(57)【要約】【課題】複数のパワーコンディショナを通信接続し、各パワーコンディショナ毎に主局又は従局の設定が行われる発電システムにおいて、主局及び従局の通信ＩＤ設定の自動化を図る。【解決手段】いずれかのパワーコンディショナ１の通信制御部１４Ｂを主局としてまず設定し、この主局で従局ＩＤの発行状況を管理するとともに他のパワーコンディショナ１の通信制御部１４Ｂに対して従局設定動作の開始を指令させる。他のパワーコンディショナ１の通信制御部１４Ｂは、主局との通信によって順次ユニークな従局ＩＤが発行付与されるようにし、すべての他のパワーコンディショナ１の通信制御部１４Ｂの従局設定が完了すると従局設定動作を終了して、通常の通信動作を行わせる。【選択図】図１
2015222876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電部が出力する発電電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換する複数のパワーコンディショナを備え、各パワーコンディショナは、各パワーコンディショナ毎に設定されるユニークな通信ＩＤを用いて他の特定のパワーコンディショナとの間で通信可能であるとともに他の不特定のパワーコンディショナに対してブロードキャスト通信可能な通信制御部を備えた発電システムにおいて、
各パワーコンディショナの通信制御部は、他のパワーコンディショナの通信制御部から所定の従局設定動作開始指令を受信すると所定の従局設定動作を開始するとともに、所定の主局設定動作開始条件を満たすと所定の主局設定動作を開始するよう構成され、
主局設定動作を開始した通信制御部は、所定の主局ＩＤを自機の通信ＩＤとして設定して通信の主局として機能し、他のパワーコンディショナの通信制御部に対して前記従局設定動作開始指令をブロードキャスト通信により送信するとともに、複数の従局ＩＤの発行状況を管理し、
従局設定動作を開始した通信制御部は、所定のＩＤ発行要求開始条件を満たすと主局として機能する通信制御部に対してＩＤ発行要求を送信して返信を待機し、主局として機能する通信制御部は前記ＩＤ発行要求を受信すると複数の従局ＩＤのうち未発行の一つの従局ＩＤを選定して当該従局ＩＤを含むＩＤ発行信号を返信待機中の通信制御部に返信するとともに選定した従局ＩＤを発行済従局ＩＤとして管理し、返信待機中の通信制御部は、前記ＩＤ発行信号を受信すると返信待機状態を解除して選定された従局ＩＤを自機の通信ＩＤとして設定する
ことを特徴とする発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発電システムにおいて、各パワーコンディショナは操作部をさらに備え、各パワーコンディショナの通信制御部は、従局設定動作中ではないときに前記操作部が操作されると前記主局設定動作開始条件を満たしたと判定するとともに、従局設定動作中に前記操作部が操作されると前記ＩＤ発行要求開始条件を満たしたと判定することを特徴とする発電システム。
【請求項３】
発電部が出力する発電電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換する複数のパワーコンディショナを備え、各パワーコンディショナは、各パワーコンディショナ毎に設定されるユニークな通信ＩＤを用いて他の特定のパワーコンディショナとの間で通信可能であるとともに他の不特定のパワーコンディショナに対してブロードキャスト通信可能な通信制御部を備えた発電システムにおいて、
各パワーコンディショナの通信制御部は、他のパワーコンディショナの通信制御部から所定の従局設定動作開始指令を受信すると所定の従局設定動作を開始するとともに、所定の主局設定動作開始条件を満たすと所定の主局設定動作を開始するよう構成され、
主局設定動作を開始した通信制御部は、所定の主局ＩＤを自機の通信ＩＤとして設定して通信の主局として機能し、他のパワーコンディショナの通信制御部に対して前記従局設定動作開始指令をブロードキャスト通信により送信するとともに、複数の従局ＩＤの発行状況を管理し、
従局設定動作を開始した通信制御部は、所定のアルゴリズムに基づいて生成した仮ＩＤを自機の通信ＩＤとして仮設定して当該仮ＩＤを含むＩＤ承認要求を主局として機能する通信制御部に対して送信し、主局として機能する通信制御部は前記ＩＤ承認要求を受信すると発行済従局ＩＤに対して要求された仮ＩＤが重複していなければ要求された仮ＩＤを受信先として特定してＩＤ承認信号を返信するとともに要求された仮ＩＤを発行済従局ＩＤとして管理し、ＩＤ承認要求を送信した通信制御部は、主局として機能する通信制御部からのＩＤ承認信号の返信があれば要求した仮ＩＤを自機の通信ＩＤとして設定する一方、ＩＤ承認信号の返信がなければ前記仮ＩＤの生成及びＩＤ承認要求を再実行する
