特許 6146149 系統連系インバータ装置、通信装置および電流生成方法

(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】6146149

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】系統連系インバータ装置、通信装置および電流生成方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20170607BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20170607BHJP

   H04B 3/54 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 R

   H02M7/48 E

   H02J3/38 130

   H04B3/54

【請求項の数】9

【全頁数】41

(21)【出願番号】特願2013-121903(P2013-121903)

(22)【出願日】2013年6月10日

(65)【公開番号】特開2014-239626(P2014-239626A)

(43)【公開日】2014年12月18日

【審査請求日】2016年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000682

【氏名又は名称】特許業務法人ワンディーＩＰパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】奥村 俊明

【審査官】 佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５３３９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５３４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１４０７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００４６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１０４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２７１７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０４Ｂ ３／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電電力から発電電流を生成し、前記発電電流を電力系統へ出力するための電流生成部と、
前記電力系統における系統電圧がゼロボルトを示すゼロクロスタイミングを検出するためのゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検出部により検出された前記ゼロクロスタイミングに基づいて、前記発電電流の目標値を設定するための目標電流設定部と、
前記ゼロクロス検出部により検出された前記ゼロクロスタイミングに基づいてゼロクロス期間を設定するためのゼロクロス期間設定部と、
前記系統電圧、および前記目標値と前記電流生成部により生成された前記発電電流との差に基づいて、前記発電電流を調整するための電流調整部とを備え、
前記電流調整部は、前記ゼロクロス期間設定部により設定された前記ゼロクロス期間において、前記差を前記差より絶対値の小さい同符号の値またはゼロに補正し、補正後の差および前記系統電圧に基づいて前記発電電流を調整する電流安定化処理を行い、
前記ゼロクロス期間設定部は、他の装置により前記電力系統において行われる低速の電力線通信の信号伝送期間が含まれるように前記ゼロクロス期間を設定する、系統連系インバータ装置。

【請求項2】

前記電流調整部は、前記ゼロクロス期間のうち、前記電力系統における電流の絶対値が所定のしきい値より大きくなる期間において前記電流安定化処理を行う、請求項１に記載の系統連系インバータ装置。

【請求項3】

前記系統連系インバータ装置は、さらに、
前記電力系統において行われる低速の電力線通信を開始する旨を示す通信開始情報、および前記電力系統において行われる低速の前記電力線通信に用いられる信号を受信した旨を示す信号受信情報の少なくとも一方を他の装置から受信するための受信部を備え、
前記電流調整部は、前記受信部が前記通信開始情報または前記信号受信情報を他の装置から受信した場合、前記ゼロクロス期間において前記電流安定化処理を行う、請求項１または請求項２に記載の系統連系インバータ装置。

【請求項4】

前記ゼロクロス検出部は、他の装置により前記電力系統において低速の電力線通信が行われている期間、前記ゼロクロスタイミングを推定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の系統連系インバータ装置。

【請求項5】

前記ゼロクロス検出部は、前記ゼロクロスタイミング以外のタイミングを検出し、検出したタイミングから前記ゼロクロスタイミングを推定する、請求項４に記載の系統連系インバータ装置。

【請求項6】

前記ゼロクロス検出部は、前記系統電圧が最大値となるタイミングおよび最小値となるタイミングのいずれか一方から前記ゼロクロスタイミングを推定する、請求項５に記載の系統連系インバータ装置。

【請求項7】

前記電流調整部は、前記ゼロクロス検出部により推定された前記ゼロクロスタイミングに基づいて前記系統電圧を推定し、推定した前記系統電圧、および前記差に基づいて前記発電電流を調整する、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の系統連系インバータ装置。

【請求項8】

前記目標電流設定部は、前記ゼロクロス検出部により推定された前記ゼロクロスタイミングに基づいて前記目標値を設定する、請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の系統連系インバータ装置。

【請求項9】

発電電力から発電電流を生成し、前記発電電流を電力系統へ出力するステップと、
前記電力系統における系統電圧がゼロボルトを示すゼロクロスタイミングを検出するステップと、
検出した前記ゼロクロスタイミングに基づいて、前記発電電流の目標値を設定するステップと、
検出した前記ゼロクロスタイミングに基づいてゼロクロス期間を設定するステップと、
前記系統電圧、および前記目標値と生成した前記発電電流との差に基づいて、前記発電電流を調整するステップとを含み、
前記発電電流を調整するステップにおいては、設定した前記ゼロクロス期間において、前記差を前記差より絶対値の小さい同符号の値またはゼロに補正し、補正後の差および前記系統電圧に基づいて前記発電電流を調整する電流安定化処理を行い、
前記ゼロクロス期間を設定するステップにおいては、他の装置により前記電力系統において行われる低速の電力線通信の信号伝送期間が含まれるように前記ゼロクロス期間を設定する、電流生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、系統連系インバータ装置、通信装置および電流生成方法に関し、特に、発電装置から受ける電力を利用する系統連系インバータ装置、当該系統連系インバータ装置と同じ電力系統に接続された通信装置および電流生成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許第５０５５４２９号公報（特許文献１）には、以下のような、ユーティリティにより送信された外向きメッセージの検出を向上させる方法が開示されている。すなわち、中継器を介して電気ユーティリティと端末装置とが電気配電機構を通信路として互いに通信する通信ネットワークにおいて、電気ユーティリティにより用いられる双方向自動通信システムであって、外向きメッセージが該ユーティリティから端末装置へ送信され、内向きの応答メッセージが端末装置から該ユーティリティへ返送され、それぞれの外向きおよび内向きメッセージは該ユーティリティの電気配電機構を介して送信および受信されるシステムにおいて、中継器がシステムの他の場所から送信された内向きメッセージから外向きメッセージを区別することを可能にする方法である。この方法は、外向きメッセージのプリアンブルを形成する複数のビットを検出し、該検出した複数のビットからビット値を抽出する、検出する段階と、プリアンブル内のあるビット値が期待される位置の信号強度の、該プリアンブル内の別のビット値が期待される位置の信号強度に対する比を計算する段階と、該計算された比が所定値を超えている場合に、該ビットを外向きメッセージの有効なプリアンブルとして受け入れる段階とを有する。そして、検出する段階は、該プリアンブルのビット列に含まれる中間値を検出する段階を有する。

【0003】

外向きメッセージは、具体的には、外向きＴＷＡＣＳ（登録商標）（Two-Way Automatic Communications System）メッセージである。外向きＴＷＡＣＳメッセージのプリアンブルは、９ビットのパターン０１１１００１００または１６進数で０Ｅ４を有する。１および０は、ゼロ交差点近くすなわちゼロクロスタイミング近傍でＡＣ波形の第１または第３の半周期にパルスをオンにすることにより表現される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５０５５４２９号公報

【特許文献2】特表２０１２−５１８９５２号公報

【特許文献3】特開昭５４−１１３８３５号公報

【特許文献4】特開昭５３−６１０２５号公報

【特許文献5】特許第２７３４０６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

たとえば、系統連系ＰＣＳ（Power Conditioning System）は、発電装置において発電された発電電力から発電電流を生成し、生成した発電電流を電力系統へ出力する。系統連系ＰＣＳが電力系統へ出力する発電電流すなわち交流電流の品質は、系統連系規程により以下のように定められている。すなわち、交流電流を電力系統へ力率０．９５以上で出力すること、および出力電流歪率が総合電流歪率５％以下、かつ各自調波３％以下であることが定められている。

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載された外向きＴＷＡＣＳメッセージ等が電気配電機構を通信路として送受信される場合、系統連系ＰＣＳは、ＡＣ波形のゼロクロスタイミング近傍において電気配電機構経由でたとえば電流パルスを受信してしまう場合がある。

【0007】

系統連系ＰＣＳが電流パルスを受信した場合、たとえば発電電力から発電電流を生成するための制御が当該電流パルスにより乱されることがある。この際、系統連系ＰＣＳは、系統連系規程により定められた品質を満たさない低品質の発電電流を電力系統へ出力してしまう。

【0008】

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、発電電力から生成した発電電流を電力系統へ出力する構成において、発電電流を生成するための制御を安定化し、発電電流の品質低下を抑制することが可能な系統連系インバータ装置、通信装置および電流生成方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる系統連系インバータ装置は、発電電力から発電電流を生成し、上記発電電流を電力系統へ出力するための電流生成部と、上記電力系統における系統電圧がゼロボルトを示すゼロクロスタイミングを検出するためのゼロクロス検出部と、上記ゼロクロス検出部により検出された上記ゼロクロスタイミングに基づいて、上記発電電流の目標値を設定するための目標電流設定部と、上記ゼロクロス検出部により検出された上記ゼロクロスタイミングに基づいてゼロクロス期間を設定するためのゼロクロス期間設定部と、上記系統電圧、および上記目標値と上記電流生成部により生成された上記発電電流との差に基づいて、上記発電電流を調整するための電流調整部とを備え、上記電流調整部は、上記ゼロクロス期間設定部により設定された上記ゼロクロス期間において、上記差を上記差より絶対値の小さい同符号の値またはゼロに補正し、補正後の差および上記系統電圧に基づいて上記発電電流を調整する電流安定化処理を行う。

【0010】

（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、電力系統において他の通信装置と低速の電力線通信を行うための電力線通信部と、上記電力線通信が開始される前に、上記電力線通信を開始する旨を示す通信開始情報を、上記電力系統へ電流を供給する系統連系インバータ装置へ送信する送信部とを備える。

【0011】

（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる電流生成方法は、発電電力から発電電流を生成し、上記発電電流を電力系統へ出力するステップと、上記電力系統における系統電圧がゼロボルトを示すゼロクロスタイミングを検出するステップと、検出した上記ゼロクロスタイミングに基づいて、上記発電電流の目標値を設定するステップと、検出した上記ゼロクロスタイミングに基づいてゼロクロス期間を設定するステップと、上記系統電圧、および上記目標値と生成した上記発電電流との差に基づいて、上記発電電流を調整するステップとを含み、上記発電電流を調整するステップにおいては、設定した上記ゼロクロス期間において、上記差を上記差より絶対値の小さい同符号の値またはゼロに補正し、補正後の差および上記系統電圧に基づいて上記発電電流を調整する電流安定化処理を行う。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、発電電力から生成した発電電流を電力系統へ出力する構成において、発電電流を生成するための制御を安定化し、発電電流の品質低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る系統連系システム２０１の構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態に係る系統連系システム２０１における系統連系ＰＣＳ１０１の構成を示す図である。

【図3】図３は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１における測定部２の構成を示す図である。

【図4】図４は、本発明の実施の形態に係る系統連系システム２０１における子通信装置２０２の構成を示す図である。

【図5】図５は、本発明の実施の形態に係る子通信装置２０２における電力線通信部８１の構成を示す図である。

【図6】図６は、本発明の実施の形態に係る子通信装置２０２において生成される電流パルスの一例を示す図である。

【図7】図７は、比較例としての系統連系ＰＣＳが生成する交流電流の一例を示す図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１における制御部１の構成を示す図である。

【図9】図９は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１の制御部１における電力線通信検出部８の構成を示す図である。

【図10】図１０は、本発明の実施の形態に係る電流パルス検出部６１が検出する電流パルスの一例を示す図である。

【図11】図１１は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１の制御部１における外乱補償部６の構成を示す図である。

【図12】図１２は、本発明の実施の形態に係るゼロクロス検出部７１が推定するゼロクロスタイミングの一例を示す図である。

【図13】図１３は、本発明の実施の形態に係るゼロクロス期間設定部４が設定するゼロクロス期間の一例を示す図である。

【図14】図１４は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１の制御部１における電流調整部５の構成を示す図である。

【図15】図１５は、本発明の実施の形態に係る電流調整部５がインバータ回路３３を制御する制御信号を生成する際に用いる三角波比較方式の一例を示す図である。

【図16】図１６は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が生成する発電電流の一例を示す図である。

【図17】図１７は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が電流安定化処理を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

【図18】図１８は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が検出した電流パルスに基づいて電流安定化処理を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

【図19】図１９は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が子通信装置２０２から受ける通信開始情報に基づいて電流安定化処理を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

【図20】図２０は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が子通信装置２０２から受ける信号受信情報に基づいて電流安定化処理を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

【0015】

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる系統連系インバータ装置は、発電電力から発電電流を生成し、上記発電電流を電力系統へ出力するための電流生成部と、上記電力系統における系統電圧がゼロボルトを示すゼロクロスタイミングを検出するためのゼロクロス検出部と、上記ゼロクロス検出部により検出された上記ゼロクロスタイミングに基づいて、上記発電電流の目標値を設定するための目標電流設定部と、上記ゼロクロス検出部により検出された上記ゼロクロスタイミングに基づいてゼロクロス期間を設定するためのゼロクロス期間設定部と、上記系統電圧、および上記目標値と上記電流生成部により生成された上記発電電流との差に基づいて、上記発電電流を調整するための電流調整部とを備え、上記電流調整部は、上記ゼロクロス期間設定部により設定された上記ゼロクロス期間において、上記差を上記差より絶対値の小さい同符号の値またはゼロに補正し、補正後の差および上記系統電圧に基づいて上記発電電流を調整する電流安定化処理を行う。

