(57)【要約】      （修正有）【課題】電力変換装置から系統へ重畳する電力の量を制御する際の上限値の設定変更を容易にする。【解決手段】昇圧部２１、インバータ部２２を有すると共に、昇圧部２１の昇圧比を変えて系統へ重畳する交流電力の量を変える制御部２４を有する電力変換装置に於いて、制御部２４は、外部からの信号に応答して系統へ重畳する前記交流電力を、系統へ重畳する交流電力の最大の値が設定されかつ当該最大の値が書き換え可能な記憶部２４ａに予め設定された所定の交流電力の値もしくは当該所定の交流電力の値の近傍の値に一定の比率が乗じられた上限値を超えないように制御する。さらに、制御部２４は、太陽電池３から出力される直流電力が上限値に相当する値以下では当該直流電力が最大に至るように昇圧部２１の昇圧比を制御する。【選択図】図２
2016140232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池から出力される直流電力を昇圧する昇圧部、及び当該昇圧部から出力される直
流電力を実質的に系統と同期する周波数の交流電力に変換して当該系統へ重畳するインバ
ータ部を有すると共に、前記昇圧部の昇圧比を変えて前記系統へ重畳する前記交流電力を
変える制御部を有する電力変換装置に於いて、
前記制御部は外部からの信号に応答して前記系統へ重畳する前記交流電力を、前記系統
へ重畳する交流電力の最大の値が設定されかつ当該最大の値が書き換え可能な記憶部に予
め設定された所定の交流電力の値もしくは当該所定の交流電力の値の近傍の値に一定の比
率が乗じられた上限値を超えないように制御すると共に、前記制御部は前記太陽電池から
出力される直流電力が前記上限値に相当する値以下では当該直流電力が最大に至るように
前記昇圧部の昇圧比を制御することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記信号は前記制御部との間で信号の送受が可能に構成されかつ前記系統へ重畳する交
流電力を表示可能に成した表示部から送信されると共に、前記信号は少なくとも前記一定
の比率もしくは前記上限値のいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の電力
変換装置。
【請求項３】
前記信号は前記制御部との間で信号の送受が可能に構成されかつ前記系統へ重畳する交
流電力を取得可能に成した送信部から送信されると共に、前記信号は少なくとも前記一定
の比率もしくは前記上限値のいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の電力
変換装置。
【請求項４】
前記表示部はインターネット回線を介して前記系統へ重畳する交流電力の量を示す値を
サーバへ送信して蓄積させると共に、前記表示部は前記インターネット回線を介して得ら
れるデータに応答して前記信号を前記制御部へ送信することを特徴とする請求項２に記載
の電力変換装置。
【請求項５】
前記送信部はインターネット回線を介して前記系統へ重畳する交流電力を示す値をサー
バへ送信して蓄積させると共に、前記送信部は前記インターネット回線を介して得られる
データに応答して前記信号を前記制御部へ送信することを特徴とする請求項３に記載の電
力変換装置。
【請求項６】
太陽電池から出力される直流電力を昇圧する昇圧部、及び当該昇圧部から出力される直
流電力を実質的に系統と同期する周波数の交流電力に変換して当該系統へ重畳するインバ
ータ部を有すると共に、前記昇圧部の昇圧比を変えて前記系統へ重畳する前記交流電力を
変える制御部を有する電力変換装置に於いて、
前記制御部は前記系統へ重畳する前記交流電力が上限値以下で前記太陽電池から出力さ
れる前記直流電力が最大に至るように前記昇圧部の昇圧比を制御すると共に、前記制御部
は外部からの信号に応答して前記上限値を、前記系統へ重畳する交流電力の最大の値が設
定されかつ当該交流電力の最大の値が書き換え可能な記憶部に予め記憶された所定の交流
電力の値もしくは当該所定の交流電力の値の近傍の値に一定の比率が乗じられた値に設定
することを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
前記記憶部は前記制御部との間で信号の送受が可能に構成されかつ前記系統へ重畳する
交流電力を表示可能に成した表示部に設けられていることを特徴とする請求項１、請求項
２、または請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記信号は、前記表示部がインターネット回線を介して取得することを特徴とする請求
項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
太陽電池から出力される直流電力を昇圧する昇圧部、及び当該昇圧部から出力される直
流電力を実質的に系統と同期する周波数の交流電力に変換して当該系統へ重畳すると共に
前記交流電力が上限値以下で前記太陽電池から出力される前記直流電力が最大に至るよう
に前記昇圧部の昇圧比を制御する電力変換装置の前記上限値を、前記電力変換装置との間
で信号の送受が可能に構成されかつ前記系統へ重畳する交流電力を表示可能に成すと共に
