特許 7164042 電力システム

(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】2022-10-24

(45)【発行日】2022-11-01

(54)【発明の名称】電力システム

(51)【国際特許分類】

   G05F 1/67 20060101AFI20221025BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20221025BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20221025BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20221025BHJP

【ＦＩ】

G05F1/67 A

H02J3/38 150

H02J3/32

H02J7/35 K

H02J7/35 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021529607

(86)(22)【出願日】2019-07-02

(86)【国際出願番号】 JP2019026354

(87)【国際公開番号】W WO2021001936

(87)【国際公開日】2021-01-07

【審査請求日】2021-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】李 海青

【審査官】佐藤 匡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－５１０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２８１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５３０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－６０９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０２９１３８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｆ １／６７

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ ３／３２

Ｈ０２Ｊ ７／３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルからの直流電力を交流電力に変換し、前記交流電力を電力系統に出力するように構築された第一電力変換装置と、
蓄電池と、
前記太陽電池パネルと前記第一電力変換装置との間の接続点に第一入出力端が接続され、第二入出力端が前記蓄電池に接続され、前記接続点の直流電圧で前記蓄電池を充電する充電制御と前記蓄電池に蓄えられた電力を前記接続点に放出する放電制御とを含む充放電制御を行うように構築された第二電力変換装置と、
を備え、
前記第一電力変換装置および前記第二電力変換装置は、
前記接続点を介して前記第一電力変換装置と前記第二電力変換装置とが接続した状態で前記第一電力変換装置が前記太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御を行うとともに前記第二電力変換装置が前記充放電制御を行う第一モードと、
前記第一電力変換装置が予め定められた出力リミッタ値を上回らないように出力電力を制限する制御であり且つＭＰＰＴ制御ではない出力リミット制御を行うとともに、前記第二電力変換装置が前記太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御を行う第二モードと、
を選択的に実行するように構築された電力システム。

【請求項2】

前記第一電力変換装置および前記第二電力変換装置は、前記第一モードが行われている期間に前記第一電力変換装置の出力電力が前記出力リミッタ値に達したときには前記第一モードを前記第二モードに切り替えるように構築された請求項１に記載の電力システム。

【請求項3】

前記第一電力変換装置および前記第二電力変換装置は、前記第一電力変換装置が前記出力リミッタ値を上回らない範囲でＭＰＰＴ制御を行うとともに前記第二電力変換装置が停止される第三モードをさらに選択可能に構築され、
前記第二モードが行われている期間に前記蓄電池が満充電となった場合には、前記第一電力変換装置および前記第二電力変換装置が前記第二モードから前記第三モードへと制御モードを切り替えるように構築された請求項１または２に記載の電力システム。

【請求項4】

太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルからの直流電力を交流電力に変換し、前記交流電力を電力系統に出力するように構築された第一電力変換装置と、
蓄電池と、
前記太陽電池パネルと前記第一電力変換装置との間の接続点に第一入出力端が接続され、第二入出力端が前記蓄電池に接続され、前記接続点の直流電圧で前記蓄電池を充電する充電制御と前記蓄電池に蓄えられた電力を前記接続点に放出する放電制御とを含む充放電制御を行うように構築された第二電力変換装置と、
前記第一電力変換装置と前記第二電力変換装置とに接続された上位制御装置と、
を備え、
前記上位制御装置は、
前記接続点を介して前記第一電力変換装置と前記第二電力変換装置とが接続した状態で前記第一電力変換装置が前記太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御を行うとともに前記第二電力変換装置が前記充放電制御を行う第一モードと、
前記第一電力変換装置が予め定められた出力リミッタ値を上回らないように出力電力を制限する制御であり且つＭＰＰＴ制御ではない出力リミット制御を行うとともに、前記第二電力変換装置が前記太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御を行う第二モードと、
を備え、
前記上位制御装置は、前記第一モードと前記第二モードとを前記第一電力変換装置および前記第二電力変換装置に選択的に実行させるように構築された電力システム。