ことを特徴とする発電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の発電システムにおいて、各パワーコンディショナは操作部をさらに備え、各パワーコンディショナの通信制御部は、従局設定動作中ではないときに前記操作部が操作されると前記主局設定動作開始条件を満たしたと判定することを特徴とする発電システム。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の発電システムにおいて、主局として機能する通信制御部は、所定周期で通信要求信号を他の通信制御部に対して送信し、従局設定動作を開始した通信制御部は、前記通信要求信号の受信時点を基準として通信ＩＤ毎に設定された遅延時間後に前記ＩＤ承認要求を送信し、これにより、２以上の従局設定動作を開始した通信制御部が同じ仮ＩＤを生成して同時にＩＤ承認要求を送信したときにこれら２以上のＩＤ承認要求の混信によって当該ＩＤ承認要求が主局として機能する通信制御部に受信されないように構成されていることを特徴とする発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のパワーコンディショナを通信接続してなる発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に開示された従来の太陽光発電システムにおいては、太陽電池アレイが設置される家屋の屋根形状や大きさの多様性やユーザーの多様な要望等に柔軟に対応可能とするために、複数の太陽電池アレイ毎にパワーコンディショナ（分散電源装置）をそれぞれ設置し、この複数のパワーコンディショナを表示器の接続端子に接続して、表示器の接続台数設定時に各接続端子に対して確認信号を送信し、確認信号に呼応したパワーコンディショナからの返信信号の有無に基づいてパワーコンディショナの接続台数が自動設定されて表示されるように構成されている。
【０００３】
また、下記の特許文献２には、スレーブ機器の識別情報と通信アドレスとを対応付けてアドレステーブルに登録することにより、通信アドレス設定の自動化を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６６３９５４号公報
【特許文献２】特許第５２４７８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されたシステムでは、表示器による通信制御によって各パワーコンディショナにおける発電電力の情報が収集されるものであり、すべてのパワーコンディショナは表示器の通信制御下で表示器に対して返信信号を送信するように構成されている。
【０００６】
一方、本願出願人は、複数のパワーコンディショナを互いに通信接続し、いずれか一のパワーコンディショナを主局（マスター）に、その他のパワーコンディショナを従局（スレーブ）に設定して、主局に各種情報を集約させて柔軟なシステム構成に対応し得る発電システムの開発を行っている。かかる構成では、各局にユニークな通信ＩＤを割り当て、特定の一の主局ＩＤが設定されたパワーコンディショナが主局として動作するように構成することにより、主局と従局とで同一構成のパワーコンディショナを共用でき、量産性と製品管理の簡素化とによるコスト低減を図りつつも、パワーコンディショナ自体が自律的に通信制御することによる各パワーコンディショナにおける発電量等の情報の収集管理を行うことができる。
【０００７】
しかし、このように複数のパワーコンディショナが相互に通信するシステム構成とするには、各局毎にユニークな通信ＩＤを正しく設定する必要があるが、施工時に各パワーコンディショナのＩＤ設定が正しく行われず重複してしまうと、重複ＩＤが設定されたパワーコンディショナが正常な通信を行うことができない。さらに、各パワーコンディショナの施工後に正常な通信ができなかった場合に、正しく設定されていないパワーコンディショナの特定が煩雑ですべてのパワーコンディショナについて一々設定確認する必要があり、かかる再設定作業に時間がかかってしまうという問題がある。また、ＩＤの設定方法には、ハードウェア的にロータリーディップスイッチを用いたり、作業者のスイッチ操作等によってソフトウェア的にＥＥＰＲＯＭにＩＤを記憶させる方法などがあるが、前者の場合には基板の実装面積を考慮しなければならない問題があり、また、後者の場合には、各パワーコンディショナのそれぞれにおいてスイッチ操作で専用の設定モードなどに入って設定していくこととなり、設定の手間がかかるという問題がある。
【０００８】
上記特許文献２にはスレーブ機器の通信アドレス設定の自動化を図る技術が開示されているものの、各スレーブ機器に固有の識別情報が設定されていることを前提とする技術であり、固有の識別情報が設定されていない場合の自動化を図ることができない。
【０００９】
そこで、本発明は、各パワーコンディショナに固有の識別情報を使用しなくとも複数のパワーコンディショナ間の通信の確立を可能な限り自動化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。
【００１１】
すなわち、本発明は、発電部が出力する発電電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換する複数のパワーコンディショナを備え、各パワーコンディショナは、各パワーコンディショナ毎に設定されるユニークな通信ＩＤを用いて他の特定のパワーコンディショナとの間で通信可能であるとともに他の不特定のパワーコンディショナに対してブロードキャスト通信可能な通信制御部を備えた発電システムにおいて、各パワーコンディショナの通信制御部は、他のパワーコンディショナの通信制御部から所定の従局設定動作開始指令を受信すると所定の従局設定動作を開始するとともに、所定の主局設定動作開始条件を満たすと所定の主局設定動作を開始するよう構成されていることを特徴とするものである。