JP2015092822A - パワーコンディショナー及び算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電力供給装置からの逆潮流電力量を売電するための管理を行うことが可能なパワーコンディショナー及び算出方法を提供する。
【解決手段】マルチＰＣＳ２００は、複数の電力供給装置（燃料電池１４１、蓄電池１４２、太陽電池１４３）それぞれから出力されるＤＣ電力が入力され、各ＤＣ電力を１系統のＡＣ電力に変換する電力変換部２１０と、複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力量を取得する出力取得部２４２と、出力取得部２４２によって取得されるＤＣ電力量の比率に基づいて、ＡＣ電力における複数の電力供給装置それぞれのＡＣ電力量を算出する算出部と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽電池、燃料電池、風力発電機、あるいは蓄電池などの複数の電力供給装置を備える需要家に設けられるパワーコンディショナー及び算出方法に関する。

近年、一般家庭等の需要家において、太陽電池（ＰＶ）に限らず、蓄電池、或いは、燃料電池などの電力供給装置を備える電力制御システムが普及しつつある。

このような電力制御システムの中で、太陽電池から供給された電力は、電力系統に逆潮流することによって、売電することができる（例えば特許文献１参照）。

かかる電力制御システムでは、太陽電池から電力系統に逆潮流された逆潮流電力量を検出するとともに、電力事業者に設けられる系統側管理装置に対して、逆潮流電力量を通知するように構成されている。電力事業者は、系統側管理装置に通知された逆潮流電力量と、所定の売電単価とに基づいて、売電金額（又は買電金額）を算出して、当該売電金額を需要家に支払を行っている。

特開２００４−２９７９５９号公報

ところで、最近、大規模な地震の発生などに起因して電力系統の電力供給能力の低下が問題となっており、需要家から電力系統に逆潮流された電力を用いて、電力供給能力を補うことも検討されつつある。

ここで、日本における現行の制度では、太陽電池以外の電力供給装置から供給される電力を電力系統に逆潮流することはできないが、昨今の電力供給能力の低下を鑑みると、太陽電池以外の電力供給装置から供給される電力も逆潮流することを可能にせざるを得ない状況になることも十分に考えられる。

しかしながら、従来技術に係る電力制御システムでは、このような状況に対応した売電の管理が行えない。具体的には、太陽電池から出力される電力と太陽電池以外の電力供給装置から出力される電力とを電力系統に逆潮流（売電）する場合、各々の電力の売電価格が異なることが想定される。

このような場合、太陽電池からの逆潮流電力量と、太陽電池以外の電力供給装置からの逆潮流電力量とを分けて管理する必要があるが、従来技術に係るシステムでは、各々の逆潮流電力量を分ける機能を有していない。つまり、従来技術では、複数の電力供給装置からの逆潮流電力量を売電するための管理が行えないという問題があった。

そこで、本発明は、上述した状況を鑑みてなされたものであり、複数の電力供給装置からの逆潮流電力量を売電するための管理を行うことが可能なパワーコンディショナー及び算出方法を提供することを目的とする。

第１の特徴は、パワーコンディショナーであって、複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力が入力され、各ＤＣ電力を１系統のＡＣ電力に変換する電力変換部と、前記複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力量を取得する出力取得部と、前記出力取得部によって取得されるＤＣ電力量の比率に基づいて、前記ＡＣ電力における前記複数の電力供給装置それぞれのＡＣ電力量を算出する算出部と、を備えることを要旨とする。

第１の特徴において、前記パワーコンディショナーは、前記算出部によって算出される前記複数の電力供給装置それぞれのＡＣ電力量を出力する出力部を備える。

第２の特徴は、複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力が入力され、各ＤＣ電力を１系統のＡＣ電力に変換するパワーコンディショナーで用いる算出方法であって、前記複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力量を取得するステップＡと、前記出力取得部によって取得されるＤＣ電力量の比率に基づいて、前記ＡＣ電力における前記複数の電力供給装置それぞれのＡＣ電力量を算出するステップＢと、を備えることを要旨とする。

本発明によれば、複数の電力供給装置（例えば、太陽電池と燃料電池）からの逆潮流電力量を売電するための管理を行うことが可能なパワーコンディショナー及び算出方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る電力制御システムの全体構成図である。 本発明の実施形態に係るマルチＰＣＳの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るマルチＰＣＳが逆潮流情報を通知する際の動作を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る電力制御システムの全体構成図である。 本発明の他の実施形態に係る電力制御システムの全体構成図である。 本発明の他の実施形態に係るマルチＰＣＳの構成を示すブロック図である。

図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。

［第１実施形態］
（１）電力制御システムの構成
図１は、第１実施形態に係る電力制御システム１の全体構成図である。以下の図面において、電力ラインは太線で示し、制御信号ラインは破線で示している。なお、制御信号ラインは有線に限らず無線であってもよい。

図１に示すように、本実施形態に係る電力制御システム１は、電力会社の電力系統２０からＡＣ電力の供給を受ける一般家庭などの需要家１０に設けられており、需要家１０内の機器の電力制御を行うことができる。

図１に示すように、電力制御システム１は、スマートメータ１１０、分電盤１２０、燃料電池１４１、蓄電池１４２、太陽電池１４３、マルチＰＣＳ２００、負荷３００を有する。なお、電力制御システム１は、電気自動車などに搭載される蓄電池を有していてもよい。

