(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、
前記第１無効電力量導出部により導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
を備え、
前記無効電力量抑制部は、前記電気的パラメータが前記電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たすと判断した後、前記目標無効電力量導出部により導出される目標無効電力量が基準無効電力量以上である状態が基準期間継続した場合、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる、単独運転検出装置。
【請求項２】
前記無効電力量抑制部は、前記電気的パラメータが前記電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たすと判断した後、基準期間が経過した場合、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる、請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項３】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、
前記第１無効電力量導出部により導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
を備え、
前記無効電力量抑制部は、前記電気的パラメータが前記電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たすと判断した後、前記目標無効電力量導出部により導出された目標無効電力量が基準無効電力量以上である回数が基準回数に達した場合、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる、単独運転検出装置。
【請求項４】
前記無効電力量抑制部は、前記電気的パラメータが前記電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たすと判断した後、前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たす状態がさらに基準期間継続した場合、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の単独運転検出装置。
【請求項５】
前記無効電力量抑制部は、前記電気的パラメータが前記電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たすと判断した後、さらに前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たすと判断した回数が基準回数に達した場合、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の単独運転検出装置。
【請求項６】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、
前記第１無効電力量導出部により導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
を備え、
前記無効電力量抑制部は、前記周波数偏差導出部により導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、かつ前記周波数偏差導出部により前記第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差が前記第１周波数偏差と正負が逆の場合、前記第２周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させる、単独運転検出装置。
【請求項７】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、
前記第１無効電力量導出部により導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
を備え、
前記無効電力量抑制部は、前記周波数偏差導出部により導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、前記周波数偏差導出部により前記第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差の大きさが前記閾値より大きく前記第１周波数偏差と正負が逆で、かつ前記周波数偏差導出部により前記第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差が前記第２周波数偏差と正負が逆の場合、前記第３周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる、単独運転検出装置。
【請求項８】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、かつ前記周波数偏差導出部により前記第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差が前記第１周波数偏差と正負が逆の場合、前記第２周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と
を備える単独運転検出装置。
【請求項９】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、前記周波数偏差導出部により前記第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差の大きさが前記閾値より大きく前記第１周波数偏差と正負が逆で、かつ前記周波数偏差導出部により前記第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差が前記第２周波数偏差と正負が逆の場合、前記第３周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と
を備える単独運転検出装置。
【請求項１０】
前記周波数偏差が第１偏差範囲内で、かつ前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後の基準期間に亘って、前記単独運転検出に用いる第２無効電力量を導出する第２無効電力量導出部をさらに備え、
前記目標無効電力量導出部は、前記第１無効電力量および前記第２無効電力量に基づいて、前記目標無効電力量を導出する、請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の単独運転検出装置。
【請求項１１】
前記第１無効電力量導出部は、周波数偏差と第１無効電力量との関係を示す第１傾きを有する第１関数に基づいて、第１無効電力量を導出し、
前記無効電力量抑制部は、前記第１傾きより小さい第２傾きを有する第２関数に基づいて前記第１無効電力量導出部に第１無効電力量を導出させることにより、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる、請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の単独運転検出装置。
【請求項１２】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、
前記第１無効電力量導出部により導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
を備え、
前記第１無効電力量導出部は、周波数偏差が第２偏差範囲外の場合、第１無効電力量として第１閾無効電力量を導出し、
前記無効電力量抑制部は、周波数偏差が前記第２偏差範囲外の場合、前記第１閾無効電力量より小さい第２閾無効電力量を導出させることにより、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる、単独運転検出装置。
【請求項１３】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、
前記第１無効電力量導出部により導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
前記電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部と、
を備え、
前記周波数偏差導出部は、前記周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から第１時間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、
前記無効電力量抑制部は、前記周波数偏差導出部により導出された周波数偏差が小さくなるように前記周波数偏差導出部に周波数偏差を補正させ、補正された周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量導出部に第１無効電力量を導出させることで、前記第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させる、単独運転検出装置。
【請求項１４】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、
前記第１無効電力量導出部により導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
前記電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部と、
を備え、
前記周波数偏差導出部は、前記周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から定められた第１期間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、
前記無効電力量抑制部は、前記過去の移動平均値として前記最新の周期から第１時間前の過去の周期から前記第２個数より多い第３個数分前の周期までの各周波数の移動平均値と、前記最新の移動平均値との差から前記周波数偏差導出部により周波数偏差を導出させ、導出された前記周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量導出部に第１無効電力量を導出させることで、前記第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させる、単独運転検出装置。
【請求項１５】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量導出部により導出される前記第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、
前記第１無効電力量導出部により導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
前記電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部と、
を備え、
前記周波数偏差導出部は、前記周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から定められた第１時間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、
