特許 6228057 電力制御装置及び電力制御方法

(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】6228057

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】電力制御装置及び電力制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20171030BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 R

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-67205(P2014-67205)

(22)【出願日】2014年3月27日

(65)【公開番号】特開2015-192510(P2015-192510A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2016年8月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100153017

【弁理士】

【氏名又は名称】大倉 昭人

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(72)【発明者】

【氏名】七里 一正

【審査官】 小林 秀和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２９７９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１３３５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２３１６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５４０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０２１２２８９６（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８８６７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｇ０５Ｆ １／６７

Ｈ０２Ｊ ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源装置からの直流出力を交流出力に変換する電力制御装置であって、
前記電源装置からの出力に対して入力部が並列に接続されるとともに、出力部がともに単相３線に接続された２つのインバータと、
前記２つのインバータの運転を制御する制御部と、を備え、
各インバータの出力部は、単相３線の中性線に接続される出力端と、互いのインバータで異なる電圧線に接続される出力端とをそれぞれ有し、
前記制御部は、
前記２つのインバータを同位相で同期運転するように制御し、
前記インバータの効率特性に基づいて、前記２つのインバータの出力電力合計が最大となる該２つのインバータの入力電流比で動作するように、前記２つのインバータを制御する、ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電力制御装置において、
前記制御部は、
前記２つのインバータの出力電圧を比較し、
出力電圧の高い方のインバータの入力電流が他方のインバータの入力電流よりも小さくなるように前記入力電流比を制御する、ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電力制御装置において、前記制御部は、一方のインバータの出力電圧が所定の閾値を超えた場合に、該インバータの入力電流を下げるように前記入力電流比を制御する、ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の電力制御装置において、前記２つのインバータは、それぞれ３００Ｖ未満の直流電圧を交流１００Ｖに変換するインバータである、ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の電力制御装置において、前記２つのインバータは、複数の前記電源装置からの直流出力をそれぞれ変圧する複数のＤＣ／ＤＣコンバータから直流電圧をまとめて供給される、ことを特徴とする電力制御装置。

【請求項6】

電源装置からの出力に対して入力部が並列に接続されるとともに、出力部がともに単相３線に接続された２つのインバータと、前記２つのインバータの運転を制御する制御部とを備える電力制御装置における電力制御方法であって、
各インバータの出力部が、単相３線の中性線と、互いのインバータで異なる電圧線とに対して交流出力するステップと、
前記制御部が、前記２つのインバータを同位相で同期運転するように制御するステップと、を有し、
前記制御部は、前記インバータの効率特性に基づいて、前記２つのインバータの出力電力合計が最大となる該２つのインバータの入力電流比で動作するように、前記２つのインバータを制御する、ことを特徴とする電力制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分散電源と組み合わせて用いられる電力制御装置及びその制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、太陽光発電システム、燃料電池及び蓄電池などの分散電源を需要家に設け、系統と連系させて電力を供給する方式が実用化されている。分散電源により発電された電力を系統に連系する際には、パワーコンディショナ（電力制御装置）によって直流電圧を交流電圧に変換している（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

パワーコンディショナには、通常、インバータが含まれており、インバータが直流電圧を交流電圧に変換する。

【0004】

一般住宅には、電力会社から単相３線で電力が供給されている。単相３線においては、Ｕ相とＷ相との間で交流２００Ｖが供給される。インバータで交流２００Ｖを出力して系統と連系するためには、インバータに直流３５０Ｖ程度を入力する必要がある。これは、以下のような理由による。交流２００Ｖは最大で２２０Ｖ程度になる可能性があり、交流２２０Ｖのピーク電圧は、２２０Ｖ×√２＝３１１Ｖである。したがって、最低でも直流３１１Ｖが必要となるが、安定した出力を得ることを考慮すると直流３５０Ｖ程度をインバータに入力することが一般的だからである。

【0005】

分散電源によって発電される電力の直流電圧は、通常、３５０Ｖに比べて小さい。例えば、太陽電池モジュール１枚は３０Ｖ程度、蓄電池セルユニットは１２Ｖ又は２４Ｖ程度、燃料電池は１００Ｖ程度である。したがって、通常、各ユニットを直列に接続して電圧を大きくした上で、ＤＣ／ＤＣコンバータで最終的に３５０Ｖ程度まで昇圧させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−０４９７７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述のように、インバータに入力する直流電圧を３５０Ｖ程度とすると以下の問題が生じる。