ここで、主局設定動作を開始した通信制御部は、所定の主局ＩＤを自機の通信ＩＤとして設定して通信の主局として機能し、他のパワーコンディショナの通信制御部に対して前記従局設定動作開始指令をブロードキャスト通信により送信するとともに、複数の従局ＩＤの発行状況を管理する。また、従局設定動作を開始した通信制御部は、所定のＩＤ発行要求開始条件を満たすと主局として機能する通信制御部に対してＩＤ発行要求を送信して返信を待機する。さらに、主局として機能する通信制御部は前記ＩＤ発行要求を受信すると複数の従局ＩＤのうち未発行の一つの従局ＩＤを選定して当該従局ＩＤを含むＩＤ発行信号を返信待機中の通信制御部に返信するとともに選定した従局ＩＤを発行済従局ＩＤとして管理し、返信待機中の通信制御部は、前記ＩＤ発行信号を受信すると返信待機状態を解除して選定された従局ＩＤを自機の通信ＩＤとして設定するように構成されている。
【００１２】
かかる本発明の発電システムによれば、施工者が各通信ＩＤの設定を行う必要がなく、主局として機能する通信制御部が従局ＩＤを順次発行していくことにより従局として機能する通信制御部の通信ＩＤ設定を自動化することができ、重複ＩＤの誤設定を防止して迅速かつ的確にすべてのパワーコンディショナの通信ＩＤの設定を実行することができる。
【００１３】
上記本発明の発電システムにおいて、各パワーコンディショナは操作部をさらに備え、各パワーコンディショナの通信制御部は、従局設定動作中ではないときに前記操作部が操作されると前記主局設定動作開始条件を満たしたと判定するとともに、従局設定動作中に前記操作部が操作されると前記ＩＤ発行要求開始条件を満たしたと判定するものであってよい（請求項２）。これによれば、主局設定動作を開始させるための操作部と、従局設定動作を開始させるための操作部との共通化を図り、部品点数の削減並びにコスト低減を図ることができるとともに、２以上の通信制御部において主局設定動作が開始されてしまうことを回避できる。
【００１４】
また、本発明は、発電部が出力する発電電力を電力系統に系統連系する交流電力に変換する複数のパワーコンディショナを備え、各パワーコンディショナは、各パワーコンディショナ毎に設定されるユニークな通信ＩＤを用いて他の特定のパワーコンディショナとの間で通信可能であるとともに他の不特定のパワーコンディショナに対してブロードキャスト通信可能な通信制御部を備えた発電システムにおいて、各パワーコンディショナの通信制御部は、他のパワーコンディショナの通信制御部から所定の従局設定動作開始指令を受信すると所定の従局設定動作を開始するとともに、所定の主局設定動作開始条件を満たすと所定の主局設定動作を開始するよう構成されていることを特徴とするものである。ここで、主局設定動作を開始した通信制御部は、所定の主局ＩＤを自機の通信ＩＤとして設定して通信の主局として機能し、他のパワーコンディショナの通信制御部に対して前記従局設定動作開始指令をブロードキャスト通信により送信するとともに、複数の従局ＩＤの発行状況を管理するものであってよい。また、従局設定動作を開始した通信制御部は、所定のアルゴリズムに基づいて生成した仮ＩＤを自機の通信ＩＤとして仮設定して当該仮ＩＤを含むＩＤ承認要求を主局として機能する通信制御部に対して送信する。主局として機能する通信制御部は前記ＩＤ承認要求を受信すると発行済従局ＩＤに対して要求された仮ＩＤが重複していなければ要求された仮ＩＤを受信先として特定してＩＤ承認信号を返信するとともに要求された仮ＩＤを発行済従局ＩＤとして管理し、ＩＤ承認要求を送信した通信制御部は、主局として機能する通信制御部からのＩＤ承認信号の返信があれば要求した仮ＩＤを自機の通信ＩＤとして設定する一方、ＩＤ承認信号の返信がなければ前記仮ＩＤの生成及びＩＤ承認要求を再実行するように構成できる（請求項３）。
【００１５】
かかる本発明によっても、施工者が各通信ＩＤの設定を行う必要がなく、従局設定動作中の通信制御部が生成した仮ＩＤを、主局として機能する通信制御部が重複設定を回避しつつ承認していくことにより従局として機能する通信制御部の通信ＩＤ設定を自動化することができ、重複ＩＤの誤設定を防止して迅速かつ的確にすべてのパワーコンディショナの通信ＩＤの設定を実行することができる。
【００１６】
上記発電システムにおいて、各パワーコンディショナは操作部をさらに備え、各パワーコンディショナの通信制御部は、従局設定動作中ではないときに前記操作部が操作されると前記主局設定動作開始条件を満たしたと判定するものとすることができる（請求項４）。これによれば、２以上の通信制御部において主局設定動作が開始されてしまうことを回避できる。
【００１７】
さらに、主局として機能する通信制御部は、所定周期で通信要求信号を他の通信制御部に対して送信し、従局設定動作を開始した通信制御部は、前記通信要求信号の受信時点を基準として通信ＩＤ毎に設定された遅延時間後に前記ＩＤ承認要求を送信するものとすることができる（請求項５）。これによれば、２以上の従局設定動作を開始した通信制御部が同じ仮ＩＤを生成して同時にＩＤ承認要求を送信したときにこれら２以上のＩＤ承認要求の混信によって当該ＩＤ承認要求が主局として機能する通信制御部に受信されないように構成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る発明によれば、施工者が各通信ＩＤの設定を行う必要がなく、主局として機能する通信制御部が従局ＩＤを順次発行していくことにより従局として機能する通信制御部の通信ＩＤ設定を自動化することができ、重複ＩＤの誤設定を防止して迅速かつ的確にすべてのパワーコンディショナの通信ＩＤの設定を実行することができる。
