(57)【要約】【課題】  太陽電池の最適動作電力点を適切に追従するように太陽電池の動作電力点を制御することを可能とする制御装置を提供する。【解決手段】  制御装置２００は、太陽電池１１の動作電力点を制御して電力を出力する運用モードと、太陽電池１１の動作特性を測定して測定条件毎に学習する学習モードとを制御する制御部２５０を備える。制御部２５０は、学習モードにおいて、太陽電池１１の動作特性に基づいて、太陽電池１１の動作電力点の制御に用いる制御パラメータを測定条件毎に算出する。制御部２５０は、運用モードにおいて、現在の動作条件に対応する測定条件について算出された制御パラメータに基づいて、太陽電池１１の動作電力点を制御する。【選択図】  図２
2012114380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の動作電力点を制御することを可能とする制御装置であって、
前記太陽電池の動作電力点を制御して電力を出力する運用モードと、前記太陽電池の動作特性を測定して測定条件毎に学習する学習モードとを制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記学習モードにおいて、前記太陽電池の動作特性に基づいて、前記太陽電池の動作電力点の制御に用いる制御パラメータを前記測定条件毎に算出し、
前記制御部は、前記運用モードにおいて、現在の動作条件に対応する測定条件について算出された制御パラメータに基づいて、前記太陽電池の動作電力点を制御することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記学習モードにおいて、前記太陽電池の動作特性の時系列変化に基づいて、前記制御パラメータを前記測定条件毎に算出することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御パラメータは、時間を要素として含む所定条件が満たされた場合に、前記太陽電池の動作電力点を最大動作電力点に変更するパラメータを含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御パラメータは、時間を要素として含む所定条件が満たされた場合に、前記太陽電池の動作電力点をランダムに変更するパラメータを含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記学習モードにおいて、前記制御部によって算出された制御パラメータを記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記運用モードにおいて、前記学習モードで前記記憶部に記憶された制御パラメータのいずれかを選択し、選択された制御パラメータを用いて前記太陽電池の動作電力点を制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記太陽電池を備える需要家内に設けられることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記太陽電池を備える複数の需要家を管理する管理装置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の動作電力点を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池の出力（発電能力）を最大化するために、太陽電池の動作電力点を変化させる技術が知られている。このような技術は、ＭＴＴＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）法と称される。
【０００３】
ここで、最適動作電力点の学習によって、太陽電池の動作電力点を速やかに最適動作電力点に近づける技術が提案されている（例えば、特許文献１）。詳細には、以下に示す動作によって、太陽電池を制御する。
【０００４】
（１）  予め日射量などの動作条件をパラメータとして、太陽電池の動作特性（例えば、Ｖ−Ｉ特性）を測定する
（２）  作条件における最適動作電力点を求める
（３）  現在のＶ−Ｉ特性に基づいて、実際の動作条件を推定する
（４）  動作条件に対応する最適動作電力点を制御目標として、太陽電池を制御する
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３４７３３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、太陽電池の設置場所は、家屋の屋根などのように、一定であることが一般的である。このようなケースでは、太陽電池の設置場所の周辺環境（例えば、周辺の建物など）によって、太陽電池の動作特性が大きな影響を受けることが想定される。
【０００７】
言い換えると、太陽電池の最適動作電力点を適切に求めて太陽電池を制御するためには、太陽電池の設置場所が非常に重要であることを見出した。
【０００８】
