(57)【要約】【課題】環境への負担が小さくなるように複数の分散電源の運転制御が可能な電力供給システム等を提供する。【解決手段】電力の供給を受ける蓄電池１２および負荷３２と、電力の供給を行う太陽電池１１および発電装置３３と、電力を制御する電力供給機器（パワーコンディショナ２０）と、所定の電流を検出することで発電装置を発電させる電流センサ４０と、を備える電力供給システムであって、電力供給機器は、太陽電池が発電した電力を蓄電池に供給し、余剰電力を負荷に供給させて、余剰電力によっても不足する電力を前記電流センサが検出する電流を制御することにより発電装置から負荷に供給させる制御部、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力の供給を受ける蓄電池および負荷と、前記電力の供給を行う太陽電池および発電装置と、前記電力を制御する電力供給機器と、所定の電流を検出することで前記発電装置を発電させる電流センサと、を備える電力供給システムであって、
前記電力供給機器は、
前記太陽電池が発電した電力を前記蓄電池に供給し、余剰電力を前記負荷に供給させて、前記余剰電力によっても不足する電力を前記電流センサが検出する電流を制御することにより前記発電装置から前記負荷に供給させる制御部、を備えることを特徴とする、電力供給システム。
【請求項２】
前記電力供給機器は、
第１電力変換部と、前記第１電力変換部とは異なる第２電力変換部とを更に備え、
前記太陽電池からの電力を、前記第１電力変換部を経由させて前記電流センサに前記所定の電流を検出させるとともに前記負荷に供給させる第１経路、及び前記第２電力変換部を経由させて前記負荷に供給させる第２経路を有し、
前記余剰電力を前記第２経路によって前記負荷に供給させる、請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記電力供給機器は、
前記第１電力変換部を用いて前記第１経路を流れる電流を調整することで、前記発電装置から前記負荷に供給させる電力を変化させる、請求項２に記載の電力供給システム。
【請求項４】
前記発電装置は燃料電池であって、前記所定の電流は順潮流の電流である、請求項１から３のいずれか一項に記載の電力供給システム。
【請求項５】
電力の供給を受ける蓄電池および負荷と、前記電力の供給を行う太陽電池および発電装置と、所定の電流を検出することで前記発電装置を発電させる電流センサと、を備える電力供給システムで用いられる、前記電力を制御する電力供給機器であって、
前記太陽電池が発電した電力を前記蓄電池に供給し、余剰電力を前記負荷に供給させて、前記余剰電力によっても不足する電力を前記電流センサが検出する電流を制御することにより前記発電装置から前記負荷に供給させる制御部、を備えることを特徴とする、電力供給機器。
【請求項６】
電力の供給を受ける蓄電池および負荷と、前記電力の供給を行う太陽電池および発電装置と、前記電力を制御する電力供給機器と、所定の電流を検出することで前記発電装置を発電させる電流センサと、を備える電力供給システムの制御方法であって、
前記太陽電池が発電した電力を前記蓄電池に供給し、余剰電力を前記負荷に供給させるステップと、
前記余剰電力によっても不足する電力を前記電流センサが検出する電流を制御することにより前記発電装置から前記負荷に供給させるステップと、を有することを特徴とする、電力供給システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力供給システム、電力供給機器及び電力供給システムの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池等の発電設備を備える電力供給システムのパワーコンディショナとして、商用電源系統（以下、適宜、系統と略記する）に連系して交流電力を出力する系統連系運転と、系統と関わりなく交流電力を出力する自立運転とを可能としたものが知られている。また、分散電源として、太陽電池だけでなく例えば発電装置等も備える電力供給システムが知られている。
【０００３】
