特開 2024-84387 電源装置の制御方法、制御装置、電源装置、配電システムおよび制御プログラム

(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】P2024084387

(43)【公開日】2024-06-25

(54)【発明の名称】電源装置の制御方法、制御装置、電源装置、配電システムおよび制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/34 20060101AFI20240618BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20240618BHJP

   H02J 1/12 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

H02J7/34 B

H02J1/00 304G

H02J1/00 304H

H02J1/00 306L

H02J1/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198635

(22)【出願日】2022-12-13

(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】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野本 斗生

【テーマコード（参考）】

5G165

5G503

【Ｆターム（参考）】

5G165AA01

5G165DA01

5G165EA02

5G165EA03

5G165EA10

5G165GA04

5G165HA09

5G165JA07

5G165LA03

5G503AA04

5G503AA06

5G503AA07

5G503BA04

5G503BB02

5G503GB03

5G503GD03

5G503GD06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電源装置の放電による損失を抑えて、システム全体の電力効率低下を防止する電源装置の制御方法、制御装置、電源装置、配電システムおよび制御プログラムを提供する。
【解決手段】直流配電システム１００において、蓄電装置５を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置１－２～１－ｎに電気的に接続された電源装置１－１を制御する制御装置８は、電源装置の充放電を制御する充放電制御部を備える。充放電制御部は、電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の電源装置の放電を禁止する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置の制御方法であって、
前記電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の電源装置の放電を禁止する、制御方法。

【請求項2】

前記電源装置が第１電圧で放電動作を行っており、かつ、前記電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、前記第１電圧とは異なる第２電圧を前記線路に印加するステップと、
前記電源装置が放電動作を行っておらず、かつ、前記線路の電圧が前記第２電圧である場合に、前記電源装置の放電を禁止するステップと、
を有する、請求項１に記載の制御方法。

【請求項3】

前記閾値電力は、前記電源装置が放電動作に必要とする電力と同じまたはそれより小さい電力である、請求項１または２に記載の制御方法。

【請求項4】

蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置を制御する制御装置であって、
前記電源装置の充放電を制御する充放電制御部を備え、
前記充放電制御部は、前記電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の電源装置の放電を禁止する、制御装置。

【請求項5】

前記線路の電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記充放電制御部は、
前記電源装置が第１電圧で放電動作を行っており、かつ、前記電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、前記第１電圧とは異なる第２電圧を前記線路に印加し、
前記電源装置が放電動作を行っておらず、かつ、前記線路の電圧が前記第２電圧である場合に、前記電源装置の放電を禁止する、請求項４に記載の制御装置。

【請求項6】

前記閾値電力は、前記電源装置が放電動作に必要とする電力と同じまたはそれより小さい電力である、請求項４または５に記載の制御装置。

【請求項7】

蓄電装置と、
請求項４または５に記載の制御装置を備えた電源装置。

【請求項8】

請求項７に記載の電源装置を複数備え、
前記電源装置は前記線路を介して互いに接続されている、配電システム。

【請求項9】

蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置を制御する制御プログラムであって、
前記電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の電源装置の放電を禁止する機能をコンピュータに実現させる、制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置を備えた電源装置間の電力融通に関し、特に、オフグリッドでの電源装置間の電力融通に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、自然エネルギーを活用しながら、一定の地域において電力負荷を分散型電源から供給する、マイクログリッドシステムと呼ばれる電力系統が導入されている。このようなシステムでは、蓄電装置およびＤＣ／ＤＣコンバータを備えた複数の電源装置が線路を介して接続されており、蓄電残量の多い装置から蓄電残量の少ない電源装置へ電力融通がなされる。

【0003】

本願の発明者は、蓄電残量の少ない電源装置への充電を優先的に行うことにより、電源装置間の充電による損失を抑えることができる配電システムを発明した（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特願２０２２－７９２８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の発明では、放電動作を行う電源装置が１台のみである場合が想定されており、放電による損失は考慮されていない。そのため、放電動作を行う電源装置が増加するほど、放電電力に対する融通動作電力（放電動作に必要とする電力）の割合が大きくなり、システム全体の電力効率が低下する。

