特開 2023-124240 自立連系システム及びパワーコンディショナ

(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】P2023124240

(43)【公開日】2023-09-06

(54)【発明の名称】自立連系システム及びパワーコンディショナ

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20230830BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20230830BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 180

H02J3/38 130

H02M7/48 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022027888

(22)【出願日】2022-02-25

(71)【出願人】

【識別番号】000217491

【氏名又は名称】ダイヤゼブラ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】國分 友輝

(72)【発明者】

【氏名】アリプル ジャベル

【テーマコード（参考）】

5G066

5H770

【Ｆターム（参考）】

5G066HA06

5G066HA11

5G066HB06

5G066HB09

5G066JB03

5H770BA11

5H770CA01

5H770CA05

5H770CA06

5H770DA22

5H770DA30

5H770LA07Y

5H770LB07

(57)【要約】

【課題】複数のパワーコンディショナによる自立運転を相互間での情報通信をすることなく実現する。
【解決手段】自立連系システムは、自立運転が可能に構成された第１のパワーコンディショナＰＣＳ１と、連系端子Ｐ２２の電圧及び周波数にしたがって連系端子Ｐ２２の出力を制御するように構成された第２のパワーコンディショナとを備える。第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、蓄電手段ＢＴの充電の可不可状態を検知する検知手段と、自立端子Ｐ１３の電圧または周波数の少なくとも一方を制御する制御手段とを備える。制御手段は、蓄電手段ＢＴが充電不可状態にあることが検知された場合に、自立端子Ｐ１３の周波数を系統連系規定の規格範囲外に変化させて、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の出力を停止させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

充放電が可能な蓄電手段を含む第１の分散型電源が接続される第１の電源端子と、負荷に接続される自立端子とを有し、前記負荷を電力系統から切り離した状態にして前記自立端子を介して前記第１の分散型電源から供給された電力を前記負荷に供給する自立運転が可能に構成された第１のパワーコンディショナと、
第２の分散型電源が接続される第２の電源端子と、前記自立端子及び前記負荷に接続される連系端子とを有し、前記連系端子の電圧及び周波数にしたがって当該連系端子の出力を制御するように構成された第２のパワーコンディショナとを備え、
前記第１のパワーコンディショナは、
前記蓄電手段の充電の可不可状態を検知する検知手段と、
前記自立端子の電圧または周波数の少なくとも一方を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記蓄電手段が充電不可状態にあることが検知された場合に、前記自立端子の周波数を系統連系規定の規格範囲外に変化させて、前記第２のパワーコンディショナの出力を停止させる
自立連系システム。

【請求項2】

前記第１のパワーコンディショナの制御手段は、前記自立端子の周波数を、前記系統連系規定の規格範囲外である第１の周波数に変化させた後に、前記第１の周波数より前記系統連系規定からのずれ幅が小さくかつ前記第２のパワーコンディショナが相互接続動作をしない第２の周波数に変化させる
請求項１に記載の自立連系システム。

【請求項3】

前記検知手段は、前記蓄電手段の充電量を取得し、前記蓄電手段の充電量を検知するするように構成され、
前記第１のパワーコンディショナの制御手段は、
前記検知手段で取得された前記蓄電手段の充電量が所定の第１閾値以上となったことが検知された場合に、前記蓄電手段が充電不可状態にあると判断して前記自立端子の周波数を系統連系規定の範囲外に変化させる第１工程と、
前記第１工程の後に、前記検知手段で取得された前記蓄電手段の充電量が前記第１閾値より小さい所定の第２閾値未満となった場合に、前記自立端子の周波数を前記系統連系規定の規格範囲内に戻す第２工程を実行する
請求項１または２に記載の自立連系システム。