【請求項5】

前記上位制御装置は、前記第一モードが行われている期間に前記第一電力変換装置の出力電力が前記出力リミッタ値に達したときには、前記第一電力変換装置および前記第二電力変換装置の制御モードを前記第一モードから前記第二モードに切り替えるように構築された請求項４に記載の電力システム。

【請求項6】

前記上位制御装置は、前記第一電力変換装置が前記出力リミッタ値を上回らない範囲でＭＰＰＴ制御を行うとともに前記第二電力変換装置が停止される第三モードをさらに備え、
前記上位制御装置は、前記第二モードが行われている期間に前記蓄電池が満充電となった場合には前記第二モードを前記第三モードに切り替えるように構築された請求項４または５に記載の電力システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば国際公開２０１５／０２９１３８号公報に記載されているように、太陽光発電システムの出力電力を一定範囲に制限する技術が知られている。系統連系を行う太陽光発電システムでは、電力系統との関係で許容される出力電力の範囲が定められている。上記従来の技術によれば、サイト上限設定値が設定され、このサイト上限設定値を超えないように太陽光発電システムの出力電力が制限される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０１５／０２９１３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の技術では、サイト上限設定値をリミッタ値として、出力電力がこのリミッタ値を超えないように出力電力が制限される。この出力制限は、ＭＰＰＴ制御との関係で弊害を引き起こすことがある。すなわち、一般的には、太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御（つまり最大電力点追従制御）が行われることで、太陽電池パネルの発電電力が最大限に取り出される。その一方で、出力リミット制御が行われることで、電力変換装置の入力直流電圧の値が最適動作点電圧よりも小さな値に制限される。

【0005】

ＭＰＰＴ制御が行われているときに、最大出力電力動作点の手前で太陽電池パネルの出力電力が出力リミッタ値に達することがある。この場合には、発電量を増大させないように、出力リミット制御で出力電力が制限されてしまう。このような事態が発生すると、本来であればさらに多くの発電量を得ることができる状況にもかかわらず、太陽電池パネルの発電量が制限されているという問題があった。

【0006】

この出願は、上述のような課題を解決するためになされたもので、より多くの発電量を得ることができるように改良された電力システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本出願の第一の電力システムは、
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルからの直流電力を交流電力に変換し、前記交流電力を電力系統に出力するように構築された第一電力変換装置と、
蓄電池と、
前記太陽電池パネルと前記第一電力変換装置との間の接続点に第一入出力端が接続され、第二入出力端が前記蓄電池に接続され、前記接続点の直流電圧で前記蓄電池を充電する充電制御と前記蓄電池に蓄えられた電力を前記接続点に放出する放電制御とを含む充放電制御を行うように構築された第二電力変換装置と、
を備え、
前記第一電力変換装置および前記第二電力変換装置は、
前記接続点を介して前記第一電力変換装置と前記第二電力変換装置とが接続した状態で前記第一電力変換装置が前記太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御を行うとともに前記第二電力変換装置が前記充放電制御を行う第一モードと、前記第一電力変換装置が予め定められた出力リミッタ値を上回らないように出力電力を制限する制御であり且つＭＰＰＴ制御ではない出力リミット制御を行うとともに、前記第二電力変換装置が前記太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御を行う第二モードと、を選択的に実行するように構築されたものである。

【0008】

本出願の第二の電力システムは、
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルからの直流電力を交流電力に変換し、前記交流電力を電力系統に出力するように構築された第一電力変換装置と、
蓄電池と、
前記太陽電池パネルと前記第一電力変換装置との間の接続点に第一入出力端が接続され、第二入出力端が前記蓄電池に接続され、前記接続点の直流電圧で前記蓄電池を充電する充電制御と前記蓄電池に蓄えられた電力を前記接続点に放出する放電制御とを含む充放電制御を行うように構築された第二電力変換装置と、
前記第一電力変換装置と前記第二電力変換装置とに接続された上位制御装置と、
を備え、
前記上位制御装置は、
前記接続点を介して前記第一電力変換装置と前記第二電力変換装置とが接続した状態で前記第一電力変換装置が前記太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御を行うとともに前記第二電力変換装置が前記充放電制御を行う第一モードと、前記第一電力変換装置が予め定められた出力リミッタ値を上回らないように出力電力を制限する制御であり且つＭＰＰＴ制御ではない出力リミット制御を行うとともに、前記第二電力変換装置が前記太陽電池パネルに対するＭＰＰＴ制御を行う第二モードと、を備え、
前記上位制御装置は、前記第一モードと前記第二モードとを前記第一電力変換装置および前記第二電力変換装置に選択的に実行させるように構築されたものである。

