(57)【要約】【課題】線路を流れる電流のリプル成分の低減を図ることが可能な電力供給システムを提供する。【解決手段】  電力供給システムは、幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、前記幹線から前記支線を通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する複数の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムであって、前記複数の負荷用変換装置は、それぞれの対応する負荷装置に供給する交流の位相を互いにずらしている。【選択図】図１
2015023604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、
複数の負荷装置毎に設けられ、前記幹線から前記支線を通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する複数の負荷用変換装置と、
を備える電力供給システムであって、
前記複数の負荷用変換装置は、それぞれの対応する負荷装置に供給する交流の位相を互いにずらしている
電力供給システム。
【請求項２】
前記複数の負荷用変換装置は、Ｎ台存在し、
前記複数の負荷装置の中の１つに入力される交流に対する他の負荷装置に入力される交流の位相のずれ量をφとすると、下記式（１）に示す関係式が成立する
請求項１記載の電力供給システム。
【数１】
2015023604.tif 000009
【請求項３】
前記複数の負荷用変換装置は、最初に電源投入がなされた負荷用変換装置が親機として動作し、他の負荷用変換装置が子機として動作し、
親機として動作する蓄電池用変換装置が、前記位相のずれ量を設定する
請求項２記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記複数の負荷用変換装置それぞれは、前記線路の電圧の変動幅に基づいて自装置以外の他の負荷用変換装置が動作していると判定した場合、前記線路の電圧に基づいて、前記交流の位相を設定する
請求項１記載の電力供給システム。
【請求項５】
前記複数の負荷用変換装置それぞれは、前記線路の電圧の電圧変動のピーク位置と、自装置が負荷装置に供給する交流のピーク位置とが一致するように前記交流の位相を設定する
請求項４記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記電源は、
発電装置から供給される直流を変換して線路に供給する発電装置用変換装置、交流電源から供給される交流を直流に変換して前記線路に供給する交流電源用変換装置および蓄電池から供給される直流を変換して前記線路に供給する蓄電池用変換装置のうち少なくとも１つを備える
請求項１〜請求項５記載の電力供給システム。
【請求項７】
幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、前記線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有するＮ（Ｎは２以上の整数）台の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムを用いた電力供給方法であって、
前記複数の負荷用変換装置は、Ｎ台存在し、
前記複数の負荷装置の中の１つに入力される交流に対する他の負荷装置に入力される交流の位相のずれ量をφとすると、下記式（１）に示す関係式が成立するよう前記複数の負荷装置それぞれに入力される交流の位相を設定するステップを含む
電力供給方法。
【数１】
2015023604.tif 000010
【請求項８】
幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、前記線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する複数の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムを用いた電力供給方法であって、
前記複数の負荷用変換装置それぞれは、前記線路の電圧の変動幅に基づいて自装置以外の他の負荷用変換装置が動作していると判定した場合、前記線路の電圧に基づいて、前記交流の位相を設定するステップを含む
電力供給方法。
【請求項９】
線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する負荷用変換装置であって、
前記負荷用変換装置は、前記線路の電圧に基づいて、前記交流の位相を設定する
負荷用変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システム、電力供給方法および負荷用変換装置に関し、特に、線路の電流波形を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池や蓄電池から供給される直流を交流に変換して負荷に出力するパワーコンディショナを含む電力システムが提案されている（特許文献１参照）。具体的には、太陽電池とＤＣバスラインとの間にＤＣ／ＤＣコンバータが介挿されるとともに、蓄電池とＤＣバスラインとの間に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが介挿されている。そして、ＤＣバスラインと負荷との間にはインバータ回路が介挿されており、ＤＣバスラインから供給される直流がインバータ回路により交流に変換されて負荷に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６１１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ＤＣバスラインを流れる電流のリプル成分が増大する虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、線路を流れる電流のリプル成分の低減を図ることが可能な電力供給システム、負荷用変換装置および電力供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電力供給システムは、幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、幹線から支線を通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する複数の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムであって、複数の負荷用変換装置が、それぞれの対応する負荷装置に供給する交流の位相を互いにずらしている。
【０００７】
また、他の観点から見た本発明に係る電力供給方法は、幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、幹線から支線を通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有するＮ（Ｎは２以上の整数）台の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムを用いた電力供給方法であって、前記複数の負荷用変換装置は、Ｎ台存在し、前記複数の負荷装置の中の１つに入力される交流に対する他の負荷装置に入力される交流の位相のずれ量をφとすると、下記式（１）に示す関係式が成立するよう前記複数の負荷装置それぞれに入力される交流の位相を設定するステップを含む。
【数１】
2015023604.tif 000003
【０００８】
また、他の観点から見た本発明に係る電力供給方法は、幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、幹線から支線を通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する複数の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムを用いた電力供給方法であって、複数の負荷用変換装置それぞれが、線路の電圧の変動幅に基づいて自装置以外の他の負荷用変換装置が動作していると判定した場合、線路の電圧に基づいて、交流の位相を設定するステップを含む。
