特許 6895145 電力制御装置およびその制御方法

(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】6895145

(24)【登録日】2021年6月9日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】電力制御装置およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/67 20060101AFI20210621BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20210621BHJP

【ＦＩ】

   G05F1/67 A

   H02J3/38 150

【請求項の数】12

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-204433(P2018-204433)

(22)【出願日】2018年10月30日

(62)【分割の表示】特願2017-568355(P2017-568355)の分割

【原出願日】2016年10月3日

(65)【公開番号】特開2019-12578(P2019-12578A)

(43)【公開日】2019年1月24日

【審査請求日】2019年5月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】500091520

【氏名又は名称】株式会社アイケイエス

(73)【特許権者】

【識別番号】519355493

【氏名又は名称】日揮グローバル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】特許業務法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 真二

(72)【発明者】

【氏名】入谷 剛

(72)【発明者】

【氏名】今井 尊史

【審査官】 白井 孝治

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２６６４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２５６８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１８１０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１５８４１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｆ １／６７

Ｈ０２Ｊ ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽光発電装置が発電する電力を制御する電力制御装置において、
前記太陽光発電装置は、
太陽電池と、
前記太陽電池に対するＭＰＰＴ（最大電力点追従：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行い、前記太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換するパワーコンディショナとを有するものであって、
前記電力制御装置は、
前記太陽電池から前記パワーコンディショナへの電力母線に、１次側で接続されるコンバータと、
前記コンバータの２次側に接続される蓄電池と、
前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する場合、前記コンバータが、前記太陽電池の出力電力と前記パワーコンディショナの出力電力との差分電力を前記蓄電池へ充電するように、前記コンバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記パワーコンディショナのＭＰＰＴ制御の時定数より長い時定数で、前記コンバータを用いて、前記蓄電池への充電を制御する電力制御装置。

【請求項2】

前記制御部が、前記パワーコンディショナの出力を抑制する出力抑制信号を受信した場合、前記出力抑制信号に示される抑制出力を、前記パワーコンディショナの出力可能な電力に設定する、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記パワーコンディショナの出力電力を測定する電力計を備え、
前記制御部は、前記電力計で測定される電力が前記パワーコンディショナの出力可能な電力に達すると、前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記ＭＰＰＴ制御におけるＭＰＰ（最大電力点：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）から外れないように、前記コンバータを用いて前記蓄電池への充電を制御する、請求項１〜３の何れか１項に記載の装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力電力が、前記パワーコンディショナの定格出力より下回ると判断する場合、前記充電の速度を遅らせる、請求項１〜４の何れか１項に記載の装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記コンバータが充電を行っておらず、且つ、前記パワーコンディショナの出力電力が、前記パワーコンディショナの定格出力より小さくなると判断する場合、前記制御部は、前記蓄電池から放電するように、前記コンバータを制御する、請求項１〜５の何れか１項に記載の電力制御装置。

【請求項7】

太陽光発電装置が発電する電力を制御する電力制御装置の制御方法において、
前記太陽光発電装置は、
太陽電池と、
前記太陽電池に対するＭＰＰＴ（最大電力点追従：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行い、前記太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換するパワーコンディショナとを有するものであって、
前記電力制御装置は、前記太陽電池から前記パワーコンディショナへの電力母線に、１次側で接続されるコンバータと、前記コンバータの２次側に接続される蓄電池と、前記コンバータを制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する場合、前記コンバータが、前記太陽電池の出力電力と前記パワーコンディショナの出力電力との差分電力を前記蓄電池へ充電するように、前記コンバータを制御し、
前記制御部は、前記パワーコンディショナのＭＰＰＴ制御の時定数より長い時定数で、前記コンバータを用いて、前記蓄電池への充電を制御する、制御方法。

【請求項8】

前記制御部が、前記パワーコンディショナの出力を抑制する出力抑制信号を受信した場合、前記出力抑制信号に示される抑制出力を、前記パワーコンディショナの出力可能な電力に設定する、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記パワーコンディショナの出力電力を測定する電力計を備え、
前記制御部は、前記電力計で測定される電力が前記パワーコンディショナの出力可能な電力に達すると、前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する、請求項７又は８に記載の方法。