【発明の効果】

【0009】

本出願によれば、第一電力変換装置と第二電力変換装置とで、ＭＰＰＴ制御を実行する権限を互いに受け渡すことができる。第二電力変換装置でＭＰＰＴ制御を実行する第二モードによれば、発電電力を太陽電池パネルから最大限に引き出すとともに、この電力を蓄電池に蓄えることができる。これにより、従来は電力系統側に出力しないよう出力リミット制御で制限されていた過剰発電量を、太陽電池パネルから取り出すことができる。その結果、電力システムの発電量を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態にかかる電力システムの構成を示す図である。

【図2】実施の形態にかかる電力システムの動作を説明するためのタイムチャートである。

【図3】実施の形態の変形例にかかる電力システムの構成を示す図である。

【図4】比較例にかかる電力システムの動作を説明するためのタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、実施の形態にかかる電力システム１の構成を示す図である。電力システム１は、直流リンク発電システム１ａと、系統側開閉器２と、連系トランス３と、を備えている。系統側開閉器２の一端は電力系統１００に接続され、系統側開閉器２の他端は連系トランス３の一端に接続されている。連系トランス３の他端は、直流リンク発電システム１ａにおける交流側開閉器４の一端に接続されている。

【0012】

直流リンク発電システム１ａは、交流側開閉器４と、第一電力変換装置５と、直流側開閉器６と、太陽電池パネル７と、第二電力変換装置８と、蓄電用開閉器９と、蓄電池１０と、逆流防止ダイオード１１とを備えている。第一電力変換装置５および第二電力変換装置８は、パワーコンディショナシステム（ＰＣＳ）とも称される。

【0013】

直流リンク発電システム１ａは、ＤＣリンク方式のシステム構成を有する。ＤＣリンク方式に従って、太陽電池パネル７と第一電力変換装置５とを接続する直流（ＤＣ）パスに蓄電池システム（つまり第二電力変換装置８および蓄電池１０）が接続されている。

【0014】

交流側開閉器４の他端は、第一電力変換装置５の交流出力端に接続されている。第一電力変換装置５の直流入力端には、直流側開閉器６の一端が接続されている。

【0015】

直流側開閉器６の他端は、接続点Ｘを介して、逆流防止ダイオード１１のカソードに接続されている。逆流防止ダイオード１１のアノードは、太陽電池パネル７に接続されている。

【0016】

実施の形態では、簡略化のために一つの直流リンク発電システム１ａのみを図１に示しているが、複数の直流リンク発電システム１ａが並列接続されたものが連系トランス３の他端に接続するように電力システム１が構築されてもよい。太陽電池パネル７は、複数の太陽電池モジュールが多数直列及び並列に接続された太陽電池アレイとして提供されてもよい。

【0017】

第一電力変換装置５は、太陽電池パネル７からの直流電力を交流電力に変換し、交流電力を電力系統１００へ出力するように構築されている。第一電力変換装置５は、第一電力変換回路と第一電力変換制御回路とを備えている。第一電力変換回路は、一例としてＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子で構築された電圧型三相交流インバータ回路である。第一電力変換制御回路は、図示しない上位制御装置（例えばメインサイトコントローラ）からの出力上限リミッタＰ^＊ _１に基づいて、ゲートパルスとしてのＰＷＭ制御信号を生成することにより第一電力変換回路の半導体スイッチング素子をオンオフ制御する。

【0018】

図１に示すように、接続点Ｘには、第二電力変換装置８の第一入出力端も接続されている。第二電力変換装置８の第二入出力端は、蓄電用開閉器９を介して、蓄電池１０に接続されている。

