(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の電力線に接続する接続部と、
他の電力変換装置と通信する通信部と、
前記第1の電力線の通電状態の変化を検出する電気検知部と、
前記電気検知部と、前記通信部とを用いて、前記第1の電力線に接続されている他の電力変換装置を特定する制御部と、を備え、
前記通信部は、前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から、前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させるとの予告を受信し、あるいは、前記第１の電力変換装置との間で前記第１の電力変換装置が前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させることの合意を形成する通信を行い、
前記制御部は、前記通信部により前記予告が受信された後、あるいは前記合意が形成された後、前記電気検知部により前記第1の電力線の通電状態の変化が検出されたかに応じて、前記第1の電力変換装置が前記第1の電力線に接続されているかを決定する
電力変換装置。
【請求項２】
第1の電力線に接続する接続部と、
他の電力変換装置と通信する通信部と、
前記第1の電力線の通電状態の変化を検出する電気検知部と、
前記電気検知部と、前記通信部とを用いて、前記第1の電力線に接続されている他の電力変換装置を特定する制御部と、を備え、
前記通信部は、前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置に、前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させることの要請を送信し、
前記制御部は、前記通信部により前記要請が送信された後、前記電気検知部により前記第1の電力線の通電状態の変化が検出されたかに応じて、前記第1の電力変換装置が前記第1の電力線に接続されているかを決定する
電力変換装置。
【請求項３】
第1の電力線に接続する接続部と、
他の電力変換装置と通信する通信部と、
前記第1の電力線の通電状態を変化させる電気変動部と、
前記電気変動部と、前記通信部とを用いて、前記第1の電力線に接続されている他の電力変換装置を特定する制御部と、を備え、
前記通信部は、前記第1の電力線の通電状態を変化させるとの告知を前記他の電力変換装置に送信し、
前記電気変動部は、前記通信部による告知の送信と同時またはその後に、前記第1の電力線の通電状態を変化させ、
前記制御部は、前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態の変化の検出が報告された場合、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定する
電力変換装置。
【請求項４】
第1の電力線に接続する接続部と、
他の電力変換装置と通信する通信部と、
前記第1の電力線の通電状態の変化を検出する電気検知部と、
前記電気検知部と、前記通信部とを用いて、前記第1の電力線に接続されている他の電力変換装置を特定する制御部と、を備え、
前記電気検知部は、前記第1の電力線の通電状態の変化を検知し、
前記制御部は、前記電気検知部により前記通電状態の変化が検知された後に、前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態を変化させたとの告知を前記通信部が受信した場合は、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定する
電力変換装置。
【請求項５】
第1の電力線に接続する接続部と、
他の電力変換装置と通信する通信部と、
前記第1の電力線の通電状態を変化させる電気変動部と、
前記電気変動部と、前記通信部とを用いて、前記第1の電力線に接続されている他の電力変換装置を特定する制御部と、を備え、
前記電気変動部は、前記第1の電力線の通電状態を変化させ、
前記通信部は、前記電気変動部により前記通電状態が変化させられた後、前記通電状態を変化させたとの告知を、前記他の電力変換装置に送信し、
前記制御部は、前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態の変化の検出が報告された場合、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定する
電力変換装置。
【請求項６】
第1の電力線に接続する電力変換装置が実行する方法であって、
他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から、前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させるとの予告を受信し、あるいは、前記第１の電力変換装置との間で前記第１の電力変換装置が前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させることの合意を形成する通信を行うステップと、
前記予告が受信された後、あるいは前記合意が形成された後、前記第1の電力線の通電状態の変化が検出されたかに応じて、前記第1の電力変換装置が前記第1の電力線に接続されているかを決定するステップと
を備えた電力接続検査方法。
【請求項７】
第1の電力線に接続する電力変換装置が実行する方法であって、
他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置に、前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させることの要請を送信するステップと、
前記要請が送信された後、前記第1の電力線の通電状態の変化が検出されたかに応じて、前記第1の電力変換装置が前記第1の電力線に接続されているかを決定するステップと
を備えた電力接続検査方法。
【請求項８】
第1の電力線に接続する電力変換装置が実行する方法であって、
前記第1の電力線の通電状態を変化させるとの告知を他の電力変換装置に送信するステップと、
前記告知の送信と同時またはその後に、前記第1の電力線の通電状態を変化させるステップと、
前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態の変化の検出が報告された場合、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定するステップと
を備えた電力接続検査方法。
【請求項９】
第1の電力線に接続する電力変換装置が実行する方法であって、
前記第1の電力線の通電状態の変化を検知するステップと、
前記通電状態の変化が検知された後に、他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態を変化させたとの告知を受信した場合は、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定するステップと
を備えた電力接続検査方法。
【請求項１０】
第1の電力線に接続する電力変換装置が実行する方法であって、
前記第1の電力線の通電状態を変化させるステップと、
前記通電状態が変化させられた後、前記通電状態を変化させたとの告知を、他の電力変換装置に送信するステップと、
前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態の変化の検出が報告された場合、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定するステップと
を備えた電力接続検査方法。
【請求項１１】
第1の電力線に接続する電力変換装置に実行させるプログラムであって、
他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から、前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させるとの予告を受信し、あるいは、前記第１の電力変換装置との間で前記第１の電力変換装置が前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させることの合意を形成する通信を行うステップと、
前記予告が受信された後、あるいは前記合意が形成された後、前記第1の電力線の通電状態の変化が検出されたかに応じて、前記第1の電力変換装置が前記第1の電力線に接続されているかを決定するステップと