【0016】

このように、ゼロクロス期間において電流安定化処理を行う構成により、たとえばゼロクロス期間において電流パルスを受けて発電電流が目標値から大きく離れた場合においても、発電電流の調整の乱れを小さくすることができるので、発電電流を安定して調整することができる。

【0017】

これにより、ゼロクロス期間において電流パルスを受けて発電電流が目標値から大きく離れた場合においても、低品質の発電電流が電力系統へ出力されることを抑制することができる。

【0018】

また、発電電流を調整するアルゴリズムの変更により電流安定化処理を行うための機能を実装することができるので、品質のよい発電電流を低コストで生成することができる。

【0019】

（２）好ましくは、上記ゼロクロス期間設定部は、他の装置により上記電力系統において行われる低速の電力線通信の信号伝送期間が含まれるように上記ゼロクロス期間を設定する。

【0020】

このように、電流パルスにより発電電流が目標値から大きく離れる信号伝送期間が含まれるようにゼロクロス期間を設定する構成により、ゼロクロス期間以外の期間において発電電流の品質を高めつつ、ゼロクロス期間において低品質の発電電流を電力系統へ出力することを抑制することができるので、発電電流の品質を安定して高めることができる。

【0021】

（３）好ましくは、上記電流調整部は、上記ゼロクロス期間のうち、上記電力系統における電流の絶対値が所定のしきい値より大きくなる期間において上記電流安定化処理を行う。

【0022】

このように、ゼロクロス期間のうち、電流パルスが発生し、発電電流の調整の乱れが発生する可能性が高い状況において電流安定化処理を行う構成により、電流安定化処理を効率よく行うことができる。

【0023】

また、ゼロクロス期間のうち、電流パルスがない期間に電流安定化処理を行うことを避けることができるので、当該期間において、発電電流の目標値への追随性を高めることができる。これにより、品質のよい発電電流を効率的に生成することができる。

【0024】

（４）好ましくは、上記系統連系インバータ装置は、さらに、上記電力系統において行われる低速の電力線通信を開始する旨を示す通信開始情報、および上記電力系統において行われる低速の上記電力線通信に用いられる信号を受信した旨を示す信号受信情報の少なくとも一方を他の装置から受信するための受信部を備え、上記電流調整部は、上記受信部が上記通信開始情報または上記信号受信情報を他の装置から受信した場合、上記ゼロクロス期間において上記電流安定化処理を行う。

【0025】

このように、電力系統において低速の電力線通信が行われ、電流パルスによる発電電流の調整の乱れが発生する可能性が高い状況において電流安定化処理を行う構成により、電流安定化処理を効率よく行うことができる。

【0026】

また、低速の電力線通信による電流パルスがない期間に電流安定化処理を行うことを避けることができるので、当該期間において、発電電流の目標値への追随性を高めることができる。これにより、品質のよい発電電流を効率的に生成することができる。

【0027】

（５）好ましくは、上記ゼロクロス検出部は、他の装置により上記電力系統において低速の電力線通信が行われている期間、上記ゼロクロスタイミングを推定する。

【0028】

このように、ゼロクロスタイミング近傍において低速の電力線通信による歪みを有する系統電圧からゼロクロスタイミングを検出する代わりに、ゼロクロスタイミングを推定する構成により、歪みのない系統電圧から検出されるゼロクロスタイミングからずれたタイミングをゼロクロスタイミングとして検出してしまうことを避けることができる。

【0029】

（６）好ましくは、上記ゼロクロス検出部は、上記ゼロクロスタイミング以外のタイミングを検出し、検出したタイミングから上記ゼロクロスタイミングを推定する。

【0030】

このように、低速の電力線通信による歪みを有する系統電圧から正しく検出することが困難なゼロクロスタイミング、以外のタイミングを検出対象とする構成により、低速の電力線通信による影響を受けずに当該タイミングを検出することができるので、ゼロクロスタイミングの推定精度を向上させることができる。

【0031】

（７）より好ましくは、上記ゼロクロス検出部は、上記系統電圧が最大値となるタイミングおよび最小値となるタイミングのいずれか一方から上記ゼロクロスタイミングを推定する。

【0032】

このように、正確かつ容易に検出することが可能な最大値となるタイミングおよび最小値となるタイミングのいずれか一方からゼロクロスタイミングを推定する構成により、簡易な処理でゼロクロスタイミングの推定精度を向上させることができる。

【0033】

（８）より好ましくは、上記電流調整部は、上記ゼロクロス検出部により推定された上記ゼロクロスタイミングに基づいて上記系統電圧を推定し、推定した上記系統電圧、および上記差に基づいて上記発電電流を調整する。

【0034】

このように、低速の電力線通信による歪みを有する系統電圧の代わりに、推定された系統電圧、および目標値と電流生成部により生成された発電電流との差に基づいて発電電流を調整する構成により、低速の電力線通信による影響を受けずに発電電流を適切に調整することができる。

【0035】

（９）より好ましくは、上記目標電流設定部は、上記ゼロクロス検出部により推定された上記ゼロクロスタイミングに基づいて上記目標値を設定する。

【0036】

このような構成により、低速の電力線通信による歪みを有する系統電圧から検出されたゼロクロスタイミングの代わりに、推定されたゼロクロスタイミングに基づいて適切な目標値を設定することができる。

【0037】

（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、電力系統において他の通信装置と低速の電力線通信を行うための電力線通信部と、上記電力線通信が開始される前に、上記電力線通信を開始する旨を示す通信開始情報を、上記電力系統へ電流を供給する系統連系インバータ装置へ送信する送信部とを備える。

【0038】

このように、電流パルスを発生する低速の電力線通信を行うことを系統連系インバータ装置に対して事前に通知する構成により、系統連系インバータ装置では、電流パルスの発生を前もって認識することができるので、電流パルスによる発電電流の調整の乱れを抑制する処理を適切なタイミングで開始することができる。

【0039】

これにより、系統連系インバータ装置において発電電流を安定して調整することができるので、低品質の発電電流を電力系統へ出力することを抑制することができる。

【0040】

（１１）好ましくは、上記送信部は、上記電力線通信部が他の通信装置から上記電力線通信に用いられる信号を受信した場合、上記信号を受信した旨を示す信号受信情報を上記系統連系インバータ装置へ送信する。

【0041】

このように、他の通信装置から低速の電力線通信に用いられる信号を受信したことを系統連系インバータ装置に対して通知する構成により、系統連系インバータ装置では、低速の電力線通信が始まったことを認識することができる。

【0042】

（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる電流生成方法は、発電電力から発電電流を生成し、上記発電電流を電力系統へ出力するステップと、上記電力系統における系統電圧がゼロボルトを示すゼロクロスタイミングを検出するステップと、検出した上記ゼロクロスタイミングに基づいて、上記発電電流の目標値を設定するステップと、検出した上記ゼロクロスタイミングに基づいてゼロクロス期間を設定するステップと、上記系統電圧、および上記目標値と生成した上記発電電流との差に基づいて、上記発電電流を調整するステップとを含み、上記発電電流を調整するステップにおいては、設定した上記ゼロクロス期間において、上記差を上記差より絶対値の小さい同符号の値またはゼロに補正し、補正後の差および上記系統電圧に基づいて上記発電電流を調整する電流安定化処理を行う。

【0043】

このように、ゼロクロス期間において電流安定化処理を行う構成により、たとえばゼロクロス期間において電流パルスを受けて発電電流が目標値から大きく離れた場合においても、発電電流の調整の乱れを小さくすることができるので、発電電流を安定して調整することができる。

【0044】

これにより、ゼロクロス期間において電流パルスを受けて発電電流が目標値から大きく離れた場合においても、低品質の発電電流が電力系統へ出力されることを抑制することができる。

【0045】

また、発電電流を調整するアルゴリズムの変更により電流安定化処理を行うための機能を実装することができるので、品質のよい発電電流を低コストで生成することができる。

【0046】

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0047】

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る系統連系システム２０１の構成を示す図である。

【0048】

図１を参照して、系統連系システム２０１は、発電装置１１と、系統連系ＰＣＳ（系統連系インバータ装置）１０１と、子通信装置２０２と、親通信装置２１２と、低圧トランスＴ１，Ｔ２と、系統電源１２とを備える。低圧トランスＴ１は、１次側コイルＬ１１と、２次側コイルＬ１２とを含む。低圧トランスＴ２は、１次側コイルＬ２１と、２次側コイルＬ２２とを含む。

【0049】

系統連系ＰＣＳ１０１は、たとえば、家屋内および事業所等に設置され、発電装置１１から受けた電力を変換し、変換した電力を低圧トランスＴ１経由で系統電源１２へ出力する。

【0050】

この際、系統連系ＰＣＳ１０１は、たとえば、変換した電力を分電し、分電した電力を家屋内または事業所に設置された各機器へ供給してもよい。なお、図１では、１つの系統連系ＰＣＳ１０１を代表的に示しているが、さらに多数の系統連系ＰＣＳ１０１が設けられてもよい。

【0051】

より詳細には、発電装置１１は、ここでは、太陽電池モジュール１４を含む。太陽電池モジュール１４は、たとえば、複数組の太陽電池パネルにより構成される。各組の太陽電池パネルは、たとえば、太陽光を受けると、受けた太陽光のエネルギーを直流電力に変換し、変換した直流電力を電力線ＰＬ１，ＰＬ２経由で系統連系ＰＣＳ１０１へ出力する。

【0052】

なお、太陽電池モジュール１４は、たとえば、太陽電池パネルの組間の電流の逆流を防止するための回路および感電の発生を防止するための断路機を含んでもよい。また、発電装置１１は、風力発電装置等の他の発電可能な装置であってもよい。

【0053】

系統連系ＰＣＳ１０１は、たとえば、発電装置１１から受けた直流電力を電力系統へ供給可能な電力、具体的には電圧２０２ボルトおよび周波数６０ヘルツの交流電力へ変換する。そして、系統連系ＰＣＳ１０１は、たとえば、電圧２０２ボルトおよび周波数６０ヘルツの交流電力を電力線ＰＬ３，ＰＬ４経由で電力系統、具体的には低圧トランスＴ１へ出力する。

【0054】

すなわち、系統連系ＰＣＳ１０１は、発電装置１１により発電された電力から生成した交流電力を電力線ＰＬ３，ＰＬ４経由で電力系統へ売電する。また、系統連系ＰＣＳ１０１は、たとえば電力線ＰＬ３，ＰＬ４、ノードＮ３，Ｎ４および電力線ＰＬ９，ＰＬ１０を介して子通信装置２０２と接続されている。

【0055】

なお、系統連系ＰＣＳ１０１が電力系統へ売電する交流電力の品質は、系統連系規程により以下のように定められている。すなわち、交流電流を電力系統へ力率０．９５以上で出力すること、および出力電流歪率が総合電流歪率５％以下、かつ各自調波３％以下であることが、系統連系規程により定められている。

【0056】

また、系統連系ＰＣＳ１０１は、たとえば東日本地域に設置される場合、電圧２０２ボルトおよび周波数５０ヘルツの交流電力へ変換してもよい。以下では、交流電力、交流電圧および交流電流の周波数が６０ヘルツである場合について説明する。

【0057】

また、電圧２０２ボルトは、電気事業法施工規則により規定された標準電圧であり、維持すべき値として２０２±２０ボルトが規定される。

【0058】

低圧トランスＴ１は、たとえば、系統連系ＰＣＳ１０１から１次側コイルＬ１１において受けた電圧２０２ボルトの交流電力すなわち交流電圧を２次側コイルＬ１２において電圧６．６キロボルトの交流電圧へ変換する。

【0059】

そして、低圧トランスＴ１は、電圧６．６キロボルトの交流電圧を電力線ＰＬ５，ＰＬ６経由で系統電源１２、および電力線ＰＬ５，ＰＬ６、ノードＮ５，Ｎ６および電力線ＰＬ７，ＰＬ８経由で低圧トランスＴ２へ出力する。系統電源１２は、具体的には変電所におけるトランスである。

【0060】

低圧トランスＴ２は、たとえば、低圧トランスＴ１から１次側コイルＬ２１において受けた電圧６．６キロボルトの交流電圧を２次側コイルＬ２２において電圧２０２ボルトの交流電圧へ変換する。そして、低圧トランスＴ２は、電圧２０２ボルトの交流電圧を電力線ＰＬ１１，ＰＬ１２経由で親通信装置２１２へ出力する。

