レベルや位相が互いに異なったまま並列接続されると、次のような問題が生じる。例えば、一方の出力が正のピーク値であり、他方の出力が負のピーク値であるときなどには、一方から他方へと電流が流れてしまい、並列接続された出力電圧がゼロになる。このように、各出力の電圧レベルや位相が互いに異なったまま並列接続されると、並列接続された出力は異常電圧となる。そうすると、自立運転出力が供給される負荷（家電製品など）が正常に動作しないという問題が発生するばかりか、最悪の場合には故障に至るなど、様々な悪影響を及ぼすことになる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自立運転時に安定した電力を負荷に供給することができる太陽光発電および蓄電池の連携システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の手段によれば、太陽光側電力変換器、蓄電池側電力変換器、太陽光側開閉器、蓄電池側開閉器、電圧検出器および制御部を備えている。太陽光側電力変換器は、太陽電池から供給される直流電力を交流電力に変換する。蓄電池側電力変換器は、蓄電池から供給される直流電力を交流電力に変換する。太陽光側開閉器は、並列接続ノードおよび太陽光側電力変換器の自立出力端子の間の電力供給経路を開閉する。蓄電池側開閉器は、並列接続ノードおよび蓄電池側電力変換器の自立出力端子の間の電力供給経路を開閉する。上記並列接続ノードは、自立運転時に負荷に対する電力供給を行うための自立運転コンセントに接続される。電圧検出器は、太陽光側開閉器の自立出力端子側の電圧を検出する。制御部は、太陽光側電力変換器、蓄電池側電力変換器、太陽光側開閉器および蓄電池側開閉器を制御する。
【０００９】
上記構成において、制御部は、太陽光側電力変換器および蓄電池側電力変換器から出力される各交流電力の電圧レベルおよび位相を所定範囲内の値に合致させる調整制御を実行した後、太陽光側開閉器および蓄電池側開閉器の双方を閉じる自立運転制御を実行する。上記自立運転制御により、太陽光側電力変換器および蓄電池側電力変換器の各自立出力端子から出力される交流電力が並列接続されて自立運転コンセントに供給される。自立運転制御が実行されるとき、天候の影響などにより太陽光側の出力が一旦停止した後、再び出力を開始すると、互いに電圧レベルや位相が異なる２つの出力が並列接続された状態となって前述したような問題が生じる。このような問題の発生を防止するためには、太陽光側の出力が停止したことを精度よく検知する技術が必要となる。太陽光側の出力が停止したか否かは、太陽光側電力変換器の自立出力端子の電圧に基づいて検知することができる。しかし、２つの出力が並列接続された状態では、太陽光側電力変換器および蓄電池側電力変換器の各自立出力端子が並列接続されている。そのため、たとえ太陽光側の出力が停止したとしても、蓄電池側の出力による電圧が検出されてしまうため、太陽光側の出力停止を検知することができない。このような事情を踏まえ、本手段では、次のようにして、自立運転制御の実行中に太陽光側の出力停止を検知するようにしている。
【００１０】
すなわち、制御部は、自立運転制御を実行している際、所定周期毎に蓄電池側電力変換器から出力される交流電力の電圧レベルを所定値だけ変化させる。このようにしても、太陽光側電力変換器から交流電力が出力されていれば、電圧検出器の検出値は、調整制御において調整された電圧レベルに近い値となる。しかし、太陽光側電力変換器から交流電力が出力されなくなると、電圧検出器の検出値は、上記変更された値と同じ値となる。そこで、本手段では、制御部は、上述したように蓄電池側電力変換器から出力される交流電力の電圧レベルを変化させた状態で電圧検出器の検出値を確認することにより、太陽光側電力変換器の出力の有無を判断する。
【００１１】
制御部は、上記判断において、太陽光側電力変換器の出力が有ると判断した場合、自立運転制御を継続する。一方、制御部は、上記判断において、太陽光側電力変換器の出力が無い（太陽光側の出力が停止した）と判断した場合、太陽光側開閉器を開くことにより自立運転制御を一旦停止する。制御部は、自立運転制御を一旦停止した状態で、電圧検出器の検出値を確認する。このようにすれば、電圧検出器の検出値は、太陽光側電力変換器の自立出力端子から出力される交流電力の電圧値そのものとなる。従って、電圧検出器の検出値に基づいて、太陽光側電力変換器の出力が再開されたか否か（出力再開の有無）を判断することができる。そして、制御部は、上記判断において、太陽光側電力変換器の出力が再開されたと判断した場合、上記調整制御を再度実行した後、太陽光側開閉器を閉じることにより自立運転制御を再開する。
