(57)【要約】【課題】商用電力系統の送電設備及び変電設備の稼働率を上げる。【解決手段】電力制御装置は、電力変換部と電力判定部と充放電制御部とを備える。電力変換部は、発電装置の発電電力及び蓄電装置の放電電力の少なくとも一方を電力変換して商用電力系統に接続された通電路に出力する。電力判定部は、通電路から商用電力系統に逆潮流される逆潮流電力を検知する電力検知器の検知結果に基づいて、逆潮流電力の電力値が上限設定値に達するか否かを判定する。充放電制御部は蓄電装置の充放電を制御する。逆潮流電力の電力値が上限設定値に達すると判定される場合、充放電制御部は発電電力の少なくとも一部を蓄電装置に充電する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置の発電電力及び蓄電装置の放電電力の少なくとも一方を電力変換して商用電力系統に接続された通電路に出力する電力変換部と、
前記通電路から前記商用電力系統に逆潮流される逆潮流電力を検知する電力検知器の検知結果に基づいて、前記逆潮流電力の電力値が上限設定値に達するか否かを判定する電力判定部と、
前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御部と、
を備え、
前記逆潮流電力の電力値が前記上限設定値に達すると判定される場合、前記充放電制御部は前記発電電力の少なくとも一部を前記蓄電装置に充電し、
前記逆潮流電力の電力値が前記上限設定値に達すると判定されない場合、前記上限設定値未満の設定電力値を前記放電電力の上限として、前記充放電制御部は、前記逆潮流電力の電力値が前記設定電力値を越えないように、前記蓄電装置を放電する電力制御装置。
【請求項２】
前記上限設定値は複数であって、
各上限設定値が曜日毎に設定される請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
発電装置の発電電力及び蓄電装置の放電電力の少なくとも一方が電力変換されて、商用電力系統に接続された通電路に出力されるステップと、
前記通電路から商用電力系統に逆潮流される逆潮流電力の電力値が検知されるステップと、
前記検知されるステップでの検知結果に基づいて前記逆潮流電力の電力値が上限設定値に達するか否かが判定されるステップと、
前記蓄電装置の充放電が制御されるステップと、
を備え、
前記充放電が制御されるステップは、
前記逆潮流電力の電力値が前記上限設定値に達すると判定される場合に前記発電電力の少なくとも一部が前記蓄電装置に充電されるステップと、
前記逆潮流電力の電力値が前記上限設定値に達すると判定されない場合に、前記上限設定値未満の設定電力値を前記放電電力の上限として、前記逆潮流電力の電力値が前記設定電力値を越えないように、前記蓄電装置が放電されるステップと、を含む電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御装置、及び電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、商用電力系統と系統連系運転する発電設備が増えつつある。この発電設備では、商用電力系統から電力を買電できるほか、商用電力系統に電力を逆潮流させて電力供給事業者に売電することもできる。但し、太陽光発電などの自然エネルギー発電を行う発電設備を商用電力系統に接続する場合、発電電力のピーク時の出力及び商用電力系統の送電設備及び変電設備の能力によって商用電力系統に逆潮流できる電力量は制限される。また、電力需要に対して発電設備から商用電力系統に逆潮流する電力が過剰となった場合には、発電設備が商用電力系統から自動的に解列される場合がある。或いは、電力供給事業者から発電設備の解列が要請される場合もある。そのため、商用電力系統に接続することができる発電設備の発電は、発電電力のピーク時であっても逆潮流する電力が商用電力系統で送電・変電を行うことができる電力、及び、商用電力系統での電力需要よりも小さくなるように制限される。
【０００３】
なお、本発明に関連する従来技術の一例として、特許文献１は、太陽電池及び蓄電装置を備える発電システムを教示している。この発電システムでは、商用電力系統に電力を逆潮流する際の系統電圧値が閾値電圧を越えると、該逆潮流を停止して、発電電力を蓄電装置に充電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７２４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、自然エネルギー由来の発電電力の出力は天候などに左右されて不安定である。また、発電電力の出力がピークとなる時間も比較的に短時間である。そのため、ピーク時以外の大半の時間では、送電設備及び変電設備の能力は商用電力系統に逆潮流する電力に対して過剰であり、送電設備及び変電設備の稼働率はあまり上がっていない。このような問題に対して、特許文献１は何ら言及していない。
【０００６】
本発明は、上記の状況を鑑みて、商用電力系統の送電設備及び変電設備の稼働率を上げることができる電力制御装置、及び電力制御方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の一の態様による電力制御装置は、発電装置の発電電力及び蓄電装置の放電電力の少なくとも一方を電力変換して商用電力系統に接続された通電路に出力する電力変換部と、通電路から商用電力系統に逆潮流される逆潮流電力を検知する電力検知器の検知結果に基づいて、逆潮流電力の電力値が上限設定値に達するか否かを判定する電力判定部と、蓄電装置の充放電を制御する充放電制御部と、を備え、逆潮流電力の電力値が上限設定値に達すると判定される場合、充放電制御部は発電電力の少なくとも一部を蓄電装置に充電する構成とされる。
【０００８】
上記の電力制御装置において、逆潮流電力の電力値が上限設定値に達すると判定される場合、充放電制御部は、逆潮流電力の電力値が上限設定値を越えないように、発電電力の少なくとも一部を蓄電装置に充電する構成であってもよい。
【０００９】
上記の電力制御装置において、逆潮流電力の電力値が上限設定値に達すると判定されない場合、充放電制御部は蓄電装置を放電する構成であってもよい。
【００１０】
上記の電力制御装置において、電力判定部は、通電路から商用電力系統に逆潮流電力が逆潮流されているか否かを電力検知器の検知結果に基づいてさらに判定し、逆潮流電力が逆潮流されていると判断され且つ逆潮流電力の電力値が上限設定値に達すると判定されない場合、充放電制御部は蓄電装置の充放電を停止し、逆潮流電力が逆潮流されていると判定されない場合、充放電制御部は蓄電装置を放電する構成であってもよい。
【００１１】
上記の電力制御装置において、電力判定部は、通電路から商用電力系統に逆潮流電力が逆潮流されているか否かと、充放電制御部が蓄電装置を放電している際に逆潮流電力の電力値が放電電力以下であるか否かと、充放電制御部が蓄電装置を放電している際に逆潮流電力の電力値が上限設定値未満の設定電力値に達するか否かと、を電力検知器の検知結果に基づいてさらに判定し、充放電制御部が蓄電装置を放電している際に逆潮流電力が商用電力系統に逆潮流され且つ逆潮流電力が放電電力以下であると判断される場合、充放電制御部は、逆潮流電力の電力値が設定電力値を越えないように、蓄電装置を放電する構成であってもよい。
【００１２】
上記の電力制御装置において、上限設定値は複数であって、各上限設定値が所定期間毎に設定される構成であってもよい。
【００１３】
また、上記目的を達成するために本発明の一の態様による電力制御方法は、発電装置の発電電力及び蓄電装置の放電電力の少なくとも一方が電力変換されて、商用電力系統に接続された通電路に出力されるステップと、通電路から商用電力系統に逆潮流される逆潮流電力の電力値が検知されるステップと、検知されるステップでの検知結果に基づいて逆潮流電力の電力値が上限設定値に達するか否かが判定されるステップと、蓄電装置の充放電が制御されるステップと、を備え、充放電が制御されるステップは、逆潮流電力の電力値が上限設定値に達すると判定される場合に発電電力の少なくとも一部が蓄電装置に充電されるステップを含む構成とされる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために本発明の一の態様による電力制御システムは、発電装置の発電電力及び蓄電装置の放電電力の少なくとも一方を電力変換して商用電力系統に接続された通電路に出力する電力制御装置と、通電路から商用電力系統に逆潮流される逆潮流電力を検知する電力検知器と、を備え、逆潮流電力の電力値が上限設定値に達する場合、電力制御装置は発電電力の少なくとも一部を蓄電装置に充電する構成とされる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、商用電力系統の送電設備及び変電設備の稼働率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】太陽光発電システムの第１構成例を示すブロック図である。
【図２Ａ】複数の太陽電池ストリングとＤＣ／ＤＣコンバータとの接続例を示すブロック図である。
【図２Ｂ】複数の太陽電池ストリングとＤＣ／ＤＣコンバータとの他の接続例を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１実施形態における１日の電力利用状況の一例を示すグラフである。
【図５】太陽光発電システムの第１構成例の変形例を示すブロック図である。
【図６Ａ】風力発電システムの構成例を示すブロック図である。
【図６Ｂ】風力発電システムの他の構成例を示すブロック図である。
【図７】第２実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】第２実施形態における１日の電力利用状況の一例を示すグラフである。
【図９】第３実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第３実施形態における１日の電力利用状況の一例を示すグラフである。
【図１１】第４実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第４実施形態における１日の電力利用状況の一例を示すグラフである。
【図１３】太陽光発電システムの第２構成例を示すブロック図である。
【図１４】太陽光発電システムの第２構成例の変形例を示すブロック図である。
【図１５】第５実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】第６実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図１７】第７実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、太陽光発電システム１００の第１構成例を示すブロック図である。太陽光発電システム１００は、たとえば単相三線の通電路Ｐを介して商用電力系統ＣＳ及び電力負荷系統ＬＳと電気的に接続される電力制御システムである。この太陽光発電システム１００では、太陽電池ストリング１及び蓄電装置２と商用電力系統ＣＳとによる系統連系運転が可能である。また、太陽光発電システム１００では、発電した電力を直流から交流に変換し、通電路Ｐを介して商用電力系統ＣＳに逆潮流（出力）して、該電力を電力会社に売電することも可能となっている。なお、以下では、通電路Ｐを介して商用電力系統ＣＳに逆潮流されて売電される電力を逆潮流電力と呼び、逆潮流電力及びその電力値をＷＣで表す。また、商用電力系統ＣＳから買電されて通電路Ｐに出力される電力を受電電力と呼ぶ。
【００１９】
通電路Ｐは第１通電路Ｐａ及び第２通電路Ｐｂを含んで構成されている。第１通電路Ｐａは太陽光発電システム１００のパワーコンディショナ３に接続されている。なお、以下では、パワーコンディショナ３をＰＣＳ（Power Conditioning System）３と呼ぶ。
【００２０】
第２通電路Ｐｂは商用電力系統ＣＳに接続されている。この第２通電路Ｐｂには、電力量計Ｍが設けられている。電力量計Ｍは、第２通電路Ｐｂにおいて電力が流れる方向、その電力量及び電力値を検知する電力検知器であり、その検知結果を示す検知信号をＰＣＳ３に出力する。たとえば、電力量計Ｍは、第２通電路Ｐｂにおいて太陽光発電システム１００から商用電力系統ＣＳに向かって電力が流れる場合、太陽光発電システム１００が商用電力系統ＣＳに売電していることと逆潮流電力の電力量及び電力値とを検知する。また、電力量計Ｍは、第２通電路Ｐｂにおいて商用電力系統ＣＳから太陽光発電システム１００及び／又は電力負荷系統ＬＳに向かって電力が流れる場合、太陽光発電システム１００が商用電力系統ＣＳから買電していることと受電電力の電力量及び電力値とを検知する。
