(57)【要約】      （修正有）【課題】直流電力を交流電力に変換して電力系統へ出力する電力変換装置を設置する場合、設置地域の電力事情によって電力系統系の破壊が生じる可能性がある地域においては、電力変換装置の出力を適正範囲に抑制し、破壊の可能性が無い地域においては、電力変換装置の出力抑制を行わない電力変換装置及び電力変換システムを提供する。【解決手段】発電システム１０の電力変換システム１において、電力変換装置２は、インターネット４を介してサーバ３から電力変換装置の出力を抑制するためのスケジュール７を受信する制御装置５によって制御される。制御装置は、スケジュールに基づく抑制を行うか否かを設定する設定手段を備える。電力変換装置は、制御装置から設定手段により設定された情報を受けて、当該設定された情報に基づいて稼働する。【選択図】図１
2019017190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換しこの交流電力を電力系統へ出力する電力変換装置と、
サーバから前記電力変換装置の出力を抑制するためのスケジュールを受信し、前記スケジ
ュールに基づいて前記電力変換装置の出力を抑制するための信号を定期的に前記電力変換
装置に送信する制御装置と、
を備え、
前記制御装置及び前記電力変換装置は、前記スケジュールに基づく抑制を行うか否かを設
定可能であり、
前記制御装置は、前記スケジュールに基づく抑制を行うか否かの設定が変更された場合に
その変更を前記電力変換装置に通知し、
前記電力変換装置は、前記スケジュールに基づく抑制を行う通知を受けた場合に前記信号
に基づいて出力を制御すると共に前記信号の受信に失敗した場合に前記電力変換装置の出
力を停止し、前記スケジュールに基づく抑制を行わない通知を受けた場合に前記信号の受
信がなくとも出力を行う、
ことを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
直流電力を交流電力に変換しこの交流電力を電力系統へ出力する電力変換装置と、
サーバから前記電力変換装置の出力を抑制するためのスケジュールを受信し、前記スケジ
ュールに基づいて前記電力変換装置の出力を抑制するための信号を定期的に前記電力変換
装置に送信する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記スケジュールに基づく抑制を行うか否かを設定する設定手段を備え
、前記設定手段による設定情報を前記電力変換装置へ通知し、
前記電力変換装置は、前記スケジュールに基づく抑制を行う通知を受けた場合に前記信号
に基づいて出力を制御すると共に前記信号の受信に失敗した場合に前記電力変換装置の出
力を停止し、前記スケジュールに基づく抑制を行わない通知を受けた場合に前記信号の受
信がなくとも出力を行う、
ことを特徴とする電力変換システム。
【請求項３】
直流電力を交流電力に変換しこの交流電力を電力系統へ出力し、サーバから前記電力変換
装置の出力を抑制するためのスケジュールを受信する制御装置から送信される定期的な信
号によって制御される電力変換装置であって、
前記制御装置から前記スケジュールに基づく抑制を行う通知を受けた場合に、前記信号
に基づいて出力を制御すると共に前記信号の受信に失敗した場合に前記電力変換装置の出
力を停止し、前記スケジュールに基づく抑制を行わない通知を受けた場合に前記信号の受
信がなくとも出力を行う、
ことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置及び電力変換システムに関する
。
【背景技術】
【０００２】
環境問題への意識の高まりや売電制度の導入等に伴い、太陽電池などの自然エネルギー
を利用した発電装置が普及している。当該発電装置は、住宅設置型の発電システムや、い
わゆるメガソーラと呼ばれる発電所（発電システム）などで利用されている。これらの発
電システムは、前記した発電装置と、発電装置から出力される直流電力を交流電力に変換
する電力変換装置（「パワーコンディショナ」と称される場合もある。）と、を含むもの
が主流である。ここで、電力変換装置は、インバータ回路や昇圧回路等の電気素子を備え
る。電力変換装置によって変換された交流電力は、電力系統や、建物内の負荷（住宅発電
システムの場合）に供給される。
【０００３】
このような自然エネルギーを利用した発電システムの普及は、環境負荷の軽減に寄与す
る一方で、発電量の多い日中の時間帯などに電力系統への電力供給過多を引き起こし、電