このようなパワーコンディショナの中には、系統連系運転のときに余剰電力が発生した場合、系統への売電を可能にするものがある。例えば、特許文献１は、太陽電池（太陽光発電部）にて発電した電力を、系統に売電可能であれば発電装置（ガス発電部）が発電する電力を優先して負荷に供給し、売電が可能でなければ太陽電池からの電力を優先して負荷に供給する、経済的な運用が可能な電力供給システムを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０４６７１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、近年、売電といった経済性よりも環境を重視し、分散電源のうち環境への負担がより小さいものを優先して使用する電力供給システムへの需要がある。
【０００６】
上記のような課題に鑑みてなされた本発明の目的は、環境への負担が小さくなるように複数の分散電源の運転制御が可能な電力供給システム、電力供給機器及び電力供給システムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力供給システムは、電力の供給を受ける蓄電池および負荷と、前記電力の供給を行う太陽電池および発電装置と、前記電力を制御する電力供給機器と、所定の電流を検出することで前記発電装置を発電させる電流センサと、を備える電力供給システムであって、前記電力供給機器は、前記太陽電池が発電した電力を前記蓄電池に供給し、余剰電力を前記負荷に供給させて、前記余剰電力によっても不足する電力を前記電流センサが検出する電流を制御することにより前記発電装置から前記負荷に供給させる制御部、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る電力供給システムにおいて、前記電力供給機器は、第１電力変換部と、前記第１電力変換部とは異なる第２電力変換部とを更に備え、前記太陽電池からの電力を、前記第１電力変換部を経由させて前記電流センサに前記所定の電流を検出させるとともに前記負荷に供給させる第１経路、及び前記第２電力変換部を経由させて前記負荷に供給させる第２経路を有し、前記余剰電力を前記第２経路によって前記負荷に供給させることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る電力供給システムにおいて、前記電力供給機器は、前記第１電力変換部を用いて前記第１経路を流れる電流を調整することで、前記発電装置から前記負荷に供給させる電力を変化させることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る電力供給システムにおいて、前記発電装置は燃料電池であって、前記所定の電流は順潮流の電流であることが好ましい。
【００１１】
さらに、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力供給機器は、電力の供給を受ける蓄電池および負荷と、前記電力の供給を行う太陽電池および発電装置と、所定の電流を検出することで前記発電装置を発電させる電流センサと、を備える電力供給システムで用いられる、前記電力を制御する電力供給機器であって、前記太陽電池が発電した電力を前記蓄電池に供給し、余剰電力を前記負荷に供給させて、前記余剰電力によっても不足する電力を前記電流センサが検出する電流を制御することにより前記発電装置から前記負荷に供給させる制御部、を備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力供給システムの制御方法は、電力の供給を受ける蓄電池および負荷と、前記電力の供給を行う太陽電池および発電装置と、前記電力を制御する電力供給機器と、所定の電流を検出することで前記発電装置を発電させる電流センサと、を備える電力供給システムの制御方法であって、前記太陽電池が発電した電力を前記蓄電池に供給し、余剰電力を前記負荷に供給させるステップと、前記余剰電力によっても不足する電力を前記電流センサが検出する電流を制御することにより前記発電装置から前記負荷に供給させるステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電力供給システム、電力供給機器及び電力供給システムの制御方法によれば、環境への負担が小さくなるように複数の分散電源の運転制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力供給システムのブロック図である。
【図２】電力供給システムの制御例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電力供給システムの制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】比較例の電力供給システムの制御例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態）
