特許 6384426 分散型電源システムの制御装置および制御方法

(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】6384426

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】分散型電源システムの制御装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20180827BHJP

   G01R 27/02 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   H02J3/38 120

   G01R27/02 A

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-165760(P2015-165760)

(22)【出願日】2015年8月25日

(65)【公開番号】特開2017-46408(P2017-46408A)

(43)【公開日】2017年3月2日

【審査請求日】2017年8月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(72)【発明者】

【氏名】辻 良夫

(72)【発明者】

【氏名】重政 隆

(72)【発明者】

【氏名】鶴丸 大介

【審査官】 古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０３４７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００１９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５２０５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０７２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２２９０２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ２７／００−２７／３２

Ｇ０６Ｆ １９／００

Ｇ０６Ｑ １０／００−１０／１０

Ｇ０６Ｑ ３０／００−３０／０８

Ｇ０６Ｑ ５０／００−５０／２０

Ｇ０６Ｑ ５０／２６−９９／００

Ｈ０２Ｊ ３／００− ５／００

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０２Ｍ ７／４２− ７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の自然エネルギー生成装置の各々に接続された複数のパワーコンディショナの各々が連系点を介して電力系統に接続されている際に、前記連系点の有効電力と無効電力と電圧とに基づいて非線形計画法により系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分とを推定する系統インピーダンス推定部と、
前記電力系統の基準電圧と前記系統インピーダンスと前記連系点の現在の有効電力とに基づいて前記電力系統の電圧変動を抑制するように前記連系点の無効電力を演算する無効電力演算部と、
前記無効電力演算部により演算された無効電力と前記連系点の現在の無効電力に基づいて前記複数のパワーコンディショナに対する無効電力の制御量を演算する制御量演算部と、
前記制御量演算部により演算された無効電力の制御量に基づいて前記複数のパワーコンディショナの各々の力率が予め設定された値以下とならない範囲で前記複数のパワーコンディショナの各々の無効電力の出力値を設定する出力値設定部と、
を備えた分散型電源システムの制御装置。

【請求項2】

前記系統インピーダンス推定部は、ニュートン法により前記系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分とを推定する請求項１に記載の分散型電源システムの制御装置。

【請求項3】

複数の自然エネルギー生成装置の各々に接続された複数のパワーコンディショナの各々が連系点を介して電力系統に接続されている際に、前記連系点の有効電力と無効電力と電圧とに基づいて非線形計画法により系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分とを推定する系統インピーダンス推定工程と、
前記電力系統の基準電圧と前記系統インピーダンスと前記連系点の現在の有効電力とに基づいて前記電力系統の電圧変動を抑制するように前記連系点の無効電力を演算する無効電力演算工程と、
前記無効電力演算工程により演算された無効電力と前記連系点の現在の無効電力に基づいて前記複数のパワーコンディショナに対する無効電力の制御量を演算する制御量演算工程と、
前記制御量演算工程により演算された無効電力の制御量に基づいて前記複数のパワーコンディショナの各々の力率が予め設定された値以下とならない範囲で前記複数のパワーコンディショナの各々の無効電力の出力値を設定する出力値設定工程と、
を備えた分散型電源システムの制御方法。

【請求項4】

前記系統インピーダンス推定工程は、ニュートン法により前記系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分とを推定する工程を含む請求項３に記載の分散型電源システムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、分散型電源システムの制御装置および制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、系統インピーダンス推定装置を開示する。当該推定装置は、「ΔＶｓ＝Ｒ（ΔＰ＋ＸΔＱ）」の関係式に基づいて系統インピーダンスを推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４３７１０６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の系統インピーダンス推定装置は、大きな系統インピーダンスを精度よく推定できない。

【0005】

この発明は、上述の課題を解決するためになされた。大きな系統インピーダンスでも精度よく推定することができる分散型電源システムの制御装置および制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る分散型電源システムの制御装置は、複数の自然エネルギー生成装置の各々に接続された複数のパワーコンディショナの各々が連系点を介して電力系統に接続されている際に、前記連系点の有効電力と無効電力と電圧とに基づいて非線形計画法により系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分とを推定する系統インピーダンス推定部と、前記電力系統の基準電圧と前記系統インピーダンスと前記連系点の現在の有効電力とに基づいて前記電力系統の電圧変動を抑制するように前記連系点の無効電力を演算する無効電力演算部と、前記無効電力演算部により演算された無効電力と前記連系点の現在の無効電力に基づいて前記複数のパワーコンディショナに対する無効電力の制御量を演算する制御量演算部と、前記制御量演算部により演算された無効電力の制御量に基づいて前記複数のパワーコンディショナの各々の力率が予め設定された値以下とならない範囲で前記複数のパワーコンディショナの各々の無効電力の出力値を設定する出力値設定部と、を備えた。