力系統の電圧が規定値以上に上昇させてしまう可能性がある。
【０００４】
そのような事態を避けるため、各電力会社は、発電システムに対して出力電力を抑制す
るためのスケジュール情報を送信している。スケジュール情報を受けるため、発電システ
ムは、電力会社からのスケジュール情報の受信機能に加えて、電力変換装置に出力電力の
抑制を行なうよう制御する制御信号の送信機能を含む制御装置を備え、電力変換装置は制
御信号を受けて出力を抑制する出力抑制機能を備えている。そのような構成の発電システ
ムとして、例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。また、このような構成の発
電システムでは、電力変換装置側で制御装置から制御信号を受け取れない場合、電力系統
電圧の上昇を抑制するために、電力変換装置の出力を停止することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１７８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、直流電力を交流電力に変換しこの交流電力を電力系統へ出力する電力変換装
置を設置する場合、その設置地域の電力事情によって、上記のような電力系統電圧の上昇
が生じる可能性のある地域においては、電力変換装置の出力を適正範囲に抑制している地
域もあれば、上記のような電圧の上昇の可能性が無い地域においては、電力変換装置の出
力抑制を行わない地域もある。
【０００７】
このように、電力変換装置の出力抑制を行わない地域で上述のような発電システムを導
入した場合、電力変換装置側で制御装置から制御信号を受け取れなくなり電力変換装置が
停止してしまうという不具合があった。
【０００８】
この点に鑑み、本発明は、電力変換装置の出力を抑制しない地域でも出力抑制機能を有
する電力変換装置が変換した交流電力を正常に出力できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の電力変換システムは、直流電力を交流電力に変換しこの交流電力を電力
系統へ出力する電力変換装置と、サーバから前記電力変換装置の出力を抑制するためのス
ケジュールを受信し、前記スケジュールに基づいて前記電力変換装置の出力を抑制するた
めの信号を定期的に前記電力変換装置に送信する制御装置と、を備え、前記制御装置及び
前記電力変換装置は、前記スケジュールに基づく抑制を行うか否かを設定可能であり、前
記制御装置は、前記スケジュールに基づく抑制を行うか否かの設定が変更された場合にそ
の変更を前記電力変換装置に通知し、前記電力変換装置は、前記スケジュールに基づく抑
制を行う通知を受けた場合に前記信号に基づいて出力を制御すると共に前記信号の受信に
失敗した場合に前記電力変換装置の出力を停止し、前記スケジュールに基づく抑制を行わ
ない通知を受けた場合に前記信号の受信がなくとも出力を行う、ことを特徴とする出力制
御式電力変換システムである。
【００１０】
本発明の第２の電力変換システムは、直流電力を交流電力に変換しこの交流電力を電力
系統へ出力する電力変換装置と、サーバから前記電力変換装置の出力を抑制するためのス
ケジュールを受信し、前記スケジュールに基づいて前記電力変換装置の出力を抑制するた
めの信号を定期的に前記電力変換装置に送信する制御装置と、を備え、前記制御装置は、
前記スケジュールに基づく抑制を行うか否かを設定する設定手段を備え、前記設定手段に
よる設定情報を前記電力変換装置へ通知し、前記電力変換装置は、前記スケジュールに基
づく抑制を行う通知を受けた場合に前記信号に基づいて出力を制御すると共に前記信号の
受信に失敗した場合に前記電力変換装置の出力を停止し、前記スケジュールに基づく抑制
を行わない通知を受けた場合に前記信号の受信がなくとも出力を行う、ことを特徴とする
出力制御式電力変換システムである。
【００１１】
本発明の電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換しこの交流電力を電力系統へ出力
し、サーバから前記電力変換装置の出力を抑制するためのスケジュールを受信する制御装
置から送信される定期的な信号によって制御される電力変換装置であって、前記制御装置
から前記スケジュールに基づく抑制を行う通知を受けた場合に、前記信号に基づいて出力
を制御すると共に前記信号の受信に失敗した場合に前記電力変換装置の出力を停止し、前
記スケジュールに基づく抑制を行わない通知を受けた場合に前記信号の受信がなくとも出