また、本実施形態に係る電力制御システム１では、燃料電池１４１から出力された電力（以下、ＦＣ電力）、蓄電池１４２から出力された電力（以下、ＢＴ電力）、及び、太陽電池１４３から出力された電力（以下、ＰＶ電力）を、電力系統２０に逆潮流することができる。つまり、本実施形態では、太陽電池１４３から出力されたＰＶ電力のみを電力系統２０に逆潮流するだけでなく、ＦＣ電力及びＢＴ電力も電力系統２０に逆潮流する場合を想定している。

スマートメータ１１０は、電力制御システム１から電力系統２０に逆潮流された総逆潮流電力量を測定することができる。スマートメータ１１０は、マルチＰＣＳ２００に総逆潮流電力量を通知することができる。スマートメータ１１０は、広域通信網８０を介して、系統側管理装置５０と通信することもできる。

ここで、総逆潮流電力量は、燃料電池１４１から電力系統２０に逆潮流されたＦＣ逆潮流電力と、蓄電池１４２から電力系統２０に逆潮流されたＢＴ逆潮流電力と、太陽電池１４３から電力系統に逆潮流されたＰＶ逆潮流電力とを合計した電力量である。

なお、系統側管理装置５０は、電力事業者が需要家１０から電力系統２０に逆潮流された逆潮流電力量を管理するために設けられている。本実施形態において、系統側管理装置５０は、外部装置を構成する。また、系統側管理装置５０は、電力事業者によって管理されるＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）と称される装置であってもよい。なお、広域通信網８０は、専用回線網でもよいし、インターネットでもよい。

分電盤１２０は、マルチＰＣＳ２００の制御にしたがって、電力の分配を行う。分電盤１２０は、マルチＰＣＳ２００が出力するＡＣ電力が負荷３００によって消費される消費電力未満であるときには、不足分のＡＣ電力を電力系統２０から受電して、マルチＰＣＳ２００が出力するＡＣ電力と電力系統２０から受電したＡＣ電力とを負荷３００に供給する。また、分電盤１２０は、マルチＰＣＳ２００が出力するＡＣ電力が負荷３００の消費電力を超えるときには、超過分のＡＣ電力を電力系統２０に逆潮流する。

なお、マルチＰＣＳ２００からの電力及び電力系統２０からの電力の両電力を負荷３００に供給する運転状態は「連系運転」と称され、マルチＰＣＳ２００からの電力のみを負荷３００に供給する運転状態は「自立運転」と称される。つまり、自立運転時には、ＦＣ電力、ＰＶ電力、及び、ＢＴ電力が、マルチＰＣＳ２００から負荷３００に供給される。

分電盤１２０は、電力系統２０から供給される電力が停電する場合、電力系統２０との解列を行って、連系運転から自立運転に移行することもできる。なお、連系運転から自立運転への切り替えには、分電盤１２０が、別途設けられた自立運転用電力ライン（図示せず）に電力の供給先を切り替える方法と、分電盤１２０が、電力系統２０との解列を行って、家庭内配電ライン１５０を電力の供給先とする方法とがある。本実施形態では、家庭内配電ライン１５０を電力の供給先とする方法を例に挙げて説明する。

電力センサ１３０は、負荷３００が消費する消費電力の電力値を定期的に測定し、測定した電力値をマルチＰＣＳ２００に通知する。

燃料電池１４１は、図示を省略するガスラインを介して入力される都市ガス又はプロパンガスなどのガスを用いて負荷に供給する電力を発電する家庭用燃料電池である。燃料電池１４１は、マルチＰＣＳ２００との間に設けられた電力ラインを介して、発電により得られたＤＣ電力（ＦＣ電力）をマルチＰＣＳ２００に出力する。

蓄電池１４２は、電力を蓄えるものであり、マルチＰＣＳ２００との間に設けられた電力ラインを介して、放電により得られたＤＣ電力（ＢＴ電力）をマルチＰＣＳ２００に出力すると共に、マルチＰＣＳ２００からのＤＣ電力を充電する。また、蓄電池１４２は、マルチＰＣＳ２００との間に設けられた制御信号ライン（図示せず）を介して、蓄えている電力を示す情報をマルチＰＣＳ２００に出力すると共に、充放電を行うための制御信号を入力する。

太陽電池１４３は、太陽光を受光して発電した電力をマルチＰＣＳ２００に出力する。具体的に、太陽電池１４３は、マルチＰＣＳ２００との間に設けられた電力ラインを介して、発電により得られたＤＣ電力（ＰＶ電力）をマルチＰＣＳ２００に出力する。なお、太陽電池１４３は、１又は複数のパネルにより構成される。また、太陽電池１４３は、複数のパネルにより構成されたストリングを複数用いて構成されていてもよい。

マルチＰＣＳ２００は、分電盤１２０との間に設けられた電力ラインを介して、ＡＣ電力を分電盤１２０の間で入出力する。具体的に、マルチＰＣＳ２００は、燃料電池１４１、蓄電池１４２、及び、太陽電池１４３から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換して出力する機能と、電力系統２０からのＡＣ電力をＤＣ電力に変換して出力する機能とを有する。このようなマルチＰＣＳ２００は、ハイブリッドＰＣＳと称されることがある。

マルチＰＣＳ２００から出力されたＡＣ電力は、分電盤１２０を介して、家庭内配電ライン１５０へ送り出され、適宜、負荷３００において使用され、あるいは、電力系統２０への逆潮流の電力となる。

