(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーを利用して発電する自然発電装置と、燃料を消費して発電する燃料発電装置とを電力系統に連系させてなる発電システムであって、
前記自然発電装置に設けられたパワーコンディショナと、前記燃料発電装置に設けられたパワーコンディショナと、電圧上昇抑制制御を実行するための制御部とを備え、
前記制御部は、前記自然発電装置及び燃料発電装置が同時発電運転中において前記電圧上昇抑制制御を実行する際には、前記自然発電装置及び前記燃料発電装置のそれぞれの特性又は現在の状況に応じて、前記自然発電装置及び前記燃料発電装置のいずれか一方の側のパワーコンディショナによる出力電圧の抑制処理を優先させるように双方のパワーコンディショナを連係制御するように構成され、かつ、
前記電圧上昇抑制制御を実行する際に燃料発電装置側での熱利用についての現在の状況が大熱需要の場合には、自然発電装置側のパワーコンディショナを対象にして前記電力系統に対する出力電圧の抑制処理を優先させる連係制御を実行するように構成されている、
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であって、
前記制御部は、前記電圧上昇抑制制御を実行する際には燃料発電装置側のパワーコンディショナを対象にして前記電力系統に対する出力電圧の抑制処理を優先させる連係制御を実行するように構成されている、発電システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の発電システムであって、
前記制御部は、前記出力電圧の抑制処理を優先させる場合には、優先させる側の出力電圧の抑制処理を他の側よりも先にする処理、及び／又は、優先させる側の出力電圧の抑制量を他の側よりも大にする処理、を実行するように構成されている、発電システム。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発電システムであって、
前記制御部は、前記自然発電装置のパワーコンディショナと、前記燃料発電装置のパワーコンディショナとのそれぞれに設けられ、両制御部が相互通信可能に通信接続されて前記電圧上昇抑制制御を実行するように構成されている、発電システム。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発電システムであって、
前記制御部は、前記自然発電装置のパワーコンディショナと、前記燃料発電装置のパワーコンディショナとのそれぞれと相互通信可能に通信接続されて、前記電圧上昇抑制制御を実行するように構成されている、発電システム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発電システムであって、
前記自然発電装置は太陽光発電装置である、発電システム。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発電システムであって、
前記燃料発電装置は燃料電池発電装置又はガスエンジン発電装置である、発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を消費することで発電する燃料発電装置（例えば燃料電池発電装置）と、自然エネルギー（例えば太陽光又は風力）を用いた自然発電装置（例えば太陽光発電装置又は風力発電装置）とを含む複数種類の分散型電源を電力系統と連系させた発電システムに関し、特に複数種類の分散型電源が同時発電中における電圧上昇抑制制御の実行に際し、複数種類の発電装置の個々の状況に応じて互いに連係して電圧上昇抑制を実行させるようにして発電効率の低下を回避し得るようにした技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電により発電された直流電力を交流電力に変換すると共に、商用電力系統に電力を供給する系統連系制御を行うためにパワーコンディショナが用いられている。そして、太陽光発電装置による分散電源を電力系統と連系させる場合に、パワーコンディショナにより電圧上昇抑制制御を行うことが知られている（例えば特許文献１参照）。又、このような電圧上昇抑制制御を行うことにより太陽光発電モジュールでは発電電力が無駄に余ることとなり、この結果、発電効率の低下を招くことも報告されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３５６４０号公報
