(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】2023-11-14
(45)【発行日】2023-11-22
(54)【発明の名称】発電システム、パワーコンディショナ及びその逆潮流防止方法
(51)【国際特許分類】
H02J 3/38 20060101AFI20231115BHJP
【ＦＩ】
H02J3/38 130
H02J3/38 110
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019115402
(22)【出願日】2019-06-21
(65)【公開番号】P2021002932
(43)【公開日】2021-01-07
【審査請求日】2022-05-25
(73)【特許権者】
【識別番号】000002037
【氏名又は名称】新電元工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100082876
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 一幸
(74)【代理人】
【氏名又は名称】柿本 恭成
(74)【代理人】
【識別番号】100178906
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 充和
(72)【発明者】
【氏名】今井 恭佑
【審査官】右田 勝則
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１４／００２７９９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１１１７３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２２５４５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１６０９６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第６４１４８７０（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特許第６３６４５６７（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２００１－０１６７８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－０６７７２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２０４５３１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／３８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流電力を出力する分散型電源と、前記分散型電源に接続され、前記直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給するパワーコンディショナと、
前記負荷に接続され、前記パワーコンディショナから電力系統への逆潮流の逆電力を検出すると、逆電力検出信号を出力して前記パワーコンディショナを前記電力系統から解列させる逆電力継電器と、
を備える発電システムであって、
前記パワーコンディショナは、
前記分散型電源から出力される前記直流電力を前記交流電力に変換して前記負荷へ供給する電力変換部と、
前記電力変換部と前記電力系統との間を接続／遮断する開閉器と、
前記電力変換部の電力変換動作を制御し、且つ、前記電力系統への前記逆潮流の逆電力を検出する前記逆電力継電器から出力される解列用の前記逆電力検出信号を入力すると、前記開閉器を遮断させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電力変換部の出力電力の計測値に基づき、前記電力変換動作を制御し、前記電力変換部の起動時に、前記出力電力を増加させて、前記逆電力継電器が動作する出力電力点を検索し、前記逆電力検出信号の入力時の前記出力電力を、前記負荷の消費電力と推定して負荷消費電力推定値を求め、前記電力変換部の再起動時に、前記負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を差し引いた出力電力値を上限とした低電力運転にて前記電力変換動作を行わせる、
ことを特徴とする発電システム。
【請求項2】
前記分散型電源は、太陽光発電用の太陽電池、及び、風力発電用の電源を含む直流電源である、
ことを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項3】
分散型電源から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する電力変換部と、前記電力変換部と電力系統との間を接続／遮断する開閉器と、
前記電力変換部の電力変換動作を制御し、且つ、前記電力系統への逆潮流の逆電力を検出する逆電力継電器から出力される解列用の逆電力検出信号を入力すると、前記開閉器を遮断させる制御部と、
を有するパワーコンディショナであって、
前記制御部は、
前記電力変換部の出力電力の計測値に基づき、前記電力変換動作を制御し、前記電力変換部の起動時に、前記出力電力を増加させて、前記逆電力継電器が動作する出力電力点を検索し、前記逆電力検出信号の入力時の前記出力電力を、前記負荷の消費電力と推定して負荷消費電力推定値を求め、前記電力変換部の再起動時に、前記負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を差し引いた出力電力値を上限とした低電力運転にて前記電力変換動作を行わせる、
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項4】
前記制御部は、前記低電力運転を所定時間継続できたならば、再度、前記出力電力を漸増させる再検索の動作を行い、前記逆電力継電器が動作すれば、前記負荷消費電力推定値を更新して前記電力変換部を再起動させる、
ことを特徴とする請求項３記載のパワーコンディショナ。
【請求項5】
前記所定の電力低減割合は、演算により、前記再検索の動作の都度変更する、ことを特徴とする請求項４記載のパワーコンディショナ。
【請求項6】
前記所定の電力低減割合は、運転状況、機械学習、又は、事前に定めた関数に基づいて算出する、ことを特徴とする請求項３又は４記載のパワーコンディショナ。
【請求項7】
前記検索から前記再検索までの時間間隔は、前記再検索の動作の都度変更する、ことを特徴とする請求項４記載のパワーコンディショナ。
【請求項8】
前記制御部の制御機能は、前記パワーコンディショナの外部に設けた出力制御装置により実行する、ことを特徴とする請求項３～７のいずれか１項記載のパワーコンディショナ。
【請求項9】
分散型電源から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する電力変換部と、前記電力変換部と電力系統との間を接続／遮断する開閉器と、
前記電力変換部の電力変換動作を制御し、且つ、前記電力系統への逆潮流の逆電力を検出する逆電力継電器から出力される解列用の逆電力検出信号を入力すると、前記開閉器を遮断させる制御部と、
を有するパワーコンディショナの逆潮流防止方法であって、
前記制御部は、
定常モードにおいて、前記電力変換部を定格の最大出力値にて前記電力変換動作をさせるステップと、
前記定常モードの運転時に、前記逆電力検出信号が入力されると、前記電力変換動作を停止させて前待機モードへ移行するステップと、
前記前待機モードにおいて、第１の再起動待ち時間の間、前記電力変換動作を停止させ、前記第１の再起動待ち時間が経過すると、検索モードへ移行するステップと、
前記検索モードにおいて、前記電力変換部を再起動させて、前記電力変換部の出力電力を所定の上昇率で漸増させ、前記逆電力検出信号が入力されると、前記電力変換動作を停止させると共にこの停止時の前記出力電力の値を負荷消費電力推定値として記憶した後、後待機モードへ移行するステップと、
前記後待機モードにおいて、第２の再起動待ち時間の間、前記電力変換動作を停止させ、前記第２の再起動待ち時間が経過すると、低電力モードへ移行するステップと、
前記低電力モードにおいて、前記記憶された負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて前記電力変換部を再起動させ、所定時間が経過すあると、前記検索モードへ移行するステップと、
を実行することを特徴とするパワーコンディショナの逆潮流防止方法。
【請求項10】
