特開 2022-106204 制御装置および直流給配電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022106204

(43)【公開日】2022-07-19

(54)【発明の名称】制御装置および直流給配電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/35 20060101AFI20220711BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20220711BHJP

【ＦＩ】

H02J7/35 B

H02J1/00 304G

H02J1/00 304H

H02J1/00 306L

H02J7/35 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021001055

(22)【出願日】2021-01-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】加茂 章太郎

【テーマコード（参考）】

5G165

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G165BB01

5G165BB02

5G165DA06

5G165EA02

5G165EA03

5G165HA16

5G165JA07

5G165LA01

5G165LA02

5G165MA08

5G503AA01

5G503AA06

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA11

5G503DA06

5G503DA15

5G503GD03

5G503GD06

(57)【要約】

【課題】直流給配電系統を安定化できる制御装置を実現する。
【解決手段】制御装置（３０）は、母線電圧値と電圧上限値との偏差を参照して第１電流指令値を出力する第１のＰＩ制御回路（３５）と、母線電圧値と電圧下限値との偏差を参照して第２電流指令値を出力する第２のＰＩ制御回路（３６）と、直流給配電システムの需給の変動に応じた第３電流指令値を出力する電流指令値出力回路（３７）と、第１電流指令値と、第２電流指令値と、第３電流指令値とを加算した値に応じた、蓄電装置の充放電を制御するための制御信号を出力する制御信号出力回路（３９）と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流給配電システムの直流母線に接続される蓄電装置の充放電を制御するための制御装置であって、
前記直流母線の母線電圧値と電圧上限値との偏差を参照してＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御を行うとともに、前記蓄電装置の充放電を行わないかまたは充電を行うように制限された第１電流指令値を出力する第１のＰＩ制御回路と、
前記直流母線の母線電圧値と電圧下限値との偏差を参照してＰＩ制御を行うとともに、前記蓄電装置の充放電を行わないかまたは放電を行うように制限された第２電流指令値を出力する第２のＰＩ制御回路と、
前記蓄電装置の入出力を電力制御する電流指令値である第３電流指令値を出力する電流指令値出力回路と、
前記第１電流指令値、前記第２電流指令値、および前記第３電流指令値を加算した値に応じた、前記蓄電装置の充放電を制御するための制御信号を出力する制御信号出力回路と、を備える制御装置。

【請求項2】

前記第１のＰＩ制御回路は、前記母線電圧値と前記電圧上限値との偏差に応じた入力を積分する第１積分器を備え、
前記第１積分器は、前記母線電圧値と前記電圧上限値との偏差に応じた入力が負の値または０である場合には、当該入力について積分を行い、前記母線電圧値と前記電圧上限値との偏差に応じた入力が正の値である場合には、当該第１積分器の出力が０以上の場合には当該入力を０として積分を行い、当該第１積分器の出力が０よりも小さい場合には当該入力について積分を行う、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記第１のＰＩ制御回路は、入力を０以下に制限して出力する第１リミッタをさらに備え、前記第１リミッタの出力を第１電流指令値として出力する、請求項１または２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記第２のＰＩ制御回路は、前記母線電圧値と前記電圧下限値との偏差に応じた入力を制限する第２積分器とを備え、
前記第２積分器は、前記母線電圧値と前記電圧下限値との偏差に応じた入力が０または正の値である場合には、当該入力について積分を行い、前記母線電圧値と前記電圧下限値との偏差に応じた入力が負の値である場合には、当該第２積分器の出力が０以下の場合には当該入力を０として積分を行い、当該第２積分器の出力が０よりも大きい場合には当該入力について積分を行う、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記第２のＰＩ制御回路は、入力を０以上に制限して出力する第２リミッタをさらに備え、前記第２リミッタの出力を第２電流指令値として出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置と、
前記制御装置により充放電を制御される蓄電装置と、を備える直流給配電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流給配電システムに含まれる蓄電池の充放電を制御する制御装置、および当該制御装置を備える直流給配電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、急峻な負荷変動が生じた場合でも、系統を安定化することができる、直流給配電系統の系統安定化装置などが開示されている。当該系統安定化装置においては、発電装置および蓄電池のそれぞれの変換器について、電力制御と電圧制御とを切り替えて制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２０５２２５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の系統安定化装置においては、電力制御と電圧制御との切り替え時に、母線電圧値が大きく変動する場合がある。このため、特許文献１の系統安定化装置によっては直流給配電系統の安定化が不十分である。

