(57)【要約】【課題】直流電源から出力される電力をより有効に利用できるようにする。【解決手段】電池システム４からの電力を交流電力に変換し、商用電力系統１１から電力が供給される配線に重畳するＤＣ／ＡＣコンバータ３３と、ＤＣ／ＡＣコンバータ３３から出力された交流電力が商用電力系統１１へ逆潮流するのを所定の第１周期で監視するとともに、前記配線へ重畳する交流電力の量を所定の第２周期で変更可能にＤＣ／ＡＣコンバータ３３を制御する制御部５１と、を備え、前記第１周期を前記第２周期より短くした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、
前記直流電源からの電力を交流電力に変換し、配電系統から電力が供給される配線に重畳するインバータ回路と、
前記インバータ回路から出力された交流電力が前記配電系統へ逆潮流するのを所定の第１周期で監視する逆潮流監視手段と、
前記配線へ重畳する交流電力の量を所定の第２周期で変更可能に前記インバータ回路を制御する制御手段と、を備え、
前記第１周期を前記第２周期より短くしたことを特徴とするエネルギー管理システム。
【請求項２】
請求項１記載のエネルギー管理システムにおいて、
前記直流電源から前記配電系統へ向かって流れる逆潮流電力を遮断状態にする開閉機構を設け、
前記制御手段は、前記逆潮流監視において、前記直流電源からの逆潮流を検出した場合に、前記開閉機構を作動させることを特徴とするエネルギー管理システム。
【請求項３】
請求項２記載のエネルギー管理システムにおいて、
前記制御手段は、前記開閉機構を作動させた後、復帰させる場合、前記インバータ回路の出力を前記開閉機構が作動する前よりも減じて動作させることを特徴とするエネルギー管理システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のエネルギー管理システムにおいて、
前記制御手段は、予め前記直流電源からの電力供給のタイムスケジュールを記憶しており、
前記タイムスケジュールに沿って前記直流電源からの電力供給を管理する、
ことを特徴とするエネルギー管理システム。
【請求項５】
複数の電池セルを収容した電池モジュールを直列に接続して構成した電池システムと、前記電池システムの出力を交流電力に変換し、前記蓄電システムと前記配電系統とを連系して、前記配電系統に接続される負荷へ交流電力を供給するインバータ回路と、
前記配電系統の交流電力を整流して前記電池システムの充電を行う充電器と、
前記複数の電池モジュールの蓄電容量をバランスさせる電池バランス手段と、
前記充電器、前記電池バランス手段及び前記インバータ回路を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、所定の第１周期毎に前記充電における電流電圧制御を行うように、前記充電器を制御し、所定の第２周期毎に前記複数の電池モジュールの電池容量を監視してバランスさせるように前記電池バランス手段を制御し、
前記第１周期は前記第２周期より短く設定されていることを特徴とするエネルギー管理システム。
【請求項６】
請求項５記載のエネルギー管理システムにおいて、
前記制御手段は、前記電池システムの充電と並行して前記蓄電容量をバランスさせる処理を行うことを特徴とするエネルギー管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池を配電系統に連系させたエネルギー管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池をパワーコンディショナにより配電系統と連系させ、太陽電池の発電電力あるいは配電系統からの電力を負荷に供給すると共に、夜間に配電系統からの電力を貯蔵するようにした系統連系型のエネルギー管理システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種のエネルギー管理システムでは、昼間、太陽電池で発電された直流電力をパワーコンディショナにより交流電力に変換し、配電系統と連系して電力を負荷に供給するようにしている。このパワーコンディショナは、配電系統と連系していることから、太陽電池の発電電力が負荷の消費電力よりも小さい場合、太陽電池の発電電力は全て負荷で消費され、不足分が配電系統から供給される。また、太陽電池の発電電力が負荷の消費電力よりも大きい場合には、余剰電力が発生するので、その余剰電力を配電系統に逆潮流電力として供給するようにしている。一方、太陽電池の発電電力が得られない夜間では、配電系統からの電力をパワーコンディショナを介して蓄電池に充電し、昼間にこれを利用することにより配電系統における昼間の発電電力のピークを抑制し、夜間電力の有効利用を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７１６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のエネルギー管理システムでは、太陽電池の発電電力が負荷の消費電力よりも小さい場合、太陽電池の発電電力は全て負荷で消費される。ここで、蓄電池に充電されて蓄えられた電力が十分でなければ、負荷の消費電力に対する太陽電池の発電電力の不足分を配電系統からの電力で補っている。
