(57)【要約】【課題】分散電源の発電効率を良好に保ちつつ蓄電池が放電する電力の逆潮流を防止する電力制御装置、電力制御システム、および電力制御方法を提供する。【解決手段】逆潮流可能な電力を出力する分散電源１３０、および蓄電池１４０を系統３００と連系して、負荷２００に電力を供給可能な電力制御装置１は、分散電源１３０および蓄電池１４０の少なくとも一方が出力する直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ２０と、蓄電池１４０が出力する電力を昇降圧することにより制御するＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、インバータ２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する制御部１０と、を備え、制御部１０は、電力制御装置１から負荷２００に供給される電力が抑制される際、蓄電池１４０が出力する電力を停止するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御し、蓄電池１４０が出力する電力が停止したら、インバータ２０が電力の出力を抑制しないように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆潮流可能な電力を出力する分散電源、および蓄電池を系統と連系して、負荷に電力を供給可能な電力制御装置であって、
前記分散電源および前記蓄電池の少なくとも一方が出力する直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、
前記蓄電池が出力する電力を昇降圧することにより制御するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力制御装置から負荷に供給される電力が抑制される際、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御する、電力制御装置。
【請求項２】
前記分散電源および前記蓄電池からの直流電力を統合する中間リンクコンデンサを備え、
前記制御部は、前記中間リンクコンデンサの電圧が所定以上になると、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御する、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記蓄電池が出力する電力が所定以下になる時、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御する、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記電力制御装置から系統に出力される電力が所定以上になる時、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御する、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項５】
逆潮流可能な電力を出力する分散電源と、
蓄電池と、
前記分散電源および前記蓄電池を系統と連系して、負荷に電力を供給可能な電力制御装置と、を含む電力制御システムであって、
前記電力制御装置は、
前記分散電源および前記蓄電池の少なくとも一方が出力する直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、
前記蓄電池が出力する電力を昇降圧することにより制御するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力制御装置から負荷に供給される電力が抑制される際、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御する、電力制御システム。
【請求項６】
逆潮流可能な電力を出力する分散電源、および蓄電池を系統と連系して、負荷に電力を供給可能な電力制御装置の電力制御方法であって、
前記電力制御装置は、
前記分散電源および前記蓄電池の少なくとも一方が出力する直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、
前記蓄電池が出力する電力を昇降圧することにより制御するＤＣ／ＤＣコンバータと、
を備え、
前記電力制御装置から負荷に供給される電力が抑制される際、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するステップと、