【請求項10】

前記制御部は、前記ＭＰＰＴ制御におけるＭＰＰ（最大電力点：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）から外れないように、前記コンバータを用いて前記蓄電池への充電を制御する、請求項７〜９の何れか１項に記載の方法。

【請求項11】

前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力電力が、前記パワーコンディショナの定格出力より下回ると判断する場合、前記充電の速度を遅らせる、請求項７〜１０の何れか１項に記載の方法。

【請求項12】

前記制御部は、前記コンバータが充電を行っておらず、且つ、前記パワーコンディショナの出力電力が、前記パワーコンディショナの定格出力より小さくなると判断する場合、前記制御部は、前記蓄電池から放電するように、前記コンバータを制御する、請求項７〜１１の何れか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力制御装置およびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

太陽光から電気を発電する太陽光発電システムが知られている。太陽光発電システムは、太陽電池を有し、太陽電池から出力される直流電流（ＤＣ）を、系統の交流電圧（ＡＣ）に変換するとともに、複数の太陽電池を統合して系統連系するパワーコンディショナ（ＰＣＳ）をさらに有する。

【0003】

パワーコンディショナは、太陽電池が発電する電力を最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御する機能が備え付けられている（特許文献１）。

【0004】

また、近年、太陽光発電における系統安定化のために、出力を抑制する要求がある。出力抑制による太陽光発電の発電量を低下させないため、ＰＣＳの後段に蓄電池を設ける装置が開示されている（特許文献２）。

【0005】

特許文献３では、太陽電池モジュールと、ＤＣ／ＡＣ変換装置との間に、リチウムイオン電池が備えられるが、ＤＣ／ＡＣ変換装置は、ＭＰＰＴ制御による最大電力量では制御していない（段落

【0006】

）。リチウムイオン電池の充放電電圧を、太陽電池モジュールの最大電力点近傍にすることで、太陽光発電を、リチウムイオン電池に充電している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−０６６９１６号公報

【特許文献2】特開２０１５−０７３４３３号公報

【特許文献3】特開２００７−２０１２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１は、ＰＣＳのＭＰＰＴに関する技術説明であり、電池制御に関する記載も、示唆もない。

【0009】

特許文献２は、ＰＣＳの後段に、貯湯式給湯器と蓄電池を設ける技術である。

【0010】

特許文献３は、ＰＣＳの前段に、蓄電池を設ける構成である。しかし、最大電力点で、太陽光発電させるような電池構成を有するものであり、電池の蓄電量制御を要件としていない。

【0011】

以上のように、ＰＣＳの前段に電池を配置して、太陽光発電の最大電力を維持する発電装置は、全く開示されていない。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決する形態は、以下の項目により示される。

【0013】

［項目１］
太陽光発電装置が発電する電力を制御する電力制御装置において、
前記太陽光発電装置は、
太陽電池と、
前記太陽電池に対するＭＰＰＴ（最大電力点追従：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行い、前記太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換するパワーコンディショナとを有するものであって、
前記電力制御装置は、
前記太陽電池と、前記パワーコンディショナとの間に接続される蓄電池と、
前記蓄電池と、前記太陽電池との間に配置され、前記太陽電池の出力電力を、前記蓄電池に充電するコンバータと、
前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する場合、前記コンバータが、前記太陽電池の出力電力と前記パワーコンディショナの出力電力との差分電力を前記蓄電池へ充電するように、前記コンバータを制御する制御部と、
を備える電力制御装置。

【0014】

パワーコンディショナは、自己の所定電力（例えば、定格電力）をもとに、ＭＰＰＴ制御を行うので、所定電力以上の電力を放電できないため、未回収電力が生じている。前記制御部は、前記太陽電池が本来可能な出力電力をもとに、未回収電力を、蓄電池に溜めるように制御する。