また、蓄電池の充電電力が十分な場合、太陽電池の発電電力の不足分を蓄電池の放電電力で補うようにしている。
この場合において、配電系統における昼間の発電電力のピークを抑制し、蓄電池に蓄えられた夜間電力（蓄電池から出力される電力）をより有効に利用するためには、都合の良い時に蓄電池から負荷へ電力が供給できるように、蓄電池への蓄電時により多くの電力を蓄えることが望まれる。
【０００５】
一方、上述のエネルギー管理システムは、直流電源（太陽電池、蓄電池など）が出力する電力が消費電力よりも大きい場合、余剰電力が発生するので、その余剰電力を配電系統に逆潮流させることも可能である。
しかしながら、直流電源（太陽電池、蓄電池）の出力を逆潮流してしまうと、せっかく発電した電力（太陽電池の場合）や、買電して蓄えられていた電力（蓄電池の場合）をエネルギー管理システムの使用者が使用することができないため、直流電源から出力される電力をより有効に利用できるように、逆潮流をさせずに負荷において消費されることも望まれており、エネルギー管理システムが有する直流電源からの電力の逆潮流を防止することが可能な機器が模索されている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、直流電源から出力される電力をより有効に利用できるようにするエネルギー管理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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、直流電源と、前記直流電源からの電力を交流電力に変換し、配電系統から電力が供給される配線に重畳するインバータ回路と、前記インバータ回路から出力された交流電力が前記配電系統へ逆潮流するのを所定の第１周期で監視する逆潮流監視手段と、前記配線へ重畳する交流電力の量を所定の第２周期で変更可能に前記インバータ回路を制御する制御手段と、を備え、前記第１周期を前記第２周期より短くしたことを特徴とする。
ここで、直流電源としては、蓄電池、太陽電池、燃料電池などが適用が可能である。
【０００８】
この場合において、前記直流電源から前記配電系統へ向かって流れる逆潮流電力を遮断状態にする開閉機構を設け、前記制御手段は、前記逆潮流監視において、前記直流電源からの逆潮流を検出した場合に、前記開閉機構を作動させるようにしてもよい。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記開閉機構を作動させた後、復帰させる場合、前記インバータ回路の出力を前記開閉機構が作動する前よりも減じて動作させるようにしてもよい。
さらに、前記制御手段は、予め前記直流電源からの電力供給のタイムスケジュールを記憶しており、前記タイムスケジュールに沿って前記直流電源からの電力供給を管理するようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明は、複数の電池セルを収容した電池モジュールを直列に接続して構成した電池システムと、前記電池システムの出力を交流電力に変換し、前記蓄電システムと前記配電系統とを連系して、前記配電系統に接続される負荷へ交流電力を供給するインバータ回路と、前記配電系統の交流電力を整流して前記電池システムの充電を行う充電器と、前記複数の電池モジュールの蓄電容量をバランスさせる電池バランス手段と、前記充電器、前記電池バランス手段及び前記インバータ回路を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、所定の第１周期毎に前記充電における電流電圧制御を行うように、前記充電器を制御し、所定の第２周期毎に前記複数の電池モジュールの電池容量を監視してバランスさせるように前記電池バランス手段を制御し、前記第１周期は前記第２周期より短く設定されていることを特徴とする。
【００１１】
この場合において、前記制御手段は、前記電池システムの充電と並行して前記蓄電容量をバランスさせる処理を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、直流電源からの出力される電力をより有効に利用できるようにするエネルギー管理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る系統連系システムの構成を示す図である。
【図２】系統連系システムの概要動作を示すフローチャートである。
【図３】蓄電池の概要構成図である。
【図４】バッテリバランス制御タイミング及び充電電流電圧制御タイミングのタイミングチャートである。
