(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-08
(45)【発行日】2024-04-19
(54)【発明の名称】制御装置及び電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20240409BHJP
G05F 1/67 20060101ALI20240409BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 R
G05F1/67 A
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023561846
(86)(22)【出願日】2022-10-05
(86)【国際出願番号】 JP2022037267
【審査請求日】2023-10-06
(73)【特許権者】
【識別番号】501137636
【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ
(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】勝倉 朋也
(72)【発明者】
【氏名】多和田 義大
(72)【発明者】
【氏名】深澤 一誠
(72)【発明者】
【氏名】木下 雅博
【審査官】佐藤 匡
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／０９２６８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／０１１７８１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－２０１９６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１２７９４６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－８２５６９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ７／４８
Ｇ０５Ｆ １／６７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流側で太陽光パネルと接続される太陽光発電用の電力変換装置における制御装置であって、前記電力変換装置の直流側の直流電圧と前記電力変換装置の交流側の系統電圧実効値とに基づいて変調率を算出する変調率算出部と、
前記変調率算出部によって算出された前記変調率に応じて、所定の下限リミッタ設定値と前記系統電圧実効値と所定の定格値とに基づいて下限リミッタ動作値を算出するリミッタ調整部と、
前記リミッタ調整部によって算出された前記下限リミッタ動作値に基づいて直流電圧指令下限リミッタを更新するリミッタと、
前記太陽光パネルによって発電された直流電力に基づいて最大電力点追従制御を行って第１直流電圧指令値を算出し、算出した前記第１直流電圧指令値と、前記リミッタに設定されている前記直流電圧指令下限リミッタとに基づいて、第２直流電圧指令値を決定する最大電力点追従制御部と、
前記最大電力点追従制御部によって決定された前記第２直流電圧指令値に基づいて前記電力変換装置のインバータを制御するインバータ制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項2】
請求項１に記載の制御装置において、前記リミッタは、前記リミッタ調整部によって前記下限リミッタ動作値が算出されたときは、前記最大電力点追従制御部による前記最大電力点追従制御とは非同期に、前記リミッタ調整部によって算出された前記下限リミッタ動作値に基づいて前記直流電圧指令下限リミッタを更新する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項3】
請求項１に記載の制御装置において、前記リミッタ調整部は、前記下限リミッタ動作値が少なくとも前記所定の下限リミッタ設定値よりも小さな値にならないように前記下限リミッタ動作値の上下限値を限定する上下限リミッタを有する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項4】
請求項１に記載の制御装置において、前記最大電力点追従制御部は、算出した前記第１直流電圧指令値が、前記リミッタに設定されている前記直流電圧指令下限リミッタの値よりも小さいときは、前記直流電圧指令下限リミッタの値を前記第２直流電圧指令値として決定し、算出した前記第１直流電圧指令値が、前記リミッタに設定されている前記直流電圧指令下限リミッタの値以上の値であるときは、前記第１直流電圧指令値を前記第２直流電圧指令値として決定する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項5】
太陽光によって発電が行われる太陽光パネルと接続され、前記太陽光パネルによって発電された直流電力を交流電力に変換するインバータと、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の制御装置と、
を備えることを特徴とする太陽光発電用の電力変換装置。
【請求項6】
直流側で蓄電池と接続される蓄電池用の電力変換装置における制御装置であって、前記電力変換装置の直流側の直流電圧と前記電力変換装置の交流側の系統電圧実効値とに基づいて変調率を算出する変調率算出部と、
前記変調率算出部によって算出された前記変調率に応じて、所定の運転範囲下限電圧設定値と前記系統電圧実効値と所定の定格値とに基づいて運転範囲下限電圧動作値を算出するリミッタ調整部と、
前記リミッタ調整部によって算出された前記運転範囲下限電圧動作値に基づいて運転範囲下限電圧を更新するリミッタと、
前記電力変換装置の直流側の前記直流電圧と、前記リミッタに設定されている前記運転範囲下限電圧とを比較し、前記直流電圧が、前記運転範囲下限電圧よりも小さい値であるか否かを判定する直流電圧運転範囲検出部と、
前記直流電圧運転範囲検出部によって、前記直流電圧が、前記運転範囲下限電圧よりも小さい値であると判定されたときは、前記電力変換装置のインバータを停止させる動作制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項7】
請求項６に記載の制御装置において、前記リミッタは、前記リミッタ調整部によって前記運転範囲下限電圧動作値が算出されたときは、直流電圧運転範囲検出部による制御とは非同期に、前記リミッタ調整部によって算出された前記運転範囲下限電圧動作値に基づいて前記運転範囲下限電圧を更新する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項8】
請求項６に記載の制御装置において、前記リミッタ調整部は、前記運転範囲下限電圧動作値が少なくとも前記所定の運転範囲下限電圧設定値よりも小さな値にならないように前記運転範囲下限電圧動作値の上下限値を限定する上下限リミッタを有する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項9】
電力の充放電が可能な蓄電池と接続され、前記蓄電池から供給された直流電力を交流電力に変換するインバータと、
請求項６から請求項８の何れか１項に記載の制御装置と、
を備えることを特徴とする蓄電池用の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置及び電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）制御を行う太陽光発電用の電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、以下、本明細書において、最大電力点追従制御は、「ＭＰＰＴ制御」又は単に「ＭＰＰＴ」とも称され、最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行う最大電力点追従制御部は、「ＭＰＰＴ制御部」とも称される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】日本特開２０１８－１９５２２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このようなＭＰＰＴ制御を行う電力変換装置では、太陽光パネルで発電された電力の最大電力点に追従させるため、ＭＰＰＴ制御が常時行われている。ＭＰＰＴ制御では、直流電力（直流電流及び直流電圧）の情報が用いられて次回の直流電圧指令値が生成されるため、交流側（系統側）の交流電圧の情報は用いられていない。
【0005】
一方で、電力変換装置は、過変調になると安定して運転することができなくなるため、直流電圧指令値に下限リミッタを設けて過変調を避ける必要がある。直流電圧の下限リミッタは、電力変換装置における系統電圧の運転範囲を考慮して設定する必要があるが、系統電圧の上限は、各国の系統連系規定により、概ね系統電圧の定格の１１０％まで必要とされている。
【0006】
しかし、一日の大部分は系統電圧の１００％付近であるため、系統電圧の１１０％を想定して過変調にならないように高めの直流電圧の下限リミッタが設定されると、直流側の運転範囲が狭くなってしまう問題があった。
【0007】
この点、ＭＰＰＴ制御部において、系統電圧に応じて動的に直流電圧指令値を調整することが考えられるが、上述のとおり、ＭＰＰＴ制御は、交流電圧の状態変化とは非同期に動いている。これにより、例えば、ＭＰＰＴ制御による直流電力の計算中に、変調率に基づいて直流電圧指令値が更新されると、ＭＰＰＴ制御によって正しい直流電力の大小評価が行われない可能性がある。このため、従来は、変調率を考慮した直流電圧指令値の生成は、実施できていなかった。
【0008】
また、蓄電池用の電力変換装置においては、直流電圧は、電力変換装置の運転範囲の監視に使用されているが、変調率に応じて直流電圧の下限リミッタを可変とすれば、変調率に応じてその電圧下限値を広めにとることができ、運転範囲を広くすることができる。
【0009】
そこで、本件開示は、変調率に応じて直流電圧の下限リミッタを更新させることで、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置を運転させることができる技術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】
【0010】
一態様に係る制御装置は、直流側で太陽光パネルと接続される太陽光発電用の電力変換装置における制御装置であって、電力変換装置の直流側の直流電圧と電力変換装置の交流側の系統電圧実効値とに基づいて変調率を算出する変調率算出部と、変調率算出部によって算出された変調率に応じて、所定の下限リミッタ設定値と系統電圧実効値と所定の定格値とに基づいて下限リミッタ動作値を算出するリミッタ調整部と、リミッタ調整部によって算出された下限リミッタ動作値に基づいて直流電圧指令下限リミッタを更新するリミッタと、太陽光パネルによって発電された直流電力に基づいて最大電力点追従制御を行って第１直流電圧指令値を算出し、算出した第１直流電圧指令値と、リミッタに設定されている直流電圧指令下限リミッタとに基づいて、第２直流電圧指令値を決定する最大電力点追従制御部と、最大電力点追従制御部によって決定された第２直流電圧指令値に基づいて電力変換装置のインバータを制御するインバータ制御部と、を備えることを特徴とする。
【0011】
一態様に係る太陽光発電用の電力変換装置は、太陽光によって発電が行われる太陽光パネルと接続され、太陽光パネルによって発電された直流電力を交流電力に変換するインバータと、上記の制御装置と、を備えることを特徴とする。
【0012】
別の態様に係る制御装置は、直流側で蓄電池と接続される蓄電池用の電力変換装置における制御装置であって、電力変換装置の直流側の直流電圧と電力変換装置の交流側の系統電圧実効値とに基づいて変調率を算出する変調率算出部と、変調率算出部によって算出された変調率に応じて、所定の運転範囲下限電圧設定値と系統電圧実効値と所定の定格値とに基づいて運転範囲下限電圧動作値を算出するリミッタ調整部と、リミッタ調整部によって算出された運転範囲下限電圧動作値に基づいて運転範囲下限電圧を更新するリミッタと、電力変換装置の直流側の直流電圧と、リミッタに設定されている運転範囲下限電圧とを比較し、直流電圧が、運転範囲下限電圧よりも小さい値であるか否かを判定する直流電圧運転範囲検出部と、直流電圧運転範囲検出部によって、直流電圧が、運転範囲下限電圧よりも小さい値であると判定されたときは、電力変換装置のインバータを停止させる動作制御部と、を備えることを特徴とする。
【0013】
別の態様に係る蓄電池用の電力変換装置は、電力の充放電が可能な蓄電池と接続され、蓄電池から供給された直流電力を交流電力に変換するインバータと、上記の制御装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本件開示によれば、変調率に応じて直流電圧の下限リミッタを更新させることで、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置を運転させることができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本件開示に係る制御装置及び電力変換装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【0017】
