特開 2022-133627 電力制御装置、電力制御システム

(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】P2022133627

(43)【公開日】2022-09-14

(54)【発明の名称】電力制御装置、電力制御システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20220907BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20220907BHJP

   G05F 1/67 20060101ALI20220907BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 120

H02J3/38 150

H02M7/48 R

G05F1/67 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021032408

(22)【出願日】2021-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】507151526

【氏名又は名称】株式会社ＧＳユアサ

(74)【代理人】

【識別番号】110001036

【氏名又は名称】弁理士法人暁合同特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】横山 昌央

(72)【発明者】

【氏名】本郷 真一

【テーマコード（参考）】

5G066

5H420

5H770

【Ｆターム（参考）】

5G066HA10

5G066HA13

5G066HB06

5H420BB14

5H420CC03

5H420DD02

5H420DD03

5H420FF03

5H420FF04

5H420FF05

5H420GG04

5H770AA19

5H770AA29

5H770BA11

5H770CA01

5H770CA05

5H770DA10

5H770GA17

5H770HA02W

5H770HA02Y

5H770HA02Z

5H770HA03W

5H770HA03Y

5H770HA03Z

5H770JA17Y

5H770LB10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電力制御装置が自家消費モードでの動作中に、誤って報知指令が出力されることを抑制できる電力制御装置及び電力制御システムを提供する。
【解決手段】分散型電源（太陽光発電パネル）を備え、電力系統と連系するグリッドの電力制御装置（パワーコンディショナ）の制御装置において、第２制御ブロック５１Ｂは、分散型電源から供給される電力を、直流から交流に変換して出力するインバータ回路の出力を制御する第１電力制御部６３と、第１選択回路６１から出力される出力目標値が、第１選択回路６１に対して入力された出力制限値と一致している場合、報知指令を出力する報知回路７０と、自家消費モードが選択されている場合、電気事業者から指示される出力制限値に所定値を加算することにより、自家消費モードの選択中に報知指令が出力されることを抑制する抑制回路８０と、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

分散型電源を備え電力系統と連系するグリッドの電力制御装置であって、
前記分散型電源から供給される電力を、直流から交流に変換して、出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路の出力を制御する制御装置と、を含み、
前記制御装置は、
前記インバータ回路の定格出力、自家消費モードの出力目標値、及び自家消費モードの出力目標値以上であり電気事業者から指示される出力制限値の３つの入力値のうち、最小の値を選択して、前記インバータ回路の出力目標値として出力する第１選択回路と、
前記第１選択回路から出力される出力目標値に従って、前記インバータ回路の出力を制御する第１電力制御部と、
前記第１選択回路から出力される出力目標値が、前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致している場合、報知指令を出力する報知回路と、
自家消費モードが選択されている場合、電気事業者から指示される出力制限値に所定値を加算することにより、自家消費モードの選択中に、前記報知指令が出力されることを抑制する抑制回路と、を備える、電力制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電力制御装置であって、
前記抑制回路は、
電気事業者から指示される出力制限値に対して所定値を加算して前記第１選択回路に出力する加算器と、
前記加算器に対する所定値の入力ラインにあって、自家消費モードが選択されている場合にオンし、自家消費モードが選択されていない場合にオフするスイッチと、を含む、電力制御装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の電力制御装置であって、
前記分散型電源である太陽光発電パネルの出力電圧を変換して前記インバータ回路に出力する電圧変換部を備え、
前記制御装置は、
前記太陽光発電パネルをＭＰＰＴ制御する第２電力制御部と、
前記第１電力制御部と前記第２電力制御部のうち、前記電圧変換部に対する操作量の小さい方を選択して、前記電圧変換部に対して出力する第２選択回路と、を備え、
前記報知回路は、
前記第１選択回路から出力される出力目標値が、前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致しているか否かを判定する第１判定部と、
前記第２選択回路の出力値が前記第１電力制御部の出力する操作量と一致しているか否かを判定する第２判定部と、
前記第１選択回路から出力される出力目標値が前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致し、かつ前記第２判定回路の出力値が前記第１電力制御部の出力する操作量と一致する場合に、報知指令を出力する出力部を含む、電力制御装置。

【請求項4】

分散型電源を備え電力系統と連系するグリッドの電力制御システムであって、
前記分散型電源から供給される電力を直流から交流に変換して出力するインバータ回路を備えた電力変換装置と、
制御装置と、を含み、
前記制御装置は、
前記インバータ回路の定格出力、自家消費モードの出力目標値、及び自家消費モードの出力目標値以上であり電気事業者から指示される出力制限値の３つの入力値のうち、最小の値を選択して、前記インバータ回路の出力目標値として出力する第１選択回路と、
前記第１選択回路から出力される出力目標値に従って、前記インバータ回路の出力を制御する第１電力制御部と、
前記第１選択回路から出力される出力目標値が、前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致している場合、報知指令を出力する報知回路と、
自家消費モードが選択されている場合、電気事業者から指示される出力制限値に所定値を加算することにより、自家消費モードの選択中に、前記報知指令が出力されることを抑制する抑制回路と、を備える、電力制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバータ回路の出力［Ｗ］を、電気事業者から指示される出力制限値に制限していることを、ユーザに報知して知らせる技術に関する。

【背景技術】

【0002】

化石燃料に対する依存の低減や環境問題の観点から、太陽光発電（ＰＶ：Photovoltaic）に代表される分散型電源の導入が進められている。太陽光発電パネルで発電された電力は、インバータ回路を用いて直流から交流に変換され、負荷に対して供給される。分散型電源を有するグリッドは電力系統と連系しており、分散型電源の余剰電力を、電力系統に送電して売電することが出来る。