を備えたプログラム。
【請求項１２】
第1の電力線に接続する電力変換装置に実行させるプログラムであって、
他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置に、前記第1の電力変換装置が接続されている電力線の通電状態を変化させることの要請を送信するステップと、
前記要請が送信された後、前記第1の電力線の通電状態の変化が検出されたかに応じて、前記第1の電力変換装置が前記第1の電力線に接続されているかを決定するステップと
を備えたプログラム。
【請求項１３】
第1の電力線に接続する電力変換装置に実行させるプログラムであって、
前記第1の電力線の通電状態を変化させるとの告知を他の電力変換装置に送信するステップと、
前記告知の送信と同時またはその後に、前記第1の電力線の通電状態を変化させるステップと、
前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態の変化の検出が報告された場合、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定するステップと
を備えたプログラム。
【請求項１４】
第1の電力線に接続する電力変換装置に実行させるプログラムであって、
前記第1の電力線の通電状態の変化を検知するステップと、
前記通電状態の変化が検知された後に、他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態を変化させたとの告知を受信した場合は、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定するステップと
を備えたプログラム。
【請求項１５】
第1の電力線に接続する電力変換装置に実行させるプログラムであって、
前記第1の電力線の通電状態を変化させるステップと、
前記通電状態が変化させられた後、前記通電状態を変化させたとの告知を、他の電力変換装置に送信するステップと、
前記他の電力変換装置のうちの１つである第1の電力変換装置から前記通電状態の変化の検出が報告された場合、前記第1の電力線に前記第1の電力変換装置が接続されていることを決定するステップと
を備えたプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置、電力接続検査方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置が通信機能を搭載し、複数の電力変換装置同士での自律協調型制御を適用することで、電力変換装置の設置場所の柔軟性を確保しながら、電力変換装置の増設時やメンテナンス時を含めた全自動での容量アップが可能となるシステムを想定する。
【０００３】
このとき、例えば、複数台の電力変換装置を並列的に運転させ、電力の出力増を図る場合は、電源位相機能を考慮する必要がある。電源位相の目的は、交流側出力における横流(起電力の差によって流れる無効横流、起電力の位相差によって流れる同期横流、起電力の波形差によって流れる高調波横流)発生を防止することであるが、まず、どのような特性の電力変換装置が何台どのように電力線を介して接続しているかの把握が必須となる。
【０００４】
従来、複数の電力変換装置を光通信により並列動作させ、限流リアクトルを用いずに、電源位相を実施する方法が知られている。
【０００５】
また、親機が複数子機と電力線通信を用いて通信するとともに給電する配線システムに関し、親機は通信によって子機の接続台数を把握する方法が知られている。しかし構成は1台の親機と複数の子機という構成に限られている他、配線は予め設置されたものを想定している。稼働開始後に子機の台数が変更されるケースは想定されておらず、接続している子機の個体判別もなされていない。また通信には電力線通信を用いているが、ユースケースによって、電力線通信はノイズと通信信号との分離が難しい場合がある。
【０００６】
また、1台の電力ルータに対してデバイスがプラグアンドプレイで接続する方法が開示されているが、複数の電力ルータでの連携は想定されておらず、配線も固定的である。
【０００７】
このように、事前に配線された電力線に接続する親機と子機という限定的な接続条件下において、複数の電力変換装置の電力線接続情報を自動で取得する方法や、単体の電力変換装置を用いたプラグアンドプレイの方法は知られていた。しかし事前の配線によらず、運転開始後にも構成台数や接続箇所が変更される電力変換装置グループにおける電力接続情報を自動取得する方法は開示されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2003-348851号公報
【特許文献２】特許登録第3922296号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Jianhua Zhang, Wenye Wang, Subhashish Bhattacharya, Architecture of Solid State Transformer-based Energy Router and Models of Energy Traffic, Innovative Smart Grid Technologies (ISGT), 2012 IEEE PES.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、従来技術では複数電力変換装置同士が、電力線を介してどのように接続されているのかの情報を事前配線に依らずには自動で取得できないという課題があった。
【００１１】
本発明の実施形態は、上記従来技術の課題を解決するためのものであって、電力変換装置群の接続構成が変動した場合でも、電力変換装置間の電力接続関係を自動的に取得可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明の一態様としての電力変換装置は、接続部と、通信部と、電気検知部および電気変動部のうちの少なくとも一方と、制御部とを備える。
【００１３】
前記接続部は、第1の電力線に接続する。
【００１４】
前記通信部は、他の電力変換装置と通信する。
【００１５】
前記電気変動部は、前記第1の電力線の通電状態を変化させる。
【００１６】
前記電気検知部は、前記第1の電力線の通電状態の変化を検出する。
【００１７】
前記制御部は、前記電気変動部および前記電気検知部の少なくとも一方と、前記通信部とを用いて、前記第1の電力線に接続されている他の電力変換装置を特定する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係わる全体のシステム構成図。
【図２】本発明の実施形態に係わる蓄電池システム構成図。
【図３】本発明の実施形態に係わるEVシステム構成図。
【図４】本発明の実施形態に係わる複数の電力変換装置によるシステム構成図。
【図５】本発明の実施形態に係わる電力変換装置同士の接続形態を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係わる電力変換装置の構成図。
【図７】本発明の実施形態に係わる階層構成情報、通信接続情報、電力接続情報を示す図。
【図８】電力変換装置群が系統に接続されている場合の接続構成を示す図。
【図９】電力変換装置群が系統に接続されていない場合の接続構成を示す図。
【図１０】接続検査の方法1を説明するための図。
【図１１】接続検査の方法2を説明するための図。
【図１２】接続検査の方法3-1を説明するための図。
【図１２Ａ】接続検査の方法3-2を説明するための図。
【図１３】接続検査の方法4を説明するための図。
【図１４】接続検査の方法5を説明するための図。
【図１５】接続検査の方法6を説明するための図。
【図１６】接続検査の方法1を説明するための図。
【図１７】電力変換装置同士が電力線以外の媒体で通信する様子を示す図。
【図１８】本発明の実施形態に係わる電力変換装置の構成図。
【図１９】本発明の実施形態に係わる電力変換装置の変形例を示す図。
【図２０】電力変換装置の具体例を示す図。
【図２１】電力変換装置の具体例を示す図。