【００２１】
また、第１通電路Ｐａ及び第２通電路Ｐｂ間には、電力負荷系統ＬＳが接続されている。この電力負荷系統ＬＳは、たとえば家庭内の電化製品、工場の設備装置などの負荷機器であり、第１通電路Ｐａ及び／又は第２通電路Ｐｂから供給される電力を消費する。なお、以下では、電力負荷系統ＬＳに供給されて消費される電力を消費電力と呼び、消費電力及びその電力値をＷＬで表す。
【００２２】
次に、太陽電池ストリング１は、直列接続された複数の太陽電池モジュールを含む発電装置であり、太陽光を受けて発電し、発電した直流電力をＰＣＳ３に出力する。以下では、太陽電池ストリング１からＰＣＳ３に出力される電力を発電電力と呼び、発電電力及びその電力値をＷｇで表す。なお、太陽光発電システム１００に設けられる太陽電池ストリング１の数は、図１の例示に限定されず、複数であってもよい。たとえば、互いに並列接続される複数の太陽電池ストリング１がＰＣＳ３（後述するＤＣ／ＤＣコンバータ３１）に接続されていてもよい。この場合、各太陽電池ストリング１は、太陽電池ストリング１に逆電流が流れることを防止する逆流防止装置を介してＰＣＳ３に接続されていてもよい。また、太陽電池ストリング１は、１の太陽電池モジュールを含む構成であってもよい。
【００２３】
蓄電装置２は、繰り返し充放電可能な充放電機能を有する。たとえば蓄電装置２は、ＰＣＳ３から供給される直流電力を充電でき、その蓄電量ｗａに応じた直流電力をＰＣＳ３に放電することもできる。以下では、充電の際にＰＣＳ３から蓄電装置２に供給される電力を充電電力と呼び、放電の際に蓄電装置２からＰＣＳ３に出力される電力を放電電力と呼ぶ。また、放電電力及びその電力値をＷｄで表す。なお、蓄電装置２の構成は特に限定しない。たとえば、蓄電装置２はリチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、及び鉛電池などの二次電池を含んでいてもよい。或いは、蓄電装置２は電気二重層キャパシタなどを含んでいてもよい。また、蓄電装置２の数は、図１の例示に限定されず、複数であってもよい。
【００２４】
この蓄電装置２は、入出力電力検知部２１を有している。入出力電力検知部２１は、蓄電装置２の充放電動作（充電、放電、充放電停止）及びその状態を検知する。たとえば、入出力電力検知部２１は、蓄電装置２の充電動作及び充電電力の電力値、放電動作及び放電電力Ｗｄの電力値、充放電動作の停止などを検知する。これらの検知結果は、状態通知信号により蓄電装置２からＰＣＳ３に出力される。なお、蓄電装置２の充放電動作及びその状態の検知方法は、特に限定されない。たとえば、入出力電力検知部２１は、蓄電装置２に対して入出力する電流の変化から検知してもよい。この場合、入出力電力検知部２１は、第３通電路Ｐｃ及び蓄電装置２間にて電流が流れる方向に基づいて蓄電装置２の充放電動作を検知する。そして、入出力電力検知部２１は、該電流の値の変化及び蓄電装置２の公称電圧などを用いて充電電力又は放電電力Ｗｄの電力値を検知できる。
【００２５】
ＰＣＳ３は、太陽電池ストリング１及び蓄電装置２と商用電力系統ＣＳとの間に設けられる電力制御装置である。ＰＣＳ３は、通常時には、たとえばＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御により、発電電力Ｗｇが最大となるように太陽電池ストリング１の動作電圧（動作点）を制御する。但し、ＰＣＳ３は、太陽電池ストリング１での発電量を制限する必要がある場合、太陽電池ストリング１の動作電圧を最大出力動作電圧からずれた値に設定して、その発電電力Ｗｇを調整する。このほか、ＰＣＳ３は、蓄電装置２の充放電機能を制御することもできる。たとえばＰＣＳ３は、蓄電装置２に充電電力を供給して充電させたり、蓄電装置２を放電させて放電電力Ｗｄの供給を受けたりする。
【００２６】
このＰＣＳ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と、双方向インバータ３２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、平滑コンデンサ３４と、通信部３５と、記憶部３６と、制御部３７と、を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１、双方向インバータ３２、及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３はバスラインＢＬを介して相互に接続されている。
【００２７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、太陽電池ストリング１及びバスラインＢＬ間に設けられ、太陽電池ストリング１の発電電力Ｗｇを所定の電圧値の直流電力に変換してバスラインＢＬに出力する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は太陽電池ストリング１に逆電流が流れることを防止する逆流防止装置としても機能している。なお、複数の太陽電池ストリング１がＰＣＳ３に接続される場合、各太陽電池ストリング１は、図２Ａのように並列接続された複数の逆流防止装置１１を含む接続箱１２を介してＰＣＳ３のＤＣ／ＤＣコンバータ３１に接続されていてもよい。或いは、図２Ｂのように、ＰＣＳ３が互いに並列接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３１を備え、各太陽電池ストリング１は各ＤＣ／ＤＣコンバータ３１にそれぞれ接続されていてもよい。
【００２８】
双方向インバータ３２は、制御部３７により制御される電力変換部であり、バスラインＢＬ及び第１通電路Ｐａ間に設けられている。双方向インバータ３２は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御又はＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御などによって、図１に示すような双方向の電力変換を行うことができる。たとえば、双方向インバータ３２は、第１通電路Ｐａから入力される交流電力を直流電力にＡＣ／ＤＣ変換してバスラインＢＬに出力することができる。また、双方向インバータ３２は、バスラインＢＬから入力される直流電力（発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄのうちの少なくとも一方）を商用電力系統ＣＳ及び電力負荷系統ＬＳの電力規格に応じた交流周波数の交流電力にＤＣ／ＡＣ変換して第１通電路Ｐａに出力することができる。なお、以下では、双方向インバータ３２が第１通電路Ｐａから入力される電力を電力変換してバスラインＢＬに出力することを順変換方向ａの電力変換と呼ぶ。さらに、順変換方向ａの電力変換を順変換と呼び、順変換する電力の電力変換量を順変換量と呼ぶ。また、双方向インバータ３２がバスラインＢＬから入力される電力を電力変換して第１通電路Ｐａに出力することを逆変換方向ｂの電力変換と呼ぶ。さらに、逆変換方向ｂの電力変換を逆変換と呼び、逆変換する電力の電力変換量を逆変換量と呼ぶ。
【００２９】
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、制御部３７により制御される充放電電力変換部であり、バスラインＢＬ及び蓄電装置２間に設けられている。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、バスラインＢＬから入力される直流電力を蓄電装置２に適した直流の充電電力にＤＣ／ＤＣ変換して蓄電装置２に出力することができる。また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、蓄電装置２の放電電力Ｗｄを双方向インバータ３２の仕様に応じた電力にＤＣ／ＤＣ変換してバスラインＢＬに出力することもできる。なお、以下では、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３がバスラインＢＬから入力される電力を電力変換して蓄電装置２に出力することを充電方向Ａの電力変換と呼ぶ。さらに、充電方向Ａの電力変換を充電変換と呼び、充電変換する電力の電力変換量を充電変換量と呼ぶ。また、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が蓄電装置２の放電電力Ｗｄを電力変換してバスラインＢＬに出力することを放電方向Ｂの電力変換と呼ぶ。さらに、放電方向Ｂの電力変換を放電変換と呼び、放電変換する電力の電力変換量を放電変換量と呼ぶ。
【００３０】
平滑コンデンサ３４は、バスラインＢＬに接続され、バスラインＢＬを流れる電力のバス電圧値の変動を除去又は軽減する。
【００３１】
通信部３５は、コントローラ４と無線通信又は有線通信する通信インターフェースである。
【００３２】
記憶部３６は、電力を供給しなくても格納された情報を非一時的に保持する記憶媒体である。記憶部３６は、ＰＣＳ３の各構成要素（特に制御部３７）で用いられる制御情報及びプログラムなどを格納している。たとえば、記憶部３６は、後述する上限設定値ＷＳの設定情報などを格納している。この上限設定値ＷＳは、太陽光発電システム１００から商用電力系統ＣＳに逆潮流できる逆潮流電力ＷＣの上限を示す設定値である。上限設定値ＷＳは、たとえば、太陽光発電システム１００を構築する際、又は太陽光発電システム１０の稼働期間中において電力供給事業者から指定される値に設定される。また、上限設定値ＷＳはユーザ入力に応じて任意のタイミングで適宜設定することが可能であってもよい。
【００３３】
制御部３７は、記憶部３６に格納された制御情報及びプログラムなどを用いて、ＰＣＳ３の各構成要素を制御する。制御部３７は機能的要素として電力監視部３７１、蓄電監視部３７２、変換制御部３７３、タイマ３７４、及び電力判定部３７５を有している。
【００３４】
電力監視部３７１は第２通電路Ｐｂを流れる電力（逆潮流電力ＷＣ、受電電力）を監視する。たとえば電力監視部３７１は、電力量計Ｍから出力される検知信号に基づいて第２通電路Ｐｂにおいて電力が流れる方向、その電力量及び電力値などを検知する。
【００３５】
蓄電監視部３７２は蓄電装置２の状態を監視する。たとえば、蓄電監視部３７２は蓄電装置２から出力される状態通知信号に基づいて蓄電装置２の状態を検知する。なお、この蓄電装置２の状態は、蓄電容量ｗｒ、蓄電量ｗａ、充放電動作の状態（たとえば、充電動作及び充電電力の電力値、放電動作及び放電電力Ｗｄの電力値、充放電動作の停止）などを含む。
【００３６】
変換制御部３７３は、双方向インバータ３２及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御し、特にこれらの電力変換方向及び電力変換動作などを制御する。また、変換制御部３７３は、蓄電装置２の充放電機能を制御する充放電制御部としても機能する。たとえば、変換制御部３７３は、太陽光発電システム１００の状態（売電、買電、電力の自家消費、及びこれらの電力値など）、蓄電装置２の状態、及びユーザ入力などに基づいて、双方向インバータ３２及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作を検知するとともに、該電力変換動作の制御を行う。なお、電力変換動作の制御は、電力変換方向の切り替え、電力変換量の調節、及び電力変換停止などを含む。変換制御部３７３は、これらの電力変換動作を制御することによって、蓄電装置２の充放電機能を制御する。
【００３７】
タイマ３７４は、計時部であり、現在時刻を計時したり所定の時点から現時点までの経過時間を計時したりする。
【００３８】
電力判定部３７５は、電力量計Ｍの検知結果及び蓄電装置２の状態などに基づく様々な判定を行う。たとえば、電力判定部３７５は、電力量計Ｍの検知結果に基づいて、逆潮流電力ＷＣが所定の閾値（上限設定値ＷＳなど）に達するか否かを判定したり、ＰＣＳ３から商用電力系統ＣＳに逆潮流電力ＷＣが逆潮流されているか否かを判定したりする。
