(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】P2023144897
(43)【公開日】2023-10-11
(54)【発明の名称】制御装置および制御方法
(51)【国際特許分類】
H02J 1/00 20060101AFI20231003BHJP
H02J 7/35 20060101ALI20231003BHJP
【ＦＩ】
H02J1/00 306L
H02J7/35 B
H02J1/00 306B
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022052091
(22)【出願日】2022-03-28
(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】弁理士法人 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）】
5G165BB02
5G165BB09
5G165CA02
5G165CA04
5G165DA01
5G165DA07
5G165EA02
5G165EA03
5G165FA01
5G165GA04
5G165HA01
5G165HA07
5G165HA09
5G165HA17
5G165HA20
5G165JA04
5G165JA07
5G165JA09
5G165KA02
5G165KA05
5G165LA01
5G165LA02
5G165LA03
5G165MA09
5G165MA10
5G165PA01
5G503AA01
5G503AA06
5G503BA01
5G503BB02
5G503CA01
5G503CA10
5G503CA11
5G503CC02
5G503DA04
5G503DA07
5G503DA15
5G503DA17
5G503DA18
5G503DA19
5G503EA02
5G503EA06
5G503GB03
5G503GD03
5G503GD06
(57)【要約】
【課題】負荷における電圧を、許容範囲内とすることが可能な制御装置を実現する。
【解決手段】制御装置（３０）は、母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定部（３４）と、母線電圧が下限値未満である場合に、母線電圧が下限値以上となるように、蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部（３６）と、を備え、下限値は、直流母線に接続されている負荷のそれぞれについて定められる下限電圧のうち、最も大きい値とする。
【選択図】図２
【解決手段】制御装置（３０）は、母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定部（３４）と、母線電圧が下限値未満である場合に、母線電圧が下限値以上となるように、蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部（３６）と、を備え、下限値は、直流母線に接続されている負荷のそれぞれについて定められる下限電圧のうち、最も大きい値とする。
【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、
前記直流母線への前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定部と、
前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、
前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする制御装置。
前記直流母線への前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定部と、
前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、
前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする制御装置。
【請求項2】
前記１または複数の負荷は、遮断器を介して前記直流母線に接続され、
前記制御装置は、前記遮断器により前記負荷が前記直流母線から解列しているか否かを示す解列情報を取得する解列情報取得部をさらに備え、
前記下限値は、前記遮断器により前記直流母線から解列していない前記負荷についての前記下限電圧のうち、最も大きい値とする請求項１に記載の制御装置。
前記制御装置は、前記遮断器により前記負荷が前記直流母線から解列しているか否かを示す解列情報を取得する解列情報取得部をさらに備え、
前記下限値は、前記遮断器により前記直流母線から解列していない前記負荷についての前記下限電圧のうち、最も大きい値とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記１または複数の負荷のそれぞれにおいて、
前記直流母線の電圧低下時における、当該負荷における適正な電圧の下限をＶＬ、
当該負荷における消費電力をＰＬ、
前記直流母線から当該負荷までの配線距離をＤＬ、
前記直流母線から当該負荷までの配線における単位距離当たりのケーブルインピーダンスをＲ、
とした場合、
当該負荷についての前記接続点における前記下限電圧は、以下の式（１）により算出されるＶｂｕｓＬである請求項１または２に記載の制御装置。
ＶｂｕｓＬ＝ＶＬ＋ＰＬ／ＶＬ×Ｒ×ＤＬ×２ （１）
前記直流母線の電圧低下時における、当該負荷における適正な電圧の下限をＶＬ、
当該負荷における消費電力をＰＬ、
前記直流母線から当該負荷までの配線距離をＤＬ、
前記直流母線から当該負荷までの配線における単位距離当たりのケーブルインピーダンスをＲ、
とした場合、
当該負荷についての前記接続点における前記下限電圧は、以下の式（１）により算出されるＶｂｕｓＬである請求項１または２に記載の制御装置。
ＶｂｕｓＬ＝ＶＬ＋ＰＬ／ＶＬ×Ｒ×ＤＬ×２ （１）
【請求項4】
前記蓄電装置に充放電される電流をＩＣ、
前記蓄電装置と前記直流母線との間の配線距離をＤＣ、
とした場合、
前記負荷についての前記蓄電装置における下限電圧は、以下の式（３）により算出されるＶｃＬである請求項３に記載の制御装置。
ＶｃＬ＝ＶｂｕｓＬ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （３）
前記蓄電装置と前記直流母線との間の配線距離をＤＣ、
とした場合、
前記負荷についての前記蓄電装置における下限電圧は、以下の式（３）により算出されるＶｃＬである請求項３に記載の制御装置。
ＶｃＬ＝ＶｂｕｓＬ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （３）
【請求項5】
前記式（１）におけるＰＬは、前記負荷における消費電力の実測値である請求項３または４に記載の制御装置。
【請求項6】
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、
前記蓄電装置の接続点における母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する上限値判定部と、
前記接続点における母線電圧が前記上限値を超えている場合に、当該母線電圧が前記上限値以下となるように前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、
前記上限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の発電装置のそれぞれについて、当該発電装置と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合の前記接続点における上限電圧のうち、最も小さい値とする制御装置。
前記蓄電装置の接続点における母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する上限値判定部と、
前記接続点における母線電圧が前記上限値を超えている場合に、当該母線電圧が前記上限値以下となるように前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、
前記上限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の発電装置のそれぞれについて、当該発電装置と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合の前記接続点における上限電圧のうち、最も小さい値とする制御装置。
【請求項7】
前記１または複数の発電装置は、遮断器を介して前記直流母線に接続され、
前記制御装置は、前記遮断器により前記発電装置が前記直流母線から解列しているか否かを示す解列情報を取得する解列情報取得部をさらに備え、
前記上限値は、前記遮断器により前記直流母線から解列していない前記発電装置についての前記上限電圧のうち、最も小さい値とする請求項６に記載の制御装置。
前記制御装置は、前記遮断器により前記発電装置が前記直流母線から解列しているか否かを示す解列情報を取得する解列情報取得部をさらに備え、
前記上限値は、前記遮断器により前記直流母線から解列していない前記発電装置についての前記上限電圧のうち、最も小さい値とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項8】
前記１または複数の発電装置のそれぞれにおいて、
前記直流母線の電圧上昇時における、当該発電装置における適正な電圧の上限をＶＧ、
当該発電装置における発電電力をＰＧ、
前記直流母線から当該発電装置までの配線距離をＤＧ、
前記直流母線から当該発電装置までの配線における単位距離当たりのケーブルインピーダンスをＲ、
とした場合、
当該発電装置についての前記接続点における前記上限電圧は、以下の式（２）により算出されるＶｂｕｓＧである請求項６または７に記載の制御装置。
ＶｂｕｓＧ＝ＶＧ－ＰＧ／ＶＧ×Ｒ×ＤＧ×２ （２）
前記直流母線の電圧上昇時における、当該発電装置における適正な電圧の上限をＶＧ、
当該発電装置における発電電力をＰＧ、
前記直流母線から当該発電装置までの配線距離をＤＧ、
前記直流母線から当該発電装置までの配線における単位距離当たりのケーブルインピーダンスをＲ、
とした場合、
当該発電装置についての前記接続点における前記上限電圧は、以下の式（２）により算出されるＶｂｕｓＧである請求項６または７に記載の制御装置。
ＶｂｕｓＧ＝ＶＧ－ＰＧ／ＶＧ×Ｒ×ＤＧ×２ （２）
【請求項9】
前記蓄電装置に充放電される電流をＩＣ、
前記蓄電装置と前記直流母線との間の配線距離をＤＣ、
とした場合、
前記発電装置についての前記蓄電装置における下限電圧は、以下の式（４）により算出されるＶｃＧである請求項８に記載の制御装置。
ＶｃＧ＝ＶｂｕｓＧ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （４）
