特許 7565473 太陽光発電システム及び制御装置

(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】2024-10-02

(45)【発行日】2024-10-10

(54)【発明の名称】太陽光発電システム及び制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20241003BHJP

   H02J 3/46 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 130

H02J3/46

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2024502742

(86)(22)【出願日】2022-02-28

(86)【国際出願番号】 JP2022008289

(87)【国際公開番号】W WO2023162222

(87)【国際公開日】2023-08-31

【審査請求日】2023-10-12

(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】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】小池 広和

【審査官】田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１８７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４３６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２６２６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の太陽電池パネルと、
前記複数の太陽電池パネルのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の太陽電池パネルから供給された直流電力を電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の前記交流電力を前記電力系統に供給する複数の電力変換装置と、
前記複数の電力変換装置の電力の変換動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記複数の電力変換装置のそれぞれの現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値を加算することにより、前記複数の電力変換装置の全てから現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力合計値を演算する出力合計値演算部と、
前記有効電力合計値の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置の全てから出力する有効電力の上限を表す合計上限指令値の入力を受け、前記合計上限指令値と前記有効電力合計値との差分を演算するとともに、前記差分を前記複数の電力変換装置の台数で除算することにより、前記複数の電力変換装置の１台当たりの差分を演算する差分演算部と、
前記１台当たりの差分の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記１台当たりの差分を加算することにより、前記複数の電力変換装置のそれぞれから個別に出力する有効電力の上限を表す個別上限指令値を演算する上限指令値演算部と、
を有し、
前記制御装置は、前記複数の電力変換装置のそれぞれから出力される有効電力が対応する前記個別上限指令値を超えないように、前記複数の電力変換装置のそれぞれの動作を制御し、
前記上限指令値演算部は、前記複数の電力変換装置のうちの所定の電力変換装置の前記個別上限指令値が前記所定の電力変換装置の所定のパラメータよりも大きい場合には、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更し、
前記上限指令値演算部は、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更した場合、
前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記合計上限指令値から減算することによって補正後の合計上限指令値を演算し、
前記所定の電力変換装置の前記有効電力値を前記有効電力合計値から減算することによって補正後の有効電力合計値を演算し、
前記補正後の合計上限指令値と前記補正後の有効電力合計値との補正後の差分を演算し、
前記複数の電力変換装置の台数から前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更した電力変換装置の台数を減算することより、残りの電力変換装置の台数を演算し、
前記補正後の差分を前記残りの電力変換装置の台数で除算することにより、前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を演算し、
前記残りの電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を加算することにより、前記残りの電力変換装置のそれぞれについて前記個別上限指令値を再演算する太陽光発電システム。

【請求項2】

複数の太陽電池パネルと、
前記複数の太陽電池パネルのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の太陽電池パネルから供給された直流電力を電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の前記交流電力を前記電力系統に供給する複数の電力変換装置と、
前記複数の電力変換装置の電力の変換動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記複数の電力変換装置のそれぞれの現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値を加算することにより、前記複数の電力変換装置の全てから現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力合計値を演算する出力合計値演算部と、
前記有効電力合計値の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置の全てから出力する有効電力の上限を表す合計上限指令値の入力を受け、前記合計上限指令値と前記有効電力合計値との差分を演算するとともに、前記差分を前記複数の電力変換装置の台数で除算することにより、前記複数の電力変換装置の１台当たりの差分を演算する差分演算部と、
前記１台当たりの差分の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記１台当たりの差分を加算することにより、前記複数の電力変換装置のそれぞれから個別に出力する有効電力の上限を表す個別上限指令値を演算する上限指令値演算部と、
を有し、
前記制御装置は、前記複数の電力変換装置のそれぞれから出力される有効電力が対応する前記個別上限指令値を超えないように、前記複数の電力変換装置のそれぞれの動作を制御し、
前記上限指令値演算部は、前記複数の電力変換装置のうちの所定の電力変換装置の前記個別上限指令値が０よりも小さい場合には、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を０に変更し、
前記上限指令値演算部は、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を０に変更した場合、
前記所定の電力変換装置の前記有効電力値を前記有効電力合計値から減算することによって補正後の有効電力合計値を演算し、
前記合計上限指令値と前記補正後の有効電力合計値との補正後の差分を演算し、
前記複数の電力変換装置の台数から前記個別上限指令値の値を０に変更した電力変換装置の台数を減算することより、残りの電力変換装置の台数を演算し、
前記補正後の差分を前記残りの電力変換装置の台数で除算することにより、前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を演算し、
前記残りの電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を加算することにより、前記残りの電力変換装置のそれぞれについて前記個別上限指令値を再演算する太陽光発電システム。

