(57)【要約】【課題】発電装置と併用して、１台のパワーコンディショナに接続された充放電装置と太陽光発電装置とを活用できる分散型電源システムを提供する。【解決手段】分散型電源システムが、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きいとき、パワーコンディショナ６を電力線２の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続する第１状態に切り替えて、パワーコンディショナ６により太陽光発電装置４の発電電力を切替器７側へ出力させるように動作させる第１運転モードを実行し、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるとき、上記第１状態に切り替えてパワーコンディショナ６により充放電装置５を放電作動させる第２運転モード、又は、パワーコンディショナ６を電力線２の第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続する第２状態に切り替えてパワーコンディショナ６により充放電装置５を充電作動させる第３運転モードを実行する。【選択図】図１
2019033601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に連系される電力線と、太陽光発電装置と、充放電装置と、前記太陽光発電装置とは別の発電装置とを備える分散型電源システムであって、
前記電力線の上流側に前記電力系統への接続箇所が設けられ、前記電力系統への接続箇所から下流側に向かって、前記電力線上に第１接続箇所及び第２接続箇所及び第３接続箇所がその並び順で設けられ、
前記太陽光発電装置及び前記充放電装置が接続されるパワーコンディショナと、
前記パワーコンディショナを前記電力線の前記第１接続箇所に対して電気的に接続する第１状態と、前記パワーコンディショナを前記電力線の前記第３接続箇所に対して電気的に接続する第２状態との何れかに切り替わる切替器と、
制御装置とを備え、
前記発電装置は、前記電力線の前記第２接続箇所に対して電気的に接続され、前記電力線において上流側から前記第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で前記電力線への提供電力を制御し、
電力消費装置は、前記電力線の前記第３接続箇所に対して電気的に接続され、
前記制御装置は、
前記太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力より大きいとき、前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記パワーコンディショナにより前記太陽光発電装置の発電電力を前記切替器側へ出力させるように動作させる第１運転モードを実行し、
前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、前記切替器を前記第１状態に切り替えて前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を放電作動させる第２運転モード、又は、前記切替器を前記第２状態に切り替えて前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充電作動させる第３運転モードを実行する分散型電源システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、
前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が目標受電電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を放電作動させる前記第２運転モード、又は、
前記切替器を前記第２状態に切り替えて、前記発電装置から前記電力線の前記第２接続箇所への提供電力が前記最大提供電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充電作動させる前記第３運転モードを実行する請求項１に記載の分散型電源システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記第２運転モードを実行しているとき、前記発電装置から前記電力線の前記第２接続箇所への提供電力が前記最大提供電力でなければ、前記第３運転モードに切り替える請求項２に記載の分散型電源システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第３運転モードを実行しているとき、前記発電装置から前記電力線の前記第２接続箇所への提供電力が前記最大提供電力であり、且つ、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が前記目標受電電力より大きければ、前記第２運転モードに切り替える請求項２又は３に記載の分散型電源システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、
前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が目標受電電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を放電作動させる前記第２運転モード、又は、
前記切替器を前記第２状態に切り替えて、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が前記目標受電電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充電作動させる前記第３運転モードを実行する請求項１に記載の分散型電源システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記第２運転モードを実行しているとき、前記充放電装置の放電電力がゼロであり、且つ、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が前記目標受電電力であれば、前記第３運転モードに切り替える請求項５に記載の分散型電源システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第３運転モードを実行しているとき、前記充放電装置の充電電力がゼロであり、且つ、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が前記目標受電電力より大きければ、前記第２運転モードに切り替える請求項５又は６に記載の分散型電源システム。
【請求項８】
電力系統に連系される電力線と、太陽光発電装置と、充放電装置と、前記太陽光発電装置とは別の発電装置とを備える分散型電源システムであって、
前記電力線の上流側に前記電力系統への接続箇所が設けられ、前記電力系統への接続箇所から下流側に向かって、前記電力線上に第１接続箇所及び第２接続箇所及び第３接続箇所がその並び順で設けられ、
前記太陽光発電装置及び前記充放電装置が接続されるパワーコンディショナと、
前記パワーコンディショナを前記電力線の前記第１接続箇所に対して電気的に接続する第１状態と、前記パワーコンディショナを前記電力線の前記第３接続箇所に対して電気的に接続する第２状態との何れかに切り替わる切替器と、
制御装置とを備え、
前記発電装置は、前記電力線の前記第２接続箇所に対して電気的に接続され、前記電力線において上流側から前記第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で前記電力線への提供電力を制御し、
電力消費装置は、前記電力線の前記第３接続箇所に対して電気的に接続され、
前記制御装置は、
前記太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力より大きいとき、前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記パワーコンディショナにより前記太陽光発電装置の発電電力を前記切替器側へ出力させるように動作させる第１運転モードを実行し、
前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、前記切替器を前記第２状態に切り替えて前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充放電作動させる第２運転モードを実行する分散型電源システム。
【請求項９】
前記制御装置は、前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、
前記切替器を前記第２状態に切り替えて、前記電力線の前記第２接続箇所から前記第３接続箇所に向かう電力が、前記最大提供電力以上の設定電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充放電作動させる前記第２運転モードを実行する請求項８に記載の分散型電源システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力より大きいとき、前記第１運転モードとして、前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記パワーコンディショナにより、前記太陽光発電装置の発電電力を前記切替器側へ出力し且つ前記充放電装置の充放電を停止させる、或いは、前記パワーコンディショナにより、前記太陽光発電装置の発電電力を前記充放電装置に充電させる請求項１〜９の何れか一項に記載の分散型電源システム。
