特許 6024973 電力制御装置、電力制御方法、プログラム、およびエネルギーマネジメントシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6024973

(24)【登録日】2016年10月21日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】電力制御装置、電力制御方法、プログラム、およびエネルギーマネジメントシステム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/32 20060101AFI20161107BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/32

   H02J7/35 J

【請求項の数】13

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-288384(P2012-288384)

(22)【出願日】2012年12月28日

(65)【公開番号】特開2014-131425(P2014-131425A)

(43)【公開日】2014年7月10日

【審査請求日】2015年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082131

【弁理士】

【氏名又は名称】稲本 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100121131

【弁理士】

【氏名又は名称】西川 孝

(72)【発明者】

【氏名】中井 琢也

(72)【発明者】

【氏名】西川 武男

(72)【発明者】

【氏名】大橋 誠

(72)【発明者】

【氏名】山田 潤一郎

(72)【発明者】

【氏名】岡田 亘

【審査官】 田中 寛人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２２４００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３９１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２２９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９１８２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ３／００−７／１２、７／３４−７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電力を供給する経路となる直流バスと、
自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに出力する第１の変換装置と、
前記直流バスからの直流電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに放電する第２の変換装置と、
前記直流バスからの直流電力をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、
前記第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記発電部の出力に応じて、前記直流バスの電位を前記第１の変換装置が安定動作可能な第１の電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させる
電力制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記発電部の出力電力が所定の電力より小さい場合、前記直流バスの電位を前記第１の電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させる
請求項１に記載の電力制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記蓄電部の蓄電量が所定量を超えた場合、前記直流バスの電位を、前記第３の変換装置が前記電力系統および前記交流負荷に所定電圧の交流電力を供給可能な第２の電位まで昇圧させ、前記第２の変換装置に放電させ、前記第３の変換装置を駆動させる
請求項２に記載の電力制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第３の変換装置に、前記第１の変換装置からの出力電力と前記第２の変換装置からの放電電力とを合わせてDC/AC変換させる
請求項３に記載の電力制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記発電部の出力電圧が所定の電圧より小さい場合、前記直流バスの電位を前記第１の電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させる
請求項１に記載の電力制御装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記発電部の出力電圧が所定の電圧を超えた場合、前記直流バスの電位を、前記第３の変換装置が前記電力系統および前記交流負荷に所定電圧の交流電力を供給可能な第２の電位まで昇圧させ、前記第２の変換装置に放電させ、前記第３の変換装置を駆動させる
請求項５に記載の電力制御装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第３の変換装置に、前記第１の変換装置からの出力電力と前記第２の変換装置からの放電電力とを合わせてDC/AC変換させる
請求項６に記載の電力制御装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記第１の電位を段階的に設定する
請求項１に記載の電力制御装置。

【請求項9】

前記第２の変換装置は、着脱可能なモジュールに含まれるように構成される
請求項１に記載の電力制御装置。

【請求項10】

前記モジュールは、前記第２の変換装置とともに前記蓄電部を含むように構成される
請求項９に記載の電力制御装置。

【請求項11】

直流電力を供給する経路となる直流バスと、
自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに出力する第１の変換装置と、
前記直流バスからの直流電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに放電する第２の変換装置と、
前記直流バスからの直流電力をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と
を備える電力制御装置の電力制御方法であって、
前記発電部の出力に応じて、前記直流バスの電位を前記第１の変換装置が安定動作可能な電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させる
ステップを含む電力制御方法。

【請求項12】

直流電力を供給する経路となる直流バスと、
自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに出力する第１の変換装置と、
前記直流バスからの直流電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに放電する第２の変換装置と、
前記直流バスからの直流電力をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と
を備える電力制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記発電部の出力に応じて、前記直流バスの電位を前記第１の変換装置が安定動作可能な電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させる
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【請求項13】