前記所定の上昇率、前記所定の電力低減割合、及び前記所定時間は、更新することを特徴とする請求項９記載のパワーコンディショナの逆潮流防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力系統と連系運転して分散型電源電力を全て負荷へ供給する自家消費型の発電システムと、その発電システムに用いられるパワーコンディショナ（以下「ＰＣＳ」という。）と、逆潮流の逆電力を検出した時にそのＰＣＳを電力系統から解列するための逆電力継電器を用いた逆潮流防止方法と、に関するものである。
【背景技術】
【0002】
再生可能エネルギーの有効利用として、住宅や事業所のような負荷設備を有する施設構内に、分散型電源（例えば、太陽光発電システム、ディーゼルエンジン・ガスエンジン・ガスタービンといった回転機を利用した発電システム等）が設置されることがある。近年では、再生可能エネルギーの売電価格低下を受け、発電した電力を電力系統に売電せず、全て施設構内で消費する「自家消費」が選択される事例が増加している。このような自家消費案件においては、発電電力が逆潮流されないことの担保として、受電設備に逆電力継電器が設置される場合が多い。
【0003】
従来、自家消費型の発電システムとして、特許文献１～３には、太陽光発電システムが記載され、更に、特許文献４には、ディーゼルエンジン・ガスエンジン・ガスタービンといった回転機を利用した発電システムが記載されている。
例えば、太陽光発電システムは、太陽光を受光して直流（ＤＣ）電力を出力する太陽電池、前記直流電力を交流（ＡＣ）電力に変換して負荷へ供給するＰＣＳ、及び逆電力継電器等により構成されている。
ここで、ＰＣＳは、太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する電力変換部と、前記電力変換部と電力系統との間を接続／遮断する開閉器（例えば、連系リレー）と、前記電力変換部の電力変換動作を制御すると共に逆電力検出信号を入力すると前記連系リレーを遮断させる制御部等、とを有している。逆電力継電器は、ＰＣＳから電力系統への逆潮流の逆電力を検出すると、逆電力検出信号を制御部へ出力してＰＣＳを電力系統から解列させるものである。
例えば、太陽光発電システムは、太陽光を受光して直流（ＤＣ）電力を出力する太陽電池、前記直流電力を交流（ＡＣ）電力に変換して負荷へ供給するＰＣＳ、及び逆電力継電器等により構成されている。
ここで、ＰＣＳは、太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する電力変換部と、前記電力変換部と電力系統との間を接続／遮断する開閉器（例えば、連系リレー）と、前記電力変換部の電力変換動作を制御すると共に逆電力検出信号を入力すると前記連系リレーを遮断させる制御部等、とを有している。逆電力継電器は、ＰＣＳから電力系統への逆潮流の逆電力を検出すると、逆電力検出信号を制御部へ出力してＰＣＳを電力系統から解列させるものである。
【0004】
図６（ａ），（ｂ）は、従来の逆電力防止機能なしの太陽光発電システムにおける動作波形図であり、同図（ａ）は全体の波形図、及び同図（ｂ）は符号４部分の拡大図である。
図６（ａ），（ｂ）において、横軸は朝・昼・夕の時刻ｔ、縦軸は電力ｐである。破線１は日照従量のＰＣＳ最大発電量、実線２は負荷消費電力、及び、領域３はＰＣＳ出力電力である。
逆電力継電器は、実線２の負荷消費電力よりも破線１のＰＣＳ最大発電量が上回った時（例えば、図６（ｂ）の黒丸の時刻ｔ１）に、逆潮流の逆電力を検出し、太陽光発電システムを停止させる接点信号（つまり、逆電力検出信号）を出力するので、領域３のように、ＰＣＳ出力電力が停止する。時刻ｔ１から所定の再起動待ち時間Ｔが経過した時刻ｔ２において、ＰＣＳが再起動する。この時、ＰＣＳ最大発電量＞負荷消費電力であれば、逆電力継電器により逆電力が検出され、ＰＣＳ出力電力は停止状態を維持する。その後、所定の再起動待ち時間Ｔが経過する時刻ｔ３，ｔ４・・・の度に、ＰＣＳが再起動し、逆電力が検出されれば、ＰＣＳ出力電力が停止状態を維持し、逆電力が検出されなければ、ＰＣＳ出力電力が送出される。
図６（ａ），（ｂ）において、横軸は朝・昼・夕の時刻ｔ、縦軸は電力ｐである。破線１は日照従量のＰＣＳ最大発電量、実線２は負荷消費電力、及び、領域３はＰＣＳ出力電力である。
逆電力継電器は、実線２の負荷消費電力よりも破線１のＰＣＳ最大発電量が上回った時（例えば、図６（ｂ）の黒丸の時刻ｔ１）に、逆潮流の逆電力を検出し、太陽光発電システムを停止させる接点信号（つまり、逆電力検出信号）を出力するので、領域３のように、ＰＣＳ出力電力が停止する。時刻ｔ１から所定の再起動待ち時間Ｔが経過した時刻ｔ２において、ＰＣＳが再起動する。この時、ＰＣＳ最大発電量＞負荷消費電力であれば、逆電力継電器により逆電力が検出され、ＰＣＳ出力電力は停止状態を維持する。その後、所定の再起動待ち時間Ｔが経過する時刻ｔ３，ｔ４・・・の度に、ＰＣＳが再起動し、逆電力が検出されれば、ＰＣＳ出力電力が停止状態を維持し、逆電力が検出されなければ、ＰＣＳ出力電力が送出される。
【0005】
図７は、図６の太陽光発電システムの動作を示すタイミングチャートである。
図７において、横軸は時刻ｔ、縦軸は電力ｐである。破線２Ａは、負荷消費電力、実線３ＡはＰＣＳ出力電力である。
太陽光発電システムは、例えば、以下のタイミング（１）～（５）で動作する。
タイミング（１）において、負荷消費電力＞ＰＣＳ出力電力であるので、ＰＣＳが定常モードにて動作し、一定のＰＣＳ出力電力を送出する（ＰＣＳ通常運転中）。タイミング（２）において、負荷消費電力の低下により、逆電力継電器により逆電力が検出されると、ＰＣＳが停止する。タイミング（３）では、所定の再起動待ち時間Ｔの間、ＰＣＳが停止する待機モードとなる。タイミング（４）において、ＰＣＳが再起動し、ＰＣＳ出力電力が送出される。タイミング（５）において、負荷消費電力＜ＰＣＳ出力電力であるので、逆電力継電器により逆電力が検出され、ＰＣＳが停止する。以降、同じ動作が行われる。
図７において、横軸は時刻ｔ、縦軸は電力ｐである。破線２Ａは、負荷消費電力、実線３ＡはＰＣＳ出力電力である。
太陽光発電システムは、例えば、以下のタイミング（１）～（５）で動作する。
タイミング（１）において、負荷消費電力＞ＰＣＳ出力電力であるので、ＰＣＳが定常モードにて動作し、一定のＰＣＳ出力電力を送出する（ＰＣＳ通常運転中）。タイミング（２）において、負荷消費電力の低下により、逆電力継電器により逆電力が検出されると、ＰＣＳが停止する。タイミング（３）では、所定の再起動待ち時間Ｔの間、ＰＣＳが停止する待機モードとなる。タイミング（４）において、ＰＣＳが再起動し、ＰＣＳ出力電力が送出される。タイミング（５）において、負荷消費電力＜ＰＣＳ出力電力であるので、逆電力継電器により逆電力が検出され、ＰＣＳが停止する。以降、同じ動作が行われる。
【0006】
この図６及び図７のように、ＰＣＳは、日照量に応じた発電電力を出力するため、負荷消費電力に応じた出力で安定的に運転継続することはできず、単に逆電力継電器が動作して運転停止するのみとなる。そのため、負荷消費電力の少ない事業所休業日等は、発電開始の度に逆電力検出動作が繰り返されることになる。この結果、ＰＣＳ出力電力が負荷消費電力を上回る期間は、逆電力検出による停止と再起動を短時間で繰り返すため、発電量は略０ｋＷとなり、その上、再起動回数が非常に多いという欠点がある。
【0007】
このような欠点を解消するために、例えば、特許文献２，３では、負荷消費電力に追従した逆電力防止機能を有する発電システムが記載されている。
図８は、従来の負荷消費電力追従式の逆電力防止の動作を示す波形図である。
図８は、図６と同様に、横軸が朝・昼・夕の時刻ｔ、縦軸が電力ｐである。破線１は日照従量のＰＣＳ最大発電量、実線２は負荷消費電力、及び、領域３はＰＣＳ出力電力である。
特許文献２，３に記載された発電システムでは、変成器、変流器、及び交流電力演算器（電力トランスデューサ等）といった電力計測設備と、外部制御装置等と、を設け、逆電力継電器の動作を抑制しつつ、負荷消費電力に追従してＰＣＳ出力電力を増大させている。これにより、負荷消費電力の急減時に、逆電力継電器によって逆電力を検出する可能性があるものの、再起動回数を減らし、発電量を増加している。
図８は、従来の負荷消費電力追従式の逆電力防止の動作を示す波形図である。
図８は、図６と同様に、横軸が朝・昼・夕の時刻ｔ、縦軸が電力ｐである。破線１は日照従量のＰＣＳ最大発電量、実線２は負荷消費電力、及び、領域３はＰＣＳ出力電力である。
特許文献２，３に記載された発電システムでは、変成器、変流器、及び交流電力演算器（電力トランスデューサ等）といった電力計測設備と、外部制御装置等と、を設け、逆電力継電器の動作を抑制しつつ、負荷消費電力に追従してＰＣＳ出力電力を増大させている。これにより、負荷消費電力の急減時に、逆電力継電器によって逆電力を検出する可能性があるものの、再起動回数を減らし、発電量を増加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開２０１８－１６０９６４号公報
