(57)【要約】  制御システムは、例えば、複数の第１の装置と、前記複数の第１の装置のそれぞれに対して接続される、少なくとも一の第２の装置とからなり、前記第１の装置は、発電装置から供給される第１の電圧を、該第１の電圧の大きさに応じた第２の電圧に変換する変換部を複数、有し、前記第２の装置は、蓄電部と、前記蓄電部に対する充電を制御する充電制御部とを有し、前記複数の変換部のうち、少なくとも一の変換部から出力される第２の電圧が前記第２の装置に供給され、前記充電制御部は、前記第２の電圧の変動に応じて、前記蓄電部に対する充電を制御する。
2013175702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１の装置と、前記複数の第１の装置のそれぞれに対して接続される、少なくとも一の第２の装置とからなり、
前記第１の装置は、発電装置から供給される第１の電圧を、該第１の電圧の大きさに応じた第２の電圧に変換する変換部を複数、有し、
前記第２の装置は、蓄電部と、前記蓄電部に対する充電を制御する充電制御部とを有し、
前記複数の変換部のうち、少なくとも一の変換部から出力される第２の電圧が前記第２の装置に供給され、
前記充電制御部は、前記第２の電圧の変動に応じて、前記蓄電部に対する充電を制御する
制御システム。
【請求項２】
前記変換部は、前記第１の電圧が大きくなる場合に前記第２の電圧が大きくなるように、前記第１の電圧を変換し、前記第１の電圧が小さくなる場合に前記第２の電圧が小さくなるように、前記第１の電圧を変換する請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記充電制御部は、前記第２の電圧が大きくなる場合に、前記蓄電部に対する充電レートを引き上げ、前記第２の電圧が小さくなる場合に、前記蓄電部に対する充電レートを引き下げる請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
前記複数の変換部ごとに、異なる発電装置から異なる前記第１の電圧が供給される請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
前記発電装置は、太陽光発電装置、風力発電装置およびバイオマス発電装置のうちの少なくとも一の発電装置である請求項４に記載の制御システム。
【請求項６】
前記第２の装置は、前記第１の装置に対して着脱自在とされる請求項１に記載の制御システム。
【請求項７】
前記第１の電圧が所定のラインを介して前記第２の装置に供給される請求項１に記載の制御システム。
【請求項８】
前記変換部は、前記第１の電圧の値を取得するセンサを有する請求項１に記載の制御システム。
【請求項９】
前記充電制御部は、前記第２の電圧の値を取得するセンサを有する請求項１に記載の制御システム。
【請求項１０】
前記第１の装置と前記第２の装置との間で通信が可能とされる請求項１に記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
再生可能なエネルギーを利用して得られる電力により、バッテリを充電することが行われている。下記特許文献１には、太陽光発電装置や風力発電装置により発電された電力により、蓄電ユニットを充電する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３２６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、蓄電ユニットに対する充電のオンまたはオフする制御のみが可能とされる。太陽光発電装置や風力発電装置の出力の変化に応じて、充電の制御を行うことができないという問題があった。【０００５】
したがって、本開示の目的の一つは、太陽光発電装置や風力発電装置の出力の変化に応じて、充電の制御が行われる制御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】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示は、例えば、
複数の第１の装置と、複数の第１の装置のそれぞれに対して接続される、少なくとも一の第２の装置とからなり、
第１の装置は、発電装置から供給される第１の電圧を、該第１の電圧の大きさに応じた第２の電圧に変換する変換部を複数、有し、
第２の装置は、蓄電部と、蓄電部に対する充電を制御する充電制御部とを有し、
複数の変換部のうち、少なくとも一の変換部から出力される第２の電圧が第２の装置に供給され、
充電制御部は、第２の電圧の変動に応じて、蓄電部に対する充電を制御する
制御システムである。
【発明の効果】
【０００７】
少なくとも一つの実施形態によれば、太陽光発電装置や風力発電装置の出力の変化に応じて、充電の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】コントロールユニットとバッテリユニットとの間の接続の一例を示す図である。
【図３】コントロールユニットの構成の概要を説明するための図である。
【図４】コントロールユニットの構成を説明するための図である。
【図５】変換部の具体的な構成を説明するための図である。
【図６】コントロールユニットの電源系統に係る構成を説明するための図である。
【図７】バッテリユニットの構成を説明するための図である。
【図８】充電制御部の具体的な構成を説明するための図である。
【図９】バッテリユニットの電源系統に係る構成を説明するための図である。
【図１０】Ａは、太陽電池の電圧−電流特性を示すグラフである。Ｂは、ある曲線により太陽電池の電圧−電流特性が表される場合における、太陽電池の端子電圧と太陽電池の発電電力との関係を表したグラフ（Ｐ−Ｖ曲線）である。
【図１１】太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線の変化に対する動作点の変化を説明するための図である。
【図１２】Ａは、太陽電池に対する照度が減少した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化を説明するための図である。Ｂは、太陽電池からみた負荷が増加した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化を説明するための図である。
【図１３】太陽電池に対する照度と太陽電池からみた負荷との両方が変化した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化を説明するための図である。
【図１４】スケジュールテーブルの一例を示す図である。
【図１５】スケジュールテーブルの他の例を示す図である。
【図１６】処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１７】処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１８】変換部が実際にオンする時間を説明するための図である。
【図１９】オンされる変換部の最大数が記述されるスケジュールテーブルの一例を示す図である。
【図２０】変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．第１の実施形態＞
＜２．第２の実施形態＞
＜３．第３の実施形態＞
＜４．変形例＞
なお、以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
【００１０】
＜１．第１の実施形態＞
「１−１．システムの構成」
図１は、本開示の第１の実施形態におけるシステムの構成の一例を示す。システム１に対して、例えば、複数の発電装置からの出力が供給される。発電装置として、太陽光発電装置と、風力発電装置と、バイオマス発電装置が例示される。図１では、太陽光パネルにより太陽光発電装置３が模式的に示されている。風車により風力発電装置４が模式的に示されている。タンクおよびタンク内の炎により、バイオマス発電装置５が模式的に示されている。太陽光発電装置３は、公知の太陽光発電装置を適用できる。風力発電装置４およびバイオマス発電装置５についても同様である。
【００１１】
発電装置は、例えば、光や熱、振動、電波、温度差、イオン濃度差などの、周囲の環境に存在するエネルギーに基づいて発電する。発電装置は、系統電力（グリッド）や、人力によって発電する装置により構成されてもよい。複数の発電装置が同種の発電装置であってもよい。
【００１２】
各発電装置によって得られる直流（ＤＣ(Direct Current)）の電圧が、後段のブロックに供給される。発電装置によって交流（ＡＣ(Alternating Current)）の電圧が得られる場合は、交流の電圧が直流の電圧に変換されて、後段のブロックに供給される。システム１は、複数のブロックを有する。複数のブロックとして、ブロックＢＬ１、ブロックＢＬ２およびブロックＢＬ３が例示される。個々のブロックを区別する必要がない場合は、ブロックＢＬと適宜、称する。なお、ブロックとは、説明の便宜上の表記であり、特別の意味を有するものではない。ブロックＢＬの構成等については、後述する。
【００１３】
ブロックＢＬは、各発電装置に対して並列に接続される。太陽光発電装置３から供給される直流の電圧Ｖ３が、ブロックＢＬ１、ブロックＢＬ２およびブロックＢＬ３に供給される。風力発電装置４から供給される直流の電圧Ｖ４が、ブロックＢＬ１、ブロックＢＬ２およびブロックＢＬ３に供給される。バイオマス発電装置５から供給される直流の電圧Ｖ５が、ブロックＢＬ１、ブロックＢＬ２およびブロックＢＬ３に供給される。電圧Ｖ３、電圧Ｖ４および電圧Ｖ５のそれぞれが、第１の電圧の一例とされる。
【００１４】
電圧Ｖ３、電圧Ｖ４および電圧Ｖ５の値は、装置の規模等に応じて変動し得るものであるが、ここでは、電圧Ｖ３、電圧Ｖ４および電圧Ｖ５は、７５Ｖ（ボルト）から１００Ｖの範囲で変動する電圧として説明する。図１では、電圧Ｖ３が実線により示され、電圧Ｖ４が一点鎖線により示され、電圧Ｖ５が二点鎖線により示されている。
【００１５】
「１−２．ブロックの構成」
ブロックＢＬの構成の一例について、ブロックＢＬ１を例にして説明する。ブロックＢＬ１は、例えば、一のコントロールユニットと、少なくとも一のバッテリユニットとを含む構成とされる。コントロールユニットが第１の装置の一例とされ、バッテリユニットが第２の装置の一例とされる。
【００１６】
コントロールユニットＣＵ１に対して、例えば、バッテリユニットＢＵ１ａ、バッテリユニットＢＵ１ｂおよびバッテリユニットＢＵ１ｃが接続される。個々のバッテリユニットを区別する必要がない場合は、バッテリユニットＢＵ１と適宜、称する。図１では、バッテリユニットＢＵ１ａおよびバッテリユニットＢＵ１ｂが図示されている。
【００１７】
コントロールユニットＣＵ１には、例えば、複数のポートが設けられており、各ポートに対してバッテリユニットＢＵ１が着脱自在とされる。すなわち、コントロールユニットＣＵ１に対して接続されるバッテリユニットＢＵ１の個数は、適宜、変更できる。例えば、バッテリユニットＢＵ１ａ、バッテリユニットＢＵ１ｂ、バッテリユニットＢＵ１ｃがコントロールユニットＣＵ１に接続された状態で、新たなバッテリユニットをコントロールユニットＣＵ１に対して接続できる。例えば、バッテリユニットＢＵ１ａ、バッテリユニットＢＵ１ｂおよびバッテリユニットＢＵ１ｃがコントロールユニットＣＵ１に接続された状態で、バッテリユニットＢＵ１ｂをコントロールユニットＣＵ１から離脱することができる。
【００１８】
バッテリユニットＢＵ１は、ラインＬ１を介して、コントロールユニットＣＵ１に対して接続される。図２に示すように、ラインＬ１は、例えば、コントロールユニットＣＵ１からバッテリユニットＢＵ１に対して電力が伝送される電力ラインＬ１０と、バッテリユニットＢＵ１からコントロールユニットＣＵ１に対して電力が伝送される電力ラインＬ１１とを含む。ラインＬ１は、さらに、コントロールユニットＣＵ１と、各バッテリユニットＢＵ１との間でなされる通信のための信号ラインＳＬ１２を含む。
【００１９】
なお、以下の説明では、電力の伝送および通信が、有線によって行われるものとして説明するが、電力の伝送および通信が、無線によって行われてもよい。この場合は、物理的なラインであるラインＬ１を設ける必要はない。
【００２０】
電力ラインＬ１０を介して、直流の電圧Ｖ１０が、コントロールユニットＣＵ１からバッテリユニットＢＵ１に供給される。複数のバッテリユニットＢＵ１のうち、充電の指示がなされたバッテリユニットＢＵ１対して、電圧Ｖ１０に基づく充電が行われる。一のバッテリユニットＢＵ１が充電されてもよく、複数のバッテリユニットＢＵ１が充電されるようにしてもよい。
【００２１】
放電中のバッテリユニットＢＵ１には、充電されない。放電の指示がなされたバッテリユニットＢＵ１から、直流の電圧Ｖ１１が出力される。電圧Ｖ１１が、例えば、コントロールユニットＣＵ１を経由して、負荷である外部機器に供給される。コントロールユニットＣＵ１を経由せずに、電圧Ｖ１１が直接、外部機器に供給されるようにしてもよい。
【００２２】
コントロールユニットＣＵ１と、各バッテリユニットＢＵ１との間でなされる通信は、例えば、ＳＭＢｕｓ(System Management Bus)やＵＡＲＴ(Universal asynchronous Receiver-Transmitter)などの仕様に準じてなされる。信号ラインＳＬ１２は、バッテリユニットＢＵ１に対して共通化されたラインであり、信号ラインＳＬ１２上を制御コマンドが伝送される。例えば、コントロールユニットＣＵ１から、所定のバッテリユニットＢＵ１に対して制御コマンドが送出される。
【００２３】
制御コマンドにより、個々のバッテリユニットＢＵ１を独立して制御できる。バッテリユニットＢＵ１は、自己が接続されたポートのポート番号を識別できる。例えば、制御コマンドのヘッダに、ポート番号を示す識別子が記述される。バッテリユニットＢＵ１は、制御コマンドのヘッダを解析することにより、自己に対する制御コマンドであるか否かを識別できる。
【００２４】
さらに、バッテリユニットＢＵ１は、通信により、自己の情報をコントロールユニットＣＵ１に通知できる。バッテリユニットＢＵ１は、例えば、バッテリユニットＢＵ１が有するバッテリの残容量を、通信によりコントロールユニットＣＵ１に通知できる。バッテリユニットＢＵ１からコントロールユニットＣＵ１に対する通知信号のヘッダに、ポート番号を示す識別子が記述される。これにより、コントロールユニットＣＵ１は、どのバッテリユニットＢＵ１からの通知信号であるかを区別できる。
【００２５】
複数のバッテリユニットＢＵ１を使用して、例えば、以下のような使用の形態が考えられる。バッテリユニットＢＵ１ａに対して、コントロールユニットＣＵ１から充電を指示する制御コマンドが伝送され、バッテリユニットＢＵ１ａが充電のための制御を実行する。バッテリユニットＢＵ１ｂに対して、コントロールユニットＣＵ１から放電を指示する制御コマンドが伝送され、バッテリユニットＢＵ１ｂが放電のための制御を実行する。バッテリユニットＢＵ１ｃは、予備の電源として使用される。例えば、バッテリユニットＢＵ１ｂの残容量が低下した際に、使用するバッテリユニットをバッテリユニットＢＵ１ｂからバッテリユニットＢＵ１ｃに切り換える。上述した使用の形態は一例であり、これに限定されることはない。
【００２６】
ブロックＢＬ２の構成は、例えば、ブロックＢＬ１の構成と同一の構成とされる。ブロックＢＬ２は、コントロールユニットＣＵ２を含む構成とされる。コントロールユニットＣＵ２に対して、ラインＬ２を介して、例えば、バッテリユニットＢＵ２ａ、バッテリユニットＢＵ２ｂおよびバッテリユニットＢＵ２ｃが接続される。図１では、バッテリユニットＢＵ２ａおよびバッテリユニットＢＵ２ｂが図示されている。
【００２７】
ラインＬ２は、例えば、コントロールユニットＣＵ２からバッテリユニットＢＵ２に対して電力が伝送される電力ラインＬ２０と、バッテリユニットＢＵ２からコントロールユニットＣＵ２に対して電力が伝送される電力ラインＬ２１とを含む。ラインＬ２は、さらに、コントロールユニットＣＵ２と、各バッテリユニットＢＵ２との間でなされる通信のための信号ラインＳＬ２２を含む。
【００２８】
ブロックＢＬ３の構成は、例えば、ブロックＢＬ１の構成と同一の構成とされる。ブロックＢＬ３は、コントロールユニットＣＵ３を含む構成とされる。コントロールユニットＣＵ３に対して、ラインＬ３を介して、例えば、バッテリユニットＢＵ３ａ、バッテリユニットＢＵ３ｂおよびバッテリユニットＢＵ３ｃが接続される。図１では、バッテリユニットＢＵ３ａおよびバッテリユニットＢＵ３ｂが図示されている。
【００２９】
ラインＬ３は、例えば、コントロールユニットＣＵ３からバッテリユニットＢＵ３に対して電力が伝送される電力ラインＬ３０と、バッテリユニットＢＵ３からコントロールユニットＣＵ３に対して電力が伝送される電力ラインＬ３１とを含む。ラインＬ３は、さらに、コントロールユニットＣＵ３と、各バッテリユニットＢＵ３との間でなされる通信のための信号ラインＳＬ３２を含む。
【００３０】
なお、本開示の他の説明と矛盾が生じない範囲において、各ブロックＢＬの間に構成上の差異があっても構わない。以下の説明において、同一の構成と表記し、重複した説明を省略する場合があるが、これは、本開示の他の説明と矛盾が生じない範囲において、構成上の差異が存在することを排除するものではない。
【００３１】
「１−３．コントロールユニットの構成」
図３は、コントロールユニットＣＵ１の構成の概要の一例を示す。コントロールユニットＣＵ１は、変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃを有する。個々の変換部を区別する必要がない場合は、変換部１００と適宜、称する。変換部１００ａに対して、太陽光発電装置３の出力電圧である電圧Ｖ３が供給される。変換部１００ａは、電圧Ｖ３を、電圧Ｖ３の大きさに応じた電圧Ｖ１０に変換する。上述したように、電圧Ｖ３は、例えば、７５Ｖから１００Ｖの範囲で変動する電圧である。電圧Ｖ１０は、例えば、４５Ｖから４８Ｖの範囲で変動する直流の電圧である。