【特許文献２】特許第３９４２４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料電池発電の場合には発電するために燃料を必要とするのに対し、太陽光発電や風力発電等の場合には自然エネルギーを利用するものであるため、そのような事情はない。つまり、燃料電池発電には有限である燃料の消費を伴うことになる。
【０００５】
その一方、燃料電池発電は、その起動や停止に手間と時間を要する上に、発電量の変更も緩やかにしか制御し得ないという事情もある。これに対し、太陽光発電の場合には、発電量の変更そのものはパワーコンディショナでの交流変換出力の変更により容易かつ速やかに可能であるという事情がある。さらに、燃料電池発電の場合には、通常は電力のみならず熱回収も行われ、回収熱が給湯等に利用されており、発電量が低下すれば、それに伴い熱回収も低下することになる。
【０００６】
したがって、複数の分散型電源にそれぞれ備えられているパワーコンディショナにより電圧上昇抑制制御が分散型電源毎に個別に行われると、再度、電圧上昇させようとすると時間がかかったり、あるいは、回収熱の利用に支障をきたしたりすることにもなりかねない事態を招くことになる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電圧上昇抑制制御の実行の際に、できるだけ自然エネルギーを利用して燃料消費を抑えるという意味での発電効率の向上を図り得る発電システムを提供することにある。又、燃料の消費により発電する燃料発電の側での熱回収需要の如何に応じて、その熱回収需要に支障を与えないようにしつつ、電圧上昇抑制制御を実行し得る発電システムを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、自然エネルギーを利用して発電する自然発電装置と、燃料を消費して発電する燃料発電装置とを電力系統に連系させてなる発電システムを対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、前記自然発電装置に設けられたパワーコンディショナと、前記燃料発電装置に設けられたパワーコンディショナと、電圧上昇抑制制御を実行するための制御部とを備えることとする。そして、前記制御部として、前記自然発電装置及び燃料発電装置が同時発電運転中において前記電圧上昇抑制制御を実行する際には、前記自然発電装置及び前記燃料発電装置のそれぞれの特性又は現在の状況に応じて、前記自然発電装置及び前記燃料発電装置のいずれか一方の側のパワーコンディショナによる出力電圧の抑制処理を優先させるように双方のパワーコンディショナを連係制御する構成とし、かつ、前記電圧上昇抑制制御を実行する際に燃料発電装置側での熱利用についての現在の状況が大熱需要の場合には、自然発電装置側のパワーコンディショナを対象にして前記電力系統に対する出力電圧の抑制処理を優先させる連係制御を実行する構成とした（請求項１）。
【０００９】
さらには、前記制御部として、前記電圧上昇抑制制御を実行する際には燃料発電装置側のパワーコンディショナを対象にして前記電力系統に対する出力電圧の抑制処理を優先させる連係制御を組み合わせするようにすることもできる（請求項２）。
【００１０】
本発明の場合、電圧上昇抑制制御を実行する際に燃料発電装置側のパワーコンディショナを対象にして電力系統に対する出力電圧の抑制処理を優先させる連係制御を行うことで、電圧上昇抑制を果たしつつも、燃料発電装置での燃料消費を低減させることが可能となる。又、電圧上昇抑制制御を実行する際に燃料発電装置側での熱利用についての現在の状況が大熱需要の場合には、自然発電装置側のパワーコンディショナを対象にして電力系統に対する出力電圧の抑制処理を優先させる連係制御を行うことで、電圧上昇抑制を果たしつつも、給湯、暖房又は熱回収による蓄熱等の現在の熱需要の要求度合の大小等の事情に応じて、この熱需要の要求を優先させて満足させることが可能となる。
【００１１】
本発明の制御部として、前記出力電圧の抑制処理を優先させる場合には、優先させる側の出力電圧の抑制処理を他の側よりも先にする処理、及び／又は、優先させる側の出力電圧の抑制量を他の側よりも大にする処理、を実行する構成とすることができる（請求項３）。このようにすることにより、優先することによる作用を得つつも、電圧上昇抑制を確実に実現させ得ることになる。
【００１２】