【0003】

近年では、分散型電源の大量導入により電力系統において、電気の供給過多になることを懸念して、電気事業者の要請により、インバータ回路の出力制限を行う場合がある。電気事業者は、運用サーバを介して時間単位でインバータ回路の出力上限を定めた出力制限スケジュールを提供する。分散型電源の利用者は、出力制限スケジュールに従ってインバータ回路の出力を制限する。

【0004】

下記特許文献１には、太陽電池、蓄電池、逆流防止ダイオード、パワーコンディショナ、負荷等を備えた電力貯蔵型太陽光発電システムが開示されている。

【0005】

下記特許文献２には、複数台のＰＣＳを、それらからの出力が必要以上に制限されない形で制御できる出力制御装置を提供する点が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４７６５１６２号公報

【特許文献2】特開２０１８－１５３００３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

電気事業者からの要請に応じてインバータ回路を出力制限している場合、報知情報を出力して利用者に知らせることが考えられる。これは、分散型電源の出力が期待される出力に比べて低いことについて、利用者が疑念を抱くことを避けるためである。

【0008】

電力制御装置の機能の１つに、自家消費モードがある。自家消費モードは、分散型電源の発電電力を、グリッド内の負荷でのみ消費し、電力系統に対して送電しないモードである。

【0009】

自家消費モードにおけるインバータ回路の出力目標値と電気事業者から提供される出力制限値が一致している場合、インバータ回路の出力目標値として、２つの値のうち、どちらが選択されているのか、判断することができない可能性がある。そのため、インバータ回路が「自家消費モード」で動作している時に、電力制御装置が「電気事業者からの要請による出力制限中であることを通知する報知指令」を誤って出力する可能性があった。

【0010】

本技術は、インバータ回路が自家消費モードで動作している時に、電力制御装置が誤って報知指令を出力することを抑制する技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

分散型電源を備え電力系統と連系するグリッドの電力制御装置は、前記分散型電源から供給される電力を、直流から交流に変換して、出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を制御する制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記インバータ回路の定格出力、自家消費モードの出力目標値、及び自家消費モードの出力目標値以上であり電気事業者から指示される出力制限値の３つの入力値のうち、最小の値を選択して、前記インバータ回路の出力目標値として出力する第１選択回路と、前記第１選択回路から出力される出力目標値に従って、前記インバータ回路の出力を制御する第１電力制御部と、前記第１選択回路から出力される出力目標値が、前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致している場合、報知指令を出力する報知回路と、自家消費モードが選択されている場合、電気事業者から指示される出力制限値に所定値を加算することにより、自家消費モードの選択中に、前記報知指令が出力されることを抑制する抑制回路と、を備える。

【0012】

本技術は、電力制御システム、電力制御方法に適用することが出来る。

【発明の効果】

【0013】

自家消費モードでの動作中に、誤って報知指令を出力することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】マイクログリッドのブロック図

【図2】マイクログリッドのブロック図

【図3】太陽電池の出力特性

【図4】双方向インバータ回路の出力制限スケジュール

【図5】機能設定画面

【図6】第１制御ブロック

【図7】第２制御ブロック

【図8】図７の一部を拡大した図

【図9】マイクログリッドのブロック図

【発明を実施するための形態】

【0015】

分散型電源を備え電力系統と連系するグリッドの電力制御装置は、前記分散型電源から供給される電力を、直流から交流に変換して、出力するインバータ回路と、前記インバータ回路の出力を制御する制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記インバータ回路の定格出力、自家消費モードの出力目標値、及び自家消費モードの出力目標値以上であり電気事業者から指示される出力制限値の３つの入力値のうち、最小の値を選択して、前記インバータ回路の出力目標値として出力する第１選択回路と、前記第１選択回路から出力される出力目標値に従って、前記インバータ回路の出力を制御する第１電力制御部と、前記第１選択回路から出力される出力目標値が、前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致している場合、報知指令を出力する報知回路と、自家消費モードが選択されている場合、電気事業者から指示される出力制限値に所定値を加算することにより、自家消費モードの選択中に、前記報知指令が出力されることを抑制する抑制回路と、を備える。

【0016】

第１選択回路は、インバータ回路の定格値、自家消費モードの出力目標値、電気事業者から指示される出力制限値の３つの入力値のうち、最小の値を選択して出力する。電気事業者から指示される出力制限値は自家消費モードの出力目標値以上であることから、自家消費モードが選択されている場合、インバータ回路の定格値、自家消費モードの出力目標値、電気事業者から指示される出力制限値のうち、自家消費モードの出力目標値が最小となり、第１選択回路は、自家消費モードの出力目標値をインバータ回路の出力目標値として出力する。そのため、インバータ回路の出力は、自家消費モードの出力目標値、つまり、負荷の消費電力に制御される。
抑制回路は、自家消費モードが選択されている場合、電気事業者から指示される出力制限値に所定値を加算することから、加算後の出力制限値は、自家消費モードの出力目標値よりも大きい。そのため、自家消費モードの選択中、第１選択回路から出力される出力目標値は、自家消費モードの出力目標値だけと一致し、所定値を加算した出力制限値とは一致しないので、自家消費モードの選択中に、報知指令が出力されることを抑制することが出来る。

【0017】

前記抑制回路は、電気事業者から指示される出力制限値に対して所定値を加算して前記第１選択回路に出力する加算器と、前記加算器に対する所定値の入力ラインにあって、自家消費モードが選択されている場合にオンし、自家消費モードが選択されていない場合にオフするスイッチと、を含む回路でもよい。

