(57)【要約】【課題】複数の蓄電池を用いて、適切に電力を供給することができる分散電源システム等を提供する。【解決手段】分散電源システム１００は、それぞれが自然エネルギーを利用して電力を発電する複数の発電装置１１１、１１２、１１３と、複数の発電装置１１１、１１２、１１３で発電された電力が入力される電源装置１０１とを備え、電源装置１０１は、複数の電源回路１３１、１３２、１３３と、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３と、複数のインバータ１５１、１５２、１５３とを備え、分散電源システム１００は、さらに、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００へ供給される電力を複数のインバータ１５１、１５２、１５３に分担させて出力させるコントローラ１０３を備える。【選択図】図１
2016220352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷へ電力を供給する分散電源システムであって、
それぞれが自然エネルギーを利用して電力を発電する複数の発電装置と、
前記複数の発電装置で発電された電力が入力される電源装置とを備え、
前記電源装置は、複数の電源回路と、複数の蓄電池と、複数のインバータとを備え、
前記複数の電源回路と、前記複数の蓄電池と、前記複数のインバータとは、前記複数の発電装置を構成する発電装置毎に、（ｉ）当該発電装置で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する電源回路と、（ｉｉ）前記電源回路から得られる電力が充電され、充電された電力が放電される蓄電池と、（ｉｉｉ）前記電源回路および前記蓄電池から得られる電力を交流の電力に変換し、変換された電力を前記負荷が接続された電力線に出力するインバータとを含み、
前記分散電源システムは、さらに、前記複数の蓄電池のそれぞれの状態に従って、前記負荷へ供給される電力を前記複数のインバータに分担させて出力させるコントローラを備える
分散電源システム。
【請求項２】
前記コントローラは、前記複数の蓄電池のそれぞれの残容量の状態に従って、前記負荷へ供給される電力を前記複数のインバータに分担させて出力させる
請求項１に記載の分散電源システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記複数の蓄電池に含まれる蓄電池の残容量が小さいほど、前記複数のインバータのうち前記蓄電池から得られる電力を変換するインバータに出力させる電力を小さくする
請求項２に記載の分散電源システム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記複数の蓄電池における残容量の比率に従って、前記負荷へ供給される電力を前記複数のインバータに分担させて出力させる
請求項２または３に記載の分散電源システム。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記複数の蓄電池に含まれる蓄電池の残容量が所定の残容量よりも大きい場合、前記複数のインバータのうち前記蓄電池から得られる電力を変換するインバータに電力を出力させ、
前記蓄電池の残容量が所定の残容量よりも大きくない場合、前記インバータに電力を出力させない
請求項２に記載の分散電源システム。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記複数の蓄電池に含まれる蓄電池の充放電積算量と、前記蓄電池の残容量とが適合しない場合、前記複数のインバータのうち前記蓄電池から得られる電力を変換するインバータに電力を出力させず、
前記蓄電池の充放電積算量と、前記蓄電池の残容量とが適合する場合、前記インバータに電力を出力させる
請求項２に記載の分散電源システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記複数の蓄電池に含まれる蓄電池が劣化しているほど、前記複数のインバータのうち前記蓄電池から得られる電力を変換するインバータに出力させる電力を小さくする
請求項１に記載の分散電源システム。
【請求項８】
前記複数のインバータのうち少なくとも１つは、所定の交流電圧の電力を出力する電圧源として動作する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の分散電源システム。
【請求項９】
前記複数のインバータのうち１つのインバータは、マスタインバータとして動作し、
前記複数のインバータのうち残りの１以上のインバータのそれぞれは、前記マスタインバータに同期して動作するスレーブインバータとして動作する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の分散電源システム。
【請求項１０】
前記複数のインバータのそれぞれは、（ｉ）当該インバータが出力する電力の電圧および周波数のうち少なくとも一方と、（ｉｉ）当該インバータが出力する電力の出力量とを所定の関係に適合させるドループ制御を行う
請求項１〜９のいずれか１項に記載の分散電源システム。
【請求項１１】
前記複数のインバータのそれぞれは、同期発電機の出力特性を模擬して電力を出力することにより、仮想同期発電機として動作する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の分散電源システム。
【請求項１２】
前記電源装置と前記コントローラとは、同一パッケージ化されている
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の分散電源システム。
【請求項１３】
負荷へ電力を供給する分散電源システムの制御方法であって、
前記分散電源システムは、
それぞれが自然エネルギーを利用して電力を発電する複数の発電装置と、
前記複数の発電装置で発電された電力が入力される電源装置とを備え、
前記電源装置は、複数の電源回路と、複数の蓄電池と、複数のインバータとを備え、
前記複数の電源回路と、前記複数の蓄電池と、前記複数のインバータとは、前記複数の発電装置を構成する発電装置毎に、（ｉ）当該発電装置で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する電源回路と、（ｉｉ）前記電源回路から得られる電力が充電され、充電された電力が放電される蓄電池と、（ｉｉｉ）前記電源回路および前記蓄電池から得られる電力を交流の電力に変換し、変換された電力を前記負荷が接続された電力線に出力するインバータとを含み、
前記分散電源システムの制御方法は、
前記複数の蓄電池のそれぞれの状態に従って、前記負荷へ供給される電力を前記複数のインバータに分担させて出力させる制御ステップを含む
分散電源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、負荷へ電力を供給する分散電源システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、負荷へ電力を供給するため蓄電池が用いられる場合がある。例えば、特許文献１に記載の電力制御装置は、蓄電池を用いて、負荷へ電力を供給する。特に、この電力制御装置は、蓄電池の劣化状態に応じて、充電時間又は放電時間を調整することにより、劣化の進んだ蓄電池の負担を抑える。これにより、蓄電池の劣化が抑制され、負荷に対して安定的に電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０３２７７６号
【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、複数の蓄電池を備える電源装置から負荷に対して、電力が適切に供給されない場合がある。
【０００５】
例えば、複数の蓄電池を備える電源装置は、複数の蓄電池から出力された電力をインバータによって直流電力から交流電力へ変換し、変換された電力を負荷へ供給する。このインバータの制約によって複数の蓄電池の全体から出力される電力が制限され負荷に対して適切に供給されない可能性がある。
【０００６】
