(57)【要約】      （修正有）【課題】総電力指令値に対して、稼動させるＰＣＳの台数、及び稼動するＰＣＳに配分する割当電力を調整し、グループ全体として高効率の運転を可能にする電力変換システムを提供する。【解決手段】電力変換システムは、複数の電力変換装置（ＰＣＳ）を備える。統合制御部３ｂは、総電力指令値Ｐｒｅｑに基づいて電力変換装置に対する出力電力の指示をする。第１の割当電力算出部２５は、総電力指令値が増加した場合に運転中の電力変換装置に停止中の他の電力変換装置を加えることで総電力指令値に対応可能な電力変換装置を選択し、総電力指令値を配分する。第２の割当電力算出部２６は、総電力指令値が減少した場合に運転中の電力変換装置に対して、総電力指令値を配分する。【選択図】図４
2016140166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力変換装置からなる電力変換装置グループに対する総電力指令値に基づき、前記電力変換装置グループ内の電力変換装置に分配する割当電力の算出を行う統合制御部を備え、
前記統合制御部は、
前記総電力指令値の増減の判定を行う電力量比較部と、
前記総電力指令値が増加した場合には、運転中の電力変換装置、または、運転中の電力変換装置に前記電力変換装置グループ内で停止中の電力変換装置を加えた電力変換装置を第１グループとして選択し、
前記第１グループに配分する割当電力の算出を行う第１の割当電力算出部と、
前記総電力指令値が減少した場合には、運転中の電力変換装置を第２グループとして選択し、
前記第２グループ内の電力変換装置に配分する割当電力の算出を行う第２の割当電力算出部と、
を備えることを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
前記第１の割当電力算出部は、
前記総電力指令値と運転中の電力変換装置の上限電力の合計値との比較を行う上限電力比較部と、
前記上限電力の合計値が総電力指令値を上回る電力変換装置を、前記第１グループとして選択するＰＣＳ選択部と、
を備え、
前記上限電力比較部では、
運転中の電力変換装置の上限電力の合計値と、前記総電力指令値と比較し、
前記総電力指令値が運転中の電力変換装置の上限電力の合計値を上回る場合には、電力変換装置の上限電力の合計値が前記総電力指令値を上回るまで、運転中の電力変換装置に前記変換装置グループ内で停止中の電力変換装置を１台ずつ加えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記第１の割当電力算出部は、
前記第１グループに前記総電力指令値を配分した場合の変換効率を計算する第１の変換効率計算部と、
前記第１グループに前記電力変換装置グループ内で停止中の電力変換装置を１台加え第３グループとし、第３グループに前記総電力指令値を配分した場合の変換効率を計算する第２の変換効率計算部と、
前記第１グループと前記第３グループとの変換効率を比較する変換効率判定部と、
を備え、
前記第１グループと前記第３グループのうち優れた変換効率のグループに対して、前記総電力指令値を配分することを特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記第２の割当電力算出部は、
前記運転中の電力変換装置のグループを第２グループとして選択するＰＣＳ選択部と、
前記第２グループに前記総電力指令値を配分した場合の変換効率を計算する第３の変換効率計算部と、
前記第２グループから前記電力変換装置を１台削減し第４グループとし、第４グループに前記総電力指令値を配分した場合の変換効率を計算する第４の変換効率計算部と、
前記第２グループと前記第４グループとの変換効率を比較する変換効率判定部と、
を備え、
前記第２グループと前記第４グループのうち優れた変換効率のグループに対して、前記総電力指令値を配分することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項５】
前記上限電力量比較部では、前記総電力指令値と、運転中の電力変換装置の出力電力の和とを比較することで、前記総電力指令値の増減の判定を行うことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の電力変換システム。
【請求項６】
停止時継続時間を記憶する停止継続時間記憶部を更に備え、
運転中の電力変換装置に前記第２のグループで停止中の電力変換装置を加える場合に、停止中の電力変換装置の中で前記停止時継続時間が長い電力変換装置を加えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項７】
前記電力変換装置の最短停止時間を設定する最短停止時間設定部を更に備え、
運転中の電力変換装置に前記第２のグループで停止中の電力変換装置を加える場合に、最短停止時間を超過した電力変換装置を加えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項８】
運転中の運転時継続時間を記憶する運転継続時間記憶部を更に備え、
前記第２グループから前記電力変換装置を削減する場合に、第２グループの中で運転中の電力変換装置の中で運転継続時間が長い電力変換装置を削減することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項９】
運転中の電力変換装置の運転時継続時間を監視する運転継続時間監視部を更に備え、
前記運転継続時間監視部は、
電力変換装置の運転継続時間が所定の時間を超過した場合に、統合制御部に対して総電力指令値に基づく割当電力の計算を指示し、
前記統合制御部では、運転継続時間が超過した電力変換装置以外の電力変換装置に対する割当電力の計算を行うことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項１０】
前記運転継続時間監視部は、
対応可能な電力変換装置のグループから前記電力変換装置を削減する場合に、
電力変換装置の運転継続時間が所定の時間を超える電力変換装置を削減することを特徴とする請求項９に記載の電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、複数台の電力変換器を１つのグループとして連携させて動作させる電力変換システムに関するものである。
【０００２】
分散配置された複数台の電力変換器（以下、ＰＣＳとする）を関連付けて１つのグループとし、論理的に１つのＰＣＳのように見なして動作させることが行われている。このようなＰＣＳの制御においては、グループ全体に与えられる総電力指令値を、グループ内のＰＣＳで均一に分担するように配分する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７７０２５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４３８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＰＣＳの変換効率は、一般的に低出力時は効率が低く、最大定格より若干低い出力の時点で最大効率が得られることが知られている。複数台のＰＣＳを１つのグループとして運用する場合に、そのグループ内のＰＣＳの最大定格出力の合計に対して、グループに対する総電力指令値が少ない場合には、グループ内のＰＣＳの変換効率は低い状態で運転されるため、グループ全体の変換効率も低くなる。
【０００５】
本発明の実施形態は、上述した課題を解決するためになされたものであり、複数台のＰＣＳからなるグループに与えられる総電力指令に対して、グループ内で稼動させるＰＣＳの台数、及び稼動するＰＣＳに配分する割当電力を調整し、グループ全体として高効率の運転を可能にする電力変換システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態における電力変換システムは、上記の目的を達成するために、以下の構成を有することを特徴とする。
（１）複数の電力変換装置からなる電力変換装置グループに対する総電力指令値に基づき、前記グループ内の電力変換装置に割当電力の算出を行う統合制御部を備える。
（２）前記統合制御部は、前記総電力指令値の増減の判定を行う電力量比較部を備える。
（３）前記統合制御部は、前記総電力指令値が増加した場合には、運転中の電力変換装置、または、運転中の電力変換装置に前記電力変換装置グループ内で停止中の電力変換装置を加えた電力変換装置を第１グループとして選択し、前記第１グループに配分する割当電力の算出を行う第１の割当電力算出部とを備える。