自然エネルギーを利用して発電を行う発電部と、
電力を蓄電する蓄電部と、
直流電力を供給する経路となる直流バスと、
前記発電部からの直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに出力する第１の変換装置と、
前記直流バスからの直流電力をDC/DC変換して前記蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに放電する第２の変換装置と、
前記直流バスからの直流電力をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、
前記第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記発電部の出力に応じて、前記直流バスの電位を前記第１の変換装置が安定動作可能な電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させる
エネルギーマネジメントシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力制御装置、電力制御方法、プログラム、およびエネルギーマネジメントシステムに関し、特に、発電された電力をより効率的に使用することができるようにした電力制御装置、電力制御方法、プログラム、およびエネルギーマネジメントシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、商用電力を供給する電力系統からの電力だけでなく、太陽光発電により発電された電力やバッテリに蓄積されている電力など、複数の電力源から供給される電力を効率良く使用するために、最適な電力管理を行うエネルギーマネジメントシステムの開発が行われている。

【0003】

例えば、特許文献１には、発電システムによって発電された電力に応じて、発電システムの接続先を、電力変換装置と二次電池とで選択するようにしたシステムの構成が開示されている。

【0004】

図１には、エネルギーマネジメントシステムの一構成例が示されている。

【0005】

図１に示すように、エネルギーマネジメントシステム１１は、電力制御装置１２が電流計１３を介して電力系統１４に接続され、電力制御装置１２に、ＰＶ（Photovoltaics）１５およびＡＣ（Alternating Current）負荷１７が接続されて構成されている。

【0006】

電力制御装置１２は、ＰＶ用DC/DC変換部２１およびDC/AC変換部２２を有して構成される。DC/AC変換部２２のＡＣ側の端子は、電力系統１４に接続される。一方、DC/AC変換部２２のＤＣ側の端子は、ＰＶ用DC/DC変換部２１を介してＰＶ１５に接続される。ここで、DC/AC変換部２２のＤＣ側の端子に接続され、ＰＶ用DC/DC変換部２１との間で直流電力の供給が行われる配線を、以下、ＤＣバス２３という。

【0007】

エネルギーマネジメントシステム１１においては、ＰＶ１５により発電された電力は、ＰＶ用DC/DC変換部２１によりDC/DC変換されてＤＣバス２３を介してDC/AC変換部２２に供給され、DC/AC変換部２２によりDC/AC変換されてＡＣ負荷１７に供給されるとともに、余った電力は電力系統１４に供給（逆潮流）される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第３５８１６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、朝や夕、曇天時には、ＰＶ１５の出力が小さいため、ＰＶ用DC/DC変換部２１が安定動作せず、電力制御装置１２を動作させることができなかった。

【0010】

例えば、DC/AC変換部２２の出力電圧を200Ｖにするために、ＰＶ用DC/DC変換部２１は、ＤＣバス２３の電位を、一般的に380Ｖ程度にする必要がある。

【0011】

そこで、ＰＶ１５の出力電力が小さい場合、ＰＶ用DC/DC変換部２１がＤＣバス２３の電位を380Ｖ程度まで昇圧しようとしても、出力電流が小さくなってしまい、ＰＶ用DC/DC変換部２１は安定動作できない。

【0012】

また、ＰＶ１５の出力電圧が小さい場合には、ＰＶ用DC/DC変換部２１の昇圧比が大きくなってしまい、ＰＶ用DC/DC変換部２１は安定動作できない上に、変換効率が低下してしまう。

【0013】

このように、朝や夕、曇天時などにＰＶにより発電された電力は、電力制御装置１２を動作させるには足りず、効率的に使用されていなかった。

【0014】

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、発電された電力をより効率的に使用することができるようにするものである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本開示の一側面の電力制御装置は、直流電力を供給する経路となる直流バスと、自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに出力する第１の変換装置と、前記直流バスからの直流電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに放電する第２の変換装置と、前記直流バスからの直流電力をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、前記第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記発電部の出力に応じて、前記直流バスの電位を前記第１の変換装置が安定動作可能な第１の電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させる。