【請求項4】

充放電が可能な蓄電手段を含む第１の分散型電源の供給電力を受けて、電線に接続された負荷に供給するパワーコンディショナであって、
前記負荷には、前記電線の電圧及び周波数にしたがって前記電線への出力電力を制御するように構成された系統連系型パワーコンディショナが前記電線を介して接続されており、
前記パワーコンディショナは、
前記第１の分散型電源が接続される第１の電源端子と、前記電線に接続される自立端子とを有し、前記負荷を電力系統から切り離した状態にして前記自立端子を介して前記第１の分散型電源から供給された電力を前記負荷に供給する自立運転が可能に構成され、
前記蓄電手段の充電の可不可状態を検知する検知手段と、
前記自立端子の電圧または周波数の少なくとも一方を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記蓄電手段が充電不可状態にあることが検知された場合に、前記自立端子の周波数を系統連系規定の規格範囲外に変化させて、前記系統連系型パワーコンディショナの出力を停止させる
パワーコンディショナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽光発電手段及び蓄電手段等の分散型電源と電力変換装置とを備えた自立連系システム及びパワーコンディショナに関するものである。

【背景技術】

【0002】

太陽光発電手段を活用した発電システムにおいて、停電等の場合に、電力系統から切り離した状態でパワーコンディショナを動作させ、負荷に電源を供給するいわゆる自立運転が行われている。

【0003】

例えば、特許文献１には、電力系統において停電が発生していない場合に電力系統から供給される交流電力を負荷に供給する連系運転を行い、電力系統において停電が発生した場合に負荷と電力系統とを接続しない状態にして直流電源からの供給電力を負荷に供給する自立運転を行う機能を有する系統連系インバータ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１８４６７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、自立運転機能を有するパワーコンディショナ（以下、「自立型ＰＣＳ」という）から自立運転時における負荷に対する供給能力を増強したり、自立型ＰＣＳのみでは出力電力もしくは太陽光発電手段の発電量が不足する場合のために、他の分散型電源に接続されたパワーコンディショナ（「系統連系型ＰＣＳ」という）を接続して電力を追加供給するニーズがある。

【0006】

しかしながら、系統連系型ＰＣＳからの供給電力が負荷での消費電力を超過している状態が継続した場合に、自立型ＰＣＳの蓄電手段が満充電状態となることが想定される。そうすると、自立型ＰＣＳのバス電圧が上昇する等に起因して不具合が発生したり、自立型ＰＣＳ及び系統連系型ＰＣＳの両パワーコンディショナが停止状態となり、負荷に電源供給ができなくなるおそれがある。

【0007】

これに対し、例えば、系統連系型ＰＣＳにおいて、自立型ＰＣＳの蓄電手段の状態を監視し、系統連系型ＰＣＳの出力電力量を調整する方法がある。しかしながら、系統連系型ＰＣＳにおいて、追加の出力制御機能を設ける必要があるという問題がある。

【0008】

上記問題に鑑み、本発明は、複数のパワーコンディショナによる自立運転を、複数のパワーコンディショナ間における情報のやりとりをすることなく実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１態様では、自立連系システムを対象として、充放電が可能な蓄電手段を含む第１の分散型電源が接続される第１の電源端子と、負荷に接続される自立端子とを有し、前記負荷を電力系統から切り離した状態にして前記自立端子を介して前記第１の分散型電源から供給された電力を前記負荷に供給する自立運転が可能に構成された第１のパワーコンディショナと、第２の分散型電源が接続される第２の電源端子と、前記自立端子及び前記負荷に接続される連系端子とを有し、前記連系端子の電圧及び周波数にしたがって当該連系端子の出力を制御するように構成された第２のパワーコンディショナとを備え、前記第１のパワーコンディショナは、前記蓄電手段の充電の可不可状態を検知する検知手段と、前記自立端子の電圧または周波数の少なくとも一方を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記蓄電手段が充電不可状態にあることが検知された場合に、前記自立端子の周波数を系統連系規定の規格範囲外に変化させて、前記第２のパワーコンディショナの出力を停止させる、構成とした。

【0010】

上記の第１態様の構成によると、第１のパワーコンディショナは、蓄電手段が充電不可状態の場合に、第２のパワーコンディショナとの間で情報のやり取りをすることなく、第２のパワーコンディショナの出力を停止させることができる。これにより、例えば、蓄電手段が満充電にもかかわらず、第２のパワーコンディショナからの放電電力が第１のパワーコンディショナに給電され続けて、自立連系システムの不具合が発生したり、負荷への電源供給が停止されるといった事態を回避することができる。言い換えると、本態様の自立連系システムでは、複数のパワーコンディショナとの間における情報のやり取りをすることなく、複数のパワーコンディショナによる自立運転を実現することができる。