前記蓄電装置と前記直流母線との間の配線距離をＤＣ、
とした場合、
前記発電装置についての前記蓄電装置における下限電圧は、以下の式（４）により算出されるＶｃＧである請求項８に記載の制御装置。
ＶｃＧ＝ＶｂｕｓＧ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （４）
【請求項10】
前記式（２）におけるＰＧは、前記発電装置における発電電力の実測値である請求項８または９に記載の制御装置。
【請求項11】
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方法であって、
前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定ステップと、
前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御ステップと、を備え、
前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする制御方法。
前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定ステップと、
前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御ステップと、を備え、
前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする制御方法。
【請求項12】
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方法であって、
前記蓄電装置の接続点における母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する上限値判定ステップと、
前記接続点における母線電圧が前記上限値を超えている場合に、当該母線電圧が前記上限値以下となるように前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御ステップと、を備え、
前記上限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の発電装置のそれぞれについて、当該発電装置と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合の前記接続点における上限電圧のうち、最も小さい値とする制御方法。
前記蓄電装置の接続点における母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する上限値判定ステップと、
前記接続点における母線電圧が前記上限値を超えている場合に、当該母線電圧が前記上限値以下となるように前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御ステップと、を備え、
前記上限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の発電装置のそれぞれについて、当該発電装置と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合の前記接続点における上限電圧のうち、最も小さい値とする制御方法。
【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装置の充放電を制御する制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、複数の入力源と、これら複数の入力源からの入力を受けて出力する電力バスと、電力バスから出力される入力源からの電力を受ける複数の出力源とを備える電力融通システムが開示されている。当該電力融通システムにおいては、複数の入力源間の入力制御に、設定電圧の高い順に優先順位を与えて電力バスに入力制御する。また、複数の出力源への出力は、設定電圧の低い順に優先順位を与えて出力制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－３８１２６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に開示されている電力融通システムにおいては、電力バスと入力源または出力源との間の配線距離が長くなると、電力バスと入力源または出力源との間での電圧の変動が大きくなる。このため、電力バスにおける電圧を許容範囲に収まるように制御しても、入力源または出力源における電圧が許容範囲を逸脱する可能性があるという問題がある。
【0005】
本発明の一態様は、負荷における電圧を、配線距離によらず、配電システムにおける許容範囲内とすることが可能な制御装置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、前記直流母線への前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定部と、前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする。
【0007】
また、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、前記蓄電装置の接続点における母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する上限値判定部と、前記接続点における母線電圧が前記上限値を超えている場合に、当該母線電圧が前記上限値以下となるように前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、前記上限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の発電装置のそれぞれについて、当該発電装置と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合の前記接続点における上限電圧のうち、最も小さい値とする。
【0008】
また、本発明の一態様に係る制御方法は、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方法であって、前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定ステップと、前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御ステップと、を備え、前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする。
【0009】
また、本発明の一態様に係る制御方法は、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方法であって、前記蓄電装置の接続点における母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する上限値判定ステップと、前記接続点における母線電圧が前記上限値を超えている場合に、当該母線電圧が前記上限値以下となるように前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御ステップと、を備え、前記上限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の発電装置のそれぞれについて、当該発電装置と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合の前記接続点における上限電圧のうち、最も小さい値とする。
【0010】
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、コンピュータを前記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前記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】
【0011】
本発明の一態様によれば、負荷における電圧を、配線距離によらず、配電システムにおける許容範囲内とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施形態１に係る直流給配電システムの構成の一例を示す図である。
【図2】実施形態１に係る制御装置の構成を示す図である。
【図3】負荷および発電装置のそれぞれについての、実施形態１に係る制御に関連する値を示す図である。
【図4】実施形態１における、母線電圧と充放電制御部による制御との関係を示す図である。
【図5】実施形態１に係る制御装置による制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図6】下限値決定部が母線電圧の下限値を決定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図7】上限値決定部が母線電圧の上限値を決定する処理の一例を示すフローチャートである。
【図8】実施形態２における、母線電圧と蓄電池における電圧との関係を示す図である。
【図9】負荷および発電装置のそれぞれについての、実施形態２に係る制御に関連する値を示す図である。
【図10】実施形態３に係る直流給配電システムの構成の一例を示す図である。
【図11】実施形態３に係る制御装置の構成を示す図である。
【図12】実施形態３における母線電圧の下限値について説明するためのグラフである。
【図13】実施形態３における母線電圧の上限値について説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
〔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。
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
【0014】
（直流給配電システム１の構成）
図１は、実施形態１に係る直流給配電システム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、直流給配電システム１は、商用電源１０、蓄電池２０（蓄電装置）、制御装置３０、および直流母線４０を備える。また、直流給配電システム１においては、第１太陽電池パネル５０ａ、第２太陽電池パネル５０ｂ、第３太陽電池パネル５０ｃ、第１直流負荷６０ａ、第２直流負荷６０ｂ、および第３直流負荷６０ｃが、直流母線４０に接続されている。
図１は、実施形態１に係る直流給配電システム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、直流給配電システム１は、商用電源１０、蓄電池２０（蓄電装置）、制御装置３０、および直流母線４０を備える。また、直流給配電システム１においては、第１太陽電池パネル５０ａ、第２太陽電池パネル５０ｂ、第３太陽電池パネル５０ｃ、第１直流負荷６０ａ、第２直流負荷６０ｂ、および第３直流負荷６０ｃが、直流母線４０に接続されている。