又、本発明の制御部として、前記自然発電装置のパワーコンディショナと、前記燃料発電装置のパワーコンディショナとのそれぞれに設けられ、両制御部が相互通信可能に通信接続されて前記電圧上昇抑制制御を実行する構成とすることができるし（請求項４）、あるいは、本発明の制御部として、前記自然発電装置のパワーコンディショナと、前記燃料発電装置のパワーコンディショナとのそれぞれと相互通信可能に通信接続されて、前記電圧上昇抑制制御を実行する構成とすることもできる（請求項５）。種々の形態の通信接続によって、本発明の連係制御を実現させ得るようになる。
【００１３】
なお、本発明における自然発電装置として太陽光発電装置とすることができるし（請求項６）、本発明における燃料発電装置として燃料電池発電装置又はガスエンジン発電装置とすることができる（請求項７）。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、本発明の発電システムによれば、自然発電装置及び燃料発電装置のそれぞれの特性又は現在の状況に応じて、電圧上昇抑制制御の際に自然発電装置及び燃料発電装置のいずれか一方の側のパワーコンディショナによる出力電圧の抑制処理を優先させることができ、互いに異なる種類の発電装置の特性又は現在の状況に応じた連係制御によって適切な電圧上昇抑制を実行させて発電効率の向上をも図ることができる。加えて、電圧上昇抑制制御を実行する際に燃料発電装置側での熱利用についての現在の状況が大熱需要の場合には、自然発電装置側のパワーコンディショナを対象にして電力系統に対する出力電圧の抑制処理を優先させる連係制御を行うようにしているため、電圧上昇抑制を果たしつつも、給湯、暖房又は熱回収による蓄熱等の現在の熱需要の要求度合の大小等の事情に応じて、この熱需要の要求を優先させて満足させることができるようになる。
【００１５】
特に請求項２によれば、電圧上昇抑制制御を実行する際に燃料発電装置側のパワーコンディショナを対象にして電力系統に対する出力電圧の抑制処理を優先させる連係制御を行うようにしているため、電圧上昇抑制を果たしつつも、燃料発電装置での燃料消費を低減させることができるようになる。
【００１７】
請求項３によれば、出力電圧の抑制処理を優先させる場合として、優先させる側の出力電圧の抑制処理を他の側よりも先にする処理、及び／又は、優先させる側の出力電圧の抑制量を他の側よりも大にする処理、を実行する構成とすることで、優先することによる作用を得つつも、電圧上昇抑制を確実に実現させることができるようになる。
【００１８】
請求項４又は請求項５によれば、種々の形態の通信接続によって、本発明の連係制御を確実に実現させることができるようになる。
【００１９】
請求項６又は請求項７によれば、本発明における自然発電装置又は燃料発電装置として具体的に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の発電システムの全体概念図を示す模式図である。
【図２】図１の燃料電池発電装置の例を示す模式図である。
【図３】図１のパワーコンディショナの例を示す模式図である。
【図４】図１のいずれのパワーコンディショナが電圧上昇抑制制御を主導するかを設定するためのフローチャートである。
【図５】各パワーコンディショナの制御部が備える電圧上昇抑制制御のフローチャート前半部である。
【図６】各パワーコンディショナの制御部が備える電圧上昇抑制制御のフローチャート後半部である。
【図７】電圧上昇抑制制御部と、複数のパワーコンディショナとの関係を示すものであり、図７（a）は各パワーコンディショナに制御部（電圧上昇抑制制御部）が設けられた本実施形態の場合の例であり、図７（ｂ）はいずれか１つのパワーコンディショナに制御部（電圧上昇抑制制御部）が設けられてこの１つの制御部により他のパワーコンディショナも制御される場合であり、図７（ｃ）は１つの独立した制御部（電圧上昇抑制制御部）により複数のパワーコンディショナが制御される場合である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る発電システムを示す。この発電システムは、複数の分散型電源として自然エネルギー（例えば太陽光）を利用する自然発電装置（例えば太陽光発電装置）ＮＰ及び燃料を消費して発電する燃料発電装置として燃料電池発電装置ＦＰを備え、これらの複数の分散型電源が商用の電力系統１と系統連系されたものである。自然発電装置ＮＰ及び燃料電池発電装置ＦＰの両分散型電源はそれぞれパワーコンディショナ２を備えており、このパワーコンディショナ２により後述の如く各分散型電源側でのＤＣ−ＡＣ変換（交流変換）や電力制御が行われて家庭負荷３に対する配電と電力系統１への送電とが可能とされている。
