(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統と負荷とを繋ぐ基幹電力線からそれぞれ分岐した電力線に接続された太陽光発電システムと蓄電システムとを備えたマルチパワーコンディショナシステムであって、
前記太陽光発電システムは、太陽電池と、前記太陽電池からの電力を前記基幹電力線に供給する発電パワーコンディショナとを有し、
前記蓄電システムは、蓄電池と、前記蓄電池に対して電力の供受給を行うとともに、逆潮流防止制御により前記系統への電力の逆潮流を防止しつつ前記負荷に対して電力を供給する蓄電パワーコンディショナとを有し、
前記発電パワーコンディショナと前記蓄電パワーコンディショナとはそれぞれに互いに通信可能な通信手段を含むとともに、前記発電パワーコンディショナから前記蓄電パワーコンディショナに直流電力を供給可能なバイパス電力線で接続され、
前記系統の電圧上昇を抑制する出力抑制時になると、前記通信手段間の通信により前記発電パワーコンディショナおよび前記蓄電パワーコンディショナにおいて出力抑制情報が共有され、出力抑制動作として、前記発電パワーコンディショナから前記基幹電力線への電力供給が停止されるとともに、前記発電パワーコンディショナから前記蓄電パワーコンディショナに前記バイパス電力線を介して前記直流電力が供給され、
前記直流電力は、（１）前記蓄電池の充電が行われている場合は前記蓄電池に供給され、（２）前記蓄電池の充電が行われていない場合は前記負荷に供給される
ことを特徴とするマルチパワーコンディショナシステム。
【請求項２】
前記発電パワーコンディショナは、前記太陽電池に入力端が接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、発電側直流電力線を介して前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に入力端が接続されるとともに前記基幹電力線に出力端が接続されたＤＣ／ＡＣインバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記ＤＣ／ＡＣインバータを制御する発電側制御部とをさらに含み、
前記蓄電パワーコンディショナは、前記蓄電池に一方の入出力端が接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電側直流電力線を介して前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの他方の入出力端に一方の入出力端が接続されるとともに前記基幹電力線に他方の入出力端が接続された双方向ＤＣ／ＡＣインバータと、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータを制御する蓄電側制御部とをさらに含み、
前記発電側直流電力線と前記蓄電側直流電力線とが前記バイパス電力線により接続され、
前記発電側制御部および前記蓄電側制御部のいずれかに、出力抑制条件を満たすか否かを判定する抑制条件判定部が設けられ、該抑制条件判定部が前記出力抑制条件を満たすと判定すると、前記出力抑制動作が実行されることを特徴とする請求項１記載のマルチパワーコンディショナシステム。
【請求項３】
前記発電パワーコンディショナおよび前記蓄電パワーコンディショナの少なくとも一方に、前記出力抑制を要する出力抑制日時を予め記憶する記憶部が設けられ、
前記抑制条件判定部は、前記記憶部に記憶された前記出力抑制日時と現在日時とを比較して、前記出力抑制日時に現在日時が含まれるか否かによって前記出力抑制条件を満たすか否かを判定することを特徴とする請求項２記載のマルチパワーコンディショナシステム。
【請求項４】
前記発電パワーコンディショナおよび前記蓄電パワーコンディショナが有する通信手段の少なくともいずれか１つは、外部からの出力抑制指令を受付け可能となっており、
前記抑制条件判定部は、前記通信手段が前記出力抑制指令を受付けた場合に前記出力抑制条件を満たすと判定をすることを特徴とする請求項２記載のマルチパワーコンディショナシステム。
【請求項５】
前記出力抑制時に、前記発電側制御部は、前記ＤＣ／ＡＣインバータを停止させるか、または前記ＤＣ／ＡＣインバータの出力端と前記基幹電力線との間に介装されたリレーを切断することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のマルチパワーコンディショナシステム。
【請求項６】
前記発電側直流電力線と前記バイパス電力線との間、または前記バイパス電力線と前記蓄電側電力線との間に、前記発電側直流電力線側に入力端が接続されるとともに前記蓄電側直流電力線側に出力端が接続されたバイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータが介装され、
前記抑制条件判定部において前記出力抑制条件を満たすとの判定がなされると、前記発電側制御部または前記蓄電側制御部の制御下で前記バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータが動作して前記発電パワーコンディショナから前記蓄電パワーコンディショナに直流電力が供給されることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のマルチパワーコンディショナシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムと蓄電システムとからなるセパレート型のマルチパワーコンディショナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止の観点から、化石燃料に頼らない新たなエネルギー源、特に自然エネルギー源を利用した発電システムの検討が盛んに行われている。その中でも、太陽光発電システムは、その発電コストが既存の発電システムの発電コストと同等レベルに近付きつつあることから、今後より一層の普及が見込まれている。