なお、本実施形態では、燃料電池１４１から供給されるＤＣ電力と、当該ＤＣ電力を変換したＡＣ電力とを、適宜、ＦＣ電力として説明する。同様に、蓄電池１４２から放電されたＤＣ電力と、当該ＤＣ電力を変換したＡＣ電力とを、適宜、ＢＴ電力として説明し、太陽電池１４３から供給されるＤＣ電力と、当該ＤＣ電力を変換したＡＣ電力とを、適宜、ＰＶ電力として説明する。

負荷３００は、例えば、照明、エアコン、冷蔵装置、テレビ等の家電機器に加え、蓄熱器などを想定している。負荷３００は、分電盤１２０との間に設けられた家庭内配電ライン１５０を介してＡＣ電力が供給され、供給されたＡＣ電力を消費して動作する。負荷３００は、１つであってもよく、複数であってもよい。

（２）マルチＰＣＳの構成
図２を参照して、マルチＰＣＳ２００の構成について説明する。図２は、マルチＰＣＳ２００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、マルチＰＣＳ２００は、電力変換部２１０と、送受信部２２０と、記憶部２３０と、処理部２４０とを備える。なお、本実施形態において、マルチＰＣＳ２００は、需要家１０から電力系統２０に逆潮流された逆潮流電力量を管理する系統側管理装置５０と通信する通信装置を構成する。

電力変換部２１０は、分電盤１２０との間に設けられた電力ラインを介して、ＡＣ電力を分電盤１２０との間で入出力する。電力変換部２１０は、燃料電池１４１、蓄電池１４２、及び、太陽電池１４３から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換して、ＡＣ電力を分電盤１２０に出力する。なお、電力変換部２１０は、処理部２４０の制御に従って、動作する。具体的に、電力変換部２１０は、燃料電池変換部２１１と、蓄電池変換部２１２と、太陽電池変換部２１３とを備える。

燃料電池変換部２１１は、燃料電池１４１によって発電されるＤＣ電力（ＦＣ電力）をＡＣ電力に変換して、分電盤１２０に出力する。燃料電池変換部２１１は、図示を省略するガスラインを介して入力される都市ガス又はプロパンガスなどのガスの供給量を制御して、燃料電池１４１によって発電されるＦＣ電力の電力量を制御できる。燃料電池変換部２１１は、燃料電池１４１によって発電されるＦＣ電力の電力量（以下、ＦＣ電力量）を検出して、処理部２４０に通知することもできる。

蓄電池変換部２１２は、蓄電池１４２から出力されるＤＣ電力（ＢＴ電力）をＡＣ電力に変換して、分電盤１２０に出力する。蓄電池変換部２１２は、蓄電池１４２との間に設けられた電力ラインを介して、蓄電池１４２を蓄電（充電）するためのＤＣ電力を蓄電池１４２に出力する。蓄電池変換部２１２は、燃料電池１４１によって発電されたＦＣ電力、又は、太陽電池１４３によって発電されたＰＶ電力を、蓄電池１４２を蓄電（充電）するためのＤＣ電力として蓄電池１４２に出力することもできる。蓄電池変換部２１２は、蓄電池１４２から供給されたＢＴ電力の電力量（以下、ＢＴ電力量）を検出して、処理部２４０に通知することもできる。蓄電池変換部２１２は、蓄電池１４２に蓄電される電力量（蓄電量）を検出して、処理部２４０に通知することもできる。

太陽電池変換部２１３は、太陽電池１４３によって発電されたＤＣ電力（ＰＶ電力）をＡＣ電力に変換して、分電盤１２０に出力する。太陽電池変換部２１３は、太陽電池１４３によって発電されたＰＶ電力の電力量（以下、ＰＶ電力量）を検出して、処理部２４０に通知することもできる。

送受信部２２０は、家庭内通信回線６０に接続する。送受信部２２０は、家庭内通信回線１８０を介して、スマートメータ１１０や電力センサ１３０などの各機器と通信を行う。また、送受信部２２０は、スマートメータ１１０を介して、系統側管理装置５０と通信することもできる。

記憶部２３０は、処理部２４０が実行するプログラムを記憶すると共に、処理部２４０でのプログラム実行中にワークエリアとして使用される。

処理部２４０は、マルチＰＣＳ２００の各種機能を制御するものであり、ＣＰＵやメモリを用いて構成される。処理部２４０は、電力系統２０に逆潮流された逆潮流電力量を取得して、系統側管理装置５０に通知することができる。処理部２４０は、電力制御部２４１と、出力取得部２４２と、逆潮流取得部２４３と、逆潮流決定部２４４と、逆潮流通知部２４５とを備える。

電力制御部２４１は、電力変換部２１０を制御する。また、電力制御部２４１は、連系運転と自立運転との切り替えを制御することができる。例えば、電力制御部２４１は、電力系統２０から供給される電力が停電した旨の通知を、スマートメータ１１０や系統側管理装置５０などから受けると、分電盤１２０に自立運転への切り替えを指示することができる。

出力取得部２４２は、太陽電池１４３から出力されるＰＶ電力量（第１電力量）と、燃料電池１４１から出力されるＦＣ電力量（第２電力量）と、蓄電池１４２から出力されるＢＴ電力量（第３電力量）とを取得する。具体的に、出力取得部２４２は、燃料電池変換部２１１から、ＦＣ電力量を取得する。出力取得部２４２は、蓄電池変換部２１２から、ＢＴ電力量を取得する。出力取得部２４２は、太陽電池変換部２１３から、ＰＶ電力量を取得する。出力取得部２４２は、取得したＰＶ電力量とＦＣ電力量とＢＴ電力量とを、逆潮流決定部２４４に通知する。

