(57)【要約】  電圧源から出力される電圧波形の歪みを抑制することが可能な電流制御装置を提供する。電流制御装置（１００）は、第１の電気機器を有する電流源と、第２の電気機器を有する電圧源とを制御することによって、負荷装置に対して電流を供給する電流制御装置であって、負荷装置に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する取得部（１１０）と、非線形成分を含むように第１電流を決定する決定部（１２０）と、決定された第１電流を電流源に出力させるための指令値を電流源に通知することによって、電流源に第１電流を出力させる通知部（１３０）とを備える。
2013018364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電気機器を有する電流源と、第２の電気機器を有する電圧源とを制御することによって、負荷装置に対して電流を供給する電流制御装置であって、
前記負荷装置に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する取得部と、
前記非線形成分を含むように、第１電流を決定する決定部と、
決定された前記第１電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知することによって、前記電流源に前記第１電流を出力させる通知部とを備える
電流制御装置。
【請求項２】
前記負荷装置は、
抵抗負荷である第１の負荷装置と、
整流器負荷である第２の負荷装置とを有し、
前記取得部は、
前記第２の負荷装置に供給される負荷電流を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された負荷電流から前記非線形成分を抽出することによって前記非線形成分を示す情報を取得する抽出部とを有し、
前記抽出部は、前記負荷電流から、事前に定められたバンドパスフィルタを当該負荷電流に適用した結果を差し引くことにより、前記非線形成分を抽出する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項３】
前記負荷装置は、
抵抗負荷である第１の負荷装置と、
整流器負荷である第２の負荷装置とを有し、
前記取得部は、
前記第１の負荷装置及び前記第２の負荷装置に供給される前記負荷電流を検出する検出部と、
前記電流源及び前記電圧源の少なくとも一方が出力した出力電流を示す情報を受信する出力値受信部と、
前記負荷電流と前記出力電流を示す情報とに基づいて前記負荷電流から前記非線形成分を抽出することによって、前記非線形成分を示す情報を取得する抽出部とを有する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項４】
前記決定部は、前記非線形成分に対応する電流を、前記電圧源よりも前記電流源から優先的に出力させるように、前記第１電流を決定する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項５】
前記決定部は、取得した前記負荷電流が前記電流源の定格よりも大きい場合、前記負荷電流から前記定格を差し引くことによって前記電圧源から出力させるべき第２電流を決定し、
前記通知部は、前記第２電流を前記電圧源に出力させるための指令値を前記電圧源に通知する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記負荷電流が前記電流源の定格よりも小さい場合、前記電圧源から出力させるべき第２電流の大きさを０に決定し、
前記通知部は、前記第２電流を前記電圧源に出力させるための指令値を前記電圧源に通知する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項７】
前記第２の電気機器は蓄電装置である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電流制御装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記負荷電流が前記電流源の定格よりも小さい場合、前記定格として第３電流を決定し、前記定格から前記負荷電流を差し引いた電流として第４電流を決定し、
前記通知部は、前記第３電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知し、前記第３電流のうちの前記第４電流を前記電圧源に充電させるための指令値を前記電圧源に通知する
請求項７に記載の電流制御装置。
【請求項９】
前記第１の電気機器は燃料電池である
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電流制御装置。
【請求項１０】
前記第１の電気機器は蓄電池である
請求項１〜請求項５及び請求項７のいずれか１項に記載の電流制御装置。
【請求項１１】
前記電圧源は、３相交流電圧を出力する電圧源であり、
前記電流源は、３相交流電流を出力する少なくとも１以上の電流源であり、
前記取得部は、３相交流電流である前記負荷電流の各相に含まれる非線形成分を示す情報と、前記負荷電流における不平衡成分を示す情報とを取得し、
前記決定部は、３相交流電流である前記第１電流の各相が前記取得部によって取得された非線形成分のうち対応する相に含まれる非線形成分を含み、かつ、前記第１電流が前記取得部によって取得された不平衡成分を含むように、当該第１電流を決定する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項１２】
前記第１の電気機器と前記第２の電気機器とは電力系統から分離されて自立運転しており、
前記電流源は前記電圧源を用いて、前記第１電流を出力する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項１３】
前記電流制御装置は、前記電流源又は前記電圧源の内部に設けられている
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項１４】
第１の電気機器を有する電流源と、第２の電気機器を有する電圧源とを制御することによって、負荷装置に対して電流を供給する電流制御方法であって、
前記負荷装置に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する取得ステップと、
前記非線形成分を含むように、第１電流を決定する決定ステップと、
決定された前記第１電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知することによって、前記電流源に前記第１電流を出力させる通知ステップとを含む
電流制御方法。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電流制御装置と、
前記電流制御装置によって制御される電流源と、
前記電流制御装置によって制御される電圧源とを備える
電流制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流制御装置等に関する。特に、電流源と電圧源とを制御することによって負荷装置に電流を出力させる電流制御装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、需要家ごとに太陽光発電システム又は燃料発電システム等の発電装置を設置する電力供給システムが開発されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“高圧又は特別高圧で受電する需要家の高調波抑制対策ガイドライン”、［online］、平成１６年１月制定、原子力安全・保安院、［平成２１年７月２９日検索］、インターネット＜URL：http://www.nisa.meti.go.jp/oshirase/2004/files/160131oshirase.pdf＞、ｐ．７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術によると、需要家に設置された電圧源から出力される電圧波形が歪んでしまうという課題がある。【０００５】
そこで、本発明は、電圧源から出力される電圧波形の歪みを抑制することが可能な電流制御装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る電流制御装置は、第１の電気機器を有する電流源と、第２の電気機器を有する電圧源とを制御することによって、負荷装置に対して電流を供給する電流制御装置であって、前記負荷装置に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する取得部と、前記非線形成分を含むように、第１電流を決定する決定部と、決定された前記第１電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知することによって、前記電流源に前記第１電流を出力させる通知部とを備える。【０００７】
なお、本発明は、このような電流制御装置として実現できるだけでなく、電流制御装置に含まれる特徴的な手段をステップとする電流制御方法、或いはそのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのはいうまでもない。【０００８】
さらに、本発明は、このような電流制御装置の機能の一部又は全てを実現する半導体集積回路（ＬＳＩ）、或いはこのような電流制御装置を含む電流制御システムとして実現したりできる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によると、電圧源から出力される電圧波形の歪みを抑制することが可能な電流制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の関連技術において、負荷装置へ電力を供給する電圧源と電流源とを示す概念図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示されるｉＬＯＡＤ、ｉＬＯＡＤ１、及びｉＬＯＡＤ２が有する波形を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに示される、ｉｐｃｓ１及びｉｐｃｓ２が有する波形を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２において、電流制御装置によって制御される電圧源と電流源とが負荷装置へ電力を供給する場合を示す概念図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示されるｉ’ＬＯＡＤ、ｉ’ＬＯＡＤ１、及びｉ’ＬＯＡＤ２が有する波形を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに示される、ｉ’ｐｃｓ１及びｉ’ｐｃｓ２が有する波形を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る電流制御装置を含む電流制御システムの構成図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る電流制御装置の機能ブロックを示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１の変形例１に係る電流制御装置の機能ブロックを示