【0018】

この構成では、自家消費モードが選択されている場合のみ、出力制限値に対して所定値が加算され、自家消費モードが未選択の場合、所定値は加算されない。そのため、自家消費モードが未選択である場合のインバータ回路の出力制御に影響を及ぼすことなく、自家消費モード中に報知指令が出力されることを抑制することが出来る。

【0019】

前記分散型電源である太陽光発電パネルの出力電圧を変換して前記インバータ回路に出力する電圧変換部を備え、前記制御装置は、前記太陽光発電パネルをＭＰＰＴ制御する第２電力制御部と、前記第１電力制御部と前記第２電力制御部のうち、前記電圧変換部に対する操作量の小さい方を選択して、前記電圧変換部に対して出力する第２選択回路と、を備え、前記報知回路は、前記第１選択回路から出力される出力目標値が、前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致しているか否かを判定する第１判定部と、前記第２選択回路の出力値が前記第１電力制御部の出力する操作量と一致しているか否かを判定する第２判定部と、前記第１選択回路から出力される出力目標値が、前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致し、かつ前記第２判定回路の出力値が前記第１電力制御部の出力する操作量と一致する場合に、報知指令を出力する出力部を含む構成でもよい。

【0020】

報知回路は、前記第１選択回路から出力される出力目標値が、前記第１選択回路に対して入力された出力制限値と一致し、かつ第２判定回路の出力値が前記第１電力制御部の出力する操作量と一致する場合にのみ、報知指令を出力する。つまり、ＭＰＰＴ制御により太陽光発電パネルが最大出力に制御されていても、インバータ回路の出力が電気事業者から指示される出力制限値よりも小さく出力を制限していない場合（第２判定回路の出力値が前記第２電力制御部の出力する操作量と一致する場合）、報知指令が出力されることを抑制することが出来る。

【0021】

＜実施形態１＞
１．マイクログリッドＳの説明
マイクログリッドＳは、電気事業者である電力会社の運営する電力系統１に連系する小規模電力系統であり、分散型電源、電力制御装置、負荷を少なくとも備える。

【0022】

図１は、マイクログリッドＳのブロック図である。マイクログリッドＳは、分散型電源である太陽光発電パネル１０と、電力制御装置であるパワーコンディショナ２０と、負荷Ｌから構成されている。

【0023】

パワーコンディショナ２０は、第１電流検出部２１と、第１電圧検出部２２と、第１コンバータ回路２３と、ＤＣリンク部２５と、直流電圧検出部２７と、双方向インバータ回路３１と、第２電流検出部３３と、第２電圧検出部３５と、リレー３７と、制御装置５０と、操作部９１と、報知部９５と、を備えている。

【0024】

第１コンバータ回路２３には、太陽光発電パネル１０が接続されている。第１コンバータ回路２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、太陽光発電パネル１０の出力電圧（直流）を昇圧して出力する。第１コンバータ回路２３はスイッチングにより昇圧する昇圧チョッパでもよい。第１コンバータ回路２３は本発明の「電圧変換部」に相当する。

【0025】

第１電流検出部２１と第１電圧検出部２２は、太陽光発電パネル１０の出力側に位置している。第１電流検出部２１は太陽光発電パネル１０の出力電流Ipvを検出する。第１電圧検出部２２は、太陽光発電パネル１０の出力電圧Vpvを検出する。

【0026】

第１電流検出部２１により検出される太陽光発電パネル１０の出力電流Ipvと、第１電圧検出部２２により検出される太陽光発電パネル１０の出力電圧Vpvは、制御装置５０に入力される。

【0027】

制御装置５０は、太陽光発電パネル１０の出力電流Ipvと出力電圧Vpvとに基づいて、太陽光発電パネル１０の出力電力Ppv［Ｗ］を算出することが出来る。

【0028】

第１コンバータ回路２３は、ＤＣリンク部２５を介して、双方向インバータ回路３１に接続されている。ＤＣリンク部２５には、電解コンデンサＣ１が設けられている。電解コンデンサＣ１は、ＤＣリンク部２５の電圧Vdcを安定させるために設けられている。

【0029】

直流電圧検出部２７は、ＤＣリンク部２５の電圧Vdcを検出する。直流電圧検出部２７により検出されたＤＣリンク部２５の電圧Vdcは、制御装置５０に入力される。

【0030】

双方向インバータ回路３１は、ＤＣをＡＣに変換する逆変換（インバータ）と、ＡＣをＤＣに変換する順変換（コンバータ）を選択的に行う、双方向の変換回路である。双方向インバータ回路３１は、逆変換動作時には、ＤＣリンク部２５より入力される直流電力を交流電力に変換して出力する。詳細には、双方向インバータ回路３１には、太陽光発電パネル１０の発電によりＤＣリンク部２５において基準値より増加した電圧分に相当する電力が入力される。従って、基準値より増加した電圧分に相当する電力が、直流から交流に変換され、双方向インバータ回路３１から出力される。

【0031】

双方向インバータ回路３１は、リレー３７を介して、系統電源２を交流電源とする電力系統１に接続されている。

【0032】

リレー３７は、電力系統１との連系用として設置されている。リレー３７を閉じることで、マイクログリッドＳを電力系統１に連系させることが出来る。

【0033】

第２電流検出部３３と第２電圧検出部３５は、双方向インバータ回路３１の出力側に位置している。第２電流検出部３３は、双方向インバータ回路３１の出力電流Iinvを検出する。第２電圧検出部３５は、双方向インバータ回路３１の出力電圧Vinvを検出する。

【0034】

第２電流検出部３３により検出された双方向インバータ回路３１の出力電流Iinvと、第２電圧検出部３５により検出された双方向インバータ回路３１の出力電圧Vinvは、制御装置５０に対して入力される。