前記無効電力量抑制部は、前記過去の移動平均値として前記最新の周期から定められた第１時間より短い第２時間前の過去の周期から前記第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値と、前記最新の移動平均値との差から前記周波数偏差導出部により周波数偏差を導出させ、導出された前記周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量導出部に第１無効電力量を導出させることで、前記第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させる、単独運転検出装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の単独運転検出装置と、
前記目標無効電力量導出部により導出された前記目標無効電力量に基づいて前記電力変換部が出力する無効電力量を制御する制御部と
を備える制御装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の制御装置と、
前記制御装置により制御され、分散型電源からの直流を交流に変換する前記電力変換部と
を備えるパワーコンディショナ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のパワーコンディショナと、
前記分散型電源と
を備える電源システム。
【請求項１９】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
前記電気的パラメータが前記電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たすと判断した後、前記目標無効電力量を導出する工程で導出される目標無効電力量が基準無効電力量以上である状態が基準期間継続した場合、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
を備える単独運転検出方法。
【請求項２０】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
前記電気的パラメータが前記電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータが前記フリッカ条件を満たすと判断した後、前記目標無効電力量を導出する工程で導出された目標無効電力量が基準無効電力量以上である回数が基準回数に達した場合、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
を備える単独運転検出方法。
【請求項２１】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
前記周波数偏差を導出する工程で導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、かつ前記周波数偏差を導出する工程で前記第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差が前記第１周波数偏差と正負が逆の場合、前記第２周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量を導出する工程で導出される第１無効電力量を抑制させる工程と、
を備える単独運転検出方法。
【請求項２２】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
前記周波数偏差を導出する工程で導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、前記周波数偏差を導出する工程で前記第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差の大きさが前記閾値より大きく前記第１周波数偏差と正負が逆で、かつ前記周波数偏差を導出する工程で前記第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差が前記第２周波数偏差と正負が逆の場合、前記第３周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
をさらに備える単独運転検出方法。
【請求項２３】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
を備え、
前記第１無効電力量を導出する工程は、前記周波数偏差を導出する工程で導出される周波数偏差が第２偏差範囲外の場合、第１無効電力量として第１閾無効電力量を導出する工程を含み、
前記第１無効電力量を抑制させる工程は、前記周波数偏差を導出する工程で導出される周波数偏差が前記第２偏差範囲外の場合、前記第１閾無効電力量より小さい第２閾無効電力量を導出させることにより、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程を含む、単独運転検出方法。
【請求項２４】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数を基準周期毎に計測する工程と、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
を備え、
前記周波数偏差を導出する工程は、前記周波数を計測する工程で計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から第１時間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出する工程を含み、
前記第１無効電力量を抑制させる工程は、前記周波数偏差を導出する工程で導出された周波数偏差が小さくなるように前記周波数偏差を導出する工程で周波数偏差を補正させ、補正された周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量を導出する工程で第１無効電力量を導出させることで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される第１無効電力量を抑制させる工程を含む、単独運転検出方法。
【請求項２５】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数を基準周期毎に計測する工程と、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
を備え、
前記周波数偏差を導出する工程は、前記周波数を計測する工程で計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から定められた第１期間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出する工程を含み、
前記第１無効電力量を抑制させる工程は、前記周波数偏差を導出する工程で、前記過去の移動平均値として前記最新の周期から第１時間前の過去の周期から前記第２個数より多い第３個数分前の周期までの各周波数の移動平均値と、前記最新の移動平均値との差から周波数偏差を導出させ、前記周波数偏差を導出する工程で導出された前記周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量を導出する工程で第１無効電力量を導出させることで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される第１無効電力量を抑制させる工程を含む、単独運転検出方法。
【請求項２６】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数を基準周期毎に計測する工程と、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
前記電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、前記電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または前記電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
を備え、
前記周波数偏差を導出する工程は、前記周波数を計測する工程で計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から定められた第１時間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出する工程を含、
前記無効電力量を抑制させる工程は、前記過去の移動平均値として前記最新の周期から定められた第１時間より短い第２時間前の過去の周期から前記第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値と、前記最新の移動平均値との差から前記周波数偏差を導出する工程で周波数偏差を導出させ、導出された前記周波数偏差に基づいて前記第１無効電力量を導出する工程で第１無効電力量を導出させることで、前記第１無効電力量を導出する工程で導出される第１無効電力量を抑制させる工程を含む、単独運転検出方法。
【請求項２７】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、かつ前記第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差が前記第１周波数偏差と正負が逆の場合、前記第１無効電力量を導出する工程で前記第２周波数偏差に基づいて導出される第１無効電力量を抑制させる工程と
を備える単独運転検出方法。
【請求項２８】
電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記電源の周波数偏差を導出する工程と、
導出された前記周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、
導出された前記第１無効電力量に基づいて前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、
導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、前記第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差の大きさが前記閾値より大きく前記第１周波数偏差と正負が逆で、かつ前記第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差が前記第２周波数偏差と正負が逆の場合、前記第１無効電力量を導出する工程で前記第３周波数偏差に基づいて導出される前記第１無効電力量を抑制させる工程と
を備える単独運転検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単独運転検出装置、制御装置、パワーコンディショナ、電源システムおよび単独運転検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
系統電源と連系するパワーコンディショナが、系統電源が停止時に単独で運転していることが検知された場合、パワーコンディショナは停止する。例えば、特許文献１に記載されているように、系統電源の周波数偏差に応じて系統電源側に供給する無効電力を変化させ、無効電力の周波数変動に基づいてパワーコンディショナの単独運転を検出している。
特許文献１  特開２００９−１３６０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、系統電源と連系するパワーコンディショナの台数が増加したり、出力容量が増加したりすることで、系統電源側に供給される無効電力が増大して電力系統に影響を与える可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る単独運転検出装置は、電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部と、第１無効電力量導出部により導出された第１無効電力量に基づいて単独運転検出のために電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、を備える。