【請求項１１】
前記切替器と前記第３接続箇所との間は、単相３線式の電気経路を構成する中性線と一つの電圧線とを用いて接続される請求項１〜１０の何れか一項に記載の分散型電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に連系される電力線と、太陽光発電装置と、充放電装置と、太陽光発電装置とは別の発電装置とを備える分散型電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電力系統に連系される電力線と、太陽光発電装置と、充放電装置と、太陽光発電装置とは別の発電装置（燃料電池発電部）とを備える分散型電源システムが記載されている。電力線において電力系統へ向かう側を上流側とし、電力系統から離れる側を下流側としたとき、この分散型電源システムでは、電力線の最上流側に電力系統が接続され、電力線の最下流側に電力消費装置が接続されている。そして、電力線の上流側から下流側に向かって、太陽光発電装置と充放電装置と発電装置とがその並び順で接続されている。更に、発電装置から上流側（即ち、電力系統側）に電力の潮流を向かわせないという条件下（所謂、逆潮流を禁止するという条件下）で発電装置の動作が制御されている。つまり、発電装置は、自身よりも下流側に接続されている電力消費装置の消費電力を賄うように運転される。また、太陽光発電装置は発電装置よりも上流側に接続されており、その発電電力を電力系統へと逆潮流させることができる。このように、特許文献１に記載のシステムでは、太陽光発電装置の発電電力を電力系統へと逆潮流させることができ、且つ、発電装置を電力消費装置の消費電力を賄うために有効に運用できる構成になっている。
【０００３】
また、特許文献２には、１台のパワーコンディショナに太陽光発電装置及び充放電装置の両方が接続されるシステムが記載されている。このような構成により、太陽光発電装置及び充放電装置がそれぞれ別個のパワーコンディショナに接続される場合に比べて、パワーコンディショナの台数を削減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８８６０７号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のシステムにおいて、例えば、電力消費装置の消費電力が発電装置の最大提供電力よりも小さい場合、発電装置は発電余力を有していることになる。ところが、充放電装置は、太陽光発電装置と同様に発電装置よりも上流側に接続されているため、発電装置に発電余力があっても、その発電余力を上流側の充放電装置へと供給することはできない。
【０００６】
特に、パワーコンディショナの台数を少なくするために、特許文献２に記載のシステムのように、１台のパワーコンディショナに太陽光発電装置及び充放電装置の両方を接続した場合、太陽光発電装置の発電電力を逆潮流させるためには、パワーコンディショナを発電装置よりも上流側に接続しなければならない。そうすると、上述のように、発電装置に発電余力があっても、その発電余力を上流側のパワーコンディショナに接続されている充放電装置へと供給することはできない。
【０００７】
それに対して、パワーコンディショナを発電装置よりも下流側に接続すると、発電装置に発電余力があれば、その発電余力を下流側のパワーコンディショナに接続されている充放電装置へと供給することはできる。しかし、パワーコンディショナを発電装置よりも下流側に接続すると、発電装置から上流側（即ち、電力系統側）に電力の潮流を向かわせないという条件下（所謂、逆潮流を禁止するという条件下）で運転している限り、そのパワーコンディショナに接続されている太陽光発電装置の発電電力を逆潮流させることはできない。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電装置と併用して、１台のパワーコンディショナに接続された充放電装置と太陽光発電装置とを活用できる分散型電源システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る分散型電源システムの特徴構成は、電力系統に連系される電力線と、太陽光発電装置と、充放電装置と、前記太陽光発電装置とは別の発電装置とを備える分散型電源システムであって、
前記電力線の上流側に前記電力系統への接続箇所が設けられ、前記電力系統への接続箇所から下流側に向かって、前記電力線上に第１接続箇所及び第２接続箇所及び第３接続箇所がその並び順で設けられ、
前記太陽光発電装置及び前記充放電装置が接続されるパワーコンディショナと、
前記パワーコンディショナを前記電力線の前記第１接続箇所に対して電気的に接続する第１状態と、前記パワーコンディショナを前記電力線の前記第３接続箇所に対して電気的に接続する第２状態との何れかに切り替わる切替器と、
制御装置とを備え、
前記発電装置は、前記電力線の前記第２接続箇所に対して電気的に接続され、前記電力線において上流側から前記第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で前記電力線への提供電力を制御し、
電力消費装置は、前記電力線の前記第３接続箇所に対して電気的に接続され、
前記制御装置は、
前記太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力より大きいとき、前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記パワーコンディショナにより前記太陽光発電装置の発電電力を前記切替器側へ出力させるように動作させる第１運転モードを実行し、
前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、前記切替器を前記第１状態に切り替えて前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を放電作動させる第２運転モード、又は、前記切替器を前記第２状態に切り替えて前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充電作動させる第３運転モードを実行する点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、発電装置は、電力線において上流側から第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線への提供電力を制御する。つまり、発電装置の提供電力が、第２接続箇所よりも上流側へ向かわない（即ち、発電装置の提供電力が電力系統へ逆潮流しない）ことを確保しながら、第２接続箇所よりも下流側の第３接続箇所に向けて電力を供給できる。
【００１１】
加えて、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力より大きい状況下で第１運転モードを実行するとき、切替器を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナにより太陽光発電装置の発電電力を切替器側へ出力するように動作させる。つまり、太陽光発電装置はパワーコンディショナを介して第１接続箇所に対して電気的に接続されるので、太陽光発電装置の発電電力を、第１接続箇所から上流側に向かわせて電力系統へと逆潮流させること或いは第１接続箇所から第２接続箇所へと向かわせて電力消費装置などで消費させることに活用できる。
【００１２】
また、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力以下である状況下で第２運転モードを実行するとき、切替器を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナにより充放電装置を放電作動させる。つまり、充放電装置はパワーコンディショナを介して第１接続箇所に対して電気的に接続されるので、充放電装置の放電電力を、第１接続箇所から第２接続箇所へと向かわせて電力消費装置などで消費させることに活用できる。このとき、充放電装置の放電電力は第２接続箇所よりも上流側の第１接続箇所に供給されるため、充放電装置の放電電力の大小に応じて発電装置の提供電力を制限する必要はない。
【００１３】
また更に、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力以下である状況下で第３運転モードを実行するとき、切替器を第２状態に切り替えて、パワーコンディショナにより充放電装置を充電作動させる。つまり、充放電装置はパワーコンディショナを介して第３接続箇所に対して電気的に接続されるので、充放電装置を、第２接続箇所に供給される発電装置の提供電力（例えば余剰電力）を充電することに活用できる。
従って、発電装置と併用して、１台のパワーコンディショナに接続された充放電装置と太陽光発電装置とを活用できる分散型電源システムを提供できる。
【００１４】
本発明に係る分散型電源システムの別の特徴構成は、前記制御装置は、前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、