【0016】

本開示の一側面の電力制御方法またはプログラムは、直流電力を供給する経路となる直流バスと、自然エネルギーを利用して発電を行う発電部からの直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに出力する第１の変換装置と、前記直流バスからの直流電力をDC/DC変換して電力を蓄電する蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに放電する第２の変換装置と、前記直流バスからの直流電力をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置とを備える電力制御装置の電力制御方法、または、その電力制御装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記発電部の出力に応じて、前記直流バスの電位を前記第１の変換装置が安定動作可能な電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させるステップを含む。

【0017】

本開示の一側面のエネルギーマネジメントシステムは、自然エネルギーを利用して発電を行う発電部と、電力を蓄電する蓄電部と、直流電力を供給する経路となる直流バスと、前記発電部からの直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに出力する第１の変換装置と、前記直流バスからの直流電力をDC/DC変換して前記蓄電部に充電し、また、前記蓄電部の直流電力をDC/DC変換して前記直流バスに放電する第２の変換装置と、前記直流バスからの直流電力をDC/AC変換して電力系統および交流負荷に交流電力を供給する第３の変換装置と、前記第１乃至第３の変換装置の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記発電部の出力に応じて、前記直流バスの電位を前記第１の変換装置が安定動作可能な電位とし、前記第２の変換装置に充電させ、前記第３の変換装置を停止させる。

【0018】

本開示の一側面においては、発電部の出力に応じて、直流バスの電位が第１の変換装置が安定動作可能な電位とされ、第２の変換装置により充電され、第３の変換装置が停止される。

【発明の効果】

【0019】

本開示の一側面によれば、発電された電力をより効率的に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】エネルギーマネジメントシステムの一構成例を示すブロック図である。

【図2】本技術を適用したエネルギーマネジメントシステムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【図3】エネルギーマネジメントシステムの簡略的な構成例を示す図である。

【図4】充放電制御処理について説明するフローチャートである。

【図5】充電時の電力の流れを示す図である。

【図6】放電時の電力の流れを示す図である。

【図7】充放電制御処理の他の例について説明するフローチャートである。

【図8】ＤＣバスの電位について説明する図である。

【図9】ＤＣバスの電位について説明する図である。

【図10】エネルギーマネジメントシステムの他の構成例を示す図である。

【図11】エネルギーマネジメントシステムのさらに他の構成例を示す図である。

【図12】汎用のパーソナルコンピュータの構成例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0022】

[エネルギーマネジメントシステムの構成例]
図２は、本技術を適用したエネルギーマネジメントシステムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

【0023】

図２において、エネルギーマネジメントシステム３１は、太陽光発電システムとして構成され、電力制御装置３２が電流計３３を介して電力系統３４に接続され、ＰＶ３５、バッテリ３６、ＥＶ（Electric Vehicle）３７、ＡＣ負荷３８、並びに、ＤＣ負荷３９−１および３９−２が、電力制御装置３２に接続されて構成されている。

【0024】

電力制御装置３２は、いわゆるパワーコンディショナとして構成され、電力制御装置３２に接続される複数の電力源（電力系統３４、ＰＶ３５、バッテリ３６、またはＥＶ３７）から供給される電力を、電力制御装置３２に接続される複数の負荷（ＡＣ負荷３８、並びに、ＤＣ負荷３９−１および３９−２）に供給する制御を行う。

【0025】

電流計３３は、電力制御装置３２から電力系統３４に供給（逆潮流）される電力を計測する。エネルギーマネジメントシステム３１は、電力系統３４に対して交流電力を供給する。