【0005】

本発明の一態様は、直流給配電系統をより安定化することが可能な制御装置などを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、直流給配電システムの直流母線に接続される蓄電装置の充放電を制御するための制御装置であって、前記直流母線の母線電圧値と電圧上限値との偏差を参照してＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御を行うとともに、前記蓄電池の充放電を行わないかまたは充電を行うように制限された第１電流指令値を出力する第１のＰＩ制御回路と、前記直流母線の母線電圧値と電圧下限値との偏差を参照してＰＩ制御を行うとともに、前記蓄電池の充放電を行わないかまたは放電を行うように制限された第２電流指令値を出力する第２のＰＩ制御回路と、前記蓄電装置の入出力を電力制御する電流指令値である第３電流指令値を出力する電流指令値出力回路と、前記第１電流指令値、前記第２電流指令値、および前記第３電流指令値を加算した値に応じた、前記蓄電装置の充放電を制御するための制御信号を出力する制御信号出力回路と、を備える。

【0007】

本発明の各態様に係る制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを制御装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより制御装置をコンピュータにて実現させる制御装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、直流給配電系統をより安定化することが可能な制御装置などを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る制御装置が適用される直流給配電システム１の構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】制御装置が適用された直流給配電システムにおける各部の動作を示すグラフである。

【図5】比較例の直流給配電システムにおける各部の動作を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

【0011】

（直流給配電システム１の構成）
図１は、本実施形態に係る制御装置３０が適用される直流給配電システム１の構成を示す図である。図１に示すように、直流給配電システム１は、商用電源１１、太陽電池パネル１２、直流母線１０および直流負荷４０を備える。直流母線１０には、蓄電装置２０が接続されている。蓄電装置２０には、制御装置３０が接続されている。

【0012】

商用電源１１は、直流母線１０に対してＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）により電力を供給する。商用電源１１は、変圧器１１ａ、ＡＣ－ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータ１１ｂ、およびブレーカー１１ｃを介して直流母線１０に接続される。変圧器１１ａは、商用電源１１から入力されるＡＣの電圧を変圧する。ＡＣ－ＤＣコンバータ１１ｂは、変圧器１１ａから入力されるＡＣをＤＣに変換して出力する。また、直流給配電システム１は、ＡＣ－ＤＣコンバータ１１ｂの代わりに整流回路を備えていてもよい。ブレーカー１１ｃは、ＡＣ－ＤＣコンバータ１１ｂから入力されるＤＣの電流が過大になった場合に、ＡＣ－ＤＣコンバータ１１ｂと直流母線１０との間を遮断する。ただし、ブレーカー１１ｃは必須ではない。

【0013】

太陽電池パネル１２は、太陽光の日射量に応じて発電した電力をＤＣにより直流母線１０へ供給する。太陽電池パネル１２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ１２ａを介して直流母線１０に接続される。ＤＣ－ＤＣコンバータ１２ａは、太陽電池パネル１２から入力されるＤＣの電圧を変換して出力する。

【0014】

蓄電装置２０は、蓄電池２１、ブレーカー２２およびＤＣ－ＤＣコンバータ２３を備える。蓄電池２１は、電力を内部にエネルギーとして保持し、保持したエネルギーを必要に応じてＤＣにより直流母線１０へ供給する。ブレーカー２２は、蓄電池２１から入力されるＤＣの電流が過大になった場合に、蓄電池２１と直流母線１０との間を遮断する。ＤＣ－ＤＣコンバータ２３は、制御装置３０から入力される指令値に基づいて、蓄電池２１から入力されるＤＣの電圧を変換して直流母線１０へ出力するか、または直流母線１０から入力されるＤＣの電圧を変換して蓄電池２１へ出力する。ただし、ブレーカー２２は必須ではない。

