(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を発電するとともに系統電源に連系可能である発電装置と、
前記発電装置からの前記直流電力を交流電力に変換して前記系統電源側に出力するインバータと、
前記発電装置からの前記直流電力を昇圧して前記インバータに出力するコンバータと、
前記系統電源の交流電圧を検出する第一電圧検出部と、
前記インバータの出力電流を検出する電流検出部と、
前記コンバータの直流出力電圧を検出する第二電圧検出部と、
前記インバータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記第一電圧検出部によって検出された前記系統電源の交流電圧から、所定期間に亘って前記系統電源に係る第一電流の積分値を第一積分値として演算する第一積分値演算部と、
前記電流検出部によって検出された前記インバータの出力電流から、前記所定期間に亘って前記インバータの出力電流に係る第二電流の積分値を第二積分値として演算する第二積分値演算部と、
前記第一積分値演算部によって演算された前記第一積分値と前記第二積分値演算部によって演算された前記第二積分値との差を積分値差として演算する積分値差演算部と、
前記積分値差演算部によって演算された前記積分値差から、前記インバータの出力電流に流出する直流成分と等しい補正電流量を演算する補正電流量演算部と、
を備えている分散型電源の系統連系装置。
【請求項２】
前記所定期間は、前記第一電圧検出部によって検出された前記系統電源の交流電圧が負から正にまたは正から負に変わった時点から前記系統電源の交流電圧の半周期分または一周期分の期間に設定されている請求項１記載の分散型電源の系統連系装置。
【請求項３】
前記所定期間は、無効電力位相が所定角度以上に変化した時点から前記系統電源の交流電圧の半周期分または一周期分の期間に設定されている請求項１記載の分散型電源の系統連系装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源の系統連系装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散型電源の系統連系装置の一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、系統連系装置は、商用周波数系統１４０に向けて出力する交流電流を検出するために単一電源で動作する電流検出器１５０と、電流検出器１５０によって検出された交流電流に含まれる直流分を抽出するために電流検出器１５０の単一電源の電圧値と同一電圧の両電源で動作する直流分抽出回路１６０と、直流分抽出回路１６０によって抽出された直流分をデジタル化するために前記単一電源の電圧値と同一電圧の単一電源で動作するＡ／Ｄコンバータ１７０と、Ａ／Ｄコンバータ１７０によってデジタル化された直流分を用いて商用周波数系統１４０に向けて出力する交流電流に含まれる直流分を減少させるフィードバック信号を演算するために前記単一電源の電圧値と同一電圧の単一電源で動作するＣＰＵ１４０と、を有するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０４２４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されている分散型電源の系統連系装置においては、外部要因、例えば系統電源の周波数の変動が繰り返された場合などによって、直流成分が発生した場合、その直流成分が十分に減少させることができないおそれがあった。