【0007】

この発明に係る分散型電源システムの制御方法は、複数の自然エネルギー生成装置の各々に接続された複数のパワーコンディショナの各々が連系点を介して電力系統に接続されている際に、前記連系点の有効電力と無効電力と電圧とに基づいて非線形計画法により系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分とを推定する系統インピーダンス推定工程と、前記電力系統の基準電圧と前記系統インピーダンスと前記連系点の現在の有効電力とに基づいて前記電力系統の電圧変動を抑制するように前記連系点の無効電力を演算する無効電力演算工程と、前記無効電力演算工程により演算された無効電力と前記連系点の現在の無効電力に基づいて前記複数のパワーコンディショナに対する無効電力の制御量を演算する制御量演算工程と、前記制御量演算工程により演算された無効電力の制御量に基づいて前記複数のパワーコンディショナの各々の力率が予め設定された値以下とならない範囲で前記複数のパワーコンディショナの各々の無効電力の出力値を設定する出力値設定工程と、を備えた。

【発明の効果】

【0008】

これらの発明によれば、系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分とは、非線形計画法により推定される。このため、大きな系統インピーダンスでも精度よく推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】この発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置が適用された分散型電源システムの構成図である。

【図2】この発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置による無効電力の演算方法を説明するための図である。

【図3】この発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置による系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分と電力系統の基準電圧との推定方法の概要を説明するための図である。

【図4】この発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置による系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分と電力系統の基準電圧との推定方法の詳細を説明するための図である。

【図5】この発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置による系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分と電力系統の基準電圧との推定方法の具体例を説明するための図である。

【図6】この発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【図7】この発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置のハードウェア構成図である。

【図8】この発明の実施の形態２における分散型電源システムの制御装置が適用された分散型電源システムの構成図である。

【図9】この発明の実施の形態２における分散型電源システムの制御装置の動作の概要を説明するためのフローチャートである。

【図10】この発明の実施の形態２における分散型電源システムの制御装置による無効電力の制御量の演算方法を説明するための図である。

【図11】この発明の実施の形態２における分散型電源システムの制御装置による複数のパワーコンディショナの各々における無効電力の出力値の設定方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

【0011】

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置が適用された分散型電源システムの構成図である。

【0012】

図１において、分散型電源システムは、電力系統１と太陽電池モジュール２とパワーコンディショナ３とを備える。

【0013】

例えば、電力系統１は、電力会社により運用される。例えば、太陽電池モジュール２は、建築物の屋上に設けられる。パワーコンディショナ３は、電力系統１と太陽電池モジュール２との間に接続される。パワーコンディショナ３は、連系点４を介して電力系統１に接続される。

【0014】

制御装置５は、パワーコンディショナ３に接続される。制御装置５は、無効電力演算部５ａと系統インピーダンス推定部５ｂとを備える。

【0015】

例えば、電力系統１の基準電圧は、Ｖ_ｒに設定される。連系点４から見た電力系統１のインピーダンスは、系統インピーダンスと呼ばれる。系統インピーダンスは、Ｒ＋ｊＸに設定される。

【0016】

太陽電池モジュール２は、太陽光の照射により直流電力を発生させる。パワーコンディショナ３は、当該直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ３は、当該交流電力を電力系統１に送る。この際、パワーコンディショナ３は、連系点４の現在の有効電力Ｐを把握する。

【0017】

制御装置５において、無効電力演算部５ａは、電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒと系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）と連系点４の現在の有効電力Ｐとに基づいて電力系統１の電圧変動を抑制するように連系点４の無効電力Ｑを演算する。

【0018】

パワーコンディショナ３は、制御装置５により演算された無効電力Ｑを出力する。その結果、電力系統１の電圧変動が抑制される。

【0019】

制御装置５において、系統インピーダンス推定部５ｂは、連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとに基づいて系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒとを推定する。

