(57)【要約】【課題】複数の電力変換装置が並列接続されている電力供給システムにおいて、自立運転時のマスタ機を決定する。【解決手段】複数の電力変換装置は、複数の電力源から入力される電力をもとに交流電力をそれぞれ出力する。複数の電力変換装置の交流出力経路にそれぞれ、自立出力経路に出力するための複数のスイッチが挿入される。複数の電力変換装置から複数のスイッチに駆動信号を伝達するための複数の駆動信号線が設けられ、複数の駆動信号線は結合点を有する。電力変換装置は、系統との連系を解除して自立出力に切り替えるために当該スイッチを切り替える際、切替前後で当該駆動信号線のレベルが反転したとき自己をマスタに設定し、反転しないとき自己をスレーブに設定する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電力源と、
前記複数の電力源から入力される電力をもとに交流電力をそれぞれ出力する複数の電力変換装置と、
前記複数の電力変換装置の交流出力経路にそれぞれ挿入される、前記複数の電力変換装置の出力を系統から独立した自立出力経路に出力するための複数のスイッチと、
前記複数の電力変換装置から前記複数のスイッチに駆動信号を伝達するための複数の駆動信号線と、を備え、
前記複数の駆動信号線は結合点を有し、
前記電力変換装置は、系統との連系を解除して自立出力に切り替えるために前記スイッチを切り替える際、切替前後で前記駆動信号線のレベルが反転したとき自己をマスタに設定し、反転しないとき自己をスレーブに設定することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
系統が接続される第１ノードと、前記複数の電力変換装置の交流出力経路のそれぞれとの間に挿入される複数の系統スイッチをさらに備え、
前記複数のスイッチは、前記自立出力経路に接続される第２ノードと、前記複数の電力変換装置の交流出力経路のそれぞれとの間に、前記複数の系統スイッチと並列に挿入される複数の自立出力スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記自立出力経路に接続される第２ノードと、前記複数の電力変換装置の交流出力経路のそれぞれとの間に複数の自立出力スイッチをさらに備え、
前記複数のスイッチは、系統が接続される第１ノードと、前記複数の電力変換装置の交流出力経路のそれぞれとの間に、前記複数の自立出力スイッチと並列に挿入される複数の系統スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項４】
電力源から入力される電力をもとに交流電力を出力する電力変換装置であって、
他の電力源に接続された他の電力変換装置と並列接続され、
並列接続された複数の電力変換装置の出力を系統から独立した自立出力経路に出力するための複数のスイッチが、前記複数の電力変換装置の交流出力経路にそれぞれ挿入されており、
前記複数の電力変換装置から前記複数のスイッチに駆動信号を伝達するための複数の駆動信号線が設けられており、
前記複数の駆動信号線は結合点を有し、
前記電力変換装置は、系統との連系を解除して自立出力に切り替えるために前記スイッチを切り替える際、切替前後で前記駆動信号線のレベルが反転したとき自己をマスタに設定し、反転しないとき自己をスレーブに設定することを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電力源を並列接続した電力供給システム、及び電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電システムが普及してきている。太陽光発電システムを系統に接続して使用する場合、太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナが必要となる。近年、複数の太陽電池モジュールと複数のパワーコンディショナを設けて並列接続する分散型のシステムが普及してきている。分散型のシステムでは１台のパワーコンディショナに不具合が発生しても、それ以外の系の太陽電池モジュールとパワーコンディショナで発電を継続できる。
【０００３】
パワーコンディショナは、太陽光発電システムが系統と連系して運転している際、系統電圧の波形を監視し、その周波数および位相に同期した交流を出力する。一方、系統電源が停電になると、太陽光発電システムは系統と切り離されて自立運転する。その場合、パワーコンディショナは予め設定された周波数および位相に基づき交流を出力する。
【０００４】
特許文献１は燃料電池の並列運転システムに関し、マスタ・スレーブの選択が可能なタイプのＤＣーＡＣインバータを開示します。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２７５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数のパワーコンディショナが並列接続されている分散型のシステムでは、自立運転時に複数のパワーコンディショナから出力される交流の周波数および位相を同期させる必要がある。そのためには１台のパワーコンディショナ（マスタ機）から出力される交流の波形を他のパワーコンディショナ（スレーブ機）が監視し、他のパワーコンディショナ（スレーブ機）がその周波数および位相に同期した交流を出力すればよい。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、複数の電力変換装置が並列接続されている電力供給システムにおいて、自立運転時のマスタ機を決定する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力供給システムは、複数の電力源と、前記複数の電力源から入力される電力をもとに交流電力をそれぞれ出力する複数の電力変換装置と、前記複数の電力変換装置の交流出力経路にそれぞれ挿入される、前記複数の電力変換装置の出力を系統から独立した自立出力経路に出力するための複数のスイッチと、前記複数の電力変換装置から前記複数のスイッチに駆動信号を伝達するための複数の駆動信号線と、を備える。前記複数の駆動信号線は結合点を有する。前記電力変換装置は、系統との連系を解除して自立出力に切り替えるために前記スイッチを切り替える際、切替前後で前記駆動信号線のレベルが反転したとき自己をマスタに設定し、反転しないとき自己をスレーブに設定する。