前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御するステップと、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、電力制御システム、および電力制御方法に関するものである。より詳細には、本発明は、逆潮流可能な電力を出力する太陽光発電などの分散電源、および蓄電池を系統と連系して、負荷に電力を供給可能な電力制御装置に関するものである。さらに、本発明は、このような電力制御装置を含む電力制御システム、および、このような電力制御装置の電力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池およびバッテリのような電源装置の電力が商用電力系統へ逆潮流するのを防止する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術では、商用電源から負荷へ供給される電力が所定値以下に減少したら、逆潮流を抑制するための抑制指令信号を発令し、抑制指令信号発令中は商用電源から負荷へ供給される電力が予め定めた値を維持するようにしている。その結果、負荷が変動した場合、上述した電源装置から負荷への供給電力が増減して、商用電源の供給電力は前述の一定値を維持し、このような電源装置から商用電源への電力の逆潮流を未然に防止できる。
【０００３】
また、太陽光発電および蓄電池などの分散電源に対応したパワーコンディショナのような電力制御装置において、商用電力系統に連系して運転することにより、宅内などの負荷に電力を供給しつつ、余剰電力を系統に逆潮流させて売電可能にするものがある。このような電力制御装置において、現在、太陽光発電による電力は逆潮流させて系統に売電することができるが、蓄電池が放電する電力を売電することはできず、蓄電池の放電による電力が系統に逆潮流するのを防止しなければならない。
【０００４】
このように、太陽電池等の逆潮流可能な電源と、逆潮流不可能な蓄電池とを併用して運転を行う場合、蓄電池が放電する際はインバータが出力する電力を制限する等して系統への逆潮流が発生しないようにする技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４３６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４は、従来の電力制御装置において、逆潮流を抑制する際の動作を説明する図である。図４においては、縦方向が電力の流れの方向（順潮流方向・逆潮流方向）および大きさを表し、横方向が時間の経過を表している。
【０００７】
以下、例えば太陽電池および蓄電池を含む分散電源が連系運転している最中に、例えば宅内の負荷が急激に低下する場面を想定して説明する。このように負荷が急激に低下する場合、それまで太陽電池が発電していた電力および充電池が放電していた電力が消費されなくなる。このため、それまでは系統から電力制御装置へと順潮流で流れていた電力は、次第に電力制御装置から系統へと逆潮流の方向に流れることになる。図４は、点Ａまでは系統から電力制御装置に順潮流の電力が流れていたが、点Ａからは順潮流の電力が低下するとともに逆潮流の電力が増大した様子を示している。
【０００８】
このままでは逆潮流の発生が増大してしまうため、電力制御装置は、インバータの電力変換を制限するなど調整して、系統への逆潮流電力が生じないようにする。図４に示す点Ｂの時点では、インバータによる電力調整の効果が現れ、以後、逆潮流方向の電力の流れは低下し、点Ｃの時点で逆潮流の電力がなくなったことを示している。さらに、入出力する電力の均衡をとるように、蓄電池の放電電力を抑制することもできる。すなわち、上述のようにインバータの電力を制限する際に、このインバータの電力に追従させて、蓄電池が放電する電力を抑制することができる。
【０００９】
しかしながら、このようにして逆潮流が発生を防止しようとすると、以下のような問題が生じる。
【００１０】
まず、負荷が急激に低下すると、系統への逆潮流電力が瞬間的に大きくなるため、インバータの電力変換を制限したとしても、このような制限が急激であると、蓄電池放電電力の抑制が間に合わないおそれがある。このような場合、蓄電池放電に起因する逆潮流が発生してしまうおそれがある。また、逆潮流の電力が瞬間的に大きくなると、太陽電池および蓄電池の双方と並列に接続された中間リンクコンデンサの電圧である中間リンク電圧も上昇するという問題もある。
【００１１】
さらに、上述のようにインバータの電力変換を制限したとしても、太陽電池の発電を抑制しない場合は、たとえインバータの電力に追従させて蓄電池の放電を停止しても、中間リンク電圧は上昇することになる。すなわち、図４において、点Ｃ以降、逆潮流電力はほぼ発生していないが、点Ｄ〜点Ｅの辺りにおいて、太陽電池は発電を続けるため、中間リンク電圧は上昇し続けることになる。中間リンク電圧が上昇すると、やがて中間リンクコンデンサの容量が満たされ、それ以上の中間リンク電圧の上昇には対応できなくなる。なお、蓄電池の放電をインバータの電力に追従させて抑制する場合にも、追従遅れが発生することに起因して、中間リンク電圧は多少上昇し得る。このような場合、蓄電池の放電を抑制するとともに、さらに太陽電池による発電も抑制すれば、中間リンク電圧の上昇を抑えることができる。しかしながら、このような手法は、潜在的な発電の機会を逃すことにつながるため、効率の良い発電とは言い難い。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、分散電源の発電効率を良好に保ちつつ蓄電池が放電する電力の逆潮流を防止する電力制御装置、電力制御システム、および電力制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する第１の観点に係る発明は、