＜第１実施形態の構成＞
図１は、第１実施形態に係る制御装置３０及び電力変換装置１の構成の一例について示す図である。図１において、電力変換装置１は、図１中左側の一端側（入力側）で直流母線２を介して太陽光パネル４と接続され、図１中右側の他端側（出力側）で交流回路３を介して交流電力系統５と接続される。
図１は、第１実施形態に係る制御装置３０及び電力変換装置１の構成の一例について示す図である。図１において、電力変換装置１は、図１中左側の一端側（入力側）で直流母線２を介して太陽光パネル４と接続され、図１中右側の他端側（出力側）で交流回路３を介して交流電力系統５と接続される。
【0018】
電力変換装置（ＰＣＳ：Power Conditioning System）１は、例えば、太陽光パネル４から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を交流電力系統５側（交流側）に出力する。すなわち、本実施形態における電力変換装置１は、太陽光発電（ＰＶ：Photovoltaics）用の電力変換装置（ＰＶ－ＰＣＳ：Photovoltaics-Power Conditioning System）である。以下、本明細書において、電力変換装置１は、「ＰＶ－ＰＣＳ１」又は単に「ＰＣＳ１」とも称される。
【0019】
図１に示すように、電力変換装置１は、直流スイッチ１１と、直流コンデンサ１２と、インバータ１３と、交流リアクトル１４と、交流コンデンサ１５と、交流スイッチ１６とを有する。また、電力変換装置１は、第１電流センサ２１と、第１電圧センサ２２と、第２電流センサ２３と、第２電圧センサ２４と、第３電流センサ２５と、制御装置３０とを有する。なお、制御装置３０は、図中配線は省略するが、電力変換装置１の各要素と電気的に接続されている。
【0020】
直流母線２は、太陽光パネル４と、電力変換装置１におけるインバータ１３の直流端（入力側）とを接続する。直流母線２は、太陽光パネル４によって発電された直流電力をインバータ１３に供給する。直流母線２には、例えば、太陽光パネル４からインバータ１３の直流端に向かって順に、第１電流センサ２１と、直流スイッチ１１と、第１電圧センサ２２と、直流コンデンサ１２とが配されている。
【0021】
交流回路３は、電力変換装置１におけるインバータ１３の交流端（出力側）と、交流電力系統５とを接続する。交流回路３は、例えば、電流又は電圧の位相を互いにずらした三系統の単相交流を組み合わせた三相交流電力を三本の電線・ケーブルを用いて供給する三相三線式の三相交流回路である。交流回路３は、インバータ１３によって変換された交流電力を交流電力系統５側に供給する。交流回路３には、例えば、インバータ１３の交流端から交流電力系統５に向かって順に、第２電流センサ２３と、交流リアクトル１４と、交流コンデンサ１５と、交流スイッチ１６と、第２電圧センサ２４と、第３電流センサ２５とが配されている。
【0022】
太陽光パネル（太陽電池パネル）４は、直流母線２を介しインバータ１３の直流端（入力端）と接続される。太陽光パネル４は、太陽光モジュール、太陽電池モジュール、又は単に太陽電池、モジュール等とも称され、例えば、複数の太陽電池セルを組み合わせて１枚のパネルとしたものである。太陽光パネル４は、例えば、複数枚のパネルを互いに直列又は並列に組み合わせた太陽電池ストリングや、太陽電池ストリングを組み合わせた太陽電池アレイであってもよい。太陽光パネル４は、太陽光によって発電を行い、発電された直流電力を、直流母線２を介してインバータ１３に供給する。なお、以下、本明細書において、太陽光パネル４は、「太陽電池パネル４」又は「ＰＶ（Photovoltaics）パネル４」とも称される。
【0023】
交流電力系統（系統）５は、交流回路３を介しインバータ１３の交流端（出力端）と接続される。交流電力系統５は、不図示の変圧器と接続され、不図示の変圧器によって変圧された交流電力を需要家の受電設備に供給するための、発電・変電・送電・配電を統合したシステムであり、例えば、不特定の負荷が接続される。なお、以下、本明細書において、交流電力系統５は、「電力系統５」又は単に「系統５」とも称される。
【0024】
直流スイッチ（直流遮断器）１１は、直流母線２において、第１電流センサ２１と第１電圧センサ２２との間に設けられる。直流スイッチ１１は、制御装置３０や不図示のオペレータ等からの投入指示又は開放指示に従って、太陽光パネル４とインバータ１３との間の直流母線２を投入（接続）又は開放（遮断）する。直流スイッチ１１が開放されると、太陽光パネル４からインバータ１３に供給される直流電力が遮断される。なお、以下、本明細書において、直流スイッチ１１は、「ＤＣ（Direct Current）スイッチ１１」とも称される。
【0025】
直流コンデンサ１２は、直流母線２において、第１電圧センサ２２とインバータ１３の直流端との間に設けられる。直流コンデンサ１２は、太陽光パネル４から出力される直流電圧を平滑化させる平滑コンデンサである。直流コンデンサ１２は、例えば、ＤＣスイッチ１１が投入されているときは、太陽光パネル４からの直流電力により充電されて電圧が上昇し、ＤＣスイッチ１１が開放されているときは、例えば、不図示の放電回路や放電抵抗等により放電されて電圧が低下する。以下、本明細書において、直流コンデンサ１２は、「ＤＣコンデンサ１２」とも称される。
【0026】
インバータ（インバータ回路）１３は、直流端である一端側が直流母線２を介してＤＣコンデンサ１２及びＤＣスイッチ１１と接続され、交流端である他端側が交流回路３を介して交流リアクトル１４と接続される。インバータ回路１３は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の複数のスイッチング素子で構築される。インバータ回路１３は、例えば、後述のパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御部６５で生成されるスイッチング素子のゲート駆動信号（ゲート信号）であるパルス幅変調（ＰＷＭ）信号によって制御される。
【0027】
インバータ１３は、太陽光パネル４から供給される直流電力を一端側から取得し、パルス幅変調信号（ゲート信号）による制御に従い、取得した直流電力を交流電力に変換して、出力端である他端側から出力して系統５側に供給する。なお、以下、本明細書において、パルス幅変調信号は、「ＰＷＭ信号」とも称される。
【0028】
交流リアクトル１４は、交流回路３において、インバータ１３の交流端と直列に接続される。交流リアクトル１４は、例えば、騒音を低減させる効果やサージ電圧を抑制させる効果を有する平滑要素である。交流リアクトル１４は、例えば、分岐点１５ａを介してＬ型に接続された交流コンデンサ１５とともにインバータ１３の不図示のスイッチング素子がスイッチングするときに発生するリプル（振動）を低減させるＬＣフィルタ回路（フィルタ回路）を構成する。なお、以下、本明細書において、交流リアクトル１４は、「ＡＣ（Alternating Current）リアクトル１４」とも称される。
【0029】
交流コンデンサ１５は、電気（電荷）を蓄え又は放出する電子部品であり、交流回路３において、分岐点１５ａを介してＡＣリアクトル１４とＬ型に接続される。交流コンデンサ１５は、例えば、Ｌ型に接続されたＡＣリアクトル１４とともにインバータ１３の不図示のスイッチング素子がスイッチングするときに発生させるリプル（振動）を低減させるＬＣフィルタ回路（フィルタ回路）を構成する。交流コンデンサ１５は、ＡＣリアクトル１４とともにフィルタ回路を構成することで、不図示の系統側に高調波（高調波電流）が流出することを抑制する。以下、本明細書において、交流コンデンサ１５は、「ＡＣコンデンサ１５」とも称される。
【0030】
交流スイッチ（交流遮断器）１６は、交流回路３において、ＡＣリアクトル及びＡＣコンデンサと交流電力系統５との間に直列に設けられる。交流スイッチ１６は、例えば、制御装置３０や不図示のオペレータ等からの投入指示又は開放指示に従って、インバータ１３と系統５との間の交流回路３を投入（接続）又は開放（遮断）する。交流スイッチ１６が開放されるとインバータ１３から系統５側に供給される交流電力が遮断される。以下、本明細書において、交流スイッチ１６は、「ＡＣスイッチ１６」とも称される。
【0031】
第１電流センサ２１は、例えば、公知の直流電流計又は直流電流センサ等であり、直流側のＰＶパネル４とＤＣスイッチ１１との間に配置され、ＰＶパネル４から流れる直流電流ｉＤＣの値を検出する。なお、第１電流センサ２１が配置される位置は、図１に示される位置には限られず、ＰＶパネル４から流れる直流電流ｉＤＣの値を検出可能な位置であればどこでもよい。以下、本明細書において、直流電流ｉＤＣの値は、単に「直流電流ｉＤＣ」とも称される。第１電流センサ２１によって検出された直流電流ｉＤＣは、制御装置３０によって取得される。
【0032】
第１電圧センサ２２は、例えば、公知の直流電圧計又は直流電圧センサ等であり、直流側のＤＣスイッチ１１とＤＣコンデンサ１２との間に配置され、ＤＣコンデンサ１２の直流電圧ｖＤＣの値を検出する。なお、第１電圧センサ２２が配置される位置は、図１に示される位置には限られず、ＤＣコンデンサ１２の直流電圧ｖＤＣの値を検出可能な位置であればどこでもよい。以下、本明細書において、直流電圧ｖＤＣの値は、単に「直流電圧ｖＤＣ」とも称される。第１電圧センサ２２によって検出された直流電圧ｖＤＣは、制御装置３０によって取得される。
【0033】
第２電流センサ２３は、例えば、公知の交流電流計又は交流電流センサ等であり、交流側のインバータ１３とＡＣリアクトル１４との間に配置され、インバータ１３の出力電流である三相交流電流のインバータ出力電流ｉＡＣの値を検出する。なお、第２電流センサ２３が配置される位置は、図１に示される位置には限られず、インバータ１３の出力電流であるインバータ出力電流ｉＡＣの値を検出可能な位置であればどこでもよい。以下、本明細書において、インバータ出力電流ｉＡＣの値は、単に「インバータ出力電流ｉＡＣ」とも称される。第２電流センサ２３によって検出されたインバータ出力電流ｉＡＣは、制御装置３０によって取得される。
【0034】
第２電圧センサ２４は、例えば、公知の交流電圧計又は交流電圧センサ等であり、交流側のＡＣスイッチ１６と系統５との間に配置され、系統５における三相交流電圧である系統電圧ｖＧｒｉｄの値を検出する。なお、第２電圧センサ２４が配置される位置は、図１に示される位置には限られず、系統５における系統電圧ｖＧｒｉｄの値を検出可能な位置であればどこでもよい。以下、本明細書において、系統電圧ｖＧｒｉｄの値は、単に「系統電圧ｖＧｒｉｄ」とも称される。第２電圧センサ２４によって検出された系統電圧ｖＧｒｉｄは、制御装置３０によって取得される。
【0035】
第３電流センサ２５は、例えば、公知の交流電流計又は交流電流センサ等であり、交流側のＡＣスイッチ１６と系統５との間に配置され、系統５に流れる三相交流電流である交流電流ｉＧｒｉｄの値を検出する。なお、第３電流センサ２５が配置される位置は、図１に示される位置には限られず、系統５に流れる交流電流ｉＧｒｉｄの値を検出可能な位置であればどこでもよい。以下、本明細書において、交流電流ｉＧｒｉｄの値は、単に「系統電流ｉＧｒｉｄ」とも称される。第３電流センサ２５によって検出された系統電流ｉＧｒｉｄは、制御装置３０によって取得される。
【0036】
制御装置３０は、例えば、電力変換装置１の内部又は外部に設けられ、図中配線等は省略されているが、インバータ１３を始めとする電力変換装置１の各構成と、有線又は無線によって接続されている。なお、制御装置３０は、不図示のインバータ制御回路の機能として実現されていてもよい。
【0037】
制御装置３０は、例えば、プログラムを実行することにより動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の後述のプロセッサ９１（図９参照）を有する。また、制御装置３０は、後述の記憶部７０やメモリ９２（図９参照）等を有し、例えば、記憶部７０又はメモリ９２に記憶された所定のプログラムを実行することによりプロセッサ９１を動作させて電力変換装置１の動作を統括的に制御する。
【0038】
なお、制御装置３０は、例えば、不図示の上位装置からの指示や不図示の操作部を介したオペレータからの指示等に従って動作してもよい。なお、不図示の上位装置は、例えば、複数台の電力変換装置１を統括的に監視及び制御するものであり、各電力変換装置１と、有線又は無線で接続されている。
【0039】
図１に示すように、制御装置３０は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）制御部４１と、第１変換部４２と、第２変換部４３と、電力制御部４４との構成又は機能を有する。また、制御装置３０は、実効値（ＲＭＳ：Root Mean Square Value）算出部５１と、変調率算出部５２と、リミッタ調整部５３との構成又は機能を有する。また、制御装置３０は、リミッタ５４、最大電力点追従制御部（ＭＰＰＴ制御部）５５と、第１減算部５６と、直流電圧制御部５７との構成又は機能を有する。なお、本実施形態において、変調率算出部５２は、リミッタ調整部５３の構成又は機能を有し、ＭＰＰＴ制御部５５は、リミッタ５４の構成又は機能を有する。また、制御装置３０は、第１加算部６１と、第３変換部６２と、第２減算部６３と、電流制御部６４と、ＰＷＭ制御部６５との構成又は機能を有する。
【0040】