【０００５】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、分散型電源の系統連系装置において、外部要因によって発生する直流成分を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る分散型電源の系統連系装置の発明は、直流電力を発電するとともに系統電源に連系可能である発電装置と、発電装置からの直流電力を交流電力に変換して系統電源側に出力するインバータと、発電装置からの直流電力を昇圧してインバータに出力するコンバータと、系統電源の交流電圧を検出する第一電圧検出部と、インバータの出力電流を検出する電流検出部と、コンバータの直流出力電圧を検出する第二電圧検出部と、インバータを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、第一電圧検出部によって検出された系統電源の交流電圧から、所定期間に亘って系統電源に係る第一電流の積分値を第一積分値として演算する第一積分値演算部と、電流検出部によって検出されたインバータの出力電流から、所定期間に亘ってインバータの出力電流に係る第二電流の積分値を第二積分値として演算する第二積分値演算部と、第一積分値演算部によって演算された第一積分値と第二積分値演算部によって演算された第二積分値との差を積分値差として演算する積分値差演算部と、積分値差演算部によって演算された積分値差から、インバータの出力電流に流出する直流成分と等しい補正電流量を演算する補正電流量演算部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
これによれば、補正電流量演算部は、系統電源の交流電圧から、所定期間に亘って演算された第一積分値（系統電源に係る第一電流の積分値）と、インバータの出力電流から、前記所定期間に亘って演算された第二積分値（インバータの出力電流に係る第二電流の積分値）と、から演算された積分値差に基づいて、インバータの出力電流に流出する直流成分と等しい補正電流量を演算する。その結果、この補正電流量を使用してインバータの目標電圧を算出することが可能となる。よって、所定期間周期にて、インバータの目標電圧を適切に設定することができ、ひいては、外部要因によって発生する直流成分を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による分散型電源の系統連系装置の一実施形態の概要を示す概要図である。
【図２Ａ】図１に示す制御装置を示すブロック図である。
【図２Ｂ】図１に示す制御装置を示すブロック図である。
【図３】系統電圧の周波数が減少した場合の系統連系装置１０の動作を示すタイムチャートである。上段にて系統電圧を、下段にて出力電流を示している。
【図４】系統電圧の周波数が増大した場合の系統連系装置１０の動作を示すタイムチャートである。上段にて系統電圧を、下段にて出力電流を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による分散型電源の系統連系装置の一実施形態について説明する。図１に示すように、系統連系装置１０は、発電装置である燃料電池１１と交流の系統電源２０とを連系したり解列したりする装置である。系統連系装置１０は、発電装置である燃料電池１１、コンバータ１２、インバータ１３、平滑回路１４、解列リレー１５および制御装置１６を備えている。
【００１０】
燃料電池１１は、直流電力を発電する発電装置である。発電装置は、燃料電池１１以外の直流電力を発電する発電装置（例えば、太陽光電池、ガスエンジンなど）でもよい。
コンバータ１２は、燃料電池１１からの直流電力を昇圧してインバータ１３に出力する。コンバータ１２は、図示しないリアクトル、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）のようなスイッチング素子、ダイオード、コンデンサなどにより構成されている。コンバータ１２の入力側端子１２ａは、燃料電池１１の正極側に接続され、コンバータ１２の入力側端子１２ｂは、燃料電池１１の負極側に接続されている。
【００１１】
コンバータ１２の出力側端子１２ｃは、電線１７を介してインバータ１３の入力側端子１３ａに接続されている。コンバータ１２の出力側端子１２ｄは、電線１８を介してインバータ１３の入力側端子１３ｂに接続されている。電線１７と電線１８との間には、コンバータ１２の出力電圧（直流中間電圧）を測定する電圧センサ３１（直流中間電圧センサ）が設けられている。電圧センサ３１の検出信号が制御装置１６に入力されており、制御装置１６は、演算処理を行って決定したデューティ比のパルス信号をスイッチング素子のゲートに与えることにより、コンバータ１２の出力電圧が所定の電圧になるフィードバック制御を行っている。電圧センサ３１（直流中間電圧センサ）は、コンバータ１２の直流出力電圧を検出する第二電圧検出部である。
