特開 2023-120936 エネルギーシステム及びその運転方法

(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】P2023120936

(43)【公開日】2023-08-30

(54)【発明の名称】エネルギーシステム及びその運転方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20230823BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20230823BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 110

H02J3/38 180

H02M7/48 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022024087

(22)【出願日】2022-02-18

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(74)【代理人】

【識別番号】100202201

【弁理士】

【氏名又は名称】兒島 淳一郎

(72)【発明者】

【氏名】森本 篤史

【テーマコード（参考）】

5G066

5H770

【Ｆターム（参考）】

5G066HA06

5G066HB03

5G066HB06

5G066HB07

5H770AA05

5H770BA11

5H770CA01

5H770CA05

5H770DA26

5H770DA41

5H770HA02Y

5H770HA02Z

5H770HA03W

5H770HA03Y

5H770HA03Z

5H770JA17Y

5H770KA01Y

(57)【要約】

【課題】直流電路の直流電力を複数の出力回路が交流電力に変換するエネルギーシステムにおいて、直流電路における電力の脈動の大きさを抑制することに適した技術を提供する。
【解決手段】制御装置２０は、第１出力回路３から系統電源８に向けて交流電力を出力させかつ第２出力回路４から負荷１０に向けて交流電力を出力させる場合に、（ａ）第１出力回路３から出力される交流電圧の位相と第２出力回路４から出力される交流電圧の位相との間、（ｂ）第１出力回路３から出力される交流電流の位相と第２出力回路４から出力される交流電流の位相との間、又は、（ｃ）第１出力回路３から出力される交流電力の位相と第２出力回路４から出力される交流電力の位相との間、に所定位相差が存在する出力状態を実現する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電力が流れる直流電路と、
前記直流電路から直流電力が入力される第１出力回路と、
前記直流電路から直流電力が入力される第２出力回路と、
前記第１出力回路から系統電源に向けて交流電力を出力させかつ前記第２出力回路から負荷に向けて交流電力を出力させる場合に、
（ａ）前記第１出力回路から出力される交流電圧の位相と前記第２出力回路から出力される交流電圧の位相との間、
（ｂ）前記第１出力回路から出力される交流電流の位相と前記第２出力回路から出力される交流電流の位相との間、又は、
（ｃ）前記第１出力回路から出力される交流電力の位相と前記第２出力回路から出力される交流電力の位相との間、
に所定位相差が存在する出力状態を実現する制御装置と、を備えた、
エネルギーシステム。

【請求項2】

前記所定位相差は、４５度以上１３５度以下である、
請求項１に記載のエネルギーシステム。

【請求項3】

前記エネルギーシステムが単独運転することによって前記第１出力回路からの交流電力の出力が停止された場合、前記制御装置は、
（ｄ）前記停止時に前記第２出力回路から出力されていた交流電圧の位相を初期値として、前記停止後に前記第２出力回路から出力される交流電圧の位相を制御する、
（ｅ）前記停止時に前記第２出力回路から出力されていた交流電流の位相を初期値として、前記停止後に前記第２出力回路から出力される交流電流の位相を制御する、又は、
（ｆ）前記停止時に前記第２出力回路から出力されていた交流電力の位相を初期値として、前記停止後に前記第２出力回路から出力される交流電力の位相を制御する、
請求項１又は２に記載のエネルギーシステム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記系統電源が復電した後に、
（ｇ）前記第２出力回路から出力される交流電圧の位相、
（ｈ）前記第２出力回路から出力される交流電流の位相、又は、
（ｉ）前記第２出力回路から出力される交流電力の位相、
と、前記系統電源の交流電圧の位相と、の差分を前記所定位相差に近づけることを含む処理によって、前記出力状態に復帰させる、
請求項１から３のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。

【請求項5】

前記制御装置は、位相ウエイト期間において、前記差分を前記所定位相差へと連続的又は段階的に近づける、
請求項４に記載のエネルギーシステム。

【請求項6】

前記第１出力回路は、前記エネルギーシステムを前記系統電源に並列させるオン状態と、前記エネルギーシステムを前記系統電源から解列させるオフ状態と、を有する第１リレーを含み、
前記制御装置は、第１条件及び第２条件を含む複数の条件が成立しているときに、前記第１リレーを前記オフ状態から前記オン状態に切り替え、
前記第１条件は、前記系統電源が復電してから所定期間以上経過したという条件であり、
前記第２条件は、前記出力状態が実現されているという条件である、
請求項１から５のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。

【請求項7】

前記第１出力回路及び前記第２出力回路は、それぞれ、単相インバータを含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。

【請求項8】

前記直流電路の直流電力を平滑化するコンデンサをさらに備える、
請求項１から７のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。

【請求項9】

発電装置をさらに備え、
前記発電装置は、発電機と、前記発電機から電力が供給される変換機と、を有し、
前記変換機のスイッチング制御によって、前記変換機から前記直流電路への直流電力供給が行われる第１期間と、前記直流電力供給が停止される第２期間と、が交互に現れ、
前記第１出力回路から出力される交流電力及び前記第２出力回路から出力される交流電力の合計が前記第１期間においてピークとなるように、前記出力状態が実現される、
請求項１から８のいずれか一項に記載のエネルギーシステム。

【請求項10】

直流電力が流れる直流電路と、
前記直流電路から直流電力が入力される第１出力回路と、
前記直流電路から直流電力が入力される第２出力回路と、を備えたエネルギーシステムの運転方法であって、
前記第１出力回路から系統電源に向けて交流電力を出力させかつ前記第２出力回路から負荷に向けて交流電力を出力させる場合に、
（ａ）前記第１出力回路から出力される交流電圧の位相と前記第２出力回路から出力される交流電圧の位相との間、
（ｂ）前記第１出力回路から出力される交流電流の位相と前記第２出力回路から出力される交流電流の位相との間、又は、
（ｃ）前記第１出力回路から出力される交流電力の位相と前記第２出力回路から出力される交流電力の位相との間、
に所定位相差が存在する出力状態を実現することを含む、
運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エネルギーシステム及びその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１及び特許文献２には、電力制御に関する技術が記載されている。

【0003】

特許文献１のシステムでは、直流電源、コンバータ、コンデンサ及びインバータがこの順に接続されている。コンバータ及びインバータからコンデンサに流入する電流のタイミングをずらすように、インバータの出力が正の場合と負の場合とでコンバータの制御のための搬送波及びインバータの制御のための搬送波の一方の位相がずらされる。特許文献１では、コンデンサに流れる高周波リプル電流を低減できるという効果が謳われている。

【0004】

特許文献２のシステムでは、発電装置、系統連系インバータ及び水素製造装置が、中間接続点を介して互いに接続されている。発電装置から中間接続点へと出力された直流電力は、系統連系インバータ及び水素製造装置に供給されうる。系統連系インバータでは、入力された直流電力が、コンデンサにより平滑化され、単相インバータにより交流電力に変換され、系統電源に向けて出力される。水素製造装置では、入力された直流電力を用いて、水素が生成される。系統連系インバータの制御及び水素製造装置への電力供給は、中間接続点の電圧に応じて制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１５７７８７号

【特許文献2】特開２０２１－１３６７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は、直流電路の直流電力を複数の出力回路が交流電力に変換するエネルギーシステムにおいて、直流電路における電力の脈動の大きさを抑制することに適した技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示におけるエネルギーシステムは、
直流電力が流れる直流電路と、
前記直流電路から直流電力が入力される第１出力回路と、
前記直流電路から直流電力が入力される第２出力回路と、
前記第１出力回路から系統電源に向けて交流電力を出力させかつ前記第２出力回路から負荷に向けて交流電力を出力させる場合に、
（ａ）前記第１出力回路から出力される交流電圧の位相と前記第２出力回路から出力される交流電圧の位相との間、
（ｂ）前記第１出力回路から出力される交流電流の位相と前記第２出力回路から出力される交流電流の位相との間、又は、
（ｃ）前記第１出力回路から出力される交流電力の位相と前記第２出力回路から出力される交流電力の位相との間、
に所定位相差が存在する出力状態を実現する制御装置と、を備える。

【0008】

本開示のエネルギーシステムの運転方法は、
直流電力が流れる直流電路と、
前記直流電路から直流電力が入力される第１出力回路と、
前記直流電路から直流電力が入力される第２出力回路と、を備えたエネルギーシステムの運転方法であって、
前記第１出力回路から系統電源に向けて交流電力を出力させかつ前記第２出力回路から負荷に向けて交流電力を出力させる場合に、
（ａ）前記第１出力回路から出力される交流電圧の位相と前記第２出力回路から出力される交流電圧の位相との間、
（ｂ）前記第１出力回路から出力される交流電流の位相と前記第２出力回路から出力される交流電流の位相との間、又は、
（ｃ）前記第１出力回路から出力される交流電力の位相と前記第２出力回路から出力される交流電力の位相との間、
に所定位相差が存在する出力状態を実現することを含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示に係る技術は、直流電路の直流電力を複数の出力回路が交流電力に変換するエネルギーシステムにおいて、直流電路における電力の脈動の大きさを抑制することに適している。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態に係るエネルギーシステムの構成図