また、特許文献１では、蓄電池から負荷への電力供給量の調整にＤＣ−ＤＣコンバータが用いられる。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータとインバータとの両方が適切に動作していなければ、負荷に対して電力が適切に供給されない可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は、複数の蓄電池を用いて、適切に電力を供給することができる分散電源システム等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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る分散電源システムは、負荷へ電力を供給する分散電源システムであって、それぞれが自然エネルギーを利用して電力を発電する複数の発電装置と、前記複数の発電装置で発電された電力が入力される電源装置とを備え、前記電源装置は、複数の電源回路と、複数の蓄電池と、複数のインバータとを備え、前記複数の電源回路と、前記複数の蓄電池と、前記複数のインバータとは、前記複数の発電装置を構成する発電装置毎に、（ｉ）当該発電装置で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する電源回路と、（ｉｉ）前記電源回路から得られる電力が充電され、充電された電力が放電される蓄電池と、（ｉｉｉ）前記電源回路および前記蓄電池から得られる電力を交流の電力に変換し、変換された電力を前記負荷が接続された電力線に出力するインバータとを含み、前記分散電源システムは、さらに、前記複数の蓄電池のそれぞれの状態に従って、前記負荷へ供給される電力を前記複数のインバータに分担させて出力させるコントローラを備える。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る分散電源システムの制御方法は、負荷へ電力を供給する分散電源システムの制御方法であって、前記分散電源システムは、それぞれが自然エネルギーを利用して電力を発電する複数の発電装置と、前記複数の発電装置で発電された電力が入力される電源装置とを備え、前記電源装置は、複数の電源回路と、複数の蓄電池と、複数のインバータとを備え、前記複数の電源回路と、前記複数の蓄電池と、前記複数のインバータとは、前記複数の発電装置を構成する発電装置毎に、（ｉ）当該発電装置で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する電源回路と、（ｉｉ）前記電源回路から得られる電力が充電され、充電された電力が放電される蓄電池と、（ｉｉｉ）前記電源回路および前記蓄電池から得られる電力を交流の電力に変換し、変換された電力を前記負荷が接続された電力線に出力するインバータとを含み、前記分散電源システムの制御方法は、前記複数の蓄電池のそれぞれの状態に従って、前記負荷へ供給される電力を前記複数のインバータに分担させて出力させる制御ステップを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様に係る分散電源システム等は、複数の蓄電池を用いて、適切に電力を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態における分散電源システムの構成を示すブロック図
【図２】実施の形態における分散電源システムが設置された施設を示す模式図
【図３】参考例における分散電源システムの構成を示すブロック図
【図４】実施の形態における分散電源システムの動作を示すフローチャート
【図５】実施の形態における蓄電池の状態とインバータの出力量との一例を示す関係図
【図６】実施の形態におけるインバータの出力量の一例を示すグラフ図
【図７】実施の形態における蓄電池の状態とインバータの出力量との一例を示す関係図
【図８】実施の形態における蓄電池の状態とインバータの出力量との一例を示す関係図
【図９】実施の形態における蓄電池の状態とインバータの出力量との一例を示す関係図
【図１０】実施の形態におけるコントローラおよびインバータの構成の一例を示すブロック図
【図１１】実施の形態におけるコントローラおよびインバータの構成の一例を示すブロック図
【図１２】実施の形態におけるインバータの出力特性の一例を示すグラフ図
【図１３】実施の形態における仮想同期発電機を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、動作の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素として説明される。
【００１３】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態における分散電源システムの構成を示すブロック図である。図１に示された分散電源システム１００は、発電装置１１１、１１２、１１３、電源装置１０１、および、コントローラ１０３を備え、負荷２００に電力を供給する。
【００１４】
発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれは、太陽光、風力または地熱等の自然エネルギーを利用して電力を発電する。発電装置１１１、１１２、１１３は、同種の発電装置でもよいし、互いに異なる種類の発電装置でもよい。例えば、発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれは、太陽光を利用して電力を発電する太陽電池でもよいし、太陽電池を含む太陽光発電装置でもよい。本実施の形態において、発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれは、直流電力を生成し、生成された直流電力を出力する。
【００１５】
電源装置１０１は、発電装置１１１、１１２、１１３で発電された電力を受電し、受電した電力を負荷２００に供給するための電力に変換し、変換された電力を負荷２００に供給する。
【００１６】
具体的には、電源装置１０１は、電源部１２１、１２２、１２３、および、スイッチ１０２を備える。電源部１２１は、電源回路１３１、蓄電池１４１およびインバータ１５１を備える。電源部１２２は、電源回路１３２、蓄電池１４２およびインバータ１５２を備える。電源部１２３は、電源回路１３３、蓄電池１４３およびインバータ１５３を備える。すなわち、電源装置１０１は、電源回路１３１、１３２、１３３、蓄電池１４１、１４２、１４３、インバータ１５１、１５２、１５３、および、スイッチ１０２を備える。
【００１７】
電源回路１３１、１３２、１３３のそれぞれは、所定の電圧の電力を生成する電源回路であり、具体的には、所定の電圧の直流電力を生成する直流電源回路である。例えば、電源回路１３１、１３２、１３３のそれぞれは、直流電力を所定の電圧の直流電力に変換することにより、所定の電圧の直流電力を生成するＤＣ−ＤＣコンバータでもよい。また、電源回路１３１、１３２、１３３のそれぞれは、過電流を抑制して、過電流が抑制された、所定の電圧の直流電力を生成する充電器でもよい。
【００１８】
より具体的には、電源回路１３１は、発電装置１１１で発電された直流電力（例えば、２４Ｖの直流電力）から、所定の電圧の直流電力（例えば、１２Ｖの直流電力）を生成する。同様に、電源回路１３２は、発電装置１１２で発電された直流電力から、所定の電圧の直流電力を生成する。また、電源回路１３３は、発電装置１１３で発電された直流電力から、所定の電圧の直流電力を生成する。
【００１９】
所定の電圧は、必ずしも一定の電圧でなくてもよい。所定の電圧は、例えば、１１Ｖから１３Ｖまでの範囲内に含まれる電圧等のように、所定の電圧範囲内に含まれる電圧でもよい。また、電源回路１３１、１３２、１３３において同じ電圧が所定の電圧として用いられてもよいし、電源回路１３１、１３２、１３３において互いに異なる電圧が所定の電圧として用いられてもよい。
【００２０】
蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれは、電力を充放電するための二次電池である。蓄電池１４１には、電源回路１３１で生成された電力が充電される。また、蓄電池１４１において充電された電力が、蓄電池１４１から放電される。
【００２１】
同様に、蓄電池１４２には、電源回路１３２で生成された電力が充電される。また、蓄電池１４２において充電された電力が、蓄電池１４２から放電される。また、蓄電池１４３には、電源回路１３３で生成された電力が充電される。また、蓄電池１４３において充電された電力が、蓄電池１４３から放電される。
【００２２】
蓄電池１４１、１４２、１４３は、発電装置１１１、１１２、１１３で発電された電力を蓄積し、需要に従って安定的に電力を供給するための役割を有する。
【００２３】
インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、電力を交流の電力に変換し、変換された電力を負荷２００が接続された電力線（スイッチ１０２を通る電力線）に出力する。具体的には、インバータ１５１は、電源回路１３１および蓄電池１４１から得られる電力（直流の電力）を交流の電力に変換して、変換された電力を出力する。
【００２４】
例えば、電源回路１３１で生成された電力がインバータ１５１で変換されるべき電力よりも大きい場合、電源回路１３１で生成された電力のうち、インバータ１５１で変換されるべき電力がインバータ１５１に入力され、残りの電力は蓄電池１４１に充電される。電源回路１３１で生成された電力がインバータ１５１で変換されるべき電力よりも小さい場合、不足分に相当する電力が蓄電池１４１から放電され、電源回路１３１で生成された電力と、蓄電池１４１から放電された電力とがインバータ１５１に入力される。
【００２５】
電源回路１３１で生成された電力がインバータ１５１で変換されるべき電力に等しい場合、電源回路１３１で生成された電力がインバータ１５１に入力される。インバータ１５１に入力された電力は、交流の電力に変換されて出力される。
【００２６】
同様に、インバータ１５２は、電源回路１３２および蓄電池１４２から得られる電力を交流の電力に変換して、変換された電力を出力する。また、インバータ１５３は、電源回路１３３および蓄電池１４３から得られる電力を交流の電力に変換して、変換された電力を出力する。
【００２７】
そして、電源装置１０１は、インバータ１５１、１５２、１５３から出力された電力を負荷２００に電力線を介して供給する。
【００２８】
インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、双方向インバータでもよい。この場合、インバータ１５１は、負荷２００が接続された電力線から得られる電力（交流の電力）を直流の電力に変換する。例えば、負荷２００が接続された電力線にはインバータ１５２、１５３が接続され、インバータ１５１は、インバータ１５２、１５３から電力線を介して得られる交流の電力を直流の電力に変換する。そして、インバータ１５１は、直流の電力を蓄電池１４１に充電する。
【００２９】
同様に、インバータ１５２は、負荷２００が接続される電力線から得られる電力を直流の電力に変換する。そして、インバータ１５２は、直流の電力を蓄電池１４２に充電する。また、インバータ１５３は、負荷２００が接続される電力線から得られる電力を直流の電力に変換する。そして、インバータ１５３は、直流の電力を蓄電池１４３に充電する。これにより、負荷２００の需要電力に対する余剰電力が蓄電池１４１、１４２、１４３に充電される。
【００３０】
例えば、蓄電池１４１において充電された電力が放電され、インバータ１５１が蓄電池１４１から放電された電力を交流の電力に変換して出力する。インバータ１５２が、インバータ１５１から出力された電力を直流の電力に変換して蓄電池１４２に充電する。これにより、インバータ１５１、１５２は、蓄電池１４１において充電された電力を蓄電池１４２へ移動することができる。
【００３１】
また、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、電圧を生成し、生成された電圧の電力を出力する電圧源として動作してもよい。すなわち、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、電圧形インバータとして動作してもよい。これにより、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、他の電力系統などに依存せずに、自立運転を行うことができる。また、インバータ１５１、１５２、１５３のうちのいずれかが、電圧形インバータとして動作してもよい。
【００３２】
さらに、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、同期発電機の出力特性を模擬して電力を出力することにより、仮想同期発電機として動作してもよい。つまり、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、同期発電機のように電力を出力してもよい。具体的には、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、出力量に基づいて、仮想同期発電機における回転子の位相を算出し、算出された位相を交流電圧の位相として用いて、交流電力を出力する。
【００３３】
これにより、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、同期発電機のように動作することができる。そして、インバータ１５１、１５２、１５３の並列運転において、インバータ１５１、１５２、１５３は、互いに同期し、安定的に電力を出力することができる。
【００３４】
また、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、ドループ制御に従って、電力を出力してもよい。すなわち、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、出力量の増加と、周波数または電圧（周波数および電圧のうち少なくとも一方）の低下との対応関係に従って、交流電力を出力してもよい。
【００３５】
具体的には、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、出力量と周波数または電圧とを所定の対応関係に適合させてもよい。より具体的には、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、出力量と周波数または電圧とを所定の対応関係に一致させてもよい。
【００３６】
これにより、インバータ１５１、１５２、１５３は、所定の対応関係に基づいて出力量と電圧または周波数とを調整し、協調して電力を出力することができる。
【００３７】
スイッチ１０２は、インバータ１５１、１５２、１５３と、負荷２００との間の電力線を開閉する。これにより、分散電源システム１００から負荷２００への電力供給が制御される。すなわち、スイッチ１０２が閉じられた場合、分散電源システム１００から負荷２００へ電力が供給され、スイッチ１０２が開かれた場合、分散電源システム１００から負荷２００へ電力供給が停止される。スイッチ１０２は、手動で開閉されてもよいし、コントローラ１０３によって開閉されてもよい。
【００３８】
コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００へ供給される電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担させて出力させる。すなわち、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３の状態に従って、インバータ１５１、１５２、１５３の出力量を調整する。そして、コントローラ１０３は、負荷２００の電力需要量に相当する電力をインバータ１５１、１５２、１５３に出力させる。
【００３９】
例えば、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を取得する。具体的には、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれについて、電力センサーを介して充放電量を計測することにより充電状態を取得してもよい。コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれについて、電圧を計測することにより充電状態を取得してもよい。
【００４０】
蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれは、充電状態を示す情報をメモリに保持してもよい。コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３と通信して、充電状態を示す情報を受信することにより、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの充電状態を取得してもよい。
【００４１】
そして、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００の電力需要量に相当する出力量をインバータ１５１、１５２、１５３に分担させる。例えば、コントローラ１０３は、蓄電池１４１の充電状態と、蓄電池１４２の充電状態と、蓄電池１４３の充電状態との比率に従って、インバータ１５１の出力量と、インバータ１５２の出力量と、インバータ１５３の出力量とを比例配分する。
【００４２】
そして、コントローラ１０３は、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれに対して、通信線を介して、出力量を示す指令値を送信する。インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、指令値を受信し、指令値に示される出力量に相当する電力を出力する。これにより、コントローラ１０３は、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれに、割り当てられた出力量に相当する電力を出力させることができる。
【００４３】
また、コントローラ１０３は、インバータ１５１、１５２、１５３のいずれかの動作を制御することにより、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれの動作を制御してもよい。
【００４４】
例えば、コントローラ１０３は、インバータ１５１に割り当てられた出力量に相当する電力をインバータ１５１に出力させる。そして、残りのインバータ１５２、１５３は、負荷２００の電力需要量に対するインバータ１５１の電力供給量の不足分に相当する電力を２等分して出力する。これにより、インバータ１５２、１５３の動作が間接的に制御される。
【００４５】
上記の動作に基づいて、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００へ供給される電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担させて出力させることができる。コントローラ１０３は、例えば、専用または汎用の情報処理回路でもよい。また、コントローラ１０３は、プロセッサでもよいし、プロセッサを備えるコンピュータでもよい。
【００４６】
負荷２００は、電力を消費する１以上の電気機器である。負荷２００には、電源装置１０１から電力が供給される。
【００４７】
図２は、図１に示された分散電源システム１００が設置された施設を示す模式図である。図２に示された施設１０４は、需要者の施設であり、例えば、需要者の家である。図２では、分散電源システム１００が施設１０４に設置されている。
【００４８】
具体的には、発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれは、太陽光を利用して電力を発電する太陽電池を含む太陽電池パネルであり、施設１０４の屋根に設置されている。そして、電源装置１０１およびコントローラ１０３を含む筐体１０５が、施設１０４の内部に設置されている。