【００３２】
変換部１００ａは、電圧Ｖ３が７５Ｖのときは、電圧Ｖ１０が４５Ｖになるように電圧Ｖ３を変換する。変換部１００ａは、電圧Ｖ３が１００Ｖのときは、電圧Ｖ１０が４８Ｖになるように電圧Ｖ３を変換する。電圧Ｖ３が７５Ｖから１００Ｖの範囲で変化するのに応じて、変換部１００ａは、４５Ｖから４８Ｖの範囲で略リニアに変化させるようにして、電圧Ｖ３を電圧Ｖ１０へと変換する。変化率をリニアに変化させることに代えて、各種のフィードバック回路を用いてもよい。フィードバック回路により得られる出力が、変換部１００ａから出力されるようにしてもよい。
【００３３】
変換部１００ｂおよび変換部１００ｃは、変換部１００ａと同様に動作する。変換部１００ｂは、電圧Ｖ４が７５Ｖのときは、電圧Ｖ１０が４５Ｖになるように電圧Ｖ４を変換する。変換部１００ａは、電圧Ｖ４が１００Ｖのときは、電圧Ｖ１０が４８Ｖになるように電圧Ｖ４を変換する。電圧Ｖ４が７５Ｖから１００Ｖの範囲で変化するのに応じて、変換部１００ａは、４５Ｖから４８Ｖの範囲で略リニアに変化するように電圧Ｖ４を電圧Ｖ１０に変換する。なお、電圧Ｖ４が、例えば、２００Ｖから４２０Ｖの範囲で変化する場合は、変換部１００ｂは、電圧Ｖ４を降圧して、４５Ｖから４８Ｖの範囲の電圧Ｖ１０を生成する。このように、各変換部１００は、入力電圧に応じて、適宜、動作するように構成される。
【００３４】
変換部１００ｃは、電圧Ｖ５が７５Ｖのときは、電圧Ｖ１０が４５Ｖになるように電圧Ｖ５を変換する。変換部１００ｃは、電圧Ｖ５が１００Ｖのときは、電圧Ｖ１０が４８Ｖになるように電圧Ｖ５を変換する。電圧Ｖ５が７５Ｖから１００Ｖの範囲で変化するのに応じて、変換部１００ａは、４５Ｖから４８Ｖの範囲で略リニアに変化させるように電圧Ｖ５を電圧Ｖ１０に変換する。なお、電圧Ｖ５が、例えば、１０Ｖから４０Ｖの範囲で変化する場合は、変換部１００ｃは、電圧Ｖ５を昇圧して、４５Ｖから４８Ｖの範囲の電圧Ｖ１０を生成する。このように、変換部１００は、入力電圧に応じて適宜、動作するように構成される。
【００３５】
変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃからそれぞれ電圧Ｖ１０が出力され、そのうち、一の出力が電力ラインＬ１０を介してバッテリユニットＢＵ１に供給される。例えば、最も大きい電圧Ｖ１０が、電力ラインＬ１０を介してバッテリユニットＢＵ１に供給される。バッテリユニットＢＵ１における電力の消費量が大きい場合には、複数の変換部からの出力が合成されて、バッテリユニットＢＵ１に供給される場合も有り得る。
【００３６】
なお、複数の変換部１００からの複数の出力のうち、バッテリユニットＢＵ１に供給される出力を選択することができる。詳細は後述するが、変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃのそれぞれには、例えば、可変抵抗（ボリューム）が設けられる。可変抵抗の値を適切に設定することにより、所定の変換部１００から出力される電圧Ｖ１０をバッテリユニットＢＵ１に供給することができる。
【００３７】
図４は、コントロールユニットＣＵ１の構成の一例を示す。コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ａは、電圧Ｖ３を電圧Ｖ１０に変換（降圧）するＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａを有する。電圧Ｖ３が、例えば、４５Ｖより小さい場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａは、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータとして構成される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａの構成としては、公知のものを適用できる。なお、電圧Ｖ３として交流の電圧が供給される場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａの前段に、ＡＣ−ＤＣコンバータが設けられてもよい。
【００３８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａの入力段および出力段のそれぞれに、電圧センサ、電子スイッチおよび電流センサが接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａの出力段には、さらに、可変抵抗が接続される。図４および後述する図７では、電圧センサを矩形のマークで、電子スイッチを丸のマークで、電流センサを斜線が付された丸のマークで、可変抵抗を三角のマークで、それぞれ簡略化して示している。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａの入力段には、電圧センサ１０１ｂ、電子スイッチ１０１ｃおよび電流センサ１０１ｄが順次、接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａの出力段には、電流センサ１０１ｅ、電子スイッチ１０１ｆ、電圧センサ１０１ｇおよび可変抵抗１０１ｈが順次、接続されている。
【００４０】
変換部１００ｂおよび変換部１００ｃの構成は、例えば、変換部１００ａと同一の構成とされる。変換部１００ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２ａを有する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２ａの入力段には、電圧センサ１０２ｂ、電子スイッチ１０２ｃおよび電流センサ１０２ｄが順次、接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２ａの出力段には、電流センサ１０２ｅ、電子スイッチ１０２ｆ、電圧センサ１０２ｇおよび可変抵抗１０２ｈが順次、接続されている。
【００４１】
変換部１００ｃは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３ａを有する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３ａの入力段には、電圧センサ１０３ｂ、電子スイッチ１０３ｃおよび電流センサ１０３ｄが順次、接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３ａの出力段には、電流センサ１０３ｅ、電子スイッチ１０３ｆ、電圧センサ１０３ｇおよび可変抵抗１０３ｈが順次、接続されている。各変換部１００の電子スイッチをオフすることにより、変換部１００の出力を停止できる。例えば、電子スイッチ１０１ｃおよび電子スイッチ１０１ｆの少なくとも一方をオフすることにより、変換部１００ａからの出力を停止できる。
【００４２】
電子スイッチに対する制御に代えて、可変抵抗１０１ｈ、可変抵抗１０２ｈおよび可変抵抗１０３ｈの抵抗値を調整してもよい。可変抵抗の抵抗値を調整することにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａ等の出力に対してリミットをかけることができる。例えば、可変抵抗１０１ｈの抵抗値を０または略０にし、可変抵抗１０２ｈおよび可変抵抗１０３ｈの抵抗値を所定値に設定する。
【００４３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２ａの出力電圧が可変抵抗１０２ｈにより降下し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０３ａの出力電圧が可変抵抗１０３ｈにより降下する。最も大きい電圧である、変換部１００ａから出力される電圧Ｖ１０が電力ラインＬ１０に供給され、電圧Ｖ１０がバッテリユニットＢＵ１に供給される。このように、３つの可変抵抗（可変抵抗１０１ｈ、可変抵抗１０２ｈおよび可変抵抗１０３ｈ）の抵抗値をそれぞれ適切に調整することにより３つの変換部（変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃ）からの出力のうち、一の出力を選択することができる。
【００４４】
コントロールユニットＣＵ１は、さらに、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１１０を有する。ＣＰＵ１１０に対して、メモリ１１１、Ｄ／Ａ(Digital to Analog)変換部１１２、Ａ／Ｄ(Analog to Digital)変換部１１３および温度センサ１１４が、バス１１５を介して接続される。バス１１５は、例えば、Ｉ2Ｃバスにより構成される。
【００４５】
ＣＰＵ１１０は、コントロールユニットＣＵ１の各部を制御する。ＣＰＵ１１０は、例えば、変換部１００の電子スイッチのオン／オフを制御したり、変換部１００における電圧センサや電流センサから供給されるセンサ情報に応じた制御を実行する。
【００４６】
なお、電圧センサや電流センサを示すマークから延伸する矢印は、センサにより得られるセンサ情報が、Ａ／Ｄ変換部１１３を介してＣＰＵ１１０に供給されることを示している。さらに、電子スイッチや可変抵抗を示すマークに向かう矢印は、電子スイッチや可変抵抗に対する制御がＣＰＵ１１０により行われることを示している。
【００４７】
ＣＰＵ１１０は、さらに、コントロールユニットＣＵ１に対して接続されるバッテリユニットＢＵ１に対する制御を実行する。例えば、ＣＰＵ１１０は、所定のバッテリユニットＢＵ１の電源をオンさせる制御コマンドや、所定のバッテリユニットＢＵ１に対して、充電または放電を指示する制御コマンドを生成する。そして、ＣＰＵ１１０は、生成した制御コマンドを信号ラインＳＬ１２に送出する。さらに、ＣＰＵ１０は、各バッテリユニットＢＵ１から送信される情報（例えば、バッテリユニットＢＵ１のバッテリの残容量）を取得し、取得した情報に応じた制御を行う。
【００４８】
メモリ１１１は、ＣＰＵ１１０が実行するプログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＰＵ１１０が処理を実行する際のワークメモリとして使用されるＲＡＭ(Random Access Memory)、各種のデータ（例えば、後述するスケジュールテーブル）が記憶されるＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)等の不揮発性メモリなどのメモリを総称したものである。
【００４９】
Ｄ／Ａ変換部１１２は、デジタルデータをアナログデータに変換する。Ａ／Ｄ変換部１１３は、アナログデータをデジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換部１１３に、例えば、電圧センサや電流センサから、アナログデータのセンサ情報が供給される。Ａ／Ｄ変換部１１３は、アナログデータのセンサ情報をデジタルデータのセンサ情報に変換する。デジタルデータのセンサ情報が、ＣＰＵ１１０に供給される。
【００５０】
温度センサ１１４は、環境温度を測定する。例えば、コントロールユニットＣＵ１の内部の温度や、コントロールユニットＣＵ１の周囲の温度を測定する。温度センサ１１４によって得られる温度情報がＡ／Ｄ変換部１１３によりデジタルデータに変換された後に、ＣＰＵ１１０に供給される。
【００５１】
コントロールユニットＣＵ１と他の機器との間で、通信が行われるようにしてもよい。例えば、ＣＰＵ１１０が通信機能を有する構成とし、ＣＰＵ１１０と他の機器１１８との間で通信が行われる。他の機器１１８として、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や、タブレット型のコンピュータや、スマートフォンなどの機器が例示される。
【００５２】
通信は、インターネットを介した通信でもよく、近距離の無線の通信でもよい。近距離無線の方式による通信としては、例えば、赤外線を用いた通信や、「ZigBee（登録商標）」規格による通信、「Bluetooth（登録商標）」規格による通信、ネットワーク形成が容易な「Wi-Fi（登録商標）」による通信などを利用することができるが、これらに限定されるものではない。
【００５３】
図５は、変換部１００ａの具体的な構成の一例を示す。図５に示すように、変換部１００ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａと、後述するフィードフォワード制御系とを備えている。図５では、電圧センサ１０１ｂ、電子スイッチ１０１ｃ、電流センサ１０１ｄ、電流センサ１０１ｅ、電子スイッチ１０１ｆ、電圧センサ１０１ｇおよび可変抵抗１０１ｈの図示を省略している。
【００５４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａは、例えば、スイッチング素子などを含む一次側回路１２１と、トランス１２２と、整流素子などを含む二次側回路１２３とから構成される。図５に示すＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａは、例えば、電流共振型のコンバータ（ＬＬＣ共振コンバータ）である。
【００５５】
フィードフォワード制御系は、オペアンプ１２４、トランジスタ１２５、抵抗Ｒｃ１、抵抗Ｒｃ２および抵抗Ｒｃ３を含み、フィードフォワード制御系の出力は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａの一次側回路１２１のドライバに備えられた制御用端子に入力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａは、制御用端子に対する入力電圧が一定となるように、変換部１００ａからの出力電圧を調整する。
【００５６】
変換部１００ａがフィードフォワード制御系を備えることにより、変換部１００ａからの出力電圧である電圧Ｖ１０の値が、あらかじめ設定された範囲内の電圧値となるように調整される。したがって、変換部１００ａを備えるコントロールユニットＣＵ１は、例えば、太陽光発電装置３からの入力電圧（電圧Ｖ３）の変化に応じて出力電圧（電圧Ｖ１０）を変化させる電圧変換装置の機能を有している。
【００５７】
図５に示すように、変換部１００ａからは、一次側回路１２１、トランス１２２、二次側回路１２３を介して出力電圧が取り出される。コントロールユニットＣＵ１からの出力は、電力ラインＬ１０により、バッテリユニットＢＵ１に送出される。なお、電圧Ｖ３が交流の電圧である場合は、一次側回路１２１の前段にＡＣ−ＤＣコンバータが接続される。ＡＣ−ＤＣコンバータは、例えば、力率補正（Power Factor Correction）回路である。
【００５８】
以下、変換部１００ａが有するフィードフォワード制御系について説明する。
【００５９】
オペアンプ１２４の非反転入力端子に対しては、変換部１００ａへの入力電圧（電圧Ｖ３）をｋｃ倍（ｋｃ：数十〜百分の一程度）した電圧が入力される。一方、オペアンプ１２４の反転入力端子ｃ１に対しては、あらかじめ定められた一定の電圧Ｖｔ0をｋｃ倍した電圧が入力されている。オペアンプ１２４の反転入力端子ｃ１に対する入力電圧（ｋｃ×Ｖｔ0）は、例えば、Ｄ／Ａ変換部１１２から印加される。電圧Ｖｔ0の値は、例えば、Ｄ／Ａ変換部１１２の内蔵メモリに保持され、必要に応じて、電圧Ｖｔ0の値を変更することが可能とされている。電圧Ｖｔ0の値が、バス１１５を介してＣＰＵ１１０に接続されたメモリ１１１に保持され、これをＤ／Ａ変換部１１２に転送するようにしてもよい。電圧Ｖｔ0の値は、固定値でもよい。
【００６０】
オペアンプ１２４の出力端子はトランジスタ１２５のベースに接続されており、トランジスタ１２５により、オペアンプ１２４の非反転入力端子に対する入力電圧と反転入力端子に対する入力電圧との差に応じた電圧−電流変換が行われる。
【００６１】
トランジスタ１２５のエミッタに接続された抵抗Ｒｃ２の抵抗値は、抵抗Ｒｃ１と並列に接続される抵抗Ｒｃ２の抵抗値に対して大きな値を持つように設定されている。
【００６２】
例えば、変換部１００ａに対する入力電圧が、あらかじめ定められた一定の電圧Ｖｔ0よりも十分に高い電圧であったとする。このとき、トランジスタ１２５はオンであり、抵抗Ｒｃ１および抵抗Ｒｃ２の合成抵抗の値が抵抗Ｒｃ１の抵抗値より小となるため、図５に示すｆ点の電位はグラウンド電位に近づく。
【００６３】
すると、フォトカプラ１２６を介して接続された、一次側回路１２１のドライバに備えられた制御用端子に対する入力電圧が低下する。制御用端子に対する入力電圧の低下を検出したＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａは、制御用端子に対する入力電圧が一定となるように、変換部１００ａからの出力電圧を引き上げる。
【００６４】
反対に、例えば、コントロールユニットＣＵ１に接続される太陽電池の端子電圧が低下し、変換部１００ａに対する入力電圧が、あらかじめ定められた一定の電圧Ｖｔ0に近づいたとする。
【００６５】
変換部１００ａに対する入力電圧が下がってくると、トランジスタ１２５の状態が、オンからオフの状態に近づく。トランジスタ１２５の状態がオンからオフの状態に近づくに伴い、抵抗Ｒｃ１および抵抗Ｒｃ２には電流が流れにくくなり、図５に示すｆ点の電位が上昇する。
【００６６】
