(57)【要約】【課題】電力変換器の稼働率の均一化を簡易な構成で実現すること。【解決手段】電源システム１は、互いに並列に接続され、それぞれが蓄電装置２の充放電を制御して電力を出力する電力変換器３Ａ〜３Ｈと、電力変換器３Ａ〜３Ｈの動作状態を制御する制御装置５と、を備え、動作状態は、充電モードと放電モードと停止状態とを含み、制御装置５は、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいと判定されるごとに、制御要素Ｃ１を用いて、電力変換器３Ａ〜３Ｈを予め定められた順序で循環的に選択し、制御要素Ｃ１によって選択された電力変換器の動作状態を出力電力Ｐｓが増加するように制御し、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さいと判定されるごとに、制御要素Ｃ２を用いて、電力変換器３Ａ〜３Ｈを上記順序で循環的に選択し、制御要素Ｃ２によって選択された電力変換器の動作状態を出力電力Ｐｓが減少するように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置を充放電することにより出力電力を生成する電源システムであって、
互いに並列に接続され、それぞれが前記蓄電装置の充放電を制御して電力を出力する複数の電力変換器と、
前記複数の電力変換器の動作状態を制御する制御装置と、
を備え、
前記動作状態は、前記蓄電装置の充電を行う充電モードと、前記蓄電装置の放電を行う放電モードと、停止状態と、を含み、
前記制御装置は、所望の目標電力と、前記複数の電力変換器から出力される前記電力の合計である出力電力とを比較し、
前記目標電力が前記出力電力よりも大きいと判定されるごとに、前記複数の電力変換器のいずれかを選択するための第１制御要素を用いて、前記複数の電力変換器を予め定められた順序で循環的に選択し、前記第１制御要素によって選択された第１電力変換器の前記動作状態である第１動作状態を前記出力電力が増加するように制御し、
前記目標電力が前記出力電力よりも小さいと判定されるごとに、前記複数の電力変換器のいずれかを選択するための第２制御要素を用いて、前記複数の電力変換器を前記順序で循環的に選択し、前記第２制御要素によって選択された第２電力変換器の前記動作状態である第２動作状態を前記出力電力が減少するように制御する、電源システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記第１動作状態が前記停止状態である場合に、前記第１動作状態を前記放電モードに変更し、前記第１動作状態が前記充電モードである場合に、前記第１動作状態を前記停止状態に変更する、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第２動作状態が前記停止状態である場合に、前記第２動作状態を前記充電モードに変更し、前記第２動作状態が前記放電モードである場合に、前記第２動作状態を前記停止状態に変更する、請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記充電モードは、前記複数の電力変換器の運転効率が最大となる電力で前記蓄電装置の充電を行う第１充電モードと、前記複数の電力変換器が出力可能な最大の電力で前記蓄電装置の充電を行う第２充電モードと、を含み、
前記放電モードは、前記複数の電力変換器の運転効率が最大となる電力で前記蓄電装置の放電を行う第１放電モードと、前記複数の電力変換器が出力可能な最大の電力で前記蓄電装置の放電を行う第２放電モードと、を含む、請求項１に記載の電源システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記複数の電力変換器の前記動作状態を前記充電モード又は前記放電モードとする際に、前記複数の電力変換器から出力される前記電力を指定する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記複数の電力変換器のそれぞれに障害が発生しているか否かを判定し、前記複数の電力変換器のいずれかに障害が発生していると判定した場合、障害が発生していると判定された電力変換器の前記動作状態を前記停止状態に変更する、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記障害が発生していると判定された電力変換器を前記順序から除外する、請求項６に記載の電源システム。
【請求項８】
前記制御装置及び前記複数の電力変換器は、デイジーチェーン接続方式で接続されており、
前記制御装置は、前記複数の電力変換器のそれぞれに運転指令を行うための運転指令信号を、前記デイジーチェーン接続方式で接続されている前記複数の電力変換器に送信し、
前記複数の電力変換器のそれぞれは、前記運転指令信号に当該電力変換器に関する機器情報を付加する、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、互いに並列に接続された複数台の整流器と、複数台の整流器に接続された蓄電池と、を備える直流電力供給装置が記載されている。この直流電力供給装置は、各整流器の出力電流の和と稼働台数とに基づいて、給電台数を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１８９４９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に記載の直流電力供給装置では、各整流器（電力変換器）の運転時間を均一化することにより、稼働率を均一化しているが、特許文献１には具体的な構成が示されていない。電力変換器の運転時間を均一化するためには、例えば、各電力変換器の運転時間を計測し、計測した運転時間の大小関係で給電停止又は給電再開する電力変換器を決定する構成が考えられる。しかしながら、このような構成では、各電力変換器の運転時間を記憶しておく必要があるとともに、給電停止又は給電再開する電力変換器を決定するために運転時間の比較等の処理が必要となる。
【０００５】
本発明の種々の側面は、電力変換器の稼働率の均一化を簡易な構成で実現可能な電源システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る電源システムは、蓄電装置を充放電することにより出力電力を生成する電源システムである。この電源システムは、互いに並列に接続され、それぞれが蓄電装置の充放電を制御して電力を出力する複数の電力変換器と、複数の電力変換器の動作状態を制御する制御装置と、を備える。動作状態は、蓄電装置の充電を行う充電モードと、蓄電装置の放電を行う放電モードと、停止状態と、を含む。制御装置は、所望の目標電力と、複数の電力変換器から出力される電力の合計である出力電力とを比較し、目標電力が出力電力よりも大きいと判定されるごとに、複数の電力変換器のいずれかを選択するための第１制御要素を用いて、複数の電力変換器を予め定められた順序で循環的に選択し、第１制御要素によって選択された第１電力変換器の動作状態である第１動作状態を出力電力が増加するように制御し、目標電力が出力電力よりも小さいと判定されるごとに、複数の電力変換器のいずれかを選択するための第２制御要素を用いて、複数の電力変換器を上記順序で循環的に選択し、第２制御要素によって選択された第２電力変換器の動作状態である第２動作状態を出力電力が減少するように制御する。
【０００７】
この電源システムでは、それぞれが蓄電装置の充放電を制御して電力を出力する複数の電力変換器が並列に接続されている。所望の目標電力と、複数の電力変換器から出力される電力の合計である出力電力とが比較され、目標電力が出力電力よりも大きいと判定されるごとに、第１制御要素を用いて、複数の電力変換器が予め定められた順序で循環的に選択され、第１制御要素によって選択された第１電力変換器の動作状態が出力電力が増加するように制御される。また、目標電力が出力電力よりも小さいと判定されるごとに、第２制御要素を用いて、複数の電力変換器が上記順序で循環的に選択され、第２制御要素によって選択された第２電力変換器の動作状態が出力電力が減少するように制御される。このため、目標電力が出力電力よりも大きいと判定されるごとに、複数の電力変換器が順番に選択される一方、目標電力が出力電力よりも小さいと判定されるごとに、目標電力が出力電力よりも大きいと判定された場合と同じ順番で複数の電力変換器が選択される。これにより、例えば、目標電力が出力電力よりも大きいと判定されたことにより、複数の電力変換器が順番に放電モードに設定された後、目標電力が出力電力よりも小さいと判定された場合には、放電モードに設定された順で、複数の電力変換器が停止状態に設定される。したがって、運転時間の計測及び比較等の処理を行うことなく、出力電力を変化させながら、複数の電力変換器の稼働率を分散させることが可能となる。その結果、電力変換器の稼働率の均一化を簡易な構成で実現することが可能となる。