逆潮流可能な電力を出力する分散電源、および蓄電池を系統と連系して、負荷に電力を供給可能な電力制御装置であって、
前記分散電源および前記蓄電池の少なくとも一方が出力する直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、
前記蓄電池が出力する電力を昇降圧することにより制御するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力制御装置から負荷に供給される電力が抑制される際、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御するものである。
【００１４】
また、前記分散電源および前記蓄電池からの直流電力を統合する中間リンクコンデンサを備え、
前記制御部は、前記中間リンクコンデンサの電圧が所定以上になると、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御してもよい。
【００１５】
また、前記制御部は、前記蓄電池が出力する電力が所定以下になる時、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御してもよい。
【００１６】
また、前記制御部は、前記電力制御装置から系統に出力される電力が所定以上になる時、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御してもよい。
【００１７】
また、上記目的を達成する第２の観点に係る発明は、
逆潮流可能な電力を出力する分散電源と、
蓄電池と、
前記分散電源および前記蓄電池を系統と連系して、負荷に電力を供給可能な電力制御装置と、を含む電力制御システムであって、
前記電力制御装置は、
前記分散電源および前記蓄電池の少なくとも一方が出力する直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、
前記蓄電池が出力する電力を昇降圧することにより制御するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記インバータおよび前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電力制御装置から負荷に供給される電力が抑制される際、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御するものである。
【００１８】
上記目的を達成する第３の観点に係る発明は、
逆潮流可能な電力を出力する分散電源、および蓄電池を系統と連系して、負荷に電力を供給可能な電力制御装置の電力制御方法であって、
前記電力制御装置は、
前記分散電源および前記蓄電池の少なくとも一方が出力する直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、
前記蓄電池が出力する電力を昇降圧することにより制御するＤＣ／ＤＣコンバータと、
を備え、
前記電力制御装置から負荷に供給される電力が抑制される際、前記蓄電池が出力する電力を停止するように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御するステップと、
前記蓄電池が出力する電力が停止したら、前記インバータが電力の出力を抑制しないように制御するステップと、を含むものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、分散電源の発電効率を良好に保ちつつ蓄電池が放電する電力の逆潮流を防止する電力制御装置、電力制御システム、および電力制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る電力制御装置を概略的に示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電力制御装置の動作を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電力制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】従来の電力制御装置による動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置を含む構成を概略的に示す図である。
【００２３】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る電力制御装置１は、制御部１０、インバータ２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０を備えている。電力制御装置１は、さらに、中間リンクコンデンサ２２、電圧センサ２４，２６，３２，４２、および電流センサ２８，３４，４４，５０も備えている。以下の説明において、従来よく知られている要素および機能部については、適宜、説明を簡略化または省略する。
【００２４】
また、図１に示すように、電力制御装置１は、太陽電池１３０、蓄電池１４０、負荷２００、および系統３００に接続されている。このように、電力制御装置１は、太陽電池１３０および蓄電池１４０を系統３００と連系して、負荷２００に電力を供給可能に構成される。