前記系統へ重畳する交流電力の最大の値が設定されかつ当該交流電力の最大の値が書き換
え可能な記憶部を有して当該記憶部に予め設定された所定の交流電力の値もしくは当該所
定の交流電力の値の近傍の値に外部からの信号に応答して一定の比率が乗じられた値に設
定することを特徴とする電力変換装置に用いる表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換して系統へ重畳する電力
変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換して系統へ重畳する電力変換
装置の設置が増えている。この電力変換装置の設置数の増加に伴い系統へ重畳する交流電
力量も増加する。例えば同一の柱上トランスに接続される範囲内でこの電力変換装置の重
畳量と交流電力を消費する負荷の大きさとがバランスしていればよいが、この負荷による
電力の消費量が少ない場合、余剰となった交流電力が柱上トランスを超え他の負荷へ向か
って系統上を流れることになる。
【０００３】
一方、系統に用いられる送電線や変圧装置などの設備は許容される電流量（電力量）に
上限がある。火力発電所、水力発電所では通常はこの上限の値を加味しながら電力の消費
予測に基づき発電量を調節している。太陽電池を用いる電力変換装置では自然現象により
日射量が変化するため余剰電力として系統に重畳される電力量は予想できるものではない
。また太陽電池の発電による電力量の変化速度は火力や水力による発電所の発電量の変更
速度より速い。そのため併用している火力や水力による発電量の調整が間に合わなくなり
系統上の電力がその上限を超え、系統の周波数の不安定や、保護装置の作動のような不具
合に至る危険性がある。
【０００４】
この電力量の増加による危険性は慢性的に生じるものではなく、特定の日時や天候や負
荷の需要に応じて一時的に生じることが多い。また、不特定の系統の配線に一時的に集中
することもあり、どこの配線に集中するかを予測することも難しく系統の配線や設備の全
体を増強することはコスト的に見合わない。そのため、電力変換装置の出力の増加を予測
し、電力変換装置から系統へ重畳する電力量を一時的に抑制して対応することが考えられ
ている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
系統へ接続されている太陽光発電システムの最大出力可能電力は太陽光発電システム毎
に異なるので、この太陽光発電システムから系統へ重畳される交流電力量を抑制する際の
抑制量の算出は太陽光発電システム毎に公平性を保つ必要がある。特許文献１に記載のも
のは、太陽光発電システムを構成する電力変換装置の最大出力可能電力に一定の比率を掛
けて抑制量を算出し公平感を保つものが記載されていた。また電力変換装置の定格出力値
や太陽電池の定格発電量に一定の比率を掛けて抑制量を算出するものも記載されていた。
【０００７】
太陽光発電システムに用いる太陽電池の数は故障により減数する場合や増設で増数する
場合があり、また変換効率の高い電力変換装置に換えるなど設置後にシステムを変更する
場合がある。これらの場合、太陽光発電システムの最大出力可能電力と実際の出力電力と
が異なることがあり、発電電力の抑制量が公平に行われなくなる場合があった。本発明は
抑制量の算出に書き換え可能に設定される所定の値を用いて太陽光発電システムの変更に
対応可能とした装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、太陽電池から出力される直流電力を昇圧する昇圧部、及び当該昇圧部から出
力される直流電力を実質的に系統と同期する周波数の交流電力に変換して当該系統へ重畳
するインバータ部を有すると共に、昇圧部の昇圧比を変えて系統へ重畳する交流電力を変
える制御部を有する電力変換装置に於いて、
制御部は外部からの信号に応答して系統へ重畳する交流電力を、系統へ重畳する交流電
力の最大の値が設定されかつ当該最大の値が書き換え可能な記憶部に予め設定された所定
の交流電力の値もしくは当該所定の交流電力の値の近傍の値に一定の比率が乗じられた上
限値を超えないように制御すると共に、制御部は太陽電池から出力される直流電力が上限
値に相当する値以下では当該直流電力が最大に至るように昇圧部の昇圧比を制御するもの
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、太陽光発電システムのシステム変更に際しても常に適正な発電量の抑
制が行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例にかかる太陽光発電システムの説明図である
【図２】本発明の実施例にかかる電力変換装置の説明図である。
【図３】太陽電池の出力特性の変化を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は太陽電池で発電される直流電力を交流電力に変換して系統へ重畳する際に、こ
の系統へ重畳する交流電力の上限値を変えることができる電力変換装置に適用されるもの
である。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の実施例を用いる太陽光発電システムの概略図である。１は建屋（家屋