【0061】

系統連系インバータ装置１０１は、たとえば発電電力の需給バランスを調整するために変電所と通信を行い、情報をやり取りする。この際、系統連系インバータ装置１０１は、子通信装置２０２、および変電所に設置された親通信装置２１２経由で変電所と通信を行う。

【0062】

より詳細には、系統連系インバータ装置１０１は、たとえば信号線ＳＬ１を介して子通信装置２０２と通信を行う。なお、系統連系インバータ装置１０１は、子通信装置２０２とたとえば無線通信を行ってもよい。

【0063】

子通信装置２０２は、たとえば、電力線ＰＬ９，ＰＬ１０、電力線ＰＬ３，ＰＬ４、低圧トランスＴ１、電力線ＰＬ５，ＰＬ６、電力線ＰＬ７，ＰＬ８、低圧トランスＴ２および電力線ＰＬ１１，ＰＬ１２を介して親通信装置２１２と電力線通信を行う。

【0064】

なお、図１では、１つの子通信装置２０２を代表的に示しているが、さらに多数の子通信装置２０２が設けられてもよい。また、図１では、１つの親通信装置２１２を代表的に示しているが、さらに多数の親通信装置２１２が設けられてもよい。電力線通信の詳細については後述する。

【0065】

［系統連系ＰＣＳの構成］
図２は、本発明の実施の形態に係る系統連系システム２０１における系統連系ＰＣＳ１０１の構成を示す図である。

【0066】

図２を参照して、系統連系ＰＣＳ１０１は、制御部１と、測定部２と、通信部（受信部）３と、コンバータ回路３１と、キャパシタ３２と、インバータ回路（電流生成部）３３と、平滑化回路３４とを備える。コンバータ回路３１は、キャパシタＣ１と、インダクタＬ１と、半導体スイッチ素子ＴＳ５と、ダイオードＤ５、Ｄ６とを含む。インバータ回路３３は、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とを含む。平滑化回路３４は、キャパシタＣ３と、インダクタＬ２，Ｌ３とを含む。

【0067】

系統連系ＰＣＳ１０１におけるコンバータ回路３１は、発電装置１１およびキャパシタ３２の間に接続されている。コンバータ回路３１は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２経由で発電装置１１から受ける直流電圧を半導体スイッチ素子ＴＳ５のスイッチングによって昇圧する。

【0068】

より詳細には、コンバータ回路３１におけるキャパシタＣ１は、電力線ＰＬ１を介して発電装置１１に接続された第１端と、電力線ＰＬ２を介して発電装置１１に接続された第２端とを有する。

【0069】

キャパシタＣ１の第１端および第２端は、それぞれ電圧Ｖ１および電圧Ｖ２を発電装置１１から受ける。そして、キャパシタＣ１は、電圧Ｖ１および電圧Ｖ２間に含まれる高周波成分すなわち脈動成分であるリプルを減衰させ、リプルを減衰させた直流電圧をインダクタＬ１、半導体スイッチ素子ＴＳ５およびダイオードＤ５へ出力する。ここで、電圧Ｖ１は電圧Ｖ２より高い電圧であるものとする。

【0070】

また、キャパシタＣ１は、発電装置１１から受ける直流電力を電気エネルギーとして蓄え、蓄えた電気エネルギーを用いて発電装置１１からの直流電力の変動を抑制する。

【0071】

インダクタＬ１は、キャパシタＣ１の第１端に接続された第１端と第２端とを有する。半導体スイッチ素子ＴＳ５は、ダイオードＤ５のカソードに接続されるとともにノードＮ１を介してインダクタＬ１の第２端に接続されたコレクタと、ダイオードＤ５のアノードおよびキャパシタＣ１の第２端に接続されたエミッタと、ゲートとを有する。ダイオードＤ６は、ノードＮ１を介してインダクタＬ１の第２端に接続されたアノードと、カソードとを有する。

【0072】

半導体スイッチ素子ＴＳ５は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。半導体スイッチ素子ＴＳ５は、たとえば論理ハイレベルの制御信号Ｓ５を制御部１から受けるとオンする。また、半導体スイッチ素子ＴＳ５は、たとえば論理ローレベルの制御信号Ｓ５を制御部１から受けるとオフする。

【0073】

ダイオードＤ５は、半導体スイッチ素子ＴＳ５に逆電圧が印加されたときに、半導体スイッチ素子ＴＳ５のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流す。これにより、半導体スイッチ素子ＴＳ５が逆電圧によって破壊されることを防ぐことができる。

【0074】

制御部１は、たとえば、半導体スイッチ素子ＴＳ５のオン状態およびオフ状態を切替えることにより、発電装置１１から受ける電圧を昇圧する。より詳細には、制御部１は、たとえば論理ハイレベルの制御信号Ｓ５を半導体スイッチ素子ＴＳ５のゲートへ出力する。半導体スイッチ素子ＴＳ５は、論理ハイレベルの制御信号Ｓ５を制御部１から受けるとオン状態となる。これにより、インダクタＬ１の第１端から第２端へ電流が流れる。

【0075】

そして、制御部１は、たとえば論理ローレベルの制御信号Ｓ５を半導体スイッチ素子ＴＳ５のゲートへ出力する。半導体スイッチ素子ＴＳ５は、論理ローレベルの制御信号Ｓ５を制御部１から受けるとオフ状態となる。これにより、インダクタＬ１の第１端から第２端へ流れる電流が減少するので、インダクタＬ１の第１端および第２端間において当該電流の時間変化に応じた起電力ΔＶＬ１が発生する。この際、インダクタＬ１の第２端において、インダクタＬ１の第１端における電圧より高い電圧が発生するので、起電力ΔＶＬ１は正の電圧となる。

【0076】

すなわち、インダクタＬ１の第２端および半導体スイッチ素子ＴＳ５のエミッタ間において、発電装置１１から受ける電圧（Ｖ１−Ｖ２）にインダクタＬ１における起電力ΔＶＬ１を加えた電圧（Ｖ１−Ｖ２＋ΔＶＬ１）が発生する。これにより、コンバータ回路３１は、発電装置１１から受ける直流電圧を昇圧する。

【0077】

ダイオードＤ６は、キャパシタ３２に蓄積された電荷がインダクタＬ１および半導体スイッチ素子ＴＳ５経由で放電されることを防止する。

【0078】

キャパシタ３２は、コンバータ回路３１およびインバータ回路３３の間に接続されている。キャパシタ３２は、インバータ回路３３と並列に接続される。

【0079】

具体的には、キャパシタ３２は、ダイオードＤ６のカソードに接続された第１端と、半導体スイッチ素子ＴＳ５のエミッタと接続された第２端とを有する。キャパシタ３２の第１端および第２端は、それぞれダイオードＤ６のカソードの電圧Ｖｈおよび電圧Ｖ２をコンバータ回路３１から受ける。

【0080】

キャパシタ３２は、電圧Ｖｈおよび電圧Ｖ２間に含まれる高周波成分すなわち脈動成分であるリプルを減衰させ、リプルを減衰させた直流電圧をインバータ回路３３へ出力する。

【0081】

また、キャパシタ３２は、コンバータ回路３１から受ける直流電力を電気エネルギーとして蓄え、蓄えた電気エネルギーを用いてコンバータ回路３１からの直流電力の変動を抑制する。

【0082】

インバータ回路３３は、キャパシタ３２および平滑化回路３４の間に接続されている。インバータ回路３３は、コンバータ回路３１からキャパシタ３２を介して直流電力を受けて、受けた直流電力から複数のスイッチ素子のスイッチングを用いて単相の交流電流を生成する。

【0083】

具体的には、インバータ回路３３には、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が設けられる。この半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は、低圧トランスＴ１側へ流れる電流を、コンバータ回路３１からキャパシタ３２を介して供給される直流電圧に応じたスイッチングを行うことにより単相の交流電流を生成する。

【0084】

インバータ回路３３における半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は、たとえばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。

【0085】

半導体スイッチ素子ＴＳ１は、ダイオードＤ１のカソードおよびキャパシタ３２の第１端に接続されたコレクタと、ダイオードＤ１のアノードに接続されるとともにノードＮ１２を介して半導体スイッチ素子ＴＳ２に接続されたエミッタと、ゲートとを有する。半導体スイッチ素子ＴＳ２は、ダイオードＤ２のカソードに接続されるとともにノードＮ１２を介して半導体スイッチ素子ＴＳ１に接続されたコレクタと、ダイオードＤ２のアノードおよびキャパシタ３２の第２端に接続されたエミッタと、ゲートとを有する。

【0086】

半導体スイッチ素子ＴＳ３は、ダイオードＤ３のカソードおよびキャパシタ３２の第１端に接続されたコレクタと、ダイオードＤ３のアノードに接続されるとともにノードＮ３４を介して半導体スイッチ素子ＴＳ４に接続されたエミッタと、ゲートとを有する。半導体スイッチ素子ＴＳ４は、ダイオードＤ４のカソードに接続されるとともにノードＮ３４を介して半導体スイッチ素子ＴＳ３に接続されたコレクタと、ダイオードＤ４のアノードおよびキャパシタ３２の第２端に接続されたエミッタと、ゲートとを有する。

【0087】

半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は、たとえば論理ハイレベルの制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を制御部１からそれぞれ受けるとオンする。また、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は、たとえば論理ローレベルの制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を制御部１からそれぞれ受けるとオフする。

【0088】

ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４にそれぞれ逆電圧が印加されたときに、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４のエミッタ側からコレクタ側へ電流を流す。これにより、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が逆電圧によって破壊されることを防ぐことができる。

【0089】

図３は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１における測定部２の構成を示す図である。

【0090】

図３を参照して、測定部２は、系統電圧測定部２１と、発電電力測定部２２と、発電電流測定部２３とを含む。

【0091】

系統電圧測定部２１は、図示しない電圧検出部を含み、平滑化回路３４が出力する電圧（Ｖ３−Ｖ４）すなわち系統電圧Ｖｐｓを検出し、検出結果を示す系統電圧値Ｍｖｐｓを制御部１へ出力する。

【0092】

発電電力測定部２２は、図示しない電圧検出部を含み、コンバータ回路３１が発電装置１１から受ける電圧（Ｖ１−Ｖ２）を検出する。また、発電電力測定部２２は、図示しない電流検出部を含み、電力線ＰＬ１を通して流れる電流Ｉ１を検出する。発電電力測定部２２は、検出した電圧値および電流値から発電電力を演算し、演算結果を示す発電電力値Ｍｐｇを制御部１へ出力する。なお、発電電力測定部２２は、電力線ＰＬ２を通して流れる電流を検出してもよい。

【0093】

発電電流測定部２３は、図示しない電流検出部を含み、平滑化回路３４が出力する電流であって電力線ＰＬ３を通して流れる発電電流Ｉｇを検出し、検出結果を示す発電電流値Ｍｉｇを制御部１へ出力する。なお、発電電流測定部２３は、平滑化回路３４が出力する電流であって電力線ＰＬ４を通して流れる電流を発電電流値Ｍｉｇとして検出してもよい。

【0094】

再び図２を参照して、通信部３は、子通信装置２０２と信号線ＳＬ１経由で通信を行う。より詳細には、通信部３は、子通信装置２０２から受信した情報を制御部１へ出力する。また、通信部３は、制御部１から受けた情報を子通信装置２０２へ送信する。

【0095】

具体的には、通信部３は、たとえば子通信装置２０２から通信開始情報、通信終了情報、信号受信情報または受信完了情報を受信すると、受信した情報を制御部１へ出力する。通信開始情報、通信終了情報、信号受信情報、受信完了情報および子通信装置２０２の詳細については後述する。

【0096】

制御部１は、測定部２の検出結果および通信部３を介して受けた情報に基づいて制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を生成し、生成した制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をインバータ回路３３の半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４のゲートへそれぞれ出力することにより、インバータ回路３３を制御する。

【0097】

また、制御部１は、測定部２の検出結果および通信部３を介して受けた情報に基づいて制御信号Ｓ５を生成し、生成した制御信号Ｓ５をコンバータ回路３１の半導体スイッチ素子ＴＳ５のゲートへ出力することにより、コンバータ回路３１を制御する。

【0098】

具体的には、制御部１は、インバータ回路３３をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。

【0099】

制御部１は、たとえば電力系統における交流電圧の周波数である６０ヘルツより大きいキャリア周波数Ｆｃおよびデューティ比を設定する。そして、制御部１は、たとえば、キャリア周波数Ｆｃの逆数であるキャリア周期Ｔｃ毎に、キャリア周期Ｔｃに当該デューティ比を乗じたオン期間、論理ハイレベルの制御信号を出力し、当該オン期間以外のオフ期間、論理ローレベルの制御信号を出力する。

