特許 7011458 パワーコンディショナー用のネットワーク接続機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-18

(45)【発行日】2022-01-26

(54)【発明の名称】パワーコンディショナー用のネットワーク接続機器

(51)【国際特許分類】

   H02J 13/00 20060101AFI20220119BHJP

   H02S 50/00 20140101ALI20220119BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20220119BHJP

【ＦＩ】

H02J13/00 311R

H02S50/00

H02J13/00 301A

H02J3/38 130

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017243601

(22)【出願日】2017-12-20

(65)【公開番号】P2019110717

(43)【公開日】2019-07-04

【審査請求日】2020-10-01

(73)【特許権者】

【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】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今川 繁浩

(72)【発明者】

【氏名】樽井 俊朗

【審査官】坂東 博司

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２７０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－７２７７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｇ０６Ｆ １３／００

Ｈ０２Ｓ ５０／００

Ｈ０２Ｊ ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パワーコンディショナー用のネットワーク接続機器であって、
メイン機と、
バックアップ機とを備え、
前記メイン機およびバックアップ機は、ともに、
外部サーバから送信された、前記パワーコンディショナーに対する制御情報を取得する第１機能と、
取得した前記制御情報に基づく指令を、前記パワーコンディショナーに送信する第２機能と、
前記パワーコンディショナーから、稼働データの基になるデータを受信する第３機能と
前記外部サーバに、前記パワーコンディショナーの稼働データを送信する第４機能とを有しており、
前記バックアップ機が、前記メイン機の稼働状況を確認可能なように構成されており、
前記メイン機は、正常状態において、前記第１～第４機能を働かせ、
前記バックアップ機は、前記メイン機が正常状態であるとき、少なくとも前記第２～第４機能を働かせないスタンバイ状態であり、前記メイン機が正常状態でないとき、前記第１～第４機能を働かせる代行状態になる
ことを特徴とするネットワーク接続機器。

【請求項2】

請求項１記載のネットワーク接続機器において、
前記バックアップ機は、
前記代行状態において、前記メイン機が正常状態に復帰したことを確認したとき、前記スタンバイ状態に戻る
ことを特徴するネットワーク接続機器。

【請求項3】

請求項１または２記載のネットワーク接続機器において、
前記バックアップ機は、前記メイン機と前記パワーコンディショナーとの間の通信を監視することによって、前記メイン機の稼働状況を確認する
ことを特徴とするネットワーク接続機器。

【請求項4】

請求項１または２記載のネットワーク接続機器であって、
前記メイン機は、正常状態であるとき、正常信号を前記バックアップ機へ送信し、
前記バックアップ機は、前記メイン機から正常信号を受信するか否かに基づいて、前記メイン機の稼働状況を確認する
ことを特徴とするネットワーク接続機器。

【請求項5】

請求項４記載のネットワーク接続機器であって、
前記メイン機と前記バックアップ機との間に、前記正常信号を送信するための専用配線が設けられている
ことを特徴とするネットワーク接続機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分散型発電システムに用いられるパワーコンディショナー用のネットワーク接続機器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、太陽光発電等の分散型発電システムに用いられるパワーコンディショナーは、インターネット等のネットワークへの対応が進められている。例えば、ネットワークを介した稼働状況の常時モニタリングが一般化している。また、最近では、稼働状況のモニタリングに加えて、遠隔からのリアルタイムの出力制御技術の導入も不可避となりつつある。

【0003】

特許文献１では、ネットワーク対応の太陽光発電システムとして、パワーコンディショナによって変換される交流電力に関する情報を表示する電力モニタと、屋外における雨を感知する感雨センサと、感雨センサの感雨結果を通知する通知部とを備えた構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば日本の制度では、パワーコンディショナーと、インターネットを介して外部サーバとの通信を行う出力制御ユニットとを備えたシステムにおいて、パワーコンディショナーと出力制御ユニットとの通信で異常が発生した場合に、５分以内に発電を停止する仕様が求められている。この点で、パワーコンディショナー用のネットワーク接続機器について、その可用性を高める技術が重要になっている。

【0006】

前記の問題に鑑み、本発明は、パワーコンディショナー用のネットワーク接続機器について、可用性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るパワーコンディショナー用のネットワーク接続機器は、メイン機と、バックアップ機とを備え、バックアップ機は、メイン機が正常状態であるとき、スタンバイ状態であり、メイン機が正常状態でないとき、外部サーバからの制御信号の受信や外部サーバへの稼働データの送信等を行う代行状態になる。これにより、ネットワーク接続機器の可用性が向上する。

