(57)【要約】【課題】複数のパワーコンディショナを備える発電システムにおいて、遠隔制御による出力制御が行われる場合に、複数のパワーコンディショナのそれぞれの動作状況に応じて各パワーコンディショナ毎の出力制御量を決定する。【解決手段】複数の発電部と、各発電部毎に設けられて各発電部の発電電力を電力系統に逆潮流させる複数のパワーコンディショナと、発電システム全体の出力上限値に関する出力制御情報に基づいて各パワーコンディショナに対して出力上限値を指令する制御部とを備える発電システムにおいて、出力制御情報と、各パワーコンディショナの運転状態に関する所定の情報とに基づいて、各パワーコンディショナ毎の出力上限値を決定するよう制御部を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電部と、各発電部毎に設けられて各発電部の発電電力を電力系統に逆潮流させる複数のパワーコンディショナと、発電システム全体の出力上限値に関する出力制御情報に基づいて各パワーコンディショナに対して出力上限値を指令する制御部とを備える発電システムにおいて、
前記制御部は、前記出力制御情報と、各パワーコンディショナの運転状態に関する所定の情報とに基づいて、各パワーコンディショナ毎の出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナの所定の時間範囲内の平均出力電力に関する情報であり、
前記制御部は、
発電システム全体の出力上限値と、前記複数のパワーコンディショナの前記出力電力の和と、の差分を前記複数のパワーコンディショナの数で等分することで各パワーコンディショナ毎の抑制量を求め、
各パワーコンディショナ毎の出力上限値を、各パワーコンディショナの前記出力電力と前記抑制量との差分に基づいて決定する
ことを特徴とする発電システム。
【請求項３】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナの所定の時間範囲内の平均出力電力に関する情報であり、
前記制御部は、
発電システム全体の出力上限値と、前記複数のパワーコンディショナの前記出力電力の和と、の差分を各パワーコンディショナの前記出力電力の比率に応じて案分することで各パワーコンディショナ毎の抑制量を求め、
各パワーコンディショナ毎の出力上限値を、各パワーコンディショナの前記出力電力と各パワーコンディショナの前記抑制量との差分に基づいて決定する
ことを特徴とする発電システム。
【請求項４】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は、各パワーコンディショナの過去の所定期間内の最大出力電力に関する情報であり、
前記制御部は、各パワーコンディショナ毎の出力上限値を、各パワーコンディショナ毎の前記最大出力電力に基づいて決定する
ことを特徴とする発電システム。
【請求項５】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナの所定の時点の出力電力に関する情報であり、
前記制御部は、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値を前記出力電力が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【請求項６】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナの所定期間内の積算発電電力量に関する情報であり、
前記制御部は、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値を前記積算発電電力量が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【請求項７】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は所定の時点の各パワーコンディショナの内部温度に関する情報であり、
前記制御部は、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値を前記内部温度が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【請求項８】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は、第１及び第２の物理量に関する情報であり、前記第１及び第２の物理量はそれぞれ、各パワーコンディショナの所定の時点の出力電力、各パワーコンディショナの所定期間内の積算発電電力量、及び、各パワーコンディショナの所定の時点の内部温度から排他的に選択されるいずれか一の物理量であり、
前記制御部は、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、前記第１の物理量が所定値よりも大きいパワーコンディショナの出力上限値を前記第１の物理量が大きいものから順に小さくしていき、必要であれば残りのパワーコンディショナの出力上限値を前記第２の物理量が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【請求項９】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は、第１、第２及び第３の物理量に関する情報であり、前記第１、第２及び第３の物理量はそれぞれ、各パワーコンディショナの所定の時点の出力電力、各パワーコンディショナの所定期間内の積算発電電力量、及び、各パワーコンディショナの所定の時点の内部温度から排他的に選択されるいずれか一の物理量であり、