電線１７と電線１８との間には、コンデンサ１９が設けられている。
【００１２】
インバータ１３は、コンバータ１２すなわち燃料電池１１からの直流電力を交流電力に変換して、系統電源２０側に出力する。インバータ１３は、入力側端子１３ａ，１３ｂおよび出力側端子１３ｃ，１３ｄを備えている。インバータ１３の出力側端子１３ｃは、系統電源２０（例えば、Ｕ相）が接続された電線２１に接続されている。インバータ１３の出力側端子１３ｄは、系統電源２０（例えば、Ｖ相）が接続された電線２２に接続されている。
【００１３】
インバータ１３は、ＩＧＢＴのような第一〜第四スイッチング素子１３ｅ〜１３ｈをフルブリッジ接続して構成される。第一および第二スイッチング素子１３ｅ，１３ｆは、入力側端子１３ａと入力側端子１３ｂとの間に直列に接続されている。第一スイッチング素子１３ｅと第二スイッチング素子１３ｆとの接続点は、出力側端子１３ｃに接続されている。第三および第四スイッチング素子１３ｇ，１３ｈは、入力側端子１３ａと入力側端子１３ｂとの間に直列に接続されている。第三および第四スイッチング素子１３ｇ，１３ｈは、第一および第二スイッチング素子１３ｅ，１３ｆに対して並列に接続されている。第三スイッチング素子１３ｇと第四スイッチング素子１３ｈとの接続点は、出力側端子１３ｄに接続されている。
【００１４】
インバータ１３は、制御装置１６によってその動作が制御されている。具体的には、インバータ１３は、制御装置１６からのＰＷＭ制御にしたがって各第一〜第四スイッチング素子１３ｅ〜１３ｈをスイッチングして、コンバータ１２からの直流電力を交流電力に変換するものである。このように、インバータ１３は、変換した交流電力を電線２１，２２に出力する。
【００１５】
平滑回路１４は、リアクトル１４ａ，１４ｂとコンデンサ１４ｃとによって構成されている。リアクトル１４ａ，１４ｂは、各電線２１，２２にそれぞれ設けられている。コンデンサ１４ｃは、リアクトル１４ａ，１４ｂと系統電源２０との間にて各電線２１，２２を接続する接続電線２３に設けられている。平滑回路１４は、インバータ１３から出力された交流電力の高周波成分を取り除いて、インバータ１３の出力電圧を正弦波状の波形にし、系統電源２０に出力する。
【００１６】
解列リレー（系統連系用リレー）１５は、第一解列リレー１５ａおよび第二解列リレー１５ｂによって構成されている。解列リレー１５は、各電線２１，２２にそれぞれ設けられる開閉器であって、接続電線２３との接続点とインバータ１３との間に配設されている常開型の開閉器である。第一解列リレー１５ａは、接続電線２３との接続点とリアクトル１４ａとの間に配設されている。第二解列リレー１５ｂは、接続電線２３との接続点とリアクトル１４ｂとの間に配設されている。第一解列リレー１５ａおよび第二解列リレー１５ｂはそれぞれ制御装置１６からの制御信号によってその動作（接続状態／開放状態）が制御されている。
【００１７】
具体的には、複数の電線２１，２２のうち一方の電線２１に第一解列リレー１５ａが配置され、他方の電線２２に第二解列リレー１５ｂが配置されている。第一解列リレー１５ａおよび第二解列リレー１５ｂが接続状態になると、系統連系装置１０と系統電源２０は連系され、第一解列リレー１５ａおよび第二解列リレー１５ｂが開放状態になると、系統連系装置１０と系統電源２０は解列されることになる。このように、解列リレー１５が制御装置１６によって制御されることで、系統連系装置１０と系統電源２０は連系または解列され、電力供給が制御されている。
【００１８】
電線２１，２２のうち何れかには、リアクトル１４ａ（または１４ｂ）を流れる電流（リアクトル電流）を検出する電流センサ３２（例えば、カレントトランス式、シャント式である）が設けられている。電流センサ３２の検出信号が制御装置１６に入力されている。電流センサ３２は、インバータ１３の出力電流を検出する電流検出部（出力電流センサ）である。