なお、上記の各構成又は機能は、制御装置３０が有する後述の処理回路９０（図９参照）における後述のプロセッサ９１（図９参照）が実行するプログラムにより実現されても、後述のハードウェア９３（図９参照）により実現されてもよい。制御装置３０は、所定のプログラムを実行して、上記の各構成又は機能により、以下の処理を行う。
【0041】
ＰＬＬ制御部４１は、第２電圧センサ２４と、第１変換部４２と、第２変換部４３と接続される。ＰＬＬ制御部４１は、第２電圧センサ２４の検出値である系統電圧ｖＧｒｉｄの情報を取得する。ＰＬＬ制御部４１は、系統電圧ｖＧｒｉｄに基づいてＰＬＬ制御を行い、系統電圧ｖＧｒｉｄに同期した基準位相θの情報を第１変換部４２と、第２変換部４３とに出力する。
【0042】
第１変換部４２は、第２電圧センサ２４と、ＰＬＬ制御部４１と、電力制御部４４と、実効値算出部５１と接続される。第１変換部４２は、第２電圧センサ２４の検出値である系統電圧ｖＧｒｉｄの情報と、ＰＬＬ制御部４１から出力される基準位相θの情報とを取得する。第１変換部４２は、取得した基準位相θに基づいて三相二相変換（ｄｑ変換）を行い、系統電圧ｖＧｒｉｄをｄ軸電圧の値とｑ軸電圧の値とに変換する。なお、ｄｑ変換の基準位相θは、例えば、ｑ軸電圧成分を０とする。第１変換部４２は、ｄ軸電圧の値の情報とｑ軸電圧の値の情報とを電力制御部４４と実効値算出部５１とに出力する。
【0043】
第２変換部４３は、第２電流センサ２３と、第３電流センサ２５と、電力制御部４４と接続される。第２変換部４３は、第２電流センサ２３の検出値であるインバータ出力電流ｉＡＣの情報と、第３電流センサ２５の検出値である系統電流ｉＧｒｉｄの情報と、ＰＬＬ制御部４１から出力される基準位相θの情報とを取得する。第２変換部４３は、取得した基準位相θに基づいて三相二相変換（ｄｑ変換）を行い、インバータ出力電流ｉＡＣと系統電流ｉＧｒｉｄとをｄ軸電流の値とｑ軸電流の値とに変換する。なお、ｄｑ変換の基準位相θは、例えば、ｑ軸電圧成分を０とする。第２変換部４３は、ｄ軸電流の値の情報とｑ軸電流の値の情報とを電力制御部４４に出力する。
【0044】
電力制御部４４は、第１変換部４２と、第２変換部４３と、第１加算部６１と、第３変換部６２と接続される。電力制御部４４は、第１変換部４２からｄ軸電圧の値の情報とｑ軸電圧の値の情報とを取得し、第２変換部４３からｄ軸電流の値の情報とｑ軸電流の値の情報とを取得する。電力制御部４４は、取得したｄ軸電圧の値の情報と、ｑ軸電圧の値の情報と、ｄ軸電流の値の情報と、ｑ軸電流の値の情報とに基づいて、ｄ軸電流指令値ｉ＊
ｄの情報と、ｑ軸電流指令値ｉ＊
ｑの情報とを求める。電力制御部４４は、求めたｄ軸電流指令値ｉ＊
ｄの情報を第１加算部６１に出力し、求めたｑ軸電流指令値ｉ＊
ｑの情報を第３変換部６２に出力する。
【0045】
実効値算出部（ＲＭＳ算出部）５１は、第１変換部４２と、変調率算出部５２と接続される。実効値算出部５１は、第１変換部４２からｄ軸電圧の値の情報とｑ軸電圧の値の情報とを取得する。実効値算出部５１は、取得したｄ軸電圧の値の情報とｑ軸電圧の値の情報とに基づいて、系統電圧実効値ｖＲＭＳを算出する。実効値算出部５１は、算出した系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報を変調率算出部５２に出力する。なお、以下、本明細書において、実効値算出部５１は、「ＲＭＳ算出部５１」とも称される。
【0046】
変調率算出部５２は、第１電圧センサ２２と、実効値算出部５１と接続される。変調率算出部５２は、第１電圧センサ２２の検出値である直流電圧ｖＤＣの情報と、実効値算出部５１から系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報とを取得する。変調率算出部５２は、取得した直流電圧ｖＤＣの情報と系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報とに基づいて、変調率を算出する。なお、変調率算出部５２は、常時又は所定間隔毎に変調率を算出してもよく、任意のタイミングで変調率を算出してもよい。
【0047】
変調率算出部５２は、リミッタ調整部５３を有し、例えば、算出した変調率をリミッタ調整部５３に出力する。なお、変調率算出部５２は、算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）か否かの情報をリミッタ調整部５３に出力してもよい。あるいは、変調率算出部５２は、算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）場合にのみ、算出した変調率、又は算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）という情報を、リミッタ調整部５３に出力してもよい。
【0048】
リミッタ調整部５３は、例えば、変調率算出部５２の一部として設けられ、変調率算出部５２を介して実効値算出部５１と接続され、また、ＭＰＰＴ制御部５５を介してリミッタ５４と接続される。また、リミッタ調整部５３は、図中配線は省略されているが、記憶部７０とも接続される。リミッタ調整部５３は、変調率算出部５２から変調率についての情報を取得し、記憶部７０から下限リミッタ設定値ｖＬ１の情報と定格値ｖＲの情報とを取得する。
【0049】
リミッタ調整部５３は、取得した下限リミッタ設定値ｖＬ１と、定格値ｖＲと、系統電圧実効値ｖＲＭＳとに基づいて下限リミッタ動作値ｖＬ２を算出する。なお、リミッタ調整部５３は、変調率が１を超えていても（変調率＞１００％）、１を超えていなくても（変調率≦１００％）、常に計算を行い、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値を更新（算出）する。そして、リミッタ調整部５３は、算出した下限リミッタ動作値ｖＬ２の値をリミッタ５４に出力する。その結果、変調率は、１を超えなくなっていく。
【0050】
なお、リミッタ調整部５３は、演算の結果、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値に変動がない場合、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値をリミッタ５４に出力しなくてもよい。反対に、リミッタ調整部５３は、変調率の変動の有無や、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値の変動の有無に拘わらず、常時又は所定間隔毎に、或いは任意のタイミングで、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値をリミッタ５４に出力してもよい。
【0051】
なお、変調率算出部５２とリミッタ調整部５３とは、図１に示す構成には限られず、変調率算出部５２とリミッタ調整部５３とは、少なくともＭＰＰＴ制御部５５と非同期に動作するものであればよい。すなわち、変調率算出部５２とリミッタ調整部５３とは、ＭＰＰＴ制御部５５と非同期に動作するものであれば、一体的な構成であっても全く別の構成であってもよく、また、リミッタ調整部５３が変調率算出部５２を有する構成であってもよい。
【0052】
リミッタ５４は、例えば、ＭＰＰＴ制御部５５の一部として設けられ、変調率算出部５２を介して、リミッタ調整部５３と接続される。リミッタ５４は、リミッタ調整部５３から下限リミッタ動作値ｖＬ２についての情報を取得する。なお、リミッタ５４は、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値が変動した場合にのみ、リミッタ調整部５３から下限リミッタ動作値ｖＬ２についての情報を取得してもよい。また、リミッタ５４は、常時又は所定間隔毎に、或いは任意のタイミングで、リミッタ調整部５３から下限リミッタ動作値ｖＬ２についての情報を取得してもよい。
【0053】
リミッタ５４は、リミッタ調整部５３から下限リミッタ動作値ｖＬ２についての情報を取得したときは、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を更新する。これにより、変調率に応じて、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値が更新される。なお、リミッタ５４は、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値に変動が無いときは、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を更新しなくてもよい。リミッタ５４は、更新された下限リミッタ動作値ｖＬ２の値を現時点での直流電圧指令下限リミッタｖＬの値として設定する。
【0054】
最大電力点追従制御部（ＭＰＰＴ制御部）５５は、第１電流センサ２１と、第１電圧センサ２２と、第１減算部５６と接続される。ＭＰＰＴ制御部５５は、第１電流センサ２１の検出値である直流電流ｉＤＣの情報と、第１電圧センサ２２の検出値である直流電圧ｖＤＣの情報とを取得する。ＭＰＰＴ制御部５５は、取得した直流電流ｉＤＣの情報と、直流電圧ｖＤＣの情報とに基づいて、例えば、公知の山登り法に基づくＭＰＰＴ制御を行い、直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣを算出する。ＭＰＰＴ制御部５５によるＭＰＰＴ制御の範囲（リミッタの範囲）は、例えば、装置毎に定められている。なお、直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣは、「第１直流電圧指令値」の一例である。
【0055】
ＭＰＰＴ制御部５５は、リミッタ５４を有し、算出した直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣと、リミッタ５４に設定されている現時点での直流電圧指令下限リミッタｖＬとを比較する。ＭＰＰＴ制御部５５は、比較した結果、算出した直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬよりも小さい値であるときは、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を次回の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣとして決定する。一方、ＭＰＰＴ制御部５５は、算出した直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬ以上の値であるときは、算出した直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣの値をそのまま次回の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣとして決定する。ＭＰＰＴ制御部５５は、決定した直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣの情報を、第１減算部５６に出力する。なお、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣは、「第２直流電圧指令値」の一例である。
【0056】
第１減算部５６は、第１電圧センサ２２と、ＭＰＰＴ制御部５５と接続される。第１減算部５６は、第１電圧センサ２２の検出値である直流電圧ｖＤＣの情報と、ＭＰＰＴ制御部５５から出力される直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣの情報とを取得する。第１減算部５６は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣから直流電圧ｖＤＣを減算した値を算出する。第１減算部５６は、算出した直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣから直流電圧ｖＤＣを減算した値の情報を直流電圧制御部５７に出力する。
【0057】
直流電圧制御部５７は、第１減算部５６と、第１加算部６１と接続される。直流電圧制御部５７は、第１減算部５６から出力される直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣから直流電圧ｖＤＣを減算した値の情報を取得する。直流電圧制御部５７は、取得した情報を制御して、ｄ軸電流指令値を算出する。直流電圧制御部５７は、算出したｄ軸電流指令値の情報を第１加算部６１に出力する。
【0058】
第１加算部６１は、電力制御部４４と、直流電圧制御部５７と、第３変換部６２と接続される。第１加算部６１は、電力制御部４４から出力されるｄ軸電流指令値ｉ＊
ｄの情報と、直流電圧制御部５７から出力されるｄ軸電流指令値の情報とを取得する。第１加算部６１は、取得したｄ軸電流指令値ｉ＊
ｄとｄ軸電流指令値とを加算した値を算出する。第１加算部６１は、算出したｄ軸電流指令値ｉ＊
ｄとｄ軸電流指令値とを加算した値の情報を第３変換部６２に出力する。
【0059】
第３変換部６２は、電力制御部４４と、第１加算部６１と、第２減算部６３と接続される。第３変換部６２は、電力制御部４４から出力されるｑ軸電流指令値ｉ＊
ｑの情報と、第１加算部６１から出力されるｄ軸電流指令値ｉ＊
ｄとｄ軸電流指令値とを加算した値の情報とを取得する。第３変換部６２は、取得した情報を二相三相変換（逆ｄｑ変換）して電流指令値ｉ＊
ＡＣを算出する。第３変換部６２は、算出した電流指令値ｉ＊
ＡＣの情報を第２減算部６３に出力する。
【0060】