【0026】

ＰＶ３５は、例えば、複数の太陽電池モジュールが接続されてパネル状に構成され、受光する太陽光の光量に応じて発電し、その発電した電力を電力制御装置３２に供給する。バッテリ３６は、電力制御装置３２から供給される電力を蓄電したり、蓄電している電力を電力制御装置３２に供給したりする。ＥＶ３７は、ユーザがＥＶ３７を使用するのに応じて電力制御装置３２に適宜接続され、電力制御装置３２から供給される電力を蓄電するバッテリを内蔵している。

【0027】

ＡＣ負荷３８は、交流電力を消費して駆動する機器であり、ＤＣ負荷３９−１および３９−２は、直流電力を消費して駆動する機器である。なお、図２の構成例では、２台のＤＣ負荷３９−１および３９−２が電力制御装置３２に接続されているが、その台数を増減させることができる。

【0028】

電力制御装置３２は、ＰＶ用DC/DC変換部４１、DC/AC変換部４２、バッテリ用DC/DC変換部４３、ＥＶ用DC/DC変換部４４、負荷用DC/DC変換部４５−１および４５−２、分電盤４６、並びにシステム制御部４７を備えて構成される。また、分電盤４６には、ブレーカ５１−１乃至５１−６、電流計５２−１乃至５２−４、およびＤＣバス５３が収納される。

【0029】

電力制御装置３２では、電力系統３４とＡＣ負荷３８とを接続する電力線４０に、DC/AC変換部４２のＡＣ側の端子が接続されており、DC/AC変換部４２のＤＣ側の端子はブレーカ５１−１を介して、直流電力を供給する経路となるＤＣバス５３に接続される。また、ＰＶ３５が接続されるＰＶ用DC/DC変換部４１はブレーカ５１−２を介してＤＣバス５３に接続される。同様に、バッテリ３６が接続されるバッテリ用DC/DC変換部４３はブレーカ５１−３を介してＤＣバス５３に接続され、ＥＶ３７が接続されるＥＶ用DC/DC変換部４４はブレーカ５１−４および電流計５２−１を介してＤＣバス５３に接続される。

【0030】

また、ＤＣ負荷３９−１が接続される負荷用DC/DC変換部４５−１はブレーカ５１−５および電流計５２−２を介してＤＣバス５３に接続され、ＤＣ負荷３９−２が接続される負荷用DC/DC変換部４５−２はブレーカ５１−６および電流計５２−３を介してＤＣバス５３に接続される。ＡＣ負荷３８は、ブレーカ５１−７および電流計５２−４を介して、DC/AC変換部４２に接続される。

【0031】

ＰＶ用DC/DC変換部４１は、ＰＶ３５において発電された電力を所定の電圧となるようにDC/DC変換（昇降圧）して、ＤＣバス５３に出力する。ＰＶ用DC/DC変換部４１は、ＰＶ３５から最大の電力を取り出すように最大出力点を追跡するMPPT制御を行うことができる。

【0032】

DC/AC変換部４２は、ＤＣバス５３を介して供給される直流電力をDC/AC変換し、得られた交流電力を、電力線４０を介してＡＣ負荷３８に供給したり、電力系統３４に逆潮流したりする。また、DC/AC変換部４２は、電力系統３４から供給される交流電力をAC/DC変換して、得られた直流電力をＤＣバス５３に出力する。

【0033】

バッテリ用DC/DC変換部４３は、バッテリ３６に蓄積されている電力をDC/DC変換（昇降圧）してＤＣバス５３に出力（放電）したり、ＤＣバス５３を介して供給される電力をDC/DC変換してバッテリ３６を充電したりする。

【0034】

ＥＶ用DC/DC変換部４４は、電力制御装置３２にＥＶ３７が接続されているとき、ＥＶ３７に蓄積されている電力をDC/DC変換してＤＣバス５３に出力（放電）したり、ＤＣバス５３を介して供給される電力をDC/DC変換してＥＶ３７を充電したりする。