【0011】

上記態様において、前記第１のパワーコンディショナの制御手段は、前記自立端子の周波数を、前記系統連系規定の規格範囲外である第１周波数に変化させた後に、前記第１周波数より小さくかつ第２のパワーコンディショナが相互接続動作に復帰しない第２周波数に変化させる、としてもよい。

【0012】

この構成によると、第１のパワーコンディショナの制御手段は、第２のパワーコンディショナが相互接続動作に復帰しない状態を継続させるのに際して、第１周波数より小さい第２周波数に変化させるので、負荷への影響をできるだけ与えないようにすることができる。

【0013】

上記態様において、前記検知手段は、前記蓄電手段の充電量を取得し、前記蓄電手段の充電量を検知するするように構成され、前記第１のパワーコンディショナの制御手段は、前記検知手段で取得された前記蓄電手段の充電量が所定の第１閾値以上となったことが検知された場合に、前記蓄電手段が充電不可状態にあると判断して前記自立端子の周波数を系統連系規定の範囲外に変化させる第１工程と、前記第１工程の後に、前記検知手段で取得された前記蓄電手段の充電量が前記第１閾値より小さい所定の第２閾値未満となった場合に、前記自立端子の周波数を前記系統連系規定の規格範囲内に戻す第２工程を実行する、としてもよい。

【0014】

この構成によると、第１のパワーコンディショナの蓄電手段が充電可能な状態になった場合には、その充電を再開することができるので、第２のパワーコンディショナの発電電力を有効に活用することができる。

【0015】

本発明の第２態様では、充放電が可能な蓄電手段を含む第１の分散型電源の供給電力を受けて、電線に接続された負荷に供給するパワーコンディショナを対象として、前記負荷には、前記電線の電圧及び周波数にしたがって前記電線への出力電力を制御するように構成された系統連系型パワーコンディショナが前記電線を介して接続されており、前記パワーコンディショナは、前記第１の分散型電源が接続される第１の電源端子と、前記電線に接続される自立端子とを有し、前記負荷を電力系統から切り離した状態にして前記自立端子を介して前記第１の分散型電源から供給された電力を前記負荷に供給する自立運転が可能に構成され、前記蓄電手段の充電の可不可状態を検知する検知手段と、前記自立端子の電圧または周波数の少なくとも一方を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記蓄電手段が充電不可状態にあることが検知された場合に、前記自立端子の周波数を系統連系規定の規格範囲外に変化させて、前記系統連系型パワーコンディショナの出力を停止させる、構成とした。

【0016】

上記第２態様のパワーコンディショナは、第１態様の場合と同様に、蓄電手段が充電不可状態の場合に、系統連系型パワーコンディショナとの間で情報のやり取りをすることなく、系統連系型パワーコンディショナの出力を停止させることができる。これにより、例えば、蓄電手段が満充電にもかかわらず、系統連系型パワーコンディショナからの放電電力が継続して入力されることによる不具合が発生したり、負荷への電源供給が停止されるといった事態を回避することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によると、複数のパワーコンディショナによる自立運転を、複数のパワーコンディショナ間における情報のやりとりをすることなく実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る自立連系システムの全体構成を示した図

【図2】自立連系システムの動作例を示すフローチャート

【図3】自立連系システムの動作例を示すタイミングチャート

【図4】系統連系規定について説明するための図

【図5】自立連系システムの他の動作例を示すタイミングチャート

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用範囲あるいはその用途を制限することを意図するものではない。

【0020】

図１は実施形態に係る自立連系システムの構成例を示した図である。

【0021】

図１に示すように、自立連系システムは、第１の分散型電源システム１０と、第２の分散型電源システム２０とを備える。

【0022】

－第１の分散型電源システム－
第１の分散型電源システム１０は、太陽光発電手段ＰＶ１と、蓄電池等の蓄電手段ＢＴと、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１とを備える。太陽光発電手段ＰＶ１及び蓄電手段ＢＴは、第１の分散型電源の一例である。

【0023】

第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、系統連系運転及び自立運転が可能に構成されている。

【0024】

本開示において、「系統連系運転」とは、電力系統から供給される交流電力を負荷に供給する運転状態を指す。また、後述する「系統連系モード」とは、連系端子の電圧と周波数にしたがって、分散型電源から最大電力を取り出して出力するように制御する動作モードである。

