(57)【要約】  【課題】太陽電池と併用する燃料電池により発電した電力を極力売電しないようにし、トータルで損のでないようにする。  【解決手段】太陽電池から入力される直流電力を交流に変換して出力するパワーコンディショナ１と、燃料電池から入力される直流電力を交流に変換して出力するパワーコンディショナ２と、これらパワーコンディショナ１，２からの出力と商用電力系統ＡＣからの商用電源入力とを系統連系して分岐出力する分電盤３と、商用電力系統ＡＣに対して買電状態にあるか売電状態にあるかの判別をするとともに、パワーコンディショナ１，２の出力測定を個別に行い、判別結果が売電状態にあるときであって、売電力がパワーコンディショナ１の出力よりも大きい場合に、パワーコンディショナ２の発電量を少なくする制御装置４とを備えた。【選択図】図１
2005102432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池から入力される直流電力を交流に変換して出力するパワーコンディショナと、燃料電池から入力される直流電力を交流に変換して出力するパワーコンディショナと、これら双方のパワーコンディショナからの出力と商用電力系統からの商用電源入力とを系統連系して分岐出力する分電盤と、商用電力系統に対して買電状態にあるか売電状態にあるかの判別をするとともに、上記双方のパワーコンディショナの出力測定を個別に行い、判別結果が売電状態にあるときであって、売電力が太陽電池のパワーコンディショナの出力よりも大きい場合に、燃料電池のパワーコンディショナの発電量を少なくする制御装置とを備えることを特徴とする系統連係システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記分電盤から分岐出力される消費量の測定をする手段を有し、前記判別結果が売電状態にあるときであって、売電力が太陽電池のパワーコンディショナの出力よりも大きい場合に、燃料電池のパワーコンディショナの発電量を前記手段で測定された消費量と同一にすることを特徴とする請求項１記載の系統連係システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池及び燃料電池で発生した直流電力を交流に変換して商用電源系統に連係する系統連係システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の系統連係システムとしては、例えば特許文献１に記載された太陽光発電システムがある。このシステムは、太陽電池から入力される直流電力を交流に変換して出力する電力変換器と、この電力変換器の出力と商用電源系統からの商用電源入力とを系統連係して分岐出力する分電盤とを備え、商用電源系統に対して買電状態にあるか売電状態にあるかを信号変換回路で判別し、その情報を表示器に表示するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−２２５４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、太陽電池は、昼間で晴れの日に発電するが、夜や雨の日には発電することができないので商用電力系統から買電することになる。商用電力の使用量を減らして電気代をさらに節約するためには、太陽電池に加えて、商用電力よりも費用の安い燃料電池を併用するシステムが考えられる。
【０００４】
しかしながら、単純に燃料電池を併用するシステムでは、燃料電池による発電にかかる費用は商用電力よりも安いものの、燃料電池により発電した電力を売電してしまうと、発電にかかる費用よりも安い費用でしか買ってもらえないので、発電に費用のかからない太陽電池とは異なり、トータルとして損がでることとなる。
【０００５】
