(57)【要約】【課題】電力系統が各直流電源との間で授受する電力の電力値を個別に識別可能な電力変換システム、電源システム、及び電力管理システムを提供する。【解決手段】電力変換システム１は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２と、少なくとも１つのＤＣ／ＡＣ変換回路３と、計測部４と、演算部５１と、を備える。複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２は、複数の直流電源６と電気的に接続され、入力された直流電圧の大きさを変換する。ＤＣ／ＡＣ変換回路３は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２、及び電力系統８と電気的に接続され、直流電圧と交流電圧との間で電圧変換を行う。計測部４は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２の各々の入力電力と出力電力との少なくとも一方を計測する。演算部５１は、電力系統８が複数の直流電源６の各々との間で授受する電力の電力値である授受電力値を、計測部４の計測結果に基づいて算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の直流電源と電気的に接続され、入力された直流電圧の大きさを変換する複数のＤＣ／ＤＣ変換回路と、
前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路、及び電力系統と電気的に接続され、直流電圧と交流電圧との間で電圧変換を行う少なくとも１つのＤＣ／ＡＣ変換回路と、
前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路の各々の入力電力と出力電力との少なくとも一方を計測する計測部と、
前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路及び前記ＤＣ／ＡＣ変換回路を介して、前記電力系統が前記複数の直流電源の各々との間で授受する電力の電力値である授受電力値を、前記計測部の計測結果に基づいて算出する演算部と、を備える
ことを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は１つであり、当該ＤＣ／ＡＣ変換回路は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路の各々と電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記計測部は、前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路と前記ＤＣ／ＡＣ変換回路との間にある複数の電力計測点の電力を計測し、
前記演算部は、前記複数の電力計測点の各々における前記計測部の計測結果の比率と、前記ＤＣ／ＡＣ変換回路が前記電力系統との間で授受する電力の電力値とに基づいて、前記電力系統が前記複数の直流電源の各々との間で授受する電力の前記授受電力値を算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記演算部は、前記ＤＣ／ＡＣ変換回路と前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路とのうち、前記複数の電力計測点の各々と前記電力系統との間にある変換回路の電力変換効率に基づいて、前記電力系統が前記複数の直流電源の各々との間で授受する電力の前記授受電力値を算出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換システム。
【請求項５】
前記複数の直流電源の少なくとも１つは、蓄電池を有する蓄電装置であり、
前記計測部は、前記蓄電装置と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路と間にある電力計測点の電力を計測する
ことを特徴とする請求項４に記載の電力変換システム。
【請求項６】
前記計測部は、前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路の少なくとも１つのＤＣ／ＤＣ変換回路と前記ＤＣ／ＡＣ変換回路との間にある電力計測点の電力を計測する
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の電力変換システム。
【請求項７】
前記複数の直流電源の少なくとも１つは、蓄電池を有する蓄電装置であり、
前記演算部は、前記蓄電池の放電時と充電時とで異なる演算式を用いて、前記電力系統が前記蓄電装置との間で授受する電力の授受電力値を算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の電力変換システム。
【請求項８】
前記演算部は、周囲温度と、前記変換回路の入力電力値の大きさとの少なくとも一方に基づいて前記電力変換効率を補正し、補正後の電力変換効率に基づいて前記授受電力値を算出する
ことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の電力変換システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力変換システムと、
前記電力変換システムが有する前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路と電気的に接続される前記複数の直流電源と、を備える
ことを特徴とする電源システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換システムの前記演算部が算出した前記授受電力値のデータを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記授受電力値のデータに基づいて、前記電力変換システムに対して制御指示を行う指示部と、を備える