【図５】逆潮流監視処理の処理フローチャートである。
【図６】充放電時間管理タイミング及び逆潮流監視タイミングのタイミングチャートである。
【図７】蓄電池の充電制御の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施形態に係る系統連系システム１の構成を示す図である。
系統連系システム１は、図１に示すように、電力会社から供給される商用電力系統（配電系統）１１と、太陽電池（太陽電池）２１とを電力源として備えている。これらの電力は分電盤１２の下流側の配線（主線路）１３に供給され、配線（主線路）１３を介して負荷１５に供給される。また、系統連系システム１は充放電可能な電池モジュールを有する蓄電池（電池システム）４を備えており、商用電力系統１１の電力または太陽電池２１が発電した電力によって電池システム４を充電するとともに、電池システム４が放電する電力は配線１３に供給される。
【００１５】
電池システム４（直流電源）の構成については、後に詳述するが、直列及び／又は並列に相互接続された複数の電池モジュールと、電池モジュールの温度や電圧を監視するコントローラとを備える組電池として構成されている。
【００１６】
また、太陽電池２１には分配器２２が接続され、太陽電池２１で発電された電力は、分配器２２にて第１ＤＣ／ＡＣコンバータ２３（第１インバータ回路）及び／又は充電器３１に分配して出力される。第１ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は、太陽電池２１が出力した直流電流を、商用電力系統１１と同一またはほぼ同じ周波数の交流電力を得るに必要な電圧まで昇圧した後、これを交流電力に変換して、配線１３に出力する。配線１３に出力された交流電力は、配線１３に重畳される。分配器２２及び第１ＤＣ／ＡＣコンバータ２３は第１出力線路２４上に設けられ、この第１出力線路２４は配線１３と第１連系点２５にて接続される。
【００１７】
電池システム４を充電する充電器３１は、整流器３２を介して配線１３に接続されている。整流器３２は、配線１３の交流電力を整流・平滑した直流電力を充電器３１に出力し、充電器３１は、整流器３２から入力される直流電力により充電される。また、充電器３１には分配器２２を介して太陽電池２１が接続され、分配器２２から太陽電池２１が発電した直流電力が入力される。充電器３１は、分配器２２から入力される電力によって電池システム４を充電する。
【００１８】
また、電池システム４の出力側は、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ（第２インバータ回路）３３及びリレー（電流遮断器）３４を介して配線１３に接続され、電池システム４は第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３とともに商用電力系統１１から解列可能である。第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３は、電池システム４に充電された電力を、商用電力系統１１と同一またはほぼ同じ周波数の交流電力を得るに必要な電圧まで昇圧した後、これを交流電力に変換して、配線１３に出力する。配線１３に出力された交流電力は、配線１３に重畳される。
電池システム４、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及びリレー３４は、第２出力線路３５上に設けられ、この第２出力線路３５は配線１３と第２連系点３６にて接続される。この第２連系点３６は、配線１３における第１連系点２５よりも負荷１５側に配置されている。
【００１９】
系統連系システム１は、太陽電池２１が発電する昼間の時間帯に、太陽電池２１が発電した電力と商用電力系統１１の電力により負荷１５の使用電力を供給する。ここで、太陽電池２１の発電電力が負荷１５の使用電力よりも小さい場合、太陽電池２１の発電電力は全て負荷１５で消費される。負荷１５の使用電力に対する太陽電池２１の発電電力の不足分は、商用電力系統１１からの電力で補うことになるが、電池システム４に充電された電力が十分であれば、電力の不足分を電池システム４の放電電力で補うことができる。一方、太陽電池２１の発電電力と蓄電池の放電電力４との和が負荷１５の使用電力よりも大きい場合、余剰電力が発生するので、その余剰電力を商用電力系統１１に逆潮流電力として供給する。
【００２０】
ところで、太陽電池の発電電力は、新たに創り出された電力であり、その余剰電力については、配電系統へ供給し、広く活用することが望まれている。
一方、蓄電池に蓄えられた電力は元々負荷に供給すべき電力を買電したものであるため、エネルギー管理システムの使用者にとっては、逆潮流させずに負荷において消費されることが望ましい。
このため、本構成では、系統連系システム１は、太陽電池２１から商用電力系統１１に逆潮流させることを可能としつつ、電池システム４から商用電力系統１１への逆潮流を確実に防止するために、遮断機構（開閉機構）３７を備えている。