【0035】

制御装置５０は、双方向インバータ回路３１の出力電流Iinvと出力電圧Vinvとに基づいて、双方向インバータ回路３１の出力電力（有効電力）Pinvを算出する。出力電力Pinvは、逆変換時を「正」とし、順変換時を「負」とする。

【0036】

双方向インバータ回路３１と電力系統１とを接続する電力線（幹線）５には、分岐線４を介して、需要設備である負荷Ｌが接続されている。負荷Ｌに対して、パワーコンディショナ２０と電力系統１の双方から電力を供給することが出来る。

【0037】

受電点３は、電力系統１からマイクログリッドＳへの電力の供給地点であり、図１に示すように、電力系統１とマイクログリッドＳとの境界部分である。

【0038】

電力系統１には、受電点３の電力検出用の計器として、外部トランスデューサ等の外部計測器４０が設けられている。

【0039】

外部計測器４０は、受電電流検出部４１と系統電圧検出部４３とを有している。外部計測器４０は受電点３に対応して設置されており、受電電流検出部４１は、受電点３の受電電流を検出する。系統電圧検出部４３は電力系統１の系統電圧を検出する。

【0040】

外部計測器４０は、受電電流と系統電圧とに基づいて、マイクログリッドＳの受電電力（有効電力）Prを算出する。外部計測器４０により、検出された受電電力Prは、制御装置５０に対して入力される。受電電力Prは、電力潮流（以下、単に潮流とする）の状態判定に使用することが出来る。外部計測器４０は、受電点３の受電電力Prを計測する計測器である。

【0041】

受電電力Prは、順潮流（図１：電力系統１からマイクログリッドＳに向かう電気の潮流）を「正」とし、逆潮流（図２：マイクログリッドＳから電力系統１に向かう電気の潮流）を「負」とする。

【0042】

負荷Ｌの消費電力PLは、受電点３の受電電力Prと、双方向インバータ回路３１の出力電力Pinvとから求めることが出来る。順潮流（Pr＞０）の場合、負荷Ｌの消費電力PLは出力電力Pinvと受電電力Prの合計である。逆潮流（Pr＜０）の場合、負荷Ｌの消費電力PLは出力電力Pinvと受電電力Prの差である。

【0043】

PL＝Pinv＋Pr （１）

【0044】

制御装置５０は、双方向インバータ回路３１に指令を与えることで、順変換動作、逆変換動作の切り換えを制御できる。

【0045】

２．太陽光発電パネルの出力制御
太陽光発電パネル１０の出力は、日射強度により異なり、日射強度が高い程、高出力である。

【0046】

図３は、ある日射強度に対する、太陽光発電パネル１０の出力特性を示すグラフである。縦軸は電力Ppv［W］、電流Ipv［A］、横軸は電圧Vpv［V］である。ＬａはI－V特性、ＬｂはP－V特性である。「Voc」は太陽光発電パネル１０の開放電圧、「Isc」は太陽光発電パネル１０の短絡電流である。

【0047】

太陽光発電パネル１０は、動作点Mにより、電力Ppvが変化する。動作点がM1の場合、太陽光発電パネル１０の電力は「Ppv1」である。動作点がM2の場合、太陽光発電パネル１０の電力は、「Ppv1」より低い電力「Ppv2」である。つまり、動作点をM1からM2に変化させることで、太陽光発電パネル１０の出力をΔＰ（ΔP＝Ppv1－Ppv2）下げることが出来る。動作点をM2からM1に変化させることで、太陽光発電パネル１０の出力をΔＰ（ΔP＝Ppv1－Ppv2）上げることが出来る。

【0048】

制御装置５０は、第１コンバータ回路２３を介して、動作点Mをコントロールすることで、太陽光発電パネル１０の電力Ppv［W］を制御することが出来る。第１コンバータ回路２３が、昇圧チョッパの場合、スイッチング素子のデューティ比制御により、第１コンバータ回路２３の出力電圧Vcoを調整することで、動作点Ｍをコントロールすることが出来る。つまり、出力電圧Vcoの調整に伴って、スイッチング素子のデューティ比を小さくすると、太陽光発電パネル１０の電流Ipvは減少し、デューティ比を大きくすると電流Ipvは増加する。電流Ipvが減少すると、動作点Ｍは、図３のＩ－Ｖ特性Ｌａ上において、元の位置から右に移動し、電流Ipvが増加すると、元の位置から左に移動する。

【0049】

３．双方向インバータ回路の出力制限と自家消費モード
（１）出力制限は、例えば、電気事業者からの要請で行われ、電気事業者の運用サーバ１００からネットワークＮＷを介して提供される出力制限スケジュールに従って、双方向インバータ回路３１の出力を制限するものである。出力制限スケジュールは、図４に示すように、双方向インバータ回路３１の出力制限値［％］を、時間単位で定めたものである。出力制限値は、双方向インバータ回路３１の出力の上限を定めるものであり、この例では、双方向インバータ回路３１の定格出力［Ｗ］に対する割合である。つまり、定格出力＝１００％として、各時間帯の出力制限値を定めている。

【0050】

図４の例では、６時～８時までの出力制限値は１００［％］、８時～９時までの出力制限値は５０％、９時～１０時までの出力制限値は４０［％］、１０時～１１時までの出力制限値は２０［％］である。１１時～１５時までの出力制限値は０［％］である。

【0051】

１５時～１６時までの出力制限値は２０［％］、１６時～１７時までの出力制限値は４０％、１７時～１８時までの出力制限値は５０［％］、１８時～２０時までの出力制限値は１００［％］である。

