(57)【要約】  複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理可能なシステムを構築するために、本発明に係る電力制御システムは、電流センサ４０が順潮流を検出する間に発電を行う発電装置３３を有する電力制御システムであって、発電装置３３と他の分散電源１２とを系統から解列した状態で、他の分散電源１２からの電力を出力可能な出力部２６を有する電力制御装置２０と、出力部２６及び発電装置３３の少なくとも一方からの出力により、電流センサ４０によって順潮流と同方向の電流として検出可能な擬似電流を供給可能な擬似出力系５０とを備え、発電装置３３と他の分散電源１２との間に配され、連系運転時にオフになり、分散電源による自立運転時にオンになる自立運転スイッチ２４と、自立運転スイッチ２４と同期し、自立運転スイッチ２４がオンにされている時に擬似電流を流す同期スイッチ５２とをさらに有することを特徴とする。
2015083373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置を有する電力制御システムであって、
前記発電装置と他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力可能な出力部を有する電力制御装置と、
前記出力部及び前記発電装置の少なくとも一方からの出力により、前記電流センサによって順潮流と同方向の電流として検出可能な擬似電流を供給可能な擬似出力系とを備え、
前記発電装置と前記他の分散電源との間に配され、連系運転時にオフになり、前記分散電源による自立運転時にオンになる自立運転スイッチと、
前記自立運転スイッチと同期し、前記自立運転スイッチがオンにされている時に前記擬似電流を流す同期スイッチとをさらに有することを特徴とする電力制御システム。
【請求項２】
前記分散電源は、蓄電池を含み、
前記擬似電流を供給する擬似出力系は少なくとも２値の擬似電流を選択して供給可能に構成され、
前記蓄電池が満充電の場合は、前記少なくとも２値の擬似電流のうち、小さい電流値が選択されることを特徴とする請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項３】
前記少なくとも２値の擬似電流のうち、
大きい電流値ｉ1［Ａ］は、前記発電装置の特性によって特定される所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ1＞Ｘ／（Ｖｇ）（Ｖｇは発電装置からの出力電圧［Ｖ］）の関係を満たし、
小さい電流値ｉ2［Ａ］は、前記所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ2＜Ｘ／（Ｖｇ）の関係を満たす、請求項２に記載の電力制御システム。
【請求項４】
前記電流センサに対する前記擬似電流の供給は、前記擬似出力系における前記擬似電流が供給される配線を前記電流センサに対して所定巻数ｎ［回］巻回することにより行われ、
前記少なくとも２値の擬似電流のうち、大きい電流値ｉ1［Ａ］は、前記発電装置の特性によって特定される所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ1＞Ｘ／（ｎ・Ｖｇ）（Ｖｇは発電装置からの出力電圧［Ｖ］）の関係を満たし、
小さい電流値ｉ2［Ａ］は、前記所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ2＜Ｘ／（ｎ・Ｖｇ）の関係を満たす、請求項２に記載の電力制御システム。
【請求項５】
前記擬似出力系は、抵抗とスイッチとの直列接続の組合せを２つ以上並列接続してなる、請求項２から４のいずれか一項に記載の電力制御システム。
【請求項６】
前記少なくとも２値の擬似電流は３値の擬似電流を有し、
前記３値の擬似電流のうち、
最も大きい電流値ｉ3［Ａ］は、前記発電装置の発電開始電流値によって特定される所定値Ｙ［Ｗ］との間で、ｉ3＞Ｙ／（Ｖｇ）（Ｖｇは発電装置からの出力電圧［Ｖ］）の関係を満たし、
２番目に大きい電流値ｉ1［Ａ］は、前記発電装置の特性によって特定される所定値Ｘ［Ｗ］及び前記所定値Ｙ［Ｗ］との間で、ｉ1＞Ｘ／（Ｖｇ）且つｉ1＜Ｙ／（Ｖｇ）の関係を満たし、
最も小さい電流値ｉ2［Ａ］は、前記所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ2＜Ｘ／（Ｖｇ）の関係を満たす、請求項２に記載の電力制御システム。
【請求項７】
前記電流センサに対する前記擬似電流の供給は、前記擬似出力系における前記擬似電流が供給される配線を前記電流センサに対して所定巻数ｎ［回］巻回することにより行われ、
前記少なくとも２値の擬似電流は３値の擬似電流を有し、
前記３値の擬似電流のうち、
最も大きい電流値ｉ3［Ａ］は、前記発電装置の発電開始電流値によって特定される所定値Ｙ［Ｗ］との間で、ｉ3＞Ｙ／（ｎ・Ｖｇ）（Ｖｇは発電装置からの出力電圧［Ｖ］）の関係を満たし、
２番目に大きい電流値ｉ1［Ａ］は、前記発電装置の特性によって特定される所定値Ｘ［Ｗ］及び前記所定値Ｙ［Ｗ］との間で、ｉ1＞Ｘ／（ｎ・Ｖｇ）且つｉ1＜Ｙ／（ｎ・Ｖｇ）の関係を満たし、
最も小さい電流値ｉ2［Ａ］は、前記所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ2＜Ｘ／（ｎ・Ｖｇ）の関係を満たす、請求項６に記載の電力制御システム。
【請求項８】
電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置と他の分散電源とを有する電力制御システムで用いられる電力制御装置であって、
前記発電装置と前記他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力可能な出力部を備え、
前記出力部及び前記発電装置の少なくとも一方からの出力により、前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能であり、
連系運転時にオフになり、前記分散電源による自立運転時にオンになる自立運転スイッチを備え、当該自立運転スイッチは、前記発電装置と前記他の分散電源との間に配され、
前記自立運転スイッチと同期して、前記自立運転スイッチがオンにされている時に擬似電流を流すための制御を行う制御部を有することを特徴とする電力制御装置。
【請求項９】
電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置と他の分散電源とを有する電力制御システムの制御方法であって、
前記発電装置と前記他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力するステップと、
前記発電装置及び前記他の分散電源の少なくとも一方からの出力により、前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給するステップと、
前記発電装置と前記他の分散電源との間に配された自立運転スイッチを、連系運転時にオフにするステップと、
前記自立運転スイッチを自立運転時にオンにするステップと、
前記自立運転スイッチがオンにされている時に、擬似電流を流すための同期スイッチをオンにするステップと、を含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年１２月２日に出願された日本国特許出願第２０１３−２４９６８７号に基づく優先権を主張するものであり、これらの特許出願の明細書全体を参照によって本願明細書に引用する。【０００２】
本発明は、電力制御システム、電力制御装置及び電力制御システムの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
太陽光パネル等の発電設備を備える発電システムの発電パワーコンディショナとして、商用電源系統（以下、適宜、系統と略記する）に連系して交流電力を出力する系統連系運転と、系統に関わりなく交流電力を出力する自立運転とを可能としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、系統電力によって充電される蓄電池等の蓄電設備を備える蓄電システムの蓄電パワーコンディショナとして、上記の発電パワーコンディショナと同様に、系統に連系して交流電力を出力する系統連系運転と、系統に関わりなく交流電力を出力する自立運転とを可能としたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０４９７７０号公報