、工場、倉庫など）、２はこの建屋１に取り付けられる電力変換装置（ＰＣＳ）である。
この電力変換装置２の取り付けは建屋１の内壁面、外壁面に直接取り付ける場合と、架台
などを用いて設置する場合等があるがいずれにも限定されるものではなく、取り付け（設
置）条件に合わせて任意に選択することができる。
【００１３】
また、図１に記載の実施例では電力変換装置２を１台用いて説明するが、太陽電池３の
定格出力または最大発電量が大きく１台の電力変換装置（ＰＣＳ）で対応できない場合は
複数台の電力変換装置（ＰＣＳ）を並列に接続して太陽光発電システムを構成してもよい
ものである。この際、定格出力の異なる電力変換装置（ＰＣＳ）を組み合わせることも可
能である。太陽電池３を構成する複数のストリングは、集電箱（図示省略）で１つの回線
にまとめた後電力変換装置２へ接続するもの、または集電箱を用いずストリング毎に（複
数ストリングの入力に対応した）電力変換装置２へ直接接続するものなどいずれの構成を
用いてもよいものである。
【００１４】
電力変換装置２は、太陽電池３で発電された直流電力を昇圧部２１で中間電圧まで昇圧
し、当該昇圧部から出力される直流電力（中間電圧）をインバータ部２２で実質的に系統
５と同期する周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚを中心とする周波数であり、無効電力量や
負荷の量の変動に応じた周波数変動が含まれている。）の疑似正弦波状の交流電力へ変換
し、この変換された交流電力の高周波成分をローパス用のフィルタ部２３で除去または減
衰させた後配電盤４を介して系統５へ重畳する。
【００１５】
系統５は柱上トランス６を介して更に広域の高圧の系統へ接続されている。配電盤４と
柱上トランス６とは引き込み線を介して接続され、柱上トランス６下の系統５には複数の
建屋の引き込み線を介して夫々配電盤が同様に接続されている。尚、引き込み線に設けら
れる電力メータ（売電メータ、買電メータ）の図示は省略している。
【００１６】
配電盤４には建屋１の屋内配線７が接続され、電力変換装置２から出力される交流電力
は屋内配線７を介して建屋１内の負荷で消費されるが、消費されない残りの余剰電力（系
統へ重畳する交流電力）は系統５へ逆潮流される。この時、柱上トランス６下の系統５に
接続されている他の建屋で電力消費があれば、この余剰電力は売電の電力メータを経た後
、当該建屋に供給される。この建屋での電力消費が当該供給を上回れば柱上トランス６下
で余剰電力が生じず広域の高圧の系統への交流電力の逆潮流はない。また、建屋１内で生
じる余剰電力は系統５へ逆潮流させず蓄電装置（図示せず）へ蓄えるように構成しても良
いものである。
【００１７】
さらに、電力変換装置２から出力される交流電力（系統へ重畳する交流電力）は配電盤
４をバイパスし売電メータ（図示せず）を介して系統５へ直接重畳（逆潮流）するように
構成することも可能である。この場合、太陽電池３の発電電力（電力変換装置２の出力）
の全量を系統５へ重畳（逆潮流）し売電することになる。
【００１８】
８は電力検出部（送信部に相当）であり、電流センサ（図２中では電流・電圧センサ２
５が対応し、カレントトランスやホール素子などの検出素子を用いることが可能である。
）９を用いて系統５へ重畳する交流電力（余剰電力また電力変換装置２の出力電力などの
売電電力）の量を取得可能に構成している。電力の測定は所定の周期毎に行われ測定され
た値はデータとして内部の記憶部に順次時系列で測定時刻情報と共に格納さる。
【００１９】
格納される格納データの個数は記憶部の容量の範囲内で、例えば、１分間隔の測定で１
年分、又は１０秒間隔の測定で２か月分など任意に設定可能であり、記憶部の容量を大き
くすればさらに格納データの数を増やすことが可能である。尚、系統５へ重畳される電力
の量は電流センサ９を用いて測定される電流の値を積分して取得しても良く、また別途電
圧の値を求め電流の値との夫々の実効値の積から取得しても良く、電力の量の取得方法は
限定されるものではない。
【００２０】
電力検出部８と電力変換装置２とはこれらの間で信号の送受を可能にするように有線の
信号線で接続されている。電力検出部８は電力変換装置２の要求に応じて信号線を介して
記憶部の格納データを送信し、また電力検出部８は電力変換装置２へ配電盤４への出力さ
れる交流電力（電圧、電流の瞬時値）や保護装置及び保護機能の動作状態を示す値などを
要求して得ることができる。
【００２１】
尚、電力検出部８の機能は電力変換装置２内に内蔵することが可能であるが、配電盤４
と電力変換装置２との配線距離が長い場合は別体とした方が電流センサ９の接続配線を短
くできノイズに対する検出精度の確保に有効である。また、電力検出部８と電力変換装置
２とは有線の信号線による接続に限らず無線による接続やネットワークによる接続を行っ
てよいものである。
【００２２】
１０はルータであり、建屋１もしくは特定区域の中で通信ネットワークを構成すると共
に、インターネット１１へのアクセスを可能としている。尚、建屋１内の通信ネットワー
クは無線環境で構築されている。電力検出部８はこの通信ネットワークを介してルータ１