（４）前記統合制御部は、前記総電力指令値が減少した場合には、運転中の電力変換装置を第２グループとして選択し、前記第２グループ内の電力変換装置に配分する割当電力の算出を行う第２の割当電力算出部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態における電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態における電力制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における電力制御部と統合制御部の接続関係を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態における統合制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態における電力変換システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】本変形例における電力制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】本変形例における電力制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】本変形例における電力制御部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る電力変換システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
【０００９】
［１．第１の実施形態］
本実施形態の電力変換システムは、ｎ台（ｎ≧２）の電力変換装置により構成される電力変換システムである。電力変換装置は、所謂パワーコンディショナーであり、以下、ＰＣＳとする。すなわち、本実施形態の電力変換システムでは、ｎ台のＰＣＳｎ(ｎは、電力変換システムが備えるＰＣＳの台数)がグループを構成し論理的に動作する。電力変換システムは、グループ内のｎ台のＰＣＳｎの運転／停止を切替えると共に、運転を行うＰＣＳでの電力変換量を算出する。言い換えると、電力変換システムは、ｎ台のＰＣＳｎを一つのＰＣＳとして見なすことができる。本実施形態では、ｎ台のＰＣＳｎを一定の条件により動作させることで、電力変換システム全体として効率の良い運転を可能にするものである。以下では、第１の実施形態の説明をする。
【００１０】
［１−１．構成］
図１は、本実施形態の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の電力変換システム１は、ＰＣＳを複数台備える。本実施形態では、電力変換システム１が備えるＰＣＳを５台とし、ＰＣＳ１〜５と表す。また、説明のためＰＣＳ１〜５のうち、時間ｔ１において運転中のＰＣＳは、ＰＣＳ２、ＰＣＳ４、ＰＣＳ５とし、ＰＣＳ１とＰＣＳ３は停止中とする。
【００１１】
ＰＣＳ１〜５は、発電装置４１〜５、蓄電装置４１〜５、または負荷装置４１〜５と接続される。ＰＣＳ１〜５が接続する発電装置４１〜５としては、燃料電池、太陽光発電、ガスタービンエンジンが挙げられる。ＰＣＳ１〜５が接続する蓄電装置４１〜５としては、蓄電池、蓄熱槽、フライホイールが挙げられる。ＰＣＳ１〜５が接続する負荷装置４１〜５としては、モータ、蛍光灯が挙げられる。
【００１２】
システム内のＰＣＳの運転／停止は、後述する統合制御部３ｂからの指令により決定する。つまり、時間ｔ１においては、統合制御部３ｂからＰＣＳｉに対して、割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔが出力される。割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔは、ＰＣＳ１〜５全てに対して割り当てられるのではなく、統合制御部３ｂでの算出結果に基づいて、ＰＣＳ１〜５の中から割り当てるＰＣＳが決定される。そのため、グループ内のＰＣＳ１〜５の中で割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔが割り当てられないＰＣＳも存在する。時間ｔ１においては、ＰＣＳ１とＰＣＳ３に対しては、割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔが割り当てられない。代わりにこのＰＣＳ１とＰＣＳ３に対しては、統合制御部３ｂより運転停止指令が伝達される。運転停止指令を受信したＰＣＳ１とＰＣＳ３では、電力変換部２１と電力変換部２３とによる電力変換を実施しない。つまり、ＰＣＳ１とＰＣＳ３とは運転停止状態となる。
【００１３】
ＰＣＳ１〜５は、共通の電力母線５、及び通信線６と接続される。ＰＣＳ１〜５は、通信線を介して割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔ、運転中電力Ｐｗｋｇ＿ｉ、上限電力Ｐｎ＿ｍａｘ、最大効率点電力Ｐｎ＿ｍｅ、運転中を示す識別フラグＰＣＳｉ＿ｗｋｇ、停止中を示す識別フラグＰＣＳｑ＿ｓｂｙを相互に伝達する。ｉは、運転中のＰＣＳのＩＤを示しｉ＝２、４、５である。ｑは、停止中のＰＣＳを示し、ｑ＝１、３である。
【００１４】
ＰＣＳ１〜５は、半導体スイッチやコンデンサ等で構成される電力の変換を行う電力変換部２１〜５と、外部からの要求を受付けてＰＣＳ１〜５を制御する制御部３１〜５とで構成される。
【００１５】
電力変換部２１〜５は、電力母線と発電装置４１〜５または負荷装置４１〜５との間に設けられる。電力変換部２１〜５は、直流や交流の入力電力を直流電力や交流電力に変換して出力する。或いは、ＰＣＳ１〜５に入力する電力の電圧や周波数、力率の変換を行う。
【００１６】
制御部３１〜５は、それぞれ電力制御部３ａ及び統合制御部３ｂから構成される。以下、電力制御部３ａ及び統合制御部３ｂの構成について説明する。
【００１７】
（電力制御部３ａの構成）
図２は、本実施形態におけるＰＣＳ１〜５がそれぞれ備える電力制御部３ａの構成を示すブロック図である。図２に示すように、電力制御部３ａは、割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔを受付けて、電力制御部３ａが組み込まれるＰＣＳの出力電力を制御する出力電力設定部７を備える。出力電力設定部７は、運転停止指令を受信した場合には、出力電力が０となるような制御を行う。割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔ、及び運転停止指令は、統合制御部３ｂよりＰＣＳ１〜５に対して出力され、ＰＣＳ１〜５の受信部８を介して電力制御部３ａに入力する。
【００１８】
また、電力制御部３ａは、電力制御部３ａの状態を記憶する記憶部９を備える。記憶部９に記憶した電力制御部３ａの状態は、送信部１０を介して統合制御部３ｂや電力変換システム内の他のＰＣＳに対して出力される。
【００１９】
電力制御部３ａは、記憶部９として、上限電力記憶部１１、変換効率記憶部１２、最大効率点電力記憶部１３、状態フラグ記憶部１４、ＰＣＳ識別番号記憶部１５を備え、以下の情報を保持する。
（ａ）上限電力Ｐｎ＿ｍａｘ（ｎ＝１〜５）
（ｂ）入力電力対出力電力の変換効率Ｅｎ＿ｔｂｌ（ｎ＝１〜５）
（ｃ）最大効率点電力Ｐｎ＿ｍｅ（ｎ＝１〜５）
（ｄ）状態フラグＰＣＳｉ＿ｗｋｇ（ｉ＝２、４、５）、ＰＣＳｑ＿ｓｂｙ（ｑ＝１、３）
（ｅ）ＰＣＳ識別番号ｎ（ｎ＝１〜５）
【００２０】
上限電力記憶部１１は、ＰＣＳｎ（ｎ＝１〜５）における上限出力設定値である上限電力Ｐｎ＿ｍａｘを記憶する。変換効率記憶部１２は、入力電力対出力電力の変換効率を記憶する。入力電力対出力電力の変換効率は、ＰＣＳｎ毎の入力電力に応じた出力電力から求まる変換効率を示すグラフＥｎ＿ｔｂｌである。
【００２１】
最大効率点電力記憶部１３は、ＰＣＳｎが最大効率で運転する場合の入力電力または出力電力の設定値である最大効率点電力Ｐｎ＿ｍｅを記憶する。最大効率点電力Ｐｎ＿ｍｅは、ＰＣＳｎにおける入力電力対出力電力の変換効率を示すグラフＥｎ＿ｔｂｌから求めることもできる。
【００２２】
状態フラグ記憶部１４は、ＰＣＳｎが運転中であるか、または、停止中であるかを示すフラグＰＣＳｉ＿ｗｋｇ、ＰＣＳｑ＿ｓｂｙを記憶する。状態フラグは、運転中を示す識別フラグＰＣＳｎ＿ｗｋｇで表される。また、停止中を示す識別フラグＰＣＳｎ＿ｓｂｙで表される。ＰＣＳ識別番号記憶部１５は、電力変換システム１を構成するＰＣＳｎに対して付されたＩＤ番号ｎ（ｎ＝１〜５）であるＰＣＳ識別番号を記憶する。
【００２３】
また、電力制御部３ａは、各々のＰＣＳｎの特性に従い、上限電力Ｐｎ＿ｍａｘと最大効率点電力Ｐｎ＿ｍｅの設定ために上限電力設定部１６と、最大効率点電力設定部１７とを備える。
【００２４】