【図２２】電力変換装置間での機器識別情報および検査信号のやり取りを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図1に本発明の実施形態におけるシステム構成を提示する。電力系統網上には、発電所(給電指令所)11、自然エネルギー発電装置12、蓄電池システム13、EMS(Energy Management System)14が設置されている。また、家庭やビル等の需要家側には、スマートメータ21、蓄電池システム22、32、EV(Electric Vehicle)システム23、需要家側EMS24、34等が設置されている。家庭用の需要家側EMS24はHEMS(Home Energy Management System)、ビル用の需要家側EMS34はBEMS(Building Energy Management System)と呼ばれ構内のエネルギー量を管理する。また、自然エネルギー発電装置25や蓄電池システム22、32には、直流/交流を変換するインバータが接続されている。インバータは、本実施形態で扱う電力変換装置の一形態であり、インバータ以外にも後述するように種々の形態が考えられる。
【００２１】
発電所(給電指令所)11は、火力や原子力等の燃料源によって大容量の電力を生成し、送配電網を通じて家庭やビル、工場等の需要家側に電力を供給する。本明細書では発電所11から需要家に至る送配電網を総称して電力系統網と呼ぶものとする。
【００２２】
自然エネルギー発電装置12は、風力や太陽光といった自然界に存在するエネルギーを元に電力を生成して、発電所と同様に送配電網を通じて電力系統網から需要家に電力を供給する。自然エネルギー発電装置12を電力系統網に設置することで、発電所の負担を減らして効率的に運用させることが出来る。
【００２３】
この中で蓄電池システム13は、発電所11や自然エネルギー発電装置12が生成した余剰電力を貯蔵する役割を持つ。
【００２４】
また、EMS14は、こうした発電所11や自然エネルギー発電装置12の供給電力と、需要家側で消費する負荷電力を含めた電力システム全体の安定化を、電力網及び通信網双方を活用して制御する役割を担当する。
【００２５】
スマートメータ21は、需要家側の構内で消費された電力量を計測し、定期的に電力事業者の管理サーバに計測値を通知する。一般に当該管理サーバはMDMS(Metering Data Management System)と呼ばれるが、図1中では図示を省略している。前述のEMS14はMDMSと連携して、需要家側の負荷電力の総量を算出することが出来る。
【００２６】
需要家の構内に設置された蓄電池システム22は、電力事業者の系統網から供給された電力、あるいは構内の自然エネルギー発電装置25が生成した電力を貯蔵する。EVシステム23は充電器を介して車載電池に電力を貯蔵する。
【００２７】
HEMSは家庭内の電力消費量を、BEMSはビルや工場内の電力消費量を、調整制御する。本発明の実施形態は家庭だけではなく、前述したように、ビルや工場においても同様に実施出来る。この場合、家庭用のHEMSの代替役として、ビル構内ではBEMS、工場ではFEMS(Factory Management System)が、構内の電力消費量を調整制御することになる。
【００２８】
蓄電池システム13における電力事業者の系統側の用途としては、系統の周波数や電圧などの電気の品質を維持するために、瞬間的な負荷変動に応じて秒単位で出力調整を行い、系統を安定させるアンシラリーサービス(短周期制御)と呼ばれる機能実現のために蓄電池システムが活用される。
【００２９】
また、家庭やビル等の需要家側の蓄電池システム22の用途として、単価の安い夜間電力を貯蔵することで、昼間の電力利用が集中する時間帯の融通を行うピークシフト(日間運用)と呼ばれる機能を実現することもある。
【００３０】
ここで、電力変換装置は、蓄電池又は自然エネルギー発電装置が入出力する直流電力と、電力系統網の交流電力の間で電力の変換を行う。
【００３１】
図2及び図3に本実施形態に関わる電力変換装置の基本システム構成を示す。これらは図1のシステム構成の一部を詳細化したものである。図2に蓄電池システムの構成詳細、図3にEVシステムの構成詳細を提示する。蓄電池システム41は定置型用途、EVシステム51は車載用途を主に想定しているが、この他、例えば、蓄電池システム41内の蓄電池42は、風力や太陽光発電等の自然エネルギー発電装置と置き換えても同様の仕組みを適用出来うる。
【００３２】
図2の蓄電池システム41は蓄電池(BMU: Battery Management Unit)42及び電力変換装置43で構成される。蓄電池システム41は通信網・電力網44を介して、電力系統網又は需要家構内に設置された各種EMS45に接続されている。電力変換装置43は、インバータやコンバータ、PCS(Power Conditioning System)とも呼ばれるもので、電力の入出力の変換や電圧量の調整を行う役割を持つ。蓄電池(BMU)42は、複数の電池セルに加え、電池パック内部の状態を管理する内部プロセッサを備えることで、電力変換装置43からの要求に基づき電力の充放電制御を実施する。蓄電池(BMU)42は電力変換装置43に対して、定格電圧や充放電時の最大電流値、充電率(SOC: State Of Charge)、寿命率(SOH: State Of Health)といった情報を通知する。
【００３３】
図2の例では、電力変換装置43は、蓄電池42との間では直流の電力を、電力網との間では交流の電力をやり取りする。電力変換装置43は、直流交流変換や電圧変動抑制を行うが、それらの機能自体は、装置外部に接続したプロセッサ上で実現することも考えられる。
【００３４】
また、蓄電池(BMU)42と電力変換装置43間の充放電制御及び情報通知の手順についても、CAN(Controller Area Network)を用いて実現する方法に加え、イーサネット等の有線通信媒体、あるいは無線LAN(Local Area Network)等の無線通信媒体、更には、製品を販売するベンダが独自定義した電気信号線を用いて実現する方法が考えうる。ただし本発明の実施形態はいずれかの通信手段で限定されるものではない。
【００３５】
図2の蓄電池システム41における電力変換装置43は、通信機能を備え、電力系統網又は需要家構内に設置された各種EMS45と通信する。一般に蓄電池は自然放電する特徴を備えることから、EMS45は蓄電池システム41から、SOCやSOH等の情報を取得することで、時々刻々と変化する状態を適切に監視し、充放電制御の指示を行うことが出来る。
【００３６】
尚、電力変換装置43を介した電力入出力を、充放電と表記する場合もある。これは、蓄電池(BMU)42のみならず、風力や太陽光発電等の自然エネルギー、電力系統網との間でやり取りする電力も本発明の実施形態の対象となることを意味している。電力変換装置の集合で構築された電力システムでは、電力変換装置が電力の入出力の方向をスイッチする役目も担うが、これについては後述の図4で詳細に説明する。
【００３７】
図3のEVシステム51は、図2の蓄電池システム41と類似した構成であるが、蓄電池52に接続して動作する第1の電力変換装置53の他に、充電器として動作する第2の電力変換装置54が存在する点が異なる。EVシステム51は通信網・電力網55を介して、電力系統網又は需要家構内に設置された各種EMS56と接続されている。
【００３８】
図3のEVシステム51における蓄電池52に接続した電力変換装置53は、蓄電池(BMU)52と電力変換装置(充電器)54間の電力及び通信情報の中継を行う。この場合、電力変換装置53は、電力系統網上又は需要家構内の各種EMSと通信するための通信能力を必ずしも有する必要はない。図2の蓄電池システム41における電力変換装置43における交流/直流の変換機能は、図3の例では電力変換装置54である充電器側に移行されている。すなわち、図3の構成では、電力変換装置53は直流/直流変換、電力変換装置54が直流/交流変換を実施する。だが、本発明の第1の実施形態を実現するための具体的手順は、図2及び図3双方で共通である他、EVシステム51の役割を蓄電池システム41と同様の役割に定義することも出来る。また、蓄電池(BMU)52に対する充放電に係わるアルゴリズム処理は、複数の形態がある。具体的に、電力変換装置53に集約する形態、電力変換装置(充電器)54に集約する形態、需要家構内のHEMS/BEMS、電力系統網のEMSに集約する形態等がある。しかしながら、いずれの形態を用いても、本発明の実施形態は同様の枠組みで実現することが出来る。
【００３９】
図4に本発明の第1の実施形態に係わる複数の電力変換装置によるシステム構成図を示す。このようなシステム構成は、電力系統側および需要家側にいずれに配置することも可能である。