さらに、電線２１，２２には、系統電圧を検出する系統電圧検出回路３３が接続されている。系統電圧検出回路３３の検出信号が制御装置１６に入力されている。系統電圧検出回路３３は、系統電源２０の交流電圧を検出する第一電圧検出部である。
【００１９】
制御装置１６は、インバータ１３を少なくとも制御する。制御装置１６は、マイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、電圧センサ３１、電流センサ３２、系統電圧検出回路３３の検出結果を取得したり、コンバータ１２、インバータ１３を制御したり、解列リレー１５を開閉制御したりする。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。
【００２０】
制御装置１６は、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、電圧位相演算部４１、ゼロクロス判定部４２、目標出力電流瞬時値演算部４３、電流位相演算部４４、理想電流積分値演算部４５、ＰＬＬ電流積分値演算部４６、ＰＬＬ位相演算部４７、基準正弦波演算部４８、混合器４９、積分値差演算部５０、補正電流量演算部５１、目標電流演算部５２、補正電圧演算部５３、目標電圧演算部５４、およびＰＷＭ演算部５５を備えている。
【００２１】
電圧位相演算部４１は、系統電圧検出回路３３から取得した系統電源２０の交流電圧（系統電圧）から、系統電圧の波形を演算し、すなわち系統電圧の位相、周波数などを演算する。
ゼロクロス判定部４２は、電圧位相演算部４１から取得した系統電圧の波形からゼロクロスを判定する。ゼロクロスは、系統電圧が０になることであり、負から正に変わるとき、または正から負に変わるときの２つのパターンがある。
【００２２】
目標出力電流瞬時値演算部４３は、直流中間電圧センサ３１から取得したコンバータ１２から出力された直流中間電圧（検出直流中間電圧）から、インバータ１３の目標出力電流瞬時値ＩPeak_limｎを演算する。具体的には、目標出力電流瞬時値演算部４３は、第一に、検出直流中間電圧の平均値である直流中間電圧平均値を演算する。第二に、直流中間電圧平均値と直流中間電圧目標との差分を演算する。第三に、その差分に基づいてＰＩ処理を行って（すなわちＰＩ動作のフィードバック制御を行う）、目標出力電流瞬時値を演算する。第四に、ＰＩ処理された目標出力電流瞬時値に上下限処理を行って、上下限処理後の目標出力電流瞬時値ＩPeak_limｎを演算する。ｎは今回の演算周期を、ｎ−１は前回の演算周期を表す。
【００２３】
電流位相演算部４４は、出力電流センサ３２から取得したインバータ１３の出力電流（インバータ出力電流）から、インバータ出力電流の波形を演算し、すなわちインバータ出力電流の位相、周波数などを演算する。
【００２４】
理想電流積分値演算部４５は、電圧位相演算部４１から系統電圧の波形を取得し、ゼロクロス判定部４２からゼロクロスに関する情報を取得し、目標出力電流瞬時値演算部４３から目標出力電流瞬時値ＩPeak_limｎを取得し、これらから所定期間に亘って系統電源２０に係る第一電流の積分値を第一積分値として演算する（第一積分値演算部）。すなわち、理想電流積分値演算部４５は、系統電源２０の電圧位相に対応する理想の電流波形の面積を所定期間分だけ積分することにより演算する。理想の電流波形は、ＩPeak_limｎ×ｓｉｎ（θ）で表される。θは系統電圧の位相である。
【００２５】
所定期間は、系統電圧検出回路３３によって検出された系統電圧が負から正にまたは正から負に変わった時点（すなわちゼロクロス時点）から系統電圧の半周期分または一周期分の期間に設定されている。本実施形態では、所定期間は、系統電圧が負から正に変わった時点から系統電圧の半周期分に設定されている。
【００２６】
理想電流積分値演算部４５は、下記数１にて、第一積分値である理想の電流波形の面積Ｉsum_baseｎを演算する。
【数１】
0006459678.tif 000002
ここで、AngleV_startｎは、積分を開始する位相（開始位相）であり、ゼロクロス時点の系統電圧の位相である。AngleV_Endｎは、積分を終了する位相（終了位相）であり、開始位相AngleV_startｎに系統電圧の半周期分（π：１８０度）を加算した値である。
【００２７】