【0020】

制御装置５において、無効電力演算部５ａは、系統インピーダンス推定部５ｂにより推定された系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒとに基づいて電力系統１の電圧変動を抑制するように連系点４の無効電力Ｑを再び演算する。

【0021】

次に、図２を用いて、無効電力Ｑの演算方法を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置による無効電力の演算方法を説明するための図である。

【0022】

図２において、連系点４の電圧Ｖ_ｓは、基準電圧Ｖ_ｒと系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）と連系点４の現在の有効電力Ｐと無効電力Ｑとを用いて次の（１）式で表される。

【0023】

【数1】

【0024】

次の（２）式が仮定されると、（１）式は（３）式に変形される。

【0025】

【数2】

【0026】

【数3】

【0027】

連系点４の電圧Ｖ_Ｓの変動が最小化される場合は、次の（４）式が成立する。

【0028】

【数4】

【0029】

（３）式が（４）式に代入されると、次の（５）式が得られる。

【0030】

【数5】

【0031】

（５）式が整理されると、次の（６）式が得られる。

【0032】

【数6】

【0033】

（６）式が整理されると、次の（７）式が得られる。

【0034】

【数7】

【0035】

（７）式が整理されると、次の（８）式が得られる。

【0036】

【数8】

【0037】

（８）式がαについて整理されると、次の（９）式が得られる。

【0038】

【数9】

【0039】

次の（１０）式が仮定されると、αは（１１）で表される。

【0040】

【数10】

【0041】

【数11】

【0042】

この際、ＢおよびＣは、次の（１２）式および（１３）式で表される。

【0043】

【数12】

【0044】

【数13】

【0045】

連系点４の電圧Ｖ_Ｓの変動が最小化される場合の無効電力Ｑは、次の（１４）式で得られる。

【0046】

【数14】

【0047】

次に、図３を用いて、系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒとの推定方法の概要を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置による系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分と電力系統の基準電圧との推定方法の概要を説明するための図である。

【0048】

図３に示すように、制御装置５は、連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとに基づいて非線形計画法により系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒとを推定する。

【0049】

次に、図４を用いて、系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒとの推定方法の詳細を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置による系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分と電力系統の基準電圧との推定方法の詳細を説明するための図である。

【0050】

制御装置５は、連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとについて複数組のデータをサンプリングする。例えば、図４に示すように、制御装置５は、連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとについて７組のデータをサンプリングする。

【0051】

系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒが真値の場合、次の（１５）式が成立する。

【0052】

【数15】

【0053】

制御装置５は、次の（１６）の目的関数を最小化する系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと基準電圧Ｖ_ｒとを非線形計画法により推定する。

【0054】

【数16】

【0055】

次に、図５を用いて、系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒとの推定方法の具体例を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置による系統インピーダンスの抵抗成分とリアクタンス成分と電力系統の基準電圧との推定方法の具体例を説明するための図である。

【0056】

例えば、制御装置５は、ニュートン法により系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘと電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒとを推定する。制御装置５において、関数ｆ_ｋ（Ｒ、Ｘ、Ｖ_ｒ）は、次の（１７）式で表される。

【0057】

【数17】

【0058】

ニュートン法においては、次の（１８）式が成立する。

【0059】

【数18】

【0060】

連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとについて７組のデータがサンプリングされた場合、Ｆ_ｋ、Ｊ_ｋ、ｘ_ｋは、以下の（１９）式から（２１）式で表される。

【0061】

【数19】

【0062】

【数20】

【0063】

【数21】

【0064】

制御装置５は、次の（２２）式を用いてｘ_{（ｋ＋１）}を推定する。

【0065】

【数22】

【0066】

Ｊ_ｋの転置行列がＪ_ｋ^Ｔと表される場合、（２２）式は、（２３）式に変形される。

【0067】

【数23】

【0068】

次の（２４）式および（２５）式が仮定されると、（２３）式は（２６）式に変形される。

【0069】

【数24】

【0070】

【数25】

【0071】

【数26】

【0072】

制御装置５は、（２６）式を用いてｘ_{（ｋ＋１）}を推定する。具体的には、ｘ_{（ｋ＋１）}は、次の（２７）式で推定される。

【0073】

【数27】

【0074】

次に、図６を用いて、制御装置５の動作を説明する。
図６はこの発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【0075】