【００２１】
遮断機構３７は、上記したリレー３４と、このリレー３４の開閉動作を指示する制御部５１と、配線１３上を第２連系点３６から第１連系点２５へ流れる電流を検知する電流検知器５２とを備えて構成される。
リレー３４は、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３と第２連系点３６との間の第２出力線路３５上に設けられた機械式のスイッチであり、このリレー３４が開くことにより、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及び電池システム４が商用電力系統１１から解列される。
電流検知器５２は、配線１３における第１連系点２５と第２連系点３６との間に設けられ、第２連系点３６から第１連系点２５への有効電力の流れ、すなわち、電池システム４からの逆潮流を検知するものであり、制御部５１に接続されている。制御部５１は、系統連系システム１全体を制御するコントローラであり、各機器と接続されている。
【００２２】
次に、電池システム４から商用電力系統１１への逆潮流を防止する遮断機構３７の動作を説明する。
図２は、系統連系システムの概要動作を示すフローチャートである。
まず、制御部５１は、現在時刻が充電時間帯であるか否かを判別する（ステップＳ１１）。
この場合において、充電時間帯は、いわゆる深夜電力時間帯に設定されており、例えば、深夜電力時間帯が２３時から翌日の７時までだとした場合には、充電時間帯は２４時から翌日５時までの５時間のように設定される。
【００２３】
ステップＳ１１の判別において、現在時刻が充電時間帯である場合には（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、電池システム４の充電制御（ステップＳ１２）および電池システム４のバッテリバランス制御（ステップＳ１３）がなされる。
電池システム４の充電制御と電池システム４のバッテリバランス制御とは、同時並行して行われる。
ここで、電池システム４の充電制御及び電池システム４のバッテリバランス制御の説明に先立ち、電池システム４の構成について説明する。
【００２４】
図３は、電池システム４の概要構成図である。
電池システム４は、大別すると、コントローラ４Ａと、このコントローラ４Ａの制御下で蓄電を行う複数の電池モジュール４Ｂ１〜４Ｂ４と、を備えている。
コントローラ４Ａは、電池モジュール４Ｂ１〜４Ｂ４の温度や電圧を監視して、充電制御を行うとともに、電池モジュール４Ｂ１〜４Ｂ４間の蓄電電圧がほぼ等しくなるようにバッテリバランス制御を行う。
【００２５】
電池モジュール４Ｂ１〜４Ｂ４は、同一構成をしており、電池モジュール４Ｂ１を一例として説明すると、直列及び／又は並列に相互接続された複数の電池セル（単位蓄電池）を収容した電池ユニットＢＵと、この電池ユニットＢＵと並列に接続された放電用スイッチＳＷ及び放電用抵抗Ｒを備えている。
この場合において、電池モジュール４Ｂ１〜４Ｂ４を構成する電池ユニットＢＵは、互いに直列に接続されており、充電器３１と、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３の間に介挿されている。
【００２６】
まず、充電制御について説明する。
ここで、電池ユニットＢＵを構成するセルをリチウムイオン電池で構成した場合について説明すると、電池ユニットＢＵは、充電器３１の制御下で定電流−定電圧充電がなされる。
図７は、蓄電池の充電制御の説明図である。
すなわち、図７に示すように、電池ユニットＢＵの充電電圧ＬＶが時刻ｔ１に所定の切換電圧に至るまでは、充電電流ＬＣを一定電流とし、時刻ｔ１以降は、充電電圧ＬＶが一定となるように充電電流ＬＣを制御する。この場合において、電流及び電圧制御は、所定の周期ｆＣＣ（図４参照）で行うこととなっている。
【００２７】
そして、時刻ｔ２において、充電電流が、満充電状態に相当する電流値にまで低下すると、充電を完了することとなる。
次にバッテリバランス制御について説明する。
ところで、電池モジュール４Ｂ１〜４Ｂ４を構成する電池ユニットＢＵは互いに直列に接続されているため、上記充電制御を行った場合に、いずれか一つの電池ユニットＢＵの電圧が切換電圧に至り、定電流充電に移行して満充電状態ととなると、それ以上充電電流を流すことができないため、他の電池モジュールは、満充電状態に至らないこととなる。
【００２８】
そこで、このような場合には、満充電状態となった電池ユニットＢＵに対応する放電用スイッチＳＷをオン状態として、当該電池ユニットＢＵに蓄えた電力を放電用抵抗Ｒを介して放電する。この結果、電池モジュール４Ｂ１〜４Ｂ４は再び充電可能な状態となるので、このバッテリバランス制御を充電制御中に並行して行うことにより、電池モジュール４Ｂ１〜４Ｂ４を構成している電池ユニットＢＵの蓄電電圧は、互いに近づいて、再び充電可能な状態に至ることとなる。