ＰＬＬ電流積分値演算部４６は、電流位相演算部４４からインバータ出力電流の波形を取得し、ゼロクロス判定部４２からゼロクロスに関する情報を取得し、目標出力電流瞬時値演算部４３から目標出力電流瞬時値ＩPeak_limｎを取得し、これらから所定期間に亘ってインバータ出力電流に係る第二電流の積分値を第二積分値として演算する（第二積分値演算部）。すなわち、ＰＬＬ電流積分値演算部４６は、インバータ出力電流の実際の電流波形の面積を所定期間分だけ積分することにより演算する。実際の電流波形は、ＩPeak_limｎ×ｓｉｎ（φ）で表される。φはインバータ出力電流の位相である。
【００２８】
所定期間は、系統電圧検出回路３３によって検出された系統電圧が負から正にまたは正から負に変わった時点（すなわちゼロクロス時点）から系統電圧の半周期分または一周期分の期間に設定されている。本実施形態では、所定期間は、系統電圧が負から正に変わった時点から系統電圧の半周期分に設定されている。
【００２９】
ＰＬＬ電流積分値演算部４６は、下記数２にて、第二積分値である実際の電流波形の面積Ｉsum_PLLｎを演算する。
【数２】
0006459678.tif 000003
ここで、AnglePLLｎは、積分を開始するインバータ出力電流の位相（開始位相）であり、ゼロクロス時点のインバータ出力電流の位相である。AngleV_Endｎは、積分を終了するインバータ出力電流の位相（終了位相）であり、上述した系統電圧の終了位相と同一の位相である。
【００３０】
ＰＬＬ位相演算部４７は、電圧位相演算部４１から系統電圧の波形（位相）を取得し、ＰＬＬ基準周波数を取得し、前回の演算周期で演算した電流位相（基本ＰＬＬ位相AngelPLLｎ−１）を取得し、これらから基本ＰＬＬ位相AngelPLLｎを演算する。ＰＬＬ位相演算部４７は、系統電圧の位相に出力電流の位相を同期させるために電流位相を演算するものである。ＰＬＬは、Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐであり、入力信号（系統電圧）に同期した出力信号（インバータ出力電流）を生成することである。また、ＰＬＬ基準周波数は、ＰＬＬ制御のための基準周波数であり、所定周波数に設定されている。
【００３１】
なお、ＰＬＬ位相演算部４７は、さらに無効電力位相を取得し、この無効電力位相を加えて基本ＰＬＬ位相を演算することもできる。無効電力は、負荷回路のインピーダンスのうちリアクタンス分にかかる電力であり、力率が小さいほど無効電力が大きくなる。無効電力位相は、次のように算出することができる。有効電力Ｐは皮相電力（＝電流実効値Ｉ×電圧実効値Ｅ）×ｃｏｓαであり、ｃｏｓα＝Ｐ／（Ｉ×Ｅ）である。このｃｏｓαから無効電力位相αを算出することができる。電流実効値Ｉは、インバータ出力電流の瞬時値から算出することができる。電圧実効値Ｅは、インバータ１３の出力電圧から算出することができる。なお、電流の瞬時値Ｉが正である場合、無効電力位相αは進み位相であり、負である場合、無効電力位相αは遅れ位相である。
【００３２】
基準正弦波演算部４８は、ＰＬＬ位相演算部４７から基本ＰＬＬ位相AngelPLLｎを取得し、基本ＰＬＬ位相AngelPLLｎから基本正弦波Ｓbaseを演算する。
混合器４９は、目標出力電流瞬時値演算部４３から目標出力電流瞬時値ＩPeak_limｎを取得し、基準正弦波演算部４８から基本正弦波Ｓbaseを取得し、これらから基本出力電流Ｉinv_refを演算する。
【００３３】
積分値差演算部５０は、理想電流積分値演算部４５から取得した第一積分値Ｉsum_baseｎとＰＬＬ電流積分値演算部４６から取得した第二積分値Ｉsum_PLLｎとの差を積分値差Iｓｑｎとして演算する（積分値差演算部）。積分値差演算部５０は、下記数３にて、積分値差Iｓｑｎを演算する。積分値差Iｓｑｎは、理想の電流波形の面積とインバータ出力電流の実際の電流波形の面積との所定期間分の面積差である。この面積差が補正電流面積に相当する。この補正電流面積は、外的要因によって発生して重畳される直流成分である。
【数３】
0006459678.tif 000004