【０００３】
また、近年では、安価な深夜電力で充電しておいた蓄電池を電力需要が大きい昼間に放電させることで、電力需要の平準化と電気料金の低減とを図った蓄電システムも普及しつつある。蓄電システムには、既設の太陽光発電システムに後付けされることを意図して設計されたものと、最初から太陽光発電システムと一体不可分に設計され、太陽光発電システムと同時に導入されることを意図して設計されたものとがある。
【０００４】
後者の蓄電システムおよび太陽光発電システム（以下、これらをまとめて「一体型マルチパワーコンディショナシステム」と称する）は、蓄電システムと太陽光発電システムとを高度に連携制御することができるというメリットがある。例えば、図６に示す特許文献１に記載の一体型マルチパワーコンディショナシステム１００は、太陽電池１０１の発電電力が負荷Ｒの使用電力よりも大きい場合は、余剰分を系統Ｇに逆潮流（電力会社に売電）させることができるほか、売電された電力量が多すぎて系統電圧が上昇したときには、太陽電池１０１の発電電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１０２および双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３経由で蓄電池１０４に供給し、該蓄電池１０４を充電させることも可能とされている。
【０００５】
一方、前者の蓄電システムおよび太陽光発電システム（以下、これらをまとめて「セパレート型マルチパワーコンディショナシステム」と称する）は、既設の太陽光発電システムを交換することなく、必要に応じて小規模な改造を施すだけで済むので、導入コストが非常に安くつくというメリットがある。このため、太陽光発電システムの普及がある程度進んだ今日においては、一体型よりもむしろセパレート型のマルチパワーコンディショナシステムが望まれる傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８０４６７号公報（特に、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、太陽光発電システムの普及が進んで売電される電力量が増加すると、上記系統電圧の上昇の問題はさらに顕在化することが予想される。そこで、電力業界では、系統電圧が規定電圧を超えて上昇した際に売電を停止させる機能（以下、「出力抑制機能」という）を、必須機能として各家庭の太陽光発電システムに備えることを検討している。
【０００８】
出力抑制機能自体は、技術的には比較的容易に実現することができる。例えば、図６に示す一体型マルチパワーコンディショナシステム１００では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２によって適当な電圧に昇圧／降圧された後の直流電力を交流電力に変換する双方向ＡＣ／ＤＣインバータ１０５を停止させることで、太陽電池１０１から系統Ｇに至る経路を遮断し、系統電圧がさらに上昇するのを防ぐことができる。セパレート型マルチパワーコンディショナシステムにおいても、同様の手法により出力抑制機能を実現することができる。
【０００９】
しかしながら、従来のセパレート型マルチパワーコンディショナシステムは、太陽光発電システムと蓄電システムとが高度に連携できるよう構成されていないので、上記経路を遮断すると、太陽電池が発電しているにもかかわらず、それにより得られた発電電力をどこにも供給することができないという問題があった。すなわち、従来のセパレート型マルチパワーコンディショナシステムは、出力抑制時に太陽光発電システムの発電電力を有効に活用することができず、ユーザの立場からすると、セパレート型マルチパワーコンディショナシステムを導入するメリットが損なわれる結果となっていた。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、出力抑制時においても太陽光発電システムの発電電力を有効に活用することができるセパレート型のマルチパワーコンディショナシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係るマルチパワーコンディショナシステムは、系統と負荷とを繋ぐ基幹電力線からそれぞれ分岐した電力線に接続された太陽光発電システムと蓄電システムとを備えたマルチパワーコンディショナシステムであって、太陽光発電システムは、太陽電池と、太陽電池からの電力を基幹電力線に供給する発電パワーコンディショナとを有し、蓄電システムは、蓄電池と、蓄電池に対して電力の供受給を行うとともに、逆潮流防止制御により系統への電力の逆潮流を防止しつつ負荷に対して電力を供給する蓄電パワーコンディショナとを有し、発電パワーコンディショナと蓄電パワーコンディショナとはそれぞれに互いに通信可能な通信手段を含むとともに、発電パワーコンディショナから蓄電パワーコンディショナに直流電力を供給可能なバイパス電力線で接続され、系統の電圧上昇を抑制する出力抑制時になると、通信手段間の通信により発電パワーコンディショナおよび蓄電パワーコンディショナにおいて出力抑制情報が共有され、出力抑制動作として、発電パワーコンディショナから基幹電力線への電力供給が停止されるとともに、発電パワーコンディショナから蓄電パワーコンディショナにバイパス電力線を介して直流電力が供給され、該直流電力は、（１）蓄電池の充電が行われている場合は該蓄電池に供給され、（２）蓄電池の充電が行われていない場合は負荷に供給されることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、出力抑制時に、発電パワーコンディショナが基幹電力線への電力供給を停止して系統の電圧上昇が抑制される。また、通信手段が通信を行うことにより、出力抑制情報が発電パワーコンディショナおよび蓄電パワーコンディショナの双方において共有される。これにより、蓄電パワーコンディショナ側での電力供給受け入れが可能となり、発電パワーコンディショナから蓄電パワーコンディショナにバイパス電力線を介して直流電力が供給される。このため、蓄電パワーコンディショナでは、供給を受けた電力を負荷に給電したり蓄電池に蓄える等して、出力抑制時に太陽光発電システムの発電電力を有効に活用することができる。
【００１３】
上記マルチパワーコンディショナシステムは、例えば、発電パワーコンディショナが、太陽電池に入力端が接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと、発電側直流電力線を介してＤＣ／ＤＣコンバータの出力端に入力端が接続されるとともに基幹電力線に出力端が接続されたＤＣ／ＡＣインバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣインバータを制御する発電側制御部とをさらに含み、蓄電パワーコンディショナが、蓄電池に一方の入出力端が接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、蓄電側直流電力線を介して双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの他方の入出力端に一方の入出力端が接続されるとともに基幹電力線に他方の入出力端が接続された双方向ＤＣ／ＡＣインバータと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータおよび双方向ＤＣ／ＡＣインバータを制御する蓄電側制御部とをさらに含み、発電側直流電力線と蓄電側直流電力線とがバイパス電力線により接続され、発電側制御部および蓄電側制御部のいずれかに出力抑制条件を満たすか否かを判定する抑制条件判定部が設けられ、該抑制条件判定部が出力抑制条件を満たすと判定すると、上記の出力抑制動作が実行される構成とすることができる。
【００１４】
上記出力抑制条件判定部による出力抑制条件の判定方法は、例えば、以下の２つが考えられる。
（１）発電パワーコンディショナおよび蓄電パワーコンディショナの少なくとも一方に出力抑制を要する出力抑制日時を予め記憶する記憶部が設けられている場合は、前記記憶部に記憶された出力抑制日時と現在日時とを比較して、出力抑制日時に現在日時が含まれるか否かによって判定をする。
（２）発電パワーコンディショナおよび蓄電パワーコンディショナが有する通信手段の少なくともいずれか１つが外部からの出力抑制指令を受付け可能となっている場合は、通信手段が出力抑制指令を受付けた場合に出力抑制条件を満たすとの判定をする。
【００１５】
出力抑制時に、発電パワーコンディショナから基幹電力線への電力供給を停止させるためには、ＤＣ／ＡＣインバータを停止させるか、またはＤＣ／ＡＣインバータの出力端と基幹電力線との間に介装されたリレーを切断すればよい。
【００１６】
また、出力抑制時にのみバイパス電力線を介して直流電力の供給が行われるようにする構成は、例えば、以下の２つが考えられる。
（１）発電側直流電力線とバイパス電力線との間、またはバイパス電力線と蓄電側電力線との間に、発電側直流電力線側に入力端が接続されるとともに蓄電側直流電力線側に出力端が接続されたバイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータが介装されている場合は、抑制条件判定部において出力抑制条件を満たすとの判定がなされると、発電側制御部または蓄電側制御部の制御下でバイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータが動作して発電パワーコンディショナから蓄電パワーコンディショナに直流電力が供給されるよう構成する。