【００３９】
次に、コントローラ４について説明する。コントローラ４は、表示部４１と、入力部４２と、通信部４３と、制御部４４と、を備えている。表示部４１はディスプレイ（不図示）に太陽光発電システム１００に関する情報などを表示する。入力部４２は、ユーザ入力を受け付け、該ユーザ入力に応じた入力信号を制御部４４に出力する。通信部４３は、ＰＣＳ３と無線通信又は有線通信する通信インターフェースである。通信部４３は、たとえば、入力部４２が受け付けたユーザ入力に関する情報などをＰＣＳ３に送信する。制御部４４は、情報を非一時的に保持するメモリ（不図示）に格納された制御情報及びプログラムなどを用いて、コントローラ４の各構成要素を制御する。
【００４０】
次に、太陽光発電システム１００の電力制御方法について説明する。図３は、第１実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。なお、図３において、売電の場合、双方向インバータ３２は逆変換方向ｂに設定される。これは、後述する他の図（たとえば図７、図９、及び図１１）でも同様である。
【００４１】
まず、太陽光発電システム１００から商用電力系統ＣＳに逆潮流電力ＷＣが逆潮流されて売電されているか否かが判定される（Ｓ１０１）。売電されていると判定されない場合（Ｓ１０１でＮＯ）、処理は後述するＳ１４０に進む。売電されていると判定される場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が充電方向Ａに設定されているか否かが判定される（Ｓ１１０）。充電方向Ａに設定されていると判定されない場合（Ｓ１１０でＮＯ）、処理は後述するＳ１２０に進む。
【００４２】
充電方向Ａに設定されていると判定される場合（Ｓ１１０でＹＥＳ）、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される（Ｓ１１１）。逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定される場合（Ｓ１１１でＹＥＳ）、逆潮流電力ＷＣを減少させるべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の充電変換量を増加させる（Ｓ１１２）。そのため、発電電力Ｗｇのうち、蓄電装置２に供給される充電電力は多くなり、第１通電路Ｐａに出力される電力は少なくなる。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００４３】
逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合（Ｓ１１１でＮＯ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の充電変換量が０であるか否かが判定される（Ｓ１１３）。充電変換量が０であると判定される場合（Ｓ１１３でＹＥＳ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は放電方向Ｂに設定される（Ｓ１１４）。そのため、蓄電装置２は放電動作を開始して放電電力Ｗｄを出力する。この放電電力Ｗｄは、バスラインＢＬに出力され、発電電力Ｗｇとともに双方向インバータ３２で逆変換されて第１通電路Ｐａに出力される。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００４４】
また、充電変換量が０であると判定されない場合（Ｓ１１３でＮＯ）、逆潮流電力ＷＣを増加させるべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の充電変換量を低減する（Ｓ１１５）。そのため、発電電力Ｗｇのうち、蓄電装置２に供給される充電電力は少なくなり、第１通電路Ｐａに出力される電力は多くなる。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００４５】
次に、Ｓ１１０がＮＯの場合（売電の際に充電方向Ａに設定されていると判定されない場合）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が放電方向Ｂに設定されているか否かが判定される（Ｓ１２０）。放電方向Ｂに設定されていると判定されない場合（Ｓ１２０でＮＯ）、処理は後述するＳ１３０に進む。
【００４６】
放電方向Ｂに設定されていると判定される場合（Ｓ１２０でＹＥＳ）、蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される（Ｓ１２２）。ｗａ≦ｗｙであると判定される場合（Ｓ１２２でＹＥＳ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作は停止される（Ｓ１２３）。そのため、蓄電装置２は充電動作も放電動作もしなくなる。そして、処理はＳ１０１に戻る。なお、下限値ｗｙは、蓄電装置２の蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）であることを示す値である。下限値ｗｙは、０以上蓄電容量ｗｒ未満の範囲内（０≦ｗｙ＜ｗｒ）で設定されるが、０＜ｗｙ＜ｗｒで設定されることがより好ましい。蓄電装置２の蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）で放電動作を行うと、蓄電装置２の充放電機能が劣化し易い。従って、このような場合に蓄電装置２が放電しないようにすれば、充放電機能の劣化を抑制又は防止できる。
【００４７】
また、ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合（Ｓ１２２でＮＯ）、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される（Ｓ１２４）。逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定される場合（Ｓ１２４でＹＥＳ）、逆潮流電力ＷＣを減少させるべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の放電変換量を低減する（Ｓ１２５）。そのため、蓄電装置２から第１通電路Ｐａに出力される放電電力Ｗｄは減少する。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００４８】
また、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合（Ｓ１２４でＮＯ）、逆潮流電力ＷＣを増加させるべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の放電変換量を増加させる（Ｓ１２６）。そのため、蓄電装置２から第１通電路Ｐａに出力される放電電力Ｗｄは増加する。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００４９】
次に、Ｓ１２０がＮＯの場合（売電の際に放電方向Ｂに設定されていると判定されない場合）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は電力変換動作を停止している。この場合、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される（Ｓ１３０）。逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合（Ｓ１３０でＮＯ）、処理は後述するＳ１４０に進む。逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定される場合（Ｓ１３０でＹＥＳ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が充電方向Ａに設定される（Ｓ１３１）。そのため、蓄電装置２は充電動作を開始して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３から供給される充電電力を充電する。すなわち、発電電力Ｗｇの充電が開始される。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００５０】
次に、Ｓ１０１でＮＯの場合（売電されていると判定されない場合）、及び、Ｓ１３０でＮＯの場合（逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合）、蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される（Ｓ１４０）。ｗａ≦ｗｙであると判定される場合（Ｓ１４０でＹＥＳ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作は停止される（Ｓ１４１）。そのため、蓄電装置２は充電動作も放電動作もしなくなり、処理はＳ１０１に戻る。
【００５１】
また、ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合（Ｓ１４０でＮＯ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は放電方向Ｂに設定される（Ｓ１４４）。そのため、放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されて発電電力Ｗｇとともに第１通電路Ｐａに出力される。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００５２】
次に、上述の電力制御処理に基づく太陽光発電システム１００の電力制御例を説明する。図４は、第１実施形態における１日の電力利用状況の一例を示すグラフである。なお、図４において日の出は６：００頃であり、日没は１８：００頃である。また、図４では、電力制御の内容を理解し易くするため、電力負荷系統ＬＳでの消費電力ＷＬが一定の場合を例示している。また、時間帯０：００〜１１：００において、蓄電装置２の蓄電量ｗａは前日の放電によって下限値ｗｙ以下となっているため、蓄電装置２は放電していない。これらは、後述する他の電力制御例を説明する図（たとえば図８、図１０、及び図１２）でも同様である。
【００５３】
まず、時間帯０：００〜６：００及び１８：００〜２４：００では太陽光発電ができない。そのため、太陽光発電システム１００は電力負荷系統ＬＳの消費電力ＷＬに応じた受電電力を商用電力系統ＣＳから買電して自家消費している。
【００５４】
太陽光発電は時間帯６：００〜１８：００で可能となっている。ただし、時間帯６：００〜８：００及び１７：００〜１８：００では、太陽光の強さが比較的に低いため、消費電力ＷＬを越える発電電力Ｗｇは得られていない。そのため、発電電力Ｗｇは電力負荷系統ＬＳで自家消費され、その不足分に相当する電力値（ＷＬ−Ｗｇ）の受電電力が商用電力系統ＣＳから買電されている。時間帯８：００〜９：００及び１６：００〜１７：００では、消費電力ＷＬとほぼ同じ電力値の発電電力Ｗｇは得られているが、発電電力Ｗｇは電力負荷系統ＬＳでほぼ自家消費される。そのため、太陽光発電システム１００は買電も売電もしていない。
【００５５】
時間帯９：００〜１６：００では、消費電力ＷＬを越える発電電力Ｗｇが得られている。そのため、発電電力Ｗｇの一部（消費電力ＷＬと同じ電力値の電力）は電力負荷系統ＬＳで自家消費され、残りの一部（Ｗｇ−ＷＬ）は逆潮流電力ＷＣとして商用電力系統ＣＳに逆潮流（売電）される。但し、時間帯１１：００〜１４：００では、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達している。従って、残りの一部の電力（Ｗｇ−ＷＬ）のうち、上限設定値ＷＳと同じ電力値の逆潮流電力ＷＣが商用電力系統ＣＳに売電される。さらに、発電電力Ｗｇの電力値から上限設定値ＷＳ及び電力負荷系統ＬＳの消費電力ＷＬの和を差し引いた電力値｛Ｗｇ−（ＷＳ＋ＷＬ）｝の電力が蓄電装置２に充電される。
【００５６】
次に、時間帯１４：００〜１６：００では、上述の残りの一部（Ｗｇ−ＷＬ）の電力値は上限設定値ＷＳ未満となる。従って、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳを越えない程度の放電電力Ｗｄが蓄電装置２からＰＣＳ３を介して第１通電路Ｐａに出力される。すなわち、上限設定値ＷＳと発電電力Ｗｇのうちの残りの一部（Ｗｇ−ＷＬ）との差に相当する電力値｛ＷＳ−（Ｗｇ−ＷＬ）｝の放電電力Ｗｄが出力される。そして、発電電力Ｗｇに放電電力Ｗｄを加えた電力のうち、消費電力ＷＬに相当する電力は電力負荷系統ＬＳで自家消費され、その残りの電力は逆潮流電力ＷＣとして商用電力系統ＣＳに売電される。
【００５７】
なお、図４の時間帯１４：００〜１５：００では逆潮流電力ＷＣは上限設定値ＷＳと同じ電力値になっているが、時間帯１５：００〜１６：００では逆潮流電力ＷＣは上限設定値ＷＳよりも少なくなっている。また、時間帯１６：００〜２４：００では、放電電力Ｗｄは第１通電路Ｐａに出力されていない。これらの理由は、時刻１６：００頃に蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値Ｗｙ以下となり、放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されなくなったためである。
【００５８】
以上、本実施形態によれば、電力制御装置３は、発電装置１の発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄの少なくとも一方を電力変換して商用電力系統ＣＳに接続された通電路Ｐに出力する電力変換部３２と、通電路Ｐから商用電力系統ＣＳに逆潮流される逆潮流電力ＷＣを検知する電力検知器Ｍの検知結果に基づいて、逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達するか否かを判定する電力判定部３７５と、蓄電装置２の充放電を制御する充放電制御部３７３と、を備える。逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達すると判定される場合、充放電制御部３７３は発電電力Ｗｇの少なくとも一部を蓄電装置２に充電する。
【００５９】
また、その電力制御方法は、発電装置１の発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄの少なくとも一方が電力変換されて、商用電力系統ＣＳに接続された通電路Ｐに出力されるステップと、通電路Ｐから商用電力系統ＣＳに逆潮流される逆潮流電力ＷＣの電力値が検知されるステップと、検知されるステップでの検知結果に基づいて逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達するか否かが判定されるステップと、蓄電装置２の充放電が制御されるステップと、を備える。充放電が制御されるステップは、逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達すると判定される場合に発電電力Ｗｇの少なくとも一部が蓄電装置２に充電されるステップを含む。
【００６０】
また、電力制御システム１００は、発電装置１の発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄの少なくとも一方を電力変換して商用電力系統ＣＳに接続された通電路Ｐに出力する電力制御装置３と、通電路Ｐから商用電力系統ＣＳに逆潮流される逆潮流電力ＷＣを検知する電力検知器Ｍと、を備える。逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達する場合、電力制御装置３は発電電力Ｗｇの少なくとも一部を蓄電装置２に充電する。
【００６１】
これらの構成によれば、発電電力Ｗｇのピーク出力期間などに逆潮流電力ＷＣの電力値が増大して、逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達すると、発電電力Ｗｇの少なくとも一部が蓄電装置２に充電される。そのため、発電電力Ｗｇを無駄にすることなく、逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳを越えないようすることができる。たとえば、ピーク出力期間の発電電力Ｗｇが上限設定値ＷＳを越えるような発電能力の大きな発電装置１を用いて発電する場合を考える。この場合であっても、上限設定値ＷＳを越える分の電力を蓄電装置２に充電することにより、そのピーク出力期間の逆潮流電力ＷＣが上限設定値を越えないようにできる。従って、比較的に発電能力の大きな発電装置１を電力制御システム１００に設けることができるので、ピーク出力期間以外の期間であっても、上限設定値ＷＳにより近い電力値の逆潮流電力ＷＣを商用電力系統ＣＳに逆潮流することができる。よって、商用電力系統ＣＳの送電設備及び変電設備の稼働率を上げることができる。特に、ピーク出力期間以外の期間における稼働率をあげることができる。さらに、発電電力Ｗｇのピーク出力期間における送電設備及び変電設備の稼働率が許容閾値を越えないようできるため、商用電力系統ＣＳに接続可能な発電設備の数を増やすこともできる。
【００６２】
また、発電電力Ｗｇのピーク出力期間において逆潮流電力ＷＣが商用電力系統ＣＳの電力需要に対して過剰になることを防止できる。従って、電力制御システム１００が商用電力系統ＣＳから解列されることを抑制又は防止でき、電力制御システム１００は商用電力系統ＣＳとの系統連系運転を安定して行うことができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達すると判定される場合、充放電制御部３７３は、逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳを越えないように、発電電力Ｗｇの少なくとも一部を蓄電装置２に充電する。
【００６４】
この構成によれば、逆潮流電力ＷＣの電力値を上限設定値ＷＳと同じ値又は上限設定値ＷＳに近づけることができる。従って、商用電力系統ＣＳに逆潮流電力ＷＣを効率よく売電することができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、電力制御装置３は、逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合、充放電制御部３７３は蓄電装置２を放電する。
【００６６】
この構成によれば、発電電力Ｗｇのピーク出力期間に蓄電装置２に充電した充電電力がピーク出力以外の期間において放電されて通電路Ｐに出力される。従って、発電電力Ｗｇをピークシフトして無駄なく利用することができる。
【００６７】
以上では太陽光発電システム１００の構成及びその電力制御処理を図１の第１構成例に基づいて説明したが、太陽光発電システム１００の構成は図１の例示に限定されない。図５は、太陽光発電システム１００の第１構成例の変形例を示すブロック図である。図５では、太陽電池ストリング１はＤＣ／ＡＣコンバータ１３を介して第１通電路Ｐａの一端に接続されている。このＤＣ／ＡＣコンバータ１３は、太陽電池ストリング１の発電電力Ｗｇを商用電力系統ＣＳ及び電力負荷系統ＬＳの電力規格に応じた交流周波数の交流電力にＤＣ／ＡＣ変換して第１通電路Ｐａに出力する。また、ＤＣ／ＡＣコンバータ１３は、太陽電池ストリング１に逆電流が流れることを防止する逆流防止装置としても機能している。このＤＣ／ＡＣコンバータ１３は、ＰＣＳ３により制御されてもよいし、ＰＣＳ３とは異なる他のＰＣＳ（不図示）により制御されてもよい。蓄電装置２はＰＣＳ３に接続される。ＰＣＳ３は蓄電装置２の充放電機能を制御する。
【００６８】
また、図１及び図５では発電装置として太陽電池ストリング１を用いているが、発電装置はこれらの例示に限定されない。太陽光以外の再生可能エネルギーを利用した発電（風力、水力、地熱、バイオマス、太陽熱など自然エネルギー発電、廃棄物発電など）を行う発電装置が用いられていてもよい。たとえば図６Ａ及び図６Ｂのように、発電装置に風力発電装置１を用いる風力発電システム１００であってもよい。なお、図６Ａの場合、ＰＣＳ３は、風力発電装置１が接続されるＡＤ／ＤＣコンバータ３８を有する。図６Ｂの場合、風力発電装置１は第１通電路Ｐａに接続され、ＰＣＳ３は蓄電装置２の充放電機能を制御する。また、図６Ｂにおいて、風力発電装置１はＰＣＳ３又は他のＰＣＳ（不図示）により制御されるＡＣ／ＡＣコンバータ（不図示）を介して第１通電路Ｐａに接続されてもよい。
【００６９】
なお、図５及び図６Ｂのように発電装置が第１通電路Ｐａに接続されて発電電力Ｗｇが第１通電路Ｐａに出力される構成であっても、図４と同様の電力制御は可能である。たとえば、上述の電力制御処理（図３参照）のうち、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換方向を切り替えて設定する処理（図３のＳ１１４、Ｓ１２３、Ｓ１３１、Ｓ１４１、及びＳ１４４など）において、双方向インバータ３２の電力変換方向も切り替えて設定すればよい。このことは、後述する図７〜図１２のような他の電力制御処理及び他の電力制御にも同様に適用できる。
【００７０】
また、図５及び図６Ｂにおいて、ＰＣＳ３は、双方向インバータ３２及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３に代えて、変換制御部３７３により制御される双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ（不図示）を有していてもよい。このような構成であっても、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と同様に双方向ＤＣ／ＡＣコンバータ（不図示）の電力変換動作を制御すれば、図４と同様の電力制御は可能である。このことは、後述する図７〜図１２のような他の電力制御処理及び他の電力制御にも同様に適用できる。
【００７１】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、複数の上限設定値ＷＳ１〜ＷＳ７が１日の時間帯毎に設定されている。これ以外は、第１実施形態と同様である。以下では、第１実施形態と異なる構成について説明する。また、第１実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
【００７２】
第２実施形態の太陽光発電システム１００では、上限設定値ＷＳは、１日の時間帯毎に設定された複数の上限設定値ＷＳ１〜ＷＳ７を含んでいる（後述する図８参照）。なお、各上限設定値ＷＳ１〜ＷＳ７の設定方法はこの例示に限定されない。たとえば、各上限設定値ＷＳ１〜ＷＳ７は、１日の時間帯だけでなく、所定期間毎（たとえば、曜日毎、週毎、月毎など）に設定されてもよい。
【００７３】
図７は、第２実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。Ｓ１０１にてＹＥＳの場合（太陽光発電システム１００から商用電力系統ＣＳに売電されていると判定される場合）、現在時刻が計時され（Ｓ２０２）、該現在時刻を含む時間帯に対応する上限設定値ＷＳが決定される（Ｓ２０３）。以降の処理では、Ｓ２０３で決定された上限設定値ＷＳに基づく双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作を制御することにより、蓄電装置２の充放電制御が行われる。なお、Ｓ１１０以降の処理は第１実施形態（図３参照）と同様である。そのため、これらの説明は割愛する。
【００７４】
次に、上述の電力制御処理に基づく太陽光発電システム１００の電力制御例を説明する。図８は、第２実施形態における１日の電力利用状況の一例を示すグラフである。なお、図８では、時間帯０：００〜９：００及び１６：００〜２４：００では上限設定値ＷＳ１が対応付けられて設定されている。時間帯９：００〜１０：００では上限設定値ＷＳ２が対応付けられて設定されている。時間帯１０：００〜１１：００では上限設定値ＷＳ３が対応付けられて設定されている。時間帯１１：００〜１２：００では上限設定値ＷＳ４が対応付けられて設定されている。時間帯１２：００〜１４：００では上限設定値ＷＳ５が対応付けられて設定されている。時間帯１４：００〜１５：００では上限設定値ＷＳ６が対応付けられて設定されている。時間帯１５：００〜１６：００では上限設定値ＷＳ７が対応付けられて設定されている。
【００７５】