【0035】

負荷用DC/DC変換部４５−１および４５−２は、ＤＣバス５３を介して供給される電力を、それぞれに接続されているＤＣ負荷３９−１および３９−２の駆動に必要な電圧にDC/DC変換して、ＤＣ負荷３９−１および３９−２にそれぞれ供給する。

【0036】

システム制御部４７は、電流計３３および電流計５２−１乃至５２−４により計測される電流や、ＰＶ３５の発電状態、バッテリ３６の充電状態などに基づいて、電力制御装置３２を構成する各ブロックに対する制御を行うことで、エネルギーマネジメントシステム３１全体を制御する。

【0037】

また、例えば、システム制御部４７は、ＰＶ３５の出力に応じて、バッテリ３６の充電または放電を行うよう、バッテリ用DC/DC変換部４３を制御する。

【0038】

なお、図２では、システム制御部４７と各ブロックを接続する配線の図示は、省略されている。

【0039】

以降においては、説明を簡略化するために、図３に示すようなエネルギーマネジメントシステム３１の構成例を用いて説明する。図３のエネルギーマネジメントシステム３１において、図２のエネルギーマネジメントシステム３１における構成と対応する部分には同一の符号を付してある。

【0040】

[バッテリの充放電制御処理]
次に、図４のフローチャートを参照して、エネルギーマネジメントシステム３１におけるバッテリの充放電制御処理について説明する。この充放電制御処理は、ＰＶ３５により発電された電力がDC/DC変換部４１によりDC/DC変換されて、ＤＣバス５３に出力されているときに実行される。

【0041】

ステップＳ１１において、システム制御部４７は、ＰＶ３５の出力電力が所定の電力より大きいか否かを判定する。

【0042】

ここで、所定の電力とは、ＰＶ用DC/DC変換部４１がＰＶ３５の出力電力をDC/DC変換する際、ＤＣバス５３の電位を380Ｖ程度に昇圧させた上で、安定した出力電流が得られる電力とされる。なお、DC/AC変換部４２の出力電圧をＡＣ200Ｖとする場合、ＤＣバス５３の電位を380Ｖ程度にする必要がある。

【0043】

ステップＳ１１において、ＰＶ３５の出力電力が、例えば100Ｗ程度であり、所定の電力より大きくないと判定された場合、処理はステップＳ１２に進み、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２を停止させる。

【0044】

その後、ステップＳ１３において、システム制御部４７は、ＤＣバス５３の電位を中間電位とするよう、ＰＶ用DC/DC変換部４１を制御する。ここで、中間電位とは、所定の電力より小さいＰＶ３５の出力電力でも安定した出力電流が得られるような電位、すなわち、ＰＶ用DC/DC変換部４１が安定動作可能な電位とされる。

【0045】

例えば、ＤＣバス５３の電位を380Ｖ程度とする場合、ＰＶ３５の出力電力が100Ｗのときに得られる出力電流は0.27Ａ程度となり、ＰＶ用DC/DC変換部４１は安定動作できない。一方、ＤＣバス５３の電位を、中間電位としての60Ｖとする場合、ＰＶ３５の出力電力が100Ｗのときに得られる出力電流は1.7Ａ程度となり、ＰＶ用DC/DC変換部４１は安定動作できる。

【0046】

そして、ステップＳ１４において、システム制御部４７は、バッテリ用DC/DC変換部４３を充電方向に駆動させることで、ＰＶ用DC/DC変換部４１からＤＣバス５３に出力された電力をDC/DC変換してバッテリ３６に充電させる。

【0047】

すなわち、ＰＶ３５の出力電力が所定の電力より大きくない場合、エネルギーマネジメントシステム３１においては、図５の矢印Ａで示されるように、ＰＶ３５により発電された電力が、ＰＶ用DC/DC変換部４１によりDC/DC変換されてＤＣバス５３を介してバッテリ用DC/DC変換部４３に供給され、バッテリ用DC/DC変換部４３によりDC/DC変換されてバッテリ３６に充電される。