【0006】

そこで本発明は、電源装置の放電による損失を抑えて、システム全体の電力効率低下を防止することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御方法は、蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置の制御方法であって、前記電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の電源装置の放電を禁止する。

【0008】

また、上記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、蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置を制御する制御装置であって、前記電源装置の充放電を制御する充放電制御部を備え、前記充放電制御部は、前記電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の電源装置の放電を禁止する。

【0009】

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御プログラムは、蓄電装置を備え、商用電力系統に接続されていない線路を介して複数の他の電源装置に電気的に接続された電源装置を制御する制御プログラムであって、前記電源装置の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の電源装置の放電を禁止する機能をコンピュータに実現させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電源装置の放電による損失を抑えて、システム全体の電力効率低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る直流配電システムの構成を示すブロック図である。

【図2】制御装置の構成を示すブロック図である。

【図3】制御装置による電源装置の制御方法のフローを示すフローチャートである。

【図4】放電電力、充電電力およびグリッド電圧の変遷を示すグラフである。

【図5】電源装置間における電力融通の変遷を示す概略図である。

【図6】電源装置間における電力融通の変遷を示す概略図である。

【図7】電源装置間における電力融通の変遷を示す概略図である。

【図8】制御期間中における各電源装置の状態、グリッド電圧および融通損失率を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。

【0013】

（システム構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る直流配電システム１００の構成を示すブロック図である。直流配電システム１００は、複数の電源装置（以下、装置）１を備え、装置１はＤＣグリッド（線路）９を介して互いに接続されている。ＤＣグリッド９は、交流電源系統に接続されないオフグリッドであり、ＤＣグリッド９の電圧（以下、グリッド電圧Ｖｇ）は、通常は第１電圧Ｖ１＝３５０Ｖである。各装置１は、発電機能および蓄電機能を有しており、各装置１が充放電を行うことにより、装置１間の電力融通が行われる。

【0014】

本実施形態では、装置１としてｎ個の装置１－１～１－ｎが設けられているが、その個数は特に限定されない。また、直流配電システム１００は、電源装置以外の装置を含んでもよい。装置１－１～１－ｎの各々の構成は互いに異なってもよいが、本実施形態では互いに同一である。以下、装置１－１～１－ｎを互いに区別しない場合は、単に装置１と記載する。

【0015】

装置１は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２と、負荷３と、発電装置４と、蓄電装置５と、電圧センサ６と、電流センサ７と、制御装置８とを備えている。

【0016】

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、ＤＣグリッド（線路）９に接続されている。通常時において、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、ＤＣグリッド９からの電力を２５０Ｖに変換して負荷３および／または蓄電装置５に供給し、発電装置４および／または蓄電装置５からの電力を３５０Ｖに変換してＤＣグリッド９に供給する。

【0017】

発電装置４は、本実施形態では、ソーラーパネルなどの自然エネルギーを利用した発電装置である。なお、発電装置４は、燃料を用いて発電する発電機であってもよい。

【0018】

蓄電装置５としては、例えばリチウムイオン電池を用いることができる。

【0019】

電圧センサ６および電流センサ７は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２のＤＣグリッド９側の配線の電流および電流をそれぞれ計測する。

【0020】

制御装置８は、装置１を制御するコンピュータであり、特に、装置１と他の装置１との間の充放電を制御する機能を有している。

【0021】

図２は、制御装置８の構成を示すブロック図である。制御装置８は、残量検出部８１と、電圧検出部８２と、電流検出部８３と、電力検出部８４と、充放電制御部８５とを備えている。これらの各機能ブロックは、制御装置８のＣＰＵなどのプロセッサ（不図示）が所定の制御プログラムを主記憶装置（不図示）に読み出して実行することによってソフトウェア的に実現される。制御プログラムは、インターネットなどの通信ネットワークを介して制御装置８にダウンロードしてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に制御プログラムを記録しておき、当該記録媒体を介して制御装置８にインストールしてもよい。