【特許文献２】特開２００８−２５３０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電力制御システムにおいて、太陽電池、蓄電池、燃料電池、ガス発電機などの複数の分散電源を一元的に管理・運用することが求められている。特に、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理可能なシステムを構築することが求められる。【０００７】
従って、上記のような課題に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理可能な電力制御システム、電力制御装置及び電力制御システムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御システムは、
電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置を有する電力制御システムであって、
前記発電装置と他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力可能な出力部を有する電力制御装置と、
前記出力部及び前記発電装置の少なくとも一方からの出力により、前記電流センサによって順潮流と同方向の電流として検出可能な擬似電流を供給可能な擬似出力系とを備え、
前記発電装置と前記他の分散電源との間に配され、連系運転時にオフになり、前記分散電源による自立運転時にオンになる自立運転スイッチと、
前記自立運転スイッチと同期し、前記自立運転スイッチがオンにされている時に前記擬似電流を流す同期スイッチとをさらに有することを特徴とする。【０００９】
また、前記分散電源は、蓄電池を含み、
前記擬似電流を供給する擬似出力系は少なくとも２値の擬似電流を選択して供給可能に構成され、
前記蓄電池が満充電の場合は、前記少なくとも２値の擬似電流のうち、小さい電流値が選択されることが好ましい。【００１０】
また、前記少なくとも２値の擬似電流のうち、大きい電流値ｉ1［Ａ］は、前記発電装置の特性によって特定される所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ1＞Ｘ／（Ｖｇ）（Ｖｇは発電装置からの出力電圧［Ｖ］）の関係を満たし、小さい電流値ｉ2［Ａ］は、前記所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ2＜Ｘ／（Ｖｇ）の関係を満たすことが好ましい。【００１１】
また、前記電流センサに対する前記擬似電流の供給は、前記擬似出力系における前記擬似電流が供給される配線を前記電流センサに対して所定巻数ｎ［回］巻回することにより行われ、
前記少なくとも２値の擬似電流のうち、大きい電流値ｉ1［Ａ］は、前記発電装置の特性によって特定される所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ1＞Ｘ／（ｎ・Ｖｇ）（Ｖｇは発電装置からの出力電圧［Ｖ］）の関係を満たし、小さい電流値ｉ2［Ａ］は、前記所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ2＜Ｘ／（ｎ・Ｖｇ）の関係を満たすことが好ましい。【００１２】
また、前記擬似出力系は、抵抗とスイッチとの直列接続の組合せを２つ以上並列接続してなることが好ましい。【００１３】
また、前記少なくとも２値の擬似電流は３値の擬似電流を有し、前記３値の疑似電流のうち、最も大きい電流値ｉ3［Ａ］は、前記発電装置の発電開始電流値によって特定される所定値Ｙ［Ｗ］との間で、ｉ3＞Ｙ／（Ｖｇ）（Ｖｇは発電装置からの出力電圧［Ｖ］）の関係を満たし、２番目に大きい電流値ｉ1［Ａ］は前記発電装置の特性によって特定される所定値Ｘ［Ｗ］及び前記所定値Ｙ［Ｗ］との間で、ｉ1＞Ｘ／（Ｖｇ）且つｉ1＜Ｙ／（Ｖｇ）の関係を満たし、最も小さい電流値ｉ2［Ａ］は、前記所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ2＜Ｘ／（Ｖｇ）の関係を満たすことが好ましい。【００１４】
また、前記電流センサに対する前記擬似電流の供給は、前記擬似出力系における前記擬似電流が供給される配線を前記電流センサに対して所定巻数ｎ［回］巻回することにより行われ、
前記少なくとも２値の擬似電流は３値の擬似電流を有し、
前記３値の擬似電流のうち、最も大きい電流値ｉ3［Ａ］は、前記発電装置の発電開始電流値によって特定される所定値Ｙ［Ｗ］との間で、ｉ3＞Ｙ／（ｎ・Ｖｇ）（Ｖｇは発電装置からの出力電圧［Ｖ］）の関係を満たし、２番目に大きい電流値ｉ1［Ａ］は、前記発電装置の特性によって特定される所定値Ｘ［Ｗ］及び前記所定値Ｙ［Ｗ］との間で、ｉ1＞Ｘ／（ｎ・Ｖｇ）且つｉ1＜Ｙ／（ｎ・Ｖｇ）の関係を満たし、最も小さい電流値ｉ2［Ａ］は、前記所定値Ｘ［Ｗ］との間で、ｉ2＜Ｘ／（ｎ・Ｖｇ）の関係を満たすことが好ましい。【００１５】
さらに、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御装置は、
電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置と他の分散電源とを有する電力制御システムで用いられる電力制御装置であって、
前記発電装置と前記他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力可能な出力部を備え、
前記出力部及び前記発電装置の少なくとも一方からの出力により、前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能であり、
連系運転時にオフになり、前記分散電源による自立運転時にオンになる自立運転スイッチを備え、当該自立運転スイッチは、前記発電装置と前記他の分散電源との間に配され、
前記自立運転スイッチと同期して、前記自立運転スイッチがオンにされている時に擬似電流を流すための制御を行う制御部を有することを特徴とする。【００１６】
さらに、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御システムの制御方法は、
電流センサが順潮流を検出する間に発電を行う発電装置と他の分散電源とを有する電力制御システムの制御方法であって、
前記発電装置と前記他の分散電源とを系統から解列した状態で、前記他の分散電源からの電力を出力するステップと、
前記発電装置及び前記他の分散電源の少なくとも一方からの出力により、前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給するステップと、
前記発電装置と前記他の分散電源との間に配された自立運転スイッチを、連系運転時にオフにするステップと、
前記自立運転スイッチを自立運転時にオンにするステップと、
前記自立運転スイッチがオンにされている時に、擬似電流を流すための同期スイッチをオンにするステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る電力制御システム、電力制御装置及び電力制御システムの制御方法によれば、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムのブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムの擬似出力系に関する配線を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムにおける、電流センサと系統及び擬似出力系との配線を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムの連系運転時の制御例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムの自立運転時の制御例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムの自立運転時の制御例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムの自立運転時（蓄電池充電完了時）の制御例を示す図である。