前記制御部は、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、前記第１の物理量が所定値よりも大きいパワーコンディショナの出力上限値を前記第１の物理量が大きいものから順に小さくしていき、必要であれば残りのパワーコンディショナのうち前記第２の物理量が所定値よりも大きいパワーコンディショナの出力上限値を前記第２の物理量が大きいものから順に小さくしていき、さらに必要であれば残りのパワーコンディショナの出力上限値を前記第３の物理量が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナの所定の時点の出力電力に関する情報であり、
前記制御部は、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値を前記出力電力が小さいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナの所定期間内の積算発電電力量に関する情報であり、
前記制御部は、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値を前記積算発電電力量が小さいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の発電システムにおいて、前記運転状態に関する所定の情報は、第１及び第２の物理量に関する情報であり、前記第１及び第２の物理量はそれぞれ、各パワーコンディショナの所定の時点の出力電力、及び、各パワーコンディショナの所定期間内の積算発電電力量から排他的に選択されるいずれか一の物理量であり、
前記制御部は、前記複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、前記第１の物理量が所定値よりも小さいパワーコンディショナの出力上限値を前記第１の物理量が小さいものから順に小さくしていき、必要であれば残りのパワーコンディショナの出力上限値を前記第２の物理量が小さいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することを特徴とする発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のパワーコンディショナを備える発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連法令の改正により、現在、太陽光発電パワーコンディショナは遠隔制御による出力抑制制御機能を具備することが求められている。かかる現行ルールでは、電力会社が前日までに出力制御スケジュール（発電システム全体の出力上限値に関する出力制御情報）を太陽光発電事業者に対して提供し、該スケジュールにしたがって、指定された時間区分毎に、指定された抑制比率（定格出力に対する出力上限値の比率）で発電システムの発電出力を抑制する必要がある。
【０００３】
一方、本願出願人は、例えば下記の特許文献１に開示しているように、複数のパワーコンディショナを具備する発電システムの開発を行っている。かかる複数のパワーコンディショナを具備する発電システムにおいて、遠隔制御による出力抑制制御を行う場合、従来は、すべてのパワーコンディショナに対して、出力抑制スケジュールで指定された抑制比率を一律に適用していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１１４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、各パワーコンディショナの運転状態は必ずしも一様ではないため、すべてのパワーコンディショナに対して一律に抑制比率を適用することが好ましくない場合があり、一方、発電システム全体として指定された抑制比率となるのであれば一部のパワーコンディショナが抑制比率を超える出力を継続しても問題とならない場合もある。
【０００６】
そこで、本発明は、複数のパワーコンディショナを備える発電システムにおいて、システム全体としてより的確な出力制御を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。
【０００８】
すなわち、本発明は、複数の発電部と、各発電部毎に設けられて各発電部の発電電力を電力系統に逆潮流させる複数のパワーコンディショナと、発電システム全体の出力上限値に関する出力制御情報に基づいて各パワーコンディショナに対して出力上限値を指令する制御部とを備える発電システムにおいて、前記制御部は、前記出力制御情報と、各パワーコンディショナの運転状態に関する所定の情報とに基づいて、各パワーコンディショナ毎の出力上限値を決定することを特徴とするものである。
【０００９】
かかる本発明の発電システムによれば、発電システム全体の出力上限値に関する出力制御情報と、各パワーコンディショナの運転状態に関する所定の情報とに基づいて、制御部が各パワーコンディショナ毎の出力上限値を決定するので、各パワーコンディショナの運転状態に応じて各パワーコンディショナの出力上限値を個別に決定することができる。
【００１０】
なお、出力制御情報は、電力会社などが管理する外部サーバから制御部に自動的に配信されるようにすることが好ましいが、電力会社などが公開した情報を、本発明の発電システムを管理する発電事業者が手作業等によって制御部に設定するよう構成することも可能である。
【００１１】
また、制御部は、複数のパワーコンディショナとは別の統括制御装置として構成し、該統括制御装置に前記複数のパワーコンディショナをそれぞれ通信接続してなる構成とすることもでき、また、各パワーコンディショナにそれぞれ制御部を設けて、複数のパワーコンディショナの制御部同士を相互に通信可能に接続して、いずれか一のパワーコンディショナの制御部を、本発明の発電システムの制御部として機能させることも可能である。
【００１２】