【0022】

残量検出部８１は、蓄電装置５の蓄電残量（state of charge：ＳＯＣ）を検出する。なお、蓄電残量は百分率（％）で表される。

【0023】

電圧検出部８２および電流検出部８３は、それぞれ電圧センサ６および電流センサ７からの計測値を取得する。電力検出部８４は、電圧検出部８２および電流検出部８３が取得した電圧Ｖおよび電流Ｉに基づいて、充放電の電力Ｐを算出する。なお、電力Ｐは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２からＤＣグリッド９への放電電力ＰｏｕｔおよびＤＣグリッド９から双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２への充電電力Ｐｉｎを含む概念であり、以下、放電電力Ｐｏｕｔおよび充電電力Ｐｉｎを区別しないときは単に電力Ｐと称する。

【0024】

本実施形態では、ＳＯＣ、電圧Ｖおよび電流Ｉの検出は常時行われるが、これらを所定の時間間隔で検出してもよい。

【0025】

充放電制御部８５は、上述のＳＯＣ、電圧Ｖ、電流Ｉ、電力Ｐ等に基づいて、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に対し、充放電の制御を行う。特に、充放電制御部８５は、装置１の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の装置１の放電を禁止する機能を有する。具体的な制御内容は、以下詳述する。

【0026】

（制御手順）
図３は、制御装置８（主に充放電制御部８５）による装置１の制御方法のフローを示すフローチャートである。

【0027】

ステップＳ１：充放電制御部８５は、ＳＯＣがＣ１以上であるかを判定する。本実施形態において、Ｃ１は５０％であるが、負荷３の消費電力や発電装置４の発電能力等により適宜設定される。ＳＯＣ≧Ｃ１である場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、充放電制御部８５は、他の装置１からの充電は不必要であると判断し、ステップＳ２に移行する。一方、ＳＯＣ＜Ｃ１である場合（ステップＳ１においてＮＯ）、充放電制御部８５は、他の装置１からの充電が必要であると判断し、ステップＳ７に移行する。

【0028】

ステップＳ２：ステップＳ１においてＳＯＣ＜Ｃ１である場合、充放電制御部８５は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に対して充電開始を指示する。これに応じて、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２が起動する。

【0029】

ステップＳ３：充放電制御部８５は、電流Ｉが流れているか、すなわち、他の装置１から電力が供給されているかを判定する。Ｉ＝０、すなわち、他の装置１から電力が供給されていない場合（ステップＳ３においてＮＯ）、ステップＳ４に移行する。一方、Ｉ＞０、すなわち、他の装置１から電力が供給されている場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、ステップＳ５に移行する。

【0030】

ステップＳ４：充放電制御部８５は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に対して、ＤＣグリッド９に電圧Ｖ３を印加するように指示する。本実施形態において、Ｖ３は第１電圧Ｖ１（３５０Ｖ）よりも低い３２０Ｖである。

【0031】

ステップＳ５：充放電制御部８５は、ＳＯＣがＣ２以上になるまで双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に充電を継続させる。本実施形態において、Ｃ２は７０％であるが、負荷３の消費電力や発電装置４の発電能力等により適宜設定される。ＳＯＣがＣ２以上になった場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）、ステップＳ６に移行する。

【0032】

ステップＳ６：充放電制御部８５は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に充電を終了させ、ステップＳ１に戻る。

【0033】

ステップＳ７：充放電制御部８５は、ＳＯＣがＣ３以上であるかを判定する。本実施形態において、Ｃ３はＣ２と同じであり７０％であるが、負荷３の消費電力や発電装置４の発電能力等により適宜設定される。ＳＯＣ＜Ｃ３である場合（ステップＳ７においてＮＯ）、充放電制御部８５は、他の装置１へ放電（電力融通）する余裕はないと判断し、ステップＳ１に戻る。一方、ＳＯＣ≧Ｃ３である場合（ステップＳ１においてＮＯ）、充放電制御部８５は、他の装置１へ放電する余裕があると判断し、ステップＳ８に移行する。

【0034】

ステップＳ８：充放電制御部８５は、グリッド電圧ＶｇがＶ３（３２０Ｖ）であるか（充電を必要とする他の装置１がＤＣグリッド９に電圧Ｖ３を印加しているか）、およびグリッド電圧Ｖｇが低下したかを判定する。グリッド電圧ＶｇがＶ３ではない場合、かつ、グリッド電圧Ｖｇが変化しない場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ１に戻る。一方、グリッド電圧ＶｇがＶ３である場合、または、グリッド電圧Ｖｇが低下した場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ９に移行する。