【００４９】
そして、電源装置１０１は、発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれから電力線を介して電力を受電し、施設１０４の内部に設置された負荷２００に電力線を介して電力を供給する。図２の例において、負荷２００は、空調機である。
【００５０】
図２のように、分散電源システム１００は、需要者の施設１０４に設置され、需要者の施設１０４において利用される。これにより、送電における電力の損失が抑制される。
【００５１】
また、図２のように、電源装置１０１およびコントローラ１０３は、同一パッケージ化されていてもよい。つまり、電源装置１０１およびコントローラ１０３は、１つの筐体１０５に含まれてもよい。これにより、電源装置１０１およびコントローラ１０３を１つの一体化された装置として利用することが可能である。また、電源装置１０１およびコントローラ１０３を覆う筐体１０５によって、電源装置１０１の各構成要素とコントローラ１０３との間の配線等が保護される。
【００５２】
なお、図２の例では、電源装置１０１およびコントローラ１０３が、１つの筐体１０５に含まれているが、必ずしも１つの筐体１０５に含まれていなくてもよい。電源装置１０１およびコントローラ１０３は、別々の装置でもよい。そして、電源装置１０１およびコントローラ１０３は、有線または無線で互いに通信可能でもよい。また、電源装置１０１は、１つの装置であれば、必ずしも筐体１０５のような１つの筐体に含まれた装置でなくてもよい。
【００５３】
次に、本実施の形態における分散電源システム１００と比較するための分散電源システムを参考例として示す。
【００５４】
図３は、参考例における分散電源システムの構成を示すブロック図である。図３に示された分散電源システム１００ａは、発電装置１１０ａおよび電源装置１０１ａを備え、負荷２００に電力を供給する。電源装置１０１ａは、電源回路１３０ａ、蓄電池１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ、インバータ１５０ａ、および、スイッチ１０２ａを備える。
【００５５】
発電装置１１０ａは、図１における発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれに相当する構成要素である。また、電源回路１３０ａは、図１における電源回路１３１、１３２、１３３のそれぞれに相当する構成要素である。また、蓄電池１４１ａ、１４２ａ、１４３ａは、図１における蓄電池１４１、１４２、１４３に相当する構成要素である。
【００５６】
インバータ１５０ａは、図１におけるインバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれに相当する構成要素である。スイッチ１０２ａは、図１におけるスイッチ１０２に相当する構成要素である。
【００５７】
参考例における分散電源システム１００ａでは、１つのインバータ１５０ａが利用されている。一方、実施の形態における分散電源システム１００では、３つのインバータ１５１、１５２、１５３が利用されている。実施の形態における分散電源システム１００は、より大きな電力を負荷２００に供給することができる。
【００５８】
また、参考例における分散電源システム１００ａでは、負荷２００へ供給される電力を蓄電池１４１ａ、１４２ａ、１４３ａに適切に分担させて出力させることは困難である。
【００５９】
仮に、蓄電池１４１ａ、１４２ａ、１４３ａのそれぞれに対して、出力量を調整するためのＤＣ−ＤＣコンバータが配置されたとしても、ＤＣ−ＤＣコンバータとインバータ１５０ａとの両方の動作を適切に調整することは容易ではない。例えば、蓄電池１４１ａ、１４２ａ、１４３ａの出力量がＤＣ−ＤＣコンバータで調整されても、発電装置１１０ａの発電量、および、インバータ１５０ａの電力変換効率などにより、負荷２００の電力需要に対して適切に電力が供給されない可能性がある。
【００６０】
これに対して、実施の形態における分散電源システム１００は、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれの出力量を調整することにより、負荷２００へ供給される電力をインバータ１５１、１５２、１５３に適切に分担させることができる。したがって、負荷２００に対して適切に電力が供給される。
【００６１】
次に、図４のフローチャートを用いて、本実施の形態における分散電源システム１００の動作を説明する。
【００６２】
図４は、図１に示された分散電源システム１００の動作を示すフローチャートである。まず、発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれは、自然エネルギーを利用して電力を発電する（Ｓ１０１）。発電装置１１１、１１２、１１３で発電された電力は、電源装置１０１に入力される。
【００６３】
次に、電源装置１０１において、電源回路１３１、１３２、１３３のそれぞれは、所定の電圧の電力を生成する（Ｓ１０２）。具体的には、電源回路１３１は、発電装置１１１で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する。電源回路１３２は、発電装置１１２で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する。電源回路１３３は、発電装置１１３で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する。
【００６４】
次に、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００に供給される電力（負荷２００に供給されるべき電力）をインバータ１５１、１５２、１５３に分担させる（Ｓ１０３）。これにより、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれで用いられる電力が特定される。
【００６５】
次に、インバータ１５１、１５２、１５３で用いられる電力と、電源回路１３１、１３２、１３３で生成された電力とに従って、蓄電池１４１、１４２、１４３の充放電が行われる（Ｓ１０４）。
【００６６】
例えば、インバータ１５１で用いられる電力が、電源回路１３１で生成された電力よりも大きい場合、不足分の電力が蓄電池１４１から放電される。インバータ１５１で用いられる電力が、電源回路１３１で生成された電力よりも小さい場合、余剰分の電力が蓄電池１４１に充電される。蓄電池１４２、１４３でも、蓄電池１４１と同様に充放電が行われる。
【００６７】
次に、インバータ１５１、１５２、１５３は、電源回路１３１、１３２、１３３および蓄電池１４１、１４２、１４３から得られる電力を交流の電力に変換して、変換された電力を負荷２００が接続された電力線に出力する（Ｓ１０５）。
【００６８】
具体的には、インバータ１５１は、電源回路１３１および蓄電池１４１から得られる電力を交流の電力に変換して、変換された電力を負荷２００が接続された電力線に出力する。インバータ１５２は、電源回路１３２および蓄電池１４２から得られる電力を交流の電力に変換して、変換された電力を負荷２００が接続された電力線に出力する。インバータ１５３は、電源回路１３３および蓄電池１４３から得られる電力を交流の電力に変換して、変換された電力を負荷２００が接続された電力線に出力する。
【００６９】
インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれの出力量は、負荷２００の電力需要量をインバータ１５１、１５２、１５３に分担すること（Ｓ１０３）によって特定された出力量である。例えば、コントローラ１０３は、特定された出力量を示す指令値をインバータ１５１、１５２、１５３に送信する。インバータ１５１、１５２、１５３は、指令値によって示される電力量に相当する電力を出力する（Ｓ１０５）。
【００７０】
上記の動作によって、分散電源システム１００は、負荷２００に電力を適切に供給することができる。
【００７１】
次に、図５〜図９を用いて、蓄電池１４１、１４２、１４３の状態と、インバータ１５１、１５２、１５３の出力量の例を説明する。
【００７２】
図５は、図１に示された電源部１２１、１２２、１２３における蓄電池１４１、１４２、１４３の状態とインバータ１５１、１５２、１５３の出力量との一例を示す関係図である。図５の例では、蓄電池１４１、１４２、１４３の状態として、蓄電池１４１、１４２、１４３の充電状態（ＳＯＣ）が用いられている。充電状態は、残容量を示し、例えば、満充電状態に対する残容量の割合で表される。
【００７３】
この例では、蓄電池１４１の充電状態が７０％であり、蓄電池１４２の充電状態が５０％であり、蓄電池１４３の充電状態が３０％である。そして、この例では、残容量が小さいほど小さい出力量が割り当てられ、蓄電池１４１、１４２、１４３の残容量の比率に従って、インバータ１５１、１５２、１５３の全体の出力量が比例配分される。
【００７４】
例えば、全体の出力量が１５ｋＷである場合、蓄電池１４１に接続されたインバータ１５１に７ｋＷが割り当てられ、蓄電池１４２に接続されたインバータ１５２に５ｋＷが割り当てられ、蓄電池１４３に接続されたインバータ１５３に３ｋＷが割り当てられる。そして、コントローラ１０３は、これらの出力量に相当する電力をインバータ１５１、１５２、１５３に出力させる。これにより、残容量に基づいて、適切な電力が出力される。
【００７５】