力を行う、ことを特徴とする電力変換装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電力変換装置の出力を抑制しない地域でも出力抑制機能を有する電力変
換装置が変換した交流電力を正常に出力できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る電力変換システムを備えた発電システムの構成図である。
【図２】本発明に係る電力変換装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施例について以下、図に基づき説明する。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る電力変換装置２は、太陽光のように再生可能エネルギーから
得られる直流電力を電力系統（ＧＲＩＤという）８へ重畳可能な交流に変換するインバー
タ回路ＤＡを構成する電気部品が筐体内に収容されている。
図１は、複数の太陽電池（太陽電池モジュールともいう）ＰＶを備えた本発明に係る電力
変換システム１を備えた発電システム１０の構成図である。
【００１６】
図１において、発電システム１０は、太陽電池ＰＶと、太陽電池ＰＶで発電した直流電力
を交流電力に変換する電力変換システム１とを備える。
電力変換システム１は、太陽電池ＰＶで発電した直流電力を交流電力に変換しこの交流電
力を電力系統８へ出力する電力変換装置（パワーコンディショナともいう）２と、電力変
換装置２に接続されると共にインターネット４を介してサーバ３に接続された制御装置５
とを備える。
図１に示す形態は、複数の太陽電池ＰＶを備え、一つの太陽電池ＰＶに対して一つの電力
変換装置２が対応するように構成している（夫々、接続されている）。
【００１７】
制御装置５は、各電力変換装置２に接続され、通信モデム（ルータともいう）６を介して
インターネット４に接続されている。サーバ３は、各種のユーザがアクセス可能な大容量
を有し、その中に電力会社の管理下にあるデータを管理する部分を有し、その電力会社の
管理下にあるデータとして、電力変換装置２の出力を所定の状態に抑制するためのスケジ
ュール（出力抑制情報）７を備える。
【００１８】
制御装置５は、通信モデム６とインターネット４を介してサーバ３からスケジュール（出
力抑制情報）７を取得する。制御装置５は、取得したスケジュール（出力抑制情報）７に
基づいて電力変換装置２の出力を抑制するための信号を定期的に電力変換装置２に送信す
る。このため、電力変換装置２は、スケジュール（出力抑制情報）７に基づいて出力が制
御され、電力系統８の破壊を回避する。制御装置５は、動作状況を表示するためのモニタ
ー装置（表示部）９に接続される。
【００１９】
図２は、再生可能エネルギーの発電部として太陽電池ＰＶを採用する場合の電力変換装
置２において、太陽電池ＰＶが図１のように複数設けられる場合のその第１系統について
の説明である。
太陽電池ＰＶで発電した直流電力は、直流用リアクトルＬ１、コンデンサＣ１、ダイオ
ードＤ１及びスイッチング素子Ｓ１を含む昇圧回路ＢＳにて所定電圧に昇圧され、昇圧回
路ＢＳで昇圧した電力を複数のスイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５で構成する直流−交流変換回
路（インバータ回路という）ＤＡで電力系統８の周波数に同期する疑似正弦波の交流電力
に変換される。インバータ回路ＤＡから出力された交流電力は、リアクトルＬ２とコンデ
ンサＣ２で構成したローパスフィルタＬＦで正弦波状の波形に形成され、リレー接点ＲＹ
を介して電力系統８へ出力される。
【００２０】
電力変換装置２は、電力変換装置２自体の制御、及び制御装置５とのやり取りを行うた
めの制御部ＰＣを有する。スイッチング素子Ｓ１及びＳ２〜Ｓ５のスイッチングのタイミ
ング、及びリレーＲＹは、制御部ＰＣによって制御される。制御部ＰＣはマイクロプロセ
ッサ及びメモリを備えており、その動作を目視可能とするために表示器（モニタという）
ＨＪを有する。制御部ＰＣの電源回路ＧＤは、電力系統８のラインから交流・直流変換回
路を介して電力が供給される形態と、昇圧回路ＢＳの出力から供給される形態のいずれで
もよい。尚、表示器ＨＪとモニター装置９は別体となっていても良いし、一体となってい
ても良い。
【００２１】
図１に示すように、太陽電池ＰＶの第２系統、第３系統、第４系統というように複数設
けられる場合は、太陽電池ＰＶからインバータ回路ＤＡまで上記第１系統と同様の構成で