なお、前回演算周期において演算された積分値差Iｓｑｎ−１を考慮するようにしてもよい。この場合、上記数３の右辺に積分値差Iｓｑｎ−１を加算すればよい。
【００３４】
補正電流量演算部５１は、積分値差演算部５０から取得した積分値差Iｓｑｎから、インバータ出力電流に流出する直流成分と等しい補正電流量ΔIｓｑｎを演算する（補正電流量演算部）。補正電流量演算部５１は、下記数４にて、補正電流量ΔIｓｑｎを演算する。
【数４】
0006459678.tif 000005
ここで、ｆPLL_baseｎは、ＰＬＬ基準周波数である。ｔｃは、インバータ１３のキャリア周期である。ＰＬＬ基準周波数は、ＰＬＬ制御のための基準周波数であり、所定周波数に設定されている。ＰＬＬ制御は、出力電流の位相を系統電圧の位相と同期させる位相同期制御である。
【００３５】
目標電流演算部５２は、出力電流センサ３２から取得したインバータ１３の出力電流（インバータ出力電流）Ｉinv_outから、インバータ１３の目標電流（インバータ目標電流）Ｉinv_estを演算する。
補正電圧演算部５３は、補正電流量演算部５１から取得した補正電流量ΔIｓｑｎと、目標電流演算部５２から取得したインバータ目標電流Ｉinv_estとから、インバータ１３の補正電圧ＶＰＩｎを演算する。例えば、補正電圧演算部５３は、補正電流量ΔIｓｑｎと、インバータ目標電流Ｉinv_estとの差をＰＩ処理し、さらに上下限処理を行って、補正電圧ＶＰＩｎを演算する。
【００３６】
目標電圧演算部５４は、出力電流センサ３２から取得したインバータ出力電流Ｉinv_outと、混合器４９から取得した基本出力電流Ｉinv_refと、補正電圧演算部５３から取得した補正電圧ＶＰＩｎとから、インバータ１３の目標電圧Ｖinvを演算する。例えば、目標電圧演算部５４は、インバータ出力電流Ｉinv_outと、基本出力電流Ｉinv_refとから基本出力電圧を演算し、この基本出力電圧と補正電圧ＶＰＩｎとから、インバータ１３の目標電圧Ｖinvを演算する。
【００３７】
ＰＷＭ演算部５５は、目標電圧演算部５４から取得した目標電圧Ｖinvとなるように、第一〜第四スイッチング素子１３ｅ〜１３ｈへのＰＷＭ制御のパターンを演算する。パターンは、第一〜第四スイッチング素子１３ｅ〜１３ｈのオン・オフの組み合せパターン、オン・オフ時間（デューティ）のパターンなどである。ＰＷＭ演算部５５は、演算されたＰＷＭ制御のパターンをインバータ１３に送信して制御する。
【００３８】
次に、上述した系統連系装置１０の動作について図３および図４を参照して説明する。最初に、系統電圧の周波数が減少した場合について図３を参照して説明する。時刻ｔ１にて、系統電圧の周波数はｆ（ｍ）からｆ（ｍ−１）に減少している。時刻ｔ１までは、系統電圧と出力電流とは周波数は同一（ｆ（ｍ））であり位相が同一である。時刻ｔ１は、ゼロクロスのタイミングである。前回のゼロクロスのタイミングである時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間（所定期間）において、理想の電流波形の面積Ｉsum_baseｎと実際の電流波形の面積Ｉsum_PLLｎとは同一面積であり、面積差によって直流成分は発生しない。すなわち、面積差（積分値差）Iｓｑｎは０であり、補正電流量ΔIｓｑｎは０である。よって、時刻ｔ１から時刻ｔ２までにおいて、出力電流は補正されない。
【００３９】
次のゼロクロスのタイミングである時刻ｔ２においては、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間（所定期間）の面積差が算出される。このとき、系統電圧の面積Ｓ１は、出力電流の面積Ｓ２より大きい。系統電圧の面積Ｓ１から出力電流の面積Ｓ２を減算した値ΔＳ（＝Ｓ１−Ｓ２）は０より大きい。面積Ｓ１は理想の電流波形の面積Ｉsum_baseｎである。面積Ｓ２は、実際の電流波形の面積Ｉsum_PLLｎである。ΔＳは、積分値差Iｓｑｎである。
このとき、出力電流は系統電圧の位相に追従して出力されるが、位相が遅れると、直流成分は、センサやタイマの精度などにより出力される電流に含まれてしまう。この直流成分が積分値差Iｓｑｎである。
【００４０】
