(57)【要約】【課題】パワーコンディショナが検出する系統電力の検出電圧値と、実際の系統電力の電圧値との間に相違がある場合、売電可能な電力が不要に減少し、太陽電池発電設備が生成する直流電力を有効に活用することができない。【解決手段】電力変換装置（Ｐ１）は、交流ノード（Ｎａｃ）および直流ノード（Ｎｄｃ）と接続された双方向インバータ（１０）と、双方向インバータの電力変換能力を制御する制御部（ＣＴＬ１）と、を備える。制御部は、交流ノードの電圧（Ｖｏ）が、受電点（２）の受電点上限電圧値より大きく設定された出力抑制電圧を超えると、出力抑制信号（Ｓ１）に基づき、双方向インバータの電力変換能力を抑制する。【選択図】図１
2015116064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置であって、
直流電力が印加される直流ノードと、
交流電力が印加される交流ノードと、
前記直流ノードおよび前記交流ノードと接続された双方向インバータと、
前記交流ノードにおける出力電流の値を検出する出力電流検出部と、
前記交流ノードにおける出力電圧の値を検出する出力電圧検出部と、
前記双方向インバータの電力変換能力を制御する出力抑制信号を出力する制御部と、
を備え、
前記双方向インバータは、前記交流ノードと電力配線で接続された受電点へ、前記出力電流を供給し、
前記制御部は、前記出力電圧の値が、前記受電点の受電点上限電圧値より大きく設定された出力抑制電圧を超えると、前記出力抑制信号に基づき、前記双方向インバータの電力変換能力を抑制する、電力変換装置。
【請求項２】
前記出力抑制電圧は、前記受電点上限電圧値と、前記電力配線の抵抗値および前記出力電流の値の乗算値と、の加算値である、請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御部は、
配線インピーダンス記憶部を有し、
前記配線インピーダンス記憶部は、前記電力配線の抵抗値を保持する、請求項２記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御部は、
配線インピーダンス情報設定部と、
配線インピーダンス情報記憶部と、
配線インピーダンス情報比較部と、
を有し、
前記配線インピーダンス情報設定部は、配線インピーダンス情報に基づき、前記電力配線の太さおよび長さの値を出力し、
前記配線インピーダンス情報記憶部は、前記電力配線の太さおよび長さの複数の組み合わせ毎の配線抵抗値を格納し、
前記配線インピーダンス情報比較部は、前記配線インピーダンス情報設定部が出力する前記電力配線の太さおよび長さの値の組み合わせに対応する前記配線抵抗値を、前記配線インピーダンス情報記憶部から読出して、前記電力配線の抵抗値として出力する、請求項２記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御部は、配線インピーダンス設定部を有し、
前記配線インピーダンス設定部は、
買電時において、前記出力電圧検出部が出力する買電電圧、および前記出力電流検出部が出力する買電電流と、
零出力時において、前記出力電圧検出部が出力する零出力電圧、および前記出力電流検出部が出力する零出力電流と、
に基づき、前記電力配線の抵抗値を出力する、請求項２記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記制御部は、所定の時間毎に、前記電力配線の抵抗値を更新する、請求項５記載の電力変換装置。
【請求項７】
出力電流閾値を格納する閾値電流保持部を、さらに備え、
前記制御部は、
前記交流ノードにおける出力電流の値が前記出力電流閾値より小さい場合、前記受電点上限電圧値を前記出力抑制電圧の値に設定し、
上記交流ノードにおける出力電流の値が前記出力電流閾値より大きい場合、前記受電点上限電圧値および受電点補正電圧値の加算値を前記出力抑制電圧の値に設定する、請求項１記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換装置に関し、特に、パワーコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、直流電力を生成する太陽電池発電設備は、パワーコンディショナを介して、交流電力を供給する系統電力と接続される。太陽電池発電設備が生成する直流電力に余剰電力が発生した場合、パワーコンディショナが備える双方向インバータは、直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を系統電力へ逆潮流、即ち、余剰電力を売電する。この売電に伴う系統電力の電圧値上昇を抑制するため、売電時におけるパワーコンディショナが出力する交流電圧には上限値が設定されている。このため、パワーコンディショナは、出力する交流電圧の値が系統電力の上限電圧値を超えないように、双方向インバータの電力変換能力を制御する。
【０００３】