しかしながら、上述した技術では、太陽電池の設置場所に関わらず、太陽電池の最適動作点を予め測定された動作特性に基づいて求めているに過ぎない。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、太陽電池の最適動作電圧を適切に追従するように太陽電池の動作電力点を制御することを可能とする制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の特徴に係る制御装置（制御装置２００）は、太陽電池の動作電力点を制御することが可能である。制御装置は、前記太陽電池の動作電力点を制御して電力を出力する運用モードと、前記太陽電池の動作特性を測定して測定条件毎に学習する学習モードとを制御する制御部（制御部２５０）を備える。前記制御部は、前記学習モードにおいて、前記太陽電池の動作特性に基づいて、前記太陽電池の動作電力点の制御に用いる制御パラメータを前記測定条件毎に算出する。前記制御部は、前記運用モードにおいて、現在の動作条件に対応する測定条件について算出された制御パラメータに基づいて、前記太陽電池の動作電力点を制御する。
【００１１】
第１の特徴において、前記制御部は、前記学習モードにおいて、前記太陽電池の動作特性の時系列変化に基づいて、前記制御パラメータを前記測定条件毎に算出する。
【００１２】
第１の特徴において、前記制御パラメータは、時間を要素として含む所定条件が満たされた場合に、前記太陽電池の動作電力点を最大動作電力点に変更するパラメータを含む。
【００１３】
第１の特徴において、前記制御パラメータは、時間を要素として含む所定条件が満たされた場合に、前記太陽電池の動作電力点をランダムに変更するパラメータを含む。
【００１４】
第１の特徴に係る制御装置は、前記学習モードにおいて、前記制御部によって算出された制御パラメータを記憶する記憶部（記憶部２４０）をさらに備える。前記制御部は、前記運用モードにおいて、前記学習モードで前記記憶部に記憶された制御パラメータのいずれかを選択し、選択された制御パラメータを用いて前記太陽電池の動作電力点を制御する。
【００１５】
第１の特徴において、前記制御装置は、前記太陽電池を備える需要家内に設けられる。
【００１６】
第１の特徴において、前記制御装置は、前記太陽電池を備える複数の需要家を管理する管理装置に設けられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、太陽電池の最適動作電力点を適切に追従するように太陽電池の動作電力点を制御することを可能とする制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、第１実施形態に係る電力制御システム１００の構成を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る需要家１０の構成を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る太陽電池１１の動作特性を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る太陽電池１１の動作特性を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る記憶部２４０に記憶される情報を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る第１パターンの状態遷移図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る第１パターンのパラメータを示す図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る第２パターンの状態遷移図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る第２パターンのパラメータを示す図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係る第３パターンの状態遷移図である。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係る第３パターンのパラメータを示す図である。
【図１２】図１２は、第１実施形態に係る制御装置２００の動作を示すフロー図である。
【図１３】図１３は、第１実施形態に係る制御装置２００の動作を示すフロー図である。
【図１４】図１４は、第１実施形態の実施例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下において、本発明の実施形態に係る制御装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００２０】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
［実施形態の概要］