【0052】

太陽光発電パネル１０の発電量が多い時間帯の出力制限値が低い理由（１１時～１５時の時間帯が０［％］である理由）は、マイクログリッドＳから電力系統１へ逆潮流する電力が増えることで、電力系統１の電圧上昇、周波数上昇を抑制する必要があるためである。

【0053】

出力制限は、マイクログリッドＳから電力系統１への逆潮流を制限するものであり、マイクログリッドＳの構内に位置する負荷Ｌに対する出力は対象とされない。つまり、双方向インバータ回路３１は、出力制限値Ｘ２が０［％］でも、負荷Ｌの消費電力はＰＬ［Ｗ］は出力することが可能である。例えば、消費電力ＰＬが１０［Ｗ］、出力制限値Ｘ２が０［％］の場合、双方向インバータ回路３１は１０［Ｗ］までは出力することが出来る。

【0054】

制御装置５０は、双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘが出力制限値Ｘ２と一致している場合、報知情報を出力する。例えば、双方向インバータ回路３１の出力制限値Ｘ２が５０［％］で、インバータ回路３１の出力目標値Ｘが定格出力の５０［％］である場合、報知指令を報知部９５に出力する。報知部９５は、例えば、ＬＥＤ等のランプ等であり、報知指令に応答して点灯する。

【0055】

報知指令を出力する意図は、太陽光発電パネル１０の出力が期待される出力に比べて低いことについて、利用者（マイクログリッドＳの運用者）が疑念を抱くことを避けるためである。

【0056】

（２）パワーコンディショナ２０は、機能の１つとして、自家消費モードを有している。自家消費モードは、太陽光発電パネル１０の発電した電力を、マイクログリッドＳ内の負荷Ｌでのみ消費し、電力系統１に対して送電しないモードである。自家消費モードは、グリッドＳから電力系統１への逆潮流を許容しないことから、双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘ３はゼロである。ただし、負荷Ｌの消費電力ＰＬの出力は許容する。

【0057】

図５は、パワーコンディショナ２０の機能設定画面の一例である。操作部９１は、表示画面を備えた操作パネル９１Ａであり、機能設定画面は、操作パネル９１Ａの画面上に表示することが出来る。ユーザは、画面操作により「電力事業者による出力制限」、「自家消費モード」の有効／無効を選択することが出来る。

【0058】

この例では、「電気事業者による出力制限」の表示９２と「自家消費モード」の表示９３の下方に２つのボタン９２Ａ、９３Ａが表示される。ボタン９２Ａの操作により、「電力事業者による出力制限」を有効化することが出来る。ボタン９３Ａの操作により、「自家消費モード」を有効化することが出来る。

【0059】

「電気事業者による出力制限」と「自家消費モード」は併存する機能であり、２つのボタン９２Ａ、９３Ａをオンすることで、「電気事業者による出力制限」と「自家消費モード」の双方を有効にすることが可能である。２つのボタン９２Ａ、９３Ａをオフすることで、「電気事業者による出力制限」と「自家消費モード」の双方を無効にすることが可能である。いずれかのみ有効にして、もう一方を無効にしてもよい。

【0060】

４．制御ブロックと報知指令の誤作動
図６は、制御装置５０のうち、太陽光発電パネル１０及び双方向インバータ回路３１の電力制御に関する制御ブロック５１の一例を示している。

【0061】

図６に示す第１制御ブロック５１Ａは、第１コンパレータ６１と、第１電力制御部６３と、第２電力制御部６５と、第２コンパレータ６７と、報知回路７０とを含む。第１コンパレータ６１は、本発明の「第１選択回路」に相当し、第２コンパレータ６７は、本発明の「第２選択回路」に相当する。

【0062】

第１コンパレータ６１は、双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘを決定する。第１コンパレータ６１は３入力であり、３つの入力ラインを有する。第１入力ラインＬ１は、双方向インバータ回路３１の定格出力［Ｗ］の入力用、第２入力ラインＬ２は、双方向インバータ回路３１の出力制限値の入力用、第３入力ラインＬ３は、双方向インバータ回路３１の自家消費モード中の出力目標値の入力用である。

【0063】

出力制限値は電気事業者の運用サーバ１００から提供される（図４参照）。出力制限値は定格出力を１００［％］とした割合で表される。

【0064】

自家消費モードの出力目標値は定格出力を１００［％］とした割合で表される。自家消費モードは、グリッドＳから電力系統１への逆潮流を許容しないモードであり、出力目標値Ｘ３は、定格出力の０［％］である。ただし、上記したように、自家消費にあたる負荷Ｌの消費電力ＰＬの出力は許容する。

【0065】

電気事業者から提供される双方向インバータ回路３１の出力制限値Ｘ２と、自家消費モードの出力目標値Ｘ３と、双方向インバータ回路３１の定格出力Ｘ１の大小関係は、定格出力Ｘ１＝１００［％］として、以下の通りである。

【0066】

Ｘ３≦Ｘ２≦Ｘ１・・・・・・・（２）
Ｘ３＝０・・・・・・・・・・・（３）

【0067】

図４に示す１１時～３時までの時間帯は、出力制限値Ｘ２＝０であることから、Ｘ２＝Ｘ３である。それ以外の時間帯、出力制限値Ｘ２＞０であることから、Ｘ２＞Ｘ３である。

【0068】

自家消費モードの出力目標値Ｘ３の入力ラインＬ３にはスイッチＳＷが設けられている。スイッチＳＷは、利用者が自家消費モードを選択している時にのみオンし、それ以外はオフする。

【0069】

第１コンパレータ６１は、３つの入力値、つまり、定格出力Ｘ１［％］、出力制限値Ｘ２［％］、自家消費モードの出力目標値Ｘ３［％］の大きさを比較し、最も小さい入力値Ｘを出力する。Ｘ３が未入力の場合、定格出力Ｘ１と出力制限値Ｘ２のうち、小さい入力値Ｘを出力する。