また、制御部は、各パワーコンディショナ毎の出力上限値を決定した後、その後の各パワーコンディショナの運転状況に応じて各パワーコンディショナの出力上限値を補正することもでき、かかる補正は、特定のパワーコンディショナに対してのみ行うように構成することもでき、これによれば、天候変化等に応じて的確な出力制御を行えるとともに、補正制御の簡素化により不慮の事態が発生することを回避できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数のパワーコンディショナを備える発電システムにおいて、システム全体としてより的確な出力制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る発電システムの全体ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る発電システムを示し、該発電システムは、電力源としての複数の太陽光発電部１と、各発電部１毎に設けられ且つ発電部１から入力する直流の発電電力を系統電力に連系する交流電力に変換して電力系統に逆潮流させる複数のパワーコンディショナ２とを備えている。なお、本実施形態では、複数のパワーコンディショナ２の定格出力はすべて同じものとしているが、定格出力の異なる複数のパワーコンディショナ２を組み合わせることも可能である。また、発電部１及びパワーコンディショナ２の数はシステムの規模によるが、大規模発電システムの場合には１０以上であってよく、一方、家庭用発電システムの場合には２〜３程度であってもよい。家庭用発電システムの場合、発電システムによる発電電力をすべて売電するものであってもよく、また、自家消費で余った余剰電力を売電するものであってもよく、この場合、売電分の発電電力について本発明の出力制御を適用するものとすることができる。
【００１７】
各発電部１は、複数の太陽電池アレイにより構成される。各太陽電池アレイは複数の太陽電池モジュール（太陽電池パネルともいう。）を複数並べて直列接続したものであり、各太陽電池モジュールは多数の太陽電池セルを配列して屋外で利用できるよう樹脂や強化ガラスなどで保護しパッケージ化したものである。
【００１８】
パワーコンディショナ２は、発電部１から入力する発電電力を昇圧・安定化して出力するＤＣ／ＤＣコンバータ３と、該コンバータ３の出力をＤＣ／ＡＣ変換して商用系統電力に系統連系する交流電力を出力するインバータ４と、これらコンバータ３及びインバータ４を制御する制御部５とを備えている。また、インバータ４の出力電圧を測定する出力電圧センサ６、出力電流を測定する出力電流センサ７を備えており、これらセンサの検出信号をＡ／Ｄ変換して制御部５に入力し、制御部５はこれら入力データに基づいて出力電力を演算によって測定するよう構成されている。
【００１９】
コンバータ３は、昇圧チョッパ回路と平滑回路とによって主構成されており、ＩＧＢＴなどの適宜のスイッチング素子に駆動パルスを供給することによって入力直流電力を昇圧して出力するようになっており、スイッチング素子への駆動パルスのパルス幅をＰＷＭ制御することによって出力側へ流れる電流量を制御するとともに該電流量に応じ太陽光発電部のＶ−Ｉ特性にしたがって最大電力点を追従するよう電圧が制御されるようになっている。
【００２０】
インバータ４は、種々の回路構成とすることができるが、太陽光発電用パワーコンディショナにおいては、インバータブリッジを構成する複数のＩＧＢＴなどのスイッチング素子をそれぞれＰＷＭ電流制御することによって直流電力から所望の電流波形及び電圧波形の交流電力を出力する電圧形インバータが一般に用いられている。該インバータ４は、制御部５によるスイッチング素子のＰＷＭ制御による電流モード制御により、出力交流電力の有効電力制御や無効電力制御を行う。
【００２１】
なお、図示していないが、インバータ４の出力側には解列用保護リレーが設けられ、制御部５は、出力電圧センサ６の測定値が所定の系統過電圧閾値（例えば１１５Ｖ）を超えると、解列用保護リレーによりパワーコンディショナ２を系統から解列させる。
【００２２】
また、コンバータ３やインバータ４を構成する各スイッチング素子等の回路は、インテリジェントパワーモジュール（ＩＰＭ）を用いて構成することができ、該モジュールの温度（パワーコンディショナ２の内部温度の一例）を測定するＩＰＭ温度センサ（図示せず）や、制御基板周辺の雰囲気温度（パワーコンディショナ２の内部温度の他の例）を測定する雰囲気温度センサ（図示せず）を設けて、該これら温度センサの検出信号を制御部５に入力させることができる。
【００２３】
また、本実施形態では、複数のパワーコンディショナ２の出力制御を統括する出力制御装置９（本発明の発電システムの制御部）が別途設けられており、該出力制御装置９は、電力会社が出力制御スケジュール情報（発電システム全体の出力制御情報）を配信するサーバー１０にインターネット回線等の適宜の回線を介して通信可能に接続されている。
【００２４】
複数のパワーコンディショナ２の制御部５と、出力制御装置９とは、通信規格ＲＳ４８５通信線によるカスケード接続などの適宜の通信線８を介して相互に通信可能に接続されており、各パワーコンディショナ２及び出力制御装置９には固有の識別ＩＤが付与され、特定の他機ＩＤを指定してデータ送信可能であるとともに、マルチキャスト送信やブロードキャスト送信も可能に構成できる。これにより、各パワーコンディショナ２の制御部５が保有する各パワーコンディショナ２の出力電力、内部温度、積算発電電力量などの適宜の情報を出力制御装置９や他のパワーコンディショナ２の制御部５に対して送信可能に構成されている。
【００２５】
出力制御装置９は、サーバー１０から自動的に提供される出力制御スケジュール情報と、各パワーコンディショナ２の運転状態に関する所定の情報とに基づいて、以下説明する各種出力制御態様のいずれかにより、出力制御スケジュール情報で指定された各時間帯毎に、出力制御開始時に各パワーコンディショナ２毎の出力制御量（出力上限値）を決定して、各パワーコンディショナ２に対して出力上限値を、電力値若しくは定格出力に対する比率として指令する。かかる指令を受けた各パワーコンディショナ２の制御部は、出力（具体的には有効電力出力）が指令された出力上限値を超えないように、コンバータ３及びインバータ４を制御するよう構成されている。
【００２６】