【０００８】
制御装置は、第１動作状態が停止状態である場合に、第１動作状態を放電モードに変更し、第１動作状態が充電モードである場合に、第１動作状態を停止状態に変更してもよい。このように、第１制御要素によって選択された第１電力変換器の動作状態を停止状態から放電モードに変更するか、充電モードから停止状態に変更することにより、出力電力を増加させることができる。
【０００９】
制御装置は、第２動作状態が停止状態である場合に、第２動作状態を充電モードに変更し、第２動作状態が放電モードである場合に、第２動作状態を停止状態に変更してもよい。このように、第２制御要素によって選択された第２電力変換器の動作状態を停止状態から充電モードに変更するか、放電モードから停止状態に変更することにより、出力電力を減少させることができる。
【００１０】
充電モードは、複数の電力変換器の運転効率が最大となる電力で蓄電装置の充電を行う第１充電モードと、複数の電力変換器が出力可能な最大の電力で蓄電装置の充電を行う第２充電モードと、を含んでもよい。放電モードは、複数の電力変換器の運転効率が最大となる電力で蓄電装置の放電を行う第１放電モードと、複数の電力変換器が出力可能な最大の電力で蓄電装置の放電を行う第２放電モードと、を含んでもよい。この場合、例えば、目標電力の大きさに応じて、複数の電力変換器の運転効率が最大となる電力で蓄電装置の充放電を行うか、複数の電力変換器が出力可能な最大の電力で蓄電装置の充放電を行うか、を選択することが可能となる。例えば、目標電力が小さければ、複数の電力変換器の運転効率が最大となる電力で蓄電装置の充放電を行うことにより、複数の電力変換器の運転効率を最大化することができる。一方、目標電力が大きい場合には、複数の電力変換器が出力可能な最大の電力で蓄電装置の充放電を行うことにより、目標電力が大きい場合でも所望の出力電力を得ることが可能となる。つまり、複数の電力変換器の運転効率を最大化しつつ、必要に応じて複数の電力変換器の出力電力を最大化することが可能となる。
【００１１】
制御装置は、複数の電力変換器の動作状態を充電モード又は放電モードとする際に、複数の電力変換器から出力される電力を指定してもよい。この場合、任意の出力電力を生成することができる。
【００１２】
制御装置は、複数の電力変換器のそれぞれに障害が発生しているか否かを判定し、複数の電力変換器のいずれかに障害が発生していると判定した場合、障害が発生していると判定された電力変換器の動作状態を停止状態に変更してもよい。この場合、障害が発生していると判定された電力変換器を停止させることにより、電源システムを安全な状態に保つことが可能となる。
【００１３】
制御装置は、障害が発生していると判定された電力変換器を上記順序から除外してもよい。この場合、障害が発生していると判定された電力変換器が、第１制御要素又は第２制御要素によって選択されないようにすることができる。これにより、障害が発生していると判定された電力変換器を誤って動作させることを防止することが可能となる。
【００１４】
制御装置及び複数の電力変換器は、デイジーチェーン接続方式で接続されていてもよい。制御装置は、複数の電力変換器のそれぞれに運転指令を行うための運転指令信号を、デイジーチェーン接続方式で接続されている複数の電力変換器に送信してもよい。複数の電力変換器のそれぞれは、運転指令信号に当該電力変換器に関する機器情報を付加してもよい。この場合、制御装置から複数の電力変換器に運転指令信号が送信されると、運転指令信号に各電力変換器の機器情報が付加されて、制御装置に戻る。このため、電力変換器が増設及び削減された場合でも、デイジーチェーン接続方式で接続されている電力変換器を認識することが可能となる。その結果、電源システムの管理を簡易化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の種々の側面によれば、電力変換器の稼働率の均一化を簡易な構成で実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図である。
【図２】電力変換器の動作状態の制御を説明するための図である。
【図３】図１に示される制御装置が実施する充放電制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】電力変換器の充放電電力と運転効率との関係を示す図である。
【図５】電力変換器の動作状態の制御を説明するための図である。
【図６】電力変換器の動作状態の制御を説明するための図である。
【図７】図１に示される電源システムの変形例を示す図である。
【図８】図１に示される電源システムの別の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は、一実施形態に係る電源システムの概略構成を示す図である。図１に示される電源システム１は、蓄電装置２を充放電することにより出力電力Ｐｓを生成するシステムである。電源システム１は、例えば、不図示の発電装置と電力系統との間に設けられる。電源システム１は、バスＢを介して外部に接続されている。バスＢは、商用電源等の交流電圧源又は電圧が一定の範囲に保たれた直流電圧源に接続されていてもよい。電源システム１は、出力電力ＰｓをバスＢを介して外部に供給又は外部から給電される。なお、出力電力Ｐｓは、外部に供給される場合に正の値、外部から給電される場合に負の値として表される。電源システム１は、蓄電装置２と、複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈと、メモリ４（記憶部）と、制御装置５と、上位コントローラ６と、電力計７と、を備えている。
【００１９】
蓄電装置２は、電力を充放電可能な装置である。蓄電装置２は、例えば、蓄電池である。蓄電装置２としては、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池（ＬｉＢ）、及びリチウムイオンキャパシタ（ＬｉＣ）が用いられてもよい。蓄電装置２は、複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈを介してバスＢに接続されている。
【００２０】
電力変換器３Ａ〜３Ｈのそれぞれは、蓄電装置２の充放電を制御して電力を出力する装置である。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、パワーコンディショニングシステム（Power  Conditioning  System：ＰＣＳ）とも呼ばれる。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、バスＢと蓄電装置２との間に設けられ、それぞれがバスＢ及び蓄電装置２に接続されている。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、互いに並列に接続されている。本実施形態では、電力変換器の数は８台であるが２台以上であればよい。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、共通の通信線Ｌによって制御装置５と通信可能に接続されている。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、制御装置５から運転指令値を含む運転指令信号を受信し、運転指令信号に基づいて蓄電装置２の充放電を制御する。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、充電モード、放電モード、及び停止状態のいずれかの動作状態を取り得る。充電モードは、蓄電装置２の充電を行っている状態である。放電モードは、蓄電装置２の放電を行っている状態である。停止状態は、蓄電装置２の充放電を行っていない状態である。
【００２１】
電力変換器３Ａ〜３Ｈは、充電モードでは、バスＢを介して外部から電力を受け取って、蓄電装置２に充電する。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、放電モードでは、蓄電装置２を放電させて、バスＢを介して外部に電力を供給する。電力変換器３Ａ〜３Ｈには最大出力電力（定格出力電力）が定められている。最大出力電力とは、電力変換器が出力可能な最大の電力（充電電力及び放電電力）である。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、例えば、充電モードでは、最大出力電力で蓄電装置２を充電し、放電モードでは、最大出力電力で蓄電装置２から放電する。出力電力Ｐｓは、複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈから外部に供給される電力の合計である。
【００２２】