【請求項3】

複数の太陽電池パネルのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の太陽電池パネルから供給された直流電力を電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の前記交流電力を前記電力系統に供給する複数の電力変換装置の電力の変換動作を制御する制御装置であって、
前記複数の電力変換装置のそれぞれの現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値を加算することにより、前記複数の電力変換装置の全てから現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力合計値を演算する出力合計値演算部と、
前記有効電力合計値の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置の全てから出力する有効電力の上限を表す合計上限指令値の入力を受け、前記合計上限指令値と前記有効電力合計値との差分を演算するとともに、前記差分を前記複数の電力変換装置の台数で除算することにより、前記複数の電力変換装置の１台当たりの差分を演算する差分演算部と、
前記１台当たりの差分の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記１台当たりの差分を加算することにより、前記複数の電力変換装置のそれぞれから個別に出力する有効電力の上限を表す個別上限指令値を演算する上限指令値演算部と、
を備え、
前記複数の電力変換装置のそれぞれから出力される有効電力が対応する前記個別上限指令値を超えないように、前記複数の電力変換装置のそれぞれの動作を制御し、
前記上限指令値演算部は、前記複数の電力変換装置のうちの所定の電力変換装置の前記個別上限指令値が前記所定の電力変換装置の所定のパラメータよりも大きい場合には、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更し、
前記上限指令値演算部は、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更した場合、
前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記合計上限指令値から減算することによって補正後の合計上限指令値を演算し、
前記所定の電力変換装置の前記有効電力値を前記有効電力合計値から減算することによって補正後の有効電力合計値を演算し、
前記補正後の合計上限指令値と前記補正後の有効電力合計値との補正後の差分を演算し、
前記複数の電力変換装置の台数から前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更した電力変換装置の台数を減算することより、残りの電力変換装置の台数を演算し、
前記補正後の差分を前記残りの電力変換装置の台数で除算することにより、前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を演算し、
前記残りの電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を加算することにより、前記残りの電力変換装置のそれぞれについて前記個別上限指令値を再演算する制御装置。

【請求項4】

複数の太陽電池パネルのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の太陽電池パネルから供給された直流電力を電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の前記交流電力を前記電力系統に供給する複数の電力変換装置の電力の変換動作を制御する制御装置であって、
前記複数の電力変換装置のそれぞれの現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値を加算することにより、前記複数の電力変換装置の全てから現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力合計値を演算する出力合計値演算部と、
前記有効電力合計値の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置の全てから出力する有効電力の上限を表す合計上限指令値の入力を受け、前記合計上限指令値と前記有効電力合計値との差分を演算するとともに、前記差分を前記複数の電力変換装置の台数で除算することにより、前記複数の電力変換装置の１台当たりの差分を演算する差分演算部と、
前記１台当たりの差分の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記１台当たりの差分を加算することにより、前記複数の電力変換装置のそれぞれから個別に出力する有効電力の上限を表す個別上限指令値を演算する上限指令値演算部と、
を備え、
前記複数の電力変換装置のそれぞれから出力される有効電力が対応する前記個別上限指令値を超えないように、前記複数の電力変換装置のそれぞれの動作を制御し、
前記上限指令値演算部は、前記複数の電力変換装置のうちの所定の電力変換装置の前記個別上限指令値が０よりも小さい場合には、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を０に変更し、
前記上限指令値演算部は、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を０に変更した場合、
前記所定の電力変換装置の前記有効電力値を前記有効電力合計値から減算することによって補正後の有効電力合計値を演算し、
前記合計上限指令値と前記補正後の有効電力合計値との補正後の差分を演算し、
前記複数の電力変換装置の台数から前記個別上限指令値の値を０に変更した電力変換装置の台数を減算することより、残りの電力変換装置の台数を演算し、
前記補正後の差分を前記残りの電力変換装置の台数で除算することにより、前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を演算し、
前記残りの電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を加算することにより、前記残りの電力変換装置のそれぞれについて前記個別上限指令値を再演算する制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、太陽光発電システム及び制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の太陽電池パネルと、複数の電力変換装置と、制御装置と、を備えた太陽光発電システムが知られている。複数の電力変換装置は、複数の太陽電池パネルのそれぞれに対応して設けられる。各電力変換装置は、各太陽電池パネルに接続されるとともに、電力系統に接続される。各電力変換装置は、各太陽電池パネルから供給された直流電力を、電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力系統に供給する。制御装置は、複数の電力変換装置の電力の変換動作を制御する。