【００２３】
図２は前記の燃料電池発電装置ＦＰとして固体酸化物型燃料電池による発電装置の例を示し、熱電併給が可能となっている。図中の符号４は電池本体であり、この電池本体４はセルスタック４１と、改質器４２と、空気用熱交換器４３とを備えている。この電池本体４に対する燃料ガス・空気・水蒸気等の供給及び排ガスの排出は、いずれも予熱・蒸発器５を通して行われるようになってる。この予熱・蒸発器５に対し燃料ガス回路６、改質用空気供給回路７及びカソード空気供給回路８が通される一方、予熱用の熱源として電池本体４の側から排ガスが導入されて水供給処理回路９に導出され、排ガス中の水分回収により得た純水が予熱・蒸発器５内の燃料ガス回路６に戻されて水蒸気改質用の水蒸気に変換されるようになっている。
【００２４】
上記セルスタック４１は、複数のセルが所定間隔ずつ隔てた状態で立設されて構成されており、各セルは小径円筒形状のアノード(燃料極)と、この外周側を覆う大径円筒形状のカソード(空気極)とが間に電解質を挟んだ状態で同心円状に一体化されたものである。アノードや、カソードはいずれもＮｉ等の金属酸化物を含有するセラミックスにより形成されたものであり、電解質は例えばＹＳＺ（イットリウム安定化ジルコニア）等の固体酸化物により形成されたものである。
【００２５】
セルのアノードの内孔に対し改質器４２から供給された燃料ガスが下端から上端に向けて流され、又、カソードの外周面に空気用熱交換器４３からカソード空気が供給されるようになっている。カソードではカソード空気の酸素が酸素イオンとなって電解質を通り、アノードでは燃料ガスの水素と反応して水（水蒸気）を生成する一方、その際に生じた電子が回路を通してカソード側に移動して酸素を再びイオン化するということを繰り返して発電される。アノードの内孔に供給された燃料ガスは上記反応に利用された後、オフガスとして改質器バーナに導かれて燃焼用の燃料として利用されるようになっている。又、カソード空気は上方に排気され、改質器バーナからの燃焼排ガスと共に、排ガスとして予熱・蒸発器５に送られるようになっている。その際、上記排ガスは空気を加熱するための熱源として空気用熱交換器４３を通過するようになっている。
【００２６】
燃料ガス回路６には、元ガス電磁弁やガバナ等からなる調整弁６１と、バッファータンク６２、ガス流量センサ６３、脱硫器６４及び逆止弁６５等とが介装され、予熱・蒸発器５に入る前に改質用空気供給回路７が合流するようになっている。改質用空気供給回路７には、図示省略のフィルタを通した大気を吸い込んで送給する改質用空気ブロワ７１と、バッファータンク７２と、改質空気用流量センサ７３及び逆止弁７４等とが介装されている。そして、改質用空気供給回路７が合流された燃料ガス回路６には、予熱・蒸発器５内において、水供給処理回路９からの純水が供給され、この純水が予熱・蒸発器５において水蒸気に蒸発した状態で改質器４２に送られるようになっている。カソード空気供給回路８には、改質用空気供給回路７と同様に、図示省略のフィルタを通した大気を吸い込んで送給するカソード空気ブロワ８１と、バッファータンク８２及びカソード空気用流量センサ８３等とが介装されている。
【００２７】
水供給処理回路９は、予熱・蒸発器５を通過した後の排ガスに含まれる水分の水回収、回収した凝縮水の精製及び精製後の純水の貯留、並びに、貯留した純水を水蒸気として再利用すべく上記予熱・蒸発器５への供給をそれぞれ行う回路である。水供給処理回路９には、排熱回収用熱交換器９１と、この熱交換器９１で集水された凝縮水を一時貯留するドレンタンク９２と、給水ポンプ９３と、純水に精製するための逆浸透膜（ＲＯ膜）やイオン交換膜等からなる水精製部９４と、純水流量を検出する純水流量センサ９５と、逆止弁９６とが上流側から順に介装されている。この水供給処理回路９から予熱・蒸発器５に供給された純水は予熱・蒸発器５で蒸発されて水蒸気になって改質器４２及び電池本体４のアノード側に供給されることになる。上記排熱回収用熱交換器９１では、予熱・蒸発器５で顕熱回収された後の排ガスの潜熱回収を行うことにより、貯湯ユニット１０側の循環回路１０１から排熱回収用熱交換器９１に循環供給される水を熱交換加熱するようなっている。
【００２８】