【文献】特許第０６４１４８７０号公報
【文献】特許第０６３６４５６７号公報
【文献】特開２００１－０１６７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献１～４に記載された従来の電力システムでは、以下のような課題がある。
特許文献１～４に記載された電力システムは、自家発電設備において逆潮流防止制御による発電電力の増加を目的としているが、いずれも電力系統又は負荷の電力計測を前提とした技術である。そのため、コスト面では、変成器、変流器、交流電力演算器（電力トランスデューサ等）といった電力計測設備と、外部制御装置等の施工と、が必要になり、発電装置以外の設備費用が発生する問題が有る。既存設備を流用できる部分を除いても、交流電力演算器や計測信号の配線施工等が新たに必要となる。又、性能面では、結果的に逆電力継電器の動作回数を低減することは可能であるが、完全にこれを防ぐための具体的な技術要件には言及していない。しかも、ＰＣＳ内に設けられた、電力系統との接続／遮断用の連系リレー等の開閉器において、その接点の開閉動作回数を寿命上許容される回数以下に抑えることができない。
特許文献１～４に記載された電力システムは、自家発電設備において逆潮流防止制御による発電電力の増加を目的としているが、いずれも電力系統又は負荷の電力計測を前提とした技術である。そのため、コスト面では、変成器、変流器、交流電力演算器（電力トランスデューサ等）といった電力計測設備と、外部制御装置等の施工と、が必要になり、発電装置以外の設備費用が発生する問題が有る。既存設備を流用できる部分を除いても、交流電力演算器や計測信号の配線施工等が新たに必要となる。又、性能面では、結果的に逆電力継電器の動作回数を低減することは可能であるが、完全にこれを防ぐための具体的な技術要件には言及していない。しかも、ＰＣＳ内に設けられた、電力系統との接続／遮断用の連系リレー等の開閉器において、その接点の開閉動作回数を寿命上許容される回数以下に抑えることができない。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の発電システムは、直流電力を出力する分散型電源と、前記分散型電源に接続され、前記直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給するパワーコンディショナ（ＰＣＳ）と、前記負荷に接続され、前記ＰＣＳから電力系統への逆潮流の逆電力を検出すると、逆電力検出信号を出力して前記ＰＣＳを前記電力系統から解列させる逆電力継電器と、を備えている。
前記ＰＣＳは、前記分散型電源から出力される前記直流電力を前記交流電力に変換して前記負荷へ供給する電力変換部と、前記電力変換部と前記電力系統との間を接続／遮断する開閉器と、前記電力変換部の電力変換動作を制御し、且つ、前記電力系統への前記逆潮流の逆電力を検出する前記逆電力継電器から出力される解列用の前記逆電力検出信号を入力すると、前記開閉器を遮断させる制御部と、を備えている。
そして、前記制御部は、前記電力変換部の出力電力の計測値に基づき、前記電力変換動作を制御し、前記電力変換部の起動時に、前記出力電力を増加させて、前記逆電力継電器が動作する出力電力点を検索し、前記逆電力検出信号の入力時の前記出力電力を、前記負荷の消費電力と推定して負荷消費電力推定値を求め、前記電力変換部の再起動時に、前記負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を差し引いた出力電力値を上限とした低電力運転にて前記電力変換動作を行わせる、ことを特徴とする。
前記ＰＣＳは、前記分散型電源から出力される前記直流電力を前記交流電力に変換して前記負荷へ供給する電力変換部と、前記電力変換部と前記電力系統との間を接続／遮断する開閉器と、前記電力変換部の電力変換動作を制御し、且つ、前記電力系統への前記逆潮流の逆電力を検出する前記逆電力継電器から出力される解列用の前記逆電力検出信号を入力すると、前記開閉器を遮断させる制御部と、を備えている。
そして、前記制御部は、前記電力変換部の出力電力の計測値に基づき、前記電力変換動作を制御し、前記電力変換部の起動時に、前記出力電力を増加させて、前記逆電力継電器が動作する出力電力点を検索し、前記逆電力検出信号の入力時の前記出力電力を、前記負荷の消費電力と推定して負荷消費電力推定値を求め、前記電力変換部の再起動時に、前記負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を差し引いた出力電力値を上限とした低電力運転にて前記電力変換動作を行わせる、ことを特徴とする。
【0011】
本発明のＰＣＳは、分散型電源から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する電力変換部と、前記電力変換部と電力系統との間を接続／遮断する開閉器と、前記電力変換部の電力変換動作を制御し、且つ、前記電力系統への逆潮流の逆電力を検出する逆電力継電器から出力される解列用の逆電力検出信号を入力すると、前記開閉器を遮断させる制御部と、を有している。
そして、前記制御部は、前記電力変換部の出力電力の計測値に基づき、前記電力変換動作を制御し、前記電力変換部の起動時に、前記出力電力を増加させて、前記逆電力継電器が動作する出力電力点を検索し、前記逆電力検出信号の入力時の前記出力電力を、前記負荷の消費電力と推定して負荷消費電力推定値を求め、前記電力変換部の再起動時に、前記負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を差し引いた出力電力値を上限とした低電力運転にて前記電力変換動作を行わせる、ことを特徴とする。
そして、前記制御部は、前記電力変換部の出力電力の計測値に基づき、前記電力変換動作を制御し、前記電力変換部の起動時に、前記出力電力を増加させて、前記逆電力継電器が動作する出力電力点を検索し、前記逆電力検出信号の入力時の前記出力電力を、前記負荷の消費電力と推定して負荷消費電力推定値を求め、前記電力変換部の再起動時に、前記負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を差し引いた出力電力値を上限とした低電力運転にて前記電力変換動作を行わせる、ことを特徴とする。
【0012】
更に、本発明のＰＣＳの逆潮流防止方法は、分散型電源から出力される直流電力を交流電力に変換して負荷へ供給する電力変換部と、前記電力変換部と電力系統との間を接続／遮断する開閉器と、前記電力変換部の電力変換動作を制御し、且つ、前記電力系統への逆潮流の逆電力を検出する逆電力継電器から出力される解列用の逆電力検出信号を入力すると、前記開閉器を遮断させる制御部と、を有するＰＣＳの逆潮流防止方法である。
そして、前記制御部は、定常モードにおいて、前記電力変換部を定格の最大出力値にて前記電力変換動作をさせるステップと、前記定常モードの運転時に、前記逆電力検出信号が入力されると、前記電力変換動作を停止させて前待機モードへ移行するステップと、前記前待機モードにおいて、第１の再起動待ち時間の間、前記電力変換動作を停止させ、前記第１の再起動待ち時間が経過すると、検索モードへ移行するステップと、前記検索モードにおいて、前記電力変換部を再起動させて、前記電力変換部の出力電力を所定の上昇率で漸増させ、前記逆電力検出信号が入力されると、前記電力変換動作を停止させると共にこの停止時の前記出力電力の値を負荷消費電力推定値として記憶した後、後待機モードへ移行するステップと、前記後待機モードにおいて、第２の再起動待ち時間の間、前記電力変換動作を停止させ、前記第２の再起動待ち時間が経過すると、低電力モードへ移行するステップと、前記低電力モードにおいて、前記記憶された負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて前記電力変換部を再起動させ、所定時間が経過すると、前記検索モード（再検索モード）へ移行するステップと、を実行することを特徴とする。
