(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の電圧線と中性線とを有する単相３線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナであって、
前記直流電源の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータと、
前記インバータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第１の電圧線および前記中性線から構成される第１相の第１の電圧値と、前記第２の電圧線および前記中性線から構成される第２相の第２の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、
前記第１の電圧線の第１の電流値を受け付ける電流入力手段と、
前記第１および第２の電圧値と、前記第１の電流値とに基づいて、前記インバータから前記第１相および前記第２相に出力される電圧を制御する電圧制御部とを含み、
前記電圧制御部は、前記第１の電流値が基準電流値以上である場合に、前記第１相に出力される電圧を前記第１の電圧値よりも低下させるとともに、前記第２相に出力される電圧を前記第２の電圧値以下にするように前記インバータに指示する、パワーコンディショナ。
【請求項２】
前記電圧制御部は、前記第１の電流値が過電流値以上になった場合に、前記インバータを停止させ、
前記基準電流値は、前記過電流値よりも小さい、請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項３】
第１および第２の電圧線と中性線とを有する単相３線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナであって、
前記直流電源の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータと、
前記インバータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第１の電圧線および前記中性線から構成される第１相の第１の電圧値と、前記第２の電圧線および前記中性線から構成される第２相の第２の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、
前記第１および第２の電圧値に基づいて、前記インバータから前記第１相および前記第２相に出力される電圧を制御する電圧制御部とを含み、
前記電圧制御部は、前記第１の電圧値が基準電圧値以上である場合に、前記第１相に出力される電圧を前記基準電圧値よりも低下させるとともに、前記第２相に出力される電圧を前記第２の電圧値以下にするように前記インバータに指示する、パワーコンディショナ。
【請求項４】
前記電圧制御部は、前記第１または第２の電圧値が過電圧値以上になった場合に、前記インバータを停止させ、
前記基準電圧値は、前記過電圧値よりも小さい、請求項３に記載のパワーコンディショナ。
【請求項５】
前記電圧制御部は、前記第２相に出力される電圧の低下量が前記第１相に出力される電圧の低下量よりも小さくなるように前記インバータに指示する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパワーコンディショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、パワーコンディショナに関し、特に、直流電力を単相３線式の交流電力に変換することが可能なパワーコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭に、環境への影響の少ない太陽電池、リチウムイオン電池等の蓄電池などを備えた分散型電源システムの普及が進んでいる。このような分散型電源システムにおいては、太陽電池などで発電され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が用いられる。パワーコンディショナには、商用の交流電力系統と連系して動作するものがある。
【０００３】
商用の交流電力系統では、たとえば単相３線方式が用いられる。単相３線方式では、電圧線Ｕと中性線Ｏとの間（「Ｕ相」とも呼ばれる）、および電圧線Ｖと中性線Ｏとの間（「Ｖ相」とも呼ばれる）にそれぞれ１００Ｖの交流電力が供給される。単相３線式の交流電力系統と連系可能に構成されたパワーコンディショナは、Ｕ相およびＶ相に交流電力を出力可能に構成される。
【０００４】
また、パワーコンディショナは、交流電力系統が利用できなくなった場合には（たとえば、停電時）、交流電力系統から自立して運転する自立運転を開始して、太陽電池などからの直流電力を交流電力に変換してＵ相およびＶ相に出力する。
【０００５】
電力変換に関する技術として、たとえば、特開２０００−１０２２６５号公報（特許文献１）は、太陽光発電用電力変換装置を開示している。この電力変換装置は、直流入力部間に複数のコンデンサを直列接続し、これらコンデンサの接続部とインバータ回路の出力線との間に開閉器を設け、この開閉器を系統電源に応じて開閉してインバータ回路の制御を切り替え可能としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０２２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、パワーコンディショナの自立運転時には、突入電流などにより電圧線Ｕまたは電圧線Ｖの電流が基準値よりも大きくなったり、一方の相（たとえばＵ相）の電圧が基準値よりも大きくなったりして異常が検出される場合がある。特開２０００−１０２２６５号公報に開示された技術では、開閉器を開閉してインバータ回路の制御を切り替えているが、インバータからの電力の出力中に上記のような異常が検出された場合に対する対応策については考慮されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、単相３線式電力線への出力電圧を適切に制御することにより、自立運転の停止を回避して負荷への電力供給を維持することが可能なパワーコンディショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ある実施の形態に従うと、第１および第２の電圧線と中性線とを有する単相３線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナが提供される。直流電源の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータと、インバータを制御する制御部とを備える。制御部は、第１の電圧線および中性線から構成される第１相の第１の電圧値と、第２の電圧線および中性線から構成される第２相の第２の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、第１の電圧線の第１の電流値を受け付ける電流入力手段と、第１および第２の電圧値と、第１の電流値とに基づいて、インバータから第１相および第２相に出力される電圧を制御する電圧制御部とを含む。電圧制御部は、第１の電流値が基準電流値以上である場合に、第１相に出力される電圧を第１の電圧値よりも低下させるとともに、第２相に出力される電圧を第２の電圧値以下にするようにインバータに指示する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によると、単相３線式電力線への出力電圧を適切に制御することにより、自立運転の停止を回避して負荷への電力供給を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの全体構成の概略図である。
【図２】実施の形態１に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図３】関連技術に従うパワーコンディショナの制御方式の概要を説明するための図である。
【図４】実施の形態１に従うパワーコンディショナの制御方式の概要を説明するための図である。
【図５】実施の形態１に従う制御部の構成を示す模式図である。
【図６】過電圧値の一例を示すグラフである。
【図７】電圧制御方式（その１）を説明するための図である。
【図８】電圧制御方式（その２）を説明するための図である。
【図９】電圧制御方式（その３）を説明するための図である。
【図１０】実施の形態１に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図１２】実施の形態２に従う制御部の構成を示す模式図である。
【図１３】スイッチング制御信号の生成方式を説明するための図である。
【図１４】実施の形態２に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１５】実施の形態３に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図１６】実施の形態４に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。