【００１２】
以上説明したような制御によれば、各電力変換器から出力される交流電力を並列接続した後に天候が変化するなどして太陽光側の出力が停止した場合には、それを精度よく検知して自立運転制御が一旦停止される。そして、その後、再び天候が変化するなどして太陽光側の出力が再開した場合には、それを検知して、自立運転制御が再開される。また、自立運転制御が再開される際、上記調整制御が再度実行されるため、出力再開時の太陽光側の出力の電圧レベルや位相が停止する前と異なる場合でも、自立運転制御が再開されるときには各出力の電圧レベルおよび位相が所定範囲内の値に合致されている。従って、自立運転制御が再開されるときにも、各電力変換器の自立出力端子を並列接続して得られる電力が電圧変動などの少ない安定したものとなる。このように、本手段によれば、自立運転時、自立運転コンセントに接続される負荷に対し、安定した電力を供給することができる。
【００１３】
請求項２に記載の手段によれば、請求項１に記載の手段と同じ構成を備えている。ただし、請求項２に記載の手段は、請求項１に記載の手段に対し、自立運転制御の実行中に太陽光側の出力停止を検知する手法が以下のように異なる。すなわち、制御部は、自立運転制御を実行している際、所定周期毎に太陽光側開閉器を開くとともに電圧検出器の検出値を確認する。このようにすると、電圧検出器の検出値は、太陽光側電力変換器の自立出力端子から出力される交流電力の電圧値そのものとなる。そこで、本手段では、制御部は、上述したように太陽光側開閉器を開いた状態で電圧検出器の検出値を確認することにより、太陽光側電力変換器の出力の有無を判断する。このように、本手段によっても、自立運転制御が実行されている際に太陽光側の出力の停止を精度よく検知することが可能である。従って、本手段によっても、請求項１に記載の手段と同様の作用および効果が得られる。
【００１４】
ただし、請求項１に記載の手段は、請求項２に記載の手段に対し、次のような点において一層優れている。すなわち、請求項２に記載の手段では、自立運転制御を実行している際、太陽光側の出力が停止していないとき、つまり平常時であっても、所定の間隔で太陽光側開閉器の開閉が行われる。一方、請求項１に記載の手段では、自立運転制御を実行している際の平常時には、太陽光側開閉器の開閉は行われない（閉じたままとなる）。一般に、例えばリレーなどの開閉器は、その開閉が頻繁に行われるほど、例えば接点などの劣化が進み、ひいては製品寿命が短くなる。このようなことから、平常時に太陽光側開閉器の開閉が行われない請求項１に記載の手段によれば、請求項２に記載の手段に比べ、太陽光側開閉器の劣化が抑制され、その寿命が長くなるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態を示すもので、太陽光発電および蓄電池の連携システムの構成を示す図
【図２】太陽光側および蓄電池側の各自立出力の電圧波形を示す図
【図３】電圧検出処理の内容を示すフローチャート
【図４】再並列接続処理の内容を示すフローチャート
【図５】第２の実施形態を示す図２相当図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の複数の実施形態について説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜図４を参照しながら説明する。
図１に示す太陽光発電および蓄電池の連携システム１（以下、単に連携システム１と称す）は、例えば住宅に設置される。連携システム１は、制御部２、太陽電池モジュール３、ＰＶ用パワーコンディショナ４（以下、ＰＶパワコン４と称す）、蓄電池５、蓄電池用電力変換器６、電圧検出器７、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４などから構成される。
【００１７】