【0015】
商用電源１０は、直流母線４０に対してＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）により電力を供給する。商用電源１０は、変圧器１１、ＡＣ－ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータ１２、およびブレーカー１３を介して直流母線４０に接続される。変圧器１１は、商用電源１０から入力されるＡＣの電圧を変圧する。ＡＣ－ＤＣコンバータ１２は、変圧器１１から入力される電力の形態を、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１２の代わりに整流回路を備えていてもよい。ブレーカー１３は、必要に応じてＡＣ－ＤＣコンバータ１２を直流母線４０から解列させる。
【0016】
蓄電池２０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４０へ供給する。蓄電池２０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１およびブレーカー２２を介して直流母線４０に接続されていてもよい。ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、制御装置３０から入力される指令値に基づいて、蓄電池２０から入力される電力を、ＤＣの電圧を変換して直流母線４０へ出力するか、または直流母線４０から入力される電力を、ＤＣの電圧を変換して蓄電池２０へ出力する。ブレーカー２２は、必要に応じて蓄電池２０を直流母線４０から解列させる。
【0017】
蓄電池２０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、または鉛蓄電池等の２次電池を備えた装置であり得る。しかし蓄電池２０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２０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、または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。
【0018】
制御装置３０は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を制御することで、蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を制御する。制御装置３０の具体的な構成については後述する。
【0019】
第１太陽電池パネル５０ａ、第２太陽電池パネル５０ｂ、および第３太陽電池パネル５０ｃ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４０へ供給する。第１太陽電池パネル５０ａは、ＤＣ－ＤＣコンバータ５１ａおよびブレーカー５２ａ（遮断器）を介して直流母線４０に接続される。ＤＣ－ＤＣコンバータ５１ａは、第１太陽電池パネル５０ａから入力される電力を、ＤＣの電圧を変換して出力する。ブレーカー５２ａは、必要に応じて、第１太陽電池パネル５０ａを直流母線４０から解列させる。
【0020】
第２太陽電池パネル５０ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ５１ｂおよびブレーカー５２ｂ（遮断器）を介して直流母線４０に接続される。第３太陽電池パネル５０ｃは、ＤＣ－ＤＣコンバータ５１ｃおよびブレーカー５２ｃ（遮断器）を介して直流母線４０に接続される。ＤＣ－ＤＣコンバータ５１ｂ，５１ｃの機能はＤＣ－ＤＣコンバータ５１ａの機能と同様である。ブレーカー５２ｂ，５２ｃの機能はブレーカー５２ａの機能と同様である。
【0021】
第１直流負荷６０ａ、第２直流負荷６０ｂ、および第３直流負荷６０ｃは、直流母線４０から直流電力を供給される。第１直流負荷６０ａは、ＤＣ－ＤＣコンバータ６１ａおよびブレーカー６２ａ（遮断器）を介して直流母線４０に接続される。ＤＣ－ＤＣコンバータ６１ａは、直流母線４０から入力される電力を、ＤＣの電圧を変換して出力する。ブレーカー６２ａは、必要に応じて、第１直流負荷６０ａを直流母線４０から解列させる。
【0022】
第２直流負荷６０ｂは、ＤＣ－ＤＣコンバータ６１ｂおよびブレーカー６２ｂ（遮断器）を介して直流母線４０に接続される。第３直流負荷６０ｃは、ＤＣ－ＤＣコンバータ６１ｃおよびブレーカー６２ｃ（遮断器）を介して直流母線４０に接続される。ＤＣ－ＤＣコンバータ６１ｂ，６１ｃの機能はＤＣ－ＤＣコンバータ６１ａの機能と同様である。ブレーカー６２ｂ，６２ｃの機能はブレーカー６２ａの機能と同様である。
【0023】
直流母線４０は、商用電源１０、第１太陽電池パネル５０ａ、第２太陽電池パネル５０ｂ、および第３太陽電池パネル５０ｃからの電力を、第１直流負荷６０ａ、第２直流負荷６０ｂ、および第３直流負荷６０ｃに供給する。また、直流母線４０は、母線電圧に応じて、蓄電池２０から電力を供給されるか、または蓄電池２０へ電力を供給する。
【0024】
直流母線４０には、直流コンデンサ４１が設けられている。母線電圧は、直流母線４０における位置によらず一定であるものとする。ただし、実施形態１においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において、電圧の降下は生じないものとする。このため、実施形態１においては、母線電圧をＤＣ－ＤＣコンバータ２１から検出することができる。
【0025】
以下の説明では、第１太陽電池パネル５０ａ、第２太陽電池パネル５０ｂ、および第３太陽電池パネル５０ｃを総称して、「発電装置」と称する場合がある。また、第１直流負荷６０ａ、第２直流負荷６０ｂ、および第３直流負荷６０ｃを総称して「負荷」と称する場合がある。直流給配電システム１において、直流母線４０に接続される負荷の数、および発電装置の数は、いずれも３に限られない。また、負荷の数と発電装置の数とが互いに異なっていてもよい。
【0026】
（制御装置３０の構成）
図２は、実施形態１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、解列情報取得部３１、下限値決定部３２、上限値決定部３３、下限値判定部３４、上限値判定部３５、および充放電制御部３６を備える。
図２は、実施形態１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、解列情報取得部３１、下限値決定部３２、上限値決定部３３、下限値判定部３４、上限値判定部３５、および充放電制御部３６を備える。
【0027】
解列情報取得部３１は、ブレーカー５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃから解列情報を取得する。解列情報は、負荷のそれぞれが直流母線４０から解列しているか否かを示す情報を含んでよい。また、解列情報は、発電装置のそれぞれが直流母線４０から解列しているか否かを示す情報を含んでよい。
【0028】
下限値決定部３２は、母線電圧の下限値を決定する。母線電圧の下限値は、直流母線４０に接続されている負荷のそれぞれについての下限電圧のうち、最も大きい値である。下限電圧は、負荷と当該負荷が直流母線４０に接続される接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための、当該接続点における下限の電圧である。母線電圧の下限値をこのように決定することで、全ての負荷について、最低動作電圧を確保することができる。
【0029】
上述したとおり、制御装置３０においては、解列情報取得部３１がブレーカー６２ａ，６２ｂ，６２ｃから解列情報を取得する。制御装置３０において下限値決定部３２が決定する下限値は、ブレーカー６２ａ，６２ｂ，６２ｃにより直流母線４０から解列していない負荷についての下限電圧のうち、最も大きい値とする。したがって、母線電圧の下限値を、直流母線４０に実際に接続されている負荷のそれぞれについての下限電圧のみを反映した、より適切な値とすることができる。
【0030】
上限値決定部３３は、母線電圧の上限値を決定する。母線電圧の上限値は、直流母線４０に接続されている発電装置のそれぞれについての上限電圧のうち、最も小さい値である。上限電圧は、発電装置と当該発電装置が直流母線４０に接続される接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合、すなわち定格電力が出力されている場合の、当該接続点における上限の電圧である。母線電圧の上限値をこのように決定することで、全ての発電装置について、電圧を上限電圧以下とすることができる。
【0031】
上述したとおり、制御装置３０においては、解列情報取得部３１がブレーカー５２ａ，５２ｂ，５２ｃから解列情報を取得する。制御装置３０において上限値決定部３３が決定する上限値は、ブレーカー５２ａ，５２ｂ，５２ｃにより直流母線４０から解列していない発電装置についての上限電圧のうち、最も小さい値とする。したがって、母線電圧の上限値を、直流母線４０に実際に接続されている発電装置のそれぞれについての上限電圧のみを反映した、より適切な値とすることができる。
【0032】
負荷のそれぞれについての下限電圧、および発電装置のそれぞれについての上限電圧の算出方法について以下に説明する。実施形態１においては、これらの下限電圧および上限電圧は、直流給配電システム１の動作に応じて変動する値ではなく、負荷および発電装置の仕様、ならびに配線距離などに応じた一定の値であるものとする。したがって、制御装置３０が制御の過程でこれらの下限電圧および上限電圧を算出する必要はない。また、負荷または発電装置を増設する場合にも、当該負荷または発電装置についての下限電圧および上限電圧を予め算出すればよい。
【0033】
負荷のそれぞれについての下限電圧をＶｂｕｓＬとすると、ＶｂｕｓＬの値は以下の式（１）により算出される。
ＶｂｕｓＬ＝ＶＬ＋ＰＬ／ＶＬ×Ｒ×ＤＬ×２ （１）
式（１）においては、直流母線４０の電圧低下時における、負荷における適正な電圧の下限をＶＬ、当該負荷における消費電力の絶対値をＰＬ、直流母線４０から当該負荷までの配線距離をＤＬとしている。実施形態１におけるＶＬは、直流給配電システム１における下限電圧である。実施形態１におけるＰＬは、負荷における定格電力である。また、直流母線４０から当該負荷までの配線における単位距離当たりのケーブルインピーダンスをＲとしている。
ＶｂｕｓＬ＝ＶＬ＋ＰＬ／ＶＬ×Ｒ×ＤＬ×２ （１）
式（１）においては、直流母線４０の電圧低下時における、負荷における適正な電圧の下限をＶＬ、当該負荷における消費電力の絶対値をＰＬ、直流母線４０から当該負荷までの配線距離をＤＬとしている。実施形態１におけるＶＬは、直流給配電システム１における下限電圧である。実施形態１におけるＰＬは、負荷における定格電力である。また、直流母線４０から当該負荷までの配線における単位距離当たりのケーブルインピーダンスをＲとしている。