【0019】

蓄電池１０は、ＥＳＳ（エナジーストレージシステム）用の各種の蓄電装置を用いることができる。蓄電池１０は、電気二重層コンデンサ（ＥＤＬＣ）と、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）と、リチウムイオン二次電池（ＬＩＢ）と、ニッケル水素電池と、チタン酸リチウムを用いたＳｃｉＢ（登録商標）と、鉛蓄電池と、ナトリウム硫黄電池と、燃料電池（ＦＣ）とからなる群から選択された蓄電池１０であってもよい。

【0020】

蓄電池１０と第二電力変換装置８は、蓄電用開閉器９を介して接続されている。蓄電池１０は、蓄電池本体と、この蓄電池本体のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）などを管理するＢＭＵ（バッテリマネジメントユニット）を含んでいる。蓄電池１０のＳＯＣなどの電池状態情報は、ＢＭＵから第二電力変換装置８に伝達されている。なお、変形例として、図示しない上位制御装置を経由して、第二電力変換装置８へと電池状態情報が伝達されてもよい。つまり、ＢＭＵと第二電力変換装置８とが直接に交信しなくともよい。

【0021】

第二電力変換装置８は、太陽電池パネル７と直流側開閉器６との間の接続点Ｘに接続されている。第二電力変換装置８は、第二電力変換回路と、第二電力変換制御回路と、を備えている。第二電力変換回路としては、各種公知のＤＣ－ＤＣコンバータ回路を用いることができる。第二電力変換回路は、例えば、ＰＷＭスイッチングコンバータであってもよいし、チョッパ回路を含む昇降圧コンバータであってもよい。第二電力変換制御回路は、図示しない上位制御装置（例えばメインサイトコントローラ）からの上位指令信号に基づいて、第二電力変換回路に含まれるＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子のオン・オフを制御する。

【0022】

第二電力変換装置８は、充放電制御を実施するように構築されている。充放電制御は、充電制御と放電制御とを含んでいる。充電制御は、接続点Ｘの直流電圧Ｖ_ＤＣで蓄電池１０を充電する制御モードである。放電制御は、蓄電池１０に蓄えられた電力を接続点Ｘに放出する制御モードである。

【0023】

図示しない上位制御装置からの上位指令信号には、指令値が含まれている。この指令値は、蓄電池１０の種類と運用方法とに応じてその内容が決まるものであり、有効電力指令Ｐ^＊ _２であってもよく、電流指令値あるいは電圧指令値であってもよい。第二電力変換装置８は、上位指令信号に含まれる指令値に基づいて接続点Ｘに対する有効電力の入出力を行うように作動する。また、図１に記載した実施の形態にかかる電力システム１では、第一電力変換装置５と第二電力変換装置８との間に通信回線が設けられている。この通信回線を介して、モード設定信号Ｓ０がやり取りされる。

【0024】

モード設定信号Ｓ０は、第一電力変換装置５と第二電力変換装置８との間で、第一モードＭ１と第二モードＭ２と第三モードＭ３との切替を行うための双方向信号である。モード設定信号Ｓ０をやり取りすることで、第一電力変換装置５と第二電力変換装置８とが協調して制御を実施する。実施の形態では、このモード設定信号Ｓ０との対応関係を定めた下記の表１に定義されたテーブル情報が、予め第一電力変換装置５および第二電力変換装置８に記憶されている。第一電力変換装置５および第二電力変換装置８は、モード設定信号Ｓ０の内容に従って、第一モードＭ１と第二モードＭ２と第三モードＭ３とを選択的に実行するように構築されている。

【0025】

【表1】

【0026】

第一モードＭ１は、第一電力変換装置５が太陽電池パネル７に対するＭＰＰＴ制御（つまり最大電力点追従制御）を行うとともに、第二電力変換装置８が充放電制御を行う制御モードである。第一モードＭ１の充放電制御は、前述したように、図示しない上位制御装置からの上位指令信号に基づいて充電制御と放電制御とを切り替えるものである。