０へ接続されている。尚、この通信ネットワークは有線ＬＡＮで構築しても良いものであ
り、また既築のネットワーク環境があればその環境に適合させるように構成しても良いも
のである。
【００２３】
１２は表示部であり、建屋１内の通信ネットワークを介してルータ１０に接続されてい
る。表示部１２はルータ１０を介して電力検出部８の取得する交流電力の値（系統５へ逆
潮流させる交流電力の値であり売電電力の量）や電力検出部８の記憶部の格納データを取
得して単位時間内に系統へ重畳させた交流電力の量を表示し、また電力検出部８を経由し
て電力変換装置２の出力する交流電力（電圧、電流の瞬時値）や保護装置及び保護機能の
動作状態を示す値を取得して表示する。尚、電力変換装置２の出力する交流電力は電力変
換装置２の損失を加味しなければ実質的に太陽電池の発電量に相当する。同様に表示部１
２と電力変換装置２とは電力検出部８を経由して相互に制御信号や制御データなどの送受
も可能に構成されている。
【００２４】
尚、表示部１２と電力変換装置２とは定期的に通信を行い制御信号やデータの送受を行
えるように構成されている。また、表示部１２は専用機器に限らず建屋１内の通信ネット
ワークを介して格納データや制御信号を送受可能に構成できる情報端末やパーソナルコン
ピュータなどに変えることも可能である。また、電力変換装置２がこの通信ネットワーク
に接続されている時は、この通信ネットワークを介して表示部１２と電力変換装置２とが
信号や格納データなどを直接送受可能に構成しても良いものである。
【００２５】
表示部１２はルータ１０を経由せず電力検出部８と直接信号及びデータの送受ができる
ように構成しても良いし、また電力変換装置２と直接接続して信号及びデータの送受がで
きるように構成しても良い。この場合、表示部１２との信号及びデータの送受は有線で行
ってもよい。
【００２６】
表示部１２はさらにルータ１０及びインターネット１１を介して管理用のサーバ１３と
信号及びデータの送受を可能に構成しており、後記する動作を可能としているものである
。
【００２７】
図２は電力変換装置２の説明図であり、太陽電池３で発電された直流の発電電力を昇圧
部２１、インバータ部２２、フィルタ部２３を介して交流電力に変換した後、この交流電
力を配電盤４を介して系統５へ重畳する。
【００２８】
昇圧部２１は、例えば、昇圧用のリアクタ、半導体のスイッチング素子、ダイオード、
平滑用のコンデンを用いた代表的な昇圧チョッパ回路を構成する。この昇圧部２１の昇圧
比はスイッチング素子を所定の周期でオン／オフ制御する際のオンデューティを変えて制
御することができる。この昇圧比は、太陽電池３で発電された発電電力を開閉スイッチ２
７を介して入力した後、直流電力検出器２１ａで検出する電力値（電圧と電流との積）が
最大になるように制御部２４で制御される。この昇圧比の制御は、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍ
ｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）方式と称し気象条件等の変化で常に
変動する太陽電池の最適動作点（最大発電量に相当）を追従する制御である。
【００２９】
尚、昇圧部２１の昇圧比はＭＰＰＴ方式にかかわらず太陽電池の特性から直接求める方
式など種々の方式に置き換えることが可能である。
【００３０】
尚、昇圧部２１は昇圧チョッパ回路に限るものではなく、太陽電池の出力電圧が高い時
には降圧チョッパ回路を用いても良く、またトランスを用いた絶縁型のフォワード方式や
フライバック方式など昇圧比（または降圧比）を制御できるものであれば良い。
【００３１】
図３は太陽電池３の出力電圧と出力電力との一般的な特性を示す説明図である。特性Ｔ
ｍａｘは定格出力（最大出力）が得られるような日射条件の際の特性であり、特性Ｔ２は
曇りや雨の日など日射条件の良くない時の特性である。特性Ｔｍａｘにおいて、直流電力
検出器２１ａの検出する電力値がＰｍａｘに成るように昇圧比を変えることによって太陽
電池３の出力電圧が電圧Ｖｍａｘの時に発電電力が最大（Ｐｍａｘ）になる。また昇圧比
を変えて太陽電池の出力電圧を電圧Ｖ１又はＶ１１とすれば発電電力はＰ１とすることが
できる。特性Ｔ２では最大発電電力は電圧Ｖ２の時に発電電力がＰ２となるが、発電電力
はＰ２＜Ｐ１である。
【００３２】
図２において、昇圧部２１で中間電圧（点２１ｂの電圧）まで昇圧された直流電力はイ
ンバータ部２２でＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式に基づ
く複数のスイッチング素子のオン／オフ動作で疑似正弦波による交流電力に変換される。
インバータ部２２は、単相の疑似正弦波を出力する際は少なくとも４個のスイッチング素
子を単相ブリッジ状に結線し、三相の疑似正弦波を出力する際は少なくとも６個のスイッ
チング素子を３相ブリッジ状に結線すればよい。
【００３３】
またインバータ部には中性点クランプ方式など異なる回路結線を用いても良く、さらに
階調による多段出力で疑似正弦波を生成するようにしても良い。尚、４個のスイッチング
素子を用いたブリッジ回路でＶ相結線方式（オープンデルタ方式）の三相交流を生成する