【0003】

太陽光発電システムでは、電力系統の周波数や電圧の変動を抑制するため、電力系統に出力可能な有効電力の上限値が予め決められている。制御装置は、複数の電力変換装置から出力される交流電力の有効電力の合計値が上限値を超えないように、複数の電力変換装置の動作を制御する。

【0004】

制御装置は、システム全体の有効電力の上限値を複数の電力変換装置の台数で割ることにより、複数の電力変換装置毎の個別の上限値を算出し、複数の電力変換装置のそれぞれの交流電力の有効電力を個別の上限値以下にする。これにより、複数の電力変換装置から出力される交流電力の有効電力の合計値を、システム全体の有効電力の上限値以下にすることができる。

【0005】

しかしながら、上記のように複数の電力変換装置毎の個別の上限値を設定した場合には、例えば、システムの定格出力よりも低い上限値が設定され、かつ複数の太陽電池パネルの日射に偏りがある場合などに、複数の電力変換装置から電力系統に供給する交流電力の有効電力の合計値が、必要以上に抑えられてしまう可能性がある。

【0006】

例えば、２台の電力変換装置があり、システム全体の有効電力の上限値が１０ｋＷであったとする。この場合、上記の算出方法では、個別の上限値は、５ｋＷに設定される。そして、一方の電力変換装置の出力可能な有効電力が６ｋＷで、他方の電力変換装置の出力可能な有効電力が４ｋＷであったとすると、システム全体としては１０ｋＷの有効電力を出力可能であるにも関わらず、一方の電力変換装置の有効電力が個別の上限値によって６ｋＷから５ｋＷに制限されてしまうため、合計で９ｋＷの有効電力しか電力系統に出力されなくなってしまう。

【0007】

このように、上記のように個別の上限値を算出した場合には、複数の電力変換装置から電力系統に供給する交流電力の有効電力の合計値が、必要以上に抑えられてしまう可能性がある。例えば、発電電力が無駄になってしまう。また、太陽光発電システムの事業者においては、例えば、売電収入の低下につながってしまう。

【0008】

このため、太陽光発電システム及びこれに用いられる制御装置では、複数の電力変換装置から電力系統に供給する交流電力の有効電力の合計値が、必要以上に抑えられてしまうことを抑制できるようにすることが望まれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】特開２０１３－２０７８６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の実施形態は、複数の電力変換装置から電力系統に供給する交流電力の有効電力の合計値が、必要以上に抑えられてしまうことを抑制できる太陽光発電システム及び制御装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の実施形態によれば、複数の太陽電池パネルと、前記複数の太陽電池パネルのそれぞれに対応して設けられ、前記複数の太陽電池パネルから供給された直流電力を電力系統に対応した交流電力に変換し、変換後の前記交流電力を前記電力系統に供給する複数の電力変換装置と、前記複数の電力変換装置の電力の変換動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記複数の電力変換装置のそれぞれの現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値を加算することにより、前記複数の電力変換装置の全てから現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力合計値を演算する出力合計値演算部と、前記有効電力合計値の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置の全てから出力する有効電力の上限を表す合計上限指令値の入力を受け、前記合計上限指令値と前記有効電力合計値との差分を演算するとともに、前記差分を前記複数の電力変換装置の台数で除算することにより、前記複数の電力変換装置の１台当たりの差分を演算する差分演算部と、前記１台当たりの差分の入力を受けるとともに、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値の入力を受け、前記複数の電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記１台当たりの差分を加算することにより、前記複数の電力変換装置のそれぞれから個別に出力する有効電力の上限を表す個別上限指令値を演算する上限指令値演算部と、を有し、前記制御装置は、前記複数の電力変換装置のそれぞれから出力される有効電力が対応する前記個別上限指令値を超えないように、前記複数の電力変換装置のそれぞれの動作を制御し、前記上限指令値演算部は、前記複数の電力変換装置のうちの所定の電力変換装置の前記個別上限指令値が前記所定の電力変換装置の所定のパラメータよりも大きい場合には、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更し、前記上限指令値演算部は、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更した場合、前記所定の電力変換装置の前記個別上限指令値の値を前記合計上限指令値から減算することによって補正後の合計上限指令値を演算し、前記所定の電力変換装置の前記有効電力値を前記有効電力合計値から減算することによって補正後の有効電力合計値を演算し、前記補正後の合計上限指令値と前記補正後の有効電力合計値との補正後の差分を演算し、前記複数の電力変換装置の台数から前記個別上限指令値の値を前記所定のパラメータの値に変更した電力変換装置の台数を減算することより、残りの電力変換装置の台数を演算し、前記補正後の差分を前記残りの電力変換装置の台数で除算することにより、前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を演算し、前記残りの電力変換装置のそれぞれの前記有効電力値に前記残りの電力変換装置の１台当たりの差分を加算することにより、前記残りの電力変換装置のそれぞれについて前記個別上限指令値を再演算する太陽光発電システムが提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明の実施形態によれば、複数の電力変換装置から電力系統に供給する交流電力の有効電力の合計値が、必要以上に抑えられてしまうことを抑制できる太陽光発電システム及び制御装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に表すブロック図である。