【0008】

（問題１）
原子力安全・保安院により作成された「電気設備の技術基準の解釈」（以下「電技」という）により定められている「２９条 電圧区分」によると、配線工事を行う際に配線の電圧が３００Ｖを超えるか否かで接地工事の区分が異なる。具体的には、配線工事において、３００Ｖ以下の電圧のみを取り扱う場合は「Ｄ種接地工事」となり、３００Ｖを超える電圧を取り扱う場合は「Ｃ種接地工事」となる。Ｃ種接地工事の場合、接地抵抗値として１０Ωが要求され、接地抵抗値が１００ΩであるＤ種接地工事と比べて、配線工事の難易度がかなり上がってしまう。

【0009】

したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータとインバータとを同一筐体内に配置せずに分散して配置し、筐体外の配線でＤＣ／ＤＣコンバータとインバータとを接続すると、３５０Ｖ程度の電圧の配線工事が必要であるため、難易度が高いＣ種接地工事を行うことが必要となってしまう。

【0010】

また、Ｃ種接地工事を行うことを避けるため、ＤＣ／ＤＣコンバータとインバータとを同一筐体内に配置することにすると、太陽光発電、風力発電、蓄電池、燃料電池、直流給電などの直流側入出力が複数存在するハイブリッドシステムにおいては、それぞれの入出力に接続する複数のＤＣ／ＤＣコンバータを全て同一筐体内に有することが必要になり、汎用性の点で問題となる。

【0011】

このように、インバータに入力する直流電圧を３５０Ｖ程度とすると電力制御システムの設計において自由度が低下してしまうという問題があった。

【0012】

（問題２）
また、一般に、ＤＣ／ＤＣコンバータは昇圧比が大きくなるほど効率が悪くなるため、太陽光発電などの分散電力が出力する直流電圧を、３５０Ｖ程度という大きい電圧まで昇圧すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの効率が低下するという問題があった。

【0013】

かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、電力制御システムの設計自由度を高め、ＤＣ／ＤＣコンバータの効率を向上させることができる電力制御装置及び電力制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するため、本発明に係る電力制御装置は、電源装置からの直流出力を交流出力に変換する電力制御装置であって、前記電源装置からの出力に対して入力部が並列に接続されるとともに、出力部がともに単相３線に接続された２つのインバータと、前記２つのインバータの運転を制御する制御部と、を備え、各インバータの出力部は、単相３線の中性線に接続される出力端と、互いのインバータで異なる電圧線に接続される出力端とをそれぞれ有し、前記制御部は、前記２つのインバータを同位相で同期運転するように制御し、前記インバータの効率特性に基づいて、前記２つのインバータの出力電力合計が最大となる該２つのインバータの入力電流比で動作するように、前記２つのインバータを制御する、ことを特徴とするものである。

【0016】

また、本発明に係る電力制御装置において、前記制御部は、前記２つのインバータの出力電圧を比較し、出力電圧の高い方のインバータの入力電流が他方のインバータの入力電流よりも小さくなるように前記入力電流比を制御する、ことが好ましい。

【0017】

また、本発明に係る電力制御装置において、前記制御部は、一方のインバータの出力電圧が所定の閾値を超えた場合に、該インバータの入力電流を下げるように前記入力電流比を制御する、ことが好ましい。

【0018】

また、本発明に係る電力制御装置において、前記２つのインバータは、それぞれ３００Ｖ未満の直流電圧を交流１００Ｖに変換するインバータである、ことが好ましい。

【0019】

また、本発明に係る電力制御装置において、前記２つのインバータは、複数の前記電源装置からの直流出力をそれぞれ変圧する複数のＤＣ／ＤＣコンバータから直流電圧をまとめて供給される、ことが好ましい。

【0020】

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力制御方法は、電源装置からの出力に対して入力部が並列に接続されるとともに、出力部がともに単相３線に接続された２つのインバータと、前記２つのインバータの運転を制御する制御部とを備える電力制御装置における電力制御方法であって、各インバータの出力部が、単相３線の中性線と、互いのインバータで異なる電圧線とに対して交流出力するステップと、前記制御部が、前記２つのインバータを同位相で同期運転するように制御するステップと、を有し、前記制御部は、前記インバータの効率特性に基づいて、前記２つのインバータの出力電力合計が最大となる該２つのインバータの入力電流比で動作するように、前記２つのインバータを制御する、ことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、電力制御システムの設計自由度を高め、ＤＣ／ＤＣコンバータの効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る電力制御装置を含む電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電力制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図3】インバータの効率特性の一例を示す図である。