【図１７】実施の形態４に従う制御部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１３】
［実施の形態１］
＜全体構成＞
図１は、実施の形態１に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの全体構成の概略図である。
【００１４】
図１を参照して、電力供給システムは、パワーコンディショナ２と、電力線３と、直流電源４と、交流電力系統６と、負荷群３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ（以下「負荷群３００」とも総称する。）とを含む。電力供給システムの一部は、たとえば、住宅やオフィスなどの家屋内に設置される。
【００１５】
電力線３は、電圧線Ｕと中性線Ｏと電圧線Ｖとを含む。電力線３は、図示しない分電盤を介して家屋内に配線され、接地された接地線である中性線Ｏおよび両側の電圧線Ｕ，Ｖのうち、いずれか２本の線間に接続された負荷に電力を供給する。
【００１６】
具体的には、電力線３は、単相３線式電力線である。電圧線Ｕと中性線Ｏとの間（第１相）および電圧線Ｖと中性線Ｏとの間（第２相）には、交流電圧（たとえば、１００Ｖ）が出力（供給）される。電圧線Ｕと電圧線Ｖとの間に出力される交流電圧は、第１相に出力される交流電圧および第２相に出力される交流電圧よりも大きく、たとえば、２００Ｖである。
【００１７】
本開示においては、電圧線Ｕと中性線Ｏとの間、すなわち第１相を、以後「Ｕ相」とも称して図示する。電圧線Ｖと中性線Ｏとの間、すなわち第２相を、以後「Ｖ相」とも称して図示する。
【００１８】
電圧線Ｕ、中性線Ｏおよび電圧線Ｖには、電気機器などが負荷として接続されて使用される。図１に示す例では、電圧線Ｕおよび中性線Ｏから構成されるＵ相（第１相）には、負荷群３００Ａが接続される。電圧線Ｖおよび中性線Ｏから構成されるＶ相（第２相）には、負荷群３００Ｂが接続される。電圧線Ｕおよび電圧線Ｖには、負荷群３００Ｃが接続される。
【００１９】
直流電源４は、直流電力を発生させる。直流電源４は、たとえば、太陽電池、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、プラズマ発電装置、キャパシタなど直流電力を発生するものであればよく、特に限定されるものではない。また、直流電源はこれらの組み合わせでもよい。
【００２０】
負荷群３００は、複数の電気機器で構成されている。電気機器は、たとえば、ＡＣ１００Ｖ用の扇風機、掃除機、冷蔵庫、またはＡＣ２００Ｖ用のエアコンなどである。なお、電気機器は、これに限らず、テレビ、パソコン、電子レンジなどであってもよい。本実施の形態では、負荷群３００は、複数の電気機器で構成されているが、単一の電気機器で構成されていてもよい。
【００２１】
パワーコンディショナ２は、直流電源４からの直流電力を、Ｕ相の交流電力およびＶ相の交流電力に変換して、負荷群３００に供給（出力）する。負荷群３００には、交流電力系統６からの単相３線式の交流電力も供給される。
【００２２】
パワーコンディショナ２は、交流電力系統６と連系して負荷群３００に交流電力を供給することができる（連系運転）。連系運転時の交流電力の周波数は商用周波数（たとえば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）である。なお、連系運転においては、パワーコンディショナ２から交流電力系統６に電力が逆潮流されてもよい。
【００２３】
連系運転に替えて、パワーコンディショナ２は、交流電力系統６から自立して負荷群３００に交流電力を供給することもできる（自立運転）。自立運転時の交流電力の周波数は、たとえば商用周波数に近い周波数となるように制御される。自立運転時には、交流電力系統６と、負荷群３００とは、図示しないリレーまたはブレーカなどによって電気的に切離されてもよい。
【００２４】
パワーコンディショナ２は、端子２０１〜２０５を含む。端子２０４および端子２０５には、直流バス１５０を介して直流電源４からの直流電力が入力される。直流バス１５０は、直流電源４から供給される直流電力をパワーコンディショナ２に伝達する電力線である。直流バス１５０は、電力線対である正母線ＰＬおよび負母線ＳＬで構成される。
【００２５】
端子２０４および端子２０５に入力された直流電力は、単相３線式の交流電力に変換されて、端子２０１〜２０３に出力される。端子２０１には、電圧線Ｕが接続される。端子２０２には、中性線Ｏが接続される。端子２０３には、電圧線Ｖが接続される。たとえば、端子２０１と端子２０２との間には、電圧が１００Ｖの交流電力が出力される。端子２０３と端子２０２との間には、電圧が１００Ｖの交流電力が出力される。端子２０１と端子２０３との間には、電圧が２００Ｖの交流電力が出力される。パワーコンディショナ２の詳細な構成については、後に図２を参照してさらに説明する。
【００２６】
交流電力系統６は、単相３線式の商用交流電力系統であり、電力線３を介して電力を家庭に供給する。交流電力系統６は、電圧線Ｕ、中性線Ｏおよび電圧線Ｖ、すなわちＵ相およびＶ相に接続される。交流電力系統６は、負荷群３００に交流電力を供給する。
【００２７】
＜パワーコンディショナの構成＞
図２は、実施の形態１に従うパワーコンディショナ２の構成を示す図である。図２を参照して、パワーコンディショナ２は、制御部１０と、インバータ２０と、電流センサ４１，４２と、電圧センサ５１，５２と、リアクトルＬ１〜Ｌ３と、端子２０１〜２０５とを含む。
【００２８】
インバータ２０は、制御部１０からのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に応じて、直流バス１５０を介して直流電源４から供給された直流電力を交流電力に変換し、その変換で得られた交流電力を電力線３に出力する。
【００２９】
インバータ２０は、互いに並列接続されたレグ２１、レグ２２およびレグ２３を含む。レグ２１は、上アーム（トランジスタＱ１およびダイオードＤ１）と下アーム（トランジスタＱ２およびダイオードＤ２）とを含む。レグ２２は、上アーム（トランジスタＱ３およびダイオードＤ３）と下アーム（トランジスタＱ４およびダイオードＤ４）とを含む。レグ２３は、上アーム（トランジスタＱ５およびダイオードＤ５）と下アーム（トランジスタＱ６およびダイオードＤ６）とを含む。
【００３０】
トランジスタＱ１，Ｑ２は、直流バス１５０を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ１とトランジスタＱ２との中間点は、リアクトルＬ１を介して端子２０１に接続される。
【００３１】
トランジスタＱ３，Ｑ４は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ３とトランジスタＱ４との中間点は、リアクトルＬ２を介して端子２０２に接続される。
【００３２】
トランジスタＱ５，Ｑ６は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ５とトランジスタＱ６との中間点は、リアクトルＬ３を介して端子２０３に接続される。
【００３３】
なお、トランジスタＱ１〜Ｑ６として、たとえばＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いることができる。または、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field-Effect  Transistor）などの電力スイッチング素子が用いられてもよい。
【００３４】
トランジスタＱ１〜Ｑ６は、それぞれ制御部１０からのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６に応答してオン／オフする。トランジスタＱ１〜Ｑ６を所定のタイミングでオン／オフさせることにより、直流電源４から供給される直流電力を単相３線式の交流電力に変換することができる。
【００３５】
電流センサ４１は、たとえば端子２０１およびリアクトルＬ１の間に設けられる。電流センサ４１は、電圧線Ｕに流れる電流（以下「Ｕ線電流」とも称する。）を検出し、その検出結果を制御部１０に入力する。電流センサ４１の検出結果には、Ｕ線電流の電流値Ｉｕを示す情報が含まれる。電流センサ４２は、たとえば端子２０３およびリアクトルＬ３の間に設けられる。電流センサ４２は、電圧線Ｖに流れる電流（以下「Ｖ線電流」とも称する。）を検出し、その検出結果を制御部１０に入力する。電流センサ４２の検出結果には、Ｖ線電流の電流値Ｉｖを示す情報が含まれる。
【００３６】