【図2】実施の形態における発電装置の構成図

【図3】実施の形態における第１出力回路の構成図

【図4】実施の形態における第２出力回路の構成図

【図5】実施の形態における第０制御器の制御フローチャートを示す図

【図6】実施の形態における第１制御器の制御フローチャートを示す図

【図7】実施の形態における第２制御器の制御フローチャートを示す図

【図8】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいる様子を示す図

【図9】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、発電装置から出力される電流の波形を示す図

【図10】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が揃っているときの、発電装置から出力される電流の波形を示す図

【図11】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、コンデンサの電流の波形を示す図

【図12】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が揃っているときの、コンデンサの電流の波形を示す図

【図13】コンデンサの電圧の波形を示す図

【図14】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、コンデンサの電流の周波数スペクトルを示す図

【図15】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が揃っているときの、コンデンサの電流の周波数スペクトルを示す図

【図16】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、コンデンサの電圧の周波数スペクトルを示す図

【図17】第１出力回路から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路から出力される交流電圧の位相が揃っているときの、コンデンサの電圧の周波数スペクトルを示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

（本開示の基礎となった知見等）
発明者が本開示に想到するに至った当時、系統電源に連系して給電することと、自立負荷に給電することと、が可能なエネルギーシステムが知られていた。系統電源が健全である場合には、エネルギーシステムは、系統電源に連系して給電する。一方、系統電源が健全ではない場合には、エネルギーシステムは、系統電源に連系せず、その代わりに自立電源システムとして自立負荷に給電する。系統電源が健全ではない場合とは、例えば、系統電源が停電している場合である。

【0012】

発明者が知る限り、エネルギーシステムから系統電源及び自立負荷に同時に給電するための十分な検討はなされていない。発明者は、上記の同時給電に適したエネルギーシステムを検討した。

【0013】

直流電路の直流電力を複数の出力回路が交流電力に変換するエネルギーシステムによれば、上記の同時給電が可能である。ただし、直流電路における電力が脈動することがある。そこで、本発明者は、この脈動の大きさを抑制することに適した技術を検討し、本開示の主題を構成するに至った。

【0014】

実施の形態では、変換機という用語を用いることがある。変換機は、具体的には電力変換機である。

【0015】

実施の形態では、ＤＣ－ＤＣコンバータという用語を用いることがある。ＤＣ－ＤＣコンバータに含まれている変換機の数は、１つであってもよく、複数であってもよい。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータは、直流電力を交流電力に変換する変換機と、トランスと、交流電力を直流電力に変換する変換機と、を含んでいてもよい。

【0016】

実施の形態では、ＡＣ－ＤＣコンバータという用語を用いることがある。ＡＣ－ＤＣコンバータに含まれている変換機の数は、１つであってもよく、複数であってもよい。例えば、ＡＣ－ＤＣコンバータは、交流電力を直流電力に変換する変換機と、ある電圧の直流電力を別の電圧の直流電力に変換する変換機と、を含んでいてもよい。

【0017】

実施の形態では、インバータという用語を用いることがある。インバータは、ＤＣ－ＡＣインバータとも称されうる。インバータに含まれている変換機の数は、１つであってもよく、複数であってもよい。例えば、インバータは、ある電圧の直流電力を別の電圧の直流電力に変換する変換機と、直流電力を交流電力に変換する変換機と、を含んでいてもよい。

【0018】

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、又は、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0019】

添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

【0020】

（実施の形態）
以下、図１から図１７を用いて、実施の形態を説明する。

【0021】

［１－１．構成］
エネルギーシステムの構成について説明する。

【0022】

図１は、実施の形態に係るエネルギーシステム１の構成図である。

【0023】

エネルギーシステム１は、系統電源８、負荷９及び負荷１０に接続されうる。具体的には、エネルギーシステム１に対し、系統電源８及び負荷９は並列に接続されうる。エネルギーシステム１は、分散型電源システムでありうる。

【0024】

本実施の形態では、系統電源８は、単相交流電源である。系統電源８は、商用電源とも称されうる。以下では、系統電源８の交流電圧の周波数を、商用周波数と称することがある。系統電源８の交流電圧の周波数の２倍の周波数を、商用２倍周波数と称することがある。系統電源８の交流電圧の周波数の４倍の周波数を、商用４倍周波数と称することがある。

【0025】

負荷９は、連系負荷と称されうる。負荷１０は、自立負荷と称されうる。

【0026】

エネルギーシステム１は、発電装置２、直流電路６、コンデンサ７、第１出力回路３、第２出力回路４及び上位制御器５を含む。発電装置２、コンデンサ７、第１出力回路３及び第２出力回路４は、直流電路６を介して接続されている。また、エネルギーシステム１は、図示しないＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路を含む。ＰＬＬ回路は、上位制御器５と関連付けられている。ＰＬＬ回路は、上位制御器５に含まれていてもよい。

【0027】

発電装置２は、直流電路６に直流電力を供給する。図１の例では、発電装置２は、発電機２Ａ、第０変換機２Ｂ及び第０制御器２Ｃを含む。発電機２Ａは、発電を行う。これにより、電力が生成される。この電力は、第０変換機２Ｂを介して直流電路６に供給される。第０制御器２Ｃは、第０変換機２Ｂを制御する。第０変換機２Ｂは、発電変換機とも称されうる。第０制御器２Ｃは、発電変調制御器とも称されうる。

【0028】

発電装置２は、再生可能エネルギーを利用して発電する発電装置でありうる。発電機２Ａは、再生可能エネルギーを利用して発電する発電機でありうる。再生可能エネルギーは、自然エネルギーとも称されうる。

【0029】

本実施の形態では、発電装置２は、太陽光発電装置である。発電機２Ａは、太陽電池である。第０変換機２Ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータである。

【0030】

第１の別例では、発電装置２は、風力発電装置である。発電機２Ａは、風車発電機である。第０変換機２Ｂは、ＡＣ－ＤＣコンバータである。

【0031】

第２の別例では、発電装置２は、水力発電装置である。発電機２Ａは、水車発電機である。第０変換機２Ｂは、ＡＣ－ＤＣコンバータである。

【0032】

第３の別例では、発電装置２は、燃料電池発電装置である。発電機２Ａは、燃料電池である。第０変換機２Ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータである。

【0033】

直流電路６では、直流電力が流れる。直流電路６には、発電装置２から直流電力が入力される。本実施の形態では、直流電路６は、直流配線である。

【0034】

第１出力回路３には、直流電路６から直流電力が入力される。第１出力回路３は、系統電源８及び負荷９に接続されうる。第１出力回路３は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置である。第１出力回路３は、系統電源８に向けて交流電力を出力する。第１出力回路３は、連系出力回路とも称されうる。

【0035】

本実施の形態では、第１出力回路３は、単独運転検出機能、ＦＲＴ（Fault Ride Through）機能等、系統電源８に連系するエネルギーシステム１としての信頼性を確保するための機能を備えている。

【0036】

図１の例では、第１出力回路３は、第１変換機３Ａ、第１出力フィルタ３Ｂ、第１リレー３Ｃ及び第１制御器３Ｄを含む。第１変換機３Ａは、インバータである。第１制御器３Ｄは、第１変換機３Ａを制御する。第１変換機３Ａは、系統連系インバータとも称されうる。第１出力フィルタ３Ｂは、連系出力フィルタとも称されうる。第１リレー３Ｃは、連系リレーとも称されうる。第１制御器３Ｄは、連系変調制御器とも称されうる。

【0037】

本実施の形態では、第１出力回路３は、単相電力変換装置である。第１出力回路３は、直流電路６から入力された直流電力を、単相交流電力に変換し、系統電源８に向けて出力する。第１変換機３Ａは、単相インバータである。この単相インバータが、直流電路６から入力された直流電力を、単相交流電力に変換し、系統電源８に向けて出力する。

【0038】

第２出力回路４には、直流電路６から直流電力が入力される。第２出力回路４は、負荷１０に接続されうる。第２出力回路４は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置である。第２出力回路４は、負荷１０に向けて交流電力を出力する。第２出力回路４は、自立力変換装置とも称されうる。

【0039】

図１の例では、第２出力回路４は、第２変換機４Ａ、第２出力フィルタ４Ｂ、第２リレー４Ｃ及び第２制御器４Ｄを含む。第２変換機４Ａは、インバータであり、具体的には電圧制御型インバータである。第２制御器４Ｄは、第２変換機４Ａを制御する。第２変換機４Ａは、自立変換機とも称されうる。第２出力フィルタ４Ｂは、自立出力フィルタとも称されうる。第２リレー４Ｃは、自立リレーとも称されうる。第２制御器４Ｄは、自立変調制御器とも称されうる。

【0040】

本実施の形態では、第２出力回路４は、単相電力変換装置である。第２出力回路４は、直流電路６から入力された直流電力を、単相交流電力に変換し、負荷１０に向けて出力する。第２変換機４Ａは、単相インバータである。この単相インバータが、直流電路６から入力された直流電力を、単相交流電力に変換し、負荷１０に向けて出力する。

【0041】

典型的には、第１変換機３Ａも第２変換機４Ａも、直流電圧を、正弦波交流電圧に変換する。第１変換機３Ａ及び第２変換機４Ａの変調方式は、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。

【0042】

第１出力回路３も第２出力回路４も、直流電路６の直流電力を交流電力に変換して出力する。ただし、第１出力回路３の交流電力の出力先と、第２出力回路４の交流電力の出力先とは、互いに独立した系統である。本実施の形態では、負荷１０が属する系統は、系統電源８及び負荷９が属する系統から独立している。ここで、２つの系統が互いに独立しているとは、２つの系統が電気的に分離されていることを指す。