まず、本発明の一実施形態に係る電力供給システムについて説明する。本実施形態に係る電力供給システムは、系統（商用電源系統）から供給される電力の他に、売電可能な電力を供給する分散電源及び／又は売電不可能な電力を供給する分散電源を備える。売電可能な電力を供給する分散電源は、例えば太陽光発電などによって電力を供給するシステムである。一方売電不可能な電力を供給する分散電源は、例えば電力を充放電することができる蓄電池システム、ＳＯＦＣ（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）などの燃料電池を含む燃料電池システム、及びガス燃料により発電するガス発電機システムなどである。本実施の形態においては、売電可能な電力を供給する分散電源として太陽電池、及び売電不可能な電力を供給する分散電源として蓄電池と、及び燃料電池又はガス発電機である発電装置とを備える例を示す。
【００１７】
（電力供給システムの構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電力供給システムは、太陽電池１１と、蓄電池１２と、パワーコンディショナ２０（電力供給機器）と、分電盤３１と、負荷３２と、発電装置３３と、電流センサ４０とを備える。ここで、発電装置３３は、燃料電池又はガス発電機により構成されるものである。電力供給システムは、通常は系統との連系運転を行い、系統から供給される電力と、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）からの電力とを負荷３２に供給する。また、電力供給システムは、停電時など系統からの電力供給がない場合は自立運転を行い、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）からの電力を負荷３２に供給する。なお、電力供給システムが自立運転を行う場合には、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）は系統から解列した状態であり、電力供給システムが連系運転を行う場合には、各分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）は系統と並列した状態となる。
【００１８】
図１において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力の流れる配線を表し、電流センサ４０と発電装置３３とを結ぶ破線は通信される情報（電流センサ４０の検出信号）の流れを表す。ここで、制御部２５と多くの機能ブロックとの間には制御信号又は通信される情報の流れがあるが、これらについては後述する。制御信号及び情報の通信は、有線通信としてもよいし、無線通信としてもよい。制御信号及び情報の通信には、各階層含め、様々な方式を採用可能である。例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの近距離通信方式による通信を採用することができる。また、赤外線通信、電力線搬送通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）など、様々な伝送メディアを使用することができる。またそれぞれの通信に適した物理層を含む下位の層の上で、各種プロトコル、例えばＺｉｇＢｅｅ  ＳＥＰ２．０（Ｓｍａｒｔ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｐｒｏｆｉｌｅ２．０）、ＥＣＨＯＮＥＴ  Ｌｉｔｅ（登録商標）などのような論理層だけ規定される通信プロトコルを動作させてもよい。
【００１９】
太陽電池１１は、太陽光のエネルギーを直流の電力に変換するものである。太陽電池１１は、例えば光電変換セルを有する発電部がマトリクス状に接続され、所定の直流電流（たとえば１０Ａ）を出力するように構成される。太陽電池１１は、シリコン系多結晶太陽電池、シリコン系単結晶太陽電池、又はＣＩＧＳ等薄膜系太陽電池等、光電変換可能なものであればその種類は制限されない。
【００２０】
蓄電池１２は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の蓄電池から構成される。蓄電池１２は、充電された電力を放電することにより、電力を供給可能である。また、蓄電池１２は、系統、太陽電池１１から供給される電力に加え、発電装置３３から供給される電力を充電可能である。