【0015】

蓄電池２１は、リチウムイオン電池、ＮａＳ（ナトリウム・硫黄）電池、レドックスフロー電池、鉛蓄電池等の、２次電池を備えた装置であり得る。しかし蓄電池２１は２次電池を備えた装置に限られるものではない。蓄電池２１として、キャパシタ、超伝導電力貯蔵ユニット、フライホイール式電力貯蔵ユニット、圧縮空気式電力貯蔵ユニットなど、電気エネルギーを貯蔵する機能を備えた任意のユニットを用いることができる。

【0016】

直流母線１０は、商用電源１１、太陽電池パネル１２、および蓄電装置２０から供給される電力を直流負荷４０へ供給する電力線である。図１に示す例では、直流負荷４０として、２つの負荷４１および４２が示されている。ただし、直流給配電システム１における直流負荷４０の数は、１または３以上であってもよい。

【0017】

制御装置３０は、直流母線１０における電圧値である母線電圧値が所定の目標範囲内であるように、蓄電装置２０の充放電を制御する。目標範囲の下限を電圧下限値、目標範囲の上限を電圧上限値とする。制御装置３０は、母線電圧値を検出するための直流母線電圧検出用変圧器３１ａを介して直流母線１０と接続されている。制御装置３０の具体的な構成については後述する。

【0018】

（制御装置３０の構成）
図２は、本実施形態に係る制御装置３０の構成を示す図である。図２に示すように、制御装置３０は、母線電圧測定部３１、ＬＰＦ（Ｌｏｗ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）３２、正規化部３３、第１の偏差算出部３４ａ、第２の偏差算出部３４ｂ、第１のＰＩ制御回路３５、第２のＰＩ制御回路３６、電流指令値出力回路３７、ＰＩ制御値加算部３８ａ、電流指令値加算部３８ｂおよび制御信号出力回路３９を備える。

【0019】

母線電圧測定部３１は、母線電圧値を測定する。ＬＰＦ３２は、母線電圧値の高周波成分を除去する。正規化部３３は、母線電圧値に所定の係数を乗じることで、母線電圧値を正規化する。第１の偏差算出部３４ａは、第１の偏差を算出する。第１の偏差は、正規化された母線電圧値と電圧上限値との偏差である。第２の偏差算出部３４ｂは、第２の偏差を算出する。第２の偏差は、正規化された母線電圧値と電圧下限値との偏差である。第１の偏差の算出に用いられる電圧上限値、および第２の偏差の算出に用いられる電圧下限値は、母線電圧値と同様に正規化された値である。

【0020】

なお、ＬＰＦ３２は制御装置３０において必須ではない。また、制御装置３０は正規化部３３を備えず、母線電圧測定部３１が測定した母線電圧値が第１の偏差算出部３４ａおよび第２の偏差算出部３４ｂに入力されるように構成されてもよい。

【0021】

第１のＰＩ制御回路３５は、直流母線１０の母線電圧値と電圧上限値との偏差を参照してＰＩ制御を行うとともに、蓄電装置２０の充放電を行わないかまたは充電を行うように制限された第１電流指令値を出力する。すなわち、第１のＰＩ制御回路３５は、第１の偏差算出部３４ａからの入力が０または正の値であるときには、出力を０以下に制限する。一方、第１のＰＩ制御回路３５は、第１の偏差算出部３４ａからの入力が負の値であるときには、当該入力に応じた負の値、すなわち蓄電装置２０の充電を行う信号を出力する。

