(57)【要約】【課題】太陽電池の運転中に増出力指令があったとき、太陽電池に並列接続される二次電池の出力も考慮して、全体として最大電力を出力することである。【解決手段】最大電力運転判定部２２は、外部から増出力指令Ｓが入力されたとき、最大電力追従制御部２０による太陽電池１１の最大出力電力と、太陽電池に接続したときの二次電池１２ａ、１２ｂの定格出力とその定格電圧で太陽電池を運転したときの太陽電池の出力との合計出力電力とのうち最大出力を判定して選択し、運転制御部２１は、選択された最大出力が太陽電池の最大出力電力である場合には、インバータ１５により太陽電池の最大出力電力を交流系統１６に出力し、二次電池を太陽電池に並列に接続した場合には、その二次電池を太陽電池に接続し、インバータによりその定格電圧での太陽電池の出力を交流系統に出力し二次電池の放電制御も行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、
定格電圧及び定格出力が異なる複数個の二次電池と、
複数個の前記二次電池を前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、
前記太陽電池及び前記二次電池が接続された直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力するインバータと、
前記太陽電池の出力電力が最大出力電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、
外部から増出力指令が入力されたとき、前記最大電力追従制御部による前記太陽電池の最大出力電力と、複数個の各々の二次電池を個別に前記太陽電池に並列に接続したときの前記二次電池の定格出力とその二次電池の定格電圧で前記太陽電池を運転したときの前記太陽電池の出力との合計出力電力とを比較し、それらのうち最大出力を判定して最大出力を選択する最大電力運転判定部と、
前記最大電力運転判定部により選択された最大出力が前記最大電力追従制御部による前記太陽電池の最大出力電力である場合には前記インバータにより前記太陽電池の最大出力電力を前記交流系統に出力し、前記最大電力運転判定部により選択された最大出力が前記二次電池を前記太陽電池に並列に接続した場合であるときはその二次電池を前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続し前記インバータによりその二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力を前記交流系統に出力するとともに前記二次電池の放電制御を行う運転制御部とを備えたことを特徴とする太陽光発電装置。
【請求項２】
外部からの増出力指令は、前記インバータが接続された前記交流系統の周波数が所定値より低下したことを検出する系統周波数低下検出装置からの周波数低下検出信号、または、前記インバータが接続された前記交流系統の接続端の電圧が所定値より低下したことを検出する電圧低下検出装置からの電圧低下検出信号、または、系統運用者による運用指令装置からの出力増指令信号であることを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記最大電力運転判定部は、選択した最大出力が前記二次電池を前記太陽電池に並列に接続した場合であるときは、その二次電池の充電深度に基づいて定格出力での放電運転可能時間を求め、前記放電運転可能時間が予め定めた所定時間より短いときは、その二次電池の選択を除外することを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記最大電力運転判定部は、前記合計出力電力を算出する際に、各々の二次電池の充電深度に基づいて放電可能量を求め、その放電可能量を予め定めた二次電池運転時間で除算して各々の二次電池の放電運転可能出力を求め、前記放電運転可能出力が定格出力より大きいときは、二次電池の定格出力を用いて前記合計出力電力を算出し、前記放電運転可能出力が定格出力未満であるときは、前記二次電池の定格出力に代えて、前記放電運転可能出力を用いて前記合計出力電力を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池に並列に二次電池が設置され電力系統と連系運転を行う太陽光発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電装置は、太陽電池の直流電力を交流に変換し、既存の電力系統に連系して運転するものであり、災害時や系統事故時にも運転が可能なように、太陽電池に並列に二次電池を設置したものがある。