【００２１】
パワーコンディショナ２０（電力供給機器）は、太陽電池１１、蓄電池１２から供給される直流の電力と、系統及び発電装置３３から供給される交流の電力との変換を行うとともに、連系運転及び自立運転の切り替え制御を行うものである。パワーコンディショナ２０は、インバータ２１（第１電力変換部）と、連系運転スイッチ２２、２３と、自立運転スイッチ２４と、ＤＣ／ＡＣ部２６（第２電力変換部）と、ＤＣ／ＤＣ部２７〜２９と、パワーコンディショナ２０全体を制御する制御部２５とを備える。なお、連系運転スイッチ２３は、パワーコンディショナ２０外に出すよう構成しても良い。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣ部２７〜２９は、インバータ２１の前段で直流電力を昇圧又は降圧するものである。例えば、ＤＣ／ＤＣ部２７は、太陽電池１１からの直流電力を一定の電圧まで昇圧してインバータ２１に供給する。また、ＤＣ／ＤＣ部２８は、蓄電池１２からの直流電力を一定の電圧まで昇圧してインバータ２１に供給する。また、ＤＣ／ＤＣ部２８は、インバータ２１、ＤＣ／ＤＣ部２７あるいはＤＣ／ＤＣ部２９からの直流電圧を降圧して蓄電池１２に供給する。ＤＣ／ＤＣ部２９は、例えばＤＣ／ＡＣ部２６を通じて発電装置３３からの電力を引き込むために設けられる。
【００２３】
インバータ２１（第１電力変換部）は、双方向インバータであって、太陽電池１１、蓄電池１２から供給される直流の電力を交流の電力に変換し、また、系統から供給される交流の電力を直流の電力に変換する。
【００２４】
連系運転スイッチ２２、２３、自立運転スイッチ２４は、それぞれリレー、トランジスタなどにより構成され、オン／オフ制御される。図示の通り、自立運転スイッチ２４は、発電装置３３と蓄電池１２との間に配される。連系運転スイッチ２２、２３、と自立運転スイッチ２４とは、双方が同時にオン（又はオフ）とならないように、同期して切り替えられる。より詳しくは、連系運転スイッチ２２、２３がオンとなるとき、自立運転スイッチ２４は同期してオフとなり、連系運転スイッチ２２、２３がオフとなるとき、自立運転スイッチ２４は同期してオンとなる。連系運転スイッチ２２、２３及び自立運転スイッチ２４の同期制御は、連系運転スイッチ２２、２３への制御信号の配線を自立運転スイッチ２４に分岐させることによりハードウェア的に実現される。なお、スイッチ毎に同一の制御信号に対するオンとオフの状態を区別して設定可能なことはいうまでもない。また、連系運転スイッチ２２、２３及び自立運転スイッチ２４の同期制御は、制御部２５によりソフトウェア的に実現することも可能である。
【００２５】
ＤＣ／ＡＣ部２６（第２電力変換部）は、発電装置３３の発電による交流電力を直流電力に変換して蓄電池１２に供給することを可能にする。また、本実施形態において、ＤＣ／ＡＣ部２６は太陽電池１１からの直流電力を交流電力に変換できる双方向の電力変換部である。ここで、ＤＣ／ＡＣ部２６が双方向の電力変換部である場合、パワーコンディショナ２０は、双方向のコンバータであるＤＣ／ＤＣ部２９を備えるか、ＤＣ／ＤＣ部２９を省略した構成をとり得る（図２参照）。なお、ＤＣ／ＡＣ部２６は、パワーコンディショナ２０の外部に備えることも可能である。この場合、パワーコンディショナ２０は、外部のＤＣ／ＡＣ部から直流電力の入出力を受ける入出力端子を備える構成となる。
【００２６】
制御部２５は、例えばマイクロコンピュータで構成され、系統電圧の上昇や停電等の状態等に基づいて、インバータ２１、連系運転スイッチ２２、２３、自立運転スイッチ２４、ＤＣ／ＡＣ部２６、ＤＣ／ＤＣ部２７〜２９等の各部の動作を制御する。制御部２５は、連系運転時には、連系運転スイッチ２２、２３をオン、自立運転スイッチ２４をオフに切り替える。また、制御部２５は、自立運転時には、連系運転スイッチ２２、２３をオフ、自立運転スイッチ２４をオンに切り替える。
【００２７】
分電盤３１は、連系運転時に系統より供給される電力を複数の支幹に分岐させて負荷３２に分配する。また、分電盤３１は、複数の分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２、発電装置３３）から供給される電力を、複数の支幹に分岐させて負荷３２に分配する。ここで、負荷３２とは、電力を消費する電力負荷であり、たとえば家庭内で使用されるエアコン、電子レンジ、テレビ等の各種電器製品や、商工業施設で使用される空調機や照明器具などの機械、照明設備等である。
