(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の直流電源から直流電力を入力し、交流電力に変換して出力する直交変換手段と、
前記直交変換手段の出力と商用系統との接続を開閉する連系リレーと、
前記商用系統への自動連系可否を示す連系許可フラグ初期値が設定される初期設定手段と、
前記商用系統から入力した交流電力に基づいて生成される第一電力および前記外部の直流電源から入力した直流電力に基づいて生成される第二電力のうちの少なくとも一方を制御手段に供給する電源手段と、
前記電源手段からの電力によって起動され、連系許可フラグに基づいて、前記直交変換手段をオンにし前記連系リレーを閉にして前記直交変換手段の出力を商用系統に接続する自動連系運転と、前記連系リレーを開にして前記直交変換手段の出力を商用系統に接続せずに待機する解列運転とのいずれかを実行する制御手段と、
前記自動連系運転の許可を指示するための手動操作スイッチと、
を備え、
前記制御手段は、前記電源手段からの電力が消失した後に再復帰して起動された場合、前記連系許可フラグ初期値を前記連系許可フラグにセットし、セットされた前記連系許可フラグが自動連系可を示している場合は前記自動連系運転を実行し、セットされた前記連系許可フラグが自動連系否を示している場合は前記解列運転を実行し、
前記制御手段は、前記解列運転中に、前記手動操作スイッチが操作された場合、前記連系許可フラグを前記自動連系否の状態から前記自動連系可の状態に切替え、この後、前記自動連系可の状態にセットされた前記連系許可フラグに基づき前記自動連系運転を実行する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記電源手段は、前記第一電力および前記第二電力のうちの前記第一電力を前記制御手段に供給し、
前記制御手段は、前記第一電力が消失した後に再復帰して起動された場合、前記連系許可フラグ初期値を前記連系許可フラグにセットし、セットされた前記連系許可フラグが自動連系可を示している場合は前記自動連系運転を実行し、セットされた前記連系許可フラグが自動連系否を示している場合は前記解列運転を実行し、
前記制御手段は、前記自動連系運転中に前記第二電力が消失すると、前記解列運転を実行し、その後前記第一電力の消失がない状態で前記第二電力が復帰すると、前記自動連系可の状態にセットされた前記連系許可フラグに基づき前記自動連系運転を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電源手段は、前記第一電力および前記第二電力を前記制御手段に供給し、
前記制御手段は、前記第一電力および前記第二電力のうちの前記第一電力のみが消失した場合、前記連系許可フラグ初期値を前記連系許可フラグにセットし、セットされた前記連系許可フラグが自動連系可を示している場合は前記自動連系運転を実行し、セットされた前記連系許可フラグが自動連系否を示している場合は前記解列運転を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第一電力および前記第二電力の双方が消失した後に、前記第一電力および前記第二電力の少なくとも一方が復帰して起動された場合、前記連系許可フラグ初期値を前記連系許可フラグにセットし、セットされた前記連系許可フラグが自動連系可を示している場合は前記自動連系運転を実行し、セットされた前記連系許可フラグが自動連系否を示している場合は前記解列運転を実行し、
前記制御手段は、前記自動連系運転中に前記第二電力が消失すると、前記解列運転を実行し、その後前記第一電力の消失がない状態で前記第二電力が復帰すると、前記自動連系可の状態にセットされた前記連系許可フラグに基づき前記自動連系運転を実行する
ことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電源手段は、前記第一電力および前記第二電力のうちの前記第二電力を前記制御手段に供給し、
前記商用系統の停電を検知して記憶する停電検知手段を更に備え、
前記制御手段は、前記第一電力および前記第二電力のうちの前記第一電力のみが消失した場合であって前記停電検知手段が停電を検知している場合、前記連系許可フラグ初期値を前記連系許可フラグにセットし、セットされた前記連系許可フラグが自動連系可を示している場合は前記自動連系運転を実行し、セットされた前記連系許可フラグが自動連系否を示している場合は前記解列運転を実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記連系許可フラグ初期値が前記自動連系否に設定されている場合、
前記制御手段は、起動時に前記停電検知手段が停電を検知していない場合、前記連系許可フラグ初期値によって前記自動連系否の状態にセットされた前記連系許可フラグを、自動連系可に変更して前記自動連系運転を実行する
ことを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記初期設定手段は、前記連系許可フラグ初期値が設定記憶されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記初期設定手段は、前記商用系統へ自動連系可とするか自動連系否とするかが判断できるハードウェアの相違部であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記直流電源は、太陽電池であり、
前記直流電源と、
前記直流電源からの直流電力を入力し、前記商用系統に連系して交流電力を出力する請求項１から８のいずれか一項に記載の電力変換装置と
を備えることを特徴とする電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力を交流電力に変換してその電力を需要家側の負荷や系統に供給する系統連系用電力変換装置およびそれを用いた電力変換システム、特に、系統停電時に電力変換システムが単独運転するのを防止する保護機能に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統連系技術要件のガイドラインによれば、太陽電池などによる直流電力を交流電力に変換してその電力を商用系統に連系して供給する電力変換システムにおいては、系統停電時における作業者の感電事故防止のため、系統停電を検出し電力変換システムの単独運転を防止する機能を有することが求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、単独運転防止機能の一方式である電圧位相跳躍検出方式をマイクロコンピュータのソフトウェアにより簡単に実現可能な構成とした系統連系用電力変換システムが開示されている。
このような電力変換システムは、搭載している単独運転防止機能の働きにより、系統が停電した時には単独運転することなく商用系統との接続を安全に切り離す（解列）ことができるため、作業者の感電事故を防止することができる。また、停電が復旧した場合には、再び商用系統と接続して連系運転を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９２５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、商用系統が何らかの原因によって停電し、その後復旧した場合に、電力変換システムを商用系統に再連系する手順として、停電復旧後一定時間（１５０〜３００秒）待機した上で自動的に運転を開始し再連系する自動復帰（自動再連系）と、電力会社に連絡を取り再連系の許可を得た上で運転を開始させ再連系させる手動復帰（手動再連系）の二通りの方法がある。なお、電力系統連系技術要件のガイドラインにより、低圧連系（発電設備の出力容量が５０ｋＷ未満）の場合には自動再連系が認められており、高圧連系（発電設備の出力容量が５０ｋＷ以上）の場合には手動再連系によることが定められている。