【0034】
式（１）に示すとおり、ＶｂｕｓＬの値は、負荷における適正な電圧の下限ＶＬよりも、ＰＬ／ＶＬ×Ｒ×ＤＬ×２だけ高い値である。ＰＬ／ＶＬ×Ｒ×ＤＬ×２は、直流母線４０から負荷までの配線において降下する電圧の値である。したがって、直流母線４０における母線電圧がＶｂｕｓＬ以上となるように蓄電池２０を制御することで、負荷における実際の電圧がＶＬ以上となる。
【0035】
発電装置のそれぞれについての上限電圧をＶｂｕｓＧとすると、ＶｂｕｓＧの値は以下の式（２）により算出される。
ＶｂｕｓＧ＝ＶＧ－ＰＧ／ＶＧ×Ｒ×ＤＧ×２ （２）
式（２）においては、直流母線４０の電圧上昇時における、発電装置における適正な電圧の上限をＶＧ、当該発電装置における発電電力の絶対値をＰＧ、直流母線４０から当該発電装置までの配線距離をＤＧとしている。実施形態１におけるＶＧは、直流給配電システム１における上限電圧である。実施形態１におけるＰＧは、発電装置における定格電力である。
ＶｂｕｓＧ＝ＶＧ－ＰＧ／ＶＧ×Ｒ×ＤＧ×２ （２）
式（２）においては、直流母線４０の電圧上昇時における、発電装置における適正な電圧の上限をＶＧ、当該発電装置における発電電力の絶対値をＰＧ、直流母線４０から当該発電装置までの配線距離をＤＧとしている。実施形態１におけるＶＧは、直流給配電システム１における上限電圧である。実施形態１におけるＰＧは、発電装置における定格電力である。
【0036】
式（２）に示すとおり、ＶｂｕｓＧの値は、発電装置における適正な電圧の上限ＶＧよりも、ＰＧ／ＶＧ×Ｒ×ＤＧ×２だけ低い値である。ＰＧ／ＶＧ×Ｒ×ＤＧ×２は、発電装置から直流母線４０までの配線において降下する電圧の値である。したがって、直流母線４０における母線電圧がＶｂｕｓＧ以下となるように蓄電池２０を制御することで、発電装置における実際の電圧がＶＧ以下となる。
【0037】
図３は、直流給配電システム１における負荷および発電装置のそれぞれについての、実施形態１に係る制御に関連する値を示す図である。図３には、第１直流負荷６０ａ、第２直流負荷６０ｂ、および第３直流負荷６０ｃのそれぞれについて、定格電力、配線距離、および下限電圧が示されている。下限電圧は、上記の式（１）により算出された値である。また、図３には、第１太陽電池パネル５０ａ、第２太陽電池パネル５０ｂ、および第３太陽電池パネル５０ｃのそれぞれについて、定格電力、配線距離、および上限電圧が示されている。上限電圧は、上記の式（２）により算出された値である。下限電圧および上限電圧の算出に当たっては、ＶＬ＝５４０Ｖ、ＶＧ＝６６０Ｖ、Ｒ＝０．５３ｍΩ／ｍとしている。
【0038】
下限値判定部３４は、母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する。上限値判定部３５は、母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する。下限値判定部３４および上限値判定部３５は、母線電圧を示す信号を、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１から取得する。
【0039】
充放電制御部３６は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を制御することで、蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を制御する。充放電制御部３６は、母線電圧が下限値未満である場合には、当該母線電圧が下限値以上となるように、蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を制御する。また、充放電制御部３６は、母線電圧が上限値を超えている場合には、当該母線電圧が上限値以下となるように、蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を制御する。充放電制御部３６は、母線電圧が下限値以上かつ上限値以下である場合には、蓄電池２０の充放電電流および充放電電力を制御しない。
【0040】
図４は、実施形態１における、母線電圧と充放電制御部３６による制御との関係を示す図である。図４において、符号４０１は、直流母線４０から負荷または発電装置までの配線距離が短い場合、すなわち配線における電圧の降下を無視できる場合を示す図である。図４において、符号４０２は、直流母線４０から負荷または発電装置までの配線距離が長い場合、すなわち配線における電圧の降下を無視できない場合を示す図である。
【0041】
図４には、母線電圧について、範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ０の、３つの範囲が示されている。範囲Ｒ１は、母線電圧がＶｂｕｓＬ未満の範囲である。母線電圧が範囲Ｒ１である場合、充放電制御部３６は、蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を、母線電圧がＶｂｕｓＬ以上となるように制御する。範囲Ｒ２は、母線電圧がＶｂｕｓＧよりも大きい範囲である。母線電圧が範囲Ｒ２である場合、充放電制御部３６は、蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を、母線電圧がＶｂｕｓＧ以下となるように制御する。
【0042】
範囲Ｒ０は、母線電圧がＶｂｕｓＬ以上かつＶｂｕｓＧ以下の範囲である。母線電圧が範囲Ｒ０である場合、充放電制御部３６は蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を制御しない。すなわち、範囲Ｒ０は、充放電制御部３６による制御における不感帯である。
【0043】
直流母線４０から負荷または発電装置までの配線距離が短い場合、式（１）におけるＤＬおよび式（２）におけるＤＧはいずれも０となる。このため、ＶｂｕｓＬ＝ＶＬとなり、ＶｂｕｓＧ＝ＶＧとなる。一方、直流母線４０から負荷または発電装置までの配線距離が長い場合、式（１）におけるＤＬおよび式（２）におけるＤＧはいずれも０よりも大きい値となる。このため、ＶｂｕｓＬ＞ＶＬとなり、ＶｂｕｓＧ＜ＶＧとなる。したがって、直流母線４０から負荷または発電装置までの配線距離が長い場合には、当該配線距離が短い場合と比較して、制御装置３０による制御における不感帯が狭くなる。
【0044】
制御装置３０は、記憶装置７０と通信可能に接続されている。記憶装置７０は、制御装置３０による制御に必要な情報を記憶する記憶装置である。例えば記憶装置７０は、図３に示した値のテーブルを記憶している。記憶装置７０は、直流給配電システム１に含まれていてもよく、直流給配電システム１の外部にあってもよい。
【0045】
（ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間での電圧の降下および上昇）
制御装置３０が実際に制御する電圧は、直流母線４０からＤＣ－ＤＣコンバータ２１までの配線における、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１側の端部における電圧（以下、「ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における電圧」と称する場合がある）である。上述したとおり、実施形態１においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において、電圧の降下が生じないものとしている。このため、負荷のそれぞれについて、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における下限電圧をＶｂｕｓＬとすることで、当該負荷と直流母線４０との接続点における下限電圧もＶｂｕｓＬとなる。また、発電装置のそれぞれについて、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における上限電圧をＶｂｕｓＧとすることで、当該発電装置と直流母線４０との接続点における上限電圧もＶｂｕｓＧとなる。
制御装置３０が実際に制御する電圧は、直流母線４０からＤＣ－ＤＣコンバータ２１までの配線における、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１側の端部における電圧（以下、「ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における電圧」と称する場合がある）である。上述したとおり、実施形態１においては、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において、電圧の降下が生じないものとしている。このため、負荷のそれぞれについて、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における下限電圧をＶｂｕｓＬとすることで、当該負荷と直流母線４０との接続点における下限電圧もＶｂｕｓＬとなる。また、発電装置のそれぞれについて、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における上限電圧をＶｂｕｓＧとすることで、当該発電装置と直流母線４０との接続点における上限電圧もＶｂｕｓＧとなる。
【0046】
ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において電圧の降下が生じる場合、負荷のそれぞれについての蓄電池２０における下限電圧の算出方法の例として、式（１）におけるＤＬの値を、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と当該負荷との間の配線距離とすることが挙げられる。また、この場合における、発電装置のそれぞれについての蓄電池２０における上限電圧の算出方法の例として、式（２）におけるＤＧの値を、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と当該発電装置との間の配線距離とする方法が挙げられる。すなわち、式（１）におけるＤＬおよび式（２）におけるＤＧに、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線距離を含める方法が挙げられる。このようにして算出されるＶｂｕｓＬおよびＶｂｕｓＧは、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線における電圧の降下を反映したものとなる。
【0047】
（制御装置３０による制御方法）
図５は、制御装置３０による制御方法の一例を示すフローチャートである。まず、解列情報取得部３１が、ブレーカー５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃから解列情報を取得する（Ｓ１）。