上限電力設定部１６は、上限電力記憶部１１を参照し、ＰＣＳｎにおける上限電力Ｐｎ＿ｍａｘの設定を行う。上限電力Ｐｎ＿ｍａｘは、ＰＣＳｎの最大定格出力を超過しない値、または、変換効率が極端に低下するに至らない上限値を設定する。最大効率点電力設定部１７は、最大効率点電力記憶部１３を参照し、最大効率点電力Ｐｎ＿ｍｅの設定を行う。最大効率点電力Ｐｎ＿ｍｅは、ＰＣＳｎの変換効率が最大となる出力電力を設定する。
【００２５】
上限電力設定部１６及び最大効率点電力設定部１７は、送信部１０を介して、統合制御部３ｂまたはシステム内の他のＰＣＳｎと接続し、外部に対してＰＣＳｎにおける上限電力Ｐｎ＿ｍａｘと、最大効率点電力Ｐｎ＿ｍｅを出力可能な構成とする。
【００２６】
統合制御部３ｂは、個々のＰＣＳｎ（ｎ＝１〜５）の情報を収集しＰＣＳｎを仮想的な１台のＰＣＳとして動作するための制御を行う。統合制御部３ｂは、総電力指令値Ｐｒｅｑが伝達されると、総電力指令値Ｐｒｅｑと運転中総電力値Ｐｗｋｇに基づいて、ＰＣＳ１〜５の中から運転を行うＰＣＳｉを選択する。例えば、時間ｔ１においてＰＣＳ２、ＰＣＳ４、ＰＣＳ５が運転している場合、時間ｔ１における運転中総電力値Ｐｗｋｇは、運転中電力Ｐｗｋｇ２、Ｐｗｋｇ４、Ｐｗｋｇ５の総和となる。時間ｔ１より一定時間経過した時間ｔ２において、新たな総電力指令値Ｐｒｅｑを受け付けた場合には、時間ｔ１の総電力値Ｐｗｋｇと総電力指令値Ｐｒｅｑとを比較してＰＣＳ１〜５の中から運転を行うＰＣＳｉを選択し、新たに選択したＰＣＳｉに対して割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔを出力する。
【００２７】
電力変換システム１内の各ＰＣＳｎ（ｎ＝１〜５）には、それぞれの制御部３に統合制御部３ｂが備えられる。統合制御部３ｂは、電力変換システム内で１つ稼動していれば良い。稼動する統合制御部３ｂは、ＰＣＳｎの内の１つの制御部３に備えられる。図３は、統合制御部３ｂと、電力制御部３ａｎ（ｎ＝１〜５）の相関関係を示すブロック図である。図３に示すように、稼動する統合制御部３ｂと各ＰＣＳｎとの間は、通信線６を介して通信可能な構成である。そのため、統合制御部３ｂと各電力制御部３ａｎの間で、割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔ、運転中電力値Ｐｗｋｇｉ、及びＰＣＳ停止フラグＰＣＳｑ＿ｓｂｙの情報の伝達が可能である。本実施形態では、稼動する統合制御部３ｂとしては、電力変換システム１内の各ＰＣＳｎのうち、ＩＤが一番小さいＰＣＳ１の制御部３ａ１に配置された統合制御部３ｂとする。
【００２８】
（統合制御部３ｂの構成）
図４は、本実施形態における統合制御部３ｂの構成を示すブロック図である。図４に示すように、統合制御部３ｂは、総電力指令値Ｐｒｅｑに応じて、電力変換システム１内のＰＣＳｎ（ｎ＝１〜５）の中から運転を行うＰＣＳｉを選択し、ＰＣＳｉに対して割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔを出力する。一方、運転を行わないＰＣＳｑに対しては、停止指令を出力する。統合制御部３ｂは、受信部１８、記憶部１９、電力量比較部２０、割当電力算出部２１、割当電力指示部２２、送信部２３、運転中電力値更新部２４を備える。以下では、説明のため、時間ｔ１より一定時間経過した時間ｔ２に、新たな総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が統合制御部３ｂに入力したものとする。
【００２９】
受信部１８は通信線６と接続され、総電力指令値Ｐｒｅｑを受信する。通信線６は、総電力指令値Ｐｒｅｑを入力するインターフェースを備えた入力部（図示せず）と接続されている。時間ｔ２において、入力部にユーザーが任意の総電力指令値Ｐｒｅｑを入力すると、その総電力指令値Ｐｒｅｑは通信線６を介して受信部１８に入力される。受信部で受信した総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）は、統合制御部３ｂ内の記憶部１９に記憶される。
【００３０】
また、統合制御部３ｂには電力変換システム１で運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）の出力電力の値である運転中電力値Ｐｗｋｇ＿ｉが入力する。運転中電力値Ｐｗｋｇ＿ｉは、各ＰＣＳｉで定周期に計測される出力電力値であり、運転中のＰＣＳｉから定周期に出力される。統合制御部３ｂに入力した運転中電力値Ｐｗｋｇ＿ｉは、記憶部１９に記憶される。時間ｔ１においては、運転中電力Ｐｗｋｇ＿２、Ｐｗｋｇ＿４、Ｐｗｋｇ＿５が入力され、記憶部１９に記憶される。
【００３１】
また、統合制御部３ｂには電力変換システム１の電力システム内の各ＰＣＳｎの運転状態を示すフラグである状態フラグである運転中を示す識別フラグＰＣＳｉ＿ｗｋｇ（ｉ＝２、４、５）と、停止中を示す識別フラグＰＣＳｑ＿ｓｂｙ（ｑ＝１、３）とが入力する。統合制御部３ｂに入力した状態フラグは、記憶部１９に記憶される。
【００３２】
電力量比較部２０では、新たに受信した総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が、時間ｔ１における総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）より増加している、減少しているかの判定を行う。総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）と総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）との比較は、直接行うのではなく、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）に代えて運転中電力値Ｐｗｋｇ＿ｉの合計値Ｐｗｋｇを使用する。すなわち、ＰＣＳｉでは、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）を分配した割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔに基づいて、運転中電力値Ｐｗｋｇ＿ｉを出力しているため、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）と運転中電力値Ｐｗｋｇ（ｔ１）とは、同じ値とみなすことができる。総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）と、運転中電力値Ｐｗｋｇ（ｔ１）との比較は、それぞれの値の差分を算出することで行う。
【００３３】
割当電力算出部２１では、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）と運転中電力値Ｐｗｋｇ（ｔ１）とが異なった場合に、運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）を基準として、電力変換システム内のＰＣＳｎ（ｎ＝１〜５）の中から総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能なＰＣＳのグループを選択する。そして、そのグループのＰＣＳに対して総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を割り当て、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に応じた割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔが算出する。割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔは、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が大きくなった場合に対応するための総電力増加ステップにより算出される割当電力Ｐｉ＿ｕｐと、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が小さくなった場合に対応するための総電力減少ステップで算出される割当電力Ｐｉ＿ｄｏｗｎがある。
【００３４】
割当電力算出部２１は、電力システム内のＰＣＳｎ（ｎ＝１〜５）の中で、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能なＰＣＳのグループを選択する。第１の割当電力算出部２５で選択するＰＣＳｉ＿ｕｐを第１グループ、第２の割当電力算出部２６で選択するＰＣＳｉ＿ｄｏｗｎを第２グループとする。割当電力算出部２１は、第１グループに配分する割当電力Ｐｉ＿ｕｐを算出する第１の割当電力算出部２５と、第２グループに配分する割当電力Ｐｉ＿ｄｏｗｎを算出する第２の割当電力算出部２６とを備える。
【００３５】