ように構成しても良い。
【００３４】
インバータ部２２から出力された疑似正弦波はフィルタ部２３（リアクタとコンデンサ
とでローパスフィルタを構成）で高周波成分を取り除くかまたは減衰させた後、配電盤４
を介して系統５へ重畳される。
【００３５】
インバータ部２２を構成する複数のスイッチング素子のオン／オフ信号は制御部２４で
生成される。制御部２４はマイコン（マイクロプロセッサ、ＭＰＵ、ＣＰＵなどの演算装
置）を用いて構成されており、インターフェース回路（図示せず）を用いて電力検出部８
と制御信号や格納データの送受が可能である。制御部２４は更に電力検出部８、建屋１内
の通信ネットワークを介してこの通信ネットワークにつながる表示部１２とも制御信号や
データの送受が可能に構成されている。
【００３６】
尚、制御部２４と表示部１２との接続は電力検出部８を経由することなく、専用の信号
線又はブルートゥースや専用の無線通信仕様を用いて直接接続することも可能である。ま
た、制御部２４に無線用インターフェースを内蔵すれば通信ネットワークを介して制御部
２４と表示部１２との間で直接制御信号やデータの送受を可能にすることができる。
【００３７】
２４ａは記憶部であり、制御部２４とはデータの格納（書き換えを含む）と読み出しが
可能に構成されている。この記憶部２４ａには半導体のＲＡＭや機械的なハードディスク
など種々のものを用いることができるものである。記憶部２４ａに格納（記憶）されるデ
ータには、電力変換装置２に生じた異常や保護動作の時系列データ、機種名や定格出力な
どの機器データ、接続される太陽電池の機種名や定格出力など太陽電池データ、系統連系
接続に際しての諸データ、出力抑制をする際のベースとなる基本出力値のデータなどがあ
るが、格納されるデータ（格納データ）は必要に応じて追加や変更をすることができるも
のである。
【００３８】
尚、これらの格納データの全てまたは一部は上記の通信ネットワークや信号線などの信
号経路を介して表示部１２から格納または書き換えの操作ができるものである。この際、
所定のパスワードなどアクセス制限を用いれば誤書き換えを防止する効果が得られる。ま
た、記憶部２４ａは制御部２４内の記憶部の一部に置き換えて構成しても良いものである
。
【００３９】
また、記憶部２４ａに記憶される格納データの一部、例えば基本出力値のデータなど、
は表示部１２や電力検出部（送信部）８に設ける記憶部に記憶させるように構成しても良
い。この基本出力値は所定の交流電力の値であり、系統へ重畳する交流電力の最大の値が
設定されかつ当該最大の値が書き換え可能に記憶部２４ａの一部を区画したところに格納
されるものである。
【００４０】
２５は電流・電圧センサであり系統へ供給される交流電力の電流値及び電圧値（実質的
には系統の電圧）を検出する。制御部２４はこの電流値及び電圧値の変化に基づいて系統
５へ交流電力を重畳させる際の同期のタイミング（疑似正弦波の電気角）を電圧値の変化
（例えばゼロクロス）で調整する。
【００４１】
また、系統５へ重畳させる交流電力の値が直流電力検出器２１ａの検出した発電電力に
実質的（変換効率による損失を考慮して）に同じになるように疑似正弦波の出力電圧を制
御する。この出力電圧は制御部２４でインバータ部２２の夫々のスイッチング素子のオン
／オフを制御して行われる。
【００４２】
従って、制御部２４は太陽電池３の発電電力から電力変換装置２の変換損失を除いた電
力を交流電力に変換して配電盤４へ供給するように動作する。この電力から建屋１内の自
家消費電力を除いた余剰電力が系統５へ重畳される。
【００４３】
尚、太陽光発電システムのシステム結線を変え配電盤４をバイパスすることによって電
力変換装置２の出力する交流電力の全量を系統５へ重畳させることも可能である。
【００４４】
また、太陽電池３の発電電力は図３の特性図に示すように最適動作点での発電量（Ｐｍ
ａｘまたはＰ２）以下であれば、昇圧部２１の昇圧比を調整して太陽電池３の出力電圧を
例えばＶ１１またはＶ１とすることによって発電電力（交流電力）を任意に変えることが
可能である。すなわち、太陽電池３の発電電力（系統５へ出力される交流電力）を上限値
以下の任意の値に制御することができるものである。
【００４５】
制御部２４は少なくとも自立運転モード、系統連系モード（通常）、系統連系モード（
出力抑制）の運転モードを備える。自立運転モードは切換えスイッチ２６を図示（系統連
系）と反対の状態（自立運転）に切換えて電力変換装置２から直接交流電力を出力するも
のである。この際、系統５との同期は取らず５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電力が出力さ
れる。
【００４６】
自立運転モードでの交流電力の出力は接続される負荷の大きさに合うように太陽電池３
の出力電圧を最適動作点以下で調整して行われる。系統連系モード（通常）は太陽電池３
が常に最適動作点で発電するように昇圧比を制御して太陽電池３の出力電圧を変える運転
を行うものである。
【００４７】
系統連系モード（出力抑制）は、記憶部２４ａに格納された基本出力値のデータを基に
系統へ重畳する交流電力の上限値を設定する運転である。その上限値は基本出力値の８０