【００２８】
発電装置３３は、燃料電池又はガス発電機により構成される。燃料電池は、水素を用いて空気中の酸素との化学反応により直流の電力を発電するセルと、発電された直流電力を１００Ｖあるいは２００Ｖの交流電力に変換するインバータと、その他補機類とを備える。ここで、発電装置３３としての燃料電池は、パワーコンディショナ２０を介さずとも負荷３２に対する交流電力の供給を可能とするシステムであり、必ずしもパワーコンディショナ２０との接続を想定して設計されたものではなく、汎用性を有するシステムであってよい。また、ガス発電機は、所定のガスなどを燃料とするガスエンジンで発電するものである。
【００２９】
発電装置３３は、対応する電流センサ４０が順潮流（買電方向の電流、本発明の所定の電流に対応）を検出する間発電を行うものであり、発電時には負荷３２の消費電力に追従する負荷追従運転又は所定の定格電力値による定格運転を行う。停止状態の発電装置３３は電流センサ４０が順潮流を検出すると起動する。負荷追従運転時の追従範囲は、例えば０．５〜３．０ｋＷであり、定格運転時の定格電力値は、例えば３．０ｋＷである。なお、発電装置３３は、連系運転時は負荷３２の消費電力に追従する負荷追従運転（例えば０．５〜３．０ｋＷ）を行い、自立運転時に、負荷追従運転又は定格電力値による定格運転を行うものとしてもよい。
【００３０】
電流センサ４０は、系統及び発電装置３３の間を流れる電流を検出するものである。日本では、発電装置３３が発電する電力は売電不可能と規定されているため、電流センサ４０が系統側への逆潮流（売電方向の電流）を検出した場合、発電装置３３は発電を停止する。電流センサ４０が順潮流を検出する間、発電装置３３は負荷３２に自身から電力を供給できるものとして負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。
【００３１】
電力供給システムが連系運転を行うとき、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオン、自立運転スイッチ２４がオフに制御される。
【００３２】
連系運転時には、系統よりＡＣ１００Ｖ（あるいは２００Ｖ）が供給されて、負荷３２に給電される。パワーコンディショナ２０は、蓄電池１２の充電が完了していない場合、系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池１２を充電する。また、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の発電電力を交流電力に変換して系統に逆潮流したり、余剰電力を売電したりすることができる。また、パワーコンディショナ２０は、系統からの電力及び分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力を負荷３２に出力してもよい。なお、この場合、電流センサ４０には、系統からの順潮流（買電方向の電流）が流れるため、発電装置３３は発電を行い、分電盤３１を経て負荷３２に電力を供給する。
【００３３】
電力供給システムが自立運転を行うとき、パワーコンディショナ２０の各スイッチは、連系運転スイッチ２２、２３がオフ、自立運転スイッチ２４がオンに制御される。
【００３４】
自立運転時には、パワーコンディショナ２０により、自立運転スイッチ２４を介して分散電源（太陽電池１１、蓄電池１２）の電力が負荷３２に供給される。電流センサ４０は順潮流（買電方向の電流）を検出するため、発電装置３３は負荷追従運転又は定格運転での発電を実行できる。
【００３５】
ここで、電力供給システムが備える太陽電池１１と発電装置３３とを、環境への負担という観点から比較する。太陽電池１１は、太陽光がある限り実質的に無尽蔵に発電することができる。一方で、発電装置３３は、例えば燃料電池であれば水素を取り出すためにガスを使用し、また例えばガス発電機であればガスエンジンの燃料としてガスを使用する。つまり、発電装置３３はガスという資源を使用する必要がある。そのため、環境への負担を考慮して、系統に売電可能であるか不可能であるかにかかわらず、太陽電池１１からの電力を優先して負荷３２に供給したいというユーザの要望がある。以下に説明する本実施形態の電力供給システムの制御では、太陽電池１１からの電力を優先して負荷３２に供給することが可能である。なお、以下では自立運転時を例に説明するが、連系運転時にも同様の手法によって太陽電池１１からの電力供給を優先することが可能である。