【0025】

また、「自立運転」とは、停電等が発生して電力系統からの電力の供給が停止した場合に、負荷と電力系統との接続を切り離した状態にして分散型電源からの供給電力を負荷に供給することを指す。また、後述する「自立モード」とは、自立運転時に、自立端子を介した充放電が可能な状態にする動作モードである。

【0026】

第１のパワーコンディショナＰＣＳ１には、太陽光発電手段ＰＶ１が接続される入力端子Ｐ１１と、蓄電手段ＢＴが接続される入出力端子Ｐ１２と、負荷７に接続される自立端子Ｐ１３とが設けられている。入力端子Ｐ１１及び入出力端子Ｐ１２は、第１の電源端子の一例である。

【0027】

第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、自立モードで動作する場合に、後述する制御部の制御に基づいて、自立端子Ｐ１３の電圧と周波数を確定させるように構成されている。また、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、自立モードにおいて、自立端子に入出力される電力バランスを維持するために、太陽光発電手段ＰＶ１及び／または蓄電手段ＢＴから入力された電力を自立端子Ｐ１３を介して放電させたり、自立端子Ｐ１３からの入力された電力を蓄電手段ＢＴに充電させたりする。

【0028】

第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、蓄電手段ＢＴの充電の可不可状態（充電可／充電不可）を検知する検知手段と、自立端子の電圧または周波数の少なくとも一方を制御する制御手段とを備える。

【0029】

図１には、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１の具体的な構成例を示す。ただし、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１の構成は、図１の構成に限定されない。

【0030】

図１の例において、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２と、双方向型のＤＣ／ＡＣインバータ１３（以下、単に「インバータ１３」という）と、制御部１４とを備える。

【0031】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、入力端子Ｐ１１を介して太陽光発電手段ＰＶ１に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、太陽光発電手段ＰＶ１で発電された電力を受け、発電電圧に応じて昇圧または降圧し、ＤＣバス１５を介してインバータ１３に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、太陽光発電手段ＰＶ１から取り出す電力量を制御することが可能に構成され、例えば、最大動作点追従制御が可能に構成されている。この最大動作点追従制御を行うことで、太陽光発電手段ＰＶ１から最大電力を取り出すことができる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、従来から知られた構成を用いることができるので、ここでは詳細な回路構成の説明を省略する。

【0032】

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、双方向型のＤＣ／ＤＣコンバータであり、入出力端子Ｐ１２を介して蓄電手段ＢＴに接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、制御部１４から受信した充放電制御信号に基づいて蓄電手段ＢＴの充放電を制御する。蓄電手段ＢＴの放電電力は、ＤＣバス１５を介してインバータ１３に出力される。また、充電の際には、ＤＣバス１５を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１２に入力された電力が蓄電手段ＢＴに充電される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、従来から知られた構成を用いることができるので、ここでは詳細な回路構成の説明を省略する。

【0033】

インバータ１３は、双方向型のインバータである。放電の際には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１，１２からの出力電力が足し合わされてインバータ３３に入力され、直流交流変換されて、自立端子Ｐ１３または電力系統に接続される連系端子（図示省略）から出力される。また、充電の際には、自立端子Ｐ１３または連系端子からインバータに入力された電力が交流直流変換されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２を介して蓄電手段ＢＴに充電される。なお、インバータ１３には、従来から知られた構成を用いることができるので、ここでは詳細な回路構成の説明を省略する。

【0034】

制御部１４は、例えばマイコンに記憶されたプログラムで実現されており、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１の各部を制御する機能を備える。また、制御部１４は、外部から設定された各種設定情報、ＣＴセンサ（図示省略）で検出された電流値及び／または蓄電手段ＢＴから取得された前述の蓄電情報等の各種情報を受信して一元管理する機能を備える。