【0048】

一方、ステップＳ１１において、ＰＶ３５の出力電力が所定の電力より大きいと判定された場合、処理はステップＳ１５に進み、システム制御部４７は、バッテリ３６の蓄電量が所定量を超えたか否かを判定する。なお、ここでは、バッテリ３６の蓄電量が、バッテリ３６の最大容量になったか否かが判定されるようにしてもよい。

【0049】

ステップＳ１５において、バッテリ３６の蓄電量が所定量を超えていないと判定された場合、処理はステップＳ１２に進み、その後、バッテリ３６への充電が行われる。

【0050】

一方、ステップＳ１５において、バッテリ３６の蓄電量が所定量を超えていると判定された場合、処理はステップＳ１６に進み、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２を駆動させる。

【0051】

その後、ステップＳ１７において、システム制御部４７は、ＤＣバス５３の電位を通常電圧まで昇圧させるよう、ＰＶ用DC/DC変換部４１を制御する。ここで、通常電位とは、DC/AC変換部４２がＡＣ負荷３８や電力系統３４に所定電圧の交流電力を供給可能な電位とする。例えば、DC/AC変換部４２の出力電圧をＡＣ200Ｖにする場合、通常電位は380Ｖ程度とされる。

【0052】

そして、ステップＳ１８において、システム制御部４７は、バッテリ用DC/DC変換部４３を放電方向に駆動させることで、バッテリ３６に蓄電された電力をDC/DC変換してＤＣバス５３に放電させる。

【0053】

このとき、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２に、ＰＶ用DC/DC変換部４１からの出力電力（ＰＶ３５の出力電力）と、バッテリ用DC/DC変換部４３からのバッテリ３６の放電電力とを合わせてDC/AC変換させる。

【0054】

すなわち、ＰＶ３５の出力電力が所定の電力より大きく、かつ、バッテリ３６の蓄電量が所定量を超えている場合、エネルギーマネジメントシステム３１においては、図６の矢印Ｂで示されるように、ＰＶ３５により発電された電力が、ＰＶ用DC/DC変換部４１によりDC/DC変換されてＤＣバス５３を介してDC/AC変換部４２に供給され、DC/AC変換部４２によりDC/AC変換されるとともに、図６の矢印Ｃで示されるように、バッテリ３６から放電された電力が、バッテリ用DC/DC変換部４３によりDC/DC変換されてＤＣバス５３を介してDC/AC変換部４２に供給され、DC/AC変換部４２によりDC/AC変換される。

【0055】

以上の処理によれば、ＰＶ３５の出力電力が所定の電力より小さい場合に、ＤＣバス５３の電位が中間電位とされ、中間電位とされたＤＣバス５３からの電力がバッテリ３６に充電されるようになる。これにより、発電された電力が小さい場合であっても、ＰＶ用DC/DC変換部４１は安定動作できるので、電力制御装置３２を動作させることができるようになり、また、朝や夕、曇天時などに発電された電力を一旦充電することで無駄にすることなく、より効率的に使用することが可能となる。

【0056】

[充放電制御処理の他の例]
次に、図７のフローチャートを参照して、エネルギーマネジメントシステム３１における充放電制御処理の他の例について説明する。この充放電制御処理もまた、例えば、ＰＶ３５により発電された電力がDC/DC変換部４１によりDC/DC変換されて、ＤＣバス５３に出力されると開始される。

【0057】

ステップＳ３１において、システム制御部４７は、ＰＶ３５の出力電圧が所定の電圧より大きいか否かを判定する。

【0058】

ここで、所定の電圧とは、ＰＶ用DC/DC変換部４１がＰＶ３５の出力電力をDC/DC変換する際、ＤＣバス５３の電位を例えば380Ｖ程度に安定して昇圧するのに必要な電圧とされ、例えば60Ｖとされる。

【0059】

ステップＳ３１において、ＰＶ３５の出力電力が所定の電圧より大きくないと判定された場合、処理はステップＳ３２に進み、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２を停止させる。