第１の割当電力算出部２５は、運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）を基準とし、電力システム内のＰＣＳｎ（ｎ＝１〜５）の中で、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能な第１グループのＰＣＳであるＰＣＳｉ＿ｕｐを選択する。第１グループに対して総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を割り当てることで、割当電力Ｐｉ＿ｕｐを算出する。以下では、ＰＣＳｉ＿ｕｐ（ｉ＝２〜５）として説明する。第１の割当電力算出部２５は、対応可能ＰＣＳ選択部２７、及び変換効率判定部２８を備える。
【００３６】
対応可能ＰＣＳ選択部２７は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能な第１グループのＰＣＳｉ＿ｕｐの選択を行う。ＰＣＳｉ＿ｕｐは、現在運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）、または、ＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）に対して現在停止中のＰＣＳｑ（ｑ＝１，３）から少なくとも１台追加したＰＣＳのグループである。
【００３７】
対応可能ＰＣＳ選択部２７は、運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）の上限電力の合計値Ｐｗｋｇ（ｔ１）と、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）とを比較する。Ｐｗｋｇ（ｔ１）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）下回る場合には、運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５を第１グループのＰＣＳｉ＿ｕｐ（ｉ＝２、４、５）として選択する。また、Ｐｗｋｇ（ｔ１）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を上回る場合には、運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）に停止中のＰＣＳｑ（ｉ＝３）を追加し、第１グループのＰＣＳｉ＿ｕｐ（ｉ＝２〜５）として選択する。
【００３８】
このため、対応可能ＰＣＳ選択部２７は、電力変換システム内の停止中のＰＣＳｑ（ｑ＝１，３）を判別する必要がある。対応可能ＰＣＳ選択部２７は、記憶部１９を参照可能に構成され、記憶部１９に記憶されるＰＣＳの停止中を示すフラグＰＣＳｑ＿ｓｂｙ（ｑ＝１，３）が立っているＰＣＳの中から、停止中のＰＣＳを選択する。対応可能ＰＣＳ選択部２７は、ＰＣＳｉ＿ｕｐの選択を行うために上限電力比較部２９を備える。
【００３９】
上限電力比較部２９は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）と上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２、４、５）との比較、または、総電力指令値Ｐｒｅｑと上限電力ｓΣＰｉ＿ｍａｘ＋ΣＰａｄｄ＿ｍａｘとの比較を行う。
【００４０】
上限電力比較部２９では、初めに総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）と上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２、４、５）との比較を行う。その場合の比較結果は、以下の２パターンである。
（ａ）総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）−上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２、４、５）≦０
（ｂ）総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）−上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２、４、５）＞０
【００４１】
上限電力比較部２９での比較結果が（ａ）の場合には、第１グループとしてＰＣＳｉ＿ｕｐ（ｉ＝２、４、５）を選択する。
【００４２】
一方、上限電力比較部２９での比較結果が（ｂ）の場合には、現在停止中のＰＣＳｑ（ｑ＝１，３）のうちの少なくとも１台の上限電力ΣＰｉ＿ａｄｄを（ｉ＝３）を上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２、４、５）に加えて上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２〜５）とする。すなわち、上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘは、以下の式で表される。
［式１］
上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２〜５）＝上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２、４、５）＋上限電力ΣＰｉ＿ａｄｄ（ｉ＝３）
【００４３】
そして、改めて上限電力比較部２９において、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）と上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２〜５）との比較を行う。これを、総電力指令値Ｐｒｅｑ≦上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘになるまで繰り返す。ここでは、上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２〜５）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）以上となるとする。上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２〜５）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）以上となった場合には、第１グループとしてＰＣＳｉ＿ｕｐ（ｉ＝２〜５）を選択する。
【００４４】
変換効率判定部２８では、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能なＰＣＳのグループの中から優れた変換効率のＰＣＳのグループを判定する。変換効率の判定方法としては、総電力指令値Ｐｒｅｑに対応可能なＰＣＳのグループの中で最もＰＳＣの台数の少ないｋ台のＰＣＳを有する第１のグループと、ｋ＋α（１≦α）台のＰＣＳを有する第３のグループとに、総電力指令値Ｐｒｅｑを配分した際の変換効率を比較する。変換効率判定部２８では、以下の（ａ）〜（ｎ）の組み合わせの（ａ）から順に比較を行う。
（ａ）ｋ台に配分した場合の変換効率と、ｋ＋１台に配分した場合の変換効率
（ｂ）ｋ＋１台に配分した場合の変換効率と、ｋ＋２台に配分した場合の変換効率
（ｃ）ｋ＋２台に配分した場合の変換効率と、ｋ＋３台に配分した場合の変換効率
・
・
・
（ｎ）ｋ＋ｎ台に配分した場合の変換効率と、ｋ＋(ｎ＋１)台に配分した場合の変換効率
そして、初めて少ない台数の変換効率が多い台数の変換効率を上回る場合、その少ない台数からなるＰＣＳのグループが総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に最も優れた変換効率で対応可能なＰＣＳのグループとする。変換効率の比較は、それぞれの変換効率同士の差分を取ることで行う。本実施形態の電力システムは、５台のＰＣＳで構成されるので、ｋ＋α≦５となる。本実施形態では、説明の為に第１グループを４台（ｋ＝４）とし、以下の説明を行う。
【００４５】
変換効率判定部２８は、第１の変換効率判定部として変換効率Ｅｋ＿ｕｐと変換効率Ｅｋ＋α＿ｕｐ（α≧１）との比較を行う。変換効率判定部２８は、変換効率Ｅｋ＿ｕｐ計算部３０と変換効率Ｅｋ＋α＿ｕｐ計算部３１とを備える。
【００４６】
変換効率Ｅｋ＿ｕｐ計算部３０は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に最もＰＳＣの台数の少ないｋ台（ｋ＝４）で対応可能な第１のグループに、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を配分した際の変換効率Ｅｋ＿ｕｐの計算を行う。変換効率Ｅｋ＿ｕｐは、上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２〜５）の範囲内で電力配分計算を行い、配分の結果から得られるシステム全体の変換効率である。変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）の計算は、入力電力対出力電力の変換効率を示すテーブル（Ｅｉ＿ｔｂｌ）（ｉ＝２〜５）を参照し、各々のＰＣＳに配分した電力量から、必要な入力電力を導出することで計算する。