図８において時間帯９：００〜１６：００では、消費電力ＷＬを越える発電電力Ｗｇが得られている。そのため、発電電力Ｗｇの一部（消費電力ＷＬと同じ電力値の電力）は電力負荷系統ＬＳで自家消費され、残りの一部（Ｗｇ−ＷＬ）は逆潮流電力ＷＣとして商用電力系統ＣＳに逆潮流（売電）される。但し、時間帯１１：００〜１４：００では、逆潮流電力ＷＣが現在時刻に対応する上限設定値ＷＳ４、ＷＳ５に達している。従って、時間帯１１：００〜１２：００では、残りの一部の電力（Ｗｇ−ＷＬ）のうち、上限設定値ＷＳ４と同じ電力値の逆潮流電力ＷＣが商用電力系統ＣＳに売電され、電力値｛Ｗｇ−（ＷＳ４＋ＷＬ）｝の電力が蓄電装置２に充電される。また、時間帯１２：００〜１４：００では、上限設定値ＷＳ５と同じ電力値の逆潮流電力ＷＣが商用電力系統ＣＳに売電され、電力値｛Ｗｇ−（ＷＳ５＋ＷＬ）｝の電力が蓄電装置２に充電される。
【００７６】
次に、時間帯１４：００〜１６：００では、上述の残りの一部（Ｗｇ−ＷＬ）の電力値は上限設定値ＷＳ６、ＷＳ７未満となる。また、時刻１６：００以降では、消費電力ＷＬを越える発電電力Ｗｇは得られていない。従って、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳを越えない程度の放電電力Ｗｄが蓄電装置２からＰＣＳ３を介して第１通電路Ｐａに出力される。そして、発電電力Ｗｇに放電電力Ｗｄを加えた電力のうち、消費電力ＷＬに相当する電力は自家消費され、その残りの電力は逆潮流電力ＷＣとして商用電力系統ＣＳに売電される。
【００７７】
なお、図８の時間帯１４：００〜１７：００では逆潮流電力ＷＣはそれぞれ上限設定値ＷＳ６、ＷＳ７、ＷＳ１とそれぞれ同じ電力値になっているが、時間帯１７：００〜１８：００では逆潮流電力ＷＣは上限設定値ＷＳ１よりも少なくなっている。また、時間帯１８：００〜２４：００では、放電電力Ｗｄは蓄電装置２から出力されていない。これらの理由は、時刻１８：００頃に蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値Ｗｙ以下となり、放電電力Ｗｄが出力されなくなったためである。
【００７８】
以上、本実施形態によれば、上限設定値ＷＳは複数であって、各上限設定値ＷＳ１〜ＷＳ７が所定期間毎に設定される。
【００７９】
この構成によれば、上限設定値ＷＳ１〜ＷＳ７を所定期間毎（たとえば所定の時間帯毎、曜日毎、週毎など）に設定できる。従って、環境条件などによって変動する発電装置１の実際の発電量、及び商用電力系統ＣＳの実際の稼働状況などに応じて、より詳細な電力制御を行うことができる。
【００８０】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄは、電力負荷系統ＬＳに供給されて自家消費されるが、商用電力系統ＣＳには売電されない。これ以外は、第１実施形態と同様である。以下では、第１及び第２実施形態と異なる構成について説明する。また、第１及び第２実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
【００８１】
図９は、第３実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。まず、Ｓ１０１がＹＥＳの場合（太陽光発電システム１００から商用電力系統ＣＳに売電されていると判定される場合）、Ｓ１１０にて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が充電方向Ａに設定されているか否かが判定される。
【００８２】
Ｓ１１０がＹＥＳの場合（売電の際に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が充電方向Ａに設定されていると判定される場合）、Ｓ１１１にて逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される。Ｓ１１１がＮＯの場合（逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合）、Ｓ１１３にて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の充電変換量が０であるか否かが判定される。Ｓ１１３がＹＥＳの場合（充電変換量が０であると判定される場合）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作は停止される（Ｓ３１４）。そのため、蓄電装置２は充電動作も放電動作もしなくなる。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００８３】
また、Ｓ１１０がＮＯの場合（売電の際に充電方向Ａに設定されていると判定されない場合）、Ｓ１２０にて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が放電方向Ｂに設定されているか否かが判定される。Ｓ１２０がＹＥＳの場合（売電の際に放電方向Ｂに設定されていると判定される場合）、Ｓ１２２にて蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される。Ｓ１２２がＮＯの場合（ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の放電変換量が０であるか否かが判定される（Ｓ３２４）。放電変換量が０であると判定される場合（Ｓ３２４でＹＥＳ）、放電電力Ｗｄの出力を停止すべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作は停止される（Ｓ３１５）。そして、処理はＳ１０１に戻る。また、放電変換量が０であると判定されない場合（Ｓ３２４でＮＯ）、放電電力Ｗｄの出力を抑制して逆潮流電力ＷＣを減少させるべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の放電変換量を低減する（Ｓ３２６）。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００８４】
また、Ｓ１２０がＮＯの場合（売電の際に充電方向Ｂに設定されていると判定されない場合）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は電力変換動作を停止している。この場合、Ｓ１３０にて逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される。Ｓ１３０がＮＯの場合（売電の際に逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作が停止状態のまま、処理はＳ１０１に戻る。
【００８５】
また、Ｓ１０１がＮＯの場合（売電されていると判定されない場合）、Ｓ１４０にて蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される。Ｓ１４０がＮＯの場合（ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が放電方向Ｂに設定されているか否かが判定される（Ｓ３４２）。売電でない際に放電方向Ｂに設定されていると判定される場合（Ｓ３４２でＹＥＳ）、放電電力Ｗｄの出力を増加させて逆潮流電力ＷＣを増加させるべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の放電変換量を増加させる（Ｓ３４３）。そのため、蓄電装置２から第１通電路Ｐａに出力される放電電力Ｗｄは増加する。そして、処理はＳ１０１に戻る。一方、売電でない際に放電方向Ｂに設定されていると判定されない場合（Ｓ３４２でＮＯ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は放電方向Ｂに設定される（Ｓ３４４）。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００８６】
なお、図９において上述の処理以外は、第１実施形態（図３参照）と同様である。そのため、それらの説明は割愛する。
【００８７】
次に、上述の電力制御処理に基づく太陽光発電システム１００の電力制御例を説明する。図１０は、第３実施形態における１日の電力利用状況の一例を示すグラフである。図１０において、時間帯１１：００〜１４：００では、発電電力Ｗｇのうち、電力値｛Ｗｇ−（ＷＳ＋ＷＬ）｝の電力が蓄電装置２に充電される。
【００８８】
時間帯１４：００〜１６：００では、太陽光発電システム１００は逆潮流電力ＷＣを売電しているが、逆潮流電力ＷＣの電力値（Ｗｇ−ＷＬ）は上限設定値ＷＳ未満である。また、時刻１６：００〜１７：００では、太陽光発電システム１００は売電も買電もしていない。そのため、一旦は放電電力Ｗｄが第１通電路Ｐａに出力されるが、直ぐに売電状態となって、放電電力Ｗｄの出力は０になって停止される。従って、実際には、時刻１６：００〜１７：００では、蓄電装置２は放電動作をほとんどせず、放電電力Ｗｄは第１通電路Ｐａにほとんど出力されない。そのため、時刻１４：００〜１７：００では、蓄電装置２は充電動作も放電動作もしないといえる。
【００８９】
時刻１７：００を過ぎると、発電電力Ｗｇは消費電力ＷＬよりも少なくなり、売電状態ではなくなるため、蓄電装置２は放電動作を開始する。従って、時間帯１７：００〜２０：００では、消費電力ＷＬを越えない程度の放電電力Ｗｄが蓄電装置２からＰＣＳ３を介して第１通電路Ｐａに出力される。すなわち、時間帯１７：００〜１８：００では、消費電力ＷＬと発電電力Ｗｇとの差（ＷＬ−Ｗｇ）に応じた電力値の放電電力Ｗｄが出力されて自家消費される。また、太陽光発電ができない時間帯１８：００〜２０：００では、消費電力ＷＬと同じ電力値の放電電力Ｗｄが出力されて自家消費される。
【００９０】
なお、図１０の時間帯２０：００〜２４：００では、放電電力Ｗｄは出力されていない。この理由は、時刻２０：００頃に蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値Ｗｙ以下となり、放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されなくなったためである。
【００９１】
以上、本実施形態によれば、電力制御装置３において、電力判定部３７５は、通電路Ｐから商用電力系統ＣＳに逆潮流電力ＷＣが逆潮流されているか否かを電力検知器Ｍの検知結果に基づいてさらに判定し、逆潮流電力ＷＣが逆潮流されていると判断され且つ逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合、充放電制御部３７３は蓄電装置２の充放電を停止し、逆潮流電力ＷＣが逆潮流されていると判定されない場合、充放電制御部３７３は蓄電装置２を放電する。
【００９２】
この構成によれば、逆潮流電力ＷＣが商用電力系統ＣＳに逆潮流されない場合（たとえば買電、電力の自家消費などの場合）、蓄電装置２は充電した電力を放電し、その放電電力Ｗｄは通電路Ｐに出力される。従って、商用電力系統ＣＳから買電する受電電力を低減又は０にして、商用電力系統ＣＳからの買電を抑制又は防止することができる。
【００９３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態では、発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄが電力負荷系統ＬＳに供給されて自家消費される。さらに、蓄電装置２は逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸを越えない程度の放電電力Ｗｄを出力する。これら以外は、第３実施形態と同様である。以下では、第１〜第３実施形態と異なる構成について説明する。また、第１〜第３実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
【００９４】
図１１は、第４実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。まず、Ｓ１１０がＮＯの場合（売電の際に充電方向Ａに設定されていると判定されない場合）、Ｓ１２０にて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が放電方向Ｂに設定されているか否かが判定される。Ｓ１２０がＹＥＳの場合（売電の際に放電方向Ｂに設定されていると判定される場合）、逆潮流電力ＷＣ（＝Ｗｇ＋Ｗｄ−ＷＬ）が放電電力Ｗｄ以下であるか否かが判定される（Ｓ４２１）。ＷＣ≦Ｗｄであると判定されない場合（Ｓ４２１でＮＯ）、発電電力Ｗｇは電力系統負荷ＬＳの消費電力ＷＬ以下であると判断される。この場合、処理はＳ１２３に進んで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作が停止される。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００９５】