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態１の変形例１に係る抽出部の入出力を示す概念図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施の形態１の変形例１に係る抽出部の機能ブロックを示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１の変形例２に係る電流制御装置の機能ブロックを示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１の変形例２に係る抽出部の入出力の例を示す概念図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１の変形例２に係る抽出部の機能ブロックの例を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、他の構成を有する実施の形態１の変形例２に係る抽出部の入出力の例を示す概念図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、他の構成を有する実施の形態１の変形例２に係る抽出部の機能ブロックの例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、さらに他の構成を有する実施の形態１の変形例２に係る抽出部の入出力の例を示す概念図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、さらに他の構成を有する実施の形態１の変形例２に係る抽出部の機能ブロックの例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る電流制御装置の機能ブロックを示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態２に係る電流制御装置の入出力を示す概念図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態２に係る運転モード決定部が行うモード切替処理を表す概念図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る電流制御装置が行う、モードごとの制御方式の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る電流制御装置が行う全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る決定部による出力電流決定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る決定部による、出力電流決定処理の他の一例を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る電流制御装置等を実現するコンピュータシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、実施の形態３において、電流制御装置によって制御される電圧源と複数電流源とが負荷装置へ電力を供給する電流制御システムの概念図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａに示される負荷群の、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ、ｉＬＯＡＤ_Ａ１、ｉＬＯＡＤ_Ｂ１、ｉＬＯＡＤ_Ｃ１、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ１及びｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ２が有する波形を示す図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、図１８Ａに示される、電圧ＶＳＢ１_ＡＢＣ，電流ｉＳＢ１_ＡＢＣ、ｉＳＢ２_ＡＢＣ及びｉＳＢ３_ＡＢＣが有する波形を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態３に係る電流制御装置を含む電流制御システムの構成図である。
【図２０】図２０は、実施の形態３に係る電流制御装置が行う全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、実施の形態３に係る決定部による出力電流決定処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、電力供給システムに関し、以下の問題が生じることを見いだした。
【００１２】
従来、需要家ごとに太陽光発電システム又は燃料発電システム等の発電装置を設置する電力供給システムが開発されている。このシステムでは、発電装置に太陽光発電システム等の自然エネルギーが利用される場合には、時間及び天候などに応じて、発電量にばらつきが生じる。また、昼間及び夜間などで、需要家の電力消費量にもばらつきが生じる。その結果、発電装置からの電力供給と需要家の電力需要との間に過不足が生じる場合がある。
【００１３】
そこで、発電装置に、蓄電装置或いは系統電力網を接続して使用する電力供給システムが検討されている。この場合、発電装置により発電された電力を貯蔵するために蓄電装置が使用される。そして、需要家の電力需要に対して発電装置の電力供給が不足している場合などに、蓄電装置に蓄えた電力が需要家に供給される。また、蓄電装置の蓄電容量を超える電力需要の変動があった場合には、需要家は系統電力網から電力を購入する。また、需要家は、逆潮流した余剰電力を電気事業者に売電することもできる。
【００１４】
ここで発電装置は、発電装置により出力された直流電流を所定の特性を有する交流電流へと変換するための片方向ＤＣ／ＡＣインバータ（いわゆる、パワーコンディショナ）に接続される。所定の特性は、具体的には、系統連系ガイドライン（非特許文献１を参照）によって定められている。
【００１５】
このガイドラインによると、発電装置に接続されたパワーコンディショナは、需要家側から系統電力網への高調波電流の流出を５％以下に抑える必要がある。これを実現するために、パワーコンディショナは、瞬時電流制御を行う。したがって、系統電力網に連系するパワーコンディショナは、正弦波を出力する電流源として動作する。また、蓄電装置は双方向ＤＣ／ＡＣインバータに接続される。すなわち、蓄電装置及びこれに接続された片方向ＤＣ／ＡＣインバータは、電流源に対する電圧源として動作する。
【００１６】
しかしながら、上記従来技術によると、需要家に設置された整流器負荷に流れる非線形電流が電圧源の電圧波形を歪ませるという課題がある。
【００１７】
一般に、需要家には、コンデンサインプット型整流器負荷（以後、整流器負荷と表記する）が設置されている。需要家に整流器負荷が設置されている場合、整流器負荷に供給される電流の波形は、非線形波形となる。以後、非線形波形を有する電流を非線形電流という。この非線形電流は、電圧源の電圧波形を歪ませてしまう。この電圧波形の歪みは、電圧源の電力品質を劣化させ、負荷の故障の原因となる。また、発電装置により発電された電力の利用効率が低下する。
【００１８】
例えば、マイクログリッドのように発電と電力消費とを近接化させる場合、できるだけ系統電力網は使用せず、蓄電装置及び発電装置のみで需要家に電力を供給することが望ましい。しかし、蓄電装置及び発電装置を系統電力網から切り離した結果、整流器負荷に供給される非線形電流が電圧源の電圧波形に与える歪みは、より大きくなる。
【００１９】
また、例えば、３相４線式の配電システムを考えると、低圧需要家における大多数の電気機器は単相がほとんどであるため、各相に容量の異なる負荷群が接続される負荷不平衡の状態が生じうる。この場合、配電システムに流れる不平衡電流により電圧不平衡が発生する。電圧不平衡が発生すると、他の相の電圧に直流分が重畳され、負荷機器等を保護するための直流ブレーカが作動して停電に至ることもある。このような事故を回避するためには、負荷不平衡時においても電圧源の品質を損なうことなく、安定に電力を供給することが望まれる。
【００２０】
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る電流制御装置は、第１の電気機器を有する電流源と、第２の電気機器を有する電圧源とを制御することによって、負荷装置に対して電流を供給する電流制御装置であって、前記負荷装置に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する取得部と、前記非線形成分を含むように、第１電流を決定する決定部と、決定された前記第１電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知することによって、前記電流源に前記第１電流を出力させる通知部とを備える。
【００２１】
この構成によると、電流制御装置は、負荷装置に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分を含む電流を電流源から出力させる。これにより、電圧源から出力される電流に含まれる非線形成分を減少させることができる。その結果、整流器負荷に供給される非線形電流が電圧源の電圧波形に与える歪みを抑制することができる。
【００２２】
具体的には、前記負荷装置は、抵抗負荷である第１の負荷装置と整流器負荷である第２の負荷装置とを有し、前記取得部は、前記第２の負荷装置に供給される負荷電流を検出する検出部と、前記検出部によって検出された負荷電流から前記非線形成分を抽出することによって前記非線形成分を示す情報を取得する抽出部とを有し、前記抽出部は、前記負荷電流から、事前に定められたバンドパスフィルタを当該負荷電流に適用した結果を差し引くことにより、前記非線形成分を抽出するとしてもよい。
【００２３】
これによると、負荷装置が抵抗負荷と整流器負荷とを有する場合において、抽出部は、バンドパスフィルタを用いて負荷電流に含まれる基準波成分のフィルタリングを行う。これにより、抽出部は、負荷電流に含まれる非線形成分を抽出することができる。
【００２４】
また、前記負荷装置は、抵抗負荷である第１の負荷装置と整流器負荷である第２の負荷装置とを有し、前記取得部は、前記第１の負荷装置及び前記第２の負荷装置に供給される前記負荷電流を検出する検出部と、前記電流源及び前記電圧源の少なくとも一方が出力した出力電流を示す情報を受信する出力値受信部と、前記負荷電流と前記出力電流を示す情報とに基づいて前記負荷電流から前記非線形成分を抽出することによって、前記非線形成分を示す情報を取得する抽出部とを有するとしてもよい。
【００２５】
これによると、抽出部は、電流源又は電圧源の少なくとも一方が出力した出力電流値と負荷電流値とに基づいて、負荷電流に含まれる非線形成分を抽出することができる。
【００２６】
また、前記決定部は、前記非線形成分に対応する電流を、前記電圧源よりも前記電流源から優先的に出力させるように、前記第１電流を決定するとしてもよい。
【００２７】
これによると、決定部は、負荷電流に含まれる非線形成分に対応する電流を、電流源から優先的に出力させる。その結果、非線形電流が電圧源の電圧波形に与える歪みを抑制することができる。
【００２８】