特許文献１は、パワーコンディショナが系統電圧上昇抑制制御を実行しているときに、パワーコンディショナが備える双方向インバータの直流電力側と接続される蓄電池を、直流発電設備が生成する直流電力で充電する構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３９０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パワーコンディショナは、系統電力の電圧値が上限値を超えないように、自身が生成する交流電圧の値を検出し、その検出電圧値に基づき、双方向インバータが生成する交流電力の抑制動作を実行する。検出電圧値と系統電力の電圧値との間に相違がある場合、売電可能な電力が、不要に減少し、その結果、太陽電池発電設備が生成する直流電力を有効に活用することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電力変換装置であって、直流電力が印加される直流ノードと、交流電力が印加される交流ノードと、直流ノードおよび交流ノードと接続された双方向インバータと、交流ノードにおける出力電流の値を検出する出力電流検出部と、交流ノードにおける出力電圧の値を検出する出力電圧検出部と、双方向インバータの電力変換能力を制御する出力抑制信号を出力する制御部と、を備え、双方向インバータは、交流ノードと電力配線で接続された受電点へ、出力電流を供給し、制御部は、出力電圧の値が、受電点の受電点上限電圧値より大きく設定された出力抑制電圧を超えると、出力抑制信号に基づき、双方向インバータの電力変換能力を抑制する、電力変換装置である。
【０００７】
本発明の電力変換装置において、出力抑制電圧は、受電点上限電圧値と、電力配線の抵抗値および出力電流の値の乗算値と、の加算値である。
【０００８】
本発明の電力変換装置において、制御部は、配線インピーダンス記憶部を有し、配線インピーダンス記憶部は、電力配線の抵抗値を保持する。
【０００９】
本発明の電力変換装置において、制御部は、配線インピーダンス情報設定部と、配線インピーダンス情報記憶部と、配線インピーダンス情報比較部と、を有し、配線インピーダンス情報設定部は、配線インピーダンス情報に基づき、電力配線の太さおよび長さの値を出力し、配線インピーダンス情報記憶部は、電力配線の太さおよび長さの複数の組み合わせ毎の配線抵抗値を格納し、配線インピーダンス情報比較部は、配線インピーダンス情報設定部が出力する電力配線の太さおよび長さの値の組み合わせに対応する配線抵抗値を、配線インピーダンス情報記憶部から読出して、電力配線の抵抗値として出力する。
【００１０】
本発明の電力変換装置において、制御部は、配線インピーダンス設定部を有し、配線インピーダンス設定部は、買電時において、出力電圧検出部が出力する買電電圧、および出力電流検出部が出力する買電電流と、零出力時において、出力電圧検出部が出力する零出力電圧、および出力電流検出部が出力する零出力電流と、に基づき、電力配線の抵抗値を出力する。
【００１１】
本発明の電力変換装置において、制御部は、所定の時間毎に、電力配線抵抗の値を更新する。
【００１２】
本発明の電力変換装置は、出力電流閾値を格納する閾値電流保持部を、さらに備え、制御部は、交流ノードにおける出力電流の値が出力電流閾値より小さい場合、受電点上限電圧値を出力抑制電圧の値に設定し、上記交流ノードにおける出力電流の値が出力電流閾値より大きい場合、受電点上限電圧値および受電点補正電圧値の加算値を出力抑制電圧の値に設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、系統電力の上限電圧値に見合った売電が実現され、太陽電池発電設備が生成する直流電力を有効に活用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１に係る電力変換装置のブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る電力変換装置が備える制御部のブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る電力変換装置が備える制御部の制御フロー図である。
【図４】実施の形態２に係る電力変換装置のブロック図である。
【図５】実施の形態２に係る電力変換装置が備える制御部のブロック図である。
【図６】実施の形態２に係る電力変換装置が備える制御部の制御フロー図である。
【図７】実施の形態３に係る電力変換装置のブロック図である。
【図８】実施の形態３に係る電力変換装置が備える制御部のブロック図である。
【図９】図８に示される配線インピーダンス設定部の具体的なブロック図である。
【図１０】実施の形態３に係る電力変換装置が備える制御部の制御フロー図である。
【図１１】実施の形態４に係る電力変換装置のブロック図である。
【図１２】実施の形態４に係る電力変換装置の動作を説明する制御フロー図である。
【図１３】実施の形態５に係る電力変換装置のブロック図である。
【図１４】実施の形態５に係る電力変換装置が備える制御部のブロック図である。
【図１５】実施の形態５に係る電力変換装置が備える制御部の制御フロー図である。
【図１６】実施の形態１の変形例に係る電力変換装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載ある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の図面において、同一の参照符号や参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、実施の形態の説明において、同一の参照符号等を付した部分等に対しては、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１６】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置Ｐ１のブロック図である。
【００１７】