第２減算部６３は、第２電流センサ２３と、第３変換部６２と、電流制御部６４と接続される。第２減算部６３は、第２電流センサ２３の検出値であるインバータ出力電流ｉＡＣの情報と、第３変換部６２から出力される電流指令値ｉ＊
ＡＣの情報とを取得する。第２減算部６３は、電流指令値ｉ＊
ＡＣからインバータ出力電流ｉＡＣを減算した値を算出する。第２減算部６３は、算出した電流指令値ｉ＊
ＡＣからインバータ出力電流ｉＡＣを減算した値の情報を電流制御部６４に出力する。
【0061】
電流制御部６４は、第２減算部６３と、ＰＷＭ制御部６５と接続される。電流制御部６４は、第２減算部６３から出力される電流指令値ｉ＊
ＡＣからインバータ出力電流ｉＡＣを減算した値の情報を取得する。電流制御部６４は、取得した情報を制御して電圧指令値を算出する。電流制御部６４は、算出した電圧指令値をＰＷＭ制御部６５に出力する。
【0062】
パルス幅変調制御部（ＰＷＭ制御部）６５は、インバータ１３と、電流制御部６４と接続される。ＰＷＭ制御部６５は、電流制御部６４から電圧指令値を取得する。ＰＷＭ制御部６５は、取得した電圧指令値に基づいてＰＷＭ制御を行い、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）であるゲート信号を発生させる。ＰＷＭ制御部６５は、発生させたゲート信号をインバータ１３に出力し、インバータ１３の不図示のスイッチング素子を制御して、インバータ１３の動作を統括的に制御する。なお、ＰＷＭ制御部６５は、「インバータ制御部」の一例である。
【0063】
記憶部７０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、その他の半導体メモリ等の揮発性又は不揮発性の記憶媒体である。記憶部７０は、例えば、不図示のバス（システムバス）等により、各種の情報の入出力が可能なように制御装置３０の各部と接続されている。記憶部７０は、例えば、制御装置３０の各部の動作に必要なプログラムを記憶するとともに、制御装置３０の各部により、各種の情報の書き込みや読み出しが行われる。
【0064】
また、記憶部７０は、例えば、第１電流センサ２１等の各センサ等によって取得された値を記憶する。また、記憶部７０は、例えば、リミッタ調整部５３やＭＰＰＴ制御部５５等の各部による演算に用いられる各種の演算式、係数、閾値等や、所定の定格値、リミッタ値等を記憶する。また、記憶部７０は、例えば、実効値算出部５１、変調率算出部５２、リミッタ調整部５３、ＭＰＰＴ制御部５５等の各部による演算結果等を記憶する。
【0065】
なお、記憶部７０は、制御装置３０の外部に設けられ、有線又は無線で制御装置３０と接続されていてもよく、メモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の外部記憶媒体等であっても、オンラインストレージ等であってもよい。また、記憶部７０は、後述のメモリ９２（図９参照）と共通であってもよい。
【0066】
【0067】
変調率算出部５２は、図中配線は省略されているが、図１で説明したとおり、第１電圧センサ２２と、実効値算出部５１と接続され、第１電圧センサ２２から直流電圧ｖＤＣの情報を取得し、実効値算出部５１から系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報とを取得する。変調率算出部５２は、取得した直流電圧ｖＤＣの情報と系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報とに基づいて、変調率を算出する。
【0068】
変調率算出部５２は、図２の下部に一例として示すとおり、例えば、以下の（１）式により変調率を算出する。なお、（１）式において、系統電圧実効値×√２は、系統電圧のピーク値である。
【0069】
変調率＝系統電圧実効値×√２／直流電圧 ・・・（１）
【0070】
なお、図２の下部に示すとおり、変調率が１００％より大きい（変調率＞１００％）とき、すなわち、変調率が１を超えたときは、過変調とされる。
【0071】
一例として、系統電圧実効値ｖＲＭＳが６００Ｖであり、直流電圧ｖＤＣが１０００Ｖである場合について説明する。この場合、（１）式に基づいて変調率を算出すると、変調率は、６００Ｖ×√２／１０００Ｖ＝８４．９％となる。この場合、変調率は１を超えていない（変調率≦１００％である）ため、過変調ではない。なお、過変調でない場合、電力変換装置１は、安定動作可能である。
【0072】
一方、別の例として、系統電圧実効値ｖＲＭＳが１０％上がってしまって６６０Ｖとなり、そのときにちょうど直流電圧ｖＤＣが下がってしまい９３０Ｖとなってしまった場合について説明する。この場合、（１）式に基づいて変調率を算出すると、６６０Ｖ×√２／９３０Ｖ＝１００．４％となる。この場合、変調率は１を超えている（変調率＞１００％である）ため、過変調である。なお、過変調である場合、電力変換装置１は、安定動作することができない。
【0073】
変調率算出部５２は、図１で説明したとおり、算出した変調率、又は算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）か否かの情報をリミッタ調整部５３に出力する。或いは、変調率算出部５２は、算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）場合にのみ、算出した変調率、又は算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）という情報を、リミッタ調整部５３に出力してもよい。
【0074】
リミッタ調整部５３は、図中配線は省略されているが、図１で説明したとおり、実効値算出部５１と、リミッタ５４と、記憶部７０と接続される。リミッタ調整部５３は、例えば、下限リミッタ設定値取得部５３ａと、系統電圧実効値取得部５３ｂと、定格値取得部５３ｃと、除算部５３ｄと、上下限リミッタ５３ｅと、乗算部５３ｆと、下限リミッタ動作値出力部５３ｇとを有する。
【0075】
下限リミッタ設定値取得部５３ａは、記憶部７０と、乗算部５３ｆと接続される。下限リミッタ設定値取得部５３ａは、記憶部７０から、ＭＰＰＴ基準電圧の下限リミッタ設定値ｖＬ１を取得し、取得した下限リミッタ設定値ｖＬ１を乗算部５３ｆに出力する。なお、ＭＰＰＴ基準電圧の下限リミッタ設定値ｖＬ１は、例えば、仕様として、装置毎に所定の値に定められている。図２に示す例では、下限リミッタ設定値取得部５３ａは、記憶部７０から、下限リミッタ設定値ｖＬ１として９００Ｖを取得し、取得した９００Ｖを乗算部５３ｆに出力する。
【0076】
系統電圧実効値取得部５３ｂは、実効値算出部５１と、除算部５３ｄと接続される。系統電圧実効値取得部５３ｂは、実効値算出部５１から、実効値算出部５１によって算出された系統電圧実効値ｖＲＭＳを取得し、取得した系統電圧実効値ｖＲＭＳを除算部５３ｄに出力する。図２に示す例では、系統電圧実効値取得部５３ｂは、実効値算出部５１から、系統電圧実効値ｖＲＭＳとして６３０Ｖを取得し、取得した６３０Ｖを除算部５３ｄに出力する。
【0077】
定格値取得部５３ｃは、記憶部７０と、除算部５３ｄと接続される。定格値取得部５３ｃは、記憶部７０から定格値ｖＲを取得し、取得した定格値ｖＲを除算部５３ｄに出力する。なお、定格値ｖＲは、例えば、仕様として、装置毎に所定の値に定められている。図２に示す例では、定格値取得部５３ｃは、記憶部７０から、定格値ｖＲとして６００Ｖを取得し、取得した６００Ｖを除算部５３ｄに出力する。
【0078】
除算部５３ｄは、系統電圧実効値取得部５３ｂと、定格値取得部５３ｃと、上下限リミッタ５３ｅと接続される。除算部５３ｄは、系統電圧実効値取得部５３ｂから系統電圧実効値ｖＲＭＳを取得し、定格値取得部５３ｃから定格値ｖＲを取得し、取得した系統電圧実効値ｖＲＭＳを定格値ｖＲで除算する。そして、除算部５３ｄは、系統電圧実効値ｖＲＭＳを定格値ｖＲで除算した値を上下限リミッタ５３ｅに出力する。
【0079】
図２に示す例では、除算部５３ｄは、系統電圧実効値取得部５３ｂから系統電圧実効値ｖＲＭＳとして６３０Ｖを取得し、定格値取得部５３ｃから定格値ｖＲとして６００Ｖを取得し、取得した６３０Ｖを６００Ｖで除算する。そして、除算部５３ｄは、６３０Ｖを６００Ｖで除算した値である１．０５を上下限リミッタ５３ｅに出力する。
【0080】
上下限リミッタ５３ｅは、除算部５３ｄと、乗算部５３ｆと接続される。上下限リミッタ５３ｅは、除算部５３ｄから、系統電圧実効値ｖＲＭＳを定格値ｖＲで除算した値を取得する。そして、上下限リミッタ５３ｅは、取得した値と、上下限リミッタ５３ｅに設定されている上限値及び下限値（上下限値）とを比較する。上下限リミッタ５３ｅは、取得した値が、上下限値の範囲内であるときは、上下限リミッタ５３ｅで限定された値として、取得した値をそのまま乗算部５３ｆに出力する。一方、上下限リミッタ５３ｅは、取得した値が、上下限値の範囲外であるときは、上下限リミッタ５３ｅで限定された値として、取得した値を上下限値の範囲内に限定した値を、乗算部５３ｆに出力する。
【0081】
図２に示す例では、上下限リミッタ５３ｅは、除算部５３ｄから、６３０Ｖを６００Ｖで除算した値である１．０５を取得する。そして、上下限リミッタ５３ｅは、取得した１．０５が、上限値である１．１及び下限値である１．０の範囲内であるため、上下限リミッタ５３ｅで限定された値として、取得した１．０５をそのまま乗算部５３ｆに出力する。
【0082】
なお、上下限リミッタ５３ｅに設定されている上限値及び下限値は、例えば、仕様として、装置毎に所定の値に定められていてもよいが、下限値は、１．０であってもよい。これにより、系統電圧実効値ｖＲＭＳが定格値ｖＲよりも大きくなった場合にのみ、下限リミッタ動作値ｖＬ２が制御されることとなり、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値がＭＰＰＴ基準電圧の下限リミッタ設定値ｖＬ１よりも小さくなることを防止することができる。
【0083】
乗算部５３ｆは、下限リミッタ設定値取得部５３ａと、上下限リミッタ５３ｅと、下限リミッタ動作値出力部５３ｇと接続される。乗算部５３ｆは、下限リミッタ設定値取得部５３ａから、下限リミッタ設定値ｖＬ１を取得し、上下限リミッタ５３ｅから、上下限リミッタ５３ｅで限定された値を取得する。乗算部５３ｆは、取得した下限リミッタ設定値ｖＬ１と、上下限リミッタ５３ｅで限定された値とを乗算する。乗算部５３ｆは、下限リミッタ設定値ｖＬ１と上下限リミッタ５３ｅで限定された値とを乗算した値を、下限リミッタ動作値出力部５３ｇに出力する。
【0084】
図２に示す例では、乗算部５３ｆは、下限リミッタ設定値取得部５３ａから、下限リミッタ設定値ｖＬ１として９００Ｖを取得し、上下限リミッタ５３ｅから、上下限リミッタ５３ｅで限定された値として１．０５を取得する。そして、乗算部５３ｆは、９００Ｖと１．０５とを乗算した値である９４５Ｖを、下限リミッタ動作値出力部５３ｇに出力する。
【0085】
下限リミッタ動作値出力部５３ｇは、乗算部５３ｆと、リミッタ５４と接続される。下限リミッタ動作値出力部５３ｇは、乗算部５３ｆから、下限リミッタ設定値ｖＬ１と上下限リミッタ５３ｅで限定された値とを乗算した値を取得し、取得した値を下限リミッタ動作値ｖＬ２としてリミッタ５４に出力する。図２に示す例では、下限リミッタ動作値出力部５３ｇは、乗算部５３ｆから９４５Ｖを取得し、取得した９４５Ｖを下限リミッタ動作値ｖＬ２としてリミッタ５４に出力する。
【0086】
以上の処理により、リミッタ５４（図１参照）は、リミッタ調整部５３（下限リミッタ動作値出力部５３ｇ）から下限リミッタ動作値ｖＬ２についての情報を取得したときは、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を更新する。これにより、変調率に応じて、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を更新させることができ、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置１を運転させることができる。
【0087】
すなわち、直流電圧指令下限リミッタｖＬは、電力変換装置１の系統電圧の運転範囲を考慮して設定する必要があるが、系統電圧の上限は、一般に各国の連携規定で定格の１１０％まで必要である。しかし、一日の大部分において、系統電圧は、定格の１００％付近である。このため、定格の１１０％を想定して、過変調とならないように、例えば、予め装置のスペックよりも高めの直流電圧指令下限リミッタｖＬを設定してしまうと、直流側の運転範囲が狭くなってしまう。図２の例では、図２の下部に示すとおり、ＭＰＰＴ電圧のリミッタ範囲は９００Ｖ～１３００Ｖであるが、下限電圧を系統電圧の上昇分を考慮して上げてしまうと、運転範囲が、例えば、９９０Ｖ～１３００Ｖ等となり、直流側の運転範囲が狭くなってしまう。
【0088】
一方、本実施形態によれば、例えば、変調率に応じて、系統電圧実効値ｖＲＭＳが上昇したときは、直流電圧指令下限リミッタｖＬを上昇させ、また、系統電圧実効値ｖＲＭＳが下降したときは、直流電圧指令下限リミッタｖＬを下降させることができる。これにより、変調率に応じて、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を更新させることができ、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置１を運転させることができる。