【０００５】
上記単独運転検出装置において、無効電力量抑制部は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、または電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後、基準期間が経過した場合、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【０００６】
上記単独運転検出装置において、無効電力量抑制部は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、または電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後、目標無効電力量導出部により導出される目標無効電力量が基準無効電力量以上である状態が基準期間継続した場合、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【０００７】
上記単独運転検出装置において、無効電力量抑制部は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、または電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後、目標無効電力量導出部により導出された目標無効電力量が基準無効電力量以上である回数が基準回数に達した場合、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【０００８】
上記単独運転検出装置において、無効電力量抑制部は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、または電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後、電気的パラメータがフリッカ条件を満たす状態がさらに基準期間継続した場合、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【０００９】
上記単独運転検出装置において、無効電力量抑制部は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、または電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後、さらに電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した回数が基準回数に達した場合、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【００１０】
上記単独運転検出装置において、無効電力量抑制部は、周波数偏差導出部により導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、かつ周波数偏差導出部により第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差が第１周波数偏差と正負が逆の場合、第２周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【００１１】
上記単独運転検出装置において、無効電力量抑制部は、周波数偏差導出部により導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、周波数偏差導出部により第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差の大きさが閾値より大きく第１周波数偏差と正負が逆で、かつ周波数偏差導出部により第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差が第２周波数偏差と正負が逆の場合、第３周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【００１２】
本発明の一態様に係る単独運転検出装置は、電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量に基づいて単独運転検出のために電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、周波数偏差導出部により導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、かつ周波数偏差導出部により第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差が第１周波数偏差と正負が逆の場合、第２周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部とを備える。
【００１３】
本発明の一態様に係る単独運転検出装置は、電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、周波数偏差導出部により導出される周波数偏差に基づいて、電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する第１無効電力量導出部と、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量に基づいて単独運転検出のために電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、周波数偏差導出部により導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、周波数偏差導出部により第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差の大きさが閾値より大きく第１周波数偏差と正負が逆で、かつ周波数偏差導出部により第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差が第２周波数偏差と正負が逆の場合、第３周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させる無効電力量抑制部とを備える。
【００１４】
上記単独運転検出装置は、周波数偏差が第１偏差範囲内で、かつ電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後の基準期間に亘って、単独運転検出に用いる第２無効電力量を導出する第２無効電力量導出部をさらに備え、目標無効電力量導出部は、第１無効電力量および第２無効電力量に基づいて、目標無効電力量を導出してよい。
【００１５】
上記単独運転検出装置は、第１無効電力量導出部は、周波数偏差と第１無効電力量との関係を示す第１傾きを有する第１関数に基づいて、第１無効電力量を導出し、無効電力量抑制部は、第１傾きより小さい第２傾きを有する第２関数に基づいて第１無効電力量導出部に第１無効電力量を導出させることにより、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【００１６】
上記単独運転検出装置は、第１無効電力量導出部は、周波数偏差が第２偏差範囲外の場合、第１無効電力量として第１閾無効電力量を導出し、無効電力量抑制部は、周波数偏差が第２偏差範囲外の場合、第１閾無効電力量より小さい第２閾無効電力量を導出させることにより、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【００１７】
上記単独運転検出装置は、電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部をさらに備え、周波数偏差導出部は、周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、最新の周期から第１時間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、無効電力量抑制部は、周波数偏差導出部により導出された周波数偏差が小さくなるように周波数偏差導出部に周波数偏差を補正させ、補正された周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部に第１無効電力量を導出させることで、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【００１８】
上記単独運転検出装置は、電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部をさらに備え、周波数偏差導出部は、周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、最新の周期から定められた第１期間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、無効電力量抑制部は、過去の移動平均値として最新の周期から第１時間前の過去の周期から第２個数より多い第３個数分前の周期までの各周波数の移動平均値と、最新の移動平均値との差から周波数偏差導出部により周波数偏差を導出させ、導出された周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部に第１無効電力量を導出させることで、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【００１９】
上記単独運転検出装置は、電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部をさらに備え、周波数偏差導出部は、周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、最新の周期から定められた第１時間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、無効電力量抑制部は、過去の移動平均値として最新の周期から定められた第１時間より短い第２時間前の過去の周期から第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値と、最新の移動平均値との差から周波数偏差導出部により周波数偏差を導出させ、導出された周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部に第１無効電力量を導出させることで、第１無効電力量導出部により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。
【００２０】
本発明の一態様に係る制御装置は、上記単独運転検出装置と、目標無効電力量導出部により導出された目標無効電力量に基づいて電力変換部が出力する無効電力量を制御する制御部とを備える。
【００２１】
本発明の一態様に係るパワーコンディショナは、上記制御装置と、制御装置により制御され、分散型電源からの直流を交流に変換する電力変換部とを備える。
【００２２】
本発明の一態様に係る電源システムは、パワーコンディショナと、分散型電源とを備える。
【００２３】
本発明の一態様に係る単独運転検出方法は、電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、電源の周波数偏差を導出する工程と、導出された周波数偏差に基づいて、電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、電源が出力する電力に関する電気的パラメータが、電力変換部が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすと判断した後、または電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後のタイミングで、第１無効電力量を導出する工程で導出される第１無効電力量を抑制させる工程と、導出された第１無効電力量に基づいて単独運転検出のために電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、を備える。