実施形態に係る制御装置は、太陽電池の動作電力点を制御することが可能である。制御装置は、太陽電池の動作電力点を制御して電力を出力する運用モードと、太陽電池の動作特性を測定して測定条件毎に学習する学習モードとを制御する制御部を備える。制御部は、学習モードにおいて、太陽電池の動作特性に基づいて、太陽電池の動作電力点の制御に用いる制御パラメータを測定条件毎に算出する。制御部は、運用モードにおいて、現在の動作条件に対応する測定条件について算出された制御パラメータに基づいて、太陽電池の動作電力点を制御する。
【００２１】
実施形態では、太陽電池の設置後において、学習モード及び運用モードを制御部が制御する。言い換えると、学習モードにおいて、太陽電池の設置場所の周辺環境を考慮して、制御パラメータが算出される。従って、太陽電池の最適動作電力点を適切に追従するように太陽電池の動作電力点を制御することができる。
【００２２】
［第１実施形態］
（電力制御システム）
以下において、第１実施形態に係る電力制御システムの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る電力制御システム１００を示す図である。
【００２３】
図１に示すように、電力制御システム１００は、需要家１０と、ＥＭＳ２０と、変電所３０と、スマートサーバ４０と、発電所５０とを有する。なお、需要家１０、ＥＭＳ２０、変電所３０及びスマートサーバ４０は、ネットワーク６０によって接続されている。
【００２４】
需要家１０は、太陽電池などの分散電源を有する。また、需要家１０は、分散電源として、蓄電池などを有していてもよい。なお、需要家１０は、例えば、一戸建ての住宅であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよい。
【００２５】
第１実施形態では、複数の需要家１０によって、需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂが構成されている。需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂは、例えば、地理的な地域によって分類される。
【００２６】
ＥＭＳ２０は、複数の需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。なお、ＥＭＳ２０は、複数の需要家１０を管理するため、ＣＥＭＳ（Ｃｌｕｓｔｅｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）と称されることもある。具体的には、ＥＭＳ２０は、停電時などにおいて、複数の需要家１０と電力系統との間を解列する。一方で、ＥＭＳ２０は、復電時などにおいて、複数の需要家１０と電力系統との間を連系する。
【００２７】
第１実施形態では、ＥＭＳ２０Ａ及びＥＭＳ２０Ｂが設けられている。ＥＭＳ２０Ａは、例えば、需要家群１０Ａに含まれる需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。ＥＭＳ２０Ｂは、例えば、需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０と電力系統との間の連系を制御する。
【００２８】
変電所３０は、複数の需要家１０に対して、配電線３１を介して電力を供給する。具体的には、変電所３０は、発電所５０から供給される電圧を降圧する。
【００２９】
第１実施形態では、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂが設けられている。変電所３０Ａは、例えば、需要家群１０Ａに含まれる需要家１０に対して、配電線３１Ａを介して電力を供給する。変電所３０Ｂは、例えば、需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０に対して、配電線３１Ｂを介して電力を供給する。
【００３０】
スマートサーバ４０は、複数のＥＭＳ２０（ここでは、ＥＭＳ２０Ａ及びＥＭＳ２０Ｂ）を管理する。また、スマートサーバ４０は、複数の変電所３０（ここでは、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂ）を管理する。言い換えると、スマートサーバ４０は、需要家群１０Ａ及び需要家群１０Ｂに含まれる需要家１０を統括的に管理する。スマートサーバ４０は、例えば、需要家群１０Ａに供給すべき電力と需要家群１０Ｂに供給すべき電力とのバランスを取る機能を有する。
【００３１】
発電所５０は、火力、風力、水力、原子力などによって発電を行う。発電所５０は、複数の変電所３０（ここでは、変電所３０Ａ及び変電所３０Ｂ）に対して、送電線５１を介して電力を供給する。
【００３２】
（需要家）
以下において、第１実施形態に係る需要家の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る需要家１０の構成を示す図である。
【００３３】
