(57)【要約】      （修正有）【課題】発電システムのソフトウェア更新時、安定的に更新を行い、かつ発電出来ない電力量を最小限に抑えることができる電力変換システムを提供する。【解決手段】商用系統３に接続された電力変換システム２ａ（１、２、４）であって、電力変換システム２ａを制御するソフトウェア２１２と、ソフトウェア２１２を更新する更新機能４５と、更新機能４５を動作させるタイミングを決定する更新計画機能４８を有する。【選択図】図１
2017102800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力系統に接続された電力変換システムであって、
該電力変換システムを制御するソフトウェアと、
該ソフトウェアを更新する更新機能と、
該更新機能を動作させるタイミングを決定する更新計画機能を有することを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
前記電力変換システムは時刻を取得する時刻取得機能を有し、前記更新計画機能は前記時刻取得機能により得られる任意の時刻により更新機能を動作させ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】
前記電力変換システムは天気を示す情報を取得する天気予報取得機能を有し、前記更新計画機能は前記天気情報取得機能により得られる天気情報によって特定の天気のときに更新機能を動作させ、別の特定の天気のときに更新機能を動作を避けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記電力変換システムは、現在変換している電力量を検出する電力検出部を有し、前記更新計画機能は前記電力検出部により得られる電力量が、第二の閾値以下となった場合には更新機能を動作させず、前記第二の閾値より大きい電力量の第一の閾値以下となった場合にのみ更新機能を動作させることを特徴とする請求項１から請求項３何れか一項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】
本発明は、自然エネルギーを利用して電力を発電するシステムで、特に電力変換システムを制御するソフトウェアを更新する機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来分散型小型発電システムはインターネットのようなネットワークに接続されずに動作するものが多かったが、近年においては遠隔地から発電量を監視、制御することのできるシステムの開発などにより、ネットワークに接続される発電システムが増えてきた。
【０００３】
これにより、ネットワークに接続した発電システムは、従来人の手によりソフトウェアの更新を行っていたものが、ネットワーク経由でソフトウェアを自動的に更新することが可能となった。
【０００４】
一般に、発電システムのソフトウェア更新時には発電システムを停止して行うこととなるが、その期間中は自然エネルギーから得られるはずの電力を発電できなくなるため、発電量への影響が小さいときに更新を実施することが望ましい。
【０００５】
また、特に太陽光発電においては、夜間の時間帯はソフトウェアを更新するための電力を太陽電池から得られないことがある。
【０００６】
一方、ネットワーク接続機器についても、ソフトウェア更新中において安定したネットワーク接続状態を維持するため、可能な限り停電の危険がある雷雨時などの状況は避けるべきである。
【０００７】
従来人の手によりソフトウェアの更新を行う場合においてはこれらを考慮して最適と思われるタイミングを選択して更新を行っていたが、ネットワーク経由で自動的にソフトウェアを更新する場合においては、これらについて自動的に判断を行う必要があるという課題をもつ。
【０００８】
特許文献１は、定期的にサーバーにアクセスして、最新と判断するソフトウェアをダウンロードして最新のバージョンに更新する電気量調整装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許５８０２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決すべき課題は，電力変換システムを動作させるソフトウェアの更新を夜に行うには、太陽電池からのみ電源が供給されている状況では不可能であるため、系統側から電力をもらうか、副電源回路を内蔵しなければならない。
【００１１】
太陽電池のみ電源を確保する場合においては、日中にソフトウェアの更新を行う必要があるため、配信サーバーからソフトウェアの更新を検出して即時更新を行うと、発電量が最大となるような晴れの日中にでも更新を行い、電力変換を止めて発電を止めるため、本来発電できるはずの大きな電力量が無駄になる。
【００１２】