電力変換装置Ｐ１は、所謂、パワーコンディショナであり、直流ノードＮｄｃ、交流ノードＮａｃ、双方向インバータ１０、ＤＣ／ＤＣ（直流／直流）コンバータ１１、出力電流検出回路１２、出力電圧検出回路１３、および制御部ＣＴＬ１を備える。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、太陽電池発電設備ＳＰが生成する直流電力を、所定の電圧値に設定された直流電力に変換し、直流ノードＮｄｃへ出力する。双方向インバータ１０は、直流ノードＮｄｃに印加された直流電力を交流電力に変換して、交流ノードＮａｃへ出力する。また、双方向インバータ１０は、交流ノードＮａｃに印加された交流電力を直流電力に変換して直流ノードＮｄｃへ出力する。直流ノードＮｄｃには、必要に応じ、蓄電池や直流家電が接続される（図示せず）。
【００１９】
なお、直流ノードＮｄｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１および双方向インバータ１０を接続する直流バスに対応する。また、交流ノードＮａｃは、双方向インバータ１０の交流電力側の端子および電力配線ＰＬ２を接続する配線に対応する。
【００２０】
出力電流検出回路１２は、交流ノードＮａｃに流れる交流電流の値を検出し、出力電流Ｉｏとして、制御部ＣＴＬ１へ出力する。出力電圧検出回路１３は、交流ノードＮａｃの交流電圧の値を検出し、出力電圧Ｖｏとして、制御部ＣＴＬ１へ出力する。制御部ＣＴＬ１には、さらに、配線情報入力手段ＲＣが出力する配線インピーダンス情報Ｚ１が入力される。配線情報入力手段ＲＣは、例えば、リモコンである。配線情報入力手段ＲＣが備えるボタン等の入力部の操作により設定された配線インピーダンス情報Ｚ１は、有線／無線／赤外線等、適正選択された送信方法により、電力変換装置Ｐ１が備える制御部ＣＴＬ１に入力される。
【００２１】
交流ノードＮａｃは、電力配線ＰＬ２を経由して、受電点２と接続される。受電点２は、一例として、配電盤である。受電点２は、系統電力配線ＰＬ１を経由して、系統電力１と接続される。太陽電池発電設備ＳＰの余剰電力を売電する場合、交流ノードＮａｃから出力される交流電力は、電力配線ＰＬ２、受電点２、および系統電力配線ＰＬ１からなる電力経路を経由して、系統電力１へ送電される。従って、太陽電池発電設備ＳＰの余剰電力とは、電力変換装置Ｐ１が、受電点２を経由して、系統電力１へ供給する電力である。系統電力１の商用交流電力を買電する場合、系統電力１は、上述の売電する場合の電力経路を逆方向に経由して、交流ノードＮａｃに供給される。電気機器３Ａおよび電気機器３Ｂには、受電点を経由して、系統電力１または電力変換装置Ｐ１が出力する交流電力が供給される。
【００２２】
図２は、実施の形態１に係る電力変換装置Ｐ１が備える制御部ＣＴＬ１のブロック図である。
【００２３】
制御部ＣＴＬ１は、出力電圧記憶部１０１、出力電流記憶部１０２、配線インピーダンス記憶部１０３、配線降下電圧演算部１０４、出力抑制電圧設定部１０５、電圧抑制値比較部１０６、および出力抑制信号設定部１０７を有する。
【００２４】
出力電圧記憶部１０１は、出力電圧検出回路１３が出力する出力電圧Ｖｏの値を保持し、出力する。出力電流記憶部１０２は、出力電流検出回路１２が出力する出力電流Ｉｏを保持し、出力する。配線インピーダンス記憶部１０３は、配線情報入力手段ＲＣが出力する配線インピーダンス情報Ｚ１を受け、電力配線ＰＬ２の電力配線抵抗Ｒｐｌ２を出力する。配線降下電圧演算部１０４は、出力電流Ｉｏおよび電力配線抵抗Ｒｐｌ２の各値を積算し、配線降下電圧ＶＲを算出する。
【００２５】
出力抑制電圧設定部１０５は、受電点上限電圧Ｖｍおよび配線降下電圧ＶＲの各値を加算し、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ１を算出する。ここで、受電点上限電圧Ｖｍとは、系統電力１から供給される商用交流電力の上限電圧値として規定されている値であり、具体的には、１０７Ｖである。電圧抑制値比較部１０６は、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ１の値および出力電圧Ｖｏの値を大小を比較し、その比較結果を出力抑制信号設定部１０７へ出力する。出力抑制信号設定部１０７は、電圧抑制値比較部１０６の比較結果に基づき、出力抑制信号Ｓ１を出力する。
【００２６】
図３は、実施の形態１に係る電力変換装置Ｐ１が備える制御部ＣＴＬ１の制御フロー図である。
【００２７】
ステップＳ１１において、配線情報入力手段ＲＣは、配線インピーダンス記憶部１０３へ配線インピーダンス情報Ｚ１を設定する。ステップＳ１２において、制御部ＣＴＬ１に、受電点上限電圧Ｖｍが設定される。ステップＳ１３において、出力電流検出回路１２は、出力電流Ｉｏを検出し、ステップＳ１４において、出力電圧検出回路１３は、出力電圧Ｖｏを検出する。ステップＳ１５において、配線降下電圧演算部１０４は、出力電流Ｉｏおよび電力配線抵抗Ｒｐｌ２の各値の積を算出して、配線降下電圧ＶＲを求める。ステップＳ１６において、出力抑制電圧設定部１０５は、受電点上限電圧Ｖｍと配線降下電圧ＶＲの和を算出して、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ１を求める。
【００２８】
ステップＳ１７において、電圧抑制値比較部１０６は、出力電圧Ｖｏおよび出力抑制電圧Ｖｓｅｔ１の各値の大小関係を比較する。出力電圧Ｖｏの値が出力抑制電圧Ｖｓｅｔ１の値以上の場合（Ｙｅｓ）、制御部ＣＴＬ１は、出力抑制信号Ｓ１に基づき、双方向インバータ１０の電力変換能力を抑制し、出力電圧Ｖｏの値を抑制する。その後、ステップＳ１３の処理へ戻る。出力電圧Ｖｏの値が出力抑制電圧Ｖｓｅｔ１より小さい場合（Ｎｏ）