【0060】

その後、ステップＳ３３において、システム制御部４７は、ＤＣバス５３の電位を中間電位とするよう、ＰＶ用DC/DC変換部４１を制御する。ここで、中間電位とは、所定の電圧より小さいＰＶ３５の出力電圧でも安定して昇圧可能な電位、すなわち、ＰＶ用DC/DC変換部４１が安定動作可能な電位とされる。

【0061】

例えば、ＤＣバス５３の電位を380Ｖ程度とする場合、ＰＶ３５の出力電圧が60Ｖより小さいときには昇圧比が大きくなってしまい、ＰＶ用DC/DC変換部４１は安定動作できない上に、変換効率が低下してしまう。一方、ＤＣバス５３の電位を、中間電位としての120Ｖとする場合、ＰＶ３５の出力電力が60Ｖより小さいときでも昇圧比は小さくなり、ＰＶ用DC/DC変換部４１は安定動作ができる上に、変換効率を高めることができるようになる。

【0062】

そして、ステップＳ３４において、システム制御部４７は、バッテリ用DC/DC変換部４３を充電方向に駆動させることで、ＰＶ用DC/DC変換部４１からＤＣバス５３に出力された電力をDC/DC変換してバッテリ３６に充電させる。

【0063】

例えば、図８に示されるように、期間１においては、ＰＶ３５の出力電圧Vpvは、時間の経過とともに上昇しているものの、所定の電圧60Ｖより小さい。このとき、ＤＣバス５３の電位Vdcは、中間電位120Ｖとされる。なお、期間１においては、バッテリ３６への充電が行われているので、バッテリ３６の充電電圧Vbatも時間の経過とともに上昇している。

【0064】

なお、図８に示されるように、バッテリ３６の充電電圧Vbatは、高々110Ｖ程度と、それほど高い電圧にはならないので、バッテリ３６を、電気二重層キャパシタにより構成するようにしてもよい。

【0065】

一方、ステップＳ３１において、ＰＶ３５の出力電圧が所定の電圧より大きいと判定された場合、処理はステップＳ３５に進み、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２を駆動させる。

【0066】

その後、ステップＳ３６において、システム制御部４７は、ＤＣバス５３の電位を通常電圧（380Ｖ程度）まで昇圧させるよう、ＰＶ用DC/DC変換部４１を制御する。

【0067】

そして、ステップＳ３７において、システム制御部４７は、バッテリ用DC/DC変換部４３を放電方向に駆動させることで、バッテリ３６に蓄電された電力をDC/DC変換してＤＣバス５３に放電させる。

【0068】

このとき、システム制御部４７は、DC/AC変換部４２に、ＰＶ用DC/DC変換部４１からの出力電力（ＰＶ３５の出力電力）と、バッテリ用DC/DC変換部４３からのバッテリ３６の放電電力とを合わせてDC/AC変換させる。

【0069】

例えば、図８に示されるように、期間１を経過し、期間２になると、ＰＶ３５の出力電圧Vpvは、所定の電圧60Ｖより大きくなる。このとき、ＤＣバス５３の電位Vdcは、通常電位380Ｖとされる。期間２においては、バッテリ３６からの放電が行われているので、バッテリ３６の充電電圧Vbatは時間の経過とともに下降している。

【0070】

以上の処理によれば、ＰＶ３５の出力電圧が所定の電圧より小さい場合に、ＤＣバス５３の電位が中間電位とされ、中間電位とされたＤＣバス５３からの電力がバッテリ３６に充電されるようになる。これにより、発電された電力が小さい場合であっても、ＰＶ用DC/DC変換部４１は安定動作できるので、電力制御装置３２を動作させることができるようになり、朝や夕、曇天時などに発電された電力を一旦充電することで無駄にすることなく、より効率的に使用することが可能となる。