ことを特徴とする電力管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電力変換システム、電源システム、及び電力管理システムに関する。より詳細には、本発明は、直流電源と電力系統との間で電力変換を行う電力変換システム、電力変換システムを備える電源システム、及び電力変換システムを制御する電力管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力需給状況に応じて消費電力を動的に適正に制御できる制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の制御装置は、通信手段と、取得手段と、制御手段と、を備えている。通信手段は、電力量計から電力制御対象の消費電力情報を受信する。取得手段は、少なくとも１つの電力供給元からの需要制御情報を取得する。制御手段は、消費電力情報と、需要制御情報とに基づいて、電力制御対象の運転を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１７８１６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の構成では、電力量計に複数の装置（直流電源）が電気的に接続されている場合、各装置における消費電力、逆潮流された余剰電力等を個別に識別することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、電力系統が各直流電源との間で授受する電力の電力値を個別に識別可能な電力変換システム、電源システム、及び電力管理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】
本発明の電力変換システムは、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路と、少なくとも１つのＤＣ／ＡＣ変換回路と、計測部と、演算部と、を備える。前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路は、風数の直流電源と電気的に接続され、入力された直流電圧の大きさを変換する。前記ＤＣ／ＡＣ変換回路は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路、及び電力系統と電気的に接続され、直流電圧と交流電圧との間で電圧変換を行う。前記計測部は、前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路の各々の入力電力と出力電力との少なくとも一方を計測する。前記演算部は、前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路及び前記ＤＣ／ＡＣ変換回路を介して、前記電力系統が前記複数の直流電源の各々との間で授受する電力の電力値である授受電力値を、前記計測部の計測結果に基づいて算出する。
【０００７】
本発明の電源システムは、上記の電力変換システムと、前記電力変換システムが有する前記複数のＤＣ／ＤＣ変換回路と電気的に接続される前記複数の直流電源と、を備える。
【０００８】
本発明の電力管理システムは、上記の電力変換システムの前記演算部が算出した前記授受電力値のデータを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記授受電力値のデータに基づいて、前記電力変換システムに対して制御指示を行う指示部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電力変換システム、電源システム、及び電力管理システムでは、電力系統が各直流電源との間で授受する電力の電力値を個別に識別可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電力変換システムを備える電力需給システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態の一変形例に係る電力変換システムを備える電力需給システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。下記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【００１２】
（実施形態）
＜概要＞
本実施形態の電力変換システム１を備える電力需給システム１０１のブロック図を図１に示す。電力需給システム１０１は、電力変換システム１及び複数（図１では２つ）の直流電源６を有する複数（図１では３つ）の電源システム１００と、電力管理システム７とを備えている。電力需給システム１０１は、需要家施設９に設けられている直流電源６を分散電源とみなし、電力需給の調整を図るＶＰＰシステム（VPP:Virtual Power Plant）に用いることができる。
【００１３】
本実施形態の電力変換システム１は、電力の需要家施設９に設けられており、電力変換装置１０とコントローラ５０とを備えている。電力変換装置１０は、需要家施設９に設けられている２つの直流電源６、及び電力系統８と電気的に接続されており、２つの直流電源６の各々と電力系統８とを連系する。コントローラ５０は、電力変換装置１０を制御する。
【００１４】
本実施形態の電力変換システム１では、直流電源６の出力電力から生成した交流電力の全量を電力系統８に逆潮流させる。コントローラ５０は、電力系統８が複数の直流電源６の各々との間で授受する電力の電力値（以降、授受電力値という）を算出する演算部５１を備えている。本実施形態における電力値とは、所定時間（例えば３０分）ごとの電力積算値（電力量）、瞬時電力値、及び電力代表値（例えば電力平均値等）の少なくともいずれかの値を示す。本実施形態では、電力量を電力値として説明する。
【００１５】
コントローラ５０は、授受電力値のデータを、例えばアグリゲータが管理する電力管理システム７に出力する。電力管理システム７は、取得した授受電力値のデータに基づいた制御指示をコントローラ５０に出力する。コントローラ５０は、電力管理システム７からの制御指示に基づいて電力変換装置１０を制御することにより、授受電力値を調整する。
【００１６】
＜詳細＞
以下に、本実施形態の電力変換システム１、電源システム１００、及び電力管理システム７の詳細について説明する。
【００１７】
需要家施設９は、電力系統８から電力が供給される施設（例えば、戸建住宅等）であり、各需要家施設９には、電力変換システム１と、２つの直流電源６と、が設けられている。本実施形態では、２つの直流電源６を区別して説明する場合、一方を太陽光発電装置６１、他方を蓄電装置６２とする。
【００１８】