【図2】実施形態に係る制御装置を模式的に表すブロック図である。

【図3】実施形態に係る制御装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。

【図4】参考の制御装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0015】

図１は、実施形態に係る太陽光発電システムを模式的に表すブロック図である。
図１に表したように、太陽光発電システム２は、複数の太陽電池パネル４と、複数の電力変換装置６と、制御装置１０と、を備える。複数の太陽電池パネル４は、光エネルギーを光電変換によって電気エネルギーに変換することにより、直流電力の供給を行う。

【0016】

複数の電力変換装置６は、複数の太陽電池パネル４のそれぞれに対応して設けられる。複数の電力変換装置６の数は、例えば、複数の太陽電池パネル４の数と同じである。複数の電力変換装置６は、複数の太陽電池パネル４のそれぞれに接続される。但し、１台の電力変換装置６に対して複数台の太陽電池パネル４を接続してもよい。複数の電力変換装置６の数は、必ずしも複数の太陽電池パネル４の数と同じでなくてもよい。

【0017】

太陽光発電システム２は、例えば、複数の変圧器１２、及び変圧器１４をさらに備える。複数の変圧器１２は、複数の電力変換装置６のそれぞれに対応して設けられる。複数の電力変換装置６は、複数の変圧器１２の一次側に接続される。複数の変圧器１２の二次側は、変圧器１４の一次側に接続される。変圧器１４の二次側は、電力系統ＰＳに接続される。複数の電力変換装置６は、変圧器１２、１４などを介して電力系統ＰＳと接続される。電力変換装置６と電力系統ＰＳとの間には、遮断器やさらに多くの変圧器などが設けられていてもよい。電力変換装置６と電力系統ＰＳとの間の構成は、電力変換装置６を電力系統ＰＳに接続可能な任意の構成でよい。

【0018】

電力系統ＰＳの電力は、交流電力である。電力系統ＰＳの電力は、例えば、三相交流電力である。但し、電力系統ＰＳの電力は、単相交流電力などでもよい。

【0019】

複数の電力変換装置６は、複数の太陽電池パネル４から供給された直流電力を電力系統ＰＳに対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力系統ＰＳに供給する。複数の電力変換装置６は、例えば、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子のスイッチングにより、電力の変換を行う。

【0020】

制御装置１０は、複数の電力変換装置６の電力の変換動作を制御する。これにより、太陽光発電システム２は、複数の太陽電池パネル４で発電された電力を電力系統ＰＳに供給する。

【0021】

太陽光発電システム２は、例えば、計測装置１６をさらに備える。計測装置１６は、例えば、複数の電力変換装置６と電力系統ＰＳとの連系点の有効電力値、無効電力値、及び電圧値を検出し、検出した有効電力値、無効電力値、及び電圧値を制御装置１０に入力する。

