特許 7228905 電圧調整装置、電圧調整方法及びプログラム

(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】2023-02-16

(45)【発行日】2023-02-27

(54)【発明の名称】電圧調整装置、電圧調整方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/16 20060101AFI20230217BHJP

   H02J 3/18 20060101ALI20230217BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20230217BHJP

【ＦＩ】

H02J3/16

H02J3/18 121

H02J13/00 311R

H02J13/00 301B

H02J13/00 311U

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020058161

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2020171189

(43)【公開日】2020-10-15

【審査請求日】2021-12-07

(31)【優先権主張番号】P 2019069571

(32)【優先日】2019-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 一般社団法人電気学会、電気学会研究会資料、２０１９年９月１９日、第４３頁から第４７頁、「遠隔電圧制御装置（ＲＶＣ）を用いた太陽光発電用ＰＣＳによる連系点電圧制御」

(73)【特許権者】

【識別番号】521535711

【氏名又は名称】株式会社ＥＥＭＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100180921

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】江▲崎▼ 信行

【審査官】大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２３２７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１１４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２８０１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５５６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８２０２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／１６

Ｈ０２Ｊ ３／１８

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電設備の出力電圧を調整する電圧調整装置であって、
前記発電設備の出力を調整するパワーコンディショナに対して、通信回線を経由して力率の制御指令を出す遠隔力率指令部と、
前記パワーコンディショナに対して、前記通信回線を経由して出力の制御指令を出す遠隔出力指令部と、
前記パワーコンディショナに対して、系統電圧の測定値である測定電圧値が基準電圧値に対して所定の範囲内に収まっていれば前記遠隔出力指令部から指令を与えないとする不感帯の範囲を指令する不感帯指令部と、
前記測定電圧値が、前記不感帯の範囲に入っているか否かを判定する不感帯判定部とを備え、
前記遠隔力率指令部は、前記不感帯の範囲に入っている間にも前記パワーコンディショナに対して指令を与える、電圧調整装置。

【請求項2】

前記パワーコンディショナに対して、力率及び出力のいずれの制御を優先するかを判定する優先制御判定部をさらに備え、
前記優先制御判定部は、前記測定電圧値及び前記基準電圧値の大小関係に基づいて、力率及び出力のいずれの制御を優先するかを判定する、請求項１記載の電圧調整装置。

【請求項3】

前記基準電圧値を商用電圧の移動平均により算出するための移動平均期間の指令を与える移動平均指令部をさらに備え、
前記移動平均指令部は、前記移動平均期間を３０秒以内とする指令を出す、請求項１又は２記載の電圧調整装置。

【請求項4】

複数の前記パワーコンディショナに対して指令を与えるものであり、
複数の前記発電設備の発電効率を算出する発電効率算出部と、
複数の前記発電設備の前記発電効率を比較する発電効率比較部とをさらに備え、
前記遠隔力率指令部は、前記発電効率が高い前記発電設備を調整する前記パワーコンディショナに対して優先的に力率を上げる指令を出す、請求項１から３のいずれかに記載の電圧調整装置。

【請求項5】

発電設備の出力電圧を調整する電圧調整装置を用いた電圧調整方法であって、
前記電圧調整装置は、
前記発電設備の出力を調整するパワーコンディショナに対して、通信回線を経由して力率の制御指令を出す遠隔力率指令部と、
前記パワーコンディショナに対して、前記通信回線を経由して出力の制御指令を出す遠隔出力指令部と、
前記パワーコンディショナに対して、系統電圧の測定値である測定電圧値が基準電圧値に対して所定の範囲内に収まっていれば前記遠隔出力指令部から指令を与えないとする不感帯の範囲を指令する不感帯指令部と、
前記測定電圧値が、前記不感帯の範囲に入っているか否かを判定する不感帯判定部とを備え、
前記不感帯指令部が、前記パワーコンディショナに対して、前記不感帯の範囲を指令する不感帯指令ステップと、
前記不感帯判定部が、前記測定電圧値が前記不感帯の範囲に入っているか否かを判定する不感帯判定ステップと、
前記遠隔力率指令部が、前記パワーコンディショナに対して、前記通信回線を経由して力率の制御指令を出す遠隔力率指令ステップと、
前記遠隔出力指令部が、前記パワーコンディショナに対して出力の制御指令を出す遠隔出力指令ステップとを含み、
前記遠隔力率指令ステップにおいて、前記遠隔力率指令部が、前記測定電圧値が前記不感帯の範囲外にある場合にも前記力率の制御指令を出し、
前記遠隔出力指令ステップにおいて、前記遠隔出力指令部が、前記測定電圧値が前記不感帯の範囲外にある場合のみ前記出力の制御指令を出す、電圧調整方法。