本発明は、このような事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池と併用する燃料電池により発電した電力を極力売電しないようにし、トータルで損のでない系統連係システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明の系統連係システムは、太陽電池から入力される直流電力を交流に変換して出力するパワーコンディショナと、燃料電池から入力される直流電力を交流に変換して出力するパワーコンディショナと、これら双方のパワーコンディショナからの出力と商用電力系統からの商用電源入力とを系統連系して分岐出力する分電盤と、商用電力系統に対して買電状態にあるか売電状態にあるかの判別をするとともに、上記双方のパワーコンディショナの出力測定を個別に行い、判別結果が売電状態にあるときであって、売電力が太陽電池のパワーコンディショナの出力よりも大きい場合に、燃料電池のパワーコンディショナの発電量を少なくする制御装置とを備えることを特徴とする。この構成では、太陽電池と併用する燃料電池により発電した電力を極力売電しないようにし、トータルで損のでないようにすることができる。
【０００７】
請求項２記載の発明、請求項１記載の系統連係システムにおいて、前記制御装置は、前記分電盤から分岐出力される消費量の測定をする手段を有し、前記判別結果が売電状態にあるときであって、売電力が太陽電池のパワーコンディショナの出力よりも大きい場合に、燃料電池のパワーコンディショナの発電量を前記手段で測定された消費量と同一にすることを特徴とする。この構成では、売電力と太陽電池のパワーコンディショナの出力とを等しくなるようにできるため、太陽電池のパワーコンディショナの発電量を全て売電にまわすことができ、コスト的に有利となる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽電池と併用する燃料電池により発電した電力を極力売電しないようにし、トータルで損のでないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明による一実施形態の系統連係システムの構成図、図２は同系統連係システムの動作フロー図である。
【００１０】
本実施形態の系統連係システムは、太陽電池及び燃料電池で発生した直流電力を交流に変換して商用電源系統に連係するものであり、図１に示すように、パワーコンディショナ１，２と、分電盤３とを備えているとともに、分電盤３内に制御装置４を備えている。
【００１１】
パワーコンディショナ１は、図外の太陽電池から入力される直流電力を交流に変換して出力するものであり、例えば特許文献１と同様に、接続箱を介して太陽電池と接続されるインバータ回路構成の電力変換器およびこの出力側に設けられる解列開閉器などにより構成される。
【００１２】
パワーコンディショナ２は、図外の燃料電池から入力される直流電力を交流に変換して出力するものであり、例えば、接続箱を介して燃料電池と接続されるインバータ回路構成の電力変換器およびこの出力側に設けられる解列開閉器などにより構成される。
【００１３】
各パワーコンディショナ内の解列開閉器は、解列開閉器と後述の連係ブレーカ３３との間の線間電圧の変動や周波数の変動に異常があれば、解列される。また、電力変換器と解列開閉器との間に、共用分岐ブレーカが設けられることもある。
【００１４】
分電盤３は、パワーコンディショナ１，２からの出力と商用電力系統ＡＣからの商用電源入力とを系統連系して分岐出力するものであり、ボディ及びカバーによりなるハウジング３０を備えているとともに、電流制限器（リミッタ）ないし主幹ブレーカ（漏電ブレーカ）を含み商用電力系統ＡＣと接続される主幹ブロック３１と、この主幹ブロック３１を介して商用電力系統ＡＣと接続される複数の分岐ブレーカ３２，…，３２及び複数の連係ブレーカ３３，３３とをハウジング３０内に備えている。複数の連係ブレーカ３３，３３には、パワーコンディショナ１，２の出力が接続される。
【００１５】
制御装置４は、商用電力系統ＡＣに対して買電状態にあるか売電状態にあるかの判別をする判別部４１と、パワーコンディショナ１，２の出力電力Ｐ１，Ｐ２の測定を個別に行う測定部４２と、分電盤３から分岐出力される電力消費量ＰL の測定をする測定部４３とを備え、それら判別および各測定結果を基に、パワーコンディショナ１，２の各電力変換器を制御することにより、パワーコンディショナ１，２の出力電力Ｐ１，Ｐ２を調整するものである。
【００１６】