【0043】

コンデンサ７は、平滑コンデンサである。コンデンサ７は、直流電路６における電圧を平滑化することによって安定させる。本実施の形態では、コンデンサ７は、電解コンデンサである。

【0044】

コンデンサ７と、コンデンサ７とは別のコンデンサとを、直流電路６に対して並列接続させてもよい。当該別のコンデンサは、例えば、直流電路６における高周波成分を補償するものである。当該別のコンデンサとして、フィルムコンデンサ、セラミックコンデンサ等が例示される。

【0045】

上位制御器５は、第０制御器２Ｃと協働して、第０変換機２Ｂを制御する。具体的には、上位制御器５は、第０制御器２Ｃへと信号１１Ａを出力する。第０制御器２Ｃは、信号１１Ａに基づいて、第０変換機２Ｂを制御する。

【0046】

上位制御器５は、第１制御器３Ｄと協働して、第１変換機３Ａを制御する。具体的には、上位制御器５は、第１制御器３Ｄへと信号１１Ｂを出力する。第１制御器３Ｄは、信号１１Ｂに基づいて、第１変換機３Ａを制御する。

【0047】

上位制御器５は、第２制御器４Ｄと協働して、第２変換機４Ａを制御する。具体的には、上位制御器５は、第２制御器４Ｄへと信号１１Ｃを出力する。第２制御器４Ｄは、信号１１Ｃに基づいて、第２変換機４Ａを制御する。

【0048】

エネルギーシステム１では、制御装置２０が構成されている。制御装置２０は、上位制御器５、第０制御器２Ｃ、第１制御器３Ｄ及び第２制御器４Ｄを含む。これらの制御器は、互いに離れている。ただし、これらの制御器は、一体に構成されていてもよい。

【0049】

［１－１－１．発電装置２の構成］
図２は、実施の形態における発電装置２の構成図である。

【0050】

第０変換機２Ｂは、第０入力端子１２Ａ、第０入力端子１２Ｂ、チョッパ回路１２Ｃ、第０出力端子１２Ｊ及び第０出力端子１２Ｋを含む。チョッパ回路１２Ｃは、インダクタ１２Ｄ、半導体スイッチ１２Ｅ、ダイオード１２Ｆ、電流センサ１２Ｇ、電圧センサ１２Ｈ、電圧センサ１２Ｘ及びコンデンサ１２Ｉを含む。

【0051】

チョッパ回路１２Ｃは、第０入力端子１２Ａ及び第０入力端子１２Ｂを介して、発電機２Ａに接続されている。チョッパ回路１２Ｃは、第０出力端子１２Ｊ及び第０出力端子１２Ｋを介して、直流電路６に接続されている。

【0052】

発電機２Ａからチョッパ回路１２Ｃに直流電圧が入力される。半導体スイッチ１２Ｅのスイッチングが制御される。半導体スイッチ１２Ｅがオンであるとき、発電機２Ａからインダクタ１２Ｄ及び半導体スイッチ１２Ｅにこの順で電流が流れ、インダクタ１２Ｄにエネルギーが蓄えられる。ダイオード１２Ｆにより、電流の逆流が防止される。半導体スイッチ１２Ｅがオフであるとき、発電機２Ａからインダクタ１２Ｄ及びダイオード１２Ｆにこの順で電流が流れ、インダクタ１２Ｄに蓄えられていたエネルギーがダイオード１２Ｆを介して出力される。このような動作により、チョッパ回路１２Ｃは、発電機２Ａから入力された直流電圧を昇圧し、直流電路６に出力する。

【0053】

電流センサ１２Ｇは、インダクタ１２Ｄを流れる電流を検出する。

【0054】

電圧センサ１２Ｈは、第０変換機２Ｂから直流電路６に出力される出力電圧を検出する。具体的には、この出力電圧は、第０出力端子１２Ｊ及び第０出力端子１２Ｋの間の電圧である。図示の例では、この出力電圧は、チョッパ回路１２Ｃの出力電圧でもあり、コンデンサ１２Ｉの両端電圧でもある。

【0055】

第０制御器２Ｃは、電流センサ１２Ｇの検出電流及び電圧センサ１２Ｈの検出電圧に基づいて、制御信号１３Ｓを出力する。制御信号１３Ｓにより、半導体スイッチ１２Ｅのオンオフ制御がなされる。

【0056】

コンデンサ１２Ｉにより、第０変換機２Ｂの出力電圧が平滑化される。発電機２Ａから第０変換機２Ｂに入力される入力電圧を平滑化するコンデンサを設けてもよい。具体的には、この入力電圧は、第０入力端子１２Ａ及び第０入力端子１２Ｂの間の電圧である。図示の例では、この入力電圧は、チョッパ回路１２Ｃの入力電圧でもある。

【0057】

電圧センサ１２Ｘは、第０変換機２Ｂの入力電圧を検出する。電圧センサ１２Ｘの検出電圧の利用方法については、図５を参照しながら後述する。

【0058】

［１－１－２．第１出力回路３の構成］
図３は、実施の形態における第１出力回路３の構成図である。

【0059】

第１出力回路３は、第１入力端子１４Ａ、第１入力端子１４Ｂ、コンデンサ１４Ｃ、電圧センサ１４Ｄ、第１変換機３Ａ、第１出力フィルタ３Ｂ、第１リレー３Ｃ、第１制御器３Ｄ、第１出力端子１４Ｅ、第１出力端子１４Ｆ、電圧センサ１４Ｇ、電流センサ１４Ｈ及び接地端子１４Ｉを含む。第１変換機３Ａは、半導体スイッチ３Ａ１、半導体スイッチ３Ａ２、半導体スイッチ３Ａ３及び半導体スイッチ３Ａ４を含む。

【0060】

第１入力端子１４Ａ及び第１入力端子１４Ｂと、第１出力端子１４Ｅ及び第１出力端子１４Ｆとの間で、第１変換機３Ａ、第１出力フィルタ３Ｂ及び第１リレー３Ｃが、この順に接続されている。第１入力端子１４Ａ及び第１入力端子１４Ｂは、直流電路６に接続されている。第１出力端子１４Ｅ及び第１出力端子１４Ｆは、系統電源８及び負荷９に接続されている。

【0061】

直流電路６から第１変換機３Ａに直流電圧が入力される。半導体スイッチ３Ａ１、半導体スイッチ３Ａ２、半導体スイッチ３Ａ３及び半導体スイッチ３Ａ４が制御される。これにより、第１変換機３Ａにおいて直流電圧が交流電圧に変換される。交流電圧は、第１出力フィルタ３Ｂ及び第１リレー３Ｃを介して系統電源８に出力される。交流電圧は、負荷９にも供給されうる。

【0062】

電圧センサ１４Ｄは、直流電路６から第１出力回路３に入力される入力電圧を検出する。具体的には、この入力電圧は、第１入力端子１４Ａ及び第１入力端子１４Ｂの間の電圧である。図示の例では、この入力電圧は、コンデンサ１４Ｃの両端電圧でもあり、第１変換機３Ａの入力電圧でもある。

【0063】

電圧センサ１４Ｇは、第１出力回路３から出力される出力電圧を検出する。具体的には、この出力電圧は、第１出力端子１４Ｅ及び第１出力端子１４Ｆの間の電圧である。図示の例では、この出力電圧は、系統電源８の電圧に等しい。

【0064】

電流センサ１４Ｈは、第１出力回路３から系統電源８に向かって流れる電流を検出する。具体的には、電流センサ１４Ｈは、第１出力フィルタ３Ｂ及び第１リレー３Ｃの間を流れる電流を検出する。

【0065】

第１制御器３Ｄは、電圧センサ１４Ｄの検出電圧、電圧センサ１４Ｇの検出電圧及び電流センサ１４Ｈの検出電流に基づいて、制御信号１５Ｓを出力する。制御信号１５Ｓにより、半導体スイッチ３Ａ１、半導体スイッチ３Ａ２、半導体スイッチ３Ａ３及び半導体スイッチ３Ａ４のオンオフ制御がなされる。

【0066】

コンデンサ１４Ｃにより、第１変換機３Ａの入力電圧が平滑化される。第１出力フィルタ３Ｂにより、第１変換機３Ａで得られた交流電圧の波形が整形される。第１出力回路３は、接地端子１４Ｉを介して接地されている。

【0067】

［１－１－３．第２出力回路４の構成］
図４は、実施の形態における第２出力回路４の構成図である。

【0068】

第２出力回路４は、第２入力端子１６Ａ、第２入力端子１６Ｂ、コンデンサ１６Ｃ、電圧センサ１６Ｄ、第２変換機４Ａ、第２出力フィルタ４Ｂ、第２リレー４Ｃ、第２制御器４Ｄ、第２出力端子１６Ｅ、第２出力端子１６Ｆ、電圧センサ１６Ｇ、電流センサ１６Ｈ及び接地端子１６Ｉを含む。第２変換機４Ａは、半導体スイッチ４Ａ１、半導体スイッチ４Ａ２、半導体スイッチ４Ａ３及び半導体スイッチ４Ａ４を含む。

【0069】

第２入力端子１６Ａ及び第２入力端子１６Ｂと、第２出力端子１６Ｅ及び第２出力端子１６Ｆとの間で、第２変換機４Ａ、第２出力フィルタ４Ｂ及び第２リレー４Ｃが、この順に接続されている。第２入力端子１６Ａ及び第２入力端子１６Ｂは、直流電路６に接続されている。第２出力端子１６Ｅ及び第２出力端子１６Ｆは、負荷１０に接続されている。