【図4】逆潮流により系統電圧が上昇する様子の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。

【0024】

図１は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１０を含む電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示す電力制御システムは、電力制御装置１０と、太陽光発電装置２１と、燃料電池２２と、蓄電池２３と、ＤＣ給電装置２４と、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、交流１００Ｖ対応の負荷機器４１及び４２と、交流２００Ｖ対応の負荷機器４３と、自立リレー５０と、系統６０とを備える。

【0025】

電力制御装置１０は、複数の電源装置（太陽光発電装置２１、燃料電池２２、蓄電池２３）からの直流出力を、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して、３００Ｖ未満の直流電圧として入力し、単相３線の交流電圧に変換して出力する。単相３線出力は、Ｕ相、Ｏ相及びＷ相の３つの出力を有する。Ｏ相は中性線であり、Ｕ相とＷ相は異なる電圧を有する電圧線である。具体的には、Ｕ相とＯ相との間、及び、Ｗ相とＯ相との間は交流１００Ｖであり、Ｕ相とＷ相との間は交流２００Ｖである。電力制御装置１０の構成の詳細については図２の説明において詳述する。

【0026】

一般住宅において多くの負荷機器は交流１００Ｖ対応であるが、図１に示す例においては、Ｕ相とＯ相との間に１００Ｖ対応の負荷機器４１が接続され、Ｗ相とＯ相との間に１００Ｖ対応の負荷機器４２が接続されている。なお、接続する負荷機器４１及び４２の数は任意である。

【0027】

また、例えばエアコンやＩＨ（Induction Heating）調理器のような交流２００Ｖ対応の負荷機器４３は、Ｕ相とＷ相との間に接続される。なお、接続する負荷機器４３の数は任意である。

【0028】

電力制御装置１０の単相３線出力は、自立リレー５０を介して系統６０の単相３線に連系している。自立運転の際は、自立リレー５０が遮断され、電力制御装置１０は系統６０から解列される。

【0029】

図１は、分散電源として、太陽光発電装置２１と、燃料電池２２と、蓄電池２３とが、電力制御装置１０と組み合わせて用いられている様子を示している。例えば、太陽光発電装置２１が発電した直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０−１によって変圧（昇圧又は降圧）されて電力制御装置１０に供給される。なお、蓄電池２３は蓄電も可能であり、その場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０−３から供給される直流電圧により蓄電する。

【0030】

また、電力制御システムは、ＤＣ給電装置２４に直流電圧を供給することも可能であり、その場合、ＤＣ給電装置２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０−４から直流電圧を供給される。

【0031】

なお、分散電源として太陽光発電装置２１、燃料電池２２及び蓄電池２３と組み合わされているのは、あくまでも一例であり、その他の種類の発電装置であってもよい。例えば、自然エネルギー発電として太陽光発電の代わりに風力発電を用いてもよいし、両方用いてもよい。

【0032】

図２は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。電力制御装置１０は、第１のインバータ１０１−１と、第２のインバータ１０１−２と、記憶部１０２と、制御部１０３と、電圧計１０４及び１０５とを備える。なお、以下の説明において、第１のインバータ１０１−１と第２のインバータ１０１−２とを特に区別する必要がない場合は、単にインバータ１０１と総称して説明する。

【0033】

２つのインバータ１０１は、入力部が並列に接続され、共通の直流電圧が供給されている。また、２つのインバータ１０１は、出力部が単相３線に接続されており、第１のインバータ１０１−１は、Ｕ相とＯ相との間の交流１００Ｖを出力し、第２のインバータ１０１−２は、Ｗ相とＯ相との間の交流１００Ｖを出力する。また、第１のインバータ１０１−１及び第２のインバータ１０１−２は、制御部１０３によって同期して動作するように制御され、Ｕ相とＷ相との間は交流２００Ｖとなる。インバータ１０１は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）のような素子を含み、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されることにより、直流電圧から正弦波の交流電圧を生成する。

【0034】

このように、各インバータ１０１の出力は交流２００Ｖではなく、交流１００Ｖであるため、各インバータ１０１に入力する直流電圧は、３５０Ｖ程度の半分の１７５Ｖ程度とすることができる。