（２）発電側直流電力線とバイパス電力線との間、またはバイパス電力線と蓄電側電力線との間に、発電側直流電力線側にアノードが接続されるとともに蓄電側直流電力線側にカソードが接続されたダイオードが介装されている場合は、抑制条件判定部において出力抑制条件を満たすとの判定がなされると、発電側制御部の制御下でＤＣ／ＤＣコンバータが発電側直流電力線の電位を上げる第１電位調整動作、および／または蓄電側制御部の制御下で双方向ＤＣ／ＤＣインバータまたは双方向ＤＣ／ＡＣインバータが蓄電側直流電力線の電位を下げる第２電位調整動作が行われ、これによりダイオードが導通状態となって発電パワーコンディショナから前記蓄電パワーコンディショナに直流電力が供給されるよう構成する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、出力抑制時においても太陽光発電システムの発電電力を有効に活用することができるセパレート型のマルチパワーコンディショナシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るマルチパワーコンディショナシステムの基本構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るマルチパワーコンディショナシステムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るマルチパワーコンディショナシステムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るマルチパワーコンディショナシステムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータの変形例を示す図である。
【図６】従来の一体型マルチパワーコンディショナシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るマルチパワーコンディショナシステムの好ましい実施形態について説明する。なお、以下では、系統電圧が実際に上昇しているか、またはそのおそれがあるために売電が禁止されている時を「出力抑制時」、それ以外の時を「通常時」と呼ぶこととする。
【００２０】
［基本構成および動作］
図１に、本発明に係るマルチパワーコンディショナシステムの基本構成を示す。同図に示すように、マルチパワーコンディショナシステム１０は、主に太陽光発電システム２０と蓄電システム３０とから構成されている。また、太陽光発電システム２０は、太陽電池２１および発電パワーコンディショナ２２を備え、蓄電システム３０は、蓄電池３１および蓄電パワーコンディショナ３２を備えている。
【００２１】
太陽光発電システム２０および蓄電システム３０は、それぞれ系統Ｇから分岐した基幹電力線Ｌ１に電力線Ｌ２および電力線Ｌ３を介して接続されている。系統Ｇ側を上流、負荷Ｒ側を下流とした場合、太陽光発電システム２０は蓄電システム３０よりも上流において基幹電力線Ｌ１に接続されている。
【００２２】
基幹電力線Ｌ１には、カレントトランスＣＴ１およびＣＴ２が設けられている。カレントトランスＣＴ１およびＣＴ２は、基幹電力線Ｌ１を流れる電流の量を検出するためのもので、カレントトランスＣＴ１の出力信号、すなわち基幹電力線Ｌ１と電力線Ｌ２の接続点よりも上流における電流量に関する信号は、発電パワーコンディショナ２２に入力される。一方、カレントトランスＣＴ２の出力信号、すなわち基幹電力線Ｌ１と電力線Ｌ３の接続点よりも上流（基幹電力線Ｌ１と電力線Ｌ２の接続点よりは下流）における電流量に関する信号は、蓄電パワーコンディショナ３２に入力される。
【００２３】
また、本発明に係るマルチパワーコンディショナシステム１０では、太陽光発電システム２０と蓄電システム３０とがバイパス電力線ＬＢで接続されている。バイパス電力線ＬＢは、太陽光発電システム２０から蓄電システム３０に向かう一方向にのみ電力の供給が可能となるよう構成されている。これについては、後で詳細に説明する。
【００２４】
続いて、本発明に係るマルチパワーコンディショナシステム１０の基本動作を、太陽光発電システム２０の動作と蓄電システム３０の動作とに分けて説明する。
【００２５】
図１中に矢印で示されているように、太陽光発電システム２０は、太陽電池２１の発電電力を電力線Ｌ２を介して基幹電力線Ｌ１に供給するか、またはバイパス電力線ＬＢを介して蓄電システム３０に供給する。基幹電力線Ｌ１に供給された電力は、負荷Ｒによって消費されるか、または系統Ｇに逆潮流（売電）される。蓄電システム３０への電力供給は、出力抑制時にのみ行われ、通常時は行われない。
【００２６】
蓄電システム３０は、系統Ｇから供給される比較的安価な深夜電力等を用いて蓄電池３１を充電するほか、蓄電池３１の蓄電力を電力線Ｌ３を介して基幹電力線Ｌ１に供給する。蓄電システム３０から基幹電力線Ｌ１に供給された電力は、負荷Ｒにのみ供給され、売電されることはない。これは、蓄電システム３０がいわゆる逆潮流防止制御を行っているからである。なお、逆潮流防止制御においては、蓄電システム３０の出力電圧（＝電力線Ｌ３の電圧）とカレントトランスＣＴ２で検出される上流から下流に向かって流れる電流との積、すなわち系統有効電力が負にならないように、蓄電システム３０の出力電圧が制御される。
【００２７】
また、蓄電システム３０は、出力抑制時に太陽光発電システム２０から供給される電力を用いて蓄電池３１を充電したり、該電力を電力線Ｌ３を介して基幹電力線Ｌ１に供給したりもする。すなわち、本発明に係るマルチパワーコンディショナシステム１０では、出力抑制時においても、太陽電池２１の発電電力が蓄電池３１または負荷Ｒに供給され、有効に活用される。なお、出力抑制時においても蓄電システム３０は逆潮流防止制御を行うので、太陽光発電システム２０から供給された電力が売電されることはない。
【００２８】
［第１実施形態］
図２を参照し、本発明の第１実施形態に係るマルチパワーコンディショナシステム１０Ａの構成について説明する。同図に示すように、本実施形態では、太陽光発電システム２０が太陽電池２１と発電パワーコンディショナ２２Ａから構成され、蓄電システム３０が蓄電池３１と蓄電パワーコンディショナ３２Ａから構成されている。