【００２５】
制御部１０は、電力制御装置１の各機能部をはじめとして電力制御装置１の全体を制御および管理する。制御部１０は、例えばマイコンまたはプロセッサなどで構成することができる。特に、本実施形態において、制御部１０は、インバータ２０、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０、およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御および管理する。このため、制御部１０は、これらの各機能部に制御ラインにより接続されている。
【００２６】
本実施形態において、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御することにより、太陽電池１３０が発電する電力を制御する。また、本実施形態において、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御することにより、蓄電池１４０が放電する電力を制御する。さらに、本実施形態において、制御部１０は、インバータ２０を制御することにより、電力制御装置１が出力する電力を制御する。制御部１０によるこれらの制御については、さらに後述する。
【００２７】
インバータ２０は、太陽電池１３０および蓄電池１４０の少なくとも一方が出力する直流電力を、交流電力に変換して出力する。このため、インバータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とを並列接続した出力端に、さらに接続されている。また、インバータ２０が直流電力を交流電力に変換した出力端には、宅内などの負荷２００および系統３００に接続されている。負荷２００は、図１においては、１つのみを例示してあるが、家庭の宅内などで電力を必要とする、任意の個数の各種の負荷とすることができる。図１に示すように、インバータ２０は、系統３００に接続されることにより、太陽電池１３０および蓄電池１４０を系統３００と連系して、負荷２００に電力を供給可能に構成される。
【００２８】
中間リンクコンデンサ２２は、分散電源１３０および蓄電池１４０からの直流電力を統合する。このため、中間リンクコンデンサ２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とを並列接続した出力端がインバータ２０に接続される手前の段に、さらに接続されている。この中間リンクコンデンサ２２に印加される電圧は、中間リンクコンデンサ２２の両端に並列列続される電圧センサ２４によって検出される。このようにして検出された中間リンクコンデンサ２２の電圧は、制御部１０に通知される。
【００２９】
また、インバータ２０から系統３００に出力される電力は、負荷２００に供給される前段において、電圧センサ２６によって電圧が検出され、電流センサ２８によって電流が検出される。このようにして検出された電圧および電流は、制御部１０に通知される。
【００３０】
さらに、電力制御装置１は、インバータ２０から系統３００に出力される電力のうち、負荷２００に供給された後の電力を検出するために、電流センサ５０を備えている。電流センサ５０は、例えば、ＣＴ（Current Transformer：変流器）とすることができる。しかしながら、電流を検出することができる要素であれば、任意のものを採用することができる。この電流センサ５０は、本実施形態においては、逆電力防止用ＣＴとして用いる。電流センサ５０が検出する電流および電圧センサ２６が検出する電圧から、インバータ２０から系統３００に出力される電力のうち、負荷２００に供給された後の電力、すなわち逆潮流電力を算出することができる。電流センサ５０が検出した電流は、制御部１０に直接または間接的に通知されるようにする。
【００３１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、太陽電池１３０が発電する電力を昇降圧することにより制御する。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、太陽電池１３０が発電する電力の出力端に接続される。また、太陽電池１３０からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に出力される電力は、電圧センサ３２によって電圧が検出され、電流センサ３４によって電流が検出される。このようにして検出された電圧および電流は、制御部１０に通知される。
【００３２】