【００１９】
さらに、請求項２に係る発明によれば、主局設定動作を開始させるための操作部と、従局設定動作を開始させるための操作部との共通化を図り、部品点数の削減並びにコスト低減を図ることができるとともに、２以上の通信制御部において主局設定動作が開始されてしまうことを回避できる。
【００２０】
また、本発明の請求項３に係る発明によれば、施工者が各通信ＩＤの設定を行う必要がなく、従局設定動作中の通信制御部が生成した仮ＩＤを、主局として機能する通信制御部が重複設定を回避しつつ承認していくことにより従局として機能する通信制御部の通信ＩＤ設定を自動化することができ、重複ＩＤの誤設定を防止して迅速かつ的確にすべてのパワーコンディショナの通信ＩＤの設定を実行することができる。
【００２１】
さらに請求項４に係る発明によれば、２以上の通信制御部において主局設定動作が開始されてしまうことを回避できる。
【００２２】
また、請求項５に係る発明によれば、２以上の従局設定動作を開始した通信制御部が同じ仮ＩＤを生成して同時にＩＤ承認要求を送信したときにこれら２以上のＩＤ承認要求の混信によって当該ＩＤ承認要求が主局として機能する通信制御部に受信されないように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る発電システムの全体ブロック図である。
【図２】同発電システムのパワーコンディショナのブロック図である。
【図３】同発電システムのパワーコンディショナ間の通信タイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図４】同発電システムのパワーコンディショナの通信制御部の制御構成の一実施例を示すフローチャートである。
【図５】同発電システムのパワーコンディショナの通信制御部の制御構成の別の実施例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明の一実施形態に係る太陽光発電システムを示し、該発電システムは、複数（図示例では９つ）の太陽電池アレイ２（以下、「発電部」という。）と、各発電部２に対応してそれぞれ設けられた複数のパワーコンディショナ１とから主構成されている。各パワーコンディショナ１は、対応する発電部２が発電出力する直流電力を商用電力系統３に系統連系する交流電力に変換して系統に出力するものである。最上部に図示されたパワーコンディショナ１は通信上のマスター機として動作するよう設定され、その他のパワーコンディショナ１は通信上のスレーブ機として動作するよう設定されるものとして例示している。なお、本実施形態では、すべてのパワーコンディショナ１は同一仕様の製品として出荷され、現場で設置する際に施工者が自動設定機能の実行操作を行うことでマスター機若しくはスレーブ機の設定が行われてパワーコンディショナ１間の通信が確立するものとなされている。また、本明細書において、マスター機として動作するパワーコンディショナ１を単に「マスター機１」ということがあり、スレーブ機として動作するパワーコンディショナ１を単に「スレーブ機１」ということがあるものとする。
【００２６】
各パワーコンディショナ１の出力は系統３に対して並列に接続されており、系統３には住宅内の種々の電気負荷４が接続されている。この電気負荷４に対して系統電力よりも発電電力を優先供給するために、パワーコンディショナ１の出力の実効電圧は系統電力の実効電圧よりも僅かに大きくなるように調整され、電気負荷４で消費しきれない余剰発電電力は系統３に逆潮流させることで売電するようになっている。系統３と電気負荷４との間には、売買電電力を測定するための電圧センサ５及び電流センサ６（カレントトランス）が設けられており、これらセンサ５，６は、マスター機１の入力端子５Ａ，６Ａに接続されている。また、発電電力量や売買電電力量を表示するための外部モニタ装置７が設けられ、該外部モニタ装置７は、マスター機１の二芯通信端子７Ａに接続された無線インターフェース７Ｂを介して所定の通信プロトコルによって通信制御部１４Ｂ（図２参照）と互いに通信するようになっている。なお、二芯通信端子７Ａには給湯器７Ｃやそのリモコン（図示せず）など、二芯通信回路を具備する適宜の機器を接続して、通信により種々の情報交換を行うことができる。
【００２７】
各発電部２は、従来公知の適宜の構成であってよく、一般的には、複数の太陽電池モジュールを直列乃至並列に接続してなり、建物の屋根などに設置される。各発電部２は、発電出力される直流電力が対応するパワーコンディショナ１の電力入力部１ａに入力されるように配線接続されている。なお、昇圧接続箱を介して発電部２をパワーコンディショナ１の電力入力部１ａに入力させることもできる。発電部２としては、例えば１００〜１４０Ｖ程度の定格発電電力の太陽電池アレイを採用でき、太陽光発電パネルの発電量が不足する場合、例えば早朝や夕方或いは悪天候時など太陽光発電パネルに直射日光が照射されない場合には、パワーコンディショナ１の入力電圧は日照量に応じて低下する。
【００２８】