制御部２は、連携システム１の動作全体を制御するものであり、ＰＶパワコン４および蓄電池用電力変換器６の動作制御、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の開閉制御などを行う。制御部２は、系統（本実施形態では、単相三線式）に停電が発生していないとき（通常時）、系統から得られる電力を用いて蓄電池５の充電を行う。また、制御部２は、通常時、太陽電池モジュール３により発電された電力を、住宅内の各電気機器（コンセント）に供給するとともに、余剰電力を系統に逆潮流するように、上記各機器およびスイッチの制御を行う（通常運転制御）。
【００１８】
さらに、制御部２は、太陽電池モジュール３により発電された電力および蓄電池５に充電された電力を自立運転コンセント８に供給するように上記各機器およびスイッチの制御を行う自立運転制御（詳細は後述する）を実行可能に構成されている。自立運転コンセント８は、住宅内の所定の箇所に１つだけ設けられている。なお、現状、自立運転コンセント８に供給可能な電力は最大で１．５ｋＷ（ＡＣ１００Ｖ／１５Ａ）となっている。
【００１９】
太陽電池モジュール３（太陽電池に相当）は、複数の太陽電池をモジュール化したものであり、日射量に応じた直流電力を発生する。ＰＶパワコン４（太陽光側電力変換器に相当）は、図示しないインバータなどを備えており、太陽電池モジュール３が発生した直流電力を所定電圧（１００Ｖ）および所定周波数（商用周波数であり、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）の交流電力に変換する。ＰＶパワコン４は、上記交流電力の電圧レベルおよび位相を調整（可変）することができるようになっている。
【００２０】
ＰＶパワコン４の交流出力端子Ｐ１、Ｐ２および中性点端子Ｐ３は、分電盤（図示略）に接続されている。ＰＶパワコン４の自立出力端子Ｐ４、Ｐ５は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を通じて並列接続ノードＮ１、Ｎ２接続されている。並列接続ノードＮ１、Ｎ２は、自立運転コンセント８に接続されている。スイッチＳＷ１、ＳＷ２（太陽光側開閉器に相当）は、例えばリレーにより構成されている。スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、通常運転時には開放状態に固定され、自立運転時には開閉される（開閉タイミングなどの詳細は後述する）。通常運転時、ＰＶパワコン４により変換された交流電力は、端子Ｐ１〜Ｐ３から上記分電盤を通じて系統または住宅内の各電気機器に供給される。また、自立運転時、ＰＶパワコン４により変換された交流電力は、自立出力端子Ｐ４、Ｐ５およびスイッチＳＷ１、ＳＷ２を通じて自立運転コンセント８に供給される。
【００２１】
電圧検出器７は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の各端子のうち、自立出力端子Ｐ４、Ｐ５側の端子の電圧のレベル（電圧値）および位相を検出する。電圧検出器７は、その検出値を表す検出信号を制御部２に出力する。詳細は後述するが、制御部２は、自立運転時、電圧検出器７から与えられる検出信号に基づいて、太陽電池モジュール３による発電（以下、太陽光側の出力とも称す）の有無を判断する。
【００２２】
蓄電池用電力変換器６（蓄電池側電力変換器に相当）は、直流入出力端子Ｐ６、Ｐ７、交流入出力端子Ｐ８、Ｐ９、中性点端子Ｐ１０、自立出力端子Ｐ１１、Ｐ１２、フィルタ９、１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１、双方向インバータ１２およびスイッチＳＷ５〜ＳＷ８を備えている。直流入出力端子Ｐ６、Ｐ７は、それぞれスイッチＳＷ３、ＳＷ４を介して蓄電池５の正極側端子および負極側端子に接続されている。スイッチＳＷ３、ＳＷ４は、例えばリレーにより構成されている。スイッチＳＷ３、ＳＷ４は、蓄電池５および蓄電池用電力変換器６の接続用であり、通常は常時閉じられた状態となっている。交流入出力端子Ｐ８、Ｐ９および中性点端子Ｐ１０は、上記分電盤などを通じて系統に接続されている。自立出力端子Ｐ１１、Ｐ１２は、並列接続ノードＮ１、Ｎ２に接続されている。
【００２３】