【0022】

図２は、実施形態に係る制御装置を模式的に表すブロック図である。
図２に表したように、制御装置１０は、出力合計値演算部２０と、差分演算部２２と、上限指令値演算部２４と、を有する。

【0023】

出力合計値演算部２０は、複数の電力変換装置６のそれぞれの現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力値Ｂ２の入力を受ける。制御装置１０は、例えば、複数の電力変換装置６のそれぞれと通信を行うことにより、複数の電力変換装置６のそれぞれから有効電力値Ｂ２の入力を受ける。複数の電力変換装置６のそれぞれの複数の有効電力値Ｂ２は、例えば、上位のコントローラなどから制御装置１０に入力してもよい。複数の有効電力値Ｂ２の制御装置１０への入力方法は、上記に限ることなく、複数の有効電力値Ｂ２を制御装置１０に適切に入力可能な任意の方法でよい。

【0024】

出力合計値演算部２０は、複数の電力変換装置６のそれぞれの有効電力値Ｂ２を加算することにより、複数の電力変換装置６の全てから現在出力可能な有効電力の大きさを表す有効電力合計値Ｂ１を演算する。

【0025】

より具体的には、複数の電力変換装置６の台数をＮとし、１台目の電力変換装置６の有効電力値Ｂ２をＢ２ａとし、２台目の電力変換装置６の有効電力値Ｂ２をＢ２ｂとし、Ｎ台目の電力変換装置６の有効電力値Ｂ２をＢ２ｎとする時、出力合計値演算部２０は、Ｂ１＝Ｂ２ａ＋Ｂ２ｂ＋…＋Ｂ２ｎの式により、有効電力合計値Ｂ１を演算する。有効電力合計値Ｂ１は、換言すれば、複数の電力変換装置６のそれぞれの有効電力値Ｂ２の総和である。出力合計値演算部２０は、演算した有効電力合計値Ｂ１を差分演算部２２に入力する。

【0026】

差分演算部２２は、出力合計値演算部２０から有効電力合計値Ｂ１の入力を受けるとともに、複数の電力変換装置６の全てから出力する有効電力の上限を表す合計上限指令値Ａ１の入力を受ける。合計上限指令値Ａ１は、換言すれば、太陽光発電システム２から電力系統ＰＳに供給する有効電力の上限を表す指令値である。合計上限指令値Ａ１は、例えば、上位のコントローラなどから制御装置１０に入力される。合計上限指令値Ａ１は、例えば、太陽光発電システム２の管理者などの操作に基づいて制御装置１０に入力されるようにしてもよい。合計上限指令値Ａ１は、例えば、予め設定された一定の値としてもよい。合計上限指令値Ａ１の制御装置１０への入力方法は、上記に限ることなく、合計上限指令値Ａ１を制御装置１０に適切に入力可能な任意の方法でよい。

【0027】

差分演算部２２は、入力された合計上限指令値Ａ１から有効電力合計値Ｂ１を減算することにより、合計上限指令値Ａ１と有効電力合計値Ｂ１との差分Ｃ１を演算する。すなわち、差分演算部２２は、Ｃ１＝Ａ１－Ｂ１の式により、差分Ｃ１を演算する。

【0028】

差分演算部２２は、差分Ｃ１を演算した後、差分Ｃ１を複数の電力変換装置６の台数Ｎで除算することにより、複数の電力変換装置６の１台当たりの差分Ｃ２を演算する。すなわち、差分演算部２２は、Ｃ２＝Ｃ１／Ｎの式により、差分Ｃ２を演算する。差分演算部２２は、演算した差分Ｃ２を上限指令値演算部２４に入力する。なお、この場合における複数の電力変換装置６の台数Ｎは、より詳しくは、複数の電力変換装置６の中で現在稼働中の電力変換装置６の台数である。

【0029】

上限指令値演算部２４は、差分演算部２２から差分Ｃ２の入力を受けるとともに、複数の電力変換装置６のそれぞれの有効電力値Ｂ２の入力を受ける。複数の有効電力値Ｂ２は、出力合計値演算部２０の場合と同様に、複数の電力変換装置６などから上限指令値演算部２４に入力される。