【０００３】
図３は、太陽電池に並列に二次電池を設置した太陽光発電装置の構成図である。太陽電池１１に二次電池１２が並列に配置されて直流系統１３が形成されている。二次電池１２は切替スイッチ１４を介して太陽電池１１に並列に接続され、直流系統１３はインバータ１５を介して交流系統１６に接続されている。この場合、二次電池１２の定格電圧ＶＡは太陽電池１１の開放電圧Ｖｏより小さく設定されている。また、太陽電池１１は直流系統１３からの電力供給を阻止するダイオードＤを介して直流系統１３に接続されている。
【０００４】
制御装置１７は、インバータ１５により太陽電池１１を運転制御したり、二次電池１２を充放電制御するものである。太陽電池１１の出力制御の際には、切替スイッチ１４を開いて、二次電池１２を直流系統１３から切り離し、太陽電池１１を最大電力追従制御｛ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御｝する。また、太陽電池１１の出力を零にするときには直流系統１３の電圧を開放電圧Ｖｏに制御する。一方、二次電池１２を充放電制御する際には切替スイッチ１４を閉じ、充電のときは交流系統１６から二次電池１２に電力を供給する制御を行い、放電のときは二次電池１２から交流系統１６に電力を供給する制御を行う。
【０００５】
太陽電池１１と二次電池１２とを同時に並列接続して一台のインバータ１５で制御する場合、直流系統１３の直流電圧（インバータ１５の直流電圧）は二次電池１２の電圧ＶＡに支配される。これは、二次電池１２は電圧源的特性を有し内部インピーダンスが非常に小さいためである。インバータ１５の直流電圧が二次電池１２の電圧ＶＡに支配されると、太陽電池１１の電圧Ｖが二次電池１２の電圧ＶＡに支配され、太陽電池１１の最大電力追従制御（ＭＰＰＴ制御）ができなくなる。
【０００６】
そのため、太陽電池１１を最大電力追従制御するときは、切替スイッチ１４を開いて太陽電池１１を最大電力追従制御し、二次電池１２をインバータ１５に接続するときは、太陽電池の運転を停止して切替スイッチ１４を閉じ、二次電池１２の充放電制御を行うようにしている。
【０００７】
また、図４に示すように、切替スイッチ１４に代えて、直流系統１３の二次電池１２とインバータ１５との間にＤＣチョッパ１８を接続し、ＤＣチョッパ１８により二次電池１２の電圧を太陽電池１１の電圧に調整してインバータ１５の直流電圧（直流系統の直流電圧）を一定に制御するようにしたものもある。
【０００８】
すなわち、電力出力指令値に対応した電力を発生するインバータと太陽電池とを接続し、太陽電池とインバータとの接続点とバッテリとの間に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータブロックを挿入し、バッテリ放電指令発生時に太陽電池の発生電力が最大となるように太陽電池とインバータとの接続点の電圧を制御し、バッテリ充電指令発生時に太陽電池の発生電力が最大となるように太陽電池とインバータとの接続点の電圧を制御し、太陽電池の発電能力を最大限に発揮させ、日射エネルギーを有効に利用できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２６６４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のものでは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータブロック（ＤＣチョッパ）を用いて、太陽電池とインバータとの接続点の電圧を制御するものであるので、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータブロックが必要となり、システム全体が大型化しまた損失が増加する。
【００１１】
そこで、出願人は、定格電圧が異なる複数個の二次電池を用意し、太陽電池の最大電力追従制御中に二次電池の充放電制御が必要となったときは、最大電力追従制御による太陽電池の動作電圧に最も近い定格電圧の二次電池を太陽電池に並列に接続し、その二次電池の定格電圧で太陽電池を運転するとともに、インバータにより二次電池の充放電制御を行うようにした太陽光発電装置を開発し、特願２０１０−２１９４７号として出願した。これにより、二次電池の充放電制御を行う際に太陽電池の発電能力を最大限に発揮できる。
【００１２】