各パワーコンディショナ１は、図２に示すように、ＤＣリンクコンデンサにより構成されるＤＣリンク部１０と、発電部２から供給される直流電力を交流の系統電圧の最大値（例えば２００Ｖ交流電力の場合は２８０Ｖ）に対応する所定電圧（例えば３５０Ｖ）に昇圧するよう電力変換してＤＣリンク部１０に出力する昇圧チョッパ回路からなるＤＣ／ＤＣコンバータ１１と、ＤＣリンク部１０から供給される直流電力を系統電力に連系する交流電力に電力変換して系統３に出力するための電圧形ブリッジインバータ１２（ＤＣ／ＡＣインバータ）と、インバータ１２の出力側に設けられた解列用保護リレー１３と、主として電力変換動作制御を行う電力変換制御部１４Ａと、主として通信制御や表示制御を行うための通信制御部１４Ｂとを備えている。
【００２９】
コンバータ１１を構成する昇圧チョッパ回路は、昇圧リアクトル１１０と、該昇圧リアクトル１１０への昇圧動作時の電流の逆流を防止する昇圧用整流器１１１と、昇圧リアクトル１１０の蓄積エネルギーを制御するＩＧＢＴなどのスイッチング素子１１２とを備えており、整流器１１１のカソード側がＤＣリンク部１０の正極側に接続されている。電力変換制御部１４ＡはＭＰＰＴ制御に基づきスイッチング素子１１２のオン／オフを制御することによりコンバータ１１の入出力電力制御を行うように構成されている。
【００３０】
インバータ１２は、フルブリッジ形の電圧形ブリッジインバータであり、４つのＩＧＢＴなどのスイッチング素子１２０をＨブリッジ形に接続するとともに各スイッチング素子１２０に帰還ダイオード１２１を並列接続することにより構成されており、その出力側には連系リアクトル１２２が設けられている。このインバータ１２は、電力変換制御部１４Ａによるいわゆる電流モード制御（電圧形インバータの電流制御）を行うことによって出力電流を制御するものであり、系統３への電力出力時はＤＣリンク部１０からの直流電力がＰＷＭ制御若しくはＰＡＭ制御によって交流電力に変換され系統へ出力される。
【００３１】
発電部２とコンバータ１１との間の直流電路には、発電部２からパワーコンディショナ１に供給される直流電力の電圧を測定する電圧センサ８と、上記直流電路を流れる電流値を検出する電流センサ９とが設けられている。なお、これら電圧センサ８及び電流センサ９は、図示実施例ではパワーコンディショナ１の筐体に内蔵しているが、筐体の外部において直流電路に接続することもできる。電圧センサ８及び電流センサ９の検出値は電力変換制御部１４Ａに入力され、上記コンバータ１１及びインバータ１２の動作制御のパラメータや発電量の演算等のために利用される。
【００３２】
また、本実施形態では、ＤＣリンク部１０から電力変換制御部１４Ａ及び通信制御部１４Ｂに動作電力を給電するように構成されており、これにより発電中は発電電力によって各制御部１４Ａ，１４Ｂを動作させることができるようになっている。具体的には、パワーコンディショナ１は、制御部１４Ａ，１４Ｂの電源として機能するレギュレータ１４０と、該レギュレータ１４０の電力入力端子にＤＣリンク部１０から直流電力を供給するための給電線１４１を備え、該給電線１４１には逆流防止用ダイオード１４２が設けられている。
【００３３】
さらに、インバータ１２の動作を停止させるが保護リレー１３を閉動作させたままにすることにより、ブリッジ接続された４つの帰還ダイオード１２１を、交流の系統電力を直流電力に変換してＤＣリンク部１０に供給するＡＣ／ＤＣコンバータとして機能させ、系統電力がＤＣリンク部１０を介して上記制御部１４Ａ，１４Ｂに動作電力として給電されるようになっている。
【００３４】
電力変換制御部１４Ａは、主としてコンバータ１１及びインバータ１２における各電力変換動作並びに保護リレー１３の遮断動作を制御するものであり、通信制御部１４Ｂは、主として外部機器との各種通信制御を行うものである。これら各制御機能は制御プログラムとして実装することができるが、各制御機能に対応する専用回路によって構成されていてもよい。電力変換制御部１４Ａと通信制御部１４ＢとはＵＡＲＴ通信によって相互に通信可能に接続されている。
【００３５】
各パワーコンディショナ１の通信制御部１４Ｂは、図１に示すように、通信ユニット１５を介してデジタルデータバス３０に接続され、すべてのパワーコンディショナの通信制御部１４Ｂが相互に通信可能に接続されて、各パワーコンディショナ１毎に設定されるユニークな通信ＩＤを用いて他の特定のパワーコンディショナとの間でユニキャスト通信可能であるとともに他の不特定のパワーコンディショナに対してブロードキャスト通信可能に構成されている。通信ユニット１５としては例えばＲＳ−４８５規格のシリアル通信ユニットなどの単一通信ライン上で半二重方式による１対多の通信を行う通信ユニットを用いることができ、該通信ユニット１５はデータバス３０を流れるデータをすべて取り込んで通信制御部１４Ｂに送出するように構成されている。すなわち、通信ユニット１５においては後述のＩＤによる受信データの取捨選択は行わず、自局のＩＤとは異なる他のＩＤ宛のデータもすべて通信制御部１４Ｂに送出する。該通信ユニット１５は２つの接続ポート１５ａを備えて、カスケード接続で複数のパワーコンディショナ１の通信制御部１４Ｂを順次接続可能に構成されている。通信プロトコルとしては、マスター機１の通信制御部１４Ｂ（主局）が各スレーブ機１の通信制御部１４Ｂ（従局）との通信を制御するマスター・スレーブ方式を採用することが好ましい。例えば、図３に示すように、マスター機１の通信制御部１４Ｂが、所定周期（例えば５秒毎）でデータバス３０に通信要求信号をブロードキャストし、該通信要求信号を受信した各スレーブ機１の通信制御部１４Ｂが、通信要求信号の受信時点を基準として通信ＩＤ毎に設定された遅延時間後から１パケット分のデータ容量内で発電部２の発電量情報やその他の情報を含む応答データ信号をデータバス３０に送出して、該応答データ信号をマスター機１の通信制御部１４Ｂがデータバス３０から受信するように構成できる。なお、異なる通信ＩＤの各パケット通信のための通信割当時間Ｔｓ（例えば数十ミリ秒）の間には所定のインターバルＴｍ（例えば、数十ミリ秒）を設けておくことが好ましい。