本発明は、電力変換システムを動作させるソフトウェアの更新を、発電量への影響が最小となり、かつ、電力変換機の制御手段を動作させる電力が安定に供給される時期に計画し、自動的に実施することで本来発電できる大きい発電量を得ることができる電力変換システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、交流電力系統に接続された電力変換システムであって、該電力変換システムを制御するソフトウェアと、該ソフトウェアを更新する更新機能と、該更新機能を動作させるタイミングを決定する更新計画機能を有するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電力変換システムを動作させるソフトウェアの更新を発電量への影響が最小となり、かつ、電力変換機の制御手段を動作させる電力が安定に供給される時期に計画して自動的に実施して本来発電できる大きい発電量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に関するシステム構成を示す概略図。
【図２】本発明に関するシステム構成の動作シーケンス図。
【図３】本発明に関するシステム構成で使用する天気予報情報の例の説明図。
【図４】本発明に関するシステム構成で使用する最適更新時刻算出条件の説明図。
【図５】本発明に関するシステム構成で使用する最適更新時刻算出条件の（ａ）晴れの説明、（ｂ）曇りの説明の概略図。
【図６】本発明に関するシステム構成の発電量と更新時期を説明する説明図。
【図７】（ａ）本発明に関するシステム構成を適用する説明図、（ｂ）従来技術の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
本発明の実施例を図１から図７を用いて説明する。まず，図１に本発明の実施例におけるシステム構成図を示す。
【００１８】
このシステムは、太陽電池１、太陽電池１で発生した直流電力を交流電力に変換する電力変換機２、交流電力系統である商用系統３、電力変換機２の制御を行うコントローラ４、ソフトウェアの配信サーバー５、天気予報を配信する天気予報サーバー６、配信サーバー５とコントローラ４と天気予報サーバー６をつなぐ経路であるネットワーク７から構成されている。
【００１９】
電力変換システム２ａは、太陽電池１、電力変換機２、コントローラ４で構成される。電力変換システム２ａは商用系統３に接続されている。
【００２０】
電力変換機２は、太陽電池１で発生した直流電力を交流電力に変換して商用系統３へと出力する電力変換回路２０と電力変換回路２０を制御する制御手段２１を含み、制御手段２１は電源回路２１０、マイクロコンピュータ２１１、マイクロコンピュータ２１１上で動作して電力変換システム２ａを制御するソフトウェア２１２、通信回路２１３などからなる。そして現在変換している電力量を検出する電力検出部（不図示）を有する。
【００２１】
コントローラ４は、電源回路４０、通信回路４１、マイクロコンピュータ４２、ネットワーク接続手段４３、ソフト取得手段４４、ソフトウェア２１２を更新する更新機能であるソフト更新手段４５、時刻を取得する時刻取得機能である時刻取得手段４６、天気を示す情報を取得する天気予報取得機能である天気予報取得手段４７、更新機能であるソフト更新手段４５を動作させるタイミングを決定する更新計画機能４８などからなるが、これらは電力変換装置内に含まれる回路・手段等を一部または全部を共有しても良い。
【００２２】
コントローラ４は、エネルギーマネージメントシステムによって太陽光発電による発電電力を抑制して商用系統３への電力をコントロールする出力抑制機能を備えたユニットでもある。
【００２３】
時刻取得手段４６は、ボタン電池を備えて、製品組み立て時に時計の時刻を合わせて製品を出荷して時刻を取得するものでもよい。または、ネットワーク７接続時に時刻を取得するものでもよい。
【００２４】
配信サーバー５はソフトウェア２１２の更新用ソフトウェア５０へのネットワーク７を介したアクセス手段を有する。また、配信サーバー５はソフトウェア更新をスケジュールするために使用する補助的なスケジュール情報５１を持っても良い。
【００２５】
配信サーバー５には、更新用ソフトウェア５０とともに、更新する時刻情報も同時に送って、コントローラ４で、その更新する時刻情報に従って、ソフト更新手段が動作するようにするものでもよい。
【００２６】
天気予報サーバー６は天気予報情報６０へのネットワーク７を介したアクセス手段を有する。
【００２７】
天気予報情報６０は、たとえば気象庁にアクセスして、ＵＲＬやパケットにより通信記録が残るものである。
【００２８】
次に図２を用いて動作を説明する。
【００２９】
図２のＳＴＥＰ１（Ａ１）ではソフトウェア更新のチェックと取得を行う。
【００３０】
Ｓ００１でコントローラ４はネットワーク接続手段４３を用いて配信サーバー５に更新用ソフトウェア５０の更新を問い合わせるなどして、ソフトウェアの更新を検知する。