一方、太陽電池の最大電力追従制御中であっても、太陽光発電装置の全体として出力を増加させたい場合がある。太陽電池の最大出力は日射強度によって最大出力動作電圧が変化するので、太陽電池に二次電池を並列に接続して太陽電池を運転した方が、太陽光発電装置の全体として出力が大きくなる場合が考えられる。
【００１３】
本発明の目的は、太陽電池の運転中に増出力指令があったとき、太陽電池に並列接続される二次電池の出力も考慮して、全体として最大電力を出力できる太陽光発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明に係る太陽光発電装置は、太陽光により直流電力を発電する太陽電池と、定格電圧及び定格出力が異なる複数個の二次電池と、複数個の前記二次電池を前記太陽電池に並列に接続するスイッチ回路と、前記太陽電池及び前記二次電池が接続された直流系統の直流電力を交流に変換して交流系統に出力するインバータと、前記太陽電池の出力電力が最大出力電力となるように最大電力追従制御を行う最大電力追従制御部と、外部から増出力指令が入力されたとき、前記最大電力追従制御部による前記太陽電池の最大出力電力と、複数個の各々の二次電池を個別に前記太陽電池に並列に接続したときの前記二次電池の定格出力とその二次電池の定格電圧で前記太陽電池を運転したときの前記太陽電池の出力との合計出力電力とを比較し、それらのうち最大出力を判定して最大出力を選択する最大電力運転判定部と、前記最大電力運転判定部により選択された最大出力が前記最大電力追従制御部による前記太陽電池の最大出力電力である場合には前記インバータにより前記太陽電池の最大出力電力を前記交流系統に出力し、前記最大電力運転判定部により選択された最大出力が前記二次電池を前記太陽電池に並列に接続した場合であるときはその二次電池を前記直流系統の前記太陽電池に並列に接続し前記インバータによりその二次電池の定格電圧での前記太陽電池の出力を前記交流系統に出力するとともに前記二次電池の放電制御を行う運転制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明に係る太陽光発電装置は、請求項１の発明において、外部からの増出力指令は、前記インバータが接続された前記交流系統の周波数が所定値より低下したことを検出する系統周波数低下検出装置からの周波数低下検出信号、または、前記インバータが接続された前記交流系統の接続端の電圧が所定値より低下したことを検出する電圧低下検出装置からの電圧低下検出信号、または、系統運用者による運用指令装置からの出力増指令信号であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明に係る太陽光発電装置は、請求項１または２の発明において、前記最大電力運転判定部は、選択した最大出力が前記二次電池を前記太陽電池に並列に接続した場合であるときは、その二次電池の充電深度に基づいて定格出力での放電運転可能時間を求め、前記放電運転可能時間が予め定めた所定時間より短いときは、その二次電池の選択を除外することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明に係る太陽光発電装置は、請求項１または２の発明において、前記最大電力運転判定部は、前記合計出力電力を算出する際に、各々の二次電池の充電深度に基づいて放電可能量を求め、その放電可能量を予め定めた二次電池運転時間で除算して各々の二次電池の放電運転可能出力を求め、前記放電運転可能出力が定格出力より大きいときは、二次電池の定格出力を用いて前記合計出力電力を算出し、前記放電運転可能出力が定格出力未満であるときは、前記二次電池の定格出力に代えて、前記放電運転可能出力を用いて前記合計出力電力を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、外部から増出力指令が入力されたとき、複数個の各々の二次電池を個別に太陽電池に並列に接続したときの二次電池の定格出力と、その二次電池の定格電圧で太陽電池を運転したときの太陽電池の出力との合計出力電力を算出し、それら合計出力電力と太陽電池を最大電力追従制御したときの最大出力電力とを比較し、これらのうち最大電力を選択して運転するので、太陽電池に並列接続される二次電池の出力も考慮して、全体として最大電力を出力できる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、外部からの増出力指令は、インバータが接続された交流系統の周波数低下検出信号、または、インバータが接続された交流系統の接続端の電圧低下検出信号、または、系統運用者による出力増指令信号であるので、太陽光発電装置の出力により、交流系統の周波数低下や電圧低下を抑制できる。