【００４０】
複数の複数の蓄電池(あるいは自然エネルギー発電装置)を組み合わせて、1つの電力ユニットの集合を形成する場合、同集合体には、ローカルコントローラ、電力変換装置(AC/DC又はDC/DC)、蓄電池等が1ないし複数含まれることになる。図の例では、同集合体となる電力システム61に、ローカルコントローラ62、電力変換装置(AC/DC又はDC/DC)63−1、63−2、65、64−1〜64−α、蓄電池67、66−1〜66−α等が示されている。なお図4に示す各要素のブロック間を結合する線は、各要素間の階層構造を模式的に示すものであって、実際の電力線の接続関係とは必ずしも一致していない。
【００４１】
このような集合体61の場合、外部の各種EMS68とローカルコントローラ62(ローカルコントローラ自体は省略可能)間の通信は図2や図3の例に相当し、ESM68またはローカルコントローラ62が、制御主体として、有効電力/無効電力の制御、電力分担の制御等の電力アプリケーションを実現する。EMS68とローカルコントローラ62は、上位制御装置の一例に相当する。複数の電力変換装置で通信を行う場合は、複数台の電力変換装置を並列的に運転させ、電力の出力増を図るための電源位相の制御等の電力アプリケーションを実現することが出来る。図4の例では、各電力変換装置65、64−1〜64−αの入出力がAkWだとして1+α個並列運転させることで、A×(1+α)kWの電力入出力を図ることができる。
【００４２】
電力系統網のような大きな電力信号に接続する場合、電力変換装置は特に通信網を介して同期のための情報を交換する必要はなく、電気的特性から当該電力網の信号に徐々に同期する特徴がある。しかしながら、図4に示すように、入出力する電力量の規模が同程度で複数台が一斉に動作する場合は、どこに同期するかの情報を、通信網を介してやり取りしないと、電力変換装置のユーザーが意図した電力入出力が行われない課題がある。尚、図4に示すように、電力変換装置（図4の例では電力変換装置63−1）に表示端末69を通信接続することで、データモニタや異常通知、パラメータ調整の電力アプリケーションも実現出来る。
【００４３】
尚、電力系統網側では、瞬間的な負荷変動に対応するために、各々の蓄電池がアンシラリーサービスと呼ばれる機能に対応することが一般的である。この場合、発電所に匹敵する大規模の蓄電容量を確保する必要があることから、図4のように、電力変換装置に接続された分散型電源(蓄電池/自然エネルギー発電装置)を、複数設置することが望ましい。一方、需要家側でも、単価の安い夜間電力を貯蔵することで、昼間の電力利用が集中する時間帯の融通を行うために、ピークシフトと呼ばれる機能を持つことが一般的である。これに加え、需要家側に一定のインセンティブを与える条件の下、電力事業者が需要家側に設置された蓄電池や自然エネルギーの電力を利用するという活用形態を適用することも考えられる。これらの用途において、利用者が複数に跨る場合は、電力貯蔵と電力融通が同時に発生するため、複数の制御主体と非制御主体が混在するシステム形態も想定される。
【００４４】
図5に、本発明の実施形態における複数の電力変換装置間の接続関係に関する概念図を提示する。同図の例に示すように、電力変換装置は用途によって異なるアプリケーション(電源位相、電力分担)を実現することが出来る。更に、電力変換装置間で、通信面の接続関係と電力面の接続関係は1対1に対応しない場合がある。
【００４５】
例えば、複数の電力変換装置の集合をS、Sの部分集合S1とS2(S1∪S2= S、S1∩S2=0)と定義する。Si(i=1,2)の電力変換装置は、各々電力網P_iと通信網C_iに接続しているとする。図5に示すように、これら2つの電力変換装置間で、通信面と電力面の接続関係は、合計で4種類存在する。
【００４６】
すなわち、［1］電力面の接続あり（○）、通信面の接続あり（○）、［2］電力面の接続なし（×）、通信面の接続あり（○）、［3］電力面の接続あり（○）、通信面の接続あり（×）、［4］電力面の接続なし（×）、通信面の接続なし（×）である。
【００４７】
これら4つの状態の各々に応じて、複数の電力変換装置間で、協調して電力の融通ができるかを考える。例えば、通信面での接続関係が成立していても、電力面で接続関係がない場合、2台の電力変換装置が、同じ電力母線に接続していないことから、電力分担および電源位相に向けた同期処理は必要がなくなる。さらに言えば、これら2台の間に電力の分担運転が計画されてしまうと、電力システムにおける適切な制御が困難となり得る。たとえば、2台の電力変換装置間でマスター・スレーブを決定した後に、マスターとされた電力変換装置が、さらに上位装置から所定電力の出力指令を受けて、スレーブとされた電力変換装置に対し電力分担指示（たとえば当該所定電力の1／2の電力を、マスターに送るよう指示）しても、スレーブとされた電力変換装置は、実際にはマスターと同じ電力母線に接続されていないから、要求された電力をマスターに出力できない。このため、マスターは、指示を出したスレーブから、要求した電力を受けることができず、上位装置からの指示を適切に実行できないこととなる。
【００４８】
図6に本発明の第1の実施形態における電力変換装置の構成例を提示する。前述のように電力変換装置は、図4の電力システムにおける電力変換装置に相当する。あるいは、図2の蓄電池システムにおいて蓄電池(BMU)と接続する電力変換装置に相当する。あるいは、図3のEVシステムにおいて蓄電池(BMU)と接続する電力変換装置53、充電器に接続する電力変換装置54に相当する。この他、太陽光発電や風力発電等の自然エネルギー発電装置に接続する場合にも同様に、本発明の実施形態を適用出来る。図6に示す構成は、電力変換装置のうち特に、交流／直流間、交流間、または直流間の電力変換を行うインバータの電力変換にかかわる部分と、他装置との協調動作部にかかわる部分の構成が示されている。
【００４９】
通信機能を有する複数の電力変換装置が自律協調的にふるまい、必要に応じてマスター/スレーブの関係を決定することで、設置場所の柔軟性を確保しながら、増設時やメンテナンス時に、自動での容量増と分散型電源の充放電電力スループット総量維持が可能となる。図6の構成の一部あるいは全部は電力変換装置への適用に限定されることはなく、EMSやローカルコントローラ等にも同様に適用して実施可能であることは言うまでもない。
【００５０】
図6の電力変換装置は、電力入力部（電力接続部）71、電力変換部72、電力出力部（電力接続部）73、構成情報記憶部74、自律協調制御部75、通信部76とで構成される。電力入力部71および電力出力部73はそれぞれ電力線に接続され、電力線を介して他の装置（他の電力変換装置、コントローラ、EMS、蓄電池、自然エネルギー発電装置等の放電装置等）と接続されている。
【００５１】
電力入力部71、電力変換部72、電力出力部73の役割は、具体的には、直流/交流、直流/直流や交流/交流の電力変換、電力の周波数監視と調整、電圧の変動検出と調整等の役割を担う。同図の例では、電力入力部71、電力出力部73が各々複数存在しているが、実際の実施においては各々1つでも問題ない。
【００５２】
実際の実施においては、電力変換装置が蓄電池(BMU)に接続する場合は、蓄電池(BMU)からの電力を電力線を介して電力入力部71に入力する場合と、電力網から入力した電力を電力出力部73から電力線を介して蓄電池(BMU)側に出力する場合との2つの方法がある。電力入力部/電力出力部は、各々物理的な回路としては別個に用意する方法の他、同じ回路で共通して用意する方法が考えられる。これにより、電力変換装置は、自然エネルギー発電装置や蓄電池(BMU)に対する充放電制御を実施する。
【００５３】
本発明の実施形態においては、充放電制御時の電力量とは、単位ワット時間(Wh: Watt hour)で示される電力量の他に、単位アンペア時間(Ah: Ampere hour)で示される電流量、及び単位ボルト時間で示される電圧量(Vh: Volt hour)各々を用いても同様に実施することが出来る。
【００５４】
構成情報記憶部74は、図7に示すように、階層構成情報、通信接続情報、電力接続情報の3種類の情報を記憶する。当該記憶部に格納する情報はこれら3種類以外を用いることも出来る。
【００５５】
階層構成情報は、当該電力変換装置から見て、マスター（親）となる装置、スレーブとなる装置の情報を示すものである。図7の例で、左側の電力変換装置がマスター（M）、右側の電力変換装置がスレーブ（S）のように記載される。
