特開 2023-184395 出力制御装置、出力制御プログラム、及びそれを用いた太陽光自家消費システム

(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】P2023184395

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】出力制御装置、出力制御プログラム、及びそれを用いた太陽光自家消費システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/46 20060101AFI20231221BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20231221BHJP

   H02J 3/00 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

H02J3/46

H02J3/38 130

H02J3/00 170

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180104

(22)【出願日】2022-11-10

(62)【分割の表示】P 2022097178の分割

【原出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】510272528

【氏名又は名称】株式会社フィールドロジック

(74)【代理人】

【識別番号】100136847

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼山 嘉成

(72)【発明者】

【氏名】小田切 祥一郎

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066AA01

5G066AA03

5G066AE09

5G066HA10

5G066HA15

5G066HB06

(57)【要約】

【課題】複数のＰＣＳを用いる太陽光発電システムにおいて、逆潮流を発生しにくくする。
【解決手段】出力制御装置２は、受電電力と複数のＰＣＳ３の出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、複数のＰＣＳ３に優先順位を付しており、優先順位の順番に、ＰＣＳ３に対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、複数のＰＣＳ３の出力電力を合計したときの上限値を規定する制御目標値を算出する制御目標値算出手段と、制御目標値算出手段で算出した制御目標値に基づいて、優先順位の高い順に、ＰＣＳ３での出力電力の上限値が低くなるように、各ＰＣＳ３への制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置であって、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、
前記複数のパワーコンディショナの出力電力を合計したときの上限値を規定する制御目標値を算出する制御目標値算出手段と、
前記制御目標値算出手段で算出した前記制御目標値に基づいて、前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える、出力制御装置。

【請求項2】

前記制御指令値算出手段は、前記優先順位に従って、前記パワーコンディショナの出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いることを特徴とする、請求項１に記載の出力制御装置。

【請求項3】

さらに、前記制御目標値に基づいて、前記複数のパワーコンディショナの出力電力を抑制したときの上限値の合計を、抑制電力として算出する抑制電力算出手段を備え、
前記制御指令値算出手段は、出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いたパワーコンディショナのＰＣＳ定格の合計が前記抑制電力以下である間、上限値が０となる制御指令値を用いることを特徴とする、請求項２に記載の出力制御装置。

【請求項4】

前記制御指令値算出手段は、出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いたパワーコンディショナ以外のパワーコンディショナの制御指令値を、上限値が０よりも大きくなるように算出することを特徴とする、請求項３に記載の出力制御装置。

【請求項5】

前記制御指令値算出手段は、残りのパワーコンディショナに対しては、ＰＣＳ定格まで発電可能とする制御指令値を用いることを特徴とする、請求項４に記載の出力制御装置。

【請求項6】

前記制御指令値で規定される前記複数のパワーコンディショナの出力電力の上限値の合計と、前記制御目標値で規定される前記複数のパワーコンディショナの出力電力の上限値の合計とが対応していることを特徴とする、請求項１に記載の出力制御装置。

【請求項7】

前記優先順位は、日ごとに変更していくことを特徴とする、請求項１に記載の出力制御装置。

【請求項8】

太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置であって、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、
前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える、出力制御装置。

【請求項9】

太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置であって、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、
前記複数のパワーコンディショナの出力電力を抑制したときの合計値を規定する抑制電力を算出する抑制電力算出手段と、
前記抑制電力算出手段で算出した前記抑制電力に基づいて、前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える、出力制御装置。

【請求項10】

太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置を、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段、
前記複数のパワーコンディショナの出力電力を合計したときの上限値を規定する制御目標値を算出する制御目標値算出手段、及び、
前記制御目標値算出手段で算出した前記制御目標値に基づいて、前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段として機能させるための出力制御プログラム。

【請求項11】

太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置を、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段、及び、
前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段として機能させるための出力制御プログラム。

【請求項12】

太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置を、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段、
前記複数のパワーコンディショナの出力電力を抑制したときの合計値を規定する抑制電力を算出する抑制電力算出手段、及び、
前記抑制電力算出手段で算出した前記抑制電力に基づいて、前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段として機能させるための出力制御プログラム。

【請求項13】

複数の太陽電池と、前記複数の太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナと、前記複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置とを備える太陽光発電システムであって、
前記出力制御装置は、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、
前記複数のパワーコンディショナの出力電力を合計したときの上限値を規定する制御目標値を算出する制御目標値算出手段と、
前記制御目標値算出手段で算出した前記制御目標値に基づいて、前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える、太陽光発電システム。

【請求項14】

複数の太陽電池と、前記複数の太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナと、前記複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置とを備える太陽光発電システムであって、
前記出力制御装置は、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、
前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える、太陽光発電システム。

【請求項15】

複数の太陽電池と、前記複数の太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナと、前記複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置とを備える太陽光発電システムであって、
前記出力制御装置は、
受電電力と前記複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、
前記複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、前記優先順位の順番に、前記パワーコンディショナに対して、前記出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、
前記複数のパワーコンディショナの出力電力を抑制したときの合計値を規定する抑制電力を算出する抑制電力算出手段と、
前記抑制電力算出手段で算出した前記抑制電力に基づいて、前記優先順位の高い順に、前記パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各前記パワーコンディショナへの前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える、太陽光発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽電池による発電電力を自家消費するためのシステムで用いられるパワーコンディショナの出力制御装置及び出力制御プログラムに関し、より特定的には、逆潮流を発生しないようにするための出力制御装置及び出力制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、逆潮流を発生させないようにするための出力制御装置及び出力制御プログラムが記載されている。特許文献１に記載の太陽光発電自家消費システム（１）（括弧内の符号は、特許文献に記載の符号である。以下同様。）は、太陽電池（２）と、パワーコンディショナ（３）と、受変電設備（５）と、パワーコンディショナ（３）の出力電力を制御するための出力制御装置（４）と、を備える。出力制御装置（４）は、消費電力とＰＣＳ定格との比率（α）に対応させて、設定差分値（β）として予め登録した比率・設定差分値テーブルを記憶している記憶部（４２）と、比率・設定差分値テーブルを参照して、比率（α）に対応する設定差分値（β）を決定し、現在の消費電力から決定後の設定差分値（β）を引いた値を、ＰＣＳ定格で割って、当該割った値を制御指令値（Ａ）として、パワーコンディショナ３の出力を制御する制御部（４１）とを備える。

【0003】

なお、負荷として、複数の負荷が用いられているのが一般である。もし、個々の負荷の消費電力を計測しようとすると、個々の負荷に、電力計・電流計等を設置しなければならない。これは、コスト的に実現が難しい場合が多い。したがって、一般に、自家消費システムにおいては、商用電力系統からの受電電力と、パワーコンディショナの出力電力（太陽電池の発電電力）との合計を、消費電力としている。