【００２４】
本発明の一態様に係る単独運転検出方法は、電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、電源の周波数偏差を導出する工程と、導出された周波数偏差に基づいて、電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、導出された第１無効電力量に基づいて単独運転検出のために電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、かつ第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差が第１周波数偏差と正負が逆の場合、第１無効電力量を導出する工程で第２周波数偏差に基づいて導出される第１無効電力量を抑制させる工程とを備える。
【００２５】
本発明の一態様に係る単独運転検出方法は、電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、電源の周波数偏差を導出する工程と、導出された周波数偏差に基づいて、電力変換部の単独運転検出に用いる第１無効電力量を導出する工程と、導出された第１無効電力量に基づいて単独運転検出のために電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する工程と、導出された第１周波数偏差の大きさが閾値より大きく、第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差の大きさが閾値より大きく第１周波数偏差と正負が逆で、かつ第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差が第２周波数偏差と正負が逆の場合、第１無効電力量を導出する工程で第３周波数偏差に基づいて導出される第１無効電力量を抑制させる工程とを備える。
【００２６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係る電源システムの全体構成の一例を示すシステム構成図を示す。
【図２】単独運転検出部の機能ブロックを示す図である。
【図３】周波数偏差の導出方法について説明するための図である。
【図４】第１無効電力量ｑ１−周波数偏差特性の一例を示す図である。
【図５】単独運転推定部が、パワーコンディショナが単独運転している可能性があるか否かを判断する手順の一例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】基本波電圧に基づいてパワーコンディショナが単独運転している可能性があるか否かを判断する場合に参照される基本波電圧の特性の一例を示す図である。
【図６Ｂ】基本波電圧に基づいてパワーコンディショナが単独運転している可能性があるか否かを判断する場合に参照される基本波電圧の特性の一例を示す図である。
【図７Ａ】高調波歪み電圧に基づいてパワーコンディショナが単独運転している可能性があるか否かを判断する場合に参照される高調波歪み電圧の特性の一例を示す図である。
【図７Ｂ】高調波歪み電圧に基づいてパワーコンディショナが単独運転している可能性があるか否かを判断する場合に参照される高調波歪み電圧の特性の一例を示す図である。
【図８Ａ】第１無効電力量を抑制する手順の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】無効電力ステップ注入後に第１無効電力量を抑制する手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１無効電力量を抑制する手順の他の一例を示すフローチャートである。
【図１０】第１無効電力量を抑制する手順の他の一例を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】第１無効電力量を抑制する場合に参照される第１無効電力量ｑ１−周波数偏差特性の一例を示す図である。
【図１１Ｂ】第１無効電力量を抑制する場合に参照される第１無効電力量ｑ１−周波数偏差特性の一例を示す図である。
【図１１Ｃ】第１無効電力量を抑制する場合に参照される第１無効電力量ｑ１−周波数偏差特性の一例を示す図である。
【図１２Ａ】第１無効電力量を抑制する場合の周波数偏差の導出方法について説明するための図である。
【図１２Ｂ】第１無効電力量を抑制する場合の周波数偏差の導出方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る電源システム１の全体構成の一例を示すシステム構成図を示す。電源システム１は、太陽電池アレイ２００と、パワーコンディショナ１０とを備える。太陽電池アレイ２００は、複数の太陽電池モジュールが直列に接続された複数の太陽電池ストリングが並列に接続されている。太陽電池アレイ２００は、分散型電源の一例である。分散型電源として、ガスエンジン、ガスタービン、マイクロガスタービン、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、または蓄電システムなどが用いられてよい。
【００３０】
パワーコンディショナ１０は、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、系統電源３００側に出力する電力変換部と、電力変換部を制御する制御装置１００とを備える。電力変換部は、コンデンサＣ１、昇圧回路２０、コンデンサＣ２、インバータ４０、コイルＬ２、コンデンサＣ３、およびリレー５０を有する。系統電源３００は、電源の一例である。
【００３１】
コンデンサＣ１の一端および他端は、太陽電池アレイ２００の正極端子および負極端子に電気的に接続され、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を平滑化する。昇圧回路２０は、いわゆるチョッパ方式スイッチングレギュレータでよい。昇圧回路２０は、太陽電池アレイ２００からの電圧を昇圧する。昇圧回路２０は、例えば、ハーフブリッジ型昇圧回路、フルブリッジ型昇圧回路などのトランス巻線を有する絶縁型昇圧回路により構成してもよい。
【００３２】
コンデンサＣ２は、昇圧回路２０から出力される直流電圧を平滑化する。インバータ４０は、スイッチを含み、スイッチがオンオフすることで昇圧回路２０から出力された直流電圧を交流電圧に変換し、系統電源３００側に出力する。インバータ４０は、例えば、ブリッジ接続された４つの半導体スイッチを含む単相フルブリッジＰＷＭインバータにより構成してもよい。４つの半導体スイッチのうち、一方の一対の半導体スイッチは直列に接続される。４つの半導体スイッチのうち、他方の一対の半導体スイッチは、直列に接続され、かつ一方の一対の半導体スイッチと並列に接続される。
【００３３】
インバータ４０と系統電源３００との間には、コイルＬ２およびコンデンサＣ３が設けられる。コイルＬ２およびコンデンサＣ３は、インバータ４０から出力された交流電圧からノイズを除去する。また、コンデンサＣ３と系統電源３００との間には、リレー５０が設けられる。リレー５０は、インバータ４０と系統電源３００との間を電気的に遮断するか否かを切り替える。リレー５０がオンすることで、パワーコンディショナ１０と系統電源３００とが電気的に接続され、オフすることでパワーコンディショナ１０と系統電源３００とが電気的に遮断される。
【００３４】
パワーコンディショナ１０は、電圧センサ１２、１６、および２２、並びに電流センサ１４、１８、および１９をさらに備える。電圧センサ１２は、太陽電池アレイ２００の両端の電位差に対応する電圧Ｖ１を検知する。電圧センサ１６は、昇圧回路２０の出力側の両端の電位差に対応する電圧Ｖ２を検知する。電圧センサ２２は、インバータ４０の出力側の両端の電位差に対応する電圧Ｖ３を検知する。
【００３５】
電流センサ１４は、太陽電池アレイ２００から出力され、昇圧回路２０の入力側に流れる電流Ｉ１を検知する。電流センサ１８は、昇圧回路２０から出力される電流Ｉ２を検知する。電流センサ１９は、インバータ４０から出力される電流Ｉ３を検知する。
【００３６】
制御装置１００は、太陽電池アレイ２００から最大電力が得られるように、電圧センサ１２、１６および２２、並びに電流センサ１４、１８および１９により検知される電圧および電流に基づいて昇圧回路２０、およびインバータ４０のスイッチング動作を制御して、太陽電池アレイ２００から出力される直流電圧を昇圧し、昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、系統電源３００側に出力する。
【００３７】
以上のように構成されたパワーコンディショナ１０は、系統電源３００が停止した場合には、リレー５０をオフして、パワーコンディショナ１０と系統電源３００とを電気的に遮断しなければならない。
【００３８】
制御装置１００は、単独運転検出部１１０、リレー制御部１５０、および出力制御部１６０を有する。単独運転検出部１１０は、単独運転検出装置の一例である。出力制御部１６０は、インバータ４０から出力される電流の位相と、電圧の位相との間の位相差、およびインバータ４０から出力される電流の振幅を調整することで、電力変換部から無効電力を出力させる。単独運転検出部１１０は、出力制御部１６０を介して電力変換部から出力すべき目標無効電力量を導出して、出力制御部１６０に提供する。また、単独運転検出部１１０は、無効電力の供給に伴う系統電源３００の電圧の周波数変動を検知することで、系統電源３００が停止している、つまりパワーコンディショナ１０が単独運転していることを検知する。リレー制御部１５０は、パワーコンディショナ１０が単独運転していることを単独運転検出部１１０が検知すると、リレー５０を作動させて、パワーコンディショナ１０と系統電源３００とを電気的に遮断させる。
【００３９】
図２は、単独運転検出部１１０の機能ブロックを示す図である。なお、単独運転検出部１１０は、制御装置１００とは別個の装置として構成し、単独運転検出部１１０は、制御装置１００と伝送ケーブルを介して通信してもよい。この場合、制御装置１００および単独運転検出部１１０は、それぞれ基板と基板上に設けられたマイクロコンピュータなどにより構成されてよい。制御装置１００の基板と、単独運転検出部１１０の基板とは、コネクタを有し、それぞれのコネクタが伝送ケーブルを介して接続されてよい。
【００４０】
単独運転検出部１１０は、周波数計測部１１２、周波数偏差導出部１１４、第１無効電力量導出部１１６、目標無効電力量導出部１１８、電圧取得部１２０、高調波歪み導出部１２２、単独運転推定部１２４、無効電力量抑制部１２６、フリッカ判定部１２８、第２無効電力量導出部１３０、および単独運転判定部１３２を有する。
【００４１】
周波数計測部１１２は、電圧センサ２２を介して系統電源３００の電圧を取得し、取得した電圧から系統電源３００の周波数を示す系統周波数を計測する。周波数計測部１１２は、例えば、電圧センサ２２から検出される電圧信号の立ち下がりと立ち上がりの中間値と、次の立ち下がりと立ち上がりの中間値との時間差を一周期として計測する。系統電源３００の系統周期が５０Ｈｚ（１系統周期が２０ｍｓ）である場合、系統周期の計測周期は、系統周期の１／３以下、例えば、５ｍｓでもよい。
【００４２】
周波数偏差導出部１１４は、周波数計測部１１２により計測された系統周波数に基づいて系統電源３００の周波数偏差を導出する。周波数偏差導出部１１４は、周波数計測部１１２により計測された系統周波数に基づいて、予め定められた移動平均時間分の系統周波数の移動平均値を順次導出する。移動平均時間は、系統周期の一周期、例えば２０ｍ秒よりも長く、かつ単独運転状態になってから単独運転状態が検出されるまでに許容されている時間以下でもよい。移動平均時間は、例えば１００ｍ秒よりも短い時間でもよく、移動平均時間は、例えば４０ｍ秒でもよい。
【００４３】