【００４７】
変換効率Ｅｋ＋α＿ｕｐ計算部３１は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能なｋ台の第１のグループに、停止中のＰＣＳｑ（ｑ＝１）をα台（α＝１）を加えた第３のグループに、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を配分した際の変換効率Ｅｋ＋α＿ｕｐ（ｋ＝４、α＝１）の計算を行う。変換効率Ｅｋ＋ｎ＿ｕｐ計算部３１では、変換効率判定部２８の判定結果に応じて、電力システム内のＰＣＳの台数の範囲で停止中のＰＣＳｑの台数を増やし、変換効率Ｅｋ＋αの計算を行う。
【００４８】
変換効率判定部２８において、変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）と、変換効率Ｅｋ＋α＿ｕｐ（ｋ＝４、α＝１）とを比較する。変換効率判定部２８において変換効率が優れると判定された変換効率となるＰＣＳのグループを、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を配分する対象として決定する。
【００４９】
以上の構成により、第１の割当電力算出部２５は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）より増加した場合に、変換効率の良い運転を行うＰＣＳを選択することができる。すなわち、変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）の変換効率が優れる場合には、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を配分する対象としてＰＣＳｉ＿ｕｐ（ｉ＝２〜５）を選択する。
【００５０】
第２の割当電力算出部２６は、Ｐｗｋｇ（ｔ１）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を上回る場合には、運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）を基準とし、電力システム内のＰＣＳｎ（ｎ＝１〜５）の中で、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能な第２グループのＰＣＳであるＰＣＳｉ＿ｄｏｗｎを選択する。第２グループに対して総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を割り当てることで、割当電力Ｐｉ＿ｄｏｗｎを算出する。以下では、ＰＣＳｉ＿ｄｏｗｎ（ｉ＝４，５）として説明する。第２の割当電力算出部２５は、変換効率判定部３２を備える。
【００５１】
変換効率判定部３２では、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能なＰＣＳのグループの中から優れた変換効率のＰＣＳのグループを判定する。変換効率の判定方法としては、総電力指令値Ｐｒｅｑに対応可能なＰＣＳのグループの中で最もＰＳＣの台数の多いＫ台のＰＣＳを有する第２グループと、Ｋ−β（１≦β）台のＰＣＳを有する第４グループに、総電力指令値Ｐｒｅｑを配分した際の変換効率を比較する。
変換効率判定部３２では、以下の（ａ）〜（ｎ）の組み合わせの（ａ）から順に比較を行う。
（ａ）Ｋ台に配分した場合の変換効率と、Ｋ−１台に配分した場合の変換効率
（ｂ）Ｋ−１台に配分した場合の変換効率と、Ｋ−２台に配分した場合の変換効率
（ｃ）Ｋ−２台に配分した場合の変換効率と、Ｋ−３台に配分した場合の変換効率
・
・
・
（ｎ）Ｋ−ｎ台に配分した場合の変換効率と、Ｋ−（ｎ＋１）台に配分した場合の変換効率
そして、初めて多い台数の変換効率が少ない台数の変換効率を上回る場合に、その多い台数からなるＰＣＳのグループが総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に最も優れた変換効率で対応可能なＰＣＳのグループとする。判定方法としては、それぞれの変換効率同士の差分を取ることで行う。本実施形態の電力システムは、５台のＰＣＳで構成されるので、０≦Ｋ−β≦５となる。本実施形態では、説明の為に第２グループを４台（Ｋ＝３）とし、以下の説明を行う。
【００５２】
変換効率判定部３２は、第２の変換効率判定部として変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎと変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ（β≧１）との比較を行う。変換効率判定部３２は、変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ計算部３０と変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ計算部３１とを備える。
【００５３】
変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ計算部３３は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に最も多いＫ台（Ｋ＝３）で対応可能な第２のグループに総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を配分した際の変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３）の計算を行う。変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎは、上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２、４、５）の範囲内で電力配分計算を行い、配分の結果から得られるシステム全体の変換効率である。変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３）の計算は、入力電力対出力電力の変換効率を示すテーブルＥｉ＿ｔｂｌ（ｉ＝２、４、５）を参照し、各々のＰＣＳに配分した電力量から、必要な入力電力を導出することで計算する。
【００５４】
変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ計算部３４は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に対応可能なＫ台の第２のグループの中から、運転中のＰＣＳをβ台（β＜Ｋ）停止させた第４のグループに、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を配分した際の変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３，β＝１）の計算を行う。変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ（β＝１）は、現在運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）の中からに、少なくとも１台のＰＣＳを削減した場合の変換効率である。変換効率ＥＫ−β計算部３４では、変換効率判定部３２の判定結果に応じて、現在運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）から削減するＰＣＳの台数を増やし、変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ（β＜Ｋ）の計算を行う。
【００５５】
変換効率判定部３２において、変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３）と、変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３，β＝１）とを比較する。変換効率判定部３２において変換効率が優れると判定された変換効率となるＰＣＳのグループを、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を配分する対象として決定する。
【００５６】