【0015】

［項目２］
前記制御部が、前記パワーコンディショナの出力を抑制する出力抑制信号を受信した場合、前記出力抑制信号に示される抑制出力を、前記パワーコンディショナの出力可能な電力に設定する、項目１に記載の装置。

【0016】

出力抑制が起これば、その分未回収電力を電池で回収することが可能になる。

【0017】

［項目３］
前記パワーコンディショナの電力を測定する電力計を備え、
前記制御部は、前記電力計で測定される電力が前記パワーコンディショナの出力可能な電力に達すると、前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する、項目１又は２に記載の装置。

【0018】

［項目４］
前記制御部は、前記ＭＰＰＴ制御におけるＭＰＰ（最大電力点：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）から外れないように、前記コンバータを用いて前記蓄電池への充電を制御する、項目１〜３の何れか１項に記載の装置。

【0019】

パワーコンディショナのＭＰＰＴ制御におけるＭＰＰから外れると、太陽電池の発電量が下がることを回避するためである。

【0020】

［項目５］
前記制御部は、前記パワーコンディショナのＭＰＰの時定数より長い時定数で、前記コンバータを用いて、前記蓄電池への充電を制御する、項目１〜４の何れか１項に記載の装置。

【0021】

前記蓄電池制御が、パワーコンディショナのＭＰＰＴより長くすることで、ＭＰＰＴの制御への影響を及ぼさないようにする。

【0022】

［項目６］
前記パワーコンディショナの出力電力が、前記出力可能電力より下回ると判断する場合、前記充電の速度を遅らせる、項目１〜５の何れか１項に記載の装置。

【0023】

［項目７］
照度計をさらに備え、
前記制御部は、前記照度計から得られる入射量に応じた前記太陽電池の電流電圧特性データを保持し、
前記電流電圧特性データを参照して、前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池の電力を算出し、
前記算出した電力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなる場合、前記算出電力から前記パワーコンディショナの出力可能な電力を減算して、充電電力を算出し、
前記コンバータを制御して、前記充電電力を、前記蓄電池に充電する、項目１〜６の何れか１項に記載の装置。

【0024】

［項目８］
前記制御部は、
前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池のＭＰＰ（最大電力点：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）を算出し、
前記太陽電池のＭＰＰにおける電力から、前記パワーコンディショナの出力可能な電力を減算して得られる充電電力を算出し、
前記コンバータを制御して、前記太陽電池と前記パワーコンディショナとを接続する母線が、前記ＭＰＰにおける電圧を維持するようにして、前記算出した充電電力を前記蓄電池に充電する、項目１〜７の何れか１項に記載の装置。

【0025】

［項目９］
前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より小さくなると判断する場合、前記制御部は、前記蓄電池から放電するように、前記コンバータを制御する、項目１〜８の何れか１項に記載の装置。

【0026】

［項目１０］
前記制御部は、
前記電流電圧特性データを参照して、前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池のＭＰＰを算出し、
前記電力計で測定される電力が、前記算出した電力より低いと判断すると、前記コンバータを制御して、前記太陽電池と前記パワーコンディショナとを接続する母線が、前記太陽電池の算出したＭＰＰにおける電圧を維持するようにして、前記蓄電池から電力を放電する、項目１〜９の何れか１項に記載の装置。