周波数偏差導出部１１４は、最新の移動平均値と、最新の移動平均値より過去の移動平均値との差分を周波数偏差として導出する。周波数偏差導出部１１４は、周波数計測部１１２により計測された最新の周期での周波数から予め定められた第１個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、最新の周期から予め定められた第１時間前の過去の周期から予め定められた第２個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出してよい。
【００４４】
周波数偏差導出部１１４は、例えば、図３に示すように、周波数計測部１１２により計測された最新の周期での周波数から予め定められた８個数分前の周期（図３において、符号４００で示すブロックが１周期分の時間を示す）までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、最新の周期から２００ｍｓ前の過去の周期から予め定められた１６個前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出してよい。周波数偏差導出部１１４は、系統周期の計測周期と同一の周期ごと、例えば５ｍ秒ごとに周波数偏差を逐次導出してもよい。
【００４５】
第１無効電力量導出部１１６は、系統電源３００の周波数偏差に基づき第１無効電力量ｑ１を導出する。第１無効電力量導出部１１６は、系統電源３００の周波数偏差に比例して第１無効電力量ｑ１が多くなるように、第１無効電力量ｑ１を導出してよい。第１無効電力量導出部１１６は、例えば、図４に示すような第１無効電力量ｑ１−周波数偏差特性を参照して、周波数偏差に対応する無効電力量ｑ１を導出してもよい。
【００４６】
図４に示すように、系統電源３００の周波数の変動が比較的少ない場合、すなわち周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１に含まれる場合と、系統電源３００の周波数の変動が比較的多い、すなわち周波数偏差が第２偏差範囲Ｗ２内に含まれる場合とで、周波数偏差の大きさに対する無効電力量ｑ１の割合を変更してもよい。また、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１および第２偏差範囲Ｗ２外にある場合には、無効電力量ｑ１を図４に示す第１閾無効電力量ｑ１ｔａまたは−ｑ１ｔａに固定してもよい。
【００４７】
ここで、パワーコンディショナ１０が単独運転していない場合に、比較的大きな無効電力量ｑ１を用いてパワーコンディショナ１０が無効電力を系統電源３００側に供給すると、電力系統に悪影響を与える可能性がある。例えば、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１の場合、パワーコンディショナ１０が単独運転していない場合も多い。そこで、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１に含まれる場合、周波数偏差に基づく無効電力量ｑ１を比較的少なくなるように、第１無効電力量導出部１１６は、無効電力量ｑ１を導出してよい。
【００４８】
一方、例えば、パワーコンディショナ１０から出力する無効電力と、負荷３１０から出力する無効電力とが均衡状態にある場合、周波数偏差が比較的小さい場合でも、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性がある。
【００４９】
そこで、パワーコンディショナ１０は、周波数偏差が比較的小さい場合でも、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性がある場合には、いわゆる無効電力ステップ注入を実行する。パワーコンディショナ１０は、周波数偏差以外の他の電気的パラメータを利用して、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があるか否かをさらに判断する。そして、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると判断した場合には、パワーコンディショナ１０は、周波数偏差に応じた第１無効電力量に追加の無効電力量である、第２無効電力量導出部１３０により導出される第２無効電力量ｑ２を加えた無効電力を出力し、周波数偏差が比較的小さい場合でもパワーコンディショナ１０が単独運転していることを検出しやすくしている。
【００５０】
単独運転推定部１２４は、系統電源３００が出力する電力に関する電気的パラメータが、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性がある予め定められた電気的条件を満たすか否かを判定することで、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があるか否かを判断する。
【００５１】
電圧取得部１２０は、電圧センサ２２により検出される系統電源３００の電圧Ｖ３を検知する。高調波歪み導出部１２２は、電圧センサ２２により検出される系統電源３００の電圧情報から、高調波歪み電圧を導出する。高調波歪み導出部１２２は、例えば、２次〜７次までの高調波歪電圧のそれぞれを二乗し、それらの加算値の平方根を算出することで、系統電源３００の高調波歪電圧を導出してよい。
【００５２】
単独運転推定部１２４は、系統電源３００が出力する電力に関する電気的パラメータが、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性がある電気的条件を満たすか否かを判断する。ここで、電気的条件は、固定の条件でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の条件でもよい。単独運転推定部１２４は、電圧取得部１２０により取得される系統電源３００の系統電圧（基本波電圧）、または高調波歪み導出部１２２により導出される高調波歪み電圧に基づいて、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があるか否かを判断する。単独運転推定部１２４は、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１でかつ、基本波電圧または高調波歪み電圧が予め定められた電気的条件を満たす場合に、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると判断してよい。
【００５３】
図５は、第２無効電力量ｑ２を目標無効電力量Ｑに加算する手順、つまり無効電力ステップ注入の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００５４】
単独運転推定部１２４は、周波数偏差導出部１１４から系統電源３００の周波数偏差を取得する（Ｓ１００）。単独運転推定部１２４は、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１内で、基本波電圧が予め定められた変動をするか否かを判定する（Ｓ１０２）、単独運転推定部１２４は、例えば、基本波電圧が図６Ａおよび図６Ｂに示すような領域５０１、５０２に含まれるような動きをした場合、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると判断する。
【００５５】
また、単独運転推定部１２４は、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１内で、高調波歪み電圧が予め定められた変動をするか否かを判定する（Ｓ１０４）。単独運転推定部１２４は、例えば、高調波歪み電圧が図７Ａおよび図７Ｂに示すような領域６０１、６０２に含まれるような動きをした場合、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると判断する。
【００５６】
単独運転推定部１２４が、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると判断した場合には、第２無効電力量導出部１３０が第２無効電力量ｑ２の導出し、目標無効電力量導出部１１８は、第１無効電力量ｑ１に第２無効電力量ｑ２を加算して、目標無効電力量Ｑを導出する（Ｓ１０６）。出力制御部１６０は、目標無効電力量導出部１１８により導出された第１無効電力量ｑ１および第２無効電力量ｑ２を含む目標無効電力量Ｑに基づいてパワーコンディショナ１０が出力する無効電力を制御する。
【００５７】
第２無効電力量導出部１３０は、予め定められたタイミングで（Ｓ１０８）、第２無効電力量ｑ２の導出する終了する。第２無効電力量導出部１３０は、例えば、第２無効電力量ｑ２の導出を開始から予め定められた期間が経過すると、第２無効電力量ｑ２の導出を終了する。第２無効電力量導出部１３０は、例えば、第２無効電力量ｑ２を導出する回数が予め定められた回数に達すると、第２無効電力量ｑ２の導出を終了する。パワーコンディショナ１０は、第２無効電力量ｑ２を含む目標無効電力量Ｑに基づく無効電力の出力を開始してから予め定められた期間（例えば、２００ｍｓ）が経過した後、第２無効電力量ｑ２を含む目標無効電力量Ｑに基づく無効電力の出力を終了して、周波数偏差に応じた第１無効電力量ｑ１のみを含む目標無効電力量Ｑに基づく無効電力を出力する。
【００５８】
第２無効電力量導出部１３０は、周波数偏差が予め定められた第１偏差範囲Ｗ１内で、かつ系統電源３００が出力する電力に関する電気的パラメータが、電力変換部が単独運転している可能性がある予め定められた電気的条件を満たすと判断した後の予め定められた期間に亘って、単独運転検出に用いる予め定められた第２無効電力量ｑ２を逐次導出している。
【００５９】
第２無効電力量導出部１３０は、単独運転推定部１２４によりパワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があるあると判断された場合には、その後、予め定められた期間、例えば、２００ｍｓに亘って、一定量の第２無効電力量ｑ２を逐次導出する。第２無効電力量導出部１３０は、いわゆる無効電力ステップ注入を行う場合の無効電力量を導出している。
【００６０】
目標無効電力量導出部１１８は、目標無効電力量導出部１１８により逐次導出される第１無効電力量ｑ１、およびパワーコンディショナ１０が単独運転している可能性がある場合に第２無効電力量導出部１３０により導出される第２無効電力量ｑ２に基づいて、目標無効電力量Ｑを導出する。目標無効電力量導出部１１８は、第１無効電力量ｑ１と第２無効電力量ｑ２とを加算することで、目標無効電力量Ｑを導出する。目標無効電力量導出部１１８は、導出された目標無効電力量Ｑを出力制御部１６０に提供する。
【００６１】
出力制御部１６０は、例えば、パワーコンディショナ１０から最大または極大となる出力が得られるような目標有効電力Ｐに基づいて太陽電池アレイ２００から最大または極大の有効電力が得られるようにインバータ４０をＰＷＭ制御する。また、出力制御部１６０は、目標無効電力量導出部１１８から提供される目標無効電力量Ｑに基づいて、インバータ４０から出力される電流の位相と電圧の位相との間の位相差を調整することで、系統電源３００側に供給する無効電力を制御する。
【００６２】
以上のように構成されたパワーコンディショナ１０が出力する無効電力により、負荷３１０に供給される電圧の変動が大きくなり、いわゆるフリッカ現象を起こす可能性がある。例えば、柱上変圧器の配下に、複数のパワーコンディショナ１０が設置された場合、または、比較的容量の大きなパワーコンディショナ１０が設置された場合に、柱上変圧器の配下で供給される無効電力が大きくなり、フリッカ現象を起こす可能性がある。
【００６３】
そこで、本実施形態では、複数のパワーコンディショナ１０が設置された場合、または、比較的容量の大きなパワーコンディショナ１０が設置された場合でも、フリッカ現象を起こりにくくする。
【００６４】