図５は、制御装置３０による制御方法の一例を示すフローチャートである。まず、解列情報取得部３１が、ブレーカー５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃから解列情報を取得する（Ｓ１）。
【0048】
下限値決定部３２は、解列情報に基づいて母線電圧の下限値を決定する（Ｓ２）。上限値決定部３３は、解列情報に基づいて母線電圧の下限値を決定する（Ｓ３）。ステップＳ２，Ｓ３における処理の具体的な内容については後述する。ステップＳ２，Ｓ３は、逆順に実行されてもよく、並列に実行されてもよい。
【0049】
下限値判定部３４は、母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する（Ｓ４、下限値判定ステップ）。母線電圧が下限値未満である場合（Ｓ４でＹＥＳ）、充放電制御部３６は、母線電圧が下限値以上となるように、蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を制御する（Ｓ５、充放電制御ステップ）。母線電圧が下限値未満でない場合（Ｓ４でＮＯ）、上限値判定部３５は、母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する（Ｓ６、上限値判定ステップ）。母線電圧が上限値を超えている場合（Ｓ６でＹＥＳ）、充放電制御部３６は、母線電圧が上限値以下となるように、蓄電池２０の充放電電流または充放電電力を制御する（Ｓ７、充放電制御ステップ）。母線電圧が上限値を超えていない場合（Ｓ６でＮＯ）、充放電制御部３６は、蓄電池２０の充放電電流および充放電電力を制御しない。
【0050】
図６は、下限値決定部３２が母線電圧の下限値を決定する処理の一例を示すフローチャートである。最初に、下限値決定部３２は、第１直流負荷６０ａ、第２直流負荷６０ｂ、および第３直流負荷６０ｃを、下限電圧が大きいものから順にソートする（Ｓ２１）。図３に示したテーブルにおいては、下限電圧の大小関係は、第２直流負荷６０ｂ（５９８．９Ｖ）＞第１直流負荷６０ａ（５８９．１Ｖ）＞第３直流負荷６０ｃ（５７９．３Ｖ）である。下限値決定部３２は、次以降の処理で、負荷のそれぞれが直流母線４０から解列しているか否かを、ソートした順に判定する。
【0051】
下限値決定部３２は、第２直流負荷６０ｂが直流母線４０から解列しているか否かを判定する（Ｓ２２）。第２直流負荷６０ｂが直流母線４０から解列していない場合（Ｓ２２でＮＯ）、下限値決定部３２は、第２直流負荷６０ｂの下限電圧を、母線電圧の下限値として決定する（Ｓ２３）。
【0052】
第２直流負荷６０ｂが直流母線４０から解列している場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、下限値決定部３２は、第１直流負荷６０ａが直流母線４０から解列しているか否かを判定する（Ｓ２４）。第１直流負荷６０ａが直流母線４０から解列していない場合（Ｓ２４でＮＯ）、下限値決定部３２は、第１直流負荷６０ａの下限電圧を、母線電圧の下限値として決定する（Ｓ２５）。
【0053】
第１直流負荷６０ａが直流母線４０から解列している場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、下限値決定部３２は、第３直流負荷６０ｃが直流母線４０から解列しているか否かを判定する（Ｓ２６）。第３直流負荷６０ｃが直流母線４０から解列していない場合（Ｓ２６でＮＯ）、下限値決定部３２は、第３直流負荷６０ｃの下限電圧を、母線電圧の下限値として決定する（Ｓ２７）。
【0054】
第３直流負荷６０ｃが直流母線４０から解列している場合（Ｓ２６でＹＥＳ）、下限値決定部３２は、直流給配電システム１における下限電圧を、母線電圧の下限値として決定する（Ｓ２８）。例えば、直流給配電システム１の定格電圧が６００Ｖであり、－１０％から＋１０％までの範囲で動作する場合、直流給配電システム１における下限電圧は５４０Ｖである。
【0055】
図７は、上限値決定部３３が母線電圧の上限値を決定する処理の一例を示すフローチャートである。最初に、上限値決定部３３は、上限電圧が小さいものから順に、第１太陽電池パネル５０ａ、第２太陽電池パネル５０ｂ、および第３太陽電池パネル５０ｃをソートする（Ｓ３１）。図３に示したテーブルにおいては、上限電圧の大小関係は、第２太陽電池パネル５０ｂ（６１１．８Ｖ）＜第１太陽電池パネル５０ａ（６１９．８Ｖ）＜第３太陽電池パネル５０ｃ（６２７．９Ｖ）である。上限値決定部３３は、次以降の処理で、発電装置のそれぞれが直流母線４０から解列しているか否かを、ソートした順に判定する。
【0056】
上限値決定部３３は、第２太陽電池パネル５０ｂが直流母線４０から解列しているか否かを判定する（Ｓ３２）。第２太陽電池パネル５０ｂが直流母線４０から解列していない場合（Ｓ３２でＮＯ）、上限値決定部３３は、第２太陽電池パネル５０ｂの上限電圧を、母線電圧の上限値として決定する（Ｓ３３）。
【0057】
第２太陽電池パネル５０ｂが直流母線４０から解列している場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、上限値決定部３３は、第１太陽電池パネル５０ａが直流母線４０から解列しているか否かを判定する（Ｓ３４）。第１太陽電池パネル５０ａが直流母線４０から解列していない場合（Ｓ３４でＮＯ）、上限値決定部３３は、第１太陽電池パネル５０ａの上限電圧を、母線電圧の上限値として決定する（Ｓ３５）。
【0058】
第１太陽電池パネル５０ａが直流母線４０から解列している場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、上限値決定部３３は、第３太陽電池パネル５０ｃが直流母線４０から解列しているか否かを判定する（Ｓ３６）。第３太陽電池パネル５０ｃが直流母線４０から解列していない場合（Ｓ３６でＮＯ）、上限値決定部３３は、第３太陽電池パネル５０ｃの上限電圧を、母線電圧の上限値として決定する（Ｓ３７）。
【0059】
第３太陽電池パネル５０ｃが直流母線４０から解列している場合（Ｓ３６でＹＥＳ）、上限値決定部３３は、直流給配電システム１における上限電圧を、母線電圧の上限値として決定する（Ｓ３８）。例えば、直流給配電システム１の定格電圧が６００Ｖであり、－１０％から＋１０％までの範囲で動作する場合、直流給配電システム１における上限電圧は６６０Ｖである。
【0060】
以上の制御方法により、制御装置３０は、負荷のそれぞれにおける電圧を、直流母線４０から負荷までの配線距離によらず、直流給配電システム１における下限電圧以上とすることができる。また、以上の制御方法において、制御装置３０は、負荷のそれぞれにおける電圧を監視する必要はなく、ブレーカー５２ａ，５２ｂ，５２ｃから解列情報を取得すればよい。したがって、制御装置３０は、負荷のそれぞれにおける電圧を、高速通信を必要とせず、直流給配電システム１における下限電圧以上とすることができる。
【0061】
また、一般に、蓄電池２０は、充放電を繰り返すことによって劣化する。上記の制御方法によれば、制御装置３０は、母線電圧が不感帯の範囲内である場合には蓄電池２０による母線電圧の制御を行わない。したがって、蓄電池２０の充放電の頻度を低減し、蓄電池２０を長寿命化することができる。
【0062】
さらに、以上の処理により、制御装置３０は、発電装置のそれぞれにおける電圧を、直流母線４０から発電装置までの配線距離によらず、直流給配電システム１における上限電圧以下とすることができる。また、以上の処理において、制御装置３０は、それぞれの負荷および発電装置における電圧を監視する必要はなく、ブレーカー５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，６２ａ，６２ｂ，６２ｃから解列情報を取得すればよい。したがって、制御装置３０は、発電装置のそれぞれにおける電圧を、高速通信を必要とせず、直流給配電システム１における上限電圧以下とすることができる。
【0063】
（変形例）
直流給配電システム１において、制御装置３０は、必ずしも解列情報取得部３１、下限値決定部３２、および上限値決定部３３を備えなくてもよい。この場合、制御装置３０は、負荷のそれぞれが解列しているか否かに関わらず、直流母線４０に接続されている負荷のそれぞれについての下限電圧のうち、最も大きいものを直流母線４０の母線電圧の下限値とする。また、制御装置３０は、発電装置のそれぞれが解列しているか否かに関わらず、直流母線４０に接続されている発電装置のそれぞれについての上限電圧のうち、最も小さいものを直流母線４０の母線電圧の上限値とする。このような制御によれば、負荷および発電装置における電圧を、配線距離によらず許容範囲内とするための処理を簡易なものとすることができる。
直流給配電システム１において、制御装置３０は、必ずしも解列情報取得部３１、下限値決定部３２、および上限値決定部３３を備えなくてもよい。この場合、制御装置３０は、負荷のそれぞれが解列しているか否かに関わらず、直流母線４０に接続されている負荷のそれぞれについての下限電圧のうち、最も大きいものを直流母線４０の母線電圧の下限値とする。また、制御装置３０は、発電装置のそれぞれが解列しているか否かに関わらず、直流母線４０に接続されている発電装置のそれぞれについての上限電圧のうち、最も小さいものを直流母線４０の母線電圧の上限値とする。このような制御によれば、負荷および発電装置における電圧を、配線距離によらず許容範囲内とするための処理を簡易なものとすることができる。
【0064】
また、制御装置３０は、必ずしも下限値決定部３２および下限値判定部３４の組と、上限値決定部３３および上限値判定部３５の組との両方を備える必要はない。例えば制御装置３０が、下限値決定部３２および下限値判定部３４の組のみを備え、上限値決定部３３および上限値判定部３５の組を備えなくてもよい。この場合でも、制御装置３０は、負荷のそれぞれにおける電圧については、直流母線４０から負荷までの配線距離によらず、直流給配電システム１における下限電圧以上とすることができる。
【0065】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。後述する実施形態３についても同様である。
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。後述する実施形態３についても同様である。
【0066】