、制御部ＣＴＬ１は、双方向インバータ１０の電力変換能力を制御することなく、ステップＳ１３の処理へ戻る。
【００２９】
実施の形態１に係る電力変換装置Ｐ１の効果を説明する。
発明者は、売電時において、受電点の電圧が受電点上限電圧Ｖｍ（１０７Ｖ）に到達する前に、パワーコンディショナが受電点へ出力する交流電力の値が抑制される現象を確認し、その原因を調査した。その結果、パワーコンディショナの電力変換能力の抑制動作は、その交流側出力ノードと受電点を接続する電力配線における電圧降下、即ち、電力配線の配線抵抗の影響を受けている、という知見を得た。
【００３０】
また、太陽電池発電設備やパワーコンディショナ導入の進展に伴い、従来よりも電力配線ＰＬ２の直径Φは小さくなり、あるいは、配線長Ｌは大きくなる場合等を考慮し、上記の電力配線ＰＬ２における電圧降下の影響を適切に制御する必要があることに想到した。
【００３１】
売電時におけるパワーコンディショナの交流側出力電圧は、受電点の電圧に、電力配線で発生する電圧（配線降下電圧）を加算した値として検出されるため、パワーコンディショナは、受電点の電圧が、受電点上限電圧よりも配線降下電圧だけ低い電圧に達した時点で、電力変換能力の抑制動作を開始し、出力する交流電力が抑制され、本来売電可能な電力値が減少していた。電力変換装置Ｐ１は、その配線降下電圧の影響を排除し、受電点の電圧値に基づき、双方向インバータの電力変換能力の制御を可能とする。
【００３２】
電力変換装置Ｐ１は、配線情報入力手段ＲＣが出力する配線インピーダンス情報Ｚ１に基づき、電力配線ＰＬ２の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を、制御部ＣＴＬ１に設定する。制御部ＣＴＬ１が有する配線降下電圧演算部１０４は、電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値と出力電流Ｉｏの値の積を算出して、配線降下電圧ＶＲを求める。制御部ＣＴＬ１は、受電点上限電圧Ｖｍの値と配線降下電圧ＶＲの値の和として設定された出力抑制電圧Ｖｓｅｔ１の値と、出力電圧Ｖｏの値との比較結果に基づき、出力抑制信号Ｓ１を生成し、双方向インバータ１０の電力変換能力を制御する。
【００３３】
配線降下電圧ＶＲは、電力配線ＰＬ２に流れる出力電流Ｉｏの変動を反映した値であるため、双方向インバータ１０の電力変換能力は、受電点２の電圧に基づき制御される。従って、電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値をあらかじめ把握している場合、電力変換装置Ｐ１により、太陽電池発電設備ＳＰが生成する電力を、より正確に最大活用することが可能となる。
【００３４】
＜実施の形態１の変形例＞
図１６は、実施の形態１の変形例に係る電力変換装置Ｐ１１のブロック図である。
【００３５】
図１６において、図１と同一の符号が付されたものは、同一の機能または構成を有し、それらの重複説明は省略する。実施の形態１の変形例に係る電力変換装置Ｐ１１は、実施の形態１に係る電力変換装置Ｐ１において、直流ノードＮｄｃに蓄電池１４を接続した構成に相当する。
【００３６】
太陽電池発電設備ＳＰが生成した直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１を経由して、蓄電池１４を充電する。太陽電池発電設備ＳＰが、蓄電池１４の充電に必要な電力を超えて直流電力を生成している場合、その超過分の直流電力は、双方向インバータ１０により交流電力に変換され、余剰電力として売電される。その結果、出力電流Ｉｏの値は、直流ノードＮｄｃに蓄電池１４が接続されていない場合と比較し、蓄電池１４の充電電力に相当する分だけ、減少する。
【００３７】
従って、受電点２が受電点上限電圧Ｖｍに達するまで太陽電池発電設備ＳＰが生成可能な電力の値は、実施の形態１に係る電力変換装置Ｐ１と比較し、蓄電池１４の充電電力に相当する値だけ、増加し、太陽電池発電設備ＳＰの発電能力を、さらに、有効に利用可能とすることができる。
【００３８】
＜実施の形態２＞
図４は、実施の形態２に係る電力変換装置Ｐ２のブロック図である。
【００３９】
図４において、図１と同一の符号が付されたものは、同一の機能または構成を有し、それらの重複説明は省略する。実施の形態２に係る電力変換装置Ｐ２は、実施の形態１に係る電力変換装置Ｐ１における制御部ＣＴＬ１を制御部ＣＴＬ２に置き換えるとともに、配線情報入力手段ＲＣは、配線インピーダンス情報Ｚ１に代えて、配線インピーダンス情報Ｚ２を出力する。
【００４０】
図５は、実施の形態２に係る電力変換装置Ｐ２が備える制御部ＣＴＬ２のブロック図である。
【００４１】
制御部ＣＴＬ２は、出力電圧記憶部２０１、出力電流記憶部２０２、配線インピーダンス情報設定部２００、配線インピーダンス情報記憶部２０３、配線インピーダンス情報比較部２０４、配線降下電圧演算部２０５、出力抑制電圧設定部２０６、電圧抑制値比較部２０７、および出力抑制信号設定部２０８を有する。
【００４２】
出力電圧記憶部２０１は、出力電圧検出回路１３が出力する出力電圧Ｖｏの値を保持し、出力する。出力電流記憶部２０２は、出力電流検出回路１２が出力する出力電流Ｉｏを保持し、出力する。配線インピーダンス情報設定部２００は、配線情報入力手段ＲＣが出力する配線インピーダンス情報Ｚ２を受け、電力配線ＰＬ２の直径Φ、および長さＬを出力する。配線インピーダンス情報記憶部２０３は、電力配線ＰＬ２の直径Φ、および長さＬの種々の組み合わせに対応する電力配線抵抗Ｒの値を格納する。