％の値、基本出力値の６０％の値などのように基本出力値に一定の比率が乗じられた値で
ある。従って、系統５へ重畳する交流電力を、系統５へ重畳する交流電力の最大の値が設
定されかつ当該最大の値が書き換え可能な記憶部に予め設定された基本出力値（所定の交
流電力の値もしくは所定の交流電力の値の近傍の値）に一定の比率が乗じられた上限値を
超えないように制御するものである。
【００４８】
記憶部２４ａには系統５へ重畳する交流電力の最大の値が設定されかつこの交流電力の
最大の値が書き換え可能に予め設定された区画があり、基本出力値はこの区画に記憶され
た格納データである。記憶部２４ａの区画に記憶された格納データは予め設定された所定
の交流電力の値である。
【００４９】
尚、基本出力値に端数がある場合は近傍の値に置き換えても良く、また演算した上限値
に端数がある場合にも近傍の値に置き換えても良い。
【００５０】
系統５へ重畳している交流電力（電力検出部８の検出する値）が上限値より大きい場合
は、制御部２４が昇圧部２１のスイッチング素子のオン／オフを制御して昇圧部２１の昇
圧比を所定の速度で変化させ、太陽電池３の発電電圧を変えて電力検出部８の検出する値
（系統５へ供給する交流電力）が上限値に至るように制御する。
【００５１】
例えば、図３において特性Ｔｍａｘで発電量がＰｍａｘであり上限値がＰ１の時は、直
流電力検出器２１ａの検出する電圧が増加（または減少）するように昇圧部２１の昇圧比
を変えて太陽電池３の発電電力を減少させ、系統５へ重畳される交流電力を減少させる。
【００５２】
説明を容易にするため太陽電池３の発電電力の全量が変換効率１００％で系統５へ重畳
されるとすると、太陽電池３の出力電圧をＶ１またはＶ１１に至らせるものである。この
時、太陽電池３の発電電力と上限値Ｐ１との差が所定値以下の時は、電圧を上げる方向に
最適動作点の右側の特性を利用して出力電圧を電圧Ｖ１に至らせる。差が所定値より大き
い時は、電圧を下げる方向に最適動作点の左側の特性を利用し発電電力の減少を制御して
出力電圧を電圧Ｖ１１に至らせる。
【００５３】
このように制御を変えることによって制御不良を抑制している。尚、昇圧比を変える際
の変化速度を変えて制御不良を抑制しても良い。また、この変化速度は変えなくても本発
明の作用効果を阻害するものではない。
【００５４】
また、日射条件が悪く特性Ｔ２の時は、太陽電池３の発電電力（実質的に系統５へ重畳
している交流電力（電力検出部８の検出する値））が上限値Ｐ１以下であり、太陽電池３
が最適動作点（出力電力Ｐ２、発電電圧Ｖ２）で発電するように昇圧部２１の昇圧比が制
御されるものである。具体的な制御は次のように行われる。
【００５５】
まず、昇圧部２１の昇圧比を変えて太陽電池３の発電電圧を一定量ＵＰさせる制御を行
う。次いで系統５へ重畳している交流電力（電力検出部８の検出する値）が昇圧比を変化
させる前と比べて増加したか否かを判断し、この交流電力が増加している場合は更にこの
交流電力が上限値を超えているか否かを判断する。この交流電力が上限値を超えていない
場合は昇圧比を変えて太陽電池３の発電電圧を更にＵＰさせるよう先の太陽電池３の発電
電圧を一定量ＵＰさせる動作から繰り返すものである。（昇圧比を上げて交流電力が増加
した場合は更に昇圧比を上げ、昇圧比を下げて交流電力が増加した場合は更に昇圧比を下
げる。）
【００５６】
また、昇圧比を変化させた後に系統５へ重畳する交流電力の値が増加していない場合（
実質的な変化なしを含む）であり、かつこの交流電力が上限値を超えていない場合は、昇
圧部２１の昇圧比の変化させる方向を反転させて太陽電池３の発電電圧を一定量ＵＰさせ
る制御へ戻るものである。（昇圧比を上げて交流電力が増加しない場合は昇圧比を下げ、
昇圧比を下げて交流電力が増加しない場合は昇圧比を上げる。）
【００５７】
これらのＭＰＰＴ制御において、交流電力の値が上限値を超えたことが判断された場合
は、昇圧部２１の昇圧比を変えて太陽電池３の発電電圧を一定量ＤＯＷＮさせる動作を行
い、交流電力の値（電力検出部８の検出する値）が上限値に至るまで、もしくは上限値以
下となるまで昇圧部２１の昇圧比の変更を繰り返す。（昇圧比を上げて交流電力が減少す
る場合は昇圧比を上げ、昇圧比を下げて交流電力が減少する場合は昇圧比を下げる動作を
繰り返す。）
【００５８】
交流電力の値（電力検出部８の検出する値）が上限値に至るか、もしくは上限値以下と
なった際には昇圧部２１で昇圧比を変えるＭＰＰＴ動作に戻るものである。尚、これらの
制御において、昇圧比を変える際の変更値は制御仕様に合わせて任意に設定できるもので
ある。
【００５９】
このように動作することによって、系統５へ重畳される交流電力は上限値以下で最大の
値に制御されるものである。尚、この上限値は制御の都合上、この上限値の近傍の値、す
なわち上限値に相当する値に置き換えることが可能である。
【００６０】
基本出力値は表示部１２の操作で記憶部２４ａに記憶または書き換えることができるも
のであり、例えば、太陽電池３の定格出力の値、電力変換装置２の定格出力の値、系統連
系に際して登録した値（サーバ１３に登録した値）などである。系統連系に際して登録し