【０００９】
なお、本発明は、このような特徴的な電力供給システムや電力供給方法として実現することができるだけでなく、かかる電力供給方法で行われる特徴的なステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、上記電力供給システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。更に、上記プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記憶させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、線路を流れる電流のリプル成分の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る電力供給システムの構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る負荷用変換装置の構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係る電力供給システムにおける親機選択動作を示すシーケンス図である。
【図４】実施形態１に係る指令部の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施形態１に係る電力供給システムにおける、負荷用変換装置への入力電流のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】実施形態１に係る電力供給システムにおける、線路の幹線を流れる電流を示すシミュレーション結果を示す図である。
【図７】実施形態２に係る電力供給システム３０１の構成を示す図である。
【図８】実施形態２に係る負荷用変換装置２０７Ａ（２０７Ｂ）の構成を示す図である。
【図９】実施形態２に係る制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態２に係る電力供給システムを示す等価回路である。
【図１１】実施形態２に係る電力供給システムにおける、線路電圧と、負荷用変換装置への入力電流と、負荷用変換装置から出力される電流とを示すシミュレーション結果である。
【図１２】実施形態２に係る電力供給システムにおける、線路電圧と、負荷用変換装置への入力電流と、負荷用変換装置から出力される電流とを示すシミュレーション結果である。
【図１３】実施形態２に係る電力供給システムにおける、２つの負荷用変換装置それぞれへの入力電流を示すシミュレーション結果である。
【図１４】実施形態２に係る電力供給システムにおける、線路の幹線を流れる電流を示すシミュレーション結果である。
【図１５】実施形態２に係る電力供給システムにおける、線路電圧を示すシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［１．実施形態の要旨］
一般家庭およびオフィス等において、各種電気機器に供給する電力は、通常、電力系統からの交流である。
【００１３】
これに対して、例えば、自然エネルギの活用および電力系統の停電時の対処等のために、太陽電池等の発電装置、および蓄電池等を設置し、これら発電装置および蓄電池からの直流を交流に変換して各種電気機器に供給する直流配電システムが開発されている。この種の直流配電システムとしては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
【００１４】
ところが、特許文献１に記載された技術を利用して、ＤＣバスラインから複数の電気機器に交流を供給しようとする場合、通常、ＤＣバスラインに複数のインバータ回路を接続して、各インバータ回路から電気機器に交流を供給する構成とすると考えられる。ここにおいて、ＤＣバスラインは、通常、発電装置や蓄電池にＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される幹線と、幹線と各インバータ回路とを接続する支線とから構成される。
【００１５】
しかしながら、この構成によれば、複数のインバータ回路それぞれから電気機器へ供給される交流の位相が同位相となると、支線を通じて各インバータ回路に入力される直流を足し合わせた場合、各直流のリプル成分が互いに強め合う関係にある。この場合、幹線を流れる直流のリプル成分が増大してしまい、幹線を流れる直流が大きくなってしまう。すると、幹線を流れる直流を平滑化するためには、当該幹線に静電容量の大きいコンデンサを接続する必要が生じ、直流配電システムの大型化やコスト増大を招く虞がある。
【００１６】
また、直流配電システムの幹線にＡＣ／ＤＣコンバータを介して交流電源を接続して系統連系を行う構成であれば、幹線と交流電源との間に直流配電システム保護用の開閉器を接続する構成が考えられる。この場合、幹線を流れる直流のリプル成分が大きくなると、開閉器に要求される定格電流あるいは定格電圧を大きくしなければならず、開閉器に要するコストが増大してしまう虞がある。
【００１７】
本発明の実施形態は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その要旨としては、少なくとも以下（１）〜（８）に示す構成が含まれる。
（１）ある観点から見た本発明の実施形態に係る電力供給システムは、幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、幹線から支線を通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する複数の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムであって、複数の負荷用変換装置それぞれから、対応する負荷装置に供給される交流の位相は、互いにずれている。
【００１８】
本構成によれば、複数の負荷用変換装置それぞれから、対応する負荷装置に供給される交流の位相が、互いにずれている。従って、幹線から支線を通じて複数の負荷用変換装置それぞれが有するインバータ回路に入力される直流のリプル成分の位相も互いにずれている。これにより、支線を流れる直流を足し合せた場合、一の支線を流れる直流のリプル成分が他の支線を流れる直流のリプル成分により少なくとも一部が打ち消される。そして、幹線を流れる直流は、支線を流れる直流の足し合せに相当するので、本構成では、幹線を流れる直流のリプル成分が低減される。
【００１９】
（２）また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、複数の負荷用変換装置が、Ｎ台存在し、複数の負荷装置の中の１つに入力される交流に対する他の負荷装置に入力される交流の位相のずれ量をφとすると、当該φについて下記式（１）に示す関係式が成立するものであってもよい。
【数１】
2015023604.tif 000004
本構成によれば、複数の負荷装置の中の１つに入力される交流に対する他の負荷装置に入力される交流の位相のずれ量をφについて、上記式（１）に示す関係式が成立する。この場合、幹線から支線を通じて複数の負荷用変換装置それぞれが有するインバータ回路に入力される直流のリプル成分の位相のずれ量についても、式（１）に示す関係式が成立する。これにより、各支線を流れる直流を足し合せた場合、支線それぞれを流れる直流のリプル成分は、他の支線を流れる直流のリプル成分により略全て打ち消される。従って、幹線を流れる直流のリプル成分を略消滅させることができる。
【００２０】
（３）また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記複数の負荷用変換装置は、最初に電源投入がなされた負荷用変換装置が親機として動作し、他の負荷用変換装置が子機として動作し、親機として動作する蓄電池用変換装置が、位相のずれ量を設定するものであってもよい。
本構成によれば、複数の負荷用変換装置のうち親機として動作する１台だけが、位相のずれ量を設定する処理を行う。従って、複数の負荷用変換装置それぞれにおいて、位相のずれ量を設定する処理を行う構成に比べて、電力供給システム全体における処理負荷の軽減を図ることができる。