【請求項6】

前記電圧調整装置は、前記パワーコンディショナに対して、力率及び出力のいずれの制御を優先するかを判定する優先制御判定部をさらに備え、
前記優先制御判定部が、系統電圧の測定値である測定電圧値及び基準電圧値の大小関係に基づいて、力率及び出力のいずれの制御を優先するかを判定する優先制御判定ステップをさらに含む、請求項５記載の電圧調整方法。

【請求項7】

前記電圧調整装置は、前記基準電圧値を商用電圧の移動平均により算出するための移動平均期間の指令を与える移動平均指令部をさらに備え、
前記不感帯判定ステップの前に、前記移動平均指令部が、前記移動平均期間を３０秒以内とする指令を出す起動平均期間指令ステップをさらに含む、請求項６記載の電圧調整方法。

【請求項8】

前記電圧調整装置は、
複数の前記パワーコンディショナに対して指令を与えるものであり、
複数の前記発電設備の発電効率を算出する発電効率算出部と、
複数の前記発電設備の前記発電効率を比較する発電効率比較部とをさらに備え、
前記遠隔力率指令ステップの前に、
前記発電効率算出部が、複数の前記発電設備の前記発電効率を算出する発電効率算出ステップと、
前記発電効率比較部が、前記複数の前記発電設備の前記発電効率を比較する発電効率比較ステップとをさらに含み、
前記遠隔力率指令ステップにおいて、前記遠隔力率指令部が、前記発電効率が高い前記発電設備を調整する前記パワーコンディショナに対して優先的に力率を上げる指令を出す、請求項５から７のいずれかに記載の電圧調整方法。

【請求項9】

コンピュータに請求項５から８のいずれかに記載の電圧調整方法を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電圧調整装置、電圧調整方法及びプログラムに関し、特に、発電設備の出力電圧を調整する電圧調整装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電力会社は、太陽光発電業者への基本的な要請として、調相設備（ＳＶＣ；static var compensator；静止型無効電力補償装置）を受電点ごとに設置する方針としていた（非特許文献１参照）。これは、太陽光発電設備の出力の変動が系統側に影響を与えないための方針であった。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【文献】金澤一伸氏、「無効電力補償装置（ＳＶＣ）のご紹介」、電気設備学会誌、２０１３年５月発行、Vol.33、No.5、p.341-342

【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、受電点ごとに電圧調整設備を設置することは、数億円規模（1億円／MVar）の多大なコストを要することとなり、発電業者に多大な負担を強いることとなっていた。

【0005】

そこで、本発明は、発電業者のコストを大幅に削減することを可能とする電圧調整装置等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】

【0006】

本発明の第１の観点は、発電設備の出力電圧を調整する電圧調整装置であって、前記発電設備の出力を調整するパワーコンディショナに対して、通信回線を経由して力率の制御指令を出す遠隔力率指令部を備える、電圧調整装置である。

【0007】

本発明の第２の観点は、第１の観点の電圧調整装置であって、前記パワーコンディショナに対して、前記通信回線を経由して出力の制御指令を出す遠隔出力指令部をさらに備える。

【0008】

本発明の第３の観点は、第２の観点の電圧調整装置であって、前記パワーコンディショナに対して、系統電圧の測定値である測定電圧値が基準電圧値に対して所定の範囲内に収まっていれば前記遠隔出力指令部から指令を与えないとする不感帯の範囲を指令する不感帯指令部と、前記測定電圧値が、前記不感帯の範囲に入っているか否かを判定する不感帯判定部とをさらに備え、前記遠隔力率指令部は、前記不感帯の範囲に入っている間にも前記パワーコンディショナに対して指令を与える。

【0009】

本発明の第４の観点は、第３の観点の電圧調整装置であって、前記パワーコンディショナに対して、力率及び出力のいずれの制御を優先するかを判定する優先制御判定部をさらに備え、前記優先制御判定部は、前記測定電圧値及び前記基準電圧値の大小関係に基づいて、力率及び出力のいずれの制御を優先するかを判定する。