【0004】

従来、自家消費のための太陽光発電システムにおいては、パワーコンディショナ（以下、「ＰＣＳ」という。）の出力を制御する際には、出力制御装置が、ＰＣＳに対して、制御指令値を送信して、制御していた。たとえば、制御指令値は、ＰＣＳ定格（ＰＣＳの最大出力可能電力のこと）の何パーセントの出力電力を上限値とするかを示す数値である。たとえば、１０ｋＷのＰＣＳ定格を有するＰＣＳに対して、６０％との制御指令値を出力制御装置が送信した場合、当該ＰＣＳは、６ｋＷを出力電力の上限値として、太陽電池で発電された電力の出力を制御する。なお、ＰＣＳの制御に用いる制御指令値としては、ＰＣＳ定格に対する何パーセントを用いるのではなく、出力電力のｋＷ数を直接用いるようにしてもよく、ＰＣＳの制御指令値としては、周知のあらゆる方法が用いられる（以下同様）。制御指令値は、ＰＣＳの出力電力の上限値を規定するための値である。

【0005】

ここで、複数のＰＣＳが存在する場合について述べる。従来の一般的な自家消費システムにおいて、複数のＰＣＳが存在する場合には、複数のＰＣＳに対して、一律に、同一の制御指令値が送信されていた。以下、このような制御を「等割制御」という。

【0006】

図１１を用いて具体例を説明する。図１１の左図に示すように、「等割制御」でＰＣＳを制御する場合には、たとえば、特許文献１で決定されたような制御指令値を、出力制御装置が全てのＰＣＳに送信することとなる。たとえば、ＰＣＳ定格１０ｋＷのＰＣＳが５台ある場合、５台全てに、８０％の制御指令値を送信する。そうすると、５台のＰＣＳの出力電力の上限値が、１０ｋＷの８０％であるところの８ｋＷに制限されることとなる。よって、図１１に示すように、５台のＰＣＳの合計の最大出力電力は４０ｋＷとなる。

【0007】

従来、複数のＰＣＳが存在する場合には、このような等割制御によって、ＰＣＳの出力電力の上限値を制御して、逆潮流を防止していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第７００４９８７号公報

【特許文献2】特開２０２１－１９１１６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、出力制御装置とＰＣＳとは、一般的に、ＲＳ－４８５などのシリアル通信によって接続されることが多い。そのため、出力制御装置から、１番目のＰＣＳへ信号が送信されて、一番目のＰＣＳの出力電力（発電電力ともいう。以下同様。）が制御され、その後、二番目のＰＣＳへ信号が送信されて、二番目のＰＣＳの出力電力が制御され、というように繰り返して、最後に、ｎ番目のＰＣＳへ信号が送信されて、ｎ番目のＰＣＳの出力電力が制御される。

【0010】

図１２では、等割制御を用いて、ＰＣＳ１からＰＣＳ５に対して、８０％の出力指令値を、シリアル通信で順次送信していると想定している。図１２に示すように、出力制御装置と複数のＰＣＳとの間で、制御が行われている間に、急激に、消費電力が低下して、発電電力の制御が間に合わずに、発電電力が余剰となり、逆潮流が発生してしまう場合がある。

【0011】

この場合、図１２のグラフに示すように、Ｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ５において、５台のＰＣＳの発電電力の合計値が順に緩やかに減少していくこととなるが、消費電力が発電電力の減少スピードよりも早く減少した場合、発電電力の余剰が発生して、逆潮流が発生してしまうのである。

【0012】

このように、従来の等割制御を用いて、複数のＰＣＳを同じ制御指令値で制御する場合、状況によっては、逆潮流が発生してしまう可能性があった。

【0013】

それゆえ、本発明は、複数のＰＣＳを用いる太陽光発電システムにおいて、逆潮流を発生しにくくする出力制御装置及び出力制御プログラムを提供することを目的とする。

【0014】

なお、特許文献２の請求項１には、「消費電力取得ステップの間隔は前記指令送信ステップの間隔より短いことを特徴とする、発電制御プログラム。」が記載されている。

【0015】

上記したとおり、消費電力を個別の負荷毎に計測するのは、現実的ではないので、実際は、商用電力系統からの受電電力と発電電力との合計を消費電力としている。そして、発電電力は、図１３に示すように、出力制御装置から各ＰＣＳに制御指令値が送信されてから順次反映されていくものである。そのため、全てのＰＣＳの発電電力が、制御指令値の指示に基づいたものとして反映されるには、制御１サイクル分の時間が必要である。制御１サイクルが完結していない状態で、ＰＣＳを制御するための目標値（制御目標値）を算出しようとしても、変化の途中であるので、発電電力及び受電電力が正しく反映されていないこととなる。

【0016】

したがって、特許文献２の請求項１のように、「消費電力取得ステップの間隔は前記指令送信ステップの間隔より短いことを特徴とする、発電制御プログラム。」では、正しくない消費電力に基づいて、制御目標値を決めることとなる。よって、このようなプログラムでは、期待する効果が得られない。

【0017】

次に、特許文献２の図４及び段落００５３～００５９には、複数のＰＣＳの制御についての記載がある。これらの記載では、たとえば、「時刻ｔ１において、総発電電力の上限値が３５ｋＷに低減した場合、計測制御端末６は、最大の電力出力値２０ｋＷを出力する発電制御装置２の１つであるＰＣＳ３を選択し、２０ｋＷの電力を出力するよう指令する。計測制御端末６は、総発電電力の上限値に近づけるため、もう１台の発電制御装置２の１つであるＰＣＳ４を選択して、１５ｋＷの電力を出力するよう指令する。さらに、その他の発電制御装置２は発電出力量を０ｋＷに指令する。」と記載されている。

【0018】

すなわち、特許文献２では、総発電電力上限値（制御目標値に相当する）に対して、まず、最大出力電力（ＰＣＳ定格に相当する）の大きいＰＣＳを選択して、そのＰＣＳに対して、制御指令値を送信するアルゴリズムが採用されている（特許文献２の請求項４も同旨）。

【0019】

なお、特許文献２の請求項１では、「一部の前記発電制御装置のみに対して選択的に制御指令値を送信する指令送信ステップ」と記載して、選択されたＰＣＳにのみ制御指令値を送信するとしながら、一方で、上記の明細書の記載において、発電電力量を０ｋＷにするＰＣＳに対しては、０ｋＷを指令するとしており、請求項と明細書との間で矛盾した記載があるが、その点は、措くとする。

【0020】

いずれにしても、特許文献２では、最大出力電力を有するＰＣＳが選択されて、当該ＰＣＳからの出力電力が出来る限り大きくなるように制御されるのである。しかし、このような制御の場合、図１２に示した等割制御の場合と同様、制御開始からの発電電力の減少スピードは緩やかなものとなってしまう。