図２に示すように、需要家１０は、太陽電池１１を有する。また、需要家１０は、太陽電池１１と電力系統（配電線３１）との間の連系を制御する制御装置２００を有する。
【００３４】
ここで、需要家１０が個人宅である場合には、制御装置は、ＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）と称されることがある。需要家１０がビルである場合には、制御装置は、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）と称されることがある。需要家１０が工場である場合には、制御装置は、ＦＥＭＳ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）と称されることがある。
【００３５】
制御装置２００は、昇圧回路２１０と、インバータ回路２２０と、検出回路２３０と、記憶部２４０と、制御部２５０とを記憶する。
【００３６】
昇圧回路２１０は、太陽電池１１及びインバータ回路２２０に接続される。昇圧回路２１０は、太陽電池１１から出力される電力の電圧を昇圧する。
【００３７】
インバータ回路２２０は、昇圧回路２１０及び電力系統（配電線３１）に接続される。インバータ回路２２０は、電力系統（配電線３１）から供給される交流電力を直流電力に変換する。インバータ回路２２０は、昇圧回路２１０から供給される直流電力を交流電力に変換する。
【００３８】
検出回路２３０は、太陽電池１１から出力される電力の値を検出する。具体的には、検出回路２３０は、太陽電池１１から出力される電力の電圧値（Ｖ）及び電流値（Ｉ）を検出する。
【００３９】
記憶部２４０は、各種情報を記憶する。例えば、記憶部２４０は、後述する学習モードで学習された太陽電池１１の動作特性を記憶する。また、記憶部２４０は、後述する学習モードで学習された制御パラメータを記憶する。
【００４０】
制御部２５０は、昇圧回路２１０及び検出回路２３０に接続される。制御部２５０は、昇圧回路２１０のパルス制御によって、太陽電池１１の動作電力点を制御する。太陽電池１１の動作電力点は、太陽電池１１の動作電圧値（Ｖ）及び太陽電池１１の動作電流値（Ｉ）の乗算結果によって得られる。第１実施形態では、制御部２５０は、学習モード及び運用モードを制御する。
【００４１】
（学習モード）
第１に、制御部２５０は、学習モードにおいて、太陽電池１１の動作特性を測定して測定条件毎に学習する。
【００４２】
ここで、太陽電池１１の動作特性は、図３に示すように、太陽電池１１の出力電圧値（Ｖ）及び太陽電池１１の出力電流値（Ｉ）の関係（Ｖ−Ｉ曲線）によって表される。但し、制御部２５０などに必要とされる電圧が存在するため、太陽電池１１の動作特性は、図３に示す実線部分である。
【００４３】
或いは、太陽電池１１の動作特性は、図４に示すように、太陽電池１１の動作特性（Ｖ−Ｉ曲線）の時系列変化であってもよい。なお、太陽電池１１の動作特性の時系列変化によって、太陽電池１１の周辺環境（例えば、周辺の建物など）によって生じる部分影が生じる時間帯を特定することが可能である。
【００４４】
測定条件は、“季節”、“時間帯”、“天候”などである。“季節”は、太陽電池１１に太陽光が照射される時間（日照時間）に影響を与える。“時間帯”は、太陽電池１１の周辺環境（例えば、周辺の建物など）によって生じる部分影に影響を与える。“天候”は、太陽電池１１に照射される太陽光の安定さ（すなわち、太陽電池１１の出力電力変化の安定さ）に影響を与える。
【００４５】
例えば、制御部２５０は、図５に示すように、測定条件とエントリ（太陽電池１１の動作特性）とを対応付けて、記憶部２４０に記憶する。なお、図５では、測定条件として、“季節”、“時間帯”及び“電力変化”が例示されている。なお、“電力変化”は、太陽電池１１の出力電力変化の安定さを示している。なお、他の条件として、直前の動作電力点情報の平均値、変化率、変化パターン等の条件を用いてもよい。
【００４６】
第２に、制御部２５０は、学習モードにおいて、太陽電池１１の動作特性に基づいて、太陽電池１１の動作電力点の制御に用いる制御パラメータを測定条件毎に算出する。また、制御部２５０は、学習モードにおいて、太陽電池１１の動作特性の時系列変化に基づいて、制御パラメータを測定条件毎に算出してもよい。
【００４７】
詳細には、制御部２５０は、学習モードにおいて、測定条件毎に記憶部２４０に記憶されたエントリ（太陽電池１１の動作特性）を統計的に処理することによって、測定条件毎に最適な制御パラメータを算出する。
【００４８】
ここで、制御パラメータは、後述するように、状態遷移を表すパラメータである（例えば、図６〜図１１を参照）。詳細には、各状態における動作、状態遷移の条件などを示すパラメータである。
【００４９】
例えば、各状態における動作は、太陽電池１１の動作電圧の降下制御（以下、電圧降下制御）、太陽電池１１の動作電圧の上昇制御（以下、電圧上昇制御）である。また、各状態における動作として、電圧降下制御における動作電圧の降下ステップ幅、電圧上昇制御における動作電圧の上昇ステップ幅などが定められてもよい。