上述したとおり、制御装置３０が制御する電圧は、直流母線４０からＤＣ－ＤＣコンバータ２１までの配線における、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１側の端部における電圧である。実施形態１では、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において電圧の降下または上昇が生じる場合における、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における下限電圧および上限電圧の算出方法として、式（１）におけるＤＬおよび式（２）におけるＤＧに、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線距離を含める方法を説明した。実施形態２では、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において電圧の降下または上昇が生じる場合における、負荷についての下限電圧および発電装置についての上限電圧の、実施形態１とは別の算出方法を説明する。
【0067】
例えば、発電装置のそれぞれから直流母線４０に供給される電力、および直流母線４０から負荷のそれぞれに供給される電力がそれぞれ以下のとおりである場合を考える。
・第１太陽電池パネル５０ａから直流母線４０に供給される電力：３０ｋＷ
・第２太陽電池パネル５０ｂから直流母線４０に供給される電力：３０ｋＷ
・第３太陽電池パネル５０ｃから直流母線４０に供給される電力：１０ｋＷ
・直流母線４０から第１直流負荷６０ａに供給される電力：２０ｋＷ
・直流母線４０から第２直流負荷６０ｂに供給される電力：３０ｋＷ
・直流母線４０から第３直流負荷６０ｃに供給される電力：１０ｋＷ
この場合、直流母線４０から蓄電池２０に供給される電力は１０ｋＷとなる。
・第１太陽電池パネル５０ａから直流母線４０に供給される電力：３０ｋＷ
・第２太陽電池パネル５０ｂから直流母線４０に供給される電力：３０ｋＷ
・第３太陽電池パネル５０ｃから直流母線４０に供給される電力：１０ｋＷ
・直流母線４０から第１直流負荷６０ａに供給される電力：２０ｋＷ
・直流母線４０から第２直流負荷６０ｂに供給される電力：３０ｋＷ
・直流母線４０から第３直流負荷６０ｃに供給される電力：１０ｋＷ
この場合、直流母線４０から蓄電池２０に供給される電力は１０ｋＷとなる。
【0068】
実施形態１の方法では、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線距離ＤＣを、式（１）のＤＬ、および式（２）のＤＧのそれぞれに加算する。また、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線における電圧変動を、負荷における消費電力の絶対値または発電装置における発電電力の絶対値を使用して算出する。すなわち、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線で生じる電圧変動の算出に、蓄電池２０が充放電する電流または電力を用いない。このため、適切な値を算出することができない可能性がある。
【0069】
実施形態２においては、制御装置３０は、蓄電池２０における下限電圧および上限電圧を、負荷および発電装置のそれぞれについての下限電圧および上限電圧から、直流母線４０からＤＣ－ＤＣコンバータ２１までの配線における電圧の降下の分だけずらした値とする。
【0070】
負荷のそれぞれについての蓄電池２０における下限電圧をＶｃＬ、発電装置のそれぞれについての蓄電池２０における上限電圧をＶｃＧとすると、ＶｃＬおよびＶｃＧの値は、以下の式（３）および式（４）により算出される。
ＶｃＬ＝ＶｂｕｓＬ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （３）
ＶｃＧ＝ＶｂｕｓＧ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （４）
式（３）におけるＶｂｕｓＬは、式（１）におけるＤＬを、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において電圧の降下が生じない場合と同様に、直流母線４０と負荷との間の配線距離とした場合の値である。式（４）におけるＶｂｕｓＧは、式（２）におけるＤＧを、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において電圧の降下が生じない場合と同様に、直流母線４０と発電装置との間の配線距離とした場合の値である。式（３）および式（４）において、蓄電池２０に充放電される電流をＩＣ、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線距離をＤＣとしている。ＩＣの値は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における電流の値となる。したがって、制御装置３０がＩＣの値を取得するために、通信装置などを別途設ける必要はない。ＩＣの値は、蓄電池２０から直流母線４０への放電時には正の値であり、直流母線４０から蓄電池２０への充電時には負の値である。
ＶｃＬ＝ＶｂｕｓＬ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （３）
ＶｃＧ＝ＶｂｕｓＧ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （４）
式（３）におけるＶｂｕｓＬは、式（１）におけるＤＬを、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において電圧の降下が生じない場合と同様に、直流母線４０と負荷との間の配線距離とした場合の値である。式（４）におけるＶｂｕｓＧは、式（２）におけるＤＧを、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において電圧の降下が生じない場合と同様に、直流母線４０と発電装置との間の配線距離とした場合の値である。式（３）および式（４）において、蓄電池２０に充放電される電流をＩＣ、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線距離をＤＣとしている。ＩＣの値は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における電流の値となる。したがって、制御装置３０がＩＣの値を取得するために、通信装置などを別途設ける必要はない。ＩＣの値は、蓄電池２０から直流母線４０への放電時には正の値であり、直流母線４０から蓄電池２０への充電時には負の値である。
【0071】
式（３）および式（４）に示すとおり、蓄電池２０から直流母線４０への放電時には、ＶｃＬおよびＶｃＧの値は、ＶｂｕｓＬおよびＶｂｕｓＧよりも、それぞれＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２だけ高くなる。また、直流母線４０から蓄電池２０への充電時には、ＶｃＬおよびＶｃＧの値は、ＶｂｕｓＬおよびＶｂｕｓＧよりも、それぞれＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２だけ低くなる。
【0072】
ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線において降下する電圧の値である。したがって、直流給配電システム１においては、蓄電池２０における電圧がＶｃＬである場合に、母線電圧がＶｂｕｓＬとなる。また、蓄電池２０における電圧がＶｃＧである場合に、母線電圧がＶｂｕｓＧとなる。制御装置３０は、図５～図７を参照して説明した制御を、下限電圧をＶｃＬ、上限電圧をＶｃＧとして行う。
【0073】
図８は、実施形態２における、母線電圧と蓄電池２０における電圧との関係を示す図である。図８において、符号８０１は、蓄電池２０から直流母線４０への放電時における上記関係を示す図である。図８において、符号８０２は、直流母線４０から蓄電池２０への充電時における上記関係を示す図である。
【0074】
図８の符号８０１に示すように、蓄電池２０から直流母線４０への放電時には、ＶｃＬは、ＶｂｕｓＬよりも高くなる。同様に、ＶｃＧは、ＶｂｕｓＧよりも高くなる。一方、図８の符号８０２に示すように、直流母線４０から蓄電池２０への充電時には、ＶｃＬは、ＶｂｕｓＬよりも低くなる。同様に、ＶｃＧは、ＶｂｕｓＧよりも低くなる。
【0075】
実施形態２においては、母線電圧がＶｃＬ以上かつＶｃＧ以下である範囲が、充放電制御部３６による制御における不感帯となる。したがって、図８に示したとおり、実施形態２においては、蓄電池２０から直流母線４０への放電時には、不感帯が実施形態１と比較して高電圧側へシフトする。また、直流母線４０から蓄電池２０への充電時には、不感帯が実施形態１と比較して低電圧側へシフトする。
【0076】
ただし、蓄電池２０から直流母線４０への放電は、基本的にはバス電圧が低下している場合に行われる。このため、蓄電池２０から直流母線４０への放電時には、放電電流の増大に伴い、ＶｃＧがＶｂｕｓＧよりも高い値となる。一方、直流母線４０から蓄電池２０への充電は、基本的にはバス電圧が上昇している場合に行われる。このため、直流母線４０から蓄電池２０への充電時には、充電電流の増大に伴い、ＶｃＧがＶｂｕｓＬよりも低い値となる。
【0077】
図９は、直流給配電システム１における負荷および発電装置のそれぞれについての、実施形態２に係る制御に関連する値を示す図である。図９には、負荷のそれぞれについての、定格電力、配線距離、およびＶｂｕｓＬが示されている。また、図９には、発電装置のそれぞれについての、定格電力、配線距離、およびＶｂｕｓＧが示されている。図９に示されている定格電力および配線距離は、図３に示されている同じ名称の負荷および発電装置のそれぞれについての定格電力および配線距離とは異なる。このため、負荷のそれぞれについてのＶｂｕｓＬ、および発電装置のそれぞれについてのＶｂｕｓＧも、図３に示されているＶｂｕｓＬおよびＶｂｕｓＧとは異なる。
【0078】
さらに、図９には、以下の（Ａ）～（Ｆ）が示されている。
【0079】
（Ａ）負荷のそれぞれについての、実施形態１において説明した算出方法により算出したＶｂｕｓＬ
（Ｂ）発電装置のそれぞれについての、実施形態１において説明した算出方法により算出したＶｂｕｓＧ
（Ｃ）負荷のそれぞれについての、実施形態２において説明した算出方法により算出したＶｃＬ
（Ｄ）発電装置のそれぞれについての、実施形態２において説明した算出方法により算出したＶｃＧ
（Ｅ）実施形態１において説明した算出方法により算出したＶｂｕｓＬおよびＶｂｕｓＧに基づく、蓄電池２０における電圧の下限値および上限値
（Ｆ）実施形態２において説明した算出方法により算出したＶｃＬおよびＶｃＧに基づく、蓄電池２０における電圧の下限値および上限値
それぞれの値の算出に当たっては、ＶＬ＝５４０Ｖ、ＶＧ＝６６０Ｖ、Ｒ＝０．５３ｍΩ／ｍ、ＤＣ＝５００ｍとしている。
（Ｂ）発電装置のそれぞれについての、実施形態１において説明した算出方法により算出したＶｂｕｓＧ
（Ｃ）負荷のそれぞれについての、実施形態２において説明した算出方法により算出したＶｃＬ
（Ｄ）発電装置のそれぞれについての、実施形態２において説明した算出方法により算出したＶｃＧ
（Ｅ）実施形態１において説明した算出方法により算出したＶｂｕｓＬおよびＶｂｕｓＧに基づく、蓄電池２０における電圧の下限値および上限値