さらに時刻ｔ２においては、補正電流量ΔIｓｑｎが演算される。そして、時刻ｔ２から次のゼロクロスのタイミングまでにおいて、出力電流（破線で示す）は補正電流量ΔIｓｑｎだけ減少されるように補正される。これにより、系統電圧のゼロクロスのタイミングと出力電流のゼロクロスのタイミングとを同期させることができ、発生した直流成分をキャンセルさせることができる。
【００４１】
次に、系統電圧の周波数が増大した場合について図４を参照して説明する。時刻ｔ１１にて、系統電圧の周波数はｆ（ｍ）からｆ（ｍ＋１）に増大している。時刻ｔ１１までは、系統電圧と出力電流とは周波数は同一（ｆ（ｍ））であり位相が同一である。時刻ｔ１１は、ゼロクロスのタイミングである。前回のゼロクロスのタイミングである時刻ｔ０から時刻ｔ１１までの期間（所定期間）において、理想の電流波形の面積Ｉsum_baseｎと実際の電流波形の面積Ｉsum_PLLｎとは同一面積であり、面積差によって直流成分は発生しない。すなわち、面積差（積分値差）Iｓｑｎは０であり、補正電流量ΔIｓｑｎは０である。よって、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までにおいて、出力電流は補正されない。
【００４２】
次のゼロクロスのタイミングである時刻ｔ１２においては、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間（所定期間）の面積差が算出される。このとき、系統電圧の面積Ｓ１は、出力電流の面積Ｓ２より小さい。系統電圧の面積Ｓ１から出力電流の面積Ｓ２を減算した値ΔＳ（＝Ｓ１−Ｓ２）は０より小さい。面積Ｓ１は理想の電流波形の面積Ｉsum_baseｎである。面積Ｓ２は、実際の電流波形の面積Ｉsum_PLLｎである。ΔＳは、積分値差Iｓｑｎである。
このとき、出力電流は系統電圧の位相に追従して出力されるが、位相が遅れると、直流成分は、センサやタイマの精度などにより出力される電流に含まれてしまう。この直流成分が積分値差Iｓｑｎである。
【００４３】
さらに時刻ｔ１２においては、補正電流量ΔIｓｑｎが演算される。そして、時刻ｔ１２から次のゼロクロスのタイミングまでにおいて、出力電流（破線で示す）は補正電流量ΔIｓｑｎだけ増大されるように補正される。これにより、系統電圧のゼロクロスのタイミングと出力電流のゼロクロスのタイミングとを同期させることができ、発生した直流成分をキャンセルさせることができる。
【００４４】
上述した説明から明らかなように、分散型電源の系統連系装置１０は、直流電力を発電するとともに系統電源２０に連系可能である燃料電池１１（発電装置）と、燃料電池１１からの直流電力を交流電力に変換して系統電源２０側に出力するインバータ１３と、燃料電池１１からの直流電力を昇圧してインバータ１３に出力するコンバータ１２と、系統電源２０の交流電圧を検出する系統電圧検出回路３３（第一電圧検出部）と、インバータ１３の出力電流を検出する電流センサ３２（電流検出部）と、コンバータ１２の直流出力電圧を検出する電圧センサ３１（第二電圧検出部）と、インバータ１３を制御する制御装置１６と、を備えている。制御装置１６は、系統電圧検出回路３３によって検出された系統電源２０の交流電圧から、所定期間に亘って系統電源２０に係る第一電流の積分値を第一積分値として演算する理想電流積分値演算部４５（第一積分値演算部）と、電流センサ３２によって検出されたインバータ１３の出力電流から、所定期間に亘ってインバータ１３の出力電流に係る第二電流の積分値を第二積分値として演算するＰＬＬ電流積分値演算部４６（第二積分値演算部）と、理想電流積分値演算部４５によって演算された第一積分値とＰＬＬ電流積分値演算部４６によって演算された第二積分値との差を積分値差として演算する積分値差演算部５０と、積分値差演算部５０によって演算された積分値差から、インバータ１３の出力電流に流出する直流成分と等しい補正電流量を演算する補正電流量演算部５１と、を備えている。
【００４５】