た値は、太陽電池の発電能力や電力変換器の出力能力に基づいてこの電力変換装置２また
は当該装置を含む太陽光発電システムが系統へ重畳する交流電力の最大の値である。この
場合、太陽電池の設置数が少なければ電力変換装置の定格出力値を下回る場合もある。
【００６１】
従って、太陽光発電システムの構成を変更した場合、太陽電池を増設・減少した場合（
破損等で減少した場合）、電力変換装置を変更した場合、登録した値を変更した場合など
では基本出力値を書き換えることができるものである。尚、この基本出力値を記憶する記
憶部は記憶部２４ａ、または表示部１２、電力検出部（送信部）８に設ける記憶部のいず
れでもよいものであるが、実施例１では記憶部２４ａを中心に説明する。
【００６２】
この記憶部２４ａのデータの書き換えは建屋１内の通信ネットワークを介して表示部１
２から行うように構成するが、制御部２４に操作手段（押しボタンや表示を備える）を設
け直接操作して書き換えることができるように構成しても良く、また別体の設定器を専用
インターフェースを介して制御部２４に接続し、この設定器から書き換えるように構成す
ることもできるものである。尚、この記憶部を表示部１２に設けた場合は、演算された（
基本出力値に一定の比率が乗じられた）上限値のデータを制御部２４に送信して太陽電池
３の発電電力を制御するように構成することができる。
【００６３】
表示部１２は、電力検出部８で検出した交流電力（系統５へ重畳する交流電力）の値、
格納されている交流電力の値のデータ、電力変換装置２から得られるデータを通信ネット
ワークを介して読み込み（受信して）、現在の発電量や系統５へ重畳している交流電力や
これらの値を１日単位、月単位、年単位などに集計してグラフ表示または数値表示する。
また、機器の異常状態や系統電圧の異常に対する保護動作などの動作履歴も通信ネットワ
ークを介して読み込み保存していれば、表示部１２の切り換え操作によって表示をするこ
とができるものである。
【００６４】
表示部１２は更に、通信ネットワーク、ルータ１０、インターネット１１を介してサー
バ１３へ発電電力等のデータを送信する。サーバ１３はこの受信したデータ及び受信した
累積データを解析し異常や故障の有無の不具合の検証を行い、不具合が判断された際には
この表示部１２に対応してサーバ１３に設けられた特定のエリアにフラグを立てるもので
ある。
【００６５】
表示部１２はサーバ１３にアクセスし当該表示部１２に対応して設けられた特定のエリ
アのフラグの状態を読み取り、不具合を示すフラグを読み取った場合は表示部１２に不具
合の表示を行うものである。表示部１２は定期的（例えば３０分、６０分間隔であるがこ
れに限るものではない）にサーバ１３の特定のエリアのデータを読み取り各フラグの状態
を判断するものである。
【００６６】
これのフラグには例えば、発電量不足（異常や故障）による不具合を示すフラグＦ１０
０、登録されたデータ（基本出力値のうち系統連系に際して登録した値をサーバ１３に予
め登録している。）と送信したデータ（記憶部２４ａに格納された基本出力値のうちの系
統連系に際してこの記憶部２４ａに記憶したデータ）との不一致があればその不一致を示
すフラグＦ２００、系統５へ重畳させる交流電力を抑制するフラグ（０％抑制のフラグＦ
０、２０％抑制のフラグＦ２０、４０％抑制のフラグＦ４０など）などがある。表示部１
２は外部のサーバ１３からこれらのフラグを介して動作に用いるための信号を受け取るも
のである。
【００６７】
電力変換装置２は少なくとも自立運転モード、系統連系モード（通常）、系統連系モー
ド（出力抑制）の運転モードを備えており、制御部２４で切り換えられる。これらの運転
モードの状態は表示部１２と制御部２４とが信号の送受を行って表示部１２に表示される
。表示部１２は電力変換装置２が自立運転モード、系統連系モード（通常）ではサーバ１
３に定期的に各フラグの状態を読み取りに行かず、系統連系モード（出力抑制）の際にサ
ーバ１３に定期的に各フラグの状態を読み取りに行くものである。
【００６８】
系統連系モード（出力抑制）の際に表示部１２は以下の動作を行う。電力変換装置２の
運転（交流電力の系統５への出力）を判断すると系統５へ重畳する交流電力の表示を開始
する。次いで定期的にサーバ１３との定期通信を行い、フラグＦ２００（データの不一致
）がある状態を信号として得た場合は電力変換装置２の運転を停止させ記憶部２４ａのデ
ータ書き換えを促すか、又はデータの不一致の表示を行う。フラグＦ２００が無い場合は
、フラグＦ０、フラグＦ２０、フラグＦ４０の有無の判断を行う。フラグＦ０（０％抑制
）がある場合を信号として判断した際は、上限値を実質的に無効とした系統連系モード（
通常）の運転と同等の運転を電力変換装置２へ設定し、太陽電池３の最適動作点による運
転を行うと共に１００％出力（出力抑制が０％）の通常運転を行う。
【００６９】
表示部１２がサーバ１３にフラグＦ２０がある場合を信号として判断した際、制御部２
４で系統５へ重畳する交流電力が上限値を超えているか否かの判断を有効にする運転を電
力変換装置２に実行させると共に、記憶部２４ａに格納されている基本出力値の格納デー
タ（系統連系に際して登録した値であり、以下の説明ではこの値とする。）を読み取りこ