【0008】

すなわち、本発明の態様では、パワーコンディショナー用のネットワーク接続機器は、メイン機と、バックアップ機とを備え、前記メイン機およびバックアップ機は、ともに、外部サーバから送信された前記パワーコンディショナーに対する制御情報を取得する第１機能と、取得した前記制御情報に基づく指令を前記パワーコンディショナーに送信する第２機能と、前記パワーコンディショナーから稼働データの基になるデータを受信する第３機能と、前記外部サーバに前記パワーコンディショナーの稼働データを送信する第４機能とを有しており、前記バックアップ機が、前記メイン機の稼働状況を確認可能なように構成されており、前記メイン機は、正常状態において、前記第１～第４機能を働かせ、前記バックアップ機は、前記メイン機が正常状態であるとき、少なくとも前記第２～第４機能を働かせないスタンバイ状態であり、前記メイン機が正常状態でないとき、前記第１～第４機能を働かせる代行状態になる。

【0009】

この態様によると、ネットワーク接続機器において、メイン機が正常状態でないときは、スタンバイ状態であったバックアップ機が代行状態になり、外部サーバから送信された制御情報の受信、制御情報に基づく指令のパワーコンディショナーへの送信、パワーコンディショナーからの稼働データの基になるデータの受信、および、外部サーバへの稼働データの送信を行う。このため、ネットワーク接続機器の可用性が向上する。

【0010】

そして、前記態様において、前記バックアップ機は、前記代行状態において、前記メイン機が正常状態に復帰したことを確認したとき、前記スタンバイ状態に戻る、としてもよい。

【0011】

これにより、バックアップ機は、メイン機が正常状態に復帰したとき、代行状態からスタンバイ状態に戻ることができる。

【0012】

そして、前記態様において、前記バックアップ機は、前記メイン機と前記パワーコンディショナーとの間の通信を監視することによって、前記メイン機の稼働状況を確認する、としてもよい。

【0013】

これにより、バックアップ機は、メイン機の稼働状態を確認することができる。

【0014】

また、前記態様において、前記メイン機は、正常状態であるとき、正常信号を前記バックアップ機へ送信し、前記バックアップ機は、前記メイン機から正常信号を受信するか否かに基づいて、前記メイン機の稼働状況を確認する、としてもよい。

【0015】

これにより、バックアップ機は、メイン機の稼働状態を確認することができる。

【0016】

さらに、前記メイン機と前記バックアップ機との間に、前記正常信号を送信するための専用配線が設けられている、としてもよい。

【0017】

これにより、メイン機とパワーコンディショナーとの通信を妨げることなく、バックアップ機は、メイン機の稼働状態を確認することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によると、パワーコンディショナー用のネットワーク接続機器の可用性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係るネットワーク接続機器を備えた分散型発電システムの構成例

【図2】出力制御ユニットの機能構成例であり、（ａ）はメイン機、（ｂ）はバックアップ機

【図3】出力制御ユニットの動作例を示すフローチャート

【図4】出力制御ユニットの動作例を示すフローチャート

【図5】実施形態に係るネットワーク接続機器を備えた分散型発電システムの他の構成例

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0021】

図１は実施形態に係るネットワーク接続機器を備えた分散型発電システム１００の構成例を示す模式図である。図１の分散型発電システム１００は、太陽光発電を行うものであり、ここでは、太陽光モジュール３ａ，３ｂ，３ｃを備えている。各太陽光モジュール３ａ，３ｂ，３ｃには、パワーコンディショナー（電力変換装置、図ではＰＣＳ１～３と記す）２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞれ設けられている。パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃから電力線４を介して交流電力が出力される。

【0022】

図１の分散型発電システム１００は、インターネット対応がなされている。すなわち、出力制御ユニット１０は、通信モデム１を介してインターネットと接続されており、かつ、各パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃと通信可能である。出力制御ユニット１０は、ネットワーク接続機器の一例である。そして本実施形態では、出力制御ユニット１０は、メイン機１１と、バックアップ機１２とを備える。メイン機１１とバックアップ機１２は、基本的にはほぼ同一の機能を有している。