【0021】

たとえば、特許文献２の図４の時刻ｔ１の場合に、ＰＣＳ３を２０ｋＷに制御し、次に、ＰＣＳ４を１５ｋＷに制御した場合、総発電電力の減少スピードは、緩やかとなることは、理解できるであろう。このように、減少スピードが緩やかな状況で、急激に消費電力が低下した場合には、発電電力の余剰が発生してしまい、逆潮流が発生することとなる。

【0022】

よって、特許文献２に記載の出力制御プログラムは、複数のＰＣＳを用いる太陽光発電システムにおいて、逆潮流を発生しにくくするという課題を解決することができないのである。

【課題を解決するための手段】

【0023】

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有する。
本発明は、太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置であって、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、複数のパワーコンディショナの出力電力を合計したときの上限値を規定する制御目標値を算出する制御目標値算出手段と、制御目標値算出手段で算出した制御目標値に基づいて、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える。

【0024】

好ましくは、制御指令値算出手段は、優先順位に従って、パワーコンディショナの出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いるとよい。

【0025】

好ましくは、出力制御装置は、さらに、制御目標値に基づいて、複数のパワーコンディショナの出力電力を抑制したときの上限値の合計を、抑制電力として算出する抑制電力算出手段を備える。制御指令値算出手段は、出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いたパワーコンディショナのＰＣＳ定格の合計が抑制電力以下である間、上限値が０となる制御指令値を用いるとよい。

【0026】

好ましくは、制御指令値算出手段は、出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いたパワーコンディショナ以外のパワーコンディショナの制御指令値を、上限値が０よりも大きくなるように算出するとよい。

【0027】

好ましくは、制御指令値算出手段は、残りのパワーコンディショナに対しては、ＰＣＳ定格まで発電可能とする制御指令値を用いるとよい。

【0028】

好ましくは、制御目標値算出手段は、消費電力と、複数のパワーコンディショナのＰＣＳ定格の合計であるところのＰＣＳ総定格との比率を算出し、比率に対応して記憶されている設定差分値を示すテーブルを参照して、算出した比率に対応する設定差分値を決定し、消費電力から設定差分値を引いた値に対して、ＰＣＳ総定格を除算した値に基づいて、制御目標値を決定するとよい。

【0029】

好ましくは、制御指令値で規定される複数のパワーコンディショナの出力電力の上限値の合計と、制御目標値で規定される複数のパワーコンディショナの出力電力の上限値の合計とが対応しているとよい。

【0030】

好ましくは、優先順位は、日ごとに変更していくとよい。

【0031】

また、本発明は、太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置であって、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える。

【0032】

また、本発明は、太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置であって、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、複数のパワーコンディショナの出力電力を抑制したときの合計値を規定する抑制電力を算出する抑制電力算出手段と、抑制電力算出手段で算出した抑制電力に基づいて、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える。

【0033】

また、本発明は、太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置を、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段、複数のパワーコンディショナの出力電力を合計したときの上限値を規定する制御目標値を算出する制御目標値算出手段、及び、制御目標値算出手段で算出した制御目標値に基づいて、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段として機能させるための出力制御プログラムである。

【0034】

また、本発明は、太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置を、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段、及び、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段として機能させるための出力制御プログラムである。

【0035】

また、本発明は、太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置を、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段、複数のパワーコンディショナの出力電力を抑制したときの合計値を規定する抑制電力を算出する抑制電力算出手段、及び、抑制電力算出手段で算出した抑制電力に基づいて、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段として機能させるための出力制御プログラムである。

【0036】

また、本発明は、複数の太陽電池と、複数の太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナと、複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置とを備える太陽光発電システムであって、出力制御装置は、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、複数のパワーコンディショナの出力電力を合計したときの上限値を規定する制御目標値を算出する制御目標値算出手段と、制御目標値算出手段で算出した制御目標値に基づいて、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える。

【0037】

また、本発明は、複数の太陽電池と、複数の太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナと、複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置とを備える太陽光発電システムであって、出力制御装置は、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える。

【0038】

また、本発明は、複数の太陽電池と、複数の太陽電池に接続された複数のパワーコンディショナと、複数のパワーコンディショナの出力電力を制御するための出力制御装置とを備える太陽光発電システムであって、出力制御装置は、受電電力と複数のパワーコンディショナの出力電力との合計を消費電力とする消費電力計測手段と、複数のパワーコンディショナに優先順位を付しており、優先順位の順番に、パワーコンディショナに対して、出力電力の上限値を規定するための制御指令値を送信する制御指令値送信手段と、複数のパワーコンディショナの出力電力を抑制したときの合計値を規定する抑制電力を算出する抑制電力算出手段と、抑制電力算出手段で算出した抑制電力に基づいて、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、各パワーコンディショナへの制御指令値を算出する制御指令値算出手段とを備える。

【発明の効果】

【0039】

本発明によれば、優先順位の高い順に、パワーコンディショナでの出力電力の上限値が低くなるように、制御指令を算出することとなるので、制御１サイクルの最初の段階で、出力電力を一気に下げることができる。よって、複数のＰＣＳを用いる太陽光発電システムにおいて、逆潮流を発生しにくくすることが可能となる。

【0040】

優先順位に従って、パワーコンディショナの出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いれば、制御の最初の段階で、出力電力を一気に下げることができる。

【0041】

パワーコンディショナの出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いる処理を、出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いたパワーコンディショナのＰＣＳ定格の合計が抑制電力以下である間、行うことで、制御１サイクルの初期の段階で、一気に、抑制電力分だけ、発電電力を抑制することが可能となる。

【0042】

そして、出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いたパワーコンディショナ以外のパワーコンディショナの制御指令値を、上限値が０よりも大きくなるように算出することで、全てのパワーコンディショナの出力電力の合計値が、制御目標値に基づく値となるように、調整することができる。

【0043】

最後に、残りのパワーコンディショナの出力電力をＰＣＳ定格まで発電するような制御指令値を用いることで、残りのパワーコンディショナの制御が楽になり、全体としての発電効率が向上することになる。

【0044】

このように、制御１サイクルの中で、優先順位の高い最初の方のパワーコンディショナの出力電力は０にして、出力電力の合計値が制御目標値に基づく値になるように、パワーコンディショナの出力電力の値を調整して、残りをＰＣＳ定格まで発電するようにすることで、消費電力の急激な低下による逆潮流を回避しつつ、かつ、発電効率を高めることが可能となる。

【0045】

制御目標値を算出する際には、荷重等差制御では比率・設定差分値テーブルという分かりやすいテーブルを用いて、逆潮流の回避の設定を行うことができるので、パワーコンディショナの制御を分かりやすいものとすることができる。また、一律同じ値の差分値を用いて制御する等差制御と比べて、消費電力とＰＣＳ定格との比率に応じて、設定差分値を決めることができるので、発電電力上限値に余裕を持たせることができつつ、逆潮流の回避を実現しつつ、等比制御と比べて、発電電力上限値を高く設定することができるので、太陽電池の発電電力を出来る限り有効活用することができる。