【００５６】
通信接続情報は、2装置間で直接通信を行うことが可能な否かを識別するための情報である。具体的には、通信接続情報は、有線通信の場合は結線状態、無線通信の場合は無線伝搬範囲状態を表す。通信接続情報は解釈を拡大して、いずれかの装置を中継して通信接続することが可能な場合も含めることが出来る。
【００５７】
電力接続情報は、2装置間での電力線の結線状態、すなわち同一の母線を共有しているかの状態情報である。これらは直流による結線、交流による結線等、装置間でやり取りする電力の形態毎に複数管理することも考えられる。例えば、マスター/スレーブを決定するための具体的装置種別に相当するものは、交流/交流(AC/AC)、交流/直流(AC/DC)、直流/直流(DC/DC)等の情報がある。本実施形態は、電力変換装置群の電力接続関係を自動的に取得することを特徴の１つとしている。
【００５８】
ここで、電力変換装置は、電力変換の機能毎に物理的な装置構成を分けることも、機能を共通化することも考えうる。例えば、機能を共通化させる場合、電力変換装置は、交流/直流(AC/DC)変換の振る舞いも、直流/直流(DC/DC)変換の振る舞いも出来る。この時、電力特性情報の表現は、取りうる電力変換の機能を全て記載する方法や、実際に電力線に接続して電力を入出力する際に決定される役割に対応させて記載する方法が考えられる。交流用の母線(母線上の装置)に少なくとも1以上接続されると共に、直流用の母線(母線上の装置)に少なくとも1以上接続される場合、当該電力変換装置の電力特性情報には交流/直流(AC/DC)のように記載される。いずれか1種類のみの場合は、交流/交流(AC/AC)や直流/直流(DC/DC)のように記載される。
【００５９】
図6の自律協調制御部75は、他の装置に関する構成変更（たとえば装置が追加／離脱された、装置の機能の追加／削除／停止／再開等）の検出を行い、構成情報記憶部74における階層構成情報、通信接続情報、電力接続情報の更新を行うと共に、電力の入力と出力を管理する。また、電力接続情報に基づき、同一の母線に接続されている電力変換装置間で、それぞれマスター・スレーブのいずれとして動作するかの役割を決定することも行う。
【００６０】
図6の通信部76は、階層構成情報や通信接続情報、電力接続情報を通信メッセージとして生成し、EMSやローカルコントローラ、他の電力変換装置と通信網を介して送受信する役割を担う。通信部76は、通信メッセージを送受信する処理に加えて、通信媒体としての第1の通信部と第2の通信部を備える場合がある。
【００６１】
例えば第1の通信部は、光ファイバや電話線、イーサネット等の有線通信媒体の他、IEEE802.11、Bluetooth、ZigBee等の無線通信媒体によって実現される。本実施形態における通信媒体は特定の通信媒体に依存するものではない。電力変換装置は、EMSやローカルコントローラ、他の電力変換装置からの通信メッセージを第1の通信部を介して取得する。
【００６２】
その一方で、第2の通信部は、電力変換装置に接続された蓄電池(BMU)や自然エネルギー発電装置の固有の情報である特性情報(定格容量、充放電終始電圧、上限温度、下限温度、最大充放電電流、定格電圧等)を取得する他、動作中の計測情報/設定情報を取得する。蓄電池(BMU)が電力変換装置に接続された場合は、蓄電池(BMU)動作時の変動情報である計測情報(SOC、SOH、充放電電流、充放電電圧)を定期的に取得する。第2の通信部は蓄電池(BMU)の一般的なインターフェース規格であるCAN、あるいはイーサネット等の有線通信媒体、無線通信媒体、蓄電池システムの製造を手掛けるベンダが独自に規定した電気信号線によって実現することが出来るが、本発明の実施形態は、特定の媒体に依存するものではない。
【００６３】
また、電力変換装置に蓄電池を接続する場合、一般に内部電池セルは自然放電する特徴を持つことから、EMSやローカルコントローラ、他の電力変換装置にSOCやSOH等の情報を送信する際は、一度のみ送信すれば良いわけではない。電圧や電流等の情報と同様、値が時々刻々と変化する特徴を考慮して、適宜通知することが望ましい。また、電力変換装置は、蓄電池(BMU)への接続に限定されるものでなく、太陽光発電や風力発電、又は、これらと通信する各種EMSやローカルコントローラに適用可能である。
【００６４】
本実施形態に係る電力変換装置の特徴の1つは、電力変換装置群の電力接続構成が変更しても、自らと同一の条件の電力線と接している電力変換装置を特定して、電力変換装置同士の電力接続関係を自動的に把握可能にすることにある。これにより、電力変換装置群の電力接続構成が変更されても、前述した電力接続情報を自動的に更新し、当該情報の内容を正しい状態に維持できる。
【００６５】
図18は、電力変換装置において電力接続関係の自動取得に関わる部分の構成を示すブロック図である。
【００６６】
第1の接続部101は、電力線に接続し、第2の接続部102は、第1の接続部とは別の電力線に接続する。
【００６７】
通信部103は、他の電力変換装置と無線通信する。図17に、電力線で接続された２つの電力変換装置間で、無線通信を行っている様子を示す。無線通信の代わりに、有線ネットワークを利用した有線通信を用いてもよい。有線通信として、電力線通信を用いることも排除しない。電力線以外の通信線を用いる場合には、電力線通信で発生するノイズによる障害を回避することができる。ノイズ障害の回避のためには、電力線と異なる通信媒体を利用して通信を行う構成を採用するのがよい。
【００６８】
電力変換部104は、第1および第2の接続部の一方から入力された電力を変換して、他方の接続部から出力する。変換の例として、AC/AC変換、DC/DC変換またはAC/DC変換がある。
【００６９】
第1の電気変動部105は、第1の接続部101に接続される電力線の通電状態を変化させる。通電状態の変化として、当該電力線を非通電から通電の状態に変化させること、または当該電力線を通電する電気信号の特性を変化させることがある。特性の変化の例として、電流、電圧など電気を変動させること、負荷を変動（開放、短絡、特定のインピーダンスへの変更など）させること、または電流値や電圧値を既定の値から変動させることがある。第2の電気変動部106は、第1の接続部101に接続される電力線の通電状態を変化させる。変化のさせ方は、第1の電気変動部105の例と同様である。
【００７０】
第1の電気検知部107は、第1の接続部101に接続される電力線の通電状態の変化を検知する。通電状態の変化として、たとえば、当該電力線が非通電から通電に変化したこと、または当該電力線を通電する電気信号の特性が変化したことを検出する。第1の電気検知部105は、検知した情報を、検知した時刻に関連づけて、図示しない内部または外部の記憶部に記憶してもよい。通電状態の変化は、第1または第2の電気変動部で説明したのと同義である。第2の電気検知部106は、第2の接続部に接続される電力線の通電状態の変化を検知する。第2の電気検知部106は、検知した情報を、検知した時刻に関連づけて、図示しない内部または外部の記憶部に記憶する。
【００７１】
判定部109は、制御部110の制御の下、通信部103、電気検知部107、108、電気変動部105、106で得られる情報を利用して、第1の接続部101または第2の接続部102と同じ電力線に接続されている電力変換装置を特定する。
【００７２】
制御部110は、装置内の各部103〜109を制御することで、第1または第2の接続部と同じ電力線に接続されている電力変換装置を把握するための接続検査手続きを実行制御する。
【００７３】
図8または図9に示すような電力変換装置群の接続構成を例にして、本実施形態に係る電力変換装置による接続性検査手続きの具体例を説明する。図8は、電力変換装置群が系統に接続されている場合の構成を示す。図9は、電力変換装置群が系統に接続されていない場合の構成を示す。
【００７４】
図8において、電力変換装置（EMS）、電力変換装置A,B,C,D,Eが示され、これらは互いに無線通信可能である。電力変換装置（EMS）は、HEMSやBEMS等の需要家側のEMSであり、電力変換装置（EMS）は、第1の接続部において系統と接続されている。また、電力変換装置（EMS）は、第2の接続部において、家庭または工場等内の電力変換装置A,B,Cと、同一の母線（電力線）で接続されている。なお、電力変換装置（EMS）を系統側のEMSとし、電力変換装置A,B,Cが系統側のEMSに直接接続されているとしてもかまわない。また、本実施例はEMSの存在しない電力変換装置グループにも適用できる。