太陽電池１３０は、太陽光を利用して発電することができ、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する。本実施形態において、太陽電池１３０は、例えば家の屋根などにソーラパネルを設置して、太陽光を利用して発電するような態様を想定している。しかしながら、本発明において、太陽電池１３０は、太陽光のエネルギーを電力に変換できるものであれば、任意のものを採用することができる。図１においては、太陽電池１３０を１つのみ例示してあるが、任意の個数の各種の太陽電池を接続することができる。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、蓄電池１４０が出力する電力を昇降圧することにより制御する。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、蓄電池１４０が放電する電力の出力端に接続される。また、蓄電池１４０からＤＣ／ＤＣコンバータ４０に出力される電力は、電圧センサ４２によって電圧が検出され、電流センサ４４によって電流が検出される。このようにして検出された電圧および電流は、制御部１０に通知される。
【００３４】
蓄電池１４０は、充電された電力を放電することにより、電力を供給することができる。また、蓄電池１４０は、電力系統または太陽電池１３０等から供給される電力を充電することもできる。本実施形態においては、主として蓄電池１４０の放電時の動作について説明し、充電時の動作については、詳細な説明は省略する。図１においては、蓄電池１４０を１つのみ例示してあるが、任意の個数の各種の蓄電池を接続することができる。
【００３５】
次に、本実施形態に係る電力制御装置１の動作について説明する。
【００３６】
図２は、本発明の実施形態に係る電力制御装置１の動作を説明する図である。まず、本実施形態に係る電力制御装置１の動作の基本概念を説明する。以下、上述した「発明が解決しようとする課題」の欄において、図４を用いて説明したのと同様の場面について説明する。すなわち、太陽電池１３０および蓄電池１４０を備える電力制御装置１が連系運転している最中に、負荷２００が急激に低下する場面を想定して説明する。図２において、図４で説明したのと同様の記号などについては説明を省略する。
【００３７】
負荷２００が急激に低下すると、それまで太陽電池１３０が発電していた電力および充電池１４０が放電していた電力が消費されなくなる。このため、それまでは系統３００から電力制御装置１へと順潮流で流れていた電力は、次第に電力制御装置１から系統へと逆潮流３００の方向に流れることになる。図２に示すように、点Ａ’までは系統３００から電力制御装置１に順潮流の電力が流れていたが、点Ａ’からは順潮流の電力が低下するとともに逆潮流の電力が増大している。
【００３８】
このままでは逆潮流の発生が増大してしまうため、本実施形態において、制御部１０は、インバータ２０の電力変換を制限するように制御を行う。また、本実施形態において、制御部１０は、インバータ２０の電力変換の制限に追従させて、蓄電池１４０の放電電力も抑制するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する。このような制御により、図２に示す点Ｂ’の時点では、インバータによる電力調整の効果が現れ、以後、逆潮流方向の電力の流れは低下し、点Ｃ’の時点で逆潮流の電力がなくなっている。
【００３９】
一方、上述したように、インバータ２０の電力変換の制限および蓄電池１４０の放電電力の抑制を行ったとしても、負荷２００が急激に低下して系統への逆潮流電力が瞬間的に大きくなり、蓄電池放電電力の抑制が間に合わないおそれがある。また、太陽電池１３０の発電を抑制しない場合は、たとえインバータ２０の電力変換の制限および蓄電池１４０の放電電力の抑制を行ったとしても、中間リンクコンデンサ２２の電圧は上昇する。このような場合、逆潮流の発生を防止することができないおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施形態において、制御部１０は、電力制御装置１から負荷２００に供給される電力が抑制される際、蓄電池１４０が出力する電力を停止するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する。そして、制御部１０は、蓄電池１４０が出力する電力が停止したら、インバータ２０が電力の出力を抑制しないように制御する。ここで、「電力制御装置１から負荷２００に供給される電力が抑制される際」とは、典型的には負荷２００が低下する場面を想定することができ、例えばインバータ２０による変換電力を制限する時とすることができる。
【００４１】
また、上述のような本実施形態による制御を行うにあたり、電力制御装置１から負荷２００に供給される電力が抑制されるタイミングは、例えば、次のようなタイミングをトリガとすることができる。すなわち、本実施形態において、制御部１０は、中間リンクコンデンサ２２の電圧が所定以上になった時をトリガとして、上述のような制御を行うことができる。これは、例えばリンク電圧が所定の閾値を超えた場合とすることができ、例えば電圧センサ２４が検出する電圧が所定の閾値を超えた際とすることができる。このような閾値は、制御部１０において予め設定しておくのが好適である。
【００４２】
また、本実施形態において、制御部１０は、蓄電池１４０が出力する電力が所定以下になった時をトリガとして、上述のような制御を行うこともできる。これは、例えば蓄電池１４０の放電電力がゼロまたはほぼゼロになった場合とすることができる。このような場合とは、例えば電圧センサ４２が検出する電圧および電流センサ４４が検出する電流から算出した電力が、ゼロに近い所定の閾値以下となった際とすることができる。このような閾値も、制御部１０において予め設定しておくのが好適である。