また、系統運用者により太陽光発電装置の出力を系統運用に使用できる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、定格出力での放電運転可能時間が予め定めた所定時間より短い二次電池は除外するので、外部からの増出力指令に対して所定時間以上の出力増に対応できる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、放電運転可能出力が定格出力未満である二次電池に対しては、定格出力に代えて、その放電運転可能出力を用いて合計出力電力を算出するので、外部からの増出力指令に対して二次電池の運転が必要な時間を確保した放電制御が行える。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽光発電装置の構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る太陽光発電装置の太陽電池のＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフ。
【図３】太陽電池に並列に二次電池を設置した従来の太陽光発電装置の一例の構成図。
【図４】太陽電池に並列に二次電池を設置した従来の太陽光発電装置の他の一例の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る太陽光発電装置の構成図である。太陽電池１１は直流系統１３からの電力供給を阻止するダイオードＤを介して直流系統１３に接続され、直流系統１３はインバータ１５を介して交流系統１６に接続されている。この直流系統１３の太陽電池１１には、定格電圧が異なる２個の二次電池１２ａ、１２ｂがスイッチ回路１９ａ、１９ｂを介して並列に配置されている。二次電池１２ａの定格電圧ＶＡは太陽電池１１の開放電圧Ｖｏより小さく設定され、二次電池１２ｂの定格電圧ＶＢは太陽電池１１の開放電圧Ｖｏより小さく設定され、ＶＡ＞ＶＢであるとする。
【００２４】
制御装置１７は、インバータ１５により太陽電池１１を運転制御したり、二次電池１２ａ、１２ｂを充放電制御するものである。
【００２５】
制御装置１７の最大電力追従制御部２０は、太陽電池１１の出力電力が最大出力電力となるように最大電力追従制御｛ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御｝を行うものである。制御装置１７の運転制御部２１は、太陽電池１１の単独運転の際には、スイッチ回路１９ａ、１９ｂを開いて、二次電池１２ａ、１２ｂを直流系統１３から切り離し、最大電力追従制御部２０からの指令に基づいてインバータ１５を制御する。これにより、運転制御部２１は最大電力追従制御部２０による太陽電池１１の最大出力電力を交流系統１６に出力する。また、運転制御部２１は、太陽電池１１の出力を零にするときには直流系統１３の電圧を開放電圧Ｖｏに制御する。
【００２６】
最大電力運転判定部２２は、外部から増出力指令Ｓが入力されたとき、太陽光発電装置全体としてみた場合の最大電力を判定するものである。すなわち、太陽電池１１を単独で運転した場合の最大出力電力、二次電池１２ａを接続して太陽電池１１を運転した場合の二次電池１２ａの出力電力と太陽電池１１の出力電力との合計出力電力、二次電池１２ｂを接続して太陽電池１１を運転した場合の二次電池１２ｂの出力電力と太陽電池１１の出力電力との合計出力電力のうち最大電力を判定しその最大電力を選択して出力する。
【００２７】
記憶装置２３には、予め太陽電池１１の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｐ特性曲線が記憶されており、最大電力運転判定部２２は、外部から増出力指令Ｓが入力されたときは、最大電力追従制御の場合の太陽電池１１の最大出力電力Ｐｍａｘから現在のＶ−Ｐ特性曲線を判定する。そして、その現在のＶ−Ｐ特性曲線上で、二次電池１２ａ、１２ｂを接続した場合の太陽電池１１の出力電力Ｐａ、Ｐｂを演算する。これは、前述したように、二次電池１２ａ、１２ｂを接続した場合には、太陽電池１１は二次電池１２ａ、１２ｂの電圧ＶＡ、ＶＢに支配され、最大電力追従制御時の動作電圧ではなくなるからである。
【００２８】