フィルタ９、１０は、ノイズの除去などを目的とするものであり、インダクタおよびコンデンサなどからなる周知のＬＣフィルタである。フィルタ９は、直流入出力端子Ｐ６、Ｐ７とＤＣ／ＤＣコンバータ１１との間の電力供給経路に介在する。フィルタ１０は、端子Ｐ８〜Ｐ１０および自立出力端子Ｐ１１、Ｐ１２と双方向インバータ１２との間の電力供給経路に介在する。フィルタ１０および交流入出力端子Ｐ８、Ｐ９の間には、スイッチＳＷ５、ＳＷ６が介在している。また、フィルタ１０および自立出力端子Ｐ１１、Ｐ１２の間には、スイッチＳＷ７、ＳＷ８（蓄電池側開閉器に相当）が介在している。スイッチＳＷ５〜ＳＷ８は、例えばリレーにより構成されている。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、インダクタＬ１、直列接続された２つのスイッチング素子Ｍ１、Ｍ２、スイッチング素子Ｍ１、Ｍ２のそれぞれに並列接続されたダイオードＤ１、Ｄ２およびコンデンサＣ１により構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、昇圧動作および降圧動作を実行する。昇圧動作は、下側のスイッチング素子Ｍ２の駆動をＰＷＭ制御することにより、蓄電池５からフィルタ９などを通じて与えられる直流電力を昇圧するものである。降圧動作は、上側のスイッチング素子Ｍ１の駆動をＰＷＭ制御することにより、双方向インバータ１２から与えられる直流電力を降圧するものである。
【００２５】
双方向インバータ１２は、ブリッジ状に接続された４つのスイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６により構成されている。双方向インバータ１２は、ＤＣ／ＡＣ変換動作およびＡＣ／ＤＣ変換動作を実行する。ＤＣ／ＡＣ変換動作は、スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６の駆動をＰＷＭ制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１から与えられる昇圧された直流電力を所定電圧（１００Ｖ）および所定周波数（商用周波数）の交流電力に変換するものである。双方向インバータ１２は、上記交流電力の電圧レベルおよび位相を調整（可変）することができる。ＡＣ／ＤＣ変換動作は、スイッチング素子Ｍ３〜Ｍ６の駆動をスイッチング制御することにより、系統からフィルタ１０などを通じて与えられる交流電力を直流電力に変換するものである。
【００２６】
通常運転時、スイッチＳＷ５、ＳＷ６が閉鎖されるとともに、スイッチＳＷ７、ＳＷ８が開放される。また、通常運転時、双方向インバータ１２がＡＣ／ＤＣ変換動作を行うとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１が降圧動作を行う。このような動作により、系統から供給される交流電力が直流電力に変換されるとともに降圧され、その降圧された直流電力によって蓄電池５が充電される。
【００２７】
自立運転時、スイッチＳＷ５、ＳＷ６が開放されるとともに、スイッチＳＷ７、ＳＷ８が閉鎖される。また、自立運転時、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１が昇圧動作を行うとともに、双方向インバータ１２がＤＣ／ＡＣ変換動作を行う。このような動作により、蓄電池５から供給される直流電力が昇圧された上で交流電力に変換され、その交流電力が自立運転コンセント８に出力される。
【００２８】
次に、制御部２による自立運転制御の内容について図２〜図４も参照して説明する。
図２は、自立運転制御が実行される期間におけるＰＶパワコン４および蓄電池用電力変換器６の各自立出力の電圧波形を示している。図３および図４は、制御部２による制御の内容を示すフローチャートである。
【００２９】
制御部２は、自立運転制御の実行に先立って調整制御を行う。調整制御は、ＰＶパワコン４および蓄電池用電力変換器６の動作を制御することにより、自立出力端子Ｐ４、Ｐ５から出力される交流電力（以下、太陽光側の出力とも称す）および自立出力端子Ｐ１１、Ｐ１２から出力される交流電力（以下、蓄電池側の出力とも称す）の電圧レベルおよび位相を所定範囲内の値に合致させるものである。このような調整制御が実行されることにより、図２の期間Ａのように、太陽光側の出力および蓄電池側の出力の電圧レベルおよび位相が一致した状態となる。
【００３０】