図６は、図１に示されたインバータ１５１、１５２、１５３の出力量の一例を示すグラフ図である。インバータ１５１、１５２、１５３の出力量の合計は、負荷２００に供給される全体の電力に相当する。この例では、図５に示された蓄電池１４１、１４２、１４３の残容量の比率に従って、インバータ１５１、１５２、１５３の全体の出力量が比例配分される。
【００７６】
図６に示されるように、分散電源システム１００は、蓄電池１４１、１４２、１４３の残容量の比率に従って、負荷２００に供給される全体の電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担して出力させることができる。
【００７７】
図７は、図１に示された電源部１２１、１２２、１２３における蓄電池１４１、１４２、１４３の状態とインバータ１５１、１５２、１５３の出力量との他の一例を示す関係図である。図７の例も、図５の例と同様に、蓄電池１４１、１４２、１４３の状態として、蓄電池１４１、１４２、１４３の充電状態（ＳＯＣ）が用いられている。
【００７８】
この例では、蓄電池１４１、１４２、１４３のうち、残容量が所定の残容量よりも大きい蓄電池に接続されたインバータから電力が出力される。所定の残容量は、例えば、５０％の充電状態に相当する残容量である。そして、この例では、蓄電池１４１の充電状態が５０％よりも大きく、蓄電池１４２、１４３の充電状態が５０％以下である。したがって、蓄電池１４１に接続されたインバータ１５１が電力を出力し、蓄電池１４２、１４３に接続されたインバータ１５２、１５３は電力を出力しない。
【００７９】
そのため、全体の出力量が１５ｋＷである場合、インバータ１５１に１５ｋＷが割り当てられ、インバータ１５２に０ｋＷが割り当てられ、インバータ１５３に０ｋＷが割り当てられる。コントローラ１０３は、インバータ１５１に１５ｋＷの電力を出力させ、インバータ１５１、１５２に電力を出力させない。これにより、残容量の大きい蓄電池１４１に接続されたインバータ１５１から安定的に電力が出力される。
【００８０】
なお、蓄電池１４１、１４２、１４３のうち２つの蓄電池のそれぞれの残容量が所定の残容量よりも大きい場合、２つ以上のインバータが電力を出力してもよい。この場合、充電状態に従って、全体の出力量が２つ以上のインバータに比例配分されてもよい。
【００８１】
また、所定の残容量は、蓄電池１４１の残容量、蓄電池１４２の残容量、および、蓄電池１４３の残容量に基づいて定められてもよい。例えば、所定の残容量は、蓄電池１４１の残容量、蓄電池１４２の残容量、および、蓄電池１４３の残容量のうち、２番目に大きい残容量でもよい。この場合、残容量が最も大きい蓄電池に接続されたインバータが電力を出力し、その他のインバータは電力を出力しない。
【００８２】
また、例えば、所定の残容量は、蓄電池１４１の残容量と、蓄電池１４２の残容量と、蓄電池１４３の残容量との平均の残容量でもよい。
【００８３】
図８は、図１に示された電源部１２１、１２２、１２３における蓄電池１４１、１４２、１４３の状態とインバータ１５１、１５２、１５３の出力量との他の一例を示す関係図である。この例では、蓄電池１４１、１４２、１４３のうち、正常な状態の蓄電池に接続されたインバータから電力が出力され、異常な状態の蓄電池に接続されたインバータから電力が出力されない。
【００８４】
例えば、コントローラ１０３は、蓄電池１４１の充放電積算量と蓄電池１４１の残容量とが適合するか否かに基づいて、蓄電池１４１が正常であるか否かを判定する。コントローラ１０３は、蓄電池１４１の充放電積算量と蓄電池１４１の残容量とが一致するか否かに基づいて、蓄電池１４１が正常であるか否かを判定してもよい。
【００８５】
具体的には、コントローラ１０３は、電力センサーを介して所定期間における蓄電池１４１の充放電積算量を取得する。または、コントローラ１０３は、発電装置１１１の発電量およびインバータ１５１の出力量に基づいて、蓄電池１４１の充放電積算量を取得してもよい。ここで、充電量は正の値として加算され、放電量は負の値として減算される。充放電量が積算される所定期間は、蓄電池１４１の状態が空の状態からの期間でもよい。あるいは、所定期間は、一定の単位時間でもよい。
【００８６】
一方、コントローラ１０３は、蓄電池１４１の残容量を取得する。コントローラ１０３は、蓄電池１４１と通信することにより、蓄電池１４１の残容量を取得してもよい。あるいは、コントローラ１０３は、蓄電池１４１の電圧を取得して、蓄電池１４１の電圧に基づいて、蓄電池１４１の残容量を取得してもよい。
【００８７】
そして、蓄電池１４１の充放電積算量と、蓄電池１４１の残容量との関係が崩れた場合、コントローラ１０３は、蓄電池１４１が異常であると判定する。具体的には、蓄電池１４１の充放電積算量と、蓄電池１４１の残容量とが適合しない場合、コントローラ１０３は、蓄電池１４１の状態が異常であると判定する。例えば、大きい電力が充電され充放電積算量が大きいと評価されても、蓄電池１４１の電圧が小さく残容量が小さいと評価される場合、コントローラ１０３は、蓄電池１４１が異常であると判定する。
【００８８】
コントローラ１０３は、同様に、蓄電池１４２、１４３のそれぞれが正常であるか否かを判定する。
【００８９】
図８の例では、電源部１２２の蓄電池１４２が異常であると判定されている。そのため、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４３に接続されたインバータ１５１、１５３に電力を出力させ、蓄電池１４２に接続されたインバータ１５２に電力を出力させない。これにより、異常な状態の蓄電池１４２が利用されない。
【００９０】
なお、コントローラ１０３は、正常な状態の蓄電池１４１、１４３の残容量の比率に従って、全体の出力量をインバータ１５１、１５３に比例配分してもよい。具体的には、図８のように、７０％の充電状態の蓄電池１４１に接続されたインバータ１５１に１０．５ｋＷの出力量が割り当てられ、３０％の充電状態の蓄電池１４３に接続されたインバータ１５３に４．５ｋＷの出力量が割り当てられる。これにより、全体の出力量（１５ｋＷ）が比例配分される。
【００９１】
あるいは、コントローラ１０３は、全体の出力量をインバータ１５１、１５３に等分してもよい。
【００９２】
図９は、図１に示された電源部１２１、１２２、１２３における蓄電池１４１、１４２、１４３の状態とインバータ１５１、１５２、１５３の出力量との他の一例を示す関係図である。図９の例では、蓄電池１４１、１４２、１４３の状態として、蓄電池１４１、１４２、１４３の健康状態（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）が用いられている。健康状態は、劣化度合いを示し、例えば、初期の満充電容量に対する現在の満充電容量の割合で表される。すなわち、劣化が進んでいるほど、健康状態は低い。
【００９３】
例えば、コントローラ１０３は、電力センサーを用いて、満充電の状態から空の状態になるまでの蓄電池１４１の放電積算量を測定することで、蓄電池１４１の健康状態を取得する。コントローラ１０３は、蓄電池１４１の製造日からの経過期間から蓄電池１４１の健康状態を推定することで蓄電池１４１の健康状態を取得してもよい。また、コントローラ１０３は、蓄電池１４１の温度等の情報に基づいて蓄電池１４１の健康状態を推定することで蓄電池１４１の健康状態を取得してもよい。
【００９４】
コントローラ１０３は、同様に、蓄電池１４２、１４３の健康状態を取得することができる。
【００９５】
この例では、蓄電池１４１の健康状態が７０％であり、蓄電池１４２の健康状態が８５％であり、蓄電池１４３の充電状態が９５％である。そして、この例では、劣化が進んでいるほど小さい出力量が割り当てられ、蓄電池１４１、１４２、１４３の健康状態の比率に従って、インバータ１５１、１５２、１５３の全体の出力量が比例配分される。
【００９６】
例えば、１５ｋＷの全体の出力量に対して、インバータ１５１に４．２ｋＷが割り当てられ、インバータ１５２に５．１ｋＷが割り当てられ、インバータ１５３に５．７ｋＷが割り当てられる。そして、コントローラ１０３は、これらの出力量に相当する電力をインバータ１５１、１５２、１５３に出力させる。これにより、劣化が進んでいる蓄電池１４１の利用が抑制され、蓄電池１４１の劣化の進行が抑制される。
【００９７】
図５〜図９では、インバータ１５１、１５２、１５３に０（ｋＷ）以上の出力量が割り当てられている。しかし、インバータ１５１、１５２、１５３が双方向インバータである場合、インバータ１５１、１５２、１５３のうち１つ以上に対して、０（ｋＷ）よりも小さい出力量である負の出力量が割り当てられてもよい。
【００９８】
例えば、インバータ１５１に負の出力量が割り当てられた場合、インバータ１５１は、負の出力量に相当する電力、具体的には、負荷２００に対するインバータ１５２、１５３の余剰電力を直流の電力に変換し、蓄電池１４１に充電する。これにより、分散電源システム１００は、蓄電池１４２、１４３から蓄電池１４１へ電力を移動することができる。すなわち、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの充電状態に従って、蓄電池１４１、１４２、１４３の間で電力を移動することができる。
【００９９】
次に、図１０および図１１を用いて、コントローラ１０３が、負荷２００へ供給するための電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担して出力させるための動作を説明する。