本実施形態に係るパワーコンディショナ１０は、単独運転の可能性がある場合に単独運転の検出に最低限必要な時間以外は、できるだけ無効電力の出力を抑制する。例えば、パワーコンディショナ１０は、予め定められた期間に亘って第２無効電力量導出部１３０により導出された第２無効電力量ｑ２を用いた無効電力を出力した後、予め定められた期間、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を小さくして、無効電力の出力を抑制してよい。パワーコンディショナ１０は、無効電力ステップ注入が行われた後、予め定められた期間、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を小さくして、無効電力の出力を抑制してよい。
【００６５】
無効電力量抑制部１２６は、系統電源３００が出力する電力に関する電気的パラメータが、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性がある予め定められた電気的条件を満たすと判断した後の予め定められたタイミングで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。なお、予め定められたタイミングは、固定のタイミングでもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じた可変のタイミングでもよい。
【００６６】
無効電力量抑制部１２６は、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると単独運転推定部１２４が判断した後の予め定められたタイミングで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。無効電力量抑制部１２６は、第２無効電力量導出部１３０により導出された第２無効電力量ｑ２を用いた無効電力ステップ注入が行われた後の予め定められたタイミングで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を小さくして、無効電力の出力を抑制してよい。
【００６７】
図８Ａは、第１無効電力量を抑制する手順の一例を示すフローチャートである。単独運転推定部１２４が、系統電源３００が出力する電力に関する電気的パラメータを取得する（Ｓ２００）。単独運転推定部１２４は、電気的パラメータとして、系統電源３００の基本波電圧および高調波歪み電圧を取得してよい。次いで、単独運転推定部１２４は、電気的パラメータが予め定められた電気的条件を満たすか否かにより、パワーコンディショナ１０が単独運転しているか否かを判定する（Ｓ２０２）。
【００６８】
単独運転推定部１２４は、基本波電圧が図６Ａまたは図６Ｂに示すような領域５０１、５０２に含まれるような動きをした場合、基本波電圧が予め定められた電気的条件を満たすと判断してよい。また、単独運転推定部１２４は、高調波歪み電圧が図７Ａまたは図６Ｂに示すような領域６０１、６０２に含まれるような動きをした場合、高調波歪み電圧が予め定められた電気的条件を満たすと判断してよい。単独運転推定部１２４は、電気的パラメータとして、系統電源３００の基本波電圧および高調波歪み電圧に加えて、周波数偏差を取得してよい。そして、単独運転推定部１２４は、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１内で、かつ基本波電圧が予め定められた電気的条件を満たす場合、または周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１内で、高調波歪み電圧が予め定められた電気的条件を満たす場合、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断してよい。
【００６９】
単独運転推定部１２４が、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した場合、無効電力量抑制部１２６は、予め定められたタイミングで（Ｓ２０４）、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させる（Ｓ２０６）。
【００７０】
無効電力量抑制部１２６は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、予め定められた基準期間が経過した場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。無効電力量抑制部１２６は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、単独運転判定部１３２が系統電源３００の周波数変動により単独運転を検出可能な期間、例えば、２００ｍｓ経過した場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。無効電力量抑制部１２６は、第２無効電力量導出部１３０により導出された第２無効電力量ｑ２を用いた無効電力スッテプ注入が行われる予め定められた基準期間が経過した場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。予め定められた基準期間は、固定の期間でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の期間でもよい。
【００７１】
無効電力量抑制部１２６は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、目標無効電力量導出部１１８により逐次導出される目標無効電力量Ｑが予め定められた基準無効電力量以上である状態が予め定められた基準期間継続した場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させよい。予め定められた基準期間は、固定の期間でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の期間でもよい。
【００７２】
無効電力量抑制部１２６は、電気的パラメータが電気的条件を満たすと判断した後、目標無効電力量導出部１１８により逐次導出された目標無効電力量Ｑが予め定められた基準無効電力量以上である回数が予め定められた基準回数に達した場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量を抑制させてよい。予め定められた基準回数は、固定の回数でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の回数でもよい。
【００７３】
無効電力量抑制部１２６は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した後、予め定められた終了条件を満たした場合（Ｓ２０８）、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止する（Ｓ２１０）。なお、予め定められた終了条件は、固定の条件でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の条件でもよい。
【００７４】
無効電力量抑制部１２６は、予め定められた期間、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。
【００７５】
無効電力量抑制部１２６は、系統電源３００の電圧または周波数の変動が小さくなった場合、予め定められた終了条件を満たしたと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差が予め定められた偏差範囲内に収まった場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。
【００７６】
以上のように、電気的パラメータが電気的条件を満たした後の予め定められたタイミングで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させる。これにより、パワーコンディショナ１０が単独運転していない場合に、無駄に大きな無効電力が供給され、系統電源３００の電圧の変動が継続して、フリッカ現象が起きることを防止できる。
【００７７】
図８Ｂは、無効電力ステップ注入を実行した後に第１無効電力量ｑ１の抑制を実行する場合の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００７８】
まず、単独運転推定部１２４が、周波数偏差導出部１１４から系統電源３００の周波数偏差を取得する（Ｓ１１０）。単独運転推定部１２４は、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１内で、基本波電圧が予め定められた変動をするか否かを判定する（Ｓ１１２）、単独運転推定部１２４は、例えば、基本波電圧が図６Ａおよび図６Ｂに示すような領域５０１、５０２に含まれるような動きをした場合、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると判断する。
【００７９】
また、単独運転推定部１２４は、周波数偏差が第１偏差範囲Ｗ１内で、高調波歪み電圧が予め定められた変動をするか否かを判定する（Ｓ１１４）。単独運転推定部１２４は、例えば、高調波歪み電圧が図７Ａおよび図７Ｂに示すような領域６０１、６０２に含まれるような動きをした場合、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると判断する。
【００８０】
単独運転推定部１２４が、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性があると判断した場合には、第２無効電力量導出部１３０が第２無効電力量ｑ２の導出し、目標無効電力量導出部１１８は、第１無効電力量ｑ１に第２無効電力量ｑ２を加算して、目標無効電力量Ｑを導出する（Ｓ１１６）。出力制御部１６０は、目標無効電力量導出部１１８により導出された第１無効電力量ｑ１および第２無効電力量ｑ２を含む目標無効電力量Ｑに基づいてパワーコンディショナ１０が出力する無効電力を制御する。
【００８１】
第２無効電力量導出部１３０は、予め定められたタイミングで（Ｓ１１８）、第２無効電力量ｑ２の導出を終了する。第２無効電力量導出部１３０は、例えば、第２無効電力量ｑ２の導出を開始してから予め定められた期間が経過した場合、第２無効電力量ｑ２の導出を終了する。第２無効電力量導出部１３０は、単独運転判定部１３２が系統電源３００の周波数変動により単独運転を検出可能な期間、例えば、２００ｍｓ経過した場合、第２無効電力量ｑ２の導出を終了してよい。
【００８２】
そして、予め定められたタイミングになると、つまり、無効電力ステップ注入が終了すると、無効電力量抑制部１２６は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させ、目標無効電力量導出部１１８は、抑制された第１無効電力量ｑ１に基づいて、目標無効電力量Ｑを導出する（Ｓ１２０）。出力制御部１６０は、抑制された第１無効電力量ｑ１を含む目標無効電力量Ｑに基づいてパワーコンディショナ１０が出力する無効電力を制御する。
【００８３】
無効電力量抑制部１２６は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した後、予め定められた終了条件を満たす場合（Ｓ１２２）、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止する（Ｓ１２４）。
【００８４】
無効電力量抑制部１２６は、予め定められた期間、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。
【００８５】
無効電力量抑制部１２６は、系統電源３００の電圧または周波数の変動が小さくなった場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差が予め定められた偏差範囲内に収まった場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。