【００４３】
配線インピーダンス情報比較部２０４は、配線インピーダンス情報設定部２００が出力する電力配線ＰＬ２の直径Φ、および長さＬに基づき、配線インピーダンス情報記憶部２０３が格納する電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を検索し、その値を出力する。配線降下電圧演算部２０５は、出力電流Ｉｏおよび電力配線抵抗Ｒｐｌ２の各値に基づき、配線降下電圧ＶＲを算出する。具体的には、配線降下電圧ＶＲは、出力電流Ｉｏの値と電力配線抵抗Ｒｐｌ２の積として算出される。
【００４４】
出力抑制電圧設定部２０６は、受電点上限電圧Ｖｍおよび配線降下電圧ＶＲの各値を加算し、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ２を算出する。電圧抑制値比較部２０７は、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ２の値および出力電圧Ｖｏの値を大小を比較し、その比較結果を出力抑制信号設定部２０８へ出力する。出力抑制信号設定部２０８は、電圧抑制値比較部２０７の比較結果に基づき、出力抑制信号Ｓ２を出力する。
【００４５】
図６は、実施の形態２に係る電力変換装置Ｐ２が備える制御部ＣＴＬ２の制御フロー図である。
【００４６】
ステップＳ２１において、電力配線ＰＬ２の直径Φ、および長さＬの種々の組み合わせに対応する電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値が、配線インピーダンス情報記憶部２０３に格納される。ステップＳ２２において、配線情報入力手段ＲＣが出力する配線インピーダンス情報Ｚ２が、配線インピーダンス情報設定部２００に入力される。ステップＳ２３において、配線インピーダンス情報比較部２０４は、配線インピーダンス情報Ｚ２で指定された電力配線ＰＬ２の直径Φ、および長さＬの組み合わせが、配線インピーダンス情報記憶部２０３に格納されているか否かを検索する。
【００４７】
指定された直径Φ、および長さＬと一致する組み合わせが配線インピーダンス情報記憶部２０３に格納されている場合（Ｙｅｓ）、配線インピーダンス情報比較部２０４は、指定された直径Φおよび長さＬを有する電力配線ＰＬ２の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を出力する。指定された直径Φ、および長さＬの組み合わせが発見されない場合（Ｎｏ）、配線インピーダンス情報記憶部２０３の検索を終了させる。この場合、配線インピーダンス情報比較部２０４が、指定された組み合わせに近い電力配線抵抗Ｒｐｌ２を出力するように設定しても良い。配線インピーダンス情報比較部２０４が電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を出力した以降の制御部ＣＴＬ３の処理は、図３のステップＳ１５以降と同様であり、重複説明は省略する。
【００４８】
実施の形態２に係る電力変換装置Ｐ２の効果を説明する。
電力配線ＰＬ２の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を実際に計測することなく、例えば、設計図面にて電力配線ＰＬ２の太さおよび長さを確認するだけで、電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値が求められ、電力変換装置Ｐ２が備える電力変換能力の制御機能を、より容易に発揮させることが可能となる。
【００４９】
＜実施の形態３＞
図７は、実施の形態３に係る電力変換装置Ｐ３のブロック図である。
【００５０】
図７において、図４と同一の符号が付されたものは、同一の機能または構成を有し、それらの重複説明は省略する。実施の形態３に係る電力変換装置Ｐ３は、実施の形態２に係る電力変換装置Ｐ２における制御部ＣＴＬ２を制御部ＣＴＬ３に置き換えるとともに、配線情報入力手段ＲＣを省略した構成に対応する。即ち、電力変換装置Ｐ３は、配線情報入力手段ＲＣが出力する電力配線ＰＬ２の配線インピーダンス情報に基づくことなく、電力配線ＰＬ２の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を測定する機能を備える。
【００５１】
図８は、実施の形態３に係る電力変換装置Ｐ３が備える制御部ＣＴＬ３のブロック図である。
【００５２】
制御部ＣＴＬ３は、買電時における交流ノードＮａｃの出力電圧Ｖｏ（買電電圧）および出力電流Ｉｏ（買電電流）の値と、交流ノードＮａｃの出力電流Ｉｏが零である（零出力時）時の出力電圧Ｖｏ（零出力電圧）および出力電流Ｉｏ（零出力電流）の値に基づき、電力配線ＰＬ２の電力配線抵抗Ｒｐｌ２を算出する機能を有する。
【００５３】
出力電流検出回路１２が出力する出力電流Ｉｏ、および出力電圧検出回路１３が出力する出力電圧Ｖｏは、それぞれ、出力電流記憶部３０２および出力電圧記憶部３０１に格納される。同時に、出力電圧Ｖｏおよび出力電流Ｉｏは、配線インピーダンス設定部３００に入力される。後述の通り、配線インピーダンス設定部３００は、買電電圧、買電電流、零出力電圧、および零出力電流の値に基づき、電力配線抵抗Ｒｐｌ２を算出し、配線インピーダンス記憶部３０３へ出力する。配線インピーダンス記憶部３０３は、保持している電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を配線降下電圧演算部３０４へ出力する。