【００３６】
（制御の概要）
図２は、太陽電池１１からの電力供給を優先できる自立運転時の電力供給システムの制御例を説明する図である。図２に示されるように、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１からの電力を負荷３２に供給するための２つの経路を有する。一方の経路は、インバータ２１、図２のａ点（インバータ２１の出力）、自立運転スイッチ２４を通る経路Ａ（第１経路）である。他方の経路は、ＤＣ／ＡＣ部２６を通る経路Ｂ（第２経路）である。本実施形態において、例えば、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１が発電した電力を蓄電池１２に優先的に供給させて、その後の余剰電力を負荷３２に供給させる。そして、パワーコンディショナ２０は、その余剰電力によっても不足する電力を発電装置３３から負荷３２に供給させる。そのため、本実施形態では、太陽電池１１が発電装置３３よりも優先的に使用される。このとき、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１からの電力を負荷３２に供給するのに、経路Ａと経路Ｂの両方を用いる。ここで、経路Ａと経路Ｂの名称は、パワーコンディショナ２０の内部の配線に限定されるものではなく、電力の流れる配線として実質的に同じ範囲までの配線の全てに対して用いるものとする。例えば、電流センサ４０はパワーコンディショナ２０の外部に存在するが、以下において、電流センサ４０は経路Ａを流れる電流を検出する、のように説明する。なお、図２ではＤＣ／ＤＣ部２９を省略した構成のパワーコンディショナ２０を示している。また、以下では説明をわかりやすくするために具体的な電力の数値を用いて説明するが、示される数値は一例であって、このような値に限定されるものではない。
【００３７】
（自立運転の開始時）
まず、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１が発電していることを確認して、太陽電池１１からの電力を経路Ａによって負荷３２に供給する。図２の例では、太陽電池１１は発電可能電力の上限である３．５ｋＷの発電を行うものとする。また、負荷３２が必要な電力は１ｋＷであるとする。
【００３８】
（発電装置の運転開始）
電力供給システムは、経路Ａを流れる電流を検出する電流センサ４０を備える。太陽電池１１からの電力供給が開始されると、電流センサ４０が順潮流を検出するため、停止していた発電装置３３は起動して運転を開始する。パワーコンディショナ２０は、自立運転の開始時に発電装置３３が定格運転するように設定する。図２の例では、発電装置３３は定格運転時に最大発電量の３ｋＷを発電できるとする。
【００３９】
（太陽電池からの電力の分配）
パワーコンディショナ２０の制御部２５は、負荷３２に必要な電力が供給されるようにインバータ２１の出力調整を行う。そして、パワーコンディショナ２０の制御部２５は、太陽電池１１が発電した電力のうち、経路Ａによって負荷３２に供給する必要のない余剰電力が経路Ｂに流れるように制御する。図２の例では、パワーコンディショナ２０の制御部２５は、太陽電池１１からの電力のほとんどが経路Ｂによって負荷３２まで供給されるようにする。ただし、パワーコンディショナ２０の制御部２５は、電流センサ４０に順潮流を検出させて発電装置３３に電力を発電させるための電流が経路Ａを流れるようにする。例えば、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の電力のうち５０Ｗだけを経路Ａに、残りの電力を経路Ｂに分配してもよい。以下において、経路Ａに分配される電力は僅かであるため、説明を簡単にするために、経路Ｂに３．５ｋＷの電力が分配されるとして説明する。
【００４０】
ここで、図２の例では負荷３２に必要な電力よりも多くの電力を発電装置３３が発電できるため、経路Ａに分配される電力をゼロにすることも考えられる。しかし、その場合には電流センサ４０が順潮流を検出しないため、一度起動した発電装置３３が停止する。発電装置３３が停止して冷えると、再び発電装置３３から電力を取り出すまでに時間がかかり必要なときに電力が取り出せない。そのため、電流センサ４０の順潮流検出用の電流が流れるように経路Ａにも電力を分配することが好ましい。なお、電力供給システムが発電装置３３の運転中の熱によって生成されるお湯を貯める貯湯槽を備える場合には、貯湯槽が満杯である場合に発電装置３３が停止することがある。このとき、パワーコンディショナ２０の制御部２５は、経路Ａにも電力を分配するとともに、貯湯槽が満杯とならないように制御することが好ましい。