メモリ４は、複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈのそれぞれの動作状態を示す状態情報を記憶する。後述の図２に示されるように、メモリ４は、電力変換器の数と同数の記憶領域Ｒ１〜Ｒ８を有している。各記憶領域Ｒ１〜Ｒ８は、各電力変換器３Ａ〜３Ｈに対応している。記憶領域Ｒ１には、電力変換器３Ａの動作状態を示す状態値Ｍ１が記憶される。記憶領域Ｒ２には、電力変換器３Ｂの動作状態を示す状態値Ｍ２が記憶される。記憶領域Ｒ３には、電力変換器３Ｃの動作状態を示す状態値Ｍ３が記憶される。記憶領域Ｒ４には、電力変換器３Ｄの動作状態を示す状態値Ｍ４が記憶される。記憶領域Ｒ５には、電力変換器３Ｅの動作状態を示す状態値Ｍ５が記憶される。記憶領域Ｒ６には、電力変換器３Ｆの動作状態を示す状態値Ｍ６が記憶される。記憶領域Ｒ７には、電力変換器３Ｇの動作状態を示す状態値Ｍ７が記憶される。記憶領域Ｒ８には、電力変換器３Ｈの動作状態を示す状態値Ｍ８が記憶される。
【００２３】
状態値Ｍ１〜Ｍ８のそれぞれは、充電モードを示す値、停止状態を示す値、及び放電モードを示す値のいずれかを取り得る。本実施形態では、充電モードを示す値は「−１」に設定されており、停止状態を示す値は「０」に設定されており、放電モードを示す値は「＋１」に設定されている。つまり、状態情報は、状態値Ｍ１〜Ｍ８を有している。
【００２４】
上位コントローラ６は、電源システム１を統括制御するコントローラである。上位コントローラ６は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）及びメモリ等を含むコンピュータである。上位コントローラ６は、所望の電力指令値Ｐｄｃ＊を含む電力指令信号を制御装置５に送信する。電力指令値Ｐｄｃ＊は、電源システム１から外部に供給すべき電力である目標電力を示す値である。
【００２５】
電力計７は、バスＢに設けられ、出力電力Ｐｓを計測する。出力電力Ｐｓの計測値Ｐｄｃは、例えば電源システム１から外部に供給する出力電力Ｐｓを正の値、電源システム１が外部から給電される出力電力Ｐｓを負の値として表される。電力計７は、計測した計測値Ｐｄｃを制御装置５に送信する。
【００２６】
制御装置５は、複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈの動作状態を制御する。制御装置５は、例えば、ＣＰＵ及びメモリ等を含むコンピュータである。電力変換器３Ａ〜３Ｈの動作状態の制御について、図２を参照しながら説明する。図２は、電力変換器の動作状態の制御を説明するための図である。制御装置５は、制御要素Ｃ１（第１制御要素）と、制御要素Ｃ２（第２制御要素）と、メモリ４に記憶されている状態情報と、を用いて電力変換器３Ａ〜３Ｈの動作状態を制御する。制御要素Ｃ１及び制御要素Ｃ２は、複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈのいずれかを選択するための要素である。具体的には、制御要素Ｃ１及び制御要素Ｃ２は、メモリ４上のアドレスを示す変数（ポインタ）である。つまり、制御要素Ｃ１及び制御要素Ｃ２は、記憶領域Ｒ１〜Ｒ８のアドレスのいずれかを示す。
【００２７】
制御装置５は、上位コントローラ６から電力指令値Ｐｄｃ＊を含む電力指令信号を受信する。また、制御装置５は、電力計７から出力電力Ｐｓの計測値Ｐｄｃを受信する。電力指令値Ｐｄｃ＊（目標電力）と出力電力Ｐｓの計測値Ｐｄｃとを比較することにより、目標電力及び出力電力Ｐｓのいずれが大きいか判定する。制御装置５は、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいと判定されるごとに、制御要素Ｃ１を用いて、複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈを予め定められた順序で循環的に選択する。ここでは、電力変換器３Ａ、電力変換器３Ｂ、電力変換器３Ｃ、電力変換器３Ｄ、電力変換器３Ｅ、電力変換器３Ｆ、電力変換器３Ｇ、及び電力変換器３Ｈの順序で、循環的に選択される。
【００２８】
つまり、メモリ４は、電力変換器の並列台数と同数の記憶領域Ｒ１〜Ｒ８でリングバッファを構成している。そして、上記順序に対応するように、記憶領域Ｒ１〜Ｒ８のアドレスが配列されており、このアドレス配列に従って、制御装置５は、記憶領域Ｒ１〜Ｒ８の順（循環方向）で循環的に、各記憶領域のアドレスを示す値に制御要素Ｃ１の値を変更する。
【００２９】
制御装置５は、制御要素Ｃ１によって選択された電力変換器（第１電力変換器）の動作状態（第１動作状態）を出力電力Ｐｓが増加するように制御する。例えば、制御装置５は、制御要素Ｃ１を用いて選択した電力変換器の動作状態が停止状態である場合に、当該動作状態を放電モードに変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が停止状態を示す値（状態値＝０）である場合に、当該状態値を放電モードを示す値（状態値＝＋１）に変更する。
【００３０】
また、制御装置５は、制御要素Ｃ１を用いて選択した電力変換器の動作状態が充電モードである場合に、当該動作状態を停止状態に変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が充電モードを示す値（状態値＝−１）である場合に、当該状態値を停止状態を示す値（状態値＝０）に変更する。つまり、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示された記憶領域の状態値を１だけ増加する。
【００３１】
一方、制御装置５は、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さいと判定されるごとに、制御要素Ｃ２を用いて、複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈを制御要素Ｃ１と同じ順序で循環的に選択する。つまり、制御装置５は、記憶領域Ｒ１〜Ｒ８の順で循環的に各記憶領域のアドレスを示す値に制御要素Ｃ２の値を変更する。
【００３２】
制御装置５は、制御要素Ｃ２によって選択された電力変換器（第２電力変換器）の動作状態（第２動作状態）を出力電力Ｐｓが減少するように制御する。例えば、制御装置５は、制御要素Ｃ２を用いて選択した電力変換器の動作状態が停止状態である場合に、当該動作状態を充電モードに変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が停止状態を示す値（状態値＝０）である場合に、当該状態値を充電モードを示す値（状態値＝−１）に変更する。
【００３３】
また、制御装置５は、制御要素Ｃ２を用いて選択した電力変換器の動作状態が放電モードである場合に、当該動作状態を停止状態に変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が放電モードを示す値（状態値＝＋１）である場合に、当該状態値を停止状態を示す値（状態値＝０）に変更する。つまり、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示された記憶領域の状態値を１だけ減少する。
【００３４】
制御装置５は、メモリ４に記憶されている電力変換器３Ａ〜３Ｈの状態値Ｍ１〜Ｍ８をそれぞれ対応する電力変換器の運転指令値とし、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。制御装置５は、定期的に運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信してもよく、不定期に（例えば、状態情報が更新されるごとに）運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信してもよい。
【００３５】
図１に示されるように、制御装置５と各電力変換器３Ａ〜３Ｈとが共通の通信線Ｌによって接続されている場合、制御装置５は、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転指令値が予め定められた順に配列された運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに一斉送信する。運転指令値は、例えば、電力変換器３Ａ〜３Ｈの順に配列されている。電力変換器３Ａ〜３Ｈのそれぞれには、運転指令信号のうちの当該電力変換器に対応する運転指令値の位置（運転指令値の配列における順番）が予め設定されている。このため、電力変換器３Ａ〜３Ｈのそれぞれは、運転指令信号から当該電力変換器に対応する運転指令値を抽出し、その運転指令値に基づいて、動作状態を変更する。
【００３６】