【０１００】
図１０は、図１に示されたコントローラ１０３およびインバータ１５１、１５２、１５３の構成の一例を示すブロック図である。この例では、コントローラ１０３が、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれと通信することにより、インバータ１５１、１５２、１５３に電力を出力させる。
【０１０１】
例えば、コントローラ１０３は、インバータ１５１に割り当てられた出力量を示す指令値をインバータ１５１に送信する。インバータ１５１は指令値に示された出力量に相当する電力を出力する。これにより、コントローラ１０３は、インバータ１５１に割り当てられた出力量に相当する電力をインバータ１５１に出力させることができる。コントローラ１０３は、同様に、インバータ１５２、１５３に割り当てられた出力量に相当する電力をインバータ１５２、１５３に出力させることができる。
【０１０２】
コントローラ１０３は、交流電圧の大きさおよび位相を含む指令値をインバータ１５１、１５２、１５３に送信してもよい。これにより、インバータ１５１、１５２、１５３は、指令値に基づいて交流電圧を生成することができる。したがって、インバータ１５１、１５２、１５３は、独立して交流電圧を生成することができる電圧形インバータ（電圧源）として動作する場合でも、同期した交流電圧を生成することができる。
【０１０３】
あるいは、インバータ１５１、１５２、１５３のうち１つが電圧形インバータ（電圧源）として動作し、残りが電圧源の交流電圧の大きさおよび位相に同期した電力を出力する電流形インバータ（電流源）として動作してもよい。この場合、指令値に、交流電圧の大きさおよび位相が含まれなくてもよい。
【０１０４】
図１１は、図１に示されたコントローラ１０３およびインバータ１５１、１５２、１５３の構成の他の一例を示すブロック図である。この例では、インバータ１５１がマスタインバータとして動作し、インバータ１５２、１５３のそれぞれはマスタインバータに同期して動作するスレーブインバータとして動作する。
【０１０５】
例えば、コントローラ１０３は、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれに割り当てられた出力量を示す指令値をインバータ１５１に送信する。インバータ１５１は指令値に基づいて、インバータ１５１に割り当てられた出力量に相当する電力を出力する。
【０１０６】
さらに、インバータ１５１は、インバータ１５２に割り当てられた出力量を示す指令値をインバータ１５２に送信し、インバータ１５３に割り当てられた出力量を示す指令値をインバータ１５３に送信する。インバータ１５２、１５３のそれぞれは、指令値に基づいて、割り当てられた出力量に相当する電力を出力する。
【０１０７】
これにより、コントローラ１０３は、負荷２００へ供給するための電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担して出力させることができる。
【０１０８】
インバータ１５１は、交流電圧の大きさおよび位相を含む指令値をインバータ１５２、１５３に送信してもよい。これにより、インバータ１５２、１５３は、指令値に基づいて交流電圧を生成することができる。すなわち、インバータ１５２、１５３は、指令値に基づいてインバータ１５１に同期して動作することができる。そのため、インバータ１５１、１５２、１５３が、独立して交流電圧を生成することができる電圧形インバータ（電圧源）として動作する場合でも、同期した交流電圧を生成することができる。
【０１０９】
あるいは、インバータ１５１が電圧形インバータ（電圧源）として動作し、インバータ１５２、１５３のそれぞれが電圧源の交流電圧の大きさおよび位相に同期した電力を出力する電流形インバータ（電流源）として動作してもよい。この場合、指令値に、交流電圧の大きさおよび位相が含まれなくてもよい。
【０１１０】
また、負荷２００に供給される電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担して出力させるため、ドループ制御が用いられてもよい。以下、図１２を用いて具体的に説明する。
【０１１１】
図１２は、図１に示されたインバータ１５１、１５２、１５３の出力特性の一例を示すグラフ図である。インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、出力量が大きいほど、周波数が低いという出力特性を有する。
【０１１２】
コントローラ１０３は、電圧形インバータ（電圧源）として動作するインバータ１５１に対して、７ｋＷの出力量を示す指令値を送信する。インバータ１５１は、指令値に基づいて、７ｋＷの出力量に相当する電力を出力する。その際、図１２に示された関係に基づいて、インバータ１５１は、４９Ｈｚの周波数の交流電圧を生成し、生成された交流電圧で規定される電力を出力する。
【０１１３】
電流形インバータ（電流源）として動作するインバータ１５２、１５３は、インバータ１５１に接続された電力線から、インバータ１５１から出力された電力の周波数（４９Ｈｚ）を検出し、４９Ｈｚの周波数の交流電圧で規定される電力を出力する。その際、インバータ１５２は、図１２に示された関係に基づいて、５ｋＷの出力量に相当する電力を出力する。また、インバータ１５３は、図１２に示された関係に基づいて、３ｋＷの出力量に相当する電力を出力する。
【０１１４】
これにより、コントローラ１０３は、負荷２００に供給される電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担して出力させることができる。
【０１１５】
コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、ドループ制御における出力量を調整してもよい。例えば、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの充電状態に従って、周波数と出力量との関係を変更してもよい。具体的には、コントローラ１０３は、残容量が大きいほど、出力量が大きくなるように、周波数の変化に対する出力量の変化の割合を大きくしてもよい。
【０１１６】
これにより、コントローラ１０３は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００に供給される電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担して出力させることができる。
【０１１７】
なお、図１２には、出力量と周波数との関係が示されているが、周波数の代わりに、または、周波数と共に、電圧が用いられてもよい。すなわち、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、出力量の増加と、電圧の低下とが対応付けられていてもよい。これにより、周波数の場合と同様に、出力量および電圧が調整される。また、必ずしも、出力量の増加と、周波数または電圧の低下とが対応付けられていなくてもよい。出力量の増加と、周波数または電圧の上昇とが対応付けられていてもよい。
【０１１８】
また、負荷２００に供給される電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担して出力させるため、ＶＳＧ（仮想同期発電機）制御が用いられてもよい。以下、図１３を用いて具体的に説明する。
【０１１９】
図１３は、図１に示されたインバータ１５１が仮想同期発電機として動作する場合の仮想同期発電機を示す模式図である。同期発電機は、固定子と回転子とを含む。そして、同期発電機では、回転子が回転することによって交流電力が生成される。図１３の例において、インバータ１５１は、このような同期発電機の出力特性を模擬して電力を出力することにより、仮想同期発電機として動作する。すなわち、インバータ１５１は、同期発電機のように電力を出力する。
【０１２０】
例えば、インバータ１５１は、インバータ１５１の出力量に基づいて、仮想同期発電機における回転子の位相を算出し、算出された位相を交流電圧の位相として用いて、交流電力を出力する。
【０１２１】
具体的には、コントローラ１０３は、インバータ１５１に割り当てられた出力量（Ｐｉ）を示す指令値をインバータ１５１に送信する。インバータ１５１は、インバータ１５１によって実際に出力されている電力の出力量（Ｐｏ）と、指令値によって示される出力量（Ｐｉ）との差を仮想同期発電機における回転子の角速度の変化量を示す値として用いて、回転子の角速度を算出する。
【０１２２】
そして、インバータ１５１は、回転子の角速度を積分して、回転子の角位相を算出する。そして、インバータ１５１は、算出された角位相を交流電力の電圧の位相として用いる。
【０１２３】
インバータ１５１は、上記の動作に従って、仮想同期発電機として動作することができる。インバータ１５２、１５３も、インバータ１５１と同様に、仮想同期発電機として動作してもよい。これにより、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、同期発電機のように動作する。そして、インバータ１５１、１５２、１５３の並列運転において、インバータ１５１、１５２、１５３は、同期発電機のように動作することで、互いに同期し、安定的に電力を出力することができる。
【０１２４】