【００３６】
また、各パワーコンディショナ１の筐体のフロントパネルには、７セグメント表示器により構成される複数桁の表示部３１と、運転開始操作部３２と、通信設定動作開始操作部３３（操作部）とが配設されている。各パワーコンディショナ１の通信制御部１４Ｂは、上記表示部３１の表示動作を制御するとともに、各操作部３２，３３の操作を監視する。パワーコンディショナ１の初回起動時や、停電の発生等による解列動作時においては、運転開始操作部３２の操作がなされるまではパワーコンディショナ１による電力変換動作が開始しないように構成されており、動作停止時に運転開始操作部３２が操作されると、通信制御部１４Ｂが電力変換制御部１４Ａに対して動作開始指令信号を送出し、該信号を受けて電力変換制御部１４Ａが電力変換動作のための上記コンバータ及びインバータの制御を開始する。
【００３７】
各パワーコンディショナ１のマスター機及びスレーブ機の設定は、いずれかのパワーコンディショナ１の通信設定動作開始操作部３３を操作することにより自動的に行われ、操作部３３が操作されたパワーコンディショナ１がマスター機として設定され、その他のパワーコンディショナ１がスレーブ機として設定されるように各通信制御部１４Ｂが構成されている。本実施形態では、各通信制御部１４Ｂにユニークな通信ＩＤを自動設定することによって各通信制御部１４Ｂが主局若しくは従局に設定されるように構成されており、通信制御部１４Ｂが主局に設定されたパワーコンディショナ１がマスター機となされ、通信制御部１４Ｂが従局に設定されたパワーコンディショナ１がスレーブ機となる。具体的には、例えば、各通信制御部１４Ｂに設けた不揮発性メモリからなる通信ＩＤ設定記憶部に「０」（主局ＩＤ）が設定されると該通信制御部１４Ｂは主局として動作し、一方、「１」〜「９」（従局ＩＤ）のいずれかが設定されると該通信制御部１４Ｂは従局として動作するように構成できる。なお、本明細書において、マスター機１の通信制御部１４Ｂを単に「主局」ということがあり、スレーブ機１の通信制御部１４Ｂを単に「従局」ということがあるものとする。
【００３８】
マスター機１の電力変換制御部１４Ａには、売買電電力を測定するための上記電圧センサ５及び電流センサ６の検出信号が系統電圧センサ接続端子５Ａ及び買電電力計測用電流センサ接続端子６Ａを介して入力され、売買電電力量の演算処理が行われるように制御構成され、該電力変換制御部１４Ａの演算結果は主局１４Ｂに送信される。また、上記主局１４Ｂには、ガス消費量を測定するためのガスメータ１６が出力するガス消費量計測パルス信号がガスメータ接続端子１６Ａを介して入力され、ガス消費量の演算処理が行われるように制御構成される。さらに、主局１４Ｂには、水道消費量を測定するための水道メータ１７が出力する水道消費量計測パルス信号が水道メータ接続端子１７Ａを介して入力され、水道消費量の演算処理が行われるように制御構成される。また、主局１４Ｂは、各従局１４Ｂから供給される各発電部２の発電量情報に基づいて全発電部２のトータル発電量の演算処理等が行われるように制御構成される。
【００３９】
そして、主局は、外部モニタ装置７との通信が確立した後、外部モニタ装置７に対して、トータル発電量情報、売買電電力量情報、ガス消費量情報、水道消費量情報、各パワーコンディショナ１の動作状況情報などを送信し、外部モニタ装置７はこれら情報を管理してユーザーからの操作指令等に応じた情報を画面表示する。また、マスター機１の電力変換制御部１４Ａは、発電部２の出力電圧が所定値（例えば１００Ｖ）以上であるときはコンバータ１１及びインバータ１２を動作させることにより電力変換動作を行う一方、発電部２の出力電圧が所定値未満であるときはコンバータ１１及びインバータ１２を停止させるが保護リレー１３は閉動作させたままとして、商用電力系統からＤＣリンク部１０を介して制御部１４Ａ，１４Ｂに給電されるようにし、日夜を問わず常時マスター機１の制御部１４Ａ，１４Ｂが動作継続するように構成されている。
【００４０】
一方、スレーブ機１の電力変換制御部１４Ａは、電力変換動作中に対応する発電部２の出力電圧が所定値（例えば１００Ｖ）未満に低下したことを電圧センサ８の検出値に基づいて検出すると、電力変換動作を継続して行うには発電量が不足しているものとみなして、コンバータ１１及びインバータ１２を停止させて電力変換動作を停止させるとともに、保護リレー１３を開動作させることにより、発電量の低下によりＤＣリンク部１０の電圧が動作継続不能なレベルまで降圧してパワーダウンするように構成されている。なお、ＤＣリンク部１０における降圧を待たずに、積極的にシャットダウン処理を行うように構成することもできる。
【００４１】