【0023】

図２は出力制御ユニット１０の機能構成例を示す図であり、（ａ）はメイン機１１の機能構成、（ｂ）はバックアップ機１２の機能構成である。図２において、機能２１は、外部サーバから、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに対する制御情報を受信する機能である。機能２２は、機能２１によって受信した制御情報に基づく指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに送信する機能である。機能２３は、機能２４によって送信する稼働データの基になるデータを、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃから受信する機能である。機能２４は、外部サーバに、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃの稼働データを送信する機能である。機能２１による受信、および、機能２４による送信は、外部サーバにおいて定義されたプロトコルに従う。なお、機能２５Ａ，２５Ｂ，２６については、後述する。

【0024】

本実施形態では、出力制御ユニット１０は、バックアップ機１２が、メイン機１１の稼働状況を確認可能なように構成されている。そして、メイン機１１は、正常状態において、機能２１～２４を働かせる一方、バックアップ機１２は、メイン機１１が正常状態であるとき、機能２１を働かせるが、機能２２～２４を働かせないスタンバイ状態であるものとする。また、バックアップ機１２は、メイン機１１が正常状態でないとき、機能２１～２４を働かせる代行状態になる。さらに、バックアップ機１２は、代行状態において、メイン機１１が正常状態に復帰したことを確認したとき、スタンバイ状態に戻る。

【0025】

図３は出力制御ユニット１０の動作例を示すフローチャートである。この動作例では、メイン機１１とバックアップ機１２はマスター・スレーブ方式で通信を行うものとする。まず、ユーザは、出力制御ユニット１０を分散型発電システム１００に設置し、初期設定を行う（Ｓ１１，Ｓ２１）。そして、出力制御データに関する設定（例えば、外部サーバのアドレスの設定等）を行い、外部サーバと接続し、初期データを取得する（Ｓ１２，Ｓ２２）。

【0026】

外部サーバから出力制御データを取得すると（Ｓ１３）、メイン機１１は、この出力制御データに含まれた制御情報に基づく指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに順に送信する（Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）。続いて、メイン機１１は、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃの稼動データを要求する指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに順に送信し（Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９）、取得した稼動データを外部サーバへ送信する（Ｓ１Ａ）。

【0027】

一方、バックアップ機１２は、スタンバイ状態であり、メイン機１１から各パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃへの制御情報に基づく指令の送信、および、各パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃからのレスポンスを監視する（Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２７）。指令送信およびレスポンスが正常になされている場合は、ＯＫと判定する。一方、所定時間が経過してもメイン機１１から指令が送信されないときは、無通信タイムアウトと判定する（Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８）。また、バックアップ機１２は、メイン機１１から各パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２Ｃへの稼働データを要求する指令の送信、および、各パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃからのレスポンスを監視する（Ｓ２９，Ｓ２Ｂ，Ｓ２Ｄ）。指令送信およびレスポンスが正常になされている場合は、ＯＫと判定する。一方、所定時間が経過してもメイン機１１から指令が送信されないときは、無通信タイムアウトと判定する（Ｓ２Ａ，Ｓ２Ｃ，Ｓ２Ｅ）。

【0028】

バックアップ機１２は、無通信タイムアウトと判定したとき、スタンバイ状態から代行状態に移行し、機能２２～２４を働かせる。そして、メイン機１１の代わりに、出力制御データに含まれた制御情報に基づく指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに順に送信する（Ｓ２Ｆ，Ｓ２Ｇ，Ｓ２Ｈ）。続いて、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃの稼動データを要求する指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに順に送信し（Ｓ２Ｉ，Ｓ２Ｊ，Ｓ２Ｋ）、取得した稼動データを外部サーバへ送信する（Ｓ２Ｌ）。そして、メイン機１１の通信を確認し（Ｓ２Ｍ）、メイン機１１による指令送信およびパワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃからのレスポンスが正常になされるまで、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃへの指令送信を続行する。メイン機１１による指令送信およびパワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃからのレスポンスが正常に行われたことを確認すると、バックアップ機１２は、再びスタンバイ状態に戻る（Ｓ２Ｎ）。

【0029】

このような動作によって、メイン機１１が正常状態でないときは、スタンバイ状態であったバックアップ機１２が代行状態になり、外部サーバから送信された制御情報の受信、外部サーバへの稼働データの送信、制御情報に基づく指令のパワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃへの送信、および、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃからの稼働データの基になるデータの受信を行う。このため、ネットワーク接続機器の可用性が向上する。