【0035】

ステップＳ９：充放電制御部８５は、カウントを開始する。カウント期間中に、ステップＳ１０、Ｓ１１が実行される。

【0036】

ステップＳ１０：充放電制御部８５は、グリッド電圧Ｖｇが第２電圧Ｖ２に変化したかを判定する。グリッド電圧ＶｇがＶ１のままである場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、ステップＳ１１に移行する。グリッド電圧ＶｇがＶ２に変化した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行する。第２電圧Ｖ２については後述する。

【0037】

ステップＳ１１：充放電制御部８５は、カウント開始から所定時間経過したかを判定する。所定時間はＳＯＣが大きいほど短く、本実施形態では（１００－ＳＯＣ）秒である。例えば、ＳＯＣ＝９０％の場合、充放電制御部８５は、カウント開始から１０秒経過したかを判定する。所定時間経過していない場合（ステップＳ１１においてＮＯ）、ステップＳ１０に戻る。所定時間経過した場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行する。

【0038】

ステップＳ１２：充放電制御部８５は、カウント開始からグリッド電圧ＶｇがＶ２に変化せず（ステップＳ１０においてＮＯ）、かつ、所定時間経過した場合（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に放電開始を指示する。所定時間をＳＯＣが大きいほど短くなるように設定することで、ＳＯＣが大きい装置１の順に放電を開始することができる。

【0039】

ステップＳ１３：充放電制御部８５は、カウント開始から所定時間経過するまでの間に、グリッド電圧ＶｇがＶ２に変化した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に動作を禁止し、ステップＳ１に戻る。すなわち、充放電制御部８５は、装置１が放電動作を行っておらず、かつ、線路９の電圧が第２電圧Ｖ２である場合に、放電を禁止する。第２電圧Ｖ２は、後述するステップＳ１８において、装置１が第１電圧Ｖ１で放電動作を行っており、かつ、装置１の放電電力が閾値電力Ｐ_ｔｈ未満である場合に、線路９に印加される電圧である。

【0040】

ステップＳ１４：放電が開始された後、充放電制御部８５は、電流Ｉが流れているか（他の装置１への電力供給が継続しているか）、および、ＳＯＣがＣ３以上であるかを判定する。Ｉ＝０になった場合（他の装置１の充電が完了し、他の装置１への電力供給が終了した場合）、または、ＳＯＣ＜Ｃ３になった場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、ステップＳ１５に移行する。一方、Ｉ＞０、かつ、ＳＯＣ≧Ｃ３である場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、ステップＳ１６に移行する。

【0041】

ステップＳ１５：充放電制御部８５は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に放電を終了させ、ステップＳ１に戻る。

【0042】

ステップＳ１６：充放電制御部８５は、放電電力Ｐ_ｏｕｔが閾値電力Ｐ_ｔｈ未満であるかを判定する。閾値電力Ｐ_ｔｈは、特に限定されないが、本実施形態では、放電電力Ｐ_ｏｕｔに対する融通動作電力（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２が動作時に消費する電力）の割合（以下、融通損失率）が大きく、直流配電システム１００全体の電力効率が低いと判断される電力より若干大きい電力であり、例えば、装置１が放電動作に必要とする電力（主に双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２の駆動電力）と同じまたはそれより小さい電力に設定できる。放電電力Ｐ_ｏｕｔが閾値電力Ｐ_ｔｈ以上の場合（ステップＳ１６においてＮＯ）、ステップＳ１４に戻る。放電電力Ｐ_ｏｕｔが閾値電力Ｐ_ｔｈ未満になった場合（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、ステップＳ１７に移行する。

【0043】

ステップＳ１７：充放電制御部８５は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に対して、ＤＣグリッド９に電圧Ｖ１とは異なる電圧Ｖ２を印加するように指示する。すなわち、装置１が第１電圧Ｖ１で放電動作を行っており、かつ、装置１の放電電力が閾値電力Ｐ_ｔｈ未満である場合に、第２電圧Ｖ２を線路９に印加する。本実施形態において、Ｖ２は第１電圧Ｖ１（３５０Ｖ）よりも高い３８０Ｖである。