【０００６】
ところで、１００ｋＷの発電設備を設置する場合、定格出力容量１００ｋＷの電力変換装置を１台使用すればもちろん構築できるが、例えば定格出力容量１０ｋＷの電力変換装置を１０台並列に使用しても構築することができる。
しかしながら、前述したように５０ｋＷ以上のシステムでは高圧連系となるため手動再連系であることが必要となるが、１０ｋＷの電力変換装置は出力容量からわかるように基本的には低圧連系用に製造されているため自動再連系で動作するように構成されており、それを高圧連系の物件に使用しても手動再連系にならない、すなわち高圧連系の要件を満たさないという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、低圧連系で認められている自動再連系および高圧連系で求められている手動再連系のいずれに対しても対応できる電力変換装置およびそれを用いた電力変換システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明にかかる電力変換装置は、外部の直流電源から直流電力を入力し、交流電力に変換して出力する直交変換手段と、前記直交変換手段の出力と商用系統との接続を開閉する連系リレーと、前記商用系統への自動連系可否を示す連系許可フラグ初期値が設定される初期設定手段と、前記商用系統から入力した交流電力に基づいて生成される第一電力および前記外部の直流電源から入力した直流電力に基づいて生成される第二電力のうちの少なくとも一方を制御手段に供給する電源手段と、前記電源手段からの電力によって起動され、連系許可フラグに基づいて、前記直交変換手段をオンにし前記連系リレーを閉にして前記直交変換手段の出力を商用系統に接続する自動連系運転と、前記連系リレーを開にして前記直交変換手段の出力を商用系統に接続せずに待機する解列運転とのいずれかを実行する制御手段と、前記自動連系運転の許可を指示するための手動操作スイッチと、を備え、前記制御手段は、前記電源手段からの電力が消失した後に再復帰して起動された場合、前記連系許可フラグ初期値を前記連系許可フラグにセットし、セットされた前記連系許可フラグが自動連系可を示している場合は前記自動連系運転を実行し、セットされた前記連系許可フラグが自動連系否を示している場合は前記解列運転を実行し、前記制御手段は、前記解列運転中に、前記手動操作スイッチが操作された場合、前記連系許可フラグを前記自動連系否の状態から前記自動連系可の状態に切替え、この後、前記自動連系可の状態にセットされた前記連系許可フラグに基づき前記自動連系運転を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は上記のように構成したので、構築すべき電力変換システムが低圧連系の場合であっても高圧連系の場合であっても一種類の電力変換装置を用いて対応することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる電力変換システムのブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１にかかる電力変換装置の初期設定および通常運転動作に関するフローチャート図である。
【図３】この発明の実施の形態１にかかる電力変換システムの手動再連系で動作する場合のタイミングチャート図である。
【図４】この発明の実施の形態１にかかる電力変換システムの自動再連系で動作する場合のタイミングチャート図である。
【図５】この発明の実施の形態２にかかる電力変換システムのブロック構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２にかかる電力変換システムの手動再連系で動作する場合のタイミングチャート図である。
【図７】この発明の実施の形態３にかかる電力変換システムのブロック構成図である。
【図８】この発明の実施の形態３にかかる電力変換システムの手動再連系で動作する場合のタイミングチャート図である。
【図９】この発明の実施の形態４にかかる電力変換システムのブロック構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４にかかる電力変換装置の通常運転動作に関するフローチャート図である。
【図１１】この発明の実施の形態４にかかる電力変換システムの手動再連系で動作する場合のタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる電力変換装置および電力変換システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態においては、電力変換システムの一形態として太陽光発電システム１、直流電源の一形態として太陽電池アレイ２、電力変換装置としてパワーコンディショナ３を例示している。また、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムのブロック構成図である。
太陽光発電システム１は、太陽電池アレイ２およびパワーコンディショナ３を備える。太陽電池アレイ２は、例えば住宅の屋根や建物の屋上あるいは地面の上などに設置されている。太陽電池アレイ２は、複数枚の太陽電池モジュールを直列あるいは並列に接続して構成されている。太陽電池アレイ２には、パワーコンディショナ３が接続されている。
【００１３】
太陽電池アレイ２は、太陽光を受けて発電し、直流電力を発生する。パワーコンディショナ３は、太陽電池アレイ２で発生した直流電力を、交流電力に変換する。パワーコンディショナ３の出力は、分電盤（図示せず）を介して商用系統４に接続されている。また、分電盤内の分岐ブレーカーを経由して、住宅内の各電気機器（図示せず）にも接続されている。太陽光発電システム１からの交流電力は、これらの各電気機器に供給されて消費される。
曇天時や雨天時などの発電電力が少ない場合や、夜間などの発電ができない場合には、商用系統４から分電盤を経由して電力が各電気機器に供給される（買電）。これとは逆に、発電電力がそのときに住宅内の各電気機器で消費されている全消費電力より多い場合には、その余剰電力は分電盤を経由して商用系統４に逆潮流される（売電）。
【００１４】
パワーコンディショナ３は、太陽電池アレイ２から入力した直流電力を交流電力に変換して出力する直交変換手段５、直交変換手段５の出力と商用系統４との接続（連系）または開放（解列）を実行する連系リレー６、直交変換手段５および連系リレー６の動作を制御する制御手段８、商用系統４側の交流電力から制御手段８を駆動するための制御電源（第一の電源）を生成する第一の電源手段７、制御手段８に対し直交変換手段５および連系リレー６の制御動作の開始あるいは停止を指示する運転スイッチ９を備えている。
また、制御手段８には、連系保護に関する各整定値の設定や自動連系可否の設定すなわち商用系統４への自動連系を許可するかしないかの基本設定を行うための初期設定手段１０が接続可能となっている。なお、制御手段８には、初期設定手段１０により入力された各整定値および自動連系可否の設定を記憶するための記憶手段１１が内蔵されている。さらに、制御手段８には、パワーコンディショナ３の外部から運転スイッチ９の代わりに制御手段８に対し直交変換手段５および連系リレー６の制御動作の開始あるいは停止を指示する信号を出力するリモコン機能を有する外部スイッチ１２が接続可能となっている。
【００１５】
制御手段８は、初期設定手段１０により設定されて記憶手段１１に記憶された自動連系可否の設定に基づいた連系動作を実行する。自動連系可否の設定は、停電復旧時の連系方法に関する設定であり、商用系統４が停電した後に復旧した際、太陽光発電システムを商用系統に自動的に再連系するかあるいは手動操作によって再連系するかがこの自動連系可否の設定に基づいて決定される。
ここで、自動再連系は連系運転するための各条件（例えば発電電力が十分であり、商用系統４が正常であるなど）が整っていれば自動的に連系運転を行うものであり、手動再連系は連系運転するための各条件が整っていても待機状態で待ち、電力会社の許可を得た後に使用者の手動操作によって連系運転を開始するものである。