【０００９】
本発明の別の態様は、電力変換装置である。この装置は、電力源から入力される電力をもとに交流電力を出力する電力変換装置であって、他の電力源に接続された他の電力変換装置と並列接続され、並列接続された複数の電力変換装置の出力を系統から独立した自立出力経路に出力するための複数のスイッチが、前記複数の電力変換装置の交流出力経路にそれぞれ挿入されており、前記複数の電力変換装置から前記複数のスイッチに駆動信号を伝達するための複数の駆動信号線が設けられており、前記複数の駆動信号線は結合点を有する。前記電力変換装置は、系統との連系を解除して自立出力に切り替えるために前記スイッチを切り替える際、切替前後で前記駆動信号線のレベルが反転したとき自己をマスタに設定し、反転しないとき自己をスレーブに設定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の電力変換装置が並列接続されている電力供給システムにおいて、自立運転時のマスタ機を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る太陽光発電システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１に係るマスタ機の決定手順を示すフローチャートである。
【図３】実施例２に係るマスタ機の決定手順を示すフローチャートである。
【図４】実施例２の変形例に係るマスタ機の決定手順を示すフローチャートである。
【図５】Ｃ接点スイッチを用いた太陽光発電システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る太陽光発電システム１の構成を示す図である。太陽光発電システム１は、並列接続される複数の太陽電池モジュール２０及び複数のパワーコンディショナ１０を備える。複数のパワーコンディショナ１０は、複数の太陽電池モジュール２０から出力される直流電力をそれぞれ交流電力に変換する。以下、本実施の形態では３並列の例を説明するが並列数は任意である。
【００１３】
本実施の形態に係る太陽光発電システム１は系統電源２と連系する。系統電源２が接続される第１ノードＮ１と、複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃの交流出力経路Ｌ１ａ−Ｌ１ｃのそれぞれとの間に複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃが挿入される。複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃがオン状態では太陽光発電システム１と系統電源２が連系し、オフ状態では両者が遮断される。図１では系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃにはＢ接点リレーを用いている。なお図示しないが、第１ノードＮ１と系統電源２の間にはトランスが接続され、その後段に一般負荷が接続される。
【００１４】
本実施の形態に係る太陽光発電システム１は、系統電源２の停電時、系統電源２から独立して太陽光発電システム１単体で交流を出力する自立運転モードを備える。系統電源２から独立した交流を出力する自立出力端子３に接続される第２ノードＮ２と、複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃの交流出力経路Ｌ１ａ−Ｌ１ｃのそれぞれとの間に複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃが挿入される。複数の自立出力スイッチＳ２は、複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃと並列に接続される。複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃがオン状態では自立出力端子３から交流が出力され、オフ状態では出力されない。図１では自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃにはＡ接点リレーを用いている。
【００１５】
なお図示しないが、第２ノードＮ２と自立出力端子３の間にはトランスが接続され、その後段に特定負荷（非常用照明など）が接続される。なお自立出力端子３から一般負荷に給電可能な経路を設け、停電時に一般負荷にも太陽光発電システム１から給電可能な構成としてもよい。
【００１６】
パワーコンディショナ１０は、ＤＣ−ＡＣコンバータ１１、制御回路１２、系統駆動スイッチ１３及び自立駆動スイッチ１４を備える。パワーコンディショナ１０と系統電源２が連系している系統連系モードでは、制御回路１２は、系統電源２から供給される交流の周波数および位相に同期した交流をＤＣ−ＡＣコンバータ１１から出力させる。
【００１７】
自立運転モードではパワーコンディショナ１０がマスタ機であるかスレーブ機であるかにより動作が異なる。マスタ機である場合、制御回路１２は予め設定された周波数の交流をＤＣ−ＡＣコンバータ１１から出力させる。具体的には自機に搭載されている水晶振動子から供給される波形の周波数に同期した交流をＤＣ−ＡＣコンバータ１１から出力させる。スレーブ機である場合、制御回路１２は、マスタ機から供給される交流の周波数および位相に同期した交流をＤＣ−ＡＣコンバータ１１から出力させる。
【００１８】