【0010】

本発明の第５の観点は、第３又は第４の観点の電圧調整装置であって、前記基準電圧値を商用電圧の移動平均により算出するための移動平均期間の指令を与える移動平均指令部をさらに備え、前記移動平均指令部は、前記移動平均期間を３０秒以内とする指令を出す。

【0011】

本発明の第６の観点は、第１から第５のいずれかの観点の電圧調整装置であって、複数の前記パワーコンディショナに対して指令を与えるものであり、複数の前記発電設備の発電効率を算出する発電効率算出部と、複数の前記発電設備の前記発電効率を比較する発電効率比較部とをさらに備え、前記遠隔力率指令部は、前記発電効率が高い前記発電設備を調整する前記パワーコンディショナに対して優先的に力率を上げる指令を出す。

【0012】

本発明の第７の観点は、発電設備の出力電圧を調整する電圧調整装置を用いた電圧調整方法であって、前記電圧調整装置は、前記発電設備の出力を調整するパワーコンディショナに対して、通信回線を経由して力率の制御指令を出す遠隔力率指令部を備え、前記遠隔力率指令部が、前記パワーコンディショナに対して、前記通信回線を経由して力率の制御指令を出す遠隔力率指令ステップを含む、電圧調整方法である。

【0013】

本発明の第８の観点は、第７の観点の電圧調整方法であって、前記電圧調整装置は、前記パワーコンディショナに対して、前記通信回線を経由して出力の制御指令を出す遠隔出力指令部をさらに備え、前記遠隔出力指令部が、前記パワーコンディショナに対して出力の制御指令を出す遠隔出力指令ステップをさらに含む。

【0014】

本発明の第９の観点は、第８の観点の電圧調整方法であって、前記電圧調整装置は、前記パワーコンディショナに対して、系統電圧の測定値である測定電圧値が基準電圧値に対して所定の範囲内に収まっていれば前記遠隔出力指令部から指令を与えないとする不感帯の範囲を指令する不感帯指令部と、前記測定電圧値が、前記不感帯の範囲に入っているか否かを判定する不感帯判定部とをさらに備え、前記遠隔力率指令ステップの前に、前記不感帯指令部が、前記パワーコンディショナに対して、前記不感帯の範囲を指令する不感帯指令ステップと、前記不感帯判定部が、前記測定電圧値が前記不感帯の範囲に入っているか否かを判定する不感帯判定ステップとをさらに含み、前記遠隔力率指令ステップにおいて、前記遠隔力率指令部が、前記測定電圧値が前記不感帯の範囲外にある場合にも前記力率の制御指令を出し、前記遠隔出力指令ステップにおいて、前記遠隔出力指令部が、前記測定電圧値が前記不感帯の範囲外にある場合のみ前記出力の制御指令を出す。

【0015】

本発明の第１０の観点は、第８又は第９の観点の電圧調整方法であって、前記電圧調整装置は、前記パワーコンディショナに対して、力率及び出力のいずれの制御を優先するかを判定する優先制御判定部をさらに備え、前記優先制御判定部が、系統電圧の測定値である測定電圧値及び基準電圧値の大小関係に基づいて、力率及び出力のいずれの制御を優先するかを判定する優先制御判定ステップをさらに含む。

【0016】

本発明の第１１の観点は、第９の観点の電圧調整方法であって、前記電圧調整装置は、前記基準電圧値を商用電圧の移動平均により算出するための移動平均期間の指令を与える移動平均指令部をさらに備え、前記不感帯判定ステップの前に、前記移動平均指令部が、前記移動平均期間を３０秒以内とする指令を出す起動平均期間指令ステップをさらに含む。

【0017】

本発明の第１２の観点は、第７から第１１のいずれかの観点の電圧調整方法であって、前記電圧調整装置は、複数の前記パワーコンディショナに対して指令を与えるものであり、複数の前記発電設備の発電効率を算出する発電効率算出部と、複数の前記発電設備の前記発電効率を比較する発電効率比較部とをさらに備え、前記遠隔力率指令ステップの前に、前記発電効率算出部が、複数の前記発電設備の前記発電効率を算出する発電効率算出ステップと前記発電効率比較部が、前記複数の前記発電設備の前記発電効率を比較する発電効率比較ステップとをさらに含み、前記遠隔力率指令ステップにおいて、前記遠隔力率指令部が、前記発電効率が高い前記発電設備を調整する前記パワーコンディショナに対して優先的に力率を上げる指令を出す。