また、前記決定部は、取得した前記負荷電流が前記電流源の定格よりも大きい場合、前記負荷電流から前記定格を差し引くことによって前記電圧源から出力させるべき第２電流を決定し、前記通知部は、前記第２電流を前記電圧源に出力させるための指令値を前記電圧源に通知するとしてもよい。
【００２９】
これによると、決定部は、出力すべき電流を電流源だけではまかなえない場合には、不足分を電圧源から出力させることができる。
【００３０】
また、前記決定部は、前記負荷電流が前記電流源の定格よりも小さい場合、前記電圧源から出力させるべき第２電流の大きさを０に決定し、前記通知部は、前記第２電流を前記電圧源に出力させるための指令値を前記電圧源に通知するとしてもよい。
【００３１】
これによると、決定部は、負荷電流が電流源の定格よりも小さい場合には、全ての負荷電流を電流源から出力させることができる。すなわち、負荷電流の供給に電圧源を使用しない。その結果、電圧源が有する第２の電気機器の使用による劣化を抑えることができる。
【００３２】
具体的には、前記第２の電気機器は蓄電装置であるとしてもよい。
【００３３】
また、前記決定部は、前記負荷電流が前記電流源の定格よりも小さい場合、前記定格として第３電流を決定し、前記定格から前記負荷電流を差し引いた電流として第４電流を決定し、前記通知部は、前記第３電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知し、前記第３電流のうちの前記第４電流を前記電圧源に充電させるための指令値を前記電圧源に通知するとしてもよい。
【００３４】
これによると、電流制御装置は、負荷電流が電流源の定格よりも小さい場合には、余った電力を電圧源が有する蓄電池に蓄電することができる。特に、電流源が有する第１の電気機器が出力電力を調整できない発電装置であった場合に、余剰電力を蓄電池に充電することで、発電した電力の利用効率を向上させることができる。
【００３５】
具体的には、前記第１の電気機器は燃料電池であるとしてもよい。
【００３６】
また、前記第１の電気機器は蓄電池であるとしてもよい。
【００３７】
また、前記電圧源は、３相交流電圧を出力する電圧源であり、前記電流源は、３相交流電流を出力する少なくとも１以上の電流源であり、前記取得部は、３相交流電流である前記負荷電流の各相に含まれる非線形成分を示す情報と、前記負荷電流における不平衡成分を示す情報とを取得し、前記決定部は、３相交流電流である前記第１電流の各相が前記取得部によって取得された非線形成分のうち対応する相に含まれる非線形成分を含み、かつ、前記第１電流が前記取得部によって取得された不平衡成分を含むように、当該第１電流を決定するとしてもよい。
【００３８】
この構成によると、電圧源の電圧波形に含まれる非線形成分に加えて不平衡成分も抑制することができる。例えば３相の配電線路において、電流制御装置は、各相に接続された容量の異なる負荷装置に供給される不平衡電流に含まれる不平衡成分を、相ごとに振幅及び形状の異なる電流として、電流源から出力させる。その結果、電圧源から出力される電流を平衡化させることができる。したがって、各相に容量の異なる負荷群が接続される場合であっても、不平衡電流が電圧源の電圧波形に与える歪みを抑制することができる。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例である。したがって、これらにより、本発明が限定されるものではない。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００４０】
（実施の形態１）
次に、本発明の実施の形態１に係る電流制御装置の構成を説明する。
【００４１】
まず、図１Ａ〜図１Ｃ、及び図２Ａ〜図２Ｃを参照して、本発明が解決する課題と、本実施の形態に係る電流制御装置１００による効果とを説明する。
【００４２】
図１Ａは本発明の関連技術において、負荷装置へ電力を供給する電圧源８１０と電流源８２０とを示す概念図である。
【００４３】
図１Ａに示されるように、電圧源８１０は、電流ｉＰＣＳ１及び電圧Ｖｐｃｓを出力する。また、電流源８２０は、電流ｉＰＣＳ２を出力する。
【００４４】
電圧源８１０及び電流源８２０から出力された電流は、ｉＬＯＡＤとして、負荷装置に供給される。より詳細には、抵抗負荷である負荷装置９００Ａには、ｉＬＯＡＤ１が供給される。また、整流器負荷である９００ＢにはｉＬＯＡＤ２が供給される。
【００４５】
図１Ｂは、図１Ａに示されるｉＬＯＡＤ、ｉＬＯＡＤ１、及びｉＬＯＡＤ２が有する波形を示す。縦軸は電流の大きさ[Ａ]を示し、横軸は経過時間[ｓ]を示す。
【００４６】
図１Ｂに示されるように、整流器負荷である負荷装置９００Ｂに供給される電流ｉＬＯＡＤ２は非線形形状を有している。その結果、負荷装置９００Ａ及び９００Ｂに供給される電流ｉＬＯＡＤも非線形形状を有している。
【００４７】
図１Ｃは、図１Ａに示される、ｉｐｃｓ１及びｉｐｃｓ２が有する波形を示す。縦軸は電流の大きさ[Ａ]を示し、横軸は経過時間[ｓ]を示す。さらに、説明の便宜上、ｉｐｃｓ１に対応する電圧であるＶｐｃｓが有する波形を重ねて示す。
【００４８】
図１Ｃに示されるように、関連技術に係る電流源８２０が出力する電流ｉＰＣＳ２は正弦波形状を有している。一方、電圧源８１０が出力する電流ｉＰＣＳ１は非線形形状を有している。これは、ｉＬＯＡＤに含まれる非線形成分の影響をｉＰＣＳ１が負担しているためである。その結果、電圧源８１０の電圧Ｖｐｃｓは、波形のピークが歪んだ形状を有している。これは、負荷装置９００Ａ及び９００Ｂに品質の悪い電力が供給されていることを示す。したがって、電圧源が出力する電圧波形の歪みを抑制しなければならない。
【００４９】
一方、図２Ａは、本実施の形態において、電流制御装置１００によって制御される電圧源２００と電流源３００とが負荷装置へ電力を供給する場合を示す概念図を示す。
【００５０】
図２Ａに示されるように、電圧源２００は、電流ｉ’ＰＣＳ１及び電圧Ｖ’ｐｃｓを出力する。また、電流源３００は、電流ｉ’ＰＣＳ２を出力する。
【００５１】
電圧源２００及び電流源３００から出力された電流は、ｉ’ＬＯＡＤとして、負荷装置９００Ａ及び９００Ｂに供給される。より詳細には、負荷装置９００Ａには、ｉ’ＬＯＡＤ１が供給される。また、９００Ｂにはｉ’ＬＯＡＤ２が供給される。
【００５２】
図２Ｂは、図２Ａに示されるｉ’ＬＯＡＤ、ｉ’ＬＯＡＤ１、及びｉ’ＬＯＡＤ２が有する波形を示す。縦軸は電流の大きさ[Ａ]を示し、横軸は経過時間[ｓ]を示す。
【００５３】
図２Ｂに示されるように、整流器負荷である負荷装置９００Ｂに供給される電流ｉ’ＬＯＡＤ２は非線形形状を有している。その結果、負荷装置９００Ａ及び９００Ｂに供給される電流ｉ’ＬＯＡＤも非線形形状を有している。
【００５４】
図２Ｃは、図２Ａに示される、ｉ’ｐｃｓ１及びｉ’ｐｃｓ２が有する波形を示す。縦軸は電流の大きさ[Ａ]を示し、横軸は経過時間[ｓ]を示す。さらに、説明の便宜上、ｉ’ｐｃｓ１に対応する電圧であるＶ’ｐｃｓが有する波形を重ねて示す。
【００５５】
図２Ｃに示されるように、本実施の形態に係る電流源３００が出力する電流ｉ’ＰＣＳ２は非線形形状を有している。一方、電圧源２００が出力する電流ｉ’ＰＣＳ１は正弦波形状を有している。これは、ｉ’ＬＯＡＤに含まれる非線形成分の影響をｉ’ＰＣＳ１に代わり、ｉ’ＰＣＳ２が負担しているためである。その結果、電圧源２００の電圧Ｖ’ｐｃｓは、正弦波形状を有している。
【００５６】
すなわち、関連技術に係る電流源８２０は、ｉＬＯＡＤに含まれる非線形成分に関わらず、系統連系ガイドラインに沿った正弦波形状を有する交流電流を出力する。一方、本実施の形態に係る電流制御装置１００は、ｉ’ＬＯＡＤに含まれる非線形成分に対応する波形形状を有する電流を、電流源３００が優先的に出力するように、電流源３００及び電圧源２００を制御する。その結果、Ｖ’ＰＣＳの波形に含まれる歪みを抑制することができる。
【００５７】
次に、図３を参照して、本実施の形態における電流制御装置１００を含む電流制御システムの構成について説明する。
【００５８】
図３は、本実施の形態に係る電流制御装置１００を含む電流制御システム５００の構成図である。図３に示されるように、電流制御システム５００は、電流制御装置１００と、電圧源２００と、電流源３００と、負荷装置４００Ａと、負荷装置４００Ｂと、系統電源９０と、主幹ブレーカ９２と、電流センサ９４とを備える。なお、以後特に明記しない場合、電流制御システム５００は、主幹ブレーカ９２によって系統電源９０と切断された状態（自立運転モードという）で動作しているものとする。
【００５９】
電流制御装置１００は、電圧源２００と電流源３００とを制御することによって、負荷装置４００Ａ及び負荷装置４００Ｂに対して電流を供給する電流制御装置である。
【００６０】
電圧源２００は、蓄電池（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｂａｔｔｅｒｙ；以後、ＳＢとも表記する）２０２と、電圧源制御部２０４と、双方向ＤＣ／ＤＣ充放電装置２０６と、双方向ＤＣ／ＡＣ電圧源２０８とを有する。
【００６１】
蓄電池２０２は、例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ナトリウム・硫黄電池、ニッカド電池等、任意の種類の蓄電池である。以後、蓄電池２０２を、第２の電気機器ともいう。
【００６２】
電圧源制御部２０４は、電流制御装置１００から取得した指令値に従って、双方向ＤＣ／ＤＣ充放電装置２０６及び双方向ＤＣ／ＡＣ電圧源２０８を制御する。具体的には、指令値に従った電流を蓄電池２０２に放電させ、又は蓄電池２０２に充電する。
【００６３】
双方向ＤＣ／ＤＣ充放電装置２０６は、直流電圧間の変換装置である。双方向ＤＣ／ＤＣ充放電装置２０６は、蓄電池２０２が放電し、又は蓄電池２０２へ充電する際の電圧を変換する。
【００６４】
双方向ＤＣ／ＡＣ電圧源２０８は、蓄電池２０２が放電する際には、直流電流を交流電流ｉＳＢに変換して出力する。
【００６５】
電流源３００は、燃料電池（Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ；以後、ＦＣとも表記する）３０２と、電流源制御部３０４と、片方向ＤＣ／ＤＣ昇圧装置３０６と、片方向ＤＣ／ＡＣ電流源３０８とを有する。
【００６６】
燃料電池３０２は、例えば、固体高分子形燃料電池、リン酸形燃料電池、溶融炭酸塩形燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、任意の方式の燃料電池を使用できる。以後、燃料電池３０２を、第１の電気機器ともいう。
【００６７】
電流源制御部３０４は、電流制御装置１００から取得した指令値に従って、片方向ＤＣ／ＤＣ昇圧装置３０６及び片方向ＤＣ／ＡＣ電流源３０８を制御する。具体的には、片方向ＤＣ／ＤＣ昇圧装置３０６を制御することによって、燃料電池３０２から出力された電圧を昇圧させる。その後、片方向ＤＣ／ＡＣ電流源３０８を制御することによって、交流電流ｉＦＣを出力させる。
【００６８】
負荷装置４００Ａは、需要家に設置された抵抗負荷である。負荷装置４００Ａは、交流電流ｉＬＯＡＤ１の供給を受ける。負荷装置４００Ａとしては、例えば、白熱電灯などが考えられる。
【００６９】
負荷装置４００Ｂは、需要家に設置された整流器負荷である。負荷装置４００Ｂは、交流電流ｉＬＯＡＤ２の供給を受ける。負荷装置４００Ｂとしては、例えば、ＡＣアダプタを有する電気機器などが考えられる。
【００７０】