本実施形態の電力変換システム１は、電力変換装置１０と、コントローラ５０と、を備えている。電力変換装置１０は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３と、複数（図１では２つ）のＤＣ／ＤＣ変換回路２と、計測部４と、を備えている。本実施形態では、２つのＤＣ／ＤＣ変換回路２を区別して説明する場合、一方を第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１、他方を第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２とする。
【００１９】
太陽光発電装置６１は、１又は複数の太陽電池パネルを有しており、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１と電気的に接続されている。太陽電池パネルは、例えば需要家施設９（戸建住宅）の屋根に設けられている。太陽光発電装置６１は、太陽電池パネルが太陽光を受光することによって発電した直流電力を第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１に出力する。
【００２０】
蓄電装置６２は、例えばリチウムイオン電池で構成された蓄電池６２１を有しており、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２と電気的に接続されている。蓄電装置６２は、蓄電池６２１が放電した直流電力を第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２に出力する。また、蓄電装置６２は、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２から供給された直流電力により蓄電池６２１を充電することができる。
【００２１】
第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１は、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ回路であり、入力された直流電圧を昇圧又は降圧して出力するように構成されている。第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１は、太陽光発電装置６１と対応しており、太陽光発電装置６１とＤＣ／ＡＣ変換回路３との間に電気的に接続されている。第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１は、太陽光発電装置６１が出力した直流電圧の大きさを変換してＤＣ／ＡＣ変換回路３に出力する。また、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３への出力電力の大きさを調整することで、太陽光発電装置６１から電力系統８に逆潮流させる電力の抑制が可能である。
【００２２】
第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、絶縁型の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ回路であり、入力された直流電圧を昇圧又は降圧して出力するように構成されている。第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、蓄電装置６２と対応しており、蓄電装置６２とＤＣ／ＡＣ変換回路３との間に電気的に接続されている。第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、蓄電装置６２が出力した直流電圧の大きさを変換してＤＣ／ＡＣ変換回路３に出力する。また、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３から入力された直流電圧の大きさを変換して蓄電装置６２に出力することにより、蓄電池６２１を充電する。つまり、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２は、蓄電池６２１の放電電力及び充電電力を制御する。
【００２３】
ＤＣ／ＡＣ変換回路３は、絶縁型の双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ回路であり、２つの変換回路（第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２）と電力系統８との間に電気的に接続されている。ＤＣ／ＡＣ変換回路３は、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１及び第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２から入力された直流電圧を交流電圧に電圧変換して電力系統８に出力する。また、ＤＣ／ＡＣ変換回路３は、電力系統８から入力された交流電圧を直流電圧に電圧変換して第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２に出力する。
【００２４】
太陽光発電装置６１が発電している場合、太陽光発電装置６１の発電電力は、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１及びＤＣ／ＡＣ変換回路３を介して電力系統８に逆潮流される。また、蓄電装置６２の蓄電池６２１が放電している場合、蓄電池６２１の放電電力は、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２及びＤＣ／ＡＣ変換回路３を介して電力系統８に逆潮流される。また、蓄電装置６２の蓄電池６２１を充電している場合、蓄電池６２１の充電電力は、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２及びＤＣ／ＡＣ変換回路３を介して電力系統８から供給される。
【００２５】
また、本実施形態の電力変換装置１０は、太陽光発電装置６１の発電電力を蓄電装置６２に供給可能に構成されている。つまり、蓄電池６２１は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３及び第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２を介して電力系統８から供給される電力と、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１及び第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２を介して太陽光発電装置６１から供給される電力とで充電可能である。