逆潮流取得部２４３は、太陽電池１４３から電力系統２０に逆潮流されたＰＶ逆潮流電力量（第１逆潮流電力量）と、燃料電池１４１から電力系統２０に逆潮流されたＦＣ逆潮流電力量（第２逆潮流電力量）と、蓄電池１４２から電力系統２０に逆潮流されたＢＴ逆潮流電力量（第３逆潮流電力量）との合計である総逆潮流電力量を取得する。

具体的に、逆潮流取得部２４３は、スマートメータ１１０によって検出された総逆潮流電力量を取得する。逆潮流取得部２４３は、取得した総逆潮流電力量を逆潮流決定部２４４に通知する。

逆潮流決定部２４４は、総逆潮流電力量に基づいて、太陽電池１４３から電力系統２０に逆潮流されたＰＶ逆潮流電力量（第１逆潮流電力量）と、燃料電池１４１から電力系統２０に逆潮流されたＦＣ逆潮流電力量（第２逆潮流電力量）と、蓄電池１４２から電力系統２０に逆潮流されたＢＴ逆潮流電力量（第３逆潮流電力量）との各々を決定する。

具体的に、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ電力量とＦＣ電力量とＢＴ電力量との各々の比率と、総逆潮流電力量とに基づいて、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量との各々を決定する。

例えば、逆潮流総電力量が、“５００ｋＷ”であり、ＰＶ電力の電力量が“５００ｋＷ”、ＦＣ電力の電力量が“２００ｋＷ”、ＢＴ電力の電力量が“３００ｋｗ”である場合を例に挙げて説明する。かかる場合、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ電力量とＦＣ電力量とＢＴ電力量との比率を、「５：２：３」として算出する。

逆潮流決定部２４４は、総逆潮流電力量を算出した比率に応じて分配することによって、ＰＶ逆潮流電力量を“２５０ｋＷ”とし、ＦＣ逆潮流電力量を“１００ｋＷ”とし、ＢＴ逆潮流電力量を“１５０ｋＷ”として算出する。

逆潮流通知部２４５は、需要家１０ごとの逆潮流電力量を管理する系統側管理装置５０に対して、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを通知する。具体的に、逆潮流通知部２４５は、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを含む逆潮流情報を生成する。逆潮流通知部２４５は、スマートメータ１１０を介して、系統側管理装置５０に逆潮流情報を通知する。

（３）マルチＰＣＳの動作
次に、マルチＰＣＳ２００の動作について説明する。図３は、マルチＰＣＳ２００の動作を示すシーケンス図である。ここで、図３には、電力制御システム１において、マルチＰＣＳ２００が逆潮流情報を系統側管理装置５０に通知する際の動作が示されている。

ステップＳ１００において、マルチＰＣＳ２００では、出力取得部２４２が、電力変換部２１０から、ＰＶ電力量と、ＦＣ電力量と、ＢＴ電力量とを取得する。具体的には、出力取得部２４２は、燃料電池変換部２１１からＦＣ電力量を取得し、蓄電池変換部２１２からＢＴ電力量を取得し、太陽電池変換部２１３からＰＶ電力量を取得する。

ステップＳ１１０において、逆潮流取得部２４３は、スマートメータ１１０から総逆潮流電力量を取得する。

ステップＳ１２０において、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ電力量、ＦＣ電力量、及び、ＢＴ電力量の各々の比率と、逆潮流総電力量とに基づいて、ＰＶ逆潮流電力量、ＦＣ逆潮流電力量、及び、ＢＴ逆潮流電力量を決定する。

具体的に、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ電力量と、ＦＣ電力量と、ＢＴ電力量との比率を算出する。逆潮流決定部２４４は、算出した比率に基づいて、総逆潮流電力量を分配することによって、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量との各々を算出する。

ステップＳ１４０において、逆潮流通知部２４５は、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを含む逆潮流情報を生成する。逆潮流通知部２４５は、スマートメータ１１０を介して、逆潮流情報を系統側管理装置５０に通知する。

なお、上述したステップＳ１００乃至Ｓ１４０の動作は、定期的（例えば、１日毎や１ヶ月毎）に実行してもよいし、マルチＰＣＳ２００のユーザによる所定の操作を受け付けて実行してもよいし、系統側管理装置５０からの指示に応じて実行してもよい。

（４）作用及び効果
本実施形態に係る電力制御システム１において、マルチＰＣＳ２００では、出力取得部２４２は、ＰＶ電力量と、ＦＣ電力量と、ＢＴ電力量とを取得する。逆潮流取得部２４３が、総逆潮流電力量を取得する。

逆潮流決定部２４４は、ＰＶ電力量と、ＦＣ電力量と、ＢＴ電力量との比率を算出する。逆潮流決定部２４４は、比率に基づいて、総逆潮流電力量を分配することによって、太陽電池１４３から逆潮流されたＰＶ逆潮流電力量と、燃料電池１４１から逆潮流されたＦＣ逆潮流電力量と、蓄電池１４２から逆潮流されたＢＴ逆潮流情報とを決定する。

逆潮流通知部２４５は、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを含む逆潮流情報を生成する。逆潮流通知部２４５は、スマートメータ１１０を介して、逆潮流情報を系統側管理装置５０に送信する。