【0030】

上限指令値演算部２４は、複数の電力変換装置６のそれぞれの有効電力値Ｂ２に差分Ｃ２を加算することにより、複数の電力変換装置６のそれぞれから個別に出力する有効電力の上限を表す個別上限指令値Ａ２を演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ａ２＝Ｂ２＋Ｃ２の式により、個別上限指令値Ａ２を演算する。

【0031】

上限指令値演算部２４は、合計上限指令値Ａ１が有効電力合計値Ｂ１よりも大きい場合、複数の電力変換装置６のそれぞれに対応する複数の個別上限指令値Ａ２を演算した後、複数の個別上限指令値Ａ２が複数の電力変換装置６のそれぞれの所定のパラメータＥ１よりも大きいか否かを判定する。合計上限指令値Ａ１が有効電力合計値Ｂ１よりも大きい場合は、換言すれば、差分Ｃ１及び差分Ｃ２が正の値となり、個別上限指令値Ａ２が有効電力値Ｂ２よりも大きくなる場合である。所定のパラメータＥ１は、例えば、電力変換装置６の定格出力（出力可能な有効電力の最大値）である。

【0032】

上限指令値演算部２４は、所定の電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２が当該電力変換装置６の所定のパラメータＥ１よりも大きいと判定した場合には、当該電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２の値をパラメータＥ１の値に変更する。換言すれば、上限指令値演算部２４は、Ａ２＝Ｅ１とすることにより、当該電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２の値をパラメータＥ１の値に置き換える。

【0033】

上限指令値演算部２４は、所定の電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２の値をパラメータＥ１の値に変更した場合、当該電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２の値（パラメータＥ１の値）を合計上限指令値Ａ１から減算することによって合計上限指令値Ａ１を補正し、補正後の合計上限指令値Ａ３を演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ａ３＝Ａ１－Ａ２の式により、補正後の合計上限指令値Ａ３を演算する。

【0034】

また、上限指令値演算部２４は、所定の電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２の値をパラメータＥ１の値に変更した場合、当該電力変換装置６の有効電力値Ｂ２を有効電力合計値Ｂ１から減算することによって有効電力合計値Ｂ１を補正し、補正後の有効電力合計値Ｂ３を演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ｂ３＝Ｂ１－Ｂ２の式により、補正後の有効電力合計値Ｂ３を演算する。

【0035】

上限指令値演算部２４は、合計上限指令値Ａ３及び有効電力合計値Ｂ３を演算した後、合計上限指令値Ａ３から有効電力合計値Ｂ３を減算することにより、合計上限指令値Ａ３と有効電力合計値Ｂ３との補正後の差分Ｃ３を演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ｃ３＝Ａ３－Ｂ３の式により、補正後の差分Ｃ３を演算する。

【0036】

また、上限指令値演算部２４は、複数の電力変換装置６の台数Ｎから個別上限指令値Ａ２の値をパラメータＥ１の値に変更した電力変換装置６の台数を減算することより、残りの電力変換装置６の台数Ｎ´を演算する。

【0037】

上限指令値演算部２４は、補正後の差分Ｃ３を残りの電力変換装置６の台数Ｎ´で除算することにより、残りの電力変換装置６の１台当たりの差分Ｃ２´を演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ｃ２´＝Ｃ３／Ｎ´の式により、差分Ｃ２´を演算する。

【0038】

上限指令値演算部２４は、差分Ｃ２´を演算した後、残りの電力変換装置６のそれぞれの有効電力値Ｂ２に差分Ｃ２´を加算することにより、残りの電力変換装置６のそれぞれについて個別上限指令値Ａ２を再演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ａ２＝Ｂ２＋Ｃ２´の式により、個別上限指令値Ａ２を再演算する。

【0039】

上限指令値演算部２４は、合計上限指令値Ａ１が有効電力合計値Ｂ１よりも大きい場合、複数の電力変換装置６の複数の個別上限指令値Ａ２の全てが所定のパラメータＥ１以下となるまで、上記の処理を繰り返す。これにより、所定の電力変換装置６に対して所定のパラメータＥ１よりも大きい値の個別上限指令値Ａ２が設定されてしまうことを抑制し、当該電力変換装置６の所定のパラメータＥ１よりも大きい分の出力を他の電力変換装置６に適切に按分することができる。