【００２１】
（４）また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記複数の負荷用変換装置それぞれが、上記線路の電圧の変動幅に基づいて自装置以外の他の負荷用変換装置が動作していると判定した場合、線路の電圧に基づいて、上記交流の位相を設定するものであってもよい。
本構成によれば、複数の負荷用変換装置それぞれが、線路の電圧に基づいて、交流の位相を設定する。つまり、各負荷用変換装置が、他の負荷用変換装置から当該他の負荷用変換装置が出力する交流の位相のずれ量に関する情報を得ることなく、自装置が出力する交流の位相を設定する。これにより、複数の負荷用変換装置それぞれが、他の負荷用変換装置との通信を行う機能を備える必要がない。従って、負荷用変換装置の構成を簡素化することができる。
【００２２】
（５）また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記複数の負荷用変換装置それぞれが、上記線路の電圧の電圧変動のピーク位置と、自装置が負荷装置に供給する交流のピーク位置とが一致するように上記交流の位相を設定するものであってもよい。
本構成によれば、複数の負荷用変換装置それぞれが、線路の電圧の電圧変動のピーク位置と、自装置が負荷装置に供給する交流のピーク位置とが一致するように交流の位相を設定する。これにより、各支線を流れる直流を足し合せた場合、支線それぞれを流れる直流のリプル成分が他の支線を流れる直流のリプル成分により略全て打ち消される。従って、幹線を流れる直流のリプル成分を略消滅させることができる。
【００２３】
（６）また、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記電源が、発電装置から供給される直流を変換して線路に供給する発電装置用変換装置、交流電源から供給される交流を直流に変換して線路に供給する交流電源用変換装置および蓄電池から供給される直流を変換して線路に供給する蓄電池用変換装置のうち少なくとも１つを備えるものであってもよい。
本構成によれば、発電装置、交流電源および蓄電池を用いた電力供給システムにおける、幹線を流れる直流のリプル成分の低減を図ることができる。
【００２４】
（７）また、他の観点から見た本発明の実施形態に係る電力供給方法は、幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、幹線から支線を通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有するＮ（Ｎは２以上の整数）台の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムを用いた電力供給方法であって、複数の負荷用変換装置は、Ｎ台存在し、複数の負荷装置の中の１つに入力される交流に対する他の負荷装置に入力される交流の位相のずれ量をφとすると、下記式（１）に示す関係式が成立するよう複数の負荷装置それぞれに入力される交流の位相を設定するステップを含む。
【数１】
2015023604.tif 000005
本構成によれば、複数の負荷装置の中の１つに入力される交流に対する他の負荷装置に入力される交流の位相のずれ量をφについて、上記式（１）に示す関係式が成立する。従って、幹線から支線を通じて複数の負荷用変換装置それぞれが有するインバータ回路に入力される直流のリプル成分の位相のずれ量についても、式（１）に示す関係式が成立する。これにより、支線を流れる直流の足し合せた場合、支線それぞれを流れる直流のリプル成分が他の支線を流れる直流のリプル成分により略全て打ち消される。従って、幹線を流れる直流のリプル成分を略消滅させることができる。
【００２５】
（８）また、他の観点から見た本発明の実施形態に係る電力供給方法は、幹線と当該幹線に接続された支線とから構成される線路に直流を供給する電源と、複数の負荷装置毎に設けられ、幹線から支線を通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する複数の負荷用変換装置と、を備える電力供給システムを用いた電力供給方法であって、複数の負荷用変換装置それぞれが、線路の電圧の変動幅に基づいて自装置以外の他の負荷用変換装置が動作していると判定した場合、線路の電圧に基づいて、交流の位相を設定するステップを含む。
本構成によれば、複数の負荷用変換装置それぞれが、線路の電圧に基づいて、交流の位相を設定する。つまり、各負荷用変換装置が、他の負荷用変換装置から当該他の負荷用変換装置が出力する交流の位相に関する情報を得ることなく、自装置が出力する交流の位相を設定する。これにより、負荷用変換装置が、他の負荷用変換装置との通信を行う機能を備える必要がない。従って、負荷用変換装置の構成を簡素化することができる。
【００２６】
（９）また、他の観点から見た本発明の実施形態に係る負荷用変換装置は、線路から供給される直流を交流に変換して負荷装置に供給するインバータ回路を有する負荷用変換装置であって、線路の電圧に基づいて、交流の位相を設定する。
本構成によれば、負荷用変換装置が、線路の電圧に基づいて、交流の位相を設定する。つまり、負荷用変換装置は、自装置が接続されている線路に他の負荷用変換装置が接続されている場合、当該他の負荷用変換装置から当該負荷用変換装置が出力する交流の位相に関する情報を得ることなく、自装置が出力する交流の位相を設定する。これにより、負荷用変換装置が、他の負荷用変換装置との通信を行う機能を備える必要がない。従って、負荷用変換装置の構成を簡素化することができる。
【００２７】
［２．実施形態の詳細］
＜実施形態１＞
＜１＞構成
図１は、本実施形態に係る電力供給システム２０１の構成を示す図である。
電力供給システム２０１は、蓄電池用変換装置１０１と、発電装置１０２と、発電装置用変換装置１０３と、交流電源１０４と、交流電源用変換装置１０５と、蓄電池１０６とを備える。また、電力供給システム２０１は、更に、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃと、コンデンサ１０９とを備える。
【００２８】
ここで、蓄電池用変換装置１０１、発電装置用変換装置１０３、交流電源用変換装置１０５および３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃは、線路１５１と電気的に接続されている。また、線路１５１は、蓄電池用変換装置１０１、発電装置用変換装置１０３および交流電源用変換装置１０５を互いに接続する幹線１５１ａと、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃそれぞれと、幹線１５１ａとを接続する支線１５１ｂとから構成されている。
【００２９】
電力供給システム２０１は、太陽光自立電源システム等の分散電源システムであり、線路１５１を通じて３つの負荷装置１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃに電力を供給する。なお、電力供給システム２０１は、系統連系を行なってもよい。
【００３０】
電力供給システム２０１では、発電装置１０２や蓄電池１０６から供給される直流が、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃそれぞれにより交流に変換されて３つの負荷装置１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃに供給される。
【００３１】
発電装置１０２は、自然エネルギを利用した発電装置、例えば太陽光発電装置または風力発電機であり、発電した直流を発電装置用変換装置１０３へ出力する。発電装置１０２の出力電力は、例えば２．４ｋＷである。
【００３２】
発電装置用変換装置１０３は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータであり、発電装置１０２から受けた直流を異なる電圧値の直流に変換して線路１５１の幹線１５１ａへ出力する。発電装置用変換装置１０３は、ＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御を行なうことにより、発電装置１０２の出力電力の最大化を図る。