【００４１】
（蓄電池への充電）
パワーコンディショナ２０は、経路Ｂの太陽電池１１の電力によって蓄電池１２が充電されるように、ＤＣ／ＤＣ部２８を制御する。図２の例において、蓄電池１２の充電に必要な電力は３．０ｋＷであるとする。また、上述のように経路Ｂに３．５ｋＷの電力が分配されている。パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の電力のうち３．０ｋＷを蓄電池１２に供給するため、その後の余剰電力、すなわち経路Ｂによって負荷３２に供給できる電力は０．５ｋＷである。このとき、太陽電池１１は発電可能電力の上限である電力を生じているが、負荷３２には更に０．５ｋＷの電力供給が必要である。そのため、次にパワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の余剰電力によっても不足する分の電力を発電装置３３から負荷３２に供給させる制御を行う。
【００４２】
（発電装置の制御）
ここで、発電装置３３は定格運転をしており最大発電量の３ｋＷを発電しているが、これは負荷３２が必要な０．５ｋＷの電力を大きく超える。そのため、パワーコンディショナ２０は、発電装置３３を負荷追従運転させて、発電装置３３から負荷３２へ０．５ｋＷの電力が供給されるように制御する。具体的には、パワーコンディショナ２０の制御部２５が、インバータ２１の出力調整を行い、電流センサ４０が検出する順潮流の電流を制御する（変化させる）。電流センサ４０の検出結果に応じて発電装置３３が発電する電力も変化するため、パワーコンディショナ２０は、発電装置３３から負荷３２へ０．５ｋＷの電力を供給させることができる。このとき、パワーコンディショナ２０は、負荷３２に必要な電力供給をしながら、太陽電池１１に発電可能電力の上限の電力を発生させて、発電装置３３の運転を可能な限り抑制する。そのため、発電装置３３が使用するガス燃料の消費を抑えることができる。
【００４３】
（電力供給システムの制御方法）
図３は、本実施形態に係る電力供給システムの制御方法を説明するフローチャートの例である。まず、電力供給システムの制御部２５は太陽電池１１が発電しているか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部２５は、例えば夜間等で太陽電池１１が発電していないならば（ステップＳ１のＮｏ）、発電装置３３を負荷追従発電（負荷追従運転による発電）させるように設定し（ステップＳ９）処理を終える。このとき、負荷３２が必要とする電力は、発電装置３３のみから供給されることになる。しかし、制御部２５は、太陽電池１１が発電しているならば（ステップＳ１のＹｅｓ）、ステップＳ２に移り、太陽電池１１が発電装置３３よりも優先的に使用されるように以下の制御を行う。
【００４４】
制御部２５は、発電装置３３を定格発電（定格運転による発電）させるように設定し、インバータ２１の出力調整を行って、不足分（負荷３２が必要とする電力と発電装置３３から供給される電力との差分）を太陽電池１１から経路Ａで供給する（ステップＳ２）。ここで、図２の例のように、発電装置３３を定格発電時の電力が、負荷３２が必要とする電力を上回る場合であっても、制御部２５は、ａ点（図２参照）を流れる電流がゼロとならないように制御する。上述の通り、電流センサ４０が順潮流を検出しなくなり、一度起動した発電装置３３が停止することを回避するためである。
【００４５】
制御部２５は、太陽電池１１の供給電力に余剰がないならば、つまり太陽電池１１が発電した電力の全てが経路Ａによって負荷３２に供給されるならば（ステップＳ３のＮｏ）処理を終える。制御部２５は、太陽電池１１の供給電力に余剰があるならば（ステップＳ３のＹｅｓ）ステップＳ４に移る。
【００４６】
制御部２５は、電池充電指令があるならば（ステップＳ４のＹｅｓ）、経路Ｂを用いて、太陽電池１１の供給電力の余剰分で蓄電池１２を充電し（ステップＳ５）、ステップＳ６に移る。一方、電池充電指令がない場合、例えば蓄電池１２が十分に充電されており充電の必要がない場合等には（ステップＳ４のＮｏ）、ステップＳ６に移る。そして、太陽電池１１の供給電力に更に余剰があるならば（ステップＳ６のＹｅｓ）ステップＳ７に移る。もし、太陽電池１１の供給電力に余剰がないならば、つまり、全ての経路Ｂの電力が蓄電池１２の充電に使用されるならば（ステップＳ６のＮｏ）処理を終了する。