【００５４】
配線降下電圧演算部３０４は、出力電流Ｉｏの値および電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を乗算し、配線降下電圧ＶＲを出力する。出力抑制電圧設定部３０５は、受電点上限電圧Ｖｍおよび配線降下電圧ＶＲを加算して求めた出力抑制電圧Ｖｓｅｔ３を出力する。電圧抑制値比較部３０６は、出力電圧Ｖｏおよび出力抑制電圧Ｖｓｅｔ３を比較し、その結果を出力抑制信号設定部３０７へ出力する。出力抑制信号設定部３０７は、出力電圧Ｖｏが出力抑制電圧Ｖｓｅｔ３以上の場合、出力抑制信号Ｓ３に基づき、双方向インバータ１０の電力変換能力を低下させ、出力電圧Ｖｏが出力抑制電圧Ｖｓｅｔ３より小さい場合、双方向インバータ１０の電力変換能力を維持する。
【００５５】
図９は、図８に示される配線インピーダンス設定部３００の具体的なブロック図である。
【００５６】
配線インピーダンス設定部３００は、買電電圧記憶部３００１、買電電流記憶部３００２、零出力電圧記憶部３００３、零出力電流記憶部３００４、および配線インピーダンス演算部３００５を有する。買電時における出力電圧Ｖｏの値（買電電圧Ｖ１）および出力電流Ｉｏ（買電電流Ｉ１）は、それぞれ、買電電圧記憶部３００１および買電電流記憶部３００２に格納される。一方、零出力時における出力電圧Ｖｏの値（零出力電圧Ｖ０）および出力電流Ｉｏ（零出力電流Ｉ０）は、それぞれ、零出力電圧記憶部３００３および零出力電流記憶部３００４に格納される。
【００５７】
配線インピーダンス演算部３００５は、式１に基づき、電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を算出する。
【００５８】
Ｒｐｌ２＝（Ｖ０−Ｖ１）／（Ｉ１−Ｉ０）  ……  式１
ここで、記号”／”は、除算記号である。式１で算出される電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値は、系統電力配線ＰＬ１の配線抵抗値が電力配線ＰＬ２の配線抵抗値に対して十分無視できる場合、電力配線ＰＬ２の実際の配線抵抗値と見なせる。
【００５９】
図１０は、実施の形態３に係る電力変換装置Ｐ３が備える制御部ＣＴＬ３の制御フロー図である。
【００６０】
ステップＳ３１において、制御部ＣＴＬ３は、電力変換装置Ｐ３が買電動作をしているか否かを判定する。買電動作をしている場合（Ｙｅｓ）、買電電圧記憶部３００１および買電電流記憶部３００２は、それぞれ、検出された買電電圧Ｖ１および買電電流Ｉ１を格納し、電力変換装置Ｐ３は、買電動作を継続する（ステップＳ３３）。電力変換装置Ｐ３が買電動作をしていない場合（ステップＳ３１でＮｏ）、買電電圧記憶部３００１および買電電流記憶部３００２は、それぞれ、出力電圧Ｖｏおよび出力電流Ｉｏの値を格納しない。
【００６１】
ステップＳ３４において、制御部ＣＴＬ３は、電力変換装置Ｐ３が零出力動作をしているか否かを判定する。零出力動作をしている場合（Ｙｅｓ）、買電電圧記憶部３００１および買電電流記憶部３００２は、それぞれ、検出された零出力電圧Ｖ０および零出力電流Ｉ０を格納し、電力変換装置Ｐ３は、零出力動作を継続する（ステップＳ３６）。電力変換装置Ｐ３が零出力動作をしていない場合（ステップＳ３４でＮｏ）、買電電圧記憶部３００１および買電電流記憶部３００２は、それぞれ、出力電圧Ｖｏおよび出力電流Ｉｏの値を格納しない。
【００６２】
ステップＳ３７において、制御部ＣＴＬ３は、電力変換装置Ｐ３が買電動作および零出力動作を実行したか否かを判定する。買電動作および零出力動作の少なくともいずれか一方が実行されていない場合（Ｎｏ）、制御部ＣＴＬ３は、実行されていない買電動作または零出力動作が実行され、未検出の買電電圧Ｖ１／買電電流Ｉ１または零出力電圧Ｖ０／零出力電流Ｉ０が検出されるまで、ステップＳ３１〜Ｓ３７の処理を繰り返す。ステップＳ３７において、買電動作および零出力動作の実行を確認すると（Ｙｅｓ）、配線インピーダンス演算部３００５は、検出が完了した買電電圧Ｖ１、買電電流Ｉ１、零出力電圧Ｖ０、および零出力電流Ｉ０の各値を式１に当てはめ、電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を計算する。
【００６３】
実施の形態３に係る電力変換装置Ｐ３の効果を説明する。
電力変換装置Ｐ３は、買電動作時および零出力動作時における出力電圧Ｖｏおよび出力電流Ｉｏの測定値に基づき電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を算出し、その電力配線抵抗Ｒｐｌ２および出力電流Ｉｏの乗算結果から配線降下電圧ＶＲを算出する。従って、電力配線ＰＬ２の電力配線抵抗Ｒｐｌ２や、直径および長さを入力することなく、電力変換装置Ｐ３は、電力変換能力を適切に調整し、太陽電池発電設備ＳＰが生成する電力を、より簡易な方法で、最大活用することを可能とする。
【００６４】
＜実施の形態４＞
図１１は、実施の形態４に係る電力変換装置Ｐ４のブロック図である。
【００６５】
図１１において、図７と同一の符号が付されたものは、同一の機能または構成を有し、それらの重複説明は省略する。実施の形態４に係る電力変換装置Ｐ４は、実施の形態３に係る電力変換装置Ｐ３における制御部ＣＴＬ３を制御部ＣＴＬ４に置き換えるとともに、タイマー１４５を付加した構成に相当する。