なお、図１では、商用系統４と連系する太陽光発電システム１を１組（パワーコンディショナ１台および太陽電池アレイ一式の組合せ）としているが、複数の太陽光発電システムが並列に商用系統４と連系する構成の場合も本実施の形態に含まれるものとする。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムの初期設定および通常運転動作に関するフローチャート図である。
まず、初期設定処理について簡単に説明する。制御手段８は制御電源を供給されて起動し、図１には示されていない切替手段の設定によって、「初期設定動作」を実行するか「通常動作」を実行するかを判定する（ステップＳ１）。切替手段の設定については、例えば、太陽光発電システム１の設置後初めて制御手段８を起動する場合には「初期設定動作」を実行し、２回目以降には「通常動作」を実行するように設定しておくものとする。
ここでは「初期設定動作」が選択されているものとして、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では初期設定手段１０により、自動連系可否の設定すなわち停電復旧時に手動再連系動作あるいは自動再連系動作のいずれを実行するかの設定入力を受け付ける。また、それ以外の初期設定情報（例えば連系保護に関する各整定値など）の入力も受け付ける。次にステップＳ３で、入力された自動連系可否の設定などの初期設定情報を記憶手段１１に記憶して、初期設定処理を終了する。なお、実施の形態においては、初期設定情報の一つである自動連系可否の設定を具体的には連系許可フラグ初期値として示している。
【００１７】
次に、通常運転動作について説明する。
前述したように、すでに初期設定が終了している太陽光発電システム１において、制御手段８が起動する際は「通常動作」を実行するように設定されているものとする。このとき、起動直後の制御手段８は、ステップＳ１において「Ｎ」（通常動作）と判定され、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、記憶手段１１に記憶されている初期設定情報の中の一情報である連系許可フラグ初期値を読み出し、その内容をステップＳ５において制御手段８内の連系許可フラグにセットする。すなわち、起動直後は連系許可フラグの状態が連系許可フラグ初期値（自動再連系（許可）もしくは手動再連系（待機））と同一となる。
【００１８】
ステップＳ６において、太陽光発電システム１が運転できる条件になったかどうかを判定する。すなわち、太陽電池アレイ２の直流電力が直交変換手段５にて交流電力に変換可能なレベルまで十分に発電している状態かどうか、また運転スイッチの状態が運転の実行を指示しているかどうかなどを判定する。運転条件が満たされていればステップＳ７に進み、運転条件が満たされていなければステップＳ１１に進む。
【００１９】
ステップＳ７において、太陽光発電システム１と商用系統４とが連系できる条件になったかどうかを判定する。すなわち、商用系統４の状態が正常（ＯＶＲ、ＵＶＲ、ＯＦＲ、ＵＦＲ、単独運転検出機能が全て異常を検出していない）かどうか、また、商用系統４の状態が異常から正常に復帰した後定められた待機時間（１５０〜３００秒）を経過したかどうかなどを判定する。連系条件が満たされていればステップＳ８に進み、連系条件が満たされていなければステップＳ１１に進む。
【００２０】
ステップＳ８において、太陽光発電システム１と商用系統４との連系が許可されているか、許可されていないかを判定する。これは連系許可フラグの状態を確認することによって行われる。連系許可状態であればステップＳ９に進み、連系待機状態であればステップＳ１１に進む。なお、連系許可フラグの連系待機状態は運転スイッチ９の入れ直し（いったんＯＦＦした後に再ＯＮさせる）により、連系許可状態に変更されるが、フローチャートには図示していない。
【００２１】
ステップＳ９では、運転条件、連系条件、連系許可すべてがＯＫとなっていることを確認できたので、直交変換手段５の運転を実行し、次いで、ステップＳ１０にて連系リレー６をＯＮさせる。これによって、連系運転が実行される。
また、ステップＳ１１では、運転条件、連系条件、連系許可のいずれかがＯＫではないため、直交変換手段５の運転を停止し、次いで、ステップＳ１２にて連系リレー６をＯＦＦさせる。これによって、連系運転は停止となる。
ステップＳ１０、ステップＳ１２の後は、ステップＳ６に戻り、以降の処理を繰り返す。
以上のようにして、太陽光発電システム１は通常運転動作を実行する。
【００２２】
初期設定において、手動再連系（連系待機）に設定されている場合についての流れを説明する。制御手段８が起動した後、ステップＳ６の運転条件およびステップＳ７の連系条件のいずれもＯＫになったとして、ステップＳ８の連系許可フラグは最初「待機」なので、ステップＳ１１に進み、直交変換手段５、連系リレー６ともにＯＦＦとなり、連系運転は行わない（連系待機）。ここで電力会社からの了承が得られた場合、使用者の運転スイッチ９をＯＦＦ続いて再ＯＮさせる操作により、連系許可フラグが「許可」に変更されるので、ステップＳ８からステップＳ９に進み、直交変換手段５、連系リレー６ともにＯＮして連系運転が開始する。
【００２３】
その後、夜間となり太陽電池アレイ２の直流電力が消失するとステップＳ６において運転条件がＯＫではなくなるため、ステップＳ１１に進んで一旦連系運転は停止するが、停電の発生がないまま翌朝になって再び太陽電池アレイ２が直流電力を発電して運転条件がＯＫになると、ステップＳ８において連系許可フラグは「許可」を維持しているのでそのままステップＳ９に進み、自動的に連系運転を再開する。すなわち、停電のない状態では朝の日照開始とともに自動的に連系運転を行う。
また、昼に運転スイッチ９をＯＦＦし、その後再ＯＮした場合も同様である。運転スイッチ９のＯＦＦにより、運転条件がＯＫではなくなって一旦連系運転を停止するが、運転スイッチ９再ＯＮにより運転条件ＯＫとなると、ステップＳ８において連系許可フラグは「許可」を維持しているのでそのままステップＳ９に進み、自動的に連系運転を再開する。
【００２４】
しかし、停電が発生した場合には第一の電源手段７による制御電源が消失するため制御手段８が停止する。停電復旧後に第一の電源手段７による制御電源の供給が再開されると制御手段８が再び起動を開始する。すなわち、図２の「スタート」から動作を開始する。ここで初期設定は完了しているのでステップＳ４に進み、連系許可フラグを初期値の「待機」にセットする。したがって、運転条件および連系条件がＯＫとなってもステップＳ８で連系許可フラグ＝「待機」であるため、連系運転は停止（連系待機）となる。すなわち、停電が生じて復旧した場合は連系待機状態となり、電力会社の了承後に使用者の手動によって再連系することになる。なお、昼の停電でも夜の停電でも復旧後は手動再連系（待機）となる。
【００２５】
次に、初期設定において、自動再連系に設定されている場合についての流れを説明する。制御手段８が起動した後、ステップＳ６の運転条件およびステップＳ７の連系条件のいずれもＯＫになったとして、ステップＳ８の連系許可フラグは最初から「許可」なので、ステップＳ９に進み、直交変換手段５、連系リレー６ともにＯＮして連系運転を開始する。
【００２６】
その後、夜間となり太陽電池アレイ２の直流電力が消失するとステップＳ６において運転条件がＯＫではなくなるため、ステップＳ１１に進んで一旦連系運転は停止するが、翌朝になって再び太陽電池アレイ２が直流電力を発電して運転条件がＯＫになると、ステップＳ８において連系許可フラグは「許可」のままなのでステップＳ９に進み、自動的に連系運転を再開する。すなわち、朝の日照開始とともに自動的に連系運転を行う。