系統電源９０は、系統電力網に接続されている電源である。
【００７１】
主幹ブレーカ９２は、需要家の受電設備と、系統電源９０との接続状態をＯＮ又はＯＦＦのいずれかに切替える切替装置である。主幹ブレーカ９２によって、需要家の受電設備と系統電源９０とが接続された状態を系統連系モードという。また、需要家の受電設備と系統電源９０とが切断された状態を、前述のとおり自立運転モードという。
【００７２】
電流制御装置１００は、主幹ブレーカ９２から取得した主幹情報に基づき、電圧源２００及び電流源３００の制御方法を変更する。なお、前述のとおり、本実施の形態においては、電流制御装置１００Ｃは自立運転モードとして動作するものとする。
【００７３】
電流センサ９４は、負荷装置４００Ａ及び負荷装置４００Ｂへ供給される電流を計測する電流センサである。電流センサ９４は、例えば需要家の配電線に取り付けられる。電流センサ９４は、測定した電流値を電流制御装置１００へ有線又は無線通信網を介して出力する。なお、電流センサは電流センサ９４として示される位置に設置されなくてもよい。例えば、電流センサ９５として示される位置に設置されてもよい。
【００７４】
図４は、本実施の形態に係る電流制御装置１００の機能ブロックを示す。
【００７５】
図４に示されるように、電流制御装置１００は、取得部１１０と、決定部１２０と、通知部１３０とを備える。
【００７６】
取得部１１０は、負荷装置に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する。取得部１１０が非線形成分を取得する方法は、限定されない。例えば、電流制御装置１００の外にある検出装置が負荷電流に含まれる非線形成分を検出した後、検出した非線形成分を示す情報を取得部１１０へ送信してもよい。
【００７７】
決定部１２０は、取得部１１０によって取得された非線形成分を含むように、第１電流を決定する。具体的には、決定部１２０は、非線形成分に対応する電流を、電圧源２００よりも電流源３００から優先的に出力させるように、電流源３００が出力する電流を決定する。なお、以後、電流源３００が出力する電流を第１電流とよぶ。また、電圧源２００が出力する電流を第２電流とよぶ。また、「電流を決定する」とは、具体的には、電圧源２００及び電流源３００が出力する電流の波形を決定することを意味する。より具体的には、電流波形の振幅及び位相の値を決定する。また、振幅及び位相の値をモデル化した近似式に含まれるパラメータを決定してもよい。
【００７８】
通知部１３０は、決定された第１電流を電流源３００に出力させるための指令値を、電流源３００が有する電流源制御部３０４に通知する。この指令値に従って、電流源制御部３０４は、電流源３００に第１電流を出力させる。
【００７９】
以上説明したように、本実施の形態に係る電流制御装置１００は、負荷電流に含まれる非線形成分に対応する波形形状を有する電流を、電流源３００が優先的に出力するように、電流源３００及び電圧源２００を制御する。その結果、電流源３００が出力する電圧波形に含まれる歪みを抑制することができる。したがって、整流器負荷である負荷装置４００Ｂに供給される非線形電流が、電圧源２００の電圧波形に与える歪みを抑制することができる。また、燃料電池３０２により発電された電力の利用効率を向上させることができる。さらに、電圧源２００及び電流源３００が系統と連系した場合においても、系統電力の品質の劣化を抑制することができる。
【００８０】
（変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１として、取得部が負荷装置４００Ｂに供給される負荷電流から、負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する例を説明する。
【００８１】
図５は、本変形例に係る電流制御装置１００Ａの機能ブロックを示す。
【００８２】
図５に示されるように、電流制御装置１００Ａは、取得部１１０Ａと、決定部１２０と、通知部１３０とを備える。なお、図４に示される実施の形態１に係る電流制御装置１００と同一の構成要素については同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。なお、以下の説明において、抵抗負荷である負荷装置４００Ａを第１の負荷装置ともいう。また、整流器負荷である負荷装置４００Ｂを第２の負荷装置ともいう。
【００８３】
図５に示されるように、取得部１１０Ａは、検出部１１２と、抽出部１１４とを有する。
【００８４】
検出部１１２は、第２の負荷装置に供給される負荷電流を検出する。例えば、再度図３を参照して、負荷装置４００Ｂの直前に電流センサ９５を設置する。電流センサ９５はｉＬＯＡＤ２を直接計測することができる。したがって、検出部１１２は、電流センサ９５が計測したｉＬＯＡＤ２を検出することにより、負荷装置４００Ｂに供給される負荷電流を検出できる。
【００８５】
抽出部１１４は、検出部１１２によって検出された負荷電流から非線形成分を抽出することによって非線形成分を示す情報を取得する。具体的には、抽出部１１４は、検出部１１２によって検出された負荷電流から、事前に定められたバンドパスフィルタを当該負荷電流に適用した結果を差し引くことにより、非線形成分を抽出する。バンドパスフィルタは、アナログ回路として実装しても、デジタルフィルタとして実装してもよい。フィルタの特性は電流制御システム５００の仕様に基づいて事前に定められる。例えば、再度図２Ｂを参照して、ｉ’ＬＯＡＤ２に含まれる正弦波成分である基準波に対応する周波数領域を通過させるようなバンドパスフィルタとすればよい。
【００８６】
図６Ａは、抽出部１１４の入出力を示す概念図である。負荷電流を取得した抽出部１１４は、当該負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を出力する。
【００８７】
図６Ｂは、抽出部１１４の機能ブロックを示す。図６Ｂに示されるように、抽出部１１４は、取得した負荷電流に対してバンドパスフィルタ１１５を適用する。その後、取得した負荷電流からバンドパスフィルタ１１５の出力を差し引くことで、非線形成分を示す情報を抽出する。
【００８８】
以上説明した変形例１によると、電流制御装置１００Ａは、負荷装置４００Ｂに供給される負荷電流を電流センサによって計測する。また、計測した負荷電流から非線形成分を取得する。これにより、電流制御装置１００Ａは、電圧源２００の電圧波形に含まれる歪みが抑制されるように、電圧源２００及び電流源３００を制御することができる。すなわち、電圧源２００に出力させる電流を安定させることができる。
【００８９】
（変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２として、取得部が、負荷装置４００Ａ及び負荷装置４００Ｂに供給される負荷電流と、電圧源２００及び電流源３００の少なくとも一方が出力する電流とから、負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する例を説明する。
【００９０】
図７は、本変形例に係る電流制御装置１００Ｂの機能ブロックを示す。
【００９１】
図７に示されるように、電流制御装置１００Ｂは、取得部１１０Ｂと、決定部１２０と、通知部１３０とを備える。なお、図４に示される実施の形態１に係る電流制御装置１００と同一の構成要素については同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【００９２】
取得部１１０Ｂは、検出部１１２と、抽出部１１４Ａと、出力値受信部１１８とを有する。
【００９３】
検出部１１２は、第１の負荷装置及び第２の負荷装置に供給される負荷電流を検出する。例えば、再度図３を参照して、検出部１１２は、電流センサ９４として示される位置に設置された電流センサからの出力を取得する。
【００９４】
出力値受信部１１８は、電流源３００及び電圧源２００の少なくとも一方が出力した出力電流を示す情報を受信する。具体的には、出力値受信部１１８は、電圧源２００が出力した出力電流を示す情報を電圧源制御部２０４から受信してもよい。以後、電圧源２００が出力した出力電流を示す情報を、ＳＢ電流ともいう。また、出力値受信部１１８は、電流源３００が出力した出力電流を示す情報を電流源制御部３０４から受信してもよい。以後、電流源３００が出力した出力電流を示す情報をＦＣ電流ともいう。
【００９５】
抽出部１１４Ａは、負荷電流と、ＳＢ電流及びＦＣ電流の少なくとも一方とに基づいて負荷電流から非線形成分を抽出することによって、非線形成分を示す情報を取得する。
【００９６】
図８Ａは、抽出部１１４Ａの入出力の例を示す。抽出部１１４Ａは、ＦＣ電流と負荷電流とを取得し、当該負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を出力する。
【００９７】
図８Ｂは、抽出部１１４Ａの機能ブロックの例を示す。図８Ｂに示されるように、抽出部１１４Ａは、取得した負荷電流に対してバンドパスフィルタ１１５Ａを適用する。その後、取得した負荷電流からバンドパスフィルタ１１５Ａの出力を差し引く。説明のため、ここで差し引いて得られた値をフィルタ差分値とよぶ。バンドパスフィルタ１１５Ａは、例えば、再度図２Ｂを参照して、ｉ’ＬＯＡＤに含まれる正弦波成分である基準波に対応する周波数領域を通過させるようなバンドパスフィルタとすればよい。
【００９８】
また、抽出部１１４Ａは、図８Ｂに示されるようにフィードバックループを有している。具体的には、抽出部１１４Ａの出力である非線形成分を示す情報を、要素１１６により１サンプリングだけ遅延させる。次に抽出部１１４Ａは、要素１１６から出力された１サンプリング前の出力を、ＦＣ電流から差し引く。説明のため、ここで差し引いて得られた値をサンプリング差分値とよぶ。
【００９９】
最後に、抽出部１１４Ａは、フィルタ差分値とサンプリング差分値とを足し併せ、負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報として出力する。
【０１００】
また、図９Ａは、他の構成を有する抽出部１１４Ｂの入出力の例を示す。抽出部１１４Ｂは、ＳＢ電流と負荷電流とを取得し、当該負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を出力する。
【０１０１】
図９Ｂは、抽出部１１４Ｂの機能ブロックの例を示す。図９Ｂに示されるように、抽出部１１４Ｂは、取得したＳＢ電流から負荷電流を差し引く。その後、抽出部１１４Ｂは、差し引いた値を負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報として出力する。
【０１０２】
また、図１０Ａは、さらに他の構成を有する抽出部１１４Ｃの入出力の例を示す。抽出部１１４Ｃは、ＳＢ電流と、ＦＣ電流と、負荷電流とを取得し、当該負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を出力する。
【０１０３】
図１０Ｂは、抽出部１１４Ｃの機能ブロックの例を示す。図１０Ｂに示されるように、抽出部１１４Ｃはフィードバックループを有している。具体的には、抽出部１１４Ｃの出力である非線形成分を示す情報を、要素１１６により１サンプリングだけ遅延させる。次に、抽出部１１４Ｃは、要素１１６から出力された１サンプリング前の出力を、ＦＣ電流から差し引く。図８Ｂにおける説明と同様に、ここで差し引いて得られた値をサンプリング差分値とよぶ。