【0027】

［項目１１］
太陽光発電装置が発電する電力を制御する電力制御装置の制御方法において、
前記太陽光発電装置は、
太陽電池と、
前記太陽電池に対するＭＰＰＴ（最大電力点追従：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行い、前記太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換するパワーコンディショナとを有するものであって、
前記電力制御装置は、前記太陽電池と、前記パワーコンディショナとの間に接続される蓄電池と、前記蓄電池と、前記太陽電池との間に配置され、前記太陽電池の出力電力を、前記蓄電池に充電するコンバータと、制御部を備え、
前記制御部は、
前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する場合、前記コンバータが、前記太陽電池の出力電力と前記パワーコンディショナの出力電力との差分電力を前記蓄電池へ充電するように、前記コンバータを制御する、制御方法。
［項目１２］
前記制御部が、前記パワーコンディショナの出力を抑制する出力抑制信号を受信した場合、前記出力抑制信号に示される抑制出力を、前記パワーコンディショナの出力可能な電力に設定する、項目１１に記載の方法。
［項目１３］
前記パワーコンディショナの電力を測定する電力計を備え、
前記制御部は、前記電力計で測定される電力が前記パワーコンディショナの出力可能な電力に達すると、前記太陽電池の出力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなると判断する、項目１１又は１２に記載の方法。
［項目１４］
前記制御部は、前記ＭＰＰＴ制御におけるＭＰＰ（最大電力点：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）から外れないように、前記コンバータを用いて前記蓄電池への充電を制御する、項目１１〜１３の何れか１項に記載の方法。
［項目１５］
前記制御部は、前記パワーコンディショナのＭＰＰの時定数より長い時定数で、前記コンバータを用いて、前記蓄電池への充電を制御する、項目１１〜１４の何れか１項に記載の方法。
［項目１６］
前記パワーコンディショナの出力電力が、前記出力可能電力より下回ると判断する場合、前記充電の速度を遅らせる、項目１１〜１５の何れか１項に記載の方法。
［項目１７］
照度計をさらに備え、
前記制御部は、前記照度計から得られる入射量に応じた前記太陽電池の電流電圧特性データを保持し、
前記電流電圧特性データを参照して、前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池の電力を算出し、
前記算出した電力が、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より大きくなる場合、前記算出電力から前記パワーコンディショナの出力可能な電力を減算して、充電電力を算出し、
前記コンバータを制御して、前記充電電力を、前記蓄電池に充電する、項目１１〜１６の何れか１項に記載の方法。
［項目１８］
前記制御部は、
前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池のＭＰＰ（最大電力点：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）を算出し、
前記太陽電池のＭＰＰにおける電力から、前記パワーコンディショナの出力可能な電力を減算して得られる充電電力を算出し、
前記コンバータを制御して、前記太陽電池と前記パワーコンディショナとを接続する母線が、前記ＭＰＰにおける電圧を維持するようにして、前記算出した充電電力を前記蓄電池に充電する、項目１１〜１７の何れか１項に記載の方法。
［項目１９］
前記制御部は、前記パワーコンディショナの出力可能な電力より小さくなると判断する場合、前記制御部は、前記蓄電池から放電するように、前記コンバータを制御する、項目１１〜１８の何れか１項に記載の方法。
［項目２０］
前記制御部は、
前記電流電圧特性データを参照して、前記照度計から得られる入射データに対応する前記太陽電池のＭＰＰを算出し、
前記電力計で測定される電力が、前記算出した電力より低いと判断すると、前記コンバータを制御して、前記太陽電池と前記パワーコンディショナとを接続する母線が、前記太陽電池の算出したＭＰＰにおける電圧を維持するようにして、前記蓄電池から電力を放電する、項目１１〜１９の何れか１項に記載の方法。

【発明の効果】

【0028】

本実施形態に係る電力制御装置は、太陽電池が本来発電可能な電力を電池で回収して、太陽光発電の発電量を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】電力制御装置の一例を示す図である。

【図2】過剰積載時の蓄電池への充電処理を示すフローチャートである。

【図3A】図２に示すケースにおいてＰＶの発電電力を示す図である。

【図3B】図２に示すケースにおいてＰＣＳの出力電力を示す図である。

【図3C】図２に示すケースにおいて蓄電池への充電電力を示す図である。

【図4】太陽電池からの出力がＰＣＳ定格より低いケースにおける蓄電池放電処理を示すフローチャートである。

【図5A】図４に示すケースにおいてＰＶの発電電力を示す図である。

【図5B】図４に示すケースにおいてＰＣＳの出力電力を示す図である。

【図5C】図４に示すケースにおいて蓄電池への充電電力を示す図である。

【図6】太陽電池出力がないケースにおける蓄電池放電処理を示すフローチャートである。

【図7】図６に示すケースにおいて蓄電池の放電電力を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本実施形態を、１．電力制御装置、２．電力制御処理の順で説明する。