すると、一次側回路１２１のドライバに備えられた制御用端子に対する入力電圧が一定に保たれなくなるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１ａは、制御用端子に対する入力電圧が一定となるように、変換部１００ａからの出力電圧を引き下げる。
【００６７】
すなわち、変換部１００ａは、入力電圧があらかじめ定められた一定の電圧Ｖｔ0よりも十分に高い電圧である場合には、出力電圧を引き上げる。また、変換部１００ａは、太陽電池の端子電圧が低下して、入力電圧があらかじめ定められた一定の電圧Ｖｔ0に近づくと、出力電圧を引き下げる。このように、変換部１００ａを備えるコントロールユニットＣＵ１は、入力電圧の大きさに応じて出力電圧を動的に変化させる。
【００６８】
さらに、以下に説明するように、変換部１００ａは、コントロールユニットＣＵ１の出力側で必要とされる電圧の変化に対しても出力電圧を動的に変化させる。
【００６９】
例えば、太陽光発電装置３の発電中に、コントロールユニットＣＵ１に対して電気的に接続され、充電されるバッテリユニットＢＵ１の数が増加したとする。すなわち、太陽光発電装置３からみた負荷が増加したとする。
【００７０】
この場合、コントロールユニットＣＵ１に対して新たにバッテリユニットＢＵ１が電気的に接続されることにより、コントロールユニットＣＵ１に接続されている太陽電池の端子電圧が下がることになる。すると、変換部１００ａに対する入力電圧が低下するに伴い、トランジスタ１２５の状態が、オンからオフの状態に近づくこととなり、変換部１００ａからの出力電圧を引き下げられる。
【００７１】
一方、例えば、太陽光発電装置３の発電中に、コントロールユニットＣＵ１に対して電気的に接続され、充電されるバッテリユニットＢＵ１の数が減少したとすると、太陽光発電装置３が有する太陽電池からみた負荷が減少するため、コントロールユニットＣＵ１に接続される太陽電池の端子電圧が上昇する。変換部１００ａに対する入力電圧が、あらかじめ定められた一定の電圧Ｖｔ0よりも十分に高い電圧になると、一次側回路１２１のドライバに備えられた制御用端子に対する入力電圧が低下し、変換部１００ａからの出力電圧が引き上げられる。
【００７２】
なお、抵抗Ｒｃ１、抵抗Ｒｃ２および抵抗Ｒｃ３の抵抗値は、変換部１００ａからの出力電圧の値があらかじめ設定された範囲内の電圧値となるように適宜選択される。すなわち、抵抗Ｒｃ１および抵抗Ｒｃ２の抵抗値により、変換部１００ａからの出力電圧の上限がきめられる。トランジスタ１２５は、変換部１００ａに対する入力電圧が所定の値を超えているときに、変換部１００ａからの出力電圧の値が、あらかじめ設定された上限の電圧値を超えないようにするために配置されている。
【００７３】
一方、変換部１００ａからの出力電圧の下限は、後述するように、バッテリユニットＢＵ１における充電制御部におけるフィードフォワード制御系のオペアンプの反転入力端子に対する入力電圧によってきめられる。
【００７４】
変換部１００ｂおよび変換部１００ｃの構成は、例えば、変換部１００ａの構成と同一とされる。変換部１００ｂおよび変換部１００ｃは、例えば、変換部１００ａと同様に動作する。
【００７５】
コントロールユニットＣＵ１、コントロールユニットＣＵ２およびコントロールユニットＣＵ３の電源は、それぞれ独立してオン／オフすることができる。図６は、コントロールユニットＣＵ１の、主に電源系統に関する構成の一例を示す。
【００７６】
変換部１００ａの出力段には、逆流防止用のダイオード１３０ａが接続される。変換部１００ｂの出力段には、逆流防止用のダイオード１３０ｂが接続される。変換部１００ｃの出力段には、逆流防止用のダイオード１３０ｃが接続される。ダイオード１３０ａ、ダイオード１３０ｂおよびダイオード１３０ｃにより、変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃがＯＲ接続される。
【００７７】
変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃからの出力が合成されてバッテリユニットＢＵ１に供給される。実際には、変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃからの出力のうち、最も電圧が高い一の出力がバッテリユニットＢＵ１に供給される。但し、バッテリユニットＢＵ１の電力の消費量に応じて、複数の変換部１００からの出力が供給される状況にもなり得る。
【００７８】
コントロールユニットＣＵ１には、ユーザによって操作可能なメインスイッチＳＷ１が設けられている。メインスイッチＳＷ１がオンされることでＣＰＵ１１０に電力が供給され、コントロールユニットＣＵ１が起動する。メインスイッチＳＷ１に対して、リモートコントロール装置によるオン／オフの切替操作などの遠隔操作が可能とされてもよい。
【００７９】
ＣＰＵ１１０に、例えば、コントロールユニットＣＵ１に内蔵されるバッテリ１３３から電力が供給される。バッテリ１３３は、例えば、リチウムイオン二次電池である。バッテリ１３３から供給される直流の電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１３４によって、ＣＰＵ１１０に対応する電圧に変換される。変換された電圧が、電源電圧としてＣＰＵ１１０に供給される。コントロールユニットＣＵ１の起動時には、バッテリ１３３が使用される。バッテリ１３３に対する制御（例えば、充放電制御）は、例えば、ＣＰＵ１１０によって行われる。
【００８０】
バッテリ１３３は、例えば、バッテリユニットＢＵ１から供給される電圧に基づいて充電することができる。変換部１００ａや変換部１００ｂなどから供給される電圧に基づいて、バッテリ１３３が充電されてもよい。
【００８１】
例えば、バッテリユニットＢＵ１ａから供給される電圧Ｖ１１が充電制御部１３５に供給される。充電制御部１３５は、電圧Ｖ１１を適切な電圧へと変換し、変換した電圧に基づいて、バッテリ１３３を充電する。充電制御部１３５による充電は、例えば、ＣＶＣＣ(Constant Voltage Constant Current)による方式に基づいて実行される。
【００８２】
なお、バッテリユニットＢＵ１から供給される電圧Ｖ１１あるいは変換部１００ａや変換部１００ｂなどから供給される電圧に基づいて、ＣＰＵ１１０が動作するようにしてもよい。バッテリユニットＢＵ１から供給される電圧Ｖ１１がＤＣ−ＤＣコンバータ１３６によって所定のレベルの電圧に変換される。変換された電圧が、電源電圧としてＣＰＵ１１０に供給され、ＣＰＵ１１０が動作する。
【００８３】
コントロールユニットＣＵ１が起動した後に、ＣＰＵ１１０は、変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃのうち、少なくとも一の変換部をオンする、電圧Ｖ３、電圧Ｖ４および電圧Ｖ５のうち少なくとも一の電圧が、コントロールユニットＣＵ１の対応する変換部に入力され、その変換部から電圧Ｖ１０が出力される。電圧Ｖ１０が、電力ラインＬ１０を介してバッテリユニットＢＵ１に供給される。
【００８４】
ＣＰＵ１１０は、信号ラインＳＬを使用してバッテリユニットＢＵ１と通信を行う。この通信によって、ＣＰＵ１１０は、バッテリユニットＢＵ１に対して起動および放電を指示する制御コマンドを出力する。ＣＰＵ１１０は、スイッチＳＷ２をオンする。スイッチＳＷ２は、例えば、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)から構成される。ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)によって構成されてもよい。スイッチＳＷ２がオンされることで、所定のバッテリユニットＢＵ１からコントロールユニットＣＵ１に電圧Ｖ１１が供給される。
【００８５】
バッテリユニットＢＵ１から供給される電圧Ｖ１１を外部機器に供給するときは、ＣＰＵ１１０は、スイッチＳＷ３をオンする。スイッチＳＷ３がオンされることで、電圧Ｖ１１に基づく電圧Ｖ１２が、電力ラインＬ１２を介して外部機器に供給される。電圧Ｖ１２は、電圧Ｖ１１そのものでもよく、外部機器に対応するように電圧Ｖ１１に変換処理が施されたものでもよい。電力ラインＬ１２には、負荷である種々の外部機器が接続される。なお、電圧Ｖ１２に基づく電力が放電中のバッテリユニットＢＵ１と異なるバッテリユニットＢＵ１に供給され、供給先のバッテリユニットＢＵ１が充電されるようにしてもよい。
【００８６】
スイッチＳＷ２の出力側（カソード側）には、逆流防止用のダイオード１３０ｄが接続される。ダイオード１３０ｄを接続することにより、太陽光発電装置３や風力発電装置４などから供給される不安定な電力が、負荷である外部機器に直接、供給されることを防止できる。外部機器には、バッテリユニットＢＵ１から供給される安定した電力を供給できる。もちろん、安全のために、バッテリユニットＢＵ１の最終段にダイオードを設けてもよい。
【００８７】
以上、ブロックＢＬ１におけるコントロールユニットＣＵ１の構成の一例について説明した。なお、他のブロックＢＬにおけるコントロールユニット（例えば、コントロールユニットＣＵ２およびコントロールユニットＣＵ３）の構成は、例えば、コントロールユニットＣＵ１と同一の構成とされ、コントロールユニットＣＵ１と同様に動作する。
【００８８】
なお、可変抵抗の抵抗値を適宜、調整することにより、変換部１００ａからの出力電圧、変換部１００ｂからの出力電圧および変換部１００ｃからの出力電圧のうち、どの出力電圧を優先するかを決定する例を説明したが、他の方法によって優先する出力電圧を決定してもよい。例えば、各変換部１００における抵抗Ｒｃ１、抵抗Ｒｃ２および抵抗Ｒｃ３の抵抗値を調整することにより、優先して供給する出力電圧を決定してもよい。
【００８９】
変換部の出力電圧を変更してもよい。例えば、太陽光発電装置３から供給される電力を優先して使用するものとする。この場合に、変換部１００ａの出力電圧を４５Ｖから４８Ｖの範囲から、やや高い値の範囲に変更する。この変更は、上述したように、抵抗Ｒｃ１、抵抗Ｒｃ２および抵抗Ｒｃ３の抵抗値を適切に設定することにより可能となる。これにより、変換部１００ａの出力を他の変換部（変換部１００ｂおよび変換部１００ｃ）に優先して、バッテリユニットＢＵに供給することができる。
【００９０】
出力電圧の範囲として、以下の範囲が例示される。
（１）上限（４８Ｖ）および下限（４５Ｖ）を共に高くする（例えば、４５．５Ｖ〜４８．５Ｖの範囲）。
（２）下限のみを高くする（例えば、４５．５Ｖ〜４８Ｖの範囲）。
（３）上限のみを高くする（例えば、４５Ｖ〜４８．５Ｖの範囲）。
【００９１】
（１）に例示する設定では、変換部１００ａの出力を常に優先することができる。（２）に例示する設定では、例えば、電圧Ｖ３の値が小さい場合（例えば、７５Ｖから８０Ｖ付近）に、変換部１００ａの出力を優先できる。電圧Ｖ３の値が大きい場合は、他の変換部（変換部１００ｂおよび変換部１００ｃ）の出力と同等に扱われる。（３）に例示する設定では、例えば、電圧Ｖ３の値が大きい場合（例えば、１００Ｖ付近）に、変換部１００ａの出力を優先できる。電圧Ｖ３の値が小さい場合（例えば、７５Ｖから８０Ｖ付近）に、他の変換部（変換部１００ｂおよび変換部１００ｃ）の出力と同等に扱われる。以上のようにして、所定の変換部からの出力電圧を優先してバッテリユニットに供給することができる。同様にして、変換部１００ｂや変換部１００ｃの出力を優先してバッテリユニットＢＵに供給することができる。
【００９２】
「１−４．バッテリユニットの構成」
次に、コントロールユニットＣＵに接続されるバッテリユニットＢＵについて説明する。以下の説明では、コントロールユニットＣＵ１に接続されるバッテリユニットＢＵ１ａを例にして説明する。
【００９３】
図７は、バッテリユニットＢＵ１ａの構成の一例を示す。バッテリユニットＢＵ１ａは、充電制御部１４０と、放電制御部１４１と、バッテリＢａとを含む構成とされる。コントロールユニットＣＵ１から充電制御部１４０に対して、電圧Ｖ１０が供給される。バッテリユニットＢＵ１ａからの出力である電圧Ｖ１１が、放電制御部１４１を介してコントロールユニットＣＵ１に供給される。バッテリユニットＢＵ１ａに電力ラインＬ１１とは異なる電力ラインＬ１４が設けられる。電力ラインＬ１４を介して、放電制御部１４１から外部機器に対して、直接、電圧Ｖ１１が供給される。電力ラインＬ１４はなくてもよい。
【００９４】
蓄電部の一例であるバッテリＢａは、例えば、リチウムイオン二次電池等の充電可能なバッテリである。充電制御部１４０および放電制御部１４１は、バッテリＢａの種類に対応した構成とされる。
【００９５】
充電制御部１４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａを備える。充電制御部１４０に入力される電圧Ｖ１０が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａによって所定の電圧に変換される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａから出力される電圧がバッテリＢａに供給され、バッテリＢａが充電される。所定の電圧の値は、バッテリＢａの種類等に応じて異なる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａの入力段には、電圧センサ１４２ｂと、電子スイッチ１４２ｃと、電流センサ１４２ｄとが接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａの出力段には、電流センサ１４２ｅと、電子スイッチ１４２ｆと、電圧センサ１４２ｇとが接続される。
【００９６】
放電制御部１４１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４３ａを備える。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４３ａは、バッテリＢａから放電制御部１４１に供給される直流の電圧に基づいて、電圧Ｖ１１を生成する。電圧Ｖ１１が放電制御部１４１から出力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４３ａの入力段には、電圧センサ１４３ｂと、電子スイッチ１４３ｃと、電流センサ１４３ｄとが接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４３ａの出力段には、電流センサ１４３ｅと、電子スイッチ１４３ｆと、電圧センサ１４３ｇとが接続される。
【００９７】
バッテリユニットＢＵ１ａは、ＣＰＵ１４５を有する。ＣＰＵ１４５は、バッテリユニットＢＵ１ａの各部を制御する。例えば、充電制御部１４０や放電制御部１４１における電子スイッチのオン／オフを制御する。過充電防止機能や過電流防止機能などの安全を確保する処理をＣＰＵ１４５が行うようにしてもよい。ＣＰＵ１４５は、信号ラインＳＬを介して、コントロールユニットＣＵ１のＣＰＵ１１０と通信を行い、制御コマンドやデータがやり取りされる。
【００９８】
ＣＰＵ１４５に対して、バス１４９を介して、メモリ１４６と、Ａ／Ｄ変換部１４７と、温度センサ１４８とが接続される。バス１４９は、例えば、Ｉ2Ｃバスにより構成される。
【００９９】
メモリ１４６は、ＣＰＵ１４５が実行するプログラムが格納されるＲＯＭ、ＣＰＵ１４５が処理を実行する際のワークメモリとして使用されるＲＡＭ、各種のデータが記憶されるＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリなどのメモリを総称したものである。
【０１００】
Ａ／Ｄ変換部１４７に、例えば、電圧センサや電流センサから、アナログデータのセンサ情報が供給される。Ａ／Ｄ変換部１４７は、アナログデータのセンサ情報をデジタルデータのセンサ情報に変換する。デジタルデータのセンサ情報が、ＣＰＵ１４５に供給される。
【０１０１】
温度センサ１４８は、環境温度を測定する。例えば、バッテリユニットＢＵ１ａの内部の温度や、バッテリユニットＢＵ１ａの周囲の温度を測定する。温度センサ１４８によって得られる温度情報がＡ／Ｄ変換部１４７によりデジタルデータに変換された後に、ＣＰＵ１４５に供給される。
【０１０２】
図８は、バッテリユニットＢＵ１ａにおける充電制御部１４０の構成の一例を示す。図８に示すように、充電制御部１４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａと、後述するフィードフォワード制御系およびフィードバック制御系とを備えている。なお、図８では、電圧センサ１４２ｂ、電子スイッチ１４２ｃ、電流センサ１４２ｄ、電流センサ１４２ｅ、電子スイッチ１４２ｆおよび電圧センサ１４２ｇの図示を省略している。
【０１０３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａは、例えば、トランジスタ１５１、コイル１５２、制御用ＩＣ（Integrated Circuit）１５３などから構成される。トランジスタ１５１は、制御用ＩＣ１５３により制御される。
【０１０４】
フィードフォワード制御系は、オペアンプ１５５、トランジスタ１５６、抵抗Ｒｂ１、抵抗Ｒｂ２および抵抗Ｒｂ３を含む。フィードフォワード制御系の出力は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａの制御用ＩＣ１５３に備えられる制御用端子に入力される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａ中の制御用ＩＣ１５３は、制御用端子に対する入力電圧が一定となるように、充電制御部１４０からの出力電圧を調整する。
【０１０５】
すなわち、充電制御部１４０に備えられたフィードフォワード制御系は、変換部１００ａに備えられたフィードフォワード制御系と同様に作用する。