【0040】

一方、上限指令値演算部２４は、合計上限指令値Ａ１が有効電力合計値Ｂ１よりも小さい場合、複数の電力変換装置６のそれぞれに対応する複数の個別上限指令値Ａ２を演算した後、複数の個別上限指令値Ａ２が０よりも小さいか否かを判定する。合計上限指令値Ａ１が有効電力合計値Ｂ１よりも小さい場合は、換言すれば、差分Ｃ１及び差分Ｃ２が負の値となり、個別上限指令値Ａ２が有効電力値Ｂ２よりも小さくなる場合である。

【0041】

上限指令値演算部２４は、所定の電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２が０よりも小さいと判定した場合には、当該電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２の値を０に変更する。換言すれば、上限指令値演算部２４は、Ａ２＝０とすることにより、当該電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２の値を０に置き換える。

【0042】

上限指令値演算部２４は、所定の電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２の値を０に変更した場合、当該電力変換装置６の有効電力値Ｂ２を有効電力合計値Ｂ１から減算することによって有効電力合計値Ｂ１を補正し、補正後の有効電力合計値Ｂ３を演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ｂ３＝Ｂ１－Ｂ２の式により、補正後の有効電力合計値Ｂ３を演算する。

【0043】

上限指令値演算部２４は、有効電力合計値Ｂ３を演算した後、合計上限指令値Ａ１から有効電力合計値Ｂ３を減算することにより、合計上限指令値Ａ１と有効電力合計値Ｂ３との補正後の差分Ｃ３を演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ｃ３＝Ａ１－Ｂ３の式により、補正後の差分Ｃ３を演算する。

【0044】

また、上限指令値演算部２４は、複数の電力変換装置６の台数Ｎから個別上限指令値Ａ２の値を０に変更した電力変換装置６の台数を減算することより、残りの電力変換装置６の台数Ｎ´を演算する。

【0045】

上限指令値演算部２４は、補正後の差分Ｃ３を残りの電力変換装置６の台数Ｎ´で除算することにより、残りの電力変換装置６の１台当たりの差分Ｃ２´を演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ｃ２´＝Ｃ３／Ｎ´の式により、差分Ｃ２´を演算する。

【0046】

上限指令値演算部２４は、差分Ｃ２´を演算した後、残りの電力変換装置６のそれぞれの有効電力値Ｂ２に差分Ｃ２´を加算することにより、残りの電力変換装置６のそれぞれについて個別上限指令値Ａ２を再演算する。すなわち、上限指令値演算部２４は、Ａ２＝Ｂ２＋Ｃ２´の式により、個別上限指令値Ａ２を再演算する。

【0047】

上限指令値演算部２４は、合計上限指令値Ａ１が有効電力合計値Ｂ１よりも小さい場合、複数の電力変換装置６の複数の個別上限指令値Ａ２の全てが０以上となるまで、上記の処理を繰り返す。これにより、所定の電力変換装置６に対して０よりも小さい値の個別上限指令値Ａ２が設定されてしまうことを抑制し、当該電力変換装置６の出力分を他の電力変換装置６に適切に按分することができる。

【0048】

制御装置１０は、所定のパラメータＥ１以下、又は０以上となるように複数の個別上限指令値Ａ２を演算した後、複数の電力変換装置６のそれぞれから出力される有効電力が対応する個別上限指令値Ａ２を超えないように、複数の電力変換装置６のそれぞれの動作を制御する。これにより、太陽光発電システム２から電力系統ＰＳに対して、合計上限指令値Ａ１に応じた適切な大きさの有効電力を供給することができる。

【0049】

制御装置１０は、例えば、演算した複数の個別上限指令値Ａ２のそれぞれを対応する複数の電力変換装置６のそれぞれに入力することにより、複数の電力変換装置６のそれぞれから出力される有効電力が対応する個別上限指令値Ａ２を超えないように、複数の電力変換装置６のそれぞれの動作を制御する。

【0050】

これに限ることなく、制御装置１０は、例えば、個別上限指令値Ａ２に応じた制御信号を生成し、制御信号を電力変換装置６に入力することにより、複数の電力変換装置６のそれぞれから出力される有効電力が対応する個別上限指令値Ａ２を超えないように、複数の電力変換装置６のそれぞれの動作を制御してもよい。制御装置１０は、個別上限指令値Ａ２を直接的に電力変換装置６に入力してもよいし、個別上限指令値Ａ２に応じた別の制御信号などを電力変換装置６に入力してもよい。