以上において示された分散電源システム１００は、発電装置１１１、１１２、１１３に対して蓄電池１４１、１４２、１４３およびインバータ１５１、１５２、１５３等を備える電源装置１０１から負荷２００へ電力を供給する。そして、分散電源システム１００は、蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００へ供給される電力をインバータ１５１、１５２、１５３に分担して出力させる。これにより、分散電源システム１００は、適切に負荷２００へ電力を供給することができる。
【０１２５】
なお、実施の形態において、発電装置１１１、１１２、１１３の数、電源部１２１、１２２、１２３の数、電源回路１３１、１３２、１３３の数、蓄電池１４１、１４２、１４３の数、および、インバータ１５１、１５２、１５３の数は、それぞれ３つである。しかし、これらの構成要素の数は、３つに限られず、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
【０１２６】
以上、本発明に係る分散電源システム１００について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されない。実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、実施の形態における複数の構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。
【０１２７】
例えば、特定の構成要素が実行する処理を別の構成要素が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
【０１２８】
また、本発明は、分散電源システム１００として実現できるだけでなく、分散電源システム１００を構成する各構成要素が行うステップ（処理）を含む方法として実現できる。
【０１２９】
例えば、それらのステップは、分散電源システム１００に含まれるコンピュータ（コンピュータシステム）によって実行されてもよい。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等である非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。
【０１３０】
例えば、本発明が、プログラム（ソフトウェア）で実現される場合には、コンピュータのＣＰＵ、メモリおよび入出力回路等のハードウェア資源を利用してプログラムが実行されることによって、各ステップが実行される。つまり、ＣＰＵがデータをメモリまたは入出力回路等から取得して演算したり、演算結果をメモリまたは入出力回路等に出力したりすることによって、各ステップが実行される。
【０１３１】
また、分散電源システム１００等に含まれる複数の構成要素は、それぞれ、専用または汎用の回路として実現されてもよい。これらの構成要素は、１つの回路として実現されてもよいし、複数の回路として実現されてもよい。
【０１３２】
また、分散電源システム１００等に含まれる複数の構成要素は、集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成要素は、個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラＬＳＩと呼称される場合がある。
【０１３３】
また、集積回路はＬＳＩに限られず、専用回路または汎用プロセッサで実現されてもよい。プログラム可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および設定が再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサが、利用されてもよい。
【０１３４】
さらに、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、分散電源システム１００に含まれる複数の構成要素の集積回路化が行われてもよい。
【０１３５】
最後に、分散電源システム１００等の複数の態様を例として示す。これらの態様は、適宜、組み合わされてもよい。また、上記の実施の形態に示された任意の構成等が追加されてもよい。また、複数の発電装置１１１、１１２、１１３、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３、または、複数のインバータ１５１、１５２、１５３等の構成要素の数は、下記の例に限られない。
【０１３６】
（第１態様）
本発明の一態様に係る分散電源システム１００は、複数の発電装置１１１、１１２、１１３と、電源装置１０１と、コントローラ１０３とを備え、負荷２００へ電力を供給する。複数の発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれは、自然エネルギーを利用して電力を発電する。
【０１３７】
電源装置１０１には、複数の発電装置１１１、１１２、１１３で発電された電力が入力される。また、電源装置１０１は、複数の電源回路１３１、１３２、１３３と、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３と、複数のインバータ１５１、１５２、１５３とを備える。
【０１３８】
複数の電源回路１３１、１３２、１３３と、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３と、複数のインバータ１５１、１５２、１５３とは、複数の発電装置１１１、１１２、１１３を構成する発電装置毎に、これらの要素を含む。ここで、これらの要素は、電源回路（１３１、１３２、１３３）、蓄電池（１４１、１４２、１４３）、および、インバータ（１５１、１５２、１５３）である。
【０１３９】
当該電源回路（１３１、１３２、１３３）は、当該発電装置（１１１、１１２、１１３）で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する。当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）には、当該電源回路（１３１、１３２、１３３）から得られる電力が充電され、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から、充電された電力が放電される。
【０１４０】
当該インバータ（１５１、１５２、１５３）は、当該電源回路（１３１、１３２、１３３）および当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から得られる電力を交流の電力に変換し、変換された電力を負荷２００が接続された電力線に出力する。
【０１４１】
コントローラ１０３は、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００へ供給される電力を複数のインバータ１５１、１５２、１５３に分担させて出力させる。
【０１４２】
これにより、分散電源システム１００は、複数のインバータ１５１、１５２、１５３を用いて、大きな電力を負荷２００に供給することができる。さらに、分散電源システム１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータを制御することなく、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に基づいて、負荷２００に供給される電力を複数のインバータ１５１、１５２、１５３に適切に分担して出力させることができる。したがって、分散電源システム１００は、適切に負荷２００へ電力を供給することができる。
【０１４３】
なお、上記において、複数の発電装置１１１、１１２、１１３を構成する発電装置は、複数の発電装置１１１、１１２、１１３に含まれる発電装置を意味する。
【０１４４】
（第２態様）
例えば、コントローラ１０３は、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの残容量の状態に従って、負荷２００へ供給される電力を複数のインバータ１５１、１５２、１５３に分担させて出力させてもよい。これにより、残容量に基づいて、適切に電力が出力される。
【０１４５】
（第３態様）
例えば、コントローラ１０３は、蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量が小さいほど、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から得られる電力を変換するインバータ（１５１、１５２、１５３）に出力させる電力を小さくしてもよい。
【０１４６】
これにより、蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量が小さい場合、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）の放電量が小さくなる。一方、蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量が大きい場合、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）の放電量が大きくなる。したがって、過充電および過放電が抑制される。
【０１４７】
（第４態様）
例えば、コントローラ１０３は、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３における残容量の比率に従って、負荷２００へ供給される電力を複数のインバータ１５１、１５２、１５３に分担させて出力させてもよい。これにより、残容量の比率に基づいて、適切に電力が出力される。