【0046】

優先順位を日ごとに変更していくことで、一部のパワーコンディショナに負担がかかるのを防止できる。

【0047】

本発明のこれら、及び他の目的、特徴、局面、効果は、添付図面と照合して、以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】図１は、本発明の一実施形態における太陽光発電システム１の機能的構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、出力制御プログラムを実行したときの出力制御装置２の動作を示すフローチャートである。

【図3】図３は、制御１サイクルでの処理の流れを示す概念図である。

【図4】図４は、図２における制御目標値算出処理を示すフローチャートである。

【図5】図５は、比率・設定差分値テーブルの一例を示す図である。

【図6】図６は、図２における各ＰＣＳへの制御指令値算出処理を示すフローチャートである。

【図7】図７は、図６の動作に従った場合の具体的数値の例を示す図である。

【図8】図８は、図２における各ＰＣＳへの制御指令値算出処理の他の例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、図８の動作に従った場合の具体的数値の例を示す図である。

【図10】図１０は、図２における各ＰＣＳへの制御指令値算出処理の他の例での具体的数値の例を示す図である。

【図11】図１１は、従来の等割制御及び本発明の優先制御の概要を比較した図である。

【図12】図１２は、従来の等割制御の課題と本発明の優先制御の効果とを比較した図である。

【図13】図１３は、従来の等割制御において、制御１サイクルでの発電電力及び受電電力の遷移を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0049】

まず、図１１を用いて、従来の等割制御と本発明の制御（以下、「優先制御」という。）を概説的に比較する。
図１１の右図に示すように、優先制御では、たとえば、ＰＣＳ定格１０ｋＷの５台のＰＣＳに対して、全てのＰＣＳ定格を合計したＰＣＳ総定格を８０％にしたいとする。図１１では、制御指令値（後述の「制御目標値」に相当）を８０％と記載している。
このとき、等割制御のように、各ＰＣＳを８０％とするのではなく、最初に、優先的に制御すべきＰＣＳ（以下、「優先ＰＣＳ」という。）１台に対して、制御指令値として０％を送信する。これによって、５台のＰＣＳの最大出力は４０ｋＷとなるので、ＰＣＳ総定格を８０％となり、目的を達成できる。このように、優先制御では、最初に、一気に発電電力を抑えるようにしているので、速やかに、発電電力を減少させることができる。

【0050】

なお、優先ＰＣＳが常に同じであると、特定のＰＣＳに負荷がかかりすぎる可能性があるので、優先ＰＣＳは、所定のルールによって、自動的に変化していくとよい。たとえば、日時によって、優先ＰＣＳを変更したり、ランダムに優先ＰＣＳを変更したりするとよく、その変更方法は、本発明を限定するものではない。本発明では、優先的に制御されるＰＣＳの順番が予め決められていればよい。

【0051】

図１２に示すように、Ｓｔｅｐ１において、ＰＣＳ１に対して０［％］の制御指令値を送信して、速やかに、ＰＣＳ１の発電電力を低下させたとする。その後、残りのＰＣＳ２～５に対しては、１００［％］の制御指令値を送信する。これによって、図１２のグラフで示すように、最初のＳｔｅｐ１の段階で、発電電力が一気に減少することとなる。よって、消費電力が急激に変化したとしても、逆潮流が発生する可能性を回避できるのである。

【0052】

上記の概略を実現するための実施形態を、以下に、図１～図１０を参照しながら説明することとする。

【0053】

図１において、太陽光発電システム１は、出力制御装置２と、複数のＰＣＳ３と、複数の太陽電池４と、ＲＰＲ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｌａｙ：逆電力継電器）５と、受変電設備６とを備える。受変電設備６には、ＲＰＲ５を介して、電力送配電網７が接続されている。受変電設備６は、商用電力系統からの受電電力を複数の負荷８に供給する。受変電設備６は、受電電力の値［ｋＷ］を示す受電電力信号を出力制御装置２に送信する。なお、ここでは、受変電設備６が受電信号を出力制御装置２に送信する構成としているが、受電設備６とは別に、受電電力の計測器が設置され、当該計測器が受電電力を出力制御装置２に送信するようにしてもよい。いずれにしても、出力制御装置２は、受電電力を検出することができるようになっている。

【0054】

出力制御装置２は、コンピュータ装置であり、入力部、出力部、通信部、記憶部、及び制御部を備えるものである。記憶部には、出力制御プログラムが格納されており、制御部で、当該出力制御プログラムを実行する。また、記憶部には、特許文献１と同様に、後述の比較・設定差分値テーブルが記憶されている。

【0055】

ここでは、出力制御装置２と、各ＰＣＳ３とは、ＲＳ－４８５のようなシリアル通信で通信されるものとする。ただし、本発明においては、このようなシリアル通信に限定されるものではなく、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信であってもよいし、その他の通信方法であってもよい。

【0056】

図１に示す例では、ケーブル上に、芋づる式に機器が接続されるマルチドロップ接続によって、出力制御装置２と各ＰＣＳ３とが接続されているが、接続方法については、これに限られるものではなく、周知のあらゆる方法を使用可能である。

【0057】

出力制御装置２から各ＰＣＳ３に送信される信号には、送信先アドレスが付けられており、送信先アドレスに対応するＰＣＳ３が、出力制御装置２からの信号に呼応することで、処理が実行されることとなる。

【0058】

各ＰＣＳ３には、太陽電池４が接続されている。各ＰＣＳ３は、周知のあらゆる方法によって、太陽電池４の発電電力（太陽電池４から出力される電力）を制御して、出力電力を制御することが可能である。

【0059】

各ＰＣＳ３は、受変電設備６に接続されている。各ＰＣＳ３からの発電電力は、受変電設備６を介して、受電電力と共に、各負荷８に供給される。
もし、ＲＰＲ５によって、逆潮流が検出された場合、ＲＰＲ５は、各ＰＣＳ３に対して、発電を停止するように指令する。これにより、各ＰＣＳ３からの出力電力が受変電設備６に供給されないように、遮断され、逆潮流が防止される。ＲＰＲ５が作動してＰＣＳ３の発電が停止すると、太陽電池４で発電された電力が無駄になる。したがって、自家消費システムにおいては、出来る限りＲＰＲ５を作動させないように、すなわち、逆潮流が生じないようにする必要がある。なお、ＲＰＲの設置位置や動作方法などは、本発明を限定するものではない。また、ＲＰＲは、本発明の必須構成ではない。