【0022】

具体的には、第１のＰＩ制御回路３５は、ゲイン３５１、ゲイン３５２、第１積分器３５３、加算器３５４、および第１リミッタ３５５を備える。ゲイン３５１および３５２はそれぞれ、第１の偏差算出部３４ａからの入力に所定の係数を乗じた値を出力する。第１積分器３５３は、積分範囲を０以下としてゲイン３５２からの入力を積分する。すなわち、第１積分器３５３は、ゲイン３５２からの入力が負の値または０である場合には、当該入力について積分を行う。一方、第１積分器３５３は、ゲイン３５２からの入力が正の値である場合には、第１積分器３５３の出力が０以上の場合は当該入力を０として積分を行い、第１積分器３５３の出力が０よりも小さい場合には当該入力について積分を行う。これにより、第１積分器３５３は、蓄電装置２０の充電を行う信号のみを積分できる。

【0023】

加算器３５４は、ゲイン３５１および第１積分器３５３からの入力の和を出力する。第１リミッタ３５５は、加算器３５４からの入力を０以下に制限して出力する。具体的には、第１リミッタ３５５は、加算器３５４からの入力が０以下である場合には、加算器３５４からの入力をそのまま出力する。一方、第１リミッタ３５５は、加算器３５４からの入力が０よりも大きい場合には０を出力する。第１のＰＩ制御回路３５は、第１リミッタ３５５の出力を第１電流指令値として出力する。これにより、第１のＰＩ制御回路３５は、蓄電装置２０の充電を行う信号のみを出力できる。

【0024】

第２のＰＩ制御回路３６は、直流母線１０の母線電圧値と電圧下限値との偏差を参照してＰＩ制御を行うとともに、蓄電装置２０の充放電を行わないかまたは放電を行うように制限された第２電流指令値を出力する。すなわち、第２のＰＩ制御回路３６は、第２の偏差算出部３４ｂからの入力が０または負の値であるときには、出力を０よりも大きい値に制限する。一方、第２のＰＩ制御回路３６は、第２の偏差算出部３４ｂからの入力が正の値であるときには、当該入力に応じた正の値、すなわち蓄電装置２０の放電を行う信号を出力する。

【0025】

具体的には、第２のＰＩ制御回路３６は、ゲイン３６１、ゲイン３６２、第２積分器３６３、加算器３６４、および第２リミッタ３６５を備える。ゲイン３６１および３６２はそれぞれ、第２の偏差算出部３４ｂからの入力に所定の係数を乗じた値を出力する。第２積分器３６３は、積分範囲を０以上としてゲイン３６２からの入力を積分する。すなわち、第２積分器３６３は、ゲイン３６２からの入力が正の値または０である場合には、当該入力について積分を行う。一方、第２積分器３６３は、ゲイン３６２からの入力が負の値である場合には、第２積分器３６３の出力が０以下の場合には当該入力を０として積分を行い、第２積分器３６３の出力が０よりも大きい場合には当該入力について積分を行う。これにより、第２積分器３６３は、蓄電装置２０の放電を行う信号のみを積分できる。

【0026】

加算器３６４は、ゲイン３６１および第２積分器３６３からの入力の和を出力する。第２リミッタ３６５は、加算器３６４からの入力を０以上に制限して出力する。具体的には、第２リミッタ３６５は、加算器３６４からの入力が０以上である場合には、加算器３６４からの入力をそのまま出力する。一方、第２リミッタ３６５は、加算器３６４からの入力が０よりも小さい場合には０を出力する。第２のＰＩ制御回路３６は、第２リミッタ３６５の出力を第２電流指令値として出力する。これにより、第２のＰＩ制御回路３６は、蓄電装置２０の放電を行う信号のみを出力できる。

【0027】

電流指令値出力回路３７は、蓄電装置２０の入出力を電力制御する電流指令値である第３電流指令値を出力する。直流給配電システム１においては、例えば太陽電池パネル１２の出力電力に変動が生じた場合、電流指令値出力回路３７は、当該変動に起因する電力の需給の変動を抑制するように第３電流指令値を出力する。また、電流指令値出力回路３７は、蓄電池２１のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）に応じて蓄電装置２０の充放電を行うように第３電流指令値を出力してもよい。また、電流指令値出力回路３７は、例えば昼間に蓄電装置２０の充電を行い、夜間に蓄電装置の放電を行うなど、蓄電装置２０の充放電を時間帯に応じて行うように第３電流指令値を出力してもよい。第３電流指令値は、蓄電装置２０の充電を行う場合には負の値となる。また、第３電流指令値は、蓄電装置２０の放電を行う場合には正の値となる。ただし、第３電流指令値の符号と充電および放電との関係は逆であってもよい。