ＷＣ≦Ｗｄであると判定される場合（Ｓ４２１でＹＥＳ）、Ｓ１２２にて蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される。Ｓ１２２がＮＯの場合（ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合）、逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸに達するか否かが判定される（Ｓ４２４）。この設定電力値ＷＸは、蓄電装置２が放電している期間において商用電力系統ＣＳに売電する電力値の上限を設定するための値であり、上限設定値ＷＳ未満の値（すなわち０＜ＷＸ＜ＷＳ）に設定される。この設定電力値ＷＸの設定情報は記憶部３６に格納されている。
【００９６】
逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸに達すると判定される場合（Ｓ４２４でＹＥＳ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の放電変換量が０であるか否かが判定される（Ｓ４２５）。放電変換量が０であると判定される場合（Ｓ４２５でＹＥＳ）、放電電力Ｗｄの出力を停止すべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換動作は停止される（Ｓ４２６）。そして、処理はＳ１０１に戻る。また、放電変換量が０であると判定されない場合（Ｓ４２５でＮＯ）、放電電力Ｗｄの出力を抑制して逆潮流電力ＷＣを減少させるべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の放電変換量を低減する（Ｓ４２７）。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００９７】
また、逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸに達すると判定されない場合（Ｓ４２４でＮＯ）、放電電力Ｗｄの出力を増加させて逆潮流電力ＷＣを増加させるべく、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の放電変換量を増加させる（Ｓ４２８）。そのため、蓄電装置２から第１通電路Ｐａに出力される放電電力Ｗｄは増加する。そして、処理はＳ１０１に戻る。
【００９８】
なお、上述の電力制御処理において、図１１のＳ４２１の処理では、逆潮流電力ＷＣが放電電力Ｗｄ以下であるか否かを判定することにより、発電電力Ｗｇが消費電力ＷＬ以下であるか否かを判断しているが、発電電力Ｗｇが消費電力ＷＬ以下であるか否かを直接に判定してもよい。この場合、発電電力Ｗｇの電力値を検知する電力検知ユニットが、たとえば、太陽電池ストリング１に内蔵、又は太陽電池ストリング１及びＰＣＳ３間の通電路に設けられていればよい。
【００９９】
また、図１１において上述の処理以外は、第３実施形態（図９参照）と同様である。そのため、それらの説明は割愛する。
【０１００】
次に、上述の電力制御処理に基づく太陽光発電システム１００の電力制御例を説明する。図１２は、第４実施形態における１日の電力利用状況の一例を示すグラフである。図１２において、時間帯１１：００〜１４：００では、発電電力Ｗｇのうち、電力値｛Ｗｇ−（ＷＳ＋ＷＬ）｝の電力が蓄電装置２に充電される。また、時間帯１４：００〜１６：００では、太陽光発電システム１００は逆潮流電力ＷＣを売電しているが、逆潮流電力ＷＣの電力値（Ｗｇ−ＷＬ）は上限設定値ＷＳ未満である。そのため、時刻１４：００〜１６：００では、蓄電装置２は充電動作も放電動作もしない。
【０１０１】
時刻１６：００を過ぎると、発電電力Ｗｇは消費電力ＷＬとほぼ同じ電力値となり、売電状態ではなくなるため、蓄電装置２は放電動作を開始する。時間帯１６：００〜１９：００では、逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸを越えない程度の放電電力Ｗｄが蓄電装置２からＰＣＳ３を介して第１通電路Ｐａに出力される。すなわち、消費電力ＷＬと発電電力Ｗｇとの差（ＷＬ−Ｗｇ）と設定電力値ＷＸとの和｛（ＷＬ−Ｗｇ）＋ＷＸ｝に応じた電力値の放電電力Ｗｄが出力される。
【０１０２】
従って、時間帯１７：００〜１８：００では、設定電力値ＷＸと同じ電力値の放電電力Ｗｄが第１通電路Ｐａに出力される、設定電力値ＷＸと同じ電力値の電力が逆潮流電力ＷＣとして商用電力系統ＣＳに売電される。時間帯１８：００〜１９：００では、電力値｛（ＷＬ−Ｗｇ）＋ＷＸ｝の放電電力Ｗｄが第１通電路Ｐａに出力される。そして、発電電力Ｗｇに放電電力Ｗｄを加えた電力のうち、電力値（ＷＬ−Ｗｇ）の電力が自家消費され、設定電力値ＷＸと同じ電力値の電力が逆潮流電力ＷＣとして商用電力系統ＣＳに売電される。また、太陽光発電ができない時間帯１８：００〜１９：００では、放電電力Ｗｄのうち、消費電力ＷＬと同じ電力値の電力が自家消費され、設定電力値ＷＸ未満の電力値の電力が逆潮流電力ＷＣとして商用電力系統ＣＳに売電される。
【０１０３】
なお、図１２の時間帯１８：００〜１９：００では逆潮流電力ＷＣは設定電力値ＷＸよりも少なくなっている。また、時間帯１９：００〜２４：００では放電電力Ｗｄは蓄電装置２から出力されていない。これらの理由は、時刻１９：００頃に蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値Ｗｙ以下となり、放電電力Ｗｄが出力されなくなったためである。
【０１０４】
以上、本実施形態によれば、電力制御装置３において、電力判定部３７５は、通電路Ｐから商用電力系統ＣＳに逆潮流電力ＷＣが逆潮流されているか否かと、充放電制御部３７３が蓄電装置２を放電している際に逆潮流電力ＷＣの電力値が放電電力Ｗｄ以下であるか否かと、充放電制御部３７３が蓄電装置２を放電している際に逆潮流電力ＷＣの電力値が上限設定値ＷＳ未満の設定電力値ＷＸに達するか否かと、を電力検知器Ｍの検知結果に基づいてさらに判定し、充放電制御部３７３が蓄電装置２を放電している際に逆潮流電力ＷＣが商用電力系統ＣＳに逆潮流され且つ逆潮流電力ＷＣが放電電力Ｗｄ以下であると判断される場合、充放電制御部３７３は、逆潮流電力ＷＣの電力値が設定電力値ＷＸを越えないように、蓄電装置２を放電する。
【０１０５】
この構成によれば、商用電力系統ＣＳからの買電を抑制又は防止できるとともに、設定電力値ＷＸ未満の放電電力Ｗｄを商用電力系統ＣＳに売電することもできる。
【０１０６】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。第５実施形態では、双方向インバータ３２の電力変換動作により蓄電装置２の充放電が制御される。以下では、第１〜第４実施形態と異なる構成について説明する。また、第１〜第４実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
【０１０７】
図１３は、太陽光発電システム１００の第２構成例を示すブロック図である。この太陽光発電システム１００では、太陽電池ストリング１は、逆流防止装置１１を介して第３通電路Ｐｃの一端に接続されている。この逆流防止装置１１は、たとえばダイオードなどの整流素子を含む回路などで構成され、太陽電池ストリング１に逆電流が流れることを防止する。なお、逆流防止装置１１に代えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１が設けられていてもよい。
【０１０８】
また、第３通電路Ｐｃの一端には、蓄電装置２も接続されている。さらに、蓄電装置２の入出力端は逆流防止装置１１の出力端と並列に接続されている。そのため、太陽電池ストリング１の発電は、その動作点電圧が蓄電装置２の入出力電圧と同じ電圧値になるように制御される。なお、太陽光発電システム１００に設けられる太陽電池ストリング１の数は、図１３の例示に限定されず、複数であってもよい。たとえば、互いに並列接続される複数の太陽電池ストリング１が第３通電路Ｐｃを介してＰＣＳ３に接続されていてもよい。また、複数の太陽電池ストリング１は、図２Ａ又は図２Ｂと同様の接続方法により第３通電路Ｐｃを介してＰＣＳ３に接続されていてもよい。この場合、各太陽電池ストリング１は個別に逆流防止装置１１を介してＰＣＳ３に接続されていてもよい。
【０１０９】
ＰＣＳ３は、第３通電路Ｐｃの他端に接続されている。このＰＣＳ３は、図１３に示すように、双方向インバータ３２と、通信部３５と、記憶部３６と、制御部３７と、を有する。双方向インバータ３２は、双方向インバータ３２は第３通電路Ｐｃの他端と第１通電路Ｐａとの間に接続されている。双方向インバータ３２は、逆変換動作を行う場合、第３通電路Ｐｃから入力される直流電力を交流電力に変換して第１通電路Ｐａに出力する。この直流電力は、発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄのうちの少なくとも一方を含んでいる。
【０１１０】
なお、以上では図１３に基づいて太陽光発電システム１００の第２構成例を説明したが、太陽光発電システム１００の構成は図１３の例示に限定されない。図１４は、太陽光発電システムの第２構成例の変形例を示すブロック図である。図１４に示すように、蓄電装置２及び第３通電路Ｐｃ間に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を設けてもよい。こうすれば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の電力変換を制御することにより、蓄電装置２の充放電機能を制御することができる。
【０１１１】
また、図１３及び図１４では発電装置として太陽電池ストリング１を用いているが、発電装置はこれらの例示に限定されない。太陽光以外の再生可能エネルギーを利用した発電（風力、水力、地熱、バイオマス、太陽熱など自然エネルギー発電、廃棄物発電など）を行う発電装置が用いられていてもよい。たとえば、発電装置に風力発電装置１を用いる風力発電システム１００であってもよい。この場合、風力発電装置１はＡＤ／ＤＣコンバータを介してＰＣＳ３に接続される。
【０１１２】
次に、太陽光発電システム１００の電力制御方法について説明する。図１５は、第５実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１５において、売電の場合、双方向インバータ３２は逆変換方向ｂに設定される。これは、後述する他の図（たとえば図１６及び図１７）でも同様である。
【０１１３】
まず、太陽光発電システム１００から商用電力系統ＣＳに逆潮流電力ＷＣが逆潮流されて売電されているか否かが判定される（Ｓ５０１）。売電されていると判定されない場合（Ｓ５０１でＮＯ）、処理は後述するＳ５４０に進む。売電されていると判定される場合（Ｓ５０１でＹＥＳ）、充電電力が蓄電装置２に入力されているか否かが判定される（Ｓ５１０）。充電電力が入力されていると判定されない場合（Ｓ５１０でＮＯ）、処理は後述するＳ５２０に進む。
【０１１４】
充電電力が入力されていると判定される場合（Ｓ５１０でＹＥＳ）、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される（Ｓ５１１）。逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定される場合（Ｓ５１１でＹＥＳ）、逆潮流電力ＷＣを減少させるべく、双方向インバータ３２の逆変換量を低減する（Ｓ５１２）。そのため、発電電力Ｗｇのうち、蓄電装置２に供給される充電電力は多くなり、第１通電路Ｐａに出力される電力は少なくなる。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１１５】
逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合（Ｓ５１１でＮＯ）、逆潮流電力ＷＣを増加させるべく、双方向インバータ３２の逆変換量を増加させる（Ｓ５１５）。そのため、発電電力Ｗｇのうち、蓄電装置２に供給される充電電力は少なくなり、第１通電路Ｐａに出力される電力は多くなる。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１１６】
次に、Ｓ５１０がＮＯの場合（売電の際に充電電力が蓄電装置２に入力されていると判定されない場合）、放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されているか否かが判定される（Ｓ５２０）。放電電力Ｗｄが出力されていると判定されない場合（Ｓ５２０でＮＯ）、処理は後述するＳ５３０に進む。放電電力Ｗｄが出力されていると判定される場合（Ｓ５２０でＹＥＳ）、蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される（Ｓ５２２）。なお、下限値ｗｙは、蓄電装置２の蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）であることを示す値である。下限値ｗｙは、０以上蓄電容量ｗｒ未満の範囲内（０≦ｗｙ＜ｗｒ）で設定されるが、０＜ｗｙ＜ｗｒで設定されることがより好ましい。蓄電装置２の蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）で放電動作を行うと、蓄電装置２の充放電機能が劣化し易い。従って、このような場合に蓄電装置２が放電しないようにすれば、充放電機能の劣化を抑制又は防止できる。
【０１１７】
ｗａ≦ｗｙであると判定される場合（Ｓ５２２でＹＥＳ）、蓄電装置２が充電動作をせず且つ蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）で放電動作もしないように、双方向インバータ３２の逆変換動作が制御される。すなわち、双方向インバータ３２の電力変換動作を制御することにより、蓄電装置２の充放電動作をほぼ停止させる。具体的には、双方向インバータ３２の逆変換量を低減し（Ｓ５２３）、放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されているか否かを再び判定する（Ｓ５２４）。放電電力Ｗｄが出力されていると判定される場合（Ｓ５２４でＹＥＳ）、処理はＳ５２３に戻る。放電電力Ｗｄが出力されていると判定されない場合（Ｓ５２４でＮＯ）、充電電力が蓄電装置２に入力されているか否かを判定する（Ｓ５２５）。充電電力が蓄電装置２に入力されていると判定される場合（Ｓ５２５でＹＥＳ）、双方向インバータ３２の逆変換量を増加させ（Ｓ５２６）、処理はＳ５２３に戻る。充電電力が蓄電装置２に入力されていると判定されない場合（Ｓ５２５でＮＯ）、蓄電装置２はほぼ充放電動作をしていない状態となる。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１１８】
また、ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合（Ｓ５２２でＮＯ）、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される（Ｓ５２７）。逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定される場合（Ｓ５２７でＹＥＳ）、逆潮流電力ＷＣを減少させるべく、双方向インバータ３２の逆変換量を低減する（Ｓ５２８）。そのため、蓄電装置２から第１通電路Ｐａに出力される放電電力Ｗｄは減少する。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１１９】
また、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合（Ｓ５２７でＮＯ）、逆潮流電力ＷＣを増加させるべく、双方向インバータ３２の逆変換量を増加させる（Ｓ５２９）。そのため、蓄電装置２から第１通電路Ｐａに出力される放電電力Ｗｄは増加する。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１２０】
次に、Ｓ５２０がＮＯの場合（売電の際に放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されていると判定されない場合）、逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される（Ｓ５３０）。逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合（Ｓ５３０でＮＯ）、処理は後述するＳ５４０に進む。逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定される場合（Ｓ５３０でＹＥＳ）、蓄電装置２が充電動作を開始するまで、双方向インバータ３２の逆変換量を低減する。すなわち、双方向インバータ３２の逆変換量を低減し（Ｓ５３１）、充電電力が蓄電装置２に入力されているか否かを判定する（Ｓ５３２）。充電電力が入力されていると判定されない場合（Ｓ５３２でＮＯ）、処理はＳ５３１に戻る。充電電力が入力されていると判定される場合（Ｓ５３２でＹＥＳ）、処理はＳ５０１に戻る。
【０１２１】
次に、Ｓ５０１でＮＯの場合（売電されていると判定されない場合）、及び、Ｓ５３０でＮＯの場合（売電の際に逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合）、蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される（Ｓ５４０）。ｗａ≦ｗｙであると判定される場合（Ｓ５４０でＹＥＳ）、蓄電装置２が充電動作をせず且つ蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）で放電動作もしないように、双方向インバータ３２の逆変換動作が制御される。すなわち、双方向インバータ３２の電力変換動作を制御することにより、蓄電装置２の充放電動作をほぼ停止させる。具体的には、放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されているか否かを判定する（Ｓ５４１）。放電電力Ｗｄが出力されていると判定される場合（Ｓ５４１でＹＥＳ）、双方向インバータ３２の逆変換量を低減し（Ｓ５４２）、処理はＳ５４１に戻る。放電電力Ｗｄが出力されていると判定されない場合（Ｓ５４１でＮＯ）、充電電力が蓄電装置２に入力されているか否かを判定する（Ｓ５４３）。充電電力が蓄電装置２に入力されていると判定される場合（Ｓ５４３でＹＥＳ）、双方向インバータ３２の逆変換量を増加させ（Ｓ５４４）、処理はＳ５４１に戻る。充電電力が蓄電装置２に入力されていると判定されない場合（Ｓ５４３でＮＯ）、蓄電装置２はほぼ充放電動作をしていない状態となる。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１２２】
また、ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合（Ｓ５４０でＮＯ）、蓄電装置２が放電動作を開始するまで、双方向インバータ３２の逆変換量を低減する。すなわち、双方向インバータ３２の逆変換量を増加させ（Ｓ５４５）、放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されているか否かを判定する（Ｓ５４６）。放電電力Ｗｄが出力されていると判定されない場合（Ｓ５４６でＮＯ）、処理はＳ５４５に戻る。放電電力Ｗｄが出力されていると判定される場合（Ｓ５４５でＹＥＳ）、処理はＳ５０１に戻る。
【０１２３】
以上の電力制御処理によれば、図４と同様の電力制御を行うことができる。なお、図１５の電力制御処理では、上限設定値ＷＳは、１の値に設定されているが、たとえば第２実施形態（図８参照）のように所定期間毎（たとえば、１日の時間帯毎、曜日毎、週毎、月毎など）に設定される複数の上限設定値を含んでいてもよい。この場合、上述の電力制御処理は、Ｓ５０１及びＳ５１０間に、現在時刻が計時される処理（図７のＳ２０２参照）と、該現在時刻を含む時間帯に対応する上限設定値ＷＳが決定される処理（図７のＳ２０３参照）とを有していればよい。こうすれば、環境条件などによって変動する太陽電池ストリング１の実際の発電量、及び商用電力系統ＣＳの実際の稼働状況などに応じて、より詳細な電力制御を行うことができる。
【０１２４】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。第６実施形態では、発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄは、電力負荷系統ＬＳに供給されて自家消費されるが、商用電力系統ＣＳには売電されない。これ以外は、第５実施形態と同様である。以下では、第１〜第５実施形態と異なる構成について説明する。また、第１〜第５実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
【０１２５】
図１６は、第６実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。まず、Ｓ５０１がＹＥＳの場合（太陽光発電システム１００から商用電力系統ＣＳに売電されていると判定される場合）、Ｓ５１０にて充電電力が蓄電装置２に入力されているか否かが判定される。
【０１２６】
Ｓ５１０がＮＯの場合（売電の際に充電電力が入力されていると判定されない場合）、Ｓ５２０にて放電電力Ｗｄが蓄電装置２から出力されているか否かが判定される。Ｓ５２０がＹＥＳの場合（売電の際に放電電力Ｗｄが出力されていると判定される場合）、Ｓ５２３〜Ｓ５２６の処理が行われる。これらの処理によって、双方向インバータ３２の逆変換動作は、蓄電装置２が充電動作をせず且つ蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）で放電動作もしないように制御される。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１２７】
また、Ｓ５２０がＮＯの場合（売電の際に放電電力Ｗｄが出力されていると判定されない場合）、Ｓ５３０にて逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達するか否かが判定される。Ｓ５３０がＮＯの場合（逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定されない場合）、Ｓ５２４に進む。そして、上述のようにＳ５２３〜Ｓ５２６の処理が行われる。これらの処理によって、双方向インバータ３２の逆変換動作は、蓄電装置２が充電動作もしないし、蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）で放電動作もしないように制御される。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１２８】
また、Ｓ５３０がＹＥＳの場合（売電の際に逆潮流電力ＷＣが上限設定値ＷＳに達すると判定される場合）、Ｓ５３１及びＳ５３２の処理が行われる。これらの処理によって、蓄電装置２が充電動作を開始するまで、双方向インバータ３２の逆変換量を低減する。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１２９】
また、Ｓ５０１でＮＯの場合（売電されていると判定されない場合）、Ｓ５４０にて蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される。Ｓ５４０がＹＥＳの場合（ｗａ≦ｗｙであると判定される場合）、Ｓ５４１〜Ｓ５４４の処理が行われる。これらの処理によって、双方向インバータ３２の逆変換動作は、蓄電装置２が充電動作もしないし、蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）で放電動作もしないように制御される。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１３０】