また、昼に運転スイッチ９をＯＦＦし、その後再ＯＮした場合も同様である。運転スイッチ９のＯＦＦにより、運転条件がＯＫではなくなって一旦連系運転を停止するが、運転スイッチ９再ＯＮにより運転条件ＯＫとなると、ステップＳ８において連系許可フラグは「許可」を維持しているのでそのままステップＳ９に進み、自動的に連系運転を再開する。
【００２７】
停電が発生した場合には第一の電源手段７による制御電源が消失するので制御手段８が停止する。停電復旧後に第一の電源手段７による制御電源の供給が再開されると制御手段８が再び起動を開始する。すなわち、図２の「スタート」から動作を再開する。ここで初期設定は完了しているのでステップＳ４に進み、連系許可フラグを初期値の「許可」にセットする。したがって、運転条件および連系条件がＯＫとなっていればステップＳ８で連系許可フラグ＝「許可」であるため、連系運転は自動的に再開される。すなわち、停電が生じて復旧した場合、自動再連系の動作を行う。なお、昼の停電でも夜の停電でも復旧後は自動再連系となる。
【００２８】
図３は、この発明の実施の形態１にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムの手動再連系で動作する場合のタイミングチャート図であり、特に夜間に停電が発生した場合についての動作を示している。
以下、図３を用いて詳細に説明する。
最初は時間帯が日中であって、太陽光発電システム１は太陽光によって直流電力を発電し商用系統４に連系している状態であるものとする。
【００２９】
日没（時刻Ｔ１）の訪れにより太陽電池アレイ２が発電できなくなって直流電力２ａが消失すると、交流電力に変換できなくなるため、連系運転６ａが停止する。この直流電力２ａが消失した状態（夜間）における時刻Ｔ２で、商用系統４に停電が発生したとすると、商用系統４側の交流電源４ａが消失し、その交流電源４ａから生成される第一の電源７ａも消失して、第一の電源７ａにより駆動される制御手段８が停止する。そのため、制御手段８に備えられ、自動連系動作の可否を決定する連系許可フラグ８ａは、それまでの状態を維持できずに不定状態となる。なお、制御手段８に備えられた記憶手段１１が記憶している連系許可フラグ初期値１１ａは機械的あるいは不揮発性メモリに保存されているため、第一の電源７ａが消失する前の状態を保つことができる。
【００３０】
時刻Ｔ３において、商用系統４の停電が復旧し交流電源４ａが回復すると、第一の電源７ａが生成され、制御手段８が起動を開始する。制御手段８は起動開始直後に初期処理として、不定状態となっている連系許可フラグ８ａに対し連系許可フラグ初期値１１ａをセットする。手動再連系を行うシステムにおいては、連系許可フラグ初期値１１ａが「待機」に設定されているため、制御手段８の起動開始後の連系許可フラグ８ａも「待機」にセットされる。
【００３１】
やがて夜が明けて（時刻Ｔ４）、太陽電池アレイ２が発電を開始し、直交変換手段５による交流電力の出力が可能となる直流電力２ａを発生したとする。しかし、連系許可フラグ８ａが「待機」のため、制御手段８は直交変換手段５を停止状態、連系リレー６を解列状態で維持するように制御する。したがって、太陽光発電システム１は商用系統４に連系していない状態で待機する。すなわち、Ｔ４以降も連系運転６ａの停止状態を保つ。
【００３２】
ここで、例えば電力会社と連絡を取るなどして再連系の許可が得られた場合、使用者は手動操作により運転スイッチ９を時刻Ｔ５においてＯＦＦ（切）とし、次に時刻Ｔ６においてＯＮ（入）とする。その運転スイッチ９をいったんＯＦＦしてから再度ＯＮする操作を受けて、制御手段８は連系許可フラグ８ａを「待機」から「許可」へと変更する。この状態において、他の条件例えばＯＶＲなどの連系保護機能が全てＯＫとなっていて連系を回避すべき理由がない状態となっているならば、制御手段８は直交変換手段５の運転を開始させ、起動準備時間を経た後に時刻Ｔ７において連系リレー６を接続させる。すなわち、連系運転６ａが動作状態となる。なお、連系許可フラグ８ａを「待機」から「許可」へと変更する方法は運転スイッチ９の操作に限らず、外部スイッチ１２の操作によってもよいし、他の方法を採用してもよい。
【００３３】
なお、上記では夜間の停電の場合で説明したが、昼間の停電であっても第一の電源７ａが消失するため、同様の動作すなわち停電復旧後は手動再連系（連系待機）となる。
ところで、夜間に停電がなかった場合は、第一の電源７ａが維持されて制御手段８が動作を継続するので、連系許可フラグ８ａは「許可」状態を維持し、日の出により直流電力が発生するとともにパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
また、昼間に運転スイッチ９をＯＦＦさせて連系運転を停止した場合でも、第一の電源７ａの供給が維持され制御手段８の動作が継続するので、連系許可フラグ８ａは「許可」状態を維持し、運転スイッチ９が再ＯＮされるとパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
以上のようにして、初期設定が手動再連系である太陽光発電システム１は、商用系統４の停電後の復旧時には手動による再連系動作となり、停電がない場合の再起動時（日の出、運転スイッチ９のＯＮなど）には自動的に再連系する。
【００３４】
図４は、この発明の実施の形態１にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムの自動再連系で動作する場合のタイミングチャート図であり、特に夜間に停電が発生した場合についての動作を示している。
以下、図４を用いて詳細に説明する。
最初は時間帯が日中であって、太陽光発電システム１は太陽光によって直流電力を発電し商用系統４に連系している状態であるものとする。
【００３５】
日没（時刻Ｔ１）の訪れにより太陽電池アレイ２が発電できなくなって直流電力２ａが消失すると、交流電力に変換できなくなるため、連系運転６ａが停止する。この直流電力が消失した状態（夜間）における時刻Ｔ２で、商用系統４に停電が発生したとすると、商用系統４側の交流電源４ａが消失し、その交流電源４ａから生成される第一の電源７ａも消失して、第一の電源７ａにより駆動される制御手段８が停止する。そのため、制御手段８に備えられ、自動連系動作の可否を決定する連系許可フラグ８ａは、それまでの状態を維持できずに不定状態となる。なお、制御手段８に備えられた記憶手段１１が記憶している連系許可フラグ初期値１１ａは機械的あるいは不揮発性メモリに保存されているため、第一の電源７ａが消失する前の状態を保つことができる。
【００３６】
時刻Ｔ３において、商用系統４の停電が復旧し交流電源４ａが回復すると、第一の電源７ａが生成され、制御手段８が起動を開始する。制御手段８は起動開始直後に初期処理として、不定状態となっている連系許可フラグ８ａに対し、連系許可フラグ初期値１１ａをセットする。自動再連系を行うシステムにおいては、連系許可フラグ初期値１１ａは「許可」に設定されているため、制御手段８の起動開始後の連系許可フラグ８ａも「許可」にセットされる。
【００３７】
やがて夜が明けて（時刻Ｔ４）、太陽電池アレイ２が発電を開始し、直交変換手段５による交流電力の出力が可能となる直流電力２ａを発生したとする。連系許可フラグ８ａが「許可」となっているため、この状態において、他の条件例えばＯＶＲなどの連系保護機能が全てＯＫとなっていて連系を回避すべき理由がない状態となっているならば、制御手段８は直交変換手段５の運転を開始させ、起動準備時間を経た後に連系リレー６を接続させる。すなわち、連系運転６ａが動作状態となる。
【００３８】
なお、上記では夜間の停電の場合で説明したが、昼間の停電であっても第一の電源７ａが消失し、同様の動作となる。すなわち停電復旧後には自動再連系を行う。
また、夜間に停電がなかった場合は、第一の電源７ａが維持されて制御手段８が動作を継続するので、連系許可フラグ８ａは「許可」状態を維持し、日の出により直流電力が発生するとともにパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