【0044】

線路９に電圧Ｖ２が印加されることにより、グリッド電圧Ｖｇ＝Ｖ２となるため（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、放電動作を行っていない他の装置１は、放電が禁止される（ステップＳ１３）。これにより、放電を行う装置１がさらに増加して、融通損失率が低下し、直流配電システム１００全体の電力効率低下を防止できる。

【0045】

ステップＳ１８：その後、ステップＳ１４と同様に、Ｉ＝０になった場合、または、ＳＯＣがＣ３未満になった場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、ステップＳ１５に移行し、充放電制御部８５は放電を終了させる。

【0046】

ステップＳ１９：電圧Ｖ２で放電中に、何らかの原因（例えば、充電動作を行う装置１の増加）により放電電力Ｐ_ｏｕｔが閾値電力Ｐ_ｔｈ以上になった場合（ステップＳ１９においてＹＥＳ）、ステップＳ２０に移行する。放電電力Ｐ_ｏｕｔが閾値電力Ｐ_ｔｈ未満のままである場合（ステップＳ１９においてＮＯ）、ステップＳ１８に戻る。

【0047】

ステップＳ２０：充放電制御部８５は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２に対して、ＤＣグリッド９に第１電圧Ｖ１を印加するように指示する。放電電力Ｐ_ｏｕｔが大きくなれば融通損失率が低下するため、他の装置１に対する放電の禁止を解除して、放電する装置１の台数増加を許容する。これにより、既に放電している装置１のＳＯＣが急激に減少することを防止できる。

【0048】

（システム全体の動作例）
以下、図１に示す直流配電システム１００の装置１－１～１－６間における電力融通の流れについて説明する。便宜上、直流配電システム１００では、装置１－１～１－６以外の装置１は存在せず（ｎ＝６）、各装置１－１～１－６の融通動作電力（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２の駆動電力）は互いに等しいものとする。以下の説明では、装置１－１、１－２、１－３、１－４の放電電力はそれぞれＰ_ｏｕｔ１、Ｐ_ｏｕｔ２、Ｐ_ｏｕｔ３、Ｐ_ｏｕｔ４である。また、装置１－５、１－６の充電電力はそれぞれＰ_ｉｎ５、Ｐ_ｉｎ６であり、Ｐ_ｉｎ５＝Ｐ_ｉｎ６である。また、閾値電力Ｐ_ｔｈ＝０．４×Ｐ_ｉｎ５（Ｐ_ｉｎ６）に設定されている。

【0049】

図４は、装置１－１～１－４の放電電力、装置１－５の充電電力およびグリッド電圧の変遷を示すグラフである。図５～図７は、装置１－１～１－６間における電力融通の変遷を示す概略図である。なお、図４では、装置１－６の充電電力は省略している。

【0050】

図５（ａ）に示すように、制御開始時点ｔ０において、装置１－１、１－２、１－３、１－４、１－５、１－６における蓄電装置５のＳＯＣはそれぞれ、９０％、８５％、８０％、７５％、４０％、５１％であり、グリッド電圧は３５０Ｖ（第１電圧Ｖ１）である。

【0051】

装置１－５では、ＳＯＣがＣ１（５０％）未満であるため（図３のステップＳ１においてＮＯ）、装置１－５の制御装置８（充放電制御部８５）は、充電開始を指示する（ステップＳ２）。このとき、放電している装置１が存在しないため（ステップＳ３においてＮＯ）、時点ｔ１において、装置１－５の充放電制御部８５は、ＤＣグリッド９に電圧Ｖ３を印加するように制御する（ステップＳ４）。

【0052】

装置１－１～１－４では、ＳＯＣがＣ３（７０％）以上であり（ステップＳ７においてＹＥＳ）、グリッド電圧Ｖｇが電圧Ｖ３になったため（ステップＳ８においてＹＥＳ）、各装置１－１～１－４の充放電制御部８５は、カウントを開始する（ステップＳ９）。

【0053】

ＳＯＣが９０％である装置１－１では、時点ｔ１から１００－９０＝１０秒後の時点ｔ２において、充放電制御部８５が放電開始を指示する（ステップＳ１２）。これにより、図５（ｂ）に示すように、Ｐ_ｏｕｔ１＝Ｐ_ｉｎ５となる。このとき、Ｐ_ｏｕｔ１≧Ｐ_ｔｈであるため（ステップＳ１６においてＮＯ）、ＤＣグリッド９に電圧Ｖ２は印加されない。