【０１０４】
また、抽出部１１４Ｃは、取得した負荷電流からＳＢ電流を差し引く。さらに、負荷電流からＳＢ電流を差し引いた値と、サンプリング差分値とを加算する。抽出部１１４Ｃは、加算して得られた値を、負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報として出力する。
【０１０５】
なお、図８Ｂ及び図１０Ｂに示されるフィードバックループにおいて、抽出部は、非線形成分を示す情報に代わり、決定部１２０によって決定され、通知部１３０によって電流源制御部３０４へ通知される電流指令値をフィードバックさせてもよい。
【０１０６】
以上述べたように、本変形例に係る電流制御装置１００Ｂが備えるべき抽出部は、種々の構成が考えられる。また、電流制御装置１００Ｂは他の任意の構成により、負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得してもよい。
【０１０７】
（実施の形態２）
以上述べた実施の形態１に係る電流制御装置１００、電流制御装置１００Ａ、及び電流制御装置１００Ｂの説明では、系統電源９０と切断された自立運転モードによる動作を前提としていた。一方、実施の形態２に係る電流制御装置１００Ｃは、主幹ブレーカ９２による自立運転モードと系統連系モードとの切替えに対応した処理が可能である。
【０１０８】
図１１は、本実施の形態に係る電流制御装置１００Ｃの機能ブロックを示す。
【０１０９】
図１１に示されるように、電流制御装置１００Ｃは、取得部１１０Ｂと、決定部１２０と、通知部１３０と、主幹情報受信部１４０と、運転モード決定部１５０とを備える。なお、実施の形態１において説明した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１１０】
主幹情報受信部１４０は、主幹ブレーカ９２から、電流制御装置１００Ｃの動作モードを示す主幹情報を取得する。主幹情報は、電流制御装置１００Ｃが動作すべきモードとして、系統連系モード又は自立運転モードのいずれか一方を示す情報である。
【０１１１】
運転モード決定部１５０は、主幹情報に従って、電流制御装置１００Ｃの運転モードを決定する。
【０１１２】
図１２Ａは、本実施の形態に係る電流制御装置１００Ｃの入出力を示す。図１２Ａに示されるように、ＳＢ電流、ＦＣ電流、負荷電流、及び主幹情報を取得した電流制御装置１００Ｃは、電圧源制御部２０４及び電流源制御部３０４に指令値を出力する。
【０１１３】
図１２Ｂは、本実施の形態に係る運転モード決定部１５０が行うモード切替処理を表す概念図である。運転モード決定部１５０は、主幹情報を取得すると、系統連系モード又は自立運転モードのいずれかのモードを決定する。その後、決定したモードごとに異なる指令値を電圧源制御部２０４及び電流源制御部３０４に通知する。
【０１１４】
図１３は、本実施の形態に係る電流制御装置１００Ｃが行う、モードごとの制御方式の一例を示す。前述したように、自立運転モードにおいて、電流制御装置１００Ｃは安定した正弦波を電圧源２００から出力させるよう電圧源制御部２０４に指令値を送る。これを電圧源制御とよぶ。また、電流制御装置１００Ｃは、指令値に従った非線形電流を電流源３００から出力させるよう電流源制御部３０４に指令値を送る。これを指令値電流源制御とよぶ。
【０１１５】
一方、系統連系モードにおいては、電流制御装置１００Ｃは系統電源９０を電圧源として利用できる。また、電流制御装置１００Ｃは、系統連系ガイドラインに沿って、電圧源２００及び電流源３００を制御することが求められる。したがって、電流制御装置１００Ｃは電圧源２００及び電流源３００ともに電流源として動作するように制御する。本実施の形態においては、電流源３００は燃料電池３０２を有しているため、電流制御装置１００Ｃは振幅が一定の電流を電流源３００から出力させるよう電流源制御部３０４に指令値を送る。これを固定電流源制御とよぶ。また、電圧源２００は蓄電池２０２を有しているため、電流制御装置１００Ｃは振幅が可変な電流を電圧源２００から出力させるよう電圧源制御部２０４に指令値を送る。これを可変電流源制御とよぶ。
【０１１６】
以上説明したような本実施の形態に係る電流制御装置１００Ｃによれば、主幹ブレーカ９２により系統電源９０との接続状態が変更された場合においても、接続状態に応じて適切な電流制御を行うことができる。
【０１１７】
なお、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る決定部１２０は、取得した負荷電流が電流源３００の定格よりも大きい場合、負荷電流から定格を差し引くことによって、電圧源２００から出力させるべき第２電流を決定してもよい。このとき、通知部１３０は、決定部１２０によって決定された電流を電圧源２００に出力させるための指令値を電圧源２００に通知する。なお、決定部１２０は、決定部１２０によって決定された第１電流が電流源３００の定格よりも大きい場合、第１電流から定格を差し引くことによって、電圧源２００から出力させるべき第２電流を決定してもよい。
【０１１８】
また、決定部１２０は、負荷電流が、電流源３００の定格よりも小さい場合、電圧源２００から出力させるべき電流の大きさを０に決定してもよい。すなわち、電流制御装置１００は、電流を出力させないように電圧源２００を制御してもよい。このとき、通知部１３０は、大きさ０の電流を電圧源２００に出力させるための指令値を電圧源２００に通知する。なお、決定部１２０は、電圧源２００に指令値を通知しないことにより、電圧源２００から電流を出力させないように制御してもよい。また、決定部１２０は、第１電流が、電流源３００の定格よりも小さい場合、電圧源２００から出力させるべき電流の大きさを０に決定してもよい。
【０１１９】
さらにまた、決定部１２０は、負荷電流が、電流源３００の定格よりも小さい場合、定格として第３電流を決定し、定格から負荷電流を差し引いた電流として第４電流を決定してもよい。このとき、通知部１３０は、第３電流を電流源３００に出力させるための指令値を電流源３００に通知する。また、電流源３００が出力した第３電流のうちの第４電流を電圧源２００に充電させるための指令値を電圧源２００に通知する。なお、決定部１２０は、第１電流が、電流源３００の定格よりも小さい場合、定格として第３電流を決定し、定格から第１電流を差し引いた電流として第４電流を決定してもよい。
【０１２０】
次に、以上説明した実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る電流制御装置が行う処理の流れについて、図１４〜図１６を参照して説明する。
【０１２１】
図１４は、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る電流制御装置が行う全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２２】
まず、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る取得部は、非線形成分を示す情報を取得する（Ｓ１０２）。
【０１２３】
次に、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る決定部１２０は、電流源３００から出力させる第１電流の電流波形を決定する（Ｓ１０４）。この出力電流決定処理については図１５及び図１６で後述する。
【０１２４】
最後に、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る通知部１３０は、決定した第１電流を電流源３００に出力させるための指令値を、電流源制御部３０４へ通知する（Ｓ１０６）。
【０１２５】
次に、図１５及び図１６を参照して、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２に係る決定部１２０による、出力電流決定処理について説明する。
【０１２６】
図１５は、決定部１２０による、出力電流決定処理（図１４のＳ１０４）の一例を示すフローチャートである。ここで、電流源３００が有する燃料電池３０２は、電力の出力を変化させる機能を有するものとする。
【０１２７】
図１５を参照して、まず決定部１２０は、電流源３００が有する燃料電池３０２の定格（以後、ＦＣ定格ともいう）よりも負荷電流が小さいか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【０１２８】
ここで、負荷電流がＦＣ定格よりも小さい場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、決定部１２０は、負荷装置への電力を全て電流源３００が有する燃料電池３０２から供給するように、出力電流を決定する（Ｓ２０４）。言いかえれば、決定部１２０は、非線形成分を含むように第１電流を決定し、かつ、電圧源２００から出力させるべき第２電流の大きさを０に決定する。
【０１２９】
一方、負荷電流がＦＣ定格以上である場合（Ｓ２０２でＮｏ）、これは、負荷装置へ供給する電流が、電流源３００が有する燃料電池３０２の出力だけでは足りないことを意味する。したがって、決定部１２０は、まず優先的に電流源３００から電流を出力させるよう第１電流を決定する。その後、不足分を電圧源２００から出力させるように第２電流を決定する（Ｓ２０６）。
【０１３０】
図１６は、決定部１２０による、出力電流決定処理（図１４のＳ１０４）の他の一例を示すフローチャートである。ここで、電流源３００が有する燃料電池３０２は、出力する電力を変化させる機能を有していないものとする。なお、図１５に示すステップと同一のステップについては同一の符号を付け、詳細な説明は省略する。
【０１３１】
決定部１２０は、ステップＳ２０２において、負荷電流がＦＣ定格よりも小さいと判断した場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、電流源３００が有する燃料電池３０２が出力する電流のうちの、負荷装置へ供給しない余剰分を、電圧源２００が有する蓄電池２０２へ充電するように、出力電流を決定する（Ｓ２０８）。
【０１３２】
なお、図１５及び図１６のステップＳ２０２において、決定部１２０は、負荷電流とＦＣ定格とを比較した。しかし、決定部１２０は、ＦＣ定格に代わり、電流源３００の定格出力を使用してもよい。また、負荷電流に代わり、決定部１２０が決定した第１電流を使用してもよい。
【０１３３】
なお、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２において、電流源３００は燃料電池３０２に代わり、太陽光発電システム、風力発電システム、コジェネレーションシステム等、任意の発電装置であってもよい。
【０１３４】
また、実施の形態１において、負荷装置として、抵抗負荷である負荷装置４００Ａと整流器負荷である負荷装置４００Ｂとに電力を供給する前提で説明した。しかし、負荷装置は整流器負荷のみであってもよい。
【０１３５】
また、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２において、電流制御装置は、電流源３００又は電圧源２００の内部に設けられていてもよい。
【０１３６】