（Ｆ）実施形態２において説明した算出方法により算出したＶｃＬおよびＶｃＧに基づく、蓄電池２０における電圧の下限値および上限値
それぞれの値の算出に当たっては、ＶＬ＝５４０Ｖ、ＶＧ＝６６０Ｖ、Ｒ＝０．５３ｍΩ／ｍ、ＤＣ＝５００ｍとしている。
【0080】
なお、（Ａ）および（Ｂ）について、実施形態１において説明した算出方法とは、すなわち、式（１）におけるＤＬおよび式（２）におけるＤＧに、ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と直流母線４０との間の配線距離を含める方法である。図９においては、この算出方法により算出した下限値についても、式（１）および式（２）における表記に沿って、ＶｂｕｓＬおよびＶｂｕｓＧと称している。また、（Ｅ）および（Ｆ）については、負荷および発電装置がいずれも直流母線４０から解列していない場合の値である。
【0081】
図９に示すとおり、ＶｃＬに基づく蓄電池２０における電圧の下限値は、ＶｂｕｓＬに基づく蓄電池２０における電圧の下限値よりも低い。また、ＶｃＧに基づく蓄電池２０における電圧の上限値は、ＶｂｕｓＧに基づく蓄電池２０における電圧の上限値よりも高い。すなわち、実施形態２に係る算出方法に基づいて下限値および上限値を決定した場合、実施形態１において説明した算出方法に基づいて下限値および上限値を決定した場合よりも、制御装置３０による制御における、母線電圧の不感帯が広くなる。
【0082】
上述したとおり、蓄電池２０は、充放電を繰り返すことによって劣化する。したがって、実施形態２に係る制御によれば、母線電圧の不感帯が広くなることで、蓄電池の充放電の頻度を低減し、蓄電池２０を長寿命化することができる。
【0083】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。
【0084】
図１０は、実施形態３に係る直流給配電システム３の構成の一例を示す図である。直流給配電システム３は、直流給配電システム１の構成に加えて、電力計５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，６３ａ，６３ｂ，６３ｃを備える。また、直流給配電システム３は、制御装置３０の代わりに制御装置３０Ａを備える。
【0085】
電力計５３ａ，５３ｂ，５３ｃはそれぞれ、第１太陽電池パネル５０ａ、第２太陽電池パネル５０ｂ、および第３太陽電池パネル５０ｃにおける発電電力を計測する電力計である。電力計６３ａ，６３ｂ，６３ｃはそれぞれ、第１直流負荷６０ａ、第２直流負荷６０ｂ、および第３直流負荷６０ｃにおける消費電力を計測する電力計である。
【0086】
図１１は、制御装置３０Ａの構成を示す図である。制御装置３０Ａは、制御装置３０の構成に加えて、上限電圧・下限電圧算出部３７を備える。上限電圧・下限電圧算出部３７は、負荷のそれぞれについての下限電圧、および発電装置のそれぞれについての上限電圧を算出する。
【0087】
具体的には、上限電圧・下限電圧算出部３７は、上述した式（１）において、消費電力ＰＬを、電力計６３ａ，６３ｂ，６３ｃにより計測される、負荷のそれぞれにおける消費電力の実測値としてＶｂｕｓＬを算出する。また、上限電圧・下限電圧算出部３７は、上述した式（２）において、発電電力ＰＧを、電力計５３ａ，５３ｂ，５３ｃにより計測される、発電装置のそれぞれにおける発電電力の実測値としてＶｂｕｓＧを算出する。
【0088】
負荷の種類によっては、当該負荷の動作などに応じて、消費電力が定格電力から変動することがある。また、発電装置における発電電力は、例えば太陽電池パネルへの日照などに応じて、定格電力から変動することがある。上限電圧・下限電圧算出部３７は、負荷のそれぞれにおける消費電力の実測値を用いて当該負荷についての下限電圧を算出する。また、上限電圧・下限電圧算出部３７は、発電装置のそれぞれについての発電電力の実測値を用いて当該発電装置における上限電圧を算出する。したがって、上限電圧・下限電圧算出部３７は、負荷の消費電力の実測値、および発電装置の発電電力の実測値に基づいて、より適切な下限電圧および上限電圧を算出できる。
【0089】
（動作例）
図１２は、実施形態３における母線電圧の下限値について説明するためのグラフである。図１２において、符号１２０１は、負荷のそれぞれにおける消費電力の実測値の例を示すグラフである。符号１２０１において、グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３はそれぞれ以下のものを示す。
Ｇ１１：第１直流負荷６０ａにおける消費電力の実測値
Ｇ１２：第２直流負荷６０ｂにおける消費電力の実測値
Ｇ１３：第３直流負荷６０ｃにおける消費電力の実測値
図１２において、符号１２０２は、負荷のそれぞれについての、消費電力の実測値に基づく下限電圧、当該下限電圧に基づく母線電圧の下限値、および、負荷のそれぞれについての定格電力に基づく母線電圧の下限値を示すグラフである。符号１２０２において、グラフＧ２１，Ｇ２２，Ｇ２３，Ｇ２４，Ｇ２５はそれぞれ以下のものを示す。
Ｇ２１：第１直流負荷６０ａについての、消費電力の実測値に基づく下限電圧
Ｇ２２：第２直流負荷６０ｂについての、消費電力の実測値に基づく下限電圧
Ｇ２３：第３直流負荷６０ｃについての、消費電力の実測値に基づく下限電圧
Ｇ２４：グラフＧ２１～Ｇ２３に示した下限電圧に基づく母線電圧の下限値
Ｇ２５：負荷のそれぞれにおける定格電力に基づく母線電圧の下限値
実施形態１において説明したとおり、母線電圧の下限値は、負荷のそれぞれについての下限電圧のうち、最も大きい値である。したがって、グラフＧ２１～Ｇ２３の変動に応じて、グラフＧ２４も変動する。一方、定格電力は一定であるため、グラフＧ２５はグラフＧ２１～Ｇ２３の変動に関わらず一定の値である。
図１２は、実施形態３における母線電圧の下限値について説明するためのグラフである。図１２において、符号１２０１は、負荷のそれぞれにおける消費電力の実測値の例を示すグラフである。符号１２０１において、グラフＧ１１，Ｇ１２，Ｇ１３はそれぞれ以下のものを示す。
Ｇ１１：第１直流負荷６０ａにおける消費電力の実測値
Ｇ１２：第２直流負荷６０ｂにおける消費電力の実測値
Ｇ１３：第３直流負荷６０ｃにおける消費電力の実測値
図１２において、符号１２０２は、負荷のそれぞれについての、消費電力の実測値に基づく下限電圧、当該下限電圧に基づく母線電圧の下限値、および、負荷のそれぞれについての定格電力に基づく母線電圧の下限値を示すグラフである。符号１２０２において、グラフＧ２１，Ｇ２２，Ｇ２３，Ｇ２４，Ｇ２５はそれぞれ以下のものを示す。
Ｇ２１：第１直流負荷６０ａについての、消費電力の実測値に基づく下限電圧
Ｇ２２：第２直流負荷６０ｂについての、消費電力の実測値に基づく下限電圧
Ｇ２３：第３直流負荷６０ｃについての、消費電力の実測値に基づく下限電圧
Ｇ２４：グラフＧ２１～Ｇ２３に示した下限電圧に基づく母線電圧の下限値
Ｇ２５：負荷のそれぞれにおける定格電力に基づく母線電圧の下限値
実施形態１において説明したとおり、母線電圧の下限値は、負荷のそれぞれについての下限電圧のうち、最も大きい値である。したがって、グラフＧ２１～Ｇ２３の変動に応じて、グラフＧ２４も変動する。一方、定格電力は一定であるため、グラフＧ２５はグラフＧ２１～Ｇ２３の変動に関わらず一定の値である。
【0090】
図１３は、実施形態３における母線電圧の上限値について説明するためのグラフである。図１３において、符号１３０１は、発電装置のそれぞれにおける発電電力の実測値の例を示すグラフである。符号１３０１において、グラフＧ３１，Ｇ３２，Ｇ３３はそれぞれ以下のものを示す。
Ｇ３１：第１太陽電池パネル５０ａにおける発電電力の実測値
Ｇ３２：第２太陽電池パネル５０ｂにおける発電電力の実測値
Ｇ３３：第３太陽電池パネル５０ｃにおける発電電力の実測値
図１３において、符号１３０２は、発電装置のそれぞれについての、発電電力の実測値に基づく上限電圧、当該上限電圧に基づく母線電圧の上限値、および、発電装置のそれぞれについての定格電力に基づく母線電圧の上限値を示すグラフである。符号１２０２において、グラフＧ４１，Ｇ４２，Ｇ４３，Ｇ４４，Ｇ４５はそれぞれ以下のものを示す。
Ｇ４１：第１太陽電池パネル５０ａについての、発電電力の実測値に基づく上限電圧
Ｇ４２：第２太陽電池パネル５０ｂについての、発電電力の実測値に基づく上限電圧
Ｇ４３：第３太陽電池パネル５０ｃについての、発電電力の実測値に基づく上限電圧
Ｇ４４：グラフＧ４１～Ｇ４３に示した上限電圧に基づく母線電圧の上限値
Ｇ４５：発電装置のそれぞれにおける定格電力に基づく母線電圧の上限値
実施形態１において説明したとおり、母線電圧の上限値は、発電装置のそれぞれについての上限電圧のうち、最も小さい値である。したがって、グラフＧ４１～Ｇ４３の変動に応じて、グラフＧ４４も変動する。一方、定格電力は一定であるため、グラフＧ４５はグラフＧ４１～Ｇ４３の変動に関わらず一定の値である。
Ｇ３１：第１太陽電池パネル５０ａにおける発電電力の実測値
Ｇ３２：第２太陽電池パネル５０ｂにおける発電電力の実測値
Ｇ３３：第３太陽電池パネル５０ｃにおける発電電力の実測値
図１３において、符号１３０２は、発電装置のそれぞれについての、発電電力の実測値に基づく上限電圧、当該上限電圧に基づく母線電圧の上限値、および、発電装置のそれぞれについての定格電力に基づく母線電圧の上限値を示すグラフである。符号１２０２において、グラフＧ４１，Ｇ４２，Ｇ４３，Ｇ４４，Ｇ４５はそれぞれ以下のものを示す。
Ｇ４１：第１太陽電池パネル５０ａについての、発電電力の実測値に基づく上限電圧
Ｇ４２：第２太陽電池パネル５０ｂについての、発電電力の実測値に基づく上限電圧
Ｇ４３：第３太陽電池パネル５０ｃについての、発電電力の実測値に基づく上限電圧
Ｇ４４：グラフＧ４１～Ｇ４３に示した上限電圧に基づく母線電圧の上限値
Ｇ４５：発電装置のそれぞれにおける定格電力に基づく母線電圧の上限値
実施形態１において説明したとおり、母線電圧の上限値は、発電装置のそれぞれについての上限電圧のうち、最も小さい値である。したがって、グラフＧ４１～Ｇ４３の変動に応じて、グラフＧ４４も変動する。一方、定格電力は一定であるため、グラフＧ４５はグラフＧ４１～Ｇ４３の変動に関わらず一定の値である。
【0091】
以上のとおり、制御装置３０Ａによれば、負荷のそれぞれにおける消費電力の実測値に基づいて、母線電圧の下限値を適切に決定できる。また、制御装置３０Ａによれば、発電装置のそれぞれにおける発電電力の実測値に基づいて、母線電圧の上限値を適切に決定できる。
【0092】
〔まとめ〕
本発明の態様１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、前記直流母線への前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定部と、前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする。