【００２６】
計測部４は、第１計測部４１と第２計測部４２とを備えている。
【００２７】
第１計測部４１は、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１の出力電力の電力値を計測するように構成されている。具体的には、第１計測部４１は、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１とＤＣ／ＡＣ変換回路３との間にある電力計測点の電力を計測する。第１計測部４１は、電力計測点における電圧及び電流の測定値に基づいて、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１の出力電力の所定時間（例えば３０分）ごとの電力量を計測する。第１計測部４１は、計測結果を第１計測結果Ｐ１としてコントローラ５０に出力する。
【００２８】
第２計測部４２は、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の出力電力及び入力電力の電力量を計測するように構成されている。具体的には、第２計測部４２は、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２とＤＣ／ＡＣ変換回路３との間にある電力計測点の電力を計測する。第２計測部４２は、電力計測点における電圧及び電流の測定値に基づいて、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の出力電力及び入力電力の所定時間（例えば３０分）ごとの電力量を計測する。つまり、第２計測部４２は、蓄電池６２１の放電時における第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の出力電力の電力量、及び蓄電池６２１の充電時における第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の入力電力の電力量を計測する。第２計測部４２は、計測結果を第２計測結果Ｐ２としてコントローラ５０に出力する。
【００２９】
また、需要家施設９には電力量計４００が設けられている。電力量計４００は、スマートメータであり、ＤＣ／ＡＣ変換回路３が電力系統８との間で授受する電力の所定時間（例えば３０分）ごとの電力量を計測する。つまり、電力量計４００は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３が電力系統８に逆潮流させる電力の電力量と、ＤＣ／ＡＣ変換回路３が電力系統８から供給される電力の電力量とを計測する。電力量計４００は、計測結果をコントローラ５０に出力するように構成されている。
【００３０】
コントローラ５０は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）のコントローラであり、演算部５１と、記憶部５２と、通信部５３と、制御部５４と、を備えている。
【００３１】
演算部５１は、電力系統８が太陽光発電装置６１及び蓄電装置６２の各々との間で授受する電力の電力値を算出する。本実施形態では、電力系統８が太陽光発電装置６１との間で授受する電力の電力値（電力量）を第１授受電力値Ｐ１０、電力系統８が蓄電装置６２との間で授受する電力の電力値（電力量）を第２授受電力値Ｐ２０とする。第１授受電力値Ｐ１０と第２授受電力値Ｐ２０とを足した値が、電力量計４００の計測結果に相当する。
【００３２】
演算部５１は、第１計測部４１の電力計測点と電力系統８との間にある変換回路（ＤＣ／ＡＣ変換回路３）における電力損失に基づいて第１授受電力値Ｐ１０を算出する。具体的には、演算部５１は、第１計測結果Ｐ１と、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の電力変換効率η３とを乗算することにより、第１授受電力値Ｐ１０を算出する（Ｐ１０＝Ｐ１×η３）。電力変換効率η３は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の入力電力に対する出力電力の割合であり、記憶部５２に記憶されている。
【００３３】
また、演算部５１は、第１計測部４１の電力計測点と電力系統８との間にある変換回路（ＤＣ／ＡＣ変換回路３）における電力損失に基づいて第２授受電力値Ｐ２０を算出する。演算部５１は、蓄電池６２１の放電時と充電時とで異なる演算式を用いて第２授受電力値Ｐ２０を算出する。演算部５１は、蓄電池６２１の放電時である場合、第２計測結果Ｐ２と電力変換効率η３とを乗算することにより、第２授受電力値Ｐ２０を算出する（Ｐ２０＝Ｐ２×η３）。演算部５１は、蓄電池６２１の充電時である場合、第２計測結果Ｐ２から第１計測結果Ｐ１を減算した値を電力変換効率η３で除算することにより、第２授受電力値Ｐ２０を算出する（Ｐ２０＝（Ｐ２−Ｐ１）／η３）。第１計測結果Ｐ１がゼロである場合、つまり太陽光発電装置６１が発電していない場合、第２授受電力値Ｐ２０は、第２計測結果Ｐ２を電力変換効率η３で除算した値となる（Ｐ２０＝Ｐ２／η３）。なお、第１計測結果と第２計測結果とが同じ値である場合、つまり太陽光発電装置６１の発電電力のみで蓄電池６２１を充電している場合、ＤＣ／ＡＣ変換回路３と電力系統８との間で電力の授受が行われていないこととなる。したがって、この場合、第１授受電力値Ｐ１０及び第２授受電力値Ｐ２０がゼロとなる。
【００３４】
すなわち、演算部５１は、電力系統８がＤＣ／ＡＣ変換回路３との間で授受する電力の電力値を、電力系統８が太陽光発電装置６１との間で授受する第１授受電力値Ｐ１０と、電力系統８が蓄電装置６２との間で授受する第２授受電力値Ｐ２０とに分別する。演算部５１は、算出した第１授受電力値Ｐ１０及び第２授受電力値Ｐ２０のデータを、通信部５３を介して電力管理システム７に出力する。
【００３５】
通信部５３は、通信インターフェースであり、電気通信回線ＮＴ１（例えばインターネット回線）を介して電力管理システム７のサーバ７０と通信可能に構成されている。通信部５３は、例えばルータ等の通信機器を介して電気通信回線ＮＴ１と電気的に接続されていてもよい。通信部５３は、演算部５１が算出した第１授受電力値Ｐ１０及び第２授受電力値Ｐ２０のデータをサーバ７０に出力する。