【0035】

なお、ここでいう「交流１００Ｖ」は、厳密な１００Ｖの交流電圧のみを意味しているわけではなく、規定範囲内である１０１±６Ｖの交流電圧を意味している。

【0036】

記憶部１０２は、インバータ１０１の効率特性を、例えば近似式やデータテーブルの形式で記憶している。本実施形態に係る電力制御装置１０は、このインバータ１０１の効率特性を用いて、インバータ１０１を効率的に動作させることが可能であるが、制御の詳細については後述する。

【0037】

制御部１０３は、電力制御装置１０全体を制御及び管理するものであり、例えばプロセッサにより構成することができる。制御部１０３は、インバータ１０１の運転を制御する。制御部１０３は、第１のインバータ１０１−１と第２のインバータ１０１−２とを同位相で動作させて、Ｕ相とＯ相との間、及び、Ｗ相とＯ相との間を交流１００Ｖで動作させ、Ｕ相とＷ相との間を交流２００Ｖで動作させる。制御部１０３が行う制御の詳細については後述する。

【0038】

電圧計１０４は、第１のインバータ１０１−１の出力電圧、すなわちＵ相とＯ相との間の電圧を測定する。電圧計１０５は、第２のインバータ１０１−２の出力電圧、すなわちＷ相とＯ相との間の電圧を測定する。

【0039】

このように、本実施形態によれば、２つのインバータ１０１の入力部は並列に接続され、出力部は単相３線に接続されている。また、制御部１０３が２つのインバータ１０１を同期運転するように制御している。これにより、各インバータ１０１は、それぞれ３００Ｖ未満の直流電圧を交流１００Ｖに変換している。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０とインバータ１０１を接続する配線の電圧が３００Ｖ未満となるため、接地工事の区分がＤ種設計工事となり、配線工事の難易度を上げる必要なく、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０を分散配置することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０で昇圧する電圧を３５０Ｖ程度ではなく、１７５Ｖ程度と低い電圧にできるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を高効率で動作させることができる。また、昇圧量が小さいため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を低廉化することができる。

【0040】

また、従来の１つのインバータのみを用いた構成は出力が２線出力であるため、系統と連系する場合は、インバータの出力を２００ＶとしてＵ相とＷ相に接続している。実際はＯ相にも接続するが、こればＵ相とＯ相との間の電圧、及び、Ｗ相とＯ相との間の電圧を検出するためであって、Ｏ相に大きな電流を流すものではない。したがって、連系運転時のＵ−Ｏ間、Ｗ−Ｏ間の電圧比（２相間の電圧バランス）は、系統のインピーダンス及び負荷バランスによってのみ決定するものとなりインバータの制御とは無関係となる。したがって、従来の１つのインバータのみを用いた構成は、自立運転時に２００Ｖ出力させると、負荷アンバランスが生じた場合に負荷の少ない側の電圧が跳ね上がり、負荷機器の停止や故障のおそれがあるため、自立運転時には１００Ｖ専用出力としている。これに対し、本実施形態に係る電力制御装置１０は、２つの独立したインバータ１０１で単相３線出力しているため、各相の電圧を１００Ｖに保つことが可能であり、自立運転時に２００Ｖ一括切り替えすることが可能である。

【0041】

（インバータの効率的な制御）
以下、インバータ１０１を効率的に動作させるための制御について説明する。

【0042】

インバータ１０１の効率は入力電力によって異なる。図３に、インバータ１０１の効率特性の一例を示す。図３（ａ）に示すように、入力電力が定格電力の３／４程度のときに効率が最大となり、これより低い入力電力や高い入力電力においては効率が低下する。

【0043】

入力電力が定格電力の３／４程度より低くなるほど効率が低下する原因は、固定損失分の割合が増えるためと考えられる。また、入力電力が定格電力の３／４程度より高くなるほど効率が低下する原因は、電流増加による発熱に伴いリアクトルなどの特性が変化する部品があるためと考えられる。

【0044】

図３（ｂ）は、出力電力の入力電力への依存性を示したグラフである。出力電力は、
ｙ＝ａｘ＾２＋ｂｘ＋ｃ （ｙは出力電力、ｘは入力電力）
のように、入力電力の２次式に近似して表すことができる。