【図８】他の実施形態に係る電力制御システムのブロック図である。
【図９】他の実施形態に係る電力制御システムの擬似出力系に関する配線を示す図である。
【図１０】他の実施形態に係る電力制御システムの連携運転時の制御例を示す図である。
【図１１】他の実施形態に係る電力制御システムの自立運転時の制御例を示す図である。
【図１２】他の実施形態に係る電力制御システムの自立運転時の制御例を示す図である。
【図１３】他の実施形態に係る電力制御システムの自立運転時（蓄電池充電完了時）の制御例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムについて説明する。本実施形態に係る電力制御システムは、系統（商用電源系統）から供給される電力の他に、売電可能な電力を供給する分散電源及び／又は売電不可能な電力を供給する分散電源を備える。売電可能な電力を供給する分散電源は、例えば太陽光発電などによって電力を供給するシステムである。一方、売電不可能な電力を供給する分散電源は、例えば電力を充放電することができる蓄電池システム、ＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell）などの燃料電池を含む燃料電池システム、及びガス燃料により発電するガス発電システムなどである。本実施の形態においては、売電可能な電力を供給する分散電源としての太陽電池及び売電不可能な電力を供給する分散電源としての蓄電池と、燃料電池又はガス発電機である発電装置とを備える例を示す。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電力制御システムは、太陽電池１１と、蓄電池１２と、パワーコンディショナ２０（電力制御装置）と、分電盤３１と、負荷３２と、発電装置３３と、電流センサ４０と、擬似出力系５０とを備える。ここで、発電装置３３は、燃料電池又はガス発電機により構成されるものである。電力制御システムは、通常は系統との連系運転を行い、系統から供給される電力と、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）からの電力とを負荷３２に供給する。また、電力制御システムは、停電時など系統からの電力供給がない場合は自立運転を行い、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）からの電力を各負荷（負荷３２、第１の擬似電流負荷５１、第２の擬似電流負荷５４）に供給する。電力制御システムが自立運転を行う場合には、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）は系統から解列した状態であり、電力制御システムが連系運転を行う場合には、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）は系統に並列に接続された状態となる。
【００２２】
図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力の流れる配線を表し、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号又は通信される情報の流れを表す。当該破線が示す通信は有線通信としてもよいし、無線通信としてもよい。制御信号及び情報の通信には、各階層を含め、様々な方式を採用可能である。例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離通信方式による通信を採用することができる。また、赤外線通信、電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power Line Communication）など、様々な伝送メディアを使用することができる。またそれぞれの通信に適した物理層を含む下位の層の上で、各種プロトコル、例えばＺｉｇＢｅｅ  ＳＥＰ２．０（Smart Energy Profile ２．０）、ＥＣＨＯＮＥＴ  Ｌｉｔｅ（登録商標）などのような論理層だけ規定される通信プロトコルを動作させてもよい。
【００２３】
太陽電池１１は、太陽光のエネルギーを直流の電力に変換するものである。太陽電池１１は、例えば光電変換セルを有する発電部がマトリクス状に接続され、所定の短絡電流（例えば１０Ａ）を出力するように構成される。太陽電池１１は、シリコン系多結晶太陽電池、シリコン系単結晶太陽電池、又はＣＩＧＳ等薄膜系太陽電池等、光電変換可能なものであればその種類は制限されない。
【００２４】
蓄電池１２は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の蓄電池から構成される。蓄電池１２は、充電された電力を放電することにより、電力を供給可能である。また、蓄電池１２は、系統又は太陽電池１１から供給される電力に加え、後述の通り、発電装置３３から供給される電力を充電可能である。
【００２５】
パワーコンディショナ２０（電力制御装置）は、太陽電池１１及び蓄電池１２から供給される直流の電力と、系統及び発電装置３３から供給される交流の電力との変換を行うとともに、連系運転及び自立運転の切り替え制御を行うものである。パワーコンディショナ２０は、インバータ２１と、連系運転スイッチ２２、２３と、自立運転スイッチ２４と、パワーコンディショナ２０全体を制御する制御部２５とを備える。また、パワーコンディショナ２０は、後述する擬似出力系５０に対して交流電力を供給する為の出力部２６（図２参照）を備える。連系運転スイッチ２３は、パワーコンディショナ２０外に出すよう構成してもよい。
【００２６】
インバータ２１は、双方向インバータであって、太陽電池１１及び蓄電池１２から供給される直流の電力を交流の電力に変換し、また、系統及び発電装置３３から供給される交流の電力を直流の電力に変換する。インバータ２１の前段に、太陽電池１１及び蓄電池１２からの直流電力を一定の電圧まで昇圧するコンバータを設けてもよい。
【００２７】
連系運転スイッチ２２、２３、自立運転スイッチ２４は、それぞれリレー、トランジスタなどにより構成され、オン／オフ制御される。図示の通り、自立運転スイッチ２４は、発電装置３３と蓄電池１２との間に配される。連系運転スイッチ２２、２３、と自立運転スイッチ２４とは、双方が同時にオン（又はオフ）とならないように、同期して切り替えられる。より詳しくは、連系運転スイッチ２２、２３がオンとなるとき、自立運転スイッチ２４は同期してオフとなり、連系運転スイッチ２２、２３がオフとなるとき、自立運転スイッチ２４は同期してオンとなる。連系運転スイッチ２２、２３及び自立運転スイッチ２４の同期制御は、連系運転スイッチ２２、２３への制御信号の配線を自立運転スイッチ２４に分岐させることによりハードウェア的に実現される。スイッチ毎に同一の制御信号に対するオンとオフとの状態を区別して設定可能なことはいうまでもない。また、連系運転スイッチ２２、２３及び自立運転スイッチ２４の同期制御は、制御部２５によりソフトウェア的に実現することも可能である。ただし、上記制御の例外として、パワーコンディショナがオフの状態においては、連系運転スイッチ２３のみをオンとして、連系運転スイッチ２２及び自立運転スイッチ２４をいずれもオフとすることにより、系統から分電盤への電力供給のみを行う。
【００２８】
制御部２５は、例えばマイクロコンピュータで構成され、系統電圧の上昇又は停電の状態等に基づいて、インバータ２１、連系運転スイッチ２２、２３、自立運転スイッチ２４等の各部の動作を制御する。制御部２５は、連系運転時には、連系運転スイッチ２２、２３をオンに、自立運転スイッチ２４をオフに切り替える。また、制御部２５は、自立運転時には、連系運転スイッチ２２、２３をオフに、自立運転スイッチ２４をオンに切り替える。
【００２９】
分電盤３１は、連系運転時に系統より供給される電力を複数の支幹に分岐させて負荷３２に分配する。また、分電盤３１は、自立運転時に複数の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）から供給される電力を、複数の支幹に分岐させて負荷３２に分配する。ここで、負荷３２とは、電力を消費する電力負荷であり、例えば家庭内で使用されるエアコン、電子レンジ、テレビ等の各種電器製品、又は商工業施設で使用される空調機若しくは照明器具などの機械、照明設備等である。