あり、インバータ回路ＤＡ以降の回路が共通となるように、第２系統、第３系統、第４系
統とが並列接続される構成である。
【００２２】
電力変換装置２の設置地域によって電力事情が異なり、前述のように電力変換装置２の出
力の抑制制御が必要な場合と、電力変換装置２の出力の抑制制御が必要ない場合とに適用
できるようにするために、電力変換装置２及び制御装置５は、スケジュール（出力抑制情
報）７に基づく抑制を行うか否かを設定可能である。その設定は設定手段である操作部１
３をユーザーが操作することによって行われる。
【００２３】
操作部１３は、有線で制御装置５に接続され、タッチパネル式またはその他の形態を有し
ている。また、操作部１３は、その機能がモニター装置９や表示器ＨＪに含まれるように
構成されても良い。
【００２４】
操作部１３が操作されると、操作部１３から有線を介して通知が制御装置５に送られる。
尚、操作部１３を形態端末などで構成し、無線で制御装置に通知が送られるようにしても
良い。この場合、携帯端末から送信される通知は、インターネット４を介して、通信モデ
ム６から制御装置５が受信するようにしても良いし、直接制御装置が受信するようにして
も良い。
【００２５】
有線及び無線のいずれの場合も、操作部１３によって制御装置５が抑制を行うか否かが設
定され、制御装置５は、操作部１３によって出力抑制制御を行うか否かの設定が変更され
ると、変更された設定の情報（出力抑制制御を行うか否かの情報）を電力変換装置２へ通
知する。この情報は制御装置５及び制御部ＰＣのメモリに記憶され、この通知の通り動作
するように夫々制御装置５及び電力変換装置２に設定される。
【００２６】
制御装置５及び電力変換装置２は、スケジュール（出力抑制情報）７に基づく抑制（出力
抑制制御）を行う通知を受けて、そのように設定されている場合に、まず、制御装置５が
、サーバ３から取得したスケジュール（出力抑制情報）７に基づいて電力変換装置２の出
力を抑制するための信号を定期的に電力変換装置２に送信する。電力変換装置２は、この
信号に基づいて出力を抑制制御すると共に、この信号の受信に失敗した場合に電力変換装
置２の出力を停止する。制御装置５及び電力変換装置２は、スケジュール（出力抑制情報
）７に基づく抑制を行わない通知を受けて、そのように設定されている場合に、制御装置
５は、前記信号の送信を止め、電力変換装置２は前記信号の受信がなくとも電力変換装置
２を定格出力で稼働する。
【００２７】
図１において、発電システム１０は、携帯端末を使用して、家庭やオフィスのエアコンデ
ィショナなどの電気機器１１を遠隔操作することに用いられるＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎ
ｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と称されるコントローラ１２に接続され
ており、ユーザが前記携帯端末から電気機器１１に対する制御指示を出力する。
【００２８】
発電システム１０では、上記携帯端末から送信される制御指示は、インターネット４に
接続されたサーバ３を介して、ＨＥＭＳコントローラ１２へ送信され、ＨＥＭＳコントロ
ーラ１２が各電気機器１１に対応するリレーＲＹ２を制御し、各電気機器１１はこの制御
指示に基づく制御状態に設定される。なお、上記携帯端末から送信される制御指示に対応
するサーバは、サーバ３とは別のサーバであってもよい。
【００２９】
次に、発電システム１０が出力抑制を行う場合の動作について説明する。制御装置５が
インターネット４を介してスケジュール（出力抑制情報）７を取得するものとする。
【００３０】
電力変換装置２が制御装置５と通信可能か否かの判定をする（ステップ１）。ステップ
１の判定が通信不可能との判定では、電力変換装置２は出力を停止する。ステップ１の判
定が通信可能との判定では、電力変換装置２はスケジュール（出力抑制情報）７を制御装
置５から取得可能か否かを判定し（ステップ２）、取得不可能の判定では、電力変換装置
２は出力を停止する。一方、ステップ２の判定が取得可能との判定では、電力変換装置２
はスケジュール（出力抑制情報）７を制御装置５から取得し（ステップ３）、電力変換装
置２の制御部ＰＣのメモリに出力抑制中との情報を記憶する（ステップ４）。そして電力
変換装置２はスケジュール（出力抑制情報）７に基づき出力を抑制する（ステップ５）。
【００３１】
この出力抑制制御の信号は、制御装置５から電力変換装置２の制御部ＰＣへ、定期的に、