【００３６】
サーバ７０は、通信部７１、取得部７２、及び指示部７３を備えている。
【００３７】
通信部７１は、通信インターフェースであり、電気通信回線ＮＴ１を介して各需要家施設９に設けられたコントローラ５０の通信部５３と通信可能に構成されている。
【００３８】
取得部７２は、通信部７１を介して各コントローラ５０から第１授受電力値Ｐ１０及び第２授受電力値Ｐ２０のデータを取得する。
【００３９】
指示部７３は、電力変換システム１を制御するように構成されている。具体的には、指示部７３は、取得部７２が各コントローラ５０から取得した第１授受電力値Ｐ１０、第２授受電力値Ｐ２０、及び電力調整システム８０からの要請に基づいて各電力変換システム１に対する制御指示を作成する。電力調整システム８０は、電力系統８の供給電力の需要と供給のバランスを調整するための要請を電力管理システム７に行う。この要請とは、例えば消費電力の削減要請であるデマンドレスポンス、各需要家施設９の電力変換装置１０から逆潮流される電力の増加、低減等の要請である。指示部７３は、作成した電力変換システム１の制御指示を、通信部７１を介して各需要家施設９に設けられているコントローラ５０に出力する。
【００４０】
コントローラ５０が有する制御部５４は、電力管理システム７からの制御指示に基づいて電力変換装置１０を制御するように構成されている。制御部５４は、電力変換装置１０を制御することによって、太陽光発電装置６１の出力電力、蓄電装置６２の充電電力、及び放電電力の調整等を行う。具体的には、制御部５４は、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１を制御することによって、太陽光発電装置６１の発電電力値を調整する。また、制御部５４は、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２を制御することによって、蓄電装置６２の蓄電池６２１の充電電力値、放電電力値を調整する。
【００４１】
＜動作例＞
次に、本実施形態の電力変換システム１及び電力管理システム７の動作例について説明する。以下の動作例の説明では、３つの需要家施設９を需要家施設９ａ，９ｂ，９ｃと区別して説明する。
【００４２】
各需要家施設９ａ〜９ｃの演算部５１が算出した第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０の一例を表１に示す。なお、表１では、電力系統８に逆潮流される電力の電力値にはプラスの符号を付し、電力系統８から供給される電力の電力値にはマイナスの符号を付して表している。
【００４３】
【表１】
2018074808.tif 000003
【００４４】
表１に示すように、需要家施設９ａに設けられた太陽光発電装置６１は発電を行っており、太陽光発電装置６１の発電によって電力系統８に逆潮流される電力の電力値（第１授受電力値Ｐ１０）は、２［ｋＷｈ］である。需要家施設９ａに設けられた蓄電装置６２の蓄電池６２１は放電を行っており、蓄電池６２１の放電によって電力系統８に逆潮流される電力の電力値（第２授受電力値Ｐ２０）は、０．５［ｋＷｈ］である。
【００４５】
また、需要家施設９ｂに設けられた太陽光発電装置６１は発電を行っており、太陽光発電装置６１の発電によって電力系統８に逆潮流される電力の電力値（第１授受電力値Ｐ１０）は、１［ｋＷｈ］である。需要家施設９ｂに設けられた蓄電装置６２の蓄電池６２１は放電を行っており、蓄電池６２１の放電によって電力系統８に逆潮流される電力の電力値（第２授受電力値Ｐ２０）は、０．５［ｋＷｈ］である。
【００４６】
また、需要家施設９ｃに設けられた太陽光発電装置６１は発電を行っておらず、第１授受電力値Ｐ１０は、０［ｋＷｈ］である。需要家施設９ｃに設けられた蓄電装置６２の蓄電池６２１は、電力系統８からの供給電力で充電を行っており、電力系統８が電力変換装置１０に供給する電力の電力値（第２授受電力値Ｐ２０）は、１［ｋＷｈ］である（表１では、−１［ｋＷｈ］と表している）。
【００４７】
各需要家施設９ａ〜９ｃの演算部５１が算出した第１授受電力値Ｐ１０、第２授受電力値Ｐ２０のデータは、通信部５３から電力管理システム７のサーバ７０に出力される。
【００４８】
ここで、電力系統８の供給電力の需要の増加により、電力調整システム８０が、電力系統８に逆潮流される電力の電力値を増加させる要請を、電力管理システム７に対して行ったとする。具体的な一例として、電力調整システム８０が各需要家施設９ａ〜９ｃの電力変換システム１から電力系統８に逆潮流させる電力の電力値を３［ｋＷｈ］とする要請を、電力管理システム７に対して行ったとする。
【００４９】
指示部７３は、取得部７２が取得した各需要家施設９ａ〜９ｃの第１授受電力値Ｐ１０、第２授受電力値Ｐ２０、及び電力調整システム８０からの要請に基づいて、各需要家施設９ａ〜９ｃに設けられた電力変換システム１の制御指示を作成する。本実施形態の指示部７３は、太陽光発電装置６１の発電電力をすべて電力系統８に逆潮流させた上で、電力調整システム８０からの要請である３［ｋＷｈ］に対する不足分を蓄電池６２１から放電させる指示を作成する。
【００５０】
具体的には、指示部７３は、需要家施設９ａの電力変換システム１に対して、第１授受電力値Ｐ１０が２［ｋＷｈ］であるので、第２授受電力値Ｐ２０が１［ｋＷｈ］となるように蓄電池６２１を放電させる指示を作成する。
【００５１】
また、指示部７３は、需要家施設９ｂの電力変換システム１に対して、第１授受電力値Ｐ１０が１［ｋＷｈ］であるので、第２授受電力値Ｐ２０が２［ｋＷｈ］となるように蓄電池６２１を放電させる指示を作成する。
【００５２】
また、指示部７３は、需要家施設９ｃの電力変換システム１に対して、第１授受電力値Ｐ１０が０［ｋＷｈ］であるので、第２授受電力値Ｐ２０が３［ｋＷｈ］となるように蓄電池６２１を放電させる指示を作成する。
【００５３】
指示部７３は、作成した各需要家施設９ａ〜９ｃの電力変換システム１に対応する制御指示を、通信部７１を介して各需要家施設９ａ〜９ｃのコントローラ５０に出力する。
【００５４】
各需要家施設９ａ〜９ｃのコントローラ５０の制御部５４は、第２授受電力値Ｐ２０が、電力管理装置が指示した値となるように、蓄電池６２１の放電電力値を調整する。これにより、各需要家施設９ａ〜９ｃにおける第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０が表２に示すようになる。