以上の構成により、第２の割当電力算出部２６は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）より減少した場合に、変換効率の良い運転を行うＰＣＳを選択することができる。すなわち、変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３，β＝１）の変換効率が優れる場合には、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を配分する対象としてＰＣＳｉ＿ｄｏｗｎ（ｉ＝４，５）を選択する。
【００５７】
割当電力指示部２２は、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）より増加した場合に第１の割当電力算出部２５で設定したＰＣＳｉ＿ｕｐ（ｉ＝２〜５）に対して、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）から算出した割当電力Ｐｉ＿ｕｐ（ｉ＝２〜５）を配分する指示を送信部２３を介して出力する。また、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）より減少した場合に第２の割当電力算出部２６で設定したＰｉ＿ｄｏｗｎ（ｉ＝４，５）に対して、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）から算出した割当電力Ｐｉ＿ｄｏｗｎ（ｉ＝４，５）を配分する指示を、送信部２３を介して出力する。
【００５８】
また、運転中電力値更新部２４は、割当電力Ｐｉ＿ｕｐ（ｉ＝２〜５）またはＰｉ＿ｄｏｗｎ（ｉ＝４，５）より、運転中電力値Ｐｗｋｇ（ｔ２）を算出する。算出した運転中電力値Ｐｗｋｇ（ｔ２）は、記憶部１９に対して伝送され、記憶部１９内に記憶される。記憶部１９内の運転中電力値Ｐｗｋｇは、電力量比較部２０より参照可能とされ、電力量比較部２０での新たな総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ３）との比較時に使用する。
【００５９】
［１−２．作用］
以上の様な構成を有する本実施形態における電力変換システム１の動作を説明する。図５は、電力変換システム１の動作を示すフローチャートである。
【００６０】
初めに、統合制御部３ｂは、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）を受け付ける（ＳＴＥＰ０１）。統合制御部３ｂは、ユーザーが入力インターフェースを介して入力した総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）を受け付け、統合制御部３ｂ内の記憶部に記憶する。
【００６１】
次に、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）と運転中電力値Ｐｗｋｇ（ｔ１）との比較を行う（ＳＴＥＰ０２）。比較は、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑと運転中電力値Ｐｗｋｇとの差分により行う。総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑと運転中電力値Ｐｗｋｇ（ｔ１）との比較を行うことで、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑが増加したか、減少したかを判定する。比較結果は、以下の３パターンである。
（ａ）総電力指令値Ｐｒｅｑ−運転中電力値Ｐｗｋｇ＝０
（ｂ）総電力指令値Ｐｒｅｑ−運転中電力値Ｐｗｋｇ＞０
（ｃ）総電力指令値Ｐｒｅｑ−運転中電力値Ｐｗｋｇ＜０
【００６２】
総電力指令値Ｐｒｅｑ−運転中電力値Ｐｗｋｇ＝０の場合には（ＳＴＥＰ０２の（＝０））、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）から変更がないと判定する。総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）に変更がない場合には、ＳＴＥＰ０１へ折り返しあらたな総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑを受け付ける。
【００６３】
総電力指令値Ｐｒｅｑ−運転中電力値Ｐｗｋｇ＞０の場合には（ＳＴＥＰ０２の（＞０））、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）より増加したと判定し、総電力指令値Ｐｒｅｑ増加ステップ（ＳＴＥＰ０３〜０４）へ移行する。一方、総電力指令値Ｐｒｅｑ−運転中電力値Ｐｗｋｇ＜０の場合には（ＳＴＥＰ０２の（＜０））、総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）が総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ１）より減少したと判定し総電力指令値Ｐｒｅｑ減少ステップ（ＳＴＥＰ１２〜１７）へ移行する。
【００６４】
総電力指令値Ｐｒｅｑ増加ステップ（ＳＴＥＰ０３）では、まず総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）と、運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）の上限電力の総計である上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２、４、５）との比較を行う。総電力指令値Ｐｒｅｑ−上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ≦０となる場合には（ＳＴＥＰ０３の（≦０））、現在運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）を総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）に対応可能なＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）とする。
【００６５】
一方、総電力指令値Ｐｒｅｑ−上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ＞０となる場合には（ＳＴＥＰ０３の（＞０））には、現在停止中のＰＣＳｑ（ｑ＝１、３）のうちの少なくとも１台ＰＣＳの上限電力ΣＰｉ＿ａｄｄ（ｑ＝３）を上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘに加えて上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２〜５）とする。上限電力ΣＰ１＿ｍａｘが総電力指令値Ｐｒｅｑ（ｔ２）を超えるまで、電力システム内で停止中のＰＣＳｑを追加し、上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘが総電力指令値Ｐｒｅｑを超えた際の上限電力ΣＰｉ＿ｍａｘとなるＰＣＳのグループを第１のグループとして選択する（ＳＴＥＰ０３の（≦０））。
【００６６】
変換効率判定ステップ（ＳＴＥＰ０５〜１０）では、変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）と変換効率Ｅｋ＋α＿ｕｐ（α＜ｎ−ｋ）との比較を行う。まず、変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）の計算を行う（ＳＴＥＰ０５）。変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）は、上限電力がΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝２〜５）となる第１のグループに総電力指令値Ｐｒｅｑを配分した場合の変換効率である。
【００６７】
そして、上限電力がΣＰｉ＿ｍａｘとなる第１のグループに現在停止中のＰＣＳｑ（ｑ＝１）を１台加える（ＳＴＥＰ０６）。そして、変換効率Ｅｋ＋１＿ｕｐの計算を行う（ＳＴＥＰ０７）。変換効率Ｅｋ＋１＿ｕｐは、上限電力がΣＰｉ＿ｍａｘとなる第１のグループのＰＣＳに現在停止中のＰＣＳｑ（ｑ＝１）を１台加えた第３のグループの変換効率である。
【００６８】
そして、変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）と変換効率Ｅｋ＋１＿ｕｐ（ｋ＋１＝５）との比較を行う（ＳＴＥＰ０８）。Ｅｋ＿ｕｐ−Ｅｋ＋１＿ｕｐ＜０の場合には、Ｅｋ＿ｕｐ＋１に、更に、現在停止中のＰＣＳｑを１台加え（ＳＴＥＰ９）、ｋ＋２とした場合の変換効率であるＥｋ＿ｕｐ＋２を算出し、Ｅｋ＿ｕｐ＋１とＥｋ＿ｕｐ＋２とを比較する。これをＥｋ＿ｕｐ−Ｅｋ＿ｕｐ＋１≦０となるまで繰り返す。本実施形態では、ＰＣＳの台数は５台でありｋ＋１＝５であるため、ＳＴＥＰ９は行わないが、ＰＣＳが多数ある場合には、ＰＣＳの台数を増やし計算し変換効率を求める。