【０１０６】
充電制御部１４０がフィードフォワード制御系を備えることにより、充電制御部１４０からの出力電圧の値が、あらかじめ設定された範囲内の電圧値となるように調整される。充電制御部１４０からの出力電圧の値が、あらかじめ設定された範囲内の電圧値に調整されることにより、コントロールユニットＣＵ１に電気的に接続された各バッテリＢに対する充電電流が、変換部１００ａからの入力電圧（電圧Ｖ１０）の変化に応じて調整される。したがって、充電制御部１４０を備えるバッテリユニットＢＵ１ａは、バッテリＢａに対する充電レートを変化させる充電装置としての機能を有している。
【０１０７】
コントロールユニットＣＵ１に電気的に接続された各バッテリＢに対する充電レートが変化させられることにより、各バッテリユニットＢＵ１の充電制御部１４０に対する入力電圧の値（変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃの少なくとも一つからの出力電圧の値といってもよい。）が、あらかじめ設定された範囲内の電圧値となるように調整される。
【０１０８】
図８に示すように、充電制御部１４０からは、ＤＣ−ＤＣコンバータ１４２ａ、電流センサ１５４、フィルタ１５９を介して出力電圧が取り出される。出力電圧がバッテリＢａに供給される。
【０１０９】
後述するように、充電制御部１４０からの出力電圧の値は、充電制御部１４０に接続されるバッテリの種類に応じて、あらかじめ設定された範囲内の電圧値となるように調整されている。充電制御部１４０からの出力電圧の範囲は、抵抗Ｒｂ１、抵抗Ｒｂ２および抵抗Ｒｂ３の抵抗値が適宜選択されることにより調整される。
【０１１０】
このように、充電制御部１４０からの出力電圧の範囲が、充電制御部１４０に接続されるバッテリＢの種類に応じて個別にきめられるため、バッテリユニットＢＵ１に備えられるバッテリＢの種類は特に限定されない。充電制御部１４０内の抵抗Ｒｂ１、抵抗Ｒｂ２および抵抗Ｒｂ３の抵抗値を、接続されるバッテリＢの種類に応じて適宜選択すればよいからである。
【０１１１】
なお、図８ではフィードフォワード制御系の出力が制御用ＩＣ１５３の制御用端子に入力される構成を例示したが、バッテリユニットＢＵ１のＣＰＵ１４５が、制御用ＩＣ１５３の制御用端子に入力を与えるようにしてもよい。例えば、バッテリユニットＢＵ１のＣＰＵ１４５が、信号ラインＳＬを介してバッテリユニットＢＵ１に対する入力電圧に関する情報をコントロールユニットＣＵ１のＣＰＵ１１０から取得するようにしてもよい。コントロールユニットＣＵ１のＣＰＵ１１０は、電圧センサ１０１ｇ、電圧センサ１０２ｇ、電圧センサ１０３ｇなどの測定結果から、バッテリユニットＢＵ１に対する入力電圧に関する情報を取得することが可能である。
【０１１２】
以下、充電制御部１４０に備えられたフィードフォワード制御系について説明する。
【０１１３】
オペアンプ１５５の非反転入力端子に対する入力は、充電制御部１４０への入力電圧（電圧Ｖ１０）をｋｂ倍（ｋｂ：数十〜百分の一程度）した電圧とされる。一方、オペアンプ１５５の反転入力端子ｂ１に対する入力は、変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃの出力電圧の下限として設定しようとする電圧Ｖｂをｋｂ倍した電圧である。オペアンプ１５５の反転入力端子ｂ１に対する入力電圧（ｋｂ×Ｖｂ）は、例えば、ＣＰＵ１４５から印加される。
【０１１４】
したがって、充電制御部１４０に備えられたフィードフォワード制御系は、充電制御部１４０に対する入力電圧が、あらかじめ定められた一定の電圧Ｖｂよりも十分に高い電圧である場合に、充電制御部１４０からの出力電圧を引き上げる。また、充電制御部１４０に対する入力電圧が、あらかじめ定められた一定の電圧Ｖｂに近づくと、フィードフォワード制御系は、充電制御部１４０からの出力電圧を引き下げる。
【０１１５】
トランジスタ１５６は、図５に示すトランジスタ１２５と同様に、充電制御部１４０に対する入力電圧が所定の値を超えているときに、充電制御部１４０からの出力電圧の値が、あらかじめ設定された上限を超えないようにするために配置されている。なお、充電制御部１４０からの出力電圧の値の範囲は、抵抗Ｒｂ１、抵抗Ｒｂ２および抵抗Ｒｂ３の抵抗値の組み合わせによってきまる。そのため、抵抗Ｒｂ１、抵抗Ｒｂ２および抵抗Ｒｂ３の抵抗値は、充電制御部１４０に接続されるバッテリＢの種類に応じて調整される。
【０１１６】
上述したように、充電制御部１４０は、さらに、フィードバック制御系を備える。フィードバック制御系は、例えば、電流センサ１５４、オペアンプ１５７およびトランジスタ１５８などから構成される。
【０１１７】
バッテリＢａに供給される電流量があらかじめ設定された規定値を超えると、フィードバック制御系により、充電制御部１４０からの出力電圧が引き下げられ、バッテリＢａに供給される電流量が制限される。フィードバック制御系による、バッテリＢａに供給される電流量の制限の程度は、充電制御部１４０に接続されるバッテリＢａの定格にあわせてきめられる。
【０１１８】
フィードフォワード制御系またはフィードバック制御系により、充電制御部１４０からの出力電圧が引き下げられると、バッテリＢａに供給される電流量が制限されることになる。バッテリＢａに供給される電流量が制限されると、結果として、充電制御部１４０に接続されたバッテリＢａに対する充電が減速される。
【０１１９】
図９は、バッテリユニットＢＵ１ａの、主に電源系統に関する構成の一例を示す。バッテリユニットＢＵ１ａには、メインスイッチは設けられていない。バッテリＢａとＣＰＵ１４５との間には、スイッチＳＷ５およびＤＣ−ＤＣコンバータ１６０が接続される。バッテリＢａと放電制御部１４１との間には、スイッチＳＷ６が接続される。充電制御部１４０の入力段には、スイッチＳＷ７が接続される。放電制御部１４１の出力段には、スイッチＳＷ８が接続される。それぞれのスイッチＳＷは、例えば、ＦＥＴにより構成される。
【０１２０】
バッテリユニットＢＵ１ａは、例えば、コントロールユニットＣＵ１からの制御コマンドによって起動される。コントロールユニットＣＵ１から、所定の信号ラインを介して、例えば、ハイレベルの信号が常に供給されている。このため、バッテリユニットＢＵ１ａのポートを所定の信号ラインに接続するだけでハイレベルの信号がスイッチＳＷ５に供給され、スイッチＳＷ５がオンされる。スイッチＳＷ５がオンすることで、バッテリユニットＢＵ１ａが起動する。スイッチＳＷ５がオンすることで、バッテリＢａからの電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１６０に供給される。バッテリＢａからの電圧に基づく電源電圧が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６０により生成される。電源電圧がＣＰＵ１４５に供給され、ＣＰＵ１４５が動作する。
【０１２１】
ＣＰＵ１４５は、コントロールユニットＣＵ１の制御コマンドに応じた処理を実行する。コントロールユニットＣＵ１からＣＰＵ１４５に対して、例えば、充電を指示する制御コマンドが供給される。充電を指示するコマンドに応じて、ＣＰＵ１４５は、スイッチＳＷ６およびスイッチＳＷ８をオフした後にスイッチＳＷ７をオンする。スイッチＳＷ７がオンされることで、コントロールユニットＣＵ１から供給される電圧Ｖ１０が、充電制御部１４０に供給される。充電制御部１４０によって電圧Ｖ１０が所定値の電圧に変換され、変換された電圧によりバッテリＢａが充電される。なお、バッテリＢａに対する充電方式は、バッテリＢａの種類に応じて適宜変更することができる。
【０１２２】
コントロールユニットＣＵ１からＣＰＵ１４５に対して、例えば、放電を指示する制御コマンドが供給される。放電を指示する制御コマンドに応じて、ＣＰＵ１４５は、スイッチＳＷ７をオフし、スイッチＳＷ６およびスイッチＳＷ８をオンする。例えば、スイッチＳＷ６をオンしてから、一定時間後にスイッチＳＷ８をオンする。スイッチＳＷ６がオンされることで、バッテリＢａから電圧が放電制御部１４１に供給される。放電制御部１４１によって、バッテリＢａから供給される電圧が電圧Ｖ１１に変換される。変換された電圧Ｖ１１が、スイッチＳＷ８を介してコントロールユニットＣＵ１に供給される。なお、他のバッテリユニットＢＵ１からの出力と衝突しないようにするため、スイッチＳＷ８の後段にダイオードを追加してもよい。
【０１２３】
なお、ＣＰＵ１４５の制御によって、放電制御部１４１のオン／オフを切り換えることができる。ＣＰＵ１４５から放電制御部１４１に向かうＯＮ／ＯＦＦ信号線を介して、オン／オフを切り替える制御コマンドが放電制御部１４１に供給される。制御コマンドに応じて、放電制御部１４１の電子スイッチ１４３ｃおよび電子スイッチ１４３ｆの少なくとも一方のオン／オフが切り替えられる。
【０１２４】
以上、バッテリユニットＢＵの構成の一例について、バッテリユニットＢＵ１ａを例について説明した。なお、バッテリユニットＢＵ１ｂおよびバッテリユニットＢＵ１ｃは、例えば、バッテリユニットＢＵ１ａと同様の構成を有し、同様の動作をする。各バッテリユニットＢＵの間に構成上の差異があっても構わない。例えば、バッテリユニットＢＵ１ｂが有するバッテリＢが、リチウムイオン電池以外の二次電池でもよい。
【０１２５】
他のブロックのバッテリユニット（例えば、バッテリユニットＢＵ２ａやバッテリユニットＢＵ３ａ）は、例えば、バッテリユニットＢＵ１ａと同様の構成を有し、同様の動作をする。
【０１２６】
「１−５．動作の概要」
次に、ブロックＢＬ１における動作の一例について説明する。ブロックＢＬ２やブロックＢＬ３は、例えば、ブロックＢＬ１と同様に動作する。ブロックＢＬ２やブロックＢＬ３の動作に関する説明は、適宜、省略する。
【０１２７】
ブロックＢＬ１におけるコントロールユニットＣＵ１には、電圧Ｖ３、電圧Ｖ４および電圧Ｖ５が供給される。電圧Ｖ３は、変換部１００ａにより受電される。電圧Ｖ４は、変換部１００ｂにより受電される。電圧Ｖ５は、変換部１００ｃにより受電される。各変換部１００により、例えば、４５〜４８Ｖの範囲で変動する電圧Ｖ１０が生成される。
【０１２８】
ここで、特に、太陽光発電装置３および風力発電装置４の出力は、天候に応じて変動する。例えば、晴天で昼間の時間帯は、太陽光発電装置３の出力を利用し、夜間や、台風が接近する際などは、風力発電装置４の出力を利用することが効率的である。すなわち、３つの変換部１００（変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃ）により電圧Ｖ１０が生成されるものの、それらの電圧Ｖ１０のうち、天候等に応じて所定の電圧Ｖ１０が選択されて、バッテリユニットＢＵ１側に供給されることが好ましい。もしくは、出力が使用される変換部のみをオンすることが好ましい。
【０１２９】
上述したように、一例として、可変抵抗（可変抵抗１０１ｈ、可変抵抗１０２ｈおよび可変抵抗１０３ｈ）の抵抗値を適切に調整することにより、３つの変換部１００により生成される電圧Ｖ１０のうち、一の電圧Ｖ１０を選択することができる。以下の説明では、変換部１００ａにより生成される電圧Ｖ１０が選択され、変換部１００ａにより生成される電圧Ｖ１０がバッテリユニットＢＵ１に供給されるものとして説明する。
【０１３０】
太陽光発電装置３から供給される電圧Ｖ３が十分に高い場合（例えば、１００Ｖ付近である場合）は、変換部１００ａにより生成される電圧Ｖ１０が略４８Ｖになる。ここで、太陽光発電装置３の太陽電池に対する照度が低下し、電圧Ｖ３が低下すると、電圧Ｖ１０が低下する。電圧Ｖ１０が低下することに応じて、充電中のバッテリユニットＢＵ１（バッテリユニットＢＵ１ａ、バッテリユニットＢＵ１ｂおよびバッテリユニットＢＵ１ｃのいずれでも構わない。）の充電制御部１４０において充電を制限する制御がなされる。すなわち、太陽光発電装置３の太陽電池から見た負荷が減少する。
【０１３１】
太陽光発電装置３における太陽電池から見た負荷が減少することに応じて、太陽電池の端子電圧である電圧Ｖ３が上昇（回復）する。電圧Ｖ３の上昇に応じて電圧Ｖ１０が上昇する。充電中のバッテリユニットＢＵ１の充電制御部１４０は、出力電圧を引き上げ、充電レートを引き上げる。以後、電圧Ｖ１０の値がある値に収束して電力の需要量と供給量との間のバランスが取れるまで、コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ａとバッテリユニットＢＵ１とが協働した制御が繰り返される。以下の説明において、コントロールユニットＣＵの変換部と、当該変換部に接続されるバッテリユニットＢＵとが協働した制御を、協調制御と称する場合がある。
【０１３２】
なお、太陽電池の端子電圧の低下は、太陽電池に対する照度の低下に限られない。例えば、充電するバッテリユニットＢＵ１が増加した場合に、太陽光発電装置３における太陽電池から見た負荷が増加し、電圧Ｖ１０が低下する。このような場合も、バッテリユニットＢＵ１において充電を制限する制御がなされ、コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ａとバッテリユニットＢＵ１とが協働した制御が繰り返される。このように、供給される電力が変動する場合でも、その変動に応じて、バッテリユニットが自律的に充電を制御できる。
【０１３３】
風力発電装置４から供給される電力が使用される場合でも同様の制御が行われる。すなわち、変換部１００ｂから出力される電圧Ｖ１０がバッテリユニットＢＵ１に供給される場合でも、同様にして、コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ｂとバッテリユニットＢＵ１とが協働した制御が行われる。
【０１３４】
バイオマス発電装置５から供給される電力が使用される場合でも同様の制御が行われる。すなわち、変換部１００ｃから出力される電圧Ｖ１０がバッテリユニットＢＵ１に供給される場合でも、同様にして、コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ｃとバッテリユニットＢＵ１とが協働した制御が行われる。バイオマス発電装置５からの出力は、太陽光発電装置３や風力発電装置４の出力に比して変動は少ない。しかしながら、バイオマス発電装置５の出力が使用される場合に、充電するバッテリユニットＢＵ１が増加すると変換部１００ｃから出力される電圧Ｖ１０が低下する。このような場合でも、バイオマス発電装置５の出力に応じて、バッテリユニットＢＵ１が充電を制御し、電力の需要量と供給量との間のバランスが取られる。
【０１３５】
他のブロック（ブロックＢＬ２およびブロックＢＬ３）においても、コントロールユニットＣＵとバッテリユニットＢＵとが協働した制御が、同様にして行われる。各ブロックＢＬで実行される協調制御により、システム１全体において、電力の供給量と需要量との間のバランスが取られる。
【０１３６】
なお、風力発電装置４の特性の一つとして、モータ部には大きなＬ（リアクタンス）成分があり、負荷が重く、モータ部の回転数が低下した場合でも一定の放電がなされる特性がある。しかしながら、この負荷が重い状態が継続すると、最終的には風力発電装置４の風車が停止し、風力発電装置４の出力が停止する場合がある。そこで、負荷の変動に対応して、モータ部が所定の回転数以上の状態を維持することが望ましい。
【０１３７】
上述した例では、変換部１００ｂは、入力電圧である電圧Ｖ４の大きさに応じて出力電圧である電圧Ｖ１０の電圧値を４５Ｖから４８Ｖの範囲で調整しているが、これに代えて、例えば、モータ部の所定の回転数に対応する電圧（適宜、電圧Ｖ５０と称する）に応じて、電圧Ｖ１０の電圧値を調整してもよい。一般に、風力発電装置の発電量はモータ部の回転数に比例すると考えられることから、所定の回数数に対応する電圧Ｖ５０を設定することはできる。電圧Ｖ５０を、上述した基準電圧（７５Ｖ）に代えて、オペアンプ１２４の反転入力端子ｃ１に入力するようにしてもよい。
【０１３８】
これにより、電圧Ｖ４が電圧Ｖ５０に近づくと上述した協調制御が働き、例えば、バッテリユニットＢＵの充電レートが小さくなる。負荷が軽くなり、電圧Ｖ４が電圧Ｖ５０より小さくなることを防止できる。言い換えれば、風力発電装置４のモータ部の回転数が所定の回転数を下回ることを防止できる。
【０１３９】
「１−６．動作の詳細」
太陽光発電装置３の出力が使用される場合の協調制御について、詳細に説明する。
【０１４０】
「１−６−１．ＭＰＰＴ制御」
まず、以下に、ＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracking)制御の概略について説明を行う。
【０１４１】
図１０Ａは、太陽電池の電圧−電流特性を示すグラフである。図１０Ａ中、縦軸は、太陽電池の端子電流を表し、横軸は、太陽電池の端子電圧を表している。図１０Ａ中、Ｉｓｃは、光照射時において、太陽電池の端子間を短絡したときの出力電流を表し、Ｖｏｃは、光照射時において、太陽電池の端子間を開放したときの出力電圧を表している。ＩｓｃおよびＶｏｃは、それぞれ短絡電流および開放電圧と呼ばれる。
【０１４２】
図１０Ａに示されるように、光照射時において、太陽電池の端子電流は、太陽電池の端子間を短絡したときが最大であり、このとき、太陽電池の端子電圧はほぼ０Ｖである。一方、光照射時において、太陽電池の端子電圧は、太陽電池の端子間を開放したときが最大であり、このとき、太陽電池の端子電流はほぼ０Ａ（アンペア）である。
【０１４３】
いま、太陽電池の電圧−電流特性を示すグラフが、図１０Ａに示す曲線Ｃ１で表されるとする。ここで、太陽電池に対して負荷を接続したとすると、接続される負荷の必要としている消費電力により、太陽電池から取りだされる電圧と電流がきまる。このときの太陽電池の端子電圧および端子電流の組により表される、曲線Ｃ１上の点を、太陽電池の動作点という。なお、図１０Ａは、動作点の位置を模式的に示したものであり、実際の動作点の位置を示すものではない。本開示の他の図における動作点に関しても、同様とする。