【００３１】
Ｓ００２でソフトウェアの更新が検知されたかどうかを判断する。
【００３２】
更新がなければＳ００３にて待機ののち、再度Ｓ００１にて配信サーバー５に問い合わせを行う。
【００３３】
更新があれば、Ｓ００４でコントローラ４は更新されたソフトウェア５０をソフト取得手段４４によってダウンロードする。
【００３４】
図２のＳＴＥＰ２（Ａ２）では更新計画機能４８が天気予報と時刻を用いてソフト更新に最適な時刻を算出する。
【００３５】
Ｓ００５で、コントローラ４は天気予報情報６０を天気予報取得手段４７によって天気予報サーバー６から取得する。天気予報情報６０は図３のような情報である。
【００３６】
Ｓ００６で天気予報情報６０や時刻情報などをもとに、更新計画機能４８が最適な更新時刻を算出する。
【００３７】
そして、Ｓ００７で最適更新時刻まで待機し、更新計画機能４８は最適更新時刻になったらソフト更新手段４５を動作させる。
【００３８】
以下、更新計画機能４８による最適更新時刻算出について、図３と図４及び図５（ａ）（ｂ）で説明する。
【００３９】
図３は天気予報情報６０の例で、１時間ごとの天気、気温、雨量、湿度、風速、風向の情報を取得するものである。本実施例では、このうち、時刻、天気の情報を使用してソフトウェア更新の条件判断に使用する。
【００４０】
図４は更新計画機能４８が最適更新時刻を算出するための条件について示したものである。
【００４１】
日の出時刻からの経過時刻毎のソフトウェア更新実施可否を天候別に表しており、図中の斜線部が更新不可の時間帯、斜線無し部が更新可能な時間帯を示す。
【００４２】
日の出直後は日照が少なく発電電力が安定しないため、安定待時間（Ｄ１）を確保する。安定待時間（Ｄ１）経過後、ソフトウェア更新可能とするが、更新可能時間（Ｄ２）を別に設定し、発電量が大きくならないうちにソフトウェア更新を実施する。
【００４３】
安定待時間（Ｄ１）、更新可能時間（Ｄ２）の長さは天候により異なるべきである。
【００４４】
晴天の場合は日の出後日照が安定するまでの時間は短いため、安定待時間（Ｄ１）は短くてよいが、発電量は大きくなるまでの時間も短いため、更新可能時間（Ｄ２）も短くする必要がある。
【００４５】
曇天の場合は日照の安定に時間を要することが予想されるため、安定待時間（Ｄ１）を長く確保する必要がある。ただし、発電量が大きくなるまでにも時間がかかるため、更新可能時間（Ｄ２）も長くすることができる。
【００４６】
本実施例では、仮に、晴天時の安定待時間（Ｄ１）を０．５時間、更新可能時間（Ｄ２）を１時間とし、曇天時の安定待時間（Ｄ１）を１時間、更新可能時間（Ｄ２）を２時間と設定する。
【００４７】
なお、本実施例における安定待時間（Ｄ１）、更新可能時間（Ｄ２）は天候毎に設定することとしているが、さらに日付や季節の情報も加味し、安定待時間（Ｄ１）および更新可能時間（Ｄ２）を細かく切り替えるよう設定しても良い。
【００４８】
更新時刻の判定には、さらに更新所要時間（Ｄ３）の設定が必要である。
【００４９】
更新所要時間（Ｄ３）はソフトウェア更新動作に要する時間であり、更新システムの仕組みや更新対象機器の台数、通信に要する時間等により定まる値である。本実施例では、仮に更新所要時間（Ｄ３）は０．７５時間と定義する。
【００５０】
次に更新計画機能４８による最適時刻算出について図５を用いて説明する。
【００５１】
図５は図４の更新時刻算出条件に対し、当日の日の出時刻より、各条件の時刻を設定したものに、図３で示す当日の天気予報情報６０を付与したものである。
【００５２】
ここで使用する日の出時刻は、暦日付による日の出日没データを保持したものを使用しても良いし、天気予報情報６０とともに取得しても良い。本実施例では仮に午前４時１５分を日の出時刻として設定する。
【００５３】
図５中の太線は当日における天気予報情報６０を示す。当該時刻における天気予報をそれぞれプロットしたものであるが、日の出前は判定から除外するために、天気予報に関係なく「夜」としてプロットしている。
【００５４】
更新計画機能４８は図５における更新可能時間（図５中の斜線無し部）と天気情報（図５中太線）が重なる時点を探索する。本実施例では最初に４時４５分時点が本条件に適合する。この時の可否判定について図５（ａ）（ｂ）を用いて説明する。
【００５５】
更新計画機能４８は条件への適合を検出後、更新可能時間（図５中の斜線無し部）と天気情報（図５中太線）が重なり続ける更新可能継続時間（Ｊ１）を算出する。この更新可能継続時間（Ｊ１）が更新所要時間（Ｄ３）以上であれば、ソフトウェア更新実施可能と判定する。
【００５６】
図５（ａ）の例では更新可能継続時間（Ｊ１）は０．２５時間で、０．７５時間の更新所要時間（Ｄ３）より短いため、この時刻にソフトウェア更新は実施しない。
【００５７】