【００６６】
電力変換装置Ｐ４も、電力変換装置Ｐ３と同様に、買電動作時における買電電圧Ｖ１および買電電流Ｉ１の測定と、零出力動作時における零出力電圧Ｖ０および零出力電流Ｉ０を検出し、電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を算出する。電力変換装置Ｐ３との相違点は、その電力配線抵抗Ｒｐｌ２の算出頻度である。電力変換装置Ｐ３は、一度設定した電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値に基づき、双方向インバータ１０の電力変換能力を制御するため、電力配線ＰＬ２の経時変化に起因する出力抑制電圧Ｖｓｅｔ３の変動に伴う電力変換能力の制御への影響が懸念される。それに対し、電力変換装置Ｐ４は、定期的に、買電動作時における買電電圧Ｖ１および買電電流Ｉ１と、零出力動作時における零出力電圧Ｖ０および零出力電流Ｉ０と、を再設定することで、最新の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値に基づき、双方向インバータ１０の電力変換能力を制御する。
【００６７】
図１２は、実施の形態４に係る電力変換装置Ｐ４の動作を説明する制御フロー図である。
【００６８】
ステップＳ４１において、制御部ＣＴＬ４は、タイマー１４５から時刻データを取得する。ステップＳ４２において、前回の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の測定時から所定時間が経過すると（Ｙｅｓ）、制御部ＣＴＬ４は、実施の形態３が備える制御部ＣＴＬ３と同様に、電力配線抵抗Ｒｐｌ２を算出し、更新された電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値に基づき、双方向インバータ１０の電力変換能力を制御する。前回の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の測定時から所定時間が経過していない場合（Ｎｏ）、電力変換装置Ｐ４は、現状の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値に基づき、売電および買電動作を実行する。
【００６９】
実施の形態４に係る電力変換装置Ｐ４の効果を説明する。
電力変換装置Ｐ４は、定期的に電力配線ＰＬ２の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値を更新する。制御部ＣＴＬ４は、最新の電力配線抵抗Ｒｐｌ２の値に基づき双方向インバータ１０の電力変換能力を制御することにより、電力配線ＰＬ２の経年変化の影響を低減しつつ、太陽電池発電設備ＳＰが生成する電力を最大限に活用することを可能とする。
【００７０】
＜実施の形態５＞
図１３は、実施の形態５に係る電力変換装置Ｐ５のブロック図である。
【００７１】
図１３において、図１と同一の符号が付されたものは、同一の機能または構成を有し、それらの重複説明は省略する。実施の形態５に係る電力変換装置Ｐ５は、実施の形態１に係る電力変換装置Ｐ１における制御部ＣＴＬ１を制御部ＣＴＬ５に置き換えるとともに、閾値電流保持部１４１を備える。即ち、電力変換装置Ｐ５は、配線情報入力手段ＲＣが出力する配線インピーダンス情報Ｚ１によらず、閾値電流保持部１４１が保持する閾値電流Ｉｒと出力電流Ｉｏとの比較結果に基づき出力抑制信号Ｓ５を出力し、双方向インバータ１０の電力変換能力を制御する。
【００７２】
図１４は、実施の形態５に係る電力変換装置Ｐ５が備える制御部ＣＴＬ５のブロック図である。
【００７３】
制御部ＣＴＬ５は、出力電圧記憶部５０１、出力電流記憶部５０２、電流比較部５０３、出力抑制電圧演算部５０４、および出力抑制信号設定部５０５を有する。
【００７４】
出力電圧記憶部５０１は、出力電圧検出回路１３が出力する出力電圧Ｖｏの値を保持し、出力する。出力電流記憶部５０２は、出力電流検出回路１２が出力する出力電流Ｉｏの値を保持し、出力する。電流比較部５０３は、出力電流Ｉｏの値と閾値電流Ｉｒの値の大小を比較し、その比較結果を出力抑制電圧演算部５０４へ出力する。出力抑制電圧演算部５０４は、適宜設定された上限補正電圧α、受電点上限電圧Ｖｍ、および電流比較部５０３の出力に基づき、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５を算出する。出力抑制信号設定部５０５は、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５の設定値（受電点上限電圧Ｖｍ＋上限補正電圧α、または受電点上限電圧Ｖｍ）に基づき、出力抑制信号Ｓ５を出力する。
【００７５】
図１５は、実施の形態５に係る電力変換装置Ｐ５が備える制御部ＣＴＬ５の制御フロー図である。
【００７６】
図１４および図１５を参照しつつ、制御部ＣＴＬ５の制御フローを説明する。
ステップＳ５１において、閾値電流保持部１４１に、閾値電流Ｉｒが設定される。ステップＳ５２において、出力電流検出回路１２は出力電流Ｉｏを検出し、出力電流記憶部５０２にその値が格納される。ステップＳ５３において、電流比較部５０３は、出力電流記憶部５０２が保持する出力電流Ｉｏの値と、閾値電流Ｉｒの値の大小を比較する。出力電流Ｉｏの値が閾値電流Ｉｒの値より大きい場合（ステップＳ５３で”Ｙｅｓ”）、出力抑制電圧演算部５０４は、受電点上限電圧Ｖｍと上限補正電圧αの加算値を出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５に設定する。閾値電流Ｉｒの値が出力電流Ｉｏの値以上の場合（ステップＳ５３で”Ｎｏ”）、出力抑制電圧演算部５０４は、受電点上限電圧Ｖｍを出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５に設定する。