なお、スレーブ機１の制御部１４Ａ，１４Ｂは、発電部２が発電していない夜間は電源断状態であるが、夜明けに伴って発電部２の発電量が上昇してコンバータ１１の入力側の電圧が上昇し、昇圧用整流器１１１を介してＤＣリンク部１０が制御部１４Ａ，１４Ｂの起動に必要な電圧まで昇圧されると再起動するようになっている。
【００４２】
また、各パワーコンディショナ１の通信制御部１４Ｂは、自機に主局ＩＤが設定されている場合にデータバス３０に所定周期で通信要求信号を送出する要求指令手段と、自局に従局ＩＤのいずれかが設定されている場合にデータバス３０を介して通信要求信号を受信するとデータバス３０に応答データ信号を送出する応答手段とを備えており、これら各手段は所定のプログラムコードを実行するマイクロプロセッサによって実現され、通信制御部１４Ｂの電源がオンするとともにこれら各手段が各々の実行条件を満足することにより実行されるようになっている。
【００４３】
主局の上記要求指令手段は、既に説明したように、例えば５秒間隔で所定のデータ要求指令信号をデータバス３０にブロードキャストする。一方、各従局は、データバス３０を介して主局１４Ｂからのデータ要求指令信号を受信すると、受信時点から自局に設定されている従局ＩＤに応じて定められた所定の遅延時間後に、自局の従局ＩＤを送信元として付加するとともに主局ＩＤを送信先として付加して応答データ信号をデータバス３０に送出する。この遅延時間としては、例えば、最も遅れて応答する従局ＩＤについて例えば１秒程度とすることができ、より具体的には、通信要求信号の受信時点から起算して（１００ミリ秒×従局ＩＤ）の遅延時間後に各従局から順次応答データ信号が返信されるように構成できる。
【００４４】
主局の通信ユニット１５は、通信要求信号の送出後即座に受信モードに設定され、各従局からデータバス３０を介して返信される応答データ信号を受信する。また、従局の通信ユニット１５も自局が送信していないときは受信モードに設定され、他の従局１４Ｂが主局１４Ｂに向けて返信する応答データ信号を傍受可能に構成されている。
【００４５】
次に、本発明の特徴的構成である各通信制御部１４Ｂ間の通信確立のための制御構成について説明する。
【００４６】
図４は、各通信制御部１４Ｂの初期起動時の通信確立制御フローの一実施例を示しており、上記通信設定動作開始操作部３３の操作がなされると（ステップＳ１）、該操作を行った通信制御部１４Ｂにおいて主局設定動作が開始される（ステップＳ２）。主局設定動作を開始した通信制御部１４Ｂは、主局ＩＤを自機の通信ＩＤとして通信ＩＤ設定記憶部に設定し（ステップＳ３）、これにより主局として機能して上述した主局の動作が開始される。次に、主局は、従局ＩＤとして発行可能なＩＤと各ＩＤが発行済であるか未発行であるかなどの複数の従局ＩＤの発行状況を管理するための発行管理テーブルを作成乃至初期化するとともに（ステップＳ４）、他の通信制御部１４Ｂに対して従局設定動作開始指令をブロードキャストにより送信する（ステップＳ５）。次に、従局設定動作開始指令に対する応答として他のいずれかの通信制御部１４ＢからＩＤ発行要求を受信すると（ステップＳ６）、従局ＩＤ発行管理テーブルを参照して複数の従局ＩＤのうち未発行の一つの従局ＩＤを選定して、当該従局ＩＤを通信データとして含むＩＤ発行信号を返信待機中の通信制御部１４Ｂにブロードキャスト通信によって返信するとともに、選定した従局ＩＤを発行済従局ＩＤとして発行管理テーブルを更新管理し、表示部３１に発行済ＩＤをすべて一覧表示する（ステップＳ７）。次に、主局設定動作終了条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ８）、満たしていない場合にはステップＳ６に戻り、満たす場合には主局設定動作の終了処理を行うとともに他の通信制御部１４Ｂにブロードキャスト通信によって設定動作終了指令を送信し（ステップＳ９）、これで通信確立制御を終了して上述した通常動作制御を行う。なお、主局設定動作終了条件は適宜のものであってよく、例えば、設定可能なすべての従局ＩＤがすべて発行されると主局設定動作を終了させたり、操作部３３の操作（より好ましくは長押しなど）がなされると主局設定動作を強制終了させたり、若しくは、予め従局台数を入力設定可能に構成しておいて、設定された台数の従局ＩＤが発行されると主局設定動作を終了させるなど、適宜のものであってよい。
【００４７】
一方、ステップＳ１において操作部３３が未操作と判定された場合は、次に他の通信制御部１４Ｂから上記従局設定動作開始指令を受信したか否かを判定し（ステップＳ１０）、受信していない場合はステップＳ１に戻り、受信した場合には当該通信制御部１４Ｂにおいて従局設定動作が開始される（ステップＳ１１）。従局設定動作を開始した通信制御部１４Ｂは、操作部３３が操作されるまで待機する（ステップＳ１２）。なお、この段階では、主局以外のすべての通信制御部１４Ｂにおいて従局設定動作が開始されて操作部３３の操作を待機しており、各通信制御部１４Ｂの操作部３３の操作を一つずつ順番に行い、複数の通信制御部１４Ｂの操作部３３を同時に操作しないようにする必要がある。施工者によって従局設定動作を開始した複数の通信制御部１４Ｂのうちのいずれか一つの操作部３３が操作されると、これをＩＤ発行要求操作として受け付けて、主局に対してＩＤ発行要求をユニキャスト若しくはブロードキャストにより送信し（ステップＳ１３）、主局からのＩＤ発行信号の返信を待機する（ステップＳ１４）。