前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が目標受電電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を放電作動させる前記第２運転モード、又は、
前記切替器を前記第２状態に切り替えて、前記発電装置から前記電力線の前記第２接続箇所への提供電力が前記最大提供電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充電作動させる前記第３運転モードを実行する点にある。
【００１５】
上記特徴構成によれば、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力以下である状況下で第２運転モードを実行するとき、切替器を第１状態に切り替えて、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力になるようにパワーコンディショナにより充放電装置を放電作動させる。つまり、電力系統から電力線へ供給される受電電力を所望の値（目標受電電力）にするために、充放電装置の放電電力を活用できる。
【００１６】
また、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力以下である状況下で第３運転モードを実行するとき、切替器を第２状態に切り替えて、発電装置から電力線の第２接続箇所への提供電力が最大提供電力になるようにパワーコンディショナにより充放電装置を充電作動させる。つまり、最大提供電力を出力する状態で発電装置を運転させるために、充放電装置の充電電力を活用できる。
【００１７】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記第２運転モードを実行しているとき、前記発電装置から前記電力線の前記第２接続箇所への提供電力が前記最大提供電力でなければ、前記第３運転モードに切り替える点にある。
【００１８】
第２運転モードが実行されているとき、パワーコンディショナは、第２接続箇所よりも上流側の第１接続箇所に対して電気的に接続された状態で、充放電装置の放電電力を調節する。また、発電装置は、電力線において上流側から第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線への提供電力を制御する。よって、そのときに発電装置から電力線の第２接続箇所への提供電力が最大提供電力でないということは、発電装置に発電余力が有るということを意味している。
そこで本特徴構成では、制御装置は、第２運転モードを実行しているとき、発電装置から電力線の第２接続箇所への提供電力が最大提供電力でなければ、第３運転モードに切り替える。つまり、第３運転モードが実行されることで、切替器が第２状態に切り替わって、発電装置から電力線の第２接続箇所への提供電力が最大提供電力になるようにパワーコンディショナにより充放電装置を充電作動させる。つまり、発電装置の発電余力が充放電装置に充電されて、最大提供電力を出力する状態で発電装置が運転されることが期待できる。
【００１９】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記第３運転モードを実行しているとき、前記発電装置から前記電力線の前記第２接続箇所への提供電力が前記最大提供電力であり、且つ、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が前記目標受電電力より大きければ、前記第２運転モードに切り替える点にある。
【００２０】
第３運転モードが実行されているとき、パワーコンディショナは、第２接続箇所よりも下流側の第３接続箇所に接続された状態で、充放電装置の充電電力を調節する。また、発電装置は、電力線において上流側から第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線への提供電力を制御する。よって、そのときに発電装置から電力線の第２接続箇所への提供電力が最大提供電力であり、且つ、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力より大きいということは、発電装置に発電余力が無く且つ電力系統から電力線へ供給される受電電力が過剰になっているということを意味している。
そこで本特徴構成では、制御装置は、第３運転モードを実行しているとき、発電装置から電力線の第２接続箇所への提供電力が最大提供電力であり、且つ、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力より大きければ、第２運転モードに切り替える。つまり、第２運転モードによって充放電装置の放電が行われることで、電力系統からの受電電力が削減されることが期待できる。
【００２１】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、
前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が目標受電電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を放電作動させる前記第２運転モード、又は、
前記切替器を前記第２状態に切り替えて、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が前記目標受電電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充電作動させる前記第３運転モードを実行する点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力以下である状況下で第２運転モードを実行するとき、切替器を第１状態に切り替えて、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力になるようにパワーコンディショナにより充放電装置を放電作動させる。つまり、電力系統から電力線へ供給される受電電力を所望の値（目標受電電力）にするために、充放電装置の放電電力を活用できる。
【００２３】
また、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力以下である状況下で第３運転モードを実行するとき、切替器を第２状態に切り替えて、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力になるようにパワーコンディショナにより充放電装置を充電作動させる。つまり、電力系統から電力線へ供給される受電電力を所望の値（目標受電電力）にするために、充放電装置の充電電力を活用できる。
【００２４】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記第２運転モードを実行しているとき、前記充放電装置の放電電力がゼロであり、且つ、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が前記目標受電電力であれば、前記第３運転モードに切り替える点にある。
【００２５】
第２運転モードが実行されているとき、パワーコンディショナは、第２接続箇所よりも上流側の第１接続箇所に対して電気的に接続された状態で、充放電装置の放電電力を調節する。また、発電装置は、電力線において上流側から第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線への提供電力を制御する。よって、そのときに充放電装置の放電電力がゼロであり、且つ、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力であるということは、発電装置の提供電力によって電力消費装置の消費電力を賄うことができており且つ発電装置に発電余力が有る可能性が存在することを意味している。
そこで本特徴構成では、制御装置は、第２運転モードを実行しているとき、充放電装置の放電電力がゼロであり、且つ、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力であれば、第３運転モードに切り替える。つまり、第３運転モードが実行されることで、切替器が第２状態に切り替わって、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力になるようにパワーコンディショナにより充放電装置を充電作動させる。つまり、発電装置の発電余力が充放電装置に充電されて、最大提供電力を出力する状態で発電装置が運転されることが期待できる。
【００２６】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記第３運転モードを実行しているとき、前記充放電装置の充電電力がゼロであり、且つ、前記電力系統から前記電力線へ供給される受電電力が前記目標受電電力より大きければ、前記第２運転モードに切り替える点にある。
【００２７】
第３運転モードが実行されているとき、パワーコンディショナは、第２接続箇所よりも下流側の第３接続箇所に接続された状態で、充放電装置の充電電力を調節する。また、発電装置は、電力線において上流側から第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線への提供電力を制御する。よって、そのときに充放電装置の充電電力がゼロであり、且つ、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力より大きいということは、発電装置に発電余力が無く且つ電力系統から電力線へ供給される受電電力が過剰になっているということを意味している。
そこで本特徴構成では、制御装置は、第３運転モードを実行しているとき、充放電装置の充電電力がゼロであり、且つ、電力系統から電力線へ供給される受電電力が目標受電電力より大きければ、第２運転モードに切り替える。つまり、第２運転モードによって充放電装置の放電が行われることで、電力系統からの受電電力が削減されることが期待できる。
【００２８】
上記目的を達成するための本発明に係る分散型電源システムの特徴構成は、電力系統に連系される電力線と、太陽光発電装置と、充放電装置と、前記太陽光発電装置とは別の発電装置とを備える分散型電源システムであって、
前記電力線の上流側に前記電力系統への接続箇所が設けられ、前記電力系統への接続箇所から下流側に向かって、前記電力線上に第１接続箇所及び第２接続箇所及び第３接続箇所がその並び順で設けられ、
前記太陽光発電装置及び前記充放電装置が接続されるパワーコンディショナと、
前記パワーコンディショナを前記電力線の前記第１接続箇所に対して電気的に接続する第１状態と、前記パワーコンディショナを前記電力線の前記第３接続箇所に対して電気的に接続する第２状態との何れかに切り替わる切替器と、
制御装置とを備え、
前記発電装置は、前記電力線の前記第２接続箇所に対して電気的に接続され、前記電力線において上流側から前記第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で前記電力線への提供電力を制御し、
電力消費装置は、前記電力線の前記第３接続箇所に対して電気的に接続され、
前記制御装置は、
前記太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力より大きいとき、前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記パワーコンディショナにより前記太陽光発電装置の発電電力を前記切替器側へ出力させるように動作させる第１運転モードを実行し、
前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、前記切替器を前記第２状態に切り替えて前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充放電作動させる第２運転モードを実行する点にある。
【００２９】
上記特徴構成によれば、発電装置は、電力線において上流側から第２接続箇所に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線への提供電力を制御する。つまり、発電装置の提供電力が、第２接続箇所よりも上流側へ向かわない（即ち、発電装置の提供電力が電力系統へ逆潮流しない）ことを確保しながら、第２接続箇所よりも下流側の第３接続箇所に向けて電力を供給できる。
【００３０】
加えて、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力より大きい状況下で第１運転モードを実行するとき、切替器を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナにより太陽光発電装置の発電電力を切替器側へ出力させるように動作させる。つまり、太陽光発電装置はパワーコンディショナを介して第１接続箇所に対して電気的に接続されるので、太陽光発電装置の発電電力を、第１接続箇所から上流側に向かわせて電力系統へと逆潮流させること或いは第１接続箇所から第２接続箇所へと向かわせて電力消費装置などで消費させることに活用できる。
【００３１】
また、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力以下である状況下で第２運転モードを実行するとき、切替器を第２状態に切り替えてパワーコンディショナにより充放電装置を充放電作動させる。つまり、充放電装置はパワーコンディショナを介して第３接続箇所に対して電気的に接続されるので、充放電装置を、第２接続箇所に供給される発電装置の提供電力を充電することに活用でき、第３接続箇所に放電した電力を電力消費装置で消費させることに活用できる。
従って、発電装置と併用して、１台のパワーコンディショナに接続された充放電装置と太陽光発電装置とを活用できる分散型電源システムを提供できる。
【００３２】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力以下であるとき、
前記切替器を前記第２状態に切り替えて、前記電力線の前記第２接続箇所から前記第３接続箇所に向かう電力が、前記最大提供電力以上の設定電力になるように前記パワーコンディショナにより前記充放電装置を充放電作動させる前記第２運転モードを実行する点にある。
【００３３】
上記特徴構成によれば、制御装置は、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力以下である状況下で第２運転モードを実行するとき、切替器を第２状態に切り替えて、電力線の第２接続箇所から第３接続箇所に向かう電力が、最大提供電力以上の設定電力になるようにパワーコンディショナにより充放電装置を充放電作動させる。つまり、切替器が第２状態に切り替わった状態において、電力線の第２接続箇所から第３接続箇所に向かう電力により、第３接続箇所に接続されている電力消費装置の消費電力及び充放電装置の充放電電力の和の電力が賄われる。このとき、充放電装置は、電力消費装置の消費電力が上記設定電力未満であれば充電作動し、電力消費装置の消費電力が上記設定電力よりも大きければ放電作動して、電力線の第２接続箇所から第３接続箇所に向かう電力を、発電装置の最大提供電力以上の上記設定電力に近付ける。その結果、発電装置は、電力消費装置の消費電力の大小に関わらず、最大提供電力を電力線へ供給するように動作することが期待できる。
【００３４】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記太陽光発電装置の発電電力が前記設定発電電力より大きいとき、前記第１運転モードとして、前記切替器を前記第１状態に切り替えて、前記パワーコンディショナにより、前記太陽光発電装置の発電電力を前記切替器側へ出力させ且つ前記充放電装置の充放電を停止させる、或いは、前記パワーコンディショナにより、前記太陽光発電装置の発電電力を前記充放電装置に充電させる点にある。
【００３５】
上記特徴構成によれば、太陽光発電装置の発電電力が設定発電電力より大きいとき、その発電電力を電力系統へと逆潮流させること、或いは、その発電電力を充放電装置に充電することができる。
【００３６】
本発明に係る分散型電源システムの更に別の特徴構成は、前記切替器と前記第３接続箇所との間は、単相３線式の電気経路を構成する中性線と一つの電圧線とを用いて接続される点にある。
【００３７】
上記特徴構成によれば、単相３線式の電気経路を構成する中性線と一つの電圧線との合計２本のケーブルを用いて切替器と第３接続箇所との間が接続される。その結果、単相３線式の電気経路を構成する中性線と二つの電圧線との合計３本のケーブルを用いて切替器と第３接続箇所との間を接続する場合に比べて、ケーブルの取り回しを簡略化できる。特に、切替器がパワーコンディショナなどと共に屋外に設置されており、電力線の第３接続箇所が屋内に存在するような場合には、切替器と第３接続箇所との間で建物の壁を貫く孔を設けることが必要になるが、そのような場合であっても建物の壁を貫通するケーブルの本数が少なくなるため、孔のサイズに余裕を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。
【図２】第１実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。
【図３】第１実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。
【図４】第２実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。
【図５】第２実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。
【図６】第２実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。
【図７】第３実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。
【図８】第３実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。
【図９】第３実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。
【図１０】第４実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。
【図１１】パワーコンディショナが電力線の第１接続箇所に対して電気的に接続された状態を示す図である。
【図１２】パワーコンディショナが電力線の第３接続箇所と重要電力消費装置とに対して電気的に接続された状態を示す図である。