【０１４４】
太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線上において動作点を変化させると、端子電圧と端子電流との積、すなわち発電電力が最大となる端子電圧Ｖａおよび端子電流Ｉａの組が見つかる。太陽電池により得られる電力が最大となる端子電圧Ｖａおよび端子電流Ｉａの組により表される点は、太陽電池の最適動作点と呼ばれる。なお、最適動作点は、最大電力点や最大動作点などと呼ばれる場合もある。
【０１４５】
太陽電池の電圧−電流特性を示すグラフが図１０Ａに示す曲線Ｃ１で表されるとき、太陽電池から得られる最大の電力は、最適動作点を与えるＶａとＩａとの積により求められる。すなわち、太陽電池の電圧−電流特性を示すグラフが図１０Ａに示す曲線Ｃ１で表されるとき、太陽電池から得られる最大の電力は、図１０Ａにおいて網掛けで示された領域の面積（Ｖａ×Ｉａ）により表される。なお、（Ｖａ×Ｉａ）を（Ｖｏｃ×Ｉｓｃ）で割った量がフィルファクタである。
【０１４６】
最適動作点は、太陽電池に接続される負荷の必要としている電力により変化し、最適動作点を表す点ＰAは、太陽電池に接続される負荷の必要としている電力の変化にしたがって曲線Ｃ１上を動く。負荷の必要としている電力量が少ない場合、負荷への電流の供給は、最適動作点における端子電流よりも少ない電流で事足りる。そのため、このときの太陽電池の端子電圧の値は、最適動作点における電圧値よりも高い値になる。一方、負荷の必要としている電力量が、最適動作点で供給できる電力量よりも大きい場合には、この時点の照度で提供できる電力を超えているため、太陽電池の端子電圧が０まで低下していくものと考えられる。
【０１４７】
図１０Ａに示す曲線Ｃ２およびＣ３は、例えば、太陽電池に対する照度が変化した場合における、太陽電池の電圧−電流特性を示している。例えば、図１０Ａに示す曲線Ｃ２は、太陽電池に対する照度が増加した場合における電圧−電流特性に対応し、図１０Ａに示す曲線Ｃ３は、太陽電池に対する照度が減少した場合における電圧−電流特性に対応する。
【０１４８】
例えば、太陽電池に対する照度が増加し、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が、曲線Ｃ１から曲線Ｃ２に変化したとすると、最適動作点も太陽電池に対する照度の増加に伴って変化する。なお、このとき、最適動作点は、曲線Ｃ１上の点から曲線Ｃ２上の点にうつる。
【０１４９】
ＭＰＰＴ制御とは、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線の変化に対して最適動作点を求め、太陽電池から得られる電力が最大となるように、太陽電池の端子電圧（または端子電流）を制御することにほかならない。
【０１５０】
図１０Ｂは、ある曲線により太陽電池の電圧−電流特性が表される場合における、太陽電池の端子電圧と太陽電池の発電電力との関係を表したグラフ（Ｐ−Ｖ曲線）である。
【０１５１】
図１０Ｂに示すように、最適動作点を与える端子電圧において、太陽電池の発電電力が最大値Ｐｍａｘをとるものとすると、最適動作点を与える端子電圧は、山登り法と呼ばれる手法により求めることができる。以下に説明する一連の手順は、一般的には、太陽電池と、電力系統との間に接続されるパワーコンディショナー（power conditioner）のＣＰＵなどにより実行される。
【０１５２】
例えば、まず、太陽電池から入力される電圧の初期値をＶ0として、このときの発電電力Ｐ0が計算される。次に、Ｖ1＝Ｖ0＋ε（ここではε＞０とする。）として、太陽電池から入力される電圧がεだけ増加させられる。次に、太陽電池から入力される電圧をＶ1として、このときの発電電力Ｐ1が計算される。次に、得られたＰ0とＰ1とが比較され、Ｐ1＞Ｐ0である場合には、Ｖ2＝Ｖ1＋εとして、太陽電池から入力される電圧がεだけ増加させられる。次に、太陽電池から入力される電圧をＶ2として、このときの発電電力Ｐ2が計算される。次に、得られたＰ1とＰ2とが比較され、Ｐ2＞Ｐ1である場合には、Ｖ3＝Ｖ2＋εとして、太陽電池から入力される電圧がεだけ増加させられる。次に、太陽電池から入力される電圧をＶ3として、このときの発電電力Ｐ3が計算される。
【０１５３】
ここで、Ｐ3＜Ｐ2であったとすると、最適動作点を与える端子電圧は、Ｖ2とＶ3との間にある。このように、εの大きさを調節することにより、任意の精度で最適動作点を与える端子電圧を求めることができる。上述した手順に、二分法（bisection method algorithm）を適用してもよい。なお、太陽電池の光照射面に部分的に影ができたときなど、Ｐ−Ｖ曲線が２以上のピークを有していると単純な山登り法では対応できないため、制御プログラムに工夫が必要である。
【０１５４】
ＭＰＰＴ制御によれば、太陽電池からみた負荷が常に最適になるように端子電圧が調整されるため、それぞれの気象条件下で、太陽電池から最大の電力を取り出すことができる。その一方で、最適動作点を与える端子電圧の計算にアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）が必要とされるほか、計算に乗算が含まれるために、制御に時間を要してしまう。そのため、ＭＰＰＴ制御では、空が急に曇りだして太陽電池に対する照度が急激に変化したときなど、太陽電池に対する照度の急激な変化に対応できないときがある。
【０１５５】
「１−６−２．電圧追従法による制御」
ここで、図１０Ａに示す曲線Ｃ１〜Ｃ３を比較すると、太陽電池に対する照度の変化（電圧−電流特性を表す曲線の変化といってもよい。）に対して、開放電圧Ｖｏｃの変化は、短絡電流Ｉｓｃの変化と比較して小さい。また、いずれの太陽電池もよく似た電圧−電流特性を示し、最適動作点を与える端子電圧は、結晶シリコン太陽電池の場合、開放電圧のおよそ７０％〜８０％の付近にあることが知られている。したがって、太陽電池の端子電圧として適当な電圧値を設定し、太陽電池の端子電圧が、その設定された電圧値となるようにコンバータの出力電流を調整すれば、太陽電池から効率よく電力を取り出せると予想される。このような電流制限による制御は、電圧追従法と呼ばれる。
【０１５６】
以下に、電圧追従法による制御の概略を説明する。前提として、太陽電池とパワーコンディショナーとの間にスイッチング素子が配置され、太陽電池とスイッチング素子との間に電圧測定手段が配置されているものとする。また、太陽電池は、光照射がされた状態にあるものとする。
【０１５７】
まず、スイッチング素子がオフとされ、スイッチング素子のオフから所定の時間が経過した時に、電圧測定手段により太陽電池の端子電圧が測定される。スイッチング素子のオフから太陽電池の端子電圧の測定までに所定の時間の経過を待つのは、太陽電池の端子電圧が安定するのを待つためである。このときの端子電圧は、開放電圧Ｖｏｃである。
【０１５８】
次に、測定により得られた開放電圧Ｖｏｃの例えば８０％の電圧値が、目標電圧値として計算され、目標電圧値がメモリなどに一時的に保持される。次に、スイッチング素子がオンとされ、パワーコンディショナー内のコンバータへの通電が開始される。このとき、太陽電池の端子電圧が、目標電圧値となるように、コンバータの出力電流が調整される。上述した一連の手順が、任意の時間間隔で実行される。
【０１５９】
電圧追従法による制御は、ＭＰＰＴ制御と比較して、太陽電池により得られる電力の損失が大きいが、簡単な回路で実現でき、低コストであるため、コンバータを備えるパワーコンディショナーを、安価なものとできる。
【０１６０】
図１１は、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線の変化に対する動作点の変化を説明するための図である。図１１中、縦軸は、太陽電池の端子電流を表し、横軸は、太陽電池の端子電圧を表している。また、図１１中の白丸は、ＭＰＰＴ制御を行ったときの動作点を表し、図１１中の黒丸は、電圧追従法による制御を行ったときの動作点を表している。
【０１６１】
いま、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が、曲線Ｃ５であったとする。次に、太陽電池に対する照度の変化に伴い、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が、曲線Ｃ５からＣ８に順に変化したとすると、それぞれの制御方式による動作点も太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線の変化に伴って変化する。なお、太陽電池への照度の変化に対する開放電圧Ｖｏｃの変化が小さいため、図１１中においては、電圧追従法による制御を行ったときの目標電圧値をほぼ一定の値Ｖｓとみなしている。
【０１６２】
図１１からわかるように、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が曲線Ｃ６である場合には、ＭＰＰＴ制御の動作点と電圧追従法による制御の動作点との間の乖離の度合いは小さい。そのため、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が曲線Ｃ６である場合には、いずれの制御の場合においても、太陽電池により得られる発電電力に大きな違いはないと考えられる。
【０１６３】
一方、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が曲線Ｃ８である場合には、ＭＰＰＴ制御の動作点と電圧追従法による制御の動作点との間の乖離の度合いが大きい。例えば、図１１に示すように、ＭＰＰＴ制御を適用したときの端子電圧と電圧追従法による制御を適用したときの端子電圧との差△Ｖ６および△Ｖ８を比較すると、△Ｖ６＜△Ｖ８となっている。そのため、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が曲線Ｃ８である場合には、ＭＰＰＴ制御を適用したときに太陽電池から得られる発電電力と電圧追従法による制御を適用したときに太陽電池から得られる発電電力との差は大きい。
【０１６４】
「１−６−３．コントロールユニットおよびバッテリユニットによる協調制御」
次に、コントロールユニットおよびバッテリユニットによる協調制御について説明する。
【０１６５】
一般的には、太陽電池から得られた電力により１台のバッテリの充電を行おうとする場合、太陽電池とバッテリとの間に介在されたパワーコンディショナーにより、上述したＭＰＰＴ制御または電圧追従法による制御が実行される。該１台のバッテリには、複数のバッテリが内包されて一体として動作する物も含まれるが、該１台のバッテリは、複数のバッテリとはいえ、単一の種類からなることが一般的である。言い換えれば、上述したＭＰＰＴ制御または電圧追従法による制御は、太陽電池と、１台のバッテリとの間に接続されるパワーコンディショナーの単体で実行されることが想定されている。そして、充電中における、充電の対象となるバッテリの台数、構成（並列、直列等の接続の態様）には変化がなく、充電中における、充電の対象となるバッテリの台数、構成は、一般に固定されている。
【０１６６】
一方、協調制御においては、コントロールユニットＣＵ１および複数のバッテリユニットＢＵ１ａ、バッテリユニットＢＵ１ｂ、バッテリユニットＢＵ１ｃ、・・・のそれぞれが、コントロールユニットＣＵ１の出力電圧と、複数個のバッテリユニットＢＵ１の必要とする電圧とのバランスがとれるように自律的に制御を行う。上述したように、バッテリユニットＢＵ１ａ、バッテリユニットＢＵ１ｂ、バッテリユニットＢＵ１ｃ、・・・に内包されるバッテリＢは、いずれの種類でもよい。すなわち、本開示によるコントロールユニットＣＵは、複数種のバッテリＢに対する協調制御を行うことが可能とされる。
【０１６７】
さらに、システム１では、コントロールユニットＣＵ１に対して、個々のバッテリユニットＢＵ１が着脱自在とされる。すなわち、太陽光発電装置３の太陽電池の発電中に、コントロールユニットＣＵ１に接続されるバッテリユニットＢＵ１の数が変化し、充電対象のバッテリユニットＢＵ１の数が変化しうる。
【０１６８】
太陽電池の発電中において、太陽電池からみた負荷も変化しうるが、協調制御によれば、太陽電池に対する照度の変化のみならず、太陽電池の発電中における、太陽電池からみた負荷の変化にも対応が可能である。さらに、複数のブロックＢＬのそれぞれにおいて協調制御が行われ、システム１全体において、電力の供給と電力の消費のバランスを取ることができる。
【０１６９】
上述したコントロールユニットＣＵ１とバッテリユニットＢＵ１とを接続することにより、コントロールユニットＣＵ１からの供給能力に応じて充電レートを動的に変化させる制御システムを構築することが可能となる。以下、協調制御の一例についての説明を行う。なお、以下の説明では、初期の状態において、コントロールユニットＣＵ１に対して１のバッテリユニットＢＵ１ａが接続されているものとして説明するが、コントロールユニットＣＵ１に対して複数のバッテリユニットＢＵ１が接続されている場合も同様である。
【０１７０】
例えば、コントロールユニットＣＵ１の入力側に太陽電池が、出力側にバッテリユニットＢＵ１ａが接続されているとする。また、例えば、太陽電池の出力電圧の上限が１００Ｖであるものとし、太陽電池の出力電圧の下限を７５Ｖに抑えたいとする。すなわち、Ｖｔ0＝７５Ｖと設定されており、オペアンプ１２４の反転入力端子に対する入力電圧が、（ｋｃ×７５）Ｖであるとする。
【０１７１】
また、コントロールユニットＣＵ１からの出力電圧（電圧Ｖ１０）の上限および下限が、例えば、４８Ｖおよび４５Ｖにそれぞれ設定されているものとする。すなわち、Ｖｂ＝４５Ｖと設定されており、オペアンプ１５５の反転入力端子に対する入力電圧が、（ｋｂ×４５）Ｖであるとする。なお、コントロールユニットＣＵ１からの出力電圧の上限である４８Ｖという値は、変換部１００ａ内の抵抗Ｒｃ１および抵抗Ｒｃ２を適宜選択することにより調整されている。言い換えれば、コントロールユニットＣＵ１からの出力の目標電圧値が、４８Ｖに設定されているものとする。
【０１７２】
さらに、バッテリユニットＢＵ１ａの充電制御部１４０からの出力電圧の上限および下限が、例えば、４２Ｖおよび２８Ｖにそれぞれ設定されているものとする。したがって、充電制御部１４０内の抵抗Ｒｂ１、抵抗Ｒｂ２および抵抗Ｒｂ３は、充電制御部１４０からの出力電圧の上限および下限がそれぞれ４２Ｖおよび２８Ｖとなるように選択されている。
【０１７３】
なお、充電制御部１４０への入力電圧である電圧Ｖ１０が上限であるときが、バッテリＢａに対する充電レート１００％である状態に対応し、電圧Ｖ１０が下限であるときが、バッテリＢａに対する充電レート０％である状態に対応する。すなわち、充電制御部１４０への電圧Ｖ１０が４８Ｖであるときが、バッテリＢａに対する充電レートが１００％である状態に対応し、充電制御部１４０への電圧Ｖ１０が４５Ｖであるときが、バッテリＢａに対する充電レートが０％である状態に対応する。電圧Ｖ１０が４５Ｖ〜４８Ｖの範囲で変動することに応じて、充電レートが０〜１００％の範囲で設定される。
【０１７４】
なお、協調制御とは別に、バッテリへの充電レート制御を並行して行うようにしてもよい。すなわち、充電初期では定電流充電が行われるため、充電制御部１４０からの出力をフィードバック調整して充電電流を一定以下に保てるように充電電圧を調整し、最終段階では、充電電圧を一定以下に保つようにする。ここで、調整される充電電圧は、上記協調制御で調整された電圧以下とされる。これにより、コントロールユニットＣＵ１から供給される電力内で充電処理がなされる。
【０１７５】
まず、太陽電池に対する照度が変化した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化について説明を行う。
【０１７６】
図１２Ａは、太陽電池に対する照度が減少した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化を説明するための図である。図１２Ａ中、縦軸は、太陽電池の端子電流を表し、横軸は、太陽電池の端子電圧を表している。また、図１２Ａ中の白丸は、ＭＰＰＴ制御を行ったときの動作点を表し、図１２Ａ中の網掛けがされた丸は、協調制御を行ったときの動作点を表している。図１２Ａに示す曲線Ｃ５〜Ｃ８は、太陽電池に対する照度が変化した場合における、太陽電池の電圧−電流特性を示している。
【０１７７】
いま、バッテリＢａの必要としている電力が１００Ｗ（ワット）であるものとし、太陽電池の電圧−電流特性が、曲線Ｃ５（最も晴れた状態）により表されるとする。このときの太陽電池の動作点は、例えば、曲線Ｃ５上のａ点により表され、太陽電池から変換部１００ａおよび充電制御部１４０を介してバッテリＢａに供給される電力（供給量）が、バッテリＢａの必要としている電力（需要量）を上回っているとする。
【０１７８】
太陽電池からバッテリＢａに供給される電力が、バッテリＢａの必要としている電力を上回っている場合、コントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａに対する出力電圧である電圧Ｖ１０は、上限の４８Ｖとなる。すなわち、バッテリユニットＢＵ１ａへの入力電圧である電圧Ｖ１０が上限の４８Ｖであるため、バッテリユニットＢＵ１ａの充電制御部１４０からの出力電圧が上限の４２Ｖとされ、バッテリＢａに対する充電が、充電レート１００％で行われる。なお、バッテリへのチャージを１００％で行うよう説明したが、バッテリへのチャージは１００％に限定されず、充電レートは、バッテリの特性に応じて適宜調整が可能である。