【0018】

本発明の第１３の観点は、コンピュータに第７から第１２のいずれかの観点の電圧調整方法を実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0019】

本発明の各観点によれば、電圧調整装置からパワコン等に指令を出すことにより、受電点ごとに調相設備を設置せずともよくなる。結果として、本発明に係る電圧調整装置を設置するのに要する数千万円程度の費用で済み、1/10程度にコストを大幅に削減することが可能となる。

【0020】

従来、パワコンは「定格電圧の～％の出力にせよ」との指令を与えられており、時々刻々の太陽電池の出力に応じて出力を変化させていた。電力会社からの要請を満たすためには出力電圧を基準に調整することが必要であった。本発明は、パワコンにおいて特に力率を調整させることにより有効電力を高めて売電価格を少しでも高くすることに想到したものである。

【0021】

本発明の第３又は第８の観点によれば、有効電力に極力影響を与えずに電圧を制御することが可能となる。特に、電力会社からの要請上は問題ない不感帯に入っている間にも、力率を調整させることにより有効電力を高めて売電価格を少しでも高くすることが可能となる。

【0022】

本発明の第４又は第９の観点によれば、できるだけ発電設備の出力を落とすことなく、測定電圧値を不感帯の範囲内に収めることを容易となる。したがって、発電設備の発電効率と系統への影響低減を両立させることがさらに容易となる。

【0023】

本発明の第５又は第１０の観点によれば、商用電圧の移動平均に追従することにより、電力会社からの要請に応じることが容易となる。通常、３０分ごとのようにゆっくりとした移動平均期間を設定することでハンチングを避けることが可能となるが、３０秒以内のように短い移動平均期間とすることにより、電力会社が何らかの理由で夜間に電圧を変更した場合であっても、速やかに追随することがさらに容易となる。

【0024】

本発明の第６又は第１２の観点によれば、発電設備の発電効率と系統への影響低減を両立させることがさらに容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本願発明の実施例に係る電圧調整装置１１を含む太陽光発電所１の構成例の概要を示す図である。

【図2】電圧調整装置１１の動作の一例を示すフロー図である。

【図3】基準電圧値とＰＱ制御との関係を示す図である。

【図4】電圧調整装置１１がパワーコンディショナ５を制御するツール画面の一例を示す図である。

【図5】電圧調整装置１１の電圧自動制御フローの一例を示すフロー図である。

【図6】スケジュール運転モードにおける基準電圧指定の一例を示す図である。

【図7】本発明の電圧調整装置１１を用いた電圧制御実績を示す図である。

【図8】図７の電圧制御をさらに改善した電圧制御実績を示す図である。

【図9】図７の電圧制御を行った結果を示す図である。

【図10】図８の電圧制御を行った結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。

【実施例】

【0027】

図１は、本願発明の実施例に係る電圧調整装置１１（本願請求項における「電圧調整装置」の一例である）を含む太陽光発電所１の構成例の概要を示す図である。

【0028】

太陽光発電所１は、太陽電池モジュール３と、パワーコンディショナ（ＰＣＳ）５（本願請求項における「パワーコンディショナ」の一例である）と、変圧器７と、受変電設備９と、電圧調整装置１１を備える。太陽電池モジュール３は、太陽光を受けて発電する。パワーコンディショナ５は、太陽電池モジュール３から出力された直流を交流に変換するとともに出力を制御する。変圧器７は、パワーコンディショナ５からの出力電圧を、系統に合致した電圧へと変換する。受変電設備９は、高電圧を市街地で安全に送電できる電圧に変電し、また、一般家庭等で利用できるように受電する。受変電設備９が有するマルチメーター１０は、各種計測を行う。