第１パワーコンディショナ１０ａの第１制御回路１２ａ、第２パワーコンディショナ１０ｂの第２制御回路１２ｂ及び第３パワーコンディショナ１０ｃの第３制御回路１２ｃは通信線で管理装置４０に接続される。各制御回路１２は各太陽電池モジュール２０の電圧、発電量などの計測データを通信線を介して管理装置４０に出力する。管理装置４０はＰＣやＰＬＣ(Programmable Logic Controller)で構成され、収集した計測データをインターネット上のサーバにアップロードすることができる。当該サーバは複数の太陽光発電システム１の計測データを一元管理できる。
【００１９】
当該シリアル通信を実行するために第１パワーコンディショナ１０ａ、第２パワーコンディショナ１０ｂ及び第３パワーコンディショナ１０ｃに予めアドレスが割り振られる。以下、本実施の形態では第１パワーコンディショナ１０ａに「０１」、第２パワーコンディショナ１０ｂに「０２」、第３パワーコンディショナ１０ｃに「０３」が割り振られるものとする。
【００２０】
複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃから複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃに駆動信号を伝達するための複数の系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃが設けられる。複数の系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃの一方は結合点を有し、１つに合流した後、第１インバータアンプＡＰ１の入力端子に接続される。第１インバータアンプＡＰ１の出力端子に接続される信号線は、複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃのそれぞれに向かう信号線に分岐する。複数の系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃは抵抗Ｒ１を介して電源電位Ｖｄｄにプルアップされる。
【００２１】
複数の系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃの他方は、複数の系統駆動スイッチ１３ａ−１３ｃをそれぞれ介してグラウンド電位に接続する。複数の系統駆動スイッチ１３ａ−１３ｃは例えば、リレー又は半導体スイッチで構成される。複数の系統駆動スイッチ１３ａ−１３ｃは複数の制御回路１２ａ−１２ｃによりそれぞれ制御される。複数の系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃが結合されているため、複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃの何台かが故障している場合でも、少なくとも１台が正常に動作していれば系統電源２との連系制御が可能である。
【００２２】
複数の系統駆動スイッチ１３ａ−１３ｃがオンに制御される場合、複数の系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃの電位がグラウンド電位にプルダウンされる。これにより、第１インバータアンプＡＰ１の入力レベルがローレベルになり、第１インバータアンプＡＰ１は複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃにハイレベルを供給する。複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃはＢ接点スイッチであるため、ハイレベルの駆動信号が供給されるとオフ状態となる。
【００２３】
一方、複数の系統駆動スイッチ１３ａ−１３ｃがオフに制御される場合、複数の系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃの電位が電源電位ＶＤＤにプルアップされる。これにより、第１インバータアンプＡＰ１の入力レベルがハイレベルになり、第１インバータアンプＡＰ１は複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃにローレベルを供給する。複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃはローレベルの駆動信号が供給されるとオン状態になる。なお同様の駆動制御を、第１インバータアンプＡＰ１の代わりにバッファアンプを使用し、複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃにＡ接点スイッチを使用しても実現できる。
【００２４】
複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃから複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃに駆動信号を伝達するための複数の自立出力駆動信号線Ｌ３ａ−Ｌ３ｃが設けられる。複数の自立出力駆動信号線Ｌ３ａ−Ｌ３ｃの一方は結合点を有し、１つに合流した後、第２インバータアンプＡＰ２の入力端子に接続される。第２インバータアンプＡＰ２の出力端子に接続される信号線は、複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃのそれぞれに向かう信号線に分岐する。複数の自立出力駆動信号線Ｌ３ａ−Ｌ３ｃは抵抗Ｒ２を介して電源電位ＶＤＤにプルアップされる。
【００２５】
複数の自立出力駆動信号線Ｌ３ａ−Ｌ３ｃの他方は、複数の自立駆動スイッチ１４ａ−１４ｃをそれぞれ介してグラウンド電位に接続する。複数の自立駆動スイッチ１４ａ−１４ｃも例えば、リレー又は半導体スイッチで構成される。複数の自立駆動スイッチ１４ａ−１４ｃも複数の制御回路１２ａ−１２ｃによりそれぞれ制御される。
【００２６】