制御部２は、調整制御により各交流電力の電圧レベルおよび位相を合致させた後、自立運転制御を実行する。制御部２は、自立運転制御を開始すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ７、ＳＷ８を閉じるとともに、スイッチＳＷ５、ＳＷ６を開く。これにより、ＰＶパワコン４および蓄電池用電力変換器６の各出力が並列接続され、それら並列接続された電力が自立運転コンセント８に接続される電気機器１３に供給される。
【００３１】
このような自立運転制御が実行されている際、日射量が低下して太陽光側の出力が一旦途切れた後、日射量が上昇して太陽光側の出力が再開するような場合、次のような問題が生じる。なお、図２において、期間Ｂは太陽光側の出力が停止している期間であり、期間Ｃは太陽光側の出力が再開した期間である。すなわち、太陽光側の出力が再開するとき、ＰＶパワコン４から出力される交流電力の電圧レベルや位相は、調整制御により調整された値、つまり、蓄電池用電力変換器６から出力されている交流電力の電圧レベルや位相と異なっている可能性が高い。そうすると、互いに異なる電圧レベル、位相の２つの出力が並列接続された状態となって、自立運転コンセントから供給される電力が異常電圧となる問題が生じるおそれがある。
【００３２】
このような問題の発生を防止するためには、太陽光側の出力が停止したことを精度よく検知する必要がある。太陽光側の出力が停止したか否かは、ＰＶパワコン４の自立出力端子Ｐ４、Ｐ５の電圧に基づいて判断することができる。しかし、自立運転制御が実行されて２つの出力が並列接続された状態では、たとえ太陽光側の出力が停止したとしても、蓄電池側の出力による電圧が検出されてしまうため、太陽光側の出力停止を検知することができない。このような事情を踏まえ、本実施形態では、以下のようにして太陽光側の出力停止を検知するようにしている。
【００３３】
すなわち、制御部２は、自立運転制御を実行している際、所定周期（例えば１０ｓ）毎に、図３に示す電圧検出処理を実行する。制御部２は、電圧検出処理を開始すると、蓄電池側の出力の電圧レベルを所定値（例えば５Ｖ）だけ低下させる（ステップＳ１）。このような電圧変更動作は、所定期間（例えば１００ｍｓ）だけ継続される。上記所定周期、所定期間および所定値は、自立運転制御の実行時に自立運転コンセント８に供給される電力の変動が許容される範囲内となる程度の値に設定すればよい。
【００３４】
制御部２は、上記電圧変更動作を実行した状態で、電圧検出器７の検出値を確認する（ステップＳ２）。上記電圧変更動作を実行した状態でも、ＰＶパワコン４から交流電力が出力されていれば、電圧検出器７の検出値は、調整制御において調整された電圧レベル（１００Ｖ）に近い値となる。一方、太陽光側の出力が停止すると、電圧検出器７の検出値は、上記変更後の値である９５Ｖと同等の値となる。
【００３５】
そこで、制御部２は、電圧検出器７の検出値が９５Ｖであるか否かを判断する（ステップＳ３）。なお、ステップＳ３では、検出値が完全に９５Ｖに一致する場合だけでなく、多少の誤差を考慮した上で検出値が概ね９５Ｖである場合にも「ＹＥＳ」と判断される。太陽光側の出力が有る場合には、検出値は１００Ｖに近い値となるため、ステップＳ３で「ＮＯ」となり、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、上記所定期間の経過後に、蓄電池側の出力の電圧レベルが１００Ｖに戻され、処理が終了する。このように、制御部２は、ステップＳ３の判断において、太陽光側の出力が有ると判断した場合、自立運転制御を継続する。
【００３６】
一方、太陽光側の出力が無い場合には、検出値は９５Ｖと同等の値となるため、ステップＳ３で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ５に進む。ステップＳ５に進むと、制御部２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を開くことにより、自立運転制御を一旦停止する。その後、制御部２は、自立運転制御を一旦停止した状態で、再並列接続処理を実行する（ステップＳ６）。
【００３７】