【図１３】パワーコンディショナが重要電力消費装置に対して電気的に接続された状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の第１実施形態に係る分散型電源システムについて説明する。
図１は、第１実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。図示するように、分散型電源システムは、電力系統１に連系される電力線２と、太陽光発電装置４と、充放電装置５と、太陽光発電装置４とは別の発電装置としての燃料電池装置１０とを備える。
電力線２の上流側に電力系統１への接続箇所が設けられ、電力系統１への接続箇所から下流側に向かって、電力線２上に第１接続箇所Ｐ１及び第２接続箇所Ｐ２及び第３接続箇所Ｐ３がその並び順で設けられている。加えて、分散型電源システムは、太陽光発電装置４及び充放電装置５が接続されるパワーコンディショナ６と、切替器７とを備えている。切替器７は、パワーコンディショナ６を電力線２の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続する第１状態と、パワーコンディショナ６を電力線２の第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続する第２状態との何れかに切り替わる。電力消費装置３は、電力線２の第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続される。
【００４０】
〔パワーコンディショナ６〕
パワーコンディショナ６は、半導体スイッチング素子等を用いて構成されるＤＣ／ＤＣ変換回路やＤＣ／ＡＣ変換回路などの電気回路を有するパワーコンディショナ回路部６ａと、そのパワーコンディショナ回路部６ａの動作を制御するパワーコンディショナ制御部６ｂとを備える。太陽光発電装置４は、太陽光を受光して発電する装置であり、パワーコンディショナ回路部６ａに接続される。充放電装置５は、蓄電部で蓄えている電力の放電及び蓄電部への電力の充電を行うことができる装置であり、パワーコンディショナ回路部６ａに接続される。パワーコンディショナ６は、太陽光発電装置４の発電電力を切替器７側へ出力させる動作や、充放電装置５を充放電させる動作などを制御する。
本実施形態では、パワーコンディショナ制御部６ｂが、本発明の「制御装置」として機能する例を説明する。
【００４１】
パワーコンディショナ６は接続線２１を介して切替器７の接点ａに接続される。切替器７の接点ｂは、接続線２０を介して電力線２の第１接続箇所Ｐ１に接続され、切替器７の接点ｃは、接続線２２を介して電力線２の第３接続箇所Ｐ３に接続される。よって、切替器７の接点ａと接点ｂとが接続されているとき、パワーコンディショナ６は切替器７を介して電力線２の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続される。それに対して、切替器７の接点ａと接点ｃとが接続されているとき、パワーコンディショナ６は切替器７を介して電力線２の第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続される。このように、切替器７は、パワーコンディショナ６を電力線２の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続する第１状態と、パワーコンディショナ６を電力線２の第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続する第２状態との何れかに切り替わる。本実施形態では、切替器７の動作はパワーコンディショナ制御部６ｂが制御する。
【００４２】
また、パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力についての情報、及び、充放電装置５の充電電力又は放電電力についての情報も得ている。
【００４３】
〔燃料電池装置１０〕
発電装置としての燃料電池装置１０は、燃料電池部１２及び燃料電池部１２の動作を制御する燃料電池制御部１１を有する。燃料電池部１２は、燃料電池１２ｂ及び燃料電池１２ｂで発生した電力を、所望の電圧、周波数、位相の電力に変換して電力線２に出力するための電力変換部１２ａを有する。燃料電池装置１０は、接続線２３を介して電力線２の第２接続箇所Ｐ２に対して電気的に接続される。
【００４４】
燃料電池１２ｂは、例えば固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を用いて実現できる。或いは、燃料電池１２ｂを、固体高分子形燃料電池（ＰＥＦＣ）などの他のタイプの燃料電池１２ｂを用いて実現してもよい。尚、図示は省略するが、燃料電池部１２が、燃料電池１２ｂのアノードに供給する燃料ガスとしての水素等を改質処理により生成する燃料改質器などを備えていてもよい。そして、燃料電池制御部１１は、燃料電池１２ｂの運転開始、運転停止、出力状態などを制御する。また、燃料電池制御部１１は、電力変換部１２ａによる電力変換動作を制御する。
【００４５】
燃料電池制御部１１には、電力計測器ＣＴ２で計測される電力についての情報が伝達される。電力計測器ＣＴ２は、電力線２の途中の、第２接続箇所Ｐ２よりも上流側（電力系統１側）に設けられ、電力系統１側から第２接続箇所Ｐ２に向かう電力を計測する。電力計測器ＣＴ２は、例えば電力線２における電力の電流値を検出するために用いられるカレントトランス（計器用変流器）を用いて構成され、所定の電圧値（例えば１００Ｖ、２００Ｖ等）との積から、電力線２での電力値を導出できる。尚、電力計測器ＣＴ２は電力線２での電力の電流値のみを燃料電池制御部１１に伝達し、燃料電池制御部１１が電力値の導出を行ってもよい。
【００４６】
燃料電池装置１０の燃料電池制御部１１は、電力計測器ＣＴ２の計測結果を参照して、電力線２において上流側から第２接続箇所Ｐ２に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線２への提供電力を制御する。例えば、燃料電池装置１０の燃料電池制御部１１は、電力線２において上流側から第２接続箇所Ｐ２に至る電力が例えば５０Ｗ（基準電力の一例）になるように、電力線２への提供電力を制御する。
【００４７】
次に、パワーコンディショナ６のパワーコンディショナ制御部６ｂが行う制御について説明する。
パワーコンディショナ制御部６ｂには、電力計測器ＣＴ１及び電力計測器ＣＴ３で計測される電力についての情報が伝達される。電力計測器ＣＴ１は、電力線２の途中の、第１接続箇所Ｐ１よりも上流側（電力系統１側）に設けられ、電力系統１側から第１接続箇所Ｐ１に向かう電力、即ち、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力を計測する。電力計測器ＣＴ３は、燃料電池装置１０と電力線２の第２接続箇所Ｐ２とをつなぐ接続線２３の途中に設けられ、燃料電池装置１０から電力線２の第２接続箇所Ｐ２への提供電力を計測する。電力計測器ＣＴ１，ＣＴ３は、例えば電力の電流値を検出するために用いられるカレントトランス（計器用変流器）を用いて構成され、所定の電圧値（例えば１００Ｖ、２００Ｖ等）との積から各電力値を導出できる。尚、電力計測器ＣＴ１，ＣＴ３は電力の電流値のみをパワーコンディショナ制御部６ｂに伝達し、パワーコンディショナ制御部６ｂが電力値の導出を行ってもよい。
【００４８】
図２及び図３は、第１実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。尚、図２及び図３では、運用される箇所を太線で描いている。
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きいとき（例えば０Ｗより大きいとき）、切替器７を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナ６により太陽光発電装置４の発電電力を切替器７側へ出力させるように動作させる第１運転モードを実行する。
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるとき（例えば０Ｗ以下であるとき）、切替器７を第１状態に切り替えてパワーコンディショナ６により充放電装置５を放電作動させる第２運転モード、又は、切替器７を第２状態に切り替えてパワーコンディショナ６により充放電装置５を充電作動させる第３運転モードを実行する。
このように、第１運転モードは太陽光発電装置４が発電しているときに実行される運転モードであり、第２運転モード及び第３運転モードは太陽光発電装置４が発電していないときに実行される運転モードである。
【００４９】
〔第１運転モード〕
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きいときに実行する第１運転モードにおいて、第１運転モードとして、切替器７を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナ６により、太陽光発電装置４の発電電力を切替器７側へ出力し且つ充放電装置５の充放電を停止させる。その結果、太陽光発電装置４はパワーコンディショナ６を介して第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続されるので、太陽光発電装置４の発電電力を、第１接続箇所Ｐ１から上流側に向かわせて電力系統１へと逆潮流させること或いは第１接続箇所Ｐ１から第２接続箇所Ｐ２へと向かわせて電力消費装置３などで消費させることに活用できる。或いは、パワーコンディショナ６は、太陽光発電装置４の発電電力を充放電装置５に充電させてもよい。