ステップＳ１では、制御装置５は、ｋを「−１」に設定する。その後、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、制御装置５は、ｘ_（０）を入力する。その後、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、制御装置５は、ｋに対してインクリメント処理を行う。その後、ステップＳ４に進む。

【0076】

ステップＳ４では、制御装置５は、ｘ_{（ｋ＋１）}を演算する。その後、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、制御装置５は、解の精度検査を行う。具体的には、制御装置５は、ｆ_{（ｋ+１）}が十分に小さいか否かを判定する。より具体的には、制御装置５は、ｆ_{（ｋ+１）}が予め設定された閾値εよりも小さいか否かを判定する。

【0077】

ステップＳ５でｆ_{（ｋ+１）}が十分に小さくない場合は、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、制御装置５は、反復回数検査を行う。具体的には、制御装置５は、ｋが予め設定されたｋ_ｍａｘよりも小さいか否かを判定する。

【0078】

ステップＳ６でｋが予め設定されたｋ_ｍａｘよりも小さい場合は、ステップＳ３に戻る。

【0079】

ステップＳ５でｆ_{（ｋ+１）}が十分に小さい場合とステップＳ６でｋが予め設定されたｋ_ｍａｘ以上の場合は、動作が終了する。

【0080】

以上で説明した実施の形態１によれば、制御装置５は、電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒと系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）と連系点４の現在の有効電力Ｐとに基づいて電力系統１の電圧変動を抑制するように連系点４の無効電力Ｑを演算する。このため、系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）が大きな電力系統１においても、電力系統１の電圧変動をより確実に抑制することができる。

【0081】

また、制御装置５は、連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとに基づいて非線形計画法により系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘとを推定する。このため、系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）でも精度よく推定することができる。

【0082】

また、制御装置５は、ニュートン法により系統インピーダンスの抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘとを推定する。このため、系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）を二次収束により早く推定することができる。

【0083】

なお、連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとについて、複数組のデータのサンプリングは、適宜行われる。例えば、パワーコンディショナ３の発電電力を徐々に絞って、連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとを短時間に変化させて連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとをサンプリングしてもよい。例えば、朝と昼と夕方とにおいて予め設定された時刻に連系点４の有効電力Ｐと無効電力Ｑと電圧Ｖ_ｓとをサンプリングしてもよい。

【0084】

なお、非線形計画法として、二分法を採用してもよい。この場合も、系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）を精度よく推定することができる。

【0085】

次に、図７を用いて、制御装置５の例を説明する。
図７はこの発明の実施の形態１における分散型電源システムの制御装置のハードウェア構成図である。

【0086】

制御装置５の各機能は、処理回路により実現される。例えば、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ６ａと少なくとも１つのメモリ６ｂとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア７を備える。

【0087】

処理回路が少なくとも１つのプロセッサ６ａと少なくとも１つのメモリ６ｂとを備える場合、制御装置５の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ６ｂに格納される。少なくとも１つのプロセッサ６ａは、少なくとも１つのメモリ６ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置５の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ６ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ６ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。

【0088】

処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア７を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせたものである。例えば、制御装置５の各機能それぞれは、処理回路で実現される。例えば、制御装置５の各機能は、まとめて処理回路で実現される。

【0089】

制御装置５の各機能について、一部を専用のハードウェア７で実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現してもよい。例えば、無効電力演算部５ａの機能については専用のハードウェア７としての処理回路で実現し、系統インピーダンス推定部５ｂの機能については少なくとも１つのプロセッサ６ａが少なくとも１つのメモリ６ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することによって実現してもよい。

【0090】

このように、処理回路は、ハードウェア７、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、制御装置５の各機能を実現する。

【0091】

実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２における分散型電源システムの制御装置が適用された分散型電源システムの構成図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には、同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。

【0092】

図８において、分散型電源システムは、電力系統１と複数の太陽電池モジュール２と複数のパワーコンディショナ３とを備える。

【0093】

例えば、電力系統１は、電力会社により運用される。例えば、複数の太陽電池モジュール２は、建築物の屋上に設けられる。複数のパワーコンディショナ３の各々は、電力系統１と複数の太陽電池モジュール２の各々との間に接続される。複数のパワーコンディショナ３の各々は、連系点４を介して電力系統１に接続される。