複数の自立駆動スイッチ１４ａ−１４ｃがオンに制御される場合、複数の自立出力駆動信号線Ｌ３ａ−Ｌ３ｃの電位がグラウンド電位にプルダウンされる。これにより、第２インバータアンプＡＰ２の入力レベルがローレベルになり、第２インバータアンプＡＰ２は複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃにハイレベルを供給する。複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃはＡ接点スイッチであるため、ハイレベルの駆動信号が供給されるとオン状態となる。
【００２７】
一方、複数の自立駆動スイッチ１４ａ−１４ｃがオフに制御される場合、複数の自立出力駆動信号線Ｌ３ａ−Ｌ３ｃの電位が電源電位ＶＤＤにプルアップされる。これにより、第２インバータアンプＡＰ２の入力レベルがハイレベルになり、第２インバータアンプＡＰ２は複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃにローレベルを供給する。複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃはローレベルの駆動信号が供給されるとオフ状態になる。なお同様の駆動制御を、第２インバータアンプＡＰ２の代わりにバッファアンプを使用し、複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃにＢ接点スイッチを使用しても実現できる。
【００２８】
図１では、複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃ、複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃ、インバータアンプＡＰ１、インバータアンプＡＰ２、電源電位ＶＤＤ及びグラウンド電位をキュービクル３０内に設ける例を描いているが設定場所は任意である。例えば、それらの少なくとも一部がパワーコンディショナ１０内に設けられてもよい。
【００２９】
図１に示すように複数の電源から交流が１つの経路に供給される場合、複数の交流の周波数および位相が同期している必要がある。系統電源２が停電していない通常時の系統連系モードでは、複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃはそれぞれの交流出力経路Ｌ１ａ−Ｌ１ｃから見える、系統電源２の周波数および位相に自己が出力する交流の周波数および位相を同期させる。即ち、全てのパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃが周波数および位相合わせを行っている。
【００３０】
一方、系統電源２の停電時における自立運転モードでは、基準となる系統電源２から供給される交流が存在しなくなる。従って複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃの内、基準となる交流を出力する１台のマスタ機を決定する必要がある。マスタ機は、他のパワーコンディショナ１０から出力される交流の周波数および位相に合わせる制御を行わず独立して動作する。以下、複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃの中からマスタ機を決定する方法を説明する。
【００３１】
まず実施例１に係るマスタ機の決定方法を説明する。実施例１ではアドレスが最も小さいパワーコンディショナ１０がマスタ機の第１候補となる。第１候補のパワーコンディショナ１０が正常運転していない場合、アドレスが次に小さいパワーコンディショナ１０がマスタ機の次の候補となる。このように正常運転しているパワーコンディショナ１０のうち、アドレスが最も小さいパワーコンディショナ１０がマスタ機に設定される。なお反対に、アドレスが大きい順にマスタ機の候補を決定していってもよい。
【００３２】
第１制御回路１２ａは系統電源２の停電を検知すると、第１系統駆動スイッチ１３ａをターンオンして第１系統スイッチＳ１ａをターンオフさせるよう制御する。第２制御回路１２ｂ及び第３制御回路１２ｃも同様に制御する。複数の系統駆動スイッチ１３ａ−１３ｃをターンオンする制御では、制御回路１２ａ−１２ｃ間で同期はとられておらず、それぞれ独立して動作する。
【００３３】
複数の系統スイッチＳ１ａ−Ｓ１ｃがターンオフした後、複数の制御回路１２ａ−１２ｃは、アドレス順に時間差をおいて複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃを順番にターンオンさせようと制御する。実施例１では第１パワーコンディショナ１０ａの第１制御回路１２ａ、第２パワーコンディショナ１０ｂの第２制御回路１２ｂ、第３パワーコンディショナ１０ｃの第３制御回路１２ｃの順にターンオンさせようと制御する。
【００３４】
図２は、実施例１に係るマスタ機の決定手順を示すフローチャートである。第１パワーコンディショナ１０ａは系統電源２の停電を検知すると（Ｓ１０のＹ）、第１系統スイッチＳ１ａをターンオフさせるよう制御する（Ｓ１１）。その後、１分経過すると（Ｓ１２のＹ）、第１自立出力スイッチＳ２ａをターンオンさせるよう制御する（Ｓ１３）。第１パワーコンディショナ１０ａは自機が正常であるか否かステータスを確認し、正常であれば（Ｓ１４のＹ）自機をマスタ機に設定し（Ｓ１５）、異常があれば（Ｓ１４のＮ）自機をスレーブ機に設定する（Ｓ１６）。
【００３５】
第２パワーコンディショナ１０ｂは系統電源２の停電を検知すると（Ｓ２０のＹ）、第２系統スイッチＳ１ｂをターンオフさせるよう制御する（Ｓ２１）。その後、２分経過すると（Ｓ２２のＹ）、第２自立出力スイッチＳ２ｂをターンオンさせるよう制御する（Ｓ２３）。第２パワーコンディショナ１０ｂは第２交流出力経路Ｌ１ｂを監視し、電圧が検出されるか否か判定する（Ｓ２４）。電圧が検出された場合（Ｓ２４のＹ）、自機をスレーブ機に設定する（Ｓ２７）。電圧が検出されない場合（Ｓ２４のＮ）、第２パワーコンディショナ１０ｂは自機が正常であるか否かステータスを確認する（Ｓ２５）。正常であれば（Ｓ２５のＹ）自機をマスタ機に設定し（Ｓ２６）、異常があれば（Ｓ２５のＮ）自機をスレーブ機に設定する（Ｓ２７）。