【0030】

図４は出力制御ユニット１０の他の動作例を示すフローチャートである。この動作例では、メイン機１１とバックアップ機１２はプロデューサ・コンシューマ方式で通信を行うものとする。この場合、メイン機１１は、正常信号を送信する機能２５Ａを有し、バックアップ機１２は、正常信号を確認する機能２５Ｂを有する。

【0031】

まず、ユーザは、出力制御ユニット１０を分散型発電システム１００に設置し、初期設定を行う（Ｓ３１，Ｓ４１）。そして、出力制御データに関する設定（例えば、外部サーバのアドレスの設定等）を行い、外部サーバと接続し、初期データを取得する（Ｓ３２，Ｓ４２）。

【0032】

出力制御データを取得すると（Ｓ３３）、メイン機１１は、この出力制御データに含まれた制御情報に基づく指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに順に送信する（Ｓ３４，Ｓ３５，Ｓ３６）。続いて、メイン機１１は、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃの稼動データを要求する指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに順に送信し（Ｓ３７，Ｓ３８，Ｓ３９）、取得した稼動データを外部サーバへ送信する（Ｓ３Ａ）。その後、メイン機１１はバックアップ機１２に正常信号を送信する（Ｓ３Ｂ）。一方、バックアップ機１２は、スタンバイ状態であり、メイン機１１から送信される正常信号を受信する（Ｓ４３）。正常信号を受信した場合は、ＯＫと判定する。一方、所定時間が経過しても正常信号を受信しない場合は、ＮＧと判定する（Ｓ４４）。

【0033】

バックアップ機１２は、ＮＧと判定したとき、スタンバイ状態から代行状態に移行し、機能２２～２４を働かせる。そして、メイン機１１の代わりに、出力制御データに含まれた制御情報に基づく指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに順に送信する（Ｓ４５，Ｓ４６，Ｓ４７）。続いて、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃの稼動データを要求する指令を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃに順に送信し（Ｓ４８，Ｓ４９，Ｓ４Ａ）、取得した稼動データを外部サーバへ送信する（Ｓ４Ｂ）。そして、メイン機１１から正常信号が送信されるか否かを確認し（Ｓ４Ｃ）、正常信号が送信されるまで、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃへの指令送信を続行する。メイン機１１から送信された正常信号を受信すると、バックアップ機１２は、再びスタンバイ状態に戻る（Ｓ４Ｄ）。

【0034】

このような動作によっても、メイン機１１が正常状態でないときは、スタンバイ状態であったバックアップ機１２が代行状態になり、外部サーバから送信された制御情報の受信、外部サーバへの稼働データの送信、制御情報に基づく指令のパワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃへの送信、および、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃからの稼働データの基になるデータの受信を行う。このため、ネットワーク接続機器の可用性が向上する。

【0035】

なお、図４の動作例では、メイン機１１は、バックアップ機１２に送信する正常信号を、パワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃへの信号経路に送信するものとしている。これに対して、図５の出力制御ユニット１０Ａの構成のように、メイン機１１とバックアップ機１２との間に、正常信号を送信するための専用配線１３を設けてもよい。これにより、メイン機１１とパワーコンディショナー２ａ，２ｂ，２ｃとの通信を妨げることなく、バックアップ機１２は、メイン機１１の稼働状態を確認することができる。

【0036】

また、上の例では、バックアップ機１２は、スタンバイ状態において、制御情報を受信する機能２１を働かせるものとした。これに代えて、バックアップ機１２は、スタンバイ状態において、機能２１も働かせないようにしてもよい。この場合には、バックアップ機１２は、メイン機１１が受信した制御情報を、メイン機１１から取り出し保存しておく。このために、メイン機１１およびバックアップ機１２は、保持情報を交換する機能２６を働かせておけばよい。

【産業上の利用可能性】

【0037】

本発明では、パワーコンディショナー用のネットワーク接続機器の可用性を向上できるので、例えば、分散型発電システムの稼働率向上に有用である。

【符号の説明】

【0038】

２ａ，２ｂ，２ｃ パワーコンディショナー
１０，１０Ａ 出力制御ユニット（ネットワーク接続機器）
１１ メイン機
１２ バックアップ機
１３ 専用配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】