【0070】

直流電路６から第２変換機４Ａに直流電圧が入力される。半導体スイッチ４Ａ１、半導体スイッチ４Ａ２、半導体スイッチ４Ａ３及び半導体スイッチ４Ａ４が制御される。これにより、第２変換機４Ａにおいて直流電圧が交流電圧に変換される。交流電圧は、第２出力フィルタ４Ｂ及び第２リレー４Ｃを介して負荷１０に出力される。

【0071】

電圧センサ１６Ｄは、直流電路６から第２出力回路４に入力される入力電圧を検出する。具体的には、この入力電圧は、第２入力端子１６Ａ及び第２入力端子１６Ｂの間の電圧である。図示の例では、この入力電圧は、コンデンサ１６Ｃの両端電圧でもあり、第２変換機４Ａの入力電圧でもある。

【0072】

電圧センサ１６Ｇは、第２出力回路４から出力される出力電圧を検出する。具体的には、この出力電圧は、第２出力端子１６Ｅ及び第２出力端子１６Ｆの間の電圧である。

【0073】

電流センサ１６Ｈは、第２出力回路４から負荷１０に向かって流れる電流を検出する。具体的には、電流センサ１６Ｈは、第２出力フィルタ４Ｂ及び第２リレー４Ｃの間を流れる電流を検出する。

【0074】

第２制御器４Ｄは、電圧センサ１６Ｄの検出電圧、電圧センサ１６Ｇの検出電圧及び電流センサ１６Ｈの検出電流に基づいて、制御信号１７Ｓを出力する。制御信号１７Ｓにより、半導体スイッチ４Ａ１、半導体スイッチ４Ａ２、半導体スイッチ４Ａ３及び半導体スイッチ４Ａ４のオンオフ制御がなされる。

【0075】

コンデンサ１６Ｃにより、第２変換機４Ａの入力電圧が平滑化される。第２出力フィルタ４Ｂにより、第２変換機４Ａで得られた交流電圧の波形が整形される。第２出力回路４は、接地端子１６Ｉを介して接地されている。

【0076】

［１－２．動作］
以下、各要素の動作について説明する。以下の説明では、第１閾値電圧Ｖ１、第２閾値電圧Ｖ２、第３閾値電圧Ｖ３及び第４閾値電圧Ｖ４という用語を用いることがある。以下の例では、第１閾値電圧Ｖ１＜第２閾値電圧Ｖ２＜第３閾値電圧Ｖ３＜第４閾値電圧Ｖ４である。

【0077】

［１－２－１．第０変換機２Ｂの動作］
本実施の形態では、第０変換機２Ｂを制御するための制御サイクルが、所定の制御周期で繰り返される。各制御サイクルにおいて、第０制御器２Ｃは、制御信号１３Ｓを第０変換機２Ｂに送信する。これにより、発電機２Ａから第０変換機２Ｂに取り出される電力及び／又は第０変換機２Ｂから直流電路６に出力される直流電力が、制御サイクル毎に逐次更新される。

【0078】

図５は、実施の形態における第０制御器２Ｃの制御フローチャートを示す図である。図５のフローチャートにおける「開始」から「終了」までが、１つの制御サイクルを構成する。本実施の形態では、この制御サイクルが繰り返し実行される。以下、図５を参照しつつ、第０変換機２Ｂの動作について説明する。

【0079】

ステップＳ１において、第０制御器２Ｃは、現在の入力電圧Ｖｐｖ（ｔ）を取得する。本実施の形態では、第０制御器２Ｃは、電圧センサ１２Ｘの検出電圧を電圧Ｖｐｖ（ｔ）として取得する。

【0080】

次に、ステップＳ２において、第０制御器２Ｃは、直流電路６の現在の電圧Ｖｄｃ（ｔ）を取得する。本実施の形態では、第０制御器２Ｃは、電圧センサ１２Ｈの検出電圧を、電圧Ｖｄｃ（ｔ）として取得する。

【0081】

次に、ステップＳ３において、第０制御器２Ｃは、電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第１閾値電圧Ｖ１よりも小さいか否かを判定する。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第１閾値電圧Ｖ１よりも小さい場合、ステップＳ８に進む。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第１閾値電圧Ｖ１以上である場合、ステップＳ４に進む。

【0082】

ステップＳ４において、第０制御器２Ｃは、電圧Ｖｐｖ（ｔ）が閾値電圧Ｖｐｖｔｈよりも小さいか否かを判定する。電圧Ｖｐｖ（ｔ）が閾値電圧Ｖｐｖｔｈよりも小さい場合、ステップＳ８に進む。電圧Ｖｐｖ（ｔ）が閾値電圧Ｖｐｖｔｈ以上である場合、ステップＳ５に進む。

【0083】

ステップＳ５において、第０制御器２Ｃは、電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第３閾値電圧Ｖ３よりも小さいか否かを判定する。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第３閾値電圧Ｖ３よりも小さい場合、ステップＳ７に進む。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第３閾値電圧Ｖ３以上である場合、ステップＳ６に進む。

【0084】

ステップＳ６において、第０制御器２Ｃは、定電圧（ＣＶ：Constant Voltage）制御を実行する。具体的には、第０制御器２Ｃは、直流電路６の電圧が目標電圧に追従するように、チョッパ回路１２Ｃを制御する。

【0085】

ステップＳ７において、第０制御器２Ｃは、最大電力追従（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）制御を実行する。具体的には、第０制御器２Ｃは、チョッパ回路１２Ｃを用いて発電機２ＡをＭＰＰＴ制御する。本実施の形態では、発電機２Ａは、固有の出力電圧－出力電力特性を有する。ＭＰＰＴ制御によれば、この出力電圧－出力電力特性において出力電力が最大となる出力電圧が実現されるように、発電機２Ａの出力電流が制御される。つまり、ＭＰＰＴ制御によれば、発電機２Ａの動作点を、最大電力点Ｐｍａｘへと制御できる。最大電力点Ｐｍａｘは、発電機２Ａの出力電力が最大値になるように発電機２Ａの出力電圧を調整したときの、発電機２Ａの動作点である。ＭＰＰＴ制御の具体例は、山登り法である。

【0086】

ステップＳ８において、第０制御器２Ｃは、発電機２Ａから直流電路６への電力の供給を停止させる。具体的には、発電機２Ａとチョッパ回路１２Ｃとの間には、リレー回路が接続されている。また、発電機２Ａには、スイッチ回路を介してダミーロードが接続されている。リレー回路、スイッチ回路及びダミーロードの図示は省略している。ステップＳ８において、第０制御器２Ｃは、リレー回路を投入状態から開放状態に切り替えることによって、発電機２Ａから直流電路６への電力の供給を停止させる。また、第０制御器２Ｃは、スイッチ回路を開放状態から投入状態に切り替えることによって、発電機２Ａの発電電力をダミーロードで消費させる。ダミーロードに代えて蓄電機を用いてもよい。

【0087】

［１－２－２．第１出力回路３の動作］
本実施の形態では、第１出力回路３を制御するための制御サイクルが、所定の制御周期で繰り返される。各制御サイクルにおいて、第１制御器３Ｄは、制御信号１５Ｓを第１変換機３Ａに送信する。これにより、第１変換機３Ａから出力される交流電力が、制御サイクル毎に逐次更新される。

【0088】

図６は、実施の形態における第１制御器３Ｄの制御フローチャートを示す図である。図６のフローチャートにおける「開始」から「終了」までが、１つの制御サイクルを構成する。本実施の形態では、この制御サイクルが繰り返し実行される。以下、図６を参照しつつ、第１出力回路３の動作について説明する。

【0089】

ステップＳ１１において、第１制御器３Ｄは、直流電路６の現在の電圧Ｖｄｃ（ｔ）を取得する。本実施の形態では、第１制御器３Ｄは、電圧センサ１４Ｄの検出電圧を、電圧Ｖｄｃ（ｔ）として取得する。

【0090】

次に、ステップＳ１２において、第１制御器３Ｄは、系統電源８の現在の電圧Ｖｇｒｉｄ（ｔ）を取得する。本実施の形態では、第１制御器３Ｄは、電圧センサ１４Ｇの検出電圧を電圧Ｖｇｒｉｄ（ｔ）として取得する。

【0091】

次に、ステップＳ１３において、第１制御器３Ｄは、系統位相を取得する。系統位相は、系統電源８の交流電圧の位相である。本実施の形態では、ＰＬＬ回路を用いて、系統位相が特定される。そして、上位制御器５から第１制御器３Ｄへと、系統位相の情報を含む信号１１Ｂが送信される。

【0092】

次に、ステップＳ１４において、第１制御器３Ｄは、電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第１閾値電圧Ｖ１よりも小さいか否かを判定する。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第１閾値電圧Ｖ１よりも小さい場合、ステップＳ１９に進む。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第１閾値電圧Ｖ１以上である場合、ステップＳ１５に進む。

【0093】

ステップＳ１５において、第１制御器３Ｄは、系統異常があるか否かを判定する。系統異常は、系統電源８の異常を指す。系統異常がある場合、ステップＳ１６に進む。系統異常がない場合、ステップＳ１７に進む。