排熱回収用熱交換器９１での熱交換により加熱・昇温された湯が貯湯タンク１０２に戻されて貯留されることになる。これにより、燃料電池の排ガスからの熱回収が図られて、その回収熱が貯湯タンク１０２に湯の状態で蓄熱されることになる。貯湯ユニット１０の循環回路１０１には循環ポンプ１０３及び冷却用ラジエータ１０４が介装されている。循環ポンプ１０３が作動されると、貯湯タンク１０２の底部から湯水が取り出された後、排熱回収用熱交換器９１に送られ、この排熱回収用熱交換器９１で排ガスとの熱交換により加熱されて高温になった湯水が貯湯タンク１０２の頂部に戻されるように循環作動することになる。そして、補助熱源機１０４において、貯湯タンク１０２から導出された湯水を内蔵の燃焼バーナの燃焼熱により加熱し、所定温度まで補助加熱された後に図示省略の給湯栓等への給湯のために出湯したり、図示省略の浴槽に対し湯張り等のために出湯したりするようになっている。
【００２９】
以上の如く、燃料電池発電装置ＦＰにおいては、種々の構成要素が複雑に関係するため、発電運転のための起動又は停止、あるいは、その発電量の変更等にかなりの時間を要することになる。そして、貯湯ユニット１０の側では排熱回収により給湯，湯張り又は温水暖房の熱源としての給湯等のために熱利用を行っていたり、あるいは、このような熱利用のために貯湯タンク１０２での蓄熱量（所定温度以上の貯湯量）が不十分で、熱交換加熱により蓄熱を実行中であったり等の場合には、これらの熱需要を満たすために発電量の変更に際しては発電側の事情に他に熱利用の面からの事情をも考慮する必要がある。
【００３０】
図３は、パワーコンディショナ２の例を示し、このパワーコンディショナ２は自然発電装置ＮＰ又は燃料電池発電装置ＦＰにより発電される直流電力を所定電圧まで昇圧するコンバータ部２１と、昇圧された直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ部２２と、電力系統１との間を開閉により解列（遮断）／接続切換する連系リレー部２３と、電圧上昇抑制制御部を含み前記のインバータ部２２等の出力制御を行う制御部２４とを備えて構成されている。そして、自然発電装置ＮＰ側のパワーコンディショナ２に設けられた制御部２４と、燃料電池発電装置ＦＰ側のパワーコンディショナ２に設けられた制御部２４とは通信線２５を介して相互通信可能に互いに接続されている。
【００３１】
電圧上昇抑制制御部による電圧上昇抑制制御は、系統電圧が所定の閾値（例えば１０７Ｖ未満）を超えるような事態を検出したときに、各分散型電源（自然発電装置ＮＰ又は燃料電池発電装置ＦＰ）側の出力電圧を下げてそのときの系統電力側の電圧値よりも低くなるようにパワーコンディショナ２の特にインバータ部２２で出力制御するようになっている。自然発電装置ＮＰ側のパワーコンディショナ２の制御部２４と、燃料電池発電装置ＦＰ側のパワーコンディショナ２の制御部２４とには互いに同じ電圧上昇抑制制御部が備えられているが、実際に前記の系統電圧が閾値を超える事態が検出された場合には、２つの制御部２４，２４が互いに連係して電圧上昇抑制制御を実行するようになっている。具体的には、２つの制御部２４，２４の内のいずれか一方の電圧上昇抑制制御部が電圧上昇抑制制御の実行を主導し、他方の電圧上昇抑制制御部は主導側の電圧上昇抑制制御部からの制御信号を通信線２５を介して受けて従属するようになっている。なお、いずれが主導するにしても、閾値以上の電圧を検出したことの情報は主導側及び従属側の双方間で互いに通信することにより情報共有するようになっている。
【００３２】
そして、制御部２４，２４の内のいずれが主導するかは、予め設定された設定情報（例えばＤｉｐスイッチによる設定等）に基づいて定められるか、あるいは、そのような事前の設定情報がなければ、前記の系統電圧が閾値を超える事態の発生をいずれのパワーコンディショナ２が先に検出したかによって定められるようになっている。
【００３３】
図４は、このような主導設定の処理の例を示し、まず前記の事前の設定情報により燃料電池発電装置ＦＰ側の制御部２４が主導するようになっているか否かを判定し（ステップＳ１）、燃料電池発電装置ＦＰ側の制御部２４が主導するように設定されているのであれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、以後の電圧上昇抑制制御の実行は燃料電池発電装置ＦＰ側の制御部２４が主導するようにし（ステップＳ２）、逆に自然発電装置ＮＰ側の制御部２４が主導するように設定されているのであれば（ステップＳ１でＮＯ，ステップＳ３でＹＥＳ）、以後の電圧上昇抑制制御の実行は自然発電装置ＮＰ側の制御部２４が主導するようにする（ステップＳ４）。