返信待機中の通信制御部１４Ｂは、前記ＩＤ発行信号を受信すると、上記ステップＳ１４の待機ループを抜けて（返信待機状態を解除して）、ＩＤ発行信号に含まれる選定された従局ＩＤを自機の通信ＩＤとして通信ＩＤ設定記憶部に設定し（ステップＳ１５）、これにより当該通信制御部１４Ｂが従局としての動作を開始する。上記ステップ１１以降の従局設定動作は、従局となる各通信制御部１４Ｂ毎に順次個別に行わせて、主局以外のすべての通信制御部１４Ｂに従局ＩＤを半自動的に発行させることができる。なお、主局から設定動作終了指令を受信するまでは操作部３３の操作待機（ステップ１２）に制御を戻すようにしており、これにより、万一２以上の通信制御部１４Ｂに同じ従局ＩＤが設定されてしまった場合に、容易かつ迅速に従局ＩＤの再発行操作を行えるようにしている。そして、主局から設定動作終了指令を受信すると（ステップＳ１６）、従局設定動作の終了処理を行って（ステップＳ１７）、従局としての通信確立制御を終了し、その後通常の動作制御を行う。
【００４８】
図５は、各通信制御部１４Ｂの初期起動時の通信確立制御フローの別の実施例を示しており、図４に示す実施例と同様の構成については同符号を付して詳細説明を省略し、本実施例の説明の容易のためにまず従局設定動作について説明する。
【００４９】
主局として設定すべき通信制御部１４Ｂの主局設定動作を開始させると（ステップＳ２）、該通信制御部１４Ｂから他のすべての通信制御部１４Ｂに従局設定動作開始指令が送信されて、他のすべての通信制御部１４Ｂにおいて従局設定動作が開始する（ステップＳ１１）。従局設定動作を開始した各通信制御部１４Ｂは、可能な限りユニークな仮ＩＤを所定のアルゴリズムに基づいて生成する（ステップＳ１９）。このようなアルゴリズムは例えば疑似乱数生成アルゴリズムなどの適宜のものとすることができる。より具体的に例を挙げれば、各パワーコンディショナ１は電源投入時からの経過時間を例えば秒単位で計測する計時手段を備えることができ、従局設定動作開始指令を受信した時点の上記経過時間に基いて、例えば１分１秒経過であれば仮ＩＤを１として生成することができる。
【００５０】
従局設定動作を開始したすべての通信制御部１４Ｂにおいてそれぞれ仮ＩＤが生成されて自機の通信ＩＤとして仮設定され、仮ＩＤに対応する図３に示す通信タイミングで各通信制御部１４Ｂが主局に対してＩＤ承認要求を送信する（ステップＳ１９）。ＩＤが重複していない仮ＩＤが設定された通信制御部１４Ｂから主局へのＩＤ承認要求の通信は正常に送受信されるが、２以上の通信制御部１４Ｂが生成する仮ＩＤが重複した場合には、図３に示す通信タイミングで２以上の通信制御部１４Ｂから同時にＩＤ承認要求が送信されることとなり、この場合には、各通信制御部１４Ｂの動作クロックのわずかなずれや、データバス３０上のわずかな通信遅延によって複数のＩＤ承認要求信号が混信して意味不明な信号となり、これらＩＤ承認要求は主局に受信されることなく破棄される。なお、上記ＩＤ承認要求の通信データ部に仮ＩＤを含ませることもできるし、また、送信元を示すヘッダ部に仮ＩＤを含ませるのみであってもよい。
【００５１】
主局が従局設定動作開始指令の応答として従局設定動作中の各通信制御部１４ＢからＩＤ承認要求を受信すると（ステップＳ６’）、従局ＩＤ発行管理テーブルを参照して既に発行済の従局ＩＤと、ＩＤ承認要求がなされた仮ＩＤとの重複を確認し（ステップＳ１８）、未発行の仮ＩＤの承認を求める通信制御部１４Ｂに対して順次ＩＤ承認信号（単純なＡＣＫ信号であってもよい）をユニキャスト通信によって送信するとともに当該仮ＩＤを発行済従局ＩＤとして発行管理テーブルを更新管理し、表示部３１に発行済ＩＤをすべて一覧表示する（ステップＳ７’）。
【００５２】
一方、混信等によってＩＤ承認要求が主局に受信されなかった場合、並びに、仮ＩＤが既に発行済であった場合には、それらの通信制御部１４Ｂに対して主局は何ら返信を行わずにステップＳ８へ移行する。
【００５３】
上記ステップＳ１９でＩＤ承認要求を送信した各通信制御部１４Ｂは、所定の通信周期、例えば従局として設定可能な台数に応じて１０通信周期（例えば５０秒）の間、主局からのＩＤ承認信号の受信を待ち（ステップＳ１４’）、ＩＤ承認信号を受信すると承認要求した仮ＩＤを自機の通信ＩＤとして本設定して（ステップＳ１５’）、主局からの設定動作終了指令の受信を待機する（ステップＳ１６）。一方、ＩＤ承認信号を所定時間受信しなかった場合には、所定のインターバル（例えば３０秒）を置いた後（ステップＳ２０）、ステップＳ１９に戻って仮ＩＤの再生成並びにＩＤ承認要求の再送信を行う。なお、仮ＩＤの再生成にあたっては、すでに発行された従局ＩＤとの重複を回避するために、ステップＳ１４’及びＳ２０の待機中に主局と他の通信制御部１４Ｂとの間の通信を傍受することによって、主局に対して承認要求がなされていない空きＩＤを抽出し、これら空きＩＤの中から所定のアルゴリズムに基づいて仮ＩＤを生成することが好ましい。
【００５４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  パワーコンディショナ
１４Ｂ  通信制御部
【図１】
2015222876.tif 000003
【図２】
2015222876.tif 000004
【図３】
2015222876.tif 000005
【図４】
2015222876.tif 000006
【図５】
2015222876.tif 000007