【0100】

制御部１は、デューティ比を調整することにより、論理ハイレベルの制御信号を出力する時間すなわち制御信号のパルス幅を制御する。

【0101】

制御部１は、周波数６０ヘルツの交流電流がインバータ回路３３におけるノードＮ１２，Ｎ３４を介して平滑化回路３４へ出力されるように、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４のゲートへそれぞれ出力する。

【0102】

そして、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は、制御部１から制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をそれぞれ受けると、デューティ比に応じてキャリア周期Ｔｃ毎にオンする。従って、半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４におけるスイッチングの周波数は、キャリア周波数Ｆｃと一致する。

【0103】

平滑化回路３４は、インバータ回路３３および低圧トランスＴ１の間に接続されている。平滑化回路３４は、インバータ回路３３から受けた交流電流を平滑化し、平滑化した交流電流を低圧トランスＴ１へ出力する。

【0104】

平滑化回路３４におけるインダクタＬ２は、ノードＮ１２に接続された第１端と、電力線ＰＬ３およびキャパシタＣ３と接続された第２端とを有する。インダクタＬ３は、ノードＮ３４に接続された第１端と、電力線ＰＬ４およびキャパシタＣ３と接続された第２端とを有する。キャパシタＣ３は、電力線ＰＬ３およびインダクタＬ２の第２端に接続された第１端と、電力線ＰＬ４およびインダクタＬ３の第２端に接続された第２端とを有する。

【0105】

インダクタＬ１，Ｌ２およびキャパシタＣ３は、ローパスフィルタを形成し、ノードＮ１２，Ｎ３４を経由してインバータ回路３３から受ける周波数６０ヘルツの交流電流に含まれる所定の周波数以上の成分であるノイズを減衰させ、当該ノイズを減衰させた交流電流すなわち発電電流Ｉｇを電力線ＰＬ３，ＰＬ４経由で低圧トランスＴ１へ出力する。

【0106】

ここで、インダクタＬ１，Ｌ２およびキャパシタＣ３の回路定数は、たとえば、発電電流Ｉｇが系統連系規程に規定される「出力電流歪率が総合電流歪率５％以下、かつ各自調波３％以下であること」を満たすように設定される。

【0107】

［通信装置］
図４は、本発明の実施の形態に係る系統連系システム２０１における子通信装置２０２の構成を示す図である。

【0108】

図４を参照して、子通信装置２０２は、電力線通信部８１と、通信制御部８２と、装置間通信部（送信部）８３とを備える。

【0109】

子通信装置２０２は、たとえばＴＷＡＣＳの子機である。子通信装置２０２は、たとえば電力系統において他の通信装置と電力線通信を行う。

【0110】

具体的には、子通信装置２０２は、電力線および低圧トランスＴ１，Ｔ２を介してＴＷＡＣＳの親機である親通信装置２１２と通信する。

【0111】

子通信装置２０２は、たとえば電流を変調することにより生成した電流パルスを信号として親通信装置２１２へ送信する。また、子通信装置２０２は、たとえば親通信装置２１２において生成された電流パルスを検出し、検出した電流パルスを信号として受信する。

【0112】

図４に示す装置間通信部８３は、系統連系ＰＣＳ１０１と信号線ＳＬ１経由で通信を行う。通信制御部８２は、装置間通信部８３経由で系統連系ＰＣＳ１０１から受けた情報に基づいて親通信装置２１２宛てのメッセージを作成し、作成したメッセージを電力線通信部８１へ出力する。

【0113】

また、通信制御部８２は、たとえば、親通信装置２１２との電力線通信を開始する前に、電力線通信を開始する旨を示す通信開始情報を系統連系ＰＣＳ１０１へ装置間通信部８３経由で送信する。

【0114】

また、通信制御部８２は、たとえば、親通信装置２１２との電力線通信が終了した後、電力線通信が終了した旨を示す通信終了情報を系統連系ＰＣＳ１０１へ装置間通信部８３経由で送信する。

【0115】

図５は、本発明の実施の形態に係る子通信装置２０２における電力線通信部８１の構成を示す図である。

【0116】

図５を参照して、電力線通信部８１は、信号処理部８４と、短絡スイッチ８５と、インダクタＬ８６とを含む。

【0117】

電力線通信部８１は、親通信装置２１２と電力系統において電力線通信を行う。より詳細には、信号処理部８４は、電力線ＰＬ９に接続された第１端と、電力線ＰＬ１０に接続された第２端とを有する。短絡スイッチ８５は、電力線ＰＬ９を介して信号処理部８４の第１端に接続された第１端と、第２端とを有する。インダクタＬ８６は、短絡スイッチ８５の第２端に接続された第１端と、電力線ＰＬ１０を介して信号処理部８４の第２端に接続された第２端とを有する。

【0118】

図６は、本発明の実施の形態に係る子通信装置２０２において生成される電流パルスの一例を示す図である。

【0119】

図６を参照して、横軸は、時間を示し、縦軸は、電圧値および電流値を示す。系統電圧値Ｍｖｐｓは、測定部２における系統電圧測定部２１により測定された系統電圧Ｖｐｓの時間変化を示す。電流値Ｍｉ９は、たとえば電力線ＰＬ９を通して流れる電流Ｉ９の測定値の時間変化を示す。

【0120】

図５に示す信号処理部８４は、通信制御部８２からメッセージを受けると、受けたメッセージに基づいて送信ビットパターンを生成する。信号処理部８４は、生成した送信ビットパターンに基づいて短絡スイッチ８５をオンする。

【0121】

より詳細には、信号処理部８４は、短絡スイッチ８５をオンする場合、電力線ＰＬ９，ＰＬ１０経由で受ける系統電圧Ｖｐｓがゼロボルトとなるゼロクロスタイミングの近傍であり、かつ当該ゼロクロスタイミングより前のタイミングで短絡スイッチ８５をオンする。

【0122】

なお、ゼロクロスタイミングは、系統電圧Ｖｐｓが負から正となるタイミングおよび系統電圧Ｖｐｓが正から負となるタイミングのいずれのタイミングであってもよい。

【0123】

短絡スイッチ８５は、具体的には、逆方向２並列に接続されたサイリスタ等の半導体スイッチである。信号処理部８４は、短絡スイッチ８５をオン状態へ遷移させることにより、短絡スイッチ８５の第１端および第２端間を短絡状態とし、短絡スイッチ８５の第１端およびインダクタＬ８６の第２端間に電流を流す。この際、インダクタＬ８６は、短絡スイッチ８５の第１端およびインダクタＬ８６の第２端間に流れる電流を制限する。なお、インダクタＬ８６の代わりに抵抗が接続されてもよい。

【0124】

短絡スイッチ８５がオン状態へ遷移すると、短絡スイッチ８５には、電流が流れる。そして、ゼロクロスタイミングの経過後において、短絡スイッチ８５に流れる電流が減少し、当該電流がゼロになると、短絡スイッチ８５はオフ状態へ自発的に遷移する。これにより、図６に示すように、ゼロクロスタイミング近傍において電流パルスが生成される。

【0125】

電力線通信部８１において生成された電流パルスは、電力線および低圧トランスＴ１，Ｔ２を経由して親通信装置２１２まで信号として伝送される。

【0126】

信号処理部８４は、上記送信ビットパターンに従って複数のゼロクロスタイミング近傍で短絡スイッチ８５をオンすることで複数の電流パルスを生成し、生成した複数の電流パルスを親通信装置２１２へ情報として送信する。

【0127】

なお、子通信装置２０２から親通信装置２１２への上り方向の電力線通信の通信速度は、たとえば５０ビット毎秒を超えない。具体的には、当該通信速度は、概ね１２．５ビット毎秒である。

【0128】

また、信号処理部８４は、親通信装置２１２において生成された電流パルスを受信し、受信した電流パルスに基づいて受信ビットパターンを生成する。これにより、信号処理部８４は、親通信装置２１２から情報を受信する。

【0129】

親通信装置２１２から子通信装置２０２への下り方向の電力線通信の通信速度は、たとえば５０ビット毎秒を超えない。具体的には、当該通信速度は、概ね２５ビット毎秒である。また、たとえば、上り方向の通信では情報が多重化される一方、下り方向の通信では情報が多重化されないため、下り方向のビットレートは、上り方向のビットレートより高い。

【0130】

より詳細には、電流パルスが電力線および低圧トランスＴ１，Ｔ２を通過する際、当該電流パルスに含まれる高周波成分が減衰するため、信号処理部８４が電力線および低圧トランスＴ１，Ｔ２経由で受信する電流パルスには低周波成分が多く含まれる。信号処理部８４は、たとえばローパスフィルタを用いて電流パルスに含まれる低周波成分を検出する。

【0131】

信号処理部８４は、検出した低周波成分から電流パルスを受信したことを認識し、受信した電流パルスから受信ビットパターンを生成するとともに、電流パルスを受信した旨を示す情報を通信制御部８２へ出力する。

【0132】

なお、信号処理部８４が電流パルスを送信または受信している期間を信号伝送期間と称する。信号処理部８４が電流パルスを送信している期間は、たとえば、信号処理部８４が短絡スイッチ８５をオン状態へ遷移させてから、短絡スイッチ８５がオフ状態へ遷移するまでの期間に相当する。

【0133】

また、信号処理部８４が電流パルスを受信している期間は、たとえば、信号処理部８４が電流パルスに含まれる低周波成分の検出開始時刻から検出終了時刻までの期間に相当する。

【0134】

また、信号処理部８４は、生成した受信ビットパターンにおいて、電力線通信の完了を示すビットパターンを検出すると、電力線通信が完了したことを認識し、電力線通信が完了した旨を示す情報を通信制御部８２へ出力する。

【0135】

信号処理部８４は、当該受信ビットパターンからメッセージを作成し、作成したメッセージを通信制御部８２へ出力する。

【0136】

通信制御部８２は、信号処理部８４から電流パルスを受信した旨を示す情報を受けると、受けた情報を信号受信情報として系統連系ＰＣＳ１０１へ装置間通信部８３経由で送信する。また、通信制御部８２は、信号処理部８４から電力線通信が完了した旨を示す情報を受けると、受けた情報を受信完了情報として系統連系ＰＣＳ１０１へ装置間通信部８３経由で送信する。

【0137】

通信制御部８２は、信号処理部８４からメッセージを受けると、受けたメッセージの宛名が示す装置へ当該メッセージを装置間通信部８３経由で送信する。

【0138】

なお、上記電力線通信は、通信速度が数キロビット毎秒から数メガビット毎秒程度のブロードバンド通信を行うためのＰＬＣ（Power Line Communication）と比べて、親通信装置２１２および子通信装置２０２間の通信速度は遅い。以下、電力線を経由した親通信装置２１２および子通信装置２０２間の上記電力線通信を「低速の電力線通信」とも称する。

【0139】

ブロードバンド通信を行うためのＰＬＣでは、信号を伝送するための搬送波の周波数が高いので、電力線における信号の減衰が大きいため通信距離が短くなってしまう。

【0140】

一方、低速の電力線通信では、伝送される信号の周波数が低いので、電力線における信号の減衰が少ない。また、低速の電力線通信では、ブロードバンド通信を行うためのＰＬＣにおいて用いられる変調方式と異なる変調方式により信号が伝送される。これにより、低速の電力線通信では、伝送速度を落とすことができ、信号伝送において発生する誤りに対する耐性すなわちロバスト性を向上させることができる。

【0141】

また、低速の電力線通信では、親通信装置２１２および子通信装置２０２間において、信号を中継するための中継器が存在しない場合でも、数百キロ程度の長距離通信を行うことができる。また、電力線における信号の減衰が少ないので、当該通信の信頼性を向上させることができる。

【0142】

たとえば誘導性を有する低圧トランスＴ１，Ｔ２といったトランスが電力線に接続されている場合、ブロードバンド通信を行うためのＰＬＣに用いられる搬送波の周波数領域ではトランスのインピーダンスが高くなるため、当該搬送波はトランスを通過することができない。したがって、ブロードバンド通信を行うためのＰＬＣでは、トランスを介して通信を行うことができない。

【0143】

一方、低速の電力線通信において伝送される信号の周波数領域ではトランスのインピーダンスが低くなるので、当該信号は、トランスを通過することができる。

【0144】

以上のように、低速の電力線通信では、親通信装置２１２および子通信装置２０２間において、電力線の距離およびトランスの存在による制約をほとんど受けることなく通信を行うことができる。

【0145】

［低速の電力線通信により生ずる問題点］
比較例としての系統連系ＰＣＳは、発電装置１１から受けた直流電力から系統電圧に同期した交流電流を電力系統へ供給する。具体的には、系統連系ＰＣＳは、たとえばフィードフォワード制御およびフィードバック制御を行うことにより、発電装置１１から受けた直流電力から系統電圧に同期した交流電流を生成する。