【０１７９】
この状態から空が曇りだすと、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線は、曲線Ｃ５から曲線Ｃ６へと変化する。空が曇りだすことにより、太陽電池の端子電圧が徐々に低下し、コントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａに対する出力電圧も徐々に低下する。したがって、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が、曲線Ｃ５から曲線Ｃ６へと変化することに伴い、太陽電池の動作点は、例えば、曲線Ｃ６上のｂ点にうつる。
【０１８０】
この状態からさらに空が曇りだすと、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が曲線Ｃ６から曲線Ｃ７へと変化し、太陽電池の端子電圧が徐々に低下することに伴って、コントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａに対する出力電圧である電圧Ｖ１０が低下する。電圧Ｖ１０がある程度低下すると、バッテリＢａに対して１００％の電力を供給できなくなってくる。
【０１８１】
ここで、太陽電池の端子電圧が、１００Ｖから、下限であるＶｔ0＝７５Ｖに近づいてくると、コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ａは、バッテリユニットＢＵ１ａに対する電圧Ｖ１０を、４８ＶからＶｂ＝４５Ｖに向けて引き下げはじめる。
【０１８２】
電圧Ｖ１０が引き下げられると、バッテリユニットＢＵ１ａへの入力電圧が低下するため、バッテリユニットＢＵ１ａの充電制御部１４０は、バッテリＢａに対する出力電圧を引き下げはじめる。電圧Ｖ１０が引き下げられると、バッテリＢａに供給される充電電流が減少されることとなり、充電制御部１４０に接続されたバッテリＢａに対する充電が減速される。すなわち、バッテリＢａに対する充電レートが引き下げられる。
【０１８３】
バッテリＢａに対する充電レートが引き下げられると、消費電力が低下することになるため、太陽電池からみた負荷が小さくなる。すると、太陽電池からみた負荷の減少分だけ太陽電池の端子電圧が上昇（回復）する。
【０１８４】
太陽電池の端子電圧が上昇すると、コントロールユニットＣＵ１による電圧Ｖ１０の引き下げの度合いが減少し、バッテリユニットＢＵ１ａへの入力電圧が上昇する。バッテリユニットＢＵ１ａへの入力電圧が上昇することにより、バッテリユニットＢＵ１ａの充電制御部１４０は、充電制御部１４０からの出力電圧を引き上げ、バッテリＢａに対する充電レートを引き上げる。
【０１８５】
バッテリＢａに対する充電レートが引き上げられると、太陽電池からみた負荷が大きくなり、太陽電池からみた負荷の増加分だけ太陽電池の端子電圧が低下する。太陽電池の端子電圧が低下すると、コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ａは、バッテリユニットＢＵ１ａに対する出力電圧を引き下げる。
【０１８６】
以後、コントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａに対する出力電圧が、ある値に収束して電力の需要量と供給量との間のバランスのとれるまで、上述した充電レートの調整が自動的に繰り返される。
【０１８７】
協調制御は、ＭＰＰＴ制御とは異なり、ソフトウェアによる制御ではない。そのため、協調制御には、最適動作点を与える端子電圧の計算が不要である。また、協調制御による充電レートの調整においては、ＣＰＵによる計算が介在しない。そのため、協調制御は、ＭＰＰＴ制御と比較して消費電力が小さく、上述した充電レートの調整も、数ナノ秒〜数百ナノ秒程度と短時間で実行される。
【０１８８】
また、変換部１００ａおよび充電制御部１４０は、自身に対する入力電圧の大きさを検知して出力電圧を調整するだけなので、アナログ／デジタル変換も不要であり、コントロールユニットＣＵ１とバッテリユニットＢＵ１ａとの間の通信も不要である。したがって、協調制御は、複雑な回路を必要とせず、協調制御を実現するための回路は、小さなものとなる。
【０１８９】
ここで、曲線Ｃ５上の点ａにいたときはコントロールユニットＣＵ１が１００Ｗの電力を供給できていたと仮定し、コントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａに対する出力電圧がある値に収束したとする。すなわち、太陽電池の動作点が、例えば、曲線Ｃ７上のｃ点にうつったとする。このとき、バッテリＢａに対して供給される電力は１００Ｗを下回ることとなるが、図１２Ａに示すように、電圧Ｖｔ0の値の選び方によっては、ＭＰＰＴ制御行った場合と比較しても遜色のない電力をバッテリＢａに対して供給することができる。
【０１９０】
さらに空が曇りだすと、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線は、曲線Ｃ７から曲線Ｃ８へと変化し、太陽電池の動作点は、例えば、曲線Ｃ８上のｄ点にうつる。
【０１９１】
図１２Ａに示すように、協調制御のもとでは、電力の需要量と供給量との間のバランスが調整されるので、太陽電池の端子電圧が電圧Ｖｔ0を下回ることはない。すなわち、協調制御のもとでは、太陽電池に対する照度が極端に低下した場合であっても、太陽電池の端子電圧が電圧Ｖｔ0を下回ることはない。
【０１９２】
太陽電池に対する照度が極端に低下した場合、太陽電池の端子電圧が、電圧Ｖｔ0に近い値となり、バッテリＢａに対して供給される電流量は、ごくわずかなものとなる。したがって、太陽電池に対する照度が極端に低下した場合には、バッテリＢａの充電に時間を要することとなるが、電力の需要量と供給量との間のバランスがとれているため、太陽電池の端子電圧がドロップし、システム１がダウンすることはない。
【０１９３】
上述したように、協調制御による充電レートの調整は、非常に短時間で実行されるため、協調制御によれば、急に空が曇りだして太陽電池に対する照度が急激に減少した場合であっても、システム１のダウンを回避することができる。
【０１９４】
次に、太陽電池からみた負荷が変化した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化について説明を行う。
【０１９５】
図１２Ｂは、太陽電池からみた負荷が増加した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化を説明するための図である。図１２Ｂ中、縦軸は、太陽電池の端子電流を表し、横軸は、太陽電池の端子電圧を表している。また、図１２Ｂ中の網掛けがされた丸は、協調制御を行ったときの動作点を表している。
【０１９６】
いま、太陽電池に対する照度の変化がないものとし、太陽電池の電圧−電流特性が、図１２Ｂに示す曲線Ｃ０により表されるとする。
【０１９７】
各ブロックＢＬの起動の直後においては、電力消費がほぼないと考えられるため、太陽電池の端子電圧は、開放電圧にほぼ等しいと考えてよい。したがって、各ブロックＢＬの起動の直後における太陽電池の動作点は、例えば、曲線Ｃ０上のｅ点にあるものと考えてよい。なお、このときのコントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａに対する出力電圧は、上限である４８Ｖと考えてよい。
【０１９８】
バッテリユニットＢＵ１ａに接続されたバッテリＢａに対する電力の供給が開始されると、太陽電池の動作点は、例えば、曲線Ｃ０上のｇ点にうつる。なお、本例の説明においては、バッテリＢａの必要としている電力が１００Ｗであるため、図１２Ｂに網掛けで示す領域Ｓ１の面積は、１００Ｗに等しい。
【０１９９】
太陽電池の動作点が曲線Ｃ０上のｇ点にあるときの状態は、太陽電池から変換部１００ａおよび充電制御部１４０を介してバッテリＢａに供給される電力が、バッテリＢａの必要としている電力を上回っている状態である。したがって、太陽電池の動作点が曲線Ｃ０上のｇ点にあるときの太陽電池の端子電圧、コントロールユニットＣＵ１からの出力電圧およびバッテリＢａに供給される電圧は、それぞれ１００Ｖ弱、４８Ｖおよび４２Ｖである。
【０２００】
ここで、バッテリユニットＢＵ１ａと同様の構成を備えるバッテリユニットＢＵ１ｂが、コントロールユニットＣＵ１に対して新たに接続されたとする。バッテリユニットＢＵ１ａに接続されているバッテリＢａと同様に、バッテリユニットＢＵ１ｂが有するバッテリ（適宜、バッテリＢｂと称する）が、充電のために１００Ｗの電力を必要とするものとすると、消費電力が増加し、太陽電池からみた負荷が急激に大きくなる。
【０２０１】
合計で２００Ｗの電力を２つのバッテリに供給するためには、例えば、バッテリユニットＢＵ１ａの充電制御部１４０およびバッテリユニットＢＵ１ｂの充電制御部１４０からの出力電圧を維持させたまま、出力電流の合計を２倍にしなければならない。
【０２０２】
ところが、発電装置が太陽電池である場合、バッテリユニットＢＵ１ａが有する充電制御部１４０およびバッテリユニットＢＵ１ｂが有する充電制御部１４０からの出力電流の増加に伴って太陽電池の端子電圧も低下してしまうため、太陽電池の動作点がｇ点にあるときと比較して、出力電流の合計を２倍より大きくする必要がある。そうすると、図１２Ｂに示すように、太陽電池の動作点が、例えば、曲線Ｃ０上のｈ点になければならないこととなり、太陽電池の端子電圧が極端に低下してしまう。太陽電池の端子電圧が極端に低下すると電圧Ｖ３がドロップし、システム１がダウンするおそれがある。
【０２０３】
協調制御では、バッテリユニットＢＵ１ｂが新たに接続されたことにより、太陽電池の端子電圧が低下すると、ブロックＢＬ１において協調制御が行われ、電力の需要量と供給量との間のバランスの調整がなされる。具体的には、バッテリユニットＢＵ１ａが有するバッテリＢａおよびバッテリユニットＢＵ１ｂが有するバッテリＢｂに供給される電力が合計で例えば１５０Ｗとなるように、２つのバッテリに対する充電レートが自動的に引き下げられる。
【０２０４】
すなわち、バッテリユニットＢＵ１ｂが新たに接続されたことにより、太陽電池の端子電圧が低下すると、コントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａおよびバッテリユニットＢＵ１ｂに対する出力電圧も低下する。太陽電池の端子電圧が、１００Ｖから、下限であるＶｔ0＝７５Ｖに近づいてくると、コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ａは、バッテリユニットＢＵ１ａおよびバッテリユニットＢＵ１ｂに対する出力電圧を、４８ＶからＶｂ＝４５Ｖに向けて引き下げはじめる。
【０２０５】
コントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａおよびバッテリユニットＢＵｂに対する出力電圧が引き下げられると、バッテリユニットＢＵ１ａおよびバッテリユニットＢＵｂへの入力電圧が低下する。すると、バッテリユニットＢＵ１ａが有する充電制御部１４０およびバッテリユニットＢＵ１ｂが有する充電制御部１４０は、バッテリＢａおよびバッテリＢｂに対する出力電圧をそれぞれ引き下げはじめる。各充電制御部１４０からの出力電圧が引き下げられると、バッテリＢａおよびバッテリＢｂに対する充電が減速される。すなわち、それぞれのバッテリに対する充電レートが引き下げられることになる。
【０２０６】
それぞれのバッテリに対する充電レートが引き下げられると、全体として消費電力が低下することになるため、太陽電池からみた負荷が小さくなり、太陽電池からみた負荷の減少分だけ太陽電池の端子電圧が上昇（回復）する。
【０２０７】
以後、太陽電池に対する照度が急激に減少した場合と同様にして、コントロールユニットＣＵ１からのバッテリユニットＢＵ１ａおよびバッテリユニットＢＵ１ｂに対する出力電圧が、ある値に収束して電力の需要量と供給量との間のバランスのとれるまで、充電レートの調整が行われる。
【０２０８】
なお、実際に収束する電圧値がいくつになるかは状況によって異なる。そのため、実際に収束する電圧値ははっきりとはわからないが、太陽電池の端子電圧が下限であるＶｔ0＝７５Ｖになると充電がなされなくなるため、下限であるＶｔ0の値よりは若干高い電圧で収束するものと推定される。また、個々のバッテリユニットは連動制御されていないため、個々のバッテリユニットが同じ構成であっても、使用される素子のばらつきにより充電レートは異なっているものと推測される。ただし、結果として全体を協調制御できることに変わりはない。
【０２０９】
協調制御による充電レートの調整が非常に短時間で実行されるため、バッテリユニットＢＵ１ｂが新たに接続されると、太陽電池の動作点は、曲線Ｃ０上のｇ点からｉ点へとうつる。なお、図１２Ｂにおいては、説明の都合上、曲線Ｃ０上に太陽電池の動作点の一例としてｈ点を図示したが、協調制御のもとでは、太陽電池の動作点が実際にｈ点にうつるわけではない。
【０２１０】
このように、協調制御では、太陽電池からみた負荷の増加に対して、個々のバッテリユニットＢＵ１が有する充電制御部１４０が、自身に対する入力電圧の大きさを検知して、個々のバッテリユニットＢＵ１の充電制御部１４０が、自身の吸いこむ電流量を自動的に抑制する。協調制御によれば、コントロールユニットＣＵ１に対して接続されるバッテリユニットＢＵ１の数が増加して太陽電池からみた負荷が急激に増加した場合であっても、システム１のダウンを回避することができる。
【０２１１】
次に、太陽電池に対する照度と太陽電池からみた負荷との両方が変化した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化について説明を行う。
【０２１２】
図１３は、太陽電池に対する照度と太陽電池からみた負荷との両方が変化した場合における、協調制御を行ったときの動作点の変化を説明するための図である。図１３中、縦軸は、太陽電池の端子電流を表し、横軸は、太陽電池の端子電圧を表している。また、図１３中の網掛けがされた丸は、協調制御を行ったときの動作点を表している。図１３に示す曲線Ｃ５〜Ｃ８は、太陽電池に対する照度が変化した場合における、太陽電池の電圧−電流特性を示している。
【０２１３】
まず、コントロールユニットＣＵ１に対して、充電のために１００Ｗの電力を必要とするバッテリＢａを備えたバッテリユニットＢＵ１ａが接続されているものとする。また、このときの太陽電池の電圧−電流特性が、曲線Ｃ７により表され、太陽電池の動作点が、曲線Ｃ７上のｐ点により表されるとする。
【０２１４】
図１３に示すように、ｐ点における太陽電池の端子電圧が、太陽電池の出力電圧の下限としてあらかじめ設定された電圧Ｖｔ0にかなり近づいているとする。太陽電池の端子電圧が電圧Ｖｔ0にかなり近づいていることは、協調制御による充電レートの調整が実行され、充電レートが非常に抑えられていることを意味する。すなわち、太陽電池の動作点が図１３に示すｐ点により表される状態では、充電制御部１４０を介してバッテリＢａに供給される電力が、太陽電池からコントロールユニットＣＵ１の変換部１００ａに供給される電力を大幅に上回っていることを示している。したがって、太陽電池の動作点が図１３に示すｐ点により表される状態においては、充電レートの調整が大きくなされ、バッテリＢａを充電する充電制御部１４０に対しては、１００Ｗよりもかなり小なる電力が供給されている。
【０２１５】
次に、太陽電池に対する照度が増加し、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が、曲線Ｃ７から曲線Ｃ６へと変化したとする。また、バッテリユニットＢＵ１ａと同様の構成を備えるバッテリユニットＢＵ１ｂが、コントロールユニットＣＵ１に対して新たに接続されたとする。このとき、太陽電池の動作点は、例えば、曲線Ｃ７上のｐ点から、曲線Ｃ６上のｑ点にうつる。
【０２１６】
コントロールユニットＣＵ１に対して２つのバッテリユニットが接続されたことにより、バッテリユニットＢＵ１ａが有する充電制御部１４０およびバッテリユニットＢＵ１ｂが有する充電制御部１４０が、バッテリＢａおよびバッテリＢｂにフルで充電する際の消費電力は２００Ｗとなるが、太陽電池に対する照度が十分でない場合には、協調制御が継続され、消費電力が、２００Ｗ未満（例えば１５０Ｗなど）に調整される。
【０２１７】
次に、空が晴れあがるなどして、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が、曲線Ｃ６から曲線Ｃ５へと変化したとする。このとき、太陽電池に対する照度の増加に伴って太陽電池の発電電力が増加してくると、太陽電池からの出力電流が増加する。
【０２１８】
太陽電池に対する照度が十分に増加し、太陽電池の発電電力がさらに増加すると、あるところで太陽電池の端子電圧が電圧Ｖｔ0と比較して十分大きい値となる。バッテリユニットＢＵ１ａおよびバッテリユニットＢＵ１ｂの２つのバッテリに供給される電力が、２つのバッテリを充電するのに必要としている電力を上回ると、協調制御による充電レートの調整が緩和されるか、自動的に解除される。
【０２１９】
このとき、太陽電池の動作点は、例えば、曲線Ｃ５上のｒ点で表され、個々のバッテリＢａおよびバッテリＢｂに対する充電は、１００％の充電レートで行われる。
【０２２０】
次に、太陽電池に対する照度が減少し、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が、曲線Ｃ５から曲線Ｃ６へと変化したとする。
【０２２１】
すると、太陽電池の端子電圧が低下し、太陽電池の端子電圧があらかじめ設定された電圧Ｖｔ0に近づくと、協調制御による充電レートの調整が再び実行される。このときの太陽電池の動作点は、曲線Ｃ６上のｑ点で表される。