【００５０】
そして、パワーコンディショナ制御部６ｂは、第１運転モードを実行しているとき、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下になると、第２運転モード又は第３運転モードに切り替える。第２運転モード又は第３運転モードのどちらに切り替えるのかは予め設定しておくことができる。また、パワーコンディショナ制御部６ｂは、第２運転モード又は第３運転モードを実行しているとき、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きくなると、第１運転モードに切り替える。
【００５１】
〔第２運転モード〕
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるときに実行する第２運転モードにおいて、切替器７を第１状態に切り替えて、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力（例えば５０Ｗなど）になるようにパワーコンディショナ６により充放電装置５を放電作動させる。その結果、充放電装置５はパワーコンディショナ６を介して第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続されるので、充放電装置５の放電電力を、第１接続箇所Ｐ１から第２接続箇所Ｐ２へと向かわせて電力消費装置３などで消費させることに活用できる。このとき、充放電装置５の放電電力は第２接続箇所Ｐ２よりも上流側の第１接続箇所Ｐ１に供給されるため、充放電装置５の放電電力の大小に応じて燃料電池装置１０の提供電力を制限する必要はない。
【００５２】
尚、第２運転モードが実行されているとき、パワーコンディショナ６は、第２接続箇所Ｐ２よりも上流側の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続された状態で、充放電装置５の放電電力を調節する。また、燃料電池装置１０は、電力線２において上流側から第２接続箇所Ｐ２に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線２への提供電力を制御する。よって、そのときに燃料電池装置１０から電力線２の第２接続箇所Ｐ２への提供電力が最大提供電力でないということは、燃料電池装置１０に発電余力が有るということを意味している。
【００５３】
そこで、本実施形態においてパワーコンディショナ制御部６ｂは、第２運転モードを実行しているとき、電力計測器ＣＴ３で計測される、燃料電池装置１０から電力線２の第２接続箇所Ｐ２への提供電力が最大提供電力でなければ、後述する第３運転モードに切り替える。つまり、第３運転モードが実行されることで、切替器７が第２状態に切り替わって、燃料電池装置１０から電力線２の第２接続箇所Ｐ２への提供電力が最大提供電力になるようにパワーコンディショナ６により充放電装置５を充電作動させる。つまり、燃料電池装置１０の発電余力が充放電装置５に充電されて、最大提供電力を出力する状態で燃料電池装置１０が運転されることが期待できる。
【００５４】
〔第３運転モード〕
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるときに実行する第３運転モードにおいて、切替器７を第２状態に切り替えて、電力計測器ＣＴ３で計測される、燃料電池装置１０から電力線２の第２接続箇所Ｐ２への提供電力が最大提供電力になるようにパワーコンディショナ６により充放電装置５を充電作動させる。その結果、充放電装置５はパワーコンディショナ６を介して第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続されるので、充放電装置５を、第２接続箇所Ｐ２に供給される燃料電池装置１０の提供電力（例えば余剰電力）を充電することに活用できる。
【００５５】
尚、第３運転モードが実行されているとき、パワーコンディショナ６は、第２接続箇所Ｐ２よりも下流側の第３接続箇所Ｐ３に接続された状態で、充放電装置５の充電電力を調節する。また、燃料電池装置１０は、電力線２において上流側から第２接続箇所Ｐ２に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線２への提供電力を制御する。よって、そのときに燃料電池装置１０から電力線２の第２接続箇所Ｐ２への提供電力が最大提供電力であり、且つ、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力より大きいということは、燃料電池装置１０に発電余力が無く且つ電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が過剰になっているということを意味している。
【００５６】
そこで、本実施形態においてパワーコンディショナ制御部６ｂは、第３運転モードを実行しているとき、電力計測器ＣＴ３で計測される、燃料電池装置１０から電力線２の第２接続箇所Ｐ２への提供電力が最大提供電力であり、且つ、電力計測器ＣＴ１で計測される、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力より大きければ、上述した第２運転モードに切り替える。つまり、第２運転モードによって充放電装置５の放電が行われることで、電力系統１からの受電電力が削減されることが期待できる。
【００５７】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の分散型電源システムは、システムの構成及びパワーコンディショナ制御部６ｂが行う制御の内容が上記実施形態と異なっている。以下に第２実施形態の分散型電源システムについて説明するが上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００５８】
図４は、第２実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。図示するように、本実施形態の分散型電源システムは、第１実施形態の分散型電源システムに設けられていた電力計測器ＣＴ３を備えていない。
【００５９】
図５及び図６は、第１実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きいとき（例えば０Ｗより大きいとき）、切替器７を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナ６により太陽光発電装置４の発電電力を切替器７側へ出力させるように動作させる第１運転モードを実行する。
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるとき（例えば０Ｗ以下であるとき）、切替器７を第１状態に切り替えてパワーコンディショナ６により充放電装置５を放電作動させる第２運転モード、又は、切替器７を第２状態に切り替えてパワーコンディショナ６により充放電装置５を充電作動させる第３運転モードを実行する。
このように、第１運転モードは太陽光発電装置４が発電しているときに実行される運転モードであり、第２運転モード及び第３運転モードは太陽光発電装置４が発電していないときに実行される運転モードである。
【００６０】
〔第１運転モード〕
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きいときに実行する第１運転モードにおいて、第１運転モードとして、切替器７を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナ６により、太陽光発電装置４の発電電力を切替器７側へ出力させ且つ充放電装置５の充放電を停止させる。その結果、太陽光発電装置４はパワーコンディショナ６を介して第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続されるので、太陽光発電装置４の発電電力を、第１接続箇所Ｐ１から上流側に向かわせて電力系統１へと逆潮流させること或いは第１接続箇所Ｐ１から第２接続箇所Ｐ２へと向かわせて電力消費装置３などで消費させることに活用できる。或いは、パワーコンディショナ６は、太陽光発電装置４の発電電力を充放電装置５に充電させてもよい。
【００６１】
そして、パワーコンディショナ制御部６ｂは、第１運転モードを実行しているとき、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下になると、第２運転モード又は第３運転モードに切り替える。第２運転モード又は第３運転モードのどちらに切り替えるのかは予め設定しておくことができる。また、パワーコンディショナ制御部６ｂは、第２運転モード又は第３運転モードを実行しているとき、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きくなると、第１運転モードに切り替える。
【００６２】
〔第２運転モード〕