【0089】
【0090】
ステップＳ１において、ＭＰＰＴ制御部５５は、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算又は減算した値に変更した直流電圧指令値１を算出する。例えば、ＭＰＰＴ制御部５５は、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算した値に変更した直流電圧指令値１を算出する。なお、加算及び減算の順序は、例えば、装置毎に定められた所定の法則に則った順序で行われても、任意の順序で行われてもよい。
【0091】
ステップＳ２において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令値１である場合の電力計算１回目の電力Ｐ１を算出する。
【0092】
ステップＳ３において、ＭＰＰＴ制御部５５は、ステップＳ１とは逆に、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算又は減算した値に変更した直流電圧指令値１を算出する。例えば、ＭＰＰＴ制御部５５は、ステップＳ１で現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算したときは、ステップＳ１とは逆に、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを減算した値に変更した直流電圧指令値２を算出する。一方、例えば、ＭＰＰＴ制御部５５は、ステップＳ１で現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを減算したときは、ステップＳ１とは逆に、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算した値に変更した直流電圧指令値２を算出する。上記のステップＳ１では、ＭＰＰＴ制御部５５は、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算したため、ステップＳ３では、ステップＳ１とは逆に、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを減算した値に変更した直流電圧指令値２を算出する。
【0093】
ステップＳ４において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令値２である場合の電力計算２回目の電力Ｐ２を算出する。
【0094】
ステップＳ５において、ＭＰＰＴ制御部５５は、ステップＳ２で算出した電力計算１回目の電力Ｐ１と、ステップＳ４で算出した電力計算２回目の電力Ｐ２とを比較し、電力計算１回目の電力Ｐ１の方が電力計算２回目の電力Ｐ２よりも大きいか否かを判定する。そして、ＭＰＰＴ制御部５５は、電力計算１回目の電力Ｐ１の方が電力計算２回目の電力Ｐ２よりも大きいときは（Ｙｅｓ側）、ステップＳ６に処理を移行させる。一方、ＭＰＰＴ制御部５５は、電力計算１回目の電力Ｐ１が電力計算２回目の電力Ｐ２よりも大きくないときは（Ｎｏ側）、ステップＳ７に処理を移行させる。すなわち、ＭＰＰＴ制御部５５は、電力計算２回目の電力Ｐ２の方が電力計算１回目の電力Ｐ１よりも大きいときは、ステップＳ７に処理を移行させる。
【0095】
ステップＳ６において、ＭＰＰＴ制御部５５は、次回の直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣを直流電圧指令値１に変更するよう制御する。次回の直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが直流電圧指令値２に変更されるよりも直流電圧指令値１に変更された方が、電力が大きくなるためである。
【0096】
ステップＳ７において、ＭＰＰＴ制御部５５は、次回の直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣを直流電圧指令値２に変更するよう制御する。次回の直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが直流電圧指令値１に変更されるよりも直流電圧指令値２に変更された方が、電力が大きくなるためである。
【0097】
図４は、図１に示すＭＰＰＴ制御部５５による公知の山登り法に基づくＭＰＰＴ制御の一例を説明する図である。図４において、縦軸は電力Ｐであり、横軸は電圧Ｖである。図４中、２本の山なりの曲線は、太陽電池が光を受けて発電する際の出力特性を表す曲線であり、電力電圧特性曲線と呼ばれる。なお、以下、本明細書において、太陽電池の出力特性である電力電圧特性曲線は、「ＰＶ（Power Voltage）カーブ」とも称される。
【0098】
例えば、同一の太陽光パネル（太陽電池パネル）であっても、日照や温度等の周囲環境の変化によって、ＰＶカーブは変化する。ＰＶカーブＰＶＡとＰＶカーブＰＶＢとは、周囲環境の変化によって変化したＰＶカーブの一例を表している。ＰＶカーブＰＶＡにおいて、最適動作点ＰｍｐｐＡは、動作電流と動作電圧との積が最も大きくなる極大点であり、開放電圧ＶＯＣＡは、太陽電池の出力端子に負荷等を何も接続せず、開放した状態での電圧である。同様に、ＰＶカーブＰＶＢにおいて、最適動作点ＰｍｐｐＢは、動作電流と動作電圧との積が最も大きくなる極大点であり、開放電圧ＶＯＣＢは、太陽電池の出力端子に負荷等を何も接続せず、開放した状態での電圧である。
【0099】
例えば、現在のＰＶカーブがＰＶカーブＰＶ
Ａ
であった場合において、現在の直流電圧指令値が直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣであった場合について説明する。この場合、ＭＰＰＴ制御部５５は、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算した直流電圧指令値１を算出し（Ｓ１）、その場合の電力計算１回目の電力Ｐ１Ａを算出する（Ｓ２）。その後、ＭＰＰＴ制御部５５は、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを減算した直流電圧指令値２を算出し（Ｓ３）、その場合の電力計算２回目の電力Ｐ２Ａを算出する（Ｓ４）。そして、ＭＰＰＴ制御部５５は、電力Ｐ１Ａと、電力Ｐ２Ａとを比較し（Ｓ５）、グラフより、電力Ｐ２Ａの方が電力Ｐ１Ａよりも大きいため、次回の直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣを直流電圧指令値２に変更するよう制御する（Ｓ７）。
【0100】
一方、例えば、現在のＰＶカーブがＰＶカーブＰＶ
Ｂ
であった場合、ＭＰＰＴ制御部５５は、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算した直流電圧指令値１を算出し（Ｓ１）、その場合の電力計算１回目の電力Ｐ１Ｂを算出する（Ｓ２）。その後、ＭＰＰＴ制御部５５は、現在の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを減算した直流電圧指令値２を算出し（Ｓ３）、その場合の電力計算２回目の電力Ｐ２Ｂを算出する（Ｓ４）。そして、ＭＰＰＴ制御部５５は、電力Ｐ１Ｂと、電力Ｐ２Ｂとを比較し（Ｓ５）、グラフより、電力Ｐ１Ｂの方が電力Ｐ２Ｂよりも大きいため、次回の直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣを直流電圧指令値１に変更するよう制御する（Ｓ６）。
【0101】
これにより、ＭＰＰＴ制御部５５は、例えば、常に上述の公知の山登り法に基づくＭＰＰＴ制御を行うことで、周囲環境の変化によりＰＶカーブが変化しても、常に電力が最大となる最適動作点Ｐｍｐｐで電力変換装置１を動作させることができる。すなわち、ＭＰＰＴ制御部５５は、例えば、常に上述の公知の山登り法に基づくＭＰＰＴ制御を行うことで、ＰＶカーブの頂点（最適動作点Ｐｍｐｐ）の位置が変化しても、常に電力が最大となる最適動作点Ｐｍｐｐで電力変換装置１を動作させることができる。
【0102】
図３に戻り、ステップＳ８において、ＭＰＰＴ制御部５５のリミッタ５４は、リミッタ調整部５３から下限リミッタ動作値ｖＬ２についての情報を取得したときは、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を更新する。なお、リミッタ５４は、下限リミッタ動作値ｖＬ２の値に変動が無いときは、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を更新しなくてもよい。リミッタ５４は、更新された下限リミッタ動作値ｖＬ２の値を現時点での直流電圧指令下限リミッタｖＬの値として設定する。なお、ステップＳ８の動作は、例えば、図２で説明したとおり、ＭＰＰＴ制御部５５によって行われるＭＰＰＴ制御とは非同期に行われる。このため、ステップＳ８の動作は、ステップＳ８で示されるタイミングで行われる必要はなく、任意のタイミングで行われる。
【0103】
ステップＳ９において、ＭＰＰＴ制御部５５は、ステップＳ６又はステップＳ７で決定された直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが、リミッタ５４に設定されている現時点での直流電圧指令下限リミッタｖＬよりも小さいか否かを判定する。ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬよりも小さい値であるときは（Ｙｅｓ側）、ステップＳ１０に処理を移行させる。一方、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬ以上の値であるときは（Ｎｏ側）、ステップＳ１１に処理を移行させる。
【0104】
ステップＳ１０において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を次回の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣとして決定する。これにより、系統電圧ｖＧｒｉｄ（系統電圧実効値ｖＲＭＳ）が変動しても、過変調を抑制することができる。
【0105】
ステップＳ１１において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣの値をそのまま次回の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣとして決定する。直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令下限リミッタｖＬよりも大きい値であるときは、過変調とはならないためである。
【0106】
ステップＳ１２において、ＭＰＰＴ制御部５５は、ステップＳ１０又はステップＳ１１で決定された直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣを、第１減算部５６（図１参照）に出力する。
【0107】
ステップＳ１３において、ＭＰＰＴ制御部５５は、ＭＰＰＴ制御が終了したか否かを判定する。ＭＰＰＴ制御部５５は、ＭＰＰＴ制御が終了したと判定したときは（Ｙｅｓ側）、図３のフローチャートの処理を終了させる。一方、ＭＰＰＴ制御部５５は、ＭＰＰＴ制御が終了していないと判定したときは（Ｎｏ側）、ステップＳ１に処理を戻し、ステップＳ１からステップＳ１３の処理を繰り返す。
【0108】
図５は、図３で説明したＭＰＰＴ制御部５５の動作における具体的な処理の一例を説明する図である。図５において、縦軸は、電圧Ｖであり、横軸は、時刻ｔであり、左から右にむけて時間が流れている。また、直線ａは、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣ又はｖ’＊
ＤＣを示す線であり、細直線ｂは、直流電圧指令値１又は２を示す線であり、太破線ｃは、直流電圧指令下限リミッタｖＬを示す線である。また、破線ａ’は、直流電圧指令下限リミッタｖＬが更新されなかったと仮定した場合の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣ又はｖ’＊
ＤＣを示す線である。また、細破線ｂ’は、直流電圧指令下限リミッタｖＬが更新されなかったと仮定した場合の直流電圧指令値１又は２を示す線である。また、破線ｃ’は、直流電圧指令下限リミッタｖＬが更新されなかったと仮定した場合の直流電圧指令下限リミッタｖＬを示す線である。
【0109】
時刻ｔ１において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算した値である直流電圧指令値１を算出する。
【0110】
時刻ｔ２において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令値１である場合の電力計算１回目の電力Ｐ１を算出する。
【0111】
時刻ｔ３において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを減算した値である直流電圧指令値２を算出する。
【0112】
時刻ｔ４において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令値２である場合の電力計算２回目の電力Ｐ２を算出する。
【0113】