一方、そのような事前の設定情報が無ければ（ステップＳ３でＮＯ）、燃料電池発電装置ＦＰ及び自然発電装置ＮＰの双方で抑制すべき閾値以上の電圧を検出したか否かを判定し（ステップＳ５）。双方の側で検出され（ステップＳ５でＹＥＳ）、しかも同時検出の場合には燃料電池発電装置ＦＰの側が主導することと予め設定されているのであれば（ステップＳ６でＹＥＳ）、以後の電圧上昇抑制制御の実行は燃料電池発電装置ＦＰ側の制御部２４が主導するようにする（ステップＳ２）。逆に、同時検出の場合には自然発電装置ＮＰの側が主導することと予め設定されているのであれば（ステップＳ６でＮＯ）、以後の電圧上昇抑制制御の実行は自然発電装置ＮＰ側の制御部２４が主導するようにする（ステップＳ４）。一方、ステップＳ５で一方の側だけで閾値以上の電圧を検出した場合には（ステップＳ５でＮＯ）、それが燃料電池発電装置ＦＰ側で検出したのであれば（ステップＳ７でＹＥＳ）、以後の電圧上昇抑制制御の実行は燃料電池発電装置ＦＰ側の制御部２４が主導するようにする（ステップＳ２）。逆に、自然発電装置ＮＰ側で検出したのであれば（ステップＳ７でＮＯ）、以後の電圧上昇抑制制御の実行は自然発電装置ＮＰ側の制御部２４が主導するようにする（ステップＳ４）。閾値以上の電圧を先に検出した発電装置（自然発電装置ＮＰ又は燃料電池発電装置ＦＰ）の側の制御部２４に以後の主導を行わせるという設定手法を採用することにより、次の効果を得ることができる。すなわち、双方の制御部２４，２４の電圧センサ間で検出精度のバラツキがあったとしても、安全側で電圧上昇を検出して、その安全側で検出した情報に基づき電圧上昇抑制制御を実施することができるようになる。
【００３４】
図５及び図６は電圧上昇抑制制御の例を示すものであり、これらを参照しつつ、電圧上昇抑制制御の内容について説明する。
【００３５】
燃料電池発電装置ＦＰ及び自然発電装置ＮＰにおいて共に通常の発電運転を行いつつ（ステップＳ１１）、系統電圧が抑制すべき閾値（抑制閾値；例えば１０７Ｖ）未満であるか否かを監視する（ステップＳ１２）。系統電圧が抑制閾値未満を維持していれば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、電圧上昇抑制制御は行わずにリターンして通常の発電運転と前記の監視とを継続する（ステップＳ１３）。
【００３６】
ステップＳ１２で系統電圧が抑制閾値以上であることが検出されていれば（ステップＳ１２でＮＯ）、まず燃料電池発電装置ＦＰ側での熱需要（貯湯ユニット１０の側での熱回収の要請）が大であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。すなわち、貯湯タンク１０２内の蓄熱量が少ないため排熱回収用熱交換器９１との間で循環作動させて蓄熱する必要が有る、又は、図示省略の暖房回路への温水循環を行う必要が有るのであれば熱需要が大と判定して（ステップＳ１４でＹＥＳ）、電圧上昇抑制のための出力の強制低下制御を燃料電池発電装置ＦＰではなくて自然発電装置ＮＰ側に対し行う（ステップＳ１５）。つまり自然発電装置ＮＰ側のパワーコンディショナ２のインバータ部２２での出力電圧を低下させる。これにより、系統電圧が抑制閾値未満に低下したことが検出されれば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、系統電圧を監視しながら、ステップＳ１５で低下させた自然発電装置ＮＰ側の出力を徐々に上げていってリターンする（ステップＳ１７）。ステップＳ１５による出力低下を行っても、まだ抑制閾値以上であれば（ステップＳ１６でＮＯ）、自然発電装置ＮＰ側の出力を最小限まで下げ（ステップＳ１８）、これにより系統電圧が下がれば、前記と同様に、系統電圧を監視しながら、ステップＳ１５で低下させた自然発電装置ＮＰ側の出力を徐々に上げていってリターンする（ステップＳ１９でＹＥＳ，ステップＳ１７）。
【００３７】
以上の処理でも系統電圧が下がらなければ、自然発電装置ＮＰ側だけの強制出力低下だけではなくて、次に、燃料電池発電装置ＦＰ側についても強制出力低下を実行することになる。すなわち、ステップＳ１９で系統電圧が抑制閾値未満に低下していない場合には（ステップＳ１９でＮＯ）、燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を下げる（ステップＳ２０）。燃料電池発電装置ＦＰ側のパワーコンディショナ２のインバータ部２２での出力を絞ることにより、燃料電池発電装置ＦＰ側の運転制御を行うコントローラもパワーコンディショナ２での出力低下に伴い発電量を低下させることになる。