【0071】

なお、以上においては、中間電位は、例えば60Ｖや120Ｖなど、１つの電圧値に限られていたが、システム制御部４７によって、段階的に設定されるようにしてもよい。例えば、図９に示されるように、期間１においては、ＰＶ３５の出力電圧Vpvの上昇とともに、ＤＣバス５３の電位Vdcを、３段階の中間電位とするようにしてもよい。

【0072】

これにより、期間１におけるＰＶ用DC/DC変換部４１の昇圧比をより小さく安定させることができ、変換効率をより高めることができるので、結果として、バッテリ３６への充電効率を高めることが可能となる。

【0073】

[エネルギーマネジメントシステムのさらに他の構成例]
以上においては、電力を蓄電する蓄電部としてのバッテリ３６と、バッテリ３６の充放電を行うバッテリ用DC/DC変換部４３とは、別個に構成されるものとしたが、図１０に示されるように、電力制御装置３２に着脱可能なモジュール１１１に、バッテリ３６とバッテリ用DC/DC変換部４３とが含まれるように構成されてもよい。

【0074】

このような構成の場合、システム制御部４７には、モジュール１１１を制御するためのプログラムがインストールされるようになる。

【0075】

また、以上においては、太陽光を受光した光量に応じて発電するＰＶ３５が、電力制御装置３２に接続されるものとしたが、例えば、図１１に示されるように、ＰＶ３５に代えて、風力を利用して発電を行う風力発電部１３１が、電力制御装置３２に接続されるようにしてもよい。この場合、DC/DC変換部１４１が、風力発電部１３１において発電された電力を所定の電圧となるようにDC/DC変換して、ＤＣバス５３に出力する。

【0076】

なお、風力発電部１３１に限らず、バイオマスやその他の自然エネルギーを利用して発電を行う発電部や燃料電池などが、電力制御装置３２に接続されるようにしてもよい。

【0077】

ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。

【0078】

[汎用のパーソナルコンピュータの構成例]
図１２は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)１００１を内蔵している。CPU１００１にはバス１００４を介して、入出力インタフェース１００５が接続されている。バス１００４には、ROM(Read Only Memory)１００２およびRAM(Random Access Memory)１００３が接続されている。

【0079】

入出力インタフェース１００５には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部１００６、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部１００７、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部１００８、LAN（Local Area Network）アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部１００９が接続されている。また、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１０１１に対してデータを読み書きするドライブ１０１０が接続されている。

【0080】

CPU１００１は、ROM１００２に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア１０１１から読み出されて記憶部１００８にインストールされ、記憶部１００８からRAM１００３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM１００３にはまた、CPU１００１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。

【0081】

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１００１が、例えば、記憶部１００８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１００５及びバス１００４を介して、RAM１００３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

【0082】

コンピュータ（CPU１００１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア１０１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。

【0083】

コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア１０１１をドライブ１０１０に装着することにより、入出力インタフェース１００５を介して、記憶部１００８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１００９で受信し、記憶部１００８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１００２や記憶部１００８に、あらかじめインストールしておくことができる。

【0084】

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。また、プログラムは、１つのCPUにより処理されるものであっても良いし、複数のCPUによって分散処理されるものであっても良い。なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

【0085】

また、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0086】

３１ エネルギーマネジメントシステム， ３２ 電力制御装置， ３３ 電流計， ３４ 電力系統， ３５ ＰＶ， ３６ バッテリ， ３７ ＥＶ， ３８ ＡＣ負荷， ３９ ＤＣ負荷， ４０ 電力線， ４１ AC/DC変換部， ４２ ＰＶ用DC/DC変換部， ４３ バッテリ用DC/DC変換部， ４４ ＥＶ用DC/DC変換部， ４５ 負荷用DC/DC変換部， ４６ 分電盤， ４７ システム制御部， ５１ ブレーカ， ５２ 電流計， ５３ ＤＣバス， １１１ モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】