【0029】

電圧調整装置１１（以下、ＲＶＣ装置）は、太陽光発電所１の電力系統連系電圧の最適化制御を行う。具体的には、電圧調整装置１１は、インターネット１３（本願請求項における「通信回路」の一例である）を経由してパワーコンディショナ（PCS）５を制御することにより、太陽光発電所１と電力系統の連携点の近くの電圧の最適化制御を行う。電圧調整装置１は、データ収集部１５と、共有メモリ１７と、ＰＣＳ指令部１９とを備える。ＰＣＳ指令部１９は、演算部２１と、遠隔力率指令部２３（本願請求項における「遠隔力率指令部」の一例である）と、遠隔出力指令部２５（本願請求項における「遠隔出力指令部」の一例である）と、不感帯指令部２７（本願請求項における「不感帯指令部」の一例である）と、移動平均指令部２９（本願請求項における「移動平均指令部」の一例である）と、不感帯判定部３１（本願請求項における「不感帯判定部」の一例である）と、優先制御判定部３３（本願請求項における「優先制御判定部」の一例である）と、発電効率算出部（本願請求項における「発電効率算出部」の一例である）と、発電効率比較部（本願請求項における「発電効率比較部」の一例である）とを有する。データ収集部は、マルチメータ１０等からデータを収集する。共有メモリ１７は、各種データを記憶する。ＰＣＳ指令部１９は、パワーコンディショナ５に指令を出す。演算部２１は、演算を行う。遠隔力率指令部２３は、パワーコンディショナ５に対して力率の制御指令を出す。遠隔出力指令部２５は、パワーコンディショナ５に対して出力の制御指令を出す。不感帯指令部２７は、パワーコンディショナ５に対して不感帯の範囲について指令を出す。移動平均指令部２９は、基準電圧や計測電圧の移動平均期間について指令を出す。不感帯判定部３１は、計測電圧が不感帯に入っているか否か判定する。優先制御判定部３３は、力率及び出力のいずれの制御を優先するか判定する。発電効率算出部は、複数の発電設備の発電効率を算出する。発電効率比較部は、発電効率算出部が算出した複数の発電設備の発電効率を比較する。

【0030】

図２は、電圧調整装置１１の動作（本願請求項における「電圧調整方法」の一例である）の一例を示すフロー図である。図２を参照して、電圧調整装置１１の動作について述べる。電圧調整装置１１は、マルチメーター１０が測定した現在電圧値（本願請求項における「測定電圧値」の一例である）を受信する。また、データ収集部が、周期的にマルチメーター１０と通信し、リアルタイムに電力系統連系の電圧値、電流値、電力量、周波数、力率等のデータを取得する（データ取得ステップＳ０１）。データ収集部は、取得したデータを共有メモリに保存する（データ保存ステップＳ０２）。ＰＣＳ指令部は、各パワーコンディショナ５と通信し、各パワーコンディショナ５に対して、遠隔力率指令部が力率の設定値変更の指令を出し、又は、遠隔出力指令部が出力の設定値変更の指令を出す（ＰＣＳ指令ステップＳ０３；）。

【0031】

ＰＣＳ指令ステップＳ０３において、ＰＣＳ指令部は、メモリに保存されている過去一定期間内の電圧値の平均値（移動平均電圧値）を演算し、それを基準電圧値（本願請求項における「基準電圧値」の一例である）とする。

【0032】

図３は、基準電圧値とＰＱ制御との関係を示す図である。現在電圧（電力系統連系電圧）と基準電圧との間に許容される偏差値の範囲が存在する。電圧調整装置１１は、現在電圧が偏差値の許容範囲内にあるときは出力制御しない。この許容される偏差値の範囲を「不感帯」（本願請求項における「不感帯」の一例である）と称し、図３において基準電圧値のプラスマイナスα％の範囲であるＣ領域として示されている。

【0033】

図３において、ＰＣＳ指令部は、基準電圧値のプラスマイナスβ％以内であれば、Ｑ制御（力率制御）のみを行う。また、基準電圧値のプラスマイナスβ％を超えると、Ｐ制御（出力制御）及びＱ制御を行う。ただし、不感帯の範囲内にあるときも、ＰＣＳ指令部は、力率１００％を目標値とし、最適化処理を行う。

【0034】

不感帯は、インターネットなど経由で電圧調整装置１１のツール画面からあらかじめ調整できる。図４は、電圧調整装置１１がパワーコンディショナ５を制御するツール画面の一例を示す図である。図４における「許可電圧範囲」において、不感帯を設定することが可能である。また、表１にパラメータ設定の一例を示す。