【０２２２】
次に、太陽電池に対する照度がさらに減少し、太陽電池の電圧−電流特性を表す曲線が、曲線Ｃ６から曲線Ｃ８へと変化したとする。
【０２２３】
すると、太陽電池の端子電圧が電圧Ｖｔ0を下回らないように充電レートが調整されるため、太陽電池からの端子電流が減少し、太陽電池の動作点が、曲線Ｃ６上のｑ点から、曲線Ｃ８上のｓ点にうつる。
【０２２４】
協調制御では、個々のバッテリユニットＢＵ１に対する入力電圧があらかじめ定められた電圧Ｖｔ0を下回らないように、コントロールユニットＣＵ１と個々のバッテリユニットＢＵ１との間で電力の需要量と供給量との間のバランスが調整される。したがって、協調制御によれば、個々のバッテリユニットＢＵ１からみた入力側の供給能力に応じて、個々のバッテリＢに対する充電レートをリアルタイムで変化させることができる。このように、協調制御によれば、太陽電池に対する照度の変化のみならず、太陽電池からみた負荷の変化に対しても対応が可能である。
【０２２５】
他のブロックＢＬにおいて、太陽光発電装置３の出力が使用される場合に、同様にして協調制御がなされる。個々のブロックにおいて、電力の需要量と電力の供給量との間のバランスが調整され、結果的に、システム１全体における電力の需要量と電力の供給量との間のバランスが調整される。太陽光発電装置３や風力発電装置４からの出力が低下した場合や、太陽光発電装置３等から見た負荷が増加した場合でも、システム１がダウンすることを防止できる。
【０２２６】
なお、上述したように、風力発電装置４が有するモータ部の、所定の回転数に対応する電圧をフィードバック系に入力してもよい。これにより、モータ部が所定の回数数を下回ることを防止できる。
【０２２７】
＜２．第２の実施形態＞
「２−１．第２の実施形態の概要」
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態におけるシステムの構成は、第１の実施形態におけるシステム１と同様の構成である。システムを構成するコントロールユニットやバッテリユニットの構成および動作等は、第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と同様の点については、重複した説明を適宜、省略する。
【０２２８】
ブロックＢＬ２におけるコントロールユニットＣＵ２は、変換部２００ａ、変換部２００ｂおよび変換部２００ｃを有する。電圧Ｖ３が変換部２００ａにより受電される。電圧Ｖ４が変換部２００ｂにより受電される。電圧Ｖ５が変換部２００ｃにより受電される。コントロールユニットＣＵ２は、コントロールユニットＣＵ１と同様に、ＣＰＵおよびメモリを有する。コントロールユニットＣＵ２が有するＣＰＵをＣＰＵ２１０と称し、コントロールユニットＣＵ２が有するメモリをメモリ２１１と称する。
【０２２９】
ブロックＢＬ３におけるコントロールユニットＣＵ３は、変換部３００ａ、変換部３００ｂおよび変換部３００ｃを有する。電圧Ｖ３が変換部３００ａにより受電される。電圧Ｖ４が変換部３００ｂにより受電される。電圧Ｖ５が変換部３００ｃにより受電される。コントロールユニットＣＵ３は、コントロールユニットＣＵ１と同様に、ＣＰＵおよびメモリを有する。コントロールユニットＣＵ３が有するＣＰＵをＣＰＵ３１０と称し、コントロールユニットＣＵ３が有するメモリをメモリ３１１と称する。
【０２３０】
第１の実施形態において説明したように、例えば、各変換部に設けられる可変抵抗の抵抗値を適切に調整することにより、いずれかの変換部の出力を優先的に使用することができる。言い換えれば、太陽光発電装置３の出力、風力発電装置４の出力およびバイオマス発電装置５の出力のうち、いずれかの出力を優先してバッテリユニットＢＵに供給することができる。
【０２３１】
ところで、例えば、太陽光発電装置３の出力が優先して使用される場合に、ブロックＢＬ１では、変換部１００ａのみを起動すればよく、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃを起動する必要がない。第２の実施形態では、例えば、スケジュールテーブルを使用して、各コントロールユニットＣＵにおける変換部のオン／オフを効率的に制御する。
【０２３２】
「２−２．スケジュールテーブルとスケジュールテーブルに基づく動作」
図１４は、２日分のスケジュールテーブルの一例を示す。スケジュールテーブルは、例えば、コントロールユニットＣＵ１用のスケジュールテーブルＳＴＡ１と、コントロールユニットＣＵ２用のスケジュールテーブルＳＴＡ２と、コントロールユニットＣＵ３用のスケジュールテーブルＳＴＡ３とを含む。各スケジュールテーブルＳＴＡには、例えば、変換部ごとのオン／オフの期間が記述される。各スケジュールテーブルＳＴＡにおいて、斜線が付された箇所に対応する時間帯に、対応する変換部の電子スイッチがオンされ、変換部が起動される。
【０２３３】
スケジュールテーブルＳＴＡ１は、コントロールユニットＣＵ１が有するメモリ１１１に記憶される。ＣＰＵ１１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ１を参照して、変換部１００ａ、変換部１００ｂおよび変換部１００ｃのそれぞれのオン／オフを制御する。
【０２３４】
ＣＰＵ１１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ１にしたがって、太陽光発電装置３の出力が増加すると考えられる日中の時間帯（例えば、朝の６時から１８時までの間）に、変換部１００ａの電子スイッチ（電子スイッチ１０１ｃおよび電子スイッチ１０１ｆ）をオンし、変換部１００ａをオンする。
【０２３５】
スケジュールテーブルＳＴＡ２は、コントロールユニットＣＵ２が有するメモリ２１１に記憶される。ＣＰＵ２１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ２を参照して、変換部２００ａ、変換部２００ｂおよび変換部２００ｃのそれぞれのオン／オフを制御する。
【０２３６】
ＣＰＵ２１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ２にしたがって、太陽光発電装置３の出力が増加すると考えられる日中の時間帯（例えば、６時から１８時までの間）、変換部２００ａの電子スイッチをオンし、変換部２００ａをオンする。ＣＰＵ２１０は、太陽光発電装置３の出力が略０になると考えられる夜間の時間帯（例えば、１８時から６時までの間）、変換部２００ｃの電子スイッチをオンする。
【０２３７】
スケジュールテーブルＳＴＡ３は、コントロールユニットＣＵ３が有するメモリ３１１に記憶される。ＣＰＵ３１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ３を参照して、変換部３００ａ、変換部３００ｂおよび変換部３００ｃのそれぞれのオン／オフを制御する。
【０２３８】
ＣＰＵ３１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ３にしたがって、太陽光発電装置３の出力が特に増加すると考えられる時間帯（例えば、１０時から１６時までの間）、変換部３００ａの電子スイッチをオンし、変換部３００ａをオンする。ＣＰＵ３１０は、夜間の時間帯（例えば、１８時から６時までの間）、変換部３００ｂの電子スイッチをオンする。
【０２３９】
日中は、主に太陽光発電装置３の出力である電圧Ｖ３を処理する変換部を起動し、夜間は、主に風力発電装置４やバイオマス発電装置５の出力である電圧Ｖ４や電圧Ｖ５を処理する変換部を起動する。さらに、太陽光発電装置３の出力が増加すると予想される時間帯（正午付近から夕方付近）には、太陽光発電装置３から供給される電圧を処理する変換部（変換部１００ａ、変換部２００ａおよび変換部３００ａ）を全て起動するようにして、太陽光発電装置３の出力を効率よく使用する。さらに、変換部を不必要に起動することを防止する。
【０２４０】
なお、処理に使用されるスケジュールテーブルＳＴＡは、適宜、更新（変更）可能とされる。例えば、各コントロールユニットＣＵは、スケジュールテーブルＳＴＡ１、スケジュールテーブルＳＴＡ２およびスケジュールテーブルＳＴＡ３を保持する。ＣＰＵ１１０は、始めの２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ１に基づいて変換部１００のオン／オフを制御し、次の２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ２に基づいて変換部１００のオン／オフを制御し、次の２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ３に基づいて変換部１００のオン／オフを制御する。
【０２４１】
ＣＰＵ２１０は、始めの２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ２に基づいて変換部２００のオン／オフを制御し、次の２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ３に基づいて変換部２００のオン／オフを制御し、次の２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ１に基づいて変換部２００のオン／オフを制御する。
【０２４２】
ＣＰＵ３１０は、始めの２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ３に基づいて変換部３００のオン／オフを制御し、次の２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ１に基づいて変換部３００のオン／オフを制御し、次の２日間は、スケジュールテーブルＳＴＡ２に基づいて変換部３００のオン／オフを制御する。このように、各コントロールユニットＣＵが複数のスケジュールテーブルＳＴＡを保持し、所定期間ごと（例えば、季節ごと）に、使用するスケジュールテーブルＳＴＡを切り替えるようにしてもよい。
【０２４３】
スケジュールテーブルＳＴＡの内容を動的に変更しても良い。例えば、気象条件（晴れ、曇り、雨、台風の到来）に関する情報を、各コントロールユニットＣＵのＣＰＵが取得し、取得した気象条件に関する情報に応じて、参照するスケジュールテーブルＳＴＡを変更してもよい。スケジュールテーブルＳＴＡは、気象条件ごとに作成される。
【０２４４】
図１５は、台風の到来が予想される際のスケジュールテーブルＳＴＡ１１、スケジュールテーブルＳＴＡ１２およびスケジュールテーブルＳＴＡ１３の一例を示す。ＣＰＵ１１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ１１を参照して変換部１００のオン／オフを制御する。ＣＰＵ２１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ１２を参照して変換部２００のオン／オフを制御する。ＣＰＵ３１０は、スケジュールテーブルＳＴＡ１３を参照して変換部３００のオン／オフを制御する。
【０２４５】
台風の到来にともない、風力が増加すると予想されることから、スケジュールテーブルＳＴＡ１１、スケジュールテーブルＳＴＡ１２およびスケジュールテーブルＳＴＡ１３のいずれにおいても、風力発電装置４の出力を処理する変換部（変換部１００ｂ、変換部２００ｂおよび変換部３００ｂ）がオンされる。このように、例えば、予想される天候に応じて、参照されるスケジュールテーブルＳＴＡが変更されるようにしてもよい。予想される天候に対応したスケジュールテーブルＳＴＡが外部のサーバから各コントロールユニットＣＵに送信されるようにしてもよい。風力発電装置４が設置される地域における統計的データ（例えば、風が強い時間帯や風が弱い時間帯など）に基づいて、スケジュールテーブルＳＴＡが作成されるようにしてもよい。
【０２４６】
＜３．第３の実施形態＞
「３−１．第３の実施形態の概要」
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態におけるシステムの構成は、第１の実施形態におけるシステム１と同様の構成である。システムを構成するコントロールユニットやバッテリユニットの構成および動作等は、第１の実施形態と同様である。第１の実施形態および第２の実施形態と同様の点については、重複した説明を適宜、省略する。
【０２４７】
第３の実施形態の概要について説明する。第２の実施形態において例示したように、スケジュールテーブルＳＴＡ１に基づいて、変換部１００をオン／オフする制御が行われ、スケジュールテーブルＳＴＡ２に基づいて、変換部２００をオン／オフする制御が行われ、スケジュールテーブルＳＴＡ３に基づいて、変換部３００をオン／オフする制御が行われるとする。例えば、スケジュールテーブルＳＴＡ１およびスケジュールテーブルＳＴＡ２により、変換部１００ａおよび変換部２００ａを６時に起動することが指示される。
【０２４８】
変換部１００ａは、充電を必要とするバッテリユニット（例えば、バッテリユニットＢＵ１ａ）を起動し、バッテリユニットＢＵ１ａを充電する。変換部２００ａは、充電を必要とするバッテリユニット（例えば、バッテリユニットＢＵ２ａ）を起動し、バッテリユニットＢＵ２ａを充電する。特に、太陽光発電装置３の出力である電圧Ｖ３が小さい場合に、一度に複数の変換部が起動され、各変換部に接続されるバッテリユニットＢＵに対する充電処理が行われると、電圧Ｖ３がドロップし、システム１がダウンする可能性がある。第３の実施形態では、この点を考慮して、変換部の起動を適切に制御するものである。
【０２４９】
「３−２．処理の流れ」
第３の実施形態における処理の流れについて説明する。スケジュールテーブルＳＴＡに基づいて、同一の発電装置からの出力を処理する、複数の変換部が起動される場合に、各コントロールユニットＣＵのＣＰＵは、変換部を実際に起動するか否かを判断する処理を異なるタイミングでもって行う。例えば、変換部を実際に起動するか否かを判断する処理を時分割に行う。変換部を実際に起動するか否かを判断する処理を行うタイミングが、スケジュールテーブルＳＴＡに記述されてもよい。以下の説明では、スケジュールテーブルＳＴＡにより、変換部１００ａおよび変換部２００ａが同一の時間帯での起動を指示される場合を例にして説明する。
【０２５０】
図１６は、第３の実施形態における処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳＴ１では、スケジュールテーブルＳＴＡにより起動が指示される変換部１００ａおよび変換部２００ａのいずれか一方が起動済みであるか否かが判断される。初期状態では、変換部１００ａおよび変換部２００ａは未だ起動していないため、処理がステップＳＴ２に進む。
【０２５１】
起動するか否かを判断する処理は、始めに、コントロールユニットＣＵ１により行われる。コントロールユニットＣＵ２から行われるようにしてもよい。ステップＳＴ２では、起動可能な変換部を探索する処理が行われる。起動可能な変換部とは、例えば、スケジュールテーブルＳＴＡにより起動が指示される変換部を意味する。ここでは、スケジュールテーブルＳＴＡにより変換部１００ａの起動が指示されることから、変換部１００ａが起動可能な変換部として設定される。そして、処理がステップＳＴ３に進む。
【０２５２】
ステップＳＴ３において、ＣＰＵ１１０は、コントロールユニットＣＵ１に接続されるバッテリユニット（例えば、バッテリユニットＢＵ１ａ、バッテリユニットＢＵ１ｂおよびバッテリユニットＢＵ１ｃ）のＣＰＵと通信を行う。この通信により、ＣＰＵ１１０は、各バッテリユニットＢＵ１が有するバッテリＢの残容量の情報を取得する。
【０２５３】
ＣＰＵ１１０は、取得した残容量の情報から充電が必要なバッテリユニットＢＵ１を探索し、探索の結果に基づいて、充電対象のバッテリユニットを決定する。ＣＰＵ１１０は、例えば、残容量が最小のバッテリユニットＢＵ１を充電対象のバッテリユニットとして決定する。ここでは、バッテリユニットＢＵ１ａが充電対象のバッテリユニットとして決定されたものとして説明する。そして、処理がステップＳＴ４に進み、変換部１００ａが起動対象の変換部として決定される。なお、コントロールユニットＣＵ１に接続される全てのバッテリユニットＢＵ１の残容量が閾値を上回る場合には、後述するコントロールユニットＣＵ２における処理（図１６においてＡと表記される処理）が実行されるようにしてもよい。そして、処理がステップＳＴ５に進む。
【０２５４】
ステップＳＴ５では、変換部１００ａに対する入力電圧である電圧Ｖ３が規定値より大きいか否かが判断される。規定値は、変換部を起動するか否かの判断となる電圧の値であり、例えば、９０Ｖに設定される。電圧Ｖ３は、変換部１００ａが有する電圧センサ（例えば、電圧センサ１０１ｂ）によって取得され、取得されるセンサ情報がＣＰＵ１１０に供給される。判断の結果、電圧Ｖ３が規定値を超えない場合は、ステップＳＴ５の判断処理を所定期間、繰り返す。判定処理を所定期間、繰り返しても電圧Ｖ３が９０Ｖを超えない場合は、コントロールユニットＣＵ１のＣＰＵ１１０による処理が終了し、コントロールユニットＣＵ２のＣＰＵ２１０による処理が行われる。
【０２５５】
ステップＳＴ５において、電圧Ｖ３が９０Ｖを超える場合は、処理がステップＳＴ６に進む。ステップＳＴ６において、ＣＰＵ１１０は、電子スイッチ１０１ｃおよび電子スイッチ１０１ｆをオンし、変換部１００ａを起動する。このとき、バッテリユニットＢＵ１では電力が消費されていないため、変換部１００ａの出力である電圧Ｖ１０は、略４８Ｖになる。そして、処理がステップＳＴ７に進む。
【０２５６】
ステップＳＴ７において、ＣＰＵ１１０は、オンおよび充電の開始を指示する制御コマンドを、バッテリユニットＢＵ１ａのＣＰＵ１４５に送信する。ＣＰＵ１４５は、制御コマンドに応じて充電制御部１４０を起動し、バッテリＢａを充電する。そして、処理がステップＳＴ８に進む。