【００２９】
発電パワーコンディショナ２２Ａは、太陽電池２１に入力端が接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、該ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端に入力端が接続されたＤＣ／ＡＣインバータ２４とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３の出力端とＤＣ／ＡＣインバータ２４の入力端は発電側直流電力線Ｌ４を介して接続されている。また、ＤＣ／ＡＣインバータ２４の出力端は電力線Ｌ２を介して基幹電力線Ｌ１に接続され、ＤＣ／ＡＣインバータ２４と電力線Ｌ２との間には、太陽光発電システム２０を系統Ｇから解列させるためのリレーＲＬが介装されている。
【００３０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、入力端から入力された太陽電池２１の直流発電電力を所定の電圧値を有する直流電力に変換し、該直流電力を出力端から出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）が可能なタイプであることが好ましい。ＤＣ／ＡＣインバータ２４は、入力端から入力された直流電力を系統Ｇの位相に同期した交流電力に変換し、該交流電力を出力端から出力する。
【００３１】
発電パワーコンディショナ２２Ａは、カレントトランスＣＴ１から出力された電流量に関する信号に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２３およびＤＣ／ＡＣインバータ２４を制御する発電側制御部２５と、記憶部２７と、通信部２８とをさらに備えている。また、発電側制御部２５は抑制条件判定部２６Ａを有し、抑制条件判定部２６Ａは出力抑制時であるか否かを判定する。
【００３２】
記憶部２７には、出力抑制日時が予め格納されている。ここで、出力抑制日時とは、売電量が増加して系統電圧が高くなると予想される日および時刻、すなわち出力抑制が必要となる期間をいう。この予想は、過去の系統電圧の推移、日照時間、太陽光発電システム（マルチパワーコンディショナシステム）の普及状況等に基づいて行われる。例えば、５月初旬の大型連休の昼間は、外出により負荷Ｒがほとんど電力を必要としていないにもかかわらず、太陽電池２１による発電電力が比較的多いので、余剰分がすべて売電されると系統電圧が上昇してしまうことが予想される。この場合、記憶部２７には、出力抑制日時として「５月３日、１２：００−１５：００」が格納される。
【００３３】
抑制条件判定部２６Ａは、現在日時が出力抑制日時に含まれているか否かを判定する。そして、現在日時が出力抑制日時に含まれていると判定した場合、すなわち出力抑制時である場合は、出力抑制が必要である旨の信号（以下、「出力抑制情報」という）を発信する。一方、現在日時が出力抑制日時に含まれていないと判定した場合、すなわち通常時である場合は、出力抑制が不要である旨の信号を発信する。
【００３４】
抑制条件判定部２６Ａから出力抑制情報が発信されると、該情報は通信部２８を介して蓄電パワーコンディショナ３２Ａ側にも伝達される。これにより、発電パワーコンディショナ２２Ａおよび蓄電パワーコンディショナ３２Ａの双方で出力抑制情報が共有される。
【００３５】
通常時の発電側制御部２５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３およびＤＣ／ＡＣインバータ２４に上記の動作をさせるべく、これらに含まれるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の電力用半導体スイッチング素子を開閉制御する。
【００３６】
一方、出力抑制時の発電側制御部２５は、出力抑制情報に基づき、ＤＣ／ＡＣインバータ２４の制御を停止して該ＤＣ／ＡＣインバータ２４の動作を停止させるか、またはＤＣ／ＡＣインバータ２４と電力線Ｌ２との間に介装されたリレーＲＬを切断状態にするか、またはこれら２つの動作を行うことにより、電力線Ｌ２を介して太陽光発電システム２０から基幹電力線Ｌ１に電力が供給されるのを停止させる。なお、発電側制御部２５は、出力抑制時にバイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ２９の制御も行うが、これについては後で説明する。
【００３７】
蓄電パワーコンディショナ３２Ａは、蓄電池３１に一方の入出力端が接続された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、該双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の他方の入出力端に一方の入出力端が接続された双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４とを備えている。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の他方の入出力端と双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４の一方の入出力端は蓄電側直流電力線Ｌ５を介して接続されている。また、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４の他方の入出力端は電力線Ｌ３を介して基幹電力線Ｌ１に接続されている。