【００４３】
さらに、本実施形態において、制御部１０は、電力制御装置１から系統に出力される電力が所定以上になった時をトリガとして、上述のような制御を行うこともできる。これは、例えば瞬間的な逆潮流電力が制限を大幅に超えた場合とすることができる。このような場合とは、例えば電圧センサ２６が検出する電圧および電流センサ５０が検出する電流から算出した電力が、比較的大きな所定の閾値を超えた際とすることができる。このような閾値も、制御部１０において予め設定しておくのが好適である。
【００４４】
このような制御により、図２に示すように、逆潮流方向の電力の流れは点Ｂ’の時点から低下し、点Ｃ’の時点以降は逆潮流の電力がなくなり、点Ｄ’の時点でＤＣ／ＤＣコンバータ４０の制御により蓄電池１４０が出力する電力は停止する。すると、点Ｄ’以降は蓄電池１４０が出力する電力は停止しているため、電力制御装置１から系統３００への逆潮流を発生させることができる。したがって、点Ｄ’以降、インバータ２０は太陽電池１３０の電力の出力を抑制しないように制御する。これにより、点Ｅ’以降、太陽電池１３０が発電する電力を逆潮流させて売電することができる。
【００４５】
このように、本実施形態に係る電力制御装置１によれば、中間リンク電圧が過度に上昇することを防止しつつ、蓄電池１４０を放電する際の逆潮流の発生を防止ないし抑制することができる。また、電力の流れが順潮流から逆潮流へと切り替わるタイミングにおいても、太陽電池１３０は最大発電を継続することができる。太陽電池１３０が発電する電力は、逆潮流可能であるので、太陽電池１３０を常に最大で動作状態にしておくことにより、効率の良い発電を行うことができる。
【００４６】
次に、本実施形態に係る電力制御装置１の動作の実施例について、さらに具体的に説明する。
【００４７】
図３は、本発明の実施形態に係る電力制御装置１の動作を具体的に説明するフローチャートである。本フローチャートは、定期的にスタートから繰り返し実行することを想定している。
【００４８】
まず、図３に示す動作がスタートすると、制御部１０は、蓄電池１４０の動作モードを検出し、蓄電池１４０が放電を行っているか、または充放電を停止しているかを判別する（ステップＳ１１）。
【００４９】
ステップＳ１１において蓄電池１４０が停止している場合、制御部１０は、停止時間カウンタを所定量進めてから（ステップＳ１２）、当該カウンタの加算によって停止時間が所定の時限に達したか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において停止時間が所定の時限にまだ達していない場合、制御部１０は、スタートから図３の動作を繰り返す。
【００５０】
ステップＳ１３において停止時間が所定の時限に達したと判定されたら、制御部１０は、インバータ２０の電力制限値を下げるとともに、蓄電池１４０が電力を放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御し、停止時間カウンタをゼロにする（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において「インバータ２０の電力制限値を下げる」とは、上述したように、インバータ２０の電力変換を制限することにより、インバータ２０が出力する電力を低下させることである。ここで、インバータ２０の電力変換の制限は、例えば数１０ワットのような所定量を規定しておく。これは、蓄電池１４０の放電を開始する際に、インバータ２０において多少のマージンをもたせて電力を若干買電している状態にしておかないと、交流電力の変動により、逆潮流が発生するおそれがあることを考慮している。
【００５１】
ステップＳ１４の後、図３の動作を再びスタートすると、ステップＳ１１においては、蓄電池１４０が放電していると判別されるため、制御部１０は、ステップＳ１５に進んで動作を続行する。ステップＳ１１〜Ｓ１５のようにするのは、蓄電池１４０が現在停止状態にあるということは、以前は放電していた状態であったと想定され、蓄電池１４０の停止と放電とを切り替える際は、所定の時間の経過を待つよう定められているような場合を想定している。
【００５２】
ステップＳ１５においては、制御部１０は、逆潮流する電力がインバータ２０の電力制限値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において逆潮流する電力がインバータ２０の電力制限値を超えていない場合、当面逆潮流する電力は発生しないため、逆潮流時間カウンタをゼロにして（ステップＳ１６）、ステップＳ１８に進んで動作を続行する。一方、ステップＳ１５において逆潮流する電力がインバータ２０の電力制限値を超えた場合、このままでは逆潮流する電力が発生するため、逆潮流時間カウンタを所定量進めてから（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に進んで動作を続行する。なお、ステップＳ１５においては、逆潮流する電力がインバータ２０の電力制限値を超えた状態が連続して何秒間か継続したことを検出して、ステップＳ１７に進むのが好適である。逆潮流する電力がただの１度のみインバータ２０の電力制限値を超えた状態を検出したことに基づいてステップＳ１７に進むと、当該検出が誤検出である可能性もあるからである。