【0070】

第１コンパレータ６１の出力Ｘは、双方向インバータ回路３１の出力目標値であり、第１電力制御部６３に対して出力される。

【0071】

第１電力制御部６３は双方向インバータ回路３１の出力制御用である。第１電力制御部６３には、現在の操作量Ｙと、第１コンパレータ６１から出力される出力目標値Ｘと、双方向インバータ回路３１の出力Pinvと、が入力される。第１電力制御部６３は、出力目標値Ｘと出力Pinvの偏差に基づいて、第１操作量Ｙ１を求めて出力する。第１操作量Ｙ１は、偏差を小さくするため、現在の操作量Ｙに対して更に調整が必要な操作量増減値（ΔＹ）である。

【0072】

第１操作量Ｙ１は第１コンバータ回路２３の出力電圧Vocの調整量である。第１電力制御部６３は、第１コンバータ回路２３の出力電圧Vocの調整により太陽光発電パネル１０の出力を制御することにより、双方向インバータ回路３１の出力を、出力目標値Ｘに制御する。

【0073】

第１操作量Ｙ１は、第１コンパレータ６１から出力される出力目標値Ｘに拘わらず、負荷Ｌの消費電力ＰＬについては、双方向インバータ回路３１の出力で確保することが可能な操作量に決定される。消費電力ＰＬは、上記の（１）式より求めることが出来る。

【0074】

第２電力制御部６５は、ＭＰＰＴ用である。ＭＰＰＴ（最大電力追従制御）は、図３に示すＩ－Ｖ特性Ｌａ上の動作点Ｍを最適動作点に追従させる制御である。最適動作点は、太陽光発電パネル１０の出力Ppvが最大出力となる動作点であり、例えば「Ｍ１」である。

【0075】

第２電力制御部６５には、現在の操作量Ｙと、太陽光発電パネル１０の出力Ppvが入力される。第２電力制御部６５は、太陽光発電パネル１０の出力Ppvに基づいて、Ｉ－Ｖ特性Ｌａ上の動作点Ｍを最適動作点Ｍ１に追従させる第２操作量Ｙ２を算出して出力する。第２操作量Ｙ２は、動作点Ｍを最適動作点Ｍ１に追従させるため、現在の操作量Ｙに対して更に調整が必要な操作量増減値（ΔＹ）である。

【0076】

ＭＰＰＴは、第１コンバータ回路２３の出力電圧調整により行われるから、第２操作量Ｙ２は、第１操作量Ｙ１と同様に、第１コンバータ回路２３の出力電圧Vocの調整量である。

【0077】

第２コンパレータ６７は２入力であり、第１電力制御部６３により決定される第１操作量Ｙ１と、第２電力制御部６５により決定される第２操作量Ｙ２と、が入力される。

【0078】

第２コンパレータ６７は２つの入力値、つまり第１操作量Ｙ１と第２操作量Ｙ２の大きさを比較し、小さい方の操作量Ｙを、第１コンバータ回路２３に対して出力する。

【0079】

Ｙ２＜Ｙ１の場合、第１コンバータ回路２３の出力電圧Vocは、ＭＰＰＴ用の第２操作量Ｙ２により制御されることから、太陽光発電パネル１０は、ＭＰＰＴ制御により最大出力を維持する。

【0080】

Ｙ１＜Ｙ２の場合、第１コンバータ回路２３の出力電圧Vocは、電力制御用の第１操作量Ｙ１により制御されることから、双方向インバータ回路３１の出力が出力目標値Ｘを維持するように調整され、太陽光発電パネル１０の出力Ppvは、最大出力に対して余裕があっても、出力を制限された状態になる。

【0081】

報知回路７０は、Ｙ１＜Ｙ２の場合（第１コンバータ回路２３の操作量Ｙとして第１操作量Ｙ１が選択されている場合）において、双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘが電気事業者から指示される出力制限値Ｘ２と一致している場合、報知部９５に対して報知指令を出力する回路である。つまり、太陽光発電パネル１０の動作点Ｍを変更すれば、双方向インバータ回路３１はもっと高い出力をだせるのに、電気事業者から指示される出力制限値Ｘ２に出力目標値Ｘを制限している場合に、報知指令を出力する回路である。

【0082】

報知回路７０は、第１判定部７１と、第２判定部７３と、ＡＮＤ回路７５とを含む。ＡＮＤ回路７５は、本発明の「出力部」の一例である。

【0083】

第１判定部７１には、第１コンパレータ６１から出力される双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘが入力される。第１判定部７１は、双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘと、入力ラインＬ２を通じて第１コンパレータ６１に入力される入力値を比較して、出力目標値Ｘが入力値と一致しているか判定する。入力ラインＬ２は、電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２用の入力ラインである。

【0084】

第１判定部７１は、第１コンパレータ６１から出力される双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘが、入力ラインＬ２を通じて第１コンパレータ６１に入力される入力値「Ｘ２」と一致している場合（Ｘ＝Ｘ２の場合）、ＡＮＤ回路７５に「１」を出力し、不一致の場合「０」を出力する。

【0085】

第２判定部７３には、第２コンパレータ６７から出力される操作量Ｙが入力される。第２判定部７３は、第２コンパレータ６７から出力される操作量Ｙと、第１電力制御部６３より出力される第１操作量Ｙ１を比較して、操作量Ｙが第１操作量Ｙ１と一致しているか判定する。

【0086】

第２判定部７３は、第２コンパレータ６７から出力される操作量Ｙが第１操作量Ｙ１と一致している場合（Ｙ＝Ｙ１の場合）、ＡＮＤ回路７５に「１」を出力し、不一致の場合「０」を出力する。