【0035】

この例では、制御部１４は、取得・管理している情報に基づいて、蓄電手段の充電の可不可状態を検知する検知手段としての機能を備える。例えば、前記取得対象の情報として、蓄電手段ＢＴの最大充電電力（スペック）を超過したことを示す情報、蓄電手段ＢＴの現在の蓄電量を示す情報、及び／または、蓄電手段ＢＴが放電していることを示す情報を取得する。そしてこれらの取得情報に基づいて、蓄電手段ＢＴの充電可不可状態を検知する。なお、蓄電手段ＢＴの充電可不可状態の検知方法は、上記の方法に限定されるものではなく、例えば、専用のセンサ等を設け、そのセンサからの入力情報に基づいて充電可不可状態を検知してもよい。また、制御部１４とは独立して検知手段の機能を実現する構成を設けてもよい。

【0036】

また、制御部１４は、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１の出力、すなわち、自立端子Ｐ１３及び系統連系端子（図示省略）の電圧及び／または周波数を設定する制御手段としての機能を備える。

【0037】

例えば、制御部１４は、通常運転状態（系統連系モードでの動作）において、系統連系規定にしたがって第１のパワーコンディショナＰＣＳ１の出力を所定の電圧及び所定の周波数（例えば、６０．０Ｈｚ）に設定する。また、例えば、制御部１４は、蓄電手段が充電不可状態にあることが検知された場合に、自立端子Ｐ１３の周波数を系統連系規定の規格範囲外に変化させる。制御部１４による自立端子Ｐ１３の周波数制御については、後ほど具体例を挙げて説明する。

【0038】

－第２の分散型電源システム－
第２の分散型電源システム２０は、太陽光発電手段ＰＶ２と、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２とを備える。第２のパワーコンディショナＰＣＳ２は、系統連系運転が可能に構成されており、系統連系型パワーコンディショナの一例である。また、太陽光発電手段ＰＶ２は、第２の分散型電源の一例である。

【0039】

第２のパワーコンディショナＰＣＳ２には、太陽光発電手段ＰＶ２が接続される入力端子Ｐ２１と、負荷７に接続される連系端子Ｐ２２とが設けられている。入力端子Ｐ２１は、第２の電源端子の一例である。

【0040】

図１には、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の具体的な構成例を示す。ただし、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の構成は、図１の構成に限定されない。

【0041】

図２の例において、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、ＤＣ／ＡＣインバータ２３（以下、単に「インバータ２３」という）と、制御部２４とを備える。

【0042】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、入力端子Ｐ２１を介して太陽光発電手段ＰＶ２に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、太陽光発電手段ＰＶ２で発電された電力を受け、発電電圧に応じて昇圧または降圧し、ＤＣバス２５を介してインバータ２３に出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、太陽光発電手段ＰＶ２から取り出す電力量を制御することが可能に構成され、例えば、最大動作点追従制御が可能に構成されている。この最大動作点追従制御を行うことで、太陽光発電手段ＰＶ２から最大電力を取り出すことができる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、従来から知られた構成を用いることができるので、ここでは詳細な回路構成の説明を省略する。

【0043】

インバータ２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１からの出力電力を入力として受け、直流交流変換して連系端子Ｐ２２から出力する。なお、インバータ２３には、従来から知られた構成を用いることができるので、ここでは詳細な回路構成の説明を省略する。

【0044】

制御部２４は、例えばマイコンに記憶されたプログラムで実現されており、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の各部を制御する機能を備える。また、制御部２４は、外部から設定された各種設定情報やＣＴセンサ（図示省略）で検出された電流値等の各種情報を受信して一元管理する機能を備える。

【0045】

具体的には、制御部２４は、通常運転時には、系統連系モードで動作するように構成されており、系統連系モードでは、連系端子Ｐ２２の電圧及び周波数にしたがって連系端子Ｐ２２の出力（電圧及び周波数）が系統連系規定の規格範囲内になるように制御する。

【0046】

－自立連系システムの動作例（１）－
次に、図２及び図３を参照しつつ、自立連系システムの動作について説明する。

【0047】

（ステップＳ１１）
この例では、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１及び第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の電源がＯＮされ、ステップＳ１１（図４の時刻ｔ１０）において、停電等が発生していない通常運転をしているものとする。言い換えると、ステップＳ１１において、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１及び第２のパワーコンディショナＰＣＳ２は、系統連系モードで動作しているものとする。通常運転では、電力系統から供給される交流電力が負荷７に供給される。

【0048】

（ステップＳ１２）
次のステップＳ１２では、停電等により電力系統からの電源供給が遮断されているかどうかが判定される。具体的な判定方法は、特に限定されず、従来から知られている方法を使用することができる。