【００４７】
制御部２５は、経路Ｂを用いて、太陽電池１１の余剰電力を負荷３２に供給する（ステップＳ７）。そして、ステップＳ７の処理によって、負荷３２に必要な電力よりも多くの電力が負荷３２に供給されることになるので、発電装置３３の発電量を抑制する制御を行う。具体的には、制御部２５は、インバータ２１の出力を制御することで、発電装置３３の発電量を抑制する（ステップＳ８）。上述のように、電流センサ４０が検出する電流に応じて発電装置３３が発電する電力も変化するため、パワーコンディショナ２０は、ａ点（図２参照）を流れる電流を抑えることで発電装置３３の発電量を抑制できる。
【００４８】
（効果）
ここで、図４を参照して、比較例の電力供給システムを示しながら、本実施形態の電力供給システムの効果について説明する。比較例の電力供給システムの構成では、ＤＣ／ＡＣ部２６は双方向の電力変換部でなくてもよい。しかし、それ以外については図１と同じであり、同じ要素には同じ符号を付し説明を省略する。
【００４９】
比較例の電力供給システムでも、まず、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の電力がインバータ２１、自立運転スイッチ２４を経由して負荷３２に供給されるように制御する。電流センサ４０が順潮流を検出するため、停止していた発電装置３３は起動して運転を開始し、発電装置３３は定格運転で発電を開始する。そして、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１の余剰電力によって蓄電池１２を充電する。
【００５０】
比較例の電力供給システムでは、発電装置３３が定格運転で発電すると、負荷３２に電力供給を開始する。そして、発電装置３３の余剰電力は、ＤＣ／ＡＣ部２６、ＤＣ／ＤＣ部２９、ＤＣ／ＤＣ部２８を経由して蓄電池１２に供給されて、蓄電池１２が充電される。つまり、太陽電池１１および発電装置３３からの電力によって蓄電池１２が充電される。
【００５１】
比較例の電力供給システムでは、発電装置３３を優先して運転させる。そのため、パワーコンディショナ２０は、太陽電池１１からの電力供給を減らしても蓄電池１２を充電できると判断する場合、太陽電池１１の運転を抑制して供給電力を調整する。つまり、比較例の電力供給システムでは、発電装置３３が定格運転する一方で、太陽電池１１の運転は抑制され得る。
【００５２】
一方、上述のように、本実施形態の電力供給システムでは、太陽電池１１からの電力供給が優先され、発電装置３３の運転は可能な限り抑制される。そのため、発電装置３３が使用するガス燃料の消費を抑えることができる。つまり、本実施形態の電力供給システム、パワーコンディショナ２０及び電力供給システムの制御方法は、環境への負担が小さくなるように複数の分散電源（太陽電池１１、発電装置３３）の運転制御が可能である。
【００５３】
また、上述の通り、本実施形態の電力供給システムのパワーコンディショナ２０は、インバータ２１を経由する経路Ａと、インバータ２１とは異なるＤＣ／ＡＣ部２６を経由する経路Ｂとを有し、経路Ａの電流のみが電流センサ４０に検出される。そのため、経路Ａを用いて比較例の電力供給システムと同様の発電装置３３の起動方法を実行しつつも、その後に、太陽電池１１からの負荷３２への電力供給路を経路Ｂに変更することによって、発電装置３３の発電制御のために経路Ａを使用できる。つまり、比較例の電力供給システムと比べて、ＤＣ／ＡＣ部２６を双方向の電力変換部にするという変更だけで、環境への負担が小さい電力供給システムを実現できる。
【００５４】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１１  太陽電池
１２  蓄電池
２０  パワーコンディショナ（電力供給機器）
２１  インバータ（第１電力変換部）
２２，２３  連系運転スイッチ
２４  自立運転スイッチ
２５  制御部
２６  ＤＣ／ＡＣ部（第２電力変換部）
２７，２８，２９  ＤＣ／ＤＣ部
３１  分電盤
３２  負荷
３３  発電装置
４０  電流センサ
【図１】
2016086594.tif 000003
【図２】
2016086594.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016086594.tif 000006