時刻ｔ５（ＭＰＰＴ制御周期）において、ＭＰＰＴ制御部５５は、電力Ｐ１と電力Ｐ２とを比較し、電力Ｐ２の方が電力Ｐ１よりも電力が大きいと判定したため、次回の直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣを直流電圧指令値２に変更するよう制御する。また、ＭＰＰＴ制御部５５は、変更した直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが、直流電圧指令下限リミッタｖＬよりも大きい値であるため、直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣの値をそのまま次回の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣとして決定する。ＭＰＰＴ制御部５５は、決定した直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣを、第１減算部５６（図１参照）に出力する。同時に、時刻ｔ５において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを減算した値である直流電圧指令値１を算出する。
【0114】
時刻ｔ６において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令値１である場合の電力計算１回目の電力Ｐ１を算出する。
【0115】
時刻ｔ７において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣにΔＶを加算した値である直流電圧指令値２を算出する。
【0116】
時刻ｔ８において（リミッタ調整部５３により、ＭＰＰＴ制御とは非同期のタイミングで）、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬの値が更新される。例えば、系統電圧実効値ｖＲＭＳが１０５％となった場合、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬの値が５％上昇するように更新される。
【0117】
時刻ｔ９において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令値２である場合の電力計算２回目の電力Ｐ２を算出する。
【0118】
時刻ｔ１０（ＭＰＰＴ制御周期）において、ＭＰＰＴ制御部５５は、電力Ｐ１と電力Ｐ２とを比較し、電力Ｐ１の方が電力Ｐ２よりも電力が大きいと判定したため、次回の直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣを直流電圧指令値１に変更するよう制御する（破線ａ’）。しかし、ＭＰＰＴ制御部５５は、変更した直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣ（破線ａ’）が、直流電圧指令下限リミッタｖＬ（太破線ｃ）よりも小さい値であるため、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値を次回の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣとして決定する。ＭＰＰＴ制御部５５は、決定した直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣを、第１減算部５６（図１参照）に出力する。同時に、時刻ｔ１０において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値まで上昇した直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣ（直線ａ）からΔＶを減算した値である直流電圧指令値１を算出する。
【0119】
時刻ｔ１１において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令値１である場合の電力計算１回目の電力Ｐ１を算出する。
【0120】
時刻ｔ１２において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令下限リミッタｖＬの値まで上昇した直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣ（直線ａ）にΔＶを加算した値である直流電圧指令値２を算出する。
【0121】
時刻ｔ１３において、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣが直流電圧指令値２である場合の電力計算２回目の電力Ｐ２を算出する。
【0122】
時刻ｔ１４（ＭＰＰＴ制御周期）以降において、ＭＰＰＴ制御部５５は、上記の処理を繰り返す。
【0123】
なお、直流電圧指令下限リミッタｖＬが更新されない場合、時刻ｔ１０（ＭＰＰＴ制御周期）において、ＭＰＰＴ制御部５５は、変更した直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣ（破線ａ’）が、直流電圧指令下限リミッタｖＬ（破線ｃ’）よりも大きい値であると判定する。この場合、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣ（破線ａ’）の値をそのまま次回の直流電圧指令値ｖ＊
ＤＣとして決定してしまうことになる。
【0124】
この場合、例えば、系統電圧実効値ｖＲＭＳが１０５％となった場合、過変調となる可能性があり、電力変換装置１が安定して運転することができなくなる可能性がある。また、過変調にならないように予め高めの直流電圧指令下限リミッタｖＬが設定されていると、直流側の運転範囲が狭くなってしまう。
【0125】
一方、本実施形態によれば、変調率に応じて直流電圧指令下限リミッタｖＬを更新させるため、直流側の運転範囲を狭くすることなく、過変調を避けて安定して電力変換装置１を運転させることができる。
【0126】
＜第１実施形態の作用効果＞
以上、図１～図５に示す第１実施形態によれば、変調率に応じて直流電圧指令下限リミッタｖＬを更新させることで、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置１を運転させることができる。
以上、図１～図５に示す第１実施形態によれば、変調率に応じて直流電圧指令下限リミッタｖＬを更新させることで、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置１を運転させることができる。
【0127】
また、図１～図５に示す第１実施形態によれば、直流電圧指令下限リミッタｖＬの更新は、ＭＰＰＴ制御部５５とは別の変調率算出部５２及びリミッタ調整部５３によって行われる。すなわち、直流電圧指令下限リミッタｖＬを更新する制御と、ＭＰＰＴ制御とが、別の構成により独立して並列で行われる。これにより、ＭＰＰＴ制御部５５は、直流電圧指令値ｖ’＊
ＤＣが、リミッタ５４に設定されている直流電圧指令下限リミッタｖＬよりも小さいか否かを判定するのみでよく、ＭＰＰＴ制御部５５の制御を単純にすることができる。また、これにより、ＭＰＰＴ制御部５５によるＭＰＰＴ制御が、直流電圧指令下限リミッタｖＬを更新する制御によって影響を及ぼされることがない。また、これにより、直流電圧指令下限リミッタｖＬを更新する制御と、ＭＰＰＴ制御とが非同期で行われるため、直流電圧指令下限リミッタｖＬを更新する制御を変調率に応じて正しいタイミングで迅速に行うことができる。
【0128】
＜第２実施形態の構成＞
図６は、第２実施形態に係る制御装置３０Ａ及び電力変換装置１Ａの構成の一例について示す図である。なお、図６において、図１に示す構成と同一又は同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略又は簡略化する。図６において、電力変換装置１Ａは、図１中左側の一端側（入力側）で直流母線２を介して蓄電池４Ａと接続される。
図６は、第２実施形態に係る制御装置３０Ａ及び電力変換装置１Ａの構成の一例について示す図である。なお、図６において、図１に示す構成と同一又は同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略又は簡略化する。図６において、電力変換装置１Ａは、図１中左側の一端側（入力側）で直流母線２を介して蓄電池４Ａと接続される。
【0129】
電力変換装置（ＰＣＳ）１Ａは、例えば、蓄電池４Ａから供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を交流電力系統５側（交流側）に出力する。すなわち、本実施形態における電力変換装置１Ａは、蓄電池（ＥＳＳ：Energy Storage System）用の電力変換装置（ＥＳＳ－ＰＣＳ：Energy Storage System-Power Conditioning System）である。以下、本明細書において、電力変換装置１Ａは、「ＥＳＳ－ＰＣＳ１Ａ」又は単に「ＰＣＳ１Ａ」とも称される。
【0130】
蓄電池４Ａは、直流母線２を介しインバータ１３の直流端（入力端）と接続される。蓄電池４Ａは、例えば、二次電池又はバッテリーとも称され、充放電を繰り返して使用でき、必要に応じて貯蔵した電力を供給することができる化学電池である。蓄電池４Ａは、例えば、鉛電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等であってもよい。蓄電池４Ａは、貯蔵されている直流電力を、直流母線２を介してインバータ１３に供給する。なお、以下、本明細書において、蓄電池４Ａは、「ＥＳＳ４Ａ」とも称される。
【0131】
図６に示すように、制御装置３０Ａは、変調率算出部８２と、リミッタ調整部８３と、リミッタ８４と、直流電圧運転範囲検出部８５と、動作制御部８６と、故障検出部８７との構成又は機能を有する。なお、上記の各構成又は機能は、制御装置３０Ａが有する後述の処理回路９０（図９参照）における後述のプロセッサ９１（図９参照）が実行するプログラムにより実現されても、後述のハードウェア９３（図９参照）により実現されてもよい。制御装置３０Ａは、所定のプログラムを実行して、上記の各構成又は機能により、以下の処理を行う。
【0132】
変調率算出部８２は、第１電圧センサ２２と、実効値算出部５１と接続される。変調率算出部８２は、第１電圧センサ２２の検出値である直流電圧ｖＤＣの情報と、実効値算出部５１から系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報とを取得する。変調率算出部８２は、取得した直流電圧ｖＤＣの情報と系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報とに基づいて、変調率を算出する。なお、変調率算出部８２は、常時又は所定間隔毎に変調率を算出してもよく、任意のタイミングで変調率を算出してもよい。
【0133】
変調率算出部８２は、リミッタ調整部８３を有し、例えば、算出した変調率をリミッタ調整部８３に出力する。なお、変調率算出部８２は、算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）か否かの情報をリミッタ調整部８３に出力してもよい。あるいは、変調率算出部８２は、算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）場合にのみ、算出した変調率、又は算出した変調率が１を超えた（変調率＞１００％）という情報を、リミッタ調整部８３に出力してもよい。
【0134】
リミッタ調整部８３は、例えば、変調率算出部８２の一部として設けられ、変調率算出部８２を介して実効値算出部５１と接続され、また、直流電圧運転範囲検出部８５を介してリミッタ８４と接続される。また、リミッタ調整部８３は、図中配線は省略されているが、記憶部７０とも接続される。リミッタ調整部８３は、変調率算出部８２から変調率についての情報を取得し、記憶部７０から運転範囲下限電圧設定値ｖＬ３の情報と定格値ｖＲの情報とを取得する。
【0135】
リミッタ調整部８３は、取得した運転範囲下限電圧設定値ｖＬ３と、定格値ｖＲと、系統電圧実効値ｖＲＭＳとに基づいて運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４を算出する。なお、リミッタ調整部８３は、変調率が１を超えていても（変調率＞１００％）、１を超えていなくても（変調率≦１００％）、常に計算を行い、運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４を更新（算出）する。そして、リミッタ調整部８３は、算出した運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値をリミッタ８４に出力する。その結果、変調率は、１を超えなくなっていく。
【0136】
なお、リミッタ調整部８３は、演算の結果、運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値に変動がない場合、運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値をリミッタ８４に出力しなくてもよい。反対に、リミッタ調整部８３は、変調率の変動の有無や、運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値の変動の有無に拘わらず、常時又は所定間隔毎に、或いは任意のタイミングで、運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値をリミッタ８４に出力してもよい。