【0094】

ステップＳ１６において、第１制御器３Ｄは、系統異常が抑制異常であるか否かを判定する。系統異常が抑制異常である場合、ステップＳ１８に進む。系統異常が抑制異常ではない場合、ステップＳ１９に進む。ここで、抑制異常とは、例えば系統電圧が上昇又は低下した異常を示す。系統電圧は、系統電源８の電圧である。

【0095】

本実施の形態では、抑制異常は、第１出力回路３から系統電源８への電力供給を抑制する契機となる異常である。例えば、系統電源８の電圧には、適正範囲が存在する。現在の日本では、適正範囲は、
・１００Ｖ系の引き込み点では、１０１Ｖ±６Ｖの範囲すなわち９５Ｖ以上１０７Ｖ以下の範囲に、
・２００Ｖ系の引き込み点では、２０２Ｖ±２０Ｖの範囲すなわち１８２Ｖ以上２２２Ｖ以下の範囲に、
それぞれ定められている。系統電源８の電圧が適正範囲を逸脱する異常は、抑制異常に該当しうる。本実施の形態では、第１制御器３Ｄは、ステップＳ１２で取得した電圧Ｖｇｒｉｄ（ｔ）に基づいて、系統電源８の電圧が適正範囲内か否かを判定する。

【0096】

本実施の形態では、上記の文脈における抑制異常ではない系統異常は、第１出力回路３から系統電源８への電力供給を停止する契機となる異常である。抑制異常ではない系統異常は、エネルギーシステム１と系統電源８とを解列させる契機となる異常でありうる。例えば、系統電源８の停電は、抑制異常ではない系統異常に該当しうる。

【0097】

ステップＳ１７において、第１制御器３Ｄは、第１出力回路３に通常運転を行わせる。具体的には、第１制御器３Ｄは、半導体スイッチ３Ａ１、半導体スイッチ３Ａ２、半導体スイッチ３Ａ３及び半導体スイッチ３Ａ４にスイッチングを実行させることによって、直流電路６の直流電力が第１出力回路３で交流電力に変換され系統電源８に向けて出力されるようにする。

【0098】

ステップＳ１８において、第１制御器３Ｄは、第１出力回路３に抑制運転を行わせる。ステップＳ１８の抑制運転について説明する。通常運転においても抑制運転においても、直流電路６から第１出力回路３を介した系統電源８への電力の取り出しがなされる。この際、負荷９にも電力が供給されうる。ただし、第１出力回路３が抑制運転において直流電路６から取り出す電力は、第１出力回路３が通常運転において直流電路６から取り出す電力よりも小さい。また、第１出力回路３が抑制運転において系統電源８に供給する電力は、第１出力回路３が通常運転において系統電源８に供給する電力よりも小さい。

【0099】

ステップＳ１９において、第１制御器３Ｄは、直流電路６から第１出力回路３を介した系統電源８への電力の取り出しを停止させる。この際、負荷９への電力の供給も停止されうる。具体的には、第１制御器３Ｄは、半導体スイッチ３Ａ１、半導体スイッチ３Ａ２、半導体スイッチ３Ａ３及び半導体スイッチ３Ａ４にスイッチングを停止させることによって、電力が第１出力回路３を通過しないようにする。

【0100】

本実施の形態における第１制御器３Ｄによる系統位相の利用について説明する。ステップＳ１７及びＳ１８において、第１制御器３Ｄは、系統位相に追従した位相の交流電圧が第１変換機３Ａから出力されるように、半導体スイッチ３Ａ１、半導体スイッチ３Ａ２、半導体スイッチ３Ａ３及び半導体スイッチ３Ａ４にスイッチングを実行させる。また、第１制御器３Ｄは、系統電圧の擾乱に基づいてエネルギーシステム１の単独運転を検出する。第１制御器３Ｄは、単独運転を検出したときに、系統電源８が停電していると判定する。

【0101】

［１－２－３．第２出力回路４の動作］
本実施の形態では、第２出力回路４を制御するための制御サイクルが、所定の制御周期で繰り返される。各制御サイクルにおいて、第２制御器４Ｄは、制御信号１７Ｓを第２変換機４Ａに送信する。これにより、第２変換機４Ａから出力される交流電力が、制御サイクル毎に逐次更新される。

【0102】

第２出力回路４から出力される交流電圧の位相は、指令位相に基づいて制御される。具体的には、第２制御器４Ｄは、各制御サイクルにおいて、指令位相を生成し、指令位相を含む制御信号１７Ｓを第２変換機４Ａに送信する。これにより、第２変換機４Ａから出力される交流電圧の位相が、指令位相に従って制御サイクル毎に逐次変化する。このようにして、第２出力回路４から出力される交流電圧の位相は、指令位相に追従するように制御される。

【0103】

図７は、実施の形態における第２制御器４Ｄの制御フローチャートを示す図である。図７のフローチャートにおける「開始」から「終了」までが、１つの制御サイクルを構成する。本実施の形態では、この制御サイクルが繰り返し実行される。以下、図７を参照しつつ、第２出力回路４から出力される交流電圧の位相の制御を含め、第２出力回路４の動作等について説明する。

【0104】

ステップＳ２１において、第２制御器４Ｄは、直流電路６の現在の電圧Ｖｄｃ（ｔ）を取得する。本実施の形態では、第２制御器４Ｄは、電圧センサ１６Ｄの検出電圧を、電圧Ｖｄｃ（ｔ）として取得する。

【0105】

次に、ステップＳ２２において、第２制御器４Ｄは、系統電源８が停電した状態にあるか否かを判定する。系統電源８が停電した状態にある場合、ステップＳ２４に進む。系統電源８が停電した状態にない場合、ステップＳ２３に進む。本実施の形態では、第１出力回路３は、単独運転を検出した場合に検出信号を出力するように構成されている。第２制御器４Ｄは、その出力信号に基づいて、系統電源８が停電した状態にあるか否かを判定する。

【0106】

ステップＳ２４において、第２制御器４Ｄは、指令位相を１制御サイクル分進める。具体的には、ステップＳ２４が実行される場合、系統電源８が停電した状態にある。第２制御器４Ｄは、その停電の開始時（厳密には、開始直前）において第１出力回路３から系統電源８に向けて出力されていた交流電圧の周波数を記録している。第２制御器４Ｄは、この周波数に制御周期を乗じた角度を、１制御サイクル前の指令位相に加算する。この加算により、指令位相が進められる。このように指令位相が更新されることにより、指令位相は、停電時（厳密には、開始直前）における値を初期値として、該停電後に逐次進められていくことになる。ステップＳ２４の後、ステップＳ３１に進む。

【0107】

本実施の形態では、第２制御器４Ｄは、系統電源８の復電時に、位相ウエイト期間を開始する。位相ウエイト期間は、第２出力回路４から出力される交流電圧の位相を調整するための期間である。位相ウエイト期間において、第２出力回路４から出力される交流電圧の位相は、連続的又は段階的に変化しうる。位相の調整幅が大きい場合であっても、位相を調整前の値から調整後の値へと瞬時的に大幅変化させるのではなく、連続的又は段階的に変化させることにより、位相の制御を安定させることができる。これにより、負荷１０に供給される電圧を安定させることができる。

【0108】

ステップＳ２３において、第２制御器４Ｄは、位相ウエイト期間中であるか否かを判定する。位相ウエイト期間中である場合、ステップＳ２７に進む。位相ウエイト期間中でない場合、ステップＳ２５に進む。

【0109】

ステップＳ２５において、第２制御器４Ｄは、指令位相を系統位相に合わせるすなわち一致させる。系統位相は、系統電源８の交流電圧の位相である。具体的には、ステップＳ２４が実行される場合、系統電源８は停電した状態にない。このため、系統位相を特定可能である。本実施の形態では、ステップＳ１３の説明部で説明したように、系統位相は、ＰＬＬ回路を用いて特定される。本実施の形態では、上位制御器５から第２制御器４Ｄへと、系統位相の情報を含む信号１１Ｃが送信される。ステップＳ２５の後、ステップＳ２６に進む。

【0110】

ステップＳ２６において、第２制御器４Ｄは、指令位相を９０度ずらす。ステップＳ２５及びステップＳ２６の組み合わせにより、指令位相は、系統位相から９０度ずれた位相となる。この例では、ステップＳ２６において、第２制御器４Ｄは、指令位相を９０度進ませる。ステップＳ２５及びステップＳ２６の組み合わせにより、指令位相は、系統位相から９０度進んだ位相となる。ステップＳ２６の後、ステップＳ３１に進む。

【0111】

ステップＳ２７において、第２制御器４Ｄは、指令位相及び系統位相の間の位相差を演算する。具体的には、ステップＳ２７が実行される場合、系統電源８が停電した状態にない。このため、図６のステップＳ１３において、系統位相を特定可能である。ステップＳ２７の後、ステップＳ２８に進む。

【0112】

ステップＳ２８において、第２制御器４Ｄは、ステップＳ２７で演算した位相差が所定範囲内にあるか否かを判定する。例えば、所定範囲は、９０度±Δα度すなわち９０度－Δα度以上９０度＋Δα度以下の範囲である。Δαは、ステップＳ２７からＳ２９が実行される制御サイクルからステップＳ２５及びＳ２６が実行される制御サイクルへの移行時の負荷１０の電圧の位相跳躍の許容範囲、後述のステップＳ２９の「所定値」の大きさ、許容される位相ウエイト期間の長さ等に応じて、適宜設定されうる。位相差が所定範囲内にある場合、ステップＳ３０に進む。位相差が所定範囲内にない場合、ステップＳ２９に進む。