【００６９】
変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）が変換効率Ｅｋ＋１＿ｕｐ（ｋ＋１＝５）より高いまたは同じである場合は、変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）となるＰＣＳｉ（ｉ＝２〜５）に総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）を配分し割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔ（ｉ＝２〜５）を算出する（ＳＴＥＰ１０）。
【００７０】
ここで、変換効率Ｅｋ＿ｕｐ（ｋ＝４）に基づく電力配分の手順は、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）から、現在運転中のＰＣＳの最大効率点電力Ｐｉ＿ｍｅ（ｉ＝２，４，５）の合計と、追加した１台または複数台のＰＣＳの最大効率点電力Ｐｉ＿ｍｅ（ｉ＝３）の合計の合算ΣＰｉ＿ｍｅ（ｉ＝２〜５）を減じる。
【００７１】
Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）−ΣＰｉ＿ｍｅ（ｉ＝２〜５）が、正の場合は配分量が不足しているので、差分量を現在運転中（ｉ＝２，４，５）の１台または複数台のＰＣＳと追加したＰＣＳ（ｉ＝３）に振り分けて加算する。差分が負の場合は配分量が超過しているので、差分量を現在運転中のＰＣＳ（ｉ＝２，４，５）と追加したＰＣＳ（ｉ＝３）に振り分けて減算する。振り分ける量は、例えば各々のＰＣＳの上限電力Ｐｉ＿ｍａｘの比とする。
【００７２】
また、運転中の各ＰＣＳｉ（ｉ＝２〜５）では割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔに等しい電力Ｐ＿ｗｋｇ＿ｉを出力する。そのため、割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔと、Ｐ＿ｗｋｇ＿ｉとは等しい値になる。そこで、統合制御部３ｂでは、割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔの総計であるΣＰｉ＿ｓｅｔ（ｉ＝２〜５）を算出する。算出したΣＰｉ＿ｓｅｔ（ｉ＝２〜５）に基づいて記憶部１９に記憶される運転中総電力値ΣＰ＿ｗｋｇを更新する（ＳＴＥＰ１１）。
【００７３】
総電力指令値Ｐｒｅｑ減少ステップ（ＳＴＥＰ１２〜１７）では、変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３）と変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ（β）との比較を行う。まず、変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３）の計算を行う（ＳＴＥＰ１２）。変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎは、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）を現在運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）で電力配分計算を行い、配分の結果から得られるシステム全体の変換効率である。
【００７４】
そして、現在運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝２、４、５）の中から１台のＰＣＳ（ｉ＝３）を削減する（ＳＴＥＰ１３）。そして、変換効率ＥＫ−１＿ｄｏｗｎ（Ｋ−１＝２）の計算を行う（ＳＴＥＰ１４）。変換効率ＥＫ−１＿ｄｏｗｎは、現在運転中のＰＣＳｉの中から１台のＰＣＳを削減したＰＣＳｉ−１（ｉ＝４、５）で電力配分計算を行い、配分の結果から得られるシステム全体の変換効率である。この時、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ（ｔ２）が、ＰＣＳｉ−１（ｉ＝４、５）の上限電力である上限電力ΣＰｉ−１＿ｍａｘを上回る場合は、変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ（ｎ≧１）＝０とする。
【００７５】
そして、ＥＫ＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３）と変換効率ＥＫ−１＿ｄｏｗｎ（Ｋ−１＝２）との比較を行う（ＳＴＥＰ１５）。ＥＫ＿ｄｏｗｎ−Ｅｋ−１＿ｄｏｗｎ＜０の場合には、ＥＫ−１＿ｄｏｗｎ（Ｋ−１＝２）から、更に、運転中のＰＣＳｉ（ｉ＝４）を１台削減し（ＳＴＥＰ１６）、Ｋ−２とした場合の変換効率であるＥＫ−２＿ｄｏｗｎ（Ｋ−２＝１）を算出し、ＥＫ−１＿ｄｏｗｎとＥｋ−２＿ｄｏｗｎとを比較する。これをＥＫ＿ｄｏｗｎ−ＥＫ−１＿ｄｏｗｎ≧０となるまで繰り返す。
【００７６】
変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３）が変換効率ＥＫ−１＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝２）より高いまたは同じである場合は、変換効率Ｅｋ＿ｄｏｗｎ（Ｋ＝３）となる電力配分の結果に基づきＰＣＳｉ（ｉ＝４，５）の運転を行う。そして、このＰＣＳｉ（ｉ＝４，５）に対する割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔ（ｉ＝４，５）の算出し、（ＳＴＥＰ１７）。運転を行うＰＣＳｉ（ｉ＝４，５）に対して割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔを指令して電力配分を実行する。
【００７７】
そして、ＳＴＥＰ１１に進み、統合制御部３ｂでは、割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔの総計であるΣＰｉ＿ｓｅｔ（ｉ＝４，５）を算出する。算出したΣＰｉ＿ｓｅｔに基づいて記憶部１９に記憶される運転中総電力値ΣＰｉ＿ｗｋｇを更新する。
【００７８】
以上のように動作するので、総電力指令値が運転中電力値から増減すると運転するＰＣＳの台数を増減し、最大効率での運転が可能となる。総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑが、複数台のＰＣＳの上限電力Ｐｉ＿ｍａｘの合計に近い場合は、すべてのＰＣＳの運転を行う。
【００７９】
［１−３．効果］
以上のような構成及び作用を有する本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
【００８０】
（１）本実施形態における電力変換システム１は、複数のＰＣＳを１つのＰＣＳとして扱うことが可能となる。その際、各ＰＣＳに配分する電力を調整することにより、各ＰＣＳにおいて変換効率の良い運転が可能となる。
【００８１】
（２）本実施形態では、総電力指令値が増加した場合と減少した場合とで異なる方法で、割当電力の計算を行う。これにより、総電力指令値が減少した場合の割当電力を算出する工程を減少することができる。また、総電力指令値が増減を、運転中電力値Ｐｗｋｇより判定することができる。運転中電力値Ｐｗｋｇは、各ＰＣＳの出力電力を計測することで算出しても良いが、運転中電力値Ｐｗｋｇは総電力指令値Ｐｒｅｑと対応している。そのため、統合制御部において、各ＰＣＳに配分する割当電力Ｐｉ＿ｓｅｔを保持しておくことで、各ＰＣＳの出力電力の計測を行わずして、運転中電力値Ｐｗｋｇを算出することも可能となる。
【００８２】
（３）本実施形態では、運転中のＰＣＳの上限電力を基準として総電力指令値に対応可能なＰＣＳのグループの選択を行う。これにより、電力変換システム内にあるすべてのＰＣＳの中から総電力指令値に対応可能なＰＣＳのグループの選択を行う場合と比較して、少ない計算量で総電力指令値に対応可能なＰＣＳのグループの選択を行うことが可能となる。
【００８３】
［２．第１の実施形態の第１の変形例］
第１の実施形態の電力変換システム１の変形例としては、第１の実施形態の電力変換システム１において、グループ内のＰＣＳの運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇまたは停止継続時間Ｔｉ＿ｓｂｙに基づいて、追加または削減するＰＣＳを決定するものである。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８４】