【００５０】
或いは、各状態における動作は、例えば、太陽電池１１の動作電圧を最適動作電圧にジャンプする制御（ジャンプ制御）である。
【００５１】
なお、最適動作電圧は、学習モードで学習されたエントリ（太陽電池１１の動作特性）の統計処理によって推定されてもよい。或いは、最適動作電圧は、最小動作電圧から開放電圧までの全動作電圧に亘って太陽電池１１の動作電圧を少しずつ変化させる特性スキャン制御によって特定されてもよい。
【００５２】
或いは、各状態における動作は、太陽電池１１の動作電圧をランダムに変化する制御（ジャンプ制御）である。
【００５３】
例えば、状態遷移の条件は、出力電力の降下、出力電力の上昇、現在時刻が所定時刻に達すること、所定動作から経過した時間が閾値に達することなどである。所定時刻は、例えば、記憶部２４０に記憶されたエントリ（太陽電池１１の動作特性）に基づいて部分影が生じると推定される時刻である。所定動作は、例えば、特性スキャン制御、学習モードにおける学習動作などである。
【００５４】
なお、制御部２５０は、学習モードで学習されたエントリ（太陽電池１１の動作特性）を測定条件毎に記憶部２４０に記憶する。また、制御部２５０は、学習モードで学習された制御パラメータを測定条件毎に記憶部２４０に記憶する。なお、記憶は、太陽電池１１が発電を行わない雨天時、曇天時、或いは夜間（すなわち、運用モードが適用されない期間）に行われてもよい。
【００５５】
（運用モード）
制御部２５０は、運用モードにおいて、太陽電池１１の動作電力点を制御して電力を出力する。具体的には、制御部２５０は、現在の動作条件に対応する測定条件について算出された制御パラメータに基づいて、太陽電池１１の動作電力点を制御する。詳細には、制御部２５０は、運用モードにおいて、学習モードで記憶部２４０に記憶された制御パラメータのいずれかを選択し、選択された制御パラメータを用いて太陽電池１１の動作電力点を制御する。
【００５６】
動作条件は、測定条件と同様に、“季節”、“時間帯”、“天候”などである。また、動作条件の種類は、測定条件と同様である必要があることに留意すべきである。
【００５７】
以下において、３パターンの制御パラメータについて、図面を参照しながら説明する。
【００５８】
第１に、第１パターンの制御パラメータについて、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、第１パターンの状態遷移図であり、図７は、第１パターンのパラメータである。
【００５９】
第１パターンでは、図６及び図７に示すように、制御パラメータによって表される状態は、“電圧降下制御”、“電圧上昇制御”、“電力算出制御（１）”及び“電力算出制御（２）”である。
【００６０】
“電圧降下制御”では、太陽電池１１の動作電圧を“１Ｖ”下げる。なお、降下ステップ幅（ここでは、“１Ｖ”）は、測定条件（動作条件）毎に可変であることは勿論である。なお、“電圧降下制御”が終了すると、“電力算出制御（１）”に状態が遷移する。“電圧降下制御”から“電力算出制御（１）”に状態が遷移する条件は特にない（図７に示す遷移条件（１））。
【００６１】
“電圧上昇制御”では、太陽電池１１の動作電圧を“１Ｖ”上げる。なお、上昇ステップ幅（ここでは、“１Ｖ”）は、測定条件（動作条件）毎に可変であることは勿論である。
なお、“電圧上昇制御”が終了すると、“電力算出制御（２）”に状態が遷移する。“電圧上昇制御”から“電力算出制御（２）”に状態が遷移する条件は特にない（図７に示す遷移条件（１））。
【００６２】
“電力算出制御（１）”では、太陽電池１１の出力電力を算出する。出力電力が上昇した場合には、“電力算出制御（１）”から“電圧降下制御”に状態が遷移する（図７に示す遷移条件（１））。一方で、出力電力が降下した場合には、“電力算出制御（１）”から“電圧上昇制御”に状態が遷移する（図７に示す遷移条件（２））。
【００６３】
“電力算出制御（２）”では、太陽電池１１の出力電力を算出する。出力電力が上昇した場合には、“電力算出制御（２）”から“電圧上昇制御”に状態が遷移する（図７に示す遷移条件（１））。一方で、出力電力が降下した場合には、“電力算出制御（２）”から“電圧下降制御”に状態が遷移する（図７に示す遷移条件（２））。
【００６４】
第２に、第２パターンの制御パラメータについて、図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、第２パターンの状態遷移図であり、図９は、第２パターンのパラメータである。
【００６５】
第２パターンでは、図８及び図９に示すように、制御パラメータによって表される状態は、“電圧降下制御”、“電圧上昇制御”、“電力算出制御（１）”、“電力算出制御（２）”、“特性スキャン制御”及び“ジャンプ制御（１）”である。すなわち、第２パターンでは、第１パターンに対して、“特性スキャン制御”及び“ジャンプ制御（１）”が加わっている。
【００６６】