【0087】

ＡＮＤ回路７５は、第１判定部７１の出力が「１」であり、かつ、第２判定部７３の出力も「１」の場合、報知部９５に対して報知指令を出力する。

【0088】

第１判定部７１の出力が「１」である場合、第１コンパレータ６１から出力される出力目標値Ｘは、電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２である（Ｘ＝Ｘ２）。

【0089】

第２判定部７３の出力が「１」である場合、双方向コンバータ回路３１は、第１コンパレータ６１の出力目標値Ｘにより制御される。

【0090】

従って、第１判定部７１の出力が「１」であり、かつ第２判定部７３の出力も「１」である場合、双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘは電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２と一致しており、パワーコンディショナ２０は、電気事業者の要請による出力制限中であると、判断できる（Ｙ＝Ｙ１、Ｘ＝Ｘ２）。

【0091】

例えば、電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２が定格出力の１０［％］である場合、太陽光発電パネル１０の動作点Ｍを変更すれば、もっと高い出力をだせるのに、パワーコンディショナ２０の出力目標値Ｘは、電気事業者の要請による出力制限により、定格出力の１０［％］に制限された状態である。

【0092】

双方向インバータ回路３１の出力目標値Ｘが出力制限値Ｘ２と一致している場合、つまり、パワーコンディショナ２０が電気事業者の要請により出力制限を行っている場合、報知指令を出して報知ランプ等を点灯することで、利用者に「パワーコンディショナ２０は出力制限中」であることを知らせることが出来る。

【0093】

自家消費モードは、利用者が自ら選択して、出力を制限するモードであることから、「報知指令を出して報知ランプ等を点灯」する必要はない。

【0094】

しかし、「自家消費モード」と「電気事業者による出力制限」の双方が有効となっている場合において、自家消費モード中の出力目標値Ｘ３が、電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２と一致している場合、第１コンパレータ６１から出力される出力目標値Ｘが、「Ｘ２」と「Ｘ３」のどちらであるか判断できず、ＡＮＤ回路７５が「報知指令」を誤って出力する可能性があった。

【0095】

例えば、電気事業者から要請されている出力制限値Ｘ２が、自家消費モードの出力目標値Ｘ３と同様に０［％］である場合、Ｘ２＝Ｘ３である。

【0096】

この場合、自家消費モードの選択中、正しくはＸ＝Ｘ３と判定するべきところ、第１判定部７１にて、Ｘ＝Ｘ２と判断を誤って、第１判定部７１の出力が「１」になる可能性がある。その結果、ＡＮＤ回路７５が「報知指令」を誤って出力する可能性があった。

【0097】

図７は、制御装置５０のうち、太陽光発電パネル１０及び双方向インバータ回路３１の電力制御に関する制御ブロック５１の一例を示している。

【0098】

図７に示す第２制御ブロック５１Ｂは、第１コンパレータ６１と、第１電力制御部６３と、第２電力制御部６５と、第２コンパレータ６７と、第１判定部７１と、第２判定部７３と、ＡＮＤ回路７５と、抑制回路８０とを含む。

【0099】

第２制御ブロック５１Ｂは、第１制御ブロック５１Ａに対して、抑制回路８０を追加したものであり、それ以外の構成は同じである。図８は抑制回路８０のブロック図である。

【0100】

抑制回路８０は、加算器８１と、信号発生器８３と、連動スイッチＳＷｂと、を含む。加算器８１は、第１コンパレータ６１の第２入力ラインＬ２に設けられている。第２入力ラインＬ２は、出力制限値Ｘ２用の入力ラインである。

【0101】

加算器８１には、信号発生器８３が接続されている。信号発生器８３は、所定値Ｋを出力する。所定値Ｋは正の定数であり、一例として、１［％］である。

【0102】

連動スイッチＳＷｂは、所定値Ｋの入力ラインＬ４に位置しており、第３入力ラインＬ３のスイッチＳＷａと連動してオン、オフする連動スイッチである。

【0103】

自家消費モードが選択されてスイッチＳＷａがオンすると、それと連動してスイッチＳＷｂがオンする。スイッチＳＷｂのオンにより、加算器８１は、出力制限値Ｘ２に対して信号発生器８３の出力する所定値Ｋを加算した出力制限値Ｘ２ａを出力する。

【0104】

Ｘ２ａ＝Ｘ２＋Ｋ・・・・・・（４）
Ｋは一例として「１」である。

【0105】

出力制限値Ｘ２に対して所定値Ｋを加算した出力制限値Ｘ２ａを、第１コンパレータ６１に対して入力することで、電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２が自家消費モードの出力目標値Ｘ３と一致していても、自己消費モードの選択中、ＡＮＤ回路７５が「報知指令」を誤って出力することを抑制できる。

【0106】

具体的は、自家消費モードの選択中、電気事業者の要請による出力制限値Ｘ２は、所定値「１」を加算して、第１コンパレータ６１に入力される。

【0107】

従って、図８に示すように、電気事業者から要請されている出力制限値Ｘ２が、出力目標値Ｘ３と同様に０［％］である場合、第２入力ラインＬ２を通じて第１コンパレータ６１に入力される出力制限値Ｘ２ａは「１」である。

【0108】

この場合、第１コンパレータ６１への３つの入力は、Ｘ１＝１００、Ｘ２ａ＝１、Ｘ３＝０であり、第１コンパレータ６１の出力Ｘは「０」であることから、Ｘ≠Ｘ２ａとなり、第１判定部７１はＡＮＤ回路７５に「０」を出力する。そのため、ＡＮＤ回路７５から報知指令が出力されることを抑制することが出来る。