そして、前記制御部は、定常モードにおいて、前記電力変換部を定格の最大出力値にて前記電力変換動作をさせるステップと、前記定常モードの運転時に、前記逆電力検出信号が入力されると、前記電力変換動作を停止させて前待機モードへ移行するステップと、前記前待機モードにおいて、第１の再起動待ち時間の間、前記電力変換動作を停止させ、前記第１の再起動待ち時間が経過すると、検索モードへ移行するステップと、前記検索モードにおいて、前記電力変換部を再起動させて、前記電力変換部の出力電力を所定の上昇率で漸増させ、前記逆電力検出信号が入力されると、前記電力変換動作を停止させると共にこの停止時の前記出力電力の値を負荷消費電力推定値として記憶した後、後待機モードへ移行するステップと、前記後待機モードにおいて、第２の再起動待ち時間の間、前記電力変換動作を停止させ、前記第２の再起動待ち時間が経過すると、低電力モードへ移行するステップと、前記低電力モードにおいて、前記記憶された負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて前記電力変換部を再起動させ、所定時間が経過すると、前記検索モード（再検索モード）へ移行するステップと、を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明の発電システム、ＰＣＳ及びその逆潮流防止方法によれば、ＰＣＳの発電電力の逆潮流（逆電力）を防止しつつ、逆電力継電器の動作による、ＰＣＳ内の開閉器における接点の開閉動作回数を、寿命上許容される回数以下に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施例１における発電システム（例えば、自家消費型の太陽光発電システム）を示す概略の構成図
【図6】従来の逆電力防止機能なしの太陽光発電システムにおける動作波形図
【図8】従来の負荷消費電力追従式の逆電力防止の動作を示す波形図
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例1】
【0016】
（実施例１の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１における発電システム（例えば、自家消費型の太陽光発電システム）を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は太陽光発電システムの全体の構成図、及び、同図（ｂ）はその太陽光発電システム内のＰＣＳの構成図である。
この太陽光発電システムは、電力系統６から高圧の交流電力を受電する受変電盤（例えば、キュービクル）１０を有している。キュービクル１０には、負荷１５と、分散型電源（例えば、太陽電池としての太陽電池モジュール）１６に接続された複数の太陽光発電用ＰＣＳ２０と、が並列に接続されている。
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１における発電システム（例えば、自家消費型の太陽光発電システム）を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は太陽光発電システムの全体の構成図、及び、同図（ｂ）はその太陽光発電システム内のＰＣＳの構成図である。
この太陽光発電システムは、電力系統６から高圧の交流電力を受電する受変電盤（例えば、キュービクル）１０を有している。キュービクル１０には、負荷１５と、分散型電源（例えば、太陽電池としての太陽電池モジュール）１６に接続された複数の太陽光発電用ＰＣＳ２０と、が並列に接続されている。
【0017】
キュービクル１０は、電力系統６に対して直列に接続された高圧遮断器１１及び電圧変換用の変圧器１２を有し、この変圧器１２に、逆電力継電器１３が分岐接続されている。逆電力継電器１３は、複数のＰＣＳ２０から電力系統６への逆潮流の逆電力を検出すると、逆電力検出信号Ｓ１３を出力して各ＰＣＳ２０を電力系統６から解列させるものである。
負荷１５は、キュービクル１０と複数のＰＣＳ２０との間に接続され、そのキュービクル１０及び複数のＰＣＳ２０から交流電力を受電して駆動する装置である。太陽電池モジュール１６は、複数の太陽電池を有し、太陽光を直流電力に変換して複数のＰＣＳ２０へ供給する電源である。
負荷１５は、キュービクル１０と複数のＰＣＳ２０との間に接続され、そのキュービクル１０及び複数のＰＣＳ２０から交流電力を受電して駆動する装置である。太陽電池モジュール１６は、複数の太陽電池を有し、太陽光を直流電力に変換して複数のＰＣＳ２０へ供給する電源である。
【0018】
各ＰＣＳ２０は、太陽電池モジュール１６とキュービクル１０との間に直列に接続された遮断器２１、電力変換部２２、開閉器（例えば、連系リレー）２３、及び遮断器２４を有している。電力変換部２２には、制御部３０が接続され、更に、その制御部３０に、操作表示部３５が接続されている。
遮断器２１は、太陽電池モジュール１６と電力変換部２２との間を接続／遮断するものである。電力変換部２２は、太陽電池モジュール１６から遮断器２１を介して供給される直流電力を交流電力に変換して負荷１５へ供給するものであり、供給された直流電力を所定の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２２ａと、その変換された所定の直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂと、を有している。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２ａ及びＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂは、例えば、複数のスイッチング素子等を有するスイッチング電源装置により、それぞれ構成されている。連系リレー２３は、駆動信号Ｓ３０ｃにより、ＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂと遮断器２４との間を接続／遮断（即ち、接点を開閉）するものである。遮断器２４は、連系リレー２３とキュービクル１０との間を接続／遮断するものである。
遮断器２１は、太陽電池モジュール１６と電力変換部２２との間を接続／遮断するものである。電力変換部２２は、太陽電池モジュール１６から遮断器２１を介して供給される直流電力を交流電力に変換して負荷１５へ供給するものであり、供給された直流電力を所定の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２２ａと、その変換された所定の直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂと、を有している。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２ａ及びＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂは、例えば、複数のスイッチング素子等を有するスイッチング電源装置により、それぞれ構成されている。連系リレー２３は、駆動信号Ｓ３０ｃにより、ＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂと遮断器２４との間を接続／遮断（即ち、接点を開閉）するものである。遮断器２４は、連系リレー２３とキュービクル１０との間を接続／遮断するものである。
【0019】
制御部３０は、電力変換部２２の電力変換動作、連系リレー２３の接続／遮断、及び操作表示部３５の動作等を制御するものであり、逆電力継電器１３から出力される逆電力検出信号Ｓ１３と、電力変換部２２のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが図示しない電力センサによって計測された出力電力計測値ｐｏ等と、を入力し、電力変換部２２内のＤＣ／ＤＣコンバータ２２ａのＤＣ／ＤＣ変換動作を制御するためのスイッチング用の駆動パルスＳ３０ａと、電力変換部２２内のＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂのＤＣ／ＡＣ変換動作を制御するためのスイッチング用の駆動パルスＳ３０ｂと、連系リレー２３を接続／遮断するための駆動信号Ｓ３０ｃ等と、を出力する機能を有している。
【0020】
制御部３０は、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）や個別回路等で構成された制御部本体３１と、出力電力計測値ｐｏを入力してデジタル信号等に変換する出力電力計測部３２と、電力変換部２２の再起動時間等を計測するタイマ３３と、制御部本体３１の出力信号を駆動して駆動パルスＳ３０ａ，Ｓ３０ｂを出力するトランジスタ等で構成された駆動部３４等と、により構成されている。
制御部本体３１は、出力電力計測部３２の出力信号に基づき、駆動部３４を介して電力変換部２２の電力変換動作を制御し、電力変換部２２の起動時に、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを増加させて、逆電力継電器１３が動作する出力電力点をサーチ（検索）し、逆電力検出信号Ｓ１３の入力時のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを、負荷１５の消費電力と推定して負荷消費電力推定値を求め、タイマ３３の出力信号に基づき、駆動部３４を介して電力変換部２２を再起動する時に、負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を差し引いた出力電力値を上限とした低電力運転にて電力変換動作を行わせる機能を有している。