【0146】

より詳細には、系統連系ＰＣＳは、系統電圧を測定し、測定した系統電圧の周期および位相に基づいてフィードフォワード制御を行い、系統電圧に同期した交流電流を生成する。

【0147】

たとえば、電力線を介して系統連系ＰＣＳと接続された通信装置において低速の電力線通信が行われる際、系統連系ＰＣＳは、ゼロクロスタイミング近傍が歪んだ系統電圧を測定する場合がある。系統連系ＰＣＳおよび当該通信装置を接続する電力線の長さが短いほど、系統連系ＰＣＳが測定するゼロクロスタイミング近傍における系統電圧の歪みが大きくなる。

【0148】

このような場合、系統連系ＰＣＳは、たとえばゼロクロスタイミング近傍に歪みを有する系統電圧の周期および位相に基づいてフィードフォワード制御を行うため、系統電圧と同期しない交流電流を生成してしまう。

【0149】

図７は、比較例としての系統連系ＰＣＳが生成する交流電流の一例を示す図である。

【0150】

図７を参照して、横軸は、時間を示し、縦軸は、電圧値および電流値を示す。系統電圧値Ｍｖｒは、測定された系統電圧の時間変化を示す。電流値Ｍｉｒは、生成された電流の測定値の時間変化を示す。

【0151】

系統連系ＰＣＳは、フィードフォワード制御に加えてフィードバック制御を行うことで、生成する交流電流を目標値に近づける。

【0152】

具体的には、系統連系ＰＣＳは、たとえば図７に示す系統電圧値Ｍｖｒに基づいて、生成すべき交流電流の目標値を設定する。そして、系統連系ＰＣＳは、生成した交流電流の測定値と目標値とを比較し、比較結果を用いてフィードバック制御を行う。

【0153】

より詳細には、系統連系ＰＣＳは、生成した交流電流の測定値が目標値からずれた場合、このずれに応じたフィードバック制御を行うことにより、生成する交流電流を目標値に近づける。これにより、系統連系ＰＣＳは、図７に示す系統電圧値Ｍｖｒに同期した交流電流を生成する。

【0154】

しかしながら、たとえば、系統連系ＰＣＳと電力線を介して接続された通信装置により低速の電力線通信が行われる際、系統連系ＰＣＳは、図７に示す信号伝送期間Ａ，Ｂ，Ｃにおいて大きい電流値Ｍｉｒを測定する場合がある。

【0155】

系統連系ＰＣＳは、信号伝送期間Ａ，Ｂ，Ｃにおいて目標値と大きく異なる電流値Ｍｉｒを測定すると、生成する交流電流を目標値に近づけるようにフィードバック制御を行い、信号伝送期間Ａ，Ｂ，Ｃに続く各期間Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆにおいて乱れた交流電流を生成してしまう。

【0156】

上記のように、系統連系ＰＣＳと電力線を介して接続された通信装置により低速の電力線通信が行われる際、フィードフォワード制御およびフィードバック制御の安定性が低下し、系統連系ＰＣＳが低品質の発電電流を電力系統へ出力してしまう問題がある。

【0157】

これに対して、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳでは、以下のような構成および動作により、上記問題を解決する。

【0158】

図８は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１における制御部１の構成を示す図である。

【0159】

図８を参照して、制御部１は、ゼロクロス期間設定部４と、電流調整部５と、外乱補償部６と、目標電流設定部７と、電力線通信検出部８とを含む。

【0160】

図９は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１の制御部１における電力線通信検出部８の構成を示す図である。

【0161】

図９を参照して、電力線通信検出部８は、電流パルス検出部６１と、電力線通信判断部６２と、タイマ部６３とを含む。電力線通信検出部８は、電力系統において行われる低速の電力線通信を検出する。

【0162】

図１０は、本発明の実施の形態に係る電流パルス検出部６１が検出する電流パルスの一例を示す図である。

【0163】

図１０を参照して、電流パルス検出部６１は、図３に示す測定部２における発電電流測定部２３により測定された発電電流値Ｍｉｇに基づいて電流パルスを検出する。

【0164】

具体的には、電流パルス検出部６１は、電力系統における電流の絶対値が所定のしきい値より大きくなる期間、電流パルスを検出した旨を示す電流パルス検出情報を電力線通信判断部６２およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0165】

たとえば、系統連系ＰＣＳ１０１と電力線を介して接続された通信装置により低速の電力線通信が行われている場合、ゼロクロスタイミングｔｚ近傍における信号伝送期間において、発電電流値Ｍｉｇの絶対値が大きな値を示す。

【0166】

電流パルス検出部６１は、図１０に示すように発電電流値Ｍｉｇが正の値であってしきい値Ｉｔｈより大きくなる期間Ｔｐにおいて、電流パルス検出情報を電力線通信判断部６２およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0167】

また、電流パルス検出部６１は、発電電流値Ｍｉｇが負の値であってしきい値（−Ｉｔｈ）より小さくなる期間において、電流パルス検出情報を電力線通信判断部６２およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0168】

なお、低速の電力線通信により生ずる電流パルスの最大電流値は、たとえば電力線ＰＬ３において過電流が流れていることを示す過電流保護しきい値Ｉｍａｘより小さい。

【0169】

また、電流パルス検出部６１が検出する電流パルスの電流値は、自己の系統連系ＰＣＳ１０１および電流パルスを生成する通信装置間を接続する電力線の長さに応じて変化する。具体的には、電流パルス検出部６１が検出する子通信装置２０２からの電流パルスの電流値は、電流パルス検出部６１が検出する親通信装置２１２からの電流パルスの電流値と比べて大きい。

【0170】

したがって、電流パルス検出部６１は、たとえば検出対象とする電流パルスに応じてしきい値Ｉｔｈを適宜設定してもよい。

【0171】

電力線通信判断部６２は、電力系統において低速の電力線通信が行われているか否かを判断し、判断結果を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0172】

具体的には、たとえば、電力線通信判断部６２は、電流パルス検出部６１から電流パルス検出情報を受けている期間、電力系統において低速の電力線通信が行われていると判断し、低速の電力線通信が行われている旨を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。電力線通信判断部６２は、当該期間が満了するとタイマ部６３に所定時間をセットし、タイマ部６３の動作を開始させる。

【0173】

タイマ部６３は、所定時間経過すると、タイマ満了通知を電力線通信判断部６２へ出力する。電力線通信判断部６２は、タイマ部６３の動作を開始させてからタイマ部６３からタイマ満了通知を受けるまでに、電流パルス検出部６１から新たな電流パルス検出情報を受けなかった場合、電力系統において低速の電力線通信が行われていないと判断し、低速の電力線通信が行われていない旨を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0174】

一方、電力線通信判断部６２は、タイマ部６３の動作を開始させてからタイマ部６３からタイマ満了通知を受けるまでに、電流パルス検出部６１から電流パルス検出情報を受けた場合、当該電流パルス検出情報を受けている期間が満了するとタイマ部６３をリセットし、タイマ部６３の動作を開始させる。

【0175】

また、たとえば、電力線通信判断部６２は、通信部３から受ける通信開始情報、通信終了情報、信号受信情報および受信完了情報に基づいて、電力系統において低速の電力線通信が行われているか否かを判断し、判断結果を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0176】

具体的には、電力線通信判断部６２は、通信部３から通信開始情報を受けると、電力系統において低速の電力線通信が行われていると判断し、低速の電力線通信が行われている旨を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0177】

また、電力線通信判断部６２は、通信部３から通信終了情報を受けると、電力系統における低速の電力線通信が終了したと判断し、低速の電力線通信が行われていない旨を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0178】

また、電力線通信判断部６２は、通信部３から信号受信情報を受けると、電力系統において低速の電力線通信が行われていると判断し、低速の電力線通信が行われている旨を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。この際、電力線通信判断部６２は、タイマ部６３に所定時間をセットし、タイマ部６３の動作を開始させる。

【0179】

電力線通信判断部６２は、タイマ部６３の動作を開始させてからタイマ部６３からタイマ満了通知を受けるまでに、通信部３から新たな信号受信情報を受けなかった場合、電力系統において低速の電力線通信が行われていないと判断し、低速の電力線通信が行われていない旨を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0180】

一方、電力線通信判断部６２は、タイマ部６３の動作を開始させてからタイマ部６３からタイマ満了通知を受けるまでに、通信部３から新たな信号受信情報を受けた場合、当該信号受信情報を受けたタイミングでタイマ部６３をリセットし、タイマ部６３の動作を開始させる。

【0181】

また、電力線通信判断部６２は、通信部３から受信完了情報を受けると、電力系統における低速の電力線通信が終了したと判断し、低速の電力線通信が行われていない旨を示す電力線通信情報を外乱補償部６およびゼロクロス期間設定部４へ出力する。

【0182】

図１１は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１の制御部１における外乱補償部６の構成を示す図である。

【0183】

図１１を参照して、外乱補償部６は、ゼロクロス検出部７１と、外乱補償量算出部（電流調整部）７２とを含む。ゼロクロス検出部７１は、電力系統における系統電圧がゼロボルトを示すゼロクロスタイミングを検出する。

【0184】

具体的には、ゼロクロス検出部７１は、図３に示す測定部２における系統電圧測定部２１から系統電圧値Ｍｖｐｓを受け、受けた系統電圧値Ｍｖｐｓがゼロボルトを示すタイミングをゼロクロスタイミングとして検出する。

【0185】

たとえば、ゼロクロス検出部７１は、系統電圧値Ｍｖｐｓが負から正へ切替わるタイミングおよび系統電圧値Ｍｖｐｓが正から負へ切替わるタイミングをゼロクロスタイミングとして検出する。

【0186】

また、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、自己の系統連系ＰＣＳ１０１と電力線を介して接続された通信装置により低速の電力線通信が行われている期間、ゼロクロスタイミングを推定する。

【0187】

具体的には、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、電力線通信検出部８における電力線通信判断部６２から受ける電力線通信情報に基づいて、子通信装置２０２、親通信装置２１２または他の通信装置により低速の電力線通信が行われている期間を認識する。

【0188】

たとえば、低速の電力線通信が行われている期間、系統電圧値Ｍｖｐｓがゼロクロスタイミング近傍で歪みを有する可能性があるため、ゼロクロス検出部７１は、系統電圧値Ｍｖｐｓがゼロボルトを示すタイミングをゼロクロスタイミングとして検出すると、ゼロクロスタイミングを誤って検出してしまう場合がある。

【0189】

そこで、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、ゼロクロスタイミング以外のタイミングを検出し、検出したタイミングからゼロクロスタイミングを推定する。

【0190】

図１２は、本発明の実施の形態に係るゼロクロス検出部７１が推定するゼロクロスタイミングの一例を示す図である。

【0191】

図１２を参照して、ゼロクロス検出部７１は、ゼロクロスタイミング以外のタイミングとして、たとえば系統電圧値Ｍｖｐｓが最大値となるタイミングおよび最小値となるタイミングのいずれか一方からゼロクロスタイミングを推定する。

【0192】

具体的には、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、系統電圧値Ｍｖｐｓが最大値を示すタイミングｔａおよび最小値を示すタイミングｔｂを検出する。この際、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、系統電圧値Ｍｖｐｓを微分し、微分した系統電圧値Ｍｖｐｓがゼロとなるタイミングからタイミングｔａ，ｔｂを検出する。

【0193】

そして、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、タイミングｔｂから時間（（ｔｂ−ｔａ）／２）経過したタイミングｔｚをゼロクロスタイミングとして推定する。これにより、ゼロクロス検出部７１において、ゼロクロスタイミング以外のタイミングｔａ，ｔｂからゼロクロスタイミングｔｚを推定することができるので、子通信装置２０２、親通信装置２１２および他の通信装置が低速の電力線通信を行っている場合においても、ゼロクロスタイミングｔｚをより正確に推定することができる。

【0194】

なお、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、タイミングｔａ，ｔｂより過去における最大値となるタイミングまたは最小値となるタイミングからゼロクロスタイミングｔｚを推定してもよい。この場合、ゼロクロスタイミングｔｚに近いタイミングｔａ，ｔｂからゼロクロスタイミングｔｚを検出する場合と比べて精度が落ちることがある。

【0195】

また、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、低速の電力線通信が開始されるより前に検出したゼロクロスタイミングを用いて、低速の電力線通信が行われている期間におけるゼロクロスタイミングを推定してもよい。

【0196】

具体的には、ゼロクロス検出部７１は、たとえば、低速の電力線通信が開始されるより前に検出した複数のゼロクロスタイミングの間隔を平均し、平均した値を用いて低速の電力線通信が行われている期間におけるゼロクロスタイミングを推定する。

【0197】

ゼロクロス検出部７１は、たとえば検出したゼロクロスタイミングｔｚまたは推定したゼロクロスタイミングｔｚを含めたゼロクロスタイミング検出情報を外乱補償量算出部７２、ゼロクロス期間設定部４および目標電流設定部７へ出力する。