【0035】

【表1】

【0036】

また、電圧調整装置１１は、電圧制御方向を判断し、演算部が制御量を計算した上で、パワーコンディショナ５に対して力率又は出力の変更指令を出す。降圧の場合は、力率制御優先とし、力率が－８０％となるまでは力率制御を優先する。他方、力率が－８０％となると、出力制御優先に切り替える。昇圧の場合は、出力制御優先とし、出力が１００％となるまでは出力制御を優先する。他方、出力が１００％となると、力率制御に切り替える。

【0037】

次に、図５を用いて電圧調整装置１１の電圧自動制御処理について述べる。図５は、電圧調整装置１１の電圧自動制御フローの一例を示すフロー図である。まず、測定電圧値が不感帯の範囲内であるか否かを判定する。不感帯の範囲外であれば、電圧調整装置１１は、スケジュール運転モード又は商用電圧追従モードにより電圧の制御を行う。また、いずれの運転モードであっても、不感帯に入ってからも力率の最適化処理を行う。

【0038】

図６は、スケジュール運転モードにおける基準電圧指定の一例を示す図である。この運転モードでは、電圧調整装置１１は、あらかじめ与えられた基準電圧のスケジュール（運転パターン）に従い、電圧自動制御を行う。電圧調整装置１１は、常にシステムの現在時刻を確認し、該当時刻での電圧指定値を基準電圧とし、電圧制御処理を行う。スケジュール運転モードでは、２４時間の基準電圧を設定でき、かつ、季節により自動的に切り替えることも可能である。

【0039】

また、商用電圧追従運転モードでは、演算部が、基準電圧値を商用電圧の移動平均により算出する。ここで、移動平均期間としては１秒と設定する。通常、ハンチングを避けるためには３０分程度の長めの移動平均期間を設定するが、電力会社の要請に応じるためには高速に追随することが有効であるためである。また、測定電圧値と基準電圧値の差を算出する。測定電圧値が不感帯から外れた場合、差の符号（大小関係）に基づいて電圧の制御方向を判定する。それから、電圧調整装置１１は、パワーコンディショナ５の現在の力率と出力値を取得し、電圧の制御方向に基づいて、力率と出力の制御優先を判断し、パワーコンディショナ５に対して、力率又は／及び出力の制御指令を出す。測定電圧値が不感帯に入るまで、この制御処理を繰り返す。

【0040】

続いて、電圧調整装置１１からパワーコンディショナ５への電圧制御指令について述べる。指令方式には少なくとも２つある。１つ目が、相対偏差電圧指示方式と呼ぶものであり、電圧調整装置１１は、中心値（基準電圧値）に対する偏差値（％）をパワーコンディショナ５に与える。パワーコンディショナ５は、不感帯に近づくように電圧の昇降をＰＱ制御が許可されている範囲で制御する。

【0041】

２つ目の指令方式が、直接指示方式と呼ぶものであり、電圧調整装置１１は、直接的にＰ制御（有効電力制御）及びＱ制御（無効電力制御）の具体値の指令をパワーコンディショナ５に与える。パワーコンディショナ５は、可能な範囲で指令がなくなるまでＰ制御及びＱ制御を行う。

【0042】

以下、図７及び図８を参照して、具体的な制御について述べる。図７は、本発明の電圧調整装置１１を用いた電圧制御実績を示す図である。図８は、図７の電圧制御をさらに改善した電圧制御実績を示す図である。いずれにおいても、横軸はＰ（出力[MW]）を表し、縦軸はＱ（力率[%]）を表す。

【0043】

図７を参照して、太陽光発電所に対して本発明の電圧調整装置（ＲＶＣ）を適用した。太陽光発電所は、定格出力が5.94MW（力率１の場合）であり、実験した日は、定格の67.3%に当たる4.0MWの出力が得られる日射量であった。

【0044】

最適化施行条件は次の通りとした。最適化施行時間間隔は、ＲＶＣ施行時間間隔の３倍とした。例えば、ＲＶＣの時間間隔３秒に対して、最適化の時間間隔を９秒とした。また、不感帯を基準電圧値のプラスマイナス０．３％とした。パワコンの力率＋８０％はＬＥＡＤ側（電圧に対して電流の位相が進む側）であり、－８０％はＬＡＧ側（電圧に対して電流の位相が遅れる側）である。

【0045】

さらに、ＲＶＣで電圧を抑制した後に最適化する場合の制御手順を下記の通りとした。
手順１：有効電力１００％以下、又は、力率1.0～0.8(力率下限値、LAG側)の範囲にあることを確認する。
手順２：現在の測定電圧値が移動平均電圧と不感帯下限電圧の間の値であることを確認する。