このように、マルチＰＣＳ２００は、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを別々に決定して、需要家１０からの逆潮流電力を管理する系統側管理装置５０に通知するので、系統側管理装置５０は、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを別々に把握できる。

つまり、マルチＰＣＳ２００によれば、例えば、ＰＶ逆潮流電力の売電単価と、ＦＣ逆潮流電力の売電単価と、ＢＴ逆潮流電力の売電単価が異なる場合であっても、系統側管理装置５０によってＰＶ逆潮流電力の売電金額と、ＦＣ逆潮流電力の売電金額と、ＢＴ逆潮流電力の売電単価とを別々に管理できる。

このように、本実施形態に係るマルチＰＣＳ２００によれば、電力事業者側において、太陽電池１４３からのＰＶ逆潮流電力と、太陽電池以外の燃料電池１４１からのＦＣ逆潮流電力と、蓄電池１４２からのＢＴ逆潮流電力とを売電するための管理を適切に行うことができる。

なお、本実施形態および以降の他の実施形態において、複数の電力供給装置として燃料電池１４１、蓄電池１４２、および太陽電池１４３を用いた場合について説明するが、風力発電装置等の他の電力供給装置を用いてもよく、さらにはいずれか２つの組み合わせであってもよい。

［変更例１］
次に、第１実施形態に係る変更例１について説明する。本変更例に係る電力制御システム１では、マルチＰＣＳ２００の処理部２４０の構成を除き、他の構成は、第１実施形態に係る電力制御システム１と同様である。

本変更例に係るマルチＰＣＳ２００では、処理部２４０が、価格取得部２４６を更に備える。価格取得部２４６は、ＰＶ逆潮流電力量の単位電力量あたりのＰＶ売電単価（第１売電単価）と、ＦＣ逆潮流電力量の単位電力量あたりのＦＣ売電単価（第２売電単価）と、ＢＴ逆潮流電力量の単位電力量あたりのＢＴ売電単価（第３売電単価）とを取得する。

具体的に、価格取得部２４６は、スマートメータ１１０及び送受信部２２０を介して、系統側管理装置５０から、ＰＶ売電単価とＦＣ売電単価とＢＴ売電単価とを含む売電単価情報を受信する。価格取得部２４６は、売電価格情報に含まれるＰＶ売電単価とＦＣ売電単価とＢＴ売電単価とを取得して、逆潮流決定部２４４に通知する。

逆潮流決定部２４４は、ＰＶ売電単価とＦＣ売電単価とＢＴ売電単価とを用いて算出される総逆潮流電力量の売電金額が最大になるように、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを決定する。

具体的に、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ売電単価によって算出されるＰＶ逆潮流電力量の売電金額と、ＦＣ売電単価によって算出されるＦＣ逆潮流電力量の売電金額と、ＢＴ売電単価によって算出されるＢＴ逆潮流電力量の売電金額との合計である総逆潮流電力量の売電金額が最大になるように、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを決定する。

このとき、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量との合計が、総逆潮流電力量よりも大きくならないようにして、各々の逆潮流電力量を算出する。また、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ逆潮流電力量をＰＶ電力量以下とし、ＦＣ逆潮流電力量をＦＣ電力量以下とし、ＢＴ逆潮流電力量をＢＴ電力量以下として、各々の逆潮流電力量を決定する。

具体的に、逆潮流決定部２４４は、単価の大きさに基づいて、ＰＶ売電単価とＦＣ売電単価とＢＴ売電単価との順位を特定する。なお、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量との内、単価の大きい逆潮流電力量が多いほど、総逆潮流電力量の売電金額が、大きくなる。

例えば、ＰＶ売電単価が最も大きく、ＦＣ売電単価が次に大きく、ＢＴ売電単価が最も小さい場合を例に挙げて、以下に説明する。この場合、総逆潮流電力量に対するＰＶ逆潮流電力量の割合を可能な限り大きくすれば、売電金額を大きくすることができる。よって、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ逆潮流電力量が最大になるＰＶ電力量を、ＰＶ逆潮流電力量として決定する。

続いて、逆潮流決定部２４４は、次に単価が大きいＦＣ逆潮流電力量を可能な限り大きくする。つまり、逆潮流決定部２４４は、ＦＣ電力量をＦＣ逆潮流電力量として決定する。

また、逆潮流決定部２４４は、総逆潮流電力量から、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とを減算することによって、最も単価が小さいＢＴ逆潮流電力量を決定する。

なお、逆潮流決定部２４４は、ＢＴ逆潮流電力量を“０ｋＷｈ”とする場合もあり得る。具体的に、ＰＶ逆潮流電力量としたＰＶ電力量（例えば、１５０ｋＷｈ）と、ＦＣ逆潮流電力量としたＦＣ電力量（例えば、１００ｋＷｈ）との合計が、総逆潮流電力量（例えば、２００ｋＷｈ）よりも大きくなる場合もありうる。

この場合、逆潮流決定部２４４は、総逆潮流電力量（例えば、２００ｋＷｈ）からＰＶ逆潮流電力量としたＰＶ電力量（例えば、１５０ｋＷｈ）を減算して、ＦＣ逆潮流電力量（例えば、５０ｋＷｈ）を取得するとともに、ＢＴ逆潮流電力量を“０ｋＷｈ”として取得する。