【００５５】
【表２】
2018074808.tif 000004
【００５６】
表２に示すように、需要家施設９ａにおける第２授受電力値Ｐ２０が１［ｋＷｈ］となり、第１授受電力値Ｐ１０と第２授受電力値Ｐ２０との合計値が３［ｋＷｈ］となる。また、需要家施設９ｂにおける第２授受電力値Ｐ２０が２［ｋＷｈ］となり、第１授受電力値Ｐ１０と第２授受電力値Ｐ２０との合計値が３［ｋＷｈ］となる。また、需要家施設９ｃにおける第２授受電力値Ｐ２０が３［ｋＷｈ］となり、第１授受電力値Ｐ１０と第２授受電力値Ｐ２０との合計値が３［ｋＷｈ］となる。これにより、電力調整システム８０の要請を満たすことができる。
【００５７】
＜変形例＞
次に、本実施形態の電力変換システム１の変形例について説明する。
【００５８】
《第１変形例》
上述した例では、演算部５１は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の電力変換効率η３を用いた演算式で第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０を算出しているが、異なる演算式で第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０を算出してもよい。
【００５９】
演算部５１は、第１計測部４１の計測結果（第１計測結果Ｐ１）と第２計測部４２の計測結果（第２計測結果Ｐ２）との比率と、電力量計４００の計測結果（第３計測結果Ｐ３とする）とに基づいて、第１授受電力値Ｐ１０及び第２授受電力値Ｐ２０を算出する。具体的には、演算部５１は、第１計測結果Ｐ１と第２計測結果Ｐ２との合計値に対する第１計測結果Ｐ１の割合の値を第３計測結果Ｐ３で乗算することにより、第１授受電力値Ｐ１０を算出する（Ｐ１０＝｛Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）｝×Ｐ３）。また、演算部５１は、第１計測結果Ｐ１と第２計測結果Ｐ２との合計値に対する第２計測結果Ｐ２の割合の値を第３計測結果Ｐ３で乗算することにより、第２授受電力値Ｐ２０を算出する（Ｐ２０＝｛Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）｝×Ｐ３）。
【００６０】
また、第１授受電力値Ｐ１０及び第２授受電力値Ｐ２０の算出に、第１計測結果Ｐ１と第２計測結果Ｐ２との比率を用いる場合、蓄電池６２１の放電時と充電時とで同じ演算式で、第１授受電力値Ｐ１０及び第２授受電力値Ｐ２０の算出することができる。
【００６１】
また、第１計測結果Ｐ１と第２計測結果Ｐ２との比率、及び第３計測結果Ｐ３に基づいて第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０を算出する構成では、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の出力電力の一部が電気負荷に供給される場合に対応することができる。電力量計４００は、電力系統８に逆潮流される電力の電力量（電力値）を計測するので、第３計測結果Ｐ３は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の出力電力の電力値から、需要家施設９に設けられた電気負荷に供給される電力の電力値を引いた余剰電力値となる。第１計測結果Ｐ１と第２計測結果Ｐ２との比率、及び余剰電力値である第３計測結果Ｐ３に基づいて、電力系統８に逆潮流させる電力の電力値である第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０を算出することができる。
【００６２】
《第２変形例》
図２に、第２変形例の電力変換システム１Ａを備える電力需給システム１０１のブロック図を示す。本変形例の電力変換システム１Ａにおいて、第１計測部４１は、太陽光発電装置６１と第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１との間にある電力計測点の電力を計測する。第２計測部４２は、蓄電装置６２と第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２との間にある電力計測点の電力を計測する。つまり、第１計測部４１は、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１の入力電力の電力値を計測する。また、第２計測部４２は、蓄電池６２１の放電時における第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の入力電力の電力値、及び蓄電池６２１の充電時における第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の出力電力の電力値を計測する。
【００６３】
演算部５１は、第１計測部４１の計測結果である第１計測結果Ｐ１と、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１の電力変換効率η１と、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の電力変換効率η３とを乗算することにより、第１授受電力値Ｐ１０を算出する（Ｐ１０＝Ｐ１×η１×η３）。電力変換効率η１は、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１の入力電力に対する出力電力の割合であり、記憶部５２に記憶されている。
【００６４】
また、演算部５１は、蓄電池６２１の放電時と充電時とで異なる演算式を用いて第２授受電力値Ｐ２０を算出する。演算部５１は、蓄電池６２１の放電時である場合、第２計測部４２の計測結果である第２計測結果Ｐ２と、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の電力変換効率η２と、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の電力変換効率η３とを乗算する。これにより、演算部５１は、第２授受電力値Ｐ２０を算出する（Ｐ２０＝Ｐ２×η２×η３）。演算部５１は、蓄電池６２１の充電時である場合、第２計測結果Ｐ２と電力変換効率η２との乗算値から、第１計測結果Ｐ１と電力変換効率η１との乗算値を減算した値を、電力変換効率η３で除算する。これにより、演算部５１は、第２授受電力値Ｐ２０を算出する（Ｐ２０＝｛（Ｐ２×η２）−（Ｐ１×η１）｝／η３）。