【０１４８】
（第５態様）
例えば、コントローラ１０３は、蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量が所定の残容量よりも大きい場合、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から得られる電力を変換するインバータ（１５１、１５２、１５３）に電力を出力させてもよい。そして、コントローラ１０３は、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量が所定の残容量よりも大きくない場合、当該インバータ（１５１、１５２、１５３）に電力を出力させなくてもよい。
【０１４９】
これにより、蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量が小さい場合、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から電力は放電されない。一方、蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量が大きい場合、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から電力は放電される。したがって、過充電および過放電が抑制される。
【０１５０】
（第６態様）
例えば、蓄電池（１４１、１４２、１４３）の充放電積算量と、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量とが適合しない場合、コントローラ１０３は、インバータ（１５１、１５２、１５３）に電力を出力させなくてもよい。ここで、当該インバータ（１５１、１５２、１５３）は、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から得られる電力を変換するインバータである。
【０１５１】
そして、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）の充放電積算量と、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）の残容量とが適合する場合、コントローラ１０３は、当該インバータ（１５１、１５２、１５３）に電力を出力させてもよい。
【０１５２】
これにより、異常な蓄電池（１４１、１４２、１４３）から電力が放電されず、正常な蓄電池（１４１、１４２、１４３）から電力が放電される。そして、これにより、適切に電力が負荷２００へ供給される。
【０１５３】
（第７態様）
例えば、コントローラ１０３は、蓄電池（１４１、１４２、１４３）が劣化しているほど、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から得られる電力を変換するインバータ（１５１、１５２、１５３）に出力させる電力を小さくしてもよい。
【０１５４】
これにより、蓄電池（１４１、１４２、１４３）の劣化の状態に基づいて、インバータ（１５１、１５２、１５３）の出力量が調整され、適切に電力が出力される。
【０１５５】
（第８態様）
例えば、複数のインバータ１５１、１５２、１５３のうち少なくとも１つは、所定の交流電圧の電力を出力する電圧源として動作してもよい。
【０１５６】
これにより、分散電源システム１００は、他の電力系統に依存せずに、負荷２００に電力を適切に供給することができる。
【０１５７】
（第９態様）
例えば、複数のインバータ１５１、１５２、１５３のうち１つのインバータ（１５１、１５２、１５３）は、マスタインバータとして動作してもよい。複数のインバータ１５１、１５２、１５３のうち残りの１以上のインバータ（１５１、１５２、１５３）は、マスタインバータに同期して動作するスレーブインバータとして動作してもよい。
【０１５８】
これにより、複数のインバータ１５１、１５２、１５３が適切に同期して動作することができる。
【０１５９】
（第１０態様）
例えば、複数のインバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、ドループ制御を行ってもよい。ここで、ドループ制御は、（ｉ）当該インバータ（１５１、１５２、１５３）が出力する電力の電圧および周波数のうち少なくとも一方と、（ｉｉ）当該インバータ（１５１、１５２、１５３）が出力する電力の出力量とを所定の関係に適合させる制御である。
【０１６０】
これにより、インバータ１５１、１５２、１５３は、所定の関係に基づいて、電圧または周波数と出力量とを調整し、協調して電力を出力することができる。
【０１６１】
（第１１態様）
例えば、複数のインバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、同期発電機の出力特性を模擬して電力を出力することにより、仮想同期発電機として動作してもよい。
【０１６２】
これにより、インバータ１５１、１５２、１５３のそれぞれは、同期発電機のように動作することができる。そして、インバータ１５１、１５２、１５３の並列運転において、インバータ１５１、１５２、１５３は、互いに同期し、安定的に電力を出力することができる。
【０１６３】
（第１２態様）
例えば、電源装置１０１とコントローラ１０３とは、同一パッケージ化されていてもよい。これにより、電源装置１０１およびコントローラ１０３を１つの一体化された装置として利用することが可能である。
【０１６４】
（第１３態様）
本発明の一態様に係る制御方法は、負荷２００へ電力を供給する分散電源システム１００の制御方法である。
【０１６５】
分散電源システム１００は、複数の発電装置１１１、１１２、１１３と、電源装置１０１とを備える。複数の発電装置１１１、１１２、１１３のそれぞれは、自然エネルギーを利用して電力を発電する。
【０１６６】
電源装置１０１には、複数の発電装置１１１、１１２、１１３で発電された電力が入力される。また、電源装置１０１は、複数の電源回路１３１、１３２、１３３と、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３と、複数のインバータ１５１、１５２、１５３とを備える。
【０１６７】
複数の電源回路１３１、１３２、１３３と、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３と、複数のインバータ１５１、１５２、１５３とは、複数の発電装置１１１、１１２、１１３を構成する発電装置毎に、これらの要素を含む。ここで、これらの要素は、電源回路（１３１、１３２、１３３）、蓄電池（１４１、１４２、１４３）、および、インバータ（１５１、１５２、１５３）である。
【０１６８】
当該電源回路（１３１、１３２、１３３）は、当該発電装置（１１１、１１２、１１３）で発電された電力から所定の電圧の電力を生成する。当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）には、当該電源回路（１３１、１３２、１３３）から得られる電力が充電され、当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から、充電された電力が放電される。
【０１６９】
当該インバータ（１５１、１５２、１５３）は、当該電源回路（１３１、１３２、１３３）および当該蓄電池（１４１、１４２、１４３）から得られる電力を交流の電力に変換し、変換された電力を負荷２００が接続された電力線に出力する。
【０１７０】
分散電源システム１００の制御方法は、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に従って、負荷２００へ供給される電力を複数のインバータ１５１、１５２、１５３に分担させて出力させる制御ステップ（Ｓ１０３）を含む。
【０１７１】
これにより、複数のインバータ１５１、１５２、１５３を介して、電力が負荷２００に対して十分に供給される。さらに、複数の蓄電池１４１、１４２、１４３のそれぞれの状態に基づいて、負荷２００に供給される電力が複数のインバータ１５１、１５２、１５３に適切に分担され出力される。したがって、電力が適切に負荷２００へ供給される。
【符号の説明】
【０１７２】
１００  分散電源システム
１０１  電源装置
１０３  コントローラ
１１１、１１２、１１３  発電装置
１３１、１３２、１３３  電源回路
１４１、１４２、１４３  蓄電池
１５１、１５２、１５３  インバータ
２００  負荷
【図１】
2016220352.tif 000003
【図２】
2016220352.tif 000004
【図３】
2016220352.tif 000005
【図４】
2016220352.tif 000006
【図５】
2016220352.tif 000007
【図６】
2016220352.tif 000008
【図７】
2016220352.tif 000009
【図８】
2016220352.tif 000010
【図９】
2016220352.tif 000011
【図１０】
2016220352.tif 000012
【図１１】
2016220352.tif 000013
【図１２】
2016220352.tif 000014
【図１３】
2016220352.tif 000015