【0060】

図２を参照しながら、出力制御プログラムを実行している出力制御装置２の動作について説明する。

【0061】

まず、出力制御装置２は、受変電設備６から受電電力信号を取得して、商用電力系統からの受電電力を認識する（Ｓ１０）。

【0062】

次に、出力制御装置２は、第１のＰＣＳに対して、発電電力信号を送信するよう要求する（Ｓ１１）。ここで、発電電力信号とは、発電電力が何ｋＷであるかを示す信号である。これに応じて、第１のＰＣＳは、発電電力信号を出力制御装置２に返信し、出力制御装置２は、発電電力信号を受信する（Ｓ１２）。次に、出力制御装置２は、前回の制御１サイクルで計算した第１のＰＣＳに対する制御指令値を、第１のＰＣＳへ送信し（Ｓ１３：制御指令値送信手段）、第１のＰＣＳから制御指令値を受信した旨のレスポンスを受信する（Ｓ１４）。これにより、第１のＰＣＳの出力電力が制御されることとなる。なお、第１のＰＣＳの出力電力は、次の制御サイクルにおいて、出力制御装置２が取得して認識できることとなる。

【0063】

なお、初期起動時など、予め決められている状況の場合、出力制御装置２は、各ＰＣＳ３に対して、制御指令値として０％を送信することとする。初期起動時には、発電電力が分からないので、消費電力が決まらないため、逆潮流が発生しないように、安全を期して、各ＰＣＳ３の制御指令値を０％としておく。

【0064】

なお、ここでは、制御指令値は、ＰＣＳ定格の何パーセントかを示す値とするが、制御指令値の形式は、本発明を限定するものではなく、ＰＣＳ３が指定する制御指令値を用いればよい。

【0065】

ここで、第１～第ｎのＰＣＳについて説明する。本発明では、ＰＣＳ３には、制御する優先順位を付けている。優先順位の付け方は、種々考えられるが、たとえば、日ごとに、優先順位１番のＰＣＳ３を変化させていく方法が考えられる。第１のＰＣＳは、優先順位１番のＰＣＳ３であり、第２のＰＣＳは、優先順位２番のＰＣＳ３であり、同様に、第ｎのＰＣＳは、優先順位ｎ番のＰＣＳ３である。

【0066】

例を示して説明する。
今日の優先順位１番のＰＣＳ３を、ＰＣＳ－１とする。優先順位２番のＰＣＳ３を、ＰＣＳ－２とする。同様に、優先順位ｎ番のＰＣＳ３を、ＰＣＳ－ｎとする。この場合、今日の出力制御は、ＰＣＳ－１，ＰＣＳ－２，・・・，ＰＣＳ－ｎの順に、第１～第ｎのＰＣＳとなって、図２の動作フローに従って、処理が進む。

【0067】

同じＰＣＳ３ばかりを優先順位が高いとすると、同じＰＣＳ３に負荷がかかり過ぎて、問題が生じるかもしれない。したがって、次の日は優先順位を変更するという方法が採用しうる。この場合、たとえば、優先順位１番のＰＣＳ３を、ＰＣＳ－２とする。優先順位２番のＰＣＳ３を、ＰＣＳ－３とする。同様に、優先順位ｎ－１番のＰＣＳ３を、ＰＣＳ－ｎとする。優先順位ｎ番のＰＣＳ３を、ＰＣＳ－１とする。

【0068】

このように、ＰＣＳ３の優先順位は、日ごとや週ごとなど、決められたルールにしたがって、変化するようにするとよい。ただし、本発明において、ＰＣＳ３の優先順位を変更することは、必須の構成ではなく、優先順位が固定されていてもよい。

【0069】

また、ＰＣＳ３の優先順位は、ランダムに決めてもよいし、その他の予め決められたルールで決めてもよいし、ＰＣＳ定格の大きいＰＣＳ３を優先順位の高いＰＣＳとしてもよしい、ＰＣＳ定格の小さいＰＣＳ３を優先順位の高いＰＣＳとしてもよいし、製造年月日の順に優先順位を決めてもよいし、過去の発電電力の大小で優先順位を決めてもよい。

【0070】

このような優先順位で、第１～第ｎのＰＣＳが決まっているという前提で、図２の説明に戻る。

【0071】

Ｓ１４の後、第２のＰＣＳについて、発電電力の送信の要求（Ｓ１５）、発電電力信号の受信（Ｓ１６）、制御指令値の送信（Ｓ１７：制御指令値送信手段）、及びレスポンスの受信（Ｓ１８）が行われる。その後、第ｎのＰＣＳまで、同様の処理が行われる（Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１（制御指令値送信手段）、Ｓ２２）。

【0072】

Ｓ２２までの処理で、受電電力、各ＰＣＳ３の発電電力（１つ前の制御１サイクルでの制御指令値に基づいて発電された発電電力）が取得できたことになる。

【0073】

Ｓ２３の制御目標値算出処理（制御目標値算出手段）によって、出力制御装置２は、各ＰＣＳ３の出力電力の上限値の合計（以下、「総出力電力目標値」という。）を、各ＰＣＳ３のＰＣＳ定格の合計（以下、「ＰＣＳ総定格」という。）の何パーセントにするかを決定する。この決定されるパーセントを、制御目標値という。
すなわち、制御目標値＝総出力電力目標値／ＰＣＳ総定格×１００［％］である。

【0074】

なお、制御目標値の決定方法は、あくまでも一例であり、本発明を限定するものではない。制御目標値は、各ＰＣＳ３の出力電力の上限値の合計によって規定される値である。

【0075】

Ｓ２３において、制御目標値が算出された後、出力制御装置２は、各ＰＣＳ３への制御指令値を算出する（Ｓ２４：制御指令値算出手段）。

【0076】

ここで、図３を用いて、出力制御装置２による制御１サイクルについて、整理しておく。図３に示すように、制御１サイクルの間に、出力制御装置２は、受電電力の計測、第１のＰＣＳの発電電力計測、第１のＰＣＳへの制御指令値の送信、・・・、第ｎのＰＣＳの発電電力計測、第ｎのＰＣＳへの制御指令値の送信、制御目標値の算出、各ＰＣＳへの制御指令値の算出を行う。

【0077】

図３に示したように、各ＰＣＳは、出力制御装置２から制御指令値を受信してから、出力電力を制御することとなる。出力電力の制御には、ある程度の時間が必要であるので、一回の制御１サイクルで送信された制御指令値に基づいて、各ＰＣＳ３の出力を制御した結果が反映されるのは、次の制御１サイクルである。そして、次の制御１サイクルで、前の制御１サイクルで指令された制御指令値による出力制御が反映されて、出力制御装置２は、次の出力制御を実行するようにして、このサイクルを繰り返すのである。

【0078】

図４及び図５を用いて、制御目標値算出処理について説明する。なお、図４及び図５に示す動作は、特許文献１に記載されている動作と同様の主旨の動作である。

【0079】

出力制御装置２は、Ｓ１０で取得した受電電力と、Ｓ１２，Ｓ１６，・・・，Ｓ２０で取得したＰＣＳの発電電力の合計（以下、「ＰＣＳ総発電電力」という。）との和算を、消費電力と定義付ける（Ｓ３１：消費電力計測手段）。