【００８６】
以上のように、無効電力ステップ注入後、予め定められた期間などの終了条件を満たすまで、第１無効電力量ｑ１を抑制して、その間にパワーコンディショナ１０から出力される無効電力を抑制する。これにより、パワーコンディショナ１０が単独運転していないときに、無効電力ステップ注入が実施され、その後も比較的大きな無効電力が系統電源３００側に供給され続けることで、系統電源３００の電圧の変動が継続し、フリッカ現象が継続することを防止できる。
【００８７】
なお、上記では、無効電力量抑制部１２６は、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性がある電気的条件を電気的パラメータが満たす場合に、第１無効電力量ｑ１の抑制を行う例について説明した。しかし、無効電力量抑制部１２６は、フリッカ現象の発生を抑制できるタイミングであれば、他の条件を満たした場合に、第１無効電力量ｑ１の抑制を行ってもよい。
【００８８】
例えば、無効電力量抑制部１２６は、フリッカ判定部１２８によりフリッカ現象が起きている、もしくはフリッカ現象が起こる可能性があると判断された後の予め定められたタイミングで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてもよい。
【００８９】
フリッカ判定部１２８は、系統電源３００が出力する電力に関する電気的パラメータが予め定められたフリッカ条件を満たすか否かを判定する。フリッカ判定部１２８は、例えば、電圧取得部１２０から系統電源３００が出力する電圧Ｖ３を取得し、電圧Ｖ３が予め定められたフリッカ条件を満たすか否かを判定してよい。フリッカ判定部１２８は、電圧ｖ３が、予め定められた期間（例えば６０秒の間、または１秒の間）に、予め定められた大きさ以上で変動する場合、電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判定してよい。フリッカ判定部１２８は、電圧ｖ３が、予め定められた期間、予め定められた周期以下で、変動する場合、電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判定してよい。なお、予め定められたフリッカ条件は、固定の条件でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の条件でもよい。
【００９０】
図９は、第１無効電力量を抑制する手順の他の一例を示すフローチャートである。なお、図９に示すフローチャートは、例えば、図８Ｂに示すステップＳ１１４の判断で、「Ｎ」が選択された場合に、実行されてもよい。つまり、電気的パラメータが無効電力ステップ注入の条件を満たさない場合に、図９に示すフローチャートを実行してもよい。
【００９１】
まず、フリッカ判定部１２８が、系統電源３００が出力する電力に関する電気的パラメータを取得する（Ｓ３００）。フリッカ判定部１２８は、電気的パラメータとして、系統電源３００の電圧Ｖ３を取得してよい。次いで、フリッカ判定部１２８は、電気的パラメータが予め定められたフリッカ条件を満たすか否かを判定する（Ｓ３０２）。
【００９２】
フリッカ判定部１２８が、電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した場合、予め定められたタイミングで（Ｓ３０４）、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させる（Ｓ３０６）。無効電力量抑制部１２６は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した後、予め定められた終了条件を満たした場合（Ｓ３０８）、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止する（Ｓ３１０）。
【００９３】
無効電力量抑制部１２６は、予め定められた期間、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した場合、予め定められた終了条件を満たしたと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。
【００９４】
無効電力量抑制部１２６は、系統電源３００の電圧または周波数の変動が小さくなった場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差が予め定められた偏差範囲内に収まった場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。
【００９５】
無効電力量抑制部１２６は、電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後、目標無効電力量導出部１１８により逐次導出された目標無効電力量Ｑが予め定められた基準無効電力量以上である回数が予め定められた基準回数に達した場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【００９６】
無効電力量抑制部１２６は、電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後、電気的パラメータがフリッカ条件を満たす状態がさらに予め定められた期間継続した場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【００９７】
無効電力量抑制部１２６は、電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した後、さらに電気的パラメータがフリッカ条件を満たすと判断した回数が予め定められた基準回数に達した場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【００９８】
無効電力量抑制部１２６は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した後、予め定められた終了条件を満たす場合（Ｓ３０８）、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止する（Ｓ３１０）。
【００９９】
無効電力量抑制部１２６は、予め定められた期間、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。
【０１００】
無効電力量抑制部１２６は、系統電源３００の電圧または周波数の変動が小さくなった場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差が予め定められた偏差範囲内に収まった場合、予め定められた終了条件を満たすと判断して、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止してよい。
【０１０１】
以上のように、電気的パラメータがフリッカ条件を満たした後の予め定められたタイミングで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させる。これにより、パワーコンディショナ１０が単独運転していない場合に、無駄に大きな無効電力が供給され、系統電源３００の電圧の変動が継続して、フリッカ現象が起きること、またはフリッカ現象が継続することを防止できる。
【０１０２】
以上、上記では、電気的パラメータが、パワーコンディショナ１０が単独運転している可能性がある電気的条件、またはフリッカ条件を満たした後のタイミングで、第１無効電力量ｑ１を抑制する例について説明した。
【０１０３】
無効電力量抑制部１２６は、さらに、系統電源３００の周波数変動が大きい場合に、第１無効電力量ｑ１を抑制してもよい。無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により導出された第１周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きく、かつ周波数偏差導出部１１４により第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差が第１周波数偏差と正負が逆の場合、第２周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。なお、予め定められた閾値は、固定の値でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の値でもよい。
【０１０４】
無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により導出された第１周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きかった場合、その後に導出される周波数偏差が第１周波数偏差と正負が逆かどうかを、予め定められた第１期間に亘って逐次判定してよい。そして、無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により第１周波数偏差の後の第１期間内に導出された第２周波数偏差が第１周波数偏差と正負が逆の場合、第２周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【０１０５】
また、無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により導出された第１周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きく、かつ周波数偏差導出部１１４により第１周波数偏差の次に導出された第２周波数偏差が第１周波数偏差と正負が逆の場合、第２周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【０１０６】
また、無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により導出された第１周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きく、周波数偏差導出部１１４により第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差の大きさが閾値より大きく第１周波数偏差と正負が逆で、かつ周波数偏差導出部１１４により第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差が第２周波数偏差と正負が逆の場合、第３周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【０１０７】
無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により導出された第１周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きかった場合、その後に導出される周波数偏差の大きさが閾値より大きく第１周波数偏差と正負が逆かどうかを予め定められた第１期間に亘って逐次判定してよい。そして、第１周波数偏差の後の第１期間内に導出された第２周波数偏差の大きさが閾値より大きく第１周波数偏差と正負が逆の場合、無効電力量抑制部１２６は、さらに、第２周波数偏差の後に導出される周波数偏差が第２周波数偏差と正負が逆かどうかを予め定められた第２期間に亘って逐次判定してよい。さらに、無効電力量抑制部１２６は、第２周波数偏差の後の第２期間中に導出された第３周波数偏差が第２周波数偏差と正負が逆の場合、第３周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。予め定められた第１期間および第２期間は、固定の期間でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の期間でもよい。
【０１０８】