二次電池１２ａ、１２ｂを接続した場合の二次電池１２ａ、１２ｂの出力電力は二次電池１２ａ、１２ｂの定格出力であり、二次電池１２ａ、１２ｂを接続した場合の太陽電池１１の出力電力はＰａ、Ｐｂであることから、二次電池１２ａを接続して太陽電池１１を運転した場合の二次電池１２ａの出力電力ＰＡと太陽電池１１の出力電力Ｐａとの合計出力電力（ＰＡ＋Ｐａ）、二次電池１２ｂを接続して太陽電池１１を運転した場合の二次電池１２ｂの出力電力ＰＢと太陽電池１１の出力電力Ｐｂとの合計出力電力（ＰＢ＋Ｐｂ）を求める。
【００２９】
そして、これら合計出力電力（ＰＡ＋Ｐａ）、（ＰＢ＋Ｐｂ）と、最大電力追従制御の場合の太陽電池１１の最大出力電力Ｐｍａｘとを比較し、これらのうちの最大電力を判定し、最大電力を選択してその判定結果を運転制御部２１に出力する。
【００３０】
運転制御部２１は、最大電力運転判定部２２の判定結果を入力すると、最大電力運転判定部２２により選択された最大出力が最大電力追従制御部２０による太陽電池１１の最大出力電力である場合には、最大電力追従制御部２０による太陽電池１１の最大出力電力でインバータ１５により太陽電池１１を運転する。
【００３１】
一方、最大電力運転判定部２１により選択された最大出力が二次電池１２ａを接続した場合であるときは、運転制御部２１は、スイッチ回路１９ａによりその二次電池１２ａを直流系統１３の太陽電池１１に並列に接続し、インバータ１５によりその二次電池１２ａの定格電圧ＶＡで太陽電池１１を運転する。また、二次電池１２ａを定格出力で放電制御する。
【００３２】
同様に、最大電力運転判定部２１により選択された最大出力が二次電池１２ｂを接続した場合であるときは、運転制御部２１は、スイッチ回路１９ｂによりその二次電池１２ｂを直流系統１３の太陽電池１１に並列に接続し、インバータ１５によりその二次電池１２ｂの定格電圧ＶＢで太陽電池１１を運転する。また、二次電池１２ｂを定格出力で放電制御する。
【００３３】
図２は、本発明の実施形態に係る太陽光発電装置の太陽電池のＶ−Ｐ特性の一例を示すグラフである。図２では、太陽電池１１の温度を一定とした場合の日射強度をパラメータとしたＶ−Ｐ特性曲線を示している。Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ１は日射強度が大きい場合の特性曲線、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ２は日射強度が中間の場合の特性曲線、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ３は日射強度が小さい場合の特性曲線である。
【００３４】
日射強度が大きい場合には、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ１上の座標Ｃ１１（Ｖ１）が最大出力電力Ｐ１ｍａｘとなる最適動作点であり、太陽電池１１の出力が零となる開放電圧はＶｏ１である。日射強度が中間の場合には、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ２上の座標Ｃ２２（Ｖ２）が最大出力電力Ｐ２ｍａｘとなる最適動作点であり、太陽電池１１の出力が零となる開放電圧はＶｏ２である。同様に、日射強度が小さい場合には、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ３上の座標Ｃ３３（Ｖ３）が最大出力電力Ｐ３ｍａｘとなる最適動作点であり、太陽電池１１の出力が零となる開放電圧はＶｏ３である。
【００３５】
いま、最大電力運転判定部２２に外部から増出力指令Ｓが入力されたとする。外部からの増出力指令Ｓは、例えば、インバータ１５が接続された交流系統１６の周波数ｆが所定値より低下したことを検出する系統周波数低下検出装置からの周波数低下検出信号、交流系統１６の接続端の電圧が所定値より低下したことを検出する電圧低下検出装置からの電圧低下検出信号、あるいは、系統運用者による運用指令装置からの出力増指令信号などである。
【００３６】
交流系統１６の周波数ｆが所定値より低下したときは、交流系統１６の電力が不足した状態であるので、太陽光発電装置からの出力電力を増加させて、交流系統１６の周波数ｆを所定値に回復させるようにする。同様に、交流系統１６の接続端の電圧が所定値より低下したときは、交流系統１６の電力が不足した状態であるので、太陽光発電装置からの出力電力を増加させて、交流系統１６の電圧Ｖを所定値に回復させるようにする。また、交流系統１６の周波数ｆが所定値の範囲内であり、交流系統１６の接続端の電圧が所定値の範囲内であっても、系統の運用上、交流系統１６の電力を増加させる必要がある場合がある。その場合は、系統運用者による運用指令装置からの出力増指令信号で、太陽光発電装置からの出力電力を増加させる。