電圧センサ５１は、電圧線Ｕと中性線Ｏとの間に接続され、Ｕ相の電圧（以下、単に「Ｕ相電圧」とも称する。）を検出し、その検出結果を制御部１０に入力する。電圧センサ５１の検出結果には、Ｕ相電圧の電圧値Ｖｕを示す情報が含まれる。電圧センサ５２は、電圧線Ｖと中性線Ｏとの間に接続され、Ｖ相の電圧（以下、単に「Ｖ相電圧」とも称する。）を検出し、その検出結果を制御部１０に入力する。電圧センサ５２の検出結果には、Ｖ相電圧の電圧値Ｖｖを示す情報が含まれる。
【００３７】
制御部１０は、パワーコンディショナ２から負荷群３００に供給する電力を制御する。制御部１０は、回路等のハードウェアで実現されてもよいし、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を含み、ＣＰＵが図示しないメモリに格納されたデータおよびプログラムを実行することによって実現される構成であってもよい。
【００３８】
制御部１０は、電流センサ４１，４２からそれぞれ受けた電流値Ｉｕ，Ｉｖと、電圧センサ５１，５２からそれぞれ受けた電圧値Ｖｕ，Ｖｖとに基づいて、後述する制御方式に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成し、当該スイッチング制御信号をインバータ２０に出力する。
【００３９】
＜制御方式の概要＞
ここでは、図３および図４を参照して、実施の形態１に従うパワーコンディショナ２の制御方式の概要について、本発明の関連技術の制御方式と比較しながら説明する。
【００４０】
図３は、関連技術に従うパワーコンディショナの制御方式の概要を説明するための図である。図４は、実施の形態１に従うパワーコンディショナ２の制御方式の概要を説明するための図である。なお、以下の説明では、パワーコンディショナが自立運転している状態であるとする。
【００４１】
まず、関連技術の制御方式について説明する。図３を参照して、コンデンサ５Ａは電圧線Ｕと中性線Ｏとの間に接続され、コンデンサ５Ｂは中性線Ｏと電圧線Ｖとの間に接続され、コンデンサ５Ｃは電圧線Ｕと電圧線Ｖとの間に接続されている。
【００４２】
典型的には、コンデンサ５Ａは負荷群３００Ａに含まれており、コンデンサ５Ｂは負荷群３００Ｂに含まれており、コンデンサ５Ｃは、負荷群３００Ｃに含まれている。コンデンサ５Ａの静電容量は電圧線Ｕと中性線Ｏとの間に接続される複数のコンデンサの合成容量であり、コンデンサ５Ｂの静電容量は電圧線Ｖと中性線Ｏとの間に接続される複数のコンデンサの合成容量であり、コンデンサ５Ｃの静電容量は電圧線Ｕと電圧線Ｖとの間に接続される複数のコンデンサの合成容量である。
【００４３】
図３（ａ）の状態では、Ｕ相電圧およびＶ相電圧はそれぞれ１００Ｖであり、電圧線Ｕおよび電圧線Ｖ間の電圧は２００Ｖである。ここで、たとえば、突入電流などにより電圧線Ｕに基準電流値以上の電流が発生した場合には、この電流を抑制するため、パワーコンディショナは、Ｕ相電圧を低下させるためのスイッチング制御信号を生成してインバータ２０に出力する。これにより、たとえば、図３（ｂ）に示すようにＵ相電圧が１００Ｖから５０Ｖに一時的に低下する。しかし、Ｕ相電圧が低下したことにより、コンデンサ５Ｃからコンデンサ５Ａ，５Ｂに電荷が供給されることから、たとえば、図３（ｃ）に示すように、Ｕ相電圧およびＶ相電圧はそれぞれ７０Ｖおよび１２０Ｖまで上昇して落ち着く。このとき、電圧線Ｕおよび電圧線Ｖ間の電圧は１９０Ｖである。
【００４４】
このように、Ｕ相電圧は低下して予め定められた基準電圧値（たとえば、１１０Ｖ）以下になるが、Ｖ相電圧は初期状態（図３（ａ）の状態）よりも上昇してしまい基準電圧値以上になる。そのため、関連技術のパワーコンディショナは、Ｖ相において基準電圧値以上の電圧が発生したと判断して運転を停止してしまうという問題がある。
【００４５】
そこで、上記の問題点を考慮して、実施の形態１に従うパワーコンディショナは２は、以下のような制御方式に従ってインバータ２０から出力される電圧を適切に制御することにより、自立運転の停止を回避するとともに負荷群３００への電力供給を維持する。
【００４６】
図４（ａ）の状態において、Ｕ相電圧およびＶ相電圧はそれぞれ１００Ｖであり、電圧線Ｕおよび電圧線Ｖ間の電圧は２００Ｖである。ここで、たとえば、突入電流などにより電圧線Ｕに予め定められた基準電流値以上の電流が発生した場合には、この電流を抑制するため、パワーコンディショナ２は、Ｕ相電圧およびＶ相電圧を低下させるためのスイッチング制御信号を生成してインバータ２０に出力する。これにより、たとえば、図４（ｂ）に示すようにＵ相電圧およびＶ相電圧がそれぞれ１００Ｖから５０Ｖに一時的に低下する。
【００４７】
ここで、Ｕ相およびＶ相の両方の電圧が低下したことにより、コンデンサ５Ｃからコンデンサ５Ａ，５Ｂに電荷が供給されて、たとえば、図４（ｃ）に示すように、Ｕ相電圧およびＶ相電圧はそれぞれ８０Ｖまで上昇する。このとき、電圧線Ｕおよび電圧線Ｖ間の電圧は１６０Ｖである。
【００４８】
パワーコンディショナ２は、上記のように、Ｕ相電圧およびＶ相電圧の両方を低下させるため、電荷が移動したとしても両方の電圧を基準電圧値以下にすることができる。そのため、実施の形態１に従うパワーコンディショナ２は、関連技術のパワーコンディショナのように自立運転を停止してしまうことなく、負荷群３００への電力供給を維持することができる。
【００４９】
＜制御部の構成＞
図５は、実施の形態１に従う制御部１０の構成を示す模式図である。図５を参照して
、制御部１０は、電圧入力部１１と、電流入力部１２と、電圧制御部１３とを含む。
【００５０】
電圧入力部１１は、電圧センサ５１により検出されたＵ相電圧の電圧値Ｖｕ、および電圧センサ５２により検出されたＶ相電圧の電圧値Ｖｖの入力を受け付ける。電圧入力部１１は、電圧値Ｖｕ，Ｖｖを電圧制御部１３に送出する。
【００５１】
電流入力部１２は、電流センサ４１により検出されたＵ線電流の電流値Ｉｕ、および電流センサ４２により検出されたＶ線電流の電流値Ｉｖの入力を受け付ける。電流入力部１２は、電流値Ｉｕ，Ｉｖを電圧制御部１３に送出する。
【００５２】
ある局面では、電圧制御部１３は、電圧値Ｖｕ，Ｖｖおよび電流値Ｉｕ，Ｉｖに基づいて、インバータ２０からＵ相およびＶ相に出力される電圧を制御する。
【００５３】
電圧制御部１３は、電流値Ｉｕが基準電流値以上である場合に、Ｕ相およびＶ相に出力される電圧を低下させる。具体的には、電圧制御部１３は、Ｕ相電圧の電圧値を、電圧入力部１１により受け付けられた電圧値Ｖｕよりも小さくするようにインバータ２０に指示する。また、電圧制御部１３Ａは、Ｖ相電圧の電圧値を、電圧制御部１３により受け付けられた電圧値Ｖｖよりも小さくするようにインバータ２０に指示する。詳細には、電圧制御部１３は、Ｕ相電圧およびＶ相電圧を低下させるために、デューティー比を変更したスイッチング制御信号を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号をインバータ２０に出力する。
【００５４】
また、電圧制御部１３は、電流値Ｉｖが基準電流値以上である場合に、Ｖ相電圧の電圧値を、電圧入力部１１により受け付けられた電圧値Ｖｖよりも小さくするようにインバータ２０に指示するとともに、Ｕ相電圧の電圧値を、電圧入力部１１により受け付けられた電圧値Ｖｕよりも小さくするようにインバータ２０に指示する。
【００５５】
電圧制御部１３は、電流値Ｉｖまたは電流値Ｉｖが予め定められた過電流値以上になった場合には、トランジスタＱ１〜Ｑ６を保護するためインバータ２０を停止させる。基準電流値は、この過電流値よりも小さい値に設定される。このように、基準電流値を過電流値よりも小さく設定しておくことにより、電圧線Ｕまたは電圧線Ｖの電流値が増加した場合でも、これらが過電流値になる前の段階で上記の電圧制御が実行されるため、インバータ２０の停止を防ぐことができる。ただし、基準電流値は、過電流値に設定される場合であってもよい。
【００５６】
（電圧制御部の他の局面）
上記では、電圧制御部１３が、電流入力部１２により受け付けられた電流値に基づいて、Ｕ相およびＶ相に出力される電圧を低下させる場合について説明した。しかし、他の局面において、電圧制御部１３は、電圧入力部１１により受け付けられた電圧値に基づいて、Ｕ相およびＶ相に出力される電圧を低下させてもよい。
【００５７】
電圧制御部１３は、電圧値Ｖｕが基準電圧値以上である場合に、Ｕ相電圧の電圧値を、電圧入力部１１により受け付けられた電圧値Ｖｕよりも小さくするようにインバータ２０に指示する。また、電圧制御部１３は、Ｖ相電圧の電圧値を、電圧入力部１１により受け付けられた電圧値Ｖｖよりも小さくするようにインバータ２０に指示する。具体的には、電圧制御部１３は、Ｕ相電圧およびＶ相電圧を低下させるために、デューティー比を変更したスイッチング制御信号を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号をインバータ２０に出力する。
【００５８】
また、電圧制御部１３は、電圧値Ｖｖが基準電圧値以上である場合に、Ｖ相電圧を電圧値Ｖｖよりも低下させ、Ｕ相電圧を電圧値Ｖｕよりも低下させるようにインバータ２０に指示する。
【００５９】