【0113】

ステップＳ３０において、第２制御器４Ｄは、位相ウエイト期間を終了させる。ステップＳ３０の後、ステップＳ３１に進む。

【0114】

ステップＳ２９において、第２制御器４Ｄは、指令位相を補正する。具体的には、ステップＳ２９において、第２制御器４Ｄは、指令位相と系統位相との間の位相差が小さくなるように、指令位相を所定値変化させる。所定値は、第２変換機４Ａから出力される交流電圧の位相の制御の安定性が確保されるように、十分に小さい値に設定されうる。ステップＳ２９の後、ステップＳ３１に進む。

【0115】

上述の説明から理解されるように、系統電源８が停電した不健全な状態において、ステップＳ２４が実行される。系統電源８が停電していない健全な定常状態において、ステップＳ２５及びステップＳ２６が実行される。系統電源８が復電して健全な状態に移行して直後の過渡期において、ステップＳ２７、ステップＳ２８及びステップＳ２９が実行される。

【0116】

ステップＳ３１において、第２制御器４Ｄは、電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第２閾値電圧Ｖ２よりも小さいか否かを判定する。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第２閾値電圧Ｖ２よりも小さい場合、ステップＳ３８に進む。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第２閾値電圧Ｖ２以上である場合、ステップＳ３２に進む。

【0117】

ステップＳ３２において、第２制御器４Ｄは、電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第４閾値電圧Ｖ４よりも大きいか否かを判定する。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第４閾値電圧Ｖ４よりも大きい場合、ステップＳ３８に進む。電圧Ｖｄｃ（ｔ）が第４閾値電圧Ｖ４以下である場合、ステップＳ３３に進む。

【0118】

ステップＳ３３において、第２制御器４Ｄは、第２出力回路４に運転を行わせる。具体的には、第２制御器４Ｄは、半導体スイッチ４Ａ１、半導体スイッチ４Ａ２、半導体スイッチ４Ａ３及び半導体スイッチ４Ａ４にスイッチングを実行させることによって、直流電路６の直流電力が第２出力回路４で交流電力に変換され負荷１０に向けて出力されるようにする。ステップＳ３３の後、ステップＳ３４に進む。

【0119】

ステップＳ３４において、第２制御器４Ｄは、系統電源８が復電してから所定期間以上経過したか否かを判定する。復電してから所定期間以上経過した場合、ステップＳ３５に進む。復電してから所定期間経過していない場合、フローは終了する。ステップＳ３４の存在により、復電後の一定期間はエネルギーシステム１を系統電源８に連系することを回避でき、このため系統連系規程を遵守できる。所定期間は、例えば、１５０秒以上３００秒以下である。

【0120】

ステップＳ３５において、第２制御器４Ｄは、指令位相と系統位相との間の位相差を演算する。ステップＳ３５の後、ステップＳ３６に進む。

【0121】

ステップＳ３６において、第２制御器４Ｄは、ステップＳ３５の演算結果に基づき、指令位相が系統位相から９０度進んでいるか否かを判定する。指令位相が系統位相から９０度進んでいる場合、ステップＳ３７に進む。指令位相が系統位相から９０度進んでいない場合、フローは終了する。

【0122】

ステップＳ３７において、第２制御器４Ｄは、第１リレー３Ｃをオン状態にする。これにより、エネルギーシステム１が系統電源８に連系される。具体的には、ステップＳ３７において、第２制御器４Ｄは、第１制御器３Ｄに所定の信号を送信する。第１制御器３Ｄは、所定の信号を受信すると、第１リレー３Ｃにオン信号を送信する。これにより、第１リレー３Ｃがオン状態になる。

【0123】

なお、系統電源８が健全な状態が継続しており第１リレー３Ｃがオン状態に維持されている場合、ステップＳ３４、ステップＳ３５、ステップＳ３６及びステップＳ３７を省略してもよい。

【0124】

ステップＳ３８において、第２制御器４Ｄは、第２出力回路４から負荷１０に向けた電力の出力を停止させる。具体的には、第２制御器４Ｄは、半導体スイッチ４Ａ１、半導体スイッチ４Ａ２、半導体スイッチ４Ａ３及び半導体スイッチ４Ａ４にスイッチングを停止させることによって、電力が第２制御器４Ｄを通過しないようにする。

【0125】

図７を参照して説明した例では、第２出力回路４から出力される交流電圧の位相を制御している。ただし、第２出力回路４から出力される交流電流の位相を制御してもよく、第２出力回路４から出力される交流電力の位相を制御してもよい。この場合、図７を参照して行った説明における「第２変換機４Ａから出力される交流電圧」、「第２出力回路４から出力される交流電圧」等の表現における「交流電圧」が「交流電流」又は「交流電力」に置き換えられる等の読み替えがなされうる。この文脈において、交流電力は、具体的には、皮相電力でありうる。

【0126】

図７を参照して説明した例のステップＳ２６では、第２制御器４Ｄは、指令位相を９０度進ませる。ただし、ステップＳ２６において、第２制御器４Ｄは、指令位相を９０度遅らせてもよい。この場合、ステップＳ２５及びステップＳ２６の組み合わせにより、指令位相は、系統位相から９０度遅れた位相となる。また、この場合、ステップＳ３６において、指令位相が系統位相から９０度遅れているか否かが判定される。

【0127】

［１－２－４．動作波形］
各部の動作波形について、図８から図１７を参照しながら説明する。図８から図１７は、シミュレーションにより取得したデータである。図１４から図１７は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transformation）により得た周波数スペクトルである。図８から図１７の説明において、商用周波数は５０Ｈｚであり、商用２倍周波数は１００Ｈｚである。

【0128】

図８は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいる様子を示す図である。図８において、横軸は時間（単位：秒）であり、縦軸は電圧である。具体的に、縦軸は、規格化された電圧である。

【0129】

図９は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、第０変換機２Ｂから出力される電流の波形を示す図である。図１０は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が揃っているとき（すなわち位相差がゼロであるとき）の、第０変換機２Ｂから出力される電流の波形を示す図である。図９及び図１０において、横軸は時間（単位：秒）であり、縦軸は電流（単位：アンペア）である。

【0130】

図９及び図１０において、第１出力回路３及び第２出力回路４がスイッチングしているときに第０変換機２Ｂから出力されるピーク電流の包絡線が、太線で描かれている。図９に示すように、位相が９０度ずれているときは、包絡線のピークは１０アンペア程度である。これに対し、図１０に示すように、位相が揃っているときは、包絡線のピークは１２から１３アンペア程度である。また、図９に示すように、位相が９０度ずれているときは、包絡線の脈動の周期は、系統電源８の交流電圧の周期の１／４倍である。これに対し、図１０に示すように、位相が揃っているときは、包絡線の脈動の周期は、系統電源８の交流電圧の周期の１／２倍である。

【0131】

図１１は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、コンデンサ７の電流の波形を示す図である。図１２は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が揃っているときの、コンデンサ７の電流の波形を示す図である。図１１及び図１２において、横軸は時間（単位：秒）であり、縦軸は電流（単位：アンペア）である。具体的には、縦軸の正側が充電を示し、負側が放電を示す。

【0132】

図１１及び図１２において、第１出力回路３及び第２出力回路４がスイッチングしているときのコンデンサ７におけるピーク電流の正側の包絡線及び負側の包絡線が太線で描かれている。図１１に示すように、位相が９０度ずれているときは、正側の包絡線は、７アンペア程度で一定である。図１１に示すように、位相が９０度ずれているときは、負側の包絡線の脈動の周期は、系統電源８の交流電圧の周期の１／４倍である。これに対し、図１２に示すように、位相が揃っているときは、正側の包絡線は、３アンペアと１２アンペアの間で、系統電源８の交流電圧の周期の１／２倍の周期で脈動している。図１２に示すように、位相が揃っているときは、負側の包絡線は、ピークを１２から１３アンペア程度として、系統電源８の交流電圧の周期の２倍の周期で脈動している。

【0133】

典型的には、コンデンサ７は、第１出力回路３及び第２出力回路４のスイッチング周波数のような高周波の影響を受け難い。一方、コンデンサ７は、商用２倍周波数又は商用４倍周波数の成分のような低次周波数成分の影響を受けうる。具体的には、コンデンサ７の等価直列抵抗は、コンデンサ７の充放電電流の周波数が低い領域では高い値をとる。このため、コンデンサ７の内部ロスを小さくする観点から、充放電電流の低次周波数成分を小さくすることが有利である。図１１及び図１２から、位相を９０度ずらすことが、コンデンサ７の内部ロスを小さくする観点から有利であることが理解されよう。

【0134】

本実施の形態では、コンデンサ７は、電解コンデンサである。フィルムコンデンサ、セラミックコンデンサ等に比べ、電解コンデンサは、容量を確保し易い。ただし、典型的には、電解コンデンサの等価直列抵抗は大きい。このため、コンデンサ７が電解コンデンサである場合、コンデンサ７の内部ロスを小さくする観点から、位相を９０度ずらすことのメリットは大きい。