【００７７】
図１３および図１４を参照しつつ、制御部ＣＴＬ５による双方向インバータ１０の制御を説明する。
【００７８】
図１４に示される出力抑制信号設定部５０５は、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５の値と出力電圧記憶部５０１が出力する出力電圧Ｖｏの値と、の比較結果に基づき、出力抑制信号Ｓ５を活性化する。
【００７９】
出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５の値が、受電点上限電圧Ｖｍと上限補正電圧αの加算値に設定されている場合、出力抑制信号設定部５０５は、出力電圧Ｖｏの値、即ち、交流ノードＮａｃの電圧値が、受電点上限電圧Ｖｍと上限補正電圧αの加算値を超えると、出力抑制信号Ｓ５を活性化する。図１３に示される通り、出力抑制信号Ｓ５が活性化されると、制御部ＣＴＬ５は、双方向インバータ１０の電力変換能力を低下させ、交流ノードＮａｃから、電力配線ＰＬ２を経由して受電点２へ流れる交流電流を抑制する。
【００８０】
一方、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５の値が、受電点上限電圧Ｖｍに設定されている場合、出力抑制信号設定部５０５は、出力電圧Ｖｏの値が受電点上限電圧Ｖｍの値を超えると、出力抑制信号Ｓ５を活性化する。双方向インバータ１０は、この出力抑制信号Ｓ５の活性化に応答して、双方向インバータ１０の電力変換能力を低下させ、交流ノードＮａｃから、電力配線ＰＬ２を経由して受電点２へ流れる交流電流を抑制する。
【００８１】
実施の形態５に係る電力変換装置Ｐ５の効果を説明する。
電力変換装置Ｐ５は、制御部ＣＴＬ５が出力する出力抑制信号Ｓ５に基づき、双方向インバータ１０の電力変換能力を制御する。売電時において、交流ノードＮａｃの出力電流Ｉｏが閾値電流Ｉｒより小さい場合、電力配線ＰＬ２の配線抵抗に起因する配線降下電圧の影響は無視し得ると見なし、出力電圧Ｖｏの値と受電点上限電圧Ｖｍとの比較結果に基づき、出力抑制信号Ｓ５を活性化する。一方、交流ノードＮａｃの出力電流Ｉｏが閾値電流Ｉｒより大きい場合、電力配線ＰＬ２の配線抵抗に起因する配線降下電圧の影響は無視できないとし、その配線降下電圧に相当する上限補正電圧αの値を受電点上限電圧Ｖｍに加算し、その加算値と出力電圧Ｖｏの値との比較結果に基づき、出力抑制信号Ｓ５を活性化する。その出力抑制信号Ｓ５に基づき、制御部ＣＴＬ５は、双方向インバータ１０の電力変換能力の制御を開始する。
【００８２】
その結果、制御部ＣＴＬ５へ、あらかじめ、閾値電流Ｉｒ、受電点上限電圧Ｖｍ、および上限補正電圧αを格納し、出力電流Ｉｏおよび閾値電流Ｉｒの比較結果と、その比較結果に基づき決定した出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５の算出と、出力抑制電圧Ｖｓｅｔ５と出力電圧Ｖｏの比較という簡易な処理により、売電時における電力変換装置Ｐ５の電力変換能力の抑制動作を適切に制御可能となる。電力変換装置Ｐ５の電力変換能力の適切な制御により、逆潮流による系統電圧の上昇を抑制しつつ、許容される限度まで、太陽電池発電設備ＳＰの余剰電力を売電することが可能となり、太陽電池発電設備ＳＰが生成する電力を最大限に有効活用することが可能となる。
【００８３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１  系統電力、３  電力変換装置、１０７，２０８，３０７，５０５  出力抑制信号設定部、１４５  タイマー、Ｉ０  零出力電流、Ｉ１  買電電流、Ｉｏ  出力電流、Ｉｒ  閾値電流、Ｎａｃ  交流ノード、Ｎｄｃ  直流ノード、Ｐ１〜Ｐ５，Ｐ１１  電力変換装置、ＰＬ１  系統電力配線、ＰＬ２  電力配線、Ｒｐｌ２  電力配線抵抗、Ｓ１〜Ｓ５  出力抑制信号、Ｖ０  零出力電圧、Ｖ１  買電電圧、Ｖｍ  受電点上限電圧、Ｖｏ  出力電圧、ＶＲ  配線降下電圧、Ｖｓｅｔ１〜Ｖｓｅｔ３,Ｖｓｅｔ５  出力抑制電圧、Ｚ１，Ｚ２  配線インピーダンス情報、α  上限補正電圧、Φ  直径。
【図１】
2015116064.tif 000003
【図２】
2015116064.tif 000004
【図３】
2015116064.tif 000005
【図４】
2015116064.tif 000006
【図５】
2015116064.tif 000007
【図６】
2015116064.tif 000008
【図７】
2015116064.tif 000009
【図８】
2015116064.tif 000010
【図９】
2015116064.tif 000011
【図１０】
2015116064.tif 000012
【図１１】
2015116064.tif 000013
【図１２】
2015116064.tif 000014
【図１３】
2015116064.tif 000015
【図１４】
2015116064.tif 000016
【図１５】
2015116064.tif 000017
【図１６】
2015116064.tif 000018