電圧制御部１３は、電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが予め定められた過電圧値以上になった場合には、トランジスタＱ１〜Ｑ６を保護するためインバータ２０を停止させる。基準電圧値は、この過電圧値よりも小さい値に設定される。基準電圧値を過電圧値よりも小さく設定しておくことにより、電圧線Ｕまたは電圧線Ｖの電圧値が増加した場合でも、これらが過電流値になる前の段階で上記の電圧制御が実行されるため、インバータ２０の停止を防ぐことができる。ただし、基準電圧値は、過電圧値に設定される場合であってもよい。ここで、過電圧値は、たとえば、図６に示すグラフに従う電圧値である。
【００６０】
図６は、過電圧値の一例を示すグラフである。図６に示す例では、過電圧値は、定常値の＋１０％の電圧値である。たとえば、図６に示すグラフは、制御部１０のメモリ（図示しない）に格納されている。
【００６１】
このように、電圧制御部１３は、電流入力部１２から受ける電流値を用いずに、電圧入力部１１から受ける電圧値を用いてＵ相およびＶ相に出力される電圧を低下させる制御を実行することもできる。
【００６２】
＜電圧制御方式の詳細＞
ここで、図７〜図９を参照して、電圧制御部１３による電圧制御方式についてさらに詳細に説明する。電圧制御部１３は、インバータ２０からＵ相およびＶ相に出力される電圧を制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力する。
【００６３】
図７は、電圧制御方式（その１）を説明するための図である。なお、図７には、説明の容易化のため、パワーコンディショナ２の構成の一部を図示しないが、これらは上述した図２のように構成されているものとする。
【００６４】
ここでは、電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が高く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が高い場合の電圧制御方式について説明する。電圧制御部１３は、これらの電位関係を、電圧値Ｖｕ，Ｖｖから把握することができる。
【００６５】
電圧制御部１３は、Ｕ相およびＶ相に出力される電圧を低下させるために、レグ２１に出力するスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２のデューティー比と、レグ２３に出力するスイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ６のデューティー比とを変更し、レグ２２に出力するスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４のデューティー比を維持する。
【００６６】
具体的には、電圧制御部１３は、Ｕ相電圧を低下させるために、（１）スイッチング制御信号Ｓ１のデューティー比を小さくして（たとえば、８０％→６０％）トランジスタＱ１のオン時間を短くし、（２）スイッチング制御信号Ｓ２のデューティー比を大きくして（たとえば、２０％→４０％）トランジスタＱ２のオン時間を長くする。電圧制御部１３は、Ｖ相電圧を低下させるために、（３）スイッチング制御信号Ｓ５のデューティー比を大きくして（たとえば、２０％→４０％）トランジスタＱ５のオン時間を長くし、（４）スイッチング制御信号Ｓ６のデューティー比を小さくして（たとえば、８０％→６０％）トランジスタＱ６のオン時間を短くする。また、電圧制御部１３は、（５）スイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４のデューティー比を維持して（たとえば、５０％）トランジスタＱ３，Ｑ４のオン時間を維持する。
【００６７】
電圧制御部１３は、上記（１）〜（５）の制御を同時に実行して、電圧線Ｕおよび中性線Ｏ間の電位差と、中性線Ｏおよび電圧線Ｖ間の電位差とを小さくすることによりＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させる。
【００６８】
図８は、電圧制御方式（その２）を説明するための図である。図７の場合と同様に電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が高く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が高いものとする。
【００６９】
ここでは、電圧制御部１３は、Ｕ相およびＶ相に出力される電圧を低下させるために、レグ２１に出力するスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２のデューティー比と、レグ２２に出力するスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４のデューティー比とを変更し、レグ２３に出力するスイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ６のデューティー比を維持する。
【００７０】
具体的には、電圧制御部１３は、Ｕ相電圧を低下させるために、（１）スイッチング制御信号Ｓ１のデューティー比を小さくし（たとえば、８０％→６０％）、（２）スイッチング制御信号Ｓ２のデューティー比を大きくする（たとえば、２０％→４０％）。電圧制御部１３は、Ｖ相電圧を低下させるために、（３）スイッチング制御信号Ｓ３のデューティー比を小さくし（たとえば、５０％→４０％）、（４）スイッチング制御信号Ｓ４のデューティー比を大きくする（たとえば、５０％→６０％）。電圧制御部１３は、（５）スイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ６のデューティー比を維持する（たとえば、Ｓ５のデューティー比が２０％，Ｓ６のデューティー比が８０％）。
【００７１】
電圧制御部１３は、上記（１）〜（５）の制御を同時に実行して、電圧線Ｕおよび中性線Ｏ間の電位差と、中性線Ｏおよび電圧線Ｖ間の電位差とを小さくすることによりＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させる。
【００７２】
図９は、電圧制御方式（その３）を説明するための図である。図７の場合と同様に電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が高く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が高いものとする。
【００７３】
ここでは、電圧制御部１３は、Ｕ相およびＶ相に出力される電圧を低下させるために、レグ２２に出力するスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４のデューティー比と、レグ２３に出力するスイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ６のデューティー比とを変更し、レグ２１に出力するスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２のデューティー比を維持する。
【００７４】
具体的には、電圧制御部１３は、Ｕ相電圧を低下させるために、（１）スイッチング制御信号Ｓ３のデューティー比を大きくし（たとえば、５０％→６０％）、（２）スイッチング制御信号Ｓ４のデューティー比を小さくする（たとえば、５０％→４０％）。電圧制御部１３は、Ｖ相電圧を低下させるために、（３）スイッチング制御信号Ｓ５のデューティー比を大きくし（たとえば、２０％→４０％）、（４）スイッチング制御信号Ｓ６のデューティー比を小さくする（たとえば、８０％→６０％）。電圧制御部１３は、（５）スイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２のデューティー比を維持する（たとえば、Ｓ１のデューティー比が８０％，Ｓ２のデューティー比が２０％）。
【００７５】
電圧制御部１３は、上記（１）〜（５）の制御を同時に実行して、電圧線Ｕおよび中性線Ｏ間の電位差と、中性線Ｏおよび電圧線Ｖ間の電位差とを小さくすることによりＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させる。
【００７６】
上述したように、電圧制御部１３は、３つのレグ２１，２２，２３のうちの２つのレグに出力するスイッチング制御信号のデューティー比を変更し、残りの１つのレグに出力するスイッチング制御信号のデューティー比を維持することにより、Ｕ相電圧およびＶ相電圧を低下させる。
【００７７】