【0046】

手順３：（有効電力をカットしている場合は）まず有効電力を１００％の方向に調整し、その後力率1.0の方向へ調整して最適化を図る。
上記のように、不感帯の間に入っているにもかかわらず、力率の最適化を図る点に本発明における技術的思想の特徴がある。

【0047】

以下、図７の最適化ステップについて述べる。まず、力率制御として、力率１００％から―８０％まで５％×４回の制御を行った（ステップ５－１）。続いて、Ｐ制御として、出力１００％から７８％まで１％ごと制御を行った（ステップ５－２）。次に、Ｐ最適制御として、出力７８％から１００％まで１％ごと制御を行った（ステップ５－３）。最後に、力率最適制御として、－８０％から１００％まで１％ごと制御を行って完了する（ステップ５－４）。

【0048】

次に、図８の最適化ステップについて述べる。まず、力率制御として、ステップ５－１と同様の制御を行った（ステップ６－１）。次に、力率－８０％に到達後、Ｐ制御として、出力１００％ではなく出力８０％から５０％まで制御を行った（ステップ６－２）。出力変化のステップは３％ごととし、時間間隔は３秒として様子をみた。次に、Ｐ最適制御として、出力１００％まで戻した（ステップ６－３）。出力変化のステップは３％ごととし、時間間隔は９秒として様子をみた。最後に、力率最適制御として、力率をプラスマイナス0.8から１に戻して完了する（ステップ６－４）。力率変化のステップは５％ごととし、時間間隔は９秒として様子をみた。

【0049】

続いて、図７及び図８の制御結果について図９及び図１０を参照して述べる。図９は、図７の電圧制御を行った結果を示す図である。また、図１０は、図８の電圧制御を行った結果を示す図である。

【0050】

図９を参照して、長期的にみると、測定電圧値がほぼ基準電圧値付近（不感帯の範囲内）に収まっており、よく制御されていることが読み取れる。しかし、測定電圧値が平均電圧から大きく外れた後に、不感帯に入るまでに時間がかかりすぎる点が課題といえた。

【0051】

これに対して、図１０においては、長期的にみると、同じくほぼ基準電圧値付近（不感帯の範囲内）に収まっており、よく制御されていることが読み取れる。加えて、マルチメーター１０で測定された測定電圧値が平均電圧から大きく外れた後も、不感帯に入るまでの時間が短縮されている。これは、移動平均（１２０秒）時間より早く不感帯に落ち着くことで、最適化処理が可能となっている。

【0052】

なお、電圧調整装置がパワーコンディショナに対して指令を出す際に、インターネット以外の通信回線を経由して指令を出すものであってもよい。

【0053】

また、遠隔力率指令部が力率の指令を出す前に、発電効率算出部が、複数の前記発電設備の発電効率を算出し、発電効率比較部が、発電効率を比較してもよい。この場合、遠隔力率指令部が、発電効率が高い発電設備を調整するパワーコンディショナに対して優先的に力率を上げる指令を出すこととしてもよい。これにより、発電設備の発電効率と系統への影響低減を両立させることがさらに容易となる。

【0054】

さらに、移動平均期間は、電力会社の要請に応えることができる範囲で、１秒よりも長くしてもよいし、逆に短い時間としてもよい。

【0055】

さらに、本実施例の電圧調整装置が、二次電池と連携するものであってもよい。例えば、図３のＥ領域において、太陽電池の出力制御及び力率制御により不感帯に入らずさらに昇圧したい場合に、Ｐ制御を補うものとして二次電池に蓄電された電力を出力するものであってもよい。二次電池としては、ナトリウムイオン電池（ＮＡＳ電池）、レドックス・フロー電池、リチウムイオン電池、鉛蓄電池等を用いることができる。

【符号の説明】

【0056】

１；太陽光発電所、３；太陽電池モジュール、５；パワーコンディショナ、７；変圧器、９；受変電設備、１１；電圧調整装置、１３；インターネット、１５；データ収集部、１７；共有メモリ、１９；ＰＣＳ指令部、２１；演算部、２３；遠隔力率指令部、２５；遠隔出力指令部、２７；不感帯指令部、２９；移動平均指令部、３１；不感帯判定部、３３；優先制御判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】