【0045】

制御部１０３は、例えば、以下のようにして、インバータ１０１を最大効率で動作させる。

【0046】

インバータ１０１の入力電圧をＶ、２つのインバータ１０１の総入力電流をＩ、第１のインバータ１０１−１の入力電流をＩ_１、第２のインバータ１０１−２の入力電流をＩ_２とすると、全出力電力Ｐ_ｔｏｔは、以下のようにＩ_１を変数とした２次式で表すことができる。
P_tot=a(VI₁)^2+b(VI₁)+c+ a(VI₂)^2+b(VI₂)+c
=a(VI₁)^2+b(VI₁)+c+ a(V(I-I₁))^2+b(V(I-I₁))+c

【0047】

制御部１０３は、記憶部１０２に記憶されているインバータ１０１の効率特性を読み出して、上式から全出力電力Ｐ_ｔｏｔが最大となるＩ_１を算出し、第１のインバータ１０１−１の入力電流が算出したＩ_１、第２のインバータ１０１−２の入力電流が算出した（Ｉ−Ｉ_１）になるように、２つのインバータ１０１の入力電流比を制御する。

【0048】

以下、本実施形態に係る電力制御装置１０が２つのインバータ１０１を有する構成であることにより、従来の単一インバータを有する構成よりも効率を向上させることが可能であることについて説明する。

【0049】

例えば、従来の単一のインバータの定格電力が４ｋＷであり、入力電力が１ｋＷである場合、図３（ａ）のグラフを参照すると、効率は８３％であり、０．８３ｋＷが得られる。

【0050】

本実施形態に係る電力制御装置１０において、定格電力を４ｋＷとすると、１つのインバータ１０１の定格電力は２ｋＷでよい。ここで、２つのインバータ１０１に同じ比率で入力電力を配分すると、入力電力が１ｋＷである場合、それぞれのインバータ１０１への入力電力は０．５ｋＷとなる。この場合、図３（ａ）のグラフを参照すると、効率は８３％であるから、全体の出力電力は、０．５ｋＷ×０．８３×２＝０．８３ｋＷとなり、従来の場合と同様である。

【0051】

しかしながら、入力電力の配分比率を非対称にすると効率が改善できる場合がある。例えば、第１のインバータ１０１−１に１ｋＷの入力電力を供給し、第２のインバータ１０１−２には入力電力を供給しないことにすると、第１のインバータ１０１−１の効率のみを考慮すればよい。この場合、図３（ａ）のグラフを参照すると、効率は９５％であり、０．９５ｋＷが得られる。

【0052】

上記説明では、定格電力が４ｋＷの場合も２ｋＷの場合も、効率の入力電力への依存性が図３（ａ）のグラフに示す曲線であるとして説明したが、実際には定格電力によって、曲線の形状は異なる。しかしながら、上記のような考え方により、インバータ１０１を２つ有する構成にし、入力電力をある配分にずらして配分することにより、効率を改善することが可能である。

【0053】

このように、本実施形態によれば、制御部１０３が、記憶部１０２が記憶するインバータ１０１の効率特性に基づいて、２つのインバータ１０１の出力電力合計が最大となる入力電流比で動作するように２つのインバータ１０１を制御することにより、効率的な運転を実現することができる。

【0054】

（電圧上昇抑制機能の抑制）
本実施形態に係る電力制御装置１０は、図１に示すように系統６０と連系しており、系統に逆潮流（売電）させることができるものである。この場合、受電点の電圧（電力制御装置１０の出力電圧）が所定の値を超えてしまうと、系統６０を保護するために、電圧上昇抑制機能を動作させて発電を抑制あるいは停止させることが必要となる。本実施形態に係る電力制御装置１０は、このような電圧上昇抑制機能による発電の抑制あるいは停止を抑制するために、以下のような制御をする。

【0055】

制御部１０３は、電圧計１０４から、第１のインバータ１０１−１の出力電圧、すなわちＵ相とＯ相との間の電圧を取得する。また、制御部１０３は、電圧計１０５から、第２のインバータ１０１−２の出力電圧、すなわちＷ相とＯ相との間の電圧を取得する。

【0056】

制御部１０３は、第１のインバータ１０１−１の出力電圧と第２のインバータ１０１−２の出力電圧とを比較し、出力電圧が高い方のインバータ１０１の入力電流が他方のインバータ１０１の入力電流よりも小さくなるように、第１のインバータ１０１−１の入力電流と第２のインバータ１０１−２の入力電流の入力電流比を制御する。