【0031】

１．電力制御装置
図１は、電力制御装置の一例を示す図である。
電力制御装置１００は、太陽光発電装置１０に接続し、太陽光発電装置１０が発電する電力を制御する。太陽光発電装置１０は、複数の太陽電池から構成される太陽電池（ＰＶ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）２００と、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）３００から構成される。なお、太陽電池２００は、多数の太陽電池からなる太陽電池アレイであってもよい。ＰＣＳ３００は、太陽電池２００に対するＭＰＰＴ（最大電力点追従：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行い、太陽電池が発電する直流電力を、交流に変換する。太陽電池の定格出力は、前記パワーコンディショナの定格出力より大きい。

【0032】

電力制御装置１００は、蓄電池２０、制御部３０、およびＤＣ／ＤＣ（直流／直流コンバータ）５０を備える。蓄電池２０は、ＤＣ／ＤＣ５０を介して太陽電池２００と、ＰＣＳ３００との間に接続される。さらに、ＤＣ／ＤＣ５０は、蓄電池２０と、太陽電池２００との間のＤＣ母線上に配置され、太陽電池２００の出力電力を、蓄電池２００に対して充電するとともに、蓄電池２０からの放電も行う。ＤＣ／ＤＣ５０は、母線の電圧条件と、蓄電池２００の電圧および電流条件（電池出力）を合わせるために設けられる。

【0033】

電力制御装置１００はさらに、蓄電池２０への充放電量を測定する、電流電圧計９４、９６を有する。電流電圧計９６は、太陽電池２００の電圧を、ＭＰＰＴの所定電圧に維持するように、ＤＣ／ＤＣ５０を動作させるために利用される。電流電圧計９４は、蓄電池２０の充放電電圧を所定値にするように、ＤＣ／ＤＣ５０を制御するために、利用される。

【0034】

電力計９７の交流電力を測定する電流計であり、ＰＣＳ３００の後段に設けられる。

【0035】

電力制御装置１００は、パネル照度計９１、パネル温度計９２をさらに備える。この計器により、太陽電池へ向けられる照度と、その温度がわかる。

【0036】

制御部３０は、太陽電池２００の出力が、ＰＣＳ３００の出力可能な電力より大きくなると判断する場合、ＤＣ／ＤＣ５０が、太陽電池２００の出力電力とＰＣＳ３００の出力電力との差分電力を蓄電池２０へ充電するように、ＤＣ／ＤＣ５０を制御する。

【0037】

ＰＣＳ３００は、出力可能な電力（例えば、定格電力や、後述する抑制電力）をもとに、ＭＰＰＴ制御を行うので、所定電力以上の電力を放電できないため、未回収電力が生じている。制御部３０は、太陽電池２００が本来可能な出力電力をもとに、未回収電力を、蓄電池２０に溜めるように制御する。

【0038】

なお、ＰＣＳ３００は、系統事業者から、太陽光発電の出力を抑制する出力抑制信号を受信すると、電力を出力抑制電力に設定する。

【0039】

太陽電池には、接続した負荷の電圧によって取り出せる電流が決まると言う性質がある。電力は、電圧×電流であるので、Ｖ×Ｉが最大になる点が、最大出力点である。ＰＣＳ３００は、所望の動作点から始まり、電流制御によって徐々に太陽電池パネル２００の出力電流を増やした時に、ＰＣＳ３００を通過する電力が増えればさらに電流を増やし、逆に増やして電力が減れば電流を減らす方法によって最大電力点に到達する。

【0040】

制御部３０はさらに、照度計９１を用いて、太陽電池２００の入射量に応じた電流電圧特性データを保持する。そして、制御部３０は、電流電圧特性データを参照して、照度計から得られる入射データに対応する電圧、電流、電力を算出する。このようにして、算出した電力が、ＰＣＳ３００の出力可能な電力より大きくなる場合、算出電力からＰＣＳ３００の出力可能な電力を減算して、充電電力を算出する。制御部３０は、ＤＣ／ＤＣ５０を制御して、充電電力を、蓄電池２０に充電する。