次に、図２及び図３を参照して、制御装置５が実施する充放電制御を説明する。図３は、図１に示される制御装置が実施する充放電制御の一例を示すフローチャートである。図３に示されるフローチャートは、例えば、定期的に実施される。
【００３７】
まず、制御装置５は、上位コントローラ６から電力指令値Ｐｄｃ＊を含む電力指令信号を受信する（ステップＳ０１）。そして、制御装置５は、電力計７から出力電力Ｐｓの計測値Ｐｄｃを受信する（ステップＳ０２）。続いて、制御装置５は、電力指令値Ｐｄｃ＊と計測値Ｐｄｃとを比較し、電力指令値Ｐｄｃ＊が計測値Ｐｄｃよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ０３）。つまり、制御装置５は、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいか否かを判定する。電力指令値Ｐｄｃ＊が計測値Ｐｄｃよりも大きいと判定された場合（ステップＳ０３：Ｙｅｓ）、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいので、制御装置５は、制御要素Ｃ１が示す記憶領域を循環方向に沿って１つ進める（ステップＳ０４）。つまり、制御装置５は、制御要素Ｃ１の値を、現在の記憶領域（図２の例では、記憶領域Ｒ６）を示すアドレスから次の記憶領域（図２の例では、記憶領域Ｒ７）を示すアドレスに変更する。
【００３８】
そして、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が最大値であるか否かを判定する（ステップＳ０５）。本実施形態では、状態値の最大値は＋１である。状態値が最大値でないと判定された場合（ステップＳ０５：Ｎｏ）、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値を１だけ増加し（ステップＳ０６）、後述のステップＳ１１の処理を行う。つまり、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が停止状態を示す値（状態値＝０）であれば、当該状態値は放電モードを示す値（状態値＝＋１）に変更される。制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が充電モードを示す値（状態値＝−１）であれば、当該状態値は停止状態を示す値（状態値＝０）に変更される。一方、ステップＳ０５において、状態値が最大値であると判定された場合（ステップＳ０５：Ｙｅｓ）、制御装置５は、状態値を変更せずに、運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信することなく、制御装置５の充放電制御が終了する。
【００３９】
また、ステップＳ０３において、電力指令値Ｐｄｃ＊が計測値Ｐｄｃよりも大きくないと判定された場合（ステップＳ０３：Ｎｏ）、制御装置５は、電力指令値Ｐｄｃ＊が計測値Ｐｄｃよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ０７）。つまり、制御装置５は、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さいか否かを判定する。電力指令値Ｐｄｃ＊が計測値Ｐｄｃよりも小さいと判定された場合（ステップＳ０７：Ｙｅｓ）、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さいので、制御装置５は、制御要素Ｃ２が示す記憶領域を循環方向に沿って１つ進める（ステップＳ０８）。つまり、制御装置５は、制御要素Ｃ２の値を、現在の記憶領域（図２の例では、記憶領域Ｒ１）を示すアドレスから次の記憶領域（図２の例では、記憶領域Ｒ２）を示すアドレスに変更する。
【００４０】
そして、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が最小値であるか否かを判定する（ステップＳ０９）。本実施形態では、状態値の最小値は−１である。状態値が最小値でないと判定された場合（ステップＳ０９：Ｎｏ）、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値を１だけ減少し（ステップＳ１０）、後述のステップＳ１１の処理を行う。つまり、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が停止状態を示す値（状態値＝０）であれば、当該状態値は充電モードを示す値（状態値＝−１）に変更される。制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が放電モードを示す値（状態値＝＋１）であれば、当該状態値は停止状態を示す値（状態値＝０）に変更される。一方、ステップＳ０９において、状態値が最小値であると判定された場合（ステップＳ０９：Ｙｅｓ）、制御装置５は、状態値を変更せずに、運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信することなく、制御装置５の充放電制御が終了する。
【００４１】
そして、制御装置５は、メモリ４に記憶されている電力変換器３Ａ〜３Ｈの状態値をそれぞれ対応する電力変換器の運転指令値とし、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する（ステップＳ１１）。そして、制御装置５の充放電制御が終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ０７において、電力指令値Ｐｄｃ＊が計測値Ｐｄｃよりも小さくないと判定された場合（ステップＳ０７：Ｎｏ）、つまり、電力指令値Ｐｄｃ＊が計測値Ｐｄｃと同じであると判定された場合、目標電力が出力電力Ｐｓと同じであるので、制御装置５は、運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信することなく、制御装置５の充放電制御が終了する。
【００４３】
なお、ステップＳ０５において状態値が最大値であると判定された場合（ステップＳ０５：Ｙｅｓ）、制御装置５は、運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信してもよい。同様に、ステップＳ０７において電力指令値Ｐｄｃ＊が計測値Ｐｄｃと同じであると判定された場合（ステップＳ０７：Ｎｏ）、制御装置５は、運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信してもよい。ステップＳ０９において状態値が最小値であると判定された場合（ステップＳ０９：Ｙｅｓ）に、制御装置５は、運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信してもよい。
【００４４】
次に、電力変換器に障害が発生した場合について説明する。電力変換器の障害としては、電力変換器の故障、及び通信線Ｌが断線したこと等により制御装置５からの運転指令信号が電力変換器に届かないこと等が挙げられる。このような場合、当該電力変換器を制御することができない。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、自らが故障したことを検出すると、出力を停止する（フェイルセーフ）。また、電力変換器３Ａ〜３Ｈは、予め定められた一定期間、制御装置５から運転指令信号を受信しなかった場合にも、出力を停止する。
【００４５】
このような場合でも、制御装置５は、上述の充放電制御を用いて出力電力Ｐｓを制御することが可能である。つまり、出力電力Ｐｓが目標電力よりも小さい場合、制御装置５は、正常時と同様に制御要素Ｃ１が示す記憶領域を循環方向に沿って１つ進め、上述の処理を行う。また、出力電力Ｐｓが目標電力よりも大きい場合、制御装置５は、正常時と同様に制御要素Ｃ２が示す記憶領域を循環方向に沿って１つ進め、上述の処理を行う。
【００４６】
制御装置５は、電力変換器３Ａ〜３Ｈのそれぞれに障害が発生しているか否かを判定してもよい。例えば、制御装置５は、制御要素Ｃ１又は制御要素Ｃ２が示す記憶領域を循環方向に沿って１つ進め、制御要素Ｃ１又は制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値を更新して、運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信した結果、出力電力Ｐｓの計測値Ｐｄｃが変化しないことを検出することによって、電力変換器に障害が発生していると判定してもよい。具体的には、制御装置５は、時刻ｔに図３のステップＳ０２において受信した出力電力Ｐｓの計測値Ｐｄｃ（ｔ）を記憶しておき、図３のステップＳ１１を実施した後の時刻ｔ＋１における出力電力Ｐｓの計測値Ｐｄｃ（ｔ＋１）と計測値Ｐｄｃ（ｔ）とを比較することで、電力変換器に障害が発生しているか否かを判定してもよい。つまり、計測値Ｐｄｃ（ｔ）と計測値Ｐｄｃ（ｔ＋１）とが同じであれば、制御装置５は、制御要素Ｃ１又は制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値に対応する電力変換器に障害が発生していると判定することができる。