【００３３】
蓄電池１０６は、例えば、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、レドックスフロー電池またはＮＡＳ電池である。蓄電池１０６は、例えば、起電力が１２Ｖであり、容量が１０５Ａｈであり、出力電力が５ｋＷｈであり、４直列の鉛蓄電池である。あるいは、蓄電池１０６は、例えば、起電力が３０Ｖであり、容量が４０Ａｈであり、出力電力が２．４ｋＷｈであり、２直列のＬｉイオン電池である。
【００３４】
蓄電池用変換装置１０１は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、放電動作において、蓄電池１０６からの直流を異なる電圧値の直流に変換して線路１５１の幹線１５１ａへ出力し、充電動作において、幹線１５１ａからの直流を異なる電圧値の直流に変換して蓄電池１０６へ出力する。
【００３５】
交流電源用変換装置１０５は、力率改善回路等を含むＡＣ／ＤＣコンバータであり、商用電力系統等における交流電源１０４から受けた１００Ｖの交流を直流に変換して線路１５１の幹線１５１ａへ出力する。この交流電源用変換装置１０５は、幹線１５１ａに供給する電流を一定値に制御する定電流制御を行なう。
【００３６】
３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃは、ＤＣ／ＡＣコンバータであり、線路１５１の幹線１５１ａから支線１５１ｂを通じて供給される直流を交流に変換して負荷装置１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃへ出力する。ここで、負荷装置１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃは、例えば家電機器である。
【００３７】
また、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃは、ネットワーク１５２により互いに通信可能に接続されている。なお、ネットワーク１５２は、有線でもよいし無線でもよい。３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃは、いずれか１台が親機として動作し、他の２台が子機として動作する。そして、親機として動作する負荷用変換装置は、子機として動作する他の負荷用変換装置に対して、出力する交流の位相のずれ量に関する指令値を送信する。
【００３８】
コンデンサ１０９は、線路１５１の幹線１５１ａの電圧の平滑化を図るためのものであり、幹線１５１ａに接続されている。
【００３９】
図２は、本実施形態に係る負荷用変換装置１０７Ａ（１０７Ｂ，１０７Ｃ）の構成を示す図である。
負荷用変換装置１０７Ａ（１０７Ｂ，１０７Ｃ）は、制御部１２と、電力変換部１３と、指令部１１０とを備える。
【００４０】
指令部１１０は、コンピュータを有して構成されている。そして、指令部１１０の各機能は、コンピュータが所定のコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。ここで、コンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、Ｉ／Ｏインターフェースおよびこれらを互いに接続するバス等からなる。なお、制御部１２は、必ずしも１つのコンピュータから構成されているものに限定されるものではなく、複数のコンピュータから構成されているものであってもよい。
指令部１１０は、自機が内蔵された負荷用変換装置以外の他の負荷用変換装置に対して、当該他の負荷用変換装置から出力される交流の位相のずれ量に関する指令値を送信する。
【００４１】
制御部１２は、指令部１１０と同様に、コンピュータを有して構成されている。そして、制御部１２の各機能は、コンピュータが所定のコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。なお、制御部１２は、必ずしも１つのコンピュータから構成されているものに限定されるものではなく、複数のコンピュータから構成されているものであってもよい。
【００４２】
制御部１２は、自機が内蔵された負荷用変換装置或いは他の負荷用変換装置に内蔵された指令部１１０から入力される位相のずれ量に関する指令値に基づいて、ゲートドライブ回路２３に制御信号を入力する。
また、制御部１２は、電力供給システム２０１に属する負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃそれぞれを識別する識別情報をメモリに記憶している。そして、制御部１２は、タイマ機能により、自機が内蔵された負荷用変換装置の電源投入後、メモリに記憶された識別情報を参照して、第１期間（例えば、１０ｍｉｎ間）の間に他の負荷用変換装置から識別情報が送信されてくるか否かを判定できる。
また、制御部１２は、自機が内蔵された負荷用変換装置が親機として動作する場合、指令部１１０の動作を開始させ、自機が内蔵された負荷用変換装置が子機として動作する場合、指令部１１０を動作させない。
【００４３】
電力変換部１３は、線路１５１から供給される直流を交流に変換して負荷装置１０８Ａに供給する動作を行なう。
【００４４】
電力変換部１３は、ゲートドライブ回路２３と、インバータ回路２４とを備える。
インバータ回路２４は、４つのトランジスタ３１，３２，３３，３４と、コイル３５，３６と、コンデンサ３７とを含む。なお、インバータ回路２４は、トランジスタの代わりに他の種類のスイッチング素子を含む構成であってもよい。
ゲートドライブ回路２３は、制御部１２から入力される制御信号に従って、インバータ回路２４におけるトランジスタ３１，３２，３３，３４用のゲート信号を生成し、トランジスタ３１，３２，３３，３４へ出力する。
【００４５】
トランジスタ３１，３２，３３，３４は、例えば逆流阻止ダイオードを有するＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、ゲートドライブ回路２３から受けたゲート信号に基づいてスイッチング動作をする。これにより、線路１５１から供給される直流が交流に変換されて、負荷装置１０８Ａ（１０８Ｂ，１０８Ｃ）に供給される。
【００４６】
＜２＞動作
＜２−１＞親機、子機決定動作
まず、本実施形態に係る電力供給システム２０１について、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃの中から親機を決定する動作について説明する。
電力供給システム２０１では、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃのうち、最初に電源投入がなされた負荷用変換装置が親機として動作し、他の２つの負荷用変換装置が子機として動作する。その後、親機として選択された負荷用電源装置が電源オフする毎に、親機として選択された負荷用変換装置が代わっていく。
【００４７】
図３は、本実施形態に係る電力供給システムにおける親機選択動作を示すシーケンス図である。ここでは、負荷用変換装置１０７Ａが、最初に電源投入がなされたものとして説明する。
まず、負荷用変換装置１０７Ａは、電源が投入されると（ステップＳ１）、他の負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃから識別情報が送信されているか否かを確認する（ステップＳ２）。具体的には、負荷用変換装置１０７Ａの制御部１２が、タイマ機能を有しており、第１期間の間に負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃから識別情報が送信されてくるか否かを判定する。
【００４８】
次に、負荷用変換装置１０７Ａが、他の負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃからの識別情報の送信がないと判定したとする（ステップＳ３）。具体的には、負荷用変換装置１０７Ａが、上記第１期間を経過しても、他の負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃから識別情報を受信しなかった場合である。