出力制御スケジュールは、例えば、０〜９時は１００％、９〜１１時は４０％、１１〜１３時は０％、１３〜１５時は４０％、１５〜２４時は１００％のように、所定の時刻帯毎に、定格出力に対して出力可能な出力上限値の比率として指定されたものであり、上記の例の場合、発電システム全体として１００ｋＷの定格出力であれば、０〜９時は最大１００ｋＷ、９〜１１時は最大４０ｋＷ、１１〜１３時は運転禁止、１３〜１５時は最大４０ｋＷ、１５〜２４時は最大１００ｋＷの出力が発電システム全体として可能である。
【００２７】
本実施形態において、「出力制御開始時」とは、新たな出力制御量での出力抑制制御を開始する時点のことを意味し、具体的には出力制御量が１００％から４０％となる９時の時点、０％から４０％となる１３時の時点であり、出力制御装置９における出力制御動作が開始されるその瞬間である必要はなく、上記の例であれば９時若しくは１３時の時点の適当なタイミング（例えば、出力制御装置９の出力制御動作開始前後の数秒〜数分間の間など）であればよい。１１時には出力制御量が０％に変更されるが、０％とはすなわち運転禁止であるから、すべてのパワーコンディショナ２の出力上限値は０ｋｗとなる。なお、出力制御装置９が各パワーコンディショナ２毎の出力制御量（出力上限値）を決定する出力制御量決定タイミングは、必ずしも出力制御開始時でなくともよく、例えば、上記の例の１３時〜１５時の時間帯用の各パワーコンディショナ２毎の出力制御量は、９時〜１３時までの適宜のタイミングであってよいし、場合によっては、９時〜１１時の出力制御終了時点における各パワーコンディショナ２毎の出力制御量を１３時から開始する出力制御の初期値として用いることも可能である。すなわち、各パワーコンディショナ２毎の出力制御量を演算によって求めるために必要な情報が揃っていればいつでも各パワーコンディショナ２毎の出力制御量を決定することができ、場合によっては出力制御量を所定値に仮設定して出力制御動作を開始した後に、各パワーコンディショナ２のその時点における所定の運転情報をも考慮して各パワーコンディショナ２毎の出力制御量を決定することができる。
【００２８】
以下、本発明の種々の出力制御態様について詳細に説明する。
【００２９】
〔第１の出力制御態様〕（請求項２に対応）
第１の出力制御態様では、前記運転状態に関する所定の情報が、各パワーコンディショナ２の所定の時間範囲内の平均出力電力に関する情報である。この時間範囲は、例えば、９時の出力制御開始時にはその直前の数十分間、数分間、数秒間、若しくは、数ミリ秒間（この場合はほぼ瞬時値となる。）であってよい。１３時の出力制御開始時は、その直前はいずれのパワーコンディショナ２も出力停止しているため、直近で出力抑制されていない時点、すなわち９時の直前の所定時間範囲であってよい。平均出力電力は、所定の時間範囲内の単純移動平均であってもよいし、加重移動平均その他の適宜の平均化手法を用いたものであってよい。各パワーコンディショナ２の平均出力電力は、各パワーコンディショナ２の制御部５が算出して出力制御装置９に送信してもよいし、また、随時各パワーコンディショナ２の制御部５から自機の出力電力情報を出力制御装置９に送信させて、出力制御装置９が各パワーコンディショナ２の所定の時間範囲内の平均出力電力を算出するよう構成することもできる。
【００３０】
そして、出力制御装置９は、（１）発電システム全体の出力上限値と、複数のパワーコンディショナ２の平均出力電力の和と、の差分を前記複数のパワーコンディショナの数で等分することで各パワーコンディショナ毎の抑制量を求め、（２）各パワーコンディショナ毎の出力上限値を、各パワーコンディショナの前記出力電力と前記抑制量との差分に基づいて決定する。
【００３１】
例えば、パワーコンディショナ２の個々の定格出力が１０ｋＷ、パワーコンディショナ２の台数が３台とすると、発電システム全体の定格出力は３０ｋＷとなり、出力制御量が４０％であれば発電システム全体の出力上限値は１２ｋＷとなる。出力制御開始直前の各パワーコンディショナ２の出力電力が、６ｋＷ／５ｋＷ／４ｋＷであった場合、その和は１５ｋＷとなるため、全体で３ｋＷ分の出力抑制を行う必要がある。本態様では、この３ｋＷをパワーコンディショナ２の数で等分することで、各パワーコンディショナ２毎の抑制量を一律に１ｋＷずつとし、したがって、各パワーコンディショナ２の出力上限値を、５ｋＷ／４ｋＷ／３ｋＷと決定して、各パワーコンディショナ２の制御部５に対して指令するよう構成している。
【００３２】
本態様によれば、すべてのパワーコンディショナ２の出力を所定量ずつ一律に抑制するものであるため、出力制御が解除されたとき（上記の例では１５時）に、すべてのパワーコンディショナ２が最大電力点まで復帰するまでの復帰時間を可及的に短くすることができる。すなわち、従来の制御方法では、すべてのパワーコンディショナ２を一律に４０％の出力制御を行うため、上記の例では６ｋＷ／５ｋＷ／４ｋＷから４ｋＷ／４ｋＷ／４ｋＷにそれぞれ出力抑制されることとなり、１台のパワーコンディショナ２のみ出力抑制量が２ｋＷと大きくなるため、抑制が解除されたときの最大電力点への復帰時間が長くなってしまうおそれがある。しかし、本態様によれば、どのパワーコンディショナ２も最大電力点までの電力差を小さくでき、復帰時間を短くすることができる。
【００３３】
〔第２の出力制御態様〕（請求項３に対応）
第２の出力制御態様では、第１の出力制御態様と同様、運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナ２の所定の時間範囲内の平均出力電力に関する情報である。
【００３４】
出力制御装置９は、（１）発電システム全体の出力上限値と、前記複数のパワーコンディショナ２の平均出力電力の和と、の差分を各パワーコンディショナ２の平均出力電力の比率に応じて案分することで各パワーコンディショナ２毎の抑制量を求め、（２）各パワーコンディショナ２毎の出力上限値を、各パワーコンディショナ２の平均出力電力と各パワーコンディショナ２の前記抑制量との差分に基づいて決定する。
【００３５】