さらに、ＰＶ逆潮流電力量としたＰＶ電力量（例えば、１５０ｋＷｈ）が、総逆潮流電力量（例えば、１２０ｋＷｈ）よりも大きくなる場合もあり得る。この場合、逆潮流決定部２４４は、総逆潮流電力量（例えば、１２０ｋＷｈ）をＰＶ逆潮流電力量として決定するとともに、ＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量との各々を“０ｋＷｈ”とする。

本変更例に係るマルチＰＣＳ２００によれば、総逆潮流電力量の売電金額が最大になるように決定した、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを系統側管理装置５０に通知するので、需要家１０が売電によって得る収益を増加させることができる。

なお、上述のマルチＰＣＳ２００では、逆潮流決定部２４４が、総逆潮流電力量の売電金額が最大になるように、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを決定していたが、総逆潮流電力量の売電金額が最小になるようにしてもよい。この場合、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ売電単価とＦＣ売電単価とＢＴ売電単価との内、単価の小さい逆潮流電力量を多くするようにして、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを決定する。かかるマルチＰＣＳ２００によれば、電力事業者が需要家１０に支払う売電金額を可能な限り低くすることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る電力制御システム１ついて説明する。ここで、図４には、電力制御システム１が、需要家１０内の電力を制御するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）４００を備え、ＨＥＭＳ４００が、上述した処理部２４０の機能を有している。本実施形態では、ＨＥＭＳ４００が、通信装置を構成する。

また、本実施形態に係る電力制御システム１では、マルチＰＣＳ２００に変えて、太陽電池用ＰＣＳ２００Ａと蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂと燃料電池用ＰＣＳ２００Ｃとを備える場合の例が示されている。

太陽電池用ＰＣＳ２００Ａは、太陽電池変換部２１３を備える。太陽電池用ＰＣＳ２００Ａは、太陽電池１４３から出力されたＤＣ電力（ＰＶ電力）をＡＣ電力に変換して、分電盤１２０に出力する。

蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂは、蓄電池変換部２１２を備える。蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂは、蓄電池１４２から出力されたＤＣ電力（ＢＴ電力）をＡＣ電力に変換して、分電盤１２０に出力する。

燃料電池用ＰＣＳ２００Ｃは、燃料電池変換部２１１を備える。燃料電池用ＰＣＳ２００Ｃは、燃料電池１４１から出力されたＤＣ電力（ＦＣ電力）をＡＣ電力に変換して、分電盤１２０に出力する。

また、ＨＥＭＳ４００では、出力取得部２４２は、太陽電池用ＰＣＳ２００Ａと蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂと燃料電池用ＰＣＳ２００Ｃとの各々から、ＰＶ電力量とＦＣ電力量とＢＴ電力量との各々を取得する。なお、逆潮流取得部２４３と逆潮流決定部２４４と逆潮流通知部２４５との構成は、上述した第１実施形態の構成と同様である。

本実施形態に係るＨＥＭＳ４００においても、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを別々に決定して、需要家１０からの逆潮流電力を管理する系統側管理装置５０に通知するので、系統側管理装置５０は、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを別々に把握できる。

よって、本実施形態に係るＨＥＭＳ４００によれば、電力事業者側において、太陽電池１４３からのＰＶ逆潮流電力と、太陽電池以外の燃料電池１４１からのＦＣ逆潮流電力と、蓄電池１４２からのＢＴ逆潮流電力とを売電するための管理を適切に行うことができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る電力制御システム１ついて説明する。ここで、図５には、電力制御システム１のスマートメータ１１０が、処理部２４０の機能を有する場合の一例が示されている。本実施形態では、スマートメータ１１０が通信装置を構成する。

また、本実施形態に係る電力制御システム１は、マルチＰＣＳ２００に変えて、太陽電池用ＰＣＳ２００Ａと蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂと燃料電池用ＰＣＳ２００Ｃとを備えるとともに、太陽電池用ＰＣＳ２００Ａと蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂと燃料電池用ＰＣＳ２００Ｃとの各々が、分電盤１２０を介さずに家庭内配電ライン１５０に接続する。なお、太陽電池用ＰＣＳ２００Ａと蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂと燃料電池用ＰＣＳ２００Ｃとの各々の構成は、上述した第２実施形態と同様である。

また、本実施形態に係る電力制御システム１では、家庭内配電ライン１５０上に電力センサ１３１乃至１３３が配置されている。具体的に、太陽電池用ＰＣＳ２００Ａの家庭内配電ライン１５０の接続点と、電力系統２０との間に、電力センサ１３１が配置されている。太陽電池用ＰＣＳ２００Ａの家庭内配電ライン１５０の接続点と、蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂの家庭内配電ライン１５０の接続点との間に、電力センサ１３２が配置されている。蓄電池用ＰＣＳ２００Ｂの家庭内配電ライン１５０の接続点と、燃料電池用ＰＣＳ２００Ｃの家庭内配電ライン１５０の接続点との間に、電力センサ１３３が配置されている。

電力センサ１３１は、ＰＶ逆潮流電力量（例えば、Ａ（ｋｗ））、ＢＴ逆潮流電力量（例えば、Ｂ（ｋｗ））、及び、ＦＣ逆潮流電力量（例えば、Ｃ（ｋｗ））の合計である総逆潮流電力量（Ａ＋Ｂ＋Ｃ（ｋｗ））を検出する。電力センサ１３２は、ＢＴ逆潮流電力量（例えば、Ｂ（ｋｗ））、及び、ＦＣ逆潮流電力量（例えば、Ｃ（ｋｗ））の合計値（Ｂ＋Ｃ（ｋｗ））を検出する。電力センサ１３３は、ＦＣ逆潮流電力量（例えば、Ｃ（ｋｗ））を検出する。