【0027】

第二モードＭ２は、第一電力変換装置５が出力リミット制御に固定されるとともに、第二電力変換装置８が太陽電池パネル７に対するＭＰＰＴ制御を行う制御モードである。第二モードＭ２の出力リミット制御では、図示しない上位制御装置からの出力上限リミッタＰ^＊ _１と予め定められた出力リミッタ値Ｐ_{ｐｃｓｍａｘ}とのうち小さい方の値が、出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}に設定される。第一電力変換装置５は、出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を上回らないように出力電力を制限する。

【0028】

第三モードＭ３は、第一電力変換装置５が出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を上回らない範囲でＭＰＰＴ制御を行うとともに、第二電力変換装置８が停止される制御モードである。

【0029】

図２は、実施の形態にかかる電力システム１の動作を説明するためのタイムチャートである。図２において、連系点電力Ｐｓｉｔｅは、直流リンク発電システム１ａが電力系統１００の系統連系点へと出力するサイト合成電力である。過剰発電電力Ｐ_ｅｘは、出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を超える発電量である。総過剰発電電力量Ｐ_{ｅｘｔｏｔａｌ}は、過剰発電電力Ｐ_ｅｘを時間で積分した値である。

【0030】

出力電力Ｐ_ｇｅｎは、太陽電池パネル７が発電した発電電力量のうち、直流リンク発電システム１ａから電力系統１００の側へ出力する出力分である。充電電力量Ｐ_ＣＲＧは、太陽電池パネル７が発電した発電電力量のうち、蓄電池１０に充電される充電電力分である。実施の形態では、充電電力量Ｐ_ＣＲＧは総過剰発電電力量Ｐ_{ｅｘｔｏｔａｌ}と一致している。これは、第二モードＭ２で第二電力変換装置８がＭＰＰＴ制御を実施することで、太陽電池パネル７の過剰発電分を最大限に引き出すことができるからである。

【0031】

時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、夜間と朝と昼と夕とを区別するための便宜上の時刻である。時刻ｔ１が日の出に相当しており、時刻ｔ４が日没に相当している。図２の下段には、制御モードつまりモード設定信号Ｓ０の内容が時系列的に示されている。なお、図２では、一例として、夜間に第一電力変換装置５と第二電力変換装置８の両方が停止されている。

【0032】

図４は、比較例にかかる電力システム１の動作を説明するためのタイムチャートである。比較例では、実施の形態とは異なり、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの全期間に渡って比較例モードＭ０が実行される。比較例モードＭ０の内容は、下記の表２のとおりである。

【0033】

【表2】

【0034】

図４の比較例では、過剰出力電力Ｐ_ｅｘを制限するように出力リミット制御が実施されるだけであり、総過剰発電電力量Ｐ_{ｅｘｔｏｔａｌ}は太陽電池パネル７から引き出されることがない。つまり図１においては総過剰発電電力量Ｐ_{ｅｘｔｏｔａｌ}が充電電力量Ｐ_ＣＲＧとして取り出されているが、図４の比較例では充電電力量Ｐ_ＣＲＧが発生していない。従って、比較例においては、総過剰発電電力量Ｐ_{ｅｘｔｏｔａｌ}の取得を諦めざるを得ない。

【0035】

実施の形態によれば、上記の表１にも示したように、モード設定信号Ｓ０に従って第一モードＭ１と第二モードＭ２とが選択的に実行される。このモード切替により、第一電力変換装置５と第二電力変換装置８との間でＭＰＰＴ制御を実行する権限を互いに受け渡すことができる。第二電力変換装置８でＭＰＰＴ制御を実行する第二モードＭ２によれば、発電電力を太陽電池パネル７から最大限に引き出すとともに、この電力を蓄電池１０に蓄えることができる。