【００６５】
また、本変形例の電力変換システム１Ａでは、第２計測部４２は、蓄電装置６２と第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２との間にある電力計測点の電力を計測しているので、蓄電池６２１に供給される充電電力を計測することができる。コントローラ５０は、第２計測部４２の計測結果（第２計測結果Ｐ２）を電力管理システム７に出力し、指示部７３は、第２計測結果Ｐ２に基づいて蓄電池６２１の充電制御の指示を作成してもよい。
【００６６】
《第３変形例》
第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２、及びＤＣ／ＡＣ変換回路３それぞれの電力変換効率η１，η２，η３は、周囲温度、入力電力の大きさ等によって変動する場合がある。演算部５１は、周囲温度、入力電力の大きさ等による電力変換効率の変動を補正し、補正後の電力変換効率η１Ａ，η２Ａ，η３Ａを用いて、第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０を算出するように構成されていてもよい。
【００６７】
電力変換システム１が上述した実施形態の構成である場合、演算部５１は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の周囲温度と入力電力との少なくとも一方に基づいてＤＣ／ＡＣ変換回路３の電力変換効率を補正する。そして、演算部５１は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３の補正後の電力変換効率η３Ａを用いて、第１授受電力値Ｐ１０及び第２授受電力値Ｐ２０を算出する。例えば、演算部５１は、基準値に、電力変換装置１０に設けられた温度センサの検出値に基づいた係数、及びＤＣ／ＡＣ変換回路３の入力電力の大きさに基づいた係数を乗算することにより、電力変換効率η３Ａを求める。そして、演算部５１は、この補正後の電力変換効率η３Ａを用いて第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０を算出する。
【００６８】
また、電力変換システム１が上述した第２変形例の構成である場合、演算部５１は、第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１の周囲温度と入力電力の大きさとの少なくとも一方に基づいて第１ＤＣ／ＤＣ変換回路２１の電力変換効率を補正する。また、演算部５１は、第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の周囲温度と入力電力の大きさとの少なくとも一方に基づいて第２ＤＣ／ＤＣ変換回路２２の電力変換効率を補正する。そして、演算部５１は、補正後の電力変換効率η１Ａ，η２Ａ，η３Ａを用いて、第１授受電力値Ｐ１０、及び第２授受電力値Ｐ２０を算出する。なお、電力変換効率を補正する機能は、演算部５１とは別の補正部が有していてもよい。
【００６９】
《その他の変形例》
以下に、電力変換システム１のその他の変形例を列挙する。
【００７０】
上述した例では、需要家施設９に２つの直流電源６（太陽光発電装置６１、蓄電装置６２）が設けられているが、３つ以上の直流電源６が設けられていてもよい。
【００７１】
また、需要家施設９には、複数の蓄電装置６２が設けられていてもよい。この場合、電力系統８からの供給電力によって各蓄電装置６２の蓄電池６２１を充電する際に、電力系統８が各蓄電装置６２との間で授受する電力の電力値を分別して算出することができる。
【００７２】
また、直流電源６の種類は、太陽光発電装置６１、蓄電装置６２に限らず、その他の電源（例えば燃料電池等）であってもよい。また、蓄電装置６２は、蓄電池６２１を有する電動車両（例えば電気自動車、プラグインハイブリッド車等）であってもよい。
【００７３】
また、上述した例では、電力変換システム１は、１つのＤＣ／ＡＣ変換回路３を備え、１つのＤＣ／ＡＣ変換回路３に複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２が電気的に接続されているが、この構成に限らない。電力変換システム１は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２と一対一に対応する複数のＤＣ／ＡＣ変換回路３を備えた構成であってもよい。
【００７４】
また、上述した例では、第１計測部４１と第２計測部４２とが別体に構成されているが、第１計測部４１と第２計測部４２とが一体に構成され、例えば演算処理を行う処理部等が兼用されていてもよい。
【００７５】
また、上述した例では、電力変換装置１０とコントローラ５０とが別体に設けられているが、一体に設けられていてもよい。
【００７６】
また、需要家施設９は、戸建住宅に限らず、集合住宅、店舗、事務所、工場等であってもよい。
【００７７】
＜まとめ＞
本実施形態の第１態様に係る電力変換システム１は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２と、少なくとも１つのＤＣ／ＡＣ変換回路３と、計測部４と、演算部５１と、を備える。複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２は、複数の直流電源６と電気的に接続され、入力された直流電圧の大きさを変換する。ＤＣ／ＡＣ変換回路３は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２、及び電力系統８と電気的に接続され、直流電圧と交流電圧との間で電圧変換を行う。計測部４は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２の各々の入力電力と出力電力との少なくとも一方を計測する。演算部５１は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２及びＤＣ／ＡＣ変換回路３を介して、電力系統８が複数の直流電源６の各々との間で授受する電力の電力値である授受電力値を、計測部４の計測結果に基づいて算出する。