【0028】

ＰＩ制御値加算部３８ａは、第１電流指令値および第２電流指令値の和を出力する。母線電圧値が電圧下限値以上かつ電圧上限値以下である場合には、第１積分器３５３および第２積分器３６３の出力が０であれば、ＰＩ制御値加算部３８ａの出力は０である。また、第１積分器３５３および第２積分器３６３の出力が０でなければ、第１積分器３５３および第２積分器３６３の出力は０になるように変化していく。母線電圧値が電圧上限値よりも大きい場合には、ＰＩ制御値加算部３８ａの出力は、第１のＰＩ制御回路３５の出力に等しい。母線電圧値が電圧下限値よりも小さい場合には、ＰＩ制御値加算部３８ａの出力は、第２のＰＩ制御回路３６の出力に等しい。

【0029】

電流指令値加算部３８ｂは、ＰＩ制御値加算部３８ａからの入力に、第３電流指令値をさらに加算して出力する。すなわち、電流指令値加算部３８ｂは、第１電流指令値と、第２電流指令値と、第３電流指令値とを加算した値を出力する。

【0030】

制御信号出力回路３９は、電流指令値加算部３８ｂからの入力に応じた制御信号を出力する。すなわち、制御信号出力回路３９は、第１電流指令値、第２電流指令値、および第３電流指令値を加算した値に応じた、蓄電装置２０の充放電を制御するための制御信号を出力する。具体的には、制御信号出力回路３９は、電流指令値加算部３８ｂからの入力に従って蓄電装置２０を充放電させるようにＤＣ－ＤＣコンバータ２３をスイッチングさせる制御信号を生成して、ＤＣ－ＤＣコンバータ２３に出力する。

【0031】

（制御装置３０の動作）
図３は、制御装置３０の動作を示すフローチャートである。制御装置３０において、母線電圧測定部３１は、母線電圧値を測定する（Ｓ１）。ＬＰＦ３２は母線電圧値の高周波成分を除去し、正規化部３３は母線電圧値を正規化する（Ｓ２）。第１の偏差算出部３４ａは第１の偏差を算出し、第２の偏差算出部３４ｂは第２の偏差を算出する（Ｓ３）。

【0032】

第１のＰＩ制御回路３５は、第１電流指令値を出力する（Ｓ４）。第２のＰＩ制御回路３６は、第２電流指令値を出力する（Ｓ５）。電流指令値出力回路３７は、第３電流指令値を出力する（Ｓ６）。ＰＩ制御値加算部３８ａは第１電流指令値および第２電流指令値の和を出力し、電流指令値加算部３８ｂはＰＩ制御値加算部３８ａからの入力に第３電流指令値をさらに加算して出力する（Ｓ７）。制御信号出力回路３９は、電流指令値加算部３８ｂからの入力に応じた制御信号をＤＣ－ＤＣコンバータ２３へ出力する（Ｓ８）。

【0033】

制御装置３０においては、第１電流指令値および第２電流指令値がともに０である場合には、制御信号出力回路３９が出力する制御信号は電力制御の信号のみとなる。一方、第１電流指令値および第２電流指令値のうちいずれかが０でない場合には、制御信号出力回路３９が出力する制御信号は電圧制御の信号を含む。母線電圧値の目標範囲からの逸脱が大きければ大きい程、制御信号における電圧制御の信号の比率は大きくなる。