【0198】

外乱補償量算出部７２は、電流調整部５におけるフィードフォワード制御で用いられる外乱補償量を算出する。より詳細には、外乱補償量算出部７２は、ゼロクロス検出部７１から受けるゼロクロスタイミング検出情報、図３に示す系統電圧測定部２１から受ける系統電圧値Ｍｖｐｓおよび発電電力測定部２２から受ける発電電力値Ｍｐｇに基づいて外乱補償量を算出する。

【0199】

具体的には、外乱補償量算出部７２は、たとえば系統電圧値Ｍｖｐｓと同期する外乱補償量を算出する。より詳細には、外乱補償量算出部７２は、たとえば発電電力値Ｍｐｇから自己の系統連系ＰＣＳ１０１において生成可能な交流電力を算出し、算出した交流電力に応じた外乱補償量の振幅を設定する。外乱補償量算出部７２は、たとえば系統電圧値Ｍｖｐｓの時間変化に応じて外乱補償量の振幅を時間変化させることにより、系統電圧値Ｍｖｐｓと同期する外乱補償量を算出する。

【0200】

また、外乱補償量算出部７２は、たとえば、自己の系統連系ＰＣＳ１０１と電力線を介して接続された通信装置により低速の電力線通信が行われている期間、ゼロクロス検出部７１により推定されたゼロクロスタイミングに基づいて系統電圧を推定する。

【0201】

具体的には、外乱補償量算出部７２は、たとえば系統電圧を正弦波で近似することにより系統電圧を推定する。そして、外乱補償量算出部７２は、たとえば近似した正弦波を用いて系統電圧と同期する外乱補償量を算出する。

【0202】

具体的には、外乱補償量算出部７２は、たとえばゼロクロスタイミング検出情報から得られる推定された複数のゼロクロスタイミングから系統電圧の周期および位相を算出する。外乱補償量算出部７２は、たとえば算出した周期および位相を、系統電圧を近似する正弦波の周期および位相にそれぞれ設定する。

【0203】

また、外乱補償量算出部７２は、たとえば系統電圧値Ｍｖｐｓの最大値および最小値に基づいて、系統電圧を近似する正弦波の振幅を設定する。

【0204】

外乱補償量算出部７２は、たとえば上記周期、上記位相および上記振幅を有する正弦波を用いて系統電圧を推定し、推定した系統電圧と同期する外乱補償量を算出する。これにより、低速の電力線通信が行われることにより系統電圧値Ｍｖｐｓのゼロクロスタイミング近傍において歪みが含まれる場合においても、外乱補償量算出部７２では、より正確な系統電圧を推定し、推定した系統電圧に基づいて外乱補償量をより正確に算出することができる。

【0205】

外乱補償量算出部７２は、算出した外乱補償量を電流調整部５へ出力する。

【0206】

図１３は、本発明の実施の形態に係るゼロクロス期間設定部４が設定するゼロクロス期間の一例を示す図である。

【0207】

図１３を参照して、縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。図８に示すゼロクロス期間設定部４は、図１１に示す外乱補償部６におけるゼロクロス検出部７１から受けるゼロクロスタイミング検出情報に基づいてゼロクロス期間Ｄｚｃを設定する。

【0208】

具体的には、ゼロクロス期間設定部４は、たとえばゼロクロスタイミング検出情報から得られる複数のゼロクロスタイミングのうち、系統電圧が負から正へ切替わる際のゼロクロスタイミングに基づいてゼロクロス期間Ｄｚｃを設定する。

【0209】

より詳細には、ゼロクロス期間設定部４は、たとえば周期Ｔを有する系統電圧Ｖｐｓが（ｎ−１）周目からｎ週目に切替わるタイミング（０＋（ｎ−１）×Ｔ）から時間Ｔ１後のタイミングｔｓ［２ｎ］をゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ］の開始タイミングに設定する。ここで、ｎは正の整数を示す。

【0210】

ゼロクロス期間設定部４は、たとえば系統電圧Ｖｐｓがｎ周目から（ｎ＋１）週目に切替わるタイミング（０＋ｎ×Ｔ）から時間Ｔ２後のタイミングｔｅ［２ｎ＋１］をゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ］の終了タイミングに設定する。

【0211】

また、ゼロクロス期間設定部４は、ゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ］より１周期前のゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ−２］について、たとえば系統電圧Ｖｐｓが図示しない（ｎ−２）周目から（ｎ−１）週目に切替わるタイミング（０＋（ｎ−２）×Ｔ）から時間Ｔ１後のタイミングｔｓ［２ｎ−２］をゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ−２］の開始タイミングに設定する。

【0212】

ゼロクロス期間設定部４は、たとえば系統電圧Ｖｐｓが（ｎ−１）周目からｎ週目に切替わるタイミング（０＋（ｎ−１）×Ｔ）から時間Ｔ２後のタイミングｔｅ［２ｎ−１］をゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ−２］の終了タイミングに設定する。

【0213】

また、ゼロクロス期間設定部４は、ゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ］より半周期前のゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ−１］について、ゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ−２］の開始タイミングｔｓ［２ｎ−２］および終了タイミングｔｅ［２ｎ−１］をそれぞれ半周期（Ｔ／２）後ろへずらすことによりゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ−１］の開始タイミングｔｓ［２ｎ−１］および終了タイミングｔｅ［２ｎ］を設定する。ここで用いられる周期Ｔは、たとえば各ゼロクロスタイミングの間隔を平均することにより算出される。

【0214】

すなわち、ゼロクロス期間設定部４は、系統電圧が負から正へ切替わる際のゼロクロスタイミングおよび系統電圧が正から負へ切替わる際のゼロクロスタイミングの両方において、ゼロクロスタイミングより時間（Ｔ−Ｔ１）前のタイミングから時間Ｔ２後のタイミングまでをゼロクロス期間Ｄｚｃに設定する。

【0215】

なお、ゼロクロス期間設定部４は、ゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ−２］，Ｄｚｃ［２ｎ］と半周期ずれるゼロクロス期間Ｄｚｃ［２ｎ−１］については、たとえば系統電圧が正から負へ切替わる際のゼロクロスタイミングに基づいて設定してもよい。この場合、周期Ｔを算出することなくゼロクロス期間Ｄｚｃを設定することができる。

【0216】

また、ゼロクロス期間設定部４は、信号伝送期間に基づいて時間Ｔ１，Ｔ２を設定する。具体的には、低速の電力線通信が行われるときの信号伝送期間の開始タイミングおよび終了タイミングとゼロクロスタイミングとの各時間差は概ね一定であるので、ゼロクロス期間設定部４は、当該開始タイミングおよび当該終了タイミングがゼロクロス期間Ｄｚｃに含まれるように時間Ｔ１，Ｔ２を設定する。

【0217】

すなわち、ゼロクロス期間設定部４は、ゼロクロス期間Ｄｚｃに信号伝送期間が含まれるように時間Ｔ１，Ｔ２を設定する。

【0218】

ゼロクロス期間設定部４は、たとえば、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃの間、ゼロクロス期間であることを示す論理ハイレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力し、ゼロクロス期間Ｄｚｃ以外の間、論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する。

【0219】

また、ゼロクロス期間設定部４は、たとえば、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃのうち、電力線通信検出部８における電流パルス検出部６１から電流パルス検出情報を受ける期間において、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力し、当該期間以外、論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力してもよい。

【0220】

また、ゼロクロス期間設定部４は、たとえば、電力線通信検出部８における電力線通信判断部６２から受ける電力線通信情報に基づいて、子通信装置２０２、親通信装置２１２または他の通信装置により低速の電力線通信が行われている期間を認識する。

【0221】

具体的には、ゼロクロス期間設定部４は、たとえば、低速の電力線通信が行われている旨を示す電力線通信情報を電力線通信判断部６２から受けてから、低速の電力線通信が行われていない旨を示す電力線通信情報を電力線通信判断部６２から受けるまでの期間を、低速の電力線通信が行われている期間として認識する。

【0222】

そして、ゼロクロス期間設定部４は、たとえば、低速の電力線通信が行われている期間のうち、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて、ゼロクロス期間であることを示す論理ハイレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する。また、ゼロクロス期間設定部４は、低速の電力線通信が行われている期間のうちゼロクロス期間Ｄｚｃ以外の間、および低速の電力線通信が行われていない期間、論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する。

【0223】

なお、ゼロクロス期間設定部４は、時間に基づいてゼロクロス期間Ｄｚｃを設定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ゼロクロス期間設定部４は、たとえば位相に基づいてゼロクロス期間Ｄｚｃを設定してもよい。

【0224】

具体的には、ゼロクロス期間設定部４は、たとえば、時間Ｔ１およびＴ２の代わりに位相φ１＝２π×Ｔ１／Ｔおよびφ２＝２π×Ｔ２／Ｔをそれぞれ設定し、設定した位相φ１，φ２およびゼロクロスタイミングに対応する位相に基づいてゼロクロス期間の開始位相角および終了位相角を設定してもよい。

【0225】

目標電流設定部７は、外乱補償部６におけるゼロクロス検出部７１から受けたゼロクロスタイミング検出情報、および測定部２における発電電力測定部２２から受けた発電電力値Ｍｐｇに基づいて、自己の系統連系ＰＣＳ１０１が電力系統へ出力すべき発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊を設定する。

【0226】

より詳細には、目標電流設定部７は、たとえば、自己の系統連系ＰＣＳ１０１が出力すべき発電電流Ｉｇを正弦波で近似する。具体的には、目標電流設定部７は、たとえばゼロクロスタイミング検出情報に含まれるゼロクロスタイミングｔｚに基づいて、正弦波に設定すべき周期および位相を算出し、算出した周期および位相を正弦波の周期および位相にそれぞれ設定する。また、目標電流設定部７は、たとえば発電電力値Ｍｐｇから自己の系統連系ＰＣＳ１０１が生成可能な電流を算出し、算出した電流から正弦波の振幅を設定する。

【0227】

目標電流設定部７は、たとえば上記周期、上記位相および上記振幅が設定された正弦波を用いて各タイミングにおける発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊を設定し、設定した目標値Ｉ＊を電流調整部５へ出力する。

【0228】

図１４は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１の制御部１における電流調整部５の構成を示す図である。

【0229】

図１４を参照して、電流調整部５は、減算器４１と、偏差補正部４２と、フィードバックゲイン演算部４３と、加算器４４と、総合制御部４５と、三角波比較部４６と、三角波生成部４７とを含む。

【0230】

電流調整部５は、たとえば系統電圧Ｖｐｓに基づいてフィードフォワード制御を行う。具体的には、電流調整部５は、図１１に示す外乱補償部６における外乱補償量算出部７２から受ける外乱補償量に基づいてフィードフォワード制御を行う。

【0231】

また、電流調整部５は、フィードフォワード制御を行うとともに、図８に示す目標電流設定部７から受けた目標値Ｉ＊と図３に示す測定部２における発電電流測定部２３から受けた発電電流値Ｍｉｇとの差に基づいてフィードバック制御を行う。

【0232】

電流調整部５は、フィードフォワード制御およびフィードバック制御を行うことにより、自己の系統連系ＰＣＳ１０１が生成する発電電流Ｉｇを調整する。

【0233】

また、電流調整部５は、図８に示すゼロクロス期間設定部４により設定されたゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて、フィードバック制御の影響度を下げることにより、インバータ回路３３において生成される発電電流の電流安定化処理を行う。

【0234】

より詳細には、減算器４１は、目標値Ｉ＊と発電電流値Ｍｉｇとの差、すなわち目標値Ｉ＊に対する発電電流値Ｍｉｇの偏差ｅを算出し、算出した偏差ｅを偏差補正部４２へ出力する。

【0235】

偏差補正部４２は、ゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて、減算器４１から受けた偏差ｅを補正する。より詳細には、偏差補正部４２は、ゼロクロス期間設定部４から受けるゼロクロス期間信号に基づいて、減算器４１から受けた偏差ｅを補正する。具体的には、偏差補正部４２は、ゼロクロス期間信号が論理ハイレベルを示す間、たとえば偏差ｅの値を偏差ｅの絶対値より絶対値の小さい同符号の値またはゼロに補正する。

【0236】

言い換えると、偏差補正部４２は、ゼロクロス期間信号が論理ハイレベルを示す間、たとえば偏差ｅの値を（Ｋ×ｅ）の値に補正する。ここで、Ｋの範囲は０≦Ｋ＜１である。

【0237】

すなわち、偏差補正部４２は、ゼロクロス期間信号が論理ハイレベルを示す間、上記のように補正した偏差ｅをフィードバックゲイン演算部４３へ出力する。

【0238】

また、偏差補正部４２は、ゼロクロス期間信号が論理ローレベルを示す間、たとえば減算器４１から受けた偏差ｅをそのままフィードバックゲイン演算部４３へ出力する。

【0239】

フィードバックゲイン演算部４３は、偏差補正部４２から受ける偏差ｅに基づいて、フィードバック制御のゲインを演算する。より詳細には、フィードバックゲイン演算部４３は、外乱補償部６によって電圧に基づいて算出された外乱補償量と比較可能なフィードバック制御のゲインを、電流に基づいて算出された偏差ｅから演算する。