【0036】

比較例では電力系統１００の側に出力しないよう出力リミット制御で総過剰発電電力量Ｐ_{ｅｘｔｏｔａｌ}の出力が制限されていたのに対し、実施の形態では太陽電池パネル７から取り出した総過剰発電電力量Ｐ_{ｅｘｔｏｔａｌ}を充電電力量Ｐ_ＣＲＧとして蓄電池１０へと蓄えることができる。その結果、昼期間における電力システム１の総発電量は、Ｐ_ｇｅｎとＰ_ＣＲＧとの合計になるので、図４の比較例に比べて電力システム１の総発電量を増大させることができる。

【0037】

実施の形態においては、第一電力変換装置５および第二電力変換装置８は、図２の時刻ｔ２おいて、第一電力変換装置５がモード設定信号Ｓ０の内容を第一モードＭ１から第二モードＭ２に切り替える。時刻ｔ２は、第一モードＭ１が行われている期間に第一電力変換装置５の出力電力が出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}に達したタイミングである。これにより第一電力変換装置５における出力リミット制御の開始が必要となったことに応答して、第二モードＭ２への自動切替を即時かつシームレスに実行することができる。

【0038】

図２に示す実施の形態の一例においては、朝期間（時刻ｔ１～ｔ２）および夕期間（時刻ｔ３～ｔ４）では第一モードＭ１が選択され、昼期間（時刻ｔ２～時刻ｔ３）には第二モードＭ２が選択されるように、第一電力変換装置５と第二電力変換装置８とが協調してモード設定信号Ｓ０の内容を決定する。朝期間（時刻ｔ１～ｔ２）および夕期間（時刻ｔ３～ｔ４）には、第一電力変換装置５の出力電力が出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}よりも小さい。昼期間（時刻ｔ２～時刻ｔ３）には、第一電力変換装置５の出力電力が出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}に達している。

【0039】

なお、図２では便宜上、昼期間である時刻ｔ２から時刻ｔ３の全域にわたり過剰発電電力Ｐ_ｅｘが発生しているが、これは一例である。実施の形態において、昼期間に過剰発電電力Ｐ_ｅｘが発生しなくなる場合、つまり昼期間に出力電力Ｐ_ｇｅｎが出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を下回る場合もある。このような場合には、時限をもたせ、モード設定信号Ｓ０の内容は第二モードＭ２から第一モードＭ１に変更されてもよい。すなわち、発電量が少なくなってから所定時間が経過したら、制御モードを第一モードＭ１へ変更してもよい。この所定時間は、例えばデフォルト値で固定値とされてもよく、あるいは可変設定が可能とされてもよい。

【0040】

実施の形態では、図２の昼期間において第二モードＭ２が行われている期間に蓄電池１０が満充電となった場合には、第二電力変換装置８がモード設定信号Ｓ０の内容を第二モードＭ２から第三モードＭ３へと変更する。蓄電池１０が満充電（つまりＳＯＣ１００％）となったことは、蓄電池１０のＢＭＵから第二電力変換装置８へと伝達されてもよい。蓄電池１０が満充電になると第二電力変換装置８で充電リミッタがかかる。あるいは、図示しない上位制御装置を経由して、第二電力変換装置８が停止され、第一電力変換装置５を第三モードＭ３へと切り替えるように、制御指令がやりとりされてもよい。なお、この制御動作の変形例として、蓄電池１０の満充電に応じて第三モードＭ３の代わりに第一モードＭ１を設定するようにしてもよく、この場合には第三モードＭ３を省略してもよい。

【0041】

第二電力変換装置８は、予め定められた朝期間と予め定められた夕期間と予め定められた夜期間とのうち少なくとも１つの期間に、放電制御を行うように構築されてもよい。朝期間は、図２の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間内に予め設定される。夕期間は、図２の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間内に予め設定される。朝夕には消費電力が多くなるケースがあるので、消費電力に対する発電電力の不足分を蓄電池１０で補うことができる。夜期間は、図２の時刻ｔ４から翌朝の時刻ｔ１にかけての期間である。

【0042】

図３は、実施の形態の変形例にかかる電力システム１の構成を示す図である。図３の変形例では、上位制御装置であるメインサイトコントローラ（ＭＳＣ）１２が設けられている。ＭＳＣ１２は、第一電力変換装置５と第二電力変換装置８との双方と通信可能に接続されている。