【００３７】
最大電力運転判定部２２は外部からの増出力指令Ｓを入力すると、最大電力追従制御部２０から太陽電池１１の動作電圧Ｖｉを入力し、動作電圧Ｖｉのときに最大出力電力となる太陽電池１１のＶ−Ｐ特性曲線Ｃｉを記憶部２３から取り込む。
【００３８】
そして、そのＶ−Ｐ特性曲線Ｃｉ上で、二次電池１２ａ、１２ｂを接続した場合の太陽電池１１の出力電力Ｐａｉ、Ｐｂｉを演算する。二次電池１２ａの定格電圧はＶＡであり、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃｉ上から電圧ＶＡのときの太陽電池１１の出力電力は出力電力Ｐａｉとして求まる。同様に、二次電池１２ｂの定格電圧はＶＢであり、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃｉ上から電圧ＶＢのときの太陽電池１１の出力電力は出力電力Ｐｂｉとして求まる。
【００３９】
最大電力運転判定部２２は、太陽電池１１の出力電力Ｐａｉと二次電池１２ａの定格出力ＰＡとの合計出力（Ｐａｉ＋ＰＡ）、太陽電池１１の出力電力Ｐｂｉと二次電池１２ｂの定格出力ＰＢとの合計出力（Ｐｂｉ＋ＰＢ）を求め、合計出力（Ｐａｉ＋ＰＡ）、合計出力（Ｐｂｉ＋ＰＢ）、太陽電池１１の最大出力電力Ｐｉｍａｘのうちの最大値を判定する。
【００４０】
例えば、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ１上の座標Ｃ１１（Ｖ１）において、運転制御部２１が最大電力追従制御部２０による太陽電池１１の最大出力電力Ｐ１ｍａｘで運転している場合には、太陽電池１１の動作電圧はＶ１である。最大電力運転判定部２２は、この太陽電池１１の動作電圧Ｖ１から、Ｖ−Ｐ特性曲線ＣはＶ−Ｐ特性曲線Ｃ１であると判定し、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ１を記憶部２３から取り込む。
【００４１】
そして、そのＶ−Ｐ特性曲線Ｃ１上で、二次電池１２ａ、１２ｂを接続した場合の太陽電池１１の出力電力Ｐａ、Ｐｂを演算する。二次電池１２ａの定格電圧はＶＡであり、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ１上から電圧ＶＡのときの太陽電池１１の出力電力は出力電力Ｐａ１として求まる。同様に、二次電池１２ｂの定格電圧はＶＢであり、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ１上から電圧ＶＢのときの太陽電池１１の出力電力は出力電力Ｐｂ１として求まる。
【００４２】
最大電力運転判定部２２は、太陽電池１１の出力電力Ｐａ１と二次電池１２ａの定格出力ＰＡとの合計出力（Ｐａ１＋ＰＡ）、太陽電池１１の出力電力Ｐｂ１と二次電池１２ｂの定格出力ＰＢとの合計出力（Ｐｂ１＋ＰＢ）を求め、合計出力（Ｐａ１＋ＰＡ）、合計出力（Ｐｂ１＋ＰＢ）、太陽電池１１の最大出力電力Ｐ１ｍａｘのうちの最大値を判定する。
【００４３】
Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ２の場合も、同様に、最大電力運転判定部２２は、太陽電池１１の出力電力Ｐａ２と二次電池１２ａの定格出力ＰＡとの合計出力（Ｐａ２＋ＰＡ）、太陽電池１１の出力電力Ｐｂ２と二次電池１２ｂの定格出力ＰＢとの合計出力（Ｐｂ２＋ＰＢ）を求め、合計出力（Ｐａ２＋ＰＡ）、合計出力（Ｐｂ２＋ＰＢ）、太陽電池１１の最大出力電力Ｐ２ｍａｘのうちの最大値を判定する。Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ３の場合も同様である。
【００４４】
いま、二次電池１２ａの定格電圧ＶＡは２００Ｖで定格出力ＰＡは３０ｋＷ、二次電池１２ｂの定格電圧ＶＢは１００Ｖで定格出力ＰＢは２０ｋＷであるとする。表１に、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の場合の最大電力運転判定部２２での判定結果の一例を示す。
【表１】
2012033547.tif 000003
【００４５】