【００３０】
発電装置３３は、燃料電池又はガス発電機により構成される。燃料電池は、水素を用いて空気中の酸素との化学反応により直流の電力を発電するセルと、発電された直流電力を１００Ｖ或いは２００Ｖの交流電力に変換するインバータと、その他補機類とを備える。ここで、発電装置３３としての燃料電池は、パワーコンディショナ２０を介さずとも負荷３２に対する交流電力の供給を可能とするシステムであり、必ずしもパワーコンディショナ２０との接続を想定して設計されたものではなく、汎用性を有するシステムであってよい。また、ガス発電機は、所定のガスなどを燃料とするガスエンジンで発電するものである。
【００３１】
発電装置３３は、対応する電流センサ４０が順潮流（買電方向の電流）を検出する間発電を行うものであり、発電時には負荷３２の消費電力に追従する負荷追従運転又は所定の定格電力値による定格運転を行う。負荷追従運転時の追従範囲は、例えば２００〜７００Ｗであり、定格運転時の定格電力値は、例えば７００Ｗである。発電装置３３は、連系運転時は負荷３２の消費電力に追従する負荷追従運転を行い、自立運転時に、負荷追従運転又は定格電力値による定格運転を行うものとしてもよい。
【００３２】
電流センサ４０は、系統及び発電装置３３の間を流れる電流を検出するものである。日本では、発電装置３３が発電する電力は売電不可能と規定されているため、電流センサ４０が系統側への逆潮流（売電方向の電流）を検出した場合に、発電装置３３は発電を停止する。電流センサ４０が順潮流を検出する間は、発電装置３３は負荷３２に自身から電力を供給できるものとして負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。後述の通り、消費電力の観点から、電流センサ４０は、パワーコンディショナ２０において自立運転時に発電装置３３の発電による電流が流れない箇所に配置されることが好ましい。
【００３３】
ここで、本実施形態における電力制御システムは、発電装置３３と蓄電池１２とが系統から解列した状態で、擬似出力系５０を通じて電流センサ４０に擬似的な順潮流と同方向の電流（擬似電流）を流す。これにより、発電装置３３を定格運転させ、発電装置３３が発電する電力を蓄電池１２に蓄電することが可能となる。以下、擬似出力系５０を通じた擬似電流による蓄電について詳述する。
【００３４】
擬似出力系５０は、電流センサ４０に対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能なものである。擬似出力系５０は、パワーコンディショナ２０の出力部２６又は発電装置３３から電力供給を受ける系であって、第１の擬似電流負荷５１と、第２の擬似電流負荷５４と、同期スイッチ５２と、第１の擬似電流制御スイッチ５３と、第２の擬似電流制御スイッチ５５とを備える。図２は、擬似出力系５０に関する配線を示す図である。図２において、系統は、２００Ｖの単相３線としている。この場合、擬似出力系５０に対して、電圧線の一方と中性線とが出力部２６において接続される。図示の通り、擬似出力系５０への接続線は、２本の電圧線それぞれに設置された電流センサ４０を通るように配線される。擬似出力系５０は、パワーコンディショナ２０と一体的に構成してもよいし、パワーコンディショナ２０とは独立した構成としてもよい。
【００３５】
第１の擬似電流負荷５１及び第２の擬似電流負荷５４は、擬似出力系５０内の電流調整のため適宜設けられる互いに抵抗値が異なる負荷である。第１の擬似電流負荷５１及び第２の擬似電流負荷５４として、擬似出力系５０の外部の負荷を用いてもよい。同期スイッチ５２は、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３から擬似出力系５０に供給された電力の一部を、順潮流と同方向の擬似電流として電流センサ４０に供給するためのものである。第１の擬似電流制御スイッチ５３及び第２の擬似電流制御スイッチ５５は、擬似電流による不要な発電を防ぐためのものである。同期スイッチ５２、第１の擬似電流制御スイッチ５３及び第２の擬似電流制御スイッチ５５は、それぞれ独立したリレー、トランジスタなどにより構成され、パワーコンディショナ２０の制御部２５により、それぞれ独立にオン／オフ制御される。
【００３６】
図１、２に示すように、第１の擬似電流負荷５１と第１の擬似電流制御スイッチ５３は直列接続されており、同期スイッチ５２及び第１の擬似電流制御スイッチ５３の双方がオンされると、第１の擬似電流負荷５１に擬似電流が流れる。同様に第２の擬似電流負荷５４と第２の擬似電流制御スイッチ５５も直列接続され、同期スイッチ５２及び第２の擬似電流制御スイッチ５５の双方がオンされると、第２の擬似電流負荷５４に擬似電流が流れる。前述のように第１の擬似電流負荷５１及び第２の擬似電流負荷５４は、互いに抵抗値が異なる負荷であり、第１の擬似電流制御スイッチ５３及び第２の擬似電流制御スイッチ５５のいずれがオンされるかによって、２値の擬似電流値を切り換えて設定することができる。２値の擬似電流値は、後述するように発電装置の発電状態等に応じて切り換えられる。
【００３７】
同期スイッチ５２は、パワーコンディショナ２０の自立運転スイッチ２４と同期してオン／オフ制御される。すなわち、同期スイッチ５２は、自立運転スイッチ２４と同様に、連系運転時にはオフとなり、自立運転時にはオンとなる。より詳しくは、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時に擬似電流を流し、並列時に擬似電流を流さないものである。自立運転スイッチ２４及び同期スイッチ５２の同期制御は、自立運転スイッチ２４への制御信号の配線を同期スイッチ５２に分岐させることによりハードウェア的に実現される。自立運転スイッチ２４及び同期スイッチ５２の同期制御は、制御部２５によりソフトウェア的に実現することも可能である。
【００３８】
自立運転時に発電装置３３からの出力を蓄電池１２に充電することができる。充電が完了していない場合には、第１の擬似電流制御スイッチ５３をオンとし、第２の擬似電流制御スイッチ５５をオフとすることにより、擬似電流値が大きく設定される。一方、蓄電池１２の充電が完了すると、第１の擬似電流制御スイッチ５３をオフとし、第２の擬似電流制御スイッチ５５をオンとすることにより、擬似電流値が小さく設定される。ここで、蓄電池１２の充電が完了した場合とは、蓄電池１２に所定値以上の電力が充電されている場合を示すものである。制御部２５は、蓄電池１２との通信によって充電が完了しているか否かを判定するよう構成してもよい。自立運転時に蓄電池１２の充電が完了し、第１の擬似電流制御スイッチ５３をオフとし、第２の擬似電流制御スイッチ５５をオンとすると、電流センサ４０に流れる擬似電流が小さくなり、発電装置３３による不要な発電を停止させることができる。
【００３９】
ここで、２値の擬似電流値について説明する。本実施形態の電力制御システムにおける発電装置３３は、定格電力値が７００Ｗであり、その５％である３５Ｗ程度は電力検出誤差があるものと考えられている。従って、例えば発電装置３３の制御目標電流値として順潮流電流３５Ｗと設定することにより、発電装置３３は、順潮流を維持しつつなるべく系統からの供給電力を減らし、発電装置３３自身の発電で負荷への供給をまかなうように動作する。そして、順潮流電流検出値が出力電力換算で３５Ｗ以下の場合には発電装置での発電量を減少させていき、最後は発電を停止する。
【００４０】
そこで、本実施形態においては、２値の擬似電流値を設け、大きい擬似電流値が選択されている場合は、電流センサで検出される擬似電流の出力電力換算値が制御目標値である３５Ｗに比べて大きく、小さい擬似電流値が選択されている場合は、電流センサで検出される擬似電流の出力電力換算値が制御目標値である３５Ｗに比べて小さくなるようにした。これにより、大きい擬似電流値が選択されている場合は、発電装置３３は電流センサにより制御目標値よりも大きな擬似電流を検出して発電を開始する。一方、小さい擬似電流値が選択されている場合は、発電装置３３は電流センサによる擬似電流は常に制御目標値を下回るため、発電を停止するが、電流センサは僅かに順潮流の電流を検出し続けるため、電流センサ誤接続のエラーは発生しない。