【0049】

ステップＳ１２において、電力系統からの電源供給が遮断されていない場合（Ｓ１２でＮＯ）、通常運転が継続される。一方で、停電等により電力系統からの電源供給が遮断された場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、フローはステップＳ１３に進む。

【0050】

（ステップＳ１３）
ステップＳ１３において、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、系統連系モードから自立モードに移行し、自立運転に切り替わる（図４の時刻ｔ１１）。言い換えると、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、電力系統と負荷７との接続を切り離して、第１の分散型電源（太陽光発電手段ＰＶ１または蓄電手段ＢＴ）からの供給電力を自立端子Ｐ１３を介して負荷７に供給する。言い換えると、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１は、負荷に供給する電力が停止しないように動作する。

【0051】

時刻ｔ１２では、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２が立ち上がり、連系端子Ｐ２２の電圧及び周波数が系統連系時と同様の状態になる。そうすると、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２は、自動的に系統連系モードでの動作を再開する。この例では、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２からの供給電力が負荷７での消費電力よりも大きいものとする。そうすると、自立端子Ｐ１３を介して差分電力が入力され、蓄電手段ＢＴへの充電が開始される。図３では、上から３段目に蓄電手段ＢＴの充電量Ｒを図示しており、時刻ｔ１２から充電量Ｒ（初期値＝Ｒ０とする）が上昇し始める。

【0052】

（ステップＳ１４）
ステップ１４では、蓄電手段ＢＴへの充電の可不可状態が判定される。例えば、蓄電手段ＢＴが満充電に近い状態である場合や異常等により第１のパワーコンディショナＰＣＳ１が自立端子Ｐ１３から入力される充電電力を引き込めない状態にある場合、充電不可と判定される。この例では、制御部１４は、蓄電手段ＢＴの充電量が所定の閾値Ｒｔ１を超えると充電不可と判定するものとする。所定の閾値Ｒｔ１は、任意に設定することができ、例えば、満充電よりも少しマージンを持たせた値に設定される。

【0053】

ステップＳ１４において、充電可能と判定された場合、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１及び第２のパワーコンディショナＰＣＳ２では、系統連系モードでの動作が継続される。そして、時刻ｔ１３において、蓄電手段ＢＴの充電量が閾値Ｒｔ１を超えると、制御部１４において、蓄電手段ＢＴが充電不可状態と判定され（Ｓ１４で不可判定）、フローは次のステップＳ１５に進む。

【0054】

（ステップＳ１５）
ステップＳ１５において、制御部１４は、自立端子Ｐ１３の周波数を系統連系規定の規格範囲外に変化させて、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の出力を停止させる処理を行う。ステップＳ１４及びステップＳ１５での処理は、第１工程の一例である。

【0055】

具体的には、例えば、制御部１４は、図５に示す系統連系規定（系統連系規程）の保護協調に対して、自立端子Ｐ１３の周波数を規格範囲外に変化させる。例えば、制御部１４は、自立端子Ｐ１３の周波数ｆを運転継続の上限周波数（例えば、６１Ｈｚ）よりも１Ｈｚ程度大きい周波数ｆ１に設定し、その継続時間ｔｘ（ｔｘ＝ｔ１４－ｔ１３）を規定時間（０．０６秒）よりも長く設定する。このとき、例えば、制御部１４は、自立端子Ｐ１３の周波数ｆの変化の傾きを＋２Ｈｚに設定する。

【0056】

第２のパワーコンディショナＰＣＳ２において、連系端子Ｐ２２の周波数が規定を外れたことが検知されると、制御部２４は、インバータ２３の出力を停止させる（時刻ｔ１４）。周波数ｆ１は、第１の周波数の一例である。

【0057】

さらに、制御部１４は、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２を停止させ続けることを目的として、自立端子Ｐ１３の周波数ｆを、周波数ｆ１に変化させた後に、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２が復帰動作をしない周波数ｆ２（ｆ２＜ｆ１）に変化させる。周波数ｆ２は、任意に設定できるが、例えば、「ｆ２＝規定の定格上限値＋ΔＦ」に設定される。例えば、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２は、規定の定格周波数値よりもΔＦ（例えば、ΔＦ＝０．１Ｈｚ）よりも大きい場合には、相互接続動作（いわゆる復帰動作）を行わないように構成されている。周波数ｆ２は、第２の周波数の一例である。