この場合、負荷用変換装置１０７Ａは、親機としての動作を開始する（ステップＳ４）。具体的には、負荷用変換装置１０７Ａは、自装置の識別情報を他の負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃへの送信を開始するとともに、指令部１１０を動作させる。その後、負荷用変換装置１０７Ａは、上記第１期間よりも短い第２期間（例えば、５ｍｉｎ）毎に、自装置の識別情報の他の負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃへの送信を繰り返す。
また、負荷用変換装置１０７Ａは、指令部１１０を動作させることにより、後述の各負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃへの位相のずれ量に関する指令値の生成および送信を開始する。この「位相のずれ量に関する指令値の生成」については、＜２−２＞で詳細に説明する。
【００４９】
一方、負荷用変換装置１０７Ｂ（１０７Ｃ）は、電源が投入されると（ステップＳ５（Ｓ１１））、他の負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｃ（１０７Ａ，１０７Ｂ）から識別情報が送信されているか否かを確認する（ステップＳ６（Ｓ１２））。
【００５０】
ここにおいて、負荷用変換装置１０７Ａは、負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃよりも先に電源の投入がなされ、負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃに識別情報を送信している（ステップＳ７（Ｓ１３））。従って、負荷用変換装置１０７Ｂ（１０７Ｃ）は、他装置である負荷用変換装置１０７Ａの識別情報が送信されていると判定する（ステップＳ８（Ｓ１４））。そして、負荷用変換装置１０７Ｂ（１０７Ｃ）は、自装置の識別情報を負荷用変換装置１０７Ａに送信する（ステップＳ９（Ｓ１５））。
【００５１】
その後、負荷用変換装置１０７Ｂ（１０７Ｃ）は、子機としての動作を開始する（ステップＳ１０（Ｓ１６））。
【００５２】
次に、親機である負荷用変換装置１０７Ａのみが、電源オフし、他の負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃが動作を継続する場合について説明する。
この場合、負荷用変換装置１０７Ａは、電源オフ指示を受け付けると、動作を継続する２つの負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃのいずれか一つに対して親機として動作するよう指示する指示信号を通知してから、電源オフ動作を行う。そして、負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃのうち、上記指示信号を受け付けたほうは、指令部１１０の動作を開始する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る電力供給システム２０１では、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃのうち親機として動作する１台（例えば、負荷用変換装置１０７Ａ）だけが、位相のずれ量を設定する処理を行う。従って、例えば、３つの負荷用変換装置それぞれにおいて、位相のずれ量を設定する処理を行う構成に比べて、電力供給システム２０１全体における処理負荷の軽減を図ることができる。
【００５４】
＜２−２＞指令部の動作
次に、本実施形態に係る指令部１１０の動作について説明する。
図４は、本実施形態に係る指令部１１０の動作を示すフローチャートである。ここでは、負荷用変換装置１０７Ａが、親機として選択されたものとして説明する。
負荷用変換装置１０７Ａの電源投入がなされると（ステップＳ２１）、指令部１１０は、電力供給システム２０１が備える負荷用変換装置の台数を検出する（ステップＳ２２）。ここでは、各負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃから送信される識別情報（図３参照）の種類をカウントすることにより台数を検出する。
【００５５】
次に、指令部１１０は、電力供給システム２０１が備える負荷用変換装置の台数が２台以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。
ステップＳ２３において、負荷用変換装置の台数が１台であると判定されると（ステップＳ２３：Ｎｏ）、指令部１１０は、そのまま後述のステップＳ２７の処理を行う。
【００５６】
一方、ステップＳ２３において、負荷用変換装置の台数が２台以上であると判定されると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、指令部１１０は、位相のずれ量に関する指令値の生成を行う（ステップＳ２４）。具体的には、指令部１１０は、負荷用変換装置の台数に基づいて、他の負荷用変換装置に対応する負荷装置それぞれに入力される交流の位相のずれ量φについて、下記式（１）の関係式が成立するように指令値を生成する。
【数１】
2015023604.tif 000006
ここで、Ｎは、負荷用変換装置の総数を示し、ｋは、負荷用変換装置の順番を示す。この「負荷用変換装置の順番」とは、複数の負荷用変換装置に対してその総数に応じて任意に付与される順番である。例えば、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃが存在する場合、自機が内蔵された負荷用変換装置１０７Ａには「０」、負荷用変換装置１０７Ｂには「１」、負荷用変換装置１０７Ｃには「２」が付与される。
【００５７】
この場合、幹線１５１ａから支線１５１ｂを通じて３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃそれぞれが有するインバータ回路２４に入力される直流のリプル成分の位相のずれ量ついても、式（１）に示す関係式が成立する。これにより、支線１５１ｂを流れる直流の足し合せた場合、支線それぞれを流れる直流のリプル成分が他の支線を流れる直流のリプル成分により略全て打ち消される。この結果、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分が略消滅する。
【００５８】
その後、指令部１１０は、生成した指令値φを負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃに対して送信する（ステップＳ２５）。このとき、指令部１１０は、負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃから受信した識別情報に基づいて送信先を設定する。
【００５９】
次に、指令部１１０は、再び、電力供給システム２０１が備える負荷用変換装置の台数を検出する（ステップＳ２６）。ここで、指令部１１０は、例えば、指令値を送信した後、所定の期間が経過してからステップＳ２６の処理を行う。
【００６０】
続いて、指令部１１０は、電源投入されている負荷用変換装置の台数が変更されているか否かを判定する（ステップＳ２７）。例えば、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃのうち、負荷用変換装置１０７Ｂが電源オフした場合、指令部１１０は、電源投入されている負荷用変換装置の台数が変更されたと判定する。
【００６１】
ステップＳ２７において、電源投入されている負荷用変換装置の台数が変更されていないと判定されると（ステップＳ２７：Ｎｏ）、指令部１１０は、再び、ステップＳ２６の処理を行う。