例えば、パワーコンディショナ２の個々の定格出力が１０ｋＷ、パワーコンディショナ２の台数が３台とすると、発電システム全体の定格出力は３０ｋＷとなり、出力制御量が４０％であれば発電システム全体の出力上限値は１２ｋＷとなる。出力制御開始直前の各パワーコンディショナ２の出力電力が、６ｋＷ／５ｋＷ／４ｋＷであった場合、その和は１５ｋＷとなるため、全体で３ｋＷ分の出力抑制を行う必要がある。本態様では、この３ｋＷを、各パワーコンディショナ２の出力電力の比率に応じて案分し、各パワーコンディショナ２毎の抑制量を、１．２ｋＷ／１．０ｋＷ／０．８ｋＷとし、したがって、各パワーコンディショナ２の出力上限値を、４．８ｋＷ／４．０ｋＷ／３．２ｋＷと決定して、各パワーコンディショナ２の制御部５に対して指令するよう構成している。
【００３６】
この態様によっても、従来の制御方法に比して、出力制御が解除されたときのすべてのパワーコンディショナ２が最大電力点まで復帰するまでの復帰時間を短くすることができる。
【００３７】
〔第３の出力制御態様〕（請求項４に対応）
第３の出力制御態様では、運転状態に関する所定の情報は、各パワーコンディショナ２の過去の所定期間内の最大出力電力に関する情報である。例えば、各パワーコンディショナ２の出力電力を随時監視し、各パワーコンディショナ２の日々の最大電力点を更新して記憶しておく。そして、出力制御装置９は、例えば前日の１日間、直近数日間、直近１週間、若しくは直近１か月間などの所定期間内の最大出力電力に基づいて、各パワーコンディショナ２の出力制御量を決定する。好ましくは、各パワーコンディショナ２の出力上限値の比率が、各パワーコンディショナの最大出力電力の比率に応じたものとなるよう、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定する。
【００３８】
例えば、パワーコンディショナ２の個々の定格出力が１０ｋＷ、パワーコンディショナ２の台数が３台とすると、発電システム全体の定格出力は３０ｋＷとなり、出力制御量が４０％であれば発電システム全体の出力上限値は１２ｋＷとなる。各パワーコンディショナ２の所定期間内の最大出力電力がそれぞれ１０ｋＷ／９ｋＷ／８ｋＷであった場合、その比率は３７％／３３％／２９％となる。したがって、全体として出力上限値を１２ｋＷまで抑制する場合は、各パワーコンディショナ２の出力上限値を、４．４ｋＷ／３．９ｋＷ／３．４ｋＷと決定する。なお、上記演算においては、電力会社により指定される出力制御量の順守を優先して有効桁数以下を切り捨てした結果、システム全体としての出力上限値は４．４＋３．９＋３．４＝１１．７ｋＷとなっており、あと０．３ｋＷ分出力上限値を上げることが可能である。この０．３ｋＷをさらに複数のパワーコンディショナ２に対して配分することもできるが、このような微調整は特定のいずれか一のパワーコンディショナに対して割り当てることが、出力制御の簡素化のためには好ましい。例えば、上記の微調整分を、最も出力上限値が小さく決定されたパワーコンディショナに割り当てることもできるし、最も出力上限値が大きく決定されたパワーコンディショナに割り当てることも可能である。
【００３９】
この態様によっても、従来の制御方法に比して、出力制御が解除されたときのすべてのパワーコンディショナ２が最大電力点まで復帰するまでの復帰時間を短くすることができる。
【００４０】
〔第４の出力制御態様〕（請求項５に対応）
本態様では、運転状態に関する所定の情報は、所定の時点の各パワーコンディショナ２の出力電力に関する情報である。所定の時点は、例えば、９時の出力制御開始時は、出力制御開始直前の時点とすることができる。また、１３時の出力制御開始時は、直近で出力抑制がなされていない時点、すなわち９時の出力制御開始直前の時点であってよい。
【００４１】
そして、出力制御装置９は、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値を出力電力が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定するよう構成されている。なお、抑制を解除する場合は、逆順でパワーコンディショナ２の出力上限値を順に大きくしていく。
【００４２】
より好ましくは、各パワーコンディショナ２の出力上限値の下限値を設定しておき、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値を平均出力電力が大きいものから順に下限値に至るまで小さくしていくことにより、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定するよう構成できる。これにより、電力変換効率の悪い０ｋＷ近傍でパワーコンディショナ２が動作してしまうことを回避できる。
【００４３】
例えば、パワーコンディショナ２の個々の定格出力が１０ｋＷ、パワーコンディショナ２の台数が３台とすると、発電システム全体の定格出力は３０ｋＷとなり、出力制御量が４０％であれば発電システム全体の出力上限値は１２ｋＷとなり、トータルで１８ｋＷ分の出力上限値を抑制する必要がある。
【００４４】
ここで、各パワーコンディショナ２の出力上限値の下限値を１ｋＷとし、出力制御開始直前の第１、第２及び第３のパワーコンディショナ２の出力電力が８ｋＷ／７ｋＷ／６ｋＷであったとすると、まず、最も出力電力の大きい第１のパワーコンディショナ２（８ｋＷ出力のもの）の出力上限値を１０ｋＷから１ｋＷまで小さくする（９ｋＷの抑制）。この状態ではまだ全体の出力抑制量が不足するため、次に出力電力の大きい第２のパワーコンディショナ２（７ｋＷ出力のもの）の出力上限値を１０ｋＷから１ｋＷまで小さくする（この時点でトータル１８ｋＷの抑制完了）。この結果、各パワーコンディショナ２の出力電力は、１ｋＷ／１ｋＷ／６ｋＷとなり、発電システム全体の出力が８ｋＷとなってしまう。
【００４５】
抑制後のシステム全体の出力を１２ｋＷとするために、好ましくは、上記手順を行う前に、まず、出力制御開始直前の（若しくは直近の出力抑制されていないときの）各パワーコンディショナ２の出力電力をそれぞれの出力上限値として仮設定した上で、この上限値に対して上記手順を実施することが好ましい。
【００４６】