【0137】
なお、変調率算出部８２とリミッタ調整部８３とは、図６に示す構成には限られず、一体的な構成であっても全く別の構成であってもよく、また、リミッタ調整部８３が変調率算出部８２を有する構成であってもよい。
【0138】
リミッタ８４は、例えば、直流電圧運転範囲検出部８５の一部として設けられ、変調率算出部８２を介して、リミッタ調整部８３と接続される。リミッタ８４は、リミッタ調整部８３から運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４についての情報を取得する。なお、リミッタ８４は、運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値が変動した場合にのみ、リミッタ調整部８３から運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４についての情報を取得してもよい。また、リミッタ８４は、常時又は所定間隔毎に、或いは任意のタイミングで、リミッタ調整部８３から運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４についての情報を取得してもよい。
【0139】
リミッタ８４は、リミッタ調整部８３から運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４についての情報を取得したときは、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡの値を更新する。これにより、変調率に応じて、運転範囲下限電圧ｖＬＡの値が更新される。なお、リミッタ８４は、運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値に変動が無いときは、運転範囲下限電圧ｖＬＡの値を更新しなくてもよい。リミッタ８４は、更新された運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値を現時点での運転範囲下限電圧ｖＬＡの値として設定する。
【0140】
直流電圧運転範囲検出部８５は、第１電圧センサ２２と、動作制御部８６と接続される。直流電圧運転範囲検出部８５は、第１電圧センサ２２の検出値である直流電圧ｖＤＣの情報を取得する。直流電圧運転範囲検出部８５は、取得した直流電圧ｖＤＣの情報と、リミッタ８４に設定されている現時点での運転範囲下限電圧ｖＬＡとを比較する。直流電圧運転範囲検出部８５は、比較した結果、取得した直流電圧ｖＤＣが、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さい値であるか否かを判定し、判定した結果の情報を動作制御部８６に出力する。直流電圧運転範囲検出部８５は、比較した結果、取得した直流電圧ｖＤＣが、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さい値であるときは、直流電圧ｖＤＣが運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さい旨の情報を動作制御部８６に出力する。一方、直流電圧運転範囲検出部８５は、比較した結果、取得した直流電圧ｖＤＣが、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡ以上の値であるときは、直流電圧ｖＤＣが運転範囲下限電圧ｖＬＡ以上である旨の情報を動作制御部８６に出力する。なお、直流電圧運転範囲検出部８５は、比較した結果、取得した直流電圧ｖＤＣが、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡ以上の値であるときは、動作制御部８６には特に何も出力しなくてもよい。
【0141】
動作制御部８６は、直流電圧運転範囲検出部８５と、故障検出部８７と、図中配線は省略されているが、電力変換装置１Ａの各部と接続される。動作制御部８６は、直流電圧運転範囲検出部８５から、直流電圧ｖＤＣが運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さいか否かの情報を取得する。また、故障検出部８７から、例えば、電力変換装置１Ａの故障又は異常を検出したか否かの情報を取得する。
【0142】
動作制御部８６は、直流電圧ｖＤＣが運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さい旨の情報を取得したとき、又は電力変換装置１Ａの故障又は異常を検出した旨の情報を取得したときは、接続される各部に対し、電力変換装置１Ａを保護停止するよう動作指示を出力する。例えば、動作制御部８６は、これらの情報を取得したときは、インバータ１３をゲートブロック（ＧＢ）するよう動作指示を行い、電力変換装置１Ａを系統から切り離す（又は停止させる）。また、例えば、動作制御部８６は、これらの情報を取得したときは、警報（アラーム）を、例えば不図示の表示部等に表示させるよう動作指示を行っても、ＤＣスイッチ１１やＡＣスイッチ１６を開放（遮断）するよう動作指示を行ってもよい。
【0143】
なお、動作制御部８６は、直流電圧ｖＤＣが運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さい旨の情報や電力変換装置１Ａの故障又は異常を検出した旨の情報を取得していないとき、或いは何の情報も取得していないときは、接続される各部に対し特に何の動作指示も出力しない。この場合、インバータ１３はゲートブロック（ＧＢ）等されず、電力変換装置１Ａは運転が継続される。
【0144】
故障検出部８７は、第１電流センサ２１と、第１電圧センサ２２と、動作制御部８６と接続される。故障検出部８７は、第１電流センサ２１の検出値である直流電流ｉＤＣの情報と、第１電圧センサ２２の検出値である直流電圧ｖＤＣの情報とを取得する。故障検出部８７は、故障検出機能や表示機能に活用される。なお、図示はされていないが、図１に示すＰＶ－ＰＣＳ１も、故障検出部８７を有している。
【0145】
故障検出部８７は、例えば、取得した直流電流ｉＤＣ又は直流電圧ｖＤＣが所定の閾値を超えているか否かを判定する。故障検出部８７は、例えば、取得した直流電流ｉＤＣ又は直流電圧ｖＤＣが所定の閾値を超えていると判定したときは、電力変換装置１Ａに故障又は異常が発生したと判定し、電力変換装置１Ａの故障又は異常を検出した旨の情報を動作制御部８６に出力する。一方、故障検出部８７は、例えば、取得した直流電流ｉＤＣ又は直流電圧ｖＤＣが所定の以下であると判定したときは、電力変換装置１Ａに故障又は異常は発生していないと判定し、その旨の情報を動作制御部８６に出力しても、特に何も出力しなくてもよい。
【0146】
なお、図６では、動作制御部８６と故障検出部８７とは別の構成となっているが、動作制御部８６と故障検出部８７とは、同一の構成であってもよい。この場合、故障検出部８７は、電力変換装置１Ａの故障又は異常を検出したときは、故障検出部８７自身でインバータ１３をゲートブロック（ＧＢ）する等の動作指示を行ってもよい。また、図６では、直流電圧運転範囲検出部８５と動作制御部８６とは別の構成となっているが、直流電圧運転範囲検出部８５と動作制御部８６とは、同一の構成であってもよい。この場合、直流電圧運転範囲検出部８５は、直流電圧ｖＤＣが運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さいと判定したときは、直流電圧運転範囲検出部８５自身でインバータ１３をゲートブロック（ＧＢ）する等の動作指示を行ってもよい。
【0147】
図７は、図６に示す変調率算出部８２及びリミッタ調整部８３の構成及び処理の一例を示す図である。なお、図７において、図２に示す構成と同一又は同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は省略又は簡略化する。
【0148】
変調率算出部８２は、図中配線は省略されているが、図６で説明したとおり、第１電圧センサ２２と、実効値算出部５１と接続され、第１電圧センサ２２から直流電圧ｖＤＣの情報を取得し、実効値算出部５１から系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報とを取得する。変調率算出部８２は、取得した直流電圧ｖＤＣの情報と系統電圧実効値ｖＲＭＳの情報とに基づいて、変調率を算出する。変調率の算出手法は、図２で説明した手法と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【0149】
リミッタ調整部８３は、図中配線は省略されているが、図６で説明したとおり、実効値算出部５１と、リミッタ８４と、記憶部７０と接続される。リミッタ調整部８３は、例えば、運転範囲下限電圧設定値取得部８３ａと、系統電圧実効値取得部５３ｂと、定格値取得部５３ｃと、除算部５３ｄと、上下限リミッタ５３ｅと、乗算部５３ｆと、運転範囲下限電圧動作値出力部８３ｇとを有する。
【0150】
運転範囲下限電圧設定値取得部８３ａは、記憶部７０と、乗算部５３ｆと接続される。運転範囲下限電圧設定値取得部８３ａは、記憶部７０から、運転範囲下限電圧設定値ｖＬ３を取得し、取得した運転範囲下限電圧設定値ｖＬ３を乗算部５３ｆに出力する。なお、運転範囲下限電圧設定値ｖＬ３は、例えば、仕様として、装置毎に所定の値に定められている。図７に示す例では、運転範囲下限電圧設定値取得部８３ａは、記憶部７０から、運転範囲下限電圧設定値ｖＬ３として９００Ｖを取得し、取得した９００Ｖを乗算部５３ｆに出力する。
【0151】
運転範囲下限電圧動作値出力部８３ｇは、乗算部５３ｆと、リミッタ８４と接続される。運転範囲下限電圧動作値出力部８３ｇは、乗算部５３ｆから、運転範囲下限電圧設定値ｖＬ３と上下限リミッタ５３ｅで限定された値とを乗算した値を取得し、取得した値を運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４としてリミッタ８４に出力する。図７に示す例では運転範囲下限電圧動作値出力部８３ｇは、乗算部５３ｆから９４５Ｖを取得し、取得した９４５Ｖを運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４としてリミッタ８４に出力する。
【0152】
以上の処理により、リミッタ８４（図６参照）は、リミッタ調整部８３（運転範囲下限電圧動作値出力部８３ｇ）から運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４についての情報を取得したときは、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡの値を更新する。これにより、変調率に応じて、運転範囲下限電圧ｖＬＡの値を更新させることができ、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置１Ａを運転させることができる。
【0153】
すなわち、例えば、運転範囲下限電圧ｖＬＡは、蓄電池４Ａや電力変換装置１Ａの仕様に応じて設定される必要がある。しかし、過変調とならないように、例えば、予め蓄電池４Ａや電力変換装置１Ａのスペックよりも高めの運転範囲下限電圧ｖＬＡを設定してしまうと、直流側の運転範囲が狭くなってしまう。図７の例では、図７の下部に示すとおり、ＥＳＳ－ＰＣＳ１Ａの運転範囲は９００Ｖ～１３００Ｖであるが、下限電圧を系統電圧の上昇分を考慮して上げてしまうと、運転範囲が、例えば、９９０Ｖ～１３００Ｖ等となり、直流側の運転範囲が狭くなってしまう。
【0154】
一方、本実施形態によれば、例えば、変調率に応じて、系統電圧実効値ｖＲＭＳが上昇したときは、運転範囲下限電圧ｖＬＡを上昇させ、また、系統電圧実効値ｖＲＭＳが下降したときは、運転範囲下限電圧ｖＬＡを下降させることができる。これにより、変調率に応じて、運転範囲下限電圧ｖＬＡの値を更新させることができ、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに（直流側の運転範囲を狭くさせることなく）、過変調を避けて安定して電力変換装置１Ａを運転させることができる。
【0155】
＜第２実施形態の動作＞
図８は、図６に示す直流電圧運転範囲検出部８５及び動作制御部８６の動作の一例について示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、電力変換装置１Ａの運転（蓄電池４Ａからの直流電力の供給）が開始されるとともに開始される。
図８は、図６に示す直流電圧運転範囲検出部８５及び動作制御部８６の動作の一例について示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、電力変換装置１Ａの運転（蓄電池４Ａからの直流電力の供給）が開始されるとともに開始される。
【0156】
ステップＳ２１において、直流電圧運転範囲検出部８５は、第１電圧センサ２２から、第１電圧センサ２２の検出値である直流電圧ｖＤＣの情報を取得する。
【0157】