【0094】

電力量計８は、複数のパワーコンディショナ３の各々と連系点４との間に接続される。制御装置５は、ハブ９を介してパワーコンディショナ３と接続される。制御装置５は、無効電力演算部５ａと制御量演算部５ｃと出力値設定部５ｄと系統インピーダンス推定部５ｂとを備える。

【0095】

複数の太陽電池モジュール２の各々は、太陽光の照射により直流電力を発生させる。複数のパワーコンディショナ３の各々は、当該直流電力を交流電力に変換する。複数のパワーコンディショナ３の各々は、当該交流電力を電力系統１に送る。この際、電力量計８は、連系点４の現在の有効電力Ｐと無効電力Ｑ_Ｐを把握する。

【0096】

制御装置５において、無効電力演算部５ａは、電力系統１の基準電圧Ｖ_ｒと系統インピーダンス（Ｒ＋ｊＸ）と連系点４の現在の有効電力Ｐとに基づいて電力系統１の電圧変動を抑制するように連系点４の無効電力Ｑ_ｓを演算する。

【0097】

制御装置５において、制御量演算部５ｃは、無効電力演算部５ａにより演算された無効電力Ｑ_ｓと連系点４の現在の無効電力Ｑ_Ｐに基づいて複数のパワーコンディショナ３の全体に対する無効電力の制御量ＭＶを演算する。

【0098】

制御装置５において、出力値設定部５ｄは、制御量演算部５ｃにより演算された無効電力の制御量ＭＶに基づいて複数のパワーコンディショナ３の各々の力率が予め設定された値以下とならない範囲で複数のパワーコンディショナ３の各々の無効電力の出力値を設定する。

【0099】

複数のパワーコンディショナ３の各々は、制御装置５により設定された無効電力を出力する。その結果、連系点４において、必要な無効電力Ｑ_ｓが得られる。

【0100】

次に、図９を用いて、制御装置５の動作の概要を説明する。
図９はこの発明の実施の形態２における分散型電源システムの制御装置の動作の概要を説明するためのフローチャートである。

【0101】

ステップＳ１１では、制御装置５は、電力系統１の電圧変動を抑制するように連系点４の無効電力Ｑ_ｓを演算する。その後、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、制御装置５は、連系点４の無効電力の制御量ＭＶを演算する。その後、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、制御装置５は、複数のパワーコンディショナ３の各々における無効電力の出力値を設定する。

【0102】

次に、図１０を用いて、連系点４の無効電力の制御量ＭＶの演算方法を説明する。
図１０はこの発明の実施の形態２における分散型電源システムの制御装置による無効電力の制御量の演算方法を説明するための図である。

【0103】

図１０において、制御装置５は、連系点４の無効電力をＰＩ制御する。具体的には、制御装置５は、演算された無効電力Ｑ_ｓと連系点４の現在の無効電力Ｑ_Ｐとの差に基づいて無効電力の制御量ＭＶを演算する。

【0104】

次に、図１１を用いて、複数のパワーコンディショナ３の各々における無効電力の出力値の設定方法を説明する。
図１１はこの発明の実施の形態２における分散型電源システムの制御装置による複数のパワーコンディショナの各々における無効電力の出力値の設定方法を説明するためのフローチャートである。

【0105】

ステップＳ２１では、制御装置５は、現在の連系点４の無効電力Ｑ_ｓを残無効電力出力値とする。残無効電力出力値を複数のパワーコンディショナ３の数で除した値を複数のパワーコンディショナ３の各々の無効電力目標値とする。その後、ステップＳ２２に進む。

【0106】

ステップＳ２２では、制御装置５は、当該パワーコンディショナ３のインデックスが複数のパワーコンディショナ３の数以下か否かを判定する。

【0107】

ステップＳ２２で当該パワーコンディショナ３のインデックスが複数のパワーコンディショナ３の数以下の場合は、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、制御装置５は、当該パワーコンディショナ３の無効電力目標値の絶対値が現在の有効電力に対応した無効電力上限値の絶対値以上か否かを判定する。