すなわち、上記の例の場合、まず、各パワーコンディショナ２の出力上限値を、８ｋＷ／７ｋＷ／６ｋＷに仮設定する（この時点で２＋３＋４＝９ｋＷの抑制）。その上で、最も出力電力の大きい第１のパワーコンディショナ２（８ｋＷ出力のもの）の出力上限値を８ｋＷから１ｋＷまで小さくする（トータル１６ｋＷの抑制）。この状態ではまだ全体の出力抑制量が２ｋＷ不足するため、次に出力電力の大きい第２のパワーコンディショナ２（７ｋＷ出力のもの）の出力上限値を７ｋＷから５ｋＷまで小さくする（この時点でトータル１８ｋＷの抑制完了）。この結果、各パワーコンディショナ２の出力電力は、１ｋＷ／５ｋＷ／６ｋＷとなり、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値の総和をシステム全体の出力上限値と一致させつつ、実際の出力電力も大きく維持できるようになる。
【００４７】
なお、トータルの抑制量が必要量に到達した時点で抑制を終了し、残りのパワーコンディショナがある場合はそれらについては出力上限値のさらなる抑制を行わない。なお、上記は、出力上限値の演算の手順であって、各パワーコンディショナ２において実際の出力電力の抑制を行いながら決定していく必要はない。
【００４８】
上記出力上限値の最初の仮設定値は適宜のものであってよく、例えば、各パワーコンディショナ２の定格出力の所定比率（例えば９０％や８０％など）の値を出力上限値としてそれぞれ仮設定してもよいし、出力制御開始直前の複数のパワーコンディショナ２の出力電力のうち最大のもの（上記の例では８ｋＷ）を各パワーコンディショナ２の出力上限値として一律に仮設定してもよい。
【００４９】
なお、その後、発電システム全体の出力制御量が例えば６０％まで緩和される場合は、発電システム全体の出力上限値は１８ｋＷとなり、６ｋＷ分の出力上限値を上げることができるため、上記とは逆順に、まず最後に出力上限値を小さくした第２のパワーコンディショナ２の出力上限値を５ｋＷから７ｋＷに復帰させ、次に第１のパワーコンディショナ２の出力上限値を１ｋＷから５ｋＷまで復帰させる。
【００５０】
これによれば、出力が大きいものほど抑制量を大きくすることにより、出力抑制制御時に出力の大きくなる傾向のあるパワーコンディショナ２の負荷を小さくして、システム全体として長寿命化を図ることができる。すなわち、パワーコンディショナ２は、発電電力が大きいほど大きな電流が流れ、コンバータ３及びインバータ４等を構成する各回路部品の経年劣化がより進むこととなるが、上記制御態様により、システム全体としての長寿命化を図ることができる。
【００５１】
〔第５の出力制御態様〕（請求項６に対応）
本態様では、運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナの所定期間内の積算発電電力量に関する情報である。例えば、各パワーコンディショナ２の出力電力を随時監視し、過去のすべての期間、若しくは、直近の所定期間（数日間、数週間、数か月間、若しくは数年間）内の発電電力量を積算して記憶しておく。なお、出力制御が行われていない期間のみの積算発電電力量であってもよいし、出力制御が行われているか否かにかかわらず積算されたものであってもよい。
【００５２】
また、出力制御装置９は、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値を積算発電電力量が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定する。なお、抑制を解除する場合は、逆順でパワーコンディショナ２の出力上限値を順に大きくしていく。その他、出力上限値の仮設定や、積算発電電力量の大きいものから順に出力上限値を小さくしていく手順や、抑制を解除する手順等については第４の出力制御態様と同様のものとすることができる。
【００５３】
これによれば、積算発電電力量の大きいパワーコンディショナ２は南面など日射条件の良い設置状況だと推測されるところ、積算発電電力量が大きいものほど抑制量を大きくすることによって、複数のパワーコンディショナ２の生涯発電量の均一化を図ることができ、システム全体として長寿命化を図ることができる。
【００５４】
〔第６の出力制御態様〕（請求項７に対応）
本態様では、運転状態に関する所定の情報は、所定の時点の各パワーコンディショナの内部温度に関する情報である。所定の時点は、例えば、９時の出力制御開始時は、出力制御開始直前の時点とすることができる。また、１３時の出力制御開始時は、直近で出力抑制がなされていない時点、すなわち９時の出力制御開始直前の時点であってよい。
【００５５】
本態様では、出力制御装置９は、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値を前記内部温度が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定する。なお、抑制を解除する場合は、逆順でパワーコンディショナ２の出力上限値を順に大きくしていく。その他、出力上限値の仮設定や、内部温度の大きいものから順に出力上限値を小さくしていく手順や、抑制を解除する手順等については第４の出力制御態様と同様のものとすることができる。
【００５６】
これによれば、内部が高温のパワーコンディショナ２ほど経年劣化が促進されて寿命が短くなる傾向があるところ、内部温度が高温であるほど出力抑制制御時の抑制量を大きくすることによって、複数のパワーコンディショナ２の寿命の均一化を図ることができ、システム全体として長寿命化を図ることができる。
【００５７】
〔第７の出力制御態様〕（請求項８に対応）
本態様では、運転状態に関する所定の情報は、第１及び第２の物理量に関する情報であり、第１及び第２の物理量はそれぞれ、各パワーコンディショナ２の所定の時点の出力電力、各パワーコンディショナ２の所定期間内の積算発電電力量、及び、各パワーコンディショナ２の所定の時点の内部温度から排他的に選択されるいずれか一の物理量である。「排他的に」とは、第１及び第２の物理量が上記３つのうち互いに異なる物理量であることを意味する。
【００５８】