【0041】

上記処理において、制御部は、電流電圧特性データを参照して、照度計から得られる入射データに対応する太陽電池２００のＭＰＰ（最大電力点：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）を算出し、太陽電池２００のＭＰＰにおける電力から、ＰＣＳ３００の出力可能な電力を減算して、充電電力を算出する。そして、ＤＣ／ＤＣ５０を制御して、ＭＰＰにおける電圧下で、算出した充電電力を蓄電池２０に充電する。

【0042】

太陽光発電装置１０は、系統事業者等から出力抑制を受けると、少なくとも部分的に発電量を抑制して、電力インフラを守るため、系統における電力の需給バランスを保つように制御される。制御部３０は、ＰＣＳ３００の出力を、電力計９７を用いて監視する。

【0043】

なお、太陽光発電からパワーコンディショナへの電力母線を流れる電圧・電流は、出力抑制の設定により決定されている。よって、抑制出力を超えて太陽光発電装置１０が発電している場合は、母線の電圧・電流を検出しても、太陽光発電の潜在出力を検出することができない。そのため、ＤＣ／ＤＣ５０から蓄電池２０に一定量の電力を充電し、電力計９７の数値と充電電力の総和を計算し、ＰＣＳ３００のＭＰＰＴ機能が正常に動作し、最大電力が出力されるように制御部３０で制御する。また、照度計を用いて、照度計から太陽光発電装置の潜在出力を計算する方法もある。

【0044】

２．電力制御処理
２．１ 過剰積載時の蓄電池への充電処理
図２は、過剰積載時の蓄電池への充電処理を示すフローチャートである。過剰積載とは、太陽電池２００の出力が、ＰＣＳ３００より出力が大きい状態を示す。なお、過剰積載には、出力抑制によって、ＰＣＳ定格より抑制された電力より、太陽電池出力が大きくなった場合も含む。制御部３０は、ＰＣＳ３００の出力電力と、蓄電池２０への充電電力の総和を計算し、電力計９７が最大電力を維持しつつ、太陽電池２００の出力電力がピークになるように充電電力を調整する。

【0045】

処理が開始すると、制御部３０は、出力抑制信号の有無を判断する（Ｓ１０１）。出力抑制があると（Ｓ１０１ Ｙｅｓ）、抑制電力に、ＰＣＳの出力可能電力を設定する。

【0046】

制御部３０は、電力計９７を参照して、ＰＣＳ３００の出力可能電力に達しているか判断する（Ｓ１０２）。この出力可能電力とは、出力抑制が無い場合は、ＰＣＳ３００の定格出力、出力抑制がある場合は、抑制された出力である。出力可能電力に達していない場合（Ｓ１０２ ＮＯ）、Ｓ１２１に進んで、充電制御を行わず、Ｓ１０１に戻る。出力可能電力に達している場合（Ｓ１０２ ＹＥＳ）、ステップＳ１１１に進む。

【0047】

なお、出力可能電力の判断（Ｓ１０２）は、制御部３０が、電流電圧特性データを参照して、照度計９１及び温度計９２から得られる温度及び照度に対応する太陽電池２００のＭＰＰ（最大電力点：Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）を計算し、計算したＭＰＰが、出力可能電力を超えているか否かで判断してもよい。

【0048】

Ｓ１１１では、充電電力（ｋｗ）の計算をする。充電電力を、ＰＣＳ３００のＭＰＰＴ制御で行われる電力変化より大きくすると、ＰＣＳ３００は、ＭＰＰを維持できなくなる。そのため、電力計９７を参照して、ＭＰＰとなる出力可能電力を維持しているか監視しながら、充電電力がＭＰＰをずらさない適量に設定する。図３Ａは、ＰＶの発電電力を示す図である。ＰＣＳの最大値を超えるＭＰＰを計算する。制御部３０は、このＭＰＰでの電圧（Ｖ ｐｅａｋ）に、ＰＣＳ入口電圧およびＤＣＤＣ５０の母線側電圧を維持する。図３Ｂは、ＰＣＳの出力電力を示す図である。Ｖ ｐｅａｋで、ＭＰＰＴで放電するように、ＰＣＳ側が制御する。