なお、実施の形態１及びその変形例並びに実施の形態２で説明した、電流制御装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、及び１００Ｃ、並びに、電流制御システム５００は、コンピュータにより実現することも可能である。以後、電流制御装置１００、１００Ａ、１００Ｂ、及び１００Ｃ、並びに、電流制御システム５００を、電流制御装置１００等という。
【０１３７】
図１７は、電流制御装置１００等を実現するコンピュータシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【０１３８】
電流制御装置１００等は、コンピュータ３４と、コンピュータ３４に指示を与えるためのキーボード３６及びマウス３８と、コンピュータ３４の演算結果等の情報を提示するためのディスプレイ３２と、コンピュータ３４で実行されるプログラムを読み取るためのＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）装置４０及び通信モデム（図示せず）とを含む。
【０１３９】
電流制御装置１００等が行う処理であるプログラムは、コンピュータで読取可能な媒体であるＣＤ−ＲＯＭ４２に記憶され、ＣＤ−ＲＯＭ装置４０で読み取られる。又は、コンピュータネットワークを通じて通信モデム５２で読み取られる。
【０１４０】
コンピュータ３４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４６と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４８と、ハードディスク５０と、通信モデム５２と、バス５４とを含む。
【０１４１】
ＣＰＵ４４は、ＣＤ−ＲＯＭ装置４０又は通信モデム５２を介して読み取られたプログラムを実行する。ＲＯＭ４６は、コンピュータ３４の動作に必要なプログラムやデータを記憶する。ＲＡＭ４８は、プログラム実行時のパラメータなどのデータを記憶する。ハードディスク５０は、プログラムやデータなどを記憶する。通信モデム５２は、コンピュータネットワークを介して他のコンピュータとの通信を行う。バス５４は、ＣＰＵ４４、ＲＯＭ４６、ＲＡＭ４８、ハードディスク５０、通信モデム５２、ディスプレイ３２、キーボード３６、マウス３８及びＣＤ−ＲＯＭ装置４０を相互に接続する。
【０１４２】
さらに、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【０１４３】
さらにまた、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしてもよい。ＩＣカード又はモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカード又はモジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムに従って動作することにより、ＩＣカード又はモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０１４４】
また、本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよい。また、コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。ここで、上記各実施の形態の電流制御装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１４５】
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、負荷装置に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分を示す情報を取得する取得ステップと、非線形成分を含むように、第１電流を決定する決定ステップと、決定された第１電流を電流源に出力させるための指令値を電流源に通知することによって、電流源に第１電流を出力させる通知ステップとを実行させる。
【０１４６】
さらに、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標））、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなどのメモリカード、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている上記デジタル信号であるとしてもよい。
【０１４７】
また、本発明は、上記コンピュータプログラム又は上記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０１４８】
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。
【０１４９】
また、上記プログラム又は上記デジタル信号を上記記録媒体に記録して移送することにより、又は上記プログラム又は上記デジタル信号を、上記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１５０】
なお、本発明の各実施の形態は、配電システムの配電方式を問わず適用できる。一例として、以下に、３相４線の配電システムを対象とした、本発明の他の実施の形態について説明する。
【０１５１】
（実施の形態３）
図１８Ａは、本発明の実施の形態３において、３相４線配電システムを対象に、電流制御装置１００Ｄによって制御される電圧源２１０と、電流源３１０Ａ及び電流源３１０Ｂとが負荷装置群１０００へ電力を供給する電流制御システムの概念図を示す。
【０１５２】
図１８Ａに示されるように、電圧源２１０は、電流ｉＳＢ１_ＡＢＣ及び電圧ＶＳＢ１_ＡＢＣを出力する。また、並列に接続された電流源３１０Ａ及び３１０Ｂは、それぞれ電流ｉＳＢ２_ＡＢＣ及びｉＳＢ３_ＡＢＣを出力する。なお、ここでは説明のため電圧源１台と、電流源２台とを並列に接続する構成としているが、電圧源及び電流源の数はこれに限られない。例えば、３台以上の電流源を並列に接続してもよい。以後、電流源３１０Ａ及び電流源３１０Ｂを総称して、電流源３１０とよぶ。
【０１５３】
電圧源２１０及び電流源３１０から出力された電流は、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣとして、負荷装置群１０００に供給される。より詳細には、負荷装置群１０００に含まれる負荷装置である負荷装置１０００Ａ、１０００Ｂ、１０００Ｃ、１０００Ｄ及び１０００Ｅにはそれぞれ、電流ｉＬＯＡＤ_Ａ１、ｉＬＯＡＤ_Ｂ１、ｉＬＯＡＤ_Ｃ１、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ１及びｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ２が供給される。
【０１５４】
ここで、負荷装置１０００Ａ及び負荷装置１０００Ｂは、単相整流器負荷である。また、負荷装置１０００Ｃは、単相抵抗負荷である。また、負荷装置１０００Ｄは、３相整流器負荷である。また、負荷装置１０００Ｅは、３相抵抗負荷である。
【０１５５】
単相負荷である負荷装置１０００Ａ、１０００Ｂ、及び１０００Ｃの容量は、それぞれ異なる。その結果、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣに不平衡成分が生じる。また、整流器負荷である負荷装置１０００Ａ、１０００Ｂ、１０００Ｄにより、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣに非線形成分が生じる。こうして生じた非線形成分及び不平衡成分により、負荷電流ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣは歪む。しかし、本実施の形態に係る電流制御装置１００Ｄによると、この歪みが電圧源２１０に与える影響を軽減することができる。以下、図１８Ｂ及び図１８Ｃを参照して、本発明の実施の形態における電流制御システムを流れる電流及び電圧の波形を示す。
【０１５６】
図１８Ｂは、図１８Ａに示されるｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ、ｉＬＯＡＤ_Ａ１、ｉＬＯＡＤ_Ｂ１、ｉＬＯＡＤ_Ｃ１、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ１及びｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ２が有する電流波形を示す。縦軸は電流の大きさ[Ａ]を示し、横軸は経過時間[ｓ]を示す。より詳細には、図１８Ｂの（ａ）は、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣの波形を示す。また、図１８Ｂの（ｂ）は、ｉＬＯＡＤ_Ａ１の波形を示す。また、図１８Ｂの（ｃ）は、ｉＬＯＡＤ_Ｂ１の波形を示す。また、図１８Ｂの（ｄ）は、ｉＬＯＡＤ_Ｃ１の波形を示す。また、図１８Ｂの（ｅ）は、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ１の波形を示す。また、図１８Ｂの（ｆ）は、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ２の波形を示す。
【０１５７】
図１８Ｂに示されるように、異なる相に接続されている単相整流器負荷である負荷装置１０００Ａ及び１０００Ｂにそれぞれ供給される電流であるｉＬＯＡＤ_Ａ１及びｉＬＯＡＤ_Ｂ１の波形は非線形形状を有している。また、電流振幅も互いに異なっている。さらに、３相の整流器負荷である負荷装置１０００Ｄに供給される３相電流ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣ１の波形は、非線形形状を有している。その結果、負荷装置群１０００に供給される電流ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣも非線形形状及び相間不平衡を有している。
【０１５８】
図１８Ｃの（ａ）は、図１８Ａに示される、ＶＳＢ１_ＡＢＣが有する電圧波形を示す。縦軸は電圧の大きさ[Ｖ]を示し、横軸は経過時間[ｓ]を示す。また、図１８Ｃの（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、それぞれ、ｉＳＢ１_ＡＢＣ、ｉＳＢ２_ＡＢＣ及びｉＳＢ３_ＡＢＣが有する電流波形を示す。縦軸は電流の大きさ[Ａ]を示し、横軸は経過時間[ｓ]を示す。
【０１５９】
図１８Ｃに示されるように、本実施の形態に係る電流源３１０が出力する電流ｉＳＢ２_ＡＢＣ及びｉＳＢ３_ＡＢＣは非線形形状を有している。一方、電圧源２１０が出力する電流ｉＳＢ１_ＡＢＣは正弦波形状を有している。これは、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣに含まれる非線形成分の影響をｉＳＢ１_ＡＢＣに代わり、ｉＳＢ２_ＡＢＣ及びｉＳＢ３_ＡＢＣが負担しているためである。その結果、電圧源２１０の電圧ＶＳＢ１_ＡＢＣは、正弦波形状を有している。
【０１６０】