【００３８】
蓄電池３１の放電時において、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、一方の入出力端から入力された蓄電池３１の蓄電力を所定の電圧値を有する直流電力に変換し、該直流電力を他方の入出力端から出力する。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４は、一方の入出力端から入力された直流電力を系統Ｇの位相に同期した交流電力に変換し、該交流電力を他方の入出力端から出力する。
【００３９】
蓄電池３１の充電時において、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４は、他方の入出力端から入力された系統Ｇの交流電力を所定の電圧値を有する直流電力に変換し、該直流電力を一方の入出力端から出力する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、他方の入出力端から入力された直流電力を適当な電圧値を有する直流電力に変換し、該直流電力を一方の入出力端から出力する。
【００４０】
蓄電パワーコンディショナ３２Ａは、カレントトランスＣＴ２から出力された電流量に関する信号に基づいて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３および双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４を制御する蓄電側制御部３５と、通信部３８とをさらに備えている。蓄電側制御部３５は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３および双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４に上記の動作をさせるべく、これらに含まれるＩＧＢＴ等の電力用半導体スイッチング素子を開閉制御する。
【００４１】
通信部３８は、発電パワーコンディショナ２２Ａの通信部２８と相互に通信可能となっており、抑制条件判定部２６Ａから発信された出力抑制情報を受信する。通信部３８が出力抑制情報を受信すると、蓄電側制御部３５は、発電システム２０側から供給される電力を受電することができるよう、必要に応じて双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３および双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４の制御を変更する。
【００４２】
図２に示すように、発電パワーコンディショナ２２Ａの発電側直流電力線Ｌ４はバイパス電力線ＬＢの一端に接続され、バイパス電力線ＬＢの他端は蓄電パワーコンディショナ３２Ａの蓄電側直流電力線Ｌ５に接続されている。また、発電側直流電力線Ｌ４とバイパス電力線ＬＢとの間には、入力端が発電側直流電力線Ｌ４側に接続され、かつ出力端が蓄電側直流電力線Ｌ５側に接続されたバイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ２９が介装されている。バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ２９は、絶縁型のものでも非絶縁型のものでもよい。
【００４３】
他のコンバータおよびインバータと同様、バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ２９は、発電側制御部２５によって開閉制御される少なくとも１つの電力用半導体スイッチング素子から構成されている。
【００４４】
通常時において、バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ２９は発電側制御部２５の制御下で停止状態とされる。したがって、発電側直流電力線Ｌ４の直流電力がバイパス電力線ＬＢを介して蓄電側直流電力線Ｌ５に供給されることはない。一方、出力抑制時において、バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ２９は発電側制御部２５の制御下で動作状態とされる。したがって、発電側直流電力線Ｌ４の直流電力は、所定の電圧値を有する直流電力に変換された後、蓄電側直流電力線Ｌ５に供給される。
【００４５】
蓄電池３１の充電が行われている場合、蓄電側直流電力線Ｌ５に供給された直流電力は双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介して蓄電池３１に供給される。これにより、太陽電池２１の発電電力を蓄電池３１に充電させ、該発電電力を有効に活用することができる。一方、それ以外の場合、蓄電側直流電力線Ｌ５に供給された直流電力は双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４、電力線Ｌ３および基幹電力線Ｌ１を介して負荷Ｒに供給される。これにより、系統Ｇから負荷Ｒへの電力供給、すなわち電力会社から購入する電力の量を低減し、電気料金を低減させることができる。
【００４６】
［第２実施形態］