一方、ステップＳ２７において、電源投入されている負荷用変換装置の台数が変更されたと判定されると（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、指令部１１０は、負荷用変換装置１０７Ａが電源オフ指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２８）。
【００６２】
ステップＳ２８において、負荷用変換装置１０７Ａが電源オフ指示を受け付けたと判定されると（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、指令部１１０は、負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃのいずれか一方を選択して、親機として動作するよう指示する指示信号を送信し（ステップＳ２９）、処理を終了する。
一方、ステップＳ２８において、負荷用変換装置１０７Ａが電源オフ指示を受け付けていないと判定されると（ステップＳ２８：ＮＯ）、指令部１１０は、再び、ステップＳ２３の処理を行う。
【００６３】
＜２−３＞シミュレーション結果について
次に、本実施形態に係る電力供給システム２０１における、負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃへの入力電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３のシミュレーション結果について説明する。
図５は、本実施形態に係る電力供給システム２０１における、負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃへの入力電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３のシミュレーション結果を示す図である。ここでは、指令部１１０が、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃから出力される交流の位相を式（１）の関係式に従ってずらした場合を示している。即ち、式（１）において、Ｎが３であり、ｋが０，１，２である。
図５に示すように、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃに入力される電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３の位相は、π／３ずつずれている。
【００６４】
図６は、本実施形態に係る電力供給システム２０１における、線路１５１の幹線１５１ａを流れる電流を示すシミュレーション結果を示す。ここでは、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃへの入力電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３の位相が同位相である構成（以下、「比較例１」と称する。）における線路１５１の幹線１５１ａを流れる電流も示している。
線路１５１の幹線１５１ａを流れる電流は、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃへの入力電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３を足し合わせたものに相当する。図６に示すように、比較例１では、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃに流れ込む電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３の位相が同位相であることから、幹線１５１ａを流れる電流のリプル成分が増大している。
【００６５】
これに対して、本実施形態に係る電力供給システム２０１では、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃへの入力電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３の位相がπ／３ずつずれている。これにより、入力電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３のリプル成分が打ち消されて、幹線１５１ａを流れる電流のリプル成分は低減されている。即ち、負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃへの入力電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２，Ｉｉｎｖ３の位相を意図的にずらすことにより、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分を低減している。
【００６６】
＜３＞まとめ
結局、本実施形態に係る電力供給システム２０１は、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃそれぞれから、対応する負荷装置１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃに供給される交流の位相が、互いにずれている。従って、幹線１５１ａから支線１５１ｂを通じて３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃそれぞれが有するインバータ回路２４に入力される直流のリプル成分の位相も互いにずれている。これにより、支線１５１ｂを流れる直流を足し合せた場合、一の支線１５１ｂを流れる直流のリプル成分が他の支線１５１ｂを流れる直流のリプル成分により少なくとも一部が打ち消される。そして、幹線１５１ａを流れる直流は、支線１５１ｂを流れる直流の足し合せに相当するので、本実施形態に係る電力供給システム２０１では、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分が低減される。
【００６７】
そして、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分が低減される結果、幹線１５１ａを流れる直流を平滑化するコンデンサ１０９の静電容量を小さくすることができるので、電力供給システム２０１の小型化やコスト低減を図ることができる。
また、例えば、幹線１５１ａと交流電源１０４との間に、電力供給システム２０１保護用の開閉器（図示せず）を接続するとする。この場合、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分を低減することにより、開閉器に要求される定格電流あるいは定格電圧を小さくすることができるので、開閉器に要するコストを低減することができる。
【００６８】
また、電力供給システム２０１では、負荷装置１０８Ａに入力される交流に対する他の負荷装置１０８Ｂ，１０８Ｃに入力される交流の位相のずれ量φについて、式（１）に示す関係式が成立する。この場合、幹線１５１ａから支線１５１ｂを通じて３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃそれぞれが有するインバータ回路２４に入力される直流のリプル成分の位相のずれ量ついても、式（１）に示す関係式が成立する。これにより、支線１５１ｂを流れる直流の足し合せた場合、支線それぞれを流れる直流のリプル成分が他の支線を流れる直流のリプル成分により略全て打ち消される。この結果、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分が略消滅する。
【００６９】
＜実施形態２＞
図７は、本実施形態に係る電力供給システム３０１の構成を示す図である。