ステップＳ２２において、直流電圧運転範囲検出部８５のリミッタ８４は、リミッタ調整部８３から運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４についての情報を取得したときは、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡの値を更新する。なお、リミッタ８４は、運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値に変動が無いときは、運転範囲下限電圧ｖＬＡの値を更新しなくてもよい。リミッタ８４は、更新された運転範囲下限電圧動作値ｖＬ４の値を現時点での運転範囲下限電圧ｖＬＡの値として設定する。なお、ステップＳ２２の動作は、直流電圧運転範囲検出部８５によって行われる動作とは非同期に行われる。このため、ステップＳ２２の動作は、ステップＳ２２で示されるタイミングで行われる必要はなく、任意のタイミングで行われる。
【0158】
ステップＳ２３において、直流電圧運転範囲検出部８５は、ステップＳ２１で取得された直流電圧ｖＤＣが、リミッタ８４に設定されている現時点での運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さいか否かを判定する。直流電圧運転範囲検出部８５は、直流電圧ｖＤＣが、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さい値であるときは（Ｙｅｓ側）、ステップＳ２４に処理を移行させる。一方、直流電圧運転範囲検出部８５は、直流電圧ｖＤＣが、リミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡ以上の値であるときは（Ｎｏ側）、ステップＳ２５に処理を移行させる。
【0159】
ステップＳ２４において、動作制御部８６は、直流電圧運転範囲検出部８５から、直流電圧ｖＤＣが運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さい旨の情報を取得する。この場合、動作制御部８６は、例えば、インバータ１３をゲートブロック（ＧＢ）するよう動作指示を行い、電力変換装置１Ａを系統から切り離す（又は停止させる）。そして、直流電圧運転範囲検出部８５及び動作制御部８６は、図８のフローチャートの処理を終了させる。
【0160】
ステップＳ２５において、動作制御部８６は、直流電圧運転範囲検出部８５から、直流電圧ｖＤＣが運転範囲下限電圧ｖＬＡ以上である旨の情報を取得する。或いは、動作制御部８６は、直流電圧運転範囲検出部８５から、特に何の情報も取得しない。この場合、動作制御部８６は、接続される各部に対し、特に何の動作指示も出力しない。これにより、インバータ１３はゲートブロック（ＧＢ）等されず、インバータ１３（電力変換装置１Ａ）は運転が継続される。
【0161】
ステップＳ２６において、直流電圧運転範囲検出部８５は、ＥＳＳ－ＰＣＳ１Ａの運転（蓄電池４Ａからの直流電力の供給）が終了したか否かを判定する。直流電圧運転範囲検出部８５は、ＥＳＳ－ＰＣＳ１Ａの運転（蓄電池４Ａからの直流電力の供給）が終了したと判定したときは（Ｙｅｓ側）、図８のフローチャートの処理を終了させる。一方、直流電圧運転範囲検出部８５は、ＥＳＳ－ＰＣＳ１Ａの運転（蓄電池４Ａからの直流電力の供給）が終了していないと判定したときは（Ｎｏ側）、ステップＳ２１に処理を戻し、ステップＳ２１からステップＳ２６の処理を繰り返す。
【0162】
＜第２実施形態の作用効果＞
以上、図６～図８に示す第２実施形態によれば、変調率に応じて運転範囲下限電圧ｖＬＡを更新させることで、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置１Ａを運転させることができる。
以上、図６～図８に示す第２実施形態によれば、変調率に応じて運転範囲下限電圧ｖＬＡを更新させることで、従来よりも直流側の運転範囲を広くとることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置１Ａを運転させることができる。
【0163】
また、ＥＳＳ－ＰＣＳ１Ａの場合、直流電圧ｖＤＣは装置の運転範囲の監視に使用されているが、図６～図８に示す第２実施形態によれば、変調率に応じて運転範囲下限電圧ｖＬＡ
を可変にさせる。これにより、蓄電池４Ａや電力変換装置１Ａの仕様（スペック）よりも直流側の運転範囲を狭くさせないようにすることができるとともに、過変調を避けて安定して電力変換装置１Ａを運転させることができる。
【0164】
また、図６～図８に示す第２実施形態によれば、運転範囲下限電圧ｖＬＡの更新は、直流電圧運転範囲検出部８５とは別の変調率算出部８２及びリミッタ調整部８３によって行われる。すなわち、運転範囲下限電圧ｖＬＡを更新する制御と、直流電圧運転範囲検出部８５による制御とが、別の構成により独立して並列で行われる。これにより、直流電圧運転範囲検出部８５は、直流電圧ｖＤＣがリミッタ８４に設定されている運転範囲下限電圧ｖＬＡよりも小さいか否かを判定するのみでよく、直流電圧運転範囲検出部８５の制御を単純にすることができる。また、直流電圧ｖＤＣは、蓄電池４Ａの充電残量等によって変動するが、これにより、直流電圧運転範囲検出部８５による制御は、運転範囲下限電圧ｖＬＡを更新する制御によって影響を及ぼされることがない。また、これにより、運転範囲下限電圧ｖＬＡを更新する制御と、直流電圧運転範囲検出部８５による制御とが非同期で行われるため、運転範囲下限電圧ｖＬＡを更新する制御を変調率に応じて正しいタイミングで迅速に行うことができる。
【0165】
＜ハードウェア構成例＞
図９は、図１から図８に示した実施形態における制御装置３０、３０Ａが有する処理回路９０のハードウェア構成例を示す概念図である。上述した各機能は処理回路９０により実現される。一態様として、処理回路９０は、少なくとも１つのプロセッサ９１と少なくとも１つのメモリ９２とを備える。他の態様として、処理回路９０は、少なくとも１つの専用のハードウェア９３を備える。
図９は、図１から図８に示した実施形態における制御装置３０、３０Ａが有する処理回路９０のハードウェア構成例を示す概念図である。上述した各機能は処理回路９０により実現される。一態様として、処理回路９０は、少なくとも１つのプロセッサ９１と少なくとも１つのメモリ９２とを備える。他の態様として、処理回路９０は、少なくとも１つの専用のハードウェア９３を備える。
【0166】
処理回路９０がプロセッサ９１とメモリ９２とを備える場合、各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、メモリ９２に格納される。プロセッサ９１は、メモリ９２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。
【0167】
処理回路９０が専用のハードウェア９３を備える場合、処理回路９０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、又はこれらを組み合わせたものである。各機能は処理回路９０で実現される。
【0168】
制御装置３０、３０Ａが有する各機能は、それぞれ一部又は全部がハードウェアによって構成されてもよく、プロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。すなわち、制御装置３０、３０Ａは、コンピュータとプログラムとによっても実現可能であり、プログラムは、記憶媒体に記憶されることも、ネットワークを通して提供されることも可能である。
【0169】
＜実施形態の補足事項＞
以上、図１～図９に示す実施形態によれば、図１～図５に示す第１実施形態と、図６～図８に示す第２実施形態とに分かれているが、これらの実施形態が直列に又は並列に組み合わされてもよい。すなわち、電力変換装置１又は１Ａは、太陽光パネル４と蓄電池４Ａとの両方を備えていても、両方に適用されるものであってもよい。組み合わされた実施形態もまた、組み合わされる前の各実施形態が奏する各作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
以上、図１～図９に示す実施形態によれば、図１～図５に示す第１実施形態と、図６～図８に示す第２実施形態とに分かれているが、これらの実施形態が直列に又は並列に組み合わされてもよい。すなわち、電力変換装置１又は１Ａは、太陽光パネル４と蓄電池４Ａとの両方を備えていても、両方に適用されるものであってもよい。組み合わされた実施形態もまた、組み合わされる前の各実施形態が奏する各作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
【0170】
また、図１～図９に示す実施形態によれば、本件開示の一態様として、電力変換装置１、１Ａ及びこれらが有する制御装置３０、３０Ａを例に説明したが、これには限られない。本件開示は、制御装置３０、３０Ａの各部における処理ステップが行われる制御方法としても実現可能である。
【0171】
また、本件開示は、制御装置３０、３０Ａの各部における処理ステップをコンピュータに実行させる制御プログラムとしても実現可能である。
【0172】
また、本件開示は、制御プログラムが記憶された記憶媒体（非一時的なコンピュータ可読媒体）としても実現可能である。制御プログラムは、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等のリムーバブルメディア等に記憶して頒布することができる。なお、制御プログラムは、制御装置３０、３０Ａが有する不図示のネットワークインタフェース等を介してネットワーク上にアップロードされてもよく、ネットワークからダウンロードされ、記憶部７０等に格納されてもよい。
【0173】
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。
【符号の説明】
【0174】
１…電力変換装置（ＰＶ－ＰＣＳ、ＰＣＳ）；１…直流電圧指令値；１Ａ…電力変換装置（ＥＳＳ－ＰＣＳ、ＰＣＳ）；２…直流母線；２…直流電圧指令値；３…交流回路；４…太陽光パネル（太陽電池パネル、ＰＶパネル）；４Ａ…蓄電池（ＥＳＳ）；５…交流電力系統（電力系統、系統）；１１…直流スイッチ（直流遮断器、ＤＣスイッチ）；１２…直流コンデンサ（ＤＣコンデンサ）；１３…インバータ（インバータ回路）；１４…交流リアクトル（ＡＣリアクトル）；１５…交流コンデンサ（ＡＣコンデンサ）；１５ａ…分岐点；１６…交流スイッチ（交流遮断器、ＡＣスイッチ）；２１…第１電流センサ；２２…第１電圧センサ；２３…第２電流センサ；２４…第２電圧センサ；２５…第３電流センサ；３０，３０Ａ…制御装置；４１…ＰＬＬ制御部；４２…第１変換部；４３…第２変換部；４４…電力制御部；５１…実効値算出部（ＲＭＳ算出部）；５２…変調率算出部；５３…リミッタ調整部；５３ａ…下限リミッタ設定値取得部；５３ｂ…系統電圧実効値取得部；５３ｃ…定格値取得部；５３ｄ…除算部；５３ｅ…上下限リミッタ；５３ｆ…乗算部；５３ｇ…下限リミッタ動作値出力部；５４…リミッタ；５５…最大電力点追従制御部（ＭＰＰＴ制御部）；５６…第１減算部；５７…直流電圧制御部；６１…第１加算部；６２…第３変換部；６３…第２減算部；６４…電流制御部；６５…パルス幅変調制御部（ＰＷＭ制御部、インバータ制御部）；７０…記憶部；８２…変調率算出部；８３…リミッタ調整部；８３ａ…運転範囲下限電圧設定値取得部；８３ｇ…運転範囲下限電圧動作値出力部；８４…リミッタ；８５…直流電圧運転範囲検出部；８６…動作制御部；８７…故障検出部；９０…処理回路；９１…プロセッサ；９２…メモリ；９３…ハードウェア；ａ…直線；ａ’…破線；ｂ…細直線；ｂ’…細破線；ｃ…太破線；ｃ’…破線；ｉ＊
ｄ…ｄ軸電流指令値；ｉ＊
ｑ…ｑ軸電流指令値；ｉ＊
ＡＣ…電流指令値；ｉＡＣ…インバータ出力電流（電流）；ｉＤＣ…直流電流（電流）；ｉＧｒｉｄ…交流電流（系統電流、電流）；Ｐ，Ｐ１，Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ２，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ…電力；Ｐｍｐｐ，ＰｍｐｐＡ，ＰｍｐｐＢ…最適動作点；ＰＶ
Ａ
，ＰＶ
Ｂ
…ＰＶカーブ；ｔ，ｔ１～ｔ１４
…時刻；ｖ’＊
ＤＣ…直流電圧指令値（第１直流電圧指令値）；ｖ＊
ＤＣ…直流電圧指令値（第２直流電圧指令値）；Ｖ…電圧；ｖＤＣ…直流電圧（電圧）；ｖＧｒｉｄ…系統電圧（電圧）；ｖＬ…直流電圧指令下限リミッタ；ｖＬ１…下限リミッタ設定値；ｖＬ２…下限リミッタ動作値；ｖＬ３…運転範囲下限電圧設定値；ｖＬ４…運転範囲下限電圧動作値；ｖＬＡ…運転範囲下限電圧；ＶＯＣＡ，ＶＯＣＢ…開放電圧；ｖＲ…定格値；ｖＲＭＳ…系統電圧実効値；θ…基準位相
【要約】
制御装置は、直流側で太陽光パネルと接続される太陽光発電用の電力変換装置における制御装置であって、電力変換装置の直流側の直流電圧と電力変換装置の交流側の系統電圧実効値とに基づいて変調率を算出する変調率算出部と、変調率算出部によって算出された変調率に応じて、所定の下限リミッタ設定値と系統電圧実効値と所定の定格値とに基づいて下限リミッタ動作値を算出するリミッタ調整部と、リミッタ調整部によって算出された下限リミッタ動作値に基づいて直流電圧指令下限リミッタを更新するリミッタと、太陽光パネルによって発電された直流電力に基づいて最大電力点追従制御を行って第１直流電圧指令値を算出し、算出した第１直流電圧指令値と、リミッタに設定されている直流電圧指令下限リミッタとに基づいて、第２直流電圧指令値を決定する最大電力点追従制御部と、最大電力点追従制御部によって決定された第２直流電圧指令値に基づいて電力変換装置のインバータを制御するインバータ制御部と、を備える。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】