これにより、系統電圧が抑制閾値未満になれば（ステップＳ２１でＹＥＳ）、系統電圧を監視しながら、これまでに強制出力低下させた自然発電装置ＮＰ側及び燃料電池発電装置ＦＰ側の各出力を徐々に上げていってリターンする（ステップＳ２１でＹＥＳ，ステップＳ２２）。ステップＳ２１で系統電圧が抑制閾値以上であれば（ステップＳ２１でＮＯ）、燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を最小限まで下げ（ステップＳ２３）、これにより系統電圧が下がれば、前記と同様に、系統電圧を監視しながら、自然発電装置ＮＰ側及び燃料電池発電装置ＦＰ側の双方の出力を徐々に上げていってリターンする（ステップＳ２４でＹＥＳ，ステップＳ２２）。燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を最小限まで下げても系統電圧が抑制閾値未満まで下がらなければ（ステップＳ２４でＮＯ）、最終的に、連系リレー部２３を開放して電力系統１との接続を遮断し、異常の解除を待った上でリターンする（ステップＳ２５）。
【００３８】
以上の各処理が、後述の原則的処理の例外として、燃料電池発電装置ＦＰ側の熱需要の如何を優先させて（ステップＳ１４でＹＥＳ）、燃料電池発電装置ＦＰ側の熱需要を満たしつつも、電圧上昇抑制を燃料電池発電装置ＦＰ側及び自然発電装置ＮＰ側の双方で連係して実現させるための連係制御を構成する。
【００３９】
一方、ステップＳ１４で燃料電池発電装置ＦＰ側の熱需要を考慮する必要がない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、図６に示すように、電圧上昇抑制を燃料電池発電装置ＦＰ側及び自然発電装置ＮＰ側の双方で連係して、発電のために要する燃料消費を抑制するための連係制御を実行する。
【００４０】
すなわち、まず自然発電装置ＮＰ側の出力を所定量だけ試しに下げ（ステップＳ２６）、これにより、系統電圧が抑制閾値未満まで下がれば（ステップＳ２７でＹＥＳ）、その自然発電装置ＮＰ側の出力減少分が燃料電池発電装置ＦＰ側の現在の出力よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ２８）、小さければ燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を徐々に下げつつ、その出力低下分だけ自然発電装置ＮＰ側の出力を徐々に上げていく（ステップＳ２９）。そして、系統電圧を監視しつつ、自然発電装置ＮＰ側及び燃料電池発電装置ＦＰ側の双方の出力を徐々に上げていってリターンする（ステップＳ３０）。以上の処理を具体的に説明すると、例えば、自然発電装置ＮＰ側の出力を試しに５００Ｗ下げた場合、そのときの燃料電池発電装置ＦＰ側の現在出力が８００Ｗであれば、燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を８００Ｗから３００Ｗまで徐々に低下させると同時に、自然発電装置ＮＰ側の出力を前記の試しに下げた５００Ｗ分について徐々に上げていく。つまり、燃料消費を抑制する観点から出力を強制低下させるのであれば燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を低下させることを基本としつつも、電圧低下を実現させる上で迅速性を考慮して、又、どの程度下げれば抑制閾値未満まで下がるかを試すために、まず出力の急変更が容易な自然発電装置ＮＰ側の出力を低下させているのである（ステップＳ２６）。そして、５００Ｗ分だけ出力低下させれば系統電圧が抑制閾値未満まで下がることを確認した上で、その５００Ｗの低下分を自然発電装置ＮＰ側での低下処理から燃料電池発電装置ＦＰ側での低下に移行する処理を行い（ステップＳ２８，Ｓ２９）、燃料消費を抑制しつつ電圧上昇抑制を満足させるようにしているのである。
【００４１】
これと同様の処理として、ステップＳ２８で自然発電装置ＮＰ側の出力減少分が燃料電池発電装置ＦＰ側の現在の出力よりも大きかったとしても（ステップＳ２８でＮＯ）、燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を最小限まで下げる一方、自然発電装置ＮＰ側の出力をその燃料電池発電装置ＦＰ側の出力低下分だけ徐々に上げていく（ステップＳ３１）。そして、系統電圧を監視しつつ、自然発電装置ＮＰ側及び燃料電池発電装置ＦＰ側の双方の出力を徐々に上げていってリターンする（ステップＳ３０）。この場合の具体例としては、例えば、自然発電装置ＮＰ側の出力を試しに１０００Ｗ下げた場合、そのときの燃料電池発電装置ＦＰ側の現在出力が８００Ｗであれば、燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を８００Ｗから３００Ｗまで５００Ｗ分だけ徐々に低下させると同時に、自然発電装置ＮＰ側の出力を前記の１０００Ｗ下げたものから５００Ｗ分について徐々に上げていく。