図５（ｂ）は、次に更新可能時間（図５中の斜線無し部）と天気情報（図５中太線）が重なる５時１５分時点を示した図である。ここで更新可能時間（図５中の斜線無し部）と天気情報（図５中太線）が重なり続ける更新可能継続時間（Ｊ２）は１．７５時間となる。更新可能継続時間（Ｊ２）は１．７５時間で、０．７５時間の更新所要時間（Ｄ３）より長いため、この時刻にソフトウェア更新を実施する。したがって、本実施例では５時１５分を最適更新時刻となる。
【００５８】
本実施例は、快晴・晴れ・曇り等特定の天気のときに更新機能を動作させるが、雷雨時など、商用系統３に繋がっている配信サーバー５、ネットワーク７、コントローラ４の電源が不安定になりやすい天候の際には更新を保留するように条件を設定しても良い。
【００５９】
上記更新条件は、天気予報情報６０を使用せずに時刻取得手段４６により得られる任意の時刻によりソフト更新手段４５を動作させても良い。午前８時など一定の時刻としても良いし、夕方の日没前等時間帯でソフトウェアの更新をすることでもよい。時刻データのみを取得して適した時間を算出できて易しい。
【００６０】
また、更新条件として、配信サーバー５から更新用ソフトウェア５０と同様にダウンロードしたスケジュール情報５１を用いても良い。
【００６１】
時刻情報を使用せず、現在の天候のみ用いて、曇りでは、即実施するものでも良い。
【００６２】
また、図６に示すように、電力変換機２の変換している電力量を検出し、発電量が最大となる時の２５％以下の場合など、発電量が第一の閾値８０以下の場合に更新するように条件を設定しても良い。
【００６３】
この場合、更新のために必要な電力確保のため、前記電力検出部により得られる電力量が、電力変換機２の発電量が最大となる時の５％以下となった場合にはソフト更新手段４５を動作させず更新を保留するなど、第二の閾値８１を設けても良い。
【００６４】
図２のＳＴＥＰ３（Ａ３）で、ソフトウェアの更新を行う。コントローラ４はソフト更新手段４５により、Ｓ００８で電力変換装置２の電力変換回路２０を停止する。
【００６５】
Ｓ００９でソフトウェア２１２を更新用ソフトウェア５０に更新する。
【００６６】
Ｓ０１０でマイクロコンピュータ２１１の再起動を行い、電力変換回路２０による発電を再開する。
【００６７】
図７（ａ）は、本発明に関するシステム構成を適用した場合、（ｂ）は従来技術の説明図である。以下、本発明によって、本来の発電量を無駄にすることなく、ソフトウェアの更新を実施できることを説明する。
【００６８】
図７（ｂ）で示すように、従来技術の場合では、配信サーバーでソフトウェアの更新を行うと、コントローラ４が図２のＳＴＥＰ１（Ａ１）で更新を検出し、即時図２のＳＴＥＰ３（Ａ３）で更新を実施するため、晴れの日中で電力変換機の発電の電力量が大きくなっているときにも実施することになる。更新期間中には、発電電力量はゼロであるので、図中斜線部で示す更新期間中に発電できない電力量が大きくなってしまう。
【００６９】
一方、図７（ａ）で示すように、本発明のシステム構成を使用する場合では、配信サーバーでソフトウェアの更新を行うと、コントローラ４が図２のＳＴＥＰ１（Ａ１）で更新を検出すると、図２のＳＴＥＰ２（Ａ２）で天気予報情報６０を取得し、更新時間を計画、更新の実施を一時の間待機し、日付が変わった翌日の曇りの時間に図２のＳＴＥＰ３（Ａ３）で更新を実施することになる。
【００７０】
電力変換機の発電の電力量が小さいときに実施することとなり、更新期間中には、発電電力量はゼロであるので、図中斜線部で示す更新期間中に発電できない電力量が、図７（ｂ）従来技術に比べて小さいものとなる。つまり更新期間中に発電出来ない電力量を少なくすることが可能となる。
【００７１】
以上、本実施例によれば、電力変換システムを動作させるソフトウェアの更新を発電量への影響が最小となり、かつ、電力変換機の制御手段を動作させる電力が安定に供給される時期に計画して自動的に実施して本来発電できる大きい発電量を得ることができる。
【００７２】
本発明は，家庭向けの商用系統と連系する太陽光発電システムに適用することが可能である。また，系統との連系を行わない直流給電システム等の太陽光発電システム，離島や山小屋向け太陽電池システム，スマートグリッド向け太陽電池システム，メガソーラシステム等の大型太陽光発電システムに適用できる。
【符号の説明】
【００７３】
２ａ  電力変換システム
３  商用系統（交流電力系統）
８０  第一の閾値
８１  第二の閾値
４５  ソフト更新手段（更新機能）
４６  時刻取得手段（時刻取得機能）
４７  天気予報取得手段（天気予報取得機能）
４８  更新計画機能
２１２  ソフトウェア
【図１】
2017102800.tif 000003
【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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