“特性スキャン制御”では、最小動作電圧から開放電圧までの全動作電圧に亘って太陽電池１１の動作電圧を“１Ｖ”ずつ変化させる。なお、動作電圧の変化ステップ幅（ここでは、“１Ｖ”）は、測定条件（動作条件）毎に可変であることは勿論である。なお、“特性スキャン制御”が終了すると、“ジャンプ制御（１）”に状態が遷移する。“特性スキャン制御”から“ジャンプ制御（１）”に状態が遷移する条件は特にない。
【００６７】
“ジャンプ制御（１）”では、太陽電池１１の動作電圧を最適動作電圧にジャンプする。なお、“ジャンプ制御（１）”が終了すると、“電圧上昇制御”に状態が遷移する。“ジャンプ制御（１）”から“電圧上昇制御”に状態が遷移する条件は特にない。
【００６８】
なお、第２パターンでは、“電圧上昇制御”の終了後において“特性スキャン制御”から所定時間が経過している場合には、“電圧上昇制御”から“特性スキャン制御”に状態が遷移する（図９に示す遷移条件（２））。なお、遷移条件（１）及び遷移条件（２）の双方が満たされる場合には、例えば、“電圧上昇制御”から“特性スキャン制御”への遷移が優先される。
【００６９】
第３に、第３パターンの制御パラメータについて、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、第３パターンの状態遷移図であり、図１１は、第３パターンのパラメータである。
【００７０】
第３パターンでは、図１０及び図１１に示すように、制御パラメータによって表される状態は、“電圧降下制御”、“電圧上昇制御”、“電力算出制御（１）”、“電力算出制御（２）”及び“ジャンプ制御（２）”である。すなわち、第３パターンでは、第１パターンに対して、“ジャンプ制御（２）”が加わっている。
【００７１】
“ジャンプ制御（２）”では、太陽電池１１の動作電圧をランダムに変化させる。なお、“ジャンプ制御（２）”が終了すると、“電圧上昇制御”に状態が遷移する。“ジャンプ制御（２）”から“電圧上昇制御”に状態が遷移する条件は特にない。
【００７２】
なお、第３パターンでは、“電圧上昇制御”の終了後において“ジャンプ制御（２）”から所定時間が経過している場合には、“電圧上昇制御”から“ジャンプ制御（２）”に状態が遷移する（図１１に示す遷移条件（２））。なお、遷移条件（１）及び遷移条件（２）の双方が満たされる場合には、例えば、“電圧上昇制御”から“ジャンプ制御（２）”への遷移が優先される。
【００７３】
（制御装置の動作）
以下において、第１実施形態に係る制御装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図１２及び図１３は、第１実施形態に係る制御装置２００の動作を示すフロー図である。
【００７４】
第１に、動作モードの選択処理について、図１２を参照しながら説明する。図１２に示すように、ステップ１０において、制御装置２００は、現在の動作条件（測定条件）を取得する。
【００７５】
ステップ１１において、制御装置２００は、現在の動作条件（測定条件）に対応するエントリ（太陽電池１１の動作特性）の数が閾値以下であるか否かを判定する。制御装置２００は、エントリ数が閾値以下である場合には、ステップ１３の処理に移る。一方で、制御装置２００は、エントリ数が閾値よりも大きい場合には、ステップ１２の処理に移る。
【００７６】
ステップ１２において、制御装置２００は、学習モードが適用されてから所定時間が経過しているか否かを判定する。制御装置２００は、学習モードが適用されてから所定時間が経過している場合には、ステップ１３の処理に移る。制御装置２００は、学習モードが適用されてから所定時間が経過していない場合には、ステップ１４の処理に移る。
【００７７】
ステップ１３において、制御装置２００は、動作モードとして学習モードを適用する。
【００７８】
ステップ１４において、制御装置２００は、動作モードとして運用モードを適用する。
【００７９】
なお、ステップ１１の処理は省略されてもよい。或いは、ステップ１２の処理は省略されてもよい。
【００８０】
第２に、運用モードの動作について、図１３を参照しながら説明する。図１３に示すように、ステップ２０において、制御装置２００は、初期制御パラメータを記憶部２４０から取得する。初期制御パラメータは、制御パラメータの初期値である。初期制御パラメータは、デフォルトの値であってもよく、前回の運用モードで適用されていた値であってもよい。
【００８１】
ステップ２１において、制御装置２００は、現在の動作条件を取得する。
【００８２】
ステップ２２において、制御装置２００は、初期制御パラメータと対応付けられる測定条件に現在の動作条件が合致するか否かを判定する。制御装置２００は、現在の動作条件が測定条件に合致する場合には、ステップ２４の処理に移る。制御装置２００は、現在の動作条件が測定条件に合致しない場合には、ステップ２５の処理に移る
ステップ２３において、制御装置２００は、現在の制御パラメータを維持する。
【００８３】
ステップ２４において、制御装置２００は、ステップ２１で取得された現在の動作条件に対応する測定条件について算出された制御パラメータに現在の制御パラメータを変更する。