図２及び表１に示すように、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ１の場合、太陽電池１１の最大出力Ｐ１ｍａｘは８９ｋＷ、二次電池１２ａを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐａ１は７５ｋＷ、二次電池１２ｂを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐｂ１は５６ｋＷである。
【００４６】
太陽電池１１の出力電力Ｐａ１（７５ｋＷ）と二次電池１２ａの定格出力ＰＡ（３０ｋＷ）との合計出力（Ｐａ１＋ＰＡ）は１０５ｋＷである。太陽電池１１の出力電力Ｐｂ１（５６ｋＷ）と二次電池１２ｂの定格出力ＰＢ（２０ｋＷ）との合計出力（Ｐｂ１＋ＰＢ）は７６ｋＷである。
【００４７】
太陽電池１１の最大出力Ｐ１ｍａｘ（８９ｋＷ）、二次電池１２ａを接続したときの合計出力（Ｐａ１＋ＰＡ＝１０５ｋＷ）、二次電池１２ｂを接続したときの合計出力（Ｐｂ１＋ＰＢ＝７６ｋＷ）のうち最大出力は、二次電池１２ａを接続したときの合計出力（Ｐａ１＋ＰＡ＝１０５ｋＷ）である。そこで、最大電力運転判定部２２は表１に示すように、二次電池１２ａを接続したときの合計出力（Ｐａ１＋ＰＡ）を判定結果として運転制御部２１に出力する。
【００４８】
次に、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ２の場合、太陽電池１１の最大出力Ｐ２ｍａｘは７０ｋＷ、二次電池１２ａを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐａ２は３０ｋＷ、二次電池１２ｂを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐｂ２は４５ｋＷである。
【００４９】
二次電池１２ａを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐａ２（３０ｋＷ）と二次電池１２ａの定格出力ＰＡ（３０ｋＷ）との合計出力（Ｐａ２＋ＰＡ）は６０ｋＷである。太陽電池１１の出力電力Ｐｂ２（４５ｋＷ）と二次電池１２ｂの定格出力ＰＢ（２０ｋＷ）との合計出力（Ｐｂ１＋ＰＢ）は６５ｋＷである。
【００５０】
太陽電池１１の最大出力Ｐ２ｍａｘ（７０ｋＷ）、二次電池１２ａを接続したときの合計出力（Ｐａ２＋ＰＡ＝６０ｋＷ）、二次電池１２ｂを接続したときの合計出力（Ｐｂ２＋ＰＢ＝６５ｋＷ）のうち最大出力は、太陽電池１１の最大出力Ｐ２ｍａｘ（７０ｋＷ）である。そこで、最大電力運転判定部２２は表１に示すように、太陽電池１１の最大出力Ｐ２ｍａｘを判定結果として運転制御部２１に出力する。
【００５１】
次に、Ｖ−Ｐ特性曲線Ｃ３の場合、太陽電池１１の最大出力Ｐ３ｍａｘは４５ｋＷ、二次電池１２ａを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐａ３は１０ｋＷ、二次電池１２ｂを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐｂ３は３１ｋＷである。
【００５２】
二次電池１２ａを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐａ３（１０ｋＷ）と二次電池１２ａの定格出力ＰＡ（３０ｋＷ）との合計出力（Ｐａ２＋ＰＡ）は４０ｋＷである。太陽電池１１の出力電力Ｐｂ３（３１ｋＷ）と二次電池１２ｂの定格出力ＰＢ（２０ｋＷ）との合計出力（Ｐｂ３＋ＰＢ）は５１ｋＷである。
【００５３】
太陽電池１１の最大出力Ｐ３ｍａｘ（４５ｋＷ）、二次電池１２ａを接続したときの合計出力（Ｐａ３＋ＰＡ＝４０ｋＷ）、二次電池１２ｂを接続したときの合計出力（Ｐｂ３＋ＰＢ＝５１ｋＷ）のうち最大出力は、二次電池１２ｂを接続したときの合計出力（Ｐｂ３＋ＰＢ＝５１ｋＷ）である。そこで、最大電力運転判定部２２は表１に示すように、二次電池１２ｂを接続したときの合計出力（Ｐｂ３＋ＰＢ）を判定結果として運転制御部２１に出力する。
【００５４】
運転制御部２１は、最大電力運転判定部２２により選択された最大出力が太陽電池の最大出力電力Ｐｉｍａｘである場合には、その最大出力電力Ｐｉｍａｘでインバータ１５により太陽電池１１を運転する。最大電力運転判定部２２により選択された最大出力が二次電池１２ａ、１２ｂを太陽電池１１に並列に接続した場合であるときは、その二次電池１２ａ、１２ｂを直流系統１３の太陽電池１１に並列に接続し、インバータ１５によりその二次電池１２ａ、１２ｂの定格電圧ＶＡ、ＶＢで太陽電池１１を運転するとともに、二次電池１２ａ、１２ｂの定格出力ＰＡ、ＰＢで放電制御を行う。