第１の実施形態の電力変換システム１の変形例について説明する。図６は、本変形例における電力制御部の構成を示すブロック図である。図６に示す様に、電力制御部３ａは、運転継続時間記憶部３５と、停止継続時間記憶部３６とを新たに設ける。
【００８５】
運転継続時間記憶部３５は、ＰＣＳが運転を開始した時点からの経過時間を計測し、計測した経過時間を運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇとして記憶する。停止継続時間記憶部３６は、ＰＣＳが運転を停止した時点からの経過時間を計測し、計測した経過時間を停止継続時間Ｔｉ＿ｓｂｙとして記憶する。各々の継続時間は計測開始時に０に初期化する。
【００８６】
各ＰＣＳｎの運転継続時間記憶部３５、及び停止継続時間記憶部３６は、統合制御部３ｂから参照可能に構成される。統合制御部３ｂでは、割当電力の算出において、停止中のＰＣＳｑを追加する必要がある場合は、停止中のＰＣＳｑの中から停止継続時間Ｔｉ＿ｓｂｙの長いＰＣＳを優先して追加する。また、割当電力の算出において、運転中のＰＣＳを削減する場合には、運転中のＰＣＳの中から運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇの長いＰＣＳを優先して削減する。
【００８７】
以上の様な構成とすることで、同一のＰＣＳが長時間の運転されることを回避することができる。ＰＣＳの寿命は累積稼働時間、温度、起動／停止回数に影響され、長時間の運転停止は機器寿命を短縮させることとなり、トータルコストの悪化につながる。本変形例の電力変換システム１では、同一のＰＣＳが長時間の運転されることを回避し、ＰＣＳの劣化の進行を抑えることができる。
【００８８】
［３．第１の実施形態の第２の変形例］
第１の実施形態の電力変換システム１の第３の変形例としては、第１の実施形態の電力変換システム１において、グループ内のＰＣＳの運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇと、ＰＣＳの最短停止時間Ｔｉ＿ｓｂｙ＿ｍｉｎに基づいて、ＰＣＳの停止までの一定時間の確保を行う。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８９】
図７は、本変形例における電力制御部の構成を示すブロック図である。図７に示す様に、各ＰＣＳの電力制御部３ａは、停止継続時間記憶部３６と最短停止時間設定部３７とを備える。
【００９０】
最短停止時間設定部３７は、グループ内のＰＣＳの運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇと、ＰＣＳの最短停止時間Ｔｉ＿ｓｂｙ＿ｍｉｎに基づいて、ＰＣＳの停止までの一定時間の確保を行うものである。
【００９１】
総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑの減少した場合の割当電力の算出において、Ｅｋ−Ｅｋ−１＜０となり、１台削減する状態へ進行した場合において、停止継続時間Ｔｉ＿ｓｂｙの長いＰＣＳとして優先的に追加するよう選択した停止中のＰＣＳが、設定した最短停止時間Ｔｉ＿ｓｂｙ＿ｍｉｎに到達していない場合は、当該ＰＣＳの優先度を低下させて運転を行わない。
【００９２】
この場合には、Ｅｋ＿ｄｏｗｎによって電力配分が行える場合は、ＰＣＳを削減しないで電力配分を行う。また、要求電力Ｐｒｅｑが上限電力総計ΣＰｉ＿ｍａｘ（ｉ＝ｗｋｇ）を超過する場合には最短停止時間Ｔｉ＿ｓｂｙ＿ｍｉｎを超えて停止しているＰＣＳを優先して追加する。
【００９３】
［４．第１の実施形態の第３の変形例］
第１の実施形態の電力変換システム１の変形例としては、第１の実施形態の電力変換システム１において、ＰＣＳの運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇ＿ｍａｘの上限を設定し、運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇ＿ｍａｘの設定時間を超過した場合には、超過したＰＣＳ以外のＰＣＳを使用し、電力変換システム１全体の電力変換を行う。なお、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９４】
［３−１．構成］
第１の実施形態の電力変換システム１の変形例について説明する。図８は、本変形例における電力制御部の構成を示すブロック図である。図８に示す様に、各ＰＣＳの電力制御部３ａは、運転継続時間記憶部３５と運転継続時間監視部３８とを備える。
【００９５】
運転継続時間監視部３８は、運転継続時間記憶部３５に記憶される運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇを監視し、運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇが予め設定した運転継続時間の上限値Ｔｉ＿ｗｋｇ＿ｍａｘを超過するか否かの監視を行う。運転継続時間監視部３８は、運転継続時間Ｔｉ＿ｗｋｇが上限値Ｔｉ＿ｗｋｇ＿ｍａｘを超過した場合には、統合制御部３ｂに対して、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ受付指示を出力する。
【００９６】
［３−２．作用］
本変形例において、運転継続時間監視部３８から統合制御部３ｂに対して総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ受付指示が出力されると、統合制御部３ｂでは、運転継続時間（Ｔｉ＿ｗｋｇ）を超過したＰＣＳ以外のＰＣＳにより、電力変換を行う。
【００９７】
すなわち、統合制御部３ｂに総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑ受付指示が入力すると、電力量比較部２０において、総電力指令値Ｐ＿ｒｅｑと運転中総電力値Ｐ＿ｗｋｇとを比較を行う。この際に、運転中総電力値Ｐ＿ｗｋｇから、運転継続時間上限Ｔｉ＿ｗｋｇ＿ｍａｘの設定時間を超過して運転しているＰＣＳの割り当て電力Ｐｉ＿ｓｅｔ（ｉはＴｉ＿ｗｋｇ＿ｍａｘの設定時間を超過して運転しているＰＣＳＩＤ）を減じたものをＰ＿ｗｋｇ’として代入して配分フローを進める
【００９８】
［３−３．効果］
以上のような電力変換システム１においては、総電力指令値Ｐｒｅｑに増減がない、あるいは増減があっても最適な配分で運転している場合であっても、設定した運転継続時間上限Ｔｉ＿ｗｋｇ＿ｍａｘの設定を超過したＰＣＳを停止して、停止中のＰＣＳと交代させることが可能となるので、一部のＰＣＳが長時間連続運転することを回避し、特定のＰＣＳの劣化の進行を抑えることができる。
【００９９】
［５．他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【０１００】
例えば、統合制御部３ｂは、各ＰＣＳの制御部内に設置するものとしたが、ＰＣＳから隔離して設けることもできる。統合制御部３ｂを自由に設置することができる。設置場所や運用方法に合わせた電力変換システム１を実現することができる。
【０１０１】
また、ＰＣＳ同士を接続する通信線６は有線でも無線でも良い。通信線６の種類に限定されないことにより、設置場所や運用方法に合わせた電力変換システム１を実現することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…電力変換システム
２…電力変換部
３…制御部
３ａ…電力制御部
３ｂ…統合制御部
４…発電装置、蓄電装置、負荷装置
５…電力母線
６…通信線
７…出力電力設定部
８…受信部
９…記憶部
１０…送信部
１１…上限電力記憶部
１２…変換効率記憶部
１３…最大効率点電力記憶部
１４…状態フラグ記憶部
１５…ＰＣＳ識別番号記憶部
１６…上限電力設定部
１７…最大効率点電力設定部
１８…受信部
１９…記憶部
２０…電力量比較部
２１…割当電力算出部
２２…割当電力指示部
２３…送信部
２４…運転中電力値更新部
２５…第１の割当電力算出部
２６…第２の割当電力算出部
２７…対応可能ＰＣＳ選択部
２８…変換効率判定部
２９…上限電力比較部
３０…変換効率Ｅｋ＿ｕｐ計算部
３１…変換効率Ｅｋ＋α＿ｕｐ計算部
３２…変換効率判定部
３３…変換効率ＥＫ＿ｄｏｗｎ計算部
３４…変換効率ＥＫ−β＿ｄｏｗｎ計算部
３５…運転継続時間記憶部
３６…停止継続時間記憶部
３７…最短停止時間設定部
３８…運転継続時間監視部
【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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