【0108】

ステップＳ２３で当該パワーコンディショナ３の無効電力目標値の絶対値が現在の有効電力に対応した無効電力上限値の絶対値以上の場合は、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、制御装置５は、当該パワーコンディショナ３の無効電力の出力値を現在の有効電力に対応した無効電力上限値に当該パワーコンディショナ３の無効電力目標値の符号関数を乗じた値に設定する。

【0109】

ステップＳ２３で当該パワーコンディショナ３の無効電力目標値の絶対値が現在の有効電力に対応した無効電力上限値の絶対値未満の場合は、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、制御装置５は、当該パワーコンディショナ３の無効電力の出力値を当該パワーコンディショナ３の無効電力目標値に設定する。

【0110】

ステップＳ２４またはステップＳ２５の後は、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では、制御装置５は、当該パワーコンディショナ３が運転中か否かを判定する。

【0111】

ステップＳ２６で当該パワーコンディショナ３が運転中でない場合は、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７では、制御装置５は、当該パワーコンディショナ３の無効電力の出力値を０に設定する。その後、ステップＳ２８に進む。

【0112】

ステップＳ２６で当該パワーコンディショナ３が運転中の場合は、ステップＳ２７を経由せずにステップＳ２８に進む。

【0113】

ステップＳ２８では、制御装置５は、当該パワーコンディショナ３の無効電力の出力値の絶対値が残無効電力出力値の絶対値以上か否かを判定する。

【0114】

ステップＳ２８で当該パワーコンディショナ３の無効電力の出力値の絶対値が残無効電力出力値の絶対値以上の場合は、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、制御装置５は、当該パワーコンディショナ３の無効電力の出力値を残無効電力出力値に当該パワーコンディショナ３の無効電力目標値の符号関数を乗じた値に設定する。その後、ステップＳ３０に進む。

【0115】

ステップＳ２８で当該パワーコンディショナ３の無効電力の出力値の絶対値が残無効電力出力値の絶対値未満の場合は、ステップＳ２９を経由せずにステップＳ３０に進む。

【0116】

ステップＳ３０では、制御装置５は、残無効電力出力値から当該パワーコンディショナ３の無効電力の出力値の絶対値を差し引いた値を新たな残無効電力出力値とする。その後、ステップＳ３１に進む。

【0117】

ステップＳ３１では、制御装置５は、パワーコンディショナ３のインデックスに対してインクリメント処理を行う。その後、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、制御装置５は、パワーコンディショナ３のインデックスが複数のパワーコンディショナ３の数以上か否かを判定する。

【0118】

ステップＳ３２でパワーコンディショナ３のインデックスが複数のパワーコンディショナ３の数未満の場合は、ステップＳ２１に戻る。

【0119】

ステップＳ２２でパワーコンディショナ３のインデックスがパワーコンディショナ３の数よりも大きい場合またはステップＳ３２でパワーコンディショナ３のインデックスがパワーコンディショナ３の数以上の場合は、動作が終了する。

【0120】

以上で説明した実施の形態２によれば、無効電力の制御量ＭＶは、演算された無効電力Ｑ_ｓと連系点４の現在の無効電力Ｑ_Ｐと基づいて演算される。複数のパワーコンディショナ３の各々の無効電力の出力値は、無効電力の制御量ＭＶに基づいて複数のパワーコンディショナ３の各々の力率が予め設定された値以下とならない範囲で設定される。連系点４の無効電力が足りない場合は、制御量ＭＶが前回よりも大きく演算される。その結果、複数のパワーコンディショナ３の出力値も、前回よりも大きく設定される。このため、現実の無効電力を目標とした無効電力Ｑ_ｓに近付けることができる。

【0121】

なお、実施の形態１および実施の形態２において、太陽電池モジュール２の代わりに他の自然エネルギー生成装置を用いてもよい。例えば、太陽電池モジュール２の代わりに風力発電装置を用いてもよい。この場合も、実施の形態１および実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0122】

１ 電力系統、 ２ 太陽電池モジュール、 ３ パワーコンディショナ、 ４ 連系点、 ５ 制御装置、 ５ａ 無効電力演算部、 ５ｂ 系統インピーダンス推定部、 ５ｃ 制御量演算部、 ５ｄ 出力値設定部、 ６ａ プロセッサ、 ６ｂ メモリ、 ７ ハードウェア、 ８ 電力量計、 ９ ハブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】