【0135】

また、電解コンデンサでは、発熱によって封止部を介して外部に電解液が蒸散する現象が生じうる。この現象は、静電容量の減少及び損失角の正接の増大を招く。電解液の温度と蒸散速度との関係はアレニウス則で近似され、温度が高いほど蒸散速度は高い。この点、コンデンサ７が電解コンデンサである場合、位相を９０度ずらして充放電電流の低次周波数成分を小さくすることにより、同成分に起因するコンデンサ７の自己発熱を抑制でき、蒸散速度を小さくでき、静電容量の減少及び損失角の正接の増大を抑制できるというメリットも得られる。

【0136】

図１３は、コンデンサ７の電圧の波形を示す図である。図１３において、グラフ３０Ａは、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、コンデンサ７の電圧の波形を示す。グラフ３０Ｂは、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が揃っているときの、コンデンサ７の電圧の波形を示す。図１３において、横軸は時間（単位：秒）であり、縦軸は電圧（単位：ボルト）である。

【0137】

位相が揃った状態を表すグラフ３０Ｂでは、コンデンサ７の電圧が商用２倍周波数の脈動成分を有することを示している。位相が揃っている場合、第１出力回路３の出力側の波形歪み及び第２出力回路４の出力側の波形歪みを抑制するために、コンデンサ７の電圧の脈動成分に対する高いゲインの補償が必要となりうる。

【0138】

図１４は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、コンデンサ７の電流の周波数スペクトルを示す図である。図１５は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が揃っているときの、コンデンサ７の電流の周波数スペクトルを示す図である。図１４及び図１５において、横軸は時間（周波数：ヘルツ）であり、縦軸は電流（単位：アンペア）である。具体的には、縦軸は、充放電電流である。

【0139】

図１４に示すように、位相が９０度ずれているときは、第１出力回路３及び第２出力回路４のスイッチング周波数の整数倍成分と、該整数倍成分の側帯波成分と、が見られるものの、商用２倍周波数成分すなわち１００Ｈｚの周波数成分は小さい。これに対し、図１５に示すように、位相が揃っているときは、第１出力回路３及び第２出力回路４のスイッチング周波数の整数倍成分と、該整数倍成分の側帯波成分と、のみならず、商用２倍周波数成分（１００Ｈｚ成分）も見られる。

【0140】

図１６は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が９０度進んでいるときの、コンデンサ７の電圧の周波数スペクトルを示す図である。図１７は、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が揃っているときの、コンデンサ７の電圧の周波数スペクトルを示す図である。図１６及び図１７において、横軸は時間（周波数：ヘルツ）であり、縦軸は電圧（単位：ボルト）である。

【0141】

図１６に示すように、位相が９０度ずれているときは、商用２倍周波数成分（１００Ｈｚ成分）は見られない。これに対し、図１７に示すように、位相が揃っているときは、商用２倍周波数成分（１００Ｈｚ成分）が見られる。

【0142】

単相インバータから出力される交流電圧及び交流電流の周波数を、ｆとする。この場合、単相インバータから出力される交流電力は、周波数ｆの交流電圧と周波数ｆの交流電流の積に由来する周波数２ｆの成分を有する。この周波数２ｆの成分が、単相インバータの入力側の直流電路において脈動成分として現れうる。しかし、図９、図１１、図１４及び図１６の例では、第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が９０度ずれている。このため、第１出力回路３の単相インバータに由来する周波数２ｆの脈動成分と、第２出力回路４の単相インバータに由来する周波数２ｆの脈動成分とが、直流電路６で重ね合わされて重畳されることを回避できる。このため、直流電路６における脈動成分のピークを抑制できる。図８から図１７は、この事実を裏付けている。なお、周波数２ｆは、商用２倍周波数に対応しうる。

【0143】

コンデンサ７は、直流電路６から取り出されるべき電力に対して直流電路６が有する電力が不足している場合には、放電によって直流電路６に電力を供給し、直流電路６が有する電力が余っている場合には、充電によって直流電路６から電力を吸収する。上記のように直流電路６における脈動成分のピークを抑制できることにより、直流電路６が有する電力に不足が生じたり余剰が生じたりすることを抑制できる。このことは、コンデンサ７が必要とする容量を小さくする観点から有利である。小容量のコンデンサ７を採用可能とすることは、エネルギーシステム１を安価に実現することに貢献しうる。

【0144】

［１－３．本開示から見出される構成及びその効果等］
以上のように、制御装置２０は、第１出力回路３から系統電源８に向けて交流電力を出力させ、かつ、第２出力回路４から負荷１０に向けて交流電力を出力させるという、同時出力を行うことができる。制御装置２０は、この同時出力を行わせる場合に、
（ａ）第１出力回路３から出力される交流電圧の位相と第２出力回路４から出力される交流電圧の位相との間、
（ｂ）第１出力回路３から出力される交流電流の位相と第２出力回路４から出力される交流電流の位相との間、又は、
（ｃ）第１出力回路３から出力される交流電力の位相と第２出力回路４から出力される交流電力の位相との間、
に、所定位相差が存在する出力状態を実現することができる。この構成は、直流電路６における電力の脈動の大きさを抑制することに適している。具体的には、脈動のピークを抑制することに適している。なお、上記（ｃ）の交流電力は、具体的には、皮相電力でありうる。

【0145】

第１出力回路３及び第２出力回路４は、それぞれ、単相インバータを含みうる。単相インバータを含む構成においては、上記の同時出力を行う場合に上記のように所定位相差を生じさせることにより、直流電路６の電力に、第１出力回路３に由来する商用２倍周波数の脈動成分と、第２出力回路４に由来する商用２倍周波数の脈動成分と、が重ね合わされて重畳されることを回避できる。このため、直流電路６における電力に重畳される商用２倍周波数の脈動成分の大きさを小さくすることができる。

【0146】

エネルギーシステム１は、直流電路６の直流電力を平滑化するコンデンサ７を含みうる。このようなコンデンサ７が存在する場合において、直流電路６における電力に重畳される商用２倍周波数の脈動成分の大きさを小さくしうることは、脈動成分を平滑化するためにコンデンサ７が必要とする容量を減少させうることを意味する。小容量のコンデンサ７を採用可能とすることは、エネルギーシステム１を安価に実現することに貢献しうる。

【0147】

上記の所定位相差は、非ゼロの位相差である。上記の所定位相差は、例えば、４５度以上１３５度以下である。なお、位相Ａと位相Ｂの位相差が４５度以上１３５度以下という表現は、位相Ａが位相Ｂに対して進んでいる場合も位相Ａが位相Ｂに対して遅れている場合も包含することを意図した表現である。所定位相差は、６５度以上１１５度以下であってもよく、８５度以上９５度以下であってもよい。

【0148】

上記の所定位相差が、
（ａ１）第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が進んだ進み位相差、
（ｂ１）第１出力回路３から出力される交流電流の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電流の位相が進んだ進み位相差、又は、
（ｃ１）第１出力回路３から出力される交流電力の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電力の位相が進んだ進み位相差、となる進み制御モードを、制御装置２０は有していてもよい。

【0149】

上記の所定位相差が、
（ａ２）第１出力回路３から出力される交流電圧の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電圧の位相が遅れた遅れ位相差、
（ｂ２）第１出力回路３から出力される交流電流の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電流の位相が遅れた遅れ位相差、又は、
（ｃ２）第１出力回路３から出力される交流電力の位相に対して第２出力回路４から出力される交流電力の位相が遅れた遅れ位相差、となる遅れ制御モードを、制御装置２０は有していてもよい。

【0150】

制御装置２０は、進み制御モード及び遅れ制御モードの両方を有していてもよい。この場合、負荷１０の力率等に応じて、進み制御モードと遅れ制御モードとを切り替え可能である。

【0151】

エネルギーシステム１は、エネルギーシステム１が単独運転することによって第１出力回路３からの交流電力の出力が停止されるように構成されうる。この停止が生じた場合、制御装置２０は、
（ｄ）停止時に第２出力回路４から出力されていた交流電圧の位相を初期値として、停止後に第２出力回路４から出力される交流電圧の位相を制御する、
（ｅ）停止時に第２出力回路４から出力されていた交流電流の位相を初期値として、停止後に第２出力回路４から出力される交流電流の位相を制御する、又は、
（ｆ）停止時に第２出力回路４から出力されていた交流電力の位相を初期値として、停止後に第２出力回路４から出力される交流電力の位相を制御しうる。この構成によれば、単独運転開始時点を跨ぐ過渡期において第２出力回路４からの交流出力の位相の連続性を確保しつつ、単独運転中に直流電路６から第２出力回路４への電力の取り出しを継続できる。交流出力の位相の連続性を確保することにより、過渡期において負荷１０に与えられるストレスを緩和できる。単独運転中に直流電路６から第２出力回路４への電力の取り出しを継続することにより、直流電路６の入力電力が出力電力に対して過度に大きいというアンバランスな状態を回避できる。アンバランスな状態を回避できることは、直流電路６の直流電力を平滑化するコンデンサ７が存在する場合においては、小容量のコンデンサ７を採用可能とする。このことは、エネルギーシステム１を安価に実現することに貢献しうる。

【0152】

なお、上記の文脈において、「単独運転」は、具体的には、系統連系規程に基づいたものである。エネルギーシステム１の単独運転では、系統電源８から負荷９への電力供給がなされていない状態で、エネルギーシステム１から負荷９への電力供給がなされうる。上述の「単独運転」を「停電」に読み替えた技術も成立する。