電力供給システム３０１は、蓄電池用変換装置１０１と、発電装置１０２と、発電装置用変換装置１０３と、交流電源１０４と、交流電源用変換装置１０５と、蓄電池１０６とを備える。また、電力供給システム２０１は、更に、２つの負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂと、コンデンサ１０９とを備える。ここで、蓄電池用変換装置１０１、発電装置用変換装置１０３、交流電源用変換装置１０５および２つの負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂは、線路１５１と電気的に接続されている。また、線路１５１は、蓄電池用変換装置１０１、発電装置用変換装置１０３および交流電源用変換装置１０５を互いに接続する幹線１５１ａと、２つの負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂそれぞれと、幹線１５１ａとを接続する支線１５１ｂとから構成されている。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００７０】
図８は、本実施形態に係る負荷用変換装置２０７Ａ（２０７Ｂ）の構成を示す図である。
負荷用変換装置２０７Ａ（２０７Ｂ）は、制御部２１２と、電力変換部１３と、電圧測定器４１，４４と、電流測定器４２，４３とを備える。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００７１】
電圧測定器４１は、線路１５１の電圧（以下、「線路電圧」と称する。）Ｖｄｃを測定し、測定値を制御部２１２へ出力する。電圧測定器４４は、負荷装置１０８Ａ（１０８Ｂ）に印加される電圧Ｖｏｕｔを測定し、測定値を制御部２１２へ出力する。電流測定器４２は、線路１５１から負荷用変換装置２０７Ａ（２０７Ｂ）へ入力される電流Ｉｉｎｖ１（Ｉｉｎｖ２）を測定し、測定値を制御部２１２へ出力する。電流測定器４３は、負荷用変換装置２０７Ａ（２０７Ｂ）から負荷装置１０８Ａ（１０８Ｂ）へ出力される電流Ｉｏｕｔ１（Ｉｏｕｔ２）を測定し、測定値を制御部２１２へ出力する。
【００７２】
次に、本実施形態に係る制御部２１２の動作について説明する。
図９は、本実施形態に係る制御部２１２の動作を示すフローチャートである。
負荷用変換装置２０７Ａ（２０７Ｂ）の電源投入がなされると（ステップＳ３１）、制御部２１２は、線路電圧Ｖｄｃの変動幅ΔＶｄｃを検出する（ステップＳ３２）。ここでは、制御部２１２が、電圧測定器４１から入力される電圧値を所定の期間だけモニタすることにより、変動幅ΔＶｄｃを検出する。ここで、変動幅ΔＶｄｃは、例えば、所定の期間（例えば、３０ｍｓ）内における線路電圧Ｖｄｃの最大値と最小値との差圧に相当する。
【００７３】
次に、制御部２１２は、線路電圧Ｖｄｃの変動幅ΔＶｄｃが所定の閾値電圧ΔＶｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ３３）。ここにおいて、制御部２１２は、変動幅ΔＶｄｃが閾値電圧ΔＶｔｈを超えていれば、自機が内蔵された負荷用変換装置（例えば、負荷用変換装置２０７Ｂ）以外の他の負荷用変換装置（例えば、負荷用変換装置２０７Ａ）が既に動作していると判定する。一方、制御部２１２は、変動幅ΔＶｄｃが閾値電圧ΔＶｔｈ未満であれば、上記他の負荷用変換装置（負荷用変換装置２０７Ａ）は動作していないと判定する。つまり、制御部２１２は、線路電圧Ｖｄｃの変動幅ΔＶｄｃに基づいて、自機が内蔵された負荷用変換装置以外の他の負荷用変換装置が動作しているか否かを判定する。また、閾値電圧ΔＶｔｈは、例えば、２．５Ｖに設定される。
【００７４】
ステップＳ３３において、線路電圧Ｖｄｃの変動幅ΔＶｄｃが閾値電圧ΔＶｔｈ以下であると判定されると（ステップＳ３３：Ｎｏ）、制御部２１２は、そのまま電力変換部１３を動作させる（ステップＳ３６）。
【００７５】
一方、ステップＳ３３において、線路電圧Ｖｄｃの変動幅ΔＶｄｃが閾値電圧ΔＶｔｈを超えていると判定されると（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、制御部２１２は、電力変換部１３を動作させることにより生成される電流Ｉｏｕｔ１（Ｉｏｕｔ２）の位相を設定する（ステップＳ３４）。例えば、負荷用変換装置２０７Ａが動作しており、後から負荷用変換装置２０７Ｂを動作させるとする。この場合、負荷用変換装置２０７Ｂに内蔵された制御部２１２は、電圧測定器４１から取得した測定値に基づいて、線路電圧Ｖｄｃの山の頂部の位置に、負荷用変換装置２０７Ｂから出力される電流Ｉｏｕｔ２のピーク位置が来るように、電流Ｉｏｕｔ２の位相を調整する。
【００７６】
次に、制御部２１２は、電流Ｉｏｕｔ１（Ｉｏｕｔ２）の位相が、設定した位相となるように、電力変換部１３を動作させる（ステップＳ３５）。
【００７７】
以後、制御部２１２は、電源オフ指示を受け付けない限り（ステップＳ３７：ＮＯ）、動作を継続する。一方、制御部２１２は、電源オフ指示を受け付けると（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、動作を終了する。
【００７８】
次に、電力供給システム３０１における、線路１５１の幹線１５１ａを流れる電流および線路電圧Ｖｄｃの振る舞いについて説明する。ここでは、負荷用変換装置２０７Ａの１台だけが動作している場合と、負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂの２台が動作している場合とについて説明する。
図１０は、本実施形態に係る電力供給システム３０１を示す等価回路である。
図７に示すように、発電装置１０２や蓄電池１０６には、ＤＣ／ＤＣコンバータとして機能する発電装置用変換装置１０３や蓄電池用変換装置１０１が接続されている。また、交流電源１０４には、ＡＣ／ＤＣコンバータとして機能する交流電源用変換装置１０５が接続されている。従って、図１０では、発電装置１０２や蓄電池１０６、交流電源１０４は、纏めて１つの電流源（電源）Ｐとして表している。
【００７９】
まず、負荷用変換装置２０７Ａが１台だけ動作し、負荷用変換装置２０７Ｂが停止している場合について説明する。この場合、電流源Ｐから出力される電流が全て負荷用変換装置２０７Ａに供給される。
図１１は、本実施形態に係る電力供給システム３０１における、線路電圧Ｖｄｃと、負荷用変換装置２０７Ａへの入力電流Ｉｉｎｖ１と、負荷用変換装置２０７Ａから出力される電流Ｉｏｕｔ１とを示すシミュレーション結果である。
図１１に示すように、負荷用変換装置２０７Ａへの入力電流Ｉｉｎｖ１には、リプル成分が存在する。これにより、線路電圧Ｖｄｃにも電流Ｉｉｎｖ１に対応したリプル成分が存在する。
【００８０】
ところで、線路電圧Ｖｄｃと、電流源Ｐから流出する電流Ｉｇ、負荷用変換装置２０７Ａへの入力電流Ｉｉｎｖ１との間には、下記式（２）の関係式が成立する。
【数２】
2015023604.tif 000007
ここで、Ｃは、コンデンサ１０９の静電容量、Ｖｄｃ（ｔ）は、線路電圧、Ｉｇ（ｔ）は、電流源Ｐから流出する電流、Ｉｉｎｖ１（ｔ）は、負荷用変換装置２０７Ａへの入力電流を示す。
式（２）に示すように、線路電圧Ｖｄｃは、電流Ｉｇと電流Ｉｉｎｖ１との差分を時間積分したものに相当する。従って、線路電圧Ｖｄｃと、電流Ｉｇおよび電流Ｉｉｎｖ１との間には、９０°の位相差が生じている。
【００８１】
また、負荷用変換装置２０７Ａへの入力電流Ｉｉｎｖ１と、負荷用変換装置２０７Ａから出力される電流Ｉｏｕｔ１との間には、下記式（３）の関係式が成立する。
【数３】
2015023604.tif 000008
式（２）および式（３）から、負荷用変換装置２０７Ａから出力される電流Ｉｏｕｔ１のピーク位置が、線路電圧Ｖｄｃのピーク位置に一致することが判る。実際、図１０のシミュレーション結果においてもこのことが明らかとなっている。
【００８２】
次に、負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂの２台が動作している場合について説明する。ここでは、負荷用変換装置２０７Ｂに内蔵された制御部２１２が、線路１５１の幹線１５１ａを流れる電流Ｉｉｎｖや線路電圧Ｖｄｃに生じるリプル成分を低減するように、負荷用変換装置２０７Ｂから出力される電流Ｉｏｕｔ２の位相を設定する。
図１２は、本実施形態に係る電力供給システム３０１における、線路電圧Ｖｄｃと、負荷用変換装置２０７Ｂへの入力電流Ｉｉｎｖ２と、負荷用変換装置２０７Ｂから出力される電流Ｉｏｕｔ１とを示すシミュレーション結果である。図１２において、線路電圧Ｖｄｃについては、負荷用変換装置２０７Ａの１台だけが動作している場合を示している。また、電流Ｉｉｎｖ２およびＩｏｕｔ２については、負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂの２台が動作している場合を示している。