【0080】

次に、出力制御装置２は、消費電力／ＰＣＳ総定格を計算して、消費電力とＰＣＳ総定格との比率αを算出する（Ｓ３２）

【0081】

出力制御装置２には、比率αに対応させて、設定差分値β［ｋＷ］を定義づけた比率・設定差分値テーブルが記憶されている。図５が、比率・設定差分値テーブルの一例である。図５に示すように、比率αに対して、設定差分値β［ｋＷ］が決められている。設定差分値βの値を、消費電力から引いた値を元に、制御目標値が決定される。たとえば、図５に示すように、比率αが大きくなるほど、設定差分値βを大きくする。これにより、消費電力が大きい領域において、急激に消費電力が低下としたとしても、設定差分値βに余裕を持たせることになるので、発電電力が消費電力を上回って、逆潮流が発生するという状況を回避することが可能となる。

【0082】

比率αが１００［％］よりも大きい場合、消費電力がＰＣＳ定格を上回っているのであるから最大限発電したとしても良いように思うが、消費電力が急に低下した場合、最大限発電していると、パワーコンディショナの制御が追いつかずに、逆潮流を生じてしまうないしＲＰＲが動作する場合がある。そのため比率αが１００［％］よりも大きい場合でも、安全マージンを見て設定差分値を設定しておくのが好ましい。

【0083】

Ｓ３２の後、出力制御装置２は、比率・設定差分値テーブルを参照して、比率αに対応する設定差分値βを決定する（Ｓ３３）。出力制御装置４は、消費電力－設定差分値βが０以下であるかを判断する（Ｓ３４）。Ｓ３４の動作において消費電力－設定差分値βが０以下であると判断した場合、出力制御装置４は、制御目標値を、０に設定する（Ｓ３６）。

【0084】

一方、Ｓ３４の動作において、消費電力－設定差分値βが０よりも大きいと判断した場合、出力制御装置４はＳ３５の動作に進む。Ｓ３５において、出力制御装置４は、（消費電力－設定差分値β）／ＰＣＳ総定格を演算して、演算結果を、制御目標値とする。制御目標値は、ＰＣＳ全体で、ＰＣＳ総定格の何パーセントまで電力を出力して良いかを意味している。制御目標値を百分率で表すか、小数点を用いた数値で表すかは、本発明を限定するものではない。制御目標値は、各ＰＣＳ３の出力電力の上限値の合計値を制御するための値となる。

【0085】

ただし、演算結果が１以上の場合、すなわち、消費電力－設定差分値βが、ＰＣＳ総定格以上の場合、出力制御装置４は、制御目標値を１とする。演算結果が１以上の場合、消費電力が充分大きいことを意味しており、全てのＰＣＳが最大限出力しても逆潮流が生じない可能性が高いことを意味している。

【0086】

出力制御装置２は、図３に示す動作を制御１サイクル毎に実行して、常に、最新の消費電力に応じた制御目標値を算出し、各ＰＣＳ３に対して、最新の制御指令値を送信する。これに応じて、各ＰＣＳ３は、最新の消費電力に応じた電力を出力する。

【0087】

次に、図６及び図７を用いて、各ＰＣＳ３への制御指令値算出処理について説明する。図６に示すように、出力制御装置２は、ＰＣＳ総定格－ＰＣＳ総定格×制御目標値を計算して、計算結果を「抑制電力」とする（ＳＴＥＰ１：抑制電力算出手段）。なお、式変形も含めて、抑制電力の定義の仕方は、上記に限られない。また、ここでは、制御目標値を介して、抑制電力を計算しているが、制御目標値を介さずに、いきなり、抑制電力を計算してもよい。

【0088】

次に、ＳＴＥＰ２において、出力制御装置２は、抑制電力又は余剰から、当日優先のＰＣＳ番号を有するＰＣＳのＰＣＳ定格を減ずる。なお、一回目のＳＴＥＰ２のときに、抑制電力が用いられて、二回目以降のＳＴＥＰ２のときに、余剰が用いられる。一回目のＳＴＥＰ２のときのＰＣＳ番号に対応するのが、第１のＰＣＳである。二回目以降のＳＴＥＰ２から、ＰＣＳ番号に対応するのが、第２のＰＣＳ～第ｎのＰＣＳとなる。

【0089】

減じた値に余剰がある場合には、当日優先のＰＣＳ番号を有するＰＣＳの制御指令値を０［％］とする。

【0090】

減じた値に余剰がない場合には、（ＰＣＳ定格－抑制電力（又は余剰））／当日優先ＰＣＳ番号のＰＣＳ定格×１００［％］を、当日優先ＰＣＳ番号の制御指令値とする。なお、制御指令値を百分率で表さずに、小数点を用いた数字で表してもよい。なお、上記計算式で、一回目のＳＴＥＰ２のときに、抑制電力が用いられて、二回目以降のＳＴＥＰ２のときに、余剰が用いられる。

【0091】

ＳＴＥＰ２で減じた値に、さらに、余剰があるか否かを、出力制御装置２は、判断する（ＳＴＥＰ３）。さらに余剰がある場合、出力制御装置２は、当日優先ＰＣＳ番号をインクリメントすべく、ＰＣＳ番号が「当日優先ＰＣＳ番号＋１」のＰＣＳについて、ＳＴＥＰ２の動作に戻って、制御指令値の演算を行う。なお、当日優先ＰＣＳ番号＋１が設備台数を超えた場合は、１番機のＰＳＣに戻る。

【0092】

一方、余剰がない場合には、出力制御装置２は、残りのＰＣＳ３の制御指令値を１００［％］とする。

【0093】

上記の図６の処理の具体例について、図７を用いて説明する。

【0094】

たとえば、ＰＣＳが５台であり、それぞれのＰＣＳ番号のＰＣＳ定格が、Ｎｏ１は１０［ｋＷ］、Ｎｏ２が２０［ｋＷ］、Ｎｏ３が３０［ｋＷ］、Ｎｏ４が１０［ｋＷ］、Ｎｏ５が３０［ｋＷ］であったとする。この場合、ＰＣＳ総定格は、１００［ｋＷ］となる。そして、仮に、当日の第一優先のＰＣＳ番号がＮｏ４であったとする。計算の結果、制御目標値が６５［％］となったとする。

【0095】

ＳＴＥＰ１で、ＰＣＳ総定格１００ｋＷ×（１－制御目標値６５［％］）の計算より、抑制電力が３５［ｋＷ］となる。言うまでもないが、計算時に、制御目標値６５［％］は、小数点を用いた数字で計算する。

【0096】

ＳＴＥＰ２－１（一回目のＳＴＥＰ２のこと。以下同様。）で、抑制電力３５［ｋＷ］－Ｎｏ４のＰＣＳ定格１０［ｋＷ］の計算より、余剰が２５［ｋＷ］になる。よって、余剰がある場合となるので、Ｎｏ４の制御指令値が０［％］となる。ＳＴＥＰ２－１によって、Ｎｏ４のＰＣＳ定格１０［ｋＷ］分が速やかに抑制されることとなる（図７の下図も参照）。