この結果、充電が再開されることとなり、全体としてより満充電状態に近づくこととなる。
そして、このバッテリバランス制御を繰り返すことにより充電時間中に電池モジュールの蓄電電圧はより均一化され、蓄電電圧はより満充電状態の電圧となる。
【００２９】
図４は、電池（バッテリ）バランス制御タイミング及び充電電流電圧制御タイミングのタイミングチャートである。
この場合において、電池ユニットＢＵの充電を行う際に行う電流電圧制御は、所定の周期ｆＣＣで行うこととなっており、この周期ｆＣＣは、電池ユニットＢＵの蓄電容量をバランスさせる電池バランス監視周期ｆＢＢよりも短い周期となっている。
より具体的には、電流電圧制御周期ｆＣＣは、２０ｍｓｅｃ周期程度であり、電池バランス監視周期ｆＢＢは、１０ｍｉｎ周期程度となっている。
【００３０】
したがって、電池バランス制御を行うことによる電池ユニットＢＵの充電における電流電圧制御に与える影響を抑制することができる。
より詳細には、電池バランス制御を行うための電池バランス監視周期ｆＢＢを電流電圧制御周期ｆＣＣよりも長く設定することにより、電池バランス制御によって変動する電池モジュールの電圧を加味して充電を行うことができるので、電池の実際の充電容量を充電可能容量に近づけることができ、実効的な充電容量大きくすることができる。したがって、配電系統における昼間の発電電力のピークを抑制するために、都合の良い時に蓄電池から負荷へ電力が供給できるようになるので、蓄電池から出力される電力をより有効に利用することができる。
【００３１】
以上の説明では、充電容量が他の電池モジュールより大きな電池モジュールを放電させてバッテリバランスを制御するように構成していたが、充電容量が他の電池モジュールより小さな電池モジュールを充電することにより電池バランスをとる構成を採った場合には、電池バランス監視周期ｆＢＢを長く設定することにより、電池バランス制御で充電を行った分の容量が充電制御で加味されることとなるので、過放電を防止することができる。
【００３２】
次に充電が完了すると、逆潮流監視タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１４）。本実施形態では、逆潮流監視タイミングとは、系統連系システム１が運転中に所定時間（２０ｍｓｅｃ）ごとに監視を実行するタイミング、及び、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３が再起動した直後に監視を実行するタイミングを含むものとする。
ステップＳ１４の判別において、逆潮流監視タイミングである場合には（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、逆潮流監視処理を行う（ステップＳ１５）。
【００３３】
図５は、逆潮流監視処理の処理フローチャートである。
まず制御部５１は、電流検知器５２によって、逆潮流（即ち、第２連系点３６から第１連系点２５への有効電力の流れ）が検出されるか否かを判別する（ステップＳ２１）。
ステップＳ２１の判別において、電流検知器５２が逆潮流を検出しない場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）には、逆潮流監視処理を終了し、処理をステップＳ１６に移行する。
ステップＳ２１の判別において、電流検知器５２が逆潮流を検出した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）には、制御部５１は、リレー３４を開成する（ステップＳ２２）。これにより、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及び電池システム４が商用電力系統１１から解列されることにより、電池システム４から放電された放電電力が商用電力系統１１に逆潮流することを確実に防止できる。また、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３は、商用電力系統１１から解列されたことを検出して停止する。
【００３４】
本実施形態では、電流検知器５２は、配線１３における商用電力系統１１側に位置する第１連系点２５と、負荷１５側に位置する第２連系点３６との間に設けられているため、電流検知器５２によって第２連系点３６から第１連系点２５へ流れる有効電力が検出された場合には、この逆潮流が電池システム４の放電電力によるものとみなすことができる。また、太陽電池２１から出力された電力が流れる第１出力線路２４が第１連系点２５に接続されているため、リレー３４を開成したとしても、太陽電池２１の発電電力を商用電力系統１１に逆潮流させることが可能となる。さらに、リレー３４は、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３と第２連系点３６との間の第２出力線路３５に設けているため、このリレー３４を開成しても配線１３が遮断されることはなく、太陽電池２１及び／または商用電力系統１１から負荷１５に電力の供給を維持できる。