【００４７】
制御装置５は、電力変換器３Ａ〜３Ｈのいずれかに障害が発生していると判定した場合、障害が発生していると判定された電力変換器の動作状態を停止状態に変更してもよい。具体的には、制御装置５は、メモリ４に記憶されている当該電力変換器の状態値を停止状態を示す値（この例では、「０」）に設定する。また、制御装置５は、障害が発生していると判定された電力変換器を、予め定められた順序から除外してもよい。具体的には、制御装置５は、当該電力変換器に対応する記憶領域が制御要素Ｃ１及び制御要素Ｃ２によって示されないようにする。例えば、制御装置５は、記憶領域のアドレス配列において、障害が発生している電力変換器の記憶領域のアドレスをスキップして、制御要素Ｃ１及び制御要素Ｃ２を進めてもよい。
【００４８】
次に、電力変換器の増設、削減、及び交換について説明する。電源システム１に電力変換器を増設した場合、管理者が手動で設定を行う。管理者は、各電力変換器に重複しない番号（アドレス）を設定する。各電力変換器は、アドレス設定用のスイッチを備えていてもよい。この場合、管理者はアドレス設定用のスイッチを用いて、各電力変換器にアドレスを割り振る。また、管理者は、電源システム１に設けられる電力変換器の台数及び各電力変換器に設定したアドレスを制御装置５に手動で登録する。
【００４９】
電源システム１から電力変換器を削除した場合、管理者は、手動で、制御装置５に登録されている電力変換器の台数を変更し、削除した電力変換器のアドレスを削除する。
【００５０】
電源システム１に設けられている電力変換器を交換する場合、管理者は、上記削除時の設定、及び増設時の設定の順に実施してもよい。
【００５１】
以上説明した電源システム１では、それぞれが蓄電装置２の充放電を制御して電力を出力する電力変換器３Ａ〜３Ｈが並列に接続されている。所望の目標電力と出力電力Ｐｓとが比較され、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいと判定されるごとに、制御要素Ｃ１を用いて、電力変換器３Ａ〜３Ｈが予め定められた順序で循環的に選択され、制御要素Ｃ１によって選択された電力変換器の動作状態が、出力電力Ｐｓが増加するように制御される。具体的には、制御要素Ｃ１によって選択された電力変換器の動作状態を停止状態から放電モードに変更するか、充電モードから停止状態に変更することにより、出力電力Ｐｓを増加させることができる。また、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さいと判定されるごとに、制御要素Ｃ２を用いて、電力変換器３Ａ〜３Ｈが上記順序で循環的に選択され、制御要素Ｃ２によって選択された電力変換器の動作状態が、出力電力Ｐｓが減少するように制御される。具体的には、制御要素Ｃ２によって選択された電力変換器の動作状態を停止状態から充電モードに変更するか、放電モードから停止状態に変更することにより、出力電力Ｐｓを減少させることができる。
【００５２】
このように、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいと判定されるごとに、電力変換器３Ａ〜３Ｈが順番に選択される一方、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さいと判定されるごとに、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいと判定された場合と同じ順番で電力変換器３Ａ〜３Ｈが選択される。これにより、例えば、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいと判定されたことにより、電力変換器３Ａ〜３Ｈが順番に放電モードに設定された後、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さいと判定された場合には、放電モードに設定された順で、電力変換器３Ａ〜３Ｈが停止状態に設定される。したがって、各電力変換器の運転時間の計測及び比較等の処理を行うことなく、出力電力Ｐｓを変化させながら、電力変換器３Ａ〜３Ｈの稼働率を分散させることが可能となる。その結果、電力変換器３Ａ〜３Ｈの稼働率の均一化を簡易な構成で実現することが可能となる。
【００５３】
また、電源システム１では、複数の電力変換器のいずれかに障害が発生していると判定された場合、障害が発生していると判定された電力変換器の動作状態が停止状態に変更される。これにより、障害が発生していると判定された電力変換器を停止させるので、電力変換器の誤動作等を抑制することが可能となる。その結果、電源システム１を安全な状態に保つことが可能となる。
【００５４】
また、電源システム１では、障害が発生していると判定された電力変換器は、上記順序から除外される。これにより、障害が発生していると判定された電力変換器が、制御要素Ｃ１又は制御要素Ｃ２によって選択されないようにすることができる。その結果、障害が発生していると判定された電力変換器を誤って動作させることを防止することが可能となる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、電源システム１では、上位コントローラ６から所望の電力指令値Ｐｄｃ＊を受け取ることにより、制御装置５は目標電力の大きさを認識しているが、目標電力の大きさの認識方法はこれに限られない。例えば、制御装置５には、時刻に対して目標電力が予め設定されていてもよい。
【００５６】
また、電力計７によって計測された計測値Ｐｄｃを取得することにより、制御装置５は、出力電力Ｐｓの大きさを認識しているが、出力電力Ｐｓの大きさの認識方法はこれに限られない。例えば、制御装置５は、運転指令値に基づいて、出力電力Ｐｓの大きさを認識してもよい。具体的には、制御装置５には、各電力変換器の最大出力電力が予め設定されている。そして、制御装置５は、各電力変換器の動作状態を運転指令値に基づいて判別し、判別した動作モードと最大出力電力とによって、出力電力Ｐｓの大きさを計算する。この場合、電力計７を省略することが可能となる。
【００５７】
ところで、電源システム１では、電力変換器３Ａ〜３Ｈは、充電モードでは、最大出力電力で蓄電装置２を充電し、放電モードでは、最大出力電力で蓄電装置２から放電する。しかし、電力変換器３Ａ〜３Ｈが最大出力電力で充放電を行う場合に、電力変換器３Ａ〜３Ｈが最大の運転効率で動作するとは限らない。図４は、電力変換器の充放電電力と運転効率との関係を示す図である。
【００５８】
図４に示されるように、各電力変換器３Ａ〜３Ｈの充電モードにおける最大効率電力Ｐｃ＿ｅｆｆは、最大出力電力Ｐｃ＿ｍａｘよりも小さいことがある。最大効率電力とは、各電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率が最大となる電力であり、充電モードにおける最大効率電力Ｐｃ＿ｅｆｆとは、各電力変換器３Ａ〜３Ｈが最大効率で蓄電装置２の充電を行う電力である。同様に、各電力変換器３Ａ〜３Ｈの放電モードにおける最大効率電力Ｐｄ＿ｅｆｆは、最大出力電力Ｐｄ＿ｍａｘよりも小さいことがある。放電モードにおける最大効率電力Ｐｄ＿ｅｆｆとは、各電力変換器３Ａ〜３Ｈが最大効率で蓄電装置２の放電を行う電力である。
【００５９】
このような場合、電力変換器３Ａ〜３Ｈは、例えば、充電モードでは、最大効率電力Ｐｃ＿ｅｆｆで蓄電装置２を充電し、放電モードでは、最大効率電力Ｐｄ＿ｅｆｆで蓄電装置２から放電してもよい。これにより、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率を最大化させることができ、電源システム１全体の運転効率を最大化させることが可能となる。
【００６０】
上述のように電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率を最大化させると、電源システム１から出力可能な出力電力Ｐｓが減少する。電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率を最大化したい一方で、電力のデマンドによっては運転効率を下げてでも最大出力電力が必要な場合がある。このような場合、電力変換器３Ａ〜３Ｈは、最大出力電力Ｐｃ＿ｍａｘで蓄電装置２の充電を行う最大電力充電モード（第２充電モード）と、最大効率電力Ｐｃ＿ｅｆｆで蓄電装置２の充電を行う最大効率充電モード（第１充電モード）と、停止状態と、最大効率電力Ｐｄ＿ｅｆｆで蓄電装置２の放電を行う最大効率放電モード（第１放電モード）と、最大出力電力Ｐｄ＿ｍａｘで蓄電装置２の放電を行う最大電力放電モード（第２放電モード）と、の動作状態を取り得るように構成される。つまり、充電モードは、最大効率充電モードと、最大電力充電モードと、を含む。放電モードは、最大効率放電モードと、最大電力放電モードと、を含む。