これによれば、補正電流量演算部５１は、系統電源２０の交流電圧から、所定期間に亘って演算された第一積分値（系統電源２０に係る第一電流の積分値）と、インバータ１３の出力電流から、前記所定期間に亘って演算された第二積分値（インバータ１３の出力電流に係る第二電流の積分値）と、から演算された積分値差に基づいて、インバータ１３の出力電流に流出する直流成分と等しい補正電流量を演算する。その結果、この補正電流量を使用してインバータ１３の目標電圧を算出することが可能となる。よって、所定期間周期にて、インバータ１３の目標電圧を適切に設定することができ、ひいては、外部要因によって発生する直流成分を低減することが可能となる。
【００４６】
また、所定期間は、系統電圧検出回路３３によって検出された系統電源２０の交流電圧が負から正にまたは正から負に変わった時点（ゼロクロスのタイミング）から系統電源２０の交流電圧の半周期分または一周期分の期間に設定されている。
これによれば、インバータ１３の目標電圧の演算を、適切なタイミングにて開始するとともに適切な期間だけ行うことができ、ひいては、補正電流量を正確かつ的確に演算することができる。
特に所定期間が半周期分の期間に設定されている場合、応答性よく系統電源２０側に流出する直流成分を低減することができる。また、所定期間が一周期分の期間に設定されている場合、演算ボリュームを低減することができ、ひいては演算速度を向上させることができる。さらに、系統電圧の変動が安定している場合、補正電流量をより正確に演算することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態においては、所定期間の開始時点は、ゼロクロスのタイミングに設定されていたが、無効電力位相が所定角度以上に変化した時点に設定するようにしてもよい。この場合、ゼロクロス判定部４２に代えて無効電力位相の変化判定部を設ければよい。無効電力位相の変化判定部は、上述したように、有効電力Ｐ、電流実効値Ｉ、および電圧実効値Ｅから、無効電力位相αを算出することができる。無効電力位相の変化判定部は、算出された無効電力位相αが所定角度以上であるか否かを判定する。その結果は、理想電流積分値演算部４５，ＰＬＬ電流積分値演算部４６に出力される。
【００４８】
すなわち、所定期間は、無効電力位相が所定角度以上に変化した時点から系統電源２０の交流電圧の半周期分または一周期分の期間に設定されているようにしてもよい。
これによれば、インバータ１３の目標電圧の演算を、適切なタイミングにて開始するとともに適切な期間だけ行うことができ、ひいては、補正電流量を正確かつ的確に演算することができる。
【００４９】
また、上述した実施形態においては、所定期間は系統電圧の半周期分の期間に設定されていたが、所定期間は半周期分ではなく、系統電圧の一周期分の期間に設定するようにしてもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態においては、力率を変更する場合にも対応することができる。この場合、所定期間の開始時点は、上述したとおりであるが、所定期間の終了時点は、調整すべき位相差すなわち力率改善電流位相を考慮した位相である。力率改善電流位相は、目標出力電流瞬時値ＩPeak_limｎから算出することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０…系統連系装置、１１…燃料電池（発電装置）、１２…コンバータ、１３…インバータ、１４…平滑回路、１４ａ，１４ｂ…リアクトル、１４ｃ…コンデンサ、１５…解列リレー（開閉器）、１６…制御装置、３１…電圧センサ（第二電圧検出部）、３２…電流センサ（電流検出部）、３３…系統電圧検出回路（第一電圧検出部）、４１…電圧位相演算部、４２…ゼロクロス判定部、４３…目標出力電流瞬時値演算部、４４…電流位相演算部、４５…理想電流積分値演算部（第一積分値演算部）、４６…ＰＬＬ電流積分値演算部（第二積分値演算部）、４７…ＰＬＬ位相演算部、４８…基準正弦波演算部、４９…混合器、５０…積分値差演算部、５１…補正電流量演算部、５２…目標電流演算部、５３…補正電圧演算部、５４…目標電圧演算部、５５…ＰＷＭ演算部。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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