【００３６】
第３パワーコンディショナ１０ｃは系統電源２の停電を検知すると（Ｓ３０のＹ）、第３系統スイッチＳ１ｃをターンオフさせるよう制御する（Ｓ３１）。その後、３分経過すると（Ｓ３２のＹ）、第３自立出力スイッチＳ２ｃをターンオンさせるよう制御する（Ｓ３３）。第３パワーコンディショナ１０ｃは第３交流出力経路Ｌ１ｃを監視し、電圧が検出されるか否か判定する（Ｓ３４）。電圧が検出された場合（Ｓ３４のＹ）、自機をスレーブ機に設定する（Ｓ３７）。電圧が検出されない場合（Ｓ３４のＮ）、第３パワーコンディショナ１０ｃは自機が正常であるか否かステータスを確認する（Ｓ３５）。正常であれば（Ｓ３５のＹ）自機をマスタ機に設定し（Ｓ３６）、異常があれば（Ｓ３５のＮ）自機をスレーブ機に設定する（Ｓ３７）。
【００３７】
このようにアドレスが１番目の第１パワーコンディショナ１０ａは、正常動作しているとき自機をマスタ機に設定する。アドレスが２番目以降のパワーコンディショナ１０ｂ、１０ｃは、自立出力スイッチＳ２ｂ、Ｓ２ｃをターンオンに制御したときの交流出力経路Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃの電圧を検出する。電圧が検出されたとき自機をスレーブ機に設定し、電圧が検出されず自機が正常なとき自機をマスタ機に設定する。
【００３８】
複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃは時間差をおいて自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃをターンオン制御している。従って自機よりアドレスが若いパワーコンディショナ１０の少なくとも１台が正常であれば、自機が自立出力スイッチＳ２をターンオン制御する時点で、アドレスが若いパワーコンディショナ１０により自立出力経路に電圧が既に供給されている筈である。よって自立出力スイッチＳ２をターンオン制御したときに電圧が検出されれば、アドレスが若いパワーコンディショナ１０が既にマスタ機に設定されていることを意味するため自機をスレーブ機に設定する。自立出力スイッチＳ２をターンオン制御したときに電圧が検出されなければ、自機よりアドレスが若いパワーコンディショナ１０の全てが電圧を出力していないことを意味するため、自機に異常がなければ自機をマスタ機に設定する。
【００３９】
以上に説明したマスタ機の決定方法と同等の処理を、以下の処理によっても実現できる。第１制御回路１２ａは系統電源２の停電を検知すると、第１系統駆動スイッチ１３ａをターンオンして第１系統スイッチＳ１ａをターンオフさせるよう制御する。その制御とともに第１制御回路１２ａは第１ＤＣ−ＡＣコンバータ１１ａの動作を停止させる。その後、第１制御回路１２ａは第１自立駆動スイッチ１４ａをターンオンして第１自立出力スイッチＳ２ａをターンオンさせるよう制御する。第２制御回路１２ｂ及び第３制御回路１２ｃも同様に制御する。複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃがターンオンするタイミングは同時であってもよいし、同時でなくてもよい。
【００４０】
複数の自立出力スイッチＳ２ａ−Ｓ２ｃがターンオンした後、複数の制御回路１２ａ−１２ｃは、アドレス順に時間差をおいて複数のＤＣ−ＡＣコンバータ１１ａ−１１ｃの運転を再開させる。すなわち、複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃからアドレス順に自立出力用の交流が出力される。２番目以降のパワーコンディショナ１０ｂ、１０ｃが自機から交流を出力する際、電圧が検出されれば自機をスレーブ機に設定する。電圧が検出されず、自機に異常がなければ自機をマスタ機に設定する。１番目のパワーコンディショナ１０ａは自機に異常がなければ自機をマスタ機に設定する。以上の処理によっても図２のフローチャートに示した処理と同等の効果が得られる。なお図２のフローチャートに示した処理では、パワーコンディショナ１０の出力を一時停止させてもよいし、停止させなくてもよい。
【００４１】
また、他の形態として、上述の手順によりマスタ機が設定され、マスタ機より交流経路に出力されると、マスタ機以後のアドレスが設定されているパワーコンディショナは、交流経路の電圧を検知すると、アドレス順に指定された起動時の時間差にかかわらず出力しても良い。
【００４２】
以上説明したように実施例１によれば、複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃが並列接続されている太陽光発電システム１において、自立運転時のマスタ機を簡単かつ確実に決定できる。実施例１では複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃ間で、どれをマスタ機に設定するか通信し合う必要がない。アドレスが最も若いパワーコンディショナ１０を常にマスタ機に設定することも考えられるが、そのパワーコンディショナ１０が故障中である場合、実際にはマスタ機が存在しない状態で運転されてしまうことになる。これに対して実施例１によれば、正常に交流を出力している複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃの中でアドレスが最も若いパワーコンディショナ１０がマスタ機に設定されるため、マスタ機が不在な状態で運転されることを防止できる。
【００４３】