制御部本体３１は、出力電力計測部３２の出力信号に基づき、駆動部３４を介して電力変換部２２の電力変換動作を制御し、電力変換部２２の起動時に、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを増加させて、逆電力継電器１３が動作する出力電力点をサーチ（検索）し、逆電力検出信号Ｓ１３の入力時のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを、負荷１５の消費電力と推定して負荷消費電力推定値を求め、タイマ３３の出力信号に基づき、駆動部３４を介して電力変換部２２を再起動する時に、負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を差し引いた出力電力値を上限とした低電力運転にて電力変換動作を行わせる機能を有している。
【0021】
制御部本体３１は、以下の（ｉ）～（ｉｖ）のような機能も有している。
（ｉ） 前記低電力運転を所定時間継続できたならば、再度、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを漸増させる再検索の動作を行い、逆電力継電器１３が動作すれば、前記負荷消費電力推定値を更新して電力変換部２２を再起動させる。
（ｉｉ） 前記所定の電力低減割合は、演算により、前記再検索の動作の都度変更する。
（ｉｉｉ） 前記所定の電力低減割合は、運転状況、機械学習、又は、事前に定めた関数に基づいて算出する。
（ｉｖ） 前記検索から前記再検索までの時間間隔は、前記再検索の動作の都度変更する。
操作表示部３５は、遮断器２１，２４の接続／遮断や、制御部３０の動作開始等の指令値を入力すると共に、ＰＣＳ２０の動作状態等を表示する機能を有している。
（ｉ） 前記低電力運転を所定時間継続できたならば、再度、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを漸増させる再検索の動作を行い、逆電力継電器１３が動作すれば、前記負荷消費電力推定値を更新して電力変換部２２を再起動させる。
（ｉｉ） 前記所定の電力低減割合は、演算により、前記再検索の動作の都度変更する。
（ｉｉｉ） 前記所定の電力低減割合は、運転状況、機械学習、又は、事前に定めた関数に基づいて算出する。
（ｉｖ） 前記検索から前記再検索までの時間間隔は、前記再検索の動作の都度変更する。
操作表示部３５は、遮断器２１，２４の接続／遮断や、制御部３０の動作開始等の指令値を入力すると共に、ＰＣＳ２０の動作状態等を表示する機能を有している。
【0022】
なお、ＰＣＳ２０の外部には、出力制御装置３６が設けられることもある。この出力制御装置３６は、制御部３０に代えて、或いは、制御部３０と共に、その制御機能を実行する装置である。
【0023】
（実施例１の逆潮流防止方法の概要）
本実施例１におけるＰＣＳ２０の逆潮流防止方法は、制御部３０の制御により、以下のステップ１～６により実行される。
ステップ１の定常モードＭ１において、制御部３０は、駆動パルスＳ３０ａ，Ｓ３０ｂによって電力変換部２２をスイッチング動作させ、この電力変換部２２に対して定格の最大出力値にて電力変換動作をさせる。
ステップ２において、制御部３０は、定常モードＭ１の運転時に、逆電力継電器１３で検出された逆電力検出信号Ｓ１３が入力されると、電力変換部２２の電力変換動作を停止させて前待機モードＭ２へ移行する。
ステップ３の前待機モードＭ２において、制御部３０は、第１の再起動待ち時間Ｔ１の間、電力変換部２２の電力変換動作を停止させ、この再起動待ち時間Ｔ１が経過すると、検索モードＭ３へ移行する。
本実施例１におけるＰＣＳ２０の逆潮流防止方法は、制御部３０の制御により、以下のステップ１～６により実行される。
ステップ１の定常モードＭ１において、制御部３０は、駆動パルスＳ３０ａ，Ｓ３０ｂによって電力変換部２２をスイッチング動作させ、この電力変換部２２に対して定格の最大出力値にて電力変換動作をさせる。
ステップ２において、制御部３０は、定常モードＭ１の運転時に、逆電力継電器１３で検出された逆電力検出信号Ｓ１３が入力されると、電力変換部２２の電力変換動作を停止させて前待機モードＭ２へ移行する。
ステップ３の前待機モードＭ２において、制御部３０は、第１の再起動待ち時間Ｔ１の間、電力変換部２２の電力変換動作を停止させ、この再起動待ち時間Ｔ１が経過すると、検索モードＭ３へ移行する。
【0024】
ステップ４の検索モードＭ３において、制御部３０は、電力変換部２２を再起動させてＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを所定の上昇率で漸増させ、逆電力検出信号Ｓ１３が入力されると、電力変換部２２の電力変換動作を停止させると共に、この停止時のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの値を負荷消費電力推定値として記憶した後、後待機モードＭ４へ移行する。
ステップ５の後待機モードＭ４において、制御部３０は、第２の再起動待ち時間Ｔ２の間、電力変換部２２の電力変換動作を停止させ、その再起動待ち時間Ｔ２が経過すると、低電力モードＭ５へ移行する。
ステップ６の低電力モードＭ５において、制御部３０は、記憶されたＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて電力変換部２２を再起動させ、所定時間Ｔ３が経過すると、検索モード（即ち、再検索モード）Ｍ６へ移行する。
ステップ５の後待機モードＭ４において、制御部３０は、第２の再起動待ち時間Ｔ２の間、電力変換部２２の電力変換動作を停止させ、その再起動待ち時間Ｔ２が経過すると、低電力モードＭ５へ移行する。
ステップ６の低電力モードＭ５において、制御部３０は、記憶されたＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて電力変換部２２を再起動させ、所定時間Ｔ３が経過すると、検索モード（即ち、再検索モード）Ｍ６へ移行する。
【0025】
なお、前記所定の上昇率、前記所定の電力低減割合、及び前記所定時間Ｔ３は、更新される。
【0026】
以上のようなＰＣＳ２０の逆潮流防止方法におけるタイミングチャートを図２に示す。
図２は、図１の逆潮流防止方法を示すタイミングチャートであり、横軸は時刻ｔ、及び縦軸は電力ｐである。図２中の破線４１は負荷消費電力Ｐｃ、及び、実線４２はＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔである。
図２の逆潮流防止方法では、制御部３０の制御により、以下のタイミング（１）～（８）で動作する。
図２は、図１の逆潮流防止方法を示すタイミングチャートであり、横軸は時刻ｔ、及び縦軸は電力ｐである。図２中の破線４１は負荷消費電力Ｐｃ、及び、実線４２はＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔである。
図２の逆潮流防止方法では、制御部３０の制御により、以下のタイミング（１）～（８）で動作する。
【0027】
タイミング（１）において、負荷消費電力Ｐｃ＞ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔであるので、ＰＣＳ２０が定常モードＭ１にて動作し、定格の最大出力値のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを送出する（ＰＣＳ通常運転中）。定常モードＭ１では、太陽電池モジュール１６から出力された直流電力が、複数のＰＣＳ２０へ入力される。各ＰＣＳ２０において、入力された直流電力が、遮断器２１を通して電力変換部２２へ供給される。電力変換部２２内のＤＣ／ＤＣインバータ２２ａでは、制御部３０から供給された駆動パルスＳ３０ａによりスイッチング動作して、供給された直流電力を所定の直流電力に変換し、ＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂへ出力する。ＤＣ／ＡＣインバータ２２ｂでは、制御部３０から供給された駆動パルスＳ３０ｂによりスイッチング動作して、入力された所定の直流電力を交流電力に変換し、この変換した定格の最大電力値のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを出力する。ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔは、制御部３０から供給された駆動信号Ｓ３０ｃにより接続状態（接点が閉状態）になっている連系リレー２３と、制御部３０の制御により接続状態になっている遮断器２４と、を通してキュービクル１０側の負荷１５へ供給される。負荷消費電力Ｐｃの不足分は、電力系統６から供給される交流電力が、キュービクル１０内の高圧遮断器１１を通して、変圧器１２により変圧され、負荷１５へ供給される。