【００８４】
ステップ２５において、制御装置２００は、現在の制御パラメータを用いて、所定時間に亘って、太陽電池１１の動作電力点を制御する。
【００８５】
（作用及び効果）
第１実施形態では、太陽電池１１の設置後において、学習モード及び運用モードを制御装置２００が制御する。言い換えると、学習モードにおいて、太陽電池１１の設置場所の周辺環境を考慮して、制御パラメータが算出される。従って、太陽電池１１の最適動作電力点を適切に追従するように太陽電池１１の動作電力点を制御することができる。
【００８６】
第１実施形態では、制御装置２００は、太陽電池１１の動作特性の時系列変化に基づいて、制御パラメータを測定条件毎に算出する。言い換えると、所定時刻に生じる部分影を考慮して、制御パラメータが算出される。従って、太陽電池１１の最適動作電力点を適切に追従するように太陽電池１１の動作電力点を制御することができる。
【００８７】
第１実施形態では、制御パラメータは、時間を要素として含む所定条件が満たされた場合に、太陽電池１１の動作電力点を最大動作電力点に変更するパラメータを含む（例えば、上述したジャンプ制御（１））。従って、複数の動作電力点のピークが現れる場合であっても、太陽電池１１の最適動作電力点を適切に探索することができる。
【００８８】
第１実施形態では、制御パラメータは、時間を要素として含む所定条件が満たされた場合に、太陽電池１１の動作電力点をランダムに変更するパラメータを含む（例えば、上述したジャンプ制御（２））。従って、複数の動作電力点のピークが現れる場合であっても、太陽電池１１の最適動作電力点を適切に探索することができる。
【００８９】
さらに、上述した所定条件が満たされない場合（動作電力のピークが単一である場合）に、ジャンプ制御などの特別な制御を行わないことによって、電力のロスが発生することを抑制することができる。
【００９０】
［実施例］
以下において、第１実施形態の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１４は、太陽電池１１の動作特性の時系列変化の一例を示す図である。
【００９１】
図１４に示すように、時刻ｔ１〜時刻ｔ３において、太陽電池１１の動作電力点のピークは単数である。これに対して、時刻ｔ４〜時刻ｔ６において、太陽電池１１の動作電力点のピークは複数である。
【００９２】
なお、時刻ｔ４では、複数のピーク（“ａ”及び“ｂ”）のうち、高電圧側のピーク“ａ”が最大動作電力点である。これに対して、時刻ｔ６では、複数のピーク（“ａ”及び“ｂ”）のうち、低電圧側のピーク“ｂ”が最大動作電力点である。
【００９３】
このようなケースにおいて、時刻ｔ１〜時刻ｔ３において、上述した第１パターンを制御パラメータとして適用することが好ましい。一方で、時刻ｔ４〜時刻ｔ６において、上述した第２パターン及び第３パターンを制御パラメータとして適用することが好ましい。
【００９４】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００９５】
実施形態では特に触れていないが、測定条件や動作条件は、スマートサーバ４０或いはＥＭＳ２０からネットワーク６０を介して取得してもよい。或いは、測定条件や動作条件は、制御装置２００に接続されたセンサ（例えば、温度センサ、湿度センサ、照度センサ）の検出結果から取得されてもよい。或いは、測定条件や動作条件は、ユーザによって制御装置２００に入力されてもよい。
【００９６】
実施形態では、制御装置２００が需要家１０に設けられるケースについて説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。制御装置２００は、ＥＭＳ２０に設けられていてもよく、スマートサーバ４０に設けられていてもよい。このようなケースでは、ＥＭＳ２０或いはスマートサーバ４０は、学習モードにおいて、太陽電池の動作特性を各需要家１０からネットワーク６０を介して取得する。また、ＥＭＳ２０或いはスマートサーバ４０は、学習モードにおいて、測定条件毎に算出された制御パラメータを各需要家１０に対してネットワーク６０を介して提供する。なお、ＥＭＳ２０或いはスマートサーバ４０は、学習モードにおいて、複数の需要家１０（例えば、地域）毎に制御パラメータしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０…需要家、１１…太陽電池、２０…ＥＭＳ、３０…変電所、３１…配電線、４０…スマートサーバ、５０…発電所、５１…送電線、６０…ネットワーク、１００…電力制御システム、２００…制御装置、２１０…昇圧回路、２２０…インバータ回路、２３０…検出回路、２４０…記憶部、２５０…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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