図４に示すように、制御部２は、再並列接続処理を開始すると、電圧検出器７の検出値を確認する（ステップＴ１）。このとき、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が開かれているため、電圧検出器７の検出値は、太陽光側の出力の電圧値そのものとなる。従って、電圧検出器７の検出値に基づいて、太陽光側の出力が有るか（再開されたか）否かを判断することができる（ステップＴ２）。太陽光側の出力が再開されない場合、ステップＴ２で「ＮＯ」となり、ステップＴ１に戻る。一方、太陽光側の出力が再開された場合、ステップＴ２で「ＹＥＳ」となり、ステップＴ３に進む。
【００３８】
ステップＴ３に進むと、制御部２は、前述した調整制御と同様の制御を実行した上で、自立運転制御を再開する。具体的には、制御部２は、太陽光側の出力の電圧レベルおよび位相と、蓄電池側の出力の電圧レベルおよび位相との差が、許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＴ３）。なお、太陽光側の出力の電圧レベルおよび位相は、電圧検出器７の検出値に基づいて確認することができる。また、上記許容範囲は、太陽光側の出力および蓄電池側の出力が並列接続された状態において異常電圧などの問題が生じない程度の範囲に定められている。
【００３９】
上記差が許容範囲内である場合、ステップＴ３で「ＹＥＳ」となり、制御部２は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を閉じる（ステップＴ４）。これにより、自立運転制御が再開される。一方、上記差が許容範囲外である場合、ステップＴ３で「ＮＯ」となり、ステップＴ５に進む。ステップＴ５において、制御部２は、太陽光側の出力および蓄電池側の出力の電圧レベルおよび位相の差が許容範囲内となるまで、蓄電池側の出力の電圧レベルおよび位相を緩やかに変化させる（調整制御）。なお、この場合、毎周期、蓄電池側の出力の位相が、位相誤差範囲内において延長または短縮されることにより、徐々に、太陽光側の出力の位相に同期されていく。
【００４０】
このような調整制御により、太陽光側の出力および蓄電池側の出力の電圧レベルおよび位相の差が許容範囲内になると、ステップＴ４に進み、自立運転制御が再開される（図２の期間Ｄ参照）。このようにすれば、蓄電池側の出力によって自立運転コンセント８への電力供給を行いながら、太陽光側の出力をも含む自立運転の再開に向けての準備を整えることができる。
【００４１】
以上説明したように、制御部２は、調整制御により太陽光側および蓄電池側の各自立出力の電圧レベルおよび位相を合致させた後、それら各自立出力を並列接続して自立運転コンセント８に電力供給を行う自立運転制御を実行する。そして、制御部２は、自立運転制御を実行しているとき、太陽光側の出力が停止した場合には、それを精度よく検知して自立運転制御を一旦停止し、その後、太陽光側の出力が再開した場合には、それを検知し、上記調整制御を再度実行した上で、自立運転制御を再開する。そのため、出力再開時の太陽光側の出力の電圧レベルや位相が、出力が停止する前とは異なる場合でも、自立運転制御が再開されるときには各出力の電圧レベルおよび位相が所定範囲内の値に合致されている。従って、自立運転制御が実行されているときに天候の変動などにより、太陽光側の出力が一旦停止した後に再開するような場合でも、太陽光側および蓄電池側の各自立出力を並列接続して得られる電力は、電圧変動などの少ない安定した信頼性の高いものとなる。このように、本実施形態によれば、自立運転時、天候の変動にかかわらず、自立運転コンセント８に接続される電気機器１３に対して安定した電力を供給することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
以下、第１の実施形態に対し、電圧検出処理の内容を変更した第２の実施形態について図５を参照しながら説明する。
本実施形態では、制御部２は、自立運転制御を実行している際、所定周期（例えば１０ｓ）毎に、図５のフローチャートに示す電圧検出処理を実行する。制御部２は、電圧検出処理を開始すると、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を開く（ステップＵ１）。このようなスイッチ開放動作は、所定期間（例えば１００ｍｓ）だけ継続される。上記所定周期および所定期間は、第１の実施形態と同様に、自立運転制御の実行時に自立運転コンセント８に供給される電力の変動が許容される範囲内となる程度の値に設定すればよい。
【００４３】