また、昼間に運転スイッチ９をＯＦＦさせて連系運転を停止した場合でも、第一の電源７ａの供給が維持され制御手段８の動作が継続するので、連系許可フラグ８ａは「許可」状態を維持し、運転スイッチ９が再ＯＮされるとパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
以上のようにして、初期設定が自動再連系である太陽光発電システム１は、商用系統４の停電後の復旧時には自動再連系の動作を行う。なお、停電がない場合の再起動時（日の出、運転スイッチのＯＮなど）にも自動的に再連系する。
【００３９】
以上、図３および図４で説明したように、自動再連系、手動再連系のいずれの動作を行うかは、連系許可フラグ初期値の設定によって選択できるように構成されている。
これによって、例えば定格出力１０ｋＷのパワーコンディショナに上記機能を搭載することにより、発電設備の出力容量が様々な物件に対して、この１０ｋＷパワーコンディショナを必要な台数だけ並列に設置し、パワーコンディショナの自動連系可否の初期設定を出力容量が５０ｋＷ未満（低圧連系）のシステムでは「自動再連系」に、出力容量が５０ｋＷ以上（高圧連系）のシステムでは「手動再連系」に設定すれば、電力系統連系技術要件のガイドラインに従った太陽光発電システムが１０ｋＷのパワーコンディショナ一機種のみで構築可能となる。
また、例えばシステム設置時には出力容量が５０ｋＷ未満の低圧連系であって、その後増設して出力容量が５０ｋＷ以上の高圧連系となるような場合にも、既設および増設分のパワーコンディショナを再度初期設定し直すことによって、電力系統連系技術要件のガイドラインへの対応が可能である。
【００４０】
なお、実施の形態１では電源の消失により停電を認識すると説明したが、制御電源として蓄電池やＵＰＳ電源などを用い、電圧検出手段で商用系統４の停電を認識する構成であってもよい。その場合は停電の認識によって連系許可フラグ８ａに連系許可フラグ初期値１１ａをセットするようにしておけばよい。
また、実施の形態１では太陽光発電システムの例で説明したが、燃料電池などの直流電源を有する他の分散電源システムの場合でも本発明を適用することができる。なお、実施の形態２以降も同様である。
【００４１】
実施の形態１では上記のように構成されているため、太陽光発電システムすなわち電力変換システムの初期設定により、商用系統が停電後に再復旧した場合に自動再連系あるいは手動再連系（待機）のいずれでも実行することができる。すなわち、本電力変換システムは、停電復旧後の自動再連系が認められている低圧連系の場合でも、停電復旧後は待機状態となって電力会社の許可が得られたら手動により再連系を行う高圧連系の場合でも、同種のパワーコンディショナすなわち電力変換装置で構築することが可能であるという効果をもたらす。
また、発電設備が低圧連系であっても高圧連系であっても、出力容量に応じて単位となる電力変換装置の並列台数を調整することで対応できるので、物件毎に異なる出力容量の発電設備を一種類の電力変換装置で構築可能となり、生産機種低減による管理上のメリットおよび生産台数増加によるコスト上のメリットも得られる。
また、自動再連系あるいは手動再連系の再設定が簡単であることから、増設による容量アップなどのシステム拡張に対する柔軟性があるという効果も得られる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態１における電力変換システムの制御手段は、商用系統側の交流電力から第一の電源手段が生成する第一の電源により駆動されていた。実施の形態２における電力変換システムの制御手段では、上記第一の電源に加えて、直流電源側の直流電力から第二の電源手段が生成する第二の電源からも駆動される構成となっている。
【００４３】
太陽光発電システムにおいては、商用系統が停電の場合でも太陽電池アレイが発電可能であれば、商用系統に連系しないで特定の負荷に交流電力を供給する自立運転が可能であり、その機能を有する場合が多い。その場合、制御手段は商用系統側からの電源ではなく太陽電池側からの電源により駆動される必要がある。したがって、このようなシステムは太陽電池アレイ側の直流電力から制御手段駆動用の電源を生成する構成になっている場合が多い。
また、夜間は太陽電池アレイが発電できないので、太陽電池アレイ側の直流電力からの制御電源のみだと制御手段が夜間に停止することになる。そのため、夜間には、例えばパワーコンディショナに備えられている表示手段によりシステムの発電履歴を確認するということができない。そのような夜間の表示確認などを可能とするために、商用系統側からの交流電力による制御手段駆動用の電源を併せて有する場合がある。すなわち、制御手段が商用系統側の交流電力から第一の電源手段が生成する第一の電源および太陽電池アレイ側の直流電力から第二の電源手段が生成する第二の電源の両方によって駆動される場合がある。
なお、第一の電源手段を夜間の表示確認用に特化すれば、直交変換手段の駆動等に必要な電力は不要となるため、第二の電源手段に比べて第一の電源手段を小容量にできるメリットがある。
【００４４】
図５はこの発明の実施の形態２にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムのブロック構成図である。
図５において、パワーコンディショナ３は、商用系統４側の交流電力から制御手段８を駆動するための制御電源（第一の電源）を生成する第一の電源手段７に加えて、太陽電池アレイ２側の直流電力から制御手段８を駆動するための制御電源（第二の電源）を生成する第二の電源手段１３を備えている。その他の構成は実施の形態１（図１）と同じなので説明を省略する。
【００４５】
図６は、この発明の実施の形態２にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムの手動再連系で動作する場合のタイミングチャート図であり、特に夜間に停電が発生した場合についての動作を示している。図６は、実施の形態１の図３に対して、第二の電源１３ａが加わっているところが異なる。
以下、図６を用いて異なる部分を中心に説明する。
最初は時間帯が日中であって、太陽光発電システム１は太陽光によって直流電力を発電し商用系統４に連系している状態であるものとする。
【００４６】
日没（時刻Ｔ１）の訪れにより太陽電池アレイ２が発電できなくなって直流電力２ａが消失すると、交流電力に変換できなくなるため、連系運転６ａが停止するとともに第二の電源１３ａが消失する。ただし、商用系統４からの交流電源４ａによる第一の電源７ａが生成されているため、第一の電源７ａおよび第二の電源１３ａの両方から電源供給を受ける構成になっている制御手段８は動作を継続する。
次に、直流電力２ａが消失した状態（夜間）における時刻Ｔ２で、商用系統４に停電が発生し交流電源４ａが消失したとすると、商用系統４の交流電源４ａから生成される第一の電源７ａも消失するため、第一の電源７ａによって駆動状態を継続していた制御手段８が停止する。そのため、制御手段８に備えられ、自動連系動作の可否を決定する連系許可フラグ８ａは、それまでの状態を維持できずに不定状態となる。なお、制御手段８に備えられ、連系許可フラグ８ａへの初期値を記憶している連系許可フラグ初期値１１ａは機械的あるいは不揮発性メモリに保存されているため、第一の電源７ａが消失する前の状態を保つことができる。
【００４７】
時刻Ｔ３において、商用系統４の停電が復旧すると、第一の電源７ａが生成され、制御手段８が起動を開始する。制御手段８は起動開始直後に初期処理として、不定状態となっている連系許可フラグ８ａに対し連系許可フラグ初期値１１ａをセットする。手動再連系を行うシステムにおいては、連系許可フラグ初期値１１ａが「待機」に設定されているため、制御手段８の起動開始後の連系許可フラグ８ａも「待機」にセットされる。
【００４８】