【００５５】
これにより、太陽電池１１に並列接続される二次電池１２ａ、１２ｂの出力も考慮して、全体として最大電力を出力できる。
【００５６】
以上の説明では、最大電力運転判定部２２は、選択した最大出力が二次電池１２ａ、１２ｂを太陽電池１１に並列に接続した場合であるときは、そのまま判定結果として運転制御部２１に出力するようにしたが、選択した二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度を判定し、選択した二次電池１２ａ、１２ｂの定格出力ＰＡ、ＰＢでの放電運転可能時間を求め、その放電運転可能時間が予め定めた所定時間より短いときは、その二次電池１２ａ、１２ｂの選択を除外するようにしてもよい。これは、最大出力で運転できる時間が所定時間より短いときは、出力増運転をできる時間が短いので、交流系統１６に供給できる電力が少ないからである。
【００５７】
例えば、選択した最大出力が二次電池１２ａを太陽電池１１に並列に接続した場合であるとき、二次電池１２ａの充電深度が小さく、二次電池１２ａの放電運転可能時間が予め定めた所定時間より短いときは、二次電池１２ａの選択を除外し、最大電力運転判定部２２は、残りの二次電池１２ｂを接続したときの太陽電池１１の出力電力Ｐｂｉと二次電池１２ｂの定格出力ＰＢとの合計出力（Ｐｂｉ＋ＰＢ）を求め、この合計出力（Ｐｂｉ＋ＰＢ）と太陽電池１１の最大出力電力Ｐｉｍａｘのうちの最大値を判定することになる。
【００５８】
そして、最大出力が二次電池１２ｂを太陽電池１１に並列に接続した場合であるときは、選択した二次電池１２ｂの充電深度を判定し、選択した二次電池１２ｂの定格出力ＰＢでの放電運転可能時間を求め、その放電運転可能時間が予め定めた所定時間以上であるかどうかを判定する。放電運転可能時間が予め定めた所定時間以上であるときは、合計出力（Ｐｂｉ＋ＰＢ）を選択するが、放電運転可能時間が予め定めた所定時間より短いときは、その二次電池１２ｂの選択を除外する。この場合は、太陽電池１１の最大出力電力Ｐｉｍａｘを選択することになる。これにより、所定時間以上にわたって交流系統１６に供給できる最大電力を確保することができる。
【００５９】
また、最大電力運転判定部２２は、二次電池１２ａ、１２ｂの出力電力と、二次電池１２ａ、１２ｂを接続したときの太陽電池１１の出力電力との合計出力電力を算出する際に、二次電池１２ａ、１２ｂの出力電力は、定格電力ＰＡ、ＰＢで放電制御する場合について説明したが、二次電池１２ａ、１２ｂの定格出力ＰＡ、ＰＢに代えて、二次電池１２ａ、１２ｂの放電運転可能出力ＰＡ’、ＰＢ’を用いて合計出力電力を算出するようにしてもよい。
【００６０】
各々の二次電池１２ａ、１２ｂの放電運転可能出力ＰＡ’、ＰＢ’は、各々の二次電池１２ａ、１２ｂの充電深度に基づいて放電可能量を求め、その放電可能量を予め定めた二次電池運転時間で除算して求める。二次電池運転時間は、二次電池１２ａ、１２ｂの運転が必要な時間として予め定められた時間である。
【００６１】
そして、二次電池１２ａ、１２ｂの放電運転可能出力ＰＡ’、ＰＢ’が定格出力ＰＡ、ＰＢより大きいか否かを判定し、二次電池１２ａ、１２ｂの放電運転可能出力ＰＡ’、ＰＢ’が定格出力ＰＡ、ＰＢより大きいときは、二次電池１２ａ、１２ｂの定格出力ＰＡ、ＰＢを用いて合計出力電力（Ｐａｉ＋ＰＡ、Ｐｂｉ＋ＰＢ）を算出する。二次電池１２ａ、１２ｂの放電運転可能出力ＰＡ’、ＰＢ’が定格出力ＰＡ、ＰＢ未満であるときは、二次電池１２ａ、１２ｂの定格出力ＰＡ、ＰＢに代えて、放電運転可能出力ＰＡ’、ＰＢ’を用いて合計出力電力（Ｐａｉ＋ＰＡ’、Ｐｂｉ＋ＰＢ’）を算出する。これにより、各々の二次電池１２ａ、１２ｂの放電可能量が少ない場合であっても、二次電池１２ａ、１２ｂの運転が必要な時間を確保して放電制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００６２】
１１…太陽電池、１２…二次電池、１３…直流系統、１４…切替スイッチ、１５…インバータ、１６…交流系統、１７…制御装置、１８…ＤＣチョッパ、１９…スイッチ回路、２０…最大電力追従制御部、２１…運転制御部、２２…最大電力運転判定部、２３…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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