図７〜図９では、電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が高く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が高いものとして説明したが、電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が低く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が低い場合には、各スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６のデューティー比を逆に変化させればよい。たとえば、図７を例として説明すると、電圧制御部１３は、スイッチング制御信号Ｓ１のデューティー比を大きくし、スイッチング制御信号Ｓ２のデューティー比を小さくし、スイッチング制御信号Ｓ５のデューティー比を小さくし、スイッチング制御信号Ｓ６のデューティー比を大きくし、スイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４のデューティー比を維持する。
【００７８】
なお、電圧制御部１３は、予め設定された変化量でデューティー比を変更してもよいし、過去の実績（デューティー比に対するＵ相電圧およびＶ相電圧の電圧値との関係など）を図示しないメモリに記憶しておき、当該実績に基づいて変更してもよい。
【００７９】
＜処理手順＞
図１０は、実施の形態１に従う制御部１０の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【００８０】
図１０を参照して、制御部１０は、電流センサ４１，４２によりそれぞれ検出された電流値Ｉｕ，Ｉｖを取得する（ステップＳ１２）。制御部１０Ａは、電圧センサ５１，５２によりそれぞれ検出された電圧値Ｖｕ，Ｖｖを取得する（ステップＳ１４）。ステップＳ１２，Ｓ１４の処理は互いに並行して実行されてもよいし、順序を変えて実行されてもよい。
【００８１】
制御部１０は、電流値Ｉｕまたは電流値Ｉｖが基準電流値以上か否かを判断する（ステップＳ１６）。電流値Ｉｕまたは電流値Ｉｖが基準電流値以上の場合には（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、制御部１０は、スイッチング制御信号のデューティー比を変更して（ステップＳ１８）、当該スイッチング制御信号をインバータ２０に出力することによりＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させる（ステップＳ２０）。具体的には、制御部１０は、上述したような電圧制御方式によりデューティー比を変更したスイッチング制御信号を生成してインバータ２０に出力し、Ｕ相電圧およびＶ相電圧の電圧値が、それぞれ電圧値Ｖｕおよび電圧値Ｖｖよりも小さくなるようにする。
【００８２】
電流値Ｉｕおよび電流値Ｉｖがいずれも基準電流値未満の場合には（ステップＳ１６においてＮＯ）、制御部１０は、通常どおり、Ｕ相電圧およびＶ相電圧の電圧値が、それぞれ電圧値Ｖｕおよび電圧値Ｖｖを維持するように制御する（ステップＳ２２）。
【００８３】
なお、制御部１０は、電流入力部１２から受ける電流値を用いずに、電圧入力部１１から受ける電圧値を用いてＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させる場合には、上記のステップＳ１２の処理を省略する。また、制御部１０は、上記のステップＳ１６において、電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが基準電圧値以上か否かを判断する。そして、制御部１０は、電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが基準電圧値以上の場合にはステップＳ１８およびステップＳ２０の処理を実行し、電圧値Ｖｕおよび電圧値Ｖｖがいずれも基準電圧値未満の場合にはステップＳ２２の処理を実行する。
【００８４】
［実施の形態２］
実施の形態１で説明したように、Ｕ相電圧およびＶ相電圧を低下させた場合には、コンデンサ５Ｃとコンデンサ５Ａ，５Ｂとの間で電荷が移動する。このことは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧を増加させる方向に作用する。そのため、この電荷の移動を考慮してＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させることが望ましいといえる。そこで、実施の形態２では、コンデンサ５Ａ〜５Ｃの静電容量を考慮して、スイッチング制御信号のデューティー比を変更する構成について説明する。
【００８５】
なお、実施の形態２に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの＜全体構成＞については、図１において、実施の形態１におけるパワーコンディショナ２がパワーコンディショナ２Ａに置き換わった点以外は同一であるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００８６】
＜パワーコンディショナの構成＞
図１１は、実施の形態２に従うパワーコンディショナ２Ａの構成を示す図である。図１１を参照して、パワーコンディショナ２Ａは、制御部１０Ａと、インバータ２０と、電流センサ４１，４２と、電圧センサ５１，５２と、リアクトルＬ１〜Ｌ３と、静電容量測定部８とを含む。パワーコンディショナ２Ａは、図２における制御部１０が制御部１０Ａに置き換わっている点と、静電容量測定部８をさらに含む点とがパワーコンディショナ２と異なる。それ以外の構成は同一であるためその詳細な説明は繰り返さない。
【００８７】
静電容量測定部８は、電圧線Ｕと中性線Ｏとの間に接続されたコンデンサ５Ａの静電容量値Ｃｕと、中性線Ｏと電圧線Ｖとの間に接続されたコンデンサ５Ｂの静電容量値Ｃｖと、電圧線Ｕと電圧線Ｖとの間に接続されたコンデンサ５Ｃの静電容量値Ｃｕｖとを測定し、その測定結果を制御部１０Ａに入力する。なお、上述したように、コンデンサ５Ａ〜５Ｃは、それぞれ負荷群３００Ａ〜３００Ｃに含まれているとする。
【００８８】
制御部１０Ａは、電流センサ４１，４２からそれぞれ受けた電流値Ｉｕ，Ｉｖと、電圧センサ５１，５２からそれぞれ受けた電圧値Ｖｕ，Ｖｖと、静電容量測定部８から受けた静電容量値Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖとに基づいて、後述する制御方式に従ってトランジスタＱ１〜Ｑ６のオン／オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成し、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力する。
【００８９】
＜制御部の構成＞
図１２は、実施の形態２に従う制御部１０Ａの構成を示す模式図である。図１２を参照して、制御部１０Ａは、電圧入力部１１Ａと、電流入力部１２Ａと、電圧制御部１３Ａと、容量入力部１４Ａとを含む。電圧入力部１１Ａおよび電流入力部１２Ａは、それぞれ図５に示す電圧入力部１１および電流入力部１２と実質的に同一の構成を有する。電圧制御部１３Ａは、上述した電圧制御部１３の機能に加えてさらに以下の機能を有する。
【００９０】
容量入力部１４Ａは、静電容量測定部８により測定された静電容量（値）Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖの入力を受け付ける。容量入力部１４Ａは、静電容量値Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖを電圧制御部１３Ａに送出する。
【００９１】
電圧制御部１３Ａは、電流値Ｉｕが基準電流値以上、あるいは電圧値Ｖｕが基準電圧値以上の場合には、Ｕ相に出力される電圧を電圧値Ｖｕよりも低下させる。このとき、電圧制御部１３Ａは、電圧値Ｖｕ，Ｖｖおよび静電容量値Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖに基づいてＶ相に出力される電圧を目標電圧値にするためのスイッチング制御信号を生成し、当該生成された制御信号をインバータ２０に出力する。以下、図１３を参照しながらスイッチング制御信号の生成方式について詳細に説明する。
【００９２】
図１３は、スイッチング制御信号の生成方式を説明するための図である。具体的には、図１３（ａ）は、スイッチング制御信号のデューティー比を変更する前の各線間の電圧関係を示す図である。図１３（ｂ）は、スイッチング制御信号のデューティー比を変更した後の各線間の電圧関係を示す図である。
【００９３】
図１３（ａ）を参照して、スイッチング制御信号のデューティー比を変更する前においては、電圧線Ｕおよび中性線Ｏ間の電圧（Ｕ相電圧）の電圧値がＶｕ、中性線Ｏおよび電圧線Ｖ間の電圧（Ｖ相電圧）の電圧値がＶｖ、電圧線Ｕおよび電圧線Ｖ間の電圧の電圧値がＶｕ＋Ｖｖ、コンデンサ５Ａ〜５Ｃの静電容量がそれぞれＣｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖであるとする。
【００９４】