【0034】

第１のＰＩ制御回路３５は、母線電圧値が電圧上限値よりも大きい値から電圧上限値以下に変化した場合には、出力を０にする方向に動作する。このため、母線電圧値が電圧上限値以下に変化した場合に、第１積分器３５３をリセットする必要がない。また、第２のＰＩ制御回路３６は、母線電圧値が電圧下限値よりも小さい値から電圧下限値以上に変化した場合には、出力を０にする方向に動作する。このため、母線電圧値が電圧下限値以上に変化した場合に、第２積分器３６３をリセットする必要がない。したがって、第１～第３電流指令値の和に、第１積分器３５３または第２積分器３６３をリセットすることに起因するステップ状の変動が生じない。したがって、母線電圧値の変動を抑制し、直流給配電システム１を安定化することができる。

【0035】

また、母線電圧値が目標範囲内である状態が継続している場合には、第１のＰＩ制御回路３５および第２のＰＩ制御回路３６は、いずれも出力が０で安定した状態で待機している。このため、母線電圧値が目標範囲内から目標範囲外に変化した場合にも、第１～第３電流指令値の和にステップ状の変動が生じない。したがって、母線電圧値の変動を抑制し、直流給配電システム１を安定化することができる。

【0036】

また、ＡＣ－ＤＣコンバータ１１ｂが双方向に制御可能であっても、当該ＡＣ－ＤＣコンバータ１１ｂのＡＣ側の電圧を電力制御で制御している場合には、制御装置３０による上述の制御により母線電圧値を安定させることができる。また、ＡＣ－ＤＣコンバータ１１ｂがＤＣＡＶＲ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）で動作している場合には、通常の状態であれば母線電圧値は安定する。しかし、直流給配電システム１のＡＣ系統（商用電源１１、変圧器１１ａ、ＡＣ－ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータ１１ｂ、およびブレーカー１１ｃ）に異常が生じた場合には、制御装置３０による上述の制御により母線電圧値を安定させることができる。したがって、ＡＣ系統における異常発生時の協調制御を、当該異常発生をＡＣ系統から蓄電装置２０へ通知する通信装置などを増設することなく実現できる。

【0037】

なお、上述した実施形態では、蓄電装置２０および制御装置３０が直流給配電システム１に接続されているものとして説明した。しかし、蓄電装置２０および制御装置３０は、直流給配電システム１に含まれていてもよい。すなわち、制御装置３０および蓄電装置２０を備える直流給配電システム１も、本願発明の範囲に含まれる。

【0038】

（実験例）
図４は、制御装置３０が適用された直流給配電システム１における各部の動作の例を示すグラフである。図４には、直流給配電システム１における交流電圧のグラフが、符号４１０で示されている。また、図４には、直流給配電システム１における交流電流のグラフが、符号４２０で示されている。また、図４には、直流給配電システム１における直流電圧のグラフが、符号４３０で示されている。また、図４には、直流給配電システム１における直流電流のグラフが、符号４４０で示されている。符号４４０のグラフにおいて、正の値は充電電流（負荷電流）、負の値は放電電流（発電電流）を示す。

【0039】

図５は、比較例の直流給配電システムにおける各部の動作の例を示すグラフである。比較例の直流給配電システムには、制御装置３０の代わりに、母線電圧値が所定範囲内の場合には蓄電装置２０の充放電を電力制御で制御し、母線電圧値が所定範囲外の場合には蓄電装置２０の充放電を電圧制御で制御する制御装置が適用されている。図５には、比較例の直流給配電システムにおける交流電圧のグラフが、符号５１０で示されている。また、図５には、比較例の直流給配電システムにおける交流電流のグラフが、符号５２０で示されている。また、図５には、比較例の直流給配電システムにおける直流電圧のグラフが、符号５３０で示されている。また、図５には、比較例の直流給配電システムにおける直流電流のグラフが、符号５４０で示されている。符号５４０のグラフにおいて、正の値は充電電流（負荷電流）、負の値は放電電流（発電電流）を示す。