【００７５】
電力変換装置Aは、第1の接続部において電力変換装置（EMS）と同じ電力線に接続され、第2の接続部において別の電力線に接続されている。この電力線には蓄電池が接続されている。すなわち、電力変換装置Aは、蓄電池と同じ母線（電力線）に接続されている。
【００７６】
電力変換装置Bは、第1の接続部において電力変換装置（EMS）と同じ母線に接続され、第2の接続部において別の電力線に接続されている。この電力線には発電機が接続されている。すなわち、電力変換装置Bは、発電機と同じ母線（電力線）に接続されている。
【００７７】
電力変換装置Cは、第1の接続部において電力変換装置（EMS）と同じ母線に接続され、第2の接続部において別の電力線に接続されている。この電力線には負荷（照明等）が接続され、さらに別の電力変換装置Dも接続されている。つまり、電力変換装置C、Dと負荷は、同じ母線（電力線）に接続されている。
【００７８】
電力変換装置Eは、電力変換装置EMSおよび電力変換装置A、B、C、Dの群とは別の群に属する電力変換装置か、あるいは、いずれの電力線にも接続されておらず、単独で存在している電力変換装置である。たとえば、管理者が、電力変換装置Eを、まだいずれの電力線にも接続していない状況が考えられる。
【００７９】
図8では、電力変換装置A,B,Cが、系統側に電力変換装置（EMS）を介して接続、あるいは、系統側の電力変換装置（EMS）に直接、接続されていたが、図9の構成では、電力変換装置A,B,Cは、系統側には直接または間接に接続されていない。これ以外の条件は図9の構成は、図8の構成と同様である。
【００８０】
以下、図8または図9に示した接続構成を例にして、図18に示した電力変換装置が接続検査手続きを行って、自動的に電力接続関係を把握する具体的手順の例を説明する。
【００８１】
接続検査では、通信部103により他の電力変換装置との通信と、電力線に対する通電状態の変動とを利用するが、通信と通電状態の変動のいずれを先に行うか、あるいは同時に行うかで、大きく3つの場合に分けられる。
【００８２】
＜通信を先に行い、後から通電状態を変動する場合＞
通信を先に行う場合は、例えば、以下の2種類の方法1、2が考えられる。
【００８３】
［方法1］
1つめの方法では、電力変換装置が、先に通信によって自機が電力線に一定期間、検査信号を通電することを、周囲の電力変換装置に告知（予告）する。告知後に、当該電力変換装置が、当該電力線に検査信号の通電を行う。つまり、図22（A）に示すように、電力変換装置から自装置の機器識別情報を含む告知を送信し、その後、同一の電力変換装置から検査信号を電力線に出力する。告知と検査信号を受け取った電力変換装置は電力接続関係を把握できる。たとえば、図10に示すように、電力変換装置Bが、第1の接続部が接続されている電力線が通電していない状態で、自機が当該電力線に一定期間通電することを、周囲の電力変換装置に通信によって告知する。
【００８４】
告知を受け取った電力変換装置は、接続する電力線に対して、告知の期間内に待機し、当該電力線に通電が行われるかどうかを検査する。通電の検査には、電圧センサないし電流センサを用いることができる。たとえば電力変換装置Cは、第1の接続部に接続された電力線、第2の接続部に接続された電力線のそれぞれについて、通電が行われるかを検査する。なお、告知信号には告知元の電力変換装置の識別情報が含まれる。告知信号に、検査を行う接続部の指定を含め、その接続部のみについて検査する構成も可能である。告知信号は単に通電の予告であっても構わないし、関連する電力装置間で通電前に合意を形成するような通信であっても構わない。
【００８５】
一定期間内に通電を検知した電力変換装置は、告知を行った電力変換装置と電力線を介して接続されていることを把握できる。図10の例では、電力変換装置（EMS）、電力変換装置A,Cが、そのような電力変換装置に相当する。電力変換装置（EMS）は、第2の接続部において電力変換装置Bと同じ電力線に接続されていることを把握し、自身が保有する電力接続情報を更新する。
【００８６】
一定期間内に通電を検知しなかった電力変換装置は、告知を行った電力変換装置とは電力線を介して接続していないことを把握できる。図10の例では、電力変換装置D,Eがそのような電力変換装置に相当する。
【００８７】
また告知と検査信号を受け取った電力変換装置が検査信号を受け取ったことを示す信号を通信によって返信することで、検査信号発信元の電力変換装置も電力接続状況を把握することができる。また、上記の検査信号と返信の双方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の電力変換装置も電力接続関係を把握することができる。また、上記の告知と返信の両方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の通信機能を有した装置も、上記２つの電力変換装置間に電力接続関係があることを把握できる。
【００８８】
新たな電力接続関係を把握した電力変換装置は、周囲の電力変換装置に対して電力接続情報の更新を報告することが可能である。たとえば電力変換装置（EMS）と、電力変換装置A,Cは、電力変換装置Bと同じ電力線に接続されていることを新たに反映した電力接続情報を周囲に報告する。これにより、たとえば、電力変換装置Bでは、第1の接続部で、電力変換装置（EMS）と、電力変換装置A,Cと同じ電力線に接続されていることを把握できる。これに基づき、電力変換装置Bは、自身が保有する電力接続情報を更新できる。なお、周囲への報告の際は、更新後の電力接続情報すべてを送信する代わりに、更新された部分の情報のみを送信することも可能である。なお、電力変換装置D、Eも報告された情報を受信して、内部に記憶してもよい。
【００８９】
なお方法1〜5での通電による接続検査は、必ずしも協調運転開始前であることを前提とはしない。ただし協調運転に伴う電力交換が行われる前に検査を実施する場合は、電力線を通じて交換される検査信号は電圧のON/OFFなどの明快な（判別しやすい）信号を用いることができるため、検知が容易であるという利点がある。一方通電開始後に検査信号を交換する場合は、検査信号として特徴のある電気の変動（電圧や電流を規定値から変動させる、特徴ある波形の電圧を印加する、あるいは短絡、開放、インピーダンスを変動させるなど）を起こす。
【００９０】
以下、協調運転開始後に、通電中の電力線に検査信号を流す例を示す。
【００９１】
たとえば、図16に示すように、電力変換装置（EMS）が第2の接続部に接続されている電力線への出力の電圧を5V上昇させ、その電圧上昇の情報を周囲に広告する。電力変換装置Bが、その情報を受信し、その受信前一定期間内に、電圧が5V上昇していたかを検査する。なお、電力変換装置Bは、電力線における電圧等の状態を内部に記録している。電力変換装置Bは、5Vの電圧上昇を第1の接続部に接続された電力線で確認することで、電力変換装置（EMS）と同じ電力線に接続されていると判断する。具体的に、電力変換装置Bの第1の接続部が、電力変換装置（EMS）の第2の接続部と、同じ電力線を介して接続されていると判断する。ここでは電力変換装置Bについて述べたが、他の電力変換装置A、Cについても同様である。電力変換装置D,Eは、広告は受信できても、電圧変化は検出できず、電力変換装置（EMS）と同じ電力線に接続されていないと判断する。
【００９２】
このように、本方法は、負荷の変動の大きさや、変動の期間が、許容範囲内であれば、協調運転中にも有効な方法である。このため、運転開始後に電力結線の接続構成が変更される場合にも、運転を停止することなく、変更後の構成を把握することが可能である。
【００９３】
本方法および後述する方法2〜6は、いずれも通信と、通電の変動を組み合わせて、電力接続関係を取得する方法である。一旦得た電力接続情報は、以降電力線を用いず、通信によって他の電力変換装置に伝えることができる。これによって、より効率的に電力接続情報を共有することが可能である。
【００９４】
［方法2］
2つめの方法では、電力変換装置が、通信可能な電力変換装置1台を指定して通電を行うよう要請し、要請を受けた電力変換装置が電力線に通電を行う。つまり、図22（B）に示すように、電力変換装置から自装置および相手装置の機器識別情報を含む通信信号を送信し、その後、通信信号を受信した電力変換装置が、検査信号を電力線から出力する。通電前に通信によって通電要請を受領した旨の通信をしても良い。要請元の電力変換装置は、通信が可能であることはわかっているものの電力線を介して接続されているか不明な電力変換装置を、通電の要請先とする。