【0058】

（ステップＳ１６）
ステップ１６では、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２が放電可能な状態になっているかどうかが判定される。放電可能かどうかは、例えば、蓄電手段ＢＴにおいて第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の放電電力を充電できるかどうか、または、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の放電電力が負荷で消費されるかどうか、に基づいて判断することができる。具体的には、制御部１４は、例えば、バス電圧に基づいて放電可能かどうかを判断することができる。例えば、制御部１４は、バス電圧が下がれば供給電力不足と判断して供給量を増やし、バス電圧が上がれば供給過剰と判断して供給量を下げるように制御する。第２のパワーコンディショナＰＣＳ２についても同様である。この例では、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１の制御部１４は、蓄電手段ＢＴの充電量が所定の閾値Ｒｔ２未満となった場合に、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２が放電可能な状態になっていると判定し、フローは次のステップＳ１７に進む。

【0059】

（ステップＳ１７）
ステップＳ１７において、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１の制御部１４は、自立端子Ｐ１３の周波数を系統連系規定の規格範囲内に戻す（時刻ｔ１５）。

【0060】

連系端子Ｐ２２の周波数が系統連系規定の規格範囲内に戻ると、制御部２４は、連系端子Ｐ２２の周波数の検知結果に基づいて、系統連系モードでの動作に移行し、インバータ２３の出力を再開させる（時刻ｔ１５）。そして、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１では、蓄電手段ＢＴの充電が再開される。このように、蓄電手段ＢＴが充電可能な状態になった場合には、その充電を再開することができるので、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の発電電力を有効に活用することができる。ステップＳ１６及びステップＳ１７での処理は、第２工程の一例である。

【0061】

そして、電力系統が復帰するまでの間、ステップＳ１４からステップＳ１７の動作が繰り返される。

【0062】

以上のように、本実施形態によると、制御部１４は、蓄電手段ＢＴの蓄電量が蓄電手段が充電不可状態にあることが検知された場合に、自立端子Ｐ１３の周波数ｆを系統連系規定の規格範囲外に変化させて、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の出力を停止させる。これにより、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１と第２のパワーコンディショナＰＣＳ２との間で情報のやり取りをすることなく、複数のパワーコンディショナＰＣＳ１，ＰＣＳ２による自立運転を実現することができる。言い換えると、本開示の自立連系システムは、第２のパワーコンディショナＰＳＣ２に新たな機能を追加する必要がなく、既存のシステムに第１のパワーコンディショナＰＳＣ１を追加するだけでよいという特徴がある。

【0063】

また、制御部１４は、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２が相互接続動作に復帰しない状態を継続させるために、自立端子Ｐ１３の周波数ｆを周波数ｆ１より小さい周波数ｆ２に変化させる。これにより、負荷７への影響をできるだけ与えないようにすることができる。

【0064】

また、系統連系規程の動作に加えて、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の復帰前の周波数設定を実施することで、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１の蓄電手段ＢＴの放電動作時間を確保することができる。これにより、蓄電手段ＢＴは放電された状態に至るので、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２は、運転復帰後にチャタリングを起こすことなく、蓄電手段ＢＴへの電力供給が可能になる。

【0065】

－自立連系システムの動作例（２）－
次に、自立連系システムの動作の他の例について、図２及び図５を参照しつつ説明する。なお、ここでは、「自立連系システムの動作例（１）」（以下、単に「動作例１」という）との相違点を中心に説明する。具体的に、本動作例では、処理の全体フローは、図２と同じである。一方で、ステップＳ１４における充電可不可状態の判定方法、及び、ステップＳ１５における出力周波数の調整方法が、動作例１と異なっている。

【0066】

なお、説明の便宜上、図５において、図３と共通または対応する要素については、同じ符号を付して説明を省略する場合がある。

【0067】

（ステップＳ１４）
この例では、ステップ１４において、ＤＣバス１５のバス電圧Ｖｂに基づいて蓄電手段ＢＴへの充電の可不可状態が判定される。具体的には、動作例１と同様に、時刻ｔ１２から充電量Ｒ（初期値＝Ｒ０とする）が上昇し始める。その後、蓄電手段ＢＴ充電量Ｒが満充電状態Ｒ３になると、バス電圧Ｖｂが上昇し始める（時刻ｔ３３）。この例では、制御部１４は、バス電圧Ｖｂが所定の閾値Ｖｔを超えると充電不可と判定するものとする。所定の閾値Ｖｔは、任意に設定することができる。