【0097】

ＳＴＥＰ２－２で、余剰２５［ｋＷ］－Ｎｏ５のＰＣＳ定格３０［ｋＷ］の計算より、余剰が０［ｋＷ］になる。よって、余剰がなくなるので、（Ｎｏ５のＰＣＳ定格３０［ｋｗ］－抑制電力３５［ｋＷ］）／Ｎｏ５のＰＣＳ定格３０［ｋＷ］×１００の計算により、Ｎｏ５の制御指令値が１６．６…［％］となる。ＳＴＥＰ２－２によって、Ｎｏ５の発電電力の２５［ｋＷ］分が抑制されることとなる（図７の下図も参照）。

【0098】

そして、さらなる余剰はないので、ＳＴＥＰ５で、Ｎｏ１，２，３の制御指令値が１００［％］となる（図７の下図も参照）。

【0099】

このように、図７で示す例では、抑制電力３５［ｋＷ］分が優先的に全てのＰＣＳ３の出力電力から抑制されることとなるので、制御１サイクル中に消費電力が急激に低下したことが原因で、逆潮流が発生するのを防止できる。なお、全てのＰＣＳ３の出力電力の上限値の合計（最大出力と図示。制御目標値によって規定されている。）は、６５［ｋＷ］となる。

【0100】

図８及び図９を用いて、図２における各ＰＣＳへの制御指令値算出処理の他の例について説明する。図８において、図６に示す動作と異なるのは、ＳＴＥＰ２及びＳＴＥＰ３である。その他のＳＴＥＰは、図６に示す動作と同様であるので、説明を省略する。

【0101】

図８のＳＴＥＰ２において、出力制御装置２は、抑制電力又は余剰から、当日優先のＰＣＳ番号を有するＰＣＳのＰＣＳ定格を除する。なお、一回目のＳＴＥＰ２のときに、抑制電力が用いられて、二回目以降のＳＴＥＰ２のときに、余剰が用いられる。第１～第ｎのＰＣＳの決め方は、図６の場合と同様である。

【0102】

商が１以上の場合には、当日優先のＰＣＳ番号を有するＰＣＳの制御指令値を０［％］とする。

【0103】

商が１未満の場合には、（１－除算の商）×１００［％］を、当日優先ＰＣＳ番号の制御指令値とする。

【0104】

ＳＴＥＰ３では、商が１以上であるか否かが判断されて、１未満の場合は、ＳＴＥＰ４に進み、１以上の場合は、ＳＴＥＰ５に進む。

【0105】

図９を用いて具体的に説明する。図９において、諸条件は、図７の場合と同様とする。ＳＴＥＰ１で、図７と同じく、抑制電力が３５［ｋＷ］となる。

【0106】

ＳＴＥＰ２－１で、抑制電力３５［ｋＷ］／Ｎｏ４のＰＣＳ定格１０［ｋＷ］の計算より、商が３．５となるので、Ｎｏ４の制御指令値が０［％］となる。これにより、Ｎｏ４のＰＣＳ定格１０［ｋＷ］分が抑制される（図９の下図も参照）。

【0107】

ＳＴＥＰ２－２で、（抑制電力３５［ｋＷ］－Ｎｏ４のＰＣＳ定格１０［ｋＷ］）／Ｎｏ５のＰＣＳ定格３０［ｋＷ］の計算が行われる。除するための当日優先ＰＣＳ定格の番号は、ＳＴＥＰ４でインクリメントされている。このとき、商が０．８３…となる。（１－０．８３…）×１００［％］の計算より、Ｎｏ５の制御指令値は１６．６…［％］となる。これにより、２５［ｋＷ］が抑制されて、合計３５［ｋＷ］の抑制が行われる（図９の下図も参照）。

【0108】

最後に、ＳＴＥＰ５でＮｏ１，２，３の制御指令値は、１００［％］となる（図９の下図も参照）。

【0109】

このように、図９で示す例でも、抑制電力３５［ｋＷ］分が優先的に全てのＰＣＳ３の出力電力から抑制されることとなるので、制御１サイクル中に消費電力が急激に低下したことが原因で、逆潮流が発生するのを防止できる。なお、全てのＰＣＳ３の出力電力の上限値の合計（最大出力と図示。制御目標値によって規定されている。）は、６５［ｋＷ］となる。

【0110】

図１０を用いて、図２における各ＰＣＳへの制御指令値算出処理の他の例について説明する。
図１０では、当日優先ＰＣＳ番号から順次ではなく、定格の大きい（かつＰＣＳ番号の小さい）ＰＣＳから処理を行う場合を示す。ＳＴＥＰ２の処理は、図６又は図８どちらかを使用するものとする。図１０では、図６のＳＴＥＰ２を使用している。

【0111】

ＳＴＥＰ１で、同じく、抑制電力３５［ｋＷ］が計算される。
ＳＴＥＰ２－１では、抑制電力３５［ｋＷ］－Ｎｏ３のＰＣＳ定格３０［ｋＷ］が計算される。余剰が５［ｋＷ］となるので、Ｎｏ３の制御指令値は、０［％］となる。
ＳＴＥＰ２－２では、余剰５［ｋＷ］－Ｎｏ５のＰＣＳ定格３０［ｋＷ］が計算される。余剰が０［ｋＷ］となるので、Ｎｏ５の制御指令値は、８３．３…［％］となる。
最後に、ＳＴＥＰ５で、Ｎｏ１，２，４の制御指令値を１００［％］とする。

【0112】

このように、図１０に示す例でも、抑制電力３５［ｋＷ］分が優先的に全てのＰＣＳ３の出力電力から抑制されることとなるので、制御１サイクル中に消費電力が急激に低下したことが原因で、逆潮流が発生するのを防止できる。なお、全てのＰＣＳ３の出力電力の上限値の合計（最大出力と図示。制御目標値によって規定されている。）は、６５［ｋＷ］となる。また、ＰＣＳ定格の大きいＰＣＳの優先順位を上位にすれば、最初のステップで、一度に、出力電力を大きく下げることができ、制御１サイクル中の消費電力の急激な低下による逆潮流をより回避しやすくなる。また、たとえば、Ｎｏ３のＰＣＳ定格が３５［ｋＷ］以上であった場合は、一つ目のステップで、抑制電力に達するので、ＰＣＳ定格が大きいものを優先順位の上位とすることは、御１サイクル中の消費電力の急激な低下による逆潮流をより回避するという点で、有効である。

【0113】

なお、上記の図６～図１０に示した例では、第１のＰＣＳの制御指令値が０［％］になる例を示しているが、数値によっては、第１のＰＣＳの制御指令値が０［％］よりも大きくなる場合があることは、言うまでもない。