の値に０．８を乗じた値を上限値として制御部２４に与える。（例えば、基本出力値が１
０Ｋｗであれば、上限値は８Ｋｗになる）尚、この上限値の算出は制御部２４が表示部１
２から一定の比率（０．９、０．８などの値）を受信して記憶部２４ａの基本出力値に乗
算しても良い。
【００７０】
従って、制御部２４は系統５へ重畳する交流電力を、系統５へ重畳する交流電力の最大
の値が設定されかつ最大の値が書き換え可能な記憶部２４ａに予め設定された基本出力値
の格納データ（所定の交流電力の値）もしくはこの格納データの近傍の値に外部からの信
号に応答して一定の比率が乗じられた上限値を超えないように制御するものである。
【００７１】
表示部１２がサーバ１３にフラグＦ４０がある場合を信号として判断した際、制御部２
４で系統５へ重畳する交流電力が上限値を超えているか否かの判断を有効にする運転を電
力変換装置２に実行させると共に、記憶部２４ａに格納されている基本出力値の格納デー
タを読み取りこの値に０．６を乗じた値を上限値として制御部２４に与える。（同様に、
例えば、基本出力値が１０Ｋｗであれば、上限値は６Ｋｗになる）
【００７２】
尚、表示部１２はフラグＦ２０やフラグＦ４０がある場合の信号に応じて、０．８や０
．６のような一定の比率を示すデータを制御部に与え、制御部が記憶部の基本出力値の格
納データに基づき上限値を算出して制御に用いるように構成しても良いものである。
【００７３】
フラグＦ２０、フラグＦ４０に対応して基本出力値の格納データに乗じる値は、夫々の
フラグに対応して表示部１２に記憶されている。これらの値は必要に応じて書き換えが可
能に構成され、システムの変更に対応する。また、フラグの種類は２つに限るものではな
く必要に応じて増減可能であり、記憶する値は０．１刻みなど間隔の変更も可能である。
さらに、サーバ１３から読み取るデータはフラグに限らず、基本出力値に乗ずる一定の比
率を表すデータであっても良く、この場合、このデータを基本出力値の格納データに直接
乗じた値を上限値とすればよい。
【００７４】
このように、系統５へ重畳する電力の上限値を設定する際のベースとなる基本出力値を
記憶部に書き換え可能に格納することによって、太陽光発電システムの構成を変更した際
、例えば太陽電池の数の増減や電力変換装置の変更など、にはこの基本出力値を変更に合
わせて書き換えればよくシステムの増改築に容易に対応できるものである。また、他の理
由により基本出力値を書き換える際も容易に行えるものである。
【００７５】
表示部１２は上限値の算出を行うように構成されているので、電力変換装置２はこの上
限値に基づく制御を行う機能があれば良く電力変換装置２の設計が容易になり制御性の向
上につながるものである。また上限値の算出方式が変更になった際には電力変換装置２の
制御部２４の機能を変えることなく表示部１２の機能の変更で対応が可能になり仕様変更
に際して容易に対応ができるようになるものである。
【００７６】
表示部１２の機能には更に抑制動作時間の表示があり、電力変換装置２の制御部２４が
系統５へ重畳する交流電力を抑制した時間の累積を日単位、週単位、月単位等で表示する
ことができるものである。表示部１２で表示する電力変換装置２から出力される交流電力
、実際に系統５へ重畳される交流電力やこの交流電力の系統５へ重畳する量を抑制した時
間などのデータは一定期間分を記憶部に記憶していると共に、外部の記憶媒体へ直接出力
または通信ネットワークを介して間接的に出力可能に構成されている。
【００７７】
表示部１２と、通信ネットワークを介して制御信号及びデータの送受を可能に複数台の
電力変換装置を並列に接続した場合は、表示部１２は記憶部に記憶された基本出力値に信
号に基づく一定の比率を乗じた上限値を演算する。次いで、表示部１２はこの上限値の値
を発電を行っている夫々の電力変換装置に夫々の上限値として均等に割り当てるか、予め
定めた比率に応じて割り当てるかを選択して構成することができるものである。このよう
に構成することによって表示部１２で複数の電力変換装置の運転モードを制御することが
できるものである。
【００７８】
また、表示部１２は表示機能を有する遠隔制御装置や集中制御装置などに置き換えるこ
とができるものであり、また通信ネットワークに接続される端末やコンピュータなどに変
えて行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は太陽電池で発電される直流電力を交流電力に変換して系統へ重畳する際の出力量
を制御する電力変換装置に利用できるものである。
【００８０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００８１】
１  建屋
２  電力変換装置
３  太陽電池
５  系統
８  電力検出部
９  電流センサ
１０  ルータ
１１  インターネット
１２  表示部
１３  サーバ
２１  昇圧部
２１ａ  直流電力検出器
２２  インバータ部
２３  フィルタ部
２４  制御部
２４ａ  記憶部
２５  電流・電圧センサ
【図１】
2016140232.tif 000003
【図２】
2016140232.tif 000004
【図３】
2016140232.tif 000005