【0028】
負荷消費電力Ｐｃが低下するタイミング（２）において、複数のＰＣＳ２０から電力系統６方向へ逆潮流の逆電力が流れ、この逆電力が逆電力継電器１３により検出され、この逆電力継電器１３から逆電力検出信号Ｓ１３が出力されて各ＰＣＳ２０内の制御部３０へ供給される。すると、制御部３０の制御によって電力変換部２２の電力変換動作が停止すると共に、制御部３０から出力される駆動信号Ｓ３０ｃによって連系リレー２３が遮断され（接点が開状態になり）、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔがゼロ（０）になる。
タイミング（３）において、前待機モードＭ２になり、逆電力検出信号Ｓ１３によりタイマ３３が動作し、第１の再起動待ち時間Ｔ１が計測される。再起動待ち時間Ｔ１が所定値になるまで、制御部３０の制御によって電力変換部２２の電力変換動作が停止し、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔがゼロ（０）になる。
再起動待ち時間Ｔ１が経過したタイミング（４）において、検索モードＭ３になる。検索モードＭ３では、制御部３０から出力される駆動パルスＳ３０ａ，Ｓ３０ｂによって電力変換部２２が再起動すると共に、制御部３０から出力される駆動信号Ｓ３０ｃによって連系リレー２３が接続状態になる。電力変換部２２の再起動では、制御部３０の制御により、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが所定の上昇率で漸増する。
タイミング（３）において、前待機モードＭ２になり、逆電力検出信号Ｓ１３によりタイマ３３が動作し、第１の再起動待ち時間Ｔ１が計測される。再起動待ち時間Ｔ１が所定値になるまで、制御部３０の制御によって電力変換部２２の電力変換動作が停止し、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔがゼロ（０）になる。
再起動待ち時間Ｔ１が経過したタイミング（４）において、検索モードＭ３になる。検索モードＭ３では、制御部３０から出力される駆動パルスＳ３０ａ，Ｓ３０ｂによって電力変換部２２が再起動すると共に、制御部３０から出力される駆動信号Ｓ３０ｃによって連系リレー２３が接続状態になる。電力変換部２２の再起動では、制御部３０の制御により、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが所定の上昇率で漸増する。
【0029】
増加するＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが負荷消費電力Ｐｃに達する出力電力点のタイミング（５）において、逆電力継電器１３により逆電力が検出されて逆電力検出信号Ｓ１３が出力され、制御部３０へ入力される。制御部３０の制御により、電力変換部２２の電力変換動作が停止し、この停止時のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが負荷消費電力推定値として制御部３０内の制御部本体３１等に記憶される。逆電力検出信号Ｓ１３によりタイマ３３が動作して第２の再起動待ち時間Ｔ２が計測される。
タイミング（６）において、後待機モードＭ４になり、再起動待ち時間Ｔ２が所定値になるまで、電力変換動作の停止によりＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔがゼロ（０）になる。
再起動待ち時間Ｔ２が経過したタイミング（７）において、低電力モードＭ５になる。低電力モードＭ５では、タイマ３３で計測される所定時間Ｔ３の間、制御部３０の制御により、前記記憶された負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて、電力変換部２２を再起動させる。
所定時間Ｔ３が経過したタイミング（８）において、再検索モードＭ６になる。再検索モードＭ６では、制御部３０の制御により、低電力運転時の出力電力値から、更に、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが所定の上昇率で漸増する。
タイミング（６）において、後待機モードＭ４になり、再起動待ち時間Ｔ２が所定値になるまで、電力変換動作の停止によりＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔがゼロ（０）になる。
再起動待ち時間Ｔ２が経過したタイミング（７）において、低電力モードＭ５になる。低電力モードＭ５では、タイマ３３で計測される所定時間Ｔ３の間、制御部３０の制御により、前記記憶された負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて、電力変換部２２を再起動させる。
所定時間Ｔ３が経過したタイミング（８）において、再検索モードＭ６になる。再検索モードＭ６では、制御部３０の制御により、低電力運転時の出力電力値から、更に、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが所定の上昇率で漸増する。
【0030】
前記と同様に、増加するＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが負荷消費電力Ｐｃに達する出力電力点のタイミング（５）において、逆電力継電器１３により逆電力が検出されて逆電力検出信号Ｓ１３が出力され、電力変換部２２の電力変換動作が停止し、この停止時のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔが記憶される。
前記と同様に、タイミング（６）において、後待機モードＭ４になり、再起動待ち時間Ｔ２が所定値になるまで、電力変換動作の停止によりＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔがゼロ（０）になる。
前記と同様に、再起動待ち時間Ｔ２が経過したタイミング（７）において、低電力モードＭ５になり、前記記憶された負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて、電力変換部２２を再起動させる。
以降、前記と同様の動作が行われる。
前記と同様に、タイミング（６）において、後待機モードＭ４になり、再起動待ち時間Ｔ２が所定値になるまで、電力変換動作の停止によりＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔがゼロ（０）になる。
前記と同様に、再起動待ち時間Ｔ２が経過したタイミング（７）において、低電力モードＭ５になり、前記記憶された負荷消費電力推定値から所定の電力低減割合を減じた出力電力値の低電力運転にて、電力変換部２２を再起動させる。
以降、前記と同様の動作が行われる。
【0031】
なお、本実施例１の図２における逆潮流防止方法の特徴は、少なくとも、検索モードＭ３及び低電力モードＭ５を有しておれば良く、より処理精度を向上させるために、他の定常モードＭ１、前待機モードＭ２、後待機モードＭ４、及び、再検索モードＭ６を設けることが望ましい。
又、本実施例１の変形例として、前記タイミング（４）における所定の上昇率と、前記タイミング（７）において減じる所定の電力低減割合と、前記タイミング（８）における所定時間Ｔ３は、任意で変更、或いは、自動で更新可能にしても良い。
又、本実施例１の変形例として、前記タイミング（４）における所定の上昇率と、前記タイミング（７）において減じる所定の電力低減割合と、前記タイミング（８）における所定時間Ｔ３は、任意で変更、或いは、自動で更新可能にしても良い。
【0032】
（実施例１の逆潮流防止方法の詳細）
図３Ａ及び図３Ｂは、図１の制御部３０により制御される図２のタイミング（１）～（８）の処理内容を示すフローチャートである。そのうち、図３Ａは、タイミング（１）～（５）のフローチャート、図３Ｂは、タイミング（６）～（８）のフローチャートである。