【００９５】
要請元の電力変換装置は、検査信号の通電を検知できた場合は、通電が検知された接続部に接続された電力線を介して、要請先の電力変換装置と接続されているものと判断する。一定期間内に検査信号が検知されなかった場合は、要請先と当該電力線を介した接続がなされていないものと判断する。
【００９６】
たとえば、図11に示すように、電力変換装置Bが、電力変換装置Cと通信可能であることは分かっているが、電力線を介して接続されているか不明であるため、電力変換装置Cに第1の接続部から通電を行うよう要請する。電力変換装置Bは、通電を検知できた場合は、通電が検知された接続部に接続された電力線を介して、要請先の電力変換装置Cと接続されているものと判断する。なお検査信号に、通電を行った電力変換装置の識別子を含めることも可能である。
【００９７】
パケットロス等の原因により、通電要請の通信が失敗してしまう場合に備えて、要請を受けた電力変換装置は、通電と並行して、要請を受容した旨の通信を行う必要がある。通電の要請と受容の通知は、要請元および要請先以外の電力変換装置にも受信可能なものとする。他の装置宛の通電要請を検出した電力変換装置（本例では電力変換装置（EMS）、電力変換装置A、D、E）は、通電を行わないようにする。
【００９８】
また要請を行った上で検査信号を受け取った電力変換装置が検査信号を受け取ったことを示す信号を通信によって返信することで、検査信号発信元の電力変換装置も電力接続状況を把握することができる。また、上記の検査信号と返信の双方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の電力変換装置も電力接続関係を把握することができる。また、上記の要請と返信の両方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の通信機能を有した装置も、上記２つの電力変換装置間に電力接続関係があることを把握できる。
【００９９】
要請先の電力変換装置C以外の電力変換装置も、検査信号の検知の有無によって、要請先の電力変換装置との電力線を介した接続の有無を、判断することができる。新たな電力接続関係を把握した電力変換装置は、周囲の電力変換装置に対して、自身の電力接続情報の更新を報告することが可能である。
【０１００】
＜通信と通電状態の変動を同時に行う場合＞
本方法（方法3）は、通電告知の通信と検査信号の通電を同時に行うことにより、接続検査を行うものである。通電と同時に自分の機器識別情報を広告する方法３−１と、通電と同時に受電した電力変換器に対して機器識別情報の返信を要求する方法３−２（この要求に自分の機器識別情報を含む必要はない）がある。
【０１０１】
方法３−１では、たとえば、電力変換装置が、通信によって通電を行う旨を周囲に告知すると同時に、検査信号の通電を開始する。つまり、図22（A）に示すように、電力変換装置から自装置の機器識別情報を含む告知を送信すると同時に、同一の電力変換装置から検査信号を電力線に出力する。告知を受け取った電力変換装置は、告知の受信から一定期間内の通電の検知の有無によって、告知元の電力変換装置と電力線を介して接続されているかを判断する。告知を受けた電力変換装置は通電を行うことを控えて待機し、通電の検知を試みる。
【０１０２】
図12に示す例では、電力変換装置Bが、通電の開始を周囲に告知する。電力変換装置A,Cは、電力線からの検査信号の通電を検知し、電力変換装置Bとの電力線での接続を把握する。電力変換装置A,Cは、電力変換装置Bに、通電を検知したとの返信を送ってもよい。つまり、告知と検査信号を受け取った電力変換装置が検査信号を受け取ったことを示す信号を通信によって返信することで、検査信号発信元の電力変換装置も電力接続状況を把握することができる。また、上記の検査信号と返信の双方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の電力変換装置も電力接続関係を把握することができる。また、上記の告知と返信の両方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の通信機能を有した装置も、上記２つの電力変換装置間に電力接続関係があることを把握できる。新たに電力接続関係を把握した電力変換装置A,Cは、周囲の電力変換装置に対して電力接続情報の更新を報告することが可能である。
【０１０３】
方法３−２では、たとえば、電力変換装置が、通信によって通電を行う旨の周囲への告知を返信要求を含めて送信（この告知に自分の機器識別情報を含む必要はない）すると同時に、検査信号の通電を開始する。告知を受け取った電力変換装置は、告知の受信から一定期間内の通電の検知の有無によって、告知元の電力変換装置と電力線を介して接続されているかを判断する。告知を受けた電力変換装置は通電を行うことを控えて待機し、通電の検知を試みる。通電を検知した電力変換装置は、通電を検知したとの返信を自分の機器識別情報を含めて広告する。
【０１０４】
図12Aに示す例では、電力変換装置Bが、通電の開始を周囲に告知する。告知信号には、通電を検知した電力変換装置に対する返信要求が含まれているが、自装置の機器識別情報は含まれていないとする。電力変換装置A,Cは、電力線からの検査信号の通電を検知し、通電を検知したとの返信を送る。告知と検査信号を受け取った電力変換装置が検査信号を受け取ったことを示す信号を通信によって返信することで、検査信号発信元の電力変換装置Bは電力接続状況を把握することができる。新たに電力接続関係を把握した電力変換装置Bは、周囲の電力変換装置に対して電力接続情報の更新を報告することが可能である。
【０１０５】
＜通電状態の変動を先に行い、後から通信を行う場合＞
以下の方法は、検査信号の通電を先に行い、その後で通信を行うことにより、接続検査を行うものである。以下に説明する方法以外の方法を用いることも可能である。
【０１０６】
［方法4］
方法4では、電力変換装置が検査信号の通電を行い、その後、通電を行った電力変換装置が、通電を行った旨の告知を周囲の電力変換装置に告知する。つまり、図22（A）に示すように、電力変換装置から検査信号の通電を電力線に行い、その後、検査信号の通電を行った当該装置が機器識別情報を含む告知を送信する。図13に示す例では、電力変換装置Aが、通電を行い、その後、通電を行った旨を周囲に告知している。
【０１０７】
検査信号を検知しかつ告知を受けとった電力変換装置は、告知元の電力変換装置と電力線を介して接続していることを把握できる。新たに電力接続関係を把握した電力変換装置は、周囲の電力変換装置に対して、電力接続情報の更新を報告することが可能である。図13の例では、電力変換装置EMSと、電力変換装置B,Cが、通電と告知の両方を受け取る電力変換装置に相当する。
【０１０８】
検査信号を検知しなかったが、告知を受け取った電力変換装置は、告知元の電力変換装置と電力線を介した接続を持たないことを把握できる。図13の例では、電力変換装置D,Eが、告知のみを受け取る電力変換装置に相当する。
【０１０９】
また告知と検査信号を受け取った電力変換装置が検査信号を受け取ったことを示す信号を通信によって返信することで、検査信号発信元の電力変換装置も電力接続状況を把握することができる。また、上記の検査信号と返信の双方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の電力変換装置も電力接続関係を把握することができる。また、上記の告知と返信の両方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の通信機能を有した装置も、上記２つの電力変換装置間に電力接続関係があることを把握できる。
【０１１０】
［方法5］
本方法では、電力変換装置が検査信号の通電を行い、その後、通電を検知した電力変換装置が、通電を検知した旨を広告する。つまり、図22（B）に示すように、電力変換装置が検査信号の通電を行い、その後、通電を検知した電力変換装置が、自分の機器識別情報を含む広告を送信する。
【０１１１】