【００４１】
図３は、電流センサ４０と系統及び擬似出力系５０との接続を示す図である。リング状の電流センサ４０は、中央部を系統からの系統電力線６０が貫き、擬似出力系５０からの擬似出力配線６１が所定のターン数、巻回される。この擬似出力配線６１を電流センサ４０に多く巻き付けるほど、微小な擬似電流で、順潮流方向のより大きな電流を検出することができる。
【００４２】
次に、２値の擬似電流値の決定方法について説明する。本実施形態では、大きい擬似電流値が選択された場合に、制御目標値（所定値Ｘ）である３５Ｗよりも大きい出力電力１００Ｗ相当の擬似電流Ｉ1を発生させ、小さい擬似電流値が選択された場合に、制御目標値である３５Ｗよりも小さい出力電力２０Ｗ相当の擬似電流Ｉ2を発生させることを考える。発電装置の出力電圧（Ｖｇ）は交流２００Ｖであり、電流センサに巻回される擬似出力配線６１のターン数（ｎ）を１０とすると、擬似出力系５０で生成されるべき擬似電流Ｉ1、Ｉ2はそれぞれ次の計算により求められる。
【００４３】
Ｉ1＝１００／２００／１０＝０．０５［Ａ］      式（１）
Ｉ2＝２０／２００／１０＝０．０１［Ａ］        式（２）
【００４４】
次に、上記Ｉ1、Ｉ2を生成するための第１の擬似電流負荷５１の抵抗値Ｒ1，及び第２の擬似電流負荷５４の抵抗値Ｒ2の決定方法について説明する。図２に示すように、擬似出力系５０に対しては、電圧線の一方と中性線とが接続され、交流１００Ｖの電圧が提供される。従って、上記Ｉ1、Ｉ2を生成するための抵抗値Ｒ1，Ｒ2はそれぞれ次の計算により求められる。
【００４５】
Ｒ1＝１００／０．０５＝２．０×１０3［Ω］      式（３）
Ｒ2＝１００／０．０１＝１．０×１０4［Ω］      式（４）
【００４６】
上記計算により求められた擬似電流値Ｉ1、Ｉ2及び抵抗値Ｒ1，Ｒ2は一実施形態に過ぎず、式（１）乃至（４）から明らかなように、擬似出力配線６１のターン数、電流センサに供給すべき擬似電流値（相当出力電力値）等に依存して、様々なパラメータの選択が可能である。例えば、電流センサ４０に対して擬似出力配線６１を必ずしも複数回巻き付ける必要は無く、擬似出力系５０に流れる擬似電流と等しい電流を電流センサ４０に検出させてもよい。その場合、各式において擬似出力配線６１のターン数（ｎ）を１として計算を行えばよい。
【００４７】
これ以降、本実施形態に係る電力制御システムにおける制御例を、図面を参照しながら詳述する。
【００４８】
図４は、連系運転時の電力制御システムの制御例を示す図である。この場合には、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオンに、自立運転スイッチ２４がオフに制御される。また、擬似出力系５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオフに、第１の擬似電流制御スイッチ５３及び第２の擬似電流制御スイッチ５５は蓄電池１２の充電量に応じてオン又はオフに制御される。
【００４９】
連系運転時には、図４中に太線矢印で示すように、系統より交流１００Ｖ（或いは２００Ｖ）が供給されて、負荷３２に給電される。パワーコンディショナ２０は、蓄電池１２の充電が完了していない場合に、系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１２を充電する。また、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の発電電力を交流電力に変換して系統に逆潮流したり、余剰電力を売電したりすることができる。また、パワーコンディショナ２０は、系統からの電力及び分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力を擬似出力系５０に出力可能な構成を有するが、連系運転時には同期スイッチ５２はオフであるため、電流センサ４０への擬似電流の供給が行われない。電流センサ４０には、系統から順潮流（買電方向の電流）が流れるため、発電装置３３は発電を行い、分電盤３１を経て負荷３２に電力を供給する。
【００５０】
次に、図５、図６を参照して自立運転時の電力制御システムの制御例を説明する。図５、図６において、蓄電池１２の充電は完了していないものとする。この場合には、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフに、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力系５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオンに、第１の擬似電流制御スイッチ５３はオンに、第２の擬似電流制御スイッチ５５はオフに制御される。
【００５１】
図５は、自立運転時の分散電源による電力供給を示す図である。自立運転時には、パワーコンディショナ２０により、自立運転スイッチ２４を介して分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力が負荷３２及び擬似出力系５０に出力される。
【００５２】
図６は、自立運転時の擬似電流による発電装置３３の発電を示す図である。図６に示す通り、自立運転時に発電装置３３が発電を行う場合は、発電装置３３により擬似出力系５０に電力が供給される。そして、擬似出力系５０に供給された電力の一部は、擬似電流として電流センサ４０に供給される。このとき、電流センサ４０は順潮流（買電方向の電流）を検出するため、発電装置３３は負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。分電盤３１は、発電装置３３が発電した電力を負荷３２に供給するとともに、負荷３２の消費電力を上回る余剰電力については、パワーコンディショナ２０に供給する。余剰電力は、パワーコンディショナ２０において、自立運転スイッチ２４を経てインバータ２１により直流電力に変換され、蓄電池１２へと給電される。
【００５３】
このように、本実施形態によれば、パワーコンディショナ２０は、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）とを系統から解列し、自立運転スイッチをオンした状態で、発電装置３３又は他の分散電源からの電力を供給可能な擬似出力系５０を有し、擬似出力系５０からの出力により、電流センサ４０に対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能である。これにより、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理することが可能となる。より詳しくは、自立運転時に、電流センサ４０に擬似電流を流すことによって、発電装置３３に発電させることが可能となる。また、電流センサ４０への擬似電流を利用して発電装置３３の発電を制御するため、発電装置３３自体に特別な変更を加える必要がなく、汎用の燃料電池システム及びガス発電システムが流用できるという利点がある。
【００５４】
また、本実施形態によれば、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時には擬似電流を流し、並列時には擬似電流を流さない。これにより、系統と解列している自立運転時には電流センサ４０に擬似電流が流れる一方で、系統と並列している連系運転時には電流センサ４０に擬似電流が流れることはなく、誤って発電装置３３からの逆潮流が発生することはない。
【００５５】
また、本実施形態によれば、自立運転スイッチ２４は、連系運転時にオフになり、分散電源による自立運転時にオンになるものであって、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）との間に配される。これにより、自立運転時に、自立運転スイッチ２４を通じて、発電装置３３が発電する電力を他の分散電源側に供給することが可能となる。
【００５６】
また、蓄電池１２は、自立運転スイッチ２４がオンされているときに、発電装置３３からの電力を充電可能である。これにより、自立運転時に、発電装置３３が発電する電力であって、例えば、負荷３２の消費電力を上回る余剰電力を蓄電池１２に蓄電することが可能となる。