【００６１】
状態値Ｍ１〜Ｍ８のそれぞれは、最大電力充電モードを示す値、最大効率充電モードを示す値、停止状態を示す値、最大効率放電モードを示す値、及び最大電力放電モードを示す値のいずれかを取り得る。例えば、最大電力充電モードを示す値は「−２」に設定されており、最大効率充電モードを示す値は「−１」に設定されており、停止状態を示す値は「０」に設定されており、最大効率放電モードを示す値は「＋１」に設定されており、最大電力放電モードを示す値は「＋２」に設定されている。
【００６２】
制御装置５は、制御要素Ｃ１を用いて選択した電力変換器の動作状態が最大電力充電モードである場合に、当該動作状態を最大効率充電モードに変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が最大電力充電モードを示す値（状態値＝−２）である場合に、当該状態値を最大効率充電モードを示す値（状態値＝−１）に変更し、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。
【００６３】
また、制御装置５は、制御要素Ｃ１を用いて選択した電力変換器の動作状態が最大効率充電モードである場合に、当該動作状態を停止状態に変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が最大効率充電モードを示す値（状態値＝−１）である場合に、当該状態値を停止状態を示す値（状態値＝０）に変更し、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。
【００６４】
制御装置５は、制御要素Ｃ１を用いて選択した電力変換器の動作状態が停止状態である場合に、当該動作状態を最大効率放電モードに変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が停止状態を示す値（状態値＝０）である場合に、当該状態値を最大効率放電モードを示す値（状態値＝＋１）に変更し、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。
【００６５】
また、制御装置５は、制御要素Ｃ１を用いて選択した電力変換器の動作状態が最大効率放電モードである場合に、当該動作状態を最大電力放電モードに変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値が最大効率放電モードを示す値（状態値＝＋１）である場合に、当該状態値を最大電力放電モードを示す値（状態値＝＋２）に変更し、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。つまり、制御装置５は、制御要素Ｃ１によって示された記憶領域の状態値を１だけ増加する。
【００６６】
制御装置５は、制御要素Ｃ２を用いて選択した電力変換器の動作状態が最大電力放電モードである場合に、当該動作状態を最大効率放電モードに変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が最大電力放電モードを示す値（状態値＝＋２）である場合に、当該状態値を最大効率放電モードを示す値（状態値＝＋１）に変更し、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。
【００６７】
また、制御装置５は、制御要素Ｃ２を用いて選択した電力変換器の動作状態が最大効率放電モードである場合に、当該動作状態を停止状態に変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が最大効率放電モードを示す値（状態値＝＋１）である場合に、当該状態値を停止状態を示す値（状態値＝０）に変更し、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。
【００６８】
制御装置５は、制御要素Ｃ２を用いて選択した電力変換器の動作状態が停止状態である場合に、当該動作状態を最大効率充電モードに変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が停止状態を示す値（状態値＝０）である場合に、当該状態値を最大効率充電モードを示す値（状態値＝−１）に変更し、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。
【００６９】
また、制御装置５は、制御要素Ｃ２を用いて選択した電力変換器の動作状態が最大効率充電モードである場合に、当該動作状態を最大電力充電モードに変更する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域の状態値が最大効率充電モードを示す値（状態値＝−１）である場合に、当該状態値を最大電力充電モードを示す値（状態値＝−２）に変更する。つまり、制御装置５は、制御要素Ｃ２によって示された記憶領域の状態値を１だけ減少する。
【００７０】
この場合における制御装置５の処理の一例を図５を参照して説明する。図５は、電力変換器の動作状態の制御を説明するための図である。図５に示されるように、時刻ｔ０で電源システム１が動作を開始し、初期状態となる。この例では、制御要素Ｃ１及び制御要素Ｃ２は、初期状態において記憶領域Ｒ１を示している。また、状態値Ｍ１〜Ｍ８は初期状態で「０」に設定されている。なお、図５において、右上から左下に傾斜した線のハッチングは、制御要素Ｃ１が示す記憶領域を示し、左上から右下に傾斜した線のハッチングは、制御要素Ｃ２が示す記憶領域を示している。
【００７１】
時刻ｔ０〜ｔ２では、制御装置５は上位コントローラ６から電力指令信号を受け取っていないので、制御要素Ｃ１及び制御要素Ｃ２が示す記憶領域は記憶領域Ｒ１から変更されない。時刻ｔ３において、制御装置５は上位コントローラ６から電力指令信号を受け取る。目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きくなるので、制御装置５は、制御要素Ｃ１を循環方向に沿って１つ進め、記憶領域Ｒ２に記憶されている状態値Ｍ２を「０」から「＋１」に変更する。このとき、制御要素Ｃ２が示す記憶領域は記憶領域Ｒ１から変更されない。そして、制御装置５は、メモリ４に記憶されている電力変換器３Ａ〜３Ｈの状態値Ｍ１〜Ｍ８をそれぞれ対応する電力変換器の運転指令値とし、運転指令値を含む運転指令信号を電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。以降、運転指令信号の送信については説明を省略する。
【００７２】
時刻ｔ４〜ｔ１０では、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きい状態が続き、制御装置５は、制御要素Ｃ１を循環方向に沿って１つずつ進め、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域に記憶されている状態値を１ずつ増加する。その結果、時刻ｔ１０において、状態値Ｍ１〜Ｍ８が「＋１」となる。このとき、電力変換器３Ａ〜３Ｈは最大効率放電モードで動作するので、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率が最大化される。
【００７３】
さらに、時刻ｔ１１〜ｔ１８では、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きい状態が続く。このため、制御装置５は、各電力変換器の運転効率を下げて、最大出力電力を出力するように制御する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ１を循環方向に沿って１つずつ進め、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域に記憶されている状態値をさらに１ずつ増加する。その結果、時刻ｔ１８において、状態値Ｍ１〜Ｍ８が「＋２」となる。このとき、電力変換器３Ａ〜３Ｈは最大電力放電モードで動作するので、電力変換器３Ａ〜３Ｈの出力電力が最大化される。時刻ｔ１９では、目標電力が出力電力Ｐｓよりも大きいが、状態値Ｍ１〜Ｍ８が最大値であるので、制御装置５は、制御要素Ｃ１をこれ以上進めない。
【００７４】