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるときに実行する第２運転モードにおいて、切替器７を第１状態に切り替えて、電力計測器ＣＴ１で計測される、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力になるようにパワーコンディショナ６により充放電装置５を放電作動させる。その結果、充放電装置５はパワーコンディショナ６を介して第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続されるので、充放電装置５の放電電力を、第１接続箇所Ｐ１から第２接続箇所Ｐ２へと向かわせて電力消費装置３などで消費させることに活用できる。このとき、充放電装置５の放電電力は第２接続箇所Ｐ２よりも上流側の第１接続箇所Ｐ１に供給されるため、充放電装置５の放電電力の大小に応じて燃料電池装置１０の提供電力を制限する必要はない。
【００６３】
尚、第２運転モードが実行されているとき、パワーコンディショナ６は、第２接続箇所Ｐ２よりも上流側の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続された状態で、充放電装置５の放電電力を調節する。また、燃料電池装置１０は、電力線２において上流側から第２接続箇所Ｐ２に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線２への提供電力を制御する。よって、そのときに充放電装置５の放電電力がゼロであり、且つ、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力であるということは、燃料電池装置１０の提供電力によって電力消費装置３の消費電力を賄うことができており且つ燃料電池装置１０に発電余力が有る可能性が存在することを意味している。
【００６４】
そこで、本実施形態においてパワーコンディショナ制御部６ｂは、第２運転モードを実行しているとき、充放電装置５の放電電力がゼロであり、且つ、電力計測器ＣＴ１で計測される、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力であれば、後述する第３運転モードに切り替える。つまり、第３運転モードが実行されることで、切替器７が第２状態に切り替わって、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力になるようにパワーコンディショナ６により充放電装置５を充電作動させる。つまり、燃料電池装置１０の発電余力が充放電装置５に充電されて、最大提供電力を出力する状態で燃料電池装置１０が運転されることが期待できる。
【００６５】
〔第３運転モード〕
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるときに実行する第３運転モードにおいて、切替器７を第２状態に切り替えて、電力計測器ＣＴ１で計測される、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力になるようにパワーコンディショナ６により充放電装置５を充電作動させる。その結果、充放電装置５はパワーコンディショナ６を介して第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続されるので、充放電装置５を、第２接続箇所Ｐ２に供給される燃料電池装置１０の提供電力（例えば余剰電力）を充電することに活用できる。
【００６６】
尚、第３運転モードが実行されているとき、パワーコンディショナ６は、第２接続箇所Ｐ２よりも下流側の第３接続箇所Ｐ３に接続された状態で、充放電装置５の充電電力を調節する。また、燃料電池装置１０は、電力線２において上流側から第２接続箇所Ｐ２に至る電力が所定の基準電力になるように、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で電力線２への提供電力を制御する。よって、そのときに充放電装置５の充電電力がゼロであり、且つ、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力より大きいということは、燃料電池装置１０に発電余力が無く且つ電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が過剰になっているということを意味している。
【００６７】
そこで、本実施形態においてパワーコンディショナ制御部６ｂは、第３運転モードを実行しているとき、充放電装置５の充電電力がゼロであり、且つ、電力計測器ＣＴ１で計測される、電力系統１から電力線２へ供給される受電電力が目標受電電力より大きければ、上述した第２運転モードに切り替える。つまり、第２運転モードによって充放電装置５の放電が行われることで、電力系統１からの受電電力が削減されることが期待できる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の分散型電源システムは、システムの構成及びパワーコンディショナ制御部６ｂが行う制御の内容が上記実施形態と異なっている。以下に第３実施形態の分散型電源システムについて説明するが上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００６９】
図７は、第３実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。図示するように、本実施形態の分散型電源システムにおいて、パワーコンディショナ制御部６ｂには、電力計測器ＣＴ４で計測される電力についての情報が伝達される。電力計測器ＣＴ４は、電力線２上の第２接続箇所Ｐ２と第３接続箇所Ｐ３との間に設けられ、電力線２の第２接続箇所Ｐ２から第３接続箇所Ｐ３に向かう電力を計測する。電力計測器ＣＴ４は、例えば電力の電流値を検出するために用いられるカレントトランス（計器用変流器）を用いて構成され、所定の電圧値（例えば１００Ｖ、２００Ｖ等）との積から各電力値を導出できる。尚、電力計測器ＣＴ４は電力の電流値のみをパワーコンディショナ制御部６ｂに伝達し、パワーコンディショナ制御部６ｂが電力値の導出を行ってもよい。
【００７０】
図８及び図９は、第３実施形態の分散型電源システムで行われる運転モードの切り替えを説明する図である。
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きいとき（例えば０Ｗより大きいとき）、切替器７を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナ６により太陽光発電装置４の発電電力を切替器７側へ出力するように動作させる第１運転モードを実行する。
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるとき、切替器７を第２状態に切り替えてパワーコンディショナ６により充放電装置５を充放電作動させる第２運転モードを実行する。
このように、第１運転モードは太陽光発電装置４が発電しているときに実行される運転モードであり、第２運転モードは太陽光発電装置４が発電していないときに実行される運転モードである。
【００７１】
〔第１運転モード〕
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力より大きいときに実行する第１運転モードにおいて、第１運転モードとして、切替器７を第１状態に切り替えて、パワーコンディショナ６により、太陽光発電装置４の発電電力を切替器７側へ出力し且つ充放電装置５の充放電を停止させる。或いは、パワーコンディショナ６は、太陽光発電装置４の発電電力を充放電装置５に充電させてもよい。
【００７２】
パワーコンディショナ制御部６ｂは、第１運転モードを実行しているとき、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下になると、第２運転モードに切り替える。
【００７３】
〔第２運転モード〕
パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４の発電電力が設定発電電力以下であるときに実行する第２運転モードにおいて、切替器７を第２状態に切り替えて、電力線２の第２接続箇所Ｐ２から第３接続箇所Ｐ３に向かう電力が、最大提供電力以上の設定電力（例えば７００Ｗ等）になるようにパワーコンディショナ６により充放電装置５を充放電作動させる。その結果、充放電装置５はパワーコンディショナ６を介して第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続されるので、充放電装置５を、第２接続箇所Ｐ２に供給される燃料電池装置１０の提供電力を充電することに活用でき、第３接続箇所Ｐ３に放電した電力を電力消費装置３で消費させることに活用できる。
【００７４】
具体的に説明すると、切替器７が第２状態に切り替わった状態において、電力線２の第２接続箇所Ｐ２から第３接続箇所Ｐ３に向かう電力により、第３接続箇所Ｐ３に接続されている電力消費装置３の消費電力及び充放電装置５の充放電電力の和の電力が賄われる。このとき、充放電装置５は、電力消費装置３の消費電力が上記設定電力未満であれば充電作動し、電力消費装置３の消費電力が上記設定電力よりも大きければ放電作動して、電力線２の第２接続箇所Ｐ２から第３接続箇所Ｐ３に向かう電力を、燃料電池装置１０の最大提供電力以上の上記設定電力に近付ける。その結果、燃料電池装置１０は、電力消費装置３の消費電力の大小に関わらず、最大提供電力を電力線２へ供給するように動作することが期待できる。