やがて夜が明けて（時刻Ｔ４）、太陽電池アレイ２が発電を開始し、直交変換手段５による交流電力の出力が可能となる直流電力２ａを発生したとする。しかし、連系許可フラグ８ａが「待機」のため、制御手段８は直交変換手段５を停止状態、連系リレー６を解列状態で維持するように制御する。したがって、太陽光発電システム１は商用系統４に連系していない状態で待機する。すなわち、Ｔ４以降も連系運転６ａの停止状態を保つ。
【００４９】
ここで待機状態を解除して連系運転を開始させるには、実施の形態１同様、使用者は手動で運転スイッチ９をいったんＯＦＦし（時刻Ｔ５）、再度ＯＮする（時刻Ｔ６）操作を行って、連系許可フラグ８ａを「待機」から「許可」へと変更する。
【００５０】
なお、上記では夜間の停電の場合で説明したが、昼に停電が生じた場合は、第一の電源７ａが消失するものの日照があれば第二の電源１３ａが生きたままである。したがって、制御手段８は動作を継続し、実施の形態１で示した図２の「スタート」へは戻らない。ただし、制御手段８が第一の電源７ａの電圧を監視することによって商用系統４の停電を認識することができるので、その時点で連系許可フラグ８ａを初期化（連系許可フラグ初期値「待機」に戻す）することで、図２のステップＳ８での判定を連系許可フラグ＝「待機」とし、連系運転を待機（手動再連系）とすることができる。
【００５１】
ところで、夜間に停電がなかった場合は、第一の電源７ａが維持されて制御手段８が動作を継続するので、連系許可フラグ８ａは「許可」状態を維持し、日の出により直流電力が発生するとともにパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
以上のようにして、初期設定が手動再連系である太陽光発電システム１は、商用系統４の停電後の復旧時には手動による再連系動作となり、停電がない場合の再起動時（日の出など）には自動的に再連系する。
【００５２】
実施の形態２において、太陽光発電システム１が「自動再連系」に初期設定されている場合については、夜間停電により制御手段が図２の「スタート」から再起動すれば連系許可フラグが初期値「許可」にセットされるし、昼間停電があった場合は制御手段８が第一の電源７ａの電圧を監視することによって商用系統４の停電を認識し、その時点で連系許可フラグ８ａを初期化（連系許可フラグ初期値「許可」に戻す）することで、図２のステップＳ８での判定を連系許可フラグ＝「許可」とするので、いずれの場合も自動的に再連系運転とすることができる。
また、夜間に停電のなかった場合は、第一の電源７ａが維持されて制御手段８が動作を継続するので、連系許可フラグ８ａは「許可」状態を維持し、日の出により直流電力が発生するとともにパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
以上のようにして、初期設定が自動再連系である太陽光発電システム１は、商用系統４の停電後の復旧時には自動再連系の動作を行う。なお、停電がない場合の再起動時（日の出など）にも自動的に再連系する。
以上説明したように、自動再連系、手動再連系のいずれの動作を行うかは、連系許可フラグ初期値の設定によって選択できるように構成されている。
【００５３】
実施の形態２では上記のように構成されているため、太陽光発電システムすなわち電力変換システムの初期設定により、商用系統が停電後に再復旧した場合に自動再連系あるいは手動再連系（待機）のいずれでも実行することができる。すなわち、本電力変換システムは、停電復旧後の自動再連系が認められている低圧連系の場合でも、停電復旧後は待機状態となって電力会社の許可が得られたら手動により再連系を行う高圧連系の場合でも、同種のパワーコンディショナすなわち電力変換装置で構築することが可能であるという実施の形態１と同じ効果をもたらす。
また、太陽電池アレイすなわち直流電源側から生成した第二の電源により制御手段を駆動できるため、本電力変換システムは商用系統停電時に自立運転を行う場合に好適である。
また、商用系統側から第一の電源を生成する第一の電源手段は、最低限表示を行うなどの制御手段の動作を維持できれば十分なので小容量の電源装置でよく、電力変換装置のコスト低減、サイズ縮小が可能であるため、一般住宅への設置に好適であり、低圧連系、高圧連系での機種の標準化に対しても有効である。
【００５４】
実施の形態３．
実施の形態２における電力変換システムの制御手段は、商用系統側の交流電力から第一の電源手段が生成する第一の電源および直流電源側の直流電力から第二の電源手段が生成する第二の電源により駆動されており、夜間の表示等を行うためには上記第一の電源が必要となっていた。実施の形態３における電力変換システムの制御手段では、夜間の表示の機能をなくすことで第一の電源手段を不要とし、太陽電池アレイ側の直流電力から第二の電源手段が生成する第二の電源のみにより駆動される構成となっている。
【００５５】
図７はこの発明の実施の形態３にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムのブロック構成図である。
図７において、パワーコンディショナ３は、制御手段８を駆動するための電源装置として、太陽電池アレイ２側の直流電力から第二の電源を生成する第二の電源手段１３のみを備えている。
また、パワーコンディショナ３は、停電検知手段１４を備える。停電検知手段１４は、商用系統４に接続され、商用系統４の交流電力の状態すなわち正常な状態であるかあるいは停電状態であるかを監視するものとする。なお、停電検知手段１４は、停電を検知した場合には、停電があったことを記憶して解除信号を与えられるまでその記憶を保持するものとする。また、停電検知手段１４は、乾電池あるいは電荷を蓄えたキャパシタ等の簡易的な電源で動作する。停電検知手段１４の検知した停電情報は制御手段８に送られ、制御手段８から返信された解除信号によって停電検知の記憶をリセットする。  
その他の構成は実施の形態２（図５）と同じなので説明を省略する。
【００５６】
図８は、この発明の実施の形態３にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムの手動再連系で動作する場合のタイミングチャート図であり、特に夜間に停電が発生した場合についての動作を示している。図８は、実施の形態２の図６に対して、第１の電源７ａがなくなり、代わりに停電検知手段１４による停電検知状態１４ａが加わっているところが異なる。
以下、図８を用いて異なる部分を中心に説明する。
最初は時間帯が日中であって、太陽光発電システム１は太陽光によって直流電力２ａを発電し商用系統４に連系している状態であるものとする。
【００５７】
日没（時刻Ｔ１）の訪れにより太陽電池アレイ２が発電できなくなって直流電力２ａが消失すると、交流電力に変換できなくなるため、連系運転６ａが停止するとともに第二の電源１３ａが消失する。これにより、第二の電源１３ａから電源供給を受ける構成になっている制御手段８が動作を停止する。そのため、制御手段８に備えられ、自動連系動作の可否を決定する連系許可フラグ８ａは、それまでの状態を維持できずに不定状態となる。なお、制御手段８に備えられ、連系許可フラグ８ａへの初期値を記憶している連系許可フラグ初期値１１ａは機械的あるいは不揮発性メモリに保存されているため、第二の電源１３ａが消失する前の状態を保つことができる。
【００５８】
次に、直流電力２ａが消失した状態（夜間）における時刻Ｔ２で商用系統４に停電が発生し交流電源４ａが消失したとすると、停電検知手段１４がそれを検知して、商用系統４が停電状態になったことを記憶する。
時刻Ｔ３において、商用系統４の停電が復旧しても、停電検知手段１４が記憶している停電状態になったという情報は保持される。また、制御手段８は制御電源が供給されていないので停止したままである。
【００５９】