次に実施例２に係るマスタ機の決定方法を説明する。実施例２では第１制御回路１２ａは第１自立駆動スイッチ１４ａの両端電圧を監視する。第２制御回路１２ｂ及び第３制御回路１２ｃも同様に、第２自立駆動スイッチ１４ｂ及び第３自立駆動スイッチ１４ｃの両端電圧をそれそれ監視する。第１制御回路１２ａは系統電源２の停電を検知すると、第１系統駆動スイッチ１３ａをターンオンして第１系統スイッチＳ１ａをターンオフさせる。その後、第１自立駆動スイッチ１４ａをターンオンして第１系統スイッチＳ１ａをターンオンさせるよう制御する。第１制御回路１２ａはその制御の際の自立出力駆動信号線Ｌ３ａの電位を検出する。
【００４４】
具体的には第１制御回路１２ａは、第１自立駆動スイッチ１４ａをターンオンする直前の自立出力駆動信号線Ｌ３ａの電位を検出する。自立出力駆動信号線Ｌ３ａの電位がハイレベルのとき第１パワーコンディショナ１０ａをマスタ機に設定し、ローレベルのとき第１パワーコンディショナ１０ａをスレーブ機に設定する。なお電源電位ＶＤＤとグラウンド電位を逆に接続している場合は、自立出力駆動信号線Ｌ３ａの電位がローレベルのときマスタ機に設定し、ハイレベルのときスレーブ機に設定する。
【００４５】
自立出力駆動信号線Ｌ２の電位がハイレベルのときマスタ機に設定し、ローレベルのときスレーブ機に設定する制御は、自立駆動スイッチ１４を最初にターンオンしたパワーコンディショナ１０をマスタ機に設定し、２番目以降にターンオンしたパワーコンディショナ１０をスレーブ機に設定する制御を意味する。各パワーコンディショナ１０は停電を検知すると、系統スイッチＳ１をターンオフさせ、その後に自立駆動スイッチ１４をターンオンして自立出力スイッチＳ２をターンオンさせるよう制御する。この制御が複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃで同時並行で実行される。理想的な回路であれば複数の自立駆動スイッチ１４ａ−１４ｃが同時にターンオンすることになるが、現実の回路では様々な要因により微小な時間差が発生する。複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃの中で最初に自立駆動スイッチ１４をターンオンしたパワーコンディショナ１０がマスタに設定される。
【００４６】
なお第１自立駆動スイッチ１４ａのターンオンの前後で、自立出力駆動信号線Ｌ３ａのレベルが反転したときマスタ機に設定し、反転しないときスレーブ機に設定すると考えてもよい。第２パワーコンディショナ１０ｂの第２制御回路１２ｂ及び第３パワーコンディショナ１０ｃの第３制御回路１２ｃも、第１パワーコンディショナ１０ａの第１制御回路１２ａと同様に動作する。
【００４７】
複数の自立出力駆動信号線Ｌ３ａ−Ｌ３ｃは結合しているため、いずれかのパワーコンディショナ１０の自立駆動スイッチ１４がオンした時点で、全ての自立出力駆動信号線Ｌ３ａ−Ｌ３ｃの電位がグラウンド電位にプルダウンされる。従って自立駆動スイッチ１４がターンオンする際の自立出力駆動信号線Ｌ３が既にローレベルになっている場合、自機が最も早く自立駆動スイッチ１４をターンオンしたパワーコンディショナ１０でないことを意味する。一方、自立駆動スイッチ１４がターンオンする際の自立出力駆動信号線Ｌ３がハイレベルになっている場合、まだ他のパワーコンディショナ１０が自立駆動スイッチ１４をターンオンしていないことを意味する。即ち自機が１番先に自立駆動スイッチ１４をターンオンすることを意味する。実施例２では自立駆動スイッチ１４を最も早くターンオンしたパワーコンディショナ１０をマスタ機に設定し、２番目以降にターンオンしたパワーコンディショナ１０をスレーブ機に設定する。
【００４８】
図３は、実施例２に係るマスタ機の決定手順を示すフローチャートである。第１パワーコンディショナ１０ａは系統電源２の停電を検知すると（Ｓ４０のＹ）、第１系統駆動スイッチ１３ａをターンオンして第１系統スイッチＳ１ａをターンオフさせるよう制御する（Ｓ４１）。その後（例えば１分経過後）、第１パワーコンディショナ１０ａは自立出力駆動信号線Ｌ３ａの電位がローレベルであるか否か検出する（Ｓ４２）。ローレベルの場合（Ｓ４２のＹ）自機をスレーブ機に設定し（Ｓ４３）、ハイレベルの場合（Ｓ４２のＮ）自機をマスタ機に設定する（Ｓ４４）。第１パワーコンディショナ１０ａは第１自立駆動スイッチ１４ａをターンオンして第１自立出力スイッチＳ２ａをターンオンさせるよう制御する（Ｓ４５）。第２パワーコンディショナ１０ｂ及び第３パワーコンディショナ１０ｃも同様に動作する。
【００４９】
次に実施例２の変形例に係るマスタ機の決定方法を説明する。実施例２の変形例では第１制御回路１２ａは第１系統駆動スイッチ１３ａの両端電圧を監視する。第１制御回路１２ａは系統電源２の停電を検知した後、第１系統駆動スイッチ１３ａをターンオンして第１系統スイッチＳ１ａをターンオフさせるよう制御する。第１制御回路１２ａはその制御の際の系統駆動信号線Ｌ２ａの電位を検出する。
【００５０】
具体的には第１制御回路１２ａは、第１系統駆動スイッチ１３ａをターンオンする直前の系統駆動信号線Ｌ２ａの電位を検出する。系統駆動信号線Ｌ２ａの電位がハイレベルのとき第１パワーコンディショナ１０ａをマスタ機に設定し、ローレベルのとき第１パワーコンディショナ１０ａをスレーブ機に設定する。なお電源電位ＶＤＤとグラウンド電位を逆に接続している場合は、系統駆動信号線Ｌ２ａの電位がローレベルのときマスタ機に設定し、ハイレベルのときスレーブ機に設定する。
【００５１】
なお第１系統駆動スイッチ１３ａのターンオフの前後で、系統駆動信号線Ｌ２ａのレベルが反転したときマスタ機に設定し、反転しないときスレーブ機に設定すると考えてもよい。第２パワーコンディショナ１０ｂの第２制御回路１２ｂ及び第３パワーコンディショナ１０ｃの第３制御回路１２ｃも、第１パワーコンディショナ１０ａの第１制御回路１２ａと同様に動作する。
【００５２】