【００７８】
上記構成により、演算部５１が、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２の各々の入力電力と出力電力との少なくとも一方を計測する計測部４の計測結果に基づいて授受電力値を算出する。したがって、電力変換システム１は、電力系統８が各直流電源６との間で授受する電力の電力値（授受電力値）を個別に識別することが可能となる。
【００７９】
第２態様に係る電力変換システム１は、第１態様において、ＤＣ／ＡＣ変換回路３は１つであり、当該ＤＣ／ＡＣ変換回路３は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２の各々と電気的に接続されていることが好ましい。
【００８０】
上記構成により、１つのＤＣ／ＡＣ変換回路３で、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２から出力される直流電圧を交流電圧に電圧変換することができ、電力変換システム１の構成の簡略化を図ることが可能となる。
【００８１】
第３態様に係る電力変換システム１は、第２態様において、計測部４は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２とＤＣ／ＡＣ変換回路３との間にある複数の電力計測点の電力を計測することが好ましい。演算部５１は、複数の電力計測点の各々における複数の計測結果の比率と、ＤＣ／ＡＣ変換回路３が電力系統８との間で授受する電力の電力値とに基づいて、電力系統８が複数の直流電源の各々との間で授受する電力の授受電力値を算出することが好ましい。
【００８２】
上記構成により、電力変換システム１は、各電力計測点の計測結果の比率に基づいて、電力系統８が複数の直流電源６の各々との間で授受する電力の授受電力値を算出することが可能となる。したがって、電力変換システム１は、電力計測点と電力系統８との間にある変換回路の電力損失等の影響を受けることなく、授受電力値を算出することが可能となり、授受電力値の精度の向上を図ることが可能となる。
【００８３】
第４態様に係る電力変換システム１は、第１又は第２態様において、演算部５１は、ＤＣ／ＡＣ変換回路３と複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２とのうち、複数の電力計測点の各々とと電力系統８との間にある変換回路の電力変換効率に基づいて、電力系統８が複数の直流電源６の各々との間で授受する電力の授受電力値を算出することが好ましい。
【００８４】
上記構成により、電力変換システム１は、複数の計測部４の複数の電力計測点と電力系統８との間にある変換回路の数、又は電力変換効率が互いに異なる場合であっても、授受電力値を精度よく算出することが可能となる。
【００８５】
第５態様に係る電力変換システム１は、第４態様において、複数の直流電源６の少なくとも１つは、蓄電池６２１を有する蓄電装置６２であることが好ましい。計測部４は、蓄電装置６２とＤＣ／ＤＣ変換回路２との間にある電力計測点の電力を計測することが好ましい。
【００８６】
上記構成により、計測部４の計測結果が、蓄電池６２１の充電電力に相当する。したがって、電力変換システム１は、計測部４の計測結果に基づいて蓄電池６２１の充電電力の調整の精度の向上を図ることが可能となる。
【００８７】
第６態様に係る電力変換システム１は、第４又は第５態様において、計測部４は、複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２の少なくとも１つのＤＣ／ＤＣ変換回路２ととＤＣ／ＡＣ変換回路３との間にある電力計測点の電力を計測することが好ましい。
【００８８】
上記構成により、電力変換システム１は、計測部４の電力計測点と電力系統８との間にある変換回路の数が低減し、例えば変換回路の電力損失等による授受電力値の誤差の低減を図ることが可能となる。
【００８９】
第７態様に係る電力変換システム１は、第４態様において、複数の直流電源６の少なくとも１つは、蓄電池６２１を有する蓄電装置６２であることが好ましい。演算部５１は、蓄電池６２１の放電時と充電時とで異なる演算式を用いて、電力系統８が蓄電装置６２との間で授受する電力の授受電力値を算出することが好ましい。
【００９０】
上記構成により、電力変換システム１は、蓄電池６２１の放電時と充電時との両方において、電力系統８が蓄電装置６２に供給する電力の授受電力値を精度よく算出することが可能となる。
【００９１】
第８態様に係る電力変換システム１は、第４〜第７態様のいずれか１つにおいて、演算部５１は、周囲温度と、変換回路の入力電力値の大きさとの少なくとも一方に基づいて電力変換効率を補正し、補正後の電力変換効率に基づいて授受電力値を算出することが好ましい。
【００９２】
上記構成により、電力変換システム１は、例えば周囲温度、入力電力値の大きさに応じて変換回路の電力変換効率が変動した場合であっても、電力変換効率の変動による授受電力値の誤差の低減を図ることが可能となる。
【００９３】
本実施形態の第９態様に係る電源システム１００は、第１〜第８態様の電力変換システム１と、電力変換システム１が有する複数のＤＣ／ＤＣ変換回路２と電気的に接続される複数の直流電源６と、を備える。
【００９４】
上記構成により、電源システム１００は、電力系統８が各直流電源６との間で授受する電力の電力値（授受電力値）を個別に識別することが可能となる。
【００９５】
本実施形態の第１０態様に係る電力管理システム７は、取得部７２と、指示部７３と、を備える。取得部７２は、第１〜第９態様のいずれかの電力変換システム１の演算部５１が算出した授受電力値のデータを取得する。指示部７３は、取得部７２が取得した授受電力値のデータに基づいて、電力変換システム１に対して制御指示を行う。
【００９６】
上記構成により、電力管理システム７は、電力系統８が各直流電源６との間で授受する電力の電力値（授受電力値）を個別に識別することが可能となる。
【符号の説明】
【００９７】
１  電力変換システム
１００  電源システム
２  ＤＣ／ＤＣ変換回路
３  ＤＣ／ＡＣ変換回路
４  計測部
５１  演算部
６  直流電源
６２  蓄電装置
６２１  蓄電池
７  電力管理システム
７２  取得部
７３  指示部
８  電力系統
【図１】
2018074808.tif 000005
【図２】
2018074808.tif 000006