やがて夜が明けて（時刻Ｔ４）、太陽電池アレイ２が発電を開始して直流電力２ａを発生すると、第二の電源１３ａが生成され、それを供給された制御手段８が起動を開始する。制御手段８は起動開始直後に初期処理として、不定状態となっている連系許可フラグ８ａに対し連系許可フラグ初期値１１ａをセットする。手動再連系を行うシステムにおいては、連系許可フラグ初期値１１ａが「待機」に設定されているため、制御手段８の起動開始後の連系許可フラグ８ａも「待機」にセットされる。また、制御手段８は起動開始後に停電検知手段１４から商用系統４が停電状態になったという情報を入手した場合には、連系許可フラグ８ａを「待機」のままに保ち、停電検知手段１４に対しては解除信号を送って停電検知手段１４の商用系統４が停電状態になったという記憶をリセットする。
【００６０】
太陽電池アレイ２の発電する直流電力２ａが直交変換手段５による交流電力の出力が可能であるレベルになったとしても、連系許可フラグ８ａが「待機」のため、制御手段８は直交変換手段５を停止状態、連系リレー６を解列状態で保つように制御する。したがって、太陽光発電システム１は商用系統４に連系していない状態で待機する。すなわち、Ｔ４以降も連系運転６ａの停止状態を保つ。
【００６１】
ここで待機状態を解除して連系運転を開始させるには、実施の形態１同様、使用者は手動で運転スイッチ９をいったんＯＦＦし（時刻Ｔ５）、再度ＯＮする（時刻Ｔ６）操作を行って、連系許可フラグ８ａを「待機」から「許可」へと変更する。
【００６２】
なお、上記では夜間の停電の場合で説明したが、昼に停電が生じた場合は、日照があれば第二の電源１３ａが生きたままである。したがって、制御手段８は動作を継続し、実施の形態１で示した図２の「スタート」へは戻らない。ただし、制御手段８が停電検知手段１４から商用系統４が停電状態になったという情報を入手することによって商用系統４の停電を認識することができるので、その時点で連系許可フラグ８ａを初期化（連系許可フラグ初期値「待機」に戻す）することで、図２のステップＳ８での判定を連系許可フラグ＝「待機」とし、連系運転を待機（手動再連系）とすることができる。
【００６３】
ところで、夜間に停電がなかった場合は、停電検知手段１４は商用系統４が正常状態（停電なし）であることを記憶し、制御手段８は起動開始後にその情報（停電なし）を入手する。制御手段８は、停電検知手段１４からの情報が停電なしの場合、連系許可フラグ８ａを「待機」から「許可」に変更するものとする。したがって、日の出により直流電力が発生するとともにパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
以上のようにして、初期設定が手動再連系である太陽光発電システム１は、商用系統４の停電後の復旧時には手動による再連系動作となり、停電がない場合の再起動時（日の出など）には自動的に再連系する。
【００６４】
実施の形態３において、太陽光発電システム１が「自動再連系」に初期設定されている場合については、夜間停電のあるなしに関わらず、制御手段８は第二の電源１３ａが消失する夜間になると停止して、朝になると太陽電池アレイ２の直流電力から生成される第二の電源１３ａの供給によって図２の「スタート」から起動を開始するので、連系許可フラグ８ａが初期値「許可」にセットされる。
また、昼間停電があった場合は制御手段８が停電検知手段１４からの情報を入手することによって商用系統４の停電を認識し、その時点で連系許可フラグ８ａを初期化（連系許可フラグ初期値「許可」に戻す）することで、図２のステップＳ８での判定を連系許可フラグ＝「許可」とし、自動再連系を行うことができる。
以上のようにして、初期設定が自動再連系である太陽光発電システム１は、商用系統４の停電後の復旧時には自動再連系の動作を行う。なお、停電がない場合の再起動時（日の出など）にも自動的に再連系する。
以上説明したように、自動再連系、手動再連系のいずれの動作を行うかは、連系許可フラグ初期値の設定によって選択できるように構成されている。
【００６５】
実施の形態３では上記のように構成されているため、太陽光発電システムすなわち電力変換システムの初期設定により、商用系統が停電後に再復旧した場合に自動再連系あるいは手動再連系（待機）のいずれでも実行することができる。すなわち、本電力変換システムは、停電復旧後の自動再連系が認められている低圧連系の場合でも、停電復旧後は待機状態となって電力会社の許可が得られたら手動により再連系を行う高圧連系の場合でも、同種のパワーコンディショナすなわち電力変換装置で構築することが可能であるという実施の形態１と同じ効果をもたらす。
また、太陽電池アレイすなわち直流電源側から生成した第二の電源により制御手段を駆動できるため、本電力変換システムは商用系統停電時に自立運転を行う場合に好適である。
また、商用系統側の第一の電源手段をなくすことによって、電力変換装置の更なるコスト低減、サイズ縮小が可能となり、さらに夜間の消費電力削減という効果も得られるので、一般住宅への設置に対してメリットが大きくなることから、低圧連系、高圧連系間での装置の標準化に対しても有効である。
【００６６】
実施の形態４．
実施の形態１〜３における電力変換システムは、商用系統の停電復旧時の連系方法として自動再連系とするか手動再連系とするかを設定する初期設定手段と、初期設定手段により設定された停電復旧時の連系方法を記憶する記憶手段とを有していた。実施の形態４における電力変換システムの制御手段では、上記初期設定手段および記憶手段をなくした構成としている。
【００６７】
図９はこの発明の実施の形態４にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムのブロック構成図である。
図９において、実施の形態１〜３にあった初期設定手段および記憶手段が削除されている。なお、太陽光発電システム１の制御手段８は、実施の形態１同様商用系統４側の交流電力から第一の電源手段７が生成する第一の電源により駆動されているものとする。
【００６８】
実施の形態４の電力変換システムすなわち太陽光発電システムでは、設置されるシステムが低圧連系であるか高圧連系であるかすなわち自動再連系とするか手動再連系とするかを外部からの設定により選択できる構成とはしていない。電力変換装置すなわちパワーコンディショナ３のハードウェアとしては同一のものを製造した上で、パワーコンディショナ３の制御手段８にソフトウェアを書き込む際に、対象物件の設置条件（低圧連系か、高圧連系か）に応じたソフトウェアを書き込むものとする。すなわち、パーツとしての初期設定手段を有さず、またパワーコンディショナ３として同一のハードウェアを使用しながら、低圧連系にも高圧連系にも対応可能とするものである。
また、パワーコンディショナ３のハードウェアを一部にごく簡単な相違部を設けるもののほぼ同一のものとし、制御手段８に書き込むソフトウェアを同一のものとして、起動後にソフトウェアがハードウェアの相違部を認識し、それによって自動再連系あるいは手動再連系のいずれかの連系方法を選択して運転するようにしてもよい。ハードウェアの相違部としては、搭載する制御基板の一部を短絡もしくは開放のいずれかにする程度とし、制御手段８がそれを認識できるものとする。この場合も製造時にハードウェアの一部の加工を変更することで、ほぼ同一のパワーコンディショナ３を低圧連系専用あるいは高圧連系専用として提供するものであり、初期設定手段および初期設定情報を記憶するための記憶手段を必要としない。
その他の構成は実施の形態１（図１）と同じなので説明を省略する。
【００６９】
図１０は、この発明の実施の形態４にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムの通常運転動作に関するフローチャート図である。図１０は実施の形態１で示したフローチャート（図２）の初期設定部を削除したものである。なお、両フローチャートにおいて、同一あるいは同等の部分については同一の符号を付している。
【００７０】
図１０を用いて、実施の形態４について説明する。