【００３５】
続いて、制御部５１は、リレー３４を開成してから所定時間（例えば、５分）経過したか否かを判別する（ステップＳ２３）。この所定時間は、負荷１５での使用電力量の変動が安定すると見込まれる時間である。系統連系システム１の運転中に、電池システム４の放電電力が逆潮流する場合として、負荷１５での使用電力量が急激に減少し、電池システム４及び太陽電池２１からの供給電力量が余剰となった場合が想定される。
【００３６】
この場合、ステップＳ２２において説明したように、リレー３４を開成することにより、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及び電池システム４が商用電力系統１１から解列される。この解列した状態が長時間保持されると、負荷１５での使用電力量が増加して太陽電池２１の発電量よりも大きくなると、商用電力系統１１からの電力が負荷１５に供給され続けることとなり、電力の使用効率が低下する。このため、早急にリレー３４を閉じて、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及び電池システム４を商用電力系統１１に連系させることが望ましい。しかしながら、短い時間で連系させた場合には、負荷１５での使用電力量の変動が安定しておらず、電池システム４の放電電力が再び逆潮流すると考えられる。
【００３７】
このため、本構成では、ステップＳ２３の判別において、負荷１５での使用電力量の変動が安定すると見込まれる所定時間が経過していない場合には（ステップＳ２３；Ｎｏ）、この所定時間が経過するまで待機する。
一方、ステップＳ２３の判別において、所定時間が経過した場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）には、制御部５１は、リレー３４を閉成する（ステップＳ２４）。
そして制御部５１は、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３の出力を、逆潮流が生じる直前の出力よりも減じて再起動させる（ステップＳ２５）。ここで、制御部５１は、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３の出力を減じて（例えば、逆潮流が生じる直前の出力の７０〜８０％）再起動させるため、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及び電池システム４を商用電力系統１１に再び連系させたとしても、電池システム４の放電電力が逆潮流する蓋然性を低くすることができる。
【００３８】
続いて、制御部５１は、充放電時間管理タイミングであるか否かを判別する（ステップＳ１６）。
この充放電時間管理タイミングとは、配電系統である商用電力系統１１からの電力を夜間電力により蓄電した電気エネルギーを、昼間にこれを利用することにより商用電力系統１１における昼間の発電電力のピークを抑制し、夜間電力の有効利用を図るために、電池システム４から蓄電した電力を放電するための制御を行うタイミングである。
この場合において、制御部５１は、時間帯毎にどれくらい電池システム４から放電を行えば良いのかを、時間帯と当該時間帯における放電電力量との組み合わせを予め充放電タイムスケジュールとして記憶しており、制御部５１は、このタイムスケジュールに沿って蓄電池の充放電を管理するようにされている。
【００３９】
具体的には、例えば、充放電時間管理を１０分毎に行う場合には、午後２時〜午後２時１０分までの放電電力量を○○ｋＷ、午後２時１０分〜午後２時２０分までの放電電力量を△△ｋＷ、…のようにスケジュールテーブルとして記憶している。また、逆に午前０時〜午前１時は充電時間帯として記憶している。
このスケジュールテーブルは、前日や、前年における実際の時間帯と放電電力量、エネルギー管理システムである系統連系システム１における負荷１５の稼動状況などに基づいて、逐次更新されるようになっている。
なお、上記記憶例は一例であり、時間帯と充放電電力量との関係が分かればどのような記憶態様も採ることが可能である。
【００４０】
図６は、充放電時間管理タイミング及び逆潮流監視タイミングのタイミングチャートである。
この場合において、逆潮流監視は、所定の逆潮流監視周期ｆＲＣ（第１周期）で行うこととなっており、この周期ｆＲＣは、充放電時間管理タイミング周期ｆＣＤ（第２周期）よりも短い周期となっている。
より具体的には、逆潮流監視周期ｆＲＣは、２０ｍｓｅｃ周期程度であり、充放電時間管理タイミング周期ｆＣＤは、１０〜６０ｍｉｎ周期程度となっている。
したがって、電池システム４からの放電量の切替時に逆潮流の発生を確実に監視して、逆潮流を確実に遮断させることができる。
【００４１】