本実施形態に係るスマートメータ１１０では、逆潮流取得部２４３は、総逆潮流電力量と、ＢＴ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量の合計値と、ＦＣ逆潮流電力量とを、電力センサ１３１乃至１３３から取得して、逆潮流決定部２４４に通知する。このように、逆潮流取得部２４３は、ＰＶ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量との内、一の逆潮流電力量と、一の逆潮流電力量に対して他の逆潮流電力量の各々が一つずつ加わった逆潮流電力量とを取得して、取得結果を逆潮流決定部２４４に通知する。

逆潮流決定部２４４は、総逆潮流電力量と、ＢＴ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量の合計値と、ＦＣ逆潮流電力量とに基づいて、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを決定する。具体的に、逆潮流決定部２４４は、総逆潮流電力量（Ａ＋Ｂ＋Ｃ（ｋｗ））から、ＢＴ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量の合計値（Ｂ＋Ｃ（ｋｗ））を減算して、ＰＶ逆潮流電力量（Ａ（ｋｗ））を算出する。逆潮流決定部２４４は、ＢＴ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量の合計値（Ｂ＋Ｃ（ｋｗ））から、ＦＣ逆潮流電力量（Ｃ（ｋｗ））を減算して、ＢＴ逆潮流電力量（例えば、Ｂ（ｋｗ））を算出する。

このようにして、逆潮流決定部２４４は、ＰＶ逆潮流電力量と、ＢＴ逆潮流電力量と、ＦＣ逆潮流電力量とを決定する。なお、逆潮流通知部２４５の構成は、上述した実施形態と同様である。

本実施形態に係るスマートメータ１１０によれば、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを別々に決定して、需要家１０からの逆潮流電力を管理する系統側管理装置５０に通知するので、系統側管理装置５０は、ＰＶ逆潮流電力量とＦＣ逆潮流電力量とＢＴ逆潮流電力量とを別々に把握できる。

よって、本実施形態に係るスマートメータ１１０によれば、電力事業者側において、太陽電池１４３からのＰＶ逆潮流電力と、太陽電池以外の燃料電池１４１からのＦＣ逆潮流電力と、蓄電池１４２からのＢＴ逆潮流電力とを売電するための管理を適切に行うことができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態に係る電力制御システム１では、マルチＰＣＳ２００は、負荷３００の消費電力の増減に追従して、燃料電池１４１から出力されるＦＣ電力を増減するように構成されている。

また、本実施形態では、燃料電池１４１から供給されるＦＣ電力と、蓄電池１４２から供給されるＢＴ電力とは、共通の電力線である家庭内配電ライン１５０を介して負荷に供給される。このような構成によって、ＦＣ電力とＢＴ電力との内、電力値の大きい電力ほど、負荷３００に供給される。

ここで、図６には、本実施形態に係るマルチＰＣＳ２００の構成が示されている。マルチＰＣＳ２００において、処理部２４０の構成を除き、他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。以下に、上述した第１実施形態との変更点を主に説明する。

本実施形態に係る処理部２４０では、電力制御部２４１は、連系運転と自立運転との切り替えを制御する。具体的に、電力制御部２４１は、電力系統２０から供給される電力が停電した旨の通知を、スマートメータ１１０から受けると、分電盤１２０に自立運転への切り替えを指示する。また、電力制御部２４１は、燃料電池制御部２４１１と、蓄電池制御部２４１２とを備える。

燃料電池制御部２４１１は、燃料電池１４１及び燃料電池変換部２１１を制御する。燃料電池制御部２４１１は、負荷３００によって消費される消費電力の増加に追従したＦＣ電力を負荷３００に供給するように燃料電池１４１を制御する。

具体的に、燃料電池制御部２４１１は、送受信部２２０を介して、電力センサ１３０から負荷の消費電力を定期的に取得する。燃料電池制御部２４１１は、取得した消費電力の増減に応じて、燃料電池１４１によって発電するＦＣ電力を増減するように燃料電池変換部２１１に指示する。なお、燃料電池制御部２４１１は、連系運転及び自立運転のいずれの運転状態においても、消費電力の増減に追従して、燃料電池変換部２１１を制御する。

また、燃料電池制御部２４１１は、出力取得部２４２によってＢＴ電力が検出された際、ＢＴ電力を小さくするようにＦＣ電力を増加させる。具体的に、燃料電池制御部２４１１は、自立運転が実行される場合に、出力取得部２４２によって検出されたＢＴ電力を取得する。

詳細には、燃料電池制御部２４１１は、燃料電池１４１によって発電可能なＦＣ電力の増減量の閾値、すなわち、消費電力に追従可能なＦＣ電力の増加量の閾値を予め記憶している。燃料電池制御部２４１１は、負荷３００の消費電力の増加量が、追従可能なＦＣ電力の増加量の閾値よりも大きい場合、出力取得部２４２によって検出されたＢＴ電力を取得する。燃料電池制御部２４１１は、取得したＢＴ電力の分だけ、燃料電池１４１によって発電されるＦＣ電力を増加するように、燃料電池変換部２１１に指示する。また、この指示を受けた燃料電池変換部２１１は、ＦＣ電力を増加するように燃料電池１４１を制御する。