検査信号の通電を行った電力変換装置は、通電を検知した電力変換装置からの広告を受ける準備を行う。通電を行った電力変換装置は、広告を受けた場合は、広告元の電力変換装置と電力線を介して接続していることを把握できる。また検査信号と通電を検知した旨の広告を受け取った電力変換装置が検査信号を受け取ったことを示す信号を通信によって返信することで、検査信号発信元の電力変換装置も電力接続状況を把握することができる。また、上記の検査信号と返信の双方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の電力変換装置も電力接続関係を把握することができる。また、上記の広告と返信の両方を監視することで、上記２つの電力変換装置以外の通信機能を有した装置も、上記２つの電力変換装置間に電力接続関係があることを把握できる。新たに電力接続関係を把握した電力変換装置は、周囲の電力変換装置に対して電力接続情報の更新を報告することが可能である。
【０１１２】
図14に示す例では、電力変換装置Aが通電を行い、広告を受ける準備を行う。電力変換装置Cが、通電を検知し、検知した旨の広告を送信する。電力変換装置Aが広告を受信することで、電力変換装置Cとの接続を確認できる。図示の例では、電力変換装置Cが広告を送信している状況を示しているが、電力変換装置（EMS）、電力変換装置Bも同様の行動を行うと考えられる。
【０１１３】
［方法6］
本方法では、電力変換装置が通電時（たとえば通常の運転時）、他装置から広告された電力線の電源情報（電圧値、周波数等）と、自装置の接続している電力線の電源情報とを照合して、他装置との電力接続関係を把握する。本方法では、方法1〜5で行う試験通電は不要である。たとえば、図22（C）に示すように、各電力変換装置は自分の機器識別情報と電源情報を含む広告を行い、また他の電力変換装置からの同様の広告を受信することで、各電力変換装置は他の電力変換装置との電力接続関係を把握する。電力線に検査信号を出力する必要はない。
【０１１４】
電力変換装置は、運転開始後に通電している状態で、自機の接続している電力線の電源情報を周囲の電力変換装置に広告する。広告を受け取った電力変換装置は、広告された電源情報が、自身が接続する電力線の電源情報と、合致するか否かに基づき、広告元の電力変換装置と当該電力線を介して接続しているか否かを把握する。一致する場合は、広告元の電力変換装置と接続していると判断する。なお、当該広告を受け取った電力変換装置も、当該電力線で通電している状態であってよい。
【０１１５】
同一の電源情報の内容の電力線が複数存在する場合は、誤った電力接続関係を取得してしまう可能性があるが、そのような可能性が否定できる場合は、本方法は、有効である。本方法は、運転開始後（通常の運転時）でも適用できる方法であるため、運転開始後に電力結線の構成が変更された場合にも、運転を停止することなく、変更後の構成を取得できる。
【０１１６】
本方法の具体例を示す。図15に示すように、電力変換装置Aが第1の接続部の電源情報（AC100Vなど）、第2の接続部の電源情報（DC12Vなど）を広告する。他の電力変換装置も同様に電源情報を広告する。広告の方法は任意である。たとえば周期的に広告をしてもよいし、他の電力変換装置から通信で要求を受けたときのみ広告してもよい。なお、電力変換装置Eはいずれの電力線にも接続されていないため広告を行わないか、あるいは、いずれの電力線にも接続されていないとの広告を行う。
【０１１７】
図示の例において、電力変換装置Cが、各電力変換装置から電源情報を受信することで、電力変換装置Aから第1の接続部の電源情報、電力変換装置（EMS）の第2の接続部の電源情報と、電力変換装置Bの第1の接続部の電源情報が、自身の第1の接続部の電源情報に一致すると判断したとする。このとき、電力変換装置Cは、電力変換装置Aの第1の接続部、電力変換装置（EMS）の第2の接続部と、電力変換装置Bの第1の接続部と同じ電力線に接続されていると決定する。
【０１１８】
なお、インバータと蓄電池を1対1で結ぶ電力線など、電力線のうちいくつかは、接続する装置が固定的である場合がある。そのような電力線の電源情報には、接続が固定的である旨を含めることによって、同一の電圧値や周波数をもつ複数の電力線であっても、電力結線状態を区別することができる。そのような固定情報は、事前に電力変換装置に管理者等が手入力等により設定してもよい。
【０１１９】
上述した各方法で用いる通信は、有線通信であるか、無線通信であるかを問わない。有線通信として、電力線通信を用いることも排除しない。電力線以外の有線を通信線として用いる場合には、電力線通信で発生するノイズによる障害を回避することができる。
【０１２０】
上記した電力変換装置の構成は、電気変動部と電気検知部を共に備えていたが、電気変動部と電気検知部のいずれかを削除した構成も考えられる。
【０１２１】
例として、図10で説明した方法1を採用する場合には、告知を受け取る電力変換装置（電力変換装置Cなど）は、電気変動部を使用せずとも、告知元の電力変換装置（電力変換装置Bなど）との電力結線関係を得ることができる。また、告知元の電力変換装置は、告知先の電力変換装置から、更新された電力接続情報を通信によって得ることで、電気検知部を使用せずとも、告知先との接続形態を把握することが可能である。
【０１２２】
この場合、告知元の電力変換装置は、図19（A）に示すように、電気検知部および判定部を持たない構成を有してもよい。第2の接続部102側の電気検知部108（図18参照）についても同様に削除してもよい。また、告知先の電力変換装置は、図19（B）に示すように、電気変動部を持たない構成でもよい。第2の接続部102側の電気変動部106（図18参照）についても同様に削除してもよい。
【０１２３】
これまで説明してきた電力変換装置は、図20（A）に示すように、電力間の変換（AC/AC、AC/DC、DC/DC）を行うものであったが、本実施形態の電力変換装置は、電力間の変換を行うものに限定されない。たとえば、図20（B-1）に示すように光を電力に変換するもの（たとえば太陽光発電装置）でもよい。また、図20（B-2）に示すように、電力を光に変換するもの（たとえば照明）であってもよい。また、図20（C）のように、電力を化学エネルギーに変換、あるいは化学エネルギーを電力に変換するもの（たとえば蓄電池）でもよい。また、図21（A）に示すように、電力を運動エネルギーに変換あるいはこの逆に変換するもの（モーター、発電機等）であってもよい。また図21（B）に示すように、電力の経路を変換する（切り換える）電力ルータであってもよい。また電圧や電流を計測する電源計測装置であってもよい。
【０１２４】
図20（B-1）、図20（B-2）、図20（C）、図21（A）のような装置や電源計測装置の場合は、図18に示した構成のうち第2の電気変動部106、第2の接続端子102、第2の電気検知部108を取り除く構成が考えられる。図19（A）、図19（B）の構成の場合も、同様にこれらの要素を取り除く構成が考えられる。
【０１２５】
以上のように、本発明の実施形態によれば、複数の電力変換装置が連携した制御を行う場合に、電力結線の構成が変動しても、電力変換装置同士が電力接続関係を正しく認識しながら運転することが可能になる。このため、設置場所の柔軟性を確保しながら、増設時やメンテナンス時に、自動での容量増と分散型電源の充放電電力スループット総量維持が可能となる。
【０１２６】
また、本発明の実施形態によれば、電力結線の構成が変動しても、電力接続関係を自動で取得することが可能になることから、電力接続情報の入力に作業員を必要としなくなり、エンジニアリングコストの削減が実現する。
【０１２７】
また、本発明の実施形態によれば、複数の電力変換装置の電力結線形態が限定されず、これらの同時運転に際して自由度の高い組み合わせが可能となる。また、運転開始後の結線形態の変更にも対応できるため、従来の電力変換装置にはない、幅広い応用が可能となる。
【０１２８】
尚、この電力変換装置は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、電力変換装置は、上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、CD-ROMなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくは各種記憶媒体等を適宜利用して実現することができる。
【０１２９】
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせて実施することも可能なことは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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