そして、時刻ｔ２０において、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さくなると、制御装置５は、制御要素Ｃ２を循環方向に沿って１つ進め、記憶領域Ｒ２に記憶されている状態値Ｍ２を「＋２」から「＋１」に変更する。このとき、制御要素Ｃ１が示す記憶領域は記憶領域Ｒ１から変更されない。時刻ｔ２１〜ｔ３５では、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さい状態が続き、制御装置５は、制御要素Ｃ２を循環方向に沿って１つずつ進め、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域に記憶されている状態値を１ずつ減少する。その結果、時刻ｔ３５において、状態値Ｍ１〜Ｍ８が「０」となり、電力変換器３Ａ〜３Ｈは停止状態となる。
【００７５】
さらに、時刻ｔ３６〜ｔ４３では、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さい状態が続き、制御装置５は、制御要素Ｃ２を循環方向に沿って１つずつ進め、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域に記憶されている状態値をさらに１ずつ減少する。その結果、時刻ｔ４３において、状態値Ｍ１〜Ｍ８が「−１」となる。このとき、電力変換器３Ａ〜３Ｈは最大効率充電モードで動作するので、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率が最大化される。
【００７６】
さらに、時刻ｔ４４〜ｔ５１では、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さい状態が続く。このため、制御装置５は、各電力変換器の運転効率を下げて、最大出力電力を出力するように制御する。具体的には、制御装置５は、制御要素Ｃ２を循環方向に沿って１つずつ進め、制御要素Ｃ２によって示される記憶領域に記憶されている状態値をさらに１ずつ減少する。その結果、時刻ｔ５１において、状態値Ｍ１〜Ｍ８が「−２」となる。このとき、電力変換器３Ａ〜３Ｈは最大電力充電モードで動作するので、電力変換器３Ａ〜３Ｈの出力電力が最大化される。時刻ｔ５２，ｔ５３では、目標電力が出力電力Ｐｓよりも小さいが、状態値Ｍ１〜Ｍ８が最小値であるので、制御装置５は、制御要素Ｃ２をこれ以上進めない。
【００７７】
以上のように、目標電力の大きさに応じて、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率が最大となる電力で蓄電装置２の充放電を行うか、電力変換器３Ａ〜３Ｈが出力可能な最大の電力で蓄電装置２の充放電を行うか、を選択することが可能となる。具体的には、目標電力が小さければ、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率が最大となる電力で蓄電装置２の充放電を行うことにより、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率を最大化することができる。一方、目標電力が大きい場合には、電力変換器３Ａ〜３Ｈが出力可能な最大の電力で蓄電装置２の充放電を行うことにより、目標電力が大きい場合でも所望の出力電力Ｐｓを得ることが可能となる。つまり、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率を最大化しつつ、電力のデマンドに応じて、複数の電力変換器から出力される電力を最大化することが可能となる。
【００７８】
なお、各状態値の差は±１又は０である。電力変換器３Ａ〜３Ｈの異常により、各状態値の差が２以上となる可能性があるが、この場合には、上述した電力変換器に障害が発生した場合の処理により、制御装置５は、記憶領域のアドレス配列において、障害が発生している電力変換器の記憶領域のアドレスをスキップして、制御要素Ｃ１及び制御要素Ｃ２を進めてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、出力電力Ｐｓは階段状となるので、出力電力Ｐｓを目標電力に合わせることができない場合がある。これに対し、制御装置５は、電力変換器３Ａ〜３Ｈの動作状態を充電モード又は放電モードとする際に、電力変換器３Ａ〜３Ｈから出力される電力を指定してもよい。例えば、状態値Ｍ１〜Ｍ８（運転指令値）の取り得る値を増やすことにより、アナログ量に近づけることができる。例えば、状態値Ｍ１〜Ｍ８（運転指令値）の取り得る値を、−１０〜＋１０の整数値とし、電力変換器３Ａ〜３Ｈは、各値に１ｋＷを掛けた値を蓄電装置２から充放電してもよい。
【００８０】
また、状態値Ｍ１〜Ｍ８（運転指令値）は、整数でなく小数点を含むアナログ量を示すために浮動小数点等で表現されてもよい。この場合、電力変換器３Ａ〜３Ｈの出力電力が、状態値Ｍ１〜Ｍ８によってキロワットを単位として表現され得る。また、状態値Ｍ１〜Ｍ８（運転指令値）は、単に電力変換器３Ａ〜３Ｈの動作状態を示す値とし、状態値Ｍ１〜Ｍ８（運転指令値）にアナログ量を示す値が付加されてもよい。このように、電力変換器３Ａ〜３Ｈから出力される電力を指定することにより、任意の電力で蓄電装置２を充放電するように電力変換器３Ａ〜３Ｈを制御することができる。その結果、任意の出力電力Ｐｓを生成することが可能となる。
【００８１】
また、制御要素Ｃ１又は制御要素Ｃ２によって選択された電力変換器をアナログ量で制御し、それ以外の電力変換器を基準状態で制御してもよい。基準状態とは、電力変換器３Ａ〜３Ｈの動作状態が、最大電力充電モード、最大効率充電モード、停止状態、最大効率放電モード、及び最大電力放電モードを取り得る場合、これらの５つの動作状態を指す。例えば、電力変換器３Ａ〜３Ｈの運転効率を最大化させるために、制御装置５は、目標電力を得るために必要な台数の電力変換器のうち、制御要素Ｃ１又は制御要素Ｃ２によって選択された電力変換器をアナログ量で制御し、それ以外の電力変換器を最大効率電力で制御してもよい。
【００８２】
この構成では、目標電力と出力電力Ｐｓとが異なる場合、制御装置５は、基準状態以外の中間的な出力電力を出力している電力変換器の出力電力を優先的に変更し、当該電力変換器の動作状態を基準状態とする。全ての電力変換器３Ａ〜３Ｈの動作状態が基準状態であり、さらに出力電力Ｐｓを増減する必要があれば、制御装置５は、制御要素Ｃ１又は制御要素Ｃ２が示す記憶領域を循環方向に沿って１つ進める。
【００８３】
この場合の処理の一例を図６を参照して具体的に説明する。図６は、電力変換器の動作状態の制御を説明するための図である。この例では、充放電モードの最大出力電力が１０ｋＷ、充放電モードの最大効率電力が５ｋＷであり、状態値Ｍ１〜Ｍ８がキロワットを単位とした−１０〜＋１０の整数値で表される。図６に示されるように、制御要素Ｃ１は記憶領域Ｒ６を示し、制御要素Ｃ２は記憶領域Ｒ１を示しており、状態値Ｍ１，Ｍ７，Ｍ８は「０」であり、状態値Ｍ２〜Ｍ５は「＋５」であり、状態値Ｍ６は「＋３」であるとする。このように、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域Ｒ６に記憶されている状態値Ｍ６だけが、基準状態とは異なる中間電力を示している。
【００８４】
図６に示される状態で、出力電力Ｐｓを増加する必要が生じた場合には、制御装置５は、まず状態値Ｍ６を増加する。そして、状態値Ｍ６が「＋５」に達した場合、さらに出力電力Ｐｓを増加する必要があれば、制御装置５は、制御要素Ｃ１を循環方向に沿って１つ進めて、状態値Ｍ７を「０」から必要な値まで増加する。一方、図６に示される状態で、出力電力Ｐｓを減少する必要が生じた場合には、制御装置５は、まず状態値Ｍ６を減少する。そして、状態値Ｍ６が「０」に達した場合、制御装置５は、制御要素Ｃ１を循環方向と反対方向に沿って１つ戻し、記憶領域Ｒ５を示すように変更する。さらに出力電力Ｐｓを減少する必要があれば、制御装置５は、制御要素Ｃ２を循環方向に沿って１つ進めて、状態値Ｍ２を「＋５」から必要な値まで減少する。
【００８５】
このような処理によって、制御要素Ｃ１によって示される記憶領域の状態値をアナログ量で増加させた後に、出力電力Ｐｓを減少する制御を行う場合でも、基準状態以外の電力変換器が２台以上生じることを防止できる。
【００８６】
また、上記実施形態では、制御装置５と各電力変換器３Ａ〜３Ｈとが共通の通信線Ｌによって接続されているが、これに限られない。例えば、制御装置５と各電力変換器３Ａ〜３Ｈとがそれぞれ個別の通信線によって１対１で接続されてもよい。この場合、制御装置５は、各電力変換器３Ａ〜３Ｈに対して個別に運転指令信号を送信する。この運転指令信号は、宛先となる電力変換器に対応する運転指令値を含む。
【００８７】
また、上記実施形態では、通信線Ｌを介して制御装置５から電力変換器３Ａ〜３Ｈに対して片方向通信が行われているが、これに限られない。図７は、図１に示される電源システムの変形例を示す図である。図７に示される電源システム１Ａでは、通信線Ｌを介して制御装置５と電力変換器３Ａ〜３Ｈとの間で双方向通信が行われる。