【0057】

この際、連続運転時のハンチング動作を防止するため、制御部１０３は、一定のヒステリシスを設けて、上記制御を行う。

【0058】

さらに、２つのインバータ１０１のいずれかの出力電圧が、電圧上昇抑制機能を動作させる必要のある電圧近くまで上昇した場合の制御について説明する。

【0059】

制御部１０３は、電圧上昇抑制機能を動作させる必要のある電圧（電圧上昇抑制設定値）より少し低い電圧、例えば、１Ｖ低い電圧を所定の閾値Ａとして設定する。制御部１０３は、２つのインバータ１０１のいずれかの出力電圧が所定の閾値Ａを超えた場合、インバータ１０１の最大効率を優先する制御を解除し、出力電圧が所定の閾値Ａを超えたインバータ１０１の出力電圧を低下させるように、出力電圧が所定の閾値Ａを超えたインバータ１０１の入力電流を下げるように、２つのインバータ１０１の入力電流比を制御する。

【0060】

この際、制御部１０３は、第１のインバータ１０１−１の出力電圧と第２のインバータ１０１−２の出力電圧とが等しくなるまで、所定の閾値Ａを超えた方のインバータ１０１の入力電流を小さくしてもよいし、所定の閾値Ａを超えた方のインバータ１０１の出力電圧が他の閾値（例えば、電圧上昇抑制機能を動作させる必要のある電圧より２Ｖ低い電圧）以下になるまで、所定の閾値Ａを超えた方のインバータ１０１の入力電流を小さくしてもよい。

【0061】

図４に逆潮流によって出力電圧が増加した場合の様子を示す。斜線で示している領域が逆潮流による増加分である。

【0062】

図４（ｂ）は、本実施形態において、逆潮流によって電圧が増加した後、インバータ１０１への入力電流比を調整した様子を示す図である。図４（ｂ）に示す例においては、第２のインバータ１０１−２の出力電圧、すなわちＷ相とＯ相との間の電圧が閾値Ａを超えたので、制御部１０３は、第２のインバータ１０１−２への入力電流を減らした入力電流比にするように、２つのインバータ１０１を制御している。その結果、逆潮流に依る電流増加分は、第１のインバータ１０１−１の出力電圧（すなわちＵ相とＯ相との間の電圧）において大きく、第２のインバータ１０１−２の出力電圧（すなわちＷ相とＯ相との間の電圧）において小さくなっている。

【0063】

本実施形態と対比するため、従来の構成の場合を図４（ａ）に示す。従来の構成は、インバータが１つであり、２つのインバータ１０１を独立して制御する本実施形態に係る電力制御装置１０とは異なるため、逆電流による増加分は、Ｕ相とＯ相との間の電圧と、Ｗ相とＯ相との間の電圧とで、等しい量となっている。

【0064】

このように、本実施形態によれば、制御部１０３が、第１のインバータ１０１−１と第２のインバータ１０１−２の出力電圧を比較し、出力電圧の高い方のインバータ１０１の入力電流が他方のインバータ１０１の入力電流よりも小さくなるように入力電流比を制御することにより、又は、制御部１０３が、一方のインバータ１０１の出力電圧が所定の閾値を超えた場合に、該インバータ１０１の入力電流を下げるように入力電流比を制御することにより、相間電圧のアンバランスを抑えることができ、また、逆潮流時に受電点の電圧が上昇して電圧上昇抑制機能が働いてしまい、本来得られるはずの発電ができなくなるという事態が発生することを抑制することができる。

【0065】

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

【0066】

例えば、本実施形態においては、インバータ１０１への入力電力が３００Ｖ未満になるようにしたが、これは一例であり、接地工事の区分を規定する電圧が異なる場合は、３００Ｖ以外の電圧に対しても、本発明の思想を適用することができる。また、単相３線の電圧が、本実施形態で示した電圧（１００Ｖ／２００Ｖ）とは異なる電圧であっても、本発明の思想を適用することができる。

【0067】

また、本実施形態においては、電力制御装置１０に複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０を含めない構成を示したが、電力制御装置１０に複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３０を含める構成としてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１０ 電力制御装置
２１ 太陽光発電装置
２２ 燃料電池
２３ 蓄電池
２４ ＤＣ給電装置
３０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４１ 負荷機器（１００Ｖ）
４２ 負荷機器（１００Ｖ）
４３ 負荷機器（２００Ｖ）
５０ 自立リレー
６０ 系統
１０１ インバータ
１０２ 記憶部
１０３ 制御部
１０４ 電圧計
１０５ 電圧系

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】