【００５７】
図７は、蓄電池１２の充電完了時の自立運転時の電力制御システムの制御例を示す図である。この場合には、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフに、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力系５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオンに、第１の擬似電流制御スイッチ５３はオフに、第２の擬似電流制御スイッチ５５はオンに制御される。
【００５８】
蓄電池１２の充電が完了している場合は、第１の擬似電流制御スイッチ５３がオフに、第２の擬似電流制御スイッチ５５がオンになるため、自立運転時に、パワーコンディショナ２０又は発電装置３３から擬似出力系５０に供給された電力により発生する擬似電流は、出力電力換算で２０Ｗ程度と少ない。従って、電流センサ４０には制御目標値（３５Ｗ）以下の順潮流しか検出されないため、発電装置３３は発電量を次第に減少させ、最後に発電を停止する。そのため、蓄電池１２に必要以上の電流が出力されることはない。しかし、電流センサ４０は僅かながら順潮流を検出しているため、電流センサ４０の誤接続とは判定されず、エラーが発生することはない。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、第１の擬似電流制御スイッチ５３及び第２の擬似電流制御スイッチ５５は、蓄電池１２の充電が完了すると、発電装置３３が発電可能な閾値以下の擬似電流のみを発生させるように制御されるため、発電装置３３による必要以上の発電を防ぐことが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、蓄電池１２の充電完了後にも僅かに擬似電流を流すことにより、電流センサ４０の誤接続とは判定されず、エラーが発生することはない。
【００６１】
図１，４〜７に示す通り、電流センサ４０は、パワーコンディショナ２０において、自立運転時に発電装置３３の発電による電流が流れない箇所に配置されることが好ましい。これは、発電装置３３の発電による電流が流れる箇所に電流センサ４０を配置すると、発電装置３３を発電させるための擬似電流を当該発電による電流を上回る電力で出力する必要があるため、擬似電流に関する消費電力が増大するためである。すなわち、電流センサ４０を、パワーコンディショナ２０において、自立運転時に発電装置３３の発電による電流が流れない箇所に配置することにより、擬似電流に係る消費電力を低減することが可能となる。
【００６２】
本実施形態では、２つの擬似電流制御スイッチをどちらか一方のみがオンになるように排他的に制御しているが、本発明はこの形態には限定されない。両方の擬似電流制御スイッチを同時にオンにすることにより第３の擬似電流を設定してもよい。
【００６３】
（第２の実施の形態）
本発明第２の実施の形態は、発電装置３３が、上述の制御目標値（３５Ｗ：所定値Ｘ）よりも大きい、例えば２００Ｗ（所定値Ｙ）以上で初めて発電を開始するような場合を想定する。すなわち、発電装置３３として燃料電池を想定した場合は、燃料電池は低出力時は発電効率が低いため、発電を開始する閾値を２００Ｗ程度まで引き上げるということが行われる。このような場合には、図１，２，３−７において、擬似電流負荷と擬似電流制御スイッチの直列接続をもう１組追加し、第３の擬似電流値を設けることによって対応することができる。
【００６４】
すなわち、発電開始時は、擬似電流制御スイッチ５３，５５はいずれもオフにし、第３の擬似電流制御スイッチをオンにすることによって、２００Ｗ（所定値Ｙ）以上の例えば３００Ｗの擬似電流を供給するように構成することができる。このために必要な第３の擬似電流値Ｉ3は、Ｉ3＝３００／２００／１０＝０．１５［Ａ］であり、第３の擬似電流負荷の値Ｒ3としては、Ｒ3＝１００／０．１５＝６．６７×１０2［Ω］程度とすることができる。発電が開始された後は、第３の擬似電流制御スイッチをオフにして、第２の擬似電流制御スイッチ５５をオンにすることにより、第１の実施形態と同様の動作に移る。満充電後の動作についても第１の実施形態と同様である。
【００６５】
（他の実施の形態）
図８は、他の実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。他の実施形態に係る電力制御システムは、太陽電池１１と、蓄電池１２と、パワーコンディショナ１２０（電力制御装置）と、分電盤３１と、負荷３２と、発電装置３３と、電流センサ４０と、擬似出力系１５０とを備える。この実施形態は、図１に示す実施形態と比較すると、電流センサ４０が連系運転スイッチ２３と分電盤３１の間に配置されている点、並びに第２の擬似電流負荷５４及び第２の擬似電流制御スイッチ５５が用いられない点のみが異なるため、以下の説明において図１との共通部分の説明は省略する。
【００６６】
ここで、他の実施形態における電力制御システムは、発電装置３３に発電を開始させたい場合に、擬似出力系１５０を通じて電流センサ４０に擬似的な順潮流と同方向の電流（擬似電流）を流す。これにより、発電装置３３を定格運転させ、発電装置３３が発電する電力を蓄電池１２に蓄電することが可能となる。
【００６７】
擬似出力系１５０は、電流センサ４０に対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能なものである。擬似出力系１５０は、パワーコンディショナ１２０の出力部２６又は発電装置３３から電力供給を受ける系であって、擬似電流負荷５１と、同期スイッチ５２と、擬似電流制御スイッチ５３とを備える。図９は、擬似出力系１５０に関する配線を示す図である。図９において、分散電源からの電力線は、２００Ｖの単相３線としている。この場合には、擬似出力系１５０に対して、電圧線の一方と中性線とが接続される。図示の通り、擬似出力系１５０への接続線は、２本の電圧線それぞれに設置された電流センサ４０を通るように配線される。擬似出力系１５０は、パワーコンディショナ１２０と一体的に構成してもよいし、パワーコンディショナ１２０とは独立した構成としてもよい。
【００６８】
擬似電流負荷５１は、擬似出力系１５０内の電流調整のために適宜設けられる負荷である。擬似電流負荷５１として、擬似出力系１５０の外部の負荷を用いてもよい。同期スイッチ５２は、パワーコンディショナ１２０又は発電装置３３から擬似出力系１５０に供給された電力の一部を、順潮流と同方向の擬似電流として電流センサ４０に供給するためのものである。擬似電流制御スイッチ５３は、擬似電流による不要な発電を防ぐためのものである。同期スイッチ５２及び擬似電流制御スイッチ５３は、それぞれ独立したリレー、トランジスタなどにより構成され、パワーコンディショナ１２０の制御部２５により、それぞれ独立にオン／オフ制御される。
【００６９】
図８，９に示すように、擬似電流負荷５１と擬似電流制御スイッチ５３とは直列接続されており、同期スイッチ５２及び擬似電流制御スイッチ５３の双方がオンにされると、擬似電流負荷５１に擬似電流が流れる。
【００７０】
同期スイッチ５２は、パワーコンディショナ１２０の自立運転スイッチ２４と同期してオン／オフ制御される。すなわち、同期スイッチ５２は、自立運転スイッチ２４と同様に、連系運転時にはオフになり、自立運転時にはオンになる。より詳しくは、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時には擬似電流を流し、並列時には擬似電流を流さないものである。自立運転スイッチ２４及び同期スイッチ５２の同期制御は、自立運転スイッチ２４への制御信号の配線を同期スイッチ５２に分岐させることにより、ハードウェア的に実現される。自立運転スイッチ２４及び同期スイッチ５２の同期制御は、制御部２５によりソフトウェア的に実現することも可能である。
【００７１】
自立運転時に発電装置３３からの出力を蓄電池１２に充電することができる。充電が完了していない場合には、擬似電流制御スイッチ５３をオンにし、所定の擬似電流が流れるようにする。一方、蓄電池１２の充電が完了すると、擬似電流制御スイッチ５３をオフにし、擬似電流が流れないようにする。制御部２５は、蓄電池１２との通信によって充電が完了しているか否かを判定するよう構成してもよい。
【００７２】