【0240】

具体的には、フィードバックゲイン演算部４３は、偏差ｅに倍率を乗じた値をフィードバック制御のゲインの比例項として演算する。また、フィードバックゲイン演算部４３は、偏差ｅを所定時間積分した値に倍率を乗じた値をフィードバック制御のゲインの積分項として演算する。

【0241】

フィードバックゲイン演算部４３は、比例項および積分項を合計した値をフィードバック制御のゲインとして加算器４４へ出力する。これにより、電流調整部５においてＰＩ制御が行われる。

【0242】

なお、フィードバックゲイン演算部４３は、偏差ｅを時間微分した微分項をフィードバック制御のゲインに含めてもよい。これにより、電流調整部５においてＰＩＤ制御が行われる。

【0243】

加算器４４は、フィードバックゲイン演算部４３から受けるゲインと、外乱補償部６における外乱補償量算出部７２から受ける外乱補償量とを加算し、加算結果である総合制御量を総合制御部４５へ出力する。

【0244】

図１５は、本発明の実施の形態に係る電流調整部５がインバータ回路３３を制御する制御信号を生成する際に用いる三角波比較方式の一例を示す図である。

【0245】

図１５を参照して、三角波生成部４７は、たとえば、自己の系統連系ＰＣＳ１０１が電力系統の周波数である６０ヘルツより大きいキャリア周波数Ｆｃの三角波ＴＷを生成する。三角波ＴＷは、たとえば半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４毎に生成される。

【0246】

三角波比較部４６は、三角波生成部４７において半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４毎に生成された三角波ＴＷを用いてインバータ回路３３における半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４を制御するための制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をそれぞれ生成する。

【0247】

具体的には、三角波比較部４６は、たとえば、図１５に示すように、半導体スイッチ素子ＴＳ１に対応する三角波ＴＷのレベルが三角波しきい値Ｔｈ１より大きいという条件を満たす場合、論理ハイレベルの制御信号Ｓ１を生成し、また、当該条件を満たさない場合、論理ローレベルの制御信号Ｓ１を生成する。

【0248】

三角波比較部４６は、半導体スイッチ素子ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４に対応する三角波ＴＷおよび三角波しきい値Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４に基づいて制御信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をそれぞれ生成する。三角波比較部４６は、生成した制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をインバータ回路３３における半導体スイッチ素子ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４へそれぞれ出力する。

【0249】

総合制御部４５は、加算器４４から受ける総合制御量に基づいてインバータ回路３３をＰＷＭ制御する。具体的には、総合制御部４５は、加算器４４から受ける総合制御量に基づいて三角波しきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４のレベルを調整することにより、三角波比較部４６が論理ハイレベルの制御信号を出力する時間すなわち制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のパルス幅をそれぞれ制御する。

【0250】

これにより、インバータ回路３３において、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のパルス幅に応じた電流が生成される。すなわち、総合制御部４５は、総合制御量に基づいて三角波しきい値Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４のレベルを調整することにより、インバータ回路３３において生成される発電電流を調整する。なお、三角波比較部４６が論理ハイレベルの制御信号を出力する時間とキャリア周期Ｔｃとの比がデューティ比となる。

【0251】

また、総合制御部４５は、加算器４４から受ける総合制御量に基づいてコンバータ回路３１を制御する。より詳細には、総合制御部４５は、総合制御量に応じた電流がインバータ回路３３において生成可能となるように発電装置１１から受ける電圧を昇圧するための制御信号Ｓ５を生成し、生成した制御信号Ｓ５を半導体スイッチ素子ＴＳ５へ出力する。

【0252】

図１６は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が生成する発電電流の一例を示す図である。

【0253】

図１６を参照して、横軸は、時間を示し、縦軸は、電圧値および電流値を示す。系統電圧値Ｍｖｐｓは、図２に示す系統電圧測定部２１により測定された系統電圧Ｖｐｓの時間変化を示す。また、発電電流値Ｍｉｇは、図２に示す発電電流測定部２３により測定される発電電流Ｉｇの測定値の時間変化を示す。

【0254】

系統連系ＰＣＳ１０１は、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび発電電流値Ｍｉｇに基づいてフィードフォワード制御およびフィードバック制御を行うことで、品質の高い発電電流Ｉｇを生成する。

【0255】

具体的には、系統連系ＰＣＳ１０１における偏差補正部４２は、ゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて、偏差ｅの値を（Ｋ×ｅ）に相当する値に補正し、フィードバック制御の影響度を下げることにより、インバータ回路３３において生成される発電電流Ｉｇの電流安定化処理を行う。

【0256】

これにより、たとえば、図１６に示すようにゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて低速の電力線通信により大きな発電電流Ｉｇが流れる場合においても、ゼロクロス期間Ｄｚｃに続く期間において発電電流Ｉｇが乱れてしまうことを抑制することができる。

【0257】

また、低速の電力線通信により、ゼロクロス期間Ｄｚｃにおける系統電圧値Ｍｖｐｓに歪みが含まれる場合であっても、電流調整部５は、系統電圧Ｖｐｓと同期する外乱補償量を外乱補償部６から受けることができるので、適切な外乱補償量に基づいてフィードフォワード制御を行うことができる。

【0258】

これにより、たとえば図１６に示すように、系統電圧Ｖｐｓと同期した発電電流Ｉｇを生成することができる。

【0259】

［系統連系ＰＣＳの動作］
次に、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１における電流調整部が電流安定化処理を行なう際の動作について説明する。

【0260】

図１７は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が電流安定化処理を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。系統連系システム２０１における系統連系ＰＣＳ１０１および子通信装置２０２の各々は、シーケンスの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。これらのプログラムは、外部からインストールすることができる。これらのインストールされるプログラムは、たとえば記録媒体に格納された状態で流通する。

【0261】

図１７を参照して、まず、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ出力する（ステップＳ１０２）。

【0262】

次に、ゼロクロス検出部７１は、電力系統における系統電圧Ｖｐｓがゼロボルトを示すゼロクロスタイミングｔｚを検出する（ステップＳ１０４）。

【0263】

次に、目標電流設定部７は、ゼロクロス検出部７１により検出されたゼロクロスタイミングｔｚおよび発電電力値Ｍｐｇに基づいて、自己の系統連系ＰＣＳ１０１が電力系統へ出力すべき発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊を設定する（ステップＳ１０６）。

【0264】

次に、ゼロクロス期間設定部４は、ゼロクロス検出部７１により検出されたゼロクロスタイミングｔｚに基づいてゼロクロス期間Ｄｚｃを設定する（ステップＳ１０８）。

【0265】

次に、ゼロクロス期間設定部４は、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて論理ハイレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ１１０でＹＥＳ）。

【0266】

次に、電流調整部５は、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび補正後の偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する電流安定化処理を行う（ステップＳ１１２）。

【0267】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ１０２）。

【0268】

一方、ゼロクロス期間設定部４は、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃ以外の期間において論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ１１０でＮＯ）。

【0269】

次に、電流調整部５は、論理ローレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する（ステップＳ１１４）。

【0270】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ１０２）。

【0271】

図１７に示す動作では、電流調整部５は、ステップＳ１１２において、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、電流安定化処理を行う。

【0272】

これにより、低速の電力線通信により大きな発電電流Ｉｇが流れる可能性が高いゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて電流安定化処理が行われるので、発電電流Ｉｇが乱れてしまうことを抑制することができる。

【0273】

なお、上記ステップＳ１０６およびステップＳ１０８の順番が入れ替わってもよい。すなわち、系統連系ＰＣＳ１０１は、たとえば、ステップＳ１０８を行った後、ステップＳ１０６を行ってもよい。

【0274】

図１８は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が検出した電流パルスに基づいて電流安定化処理を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

【0275】

図１８を参照して、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８の動作は、図１７に示すフローチャートにおけるステップＳ１０２〜Ｓ１０８の動作と同様であるため、ここでは詳細な説明は繰り返さない。

【0276】

次に、ゼロクロス期間設定部４は、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、電流パルス検出部６１から電流パルス検出情報を受けている期間、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ２１２でＹＥＳ）。

【0277】

次に、電流調整部５は、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび補正後の偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する電流安定化処理を行う（ステップＳ２１４）。

【0278】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ２０２）。

【0279】

一方、ゼロクロス期間設定部４は、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃ以外の期間、および設定したゼロクロス期間Ｄｚｃのうち電流パルス検出部６１から電流パルス検出情報を受けていない期間、論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ２１０でＮＯまたはステップＳ２１２でＮＯ）。

【0280】

次に、電流調整部５は、論理ローレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する（ステップＳ２１６）。

【0281】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ２０２）。

【0282】

図１８に示す動作では、電流調整部５は、ステップＳ２１４において、電流パルス検出部６１により電流パルス検出情報が出力されている期間、電流安定化処理を行う。

【0283】

これにより、電流パルス検出部６１から電流パルス検出情報が出力されていない期間においてフィードバック制御の影響度を無意味に下げてしまうことを避けることができるので、当該期間における発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊への追随性を高めることができる。

【0284】

図１９は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が子通信装置２０２から受ける通信開始情報に基づいて電流安定化処理を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

【0285】

図１９を参照して、ステップＳ３０２〜Ｓ３０８の動作は、図１７に示すフローチャートにおけるステップＳ１０２〜Ｓ１０８の動作と同様であるため、ここでは詳細な説明は繰り返さない。

【0286】

次に、ゼロクロス期間設定部４は、通信部３から通信開始情報を受けると、子通信装置２０２により上り方向の低速の電力線通信が行われることを認識し（ステップＳ３１０でＹＥＳ）、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ３１２でＹＥＳ）。

【0287】

次に、電流調整部５は、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび補正後の偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する電流安定化処理を行う（ステップＳ３１４）。

【0288】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ３０２）。

【0289】

一方、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃ以外の期間において論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ３１２でＮＯ）。

【0290】

次に、電流調整部５は、論理ローレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する（ステップＳ３１６）。

【0291】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ３０２）。

【0292】

また、ゼロクロス期間設定部４は、通信部３から通信開始情報を受けるまでは、子通信装置２０２が上り方向の低速の電力線通信を行っていないことを認識し、論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ３１０でＮＯ）。

【0293】

次に、電流調整部５は、論理ローレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する（ステップＳ３１６）。

【0294】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ３０２）。

【0295】

図１９に示す動作では、電流調整部５は、ステップＳ３１４において、子通信装置２０２により上り方向の低速の電力線通信が開始され、かつ論理ハイレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けたとき、電流安定化処理を行う。

【0296】

これにより、子通信装置２０２により上り方向の低速の電力線通信が行われない期間にフィードバック制御の影響度を無意味に下げてしまうことを避けることができるので、当該期間における発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊への追随性を高めることができる。

【0297】

図２０は、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１が子通信装置２０２から受ける信号受信情報に基づいて電流安定化処理を行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。

【0298】

図２０を参照して、ステップＳ４０２〜Ｓ４０８の動作は、図１７に示すフローチャートにおけるステップＳ１０２〜Ｓ１０８の動作と同様であるため、ここでは詳細な説明は繰り返さない。

【0299】

次に、ゼロクロス期間設定部４は、通信部３から信号受信情報を受けると、子通信装置２０２が下り方向の低速の電力線通信による電流パルスを受信したことを認識し（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ４１２でＹＥＳ）。

【0300】

次に、電流調整部５は、論理ハイレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび補正後の偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する電流安定化処理を行う（ステップＳ４１４）。

【0301】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ４１２）。

【0302】

一方、ゼロクロス期間設定部４は、設定したゼロクロス期間Ｄｚｃ以外の期間において論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ４１２でＮＯ）。

【0303】

次に、電流調整部５は、論理ローレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する（ステップＳ４１６）。

【0304】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ４０２）。

【0305】

また、ゼロクロス期間設定部４は、通信部３から信号受信情報を受けるまでは、子通信装置２０２が下り方向の低速の電力線通信による電流パルスを受信していないことを認識し、論理ローレベルのゼロクロス期間信号を電流調整部５へ出力する（ステップＳ４１０でＮＯ）。

【0306】

次に、電流調整部５は、論理ローレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けると、系統電圧値Ｍｖｐｓおよび偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する（ステップＳ４１６）。

【0307】

次に、インバータ回路３３は、コンバータ回路３１およびキャパシタ３２を経由して発電装置１１から受けた発電電力から、調整した値の発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ引き続き出力する（ステップＳ４０２）。