【0153】

また、上記の文脈において、「停止時」は、厳密には、第１出力回路３からの交流電力の出力が停止される直前を指す。具体的には、この「直前」は、第１出力回路３からの交流電力の出力が停止される前の最新の制御周期を指す。一具体例では、この「直前」は、第１出力回路３からの交流電力の出力が停止される制御周期の１つ前の制御周期を指す。

【0154】

制御装置２０は、系統電源８が復電した後に、
（ｇ）第２出力回路４から出力される交流電圧の位相、
（ｈ）第２出力回路４から出力される交流電流の位相、又は、
（ｉ）第２出力回路４から出力される交流電力の位相、
と、系統電源８の交流電圧の位相と、の差分を上記所定位相差に近づけることを含む処理によって、上記出力状態に復帰させる。この構成は、系統電源８の復電後において、直流電路６における電力の脈動の大きさを抑制することに適している。なお、典型的には、系統電源８の交流電力の力率は１から極端に乖離した値をとらないことに留意されたい。

【0155】

制御装置２０は、位相ウエイト期間において、上記差分を上記所定位相差へと連続的又は段階的に近づけうる。この構成は、第２出力回路４の制御の安定性を確保する観点から有利である。このことは、直流電路６における電力の脈動の大きさ、脈動の急激な変動等を抑制することに貢献しうる。

【0156】

第１出力回路３は、第１リレー３Ｃを含みうる。第１リレー３Ｃは、オン状態及びオフ状態を有する。オン状態では、エネルギーシステム１が系統電源８に並列させられる。オフ状態では、エネルギーシステム１が系統電源８から解列させられる。制御装置２０は、第１条件及び第２条件を含む複数の条件が成立しているときに、第１リレー３Ｃをオフ状態からオン状態に切り替えうる。第１条件は、系統電源８が復電してから所定期間以上経過したという条件でありうる。第２条件は、上記出力状態が実現されているという条件でありうる。この構成は、復電後の一定期間はエネルギーシステムを系統電源に連系することを回避することによって系統連系規程を遵守し、かつ、系統電源８の復電後の過渡期間において直流電路６における電力の脈動の大きさを抑制することに適している。なお、典型的には、系統電源８の交流電力の力率は１から極端に乖離した値をとらないことに留意されたい。

【0157】

上記の複数の条件は、第１条件及び第２条件に加え、少なくとも１つの他の条件も含んでいてもよい。少なくとも１つの他の条件は、例えば、図７のステップＳ３１の条件及びステップＳ３２の条件である。

【0158】

（上記で説明した技術に適用可能な技術）
実施の形態では、電圧センサ１２Ｈ、電圧センサ１４Ｄ及び電圧センサ１６Ｄのそれぞれが、直流電路６の現在の電圧Ｖｄｃ（ｔ）を取得する。しかし、発電装置２、第１出力回路３及び第２出力回路４は、電圧Ｖｄｃ（ｔ）を取得する１つのセンサを共有していてもよい。電圧センサ１２Ｈ、電圧センサ１４Ｄ及び電圧センサ１６Ｄのうちの１つの検出電圧を、上記の説明に係る検出電圧に置き換えてもよい。

【0159】

ＭＰＰＴ制御のアルゴリズムとして、電流変化幅を固定した山登り法を採用してもよく、電流変化幅が可変である山登り法を採用してもよい。ＭＰＰＴ制御のアルゴリズムとして、電圧変化幅を固定した山登り法を採用してもよく、電圧変化幅が可変である山登り法を採用してもよい。

【0160】

実施の形態では、発電機２Ａが有する発電要素の数は、１つである。ただし、発電装置２が有する発電要素の数は、複数であってもよい。一例では、発電機２Ａは太陽電池であり、太陽電池は複数の太陽光パネルを有する。複数の太陽光パネルが並列に接続された太陽電池をＭＰＰＴ制御する場合には、電流変化幅及び／又は電圧変化幅が可変である山登り法を採用することにより、太陽電池の動作点が小さな電力ピーク点に収束することを回避できる。このことは、太陽電池を高い発電効率で動作させる観点から有利である。

【0161】

実施の形態の各種フローチャートは実施するための一例であり、他の処理流れであってもよく、例えば状態変数等の取得タイミング、周期、処理フローの順序変更等も可能である。例えば、図５のステップＳ１及びステップＳ２の順序は反対であってもよく、ステップＳ３及びステップＳ４の順序は、反対であってもよい。また、第２リレー４Ｃの制御が行われるように、図７の制御フローチャートを改変してもよい。例えば、ステップＳ３７で第１リレー３Ｃをオン状態にするとともに第２リレー４Ｃをオン状態にする等の改変によって、第１出力回路３を系統電源８に接続するときに第２出力回路４を負荷１０に接続するようにしてもよい。

【0162】

信号１１Ａを用いた第０変換機２Ｂの制御態様は、特に限定されない。図示の例に係る第０変換器２Ｂは、半導体スイッチ１２Ｅのオフ期間において、発電機２Ａから直流電路６へと電力を取り出す。一方、第１出力回路３の交流出力と第２出力回路４の交流出力との間に所定位相差が生じるように、半導体スイッチ３Ａ１から３Ａ４及び４Ａ１から４Ａ４がスイッチングする。第１出力回路３及び第２出力回路４によって直流電路６から取り出される合計電力は、上記の所定位相差に応じた波形を示し、周期的に変化する。一具体例では、上記オフ期間の中心時点と、上記合計電力がピークになる時点と、が概ね一致するように、半導体スイッチ１２Ｅのスイッチングが信号１１Ａによって制御される。詳細には、上位制御装置５からの信号１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃによって半導体スイッチ１２Ｅ、３Ａ１から３Ａ４及び４Ａ１から４Ａ４のスイッチングのタイミングが制御され、上記の概ねの一致が実現される。このようにすれば、直流電路６の入力電力と出力電力とがアンバランスな状態を抑制し易い。このことは、コンデンサ７が放電によって直流電路６に供給する電力及び充電によって直流電路６から吸収する電力を低減し、コンデンサ７が必要とする容量を小さくし、エネルギーシステム１を安価に実現することに貢献しうる。

【0163】

上記の説明から理解されるように、第０変換機２Ｂのスイッチング制御によって、第０変換機２Ｂから直流電路６への直流電力供給が行われる第１期間と、直流電力供給が停止される第２期間と、が交互に現れうる。そして、第１出力回路３から出力される交流電力及び第２出力回路４から出力される交流電力の合計が第１期間においてピークとなるように、上記出力状態が実現されうる。このようにすれば、直流電路６の入力電力と出力電力とがアンバランスな状態を抑制し易い。具体的には、第１期間の中心時点と上記合計がピークになる時点とが概ね一致するように、上記出力状態が実現されうる。

【0164】

ＰＬＬ回路によって系統位相を特定することは必須ではない。他の公知の方法により系統位相を特定してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0165】

本開示に係る技術は、太陽電池、風力発電、水力発電、燃料電池、蓄電池等の分散型電源を用いたエネルギーシステムに適用可能である。本開示に係る技術は、ＲＥ１００（Renewable Energy 100%）等の環境を保護するための取り組み、電力の地産地消等に適用可能である。

【符号の説明】

【0166】

１ エネルギーシステム
２ 発電装置
２Ａ 発電機
２Ｂ 第０変換機
２Ｃ 第０制御器
３ 第１出力回路
３Ａ 第１変換機
３Ａ１ 半導体スイッチ
３Ａ２ 半導体スイッチ
３Ａ３ 半導体スイッチ
３Ａ４ 半導体スイッチ
３Ｂ 第１出力フィルタ
３Ｃ 第１リレー
３Ｄ 第１制御器
４ 第２出力回路
４Ａ 第２変換機
４Ａ１ 半導体スイッチ
４Ａ２ 半導体スイッチ
４Ａ３ 半導体スイッチ
４Ａ４ 半導体スイッチ
４Ｂ 第２出力フィルタ
４Ｃ 第２リレー
４Ｄ 第２制御器
５ 上位制御器
６ 直流電路
７ コンデンサ
８ 系統電源
９ 負荷
１０ 負荷
１１Ａ 信号
１１Ｂ 信号
１１Ｃ 信号
１２Ａ 第０入力端子
１２Ｂ 第０入力端子
１２Ｃ チョッパ回路
１２Ｄ インダクタ
１２Ｅ 半導体スイッチ
１２Ｆ ダイオード
１２Ｇ 電流センサ
１２Ｈ 電圧センサ
１２Ｉ コンデンサ
１２Ｊ 第０出力端子
１２Ｋ 第０出力端子
１２Ｘ 電圧センサ
１３Ｓ 制御信号
１４Ａ 第１入力端子
１４Ｂ 第１入力端子
１４Ｃ コンデンサ
１４Ｄ 電圧センサ
１４Ｅ 第１出力端子
１４Ｆ 第１出力端子
１４Ｇ 電圧センサ
１４Ｈ 電流センサ
１４Ｉ 接地端子
１５Ｓ 制御信号
１６Ａ 第２入力端子
１６Ｂ 第２入力端子
１６Ｃ コンデンサ
１６Ｄ 電圧センサ
１６Ｅ 第２出力端子
１６Ｆ 第２出力端子
１６Ｇ 電圧センサ
１６Ｈ 電流センサ
１６Ｉ 接地端子
１７Ｓ 制御信号
２０ 制御装置
３０Ａ グラフ
３０Ｂ グラフ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】