複数の系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃは結合しているため、いずれかのパワーコンディショナ１０の系統駆動スイッチ１３がオンした時点で、全ての系統駆動信号線Ｌ２ａ−Ｌ２ｃの電位がグラウンド電位にプルダウンされる。従って系統駆動スイッチ１３がターンオンする際の系統駆動信号線Ｌ２が既にローレベルになっている場合、自機が最も早く系統駆動スイッチ１３をターンオンしたパワーコンディショナ１０でないことを意味する。一方、系統駆動スイッチ１３がターンオンする際の系統駆動信号線Ｌ２がハイレベルになっている場合、まだ他のパワーコンディショナ１０が系統駆動スイッチ１３をターンオンしていないことを意味する。即ち自機が１番先に系統駆動スイッチ１３をターンオンすることを意味する。変形例では系統駆動スイッチ１３を最も早くターンオンしたパワーコンディショナ１０をマスタ機に設定し、２番目以降にターンオンしたパワーコンディショナ１０をスレーブ機に設定する。
【００５３】
図４は、実施例２の変形例に係るマスタ機の決定手順を示すフローチャートである。第１パワーコンディショナ１０ａは系統電源２の停電を検知すると（Ｓ５０のＹ）、系統駆動信号線Ｌ２ａの電位がローレベルであるか否か検出する（Ｓ５１）。ローレベルの場合（Ｓ５１のＹ）自機をスレーブ機に設定し（Ｓ５２）、ハイレベルの場合（Ｓ５１のＮ）自機をマスタ機に設定する（Ｓ５３）。第１系統駆動スイッチ１３ａをターンオンして第１系統スイッチＳ１ａをターンオフさせるよう制御する（Ｓ５４）。その後、第１自立駆動スイッチ１４ａをターンオンして第１自立出力スイッチＳ２ａをターンオンさせるよう制御する（Ｓ５５）。第２パワーコンディショナ１０ｂ及び第３パワーコンディショナ１０ｃも同様に動作する。
【００５４】
以上説明したように実施例２によれば、複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃが並列接続されている太陽光発電システム１において、自立運転時のマスタ機を簡単かつ確実に決定できる。実施例２では複数のパワーコンディショナ１０ａ−１０ｃにアドレスが割り振られていない場合でも１台のマスタ機を設定できる。
【００５５】
図３の処理と図４の処理を比較すると、自機が正常に動作することを確認できる時間を確保できる前者の方がより正確な設定が可能である。前者では系統スイッチＳ１をターンオフしてから自立出力スイッチＳ２をターンオンするまでの時間に自機が正常であるか否か確認する時間を確保できる。従って異常を有するパワーコンディショナ１０がマスタ機に設定されることをより確実に回避できる。
【００５６】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５７】
上記の実施の形態ではパワーコンディショナ１０に接続される電力源として太陽電池モジュール２０が接続される例を説明した。この点、太陽電池モジュール２０の代わりに、燃料電池などの他の直流発電機が接続されてもよい。また風力発電機などの交流発電機が接続されてもよい。その場合、ＤＣ−ＡＣコンバータ１１の代わりにＡＣ−ＡＣコンバータが用いられる。また太陽電池モジュール２０の代わりに蓄電モジュールが接続されてもよい。その場合、ＤＣ−ＡＣコンバータ１１に双方向ＤＣ−ＡＣコンバータが用いられる。
【００５８】
また図１では系統スイッチＳ１と自立出力スイッチＳ２をそれぞれＢ接点スイッチ、Ａ接点スイッチで構成する例を説明したが、系統スイッチＳ１と自立出力スイッチＳ２を統合したＣ接点スイッチを用いることも可能である。
【００５９】
図５は、Ｃ接点スイッチを用いた場合の太陽光発電システムの構成を示す図である。図５では、図１の系統スイッチＳ１と自立出力スイッチＳ２を１つに統合してＣ接点スイッチＳ３で置き換えている。この場合、各パワーコンディショナ１０において系統駆動スイッチ１３と自立駆動スイッチを１つにまとめることができる。また系統駆動信号線Ｌ２と自立出力駆動信号線Ｌ３も１つにまとめることができ、第１インバータアンプＡＰ１と第２インバータアンプＡＰ２も１つにまとめることができる。この構成では、各制御回路１３は停電検知後、Ｃ接点スイッチを切り替える前に、ＤＣ−ＡＣコンバータ１１の動作を停止させる。その後、Ｃ接点スイッチを系統側から自立出力側に切り替え、ＤＣ−ＡＣコンバータ１１の運転を再開させる。
【００６０】
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
【００６１】
［項目１］
複数の電力源（２０ａ−２０ｃ）と、
前記複数の電力源（２０ａ−２０ｃ）から入力される電力をもとに交流電力をそれぞれ出力する複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）と、
前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）の交流出力経路（Ｌ１ａ−Ｌ１ｃ）にそれぞれ挿入される、前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）の出力を系統（２）から独立した自立出力経路（３）に出力するための複数のスイッチ（Ｓ１ａ−Ｓ１ｃ／Ｓ２ａ−Ｓ２ｃ）と、
前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）から前記複数のスイッチ（Ｓ１ａ−Ｓ１ｃ／Ｓ２ａ−Ｓ２ｃ）に駆動信号を伝達するための複数の駆動信号線（Ｌ２ａ−Ｌ２ｃ／Ｌ３ａ−Ｌ３ｃ）と、を備え、
前記複数の駆動信号線（Ｌ２ａ−Ｌ２ｃ／Ｌ３ａ−Ｌ３ｃ）は結合点を有し、
前記電力変換装置（１０）は、系統（２）との連系を解除して自立出力に切り替えるために前記スイッチ（Ｓ１／Ｓ２）を切り替える際、切替前後で前記駆動信号線（Ｌ２／Ｌ３）のレベルが反転したとき自己をマスタに設定し、反転しないとき自己をスレーブに設定することを特徴とする電力供給システム（１）。