出力制御装置９は、複数のパワーコンディショナの出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、第１の物理量が所定値よりも大きいパワーコンディショナの出力上限値を第１の物理量が大きいものから順に小さくしていき、必要であれば残りのパワーコンディショナの出力上限値を第２の物理量が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定する。ここで、「必要であれば」とは、第１の物理量が所定値よりも大きいパワーコンディショナの出力上限値の抑制のみではシステム全体の必要抑制量に対して不足する場合という意味である。
【００５９】
例えば、第１の物理量が内部温度であり、第２の物理量が出力電力であるとすると、内部温度が１００℃を超えているパワーコンディショナ２がある場合はそのパワーコンディショナ２を優先して内部温度の高いものから順に出力上限値を抑制していき、抑制量が不足する場合に出力電力の大きい順に出力上限値を抑制していく。なお、抑制を解除する場合は、逆順でパワーコンディショナ２の出力上限値を順に大きくしていく。
【００６０】
本態様においても、第４の出力制御態様と同様、まず各パワーコンディショナ２の出力上限値の仮設定を行った上で、上記手順にしたがって各出力上限値を順に小さくしていくことが好ましい。
【００６１】
具体例を挙げると、パワーコンディショナ２の個々の定格出力が１０ｋＷ、パワーコンディショナ２の台数が３台とすると、発電システム全体の定格出力は３０ｋＷとなり、出力制御量が４０％であれば発電システム全体の出力上限値は１２ｋＷとなり、トータルで１８ｋＷ分の出力上限値を抑制する必要がある。
【００６２】
第１のパワーコンディショナ２は内部温度が１０５℃で出力電力が７ｋＷ、第２のパワーコンディショナ２は内部温度が９８℃で出力電力が８ｋＷ、第３のパワーコンディショナ２は内部温度が９５℃で出力電力が９ｋＷであると仮定すると、まず、各パワーコンディショナ２の出力上限値を、７ｋＷ／８ｋＷ／９ｋＷに仮設定する（この時点でトータル６ｋＷの抑制）。その上で、内部温度が１００℃を超えている第１のパワーコンディショナ２の出力上限値を７ｋＷから例えば０ｋＷとする（この時点でトータル１３ｋＷの抑制）。これでは抑制量があと５ｋＷ不足するため、次に、残りの第２及び第３のパワーコンディショナ２について、出力電力の大きいものから順に出力上限値を小さくしていく。すなわち、次に第３のパワーコンディショナ２の出力上限値を９ｋＷから４ｋＷとする（この時点でトータル１８ｋＷの抑制完了）。第２のパワーコンディショナ２の出力上限値は８ｋＷで維持する。その結果、３つのパワーコンディショナ２の出力電力は、０ｋＷ／８ｋＷ／４ｋＷとなる。
【００６３】
本出力制御態様によれば、異なる物理量について優先順位を付けることで、例えば、内部温度が１００℃未満であれば寿命への影響が少ないが１００℃を超えると寿命への影響が大きいような場合に、寿命への影響が大きい運転状態のパワーコンディショナ２から順に出力上限値を抑制していくことができる。
【００６４】
〔第８の出力制御態様〕（請求項９に対応）
上記第７の出力制御態様では３つの物理量のうち２つの物理量に基づいて出力制御を行う態様として説明したが、３つの物理量すべてについて、それぞれ優先順位を付けて出力制御を行うこともできる。すなわち、運転状態に関する所定の情報は、第１、第２及び第３の物理量に関する情報であり、第１、第２及び第３の物理量はそれぞれ、各パワーコンディショナ２の所定の時点の出力電力、各パワーコンディショナ２の所定期間内の積算発電電力量、及び、各パワーコンディショナ２の所定の時点の内部温度から排他的に選択されるいずれか一の物理量であってよい。
【００６５】
そして、出力制御装置９は、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、第１の物理量が所定値よりも大きいパワーコンディショナ２の出力上限値を第１の物理量が大きいものから順に小さくしていき、必要であれば残りのパワーコンディショナ２のうち第２の物理量が所定値よりも大きいパワーコンディショナ２の出力上限値を第２の物理量が大きいものから順に小さくしていき、さらに必要であれば残りのパワーコンディショナ２の出力上限値を第３の物理量が大きいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定する。なお、本態様においても、上記手順の前に出力上限値の仮設定を行うことが好ましい。また、抑制解除時は、逆の手順により各パワーコンディショナ２の出力上限値を復帰させていくことができる。
【００６６】
これによれば、例えば１００℃を超えているパワーコンディショナ２があればそのパワーコンディショナ２を優先して出力上限値を抑制し、次に出力電力が８ｋＷを超えているパワーコンディショナ２があればそのパワーコンディショナ２を優先して出力上限値を抑制し、最後に積算発電電力量の大きい順に出力上限値を抑制していくなど、一層的確に寿命への影響が大きい運転状態のパワーコンディショナ２から順に出力上限値を抑制していくことが可能である。
【００６７】
〔第９の出力制御態様〕（請求項１０に対応）
本態様では、運転状態に関する所定の情報は各パワーコンディショナの所定の時点の出力電力に関する情報であり、出力制御装置９は、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値を出力電力が小さいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定する。つまり、上記第４の出力制御態様とは、出力電力の優先順位を大小逆としている。
【００６８】
パワーコンディショナは一般に出力電力の小さいときの発電効率は小さく、定格出力の８０％程度で発電効率が最大となるという特性を有しているところ、本態様によれば、出力電力の小さいパワーコンディショナ２、すなわち発電効率の小さいパワーコンディショナ２から優先的に出力上限値を例えば０ｋＷまで抑制していくことにより、システム全体として高い発電効率を維持することができる。これにより、例えば、複数のパワーコンディショナ２を設置している小屋の放熱量を抑制できる。