【００８８】
この場合、制御装置５は、通信線Ｌを用いて、電力変換器３Ａ〜３Ｈの監視を行ってもよい。例えば、制御装置５は一定期間ごとに各電力変換器３Ａ〜３Ｈに対し、通信線Ｌを介して正常確認のための電文（データ）を送信する。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、正常確認のための電文を制御装置５から受信すると、正常であることを示す電文を通信線Ｌを介して制御装置５に返信する。制御装置５は、正常であることを示す電文を受信すると、電文の送信元の電力変換器が正常であると判定する。制御装置５は、正常確認のための電文を送信してから予め定められた期間が経過しても正常であることを示す電文を受信できなかった場合、当該電文を返信しなかった電力変換器に障害が発生していると判定する。電力変換器３Ａ〜３Ｈは、予め定められた期間、正常確認のための電文を制御装置５から受信しなかった場合、障害が発生したと判定し、出力を停止してもよい。
【００８９】
以上説明した電源システム１Ａによれば、電源システム１と同様の効果が奏される。また、電源システム１Ａでは、電力計７を用いることなく、電力変換器３Ａ〜３Ｈに障害が発生しているか否かを判定することができる。
【００９０】
また、上記実施形態では、制御装置５と複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈとの接続形態（通信トポロジ）は制御装置５を中心としたスター型接続であるが、接続形態はこれに限られない。図８は、図１に示される電源システムの別の変形例を示す図である。なお、図８において、制御装置５と電力変換器３Ａ〜３Ｈとの接続形態が主に図示されており、蓄電装置２、上位コントローラ６及びバスＢ等は便宜上省略されている。図８に示される電源システム１Ｂでは、制御装置５及び複数の電力変換器３Ａ〜３Ｈは、デイジーチェーン接続方式で接続されている。電力変換器３Ａ〜３Ｈのそれぞれは、入力端子３１と出力端子３２とを有している。制御装置５は、入力端子５１と出力端子５２とを有している。
【００９１】
電力変換器３Ａ〜３Ｈは順に配列されており、電力変換器３Ａが最上流、電力変換器３Ｈが最下流に位置する。互いに隣り合う２つの電力変換器のうちの上流側の電力変換器の出力端子３２と下流側の電力変換器の入力端子３１とが通信線で接続されている。制御装置５の出力端子５２と電力変換器３Ａの入力端子３１とが通信線で接続されている。電力変換器３Ｈの出力端子３２と制御装置５の入力端子５１とが通信線で接続されている。このような構成では、制御装置５は、電力変換器３Ａ〜３Ｈのそれぞれに運転指令を行うための運転指令信号をデイジーチェーン接続方式で接続されている電力変換器３Ａ〜３Ｈに送信する。具体的には、制御装置５は、各電力変換器３Ａ〜３Ｈのアドレス及び運転指令値が対応付けられた運転指令信号を出力端子５２から電力変換器３Ａに送信する。
【００９２】
各電力変換器３Ａ〜３Ｈは、入力端子３１で運転指令信号を受信すると、運転指令信号に自端のアドレスが含まれているか否かを判定する。各電力変換器３Ａ〜３Ｈは、運転指令信号に自端のアドレスが含まれていると判定した場合、そのアドレスに対応付けられた運転指令値に基づいて、動作状態を変更し、運転指令信号に当該電力変換器に関する機器情報を付加する。各電力変換器３Ａ〜３Ｈは、運転指令信号に自端のアドレスが含まれていないと判定した場合、動作状態を変更することなく、運転指令信号に当該電力変換器に関する機器情報を付加する。機器情報としては、自端のアドレス、最大出力電力等の設定情報、及び動作状態を示す状態値が含まれる。設定情報は、最大効率電力の情報を含んでもよい。そして、各電力変換器３Ａ〜３Ｇは、下流の電力変換器に運転指令信号を出力端子３２から送信する。電力変換器３Ｈは、出力端子３２から制御装置５に運転指令信号を送信する。このように、制御装置５から送信された運転指令信号は、電力変換器３Ａ〜３Ｈの順に送信され、制御装置５の入力端子５１に戻される。
【００９３】
制御装置５は、入力端子５１で運転指令信号を受信すると、各電力変換器３Ａ〜３Ｈにより付加された機器情報を読み出し、電源システム１Ｂに設けられている電力変換器の台数、各電力変換器のアドレス、設定情報、及び動作状態を示す状態値を取得し、メモリ４に格納する。
【００９４】
次に、電源システム１Ｂにおける電力変換器の増設、削減、及び交換について説明する。電源システム１Ｂでは、電力変換器の増設、削減、及び交換を行った場合に、自動設定を行うことが可能である。電力変換器は、例えば、最下流に増設される。この例では、電力変換器３Ｈの下流に電力変換器が増設される。具体的には、電力変換器３Ｈの出力端子３２と増設された電力変換器の入力端子とが通信線で接続され、増設された電力変換器の出力端子と制御装置５の入力端子５１とが通信線で接続される。
【００９５】
電力変換器の増設後、制御装置５は、通常時と同様に、運転指令信号を送信し、各電力変換器３Ａ〜３Ｈは、上述の処理を行う。そして、電力変換器３Ｈは、増設された電力変換器に運転指令信号を出力端子３２から送信する。増設された電力変換器は、入力端子で運転指令信号を受信すると、運転指令信号に付加されている機器情報に含まれるアドレスに基づいて、自端のアドレスを設定する。例えば、増設された電力変換器は、運転指令信号に付加されている機器情報から最大のアドレスを抽出し、そのアドレスに１加えた値を自端のアドレスとする。これにより、増設された電力変換器は、自端のアドレスを設定することができる。
【００９６】
そして、増設された電力変換器は、運転指令信号に自端のアドレス、最大出力電力等の設定情報、及び動作状態を示す状態値（停止状態を示す状態値）を付加し、出力端子から制御装置５に運転指令信号を送信する。そして、制御装置５は、通常時と同様に、入力端子５１で運転指令信号を受信すると、各電力変換器により付加された機器情報を読み出し、電源システム１Ｂに設けられている電力変換器の台数、各電力変換器のアドレス、設定情報、及び動作状態を示す状態値を取得し、メモリ４に格納する。これにより、制御装置５は、増設された電力変換器を含めた電力変換器の台数を認識することができ、増設された電力変換器に設定されたアドレス、設定情報、及び動作状態を示す状態値を取得することができる。以上のようにして、電源システム１Ｂでは、電力変換器の増設に対して、自動設定を行うことができる。
【００９７】
電源システム１Ｂから電力変換器を削除した場合も、制御装置５は、通常時と同様に、運転指令信号を送信し、各電力変換器は、上述の処理を行う。このとき、削除された電力変換器のアドレス、設定情報、及び状態値は運転指令信号に付加されない。このため、制御装置５は、入力端子５１で運転指令信号を受信すると、各電力変換器により付加された機器情報を読み出し、電源システム１Ｂに設けられている電力変換器の台数、各電力変換器のアドレス、設定情報、及び動作状態を示す状態値を取得し、メモリ４に格納する。これにより、電源システム１Ｂでは、電力変換器の削除に対して、自動設定を行うことができる。
【００９８】
電源システム１Ｂに設けられている電力変換器を交換する場合、制御装置５は、上記削除時の処理、及び増設時の処理の順に実施する。これにより、電源システム１Ｂでは、電力変換器の交換に対して、自動設定を行うことができる。
【００９９】
以上説明した電源システム１Ｂによれば、電源システム１と同様の効果が奏される。また、電源システム１Ｂでは、制御装置５から複数の電力変換器に運転指令信号が送信されると、運転指令信号に各電力変換器の機器情報が付加されて、制御装置５に戻る。このため、電力変換器が増設及び削減された場合でも、デイジーチェーン接続方式で接続されている電力変換器を認識することが可能となる。つまり、電力変換器の増設、削除、及び交換に対して自動設定を行うことができるので、管理者による手動設定を省略することができる。その結果、電源システム１の管理を簡易化することが可能となる。なお、電源システム１Ｂにおいても、電力変換器の増設、削除、及び交換に対して管理者が手動で設定を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１，１Ａ，１Ｂ…電源システム、２…蓄電装置、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ…電力変換器、４…メモリ（記憶部）、５…制御装置、６…上位コントローラ、Ｃ１…制御要素（第１制御要素）、Ｃ２…制御要素（第２制御要素）。
【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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