【0054】

ＳＯＣが８５％である装置１－２では、時点ｔ１から１００－８５＝１５秒後の時点ｔ３において、充放電制御部８５が放電開始を指示する（ステップＳ１２）。これにより、図５（ｃ）に示すように、Ｐ_ｏｕｔ１＋Ｐ_ｏｕｔ２＝Ｐ_ｉｎ５となる。このとき、Ｐ_ｏｕｔ１＝Ｐ_ｏｕｔ２＝０．５×Ｐ_ｉｎ５≧Ｐ_ｔｈであるため（ステップＳ１６においてＮＯ）、ＤＣグリッド９に電圧Ｖ２は印加されない。

【0055】

ＳＯＣが８０％である装置１－３では、時点ｔ１から１００－８０＝２０秒後の時点ｔ４において、充放電制御部８５が放電開始を指示する（ステップＳ１２）。これにより、図６（ａ）に示すように、Ｐ_ｏｕｔ１＋Ｐ_ｏｕｔ２＋Ｐ_ｏｕｔ３＝Ｐ_ｉｎ５となる。このとき、Ｐ_ｏｕｔ１＝Ｐ_ｏｕｔ２＝Ｐ_ｏｕｔ３≒０．３３×Ｐ_ｉｎ５＜Ｐ_ｔｈであるため（ステップＳ１６においてＹＥＳ）、時点ｔ５において、各装置１－１～１－３の充放電制御部８５は、ＤＣグリッド９に電圧Ｖ２（３８０Ｖ）を印加するように制御する。

【0056】

これにより、グリッド電圧Ｖｇが電圧Ｖ２になるため（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＳＯＣが７５％である装置１－４では、充放電制御部８５が放電を禁止する（ステップＳ１３）。すなわち、図６（ｂ）に示すように、装置１－４、１－６は放電禁止状態となる。そのため、ＳＯＣが７５％である装置１－４は、時点ｔ１から１００－７５＝２５秒後の時点ｔ６が到来しても、放電を行わない。これにより、放電する装置の台数が増加して、融通損失率が増大することを防止できる。

【0057】

その後、時点ｔ７において、装置１－６のＳＯＣが４９％に低下し、装置１－６の充電が開始されると、図７（ａ）に示すように、Ｐ_ｏｕｔ１＋Ｐ_ｏｕｔ２＋Ｐ_ｏｕｔ３＝Ｐ_ｉｎ５＋Ｐ_ｉｎ６となる。このとき、Ｐ_ｏｕｔ１＝Ｐ_ｏｕｔ２＝Ｐ_ｏｕｔ３≒０．６７×Ｐ_ｉｎ５≧Ｐ_ｔｈであるため（ステップＳ１９においてＹＥＳ）、時点ｔ８において、各装置１－１～１－３の充放電制御部８５は、ＤＣグリッド９に電圧Ｖ１（３５０Ｖ）を印加するように制御する。

【0058】

これにより、グリッド電圧ＶｇがＶ２（３８０Ｖ）からＶ１に低下するため（ステップＳ８においてＹＥＳ）、装置１－４では、放電禁止が解除され、充放電制御部８５がカウントを開始し（ステップＳ９）、さらに時点ｔ８から１００－７０＝３０秒後の時点ｔ９において、放電開始を指示する（ステップＳ１２）。このとき、図７（ｂ）に示すように、Ｐ_ｏｕｔ１＋Ｐ_ｏｕｔ２＋Ｐ_ｏｕｔ３＋Ｐ_ｏｕｔ４＝Ｐ_ｉｎ５＋Ｐ_ｉｎ６となり、Ｐ_ｏｕｔ１＝Ｐ_ｏｕｔ２＝Ｐ_ｏｕｔ３＝Ｐ_ｏｕｔ４＝０．５×Ｐ_ｉｎ５≧Ｐ_ｔｈ（ステップＳ１６においてＮＯ）、ＤＣグリッド９に電圧Ｖ２は印加されない。