例えば、制御装置４は、パワーコンディショナ１をフル稼働している状態で、判別部４１による判別結果が売電状態にあるときであって、売電力がパワーコンディショナ１の出力電力Ｐ１よりも大きい場合に、パワーコンディショナ２の出力電力Ｐ２を下げてその発電量を少なくするように、パワーコンディショナ１，２を制御する。より具体的には、上記判別結果が売電状態にあるときであって、売電力がパワーコンディショナ１の出力電力Ｐ１よりも大きい場合に、パワーコンディショナ２の発電量を、測定部４３で測定された電力消費量ＰL と同一にすることにより、売電力とパワーコンディショナ１の出力電力Ｐ１とが等しくなるように、パワーコンディショナ１，２を制御するように構成される。
【００１７】
また、制御装置４は、パワーコンディショナ１をフル稼働している状態で、判別結果が買電状態にあるときには、パワーコンディショナ２の出力電力Ｐ２を上げてその発電量を多くすることにより買電量を低減するように、パワーコンディショナ１，２を制御する。
【００１８】
なお、商用電力系統ＡＣとの接続部位に設けられる買電の電力量を検出する電力量計および売電の電力量を検出する電力量計に、いわゆるマイコンメータを使用すれば、それら双方の電力量計から買電量および売電量をデータとして上記判別部４１に取り込むことができるので、それらのデータを基に上記判別をすることができる。あるいは、特許文献１と同様に、主幹ブロック３１の主幹ブレーカと各分岐ブレーカ３２との間の幹線を流れる電流の瞬時値を検出する２個の変流器と、幹線の線間電圧の瞬時値を検出するとともに上記変流器により検出した電流の瞬時値との積の平均値を求める売買電力演算手段（信号変換回路）とを設け、売買電力演算手段により求められた平均値を基に上記判別をするようにしてもよい。
【００１９】
次に上記系統連係システムの動作について説明する。ただし、図１，図２のＰX は売買電量（正なら売電量、負なら買電量）とする。
【００２０】
まず、パワーコンディショナ１，２の出力電力Ｐ１，Ｐ２、判別のための売買電量ＰX および電力消費量ＰL が検出され（Ｓ１）、出力電力Ｐ１が最大になるように、パワーコンディショナ１がフル稼働される（Ｓ２）。
【００２１】
このようにパワーコンディショナ１をフル稼働している状態で、判別結果が売電状態にあるとき（Ｓ３でＹＥＳ）、売電力がパワーコンディショナ１の出力電力Ｐ１よりも大きい場合に、パワーコンディショナ２の発電量を電力消費量ＰL と同一にすることにより、売電力（ＰX ）とパワーコンディショナ１の出力電力Ｐ１とが等しくなるように、パワーコンディショナ２が制御される（Ｓ４）。このとき、出力電力Ｐ１は外部環境に応じた最大発電となり、出力電力Ｐ２は分電盤３から各分岐ブレーカ３２を介して分岐出力される消費電力（ＰL ）と等しくなる。
【００２２】
一方、判別結果が買電状態にあるとき（Ｓ３でＮＯ）、パワーコンディショナ２の出力電力Ｐ２を上げてその発電量を最大にすることにより買電量を低減するように、パワーコンディショナ２が制御される。このとき（ＰX ＜０の買電時）、出力電力Ｐ１は外部環境に応じた最大発電となり、出力電力Ｐ２は最大発電となる。
【００２３】
本実施形態によれば、パワーコンディショナ１をフル稼働している状態で、判別部４１による判別結果が売電状態にあるときであって、売電力がパワーコンディショナ１の出力電力Ｐ１よりも大きい場合に、パワーコンディショナ２の出力電力Ｐ２を下げてその発電量を少なくするように、パワーコンディショナ１，２を制御するので、太陽電池と併用する燃料電池により発電した電力を極力売電しないようにし、トータルで損のでないようにすることができる。
【００２４】
特に、上記判別結果が売電状態にあるときであって、売電力がパワーコンディショナ１の出力電力Ｐ１よりも大きい場合に、パワーコンディショナ２の発電量を、測定部４３で測定された電力消費量ＰL と同一にすることにより、売電力とパワーコンディショナ１の出力電力Ｐ１とを等しくなるようにできるため、パワーコンディショナ１の発電量を全て売電にまわすことができ、コスト的に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による一実施形態の系統連係システムの構成図である。
【図２】同系統連係システムの動作フロー図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，２  パワーコンディショナ
３  分電盤
４  制御装置
【図１】
2005102432.tif 000003
【図２】
2005102432.tif 000004