図１の制御部３０内の制御部本体３１は、図３Ａ及び図３ＢのステップＳＴ１において、周期起動すると、ステップＳＴ２へ進み、モード判定を行う。この判定結果が、図３Ａの初期状態の定常モードＭ１の場合にはステップＳＴ１１へ進み、図３Ａの前待機モードＭ２の場合にはステップＳＴ２１へ進み、図３Ａの検索モードＭ３又は再検索モードＭ６の場合にはステップＳＴ３１へ進み、図３Ｂの後待機モードＭ４の場合にはステップＳＴ４１へ進み、図３Ｂの低電力モードＭ５の場合にはステップＳＴ５１へ進む。
図３Ａ及び図３Ｂは、図１の制御部３０により制御される図２のタイミング（１）～（８）の処理内容を示すフローチャートである。そのうち、図３Ａは、タイミング（１）～（５）のフローチャート、図３Ｂは、タイミング（６）～（８）のフローチャートである。
図１の制御部３０内の制御部本体３１は、図３Ａ及び図３ＢのステップＳＴ１において、周期起動すると、ステップＳＴ２へ進み、モード判定を行う。この判定結果が、図３Ａの初期状態の定常モードＭ１の場合にはステップＳＴ１１へ進み、図３Ａの前待機モードＭ２の場合にはステップＳＴ２１へ進み、図３Ａの検索モードＭ３又は再検索モードＭ６の場合にはステップＳＴ３１へ進み、図３Ｂの後待機モードＭ４の場合にはステップＳＴ４１へ進み、図３Ｂの低電力モードＭ５の場合にはステップＳＴ５１へ進む。
【0033】
図３Ａの定常モードＭ１の場合、ステップＳＴ１１において、制御部本体３１は、低電力時逆電力検出回数を「０」に設定した後、ステップＳＴ１２へ進み、逆電力継電器１３が逆電力を検出しているか否かの判定を行う。逆電力を検出していない時には（Ｎ）、ステップＳＴ１５へ進み、制御部本体３１は、定常移行条件を満足しているか否かの判定を行う。定常移行条件としては、例えば、操作表示部３５による本機能を解除する操作が行われている、又は、日付が変わる、かのいずれかである。ステップＳＴ１５において、定常移行条件を満足していない時には（Ｎ）、ステップＳＴ１７へ進み、逆潮流防止処理を終了する。ステップＳＴ１５において、定常移行条件を満足している時には（Ｙ）、ステップＳＴ１６ヘ進み、制御部本体３１は、モードを初期状態の定常モードＭ１に設定し、前記のステップＳＴ１１～ＳＴ１６を繰り返した後、ステップＳＴ１７へ進み、逆潮流防止処理を終了する。
前記ステップＳＴ１２において、逆電力を検出している時には（Ｙ）、制御部本体３１は、逆電力検出回数を「１」に設定し、ステップＳＴ１４へ進み、前待機モードＭ２へ移行する。
前記ステップＳＴ１２において、逆電力を検出している時には（Ｙ）、制御部本体３１は、逆電力検出回数を「１」に設定し、ステップＳＴ１４へ進み、前待機モードＭ２へ移行する。
【0034】
図３Ａの前待機モードＭ２へ移行した場合、ステップＳＴ２１において、制御部本体３１は、出力電力計測部３２の出力信号に基づき、電力変換部２２の運転が開始されているか否かの判定を行い、運転が開始されていない時には（Ｎ）、前記ステップＳＴ１５へ進む。
ステップＳＴ２１において、運転が開始されている時には（Ｙ）、ステップＳＴ２２へ進む。ステップＳＴ２２において、制御部本体３１は、第１の再起動待ち時間Ｔ１の間、検索モード出力指令値を「０％」に設定し、検索モードＭ３へ移行する。
ステップＳＴ２１において、運転が開始されている時には（Ｙ）、ステップＳＴ２２へ進む。ステップＳＴ２２において、制御部本体３１は、第１の再起動待ち時間Ｔ１の間、検索モード出力指令値を「０％」に設定し、検索モードＭ３へ移行する。
【0035】
図３Ａの検索モードＭ３へ移行した場合、ステップＳＴ３１において、制御部本体３１は、逆電力継電器１３が逆電力を検出しているか否かの判定を行う。逆電力を検出していない時には（Ｎ）、ステップＳＴ３５へ進み、制御部本体３１は、出力指令値が「１００％」に到達しているか否かの判定を行う。出力指令値が「１００％」に到達していない時には（Ｎ）、ステップＳＴ３７へ進み、制御部本体３１は、検索モード出力指令値を増加させてＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを所定の上昇率で漸増させ、その後、前記ステップＳＴ１５へ進む。ステップＳＴ３５において、出力指令値が「１００％」に到達している時には（Ｙ）、ステップＳＴ３６へ進み、制御部本体３１は、検出後出力指令値を「１００％」に設定した後、低電力モードＭ５へ移行する。
前記ステップＳＴ３１において、逆電力を検出している時には（Ｙ）、ステップＳＴ３２へ進み、制御部本体３１は、逆電力検出回数を加算して出力電力点を求めた後、ステップＳＴ３３へ進む。ステップＳＴ３３において、制御部本体３１は、検出後出力指令値に、現在の検索モード出力指令値を代入して負荷消費電力推定値を求め、この負荷消費電力推定値を記憶した後、ステップＳＴ３４へ進み、後待機モードＭ４へ移行する。
前記ステップＳＴ３１において、逆電力を検出している時には（Ｙ）、ステップＳＴ３２へ進み、制御部本体３１は、逆電力検出回数を加算して出力電力点を求めた後、ステップＳＴ３３へ進む。ステップＳＴ３３において、制御部本体３１は、検出後出力指令値に、現在の検索モード出力指令値を代入して負荷消費電力推定値を求め、この負荷消費電力推定値を記憶した後、ステップＳＴ３４へ進み、後待機モードＭ４へ移行する。
【0036】
図３Ｂの後待機モードＭ４へ移行した場合、ステップＳＴ４１において、制御部本体３１は、出力電力計測部３２の出力信号に基づき、電力変換部２２の運転が開始されているか否かの判定を行う。電力変換部２２の運転が開始されていない時には（Ｎ）、前記ステップＳＴ１５へ進む。電力変換部２２の運転が開始されている時には（Ｙ）、ステップＳＴ４２へ進み、第２の再起動待ち時間Ｔ２の間、タイマ３３が、所定時間Ｔ３の低電力モード滞在時間の計測を開始し、制御部本体３１は、低電力モードＭ５へ移行する。
【0037】
図３Ｂの低電力モードＭ５へ移行した場合、ステップＳＴ５１において、制御部本体３１は、低電力時逆電力検出回数と、逆電力検出回数と、検出後出力指令値と、を用いて、電力変換部２２の出力電力値（＝負荷消費電力推定値－所定の電力低減割合）に対応する低電力モード出力指令値と、再検索開始時間と、をそれぞれ算出する。
ここで、低電力モード出力指令値は、例えば、次式（Ｉ）により計算される。
低電力モード出力指令値＝
１００％－（低電力モード中の逆電力検出回数×１０％） （Ｉ）
但し、低電力モード出力指令値；任意の下限値でリミット（制限）
又、再検索開始時間は、例えば、次式（ＩＩ）により計算される。
再検索開始時間＝１５分×２ｋ （ＩＩ）
但し、ｋ；逆電力検出回数
再検索開始時間；任意の上限値でリミット（制限）
ステップＳＴ５１の計算が終わると、ステップＳＴ５２へ進む。ステップＳＴ５２において、電力変換部２２が動作して所定の出力電力値（＝負荷消費電力推定値－所定の電力低減割合）のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを出力する。制御部本体３１は、タイマ３３の計測時間に基づき、所定時間Ｔ３の低電力モード滞在時間が、再検索開始時間に到達したか否かを判定し、再検索開始時間に到達していない時には（Ｎ）、ステップＳＴ５４へ進む。ステップＳＴ５４において、制御部本体３１は、逆電力継電器１３による逆電力検出の有無を判定し、逆電力が検出されていない時には（Ｎ）、前記ステップＳＴ１５へ進み、逆電力が検出されている時には（Ｙ）、ステップＳＴ５５へ進む。ステップＳＴ５５において、制御部本体３１は、逆電力検出回数と、低電力時逆電力検出回数と、をそれぞれ算出し、前待機モードＭ２へ移行する。
ステップＳＴ５２において、再検索開始時間に到達している時には（Ｙ）、ステップＳＴ５３へ進む。ステップＳＴ５３において、制御部本体３１は、検索モード出力指令値に、低電力モード出力指令値を代入し、図３Ａの再検索モードＭ６のステップＳＴ３１へ移行する。
ここで、低電力モード出力指令値は、例えば、次式（Ｉ）により計算される。
低電力モード出力指令値＝
１００％－（低電力モード中の逆電力検出回数×１０％） （Ｉ）
但し、低電力モード出力指令値；任意の下限値でリミット（制限）
又、再検索開始時間は、例えば、次式（ＩＩ）により計算される。
再検索開始時間＝１５分×２ｋ （ＩＩ）
但し、ｋ；逆電力検出回数
再検索開始時間；任意の上限値でリミット（制限）
ステップＳＴ５１の計算が終わると、ステップＳＴ５２へ進む。ステップＳＴ５２において、電力変換部２２が動作して所定の出力電力値（＝負荷消費電力推定値－所定の電力低減割合）のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔを出力する。制御部本体３１は、タイマ３３の計測時間に基づき、所定時間Ｔ３の低電力モード滞在時間が、再検索開始時間に到達したか否かを判定し、再検索開始時間に到達していない時には（Ｎ）、ステップＳＴ５４へ進む。ステップＳＴ５４において、制御部本体３１は、逆電力継電器１３による逆電力検出の有無を判定し、逆電力が検出されていない時には（Ｎ）、前記ステップＳＴ１５へ進み、逆電力が検出されている時には（Ｙ）、ステップＳＴ５５へ進む。ステップＳＴ５５において、制御部本体３１は、逆電力検出回数と、低電力時逆電力検出回数と、をそれぞれ算出し、前待機モードＭ２へ移行する。