【００６９】
例えば、各パワーコンディショナ２の定格出力が１０ｋＷ、第１のパワーコンディショナ２の出力電力が８ｋＷ（効率９５％）、第２のパワーコンディショナ２の出力電力が６ｋＷ（効率８０％）、第３のパワーコンディショナ２の出力電力が４ｋＷ（効率６０％）であり、システム全体の出力上限値を３０ｋＷから１２ｋＷまで抑制するとすると（抑制量は１８ｋＷ）、まず好ましくは本態様においても各パワーコンディショナ２の出力上限値を、８ｋＷ／６ｋＷ／４ｋＷに仮設定する（この時点でトータル１２ｋＷの抑制）。その上で、効率の悪いポイントで運転されている第３のパワーコンディショナ２の出力上限値を４ｋＷから０ｋＷまで抑制し（この時点でトータル１６ｋＷの抑制）、次に第２のパワーコンディショナ２の出力上限値を６ｋＷから４ｋＷまで抑制する（この時点で１８ｋＷの抑制完了）。その結果、第１のパワーコンディショナ２の出力電力は８ｋＷ（効率９５％）で維持され、第２のパワーコンディショナ２の出力電力は４ｋＷ（効率６０％）となり、第３のパワーコンディショナ２の出力電力は０ｋＷとなる。
【００７０】
出力抑制前の全体の効率は、（８＋６＋４）／{（８／９５％）＋（６／８０％）＋（４／６０％）}≒８０％であったのに対し、本態様の出力抑制後の全体の効率も（８＋４）／｛（８／９５％）＋（４／６０％）｝≒８０％となり、出力抑制後も高効率で維持できている。
【００７１】
なお、本態様においても、抑制解除時は、逆の手順により各パワーコンディショナ２の出力上限値を復帰させていくことができる。
【００７２】
〔第１０の出力制御態様〕（請求項１１に対応）
本態様では、運転状態に関する所定の情報を、各パワーコンディショナの所定期間内の積算発電電力量に関する情報としている点が第９の出力制御態様と異なっており、他の点については同様である。すなわち、出力制御装置９は、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値を積算発電電力量が小さいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定する。
【００７３】
本態様によれば、積算発電電力量の小さいパワーコンディショナは日射条件の芳しくない場所に設置されていると推測され、任意時間における発電量が低い傾向にあると考えられるから、第９の出力制御態様の場合と同様、発電効率が低い傾向にあるパワーコンディショナ２であると推察される。したがって、かかる発電効率の悪いパワーコンディショナ２から順に出力上限値を優先的に抑制していくことにより、システム全体の効率を高く維持できる。
【００７４】
なお、本態様においても、抑制解除時は、逆の手順により各パワーコンディショナ２の出力上限値を復帰させていくことができる。また、上記手順に先立って出力上限値の仮設定を同様に行うことができる。
【００７５】
〔第１１の出力制御態様〕（請求項１２に対応）
上記第９及び第１０の出力制御態様は、個別に用いてもよいが、優先度を決めて組み合わせて用いることもできる。すなわち、運転状態に関する所定の情報は、第１及び第２の物理量に関する情報であり、第１及び第２の物理量はそれぞれ、各パワーコンディショナ２の所定の時点の出力電力、及び、各パワーコンディショナ２の所定期間内の積算発電電力量から排他的に選択されるいずれか一の物理量であってよい。
【００７６】
そして、出力制御装置９は、複数のパワーコンディショナ２の出力上限値の総和が発電システム全体の出力上限値以下となるまで、第１の物理量が所定値よりも小さいパワーコンディショナの出力上限値を第１の物理量が小さいものから順に小さくしていき、必要であれば残りのパワーコンディショナの出力上限値を第２の物理量が小さいものから順に小さくしていくことにより、各パワーコンディショナの出力上限値を決定することができる。
【００７７】
例えば、定格出力の１／４未満の出力時に効率がきわめて悪くなるパワーコンディショナ２である場合、出力電力が定格の１／４より小さいパワーコンディショナ２の出力上限値を出力電力が小さいものから順に０ｋＷまで抑制してそのパワーコンディショナ２の発電を停止させ、その後、積算発電電力量の小さいものから順に出力上限値を抑制していくことで、各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定できる。
【００７８】
なお、本態様においても、抑制解除時は、逆の手順により各パワーコンディショナ２の出力上限値を復帰させていくことができる。また、上記手順に先立って出力上限値の仮設定を同様に行うことができる。
【００７９】
本発明は、上記各態様に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、上記実施形態ではパワーコンディショナ２とは別に出力制御装置９を設置したが、いずれか一のパワーコンディショナ２の制御部５によって上記各出力制御態様で説明した出力制御を行わせることもできる。また、太陽光発電システム以外の再生可能エネルギー発電システムに適用可能である。
【００８０】
また、出力制御開始時点のパワーコンディショナ２の運転状態に基づいて各パワーコンディショナ２の出力上限値を決定した後、出力状態の変動に伴って各パワーコンディショナ２の出力上限値を再配分してもよい。例えば、出力上限値を６ｋＷ／４ｋＷ／２ｋＷと決定した後、実際の発電出力が４ｋＷ／２ｋＷ／２ｋＷのように特定のパワーコンディショナ２は上限値で出力しているが、その他のパワーコンディショナ２の出力が上がらない場合は、上限値で出力しているパワーコンディショナ２の出力上限値を上げて、他のパワーコンディショナ２の出力下限値を下げるなど、適宜調整可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  発電部
２  パワーコンディショナ
９  制御部（出力制御装置）
【図１】
2017118721.tif 000003