【0051】

図３は、実施形態に係る制御装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。
図４は、参考の制御装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。
図３及び図４は、１台目の電力変換装置６（ＰＣＳ_１）の有効電力値Ｂ２をＢ２ａ、２台目の電力変換装置６（ＰＣＳ_２）の有効電力値Ｂ２をＢ２ｂ、Ｎ台目の電力変換装置６（ＰＣＳ_ｎ）の有効電力値Ｂ２をＢ２ｎとして表した棒グラフである。

【0052】

図３は、上記のように、有効電力値Ｂ２ａに差分Ｃ２を加算して１台目の電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２ａを演算し、有効電力値Ｂ２ｂに差分Ｃ２を加算して２台目の電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２ｂを演算し、有効電力値Ｂ２ｎに差分Ｃ２を加算してＮ台目の電力変換装置６の個別上限指令値Ａ２ｎを演算した例を模式的に表している。

【0053】

図４は、合計上限指令値Ａ１を複数の電力変換装置６の台数Ｎで割ることにより、複数の電力変換装置６に対して共通の上限指令値Ａ０を設定した場合の参考の制御装置の動作の一例を模式的に表している。

【0054】

図４に表した例では、１台目の電力変換装置６及び２台目の電力変換装置６の出力が上限指令値Ａ０に制限されてしまう。一方で、図４に表した例では、Ｎ台目の電力変換装置６の出力が、上限指令値Ａ０よりも低い。このため、図４に表した例では、例えば、上限指令値Ａ０とＮ台目の電力変換装置６の有効電力値Ｂ２ｎとの差分の分だけシステム全体の出力が合計上限指令値Ａ１よりも低くなってしまう。図４に表した例では、１台目の電力変換装置６及び２台目の電力変換装置６の出力に余裕があるにも関わらず、システム全体の出力が合計上限指令値Ａ１よりも低くなってしまう。

【0055】

このように、複数の電力変換装置６に対して共通の上限指令値Ａ０を設定した場合には、有効電力合計値Ｂ１よりも低い合計上限指令値Ａ１が設定され、かつ複数の太陽電池パネル４の日射に偏りがある場合などに、複数の電力変換装置６から電力系統ＰＳに供給する交流電力の有効電力の合計値が、必要以上に抑えられてしまう可能性がある。

【0056】

これに対し、本実施形態に係る太陽光発電システム２の制御装置１０は、複数の電力変換装置６のそれぞれの有効電力値Ｂ２に差分Ｃ２を加算することにより、複数の電力変換装置６のそれぞれの個別上限指令値Ａ２を演算する。

【0057】

これにより、例えば、図３に表したように、複数の電力変換装置６のそれぞれの有効電力値Ｂ２に偏りがある場合にも、各有効電力値Ｂ２に応じた適切な大きさの個別上限指令値Ａ２を複数の電力変換装置６毎に設定することができる。換言すれば、合計上限指令値Ａ１を複数の電力変換装置６毎に適切に按分することができる。

【0058】

従って、有効電力合計値Ｂ１よりも低い合計上限指令値Ａ１が設定され、かつ複数の太陽電池パネル４の日射に偏りがある場合などにおいても、複数の電力変換装置６から電力系統ＰＳに供給する交流電力の有効電力の合計値が、必要以上に抑えられてしまうことを抑制することができる。

【0059】

例えば、複数の電力変換装置６に対して共通の上限指令値Ａ０を設定する場合と比べて、複数の電力変換装置６から電力系統ＰＳに供給する交流電力の有効電力の合計値を、より合計上限指令値Ａ１に近付けることができる。これにより、例えば、発電電力の無駄を抑制することができる。また、例えば、太陽光発電システム２の事業者においては、売電収入の低下を抑制することができる。

【0060】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0061】

２…太陽光発電システム、 ４…太陽電池パネル、 ６…電力変換装置、 １０…制御装置、 １２、１４…変圧器、 ２０…出力合計値演算部、 ２２…差分演算部、 ２４…上限指令値演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】