【００７５】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の分散型電源システムは、システムの構成が上記実施形態と異なっている。以下に第４実施形態の分散型電源システムについて説明するが上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００７６】
図１０は、第４実施形態の分散型電源システムの構成を示す図である。尚、図１０は、第１実施形態で示した図１に変更を加えた場合の例であり、以下の説明では第１実施形態からの変更点を記載する。
図示するように、電力系統１からの電力供給が停止した場合であっても、優先的に電力供給が行われる重要電力消費装置３０が設けられている。例えば、重要電力消費装置３０としては、分散型電源システムが設置されている建物内の主要な箇所の照明装置や、冷蔵庫などがある。尚、どの装置を重要電力消費装置３０とし、どの装置を電力消費装置３とするのかは、適宜設定可能である。重要電力消費装置３０と電力線２の第３接続箇所Ｐ３との間には、接続線２６と切替器９と接続線２５とが存在する。また、パワーコンディショナ６と切替器７との間には、接続線２１ａ（２１）と切替器８と接続線２１ｂ（２１）とが存在する。切替器８及び切替器９の動作はパワーコンディショナ６のパワーコンディショナ制御部６ｂが制御する。
【００７７】
切替器８の接点ｂは、接続線２１ｂを介して切替器７に接続され、切替器８の接点ｃは、接続線２４を介して切替器９に接続される。よって、切替器８の接点ａと接点ｂとが接続されているとき、パワーコンディショナ６は切替器８を介して切替器７に対して電気的に接続される。それに対して、切替器８の接点ａと接点ｃとが接続されているとき、パワーコンディショナ６は切替器８を介して切替器９に対して電気的に接続される。
【００７８】
切替器９の接点ｃは、接続線２４を介して切替器８に接続され、切替器９の接点ｂは、接続線２６を介して切替器７及び電力線２の第３接続箇所Ｐ３に接続される。よって、切替器９の接点ａと接点ｃとが接続されているとき、重要電力消費装置３０は切替器９を介して切替器８に対して電気的に接続される。それに対して、切替器９の接点ａと接点ｂとが接続されているとき、重要電力消費装置３０は切替器９を介して切替器７及び電力線２の第３接続箇所Ｐ３に対して電気的に接続される。
【００７９】
本実施形態において、少なくとも接続線２４及び接続線２５及び接続線２６は、単相３線式の電気経路を構成する中性線と一つの電圧線とを用いて接続される。つまり、切替器７と第３接続箇所Ｐ３との間は、単相３線式の電気経路を構成する中性線と一つの電圧線とを用いて接続される。このように、単相３線式の電気経路を構成する中性線と一つの電圧線との合計２本のケーブルを用いて切替器７と第３接続箇所Ｐ３との間が接続されるので、単相３線式の電気経路を構成する中性線と二つの電圧線との合計３本のケーブルを用いて切替器７と第３接続箇所Ｐ３との間を接続する場合に比べて、ケーブルの取り回しを簡略化できる。特に、切替器７がパワーコンディショナ６などと共に屋外に設置されており、電力線２の第３接続箇所Ｐ３が屋内に存在するような場合には、切替器７と第３接続箇所Ｐ３との間で建物の壁を貫く孔を設けることが必要になるが、そのような場合であっても建物の壁を貫通するケーブルの本数が少なくなるため、孔のサイズに余裕を持たせることができる。
【００８０】
次に、切替器７及び切替器８及び切替器９の切替状態について説明する。
図１１は、パワーコンディショナ６が、切替器８及び切替器７を介して電力線２の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続された状態を示す図である。この状態はパワーコンディショナ６及び燃料電池装置１０が電力系統１に対して連系された状態を示しており、パワーコンディショナ制御部６ｂは、第１実施形態の図２に示した第１運転モード（充放電装置５は動作停止又は充電）、図３に示した第２運転モード（充放電装置５は放電）と同様の制御を行う。
【００８１】
図１２は、パワーコンディショナ６が、切替器８及び切替器７を介して電力線２の第３接続箇所Ｐ３と重要電力消費装置３０とに対して電気的に接続された状態を示す図である。この状態はパワーコンディショナ６及び燃料電池装置１０が電力系統１に対して連系された状態を示しており、パワーコンディショナ制御部６ｂは、第１実施形態の図３に示した第３運転モード（充放電装置５は充電）と同様の制御を行う。
【００８２】
図１３は、パワーコンディショナ６が、切替器８を介して重要電力消費装置３０に対して電気的に接続された状態を示す図である。この状態はパワーコンディショナ６に接続される太陽光発電装置４及び充放電装置５が電力系統１とは切り離されて自立運転する状態を示しており、パワーコンディショナ制御部６ｂは、太陽光発電装置４及び充放電装置５を用いて、重要電力消費装置３０が接続される接続線２４及び接続線２５の電圧を設定電圧に制御するように動作する。その結果、重要電力消費装置３０のみに電力の供給が行われる。
【００８３】
尚、図示は省略するが、上述したのと同様に、第２実施形態で示した図４に対して切替器８及び切替器９などを追加する変更を加えること、及び、第３実施形態で説明した図７に対して切替器８及び切替器９などを追加する変更を加えることもできる。
【００８４】
例えば、第２実施形態で示した図４に同様の変更を加えた場合、パワーコンディショナ６が切替器８及び切替器７を介して電力線２の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続された状態（図１１と同様の状態）において、パワーコンディショナ制御部６ｂは、図５に示した第１運転モード（充放電装置５は動作停止又は充電）、図６に示した第２運転モード（充放電装置５は放電）と同様の制御を行う。また、パワーコンディショナ６が切替器８及び切替器７を介して電力線２の第３接続箇所Ｐ３と重要電力消費装置３０とに対して電気的に接続された状態（図１２と同様の状態）において、パワーコンディショナ制御部６ｂは、図６に示した第３運転モード（充放電装置５は充電）と同様の制御を行う。
【００８５】
第３実施形態で示した図７に同様の変更を加えた場合、パワーコンディショナ６が切替器８及び切替器７を介して電力線２の第１接続箇所Ｐ１に対して電気的に接続された状態（図１１と同様の状態）において、パワーコンディショナ制御部６ｂは、図８に示した第１運転モード（充放電装置５は動作停止又は充電）と同様の制御を行う。また、パワーコンディショナ６が切替器８及び切替器７を介して電力線２の第３接続箇所Ｐ３と重要電力消費装置３０とに対して電気的に接続された状態（図１２と同様の状態）において、パワーコンディショナ制御部６ｂは、図９に示した第２運転モード（充放電装置５は充放電）と同様の制御を行う。
【００８６】
＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、本発明の分散型電源システムの構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、燃料電池装置１０などの構成は図示したものに限定されず適宜変更可能である。
また、上記実施形態では、パワーコンディショナ制御部６ｂが本発明の制御装置として機能する例を説明したが、独立した制御装置を設けてもよいし、他の装置に搭載されている制御部を本発明の制御装置として機能させてもよい。
【００８７】
＜２＞
上記実施形態では、燃料電池装置１０に関する基準電力（例えば５０Ｗなど）、太陽光発電装置４に関する設定発電電力（例えば０Ｗなど）、目標受電電力（例えば５０Ｗなど）、設定電力（例えば７００Ｗなど）について具体的な数値を挙げて説明したが、それらの値は例示目的で記載したものであり適宜変更可能である。
【００８８】
＜３＞
上記実施形態では、本発明の発電装置の例として燃料電池装置１０を挙げたが、所定の最小提供電力と最大提供電力との間の範囲内で出力を自在に調節できる他の様々な発電装置を用いることができる。例えば、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備えて構成されるタイプの発電装置などを用いることできる。
【００８９】
＜４＞
上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、発電装置と併用して、１台のパワーコンディショナに接続された充放電装置と太陽光発電装置とを活用できる分散型電源システムに利用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１  電力系統
２  電力線
３  電力消費装置
４  太陽光発電装置
５  充放電装置
６  パワーコンディショナ
６ｂ  パワーコンディショナ制御部（制御装置）
７  切替器
１０  燃料電池装置（発電装置）
３０  重要電力消費装置
Ｐ１  第１接続箇所
Ｐ２  第２接続箇所
Ｐ３  第３接続箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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