ここでは、図７で説明したように、Ｕ相電圧およびＶ相電圧を低下させるために、レグ２１に出力するスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２のデューティー比と、レグ２３に出力するスイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ６のデューティー比とを変更し、レグ２２に出力するスイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４のデューティー比を維持する場合について考える。
【００９５】
図１３（ａ）の状態（デューティー比の変更前）のスイッチング制御信号Ｓ１のデューティー比は（１＋ｘ）／２、スイッチング制御信号Ｓ２のデューティー比は（１−ｘ）／２であるとする。また、スイッチング制御信号Ｓ５のデューティー比は（１−ｙ）／２、スイッチング制御信号Ｓ６のデューティー比は（１＋ｙ）／２であるとする。ただし、ｘ，ｙは変数であり、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１である。
【００９６】
そして、変数ｘの値をｔ倍（ただし、０＜ｔ＜１）に変化させることにより、図７で説明したように、スイッチング制御信号Ｓ１のデューティー比を小さく、スイッチング制御信号Ｓ２のデューティー比を大きくして、Ｕ相電圧を低下させるとする。
【００９７】
ここで、変数ｘの値をｔ倍（０＜ｔ＜１）に変化させることは、コンデンサ５Ａから電荷を引き抜くという意味においては静電容量値Ｃｕを静電容量値Ｃｕ／ｔに変化させることと同義である。そのため、デューティー比変化後のコンデンサ５Ａの静電容量値Ｃｕ１を静電容量値Ｃｕ／ｔと定義できる。また、デューティー比変化後のコンデンサ５Ｂの静電容量を静電容量値Ｃｖ１と定義する（図１３（ｂ）参照）。
【００９８】
また、デューティー比の変化前後において、Ｕ相電圧は電圧値Ｖｕから電圧値Ｖｕ１に変化し、Ｖ相電圧は電圧値Ｖｖから電圧値Ｖｖ１に変化したものとする（図１３（ｂ）参照）。電圧線Ｕおよび電圧線Ｖ間の電圧は、電圧値（Ｖｕ＋Ｖｖ）から電圧値（Ｖｕ１＋Ｖｖ１）に変化する。
【００９９】
ここで、デューティー比の変化前後における、コンデンサ５Ａの下側電極およびコンデンサ５Ｂの上側電極に溜まる電荷（図１３中の領域５００の部分）について、電荷保存則を用いると次の式（１）が成立する。
【０１００】
【数１】
0006316152.tif 000002
【０１０１】
式（１）から電圧値Ｖｕ１は次の式（２）のように表すことができる。
【０１０２】
【数２】
0006316152.tif 000003
【０１０３】
また、デューティー比の変化前後における、コンデンサ５Ｂの下側電極およびコンデンサ５Ｃの下側電極に溜まる電荷（図１３中の領域６００の部分）について、電荷保存則を用いると次の式（３）が成立する。
【０１０４】
【数３】
0006316152.tif 000004
【０１０５】
式（３）に式（２）で表される電圧値Ｖｕ１を代入して整理すると、静電容量値Ｃｖ１は次の式（４）のように表すことができる。
【０１０６】
【数４】
0006316152.tif 000005
【０１０７】
ここで、変数ｙの値をｓ倍（０＜ｓ＜１）に変化させることは、コンデンサ５Ｂから電荷を引き抜くという意味においては静電容量値Ｃｖを静電容量値Ｃｖ／ｓに変化させることと同義である。そのため、Ｃｖ１＝Ｃｖ／ｓとなるから次の式（５）が成立する。
【０１０８】
【数５】
0006316152.tif 000006
【０１０９】
これにより、Ｖ相電圧の電圧値を電圧値Ｖｖ１にするためには、ｓを式（５）のように設定すればよいことがわかる。そのため、変数ｘの値をｔ倍（０＜ｔ＜１）に変化させてＵ相電圧を低下させるときに、Ｖ相電圧の電圧値が過電圧値Ｖｚよりも小さくなるようにしたい場合には、式（５）にＶｖ１＝Ｖｚを代入した以下の式（６）が成立するようにｓを設定すればよい。
【０１１０】
【数６】
0006316152.tif 000007
【０１１１】
これにより、電圧制御部１３Ａは、Ｖ相電圧が過電圧値以上になることによるインバータ２０の停止を防止できる。また、電圧制御部１３Ａは、Ｖ相電圧の目標電圧値を過電圧値Ｖｚ近傍になるようにｓを設定したスイッチング制御信号をインバータ２０に出力することにより、Ｖ相電圧を必要以上に低下させるのを防止できる。これにより、パワーコンディショナ２Ａは、できるだけ多くの電力を負荷群３００に供給することができる。
【０１１２】
また、Ｕ相電圧を低下させるときに、Ｖ相電圧を維持したい場合（すなわち、デューティー比変更前後でＶ相電圧を変化させたくない場合）には、式（５）にＶｖ１＝Ｖｖを代入した以下の式（７）に示すようにｓを設定すればよい。
【０１１３】
【数７】
0006316152.tif 000008
【０１１４】
これにより、電圧制御部１３Ａは、Ｕ相電圧を低下させた場合でもＶ相電圧の変化を抑制することができる。そのため、パワーコンディショナ２Ａは、Ｖ相に接続された負荷群３００Ｂに安定した電力を供給することができる。
【０１１５】
さらに、Ｕ相電流が基準電流値以上の場合またはＵ相電圧が基準電圧値以上の場合には、Ｕ相電圧は比較的大きく低下させる必要があるが、Ｖ相電圧はＵ相電圧ほど低下させなくてもよい。そのため、電圧制御部１３Ａは、Ｖ相電圧の低下量（＝Ｖｖ−Ｖｖ１）がＵ相電圧の低下量（＝Ｖｕ−Ｖｕ１）よりも小さくなる（Ｖｖ−Ｖｖ１＜Ｖｕ−Ｖｕ１）ようにインバータ２０に指示してもよい。
【０１１６】
具体的には、電圧入力部１１Ａから受ける電圧値Ｖｕ，Ｖｖと容量入力部１４Ａから受ける静電容量値Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖは既知の値であるため、式（２）および式（４）を用いることにより、Ｖｖ−Ｖｖ１＜Ｖｕ−Ｖｕ１を満たすためのｔと電圧値Ｖｖ１との関係がわかる。そして、電圧値Ｖｖ１は式（５）によりｔとｓとで表すことができるため、結果としてＶｖ−Ｖｖ１＜Ｖｕ−Ｖｕ１を満たすためのｔとｓとの関係がわかる。電圧制御部１３Ａは、この関係を満たすｔとｓとに基づいてスイッチング制御信号を生成してインバータ２０に出力することにより、Ｖ相電圧の低下量がＵ相電圧の低下量よりも小さくなるようにする。
【０１１７】
＜処理手順＞
図１４は、実施の形態２に従う制御部１０Ａの処理手順を説明するためのフローチャートである。
【０１１８】
図１４を参照して、制御部１０Ａは、電流センサ４１，４２によりそれぞれ検出された電流値Ｉｕ，Ｉｖを取得する（ステップＳ３２）。制御部１０Ａは、電圧センサ５１，５２によりそれぞれ検出された電圧値Ｖｕ，Ｖｖを取得する（ステップＳ３４）。制御部１０Ａは、静電容量測定部８によりそれぞれ測定された静電容量値Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖを取得する（ステップＳ３６）。ステップＳ３２，Ｓ３４，Ｓ３６の処理は互いに並行して実行されてもよく、順序を変えて実行されてもよい。
【０１１９】
制御部１０Ａは、電流値Ｉｕまたは電流値Ｉｖが基準電流値以上か否かを判断する（ステップＳ３８）。電流値Ｉｕおよび電流値Ｉｖのいずれも基準電流値未満の場合には（ステップＳ３８においてＮＯ）、制御部１０Ａは、Ｕ相およびＶ相に出力される電圧の電圧値が、それぞれ電圧値Ｖｕおよび電圧値Ｖｖを維持するようにスイッチング制御信号をインバータ２０に出力する（ステップＳ４４）。
【０１２０】
電流値Ｉｕまたは電流値Ｉｖが基準電流値以上の場合には（ステップＳ３８においてＹＥＳ）、制御部１０Ａは、電圧値Ｖｕ，Ｖｖおよび静電容量値Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖに基づいてスイッチング制御信号のデューティー比を変更する（ステップＳ４０）。
【０１２１】
具体的には、電流値Ｉｕが基準電流値以上の場合には、制御部１０Ａは、Ｕ相電圧を低下させるために、Ｕ相電圧を制御している側のレグに出力するスイッチング制御信号のデューティー比を変更する（上述したように、変数ｘの値をｔ倍にする）。同時に、制御部１０Ａは、Ｖ相電圧が目標電圧値になるように、式（５）を利用して、Ｖ相電圧を制御している側のレグに出力するスイッチング制御信号のデューティー比を変更する（上述したように、変数ｙの値をｓ倍にする）。電流値Ｉｖが基準電流値以上の場合には、制御部１０ＡはＵ相とＶ相とを置き換えてこの処理を実行する。
【０１２２】
そして、制御部１０Ａは、デューティー比を変更したスイッチング制御信号をインバータ２０に出力することにより、Ｕ相電圧を低下させるとともにＶ相電圧を低下（または維持）させる（ステップＳ４２）。
【０１２３】
なお、制御部１０と同じように、制御部１０Ａは、電流入力部１２Ａから受ける電流値を用いずに、電圧入力部１１Ａから受ける電圧値を用いてＵ相およびＶ相に出力される電圧を低下させてもよい。
【０１２４】
［実施の形態３］
実施の形態３では、図１５を参照しながら、インバータが２つのレグを有する場合の電圧制御方式について説明する。実施の形態１に従うパワーコンディショナ２は、３つのレグ２１，２２，２３を有するインバータ２０を備えている。しかし、実施の形態３に従うパワーコンディショナ２Ｂは、インバータ２０の代わりに２つのレグ２１，２３を有するインバータ２０Ｂを備えている。