【0308】

図２０に示す動作では、電流調整部５は、ステップＳ４１４において、子通信装置２０２が下り方向の低速の電力線通信による電流パルスを受信し、かつ論理ハイレベルのゼロクロス期間信号をゼロクロス期間設定部４から受けたとき、電流安定化処理を行う。

【0309】

これにより、電力系統において下り方向の低速の電力線通信による電流パルスがない期間にフィードバック制御の影響度を無意味に下げてしまうことを避けることができるので、当該期間における発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊への追随性を高めることができる。

【0310】

なお、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１は、低速の電力線通信を行うための子通信装置２０２と通信を行う通信部３を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。系統連系ＰＣＳ１０１は、通信部３の代わりに、通信部３の機能および子通信装置２０２の機能を有する中継部を備える構成であってもよい。

【0311】

これにより、子通信装置２０２の機能を系統連系ＰＣＳ１０１におけるＭＣＵ（Micro Controller Unit）に含めることができるので、一体で制御をすることができる。

【0312】

また、中継部を備える系統連系ＰＣＳ１０１は、電力系統における電流、具体的には、ノードＮ３および低圧トランスＴ１間における電力線ＰＬ３を通して流れる電流を発電電流値Ｍｉｇとして計測してもよい。

【0313】

電力系統のインピーダンスは小さいので、低速の電力線通信時において、ノードＮ３および低圧トランスＴ１間における電力線ＰＬ３を通して流れる電流パルスの大きさは、ノードＮ３および平滑化回路３４間における電力線ＰＬ３を通して電流パルスより大きい。

【0314】

したがって、中継部を備える系統連系ＰＣＳ１０１は、ノードＮ３および低圧トランスＴ１間における電力線ＰＬ３を通して流れる電流を発電電流値Ｍｉｇとして計測することにより、大きい電流パルスを検出することができるので、電流パルスを精度よく検出することができる。

【0315】

ところで、特許文献１に記載された外向きＴＷＡＣＳメッセージ等が電力系統における電力線を通信路として送受信される場合、系統連系ＰＣＳは、系統電圧のゼロクロスタイミング近傍において電力線経由でたとえば電流パルスを受信してしまう場合がある。

【0316】

系統連系ＰＣＳが電流パルスを受信した場合、たとえば、発電電力から発電電流を生成するためのフィードフォワード制御およびフィードバック制御が当該電流パルスにより乱されることがある。この際、系統連系ＰＣＳは、系統連系規程により定められた品質を満たさない低品質の発電電流を電力系統へ出力してしまう場合がある。

【0317】

これに対して、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、インバータ回路３３は、発電電力から発電電流Ｉｇを生成し、発電電流Ｉｇを電力系統へ出力する。ゼロクロス検出部７１は、電力系統における系統電圧値Ｍｖｐｓがゼロボルトを示すゼロクロスタイミングｔｚを検出する。目標電流設定部７は、ゼロクロス検出部７１により検出されたゼロクロスタイミングｔｚに基づいて、発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊を設定する。ゼロクロス期間設定部４は、ゼロクロスタイミングｔｚに基づいてゼロクロス期間Ｄｚｃを設定する。電流調整部５は、系統電圧値Ｍｖｐｓ、および目標値Ｉ＊に対するインバータ回路３３により生成された電流の測定値である発電電流値Ｍｉｇの偏差ｅに基づいて、発電電流Ｉｇを調整する。そして、電流調整部５は、ゼロクロス期間設定部４により設定されたゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて、偏差ｅを偏差ｅより絶対値の小さい同符号の値またはゼロに補正し、補正後の偏差ｅおよび系統電圧値Ｍｖｐｓに基づいて発電電流Ｉｇを調整する電流安定化処理を行う。

【0318】

このように、ゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて電流安定化処理を行う構成により、たとえばゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて電流パルスを受けて偏差ｅの絶対値が増大した場合においても、発電電流Ｉｇの調整の乱れを小さくすることができるので、発電電流Ｉｇを安定して調整することができる。

【0319】

これにより、ゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて電流パルスを受けて偏差ｅの絶対値が増大した場合においても、低品質の発電電流Ｉｇが電力系統へ出力されることを抑制することができる。

【0320】

また、発電電流Ｉｇを調整するアルゴリズムの変更により電流安定化処理を行うための機能を実装することができるので、品質のよい発電電流Ｉｇを低コストで生成することができる。

【0321】

また、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、ゼロクロス期間設定部４は、子通信装置２０２、親通信装置２１２および他の通信装置により電力系統において行われる低速の電力線通信の信号伝送期間が含まれるようにゼロクロス期間Ｄｚｃを設定する。

【0322】

このように、電流パルスにより偏差ｅの絶対値が増大する信号伝送期間が含まれるようにゼロクロス期間Ｄｚｃを設定する構成により、ゼロクロス期間Ｄｚｃ以外の期間において発電電流Ｉｇの品質を高めつつ、ゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて低品質の発電電流Ｉｇを電力系統へ出力することを抑制することができるので、発電電流Ｉｇの品質を安定して高めることができる。

【0323】

また、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、電流調整部５は、ゼロクロス期間Ｄｚｃのうち、ノードＮ３および低圧トランスＴ１間における電力線ＰＬ３を通して流れる電流、または平滑化回路３４およびノードＮ３間における電力線ＰＬ３を通して流れる電流を発電電流値Ｍｉｇとして計測し、発電電流値Ｍｉｇの絶対値が所定のしきい値より大きくなる期間において電流安定化処理を行う。

【0324】

このように、ゼロクロス期間Ｄｚｃのうち、電流パルスが発生し、発電電流Ｉｇの調整の乱れが発生する可能性が高い状況において電流安定化処理を行う構成により、電流安定化処理を効率よく行うことができる。

【0325】

また、ゼロクロス期間Ｄｚｃのうち、電流パルスがない期間に電流安定化処理を行うことを避けることができるので、当該期間において、発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊への追随性を高めることができる。これにより、品質のよい発電電流Ｉｇを効率的に生成することができる。

【0326】

また、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、通信部３は、電力系統において行われる低速の電力線通信を開始する旨を示す通信開始情報、および電力系統において行われる低速の電力線通信に用いられる信号を受信した旨を示す信号受信情報の少なくとも一方を子通信装置２０２から受信する。電流調整部５は、通信部３が通信開始情報または信号受信情報を子通信装置２０２から受信した場合、ゼロクロス期間Ｄｚｃにおいて電流安定化処理を行う。

【0327】

このように、電力系統において低速の電力線通信が行われ、電流パルスによる発電電流Ｉｇの調整の乱れが発生する可能性が高い状況において電流安定化処理を行う構成により、電流安定化処理を効率よく行うことができる。

【0328】

また、低速の電力線通信による電流パルスがない期間に電流安定化処理を行うことを避けることができるので、当該期間において、発電電流Ｉｇの目標値Ｉ＊への追随性を高めることができる。これにより、品質のよい発電電流Ｉｇを効率的に生成することができる。

【0329】

また、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、ゼロクロス検出部７１は、子通信装置２０２、親通信装置２１２および他の通信装置の少なくともいずれか１つにより電力系統において低速の電力線通信が行われている期間、ゼロクロスタイミングｔｚを推定する。

【0330】

このように、ゼロクロスタイミングｔｚ近傍において低速の電力線通信による歪みを有する系統電圧値Ｍｖｐｓからゼロクロスタイミングｔｚを検出する代わりに、ゼロクロスタイミングｔｚを推定する構成により、歪みのない系統電圧値Ｍｖｐｓから検出されるゼロクロスタイミングｔｚからずれたタイミングをゼロクロスタイミングｔｚとして検出してしまうことを避けることができる。

【0331】

また、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、ゼロクロス検出部７１は、ゼロクロスタイミングｔｚ以外のタイミングを検出し、検出したタイミングからゼロクロスタイミングｔｚを推定する。

【0332】

このように、低速の電力線通信による歪みを有する系統電圧値Ｍｖｐｓから正しく検出することが困難なゼロクロスタイミングｔｚ、以外のタイミングを検出対象とする構成により、低速の電力線通信による影響を受けずに当該タイミングを検出することができるので、ゼロクロスタイミングｔｚの推定精度を向上させることができる。

【0333】

また、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、ゼロクロス検出部７１は、系統電圧値Ｍｖｐｓが最大値となるタイミングおよび最小値となるタイミングのいずれか一方からゼロクロスタイミングｔｚを推定する。

【0334】

このように、正確かつ容易に検出することが可能な最大値となるタイミングおよび最小値となるタイミングのいずれか一方からゼロクロスタイミングｔｚを推定する構成により、簡易な処理でゼロクロスタイミングｔｚの推定精度を向上させることができる。

【0335】

また、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、外乱補償量算出部７２は、ゼロクロス検出部７１により推定されたゼロクロスタイミングｔｚに基づいて系統電圧Ｖｐｓを推定する。電流調整部５は、外乱補償量算出部７２により推定された系統電圧Ｖｐｓ、および偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する。

【0336】

このように、低速の電力線通信による歪みを有する系統電圧値Ｍｖｐｓの代わりに、推定された系統電圧Ｖｐｓ、および偏差ｅに基づいて発電電流Ｉｇを調整する構成により、低速の電力線通信による影響を受けずに発電電流Ｉｇを適切に調整することができる。

【0337】

また、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置では、目標電流設定部７は、ゼロクロス検出部７１により推定されたゼロクロスタイミングｔｚに基づいて目標値Ｉ＊を設定する。

【0338】

このような構成により、低速の電力線通信による歪みを有する系統電圧値Ｍｖｐｓから検出されたゼロクロスタイミングｔｚの代わりに、推定されたゼロクロスタイミングｔｚに基づいて適切な目標値Ｉ＊を設定することができる。

【0339】

また、本発明の実施の形態に係る通信装置では、電力線通信部８１は、電力系統において親通信装置２１２および他の通信装置と低速の電力線通信を行う。装置間通信部８３は、低速の電力線通信が開始される前に、低速の電力線通信を開始する旨を示す通信開始情報を、電力系統へ電流を供給する系統連系ＰＣＳ１０１へ送信する。

【0340】

このように、電流パルスを発生する低速の電力線通信を行うことを系統連系ＰＣＳ１０１に対して事前に通知する構成により、系統連系ＰＣＳ１０１では、電流パルスの発生を前もって認識することができるので、電流パルスによる発電電流Ｉｇの調整の乱れを抑制する処理を適切なタイミングで開始することができる。

【0341】

これにより、系統連系ＰＣＳ１０１において発電電流Ｉｇを安定して調整することができるので、低品質の発電電流Ｉｇを電力系統へ出力することを抑制することができる。

【0342】

また、本発明の実施の形態に係る通信装置では、装置間通信部８３は、電力線通信部８１が親通信装置２１２または他の通信装置から低速の電力線通信に用いられる信号を受信した場合、当該信号を受信した旨を示す信号受信情報を系統連系ＰＣＳ１０１へ送信する。

【0343】

このように、他の通信装置から低速の電力線通信に用いられる信号を受信したことを系統連系ＰＣＳ１０１に対して通知する構成により、系統連系ＰＣＳ１０１では、低速の電力線通信が始まったことを認識することができる。

【0344】

なお、本発明の実施の形態に係る系統連系ＰＣＳ１０１は、コンバータ部３１およびキャパシタ３２を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。系統連系ＰＣＳ１０１は、コンバータ部３１およびキャパシタ３２を備えずに、コンバータ部およびキャパシタを有するコンバータ装置から受けた電力から発電電流を生成し、当該発電電流を電力系統へ出力する構成であってもよい。

【0345】

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0346】

１ 制御部
２ 測定部
３ 通信部（受信部）
４ ゼロクロス期間設定部
５ 電流調整部
６ 外乱補償部
７ 目標電流設定部
８ 電力線通信検出部
１１ 発電装置
１２ 系統電源
１４ 太陽電池モジュール
２１ 系統電圧測定部
２２ 発電電力測定部
２３ 発電電流測定部
３１ コンバータ回路
３２ キャパシタ
３３ インバータ回路（電流生成部）
３４ 平滑化回路
４１ 減算器
４２ 偏差補正部
４３ フィードバックゲイン演算部
４４ 加算器
４５ 総合制御部
４６ 三角波比較部
４７ 三角波生成部
６１ 電流パルス検出部
６２ 電力線通信判断部
６３ タイマ部
７１ ゼロクロス検出部
７２ 外乱補償量算出部（電流調整部）
８１ 電力線通信部
８２ 通信制御部
８３ 装置間通信部（送信部）
８４ 信号処理部
８５ 短絡スイッチ
１０１ 系統連系ＰＣＳ（系統連系インバータ装置）
２０１ 系統連系システム
２０２ 子通信装置
２１２ 親通信装置
Ｃ１，Ｃ３ キャパシタ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６ ダイオード
Ｔ１，Ｔ２ 低圧トランス
ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４，ＴＳ５ 半導体スイッチ素子
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ８６ インダクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】