【0043】

ＭＳＣ１２には、第一電力変換装置５の各種制御パラメータと第二電力変換装置８の各種制御パラメータとが伝達される。第一電力変換装置５の各種制御パラメータは、制御モードと出力交流電流と出力交流電圧と入力直流電流と入力直流電圧と有効電力出力と無効電力出力とを含む。第二電力変換装置８の制御パラメータは、制御モードと出力直流電流と出力直流電圧と入力直流電流と入力直流電圧と有効電力出力とを含む。蓄電池１０のＳＯＣなどの電池状態情報も、第二電力変換装置８を介してＭＳＣ１２に伝達されてもよい。変形例として、直接ＢＭＵからＭＳＣ１２へと電池情報などが送信されてもよい。

【0044】

前述した図１の構成では、モード設定信号Ｓ０が授受されることで、第一電力変換装置５と第二電力変換装置８との協調制御による制御モード切替が実現されている。これとは対照的に、図３の変形例ではＭＳＣ１２がモード設定信号Ｓ１、Ｓ２を送受信することで、上位制御装置としてのＭＳＣ１２が第一電力変換装置５と第二電力変換装置８との協調制御を実現する。モード設定信号Ｓ１、Ｓ２は、第一モードＭ１と第二モードＭ２と第三モードＭ３とのいずれのモードで第一電力変換装置５および第二電力変換装置８が作動すべきかを指示する信号である。

【0045】

上記の点を除いては図３のシステム構成と図１のシステム構成とは同様であり、図１のシステム構成について述べた各種変形例もＭＳＣ１２に搭載することができる。すなわち、図１の電力システム１と同様に、下記の制御動作が実施されても良い。

【0046】

図２の時刻ｔ２おいて、ＭＳＣ１２がモード設定信号Ｓ１、Ｓ２の内容を第一モードＭ１から第二モードＭ２に切り替えてもよい。朝期間（時刻ｔ１～ｔ２）および夕期間（時刻ｔ３～ｔ４）では第一モードＭ１が選択され、昼期間（時刻ｔ２～時刻ｔ３）には第二モードＭ２が選択されるように、ＭＳＣ１２がモード設定信号Ｓ１、Ｓ２の内容を決定してもよい。

【0047】

昼期間に出力電力Ｐ_ｇｅｎが出力リミッタ値Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を下回った場合には、ＭＳＣ１２がモード設定信号Ｓ１、Ｓ２の内容を第二モードＭ２から第一モードＭ１に変更してもよい。図２の昼期間において第二モードＭ２が行われている期間に蓄電池１０が満充電となった場合には、ＭＳＣ１２がモード設定信号Ｓ１、Ｓ２の内容を第二モードＭ２から第三モードＭ３へと変更してもよい。

【0048】

ＭＳＣ１２は、予め定められた朝期間と予め定められた夕期間と予め定められた夜期間とのうち少なくとも１つの期間に、第二電力変換装置８に放電制御を実行させてもよい。図３のシステム構成においても、図１のシステム構成と同様の制御動作を実行するようにＭＳＣ１２を構築することができる。

【符号の説明】

【0049】

１ 電力システム、１ａ 直流リンク発電システム、２ 系統側開閉器、３ 連系トランス、４ 交流側開閉器、５ 第一電力変換装置、６ 直流側開閉器、７ 太陽電池パネル、８ 第二電力変換装置、９ 蓄電用開閉器、１０ 蓄電池、１１ 逆流防止ダイオード、１００ 電力系統、Ｍ０ 比較例モード、Ｍ１ 第一モード、Ｍ２ 第二モード、Ｍ３ 第三モード、Ｐ_ＣＲＧ 充電電力量、Ｐ_ｅｘ 過剰発電電力、Ｐ_{ｅｘｔｏｔａｌ} 総過剰発電電力量、Ｐ_ｇｅｎ 出力電力、Ｐ_{ｌｉｍｉｔ} 出力リミッタ値、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２ モード設定信号、Ｘ 接続点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】