【0068】

ステップＳ１４において、充電可能と判定された場合、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１及び第２のパワーコンディショナＰＣＳ２では、系統連系モードでの動作が継続される。そして、時刻ｔ３４において、バス電圧Ｖｂが閾値Ｖｔを超えると、制御部１４において、蓄電手段ＢＴが充電不可状態と判定され（Ｓ１４で不可判定）、フローは次のステップＳ１５に進む。

【0069】

（ステップＳ１５）
この例では、動作例１と同様に、制御部１４は、自立端子Ｐ１３の周波数を系統連系規定の規格範囲外に変化させるが、その変化の方向が異なる例を示している。具体的に、制御部１４は、自立端子Ｐ１３の周波数ｆを運転継続の下限周波数（例えば、６０Ｈｚ）よりも１Ｈｚ程度小さい周波数ｆ３に設定し、その継続時間ｔｘ（ｔｘ＝ｔ１４－ｔ３４）を規定時間（０．０６秒）よりも長く設定する。このとき、例えば、制御部１４は、自立端子Ｐ１３の周波数ｆの変化の傾きを－２Ｈｚに設定する。

【0070】

第２のパワーコンディショナＰＣＳ２において、連系端子Ｐ２２の周波数が規定を外れたことが検知されると、制御部２４は、インバータ２３の出力を停止させる（時刻ｔ１４）。

【0071】

さらに、制御部１４は、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２を停止させ続けることを目的として、自立端子Ｐ１３の周波数ｆを、周波数ｆ３に変化させた後に、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２が復帰動作をしない周波数ｆ４に変化させる。ここで、周波数ｆ４は、周波数ｆ３よりも系統連系規定からのずれ幅が小さい周波数である。周波数ｆ４は、任意に設定できるが、例えば、「ｆ４＝規定の定格上限値＋ΔＦ」に設定される。動作例１と同様に、例えば、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２は、規定の定格周波数値よりもΔＦ（例えば、ΔＦ＝０．１Ｈｚ）よりも大きい場合には、相互接続動作（いわゆる復帰動作）を行わないように設定されている。

【0072】

この例においても、制御部１４は、蓄電手段ＢＴの蓄電量が蓄電手段が充電不可状態にあることが検知された場合に、自立端子Ｐ１３の周波数ｆを系統連系規定の規格範囲外に変化させて、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２の出力を停止させる。これにより、第１のパワーコンディショナＰＣＳ１と第２のパワーコンディショナＰＣＳ２との間で情報のやり取りをすることなく、複数のパワーコンディショナによる自立運転を実現することができる。

【0073】

また、制御部１４は、第２のパワーコンディショナＰＣＳ２が相互接続動作に復帰しない状態を継続させるために、自立端子Ｐ１３の周波数ｆを周波数ｆ４に変化させるので、負荷への影響を与えないようにすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明によると、複数のパワーコンディショナによる自立運転を相互間での情報通信をすることなく実現することができるので極めて有用である。また、第２のパワーコンディショナに機能を追加する必要がなく、既存の装置（システム）に第１のパワーコンディショナを追加するだけでよいので極めて有用である。

【符号の説明】

【0075】

１４ 制御部（蓄電情報取得手段、制御手段）
ＢＴ 蓄電手段（第１の分散型電源）
Ｐ１１ 入力端子（第１の電源端子）
Ｐ１２ 入出力端子（第１の電源端子）
Ｐ１３ 自立端子
Ｐ２１ 入力端子（第２の電源端子）
Ｐ２２ 連系端子
ＰＣＳ１ 第１のパワーコンディショナ
ＰＣＳ２ 第２のパワーコンディショナ
ＰＶ１ 太陽光発電手段（第１の分散型電源）
ＰＶ２ 太陽光発電手段（第２の分散型電源）
ｆ１ 周波数（第１の周波数）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】