【０１２５】
なお、実施の形態３に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの＜全体構成＞については、図１において、実施の形態１におけるパワーコンディショナ２がパワーコンディショナ２Ｂに置き換わった点以外は同一であるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１２６】
図１５は、実施の形態３に従うパワーコンディショナ２Ｂの構成を示す図である。実施の形態３に従うパワーコンディショナ２Ｂのインバータ２０Ｂ以外の構成は、上述したパワーコンディショナ２の当該構成と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。また、インバータ２０Ｂはレグ２２を有していないため、実施の形態３では、制御部１０（電圧制御部１３）は、スイッチング制御信号Ｓ３，Ｓ４を出力しない。
【０１２７】
図１５を参照して、インバータ２０Ｂは、互いに並列接続されたレグ２１およびレグ２３と、コンデンサ７１，７２とを含む。コンデンサ７１，７２は、直流バス１５０を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。コンデンサ７１とコンデンサ７２との中間点は、リアクトルＬ２を介して端子２０２に接続される。
【０１２８】
以下、図１５を参照しながら、実施の形態３における電圧制御方式について説明する。なお、図７の場合と同様に電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が高く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が高いものとする。
【０１２９】
制御部１０（電圧制御部１３）は、Ｕ相およびＶ相に出力される電圧を低下させるために、レグ２１に出力するスイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２のデューティー比と、レグ２３に出力するスイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ６のデューティー比とを変更する。
【０１３０】
具体的には、電圧制御部１３は、Ｕ相電圧を低下させるために、（１）スイッチング制御信号Ｓ１のデューティー比を小さくし（たとえば、８０％→６０％）、（２）スイッチング制御信号Ｓ２のデューティー比を大きくする（たとえば、２０％→４０％）。電圧制御部１３は、Ｖ相電圧を低下させるために、（３）スイッチング制御信号Ｓ５のデューティー比を大きくして（たとえば、２０％→４０％）、（４）スイッチング制御信号Ｓ６のデューティー比を小さくする（たとえば、８０％→６０％）。
【０１３１】
電圧制御部１３は、上記（１）〜（４）の制御を同時に実行して、電圧線Ｕおよび中性線Ｏ間の電位差と、中性線Ｏおよび電圧線Ｖ間の電位差とを小さくすることによりＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させる。
【０１３２】
なお、図１５では、電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が高く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が高いものとして説明したが、電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が低く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が低い場合には、各スイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ６のデューティー比を逆に変化させればよい。
【０１３３】
［実施の形態４］
実施の形態４では、パワーコンディショナが２つのインバータを備える場合の電圧制御方式について説明する。
【０１３４】
図１６は、実施の形態４に従うパワーコンディショナ２Ｃの構成を示す図である。なお、図示しないが、パワーコンディショナ２Ｃは、電力線３を介して図１と同様に交流電力系統６に接続されており、負荷群３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃに電力を供給する。
【０１３５】
図１６を参照して、パワーコンディショナ２Ｃは、制御部１０Ｃと、インバータ３０，３５と、電流センサ４１，４２と、電圧センサ５１，５２と、リアクトルＬ１〜Ｌ４と、端子２０１〜２０７とを含む。
【０１３６】
インバータ３０は、制御部１０Ｃからのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４に応じて、直流バス１５０を介して直流電源４から供給された直流電力を交流電力に変換し、その変換で得られた交流電力をＵ相に出力する。
【０１３７】
インバータ３０は、互いに並列接続されたレグ２１およびレグ２２を含む。レグ２１において、トランジスタＱ１，Ｑ２は、直流バス１５０を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ１とトランジスタＱ２との中間点は、リアクトルＬ１を介して端子２０１に接続される。レグ２２において、トランジスタＱ３，Ｑ４は、正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ３とトランジスタＱ４との中間点は、リアクトルＬ２を介して端子２０２に接続される。
【０１３８】
インバータ３５は、制御部１０Ｃからのスイッチング制御信号Ｓ５〜Ｓ８に応じて、直流バス１６０を介して直流電源４Ａから供給された直流電力を交流電力に変換し、その変換で得られた交流電力をＶ相に出力する。
【０１３９】
インバータ３５は、互いに並列接続されたレグ２３およびレグ２４を含む。レグ２４は、上アーム（トランジスタＱ７およびダイオードＤ７）と下アーム（トランジスタＱ８およびダイオードＤ８）とを含む。
【０１４０】
レグ２３において、トランジスタＱ５，Ｑ６は、直流バス１６０を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ５とトランジスタＱ６との中間点は、リアクトルＬ３を介して端子２０２に接続される。レグ２４において、トランジスタＱ７，Ｑ８は、直流バス１６０を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＳＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ７とトランジスタＱ８との中間点は、リアクトルＬ４を介して端子２０３に接続される。
【０１４１】
＜制御部の構成＞
図１７は、実施の形態４に従う制御部１０Ｃの構成を示す模式図である。図１７を参照して、制御部１０Ｃは、電圧入力部１１Ｃと、電流入力部１２Ｃと、電圧制御部１３Ｃととを含む。電圧入力部１１Ｃ、電流入力部１２Ｃは、それぞれ図５に示す電圧入力部１１および電流入力部１２と実質的に同一の構成を有する。
【０１４２】
なお、電圧制御部１３Ｃは、電圧制御部１３と同一の機能を有しており、電圧制御部１３と同じようにＵ相電圧およびＶ相電圧を制御する。ただし、電圧制御部１３はスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成してインバータ２０に出力することによりＵ相電圧およびＶ相電圧を制御するが、電圧制御部１３Ｃは、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ８を生成してインバータ３０，３５に出力することによりＵ相電圧およびＶ相電圧を制御する。
【０１４３】
＜電圧制御方式＞
以下、図１６を参照しながら、実施の形態４に従う電圧制御方式について説明する。具体的には、電圧制御部１３ＣがＵ相およびＶ相に出力される電圧を低下させるときの電圧制御方式について説明する。なお、図７の場合と同様に電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が高く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が高いものとする。
【０１４４】
電圧制御部１３Ｃは、Ｕ相電圧およびＶ相電圧を低下させるために、レグ２１〜レグ２４にそれぞれ出力するスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ８のデューティー比を変更する。
【０１４５】