すなわち、実施の形態１と同様に、本実施の形態に係る電流制御装置１００Ｄは、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣに含まれる非線形成分に対応する波形形状を有する電流を、電流源３１０が優先的に出力するように、電流源３１０及び電圧源２１０を制御する。その結果、ＶＳＢ１_ＡＢＣの波形に含まれる歪みを抑制することができる。さらに、ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣに含まれる不平衡成分を、電流源３１０がｉＳＢ２_ＡＢＣ及びｉＳＢ３_ＡＢＣとして負担することにより、電圧源２１０が出力する電流は平衡化される。その結果、電圧源２１０は、ＶＳＢ１_ＡＢＣとして安定した３相平衡電圧を出力することができる。
【０１６１】
次に、図１９を参照して、本実施の形態における電流制御装置１００Ｄを含む電流制御システムの構成について説明する。
【０１６２】
図１９は、本実施の形態に係る電流制御装置１００Ｄを含む電流制御システム５１０の構成図である。図１９に示されるように、電流制御システム５１０は、電流制御装置１００Ｄと、電圧源２１０と、電流源３１０Ａ及び３１０Ｂと、負荷装置群１０００と、電流センサ９６とを備える。なお、以後特に明記しない場合、電流制御システム５１０は、実施の形態１と同様に、自立運転モードで動作しているものとする。また、電圧源２１０、電流源３１０Ａ、及び電流源３１０Ｂは、並列に接続されている。
【０１６３】
電流制御装置１００Ｄは、電圧源２１０と、電流源３１０とを制御することによって、負荷装置群１０００に対して電流を供給する電流制御装置である。より詳細には、電流制御装置１００Ｄは、取得部１１０Ｄと、決定部１２０Ｄと、通知部１３０Ｄとを有する。
【０１６４】
取得部１１０Ｄは、負荷装置群１０００に供給される電流である負荷電流に含まれる非線形成分、及び、不平衡成分を示す情報を取得する。なお、実施の形態１に係る取得部１１０と異なり、取得部１１０Ｄは、３相電流のそれぞれに含まれる非線形成分を示す情報を取得する。
【０１６５】
また、取得部１１０Ｄは、出力電力の配分を決定するために使用する情報として、電圧源２１０及び電流源３１０が有する発電設備による発電量を取得してもよい。また、取得部１１０Ｄは、電圧源２１０及び電流源３１０が有する蓄電池の状態を示す情報を取得してもよい。ここで、蓄電池の状態を示す情報とは、例えば、蓄電池の端子間電圧、蓄電池の温度、又は蓄電池のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）等が考えられる。詳細については、後述する。
【０１６６】
なお、取得部１１０Ｄは、さらに、実施の形態１と同様に、電流制御装置が動作すべき動作モードを示す主幹情報を取得してもよい。
【０１６７】
決定部１２０Ｄは、取得部１１０Ｄによって取得された非線形成分、及び不平衡成分を含むように、電流源３１０が出力する３相交流電流である第１電流を決定する。具体的には、決定部１２０Ｄは、非線形成分、及び不平衡成分に対応する３相電流を、電圧源２１０よりも電流源３１０から優先的に出力させるように、電流源３１０が出力すべき電流を決定する。
【０１６８】
通知部１３０Ｄは、決定部によって決定された第１電流を電流源３１０に出力させるための指令値を、電流源３１０が有する電流源制御部に通知する。例えば図１９においては、通知部１３０Ｄは、電流源３１０Ａが有する電流源制御部３１４Ａと、電流源３１０Ｂが有する電流源制御部３１４Ｂとに電流指令値を通知する。その結果、電流源３１０Ａ及び電流源３１０Ｂは、第１電流を出力する。
【０１６９】
電圧源２１０は、蓄電池２０２と、電圧源制御部２１４と、直流バスに接続された発電設備２０３と、３相双方向ＤＣ／ＡＣ電圧源２１８とを有する。なお、発電設備２０３は、例えば太陽光発電設備、風力発電設備等の自然エネルギーを利用した発電設備である。ここでは、発電設備２０３は、太陽光発電（Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ発電；ＰＶ発電）設備であるとして、以後の説明を続ける。
【０１７０】
電圧源制御部２１４は、電流制御装置１００Ｄから取得した指令値に従って、３相双方向ＤＣ／ＡＣ電圧源２１８を制御する。具体的には、蓄電池２０２及び発電設備２０３から出力される電気エネルギーを電流ｉＳＢ１＿ＡＢＣとして、３相双方向ＤＣ／ＡＣ電圧源２１８から出力させる。
【０１７１】
電流源３１０Ａは、蓄電池２０２Ａと、電流源制御部３１４Ａと、直流バスに接続された発電設備２０３Ａと、３相双方向ＤＣ／ＡＣ電流源３１８Ａとを有する。同様に、電流源３１０Ｂは、蓄電池２０２Ｂ（図示なし）と、電流源制御部３１４Ｂと、直流バスに接続された発電設備２０３Ｂ（図示なし）と、３相双方向ＤＣ／ＡＣ電流源３１８Ｂ（図示なし）とを有する。
【０１７２】
電流源制御部３１４Ａ及び３１４Ｂは、電流制御装置１００Ｄから取得した電流指令値に従って、双方向ＤＣ／ＡＣ電流源３１８Ａ及び３１８Ｂをそれぞれ制御する。具体的には、蓄電池及び発電設備から出力される電力に基づいて決定される電流指令値に従った電流ｉＳＢ２＿ＡＢＣ及びｉＳＢ３＿ＡＢＣを、３相双方向ＤＣ／ＡＣ電流源３１８Ａ及び３１８Ｂから、それぞれ出力させる。
【０１７３】
負荷装置群１０００は、需要家に設置された単相負荷、３相負荷、線形負荷及び非線形負荷が混在した負荷群である。負荷装置群１０００は、交流電流ｉＬＯＡＤ_ＡＢＣの供給を受ける。負荷装置群１０００としては、例えば、線形負荷では白熱灯が考えられ、非線形負荷ではインバータエアコン、インバータ照明、冷蔵庫などが考えられる。また、３相の負荷では、大容量照明、モータ、エレベータなどが考えられる。
【０１７４】
電流制御装置１００Ｄは、実施の形態１と同様に、主幹ブレーカ９２から取得した主幹情報に基づき、電圧源２１０及び電流源３１０Ａ及び３１０Ｂの制御方法を変更する。なお、前述のとおり、本実施の形態においては、電流制御装置１００Ｄは自立運転モードとして動作するものとする。
【０１７５】
電流センサ９６は、負荷装置群１０００へ供給される電流である負荷電流を計測する電流センサである。電流センサ９６は、例えば需要家の配電線に取り付けられる。電流センサ９６は、測定した電流値を電流制御装置１００Ｄへ有線又は無線通信網を介して出力する。なお、電流センサは電流センサ９６として示される位置に設置されなくてもよい。例えば、負荷装置群１０００の特定負荷の入力端に設置されてもよい。
【０１７６】
図２０は、実施の形態３に係る電流制御装置１００Ｄが行う全体の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１７７】
まず、実施の形態３に係る取得部１１０Ｄは、ｉＬＯＡＤ＿ＡＢＣに含まれる歪み成分を示す情報を取得する（Ｓ１０２Ａ）。歪み成分とは、整流器負荷に起因する非線形成分と、単相負荷の容量のばらつきに起因する不平衡成分とを含む。
【０１７８】
次に、実施の形態３に係る決定部１２０Ｄは、蓄電池の状態及び発電設備の発電電力に基づいて、出力させるべき電力の分配を決定する（Ｓ１０８）。詳細については、後述する。
【０１７９】
その後、決定部１２０Ｄは、電流源３１０Ａ及び３１０Ｂからそれぞれ出力させるべき電流の電流波形を決定する（Ｓ１０４Ａ）。例えば、実施の形態１と同様に、決定部１２０Ｄは、電流源３１０Ａ及び３１０Ｂに非線形成分を負担させるように電流源３１０Ａ及び３１０Ｂの電流波形を決定する。その後、負荷電流が不平衡であった場合には、決定部１２０Ｄは、電圧源２１０から出力すべき３相平衡電流を基準波形とし、負荷電流における各相の振幅、位相、周波数が、基準波形における対応する相の振幅、位相、周波数と一致するように、電流源３１０Ａ及び３１０Ｂから出力させるべき第１電流の波形を決定する。なお、決定部１２０Ｄは、先に不平衡成分を負担させるように電流源３１０Ａ及び３１０Ｂの電流波形を決定した後に、負荷電流に残る非線形成分を負担させるように電流源３１０Ａ及び３１０Ｂから出力させるべき第１電流の波形を決定してもよい。
【０１８０】
最後に、実施の形態３に係る通知部１３０Ｄは、決定した第１電流を電流源３１０Ａ及び３１０Ｂに出力させるための指令値を、電流源制御部３１４Ａ及び３１４Ｂへ通知する（Ｓ１０６Ａ）。
【０１８１】
以上述べたように、本実施の形態において、電圧源２１０は、３相交流電圧を出力する電圧源である。また、電流源３１０は、３相交流電流を出力する少なくとも１以上の電流源である。
【０１８２】
また、電流制御装置１００Ｄが備える取得部１１０Ｄは、３相交流電流である負荷電流の各相に含まれる非線形成分を示す情報を取得する。さらに、取得部１１０Ｄは、負荷電流における不平衡成分を示す情報を取得する。
【０１８３】
また、決定部１２０Ｄは、３相交流電流である第１電流の各相が、取得部１１０Ｄによって取得された非線形成分のうち対応する相に含まれる非線形成分を含み、かつ、第１電流が取得部１２０Ｄによって取得された不平衡成分を含むように、第１電流を決定する。
【０１８４】
次に、図２１を参照して、実施の形態３に係る決定部１２０Ｄによる、電力分配決定処理について説明する。
【０１８５】
図２１は、決定部１２０Ｄによる、出力分配決定処理（図２０のステップＳ１０８）の一例を示す詳細なフローチャートである。
【０１８６】
図２１を参照して、まず決定部１２０Ｄは、太陽光発電電力値（ＰＶ出力値）を取得する（Ｓ３０２）。
【０１８７】
その後、決定部１２０Ｄは、取得した太陽光発電電力値から非線形成分を示す負荷電力値を差し引くことにより、蓄電池から出力すべき電力値の総量を決定する（Ｓ３０４）。
【０１８８】
次に、ステップＳ３０４において求めた電力値の総量を、蓄電池２０２と、蓄電池２０２Ａと、蓄電池２０２Ｂとで分配するための分配率を決定する。具体的には、決定部１２０Ｄは、電圧源２１０並びに並列に接続された電流源３１０Ａ及び３１０Ｂのそれぞれが有する蓄電池の電圧及び温度を取得する（Ｓ３０６）。その後、蓄電池の温度ごとに定まる、蓄電池の電圧とＳＯＣとの関係を示す事前に定められた情報を参照することにより、取得した各蓄電池の電圧値をＳＯＣに換算する（Ｓ３０８）。なお、ＳＯＣとは、蓄電池の残存容量を百分率で表した数値である。
【０１８９】
その後、決定部１２０Ｄは、ＳＯＣがより大きい蓄電池ほど、より多くの電力を出力させるように、各蓄電池に出力させるべき電力の分配率を決定する。これにより、各蓄電池が出力すべき電力の出力値が決定される（Ｓ３１０）。
【０１９０】
これによると、例えば３相の配電線路において、電流制御装置１００Ｄは、各相に接続された容量の異なる負荷装置に供給される負荷電流に含まれる不平衡成分を、相ごとに振幅、位相及び周波数の異なる電流として、電流源３１０から出力させる。また、整流器負荷に起因する相ごとの非線形成分を、電流源３１０から優先的に出力させる。その結果、電圧源２１０から出力される電流を線形かつ平衡に保つことができる。したがって、各相に容量の異なる負荷群が接続される場合であっても、不平衡電流が電圧源２１０の電圧波形に与える影響を抑制することができる。
【０１９１】
なお、図２１のステップＳ３０４において、決定部１２０Ｄは、負荷電力値と太陽光発電電力値とを比較した。しかし、決定部１２０Ｄは、太陽光発電電力に代わり、電流源３１０の定格出力を使用してもよい。また、負荷電流に代わり、決定部１２０Ｄが決定した第１電流を使用してもよい。
【０１９２】
なお、実施の形態３において、電流源３１０は蓄電池に代わり、燃料電池、風力発電システム、コジェネレーションシステム等、任意の発電装置を備えてもよい。
【０１９３】