以上の説明のように、本発明を適用した実施形態に係る系統連系システム１は、太陽電池２１と、電池システム４と、太陽電池が２１出力する直流電力を交流電力に変換し、太陽電池２１と商用電力系統（配電系統）１１とを連系して商用電力系統１１に接続される負荷１５へ交流電力を供給するとともに、電池システム４が出力する直流電力を交流電力に変換し、電池システム４と商用電力系統１１とを連系し、負荷１５へ交流電力を供給する第２ＤＣ／ＡＣコンバータ（インバータ回路）３３と、を備え、電池システム４の充放電の時間管理より短い周期で蓄電池の逆潮流監視を行う制御部（制御手段）５１を備えているので、電池システム４における放電量の切替時に負荷１５により電力が消費しきれず、電池システム４から商用電力系統１１へ逆潮流するのを確実に防止するための対応ができる。したがって、電池システム４が蓄電した電力を負荷へ供給することができるので、電池システム４（直流電源）から出力される電力をより有効に利用することができる。
【００４２】
さらに、逆潮流を検出した場合には、電池システム４から商用電力系統（配電系統）１１へ向かって流れる逆潮流を遮断状態にするリレー（開閉機構）３４を設けているので、制御部５１は、逆潮流監視において、電池システム４からの逆潮流を検出した場合に、リレー３４を作動させるので、確実に商用電力系統１１へ電池システム４から逆潮流するのを防止できる。
さらにまた、制御部５１は、リレー３４を作動させた後、復帰させる場合、２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３の出力をリレー３４が作動する前よりも減じて動作させるので、第２ＤＣ／ＡＣコンバータ３３及び電池システム４を商用電力系統１１に再び連系させたとしても、電池システム４の放電電力が逆潮流する蓋然性を低くすることができる。
【００４３】
さらに制御部５１は、予め充放電のタイムスケジュールを記憶しており、タイムスケジュールに沿って電池システム４の充放電を管理しているので、不必要に電池システム４から商用電力系統へ逆潮流するのを抑制することができる。
また、電池システム４は、複数の電池ユニットＢＵが直列に接続された組電池として構成されており、制御部５１は、電池ユニットＢＵの蓄電容量をバランスさせる電池バランス監視周期よりも短い周期で電池システム４の充電における電流電圧制御を行うので、実効的な蓄電容量を増加して電力を有効に利用することができる。
さらに、制御部５１は、電池システム４の充電と並行して蓄電容量をバランスさせる処理を行うので、短い時間で実効的な蓄電容量を増加して電力をより有効に利用することができる。
【００４４】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、上記実施形態は具体的な適用例を示したもので、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施形態で示した各周期ｆＣＣ、ｆＢＢ、ｆＲＣ、ｆＣＤの具体的な値は一例であり、本発明の技術的範囲内で適宜設定することが可能である。
また、上記実施形態では電池システム４が放電する放電モードを昼間時間帯に行うものとして説明したが、例えば、負荷１５が夜間に使用される給湯装置等である場合に、昼間に太陽電池２１の電力により電池システム４を充電し、負荷１５の稼働時間に合わせて夜間に放電モードを実行してもよい。
【００４５】
その他、負荷１５の種類や、具体的な系統連系システム１の各部の仕様及び細部構成については任意に変更可能である。
例えば、以上の説明では、電池モジュールを複数のセルから構成していたが、単一のセルで構成することも可能である。
また、以上の説明では、直流電源として蓄電池の場合について説明したが、太陽電池、燃料電池などについても適用が可能である。
また、以上の説明では、第２連系点３６から第１連系点２５への有効電力の流れを検知して逆潮流を検知していたが、第２連系点３６から第１連系点２５への無効電力を検出することでも逆潮流を検出することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  系統連携システム（エネルギー管理システム）
４  電池システム（直流電源）
４Ｂ１〜４Ｂ４  電池モジュール
１１  商用電力系統（配電系統）
１５  負荷
２１  太陽電池
２３  第１ＤＣ／ＡＣコンバータ
３３  第２ＤＣ／ＡＣコンバータ（インバータ回路）
３４  リレー（電流遮断器）
３７  遮断機構（開閉機構）
５１  制御部
ＢＵ  電池ユニット
ｆＲＣ  逆潮流監視周期（第１周期）
ｆＣＤ  充放電時間管理タイミング周期（第２周期）
ＳＷ  放電用スイッチ
Ｒ  放電用抵抗
【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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