これにより、複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）が並列接続されている電力供給システム（１）において、自立運転時のマスタ機を決定できる。
［項目２］
系統（２）が接続される第１ノード（Ｎ１）と、前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）の交流出力経路（Ｌ１ａ−Ｌ１ｃ）のそれぞれとの間に挿入される複数の系統スイッチ（Ｓ１ａ−Ｓ１ｃ）をさらに備え、
前記複数のスイッチは、前記自立出力経路（３）に接続される第２ノード（Ｎ２）と、前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）の交流出力経路（Ｌ１ａ−Ｌ１ｃ）のそれぞれとの間に、前記複数の系統スイッチ（Ｓ１ａ−Ｓ１ｃ）と並列に挿入される複数の自立出力スイッチ（Ｓ２ａ−Ｓ２ｃ）であることを特徴とする項目１に記載の電力供給システム（１）。
自立出力スイッチ（Ｓ２）を駆動するための駆動信号線（Ｌ３）のレベルを監視することにより、自己をマスタに設定するかスレーブに設定するか決定できる。
［項目３］
前記自立出力経路（３）に接続される第２ノード（Ｎ２）と、前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）の交流出力経路（Ｌ１ａ−Ｌ１ｃ）のそれぞれとの間に複数の自立出力スイッチ（Ｓ２ａ−Ｓ２ｃ）をさらに備え、
前記複数のスイッチは、系統（２）が接続される第１ノード（Ｎ１）と、前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）の交流出力経路（Ｌ１ａ−Ｌ１ｃ）のそれぞれとの間に、前記複数の自立出力スイッチ（Ｓ２ａ−Ｓ２ｃ）と並列に挿入される複数の系統スイッチ（Ｓ１ａ−Ｓ１ｃ）であることを特徴とする項目１に記載の電力供給システム（１）。
系統スイッチ（Ｓ１）を駆動するための駆動信号線（Ｌ２）のレベルを監視することにより、自己をマスタに設定するかスレーブに設定するか決定できる。
［項目４］
電力源（２０）から入力される電力をもとに交流電力を出力する電力変換装置（１０）であって、
他の電力源（２０）に接続された他の電力変換装置（１０）と並列接続され、
並列接続された複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）の出力を系統（２）から独立した自立出力経路（３）に出力するための複数のスイッチ（Ｓ１ａ−Ｓ１ｃ／Ｓ２ａ−Ｓ２ｃ）が、前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）の交流出力経路（Ｌ１ａ−Ｌ１ｃ）にそれぞれ挿入されており、
前記複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）から前記複数のスイッチ（Ｓ１ａ−Ｓ１ｃ／Ｓ２ａ−Ｓ２ｃ）に駆動信号を伝達するための複数の駆動信号線（Ｌ２ａ−Ｌ２ｃ／Ｌ３ａ−Ｌ３ｃ）が設けられており、
前記複数の駆動信号線（Ｌ２ａ−Ｌ２ｃ／Ｌ３ａ−Ｌ３ｃ）は結合点を有し、
前記電力変換装置（１０）は、系統（２）との連系を解除して自立出力に切り替えるために前記スイッチ（Ｓ１／Ｓ２）を切り替える際、切替前後で前記駆動信号線（Ｌ２／Ｌ３）のレベルが反転したとき自己をマスタに設定し、反転しないとき自己をスレーブに設定することを特徴とする電力変換装置。
これにより、複数の電力変換装置（１０ａ−１０ｃ）が並列接続されている電力供給システム（１）において、自立運転時のマスタ機を決定できる。
【符号の説明】
【００６２】
１  太陽光発電システム、  ２  系統電源、  ３  自立出力端子、  １０ａ  第１パワーコンディショナ、  １１ａ  第１ＤＣ−ＡＣコンバータ、  １２ａ  第１制御回路、  １３ａ  第１系統駆動スイッチ、  １４ａ  第１自立駆動スイッチ、  １０ｂ  第２パワーコンディショナ、  １１ｂ  第２ＤＣ−ＡＣコンバータ、  １２ｂ  第２制御回路、  １３ｂ  第２系統駆動スイッチ、  １４ｂ  第２自立駆動スイッチ、  １０ｃ  第３パワーコンディショナ、  １１ｃ  第３ＤＣ−ＡＣコンバータ、  １２ｃ  第３制御回路、  １３ｃ  第３系統駆動スイッチ、  １４ｃ  第３自立駆動スイッチ、  ２０ａ  第１太陽電池モジュール、  ２０ｂ  第２太陽電池モジュール、  ２０ｃ  第３太陽電池モジュール、  ３０  キュービクル、  Ｓ１ａ  第１系統スイッチ、  Ｓ１ｂ  第２系統スイッチ、  Ｓ１ｃ  第３系統スイッチ、  Ｓ２ａ  第１自立出力スイッチ、  Ｓ２ｂ  第２自立出力スイッチ、  Ｓ２ｃ  第３自立出力スイッチ、  Ｒ１，Ｒ２  抵抗、  ＡＰ１，ＡＰ２  インバータアンプ、  Ｌ１ａ  第１交流出力経路、  Ｌ１ｂ  第２交流出力経路、  Ｌ１ｃ  第３交流出力経路、  Ｌ２ａ  第１系統駆動信号線、  Ｌ２ｂ  第２系統駆動信号線、  Ｌ２ｃ  第３系統駆動信号線、  Ｌ３ａ  第１自立出力駆動信号線、  Ｌ３ｂ  第２自立出力駆動信号線、  Ｌ３ｃ  第３自立出力駆動信号線、  ４０  管理装置。
【図１】
2016187290.tif 000003
【図２】
2016187290.tif 000004
【図３】
2016187290.tif 000005
【図４】
2016187290.tif 000006
【図５】
2016187290.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月19日(2016.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016187290.tif 000008
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2016187290.tif 000009