無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により導出された第１周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きく、周波数偏差導出部１１４により第１周波数偏差の次に導出された第２周波数偏差の大きさが閾値より大きく第１周波数偏差と正負が逆で、かつ周波数偏差導出部１１４により第２周波数偏差の次に導出された第３周波数偏差が第２周波数偏差と正負が逆の場合、第３周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【０１０９】
図１０は、第１無効電力量を抑制する手順の他の一例を示すフローチャートである。無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４から第１周波数偏差を取得する（Ｓ４００）。無効電力量抑制部１２６は、第１周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ４０２）。
【０１１０】
無効電力量抑制部１２６は、第１周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きい場合、周波数偏差導出部１１４により第１周波数偏差の後に導出された第２周波数偏差を取得する（Ｓ４０４）。無効電力量抑制部１２６は、第２周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きく、かつ第２周波数偏差が、第１周波数偏差と正負が逆か否かを判定する（Ｓ４０６）。無効電力量抑制部１２６は、第１周波数偏差が正で、第２周波数偏差が負の場合、または第１周波数偏差が負で、第２周波数偏差が正の場合、第２周波数偏差が第１周波数偏差と正負が逆と判断する。
【０１１１】
無効電力量抑制部１２６は、第２周波数偏差の大きさが予め定められた閾値より大きく、かつ第２周波数偏差が、第１周波数偏差と正負が逆の場合、周波数偏差導出部１１４により第２周波数偏差の後に導出された第３周波数偏差を取得する（Ｓ４０８）。無効電力量抑制部１２６は、第３周波数偏差が、第２周波数偏差と正負が逆か否かを判定する（Ｓ４１０）。
【０１１２】
第３周波数偏差が第２周波数偏差と正負が逆である場合、無効電力量抑制部１２６は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させる（Ｓ４１２）。無効電力量抑制部１２６は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制した後、予め定められた終了条件を満たした場合（Ｓ４１４）、第１無効電力量ｑ１の抑制を停止する（Ｓ４１６）。
【０１１３】
無効電力量抑制部１２６は、系統電源３００の周波数変動が大きい場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を用いてパワーコンディショナ１０が無効電力を出力し続けると、フリッカ現状が生じる、またはフリッカ現象が継続する可能性がある。そこで、無効電力量抑制部１２６は、系統電源３００の周波数変動が大きい場合、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制してよい。
【０１１４】
続いて、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制する方法についてさらに説明する。
【０１１５】
無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差と第１無効電力量ｑ１との関係を示す関数を変更することで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制してよい。
【０１１６】
例えば、第１無効電力量導出部１１６が、通常、図４に示すような周波数偏差と第１無効電力量との関係を示す第１傾きを有する第１関数に基づいて、第１無効電力量を導出している。この場合、無効電力量抑制部１２６は、第１傾きより小さい第２傾きを有する図１１Ａに示すような第２関数に基づいて第１無効電力量導出部１１６に第１無効電力量ｑ１を導出させることにより、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。なお、第２傾きは、固定の傾きでもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の傾きでもよい。
【０１１７】
第１無効電力量導出部１１６は、通常、図４に示すように、周波数偏差が第２偏差範囲Ｗ２外の場合、第１無効電力量ｑ１として予め定められた第１閾無効電力量±ｑ１ｔａを導出している。そこで、無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差が第２偏差範囲Ｗ２外の場合、第１無効電力量導出部１１６に、図１１Ｂに示すような第３関数を用いて、第１閾無効電力量±ｑ１ｔａより小さい第２閾無効電力量±ｑ１ｔｂを導出させることにより、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【０１１８】
また、無効電力量抑制部１２６は、図１１Ｃに示すような第４関数を用いて、第１無効電力量導出部１１６に第１無効電力量ｑ１を導出させ、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。第４関数は、図４に示す第１関数の第１傾きより小さい第３傾きを有し、第２偏差範囲Ｗ２外の閾無効電力量が、図４に示す第１関数の第１閾無効電力量±ｑ１ｔａより小さい第２閾無効電力量±ｑ１ｔｂを有する。なお、第２閾無効電力量は、固定の値でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の値でもよい。
【０１１９】
以上のように、第１無効電力量導出部１１６が第１無効電力量ｑ１を導出する場合に用いる周波数偏差と第１無効電力量ｑ１との関係を示す関数を変更することで、無効電力量抑制部１２６は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【０１２０】
また、無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により導出される周波数偏差を調整することで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。
【０１２１】
無効電力量抑制部１２６は、周波数偏差導出部１１４により導出された周波数偏差が小さくなるように周波数偏差導出部１１４に周波数偏差を補正させ、補正された周波数偏差に基づいて第１無効電力量導出部１１６に第１無効電力量ｑ１を導出させることで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてもよい。
【０１２２】
周波数偏差導出部１１４が、通常よりも多い個数の周期の各周波数を用いて過去の移動平均値を導出して、周波数偏差が小さくなるように補正してよい。周波数偏差導出部１１４は、例えば、図１２Ａに示すように、過去の移動平均値として最新の周期から予め定められた２００ｍｓ前の過去の周期から第２個数（１６個）より多い第３個数（３２個）分前の周期までの各周波数の移動平均値と、最新の移動平均値との差から周波数偏差を導出することで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。なお、第３個数は、固定の値でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の値でもよい。
【０１２３】
過去の移動平均値を通常よりも長い期間に亘る周波数の移動平均値を用いることで、移動平均値がより平均化されるので、周波数偏差を小さくできる。よって、このようにして導出された周波数偏差を用いて第１無効電力量導出部１１６が第１無効電力量ｑ１を導出することで、結果的に、第１無効電力量ｑ１を抑制させることができる。
【０１２４】
また、周波数偏差を小さくするために、周波数偏差導出部１１４が、図１２Ｂに示すように、過去の移動平均値として最新の周期から予め定められた第１時間（２００ｍｓ）より短い第２時間（１０ｍｓ）前の過去の周期から例えば第２個数（８個）分前の周期までの各周波数の移動平均値と、最新の移動平均値との差から周波数偏差を導出することで、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を抑制させてよい。なお、第２時間は、固定の時間でもよいし、パワーコンディショナ１０などで検知される電圧、電流、周波数偏差などの電気的パラメータなどに応じて可変の時間でもよい。
【０１２５】
過去の移動平均値の導出に用いる周波数として、最新の移動平均値の導出に用いる周波数と比較的に近い期間に計測された周波数を用いることで、周波数偏差導出部１１４により導出される周波数偏差を小さくできる。よって、過去の移動平均値の導出に用いる周波数として、最新の移動平均値の導出に用いる周波数と比較的に近い期間に計測された周波数を用いることで、結果的に、第１無効電力量ｑ１を抑制させることができる。
【０１２６】
以上、本実施形態によれば、単独運転の検出に最低限必要な時間以外は、できるだけ無効電力の出力を抑制する。パワーコンディショナ１０は、系統電源３００の周波数変動が大きい場合、単独運転の検出に最低限必要な時間以外は、第１無効電力量導出部１１６により導出される第１無効電力量ｑ１を小さくして、パワーコンディショナ１０が出力する無効電力を抑制する。これにより、例えば、複数のパワーコンディショナ１０が設置された場合、または、比較的容量の大きなパワーコンディショナ１０が設置された場合でも、フリッカ現象が継続しにくく、またはフリッカ現象を発生しにくくできる。
【０１２７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１２８】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１２９】
１０  パワーコンディショナ
１２，１６，２２  電圧センサ
１４，１８，１９  電流センサ
２０  昇圧回路
２２  電圧センサ
４０  インバータ
５０  リレー
１００  制御装置
１１０  単独運転検出部
１１２  周波数計測部
１１４  周波数偏差導出部
１１６  第１無効電力量導出部
１１８  目標無効電力量導出部
１２０  電圧取得部
１２２  高調波歪み導出部
１２４  単独運転推定部
１２６  無効電力量抑制部
１２８  フリッカ判定部
１３０  第２無効電力量導出部
１３２  単独運転判定部
１５０  リレー制御部
１６０  出力制御部
２００  太陽電池アレイ
３００  系統電源
３１０  負荷
【図１】
0006384336.tif 000002
【図２】
0006384336.tif 000003
【図３】
0006384336.tif 000004
【図４】
0006384336.tif 000005
【図５】
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【図６Ａ】
0006384336.tif 000007
【図６Ｂ】
0006384336.tif 000008
【図７Ａ】
0006384336.tif 000009
【図７Ｂ】
0006384336.tif 000010
【図８Ａ】
0006384336.tif 000011
【図８Ｂ】
0006384336.tif 000012
【図９】
0006384336.tif 000013
【図１０】
0006384336.tif 000014
【図１１Ａ】
0006384336.tif 000015
【図１１Ｂ】
0006384336.tif 000016
【図１１Ｃ】
0006384336.tif 000017
【図１２Ａ】
0006384336.tif 000018
【図１２Ｂ】
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