本発明の態様１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、前記直流母線への前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定部と、前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする。
【0093】
上記の構成によれば、母線電圧の下限値は、全ての負荷について最低動作電圧を確保することができる値となる。したがって、制御装置は、負荷における電圧を、配線距離によらず、配電システムにおける許容範囲内とすることができる。
【0094】
本発明の態様２に係る制御装置において、前記１または複数の負荷は、遮断器を介して前記直流母線に接続され、前記制御装置は、前記遮断器により前記負荷が前記直流母線から解列しているか否かを示す解列情報を取得する解列情報取得部をさらに備え、前記下限値は、前記遮断器により前記直流母線から解列していない前記負荷についての前記下限電圧のうち、最も大きい値とする。
【0095】
上記の構成によれば、制御装置は、遮断器のそれぞれから解列情報を取得することで、母線電圧の下限値を、より適切な値とすることができる。
【0096】
本発明の態様３に係る制御装置において、前記１または複数の負荷のそれぞれにおいて、前記直流母線の電圧低下時における、当該負荷における適正な電圧の下限をＶＬ、当該負荷における消費電力をＰＬ、前記直流母線から当該負荷までの配線距離をＤＬ、前記直流母線から当該負荷までの配線における単位距離当たりのケーブルインピーダンスをＲ、とした場合、当該負荷についての前記接続点における前記下限電圧は、以下の式（１）により算出されるＶｂｕｓＬである。
ＶｂｕｓＬ＝ＶＬ＋ＰＬ／ＶＬ×Ｒ×ＤＬ×２ （１）
上記の構成によれば、制御装置は、負荷のそれぞれについて、直流母線との接続点における電圧の下限値を適切に算出できる。
ＶｂｕｓＬ＝ＶＬ＋ＰＬ／ＶＬ×Ｒ×ＤＬ×２ （１）
上記の構成によれば、制御装置は、負荷のそれぞれについて、直流母線との接続点における電圧の下限値を適切に算出できる。
【0097】
本発明の態様４に係る制御装置において、前記蓄電装置に充放電される電流をＩＣ、前記蓄電装置と前記直流母線との間の配線距離をＤＣ、とした場合、前記負荷についての前記蓄電装置における下限電圧は、以下の式（３）により算出されるＶｃＬである。
ＶｃＬ＝ＶｂｕｓＬ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （３）
上記の構成によれば、制御装置は、負荷のそれぞれについて、直流母線との接続点における電圧を下限電圧以上とするための、蓄電装置における下限電圧を適切に算出できる。
ＶｃＬ＝ＶｂｕｓＬ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （３）
上記の構成によれば、制御装置は、負荷のそれぞれについて、直流母線との接続点における電圧を下限電圧以上とするための、蓄電装置における下限電圧を適切に算出できる。
【0098】
本発明の態様５に係る制御装置において、前記式（１）におけるＰＬは、前記負荷における消費電力の実測値である。
【0099】
上記の構成によれば、制御装置は、消費電力の実測値に基づいて、より適切な下限電圧を算出することができる。
【0100】
本発明の態様６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、前記蓄電装置の接続点における母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する上限値判定部と、前記接続点における母線電圧が前記上限値を超えている場合に、当該母線電圧が前記上限値以下となるように前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御部と、を備え、前記上限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の発電装置のそれぞれについて、当該発電装置と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合の前記接続点における上限電圧のうち、最も小さい値とする。
【0101】
上記の構成によれば、母線電圧の上限値は、全ての発電装置について上限電圧以下とすることができる値となる。したがって、制御装置は、発電装置における電圧を、配線距離によらず、配電システムにおける許容範囲内とすることができる。
【0102】
本発明の態様７に係る制御装置において、前記１または複数の発電装置は、遮断器を介して前記直流母線に接続され、前記制御装置は、前記遮断器により前記発電装置が前記直流母線から解列しているか否かを示す解列情報を取得する解列情報取得部をさらに備え、前記上限値は、前記遮断器により前記直流母線から解列していない前記発電装置についての前記上限電圧のうち、最も小さい値とする。
【0103】
上記の構成によれば、制御装置は、遮断器のそれぞれから解列情報を取得することで、母線電圧の上限値を、より適切な値とすることができる。
【0104】
本発明の態様８に係る制御装置において、前記１または複数の発電装置のそれぞれにおいて、前記直流母線の電圧上昇時における、当該発電装置における適正な電圧の上限をＶＧ、当該発電装置における発電電力をＰＧ、前記直流母線から当該発電装置までの配線距離をＤＧ、前記直流母線から当該発電装置までの配線における単位距離当たりのケーブルインピーダンスをＲ、とした場合、当該発電装置についての前記接続点における前記上限電圧は、以下の式（２）により算出されるＶｂｕｓＧである。
ＶｂｕｓＧ＝ＶＧ－ＰＧ／ＶＧ×Ｒ×ＤＧ×２ （２）
上記の構成によれば、制御装置は、発電装置のそれぞれについて、直流母線との接続点における電圧の上限値を適切に算出できる。
ＶｂｕｓＧ＝ＶＧ－ＰＧ／ＶＧ×Ｒ×ＤＧ×２ （２）
上記の構成によれば、制御装置は、発電装置のそれぞれについて、直流母線との接続点における電圧の上限値を適切に算出できる。
【0105】
本発明の態様９に係る制御装置において、前記蓄電装置に充放電される電流をＩＣ、前記蓄電装置と前記直流母線との間の配線距離をＤＣ、とした場合、前記発電装置についての前記蓄電装置における下限電圧は、以下の式（４）により算出されるＶｃＧである。
ＶｃＧ＝ＶｂｕｓＧ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （４）
上記の構成によれば、制御装置は、発電装置のそれぞれについて、直流母線との接続点における電圧を上限電圧以上とするための、蓄電装置における上限電圧を適切に算出できる。
ＶｃＧ＝ＶｂｕｓＧ＋ＩＣ×Ｒ×ＤＣ×２ （４）
上記の構成によれば、制御装置は、発電装置のそれぞれについて、直流母線との接続点における電圧を上限電圧以上とするための、蓄電装置における上限電圧を適切に算出できる。
【0106】
本発明の態様１０に係る制御装置において、前記式（２）におけるＰＧは、前記発電装置における発電電力の実測値である。
【0107】
上記の構成によれば、制御装置は、発電電力の実測値に基づいて、より適切な上限電圧を算出することができる。
【0108】
本発明の態様１１に係る制御方法は、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方法であって、前記蓄電装置の接続点における母線電圧が下限値未満であるか否かを判定する下限値判定ステップと、前記接続点における母線電圧が前記下限値未満である場合に、当該母線電圧が前記下限値以上となるように、前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御ステップと、を備え、前記下限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の負荷のそれぞれについて、当該負荷と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該負荷における最低動作電圧を確保するための前記接続点における下限電圧のうち、最も大きい値とする。
【0109】
上記の構成によれば、態様１と同様の効果を奏する。
【0110】
本発明の態様１２に係る制御方法は、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方法であって、前記蓄電装置の接続点における母線電圧が上限値を超えているか否かを判定する上限値判定ステップと、前記接続点における母線電圧が前記上限値を超えている場合に、当該母線電圧が前記上限値以下となるように前記蓄電装置の充放電電流または充放電電力を制御する充放電制御ステップと、を備え、前記上限値は、前記直流母線に接続されている１または複数の発電装置のそれぞれについて、当該発電装置と前記接続点との間のインピーダンスを反映して定められる、当該発電装置の出力電力が最大である場合の前記接続点における上限電圧のうち、最も小さい値とする。
【0111】
上記の構成によれば、態様６と同様の効果を奏する。
【0112】
〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置３０，３０Ａ（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
制御装置３０，３０Ａ（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
【0113】
この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。
【0114】
上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。
【0115】
また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。
【0116】
また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。
【0117】
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】
【0118】
１、３ 直流給配電システム
２０ 蓄電池（蓄電装置）
３０、３０Ａ 制御装置
３４ 下限値判定部
３５ 上限値判定部
３６ 充放電制御部
４０ 直流母線
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ ブレーカー（遮断器）
２０ 蓄電池（蓄電装置）
３０、３０Ａ 制御装置
３４ 下限値判定部
３５ 上限値判定部
３６ 充放電制御部
４０ 直流母線
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ ブレーカー（遮断器）
【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】