【0059】

図８は、制御期間中における各装置１－１～１－６の状態、グリッド電圧および融通損失率を示す表である。ここで、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８はそれぞれ、図４における時間ｔ２～ｔ３、ｔ３～ｔ４、ｔ４～ｔ５、ｔ５～ｔ６、ｔ６～ｔ７、ｔ７～ｔ８、ｔ８～ｔ９の各期間である。

【0060】

期間Ｔ２では、１台の装置１－５に対して装置１－１のみが放電動作を行っているため、放電に必要な電力は、装置１－１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２の消費電力のみであり、融通損失率は非常に小さい。しかし、この状態が続くと、装置１－１のＳＯＣが急激に減少する恐れがある。

【0061】

期間Ｔ３では、１台の装置１－５に対して２台の装置１－１、１－２が放電動作を行っているため、融通損失率は比較的小さいが、この状態が続くと、装置１－１、１－２のＳＯＣが急激に減少する恐れがある。

【0062】

期間Ｔ４～Ｔ６では、１台の装置１－５に対して３台の装置１－１、１－２、１－３が放電動作を行っているため、放電電力が閾値電力未満になり、融通損失率は中程度となる。このとき、放電動作を行う装置１がさらに増加しないように、各装置１－１～１－３がＤＣグリッド９に電圧Ｖ２を印加する。これにより、装置１－４の放電が禁止される。

【0063】

期間Ｔ７～Ｔ８では、２台の装置１－５、１－６に対して３台の装置１－１、１－２、１－３が放電動作を行っているため、放電電力が閾値電力以上になり、融通損失率は比較的小さくなる。そのため、各装置１－１～１－３がＤＣグリッド９に電圧Ｖ１を印加することにより、装置１－４の放電禁止が解除される。

【0064】

（総括）
このように、本実施形態に係る制御方法では、装置１の放電電力が閾値電力未満である場合に、放電動作を行っていない他の装置１の放電を禁止する。これにより、装置１の放電による損失を抑えて、システム全体の電力効率低下を防止できる。

【0065】

また、グリッド電圧Ｖｇによって各装置１の放電禁止／禁止解除を一斉に決定することで、充電側と放電側のそれぞれの動作判定タイミングの不一致による動作不安定を低減できる。

【0066】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

【0067】

上記実施形態では、放電動作を行っていない他の装置１の放電を禁止するために、放電動作を行っている装置１がＤＣグリッド９に電圧Ｖ２を印加しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、装置１が通信機能を有している場合、放電動作を行っている装置１が放電動作を行っていない他の装置１に対して、放電を禁止する信号を送信してもよい。また、直流配電システム１００を統括するサーバ等が、放電を禁止／禁止解除する信号を各装置１に送信してもよい。

【0068】

また、上記実施形態では、電圧Ｖ２が電圧Ｖ１よりも高い電圧であるが、本発明はこれに限定されず、電圧Ｖ２が電圧Ｖ１よりも低い電圧であってもよい。この場合、電圧Ｖ３を電圧Ｖ１よりも高く設定してもよい。また、電圧Ｖ２と電圧Ｖ３を同じ電圧に設定してもよい。この場合、充放電制御部８５は、充電が必要になったときに電圧Ｖ３を瞬間的に印加し、一方、電圧Ｖ２をある一定時間検出し続けたときに放電を禁止するようにすればよい。

【0069】

また、上記実施形態では、直流配電システム１００は、充電が必要となる装置１が現れた場合に、ＳＯＣが大きい装置１の順に放電を開始するように構成されているが、本発明はこれに限定されず、ＳＯＣが所定値以上の装置１が同時に放電を開始するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１、１－１～１－ｎ 装置（電源装置）
２ 双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ 負荷
４ 発電装置
５ 蓄電装置
６ 電圧センサ
７ 電流センサ
８ 制御装置
８１ 残量検出部
８２ 電圧検出部
８３ 電流検出部
８４ 電力検出部
８５ 充放電制御部
９ ＤＣグリッド（線路）
１００ 直流配電システム
Ｐ_ｉｎ 充電電力
Ｐ_ｏｕｔ 放電電力
Ｐ_ｔｈ 閾値電力
Ｖ１ 電圧（第１電圧）
Ｖ２ 電圧（第２電圧）
Ｖ３ 電圧
Ｖｇ グリッド電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】