【0114】

以上のように、上記実施形態では、出力電力の上限値が０となる制御指令値を用いたＰＣＳ３のＰＣＳ定格の合計が抑制電力以下である間、上限値が０［％］となる制御指令値を用いて、優先順位の高い順に、０［％］となる制御指令値をＰＣＳ３に送信することとなるのであるから、制御１サイクルの最初に、発電電力を一気に下げることができ、消費電力の急激な減少による逆潮流を回避することが可能となる。そして、出力制御装置２は、０［％］となる制御指令値を用いたパワーコンディショナ以外のパワーコンディショナの制御指令値を、０［％］よりも大きくなるように算出して、出力電力の上限値を調整する。そして、残りのＰＣＳ３については、ＰＣＳ定格まで発電可能とする制御指令値が用いられる。

【0115】

上記の実施形態において、出力制御装置２は、優先順位が１番のＰＣＳに対して、出力電力を一気に下げるように、制御指令値を送信する。その後、順次、優先順位にしたがって、ＰＣＳの出力電力を下げるための制御指令値が、第２のＰＣＳに送信されていく。このように、制御１サイクルの最初の段階から、優先順位の高いＰＣＳの出力電力を一気に下げる。これによって、制御１サイクルにおけるＰＣＳの総発電電力を、制御１サイクルの最初の段階で、出来る限り急に下げることが可能となる。よって、制御１サイクルの途中で、もし、消費電力が急激に低下したとしても、逆潮流が発生しにくくなるのである。

【0116】

先述したが、特許文献２では、ＰＣＳ定格の大きいＰＣＳを選択して、そのＰＣＳに対して、制御指令値を送信するアルゴリズムが採用されているが、その際の制御指令値は、ＰＣＳ定格の大きいＰＣＳから、出来る限り最大限に電力を出力させようとするものである。

【0117】

しかし、本発明は、優先順位の高い（設定によっては、ＰＣＳ定格の大きいＰＣＳの優先順位が高い場合もある）ＰＣＳから、出来る限り発電電力を下げるようにして、制御１サイクル内で消費電力の急激な低下が生じても逆潮流が生じないように使用とする発明である。

【0118】

すなわち、特許文献２に記載の発明と本発明とは、ＰＣＳの制御方法が逆であり、特許文献２に記載の発明では、急激に、消費電力が低下した場合に、逆潮流が発生してしまう場合があるが、本発明では、その可能性を回避することができるのであり、本発明の方が、自家消費システムの出力制御装置として、より適切なものであると言える。

【0119】

なお、上記実施形態では、Ｓ３５の処理において、制御目標値は、（消費電力－設定差分値β）／ＰＣＳ総定格によって比率として定義されている。これは、ＰＳＣを制御する制御指令値が、ＰＣＳ定格に対する比率を用いているからである。もし、制御指令値として、電力の値を用いるのであれば、制御目標値としては、（消費電力－設定差分値β）／ＰＣＳ総定格ではなく、消費電力－設定差分値βを用いることができる。その場合、消費電力－設定差分値βがＰＣＳ総定格よりも大きければ、制御目標値は、ＰＣＳ総定格となる。

【0120】

なお、上記実施形態では、制御目標値を求めるために、図４及び５に示すような消費電力／ＰＣＳ定格の比率αに応じて設定差分値βを変化させる方法（「荷重等差制御」という。）を用いることとしたが、本発明において、制御目標値の求め方は、荷重等差制御に限るものではない。

【0121】

たとえば、ＰＣＳ総定格について、消費電力から所定の電力を差し引いた値を全ＰＣＳの出力電力合計の上限値とする方法（「等差制御」という。）や、消費電力に対して比率を乗算した値を全ＰＣＳの出力電力合計の上限値とする方法（「等比制御」という。）、比率αに応じて、消費電力に乗算する値を変化させて全ＰＣＳの出力電力の合計の上限値とする方法（「荷重等比制御」という。）を用いて、制御目標値を決定してもよい。

【0122】

制御目標値として比率を用いる場合であっても、制御目標値として電力値を用いる場合であっても、制御目標値を求めるための計算方法として荷重等差制御、等差制御、等比制御、荷重等比制御、その他の方法を用いる場合であっても、制御目標値は、全ＰＣＳの出力電力を合計したときの上限値を規定する値であるといえる。

【0123】

そして、出力制御装置２は、各ＰＣＳ３への制御指令値を算出するに際して、制御目標値に基づいて、各ＰＣＳ３での出力電力の上限値が優先順位の高い順に低くなるように、各ＰＣＳ３への制御指令値を算出する。このとき、各ＰＣＳ3への制御指令値に基づく、各ＰＣＳ３での出力電力の上限値の合計が、制御目標値で規定される全ＰＣＳ３の出力電力の合計の上限値に対応するのである。このように計算された制御指令値を、出力制御装置２は、優先順位の高い順に、制御指令値をＰＣＳ３に送信して、各ＰＣＳ３の出力電力を制御し、優先順位の高いＰＣＳ３から順に制御する。

【0124】

上記実施形態では、ＰＣＳ総定格－ＰＣＳ総定格×制御目標値＝抑制電力であるとしている。よって、抑制電力＝ＰＣＳ総定格×（１－制御目標値）と表してもよい。また、その他、等価の値が、抑制電力として用いられてもよい。

【0125】

また、制御目標値＝（ＰＣＳ総定格－抑制電力）／ＰＣＳ総定格＝１－抑制電力／ＰＣＳ総定格である。制御目標値についても、その他の等価の値が用いられてもよい。

【0126】

なお、制御指令値として、上記では、百分率を用いて、何パーセントであるかと示したが、小数点で示してもよいことは言うまでもない。制御指令値が０パーセントとは、ＰＣＳ３の出力電力の上限値が０［ｋＷ］であるという意味の制御指令値となる。制御指令値が１００％とは、ＰＣＳ３の出力電力をＰＣＳ定格まで発電してよいという意味の制御指令値となる。

【0127】

以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。本明細書に開示されている発明の構成要件は、それぞれ独立に単独した発明として成立するものとする。各構成要件をあらゆる組み合わせ方法で組み合わせた発明も、本発明に含まれることとする。

【産業上の利用可能性】

【0128】

本発明は、出力制御装置、出力制御プログラム、及びそれを用いた太陽光自家消費システムであり、産業上利用可能である。

【符号の説明】

【0129】

１ 太陽光発電システム
２ 出力制御装置
３ ＰＣＳ
４ 太陽電池
５ ＲＰＲ
６ 受変電設備
７ 電力送配電網
８ 負荷
Ｓ３１ 消費電力計測手段
Ｓ１３，Ｓ１７，Ｓ２１ 制御指令値送信手段
Ｓ２３ 制御目標値算出手段
Ｓ２４ 制御指令値算出手段
ＳＴＥＰ１ 抑制電力算出手段

【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】