図３に示すように、本発明の第２実施形態に係るマルチパワーコンディショナシステム１０Ｂは、発電側制御部２５が抑制条件判定部２６Ｂを有している点、発電パワーコンディショナ２２Ｂに記憶部２７が備えられていない点、通信部２８がインターネット等のネットワークＮＴに接続されている点において第１実施形態と異なっているが、その他の点については共通している。
【００４７】
通信部２８は、ネットワークＮＴを介して各種指令を受信可能となっている。また、ネットワークＮＴには、電力会社側に設置された系統電圧監視端末（不図示）も接続されている。系統電圧監視端末は、例えば地域毎に系統電圧を監視している。そして、出力抑制が必要なほど系統電圧が上昇した場合は、当該地域に設置されているマルチパワーコンディショナシステム１０Ｂの通信部２８に対して、出力抑制指令を送信する。該指令を受けた通信部２８はその旨の信号を抑制条件判定部２６Ｂに送信する。そして、抑制条件判定部２６Ｂは出力抑制情報を発信する。
【００４８】
［第３実施形態］
図４に示すように、本発明の第３実施形態に係るマルチパワーコンディショナシステム１０Ｃは、抑制条件判定部３６が蓄電側制御部３５内に設けられている点、蓄電パワーコンディショナ３２Ｃに記憶部３７およびバイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ３９が備えられている点において第１実施形態と異なっているが、その他の点については共通している。
【００４９】
抑制条件判定部３６は、記憶部３７に格納された出力抑制日時を参照して出力抑制時であるか否かを判定するが、通信部３８を介して入力される外部からの指令に基づいて同判定を行ってもよい。出力抑制時になると、抑制条件判定部３６は出力抑制情報を発信する。これに伴い、蓄電側制御部３５は、バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ３９を動作状態とするほか、出力抑制情報を通信部３８および通信部２８を介して発電側制御部２５に送信する。これにより、発電パワーコンディショナ２２Ｃおよび蓄電パワーコンディショナ３２Ｃの双方で出力抑制情報が共有され、発電側制御部２５は、ＤＣ／ＡＣインバータ２４を停止させたり、リレーＲＬを切断状態にしたりする。
【００５０】
以上、本発明に係るマルチパワーコンディショナシステムの好ましい実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００５１】
例えば、上記各実施形態では、発電側直流電力線Ｌ４とバイパス電力線ＬＢとの間、またはバイパス電力線ＬＢと蓄電側直流電力線Ｌ５との間にバイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ２９（３９）を介装したが、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ２９（３９）は単なるダイオードに置き換えることができる。ただし、このような構成とした場合は、出力抑制時に、発電側制御部２５がＤＣ／ＤＣコンバータ２３を制御して発電側直流電力線Ｌ４の電位を上昇させる第１電位調整動作、および／または蓄電側制御部３５が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３または双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３４を制御して蓄電側直流電力線Ｌ５の電位を下降させる第２電位調整動作を行う必要がある。すなわち、出力抑制時にのみダイオードが導通状態となるように、発電側直流電力線Ｌ４の電位と蓄電側直流電力線Ｌ５の電位の大小関係を調整する必要がある。
【符号の説明】
【００５２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ    マルチパワーコンディショナシステム
２０    太陽光発電システム
２１    太陽電池
２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ    発電パワーコンディショナ
２３    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４    ＤＣ／ＡＣインバータ
２５    発電側制御部
２６Ａ、２６Ｂ    抑制条件判定部
２７    記憶部
２８    通信部
２９    バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０    蓄電システム
３１    蓄電池
３２、３２Ａ、３２Ｃ    蓄電パワーコンディショナ
３３    双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４    双方向ＤＣ／ＡＣインバータ
３５    蓄電側制御部
３６    抑制条件判定部
３７    記憶部
３８    通信部
３９    バイパス用ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｇ      系統
Ｌ１    基幹電力線
Ｌ４    発電側直流電力線
Ｌ５    蓄電側直流電力線
ＬＢ    バイパス電力線
Ｒ      負荷
【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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