起動直後の制御手段８は、まずステップＳ５において、ソフトウェアあるいはハードウェアの一部の違いによって決まる連系許可フラグの初期状態（連系許可もしくは連系待機）を制御手段８内の連系許可フラグにセットする。
【００７１】
制御手段８は、ステップＳ６において、太陽光発電システム１が運転できる条件になったかどうかを判定する。すなわち、太陽電池アレイ２の直流電力が直交変換手段５にて交流電力に変換可能なレベルまで十分に発電している状態かどうか、また運転スイッチ９の状態が運転の実行を指示しているかどうかなどを判定する。運転条件が満たされていればステップＳ７に進み、運転条件が満たされていなければステップＳ１１に進む。
【００７２】
ステップＳ７において、太陽光発電システム１と商用系統４とが連系できる条件になったかどうかを判定する。すなわち、商用系統４の状態が正常（ＯＶＲ、ＵＶＲ、ＯＦＲ、ＵＦＲ、単独運転検出機能が全て異常を検出していない）かどうか、また、商用系統４の状態が異常から正常に復帰した後定められた待機時間（１５０〜３００秒）を経過したかどうかなどを判定する。連系条件が満たされていればステップＳ８に進み、連系条件が満たされていなければステップＳ１１に進む。
【００７３】
ステップＳ８において、太陽光発電システム１と商用系統４との連系が許可されているか、許可されていないかを判定する。これは連系許可フラグの状態を確認することによって行われる。連系許可であればステップＳ９に進み、連系待機であればステップＳ１１に進む。なお、連系待機の状態は運転スイッチ９の入れ直し（いったんＯＦＦした後に再ＯＮさせる）により、連系許可に変更されるが、フローチャートには図示していない。
【００７４】
ステップＳ９では、運転条件、連系条件、連系許可すべてがＯＫとなっていることを確認できたので、直交変換手段５の運転を実行し、次いで、ステップＳ１０にて連系リレー６をＯＮさせる。これによって、連系運転が実行される。
また、ステップＳ１１では、運転条件、連系条件、連系許可のいずれかがＯＫではないため、直交変換手段５の運転を停止し、次いで、ステップＳ１２にて連系リレー６をＯＦＦさせる。これによって、連系運転は停止となる。
ステップＳ１０、ステップＳ１２の後は、ステップＳ６に戻り、以降の処理を繰り返す。このようにして、太陽光発電システム１は通常運転処理を実行する。
以上、実施の形態４では、ハードウェアがほぼ同一のパワーコンディショナ３において、ソフトウェアあるいはハードウェアの一部に設けた相違部に基づき、停電復旧後に自動再連系あるいは手動再連系のいずれかの動作を選択して実行するように構成している。
【００７５】
図１１は、この発明の実施の形態４にかかる電力変換システムすなわち太陽光発電システムの手動再連系で動作する場合のタイミングチャート図であり、特に夜間に停電が発生した場合についての動作を示している。図１１は、実施の形態１の図３に対して、連系許可フラグ初期値を削除しているところが異なる。
以下、図１１を用いて異なる部分を中心に説明する。
最初は時間帯が日中であって、太陽光発電システム１は太陽光によって直流電力を発電し商用系統４に連系している状態であるものとする。
【００７６】
日没（時刻Ｔ１）の訪れにより太陽電池アレイ２が発電できなくなって直流電力２ａが消失すると、交流電力に変換できなくなるため、連系運転６ａが停止する。この直流電力２ａが消失した状態（夜間）における時刻Ｔ２で、商用系統４に停電が発生したとすると、商用系統４の交流電源４ａから生成される第一の電源７ａが消失し、第一の電源７ａにより駆動される制御手段８が停止する。そのため、制御手段８に備えられ、自動連系動作の可否を決定する連系許可フラグ８ａは、それまでの状態を維持できずに不定状態となる。
【００７７】
時刻Ｔ３において、商用系統４の停電が復旧すると、第一の電源７ａが生成され、制御手段８が起動する。制御手段８は起動開始直後に初期処理として、不定状態となっている連系許可フラグ８ａに対し、制御手段８に書き込まれたソフトウェアの内容に基づき初期値としての「許可」もしくは「待機」をセットする。または、制御手段８のハードウェアの一部の違いを認識し、それに基づき「許可」もしくは「待機」をセットする。図１１では手動再連系を行うシステムの例を示しており、制御手段８の起動開始後の連系許可フラグ８ａが「待機」にセットされる。
【００７８】
やがて夜が明けて（時刻Ｔ４）、太陽電池アレイ２が発電を開始し、直交変換手段５による交流電力の出力が可能となる直流電力２ａを発生したとする。しかし、連系許可フラグ８ａが「待機」のため、制御手段８は直交変換手段５を停止状態、連系リレー６を解列状態で維持するように制御する。したがって、太陽光発電システム１は商用系統４に連系していない状態で待機する。すなわち、Ｔ４以降も連系運転６ａの停止状態を保つ。
【００７９】
ここで待機状態を解除して連系運転を開始させるには、実施の形態１同様、使用者は手動で運転スイッチ９をいったんＯＦＦし（時刻Ｔ５）、再度ＯＮする（時刻Ｔ６）操作を行って、連系許可フラグ８ａを「待機」から「許可」へと変更する。
【００８０】
なお、上記では夜間の停電の場合で説明したが、昼間の停電であっても第一の電源７ａが消失するため、同様の動作すなわち停電復旧後は手動再連系（連系待機）となる。
ところで、夜間に停電がなかった場合は、第一の電源７ａが維持されて制御手段８が動作を継続するので、連系許可フラグ８ａは「許可」状態を維持し、日の出により直流電力２ａが発生するとともにパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
以上のようにして、手動再連系に対応する太陽光発電システム１は、商用系統４の停電後の復旧時には手動による再連系動作となり、停電がない場合の再起動時（日の出など）には自動的に再連系する。
【００８１】
実施の形態４において、自動再連系に対応する太陽光発電システム１については、夜間あるいは昼間に関わらず停電の発生によって制御手段８が停止し、停電復旧後に図１０の「スタート」から再起動するので、連系許可フラグ８ａを初期値「許可」にセットし、自動再連系を行う。
また、夜間に停電のなかった場合は、第一の電源７ａが維持されて制御手段８が動作を継続するので、連系許可フラグ８ａは「許可」状態を維持し、日の出により直流電力２ａが発生するとともにパワーコンディショナ３が直交変換手段５の運転を開始させ、商用系統４に再連系する。
以上のようにして、自動再連系に対応する太陽光発電システム１は、商用系統４の停電後の復旧時には自動再連系の動作を行う。なお、停電がない場合の再起動時（日の出など）にも自動的に再連系する。
以上説明したように、自動再連系、手動再連系のいずれの動作を行うかは、パワーコンディショナ３のソフトウェアあるいはハードウェアの一部の違いによって選択できるように構成されている。
【００８２】
実施の形態４では上記のように構成されているため、パワーコンディショナすなわち電力変換装置のソフトウェアあるいはハードウェアの一部の違いにより、商用系統が停電後に再復旧した場合に自動再連系あるいは手動再連系（待機）のいずれかを実行することができる。すなわち、本電力変換システムは、停電復旧後の自動再連系が認められている低圧連系の場合でも、停電復旧後は待機状態となって電力会社の許可が得られたら手動により再連系を行う高圧連系の場合でも、全く同一あるいはほぼ同一のハードウェアによる電力変換装置で構築することが可能であるという効果をもたらす。
【符号の説明】
【００８３】
１  太陽光発電システム
２  太陽電池アレイ
３  パワーコンディショナ
５  直交変換手段
６  連系リレー
７  第一の電源手段
８  制御手段
１０  初期設定手段
１１  記憶手段
１３  第二の電源手段
１４  停電検知手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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