ここで、本実施形態における擬似電流値の設定について説明する。本実施形態の電力制御システムにおける発電装置３３は、定格電力値が７００Ｗである。ところが、図８，９において、発電装置３３が７００Ｗの電力を出力すると、電流センサ４０は出力電力７００Ｗに相当する逆潮流を検出することになる。
【００７３】
そこで、本実施形態においては、パワーコンディショナ１２０又は発電装置３３から擬似出力系１５０に電力を供給し、電流センサ４０で検出される逆潮流を打ち消すための擬似電流を流すように構成する。すなわち、電流センサでの検出結果が出力電力換算で３５Ｗ以上の順潮流検出となるように、出力電力７３５Ｗ相当以上の擬似電流を発生させるように構成する。
【００７４】
本実施形態では、７３５Ｗよりも大きい出力電力８００Ｗ相当の擬似電流を発生させる場合を考える。分散電源の出力電圧は交流２００Ｖであり、電流センサに巻回される擬似出力配線６１のターン数を８０とすると、擬似出力系で生成されるべき擬似電流Ｉ3は、次の計算により求められる。
【００７５】
Ｉ3＝８００／２００／８０＝０．０５［Ａ］      式（５）
【００７６】
次に、上記Ｉ3を生成するための擬似電流負荷５１の抵抗値Ｒ3の決定方法について説明する。図９に示すように、擬似出力系１５０に対しては、電圧線の一方と中性線とが接続され、交流１００Ｖの電圧が提供される。従って、上記Ｉ3を生成するための抵抗値Ｒ3は、次の計算により求められる。
【００７７】
Ｒ3＝１００／０．０５＝２．０×１０3［Ω］      式（６）
【００７８】
上記計算により求められた擬似電流値Ｉ3及び抵抗値Ｒ3は一実施形態に過ぎず、擬似出力配線６１のターン数、電流センサに供給すべき擬似電流値（相当出力電力値）等に依存して、様々なパラメータの選択が可能である。
【００７９】
これ以降、本実施形態に係る電力制御システムにおける制御例を、図面を参照しながら詳述する。
【００８０】
図１０は、連系運転時の電力制御システムの制御例を示す図である。この場合は、パワーコンディショナ１２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオンに、自立運転スイッチ２４がオフに制御される。また、擬似出力系１５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオフに、擬似電流制御スイッチ５３は蓄電池１２の充電量に応じてオン又はオフに制御される。
【００８１】
連系運転時には、太線矢印で示すように、系統から交流１００Ｖ（或いは２００Ｖ）が供給されて、負荷３２に給電される。パワーコンディショナ１２０は、蓄電池１２の充電が完了していない場合に、系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１２を充電する。また、パワーコンディショナ１２０は、太陽電池１１の発電電力を交流電力に変換して系統に逆潮流したり、余剰電力を売電したりすることができる。また、パワーコンディショナ１２０は、系統からの電力及び分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力を擬似出力系１５０に出力可能な構成を有するが、連系運転時には同期スイッチ５２はオフであるため、電流センサ４０への擬似電流の供給が行われない。電流センサ４０には、系統から順潮流（買電方向の電流）が流れるため、発電装置３３は発電を行い、分電盤３１を経て負荷３２に電力を供給する。
【００８２】
次に、図１１、図１２を参照して自立運転時の電力制御システムの制御例を説明する。図１１、図１２において、蓄電池１２の充電は完了していないものとする。この場合には、パワーコンディショナ１２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフに、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力系１５０の各スイッチは、同期スイッチ５２はオンに、擬似電流制御スイッチ５３はオンに制御される。
【００８３】
図１１は、自立運転時の分散電源による電力供給を示す図である。自立運転時には、パワーコンディショナ１２０により、自立運転スイッチ２４を介して分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力が負荷３２及び擬似出力系１５０に出力される。
【００８４】
図１２は、自立運転時の擬似電流による発電装置３３の発電を示す図である。図１２に示す通り、自立運転時に発電装置３３が発電を行う場合は、発電装置３３により擬似出力系１５０に電力が供給される。そして、擬似出力系１５０に供給された電力の一部は、擬似電流として電流センサ４０に供給される。このとき、電流センサ４０は、擬似電流により発電装置３３からの逆潮流を打ち消す順潮流（買電方向の電流）を検出するため、発電装置３３は負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。分電盤３１は、発電装置３３が発電した電力を負荷３２に供給するとともに、負荷３２の消費電力を上回る余剰電力については、パワーコンディショナ１２０に供給する。余剰電力は、パワーコンディショナ１２０において、自立運転スイッチ２４を経てインバータ２１により直流電力に変換され、蓄電池１２へと給電される。
【００８５】
このように、本実施形態によれば、パワーコンディショナ１２０は、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）とを系統から解列し、自立運転スイッチをオンにした状態で、発電装置３３又は他の分散電源からの電力を供給可能な擬似出力系１５０を有し、電流センサ４０が検出する発電装置３３からの逆潮流を打ち消して順潮流を検出させるための擬似電流を擬似出力系１５０から供給可能である。これにより、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理することが可能となる。より詳しくは、自立運転時に、電流センサ４０に擬似電流を流すことによって、発電装置３３に発電させることが可能となる。また、電流センサ４０への擬似電流を利用して発電装置３３の発電を制御するため、発電装置３３自体に特別な変更を加える必要がなく、汎用の燃料電池システム及びガス発電システムが流用できるという利点がある。
【００８６】
また、本実施形態によれば、同期スイッチ５２は、系統との解列／並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時には擬似電流を流し、並列時には擬似電流を流さない。これにより、系統と解列している自立運転時には電流センサ４０に擬似電流が流れる一方、系統と並列している連系運転時には電流センサ４０に擬似電流が流れることはなく、誤って発電装置３３からの逆潮流が発生することはない。
【００８７】
また、本実施形態によれば、自立運転スイッチ２４は、連系運転時にオフになり、分散電源による自立運転時にオンになるものであって、発電装置３３と他の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）との間に配される。これにより、自立運転時に、自立運転スイッチ２４を通じて、発電装置３３が発電する電力を他の分散電源側に供給することが可能となる。
【００８８】
また、蓄電池１２は、自立運転スイッチ２４がオンにされているときに発電装置３３からの電力を充電可能である。これにより、自立運転時に、発電装置３３が発電する電力であって、例えば負荷３２の消費電力を上回る余剰電力を蓄電池１２に蓄電することが可能となる。
【００８９】
図１３は、蓄電池１２の充電完了時の自立運転時の電力制御システムの制御例を示す図である。この場合には、パワーコンディショナ１２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフに、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。また、擬似出力系の各スイッチは、同期スイッチ５２はオンに、擬似電流制御スイッチ５３はオフに制御される。
【００９０】