【００５３】
ステップＳ１８においては、図２において説明した本実施形態による制御を行うトリガとして、各種の要件を挙げることができる。例えば、ステップＳ１８において、制御部１０は、逆潮流時間カウンタが所定の時限に達したか否かを判定することができる。
【００５４】
また、ステップＳ１８において、制御部１０は、逆潮流する電力が、インバータ２０の電力制御値よりも大幅に高い所定の閾値を超えたか否かを判定することができる。ここで、インバータ２０の電力制御値よりも大幅に高い所定の閾値とは、逆潮流する電力が一瞬たりとも超えるべきではない電力の値として、インバータ２０の電力制御値に例えば１５００Ｗのような値を加えた閾値とすることができる。また、ここで、インバータ２０の電力制御値とは、例えば１００Ｗのような、先の１５００Ｗのような値からはかなり低い値を想定している。
【００５５】
さらに、ステップＳ１８において、制御部１０は、逆潮流する電力がインバータ２０の電力制御値を超えるとともに、蓄電池１４０が放電を停止した、または、リンク電圧が目標よりもやや高い値を超えたか否かを判定することができる。ここで、リンク電圧の目標よりもやや高い値とは、例えばリンク電圧の電圧値に１０Ｖを加算した値とすることができる。
【００５６】
ステップＳ１８においては、上述のいずれも満たされないと判定される場合には、制御部１０は、ステップＳ１９に進んで動作を続行し、上述のうち少なくとも１つが満たされたと判定される場合には、制御部１０は、ステップＳ２０に進んで動作を続行する。
【００５７】
ステップＳ１９に進む場合には、直ちに逆潮流が発生するおそれはない。したがって、ステップＳ１９においては、制御部１０は、インバータ２０の電力制限値を下げるとともに、蓄電池１４０が電力を放電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御してから、スタートに戻り図３の動作を繰り返す。
【００５８】
一方、ステップＳ２０に進む場合、直ちに逆潮流が発生するおそれがある。したがって、ステップＳ２０において、制御部１０は、インバータ２０の電力制限値を最大にして、インバータ２０から出力される電力がゼロになるように制御するとともに、蓄電池１４０の放電を強制的に停止するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御する。さらに、ステップＳ２０において、制御部１０は、蓄電池１４０が電力の放電を停止する停止モードになるように制御を行い、逆潮流時間カウンタをゼロにしてから、スタートに戻り図３の動作を繰り返す。
【００５９】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る電力制御装置によれば、分散電源の発電効率を良好に保ちつつ蓄電池が放電する電力の逆潮流を防止することができる。
【００６０】
本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせて実施することもできる。
【００６１】
上述した実施形態においては、分散電源の一例として太陽電池１３０を採用して説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、太陽電池１３０は、逆潮流可能な電力を出力する任意の分散電源とすることができる。逆潮流可能な電力を出力する分散電源としては、例えば、燃料電池などを採用することができる。
【００６２】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した実施形態に係る電力制御装置１のような電力制御装置を含む電力制御システムとして実現することもできる。この場合、本発明に係る電力制御装置を含む電力制御システムは、電力制御装置１の他に、太陽電池１３０、蓄電池１４０、負荷２００、および系統３００を含んで構成される。
【００６３】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した実施形態に係る電力制御装置１のような電力制御装置による電力制御方法として実現することもできる。この場合、本発明に係る電力制御装置の電力制御方法は、電力制御装置１から負荷２００に供給される電力が抑制される際、蓄電池１４０が出力する電力を停止するようにＤＣ／ＤＣコンバータ４０を制御するステップと、蓄電池１４０が出力する電力が停止したら、インバータ２０が電力の出力を抑制しないように制御するステップと、を含んで構成される。
【符号の説明】
【００６４】
１  電力制御装置
１０  制御部
２０  インバータ
２２  中間リンクコンデンサ
２４，２６，３２，４２  電圧センサ
２８，３４，４４  電流センサ
３０，４０  ＤＣ／ＤＣコンバータ
５０  電流センサ
１３０  太陽電池または燃料電池
１４０  蓄電池
２００  負荷
３００  系統
【図１】
2015122900.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015122900.tif 000006