【0040】

符号４１０～４４０、５１０～５４０のいずれにおいても、横軸は時間である。符号４１０および５１０の縦軸は、商用電源１１の電圧である。符号４２０および５２０の縦軸は、商用電源１１の電流である。符号４３０および５３０の縦軸は、母線電圧値である。符号４４０および５４０の縦軸は、直流負荷４０、直流母線１０、蓄電装置２０、および太陽電池パネル１２の電流である。符号４４０のグラフでは、直流負荷４０の電流が符号４４１で、直流母線１０の電流が符号４４２で、蓄電装置２０の電流が符号４４３で、太陽電池パネル１２の電流が符号４４４で、それぞれ示されている。符号５４０のグラフでは、直流負荷４０の電流が符号５４１で、直流母線１０の電流が符号５４２で、蓄電装置２０の電流が符号５４３で、太陽電池パネル１２の電流が符号５４４で、それぞれ示されている。図４および図５に示す例において、電圧上限値は６６０Ｖである。

【0041】

図４に示す例では、時刻ｔ＝０．４ｓ近傍において直流負荷４０の電力需要が減少し、符号４４１に示すように、直流負荷４０の電流が減少した。直流負荷４０の電流が太陽電池パネル１２の電流以下になることで電力の供給過多になり、符号４３０に示すように、母線電圧値が上昇した。この母線電圧値の上昇を検出して、符号４４３に示すように、蓄電装置２０の充電電流が増加した。

【0042】

母線電圧値が電圧上限値を超えると、上述したとおり、第１のＰＩ制御回路３５が第１電流指令値を出力するようになった。この結果、母線電圧値が電圧上限値以下まで低下した。その後、第１電流指令値は次第に減少した。時刻ｔ＝０．７ｓ近傍において直流負荷４０の電力需要が初期状態に戻り、符号４４１に示すように、直流負荷４０の電流が増加した。これに伴い、符号４３０に示すように、母線電圧値が低下した。一連の動作の間、符号４４２および４４４に示すように、直流母線１０および太陽電池パネル１２の電流にも大きな変動は見られなかった。すなわち、直流給配電システム１は安定していた。

【0043】

図５に示す例では、時刻ｔ＝０．４ｓ近傍において直流負荷４０の電力需要が増大し、符号５４１に示すように、直流負荷４０の電流が減少した。直流負荷４０の電流が太陽電池パネル１２の電流以下になることで電力の供給過多になり、符号５３０に示すように、母線電圧値が上昇した。この母線電圧値の上昇を検出して、符号４４３に示すように、蓄電装置２０の充電電流が増加した。

【0044】

母線電圧値が電圧上限値を超えると、上述したとおり、蓄電装置２０の制御が電力制御から電圧制御に切り替わった。このため、ＤＣ－ＤＣコンバータ２３に入力される指令値がステップ的に変動し、母線電圧値が急激に低下した。これにより母線電圧値が電圧上限値以下となり、蓄電装置２０の制御が電圧制御から電力制御に切り替わった。その結果、電力制御により母線電圧値が再度上昇した。以後、蓄電装置２０の制御の切り替わり、および母線電圧値の変動が連続して繰り返されることにより母線電圧値に振動が生じ、母線電圧値が不安定になった。また、符号５４２、５４３、５４４に示すように、直流母線１０、蓄電装置２０および太陽電池パネル１２の電流にも振動が生じていた。すなわち、比較例の直流給配電システムは不安定であった。

【0045】

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置３０の制御ブロック（特に母線電圧測定部３１、ＬＰＦ３２、正規化部３３、第１の偏差算出部３４ａ、第２の偏差算出部３４ｂ、第１のＰＩ制御回路３５、第２のＰＩ制御回路３６、電流指令値出力回路３７、ＰＩ制御値加算部３８ａ、電流指令値加算部３８ｂおよび制御信号出力回路３９）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

【0046】

後者の場合、制御装置３０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0047】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0048】

１ 直流給配電システム
１０ 直流母線
２０ 蓄電装置
３０ 制御装置
３５ 第１のＰＩ制御回路
３５３ 第１積分器
３５５ 第１リミッタ
３６ 第２のＰＩ制御回路
３６３ 第２積分器
３６５ 第２リミッタ
３７ 電流指令値出力回路
３９ 制御信号出力回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】