【0049】

例えば、ＰＣＳ３００の出力の５％を、１０秒程度で蓄電池に充電するレートである。定格５０ｋｗのＰＣＳの場合、その３０％である、１５ｋｗほどのレートとなる。また、ＭＰＰＴ制御の時定数より、当該充電電力計算の時定数を早めると、ＰＣＳは、ＭＰＰを維持できなくなる。そのため、充電電力計算の時定数は、ＭＰＰＴ制御の時定数より長くする。

【0050】

また、Ｓ１０２で計算したＭＰＰを用いて、充電電力を計算してもよい。この時、充電電力は、以下の式で示される。
（充電電力）＝（ＰＶの計算ＭＰＰ）−（ＰＣＳの出力可能電力）

【0051】

制御部３０は、電池のＳＯＣ（充電状態：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が上限に達しない限り（Ｓ１１２）、Ｓ１１１で計算した充電電力を、蓄電池２０に充電する（Ｓ１１２）。図３Ｃは、蓄電池への充電電力を示す図である。ＰＶのＭＰＰを維持するように、蓄電池に充電電力が供給されている。

【0052】

２．２ 太陽電池出力がＰＣＳ出力可能電力より低いケースの放電処理
図４は、太陽電池出力がＰＣＳ出力可能電力より低いケースにおける蓄電池放電処理を示すフローチャートである。

【0053】

Ｓ１０１〜Ｓ１１３は、図２を用いて説明したので、説明を省略する。
放電する場合、ＰＣＳ３００が出力可能電力に至っていない場合（Ｓ１０２ Ｎｏ）、蓄電池からの放電を行う。蓄電池の稼働率の向上を考えると、蓄電池は可能な限り、ＳＯＣを低めの状態にして、いつでも充電可能な状態にすることが好ましい。そのため、Ｓ２０１では、可能な限り放電量を最大にするため、ＰＣＳの出力可能電力から、計算された太陽電池２００のＭＰＰの電力を減算して得られる電力を、蓄電池から放電する。この時、放電電力は、以下の式で示される。
（放電電力）＝（ＰＣＳの出力可能電力）−（ＰＶの計算ＭＰＰ）

【0054】

図５Ｂは、蓄電池の放電を説明する図であり、図５Ｃは、ＰＣＳの出力可能電力を説明する図である。なお、図５Ｂ及び図５Ｃに示されるように、太陽電池２００のＭＰＰを維持するため、放電電圧およびＰＣＳの入力電圧は、ＭＰＰの電圧（Ｖ ｐｅａｋ）である。

【0055】

Ｓ２０３では、図５Ｂで示す放電量を放電する。

【0056】

２．３ 太陽電池出力がないケースの放電処理
図６は、太陽電池出力がないケースにおける蓄電池放電処理を示すフローチャートである。
曇り・雨・夜間など、ＰＶ発電がない場合、蓄電池からの出力電力を、ＰＶ発電と同じような電圧および電流に設定することでＰＣＳ３００からの出力を行う。

【0057】

制御部３０は、太陽電池２００の発電がある状態か否かを、照度計９１から得られる日射量で判断する（Ｓ３０１）。日射が無いと判断した場合、蓄電池２０からの出力電力を、ＰＶ発電と同じような電圧および電流を計算し（Ｓ３０２）、放電する（Ｓ２０３）。図７は、蓄電池２０からの放電量の一例を示す図である。放電電力は、蓄電池の稼働率の向上を考えると、蓄電池２０は可能な限り、ＳＯＣを低めの状態にして、いつでも充電可能な状態にすることが好ましい。そのため、放電電力は、ＰＣＳ３００の定格電力とするのが好ましい。

【符号の説明】

【0058】

太陽光発電装置１０
電力制御装置１００
ＰＣＳ３００
太陽電池２００
蓄電池２０
制御部３０
ＤＣ／ＤＣ５０
パネル照度計９１
パネル温度計９２
電流電圧計９４、９６
電力計９７

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】