また、Ｓ５４０がＮＯの場合（ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合）、Ｓ５４５及びＳ５４６の処理が行われる。これらの処理によって、蓄電装置２が放電動作を開始するまで、双方向インバータ３２の逆変換量を低減する。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１３１】
なお、図１６において上述の処理以外は、第５実施形態（図１５参照）と同様である。そのため、それらの説明は割愛する。
【０１３２】
以上の電力制御処理によれば、図１０と同様の電力制御を行うことができる。
【０１３３】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について説明する。第７実施形態では、発電電力Ｗｇ及び蓄電装置２の放電電力Ｗｄが電力負荷系統ＬＳに供給されて自家消費される。さらに、蓄電装置２は逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸを越えない程度の放電電力Ｗｄを出力する。これら以外は、第６実施形態と同様である。以下では、第１〜第６実施形態と異なる構成について説明する。また、第１〜第６実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
【０１３４】
図１７は、第７実施形態での電力制御処理を説明するためのフローチャートである。Ｓ５１０がＮＯの場合（売電の際に充電電力が蓄電装置２に入力されていると判定されない場合）、Ｓ５２０にて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が放電方向Ｂに設定されているか否かが判定される。Ｓ５２０がＹＥＳの場合（売電の際に放電方向Ｂに設定されていると判定される場合）、逆潮流電力ＷＣ（＝Ｗｇ＋Ｗｄ−ＷＬ）が放電電力Ｗｄ以下であるか否かが判定される（Ｓ７２１）。なお、Ｓ７２１の処理では、発電電力Ｗｇは電力系統負荷ＬＳの消費電力ＷＬ以下であるか否かを判断している。
【０１３５】
ＷＣ≦Ｗｄであると判定される場合（Ｓ７２１でＹＥＳ）、Ｓ５２２にて蓄電装置２の蓄電量ｗａが下限値ｗｙ以下であるか否かが判定される。Ｓ５２２がＮＯの場合（ｗａ≦ｗｙであると判定されない場合）、逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸに達するか否かが判定される（Ｓ７２７）。この設定電力値ＷＸは、蓄電装置２が放電している期間において商用電力系統ＣＳに売電する電力値の上限を設定するための値であり、上限設定値ＷＳ未満の値（すなわち０＜ＷＸ＜ＷＳ）に設定される。この設定電力値ＷＸの設定情報は記憶部３６に格納されている。
【０１３６】
逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸに達すると判定される場合（Ｓ７２７でＹＥＳ）、放電電力Ｗｄの出力を抑制して逆潮流電力ＷＣを減少させるべく、双方向インバータ３２の逆変換量を低減する（Ｓ７２８）。そして、処理はＳ５０１に戻る。また、逆潮流電力ＷＣが設定電力値ＷＸに達すると判定されない場合（Ｓ７２７でＮＯ）、放電電力Ｗｄの出力を増加させて逆潮流電力ＷＣを増加させるべく、双方向インバータ３２の逆変換量を増加させる（Ｓ７２９）。そのため、蓄電装置２から第１通電路Ｐａに出力される放電電力Ｗｄは増加する。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１３７】
一方、Ｓ５２２がＹＥＳの場合（ｗａ≦ｗｙであると判定される場合）、又は、Ｓ７２１がＮＯの場合（ＷＣ≦Ｗｄであると判定されない場合）、Ｓ５２３〜Ｓ５２６の処理が行われる。これらの処理によって、双方向インバータ３２の逆変換動作は、蓄電装置２が充電動作をせず且つ蓄電量ｗａが少ない状態（たとえば０［Ｗ］に近い状態）で放電動作もしないように制御される。そして、処理はＳ５０１に戻る。
【０１３８】
なお、上述の電力制御処理において、図１７のＳ７２１の処理では、逆潮流電力ＷＣが放電電力Ｗｄ以下であるか否かを判定することにより、発電電力Ｗｇが消費電力ＷＬ以下であるか否かを判断しているが、発電電力Ｗｇが消費電力ＷＬ以下であるか否かを直接に判定してもよい。この場合、発電電力Ｗｇの電力値を検知する電力検知ユニットが、たとえば、太陽電池ストリング１に内蔵、又は太陽電池ストリング１及びＰＣＳ３間の通電路に設けられていればよい。
【０１３９】
また、図１７において上述の処理以外は、第６実施形態（図１６参照）と同様である。そのため、それらの説明は割愛する。
【０１４０】
以上の電力制御処理によれば、図１２と同様の電力制御を行うことができる。
【０１４１】
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上述の実施形態は例示であり、その各構成要素及び各処理の組み合わせに色々な変形が可能であり、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１４２】
たとえば、上述の第１〜第４実施形態で例示される太陽光発電システム１００の第１構成例での電力制御方法はそれぞれ異なっているが、これらの電力制御方法のうちのいずれかが採用されてもよいし、これらの電力制御方法のうちの２つ以上がユーザ入力などによって切り替え可能に採用されてもよい。上述の第５〜第７実施形態で例示される太陽光発電システム１００の第２構成例での電力制御方法も同様である。
【０１４３】
また、上述の第１〜第７実施形態では、ＰＣＳ３は双方向インバータ３２を有しているが、本発明はこの例示に限定されない。商用電力系統ＣＳからの受電電力を蓄電装置２に充電しない場合、ＰＣＳ３は、双方向インバータ３２に代えて、逆変換方向ｂに電力変換するインバータ（電力変換部）を備えていてもよい。
【０１４４】
また、上述の第１〜第７実施形態では、商用電力系統ＣＳのような交流電力源が太陽光発電システム１００に接続されているが、本発明はこの例示に限定されない。商用電力系統ＣＳに代えて、直流電力源が太陽光発電システム１００に接続されてもよい。この場合、ＰＣＳ３は双方向インバータ３２に代えてＤＣ／ＤＣコンバータ又は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを有する構成にできる。
【０１４５】
また、上述の第１〜第７実施形態において、制御部３７の機能的な構成要素３７１〜３７５のうちの少なくとも一部又は全部は、物理的な構成要素（たとえば電気回路、素子、装置など）で実現されていてもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１００            太陽光発電システム、風力発電システム
１                  太陽電池ストリング、風力発電装置
１１                  逆流防止装置
１２                  接続箱
１３                  ＤＣ／ＡＣコンバータ
２                  蓄電装置
２１                  入出力電力検知部
３                  パワーコンディショナ（ＰＣＳ）
３１                  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３２                  双方向インバータ
３３                  双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４                  平滑コンデンサ
３５                  通信部
３６                  記憶部
３７                  制御部
３７１                  電力監視部
３７２                  蓄電監視部
３７３                  変換制御部
３７４                  タイマ
３７５                  電力判定部
３８                  ＡＤ／ＤＣコンバータ
４                  コントローラ
４１                  表示部
４２                  入力部
４３                  通信部
４４                  制御部
ＢＬ                バスライン
Ｐ                  通電路
Ｐａ、Ｐｂ            第１〜第２通電路
Ｐｃ                第３通電路
Ｍ                  電力量計
ＣＳ              商用電力系統
ＬＳ              電力負荷系統
【図１】
2019037136.tif 000003
【図２Ａ】
2019037136.tif 000004
【図２Ｂ】
2019037136.tif 000005
【図３】
2019037136.tif 000006
【図４】
2019037136.tif 000007
【図５】
2019037136.tif 000008
【図６Ａ】
2019037136.tif 000009
【図６Ｂ】
2019037136.tif 000010
【図７】
2019037136.tif 000011
【図８】
2019037136.tif 000012
【図９】
2019037136.tif 000013
【図１０】
2019037136.tif 000014
【図１１】
2019037136.tif 000015
【図１２】
2019037136.tif 000016
【図１３】
2019037136.tif 000017
【図１４】
2019037136.tif 000018
【図１５】
2019037136.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月28日(2018.12.28)
【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】
発電装置の発電電力及び蓄電装置の放電電力の少なくとも一方を電力変換して商用電力系統に接続された通電路に出力する電力変換部と、
前記通電路から前記商用電力系統に逆潮流される逆潮流電力を検知する電力検知器の検知結果に基づいて、前記逆潮流電力の電力値が上限設定値に達するか否かを判定する電力判定部と、
前記蓄電装置の充放電を制御する充放電制御部と、
を備え、
前記上限設定値は複数であり、１日の複数の時間帯毎に対応付けていずれかの前記上限設定値が設定され、
前記逆潮流電力の電力値が前記上限設定値に達すると判定される場合、前記充放電制御部は前記発電電力の少なくとも一部を前記蓄電装置に充電する電力制御装置。
【請求項２】
前記充放電制御部は、
前記発電電力が前記上限設定値以下になると、前記逆潮流電力の電力値が前記設定電力値を越えないように、前記蓄電装置から放電電力を出力する請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記逆潮流電力の電力値が前記上限設定値に達すると判定されない場合、前記上限設定値未満の設定電力値を前記放電電力の上限として、前記充放電制御部は、前記逆潮流電力の電力値が前記設定電力値を越えないように、前記蓄電装置を放電する請求項１又は請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
発電装置の発電電力及び蓄電装置の放電電力の少なくとも一方が電力変換されて、商用電力系統に接続された通電路に出力されるステップと、
前記通電路から商用電力系統に逆潮流される逆潮流電力の電力値が検知されるステップと、
前記検知されるステップでの検知結果に基づいて前記逆潮流電力の電力値が上限設定値に達するか否かが判定されるステップと、
前記蓄電装置の充放電が制御されるステップと、
を備え、
前記上限設定値は複数であり、１日の複数の時間帯毎に対応付けていずれかの前記上限設定値が設定され、
前記充放電が制御されるステップは、
前記逆潮流電力の電力値が前記上限設定値に達すると判定される場合に前記発電電力の少なくとも一部が前記蓄電装置に充電されるステップを含む電力制御方法。