ステップＳＴ５２において、再検索開始時間に到達している時には（Ｙ）、ステップＳＴ５３へ進む。ステップＳＴ５３において、制御部本体３１は、検索モード出力指令値に、低電力モード出力指令値を代入し、図３Ａの再検索モードＭ６のステップＳＴ３１へ移行する。
【0038】
（実施例１の測定結果）
図４は、図１の太陽光発電システムを安定負荷で実施した場合の測定結果の一例を示す波形図である。
図４において、横軸は朝昼夜の時刻ｔ、縦軸は日照倍率（％）である。例えば、縦軸の日照倍率１００％は、電力１０ｋＷに相当する。破線４１Ａは日照倍率、太線４２Ａは安定した構内負荷１５Ａ（ｋＷ）、及び、実線４３ＡはＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔである。
図４の測定条件は、例えば、以下の通りである。
動作初期のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの減少率（初期減力率）＝９０％
再検索時間：１回目＝１５分、２回目＝３０分、３回目＝１時間、
４回目＝２時間、５回目＝４時間
ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの変化レート：毎秒１％の出力電力増加
再起動待ち時間：５秒
この図４の測定結果から、以下のことが分かる。
実線４３ＡのＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔは、太線４２Ａの安定した構内負荷１５Ａを上限として、破線４１Ａの日射倍率に追従してその構内負荷１５Ａへ供給されている。
図４は、図１の太陽光発電システムを安定負荷で実施した場合の測定結果の一例を示す波形図である。
図４において、横軸は朝昼夜の時刻ｔ、縦軸は日照倍率（％）である。例えば、縦軸の日照倍率１００％は、電力１０ｋＷに相当する。破線４１Ａは日照倍率、太線４２Ａは安定した構内負荷１５Ａ（ｋＷ）、及び、実線４３ＡはＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔである。
図４の測定条件は、例えば、以下の通りである。
動作初期のＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの減少率（初期減力率）＝９０％
再検索時間：１回目＝１５分、２回目＝３０分、３回目＝１時間、
４回目＝２時間、５回目＝４時間
ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの変化レート：毎秒１％の出力電力増加
再起動待ち時間：５秒
この図４の測定結果から、以下のことが分かる。
実線４３ＡのＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔは、太線４２Ａの安定した構内負荷１５Ａを上限として、破線４１Ａの日射倍率に追従してその構内負荷１５Ａへ供給されている。
【0039】
図５は、図１の太陽光発電システムにおける逆潮流防止の動作を示す波形図である。
図５において、横軸は朝昼夜の時刻ｔ、縦軸は電力ｐである。破線４１はＰＣＳ最大電力量（日照従量）、実線４２は負荷消費電力、及び、領域４３はＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔである。
この図５の動作波形から、以下のことが分かる。
発電量として、負荷変動が少ない時間帯（例えば、朝、昼の休業時間、及び夕）ほど、実線４２で示される負荷消費電力の数割（減少％）手前で安定的に発電している。連系リレー２３が遮断状態（接点が開状態）から接続状態（接点が閉状態）になる再起動回数として、再検索時間と、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの減少率（減力率）と、の調整により、連系リレー２３の開閉回数を制限できる。そのため、連系リレー２３の開閉動作回数を、寿命上許容される回数以下に抑制できる。更に、追加設備として、従来の特許文献２，３のような電流センサ、電圧センサ、電力計、及び専用制御装置といった追加設備が不要になる。そのため、実用において中程度の効果を発揮しつつ、追加設備や施工コスト（費用）を削減できる。
図５において、横軸は朝昼夜の時刻ｔ、縦軸は電力ｐである。破線４１はＰＣＳ最大電力量（日照従量）、実線４２は負荷消費電力、及び、領域４３はＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔである。
この図５の動作波形から、以下のことが分かる。
発電量として、負荷変動が少ない時間帯（例えば、朝、昼の休業時間、及び夕）ほど、実線４２で示される負荷消費電力の数割（減少％）手前で安定的に発電している。連系リレー２３が遮断状態（接点が開状態）から接続状態（接点が閉状態）になる再起動回数として、再検索時間と、ＰＣＳ出力電力Ｐｏｕｔの減少率（減力率）と、の調整により、連系リレー２３の開閉回数を制限できる。そのため、連系リレー２３の開閉動作回数を、寿命上許容される回数以下に抑制できる。更に、追加設備として、従来の特許文献２，３のような電流センサ、電圧センサ、電力計、及び専用制御装置といった追加設備が不要になる。そのため、実用において中程度の効果を発揮しつつ、追加設備や施工コスト（費用）を削減できる。
【0040】
（実施例１の効果）
本実施例１の太陽光発電システム、ＰＣＳ２０及びその逆潮流防止方法によれば、ＰＣＳ２０の発電電力の逆潮流を防止しつつ、逆電力継電器１３の動作による、ＰＣＳ２０内の連系リレー２３における接点の開閉動作回数を、寿命上許容される回数以下に抑えることができる。しかも、追加設備が不要になるので、追加設備や施工コスト（費用）を削減できる。
本実施例１の太陽光発電システム、ＰＣＳ２０及びその逆潮流防止方法によれば、ＰＣＳ２０の発電電力の逆潮流を防止しつつ、逆電力継電器１３の動作による、ＰＣＳ２０内の連系リレー２３における接点の開閉動作回数を、寿命上許容される回数以下に抑えることができる。しかも、追加設備が不要になるので、追加設備や施工コスト（費用）を削減できる。
【0041】
（変形例）
本発明は、上記実施例１に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）～（ｃ）のようなものがある。
（ａ） 図１のＰＣＳ２０は、機能を向上させるために、他の構成要素を付加したり、或いは、図示以外の構成に変更しても良い。
（ｂ） 図３Ａ及び図３Ｂのフローチャートは、処理を簡略化するために、一部のステップを省略したり、機能を向上させるために、他のステップを付加したり、或いは、図示以外のフローに変更しても良い。
（ｃ） 本発明は、分散型電源として、太陽電池モジュール１６に代えて、風力発電用電源等の直流電源を用いた発電システムにも適用できる。
本発明は、上記実施例１に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）～（ｃ）のようなものがある。
（ａ） 図１のＰＣＳ２０は、機能を向上させるために、他の構成要素を付加したり、或いは、図示以外の構成に変更しても良い。
（ｂ） 図３Ａ及び図３Ｂのフローチャートは、処理を簡略化するために、一部のステップを省略したり、機能を向上させるために、他のステップを付加したり、或いは、図示以外のフローに変更しても良い。
（ｃ） 本発明は、分散型電源として、太陽電池モジュール１６に代えて、風力発電用電源等の直流電源を用いた発電システムにも適用できる。
【符号の説明】
【0042】
６ 電力系統
１０ キュービクル（受変電盤）
１３ 逆電力継電器
１５ 負荷
１６ 太陽電池モジュール
２０ ＰＣＳ（パワーコンディショナ）
２２ 電力変換部
２２ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２ｂ ＤＣ／ＡＣインバータ
２３ 連系リレー（開閉器）
３０ 制御部
３１ 制御部本体
３２ 出力電力計測部
３３ タイマ
３６ 出力制御装置
１０ キュービクル（受変電盤）
１３ 逆電力継電器
１５ 負荷
１６ 太陽電池モジュール
２０ ＰＣＳ（パワーコンディショナ）
２２ 電力変換部
２２ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２ｂ ＤＣ／ＡＣインバータ
２３ 連系リレー（開閉器）
３０ 制御部
３１ 制御部本体
３２ 出力電力計測部
３３ タイマ
３６ 出力制御装置
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】