ここで、ＦＣ電力とＢＴ電力とは、共通の電力線である家庭内配電ライン１５０を介して負荷に供給されるため、上述のようにＦＣ電力を増加させることで、ＢＴ電力を小さくすることが可能になる。なお、本実施形態において、燃料電池制御部２４１１は、第１制御部を構成する。

蓄電池制御部２４１２は、蓄電池１４２及び蓄電池変換部２１２を制御する。蓄電池制御部２４１２は、自立運転が実行される場合で、消費電力の増加量が燃料電池１４１によって追従可能な増加量以上になる場合に、消費電力の増加量に応じたＢＴ電力を負荷３００に供給するように蓄電池１４２を制御する。

より詳細には、蓄電池制御部２４１２は、電力制御部２４１から、自立運転を実行する旨の通知を受けると、蓄電池変換部２１２に対して、蓄電池１４２に蓄電されている電力を放電するように指示する。なお、本実施形態において、蓄電池制御部２４１２は、第２制御部を構成する。

本実施形態に係るマルチＰＣＳ２００では、自立運転を実行する際、燃料電池１４１によって発電されるＦＣ電力の増加量が、負荷３００の消費電力の増加量に追従できない場合、蓄電池１４２から出力されるＢＴ電力が負荷３００に供給される。

このように、マルチＰＣＳ２００では、燃料電池１４１によって発電されるＦＣ電力が負荷３００の消費電力の増加に追従できない場合であっても、負荷３００に継続して電力を供給することができる。

また、マルチＰＣＳ２００では、蓄電池１４２から負荷３００に出力されるＢＴ電力を小さくするように、燃料電池１４１から出力されるＦＣ電力を増加する。ここで、例えば、電力系統２０から供給される電力が停電し、自立運転を実行する場合、蓄電池１４２に蓄電される電力をできるだけ残すことが好ましい。

このような場合を想定して、本実施形態に係るマルチＰＣＳ２００は、蓄電池１４２から負荷に供給されるＢＴ電力が検出された際、ＢＴ電力を小さくするように燃料電池１４１から出力されるＦＣ電力を増加する。つまり、マルチＰＣＳ２００は、燃料電池１４１によって発電されるＦＣ電力を積極的に用いることで、蓄電池１４２に蓄電される電力を可能な限り残すことができる。

なお、マルチＰＣＳ２００では、価格取得部２４６を更に備えていてもよい。この場合、マルチＰＣＳ２００では、燃料電池制御部２４１１は、連系運転時において、ＦＣ売電単価が、ＰＶ売電単価やＢＴ売電単価よりも高くなる場合に、ＦＣ電力を増加するように燃料電池変換部２１１及び燃料電池１４１を制御する。

このようなマルチＰＣＳ２００によれば、ＦＣ売電単価が高い場合に、ＦＣ電力を増加することによって、電力系統２０に逆潮流するＦＣ逆潮流電力量を増やすことができるので、需要家１０が売電によって得る収益を増加させることができる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

また、上述した実施形態において、マルチＰＣＳ２００の処理部２４０の機能は、ＨＥＭＳ４００やスマートメータ１１０だけでなく、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）等、スマートグリッド技術における様々な装置に備えてもよい。

また、上述した実施形態における処理部２４０の機能は、需要家１０に限らず、例えば、電力系統２０に電力を逆潮流することによって、電力を売電する事業者に設けられる電力制御システムに備えていてもよい。つまり、処理部２４０の機能は、複数の電力供給装置を備え、電力系統２０に電力を逆潮流する様々なシステムにおいて適用可能である。

また、上述した実施形態及び変更例は組み合わせることも可能である。このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

１…電力制御システム、２０…電力系統、５０…系統側管理装置、１１０…スマートメータ、１２０…分電盤、１３０…電力センサ、１４１…燃料電池、１４２…蓄電池、１４３…太陽電池、１５０…家庭内配電ライン、１８０…家庭内通信回線、２００…マルチＰＣＳ、２１０…電力変換部、２１１…燃料電池変換部、２１２…蓄電池変換部、２１３…太陽電池変換部、２２０…送受信部、２３０…記憶部、２４０…処理部、２４１…電力制御部、２４２…出力取得部、２４３…逆潮流取得部、２４４…逆潮流決定部、２４５…逆潮流通知部、３００…負荷

Claims (3)

1. 複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力が入力され、各ＤＣ電力を１系統のＡＣ電力に変換する電力変換部と、
   前記複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力量を取得する出力取得部と、
   前記出力取得部によって取得されるＤＣ電力量の比率に基づいて、前記ＡＣ電力における前記複数の電力供給装置それぞれのＡＣ電力量を算出する算出部と、を備えることを特徴とするパワーコンディショナー。
2. 前記算出部によって算出される前記複数の電力供給装置それぞれのＡＣ電力量を出力する出力部を備えることを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナー。
3. 複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力が入力され、各ＤＣ電力を１系統のＡＣ電力に変換するパワーコンディショナーで用いる算出方法であって、
   前記複数の電力供給装置それぞれから出力されるＤＣ電力量を取得するステップＡと、
   前記出力取得部によって取得されるＤＣ電力量の比率に基づいて、前記ＡＣ電力における前記複数の電力供給装置それぞれのＡＣ電力量を算出するステップＢと、を備えることを特徴とする算出方法。

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