なお、本実施の形態において負荷装置群１０００を構成する負荷装置は一例である。負荷装置群は、任意の数の負荷装置を含んでもよい。この場合、各負荷装置は、単相負荷又は三相負荷のいずれであってもよい。また、各負荷装置は、線形負荷又は非線形（整流器）負荷のいずれであってもよい。例えば、実施の形態３において、負荷装置群１０００に含まれる負荷装置は整流器負荷のみであってもよい。
【０１９４】
また、本実施の形態における給電方式は、３相４線式であるが、例えば３相３線式としてもよい。
【０１９５】
また、実施の形態３において、電流制御装置１００Ｄは、電流源３１０又は電圧源２１０の内部に設けられていてもよい。
【０１９６】
さらに、上記実施の形態１〜３及びその変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【０１９７】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
本発明は、電流制御装置に適用でき、特に電流源と電圧源とを制御することによって負荷装置に電流を出力させる電流制御装置等に適用できる。
【符号の説明】
【０１９９】
３２  ディスプレイ
３４  コンピュータ
３６  キーボード
３８  マウス
４０  ＣＤ−ＲＯＭ装置
４２  ＣＤ−ＲＯＭ
４４  ＣＰＵ
４６  ＲＯＭ
４８  ＲＡＭ
５０  ハードディスク
５２  通信モデム
５４  バス
９０  系統電源
９２  主幹ブレーカ
９４、９５、９６  電流センサ
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ  電流制御装置
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｄ  取得部
１１２  検出部
１１４、１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ  抽出部
１１５、１１５Ａ  バンドパスフィルタ
１１６  要素
１１８  出力値受信部
１２０、１２０Ｄ  決定部
１３０、１３０Ｄ  通知部
１４０  主幹情報受信部
１５０  運転モード決定部
２００、２１０、８１０  電圧源
２０２、２０２Ａ、２０２Ｂ  蓄電池
２０３、２０３Ａ、２０３Ｂ  発電設備
２０４、２１４  電圧源制御部
２０６  双方向ＤＣ／ＤＣ充放電装置
２０８  双方向ＤＣ／ＡＣ電圧源
２１８  ３相双方向ＤＣ／ＡＣ電圧源
３００、３１０、３１０Ａ、３１０Ｂ、８２０  電流源
３０２  燃料電池
３０４、３１４Ａ、３１４Ｂ  電流源制御部
３０６  片方向ＤＣ／ＤＣ昇圧装置
３０８  片方向ＤＣ／ＡＣ電流源
３１８Ａ、３１８Ｂ  ３相双方向ＤＣ／ＡＣ電流源
４００Ａ、４００Ｂ、９００Ａ、９００Ｂ、１０００Ａ、１０００Ｂ、１０００Ｃ、１０００Ｄ、１０００Ｅ  負荷装置
１０００  負荷装置群
５００、５１０  電流制御システム
【図１Ａ】
2013018364.tif 000003
【図１Ｂ】
2013018364.tif 000004
【図１Ｃ】
2013018364.tif 000005
【図２Ａ】
2013018364.tif 000006
【図２Ｂ】
2013018364.tif 000007
【図２Ｃ】
2013018364.tif 000008
【図３】
2013018364.tif 000009
【図４】
2013018364.tif 000010
【図５】
2013018364.tif 000011
【図６Ａ】
2013018364.tif 000012
【図６Ｂ】
2013018364.tif 000013
【図７】
2013018364.tif 000014
【図８Ａ】
2013018364.tif 000015
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2013018364.tif 000020
【図１１】
2013018364.tif 000021
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2013018364.tif 000023
【図１３】
2013018364.tif 000024
【図１４】
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【図１５】
2013018364.tif 000026
【図１６】
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【図１７】
2013018364.tif 000028
【図１８Ａ】
2013018364.tif 000029
【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年11月6日(2012.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電気機器を有する電流源と、第２の電気機器を有する電圧源とを制御することによって、抵抗負荷である第１の負荷装置、及び、整流器負荷である第２の負荷装置に対して電流を供給する電流制御装置であって、
前記第１の負荷装置及び前記第２の負荷装置に供給される第１負荷電流、及び前記第２の負荷装置に供給される第２負荷電流の少なくとも１つを検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記第１負荷電流または前記第２負荷電流に含まれる非線形成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された前記非線形成分を含むように、第１電流を決定する決定部と、
決定された前記第１電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知することによって、前記電流源に前記第１電流を出力させる通知部とを備える
電流制御装置。
【請求項２】
前記抽出部は、前記第１負荷電流または前記第２負荷電流から、事前に定められたバンドパスフィルタを当該第１負荷電流または当該第２負荷電流に適用した結果を差し引くことにより、前記非線形成分を抽出する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項３】
前記電流制御装置は、さらに、
前記電流源及び前記電圧源の少なくとも一方が出力した出力電流を示す情報を受信する出力値受信部を備え、
前記抽出部は、前記第１負荷電流または前記第２負荷電流と前記出力電流を示す情報とに基づいて前記第１負荷電流または前記第２負荷電流から前記非線形成分を抽出する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項４】
前記決定部は、前記非線形成分に対応する電流を、前記電圧源よりも前記電流源から優先的に出力させるように、前記第１電流を決定する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項５】
前記決定部は、取得した前記第１負荷電流または前記第２負荷電流が前記電流源の定格よりも大きい場合、前記第１負荷電流または前記第２負荷電流から前記定格を差し引くことによって前記電圧源から出力させるべき第２電流を決定し、
前記通知部は、前記第２電流を前記電圧源に出力させるための指令値を前記電圧源に通知する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記第１負荷電流または前記第２負荷電流が前記電流源の定格よりも小さい場合、前記電圧源から出力させるべき第２電流の大きさを０に決定し、
前記通知部は、前記第２電流を前記電圧源に出力させるための指令値を前記電圧源に通知する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項７】
前記第２の電気機器は蓄電装置である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電流制御装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記第１負荷電流または前記第２負荷電流が前記電流源の定格よりも小さい場合、前記定格として第３電流を決定し、前記定格から前記第１負荷電流または前記第２負荷電流を差し引いた電流として第４電流を決定し、
前記通知部は、前記第３電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知し、前記第３電流のうちの前記第４電流を前記電圧源に充電させるための指令値を前記電圧源に通知する
請求項７に記載の電流制御装置。
【請求項９】
前記第１の電気機器は燃料電池である
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電流制御装置。
【請求項１０】
前記第１の電気機器は蓄電池である
請求項１〜請求項５及び請求項７のいずれか１項に記載の電流制御装置。
【請求項１１】
前記電圧源は、３相交流電圧を出力する電圧源であり、
前記電流源は、３相交流電流を出力する少なくとも１以上の電流源であり、
前記抽出部は、３相交流電流である前記第１負荷電流または前記第２負荷電流の各相に含まれる非線形成分を示す情報と、前記第１負荷電流または前記第２負荷電流における不平衡成分を示す情報とを取得し、
前記決定部は、３相交流電流である前記第１電流の各相が前記抽出部によって取得された非線形成分のうち対応する相に含まれる非線形成分を含み、かつ、前記第１電流が前記抽出部によって取得された不平衡成分を含むように、当該第１電流を決定する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項１２】
前記第１の電気機器と前記第２の電気機器とは電力系統から分離されて自立運転しており、
前記電流源は前記電圧源を用いて、前記第１電流を出力する
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項１３】
前記電流制御装置は、前記電流源又は前記電圧源の内部に設けられている
請求項１に記載の電流制御装置。
【請求項１４】
第１の電気機器を有する電流源と、第２の電気機器を有する電圧源とを制御することによって、抵抗負荷である第１の負荷装置、及び、整流器負荷である第２の負荷装置に対して電流を供給する電流制御方法であって、
前記第１の負荷装置及び前記第２の負荷装置に供給される第１負荷電流、及び前記第２の負荷装置に供給される第２負荷電流の少なくとも１つを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された前記第１負荷電流または前記第２負荷電流に含まれる非線形成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにおいて抽出された前記非線形成分を含むように、第１電流を決定する決定ステップと、
決定された前記第１電流を前記電流源に出力させるための指令値を前記電流源に通知することによって、前記電流源に前記第１電流を出力させる通知ステップとを含む
電流制御方法。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電流制御装置と、
前記電流制御装置によって制御される電流源と、
前記電流制御装置によって制御される電圧源とを備える
電流制御システム。
【国際調査報告】
2013018364.tif 000035
2013018364.tif 000036