具体的には、電圧制御部１３Ｃは、Ｕ相電圧を低下させるために、（１）スイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ４のデューティー比を小さくし（たとえば、８０％→６０％）、（２）スイッチング制御信号Ｓ２，Ｓ３のデューティー比を大きくする（たとえば、２０％→４０％）。電圧制御部１３Ｃは、Ｖ相電圧を低下させるために、（３）スイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ８のデューティー比を小さくし（たとえば、８０％→６０％）、（４）スイッチング制御信号Ｓ６，Ｓ７のデューティー比を大きくする（たとえば、２０％→４０％）。
【０１４６】
電圧制御部１３Ｃは、上記（１）〜（４）の制御を同時に実行して、電圧線Ｕおよび中性線Ｏ間の電位差と、中性線Ｏおよび電圧線Ｖ間の電位差とを小さくすることによりＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させる。
【０１４７】
なお、図１６では、電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が高く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が高いものとして説明したが、電圧線Ｕが中性線Ｏよりも電位が低く、中性線Ｏが電圧線Ｖよりも電位が低い場合には、スイッチング制御信号Ｓ１，Ｓ４のデューティー比を大きくし、スイッチング制御信号Ｓ２，Ｓ３のデューティー比を小さくし、スイッチング制御信号Ｓ５，Ｓ８のデューティー比を大きくし、スイッチング制御信号Ｓ６，Ｓ７のデューティー比を小さくすればよい。
【０１４８】
［その他の実施の形態］
上述した実施の形態では、電流センサ４１，４２と電圧センサ５１，５２と静電容量測定部８とは、パワーコンディショナ内に設けられる場合について説明したが、これらはパワーコンディショナ外部に設けられていてもよい。
【０１４９】
また、コンデンサ５Ａ〜５Ｃは、パワーコンディショナ内に設けられるコンデンサの静電容量を考慮した合成容量であってもよい。すなわち、コンデンサ５Ａの静電容量は電圧線Ｕと中性線Ｏとの間に接続されるすべてのコンデンサの合成容量であり、コンデンサ５Ｂの静電容量は中性線Ｏおよび電圧線Ｖとの間に接続されるすべてのコンデンサの合成容量であり、コンデンサ５Ｃの静電容量は電圧線Ｕと電圧線Ｖとの間に接続されるすべてのコンデンサの合成容量であってもよい。
【０１５０】
［まとめ］
本発明の実施の形態は次のように要約することができる。
【０１５１】
（１）  電圧線Ｕおよび電圧線Ｖと中性線Ｏとを有する単相３線式の電力線３と、直流電源４とに接続されるパワーコンディショナ２は、直流電源４の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータ２０と、インバータ２０を制御する制御部１０とを備える。制御部１０は、電圧線Ｕおよび中性線Ｏから構成されるＵ相の電圧値Ｖｕと、電圧線Ｖおよび中性線Ｏから構成されるＶ相の電圧値Ｖｖとを受け付ける電圧入力部１１と、電圧線Ｕの電流値Ｉｕを受け付ける電流入力部１２と、電圧値Ｖｕ，Ｖｖと、電流値Ｉｕとに基づいて、インバータ２０からＵ相およびＶ相に出力される電圧を制御する電圧制御部１３とを含む。電圧制御部１３は、電流値Ｉｕが基準電流値以上である場合に、Ｕ相に出力される電圧を電圧値Ｖｕよりも低下させるとともに、Ｖ相に出力される電圧を電圧値Ｖｖよりも低下させるようにインバータ２０に指示する。
【０１５２】
上記構成によると、意図しないパワーコンディショナ２の自立運転の停止を防ぐことができる。そのため、負荷群３００への電力供給を維持することができる。
【０１５３】
（２）  電圧制御部１３は、電流値Ｉｕが過電流値以上になった場合に、インバータ２０を停止させる。基準電流値は、過電流値よりも小さい。
【０１５４】
上記構成によると一方の電圧線の電流値が増加した場合でも、これらが過電流値になる前の段階で電圧の低下制御が実行されるため、インバータ２０の停止をより効果的に防ぐことができる。
【０１５５】
（３）  電圧線Ｕおよび電圧線Ｖと中性線Ｏとを有する単相３線式の電力線３と、直流電源４とに接続されるパワーコンディショナ２は、直流電源４の直流電力を単相３線式の交流電力に変換するインバータ２０と、インバータ２０を制御する制御部１０とを備える。制御部１０は、電圧線Ｕおよび中性線Ｏから構成されるＵ相の電圧値Ｖｕと、電圧線Ｖおよび中性線Ｏから構成されるＶ相の電圧値Ｖｖとを受け付ける電圧入力部１１と、電圧値Ｖｕ，Ｖｖに基づいて、インバータ２０からＵ相およびＶ相に出力される電圧を制御する電圧制御部１３とを含む。電圧制御部１３は、電圧値Ｖｕが基準電圧値以上である場合に、Ｕ相に出力される電圧を基準電圧値よりも低下させるとともに、Ｖ相に出力される電圧を電圧値Ｖｖ以下にするようにインバータ２０に指示する。
【０１５６】
上記構成によると、意図しないパワーコンディショナ２の自立運転の停止を防ぐことができる。そのため、負荷群３００への電力供給を維持することができる。
【０１５７】
（４）  電圧制御部１３は、電圧値Ｖｕまたは電圧値Ｖｖが過電圧値以上になった場合に、インバータ２０を停止させる。基準電圧値は、過電圧値よりも小さい。
【０１５８】
上記構成によると一方の相の電圧値が増加した場合でも、これらが過電圧値になる前の段階で電圧の低下制御が実行されるため、インバータ２０の停止をより効果的に防ぐことができる。
【０１５９】
（５）  制御部１０Ａは、電圧線Ｕおよび中性線Ｏ間に接続されているコンデンサ５Ａの静電容量値Ｃｕと、電圧線Ｖおよび中性線Ｏ間に接続されているコンデンサ５Ｂの静電容量値Ｃｖと、電圧線Ｕおよび電圧線Ｖ間に接続されているコンデンサ５Ｃの静電容量値Ｃｕｖとを受け付ける容量入力部１４Ａをさらに含む。電圧制御部１３Ａは、Ｕ相に出力される電圧を電圧値Ｖｕよりも低下させるとき、電圧値Ｖｕ，Ｖｖと静電容量値Ｃｕ，Ｃｖ，Ｃｕｖとに基づいてＶ相に出力される電圧を目標電圧値にするためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６を生成し、当該生成されたスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ６をインバータ２０に出力する。
【０１６０】
上記構成によると、電荷の移動を考慮してＵ相電圧およびＶ相電圧を低下させることができるため、より精度良くＵ相電圧およびＶ相電圧を制御することができる。
【０１６１】
（６）  目標電圧値は、電圧入力部１１Ａにより受け付けられた電圧値である。
上記構成によると、たとえば、基準電流値または基準電圧値以上になった側の相（たとえば、Ｕ相電圧）を低下させた場合でも他方の相（たとえば、Ｖ相）の電圧の変化を抑制することができる。そのため、パワーコンディショナ２Ａは、Ｖ相に接続された負荷群３００Ｂに安定した電力を供給することができる。
【０１６２】
（７）  電圧制御部１３は、Ｖ相に出力される電圧の低下量がＵ相に出力される電圧の低下量よりも小さくなるようにインバータ２０に指示する。
【０１６３】
上記構成によると、基準電流値または基準電圧値以上になっていない側のＶ相電圧の低下量を抑えることにより、多くの電力を負荷群３００Ｂに供給することができる。
【０１６４】
上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。
【０１６５】
また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理や構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。
【０１６６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６７】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  パワーコンディショナ、３  電力線、４，４Ａ  直流電源、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，７１，７２  コンデンサ、６  交流電力系統、８  静電容量測定部、１０，１０Ａ，１０Ｃ  制御部、１１，１１Ａ，１１Ｃ  電圧入力部、１２，１２Ａ，１２Ｃ  電流入力部、１３，１３Ａ，１３Ｃ  電圧制御部、１４Ａ  容量入力部、２０，２０Ｂ，３０，３５  インバータ、２１，２２，２３，２４  レグ、４１，４２  電流センサ、５１，５２  電圧センサ、１５０，１６０  直流バス、２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０７  端子、３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ  負荷群、５００，６００  領域、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８  トランジスタ。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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