【００４２】
一方、ステップＳ２６の自然発電装置ＮＰ側の試しの出力低下処理でも系統電圧が抑制閾値未満まで下がらなければ（ステップＳ２７でＮＯ）、燃料電池発電装置ＦＰ側の出力も下げ（ステップＳ３２）、これにより系統電圧が抑制閾値未満まで下がれば（ステップＳ３３でＹＥＳ）、前記のステップＳ３０の処理、すなわち、系統電圧を監視しつつ、自然発電装置ＮＰ側及び燃料電池発電装置ＦＰ側の双方の出力を徐々に上げていってリターンする。ステップＳ３３で系統電圧が抑制閾値未満まで下がらなければ、燃料電池発電装置ＦＰ側の出力を最小限まで下げ（ステップＳ３４）、これにより、系統電圧が抑制閾値未満まで下がれば前記のステップＳ３０の処理に移行し、それでも抑制閾値未満まで下がらなければ、今度は自然発電装置ＮＰ側の出力を最小限まで下げる（ステップＳ３６）。これで系統電圧が抑制閾値未満まで下がれば前記のステップＳ３０の処理に移行するが（ステップＳ３７でＹＥＳ）、下がらなければ（ステップＳ３７でＮＯ）、最終的に連系リレー部２３を開放させて電力系統１との接続を遮断し、異常状態の解除を待ってリターンする（ステップＳ３８）。
【００４３】
以上の実施形態の場合、系統電圧が抑制閾値以上となるときの電圧上昇抑制制御の実行に際し、自然発電装置ＮＰ側及び燃料電池発電装置ＦＰ側の双方で個別に電圧上昇抑制制御を実行させるのではなくて、燃料電池発電装置ＦＰ側での強制出力低下処理を優先させるという基本の連係制御を行うことで、燃料消費を抑制することができるようになる。その一方、燃料電池発電装置ＦＰに付随する貯湯ユニット１０での熱需要が大の場合には、自然発電装置ＮＰ側での強制出力低下処理を優先させるという熱需要を考慮した連係制御を行うことで、燃料電池発電装置ＦＰ側での熱需要を満たす又は維持させることができるようになる。
【００４４】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、図７（ａ）に示すように各パワーコンディショナ２に対し電圧上昇抑制制御部を含む制御部２４が設けられ、複数の制御部２４を通信線２５により通信接続して連係制御を実現させるようにしているが、これに限らず、例えば図７（ｂ）に示すように、いずれか一方のパワーコンディショナ２だけに制御部２４を設け、この制御部２４により前記の一方のパワーコンディショナのみならず、制御部を設けていない他方のパワーコンディショナ２ａの制御を通信線２５により行わすようにしてもよい。さらに、図７（ｃ）に示すように、独立した制御部２４によって、それぞれ制御部を設けていない複数のパワーコンディショナ２ａ，２ａの制御を通信線２５，２５により行わすようにしてもよい。
【００４５】
上記実施形態の自然発電装置ＮＰとしては、太陽光発電装置の他に、風力発電装置や潮力発電装置等の自然エネルギーを利用して発電する装置によって構成してもよい。又、上記実施形態では燃料を消費して発電する燃料発電装置として燃料電池発電装置ＦＰを示したが、これに限らず、例えばガスエンジン発電装置により構成してもよい。さらに燃料電池発電装置ＦＰとしては、もちろん固体酸化物型燃料電池以外のタイプの燃料電池を用いた発電装置であってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
ＦＰ      燃料電池発電装置（燃料発電装置）
ＮＰ      自然発電装置（太陽光発電装置）
１        電力系統
２        パワーコンディショナ
２４      制御部（電圧上昇抑制制御部）
２５      通信線
【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５】
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【図６】
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【図７】
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