【００８３】
負荷用変換装置２０７Ｂでは、電圧測定器４１が、図１２に示すような線路電圧Ｖｄｃを測定し、測定値を制御部２１２に入力する。そして、制御部２１２は、電圧測定器４１から取得した測定値に基づいて、線路電圧Ｖｄｃの山の頂部の位置に、負荷用変換装置２０７Ｂから出力される電流Ｉｏｕｔ２のピーク位置が来るように、電流Ｉｏｕｔ２の位相を調整する。
【００８４】
これにより、各支線１５１ｂを流れる直流を足し合せた場合、支線１５１ｂそれぞれを流れる直流のリプル成分が他の支線１５１ｂを流れる直流のリプル成分により略全て打ち消される。従って、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分を略消滅させることができる。
【００８５】
図１３は、本実施形態に係る電力供給システム３０１における、負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂそれぞれへの入力電流Ｉｉｎｖ１，Ｉｉｎｖ２を示すシミュレーション結果である。
図１３に示すように、負荷用変換装置２０７Ａへの入力電流Ｉｉｎｖ１の波形は、負荷用変換装置２０７Ｂへの入力電流Ｉｉｎｖ２に対して略πだけずれた波形となっている。
【００８６】
図１４は、本実施形態に係る電力供給システム３０１における、線路１５１の幹線１５１ａを流れる電流を示すシミュレーション結果である。なお、図１４では、電流Ｉｉｎｖ１と電流Ｉｉｎｖ２とが同位相である場合（以下、「比較例２」と称する。）のシミュレーション結果も示している。
ここで、幹線１５１ａを流れる電流は、負荷用変換装置２０７Ａへの入力電流Ｉｉｎｖ１と、負荷用変換装置２０７Ｂへの入力電流Ｉｉｎｖ２とを足し合わせた電流に相当する。
図１４に示すように、比較例２では、電流Ｉｉｎｖ１と電流Ｉｉｎｖ２とが互いに強め合うため、幹線１５１ａを流れる電流のリプル成分が増大している。これに対して、本実施形態では、入力電流Ｉｉｎｖ１のリプル成分が、入力電流Ｉｉｎｖ２のリプル成分により打ち消されるため、幹線１５１ａを流れる電流のリプル成分が低減されている。このように、本実施形態に係る電力供給システム３０１では、線路１５１を流れる電流のリプル成分を低減することができるため、線路１５１の定格電流を小さくできるという利点がある。また、線路１５１を流れる電流に重畳するリプル成分を低減できるため、それに伴い、線路電圧Ｖｄｃの電圧変動も抑制できる。
【００８７】
図１５は、本実施形態に係る電力供給システム３０１における、線路電圧Ｖｄｃを示すシミュレーション結果である。なお、図１５では、電流Ｉｉｎｖ１と電流Ｉｉｎｖ２とが同位相である場合（比較例２）のシミュレーション結果も示している。
比較例２では、線路１５１の幹線１５１ａを流れる電流のリプル成分の増大に伴い、線路電圧Ｖｄｃのリプル成分も増大している。
一方、本実施形態では、線路１５１の幹線１５１ａを流れる電流のリプル成分の減少に伴い、線路電圧Ｖｄｃのリプル成分も低減されている。
【００８８】
以上のように、本実施形態に係る電力供給システム３０１では、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分が低減される。その結果、幹線１５１ａを流れる直流を平滑化するコンデンサ１０９の静電容量を小さくすることができるので、電力供給システム３０１の小型化やコスト低減を図ることができる。
【００８９】
結局、本実施形態に係る電力供給システム３０１によれば、２つの負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂそれぞれが、線路電圧Ｖｄｃに基づいて、自装置以外の他の負荷用変換装置が動作していると判定した場合、線路電圧Ｖｄｃに基づいて、交流の位相を設定する。つまり、負荷用変換装置２０７Ａ（２０７Ｂ）が、他の負荷用変換装置２０７Ｂ（２０７Ａ）から当該他の負荷用変換装置２０７Ｂ（２０７Ａ）が出力する交流の位相に関する情報を得ることなく、自装置が出力する交流の位相を設定する。これにより、負荷用変換装置２０７Ａ（２０７Ｂ）が、他の負荷用変換装置２０７Ｂ（２０７Ａ）との通信を行う機能を備える必要がない。従って、負荷用変換装置２０７Ａ，２０７Ｂの構成を簡素化することができる。
【００９０】
また、電力供給システム３０１では、負荷用変換装置２０７Ｂが、他の負荷用変換装置２０７Ａが動作している場合、幹線１５１ａの電圧の電圧変動のピーク位置と、自装置が負荷装置１０８Ｂに供給する交流のピーク位置とが一致するように交流の位相を設定する。これにより、各支線１５１ｂを流れる直流を足し合せた場合、支線１５１ｂそれぞれを流れる直流のリプル成分が他の支線１５１ｂを流れる直流のリプル成分により略全て打ち消される。従って、幹線１５１ａを流れる直流のリプル成分を略消滅させることができる。
【００９１】
＜変形例＞
（１）実施形態１では、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃのうち最初に電源投入がなされた１台を親機として動作させ、他の２台を子機として動作させる例について説明したが、親機、子機の設定方法はこれに限定されるものではない。例えば、ユーザの選択により、３つの負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃの中から親機、子機を設定する構成であってもよい。
【００９２】
（２）実施形態１では、子機として動作する負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃが、負荷用変換装置１０７Ａの識別情報を受信すると、自装置の識別情報を負荷用変換装置１０７Ａに送信する例について説明した。但し、子機として動作する負荷用変換装置１０７Ｂ，１０７Ｃが、自装置の識別情報の代わりに、負荷用変換装置１０７Ａから送信された識別情報を受信した旨を示す応答信号を送信する構成であってもよい。
ここにおいて、応答信号に含まれる情報量を識別情報に含まれる情報量に比べて少なくすれば、負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ間で授受される情報量を低減することができるので、負荷用変換装置１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ間における通信トラフィックの軽減を図ることができる。
【００９３】
（３）実施形態１では、負荷用変換装置を３台備える例について説明したが、例えば、負荷用変換装置を２台備える構成、或いは、４台以上備える構成としてもよい。また、実施形態２では、負荷用変換装置を２台備える例について説明したが、例えば、負荷用変換装置を３台以上備える構成としてもよい。
【００９４】
上記実施の形態および変形例は、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】
【００９５】
１２，２１２  制御部
１３      電力変換部
２３      ゲートドライブ回路
２４      インバータ回路
３１，３２，３３，３４  トランジスタ
３５，３６  コイル
３７，１０９  コンデンサ
４１，４４  電圧測定器
４２，４３  電流測定器
１０１    蓄電池用変換装置
１０２    発電装置
１０３    発電装置用変換装置
１０４    交流電源
１０５    交流電源用変換装置
１０６    蓄電池
１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，２０７Ａ，２０７Ｂ  負荷用変換装置
１０８Ａ，１０８Ｂ，１０８Ｃ  負荷装置
１１０    指令部
１５１    線路
１５１ａ  幹線
１５１ｂ  支線
２０１，３０１  電力供給システム
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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