【0109】

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0110】

（１）分散型電源は、需要地に隣接して分散配置される小規模な発電設備全般の総称である。分散型電源は、太陽光発電パネル１０に限らず、風力発電やバイオマス発電装置などでもよい。分散型電源が交流である場合、整流器を介して、第１コンバータ回路２３に接続するとよい。分散型電源は、再生可能エネルギーを利用した電源でもよいし、化石燃料を利用した電源でもよい。

【0111】

（２）実施形態では、マイクログリッドＳの一例として、ライン状の電力線（幹線）５を持つグリッドを示したが、サークル状の電力線（幹線）をもつグリッドでもよい。

【0112】

（３）本実施形態では、自家消費モードが選択されている場合、電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２に対して「１」を加えることで、自家消費モードの選択中に、報知指令が誤って出力されることを抑制した。出力制限値Ｘ２に加える数値は、正の数であれば、「１」以外でもよい。電気事業者から提供される出力制限スケジュールとして規定される全対象時間の出力制限値Ｘ２について、「１」を加算してもよいし、出力制限値Ｘ２が「０」である場合（図４に示す１１時～１５時までの時間帯）に限定して、「１」を加算してもよい。

【0113】

（４）本実施形態では、第１制御ブロック５１Ａを、第１コンパレータ６１と、第１電力制御部６３と、第２電力制御部６５と、第２コンパレータ６７と、報知回路７０とを含む構成とした。第１制御ブロック５１Ａは、少なくとも、第１コンパレータ６１と、第１電力制御部６３と、報知回路７０とを含む構成であれば、第２電力制御部６５と第２コンパレータ６７は無くてもよい。例えば、分散型電源が太陽光電池パネル以外である場合、第２電力制御部６５、第２コンパレータ６７は無くてもよい。報知回路７０は、第１判定部７１だけでもよく、Ｘ＝Ｘ２を条件として、報知指令を出力するようにしてもよい。第２制御ブロック５１Ｂについても、同様である。

【0114】

（５）本実施形態では、報知回路７０から出力される報知指令に応答してランプを点灯する構成とした。報知指令に応答して、ブザーを鳴らしてもよいし、出力制限中などのメッセージを表示してもよい。報知方法は、どのような方法でもよい。

【0115】

（６）本実施形態では、インバータ回路３１を双方向としたが、少なくともＤＣからＡＣの逆変換が可能であればよい。

【0116】

（７）本実施形態では、自家消費モード中の出力目標値Ｘ３を「０」としたが、出力目標値Ｘ３は「０」以外でもよい。定格出力Ｘ１、出力制限値Ｘ２との関係で、（２）式を満たしていればよい。この実施形態では、負荷Ｌの消費電力ＰＬを出力目標値Ｘ３に対して数値の上では含めないようにしたが、含めてもよい。例えば、負荷Ｌの消費電力ＰＬが定格出力の１０％である場合、自己消費モードの出力目標値Ｘ３を「０」ではなく、「１０％」にしてもよい。負荷Ｌの消費電力ＰＬを出力目標値Ｘ３に対して含める場合、電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２に対しても消費電力ＰＬを同様に含めるとよい。

【0117】

（８）図９は、電力制御システム２００のブロック図である。電力制御システム２００は、パワーコンディショナ２１０と、制御装置２５０と、操作部９１と、報知部９５とを含む。パワーコンディショナ２１０は、電力変換装置であり、第１電流検出部２１と、第１電圧検出部２２と、第１コンバータ回路２３と、ＤＣリンク部２５と、直流電圧検出部２７と、双方向インバータ回路３１と、第２電流検出部３３と、第２電圧検出部３５と、リレー３７と、を備えている。

【0118】

図９のパワーコンディショナ２１０は、「制御装置２５０」、「操作部９１」、「報知部９５」が別装置である点で、図１のパワーコンディショナ２０と相違する。制御装置２５０は、ネットワークや通信線を介して、パワーコンディショナ２１０と接続されており、パワーコンディナ２１０を遠隔制御する。制御装置２５０は、制御ブロック５１を備える。

【0119】

制御ブロック５１は、図６に示す第１制御ブロック５１Ａでもよいし、図７に示す第２制御ブロック５１Ｂでもよい。第２制御ブロック５１Ｂは、第１コンパレータ６１、第１電力制御部６３、第２電力制御部６５、第２コンパレータ６７、第１判定部７１、第２判定部７３、ＡＮＤ回路７５に加えて、抑制回路８０を備える。抑制回路８０を備えることで、自家消費モード中の出力目標値Ｘ３が、電気事業者から提供される出力制限値Ｘ２と一致している場合、ＡＮＤ回路７５が「報知指令」を誤って出力することを抑制出来る。

【0120】

（９）本技術は、マイクログリッド（小規模電力系統）に限らず、電気事業者の運営する電力系統１と連系するグリッド（電力系統）であれば、適用することが出来る。

【符号の説明】

【0121】

１ 電力系統
２ 系統電源
３ 受電点
１０ 太陽光発電パネル（本発明の「分散型電源」の一例）
２０ パワーコンディショナ（本発明の「電力制御装置」の一例）
３１ 双方向インバータ回路
５０ 制御装置
５１Ａ 第１制御ブロック
５１Ｂ 第２制御ブロック
６１ 第１コンパレータ（本発明の「第１選択回路」の一例）
６３ 第１電力制御部
６５ 第２電力制御部
６７ 第２コンパレータ（本発明の「第２選択回路」の一例）
７０ 報知回路
７１ 第１判定部
７３ 第２判定部
７５ ＡＮＤ回路（本発明の「出力部」の一例）
Ｓ マイクログリッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】