蓄電池１２の充電が完了している場合は、擬似電流制御スイッチ５３がオフになるため、自立運転時に、パワーコンディショナ１２０から擬似出力系１５０に供給された電力の一部が、擬似電流として電流センサ４０に供給されることがない。これにより、電流センサ４０には系統からの順潮流も擬似電流も検出されなくなるため、発電装置３３は発電を停止することとなる。そのため、蓄電池１２に必要以上の電流が出力されることはない。
【００９１】
このように、本実施形態によれば、擬似電流制御スイッチ５３は、蓄電池１２の充電が完了すると擬似電流を停止するため、発電装置３３による必要以上の発電を防ぐことが可能となる。
【００９２】
本発明を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００９３】
本開示内容の多くの側面は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアにより実行される、一連の動作として示される。コンピュータシステムその他のハードウェアには、例えば、汎用コンピュータ、ＰＣ(パーソナルコンピュータ)、専用コンピュータ、ワークステーション、ＰＣＳ(Personal Communications System、パーソナル移動通信システム)、ＲＦＩＤ受信機、電子ノートパッド、ラップトップコンピュータ、ＧＰＳ(Global Positioning System)受信機又はその他のプログラム可能なデータ処理装置が含まれる。各実施形態では、種々の動作は、プログラム命令(ソフトウェア)で実装された専用回路(例えば、特定機能を実行するために相互接続された個別の論理ゲート)や、１つ以上のプロセッサにより実行される論理ブロックやプログラムモジュール等により実行されることに留意されたい。論理ブロックやプログラムモジュール等を実行する１つ以上のプロセッサには、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、ＣＰＵ(中央演算処理ユニット)、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、ＰＬＤ(Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子機器、ここに記載する機能を実行可能に設計されたその他の装置及び/又はこれらいずれかの組合せが含まれる。ここに示す実施形態は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード又はこれらいずれかの組合せにより実装される。命令は、必要なタスクを実行するためのプログラムコード又はコードセグメントであってもよい。そして、命令は、機械読取り可能な非一時的記憶媒体その他の媒体に格納することができる。コードセグメントは、手順、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス又は命令、データ構造若しくはプログラムステートメントのいずれかの任意の組合せを示すものであってもよい。コードセグメントは、他のコードセグメント又はハードウェア回路と、情報、データ引数、変数又は記憶内容の送信及び/又は受信を行い、これにより、コードセグメントが他のコードセグメント又はハードウェア回路と接続される。
【００９４】
ここで用いられるネットワークには、他に特段の断りがない限りは、インターネット、アドホックネットワーク、ＬＡＮ(Local Area Network)、セルラーネットワーク、ＷＰＡＮ(Wireless Personal Area Network ) 若しくは他のネットワーク又はこれらいずれかの組合せが含まれる。無線ネットワークの構成要素には、例えば、アクセスポイント(例えば、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント)やフェムトセル等が含まれる。さらに、無線通信器機は、Ｗｉ−Ｆｉ、Bluetooth（登録商標）、セルラー通信技術(例えばＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)、ＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)、ＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access)、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、ＳＣ−ＦＤＭＡ(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)又はその他の無線技術及び/又は技術標準を用いた無線ネットワークに接続することができる。
【００９５】
ここで用いられる機械読取り可能な非一時的記憶媒体は、さらに、ソリッドステートメモリ、磁気ディスク及び光学ディスクの範疇で構成されるコンピュータ読取り可能な有形のキャリア（媒体）として構成することができ、かかる媒体には、ここに開示する技術をプロセッサに実行させるためのプログラムモジュールなどのコンピュータ命令の適宜なセットや、データ構造が格納される。コンピュータ読取り可能な媒体には、１つ以上の配線を備えた電気的接続、磁気ディスク記憶媒体、磁気カセット、磁気テープ、その他の磁気及び光学記憶装置(例えば、ＣＤ(Compact Disk)、レーザーディスク（登録商標）、ＤＶＤ（登録商標）(Digital Versatile Disc)、フロッピー（登録商標）ディスク及びブルーレイディスク（登録商標))、可搬型コンピュータディスク、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read-Only Memory)、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ若しくはフラッシュメモリ等の書換え可能でプログラム可能なＲＯＭ若しくは情報を格納可能な他の有形の記憶媒体又はこれらいずれかの組合せが含まれる。メモリは、プロセッサ/プロセッシングユニットの内部及び/又は外部に設けることができる。ここで用いられるように、「メモリ」という語は、あらゆる種類の長期記憶用、短期記憶用、揮発性、不揮発性その他のメモリを意味し、特定の種類やメモリの数又は記憶が格納される媒体の種類は限定されない。
【００９６】
なお、ここでは、特定の機能を実行する種々のモジュール及び/又はユニットを有するものとしてのシステムを開示しており、これらのモジュール及びユニットは、その機能性を簡略に説明するために模式的に示されたものであって、必ずしも特定のハードウェア及び/又はソフトウェアを示すものではないことに留意されたい。その意味において、これらのモジュール、ユニット、その他の構成要素は、ここで説明された特定の機能を実質的に実行するように実装されたハードウェア及び/又はソフトウェアであればよい。異なる構成要素の種々の機能は、ハードウェア及び/又はソフトウェアのいかなる組合せ又は分離したものであってもよく、それぞれ別々に、又はいずれかの組合せにより用いることができる。また、キーボード、ディスプレイ、タッチスクリーン、ポインティングデバイス等を含むがこれらに限られない入力/出力若しくはＩ／Ｏデバイス又はユーザインターフェースは、システムに直接に又は介在するＩ／Ｏコントローラを介して接続することができる。このように、本開示内容の種々の側面は、多くの異なる態様で実施することができ、それらの態様はすべて本開示内容の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９７】
１１  太陽電池
１２  蓄電池
２０，１２０  パワーコンディショナ（電力制御装置）
２１  インバータ
２２、２３  連系運転スイッチ
２４  自立運転スイッチ
２５  制御部
２６  出力部
３１  分電盤
３２  負荷
３３  発電装置
４０  電流センサ
５０、１５０  擬似出力系
５１  （第１の）擬似電流負荷
５２  同期スイッチ
５３  （第１の）擬似電流制御スイッチ
５４  第２の擬似電流負荷
５５  第２の擬似電流制御スイッチ
６０  系統電力線
６１  擬似出力配線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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