例えば１分間隔で、スケジュール（出力抑制情報）７として出力され、例えば５分間スケ
ジュール（出力抑制情報）７の制御装置５からの送信または制御部ＰＣへの受信がない場
合は、制御部ＰＣは、電力変換装置２の出力を停止する。
【００３２】
スケジュール（出力抑制情報）７は、出力抑制を実施する年月日、時刻、抑制量である
。スケジュール（出力抑制情報）７の一例として、年月日が２０１７年６月１日、時刻が
１２時〜１３時、抑制量が７５％である。この場合、電力変換装置２は定格出力の７５％
を超えて出力しないように出力抑制される。このスケジュール（出力抑制情報）７以外の
年月日及び時刻では出力抑制なく、電力変換装置２は定格出力の１００％を出力可能とな
る。尚、抑制量は百分率で示していたが、電力変換装置の出力を示す情報であっても良い
。例えば、抑制後の出力電力指令値や抑制後の出力電流指令値などを利用することができ
る。
【００３３】
スケジュール（出力抑制情報）７は、上記のように定められた１日ではなく年間を通じ
て出力抑制を実施する年月日、時刻、抑制量を設定できる。このため、制御装置５及び電
力変換装置２の制御部ＰＣはカレンダー機能を有することにより、電力変換装置２は、年
間を通じて指定された年月日、時刻、抑制量で出力抑制を実施できる。
【００３４】
スケジュール（出力抑制情報）７に基づく抑制を行うか否かの設定は、電力変換装置２
を所定場所に所定状態に設置したとき、上記のように操作部１３による通知によって行わ
れる。
【００３５】
操作部１３によってスケジュール（出力抑制情報）７に基づく抑制を行うように通知され
た場合、制御装置５及び電力変換装置２の制御部ＰＣはメモリに出力抑制ありとの情報を
記憶し、制御装置５及び電力変換装置２はスケジュール（出力抑制情報）７に基づく抑制
を行う設定となる。そしてこの場合、上記のようにステップ１〜ステップ５の動作が行わ
れる。
【００３６】
一方、操作部１３によってスケジュール（出力抑制情報）７に基づく抑制を行わないよう
に通知された場合、制御装置５及び電力変換装置２の制御部ＰＣはメモリに出力抑制なし
との情報を記憶し、電力変換装置２の出力抑制が行われない。このため、電力変換装置２
は定格出力状態での稼働となる。
【００３７】
また、電力変換装置２は、スケジュール（出力抑制情報）７に基づく抑制を行う通知を受
けた場合において、制御装置５から電力変換装置２の制御部ＰＣへ送られる出力抑制制御
信号であるスケジュール（出力抑制情報）７の電力変換装置２での受信に失敗した場合、
電力変換装置２の出力を停止する。
【００３８】
また、スケジュール（出力抑制情報）７に基づく抑制を行わない通知を受けた場合、制御
装置５から電力変換装置２の制御部ＰＣへ送られる出力抑制制御信号であるスケジュール
（出力抑制情報）７の受信がなくとも、電力変換装置２は制御部ＰＣによって出力抑制を
行わない通常の定格出力状態で稼働する。
【００３９】
このように本発明によれば、電力変換装置２は、出力抑制信号の受信態勢において、出力
抑制信号の受信に失敗した場合は出力を停止するため、当該電力変換装置から抑制されな
い出力を電力系統へ重畳供給することがない。このため、電力系統の電圧上昇抑止効果が
得られる。
【００４０】
また、スケジュール（出力抑制情報）７に基づく抑制を行う通知を受けた場合は、出力抑
制動作によって電力系統８へ重畳供給する出力を抑制された適正出力状態にでき、スケジ
ュール（出力抑制情報）７に基づく抑制を行わない通知を受けた場合は、出力抑制信号の
受信がなくても出力することにより、出力を抑制する場合と、出力を抑制しない場合とを
選択できる。このため、出力を抑制する地域と、出力を抑制しない地域のいずれにも適用
できるものとなる。
【００４１】
再生可能エネルギーとして太陽光を取り上げたが、この他に風力、波動、その他の自然
エネルギーが本発明に適用できる。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・・・電力変換システム
２・・・・・電力変換装置
３・・・・・サーバ
４・・・・・インターネット
５・・・・・制御装置
６・・・・・通信モデム
７・・・・・スケジュール（出力抑制情報）
８・・・・・電力系統
９・・・・・モニター装置（表示部）
１０・・・・発電システム
ＤＡ・・・・インバータ回路
ＰＣ・・・・制御部
ＰＶ・・・・太陽電池
ＨＪ・・・・表示器
【図１】
2019017190.tif 000003
【図２】
2019017190.tif 000004