【０２５７】
ステップＳＴ８では、変換部１００ａの出力電圧である電圧Ｖ１０が規定値より大きいか否かが判断される。この規定値は、電力の供給量に余裕があり、他のバッテリユニットＢＵに対する充電が許可されるか否かを示す値である。規定値は、例えば、４７Ｖに設定される。電圧Ｖ１０は、例えば、電圧センサ１０１ｇによって取得される。
【０２５８】
電圧Ｖ１０が４７Ｖ以下である場合には、処理がステップＳＴ８に戻る。なお、ステップＳＴ８の判断処理を所定期間、繰り返しても電圧Ｖ１０が４７Ｖを超えない場合は、コントロールユニットＣＵ１のＣＰＵ１１０による処理が終了し、コントロールユニットＣＵ２のＣＰＵ２１０による処理が行われる。電圧Ｖ１０が４７Ｖより大きい場合は、処理がステップＳＴ９に進む。
【０２５９】
ステップＳＴ９では、バッテリユニットＢＵ１ａの他に、充電が必要なバッテリユニットがあるか否かが判断される。例えば、２番目に残容量が小さいバッテリユニットが、充電が必要なバッテリユニットとして設定される。ステップＳＴ９において、充電が必要なバッテリユニットがある場合は、処理がステップＳＴ１０に進む。ステップＳＴ１０では、ステップＳＴ７と同様にして、該当するバッテリユニットのバッテリを充電する制御が行われる。ステップＳＴ９において、バッテリユニットＢＵ１ａの他に、充電が必要なバッテリユニットがない場合は、処理がＡに進む。なお、図１６におけるＡという処理は、後述する図１７の処理との連続性を示すものであり、特定の処理を示すものではない。
【０２６０】
なお、ステップＳＴ９の処理を行わないで、ステップＳＴ８の後に、処理がＡに進むようにしてもよい。例えば、各ブロックＢＬにおいて充電できるバッテリユニットの台数を１台まで、というように制限してもよい。他のコントロールユニットに接続されるバッテリユニットに対して行う充電の必要性もしくは緊急性を加味して、処理が行われるようにしてもよい。この場合は、電力の供給に余裕がある場合において、充電対象とされるバッテリユニットの決定手順（アルゴリズム）が、各コントロールユニットのＣＰＵが実行するプログラムに記述される。
【０２６１】
図１７は、図１６に示すＡに続く処理の流れを示すフローチャートである。図１７に例示する処理は、例えば、コントロールユニットＣＵ２によって行われる。上述したように、変換部を実際に起動するか否かを判断する処理が、コントロールユニットＣＵ間において、例えば、時分割に行われる。コントロールユニットＣＵ間において、通信のやり取りを行う構成を設ける必要がない。
【０２６２】
ステップＳＴ２０では、起動可能な変換部を探索する処理が行われる。起動可能な変換部とは、例えば、スケジュールテーブルＳＴＡにより起動が指示される変換部を意味する。ここでは、スケジュールテーブルＳＴＡにより変換部２００ａの起動が指示されることから、変換部２００ａが起動可能な変換部として設定される。そして、処理がステップＳＴ２１に進む。
【０２６３】
ステップＳＴ２１では、変換部２００ａに対する入力電圧である電圧Ｖ３が規定値より大きいか否かが判断される。規定値は、変換部を起動するか否かの判断となる電圧の値であり、例えば、９０Ｖに設定される。電圧Ｖ３は、変換部２００ａが有する電圧センサによって取得され、取得されるセンサ情報がＣＰＵ２１０に供給される。判断の結果、電圧Ｖ３が規定値を超えない場合は、ステップＳＴ２１の判断処理を所定期間、繰り返す。判断処理を所定期間、繰り返しても電圧Ｖ３が９０Ｖを超えない場合は、処理が終了する。すなわち、電力の供給が十分でないと判断され、変換部２００ａは起動されない。
【０２６４】
ステップＳＴ２１において、電圧Ｖ３が９０Ｖを超える場合は、処理がステップＳＴ２２に進む。ステップＳＴ２２において、ＣＰＵ２１０は、変換部２００ａが有する電子スイッチをオンし、変換部２００ａを起動する。そして、処理がステップＳＴ２３に進む。
【０２６５】
ステップＳＴ２３では、変換部２００ａの出力電圧が規定値より大きいか否かが判断される。変換部２００ａの出力電圧は、変換部２００ａからバッテリユニットＢＵ２に向かって供給されるものである。以下、変換部２００ａの出力電圧を適宜、電圧Ｖ２０と称する。
【０２６６】
ステップＳＴ２３における規定値は、電力の供給量に余裕があり、バッテリユニットＢＵに対する充電が許可されるか否かを示す値である。規定値は、例えば、４７Ｖに設定される。電圧Ｖ２０が４７Ｖ以下である場合には、処理がステップＳＴ２３に戻る。なお、ステップＳＴ２３の判断処理を所定期間、繰り返しても電圧Ｖ２０が４７Ｖを超えない場合は、処理が終了する。この場合は、電力の供給量に余裕がないものと判断され、充電を行うための制御は行われない。電圧Ｖ２０が４７Ｖより大きい場合は、処理がステップＳＴ２４に進む。
【０２６７】
ステップＳＴ２４では、コントロールユニットＣＵ２に接続されるバッテリユニットＢＵ２のうち、所定のバッテリユニットが充電される。例えば、バッテリユニットＢＵ２ａ、バッテリユニットＢＵ２ｂおよびバッテリユニットＢＵ２ｃのうち、残容量が最小のバッテリユニットが充電対象のバッテリユニットとして決定される。バッテリユニットＢＵ２に接続されるバッテリユニットＢＵ２ａ、バッテリユニットＢＵ２ｂおよびバッテリユニットＢＵ２ｃの全てが充電不要である場合は、充電は行われず処理が終了する。
【０２６８】
コントロールユニットＣＵ２のＣＰＵ２１０は、充電対象のバッテリユニットを充電する制御を行う。制御の内容は、上述したステップＳＴ７やステップＳＴ１０の制御の内容と同一のため、重複した説明を省略する。そして、処理がステップＳＴ２５に進む。
【０２６９】
ステップＳＴ２５では、ステップＳＴ２３と同様にして、電圧Ｖ２０が４７Ｖより大きいか否かが判断される。電圧Ｖ２０が４７Ｖ以下である場合は、処理がステップＳＴ２５に戻り、ステップＳＴ２５の判断処理が繰り返される。判断処理を所定期間、繰り返しても電圧Ｖ２０が４７Ｖを超えない場合は、処理が終了する。
【０２７０】
ステップＳＴ２５において、電圧Ｖ２０が４７Ｖより大きい場合は、処理がステップＳＴ２６に進む。ステップＳＴ２６では、充電が必要なバッテリユニットの有無が判断される。充電が必要なバッテリユニットがない場合は、処理が終了する。充電が必要なバッテリユニットがある場合は、処理がステップＳＴ２７に進み、そのバッテリユニットを充電する処理が行われる。
【０２７１】
このように、スケジュールテーブルＳＴＡにより、同一の発電装置からの出力を処理する複数の変換部の起動が指示される場合でも、複数の変換部を同時に起動しない。変換部を実際に起動するか否かを判断する処理を行い、判断の結果に基づいて、変換部のオン／オフを制御する。
【０２７２】
発電装置からの出力（例えば、電圧Ｖ３）をモニタリングすることにより、負荷側に対する電力の供給量が十分であるか否かが判断できる。電力の供給量が十分である場合に、次の変換部を起動するように制御するため、発電装置からの出力がドロップし、システム１がダウンしてしまうことを防止できる。
【０２７３】
スケジュールテーブルＳＴＡにより変換部の起動が指示される場合でも、変換部が実際に起動するとは限らない。図１８に、それぞれの変換部が実際に起動している時間を模式的に示す。変換部が実際に起動している時間が、参照符号ＯＴにより模式的に示されている。このように、スケジュールテーブルＳＴＡでは、変換部の起動が許可されるのみであり、実際に変換部が起動されるか否かは、発電装置の出力によって適切に制御される。
【０２７４】
第３の実施形態は、スケジュールテーブルＳＴＡを使用した起動に限定されるものではない。さらに、第３の実施形態は、以下のように変形できる。例えば、コントロールユニットＣＵ１による制御に応じて、バッテリユニットＢＵ１ａが充電される。電圧Ｖ３が、例えば、９０Ｖ以下に減少する。電圧Ｖ３が９０Ｖ以下に減少するため、コントロールユニットＣＵ２における変換部２００ａは起動されない。
【０２７５】
コントロールユニットＣＵ２は、変換部２００ｂの入力段の電圧スイッチにより取得される電圧Ｖ４を取得する。電圧Ｖ４が９０Ｖより大きい場合に、電圧Ｖ４を使用して、コントロールユニットＣＵ２に接続されるバッテリユニットＢＵ２を充電するようにしてもよい。すなわち、ある発電装置からの電力の供給量に余裕がないと判断される場合に、他の発電装置からの出力を処理する変換部を起動するようにしてもよい。
【０２７６】
さらに、異なる発電装置からの入力を交互に判断するようにしてもよい。例えば、スケジュールテーブルＳＴＡにより太陽光発電装置３の出力を処理する変換部の３台の起動が許可され、風力発電装置４の出力を処理する変換部の１台の起動が許可されているものとする。例えば、コントロールユニットＣＵ１の変換部１００ａにおいて電圧Ｖ３が９０Ｖ以上であるかの判断がなされた後に、次は、コントロールユニットＣＵ２の変換部２００ｂにおいて電圧Ｖ４が９０Ｖ以上であるかの判断が行われるようにしてもよい。変換部１００ａによる判断と、変換部２００ｂにおける判断とが同時に行われるようにしてもよい。なお、他の処理については、上述した処理と同様の処理が行われる。
【０２７７】
図１９に示すように、スケジュールテーブルＳＴＡに、起動可能な変換部の最大数を記述するようにしてもよい。図１９に例示するスケジュールテーブルＳＴＡ２１、スケジュールテーブルＳＴＡ２２およびスケジュールテーブルＳＴＡ２３は、それぞれ２日分のスケジュールを示す。通常は、スケジュールテーブルＳＴＡ２１が使用される。１日目に台風が到来し、翌日に天候の回復する場合は、スケジュールテーブルＳＴＡ２２が使用される。天候が曇りや雨などの場合は、スケジュールテーブルＳＴＡ２３が使用される。
【０２７８】
スケジュールテーブルＳＴＡ２１について説明する。太陽光発電装置３からの出力（電圧Ｖ３）を処理する３台の変換部（変換部１００ａ、変換部２００ａおよび変換部３００ａ）のうち、それぞれの時間帯においてオンできる最大数が、スケジュールテーブルＳＴＡ２１に記述される。風力発電装置４からの出力（電圧Ｖ４）を処理する３台の変換部（変換部１００ｂ、変換部２００ｂおよび変換部３００ｂ）のうち、それぞれの時間帯においてオンできる最大数が、スケジュールテーブルＳＴＡ２１に記述される。バイオマス発電装置５からの出力（電圧Ｖ５）を処理する３台の変換部（変換部１００ｃ、変換部２００ｃおよび変換部３００ｃ）のうち、それぞれの時間帯においてオンできる最大数が、スケジュールテーブルＳＴＡ２１に記述される。
【０２７９】
スケジュールテーブルＳＴＡ２２について説明する。台風が通過する前後は、風力が強い。このため、スケジュールテーブルＳＴＡ２２では、風力発電装置４の出力（電圧Ｖ４）を処理する変換部が可能な限り多く使用できるように、最大数（例えば、３）が設定される。さらに、台風が通過した後は、太陽光発電装置３の出力（電圧Ｖ３）を処理する変換部が通常と同様に使用できるように、最大数が設定される。
【０２８０】
スケジュールテーブルＳＴＡ２３について説明する。曇りや雨の日は、太陽光発電装置３の出力（電圧Ｖ３）は小さいと考えられる。このため、バイオマス発電装置５からの出力（電圧Ｖ５）を処理する３台の変換部（変換部１００ｃ、変換部２００ｃおよび変換部３００ｃ）のうち、オン可能な最大数を２として、電圧Ｖ５が使用されるようにしている。
【０２８１】
もちろん、スケジュールテーブルＳＴＡ２１、スケジュールテーブルＳＴＡ２２およびスケジュールテーブルＳＴＡ２３により示される数値は、オン可能な変換部の最大数であり、実際にオンされる変換部の数と必ずしも一致するとは限らない。実際にオンされる変換部の数は、各発電装置の出力等に応じて、適切に決定される。
【０２８２】
なお、第３の実施形態では、変換部１００が入力電圧の値を時分割に取得するものとして説明したが、これに限定されることはない。例えば、図２０に示すように、各コントロールユニットＣＵに対して接続される上位のコントローラを設けてもよい。上位のコントローラは、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって構成される。パーソナルコンピュータＰＣから、各コントロールユニットＣＵのＣＰＵ（例えば、ＣＰＵ１１０、ＣＰＵ２１０およびＣＰＵ３１０）のそれぞれに対して制御コマンドが送出される。各コントロールユニットＣＵのＣＰＵは、制御コマンドに応じて入力電圧の値（所定の変換部が有する電圧センサによって取得される値）を取得し、取得した入力電圧の値が９０Ｖより大きいか否かの判断を行うようにしてもよい。
【０２８３】
＜４．変形例＞
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は、上述した実施形態に限られることなく、種々の変形が可能である。上述した複数の実施形態における構成、動作、数値等は一例であり、例示した構成等に本開示の内容が限定されるものではない。
【０２８４】
本開示は、装置に限らず、方法、プログラム、記録媒体として実現することができる。
【０２８５】
なお、実施形態および変形例における構成および処理は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることができる。例示した処理の流れにおけるそれぞれの処理の順序は、技術的な矛盾が生じない範囲で適宜、変更できる。
【０２８６】
本開示は、例示した処理が複数の装置によって分散されて処理される、いわゆるクラウドシステムに対して適用することもできる。例示した処理が実行されるシステムであって、例示した処理の少なくとも一部の処理が実行される装置として、本開示を実現することができる。
【０２８７】
本開示は、以下の構成をとることもできる。
（１）
複数の第１の装置と、前記複数の第１の装置のそれぞれに対して接続される、少なくとも一の第２の装置とからなり、
前記第１の装置は、発電装置から供給される第１の電圧を、該第１の電圧の大きさに応じた第２の電圧に変換する変換部を複数、有し、
前記第２の装置は、蓄電部と、前記蓄電部に対する充電を制御する充電制御部とを有し、
前記複数の変換部のうち、少なくとも一の変換部から出力される第２の電圧が前記第２の装置に供給され、
前記充電制御部は、前記第２の電圧の変動に応じて、前記蓄電部に対する充電を制御する
制御システム。
（２）
前記変換部は、前記第１の電圧が大きくなる場合に前記第２の電圧が大きくなるように、前記第１の電圧を変換し、前記第１の電圧が小さくなる場合に前記第２の電圧が小さくなるように、前記第１の電圧を変換する（１）に記載の制御システム。
（３）
前記充電制御部は、前記第２の電圧が大きくなる場合に、前記蓄電部に対する充電レートを引き上げ、前記第２の電圧が小さくなる場合に、前記蓄電部に対する充電レートを引き下げる（１）または（２）に記載の制御システム。
（４）
前記複数の変換部ごとに、異なる発電装置から異なる前記第１の電圧が供給される（１）乃至（３）のいずれかに記載の制御システム。
（５）
前記発電装置は、太陽光発電装置、風力発電装置およびバイオマス発電装置のうちの少なくとも一の発電装置である（１）乃至（４）のいずれかに記載の制御システム。
（６）
前記第２の装置は、前記第１の装置に対して着脱自在とされる（１）乃至（５）のいずれかに記載の制御システム。
（７）
前記第１の電圧が所定のラインを介して前記第２の装置に供給される（１）乃至（６）のいずれかに記載の制御システム。
（８）
前記変換部は、前記第１の電圧の値を取得するセンサを有する（１）乃至（７）のいずれかに記載の制御システム。
（９）
前記充電制御部は、前記第２の電圧の値を取得するセンサを有する（１）乃至（８）のいずれかに記載の制御システム。
（１０）
前記第１の装置と前記第２の装置との間で通信が可能とされる（１）乃至（９）のいずれかに記載の制御システム。
【符号の説明】
【０２８８】
１・・・システム
３・・・太陽光発電装置
４・・・風力発電装置
５・・・バイオマス発電装置
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ・・・変換部
１０１ｂ、１４２ｂ・・・電圧センサ
１４０・・・充電制御部
１１０、１４５、２１０、３１０・・・ＣＰＵ
ＣＵ・・・コントロールユニット
ＢＵ・・・バッテリユニット
Ｂａ・・・バッテリ
Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５、Ｖ１０・・・電圧
Ｌ１０・・・電力ライン
ＳＴＡ・・・スケジュールテーブル
【図１】
2013175702.tif 000003
【図２】
2013175702.tif 000004
【図３】
2013175702.tif 000005
【図４】
2013175702.tif 000006
【図５】
2013175702.tif 000007
【図６】
2013175702.tif 000008
【図７】
2013175702.tif 000009
【図８】
2013175702.tif 000010
【図９】
2013175702.tif 000011
【図１０】
2013175702.tif 000012
【図１１】
2013175702.tif 000013
【図１２】
2013175702.tif 000014
【図１３】
2013175702.tif 000015
【図１４】
2013175702.tif 000016
【図１５】
2013175702.tif 000017
【図１６】
2013175702.tif 000018
【図１７】
2013175702.tif 000019
【図１８】
2013175702.tif 000020
【図１９】
2013175702.tif 000021
【図２０】
2013175702.tif 000022
【国際調査報告】
2013175702.tif 000023
2013175702.tif 000024
2013175702.tif 000025