制御部２は、上記スイッチ開放動作を実行した状態で、電圧検出器７の検出値を確認する（ステップＵ２）。このようにすると、電圧検出器７の検出値は、太陽光側の出力の電圧値そのものとなる。そこで、制御部２は、電圧検出器７の検出値に基づいて、太陽光側の出力の有無を判断する（ステップＵ３）。
【００４４】
太陽光側の出力が有る場合には、ステップＵ３で「ＹＥＳ」となり、ステップＵ４に進む。ステップＵ４では、上記所定期間の経過後に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が閉じられ、処理が終了する。このように、制御部２は、ステップＵ３の判断において、太陽光側の出力が有ると判断した場合、自立運転制御を継続する。一方、太陽光側の出力が無い場合には、ステップＵ３で「ＮＯ」となり、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、第１の実施形態と同様の再並列接続処理が実行される。
【００４５】
このように、電圧検出処理の内容を変更した本実施形態によっても、自立運転制御が実行されている際、太陽光側の出力の停止を精度よく検知することができる。従って、本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の作用および効果が得られる。ただし、第１の実施形態の電圧検出処理を採用した場合には、本実施形態の電圧検出処理を採用した場合に対し、次のような点において一層有益な効果が得られる。
【００４６】
すなわち、本実施形態の電圧検出処理によれば、自立運転制御を実行している際、太陽光側の出力が停止していないとき、つまり平常時であっても、所定の間隔でスイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉が行われる。これに対し、第１の実施形態の電圧検出処理によれば、自立運転制御を実行している際の平常時には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉は行われない（閉じたままとなる）。一般に、リレーなどの開閉器は、その開閉が頻繁に行われるほど、例えば接点などの劣化が進み、ひいては製品寿命が短くなる。このようなことから、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の開閉が比較的頻繁に行われない第１の実施形態によれば、本実施形態に比べ、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の劣化が抑制され、その寿命が長くなるという効果が得られる。
【００４７】
さらに、第１の実施形態の電圧検出処理によれば、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が閉じたまま、太陽光側の出力の停止の有無が判断されているため、太陽光側の出力が有る場合には、その電力を一時も無駄にすることなく、自立運転コンセント８に供給することができるというメリットがある。
【００４８】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
蓄電池側電力変換器としては、図１に示した蓄電池用電力変換器６に限らずともよく、同等の機能を有するものであれば、他の構成であってもよい。
連携システム１としては、系統に停電が発生していないときに、ＰＶパワコン４から得られる電力を用いて蓄電池５の充電を行うことが可能な構成でもよい。
【符号の説明】
【００４９】
図面中、１は太陽光発電および蓄電池の連携システム、２は制御部、３は太陽電池モジュール（太陽電池）、４はＰＶ用パワーコンディショナ（太陽光側電力変換器）、５は蓄電池、６は蓄電池用電力変換器（蓄電池側電力変換器）、７は電圧検出器、８は自立運転コンセント、Ｎ１、Ｎ２は並列接続ノード、Ｐ４、Ｐ５は自立出力端子、Ｐ１１、Ｐ１２は自立出力端子、ＳＷ１、ＳＷ２はスイッチ（太陽光側開閉器）、ＳＷ７、ＳＷ８はスイッチ（蓄電池側開閉器）を示す。
【図１】
2014183716.tif 000003
【図２】
2014183716.tif 000004
【図３】
2014183716.tif 000005
【図４】
2014183716.tif 000006
【図５】
2014183716.tif 000007