JP7556249B2

JP7556249B2 - 発電システム、制御方法およびプログラム

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Publication number: JP7556249B2
Application number: JP2020159948A
Authority: JP
Inventors: 正裕平島; 健二小林
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2024-09-26
Anticipated expiration: 2040-09-24
Also published as: JP2022053237A

Description

本発明は、太陽光発電システム等の発電機構と蓄電池システム等の蓄電機構とを構成に含む分散型の電源システム、制御方法およびプログラムに関する。

近年、太陽光発電システム等の発電機構や蓄電池システム等の蓄電機構を構成に含み、商用の電力系統に連系して運用される分散型電源システムが普及してきている（例えば、特許文献１）。需要家においては、例えば、太陽光発電によって得られた電力を交流に変換して負荷や連系する電力系統に供給できるとともに、余剰電力を蓄電することで電力需要が逼迫する昼間に使用してピークシフトを行うことが可能になる。

特開２０１８－１２５９７４号公報

ところで、分散型電源システムにおいて、商用の電力系統から供給された電力を用いることなく負荷が運転される自立運転の際には、太陽光発電等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、余剰電力が蓄電池システム等の備える蓄電池に充電されることになる。分散型電源システムにおいては、発電機構に接続される電力変換器と蓄電機構に接続される電力変換器とは直流バスによって接続されている。ここで、蓄電池が満充電状態になると、蓄電池側の電力変換器では、充電方向に流れる電流値を０Ａに抑制することで、蓄電池の過充電状態を防止する。しかしながら、直流バスを充電方向に流れる電流が存在する場合には、一定の電力（微電力）による充電が継続されることになり、蓄電池の過電圧状態を引き起こす虞があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電機構と蓄電機構とを備える分散型電源システムの自立運転時における蓄電池の過充電を防止する技術を提供することにある。

上記の課題を解決するための開示の技術の一形態は、
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含み、前記需要家の電力系統に連系して運用される電源システムであって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第１電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第２電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たすときには、
前記第１電力変換部に対する制御指令として、前記電力バスに供給される直流電力が、前記負荷で消費される負荷電力から第１電力を減じた第２電力に抑制されるように目標値
を指示するとともに、
前記負荷で消費される負荷電力の内、前記第１電力変換部から前記電力バスに供給される前記第２電力で賄えない差分電力を、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給されるように前記第２電力変換部を制御する、
ことを特徴とする。

これにより、電源システムにおいては、蓄電池である蓄電池ユニット２３の充電状態が所定条件を満たす場合に、電力バスである直流バス２５に供給される直流電力に関し、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように第２電力変換部である双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４および第１電力変換部であるＤＣ／ＤＣコンバータ２２が制御できる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される電力は、負荷７０で消費される負荷電力から所定の電力である第１電力を減じた第２電力に抑制されるため、発電装置である太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはない。そして、負荷７０で消費される負荷電力の中で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される第２電力で賄えない差分電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から供給可能になるため、電源システムにおいては、直流バス２５を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給された電力に基づいて負荷７０に電力を供給する自立運転が継続できる。

また、開示の技術の他の一形態は、
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含み、前記需要家の電力系統に連系して運用される電源システムであって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第１電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第２電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たすときには、
前記第２電力変換部に対する充放電制御に関する充放電制御指令として、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給される電力を第３電力に指示するとともに、
前記最大電力点追従制御を継続させて第４電力を前記電力バスに供給させるとともに、前記電力バスに供給される電力が前記負荷で消費される負荷電力を超えないように前記第４電力を抑制するように前記第１電力変換部を制御する、
ことを特徴とする。

このような形態であっても、電源システムにおいては、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から一定電力である第３電力が放電電力として直流バス２５に供給できる。そして、負荷７０で消費される負荷電力に対して第３電力で補えない残りの電力である第４電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給できる。この形態においても、発電装置である太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはないため、直流バス２５を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。そして、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給された電力に基づいて負荷７０に電力を供給する自立運転が継続できる。

また、開示の技術の他の一形態においては、前記制御部は、前記電力バスに供給される電力が前記負荷で消費される負荷電力に満たないときには、前記第２電力変換部から供給される前記第３電力を増加させる、ようにしてもよい。これにより、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２では、負荷７０で消費される負荷電力の減少に応じたＭＰＰＴ制御および充放電制御が可能になる。

また、開示の技術の一形態においては、前記制御部は、前記負荷で消費される負荷電力が所定電力以下のときには、前記第２電力変換部に対して前記充放電制御を停止させるゲートブロック指示を充放電制御指令として指示する、ようにしてもよい。これにより、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２では、負荷７０で消費される負荷電力の減少に応じた、充放電制御が可能になる。

また、開示の技術の一形態においては、前記制御部は、前記負荷で消費される負荷電力が所定電力以下のときには、前記第１電力変換部に対して前記最大電力点追従制御を停止させるゲートブロック指示を制御指令として指示する、ようにしてもよい。これにより、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２では、負荷７０で消費される負荷電力の減少に応じた、ＭＰＰＴ制御が可能になる。

また、開示の技術の一形態においては、前記第１電力の下限値は、前記負荷電力の計測誤差である、ようにしてもよい。また、開示の技術の一形態においては、前記第３電力の下限値は、前記負荷電力の計測誤差である、これにより、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力から直流バス２５に必ず供給される電力量を最小限に抑制できる。

また、開示の技術の他の一形態は、
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含み、前記需要家の電力系統に連系して運用される電源システムの電力変換器が実行する制御方法であって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第１電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第２電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たすときには、
前記第１電力変換部に対する制御指令として、前記電力バスに供給される直流電力が、前記負荷で消費される負荷電力から第１電力を減じた第２電力に抑制されるように目標値を指示するとともに、
前記負荷で消費される負荷電力の内、前記第１電力変換部から前記電力バスに供給される前記第２電力で賄えない差分電力を、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給されるように前記第２電力変換部を制御する、
ことを実行する。

このような形態であっても、電源システムにおいては、蓄電池である蓄電池ユニット２３の充電状態が所定条件を満たす場合に、電力バスである直流バス２５に供給される直流電力に関し、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように第２電力変換部である双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４および第１電力変換部であるＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２２が制御できる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される電力は、負荷７０で消費される負荷電力から所定の電力である第１電力を減じた第２電力に抑制されるため、発電装置である太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはない。そして、負荷７０で消費される負荷電力の中で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される第２電力で賄えない差分電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から供給可能になるため、電源システムにおいては、直流バス２５を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給された電力に基づいて負荷７０に電力を供給する自立運転が継続できる。

また、開示の技術の他の一形態は、
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含み、前記需要家の電力系統に連系して運用される電源システムの電力変換器が実行する制御方法であって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第１電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第２電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たすときには、
前記第２電力変換部に対する充放電制御に関する充放電制御指令として、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給される電力を第３電力に指示するとともに、
前記最大電力点追従制御を継続させて第４電力を前記電力バスに供給させるとともに、前記電力バスに供給される電力が前記負荷で消費される負荷電力を超えないように前記第４電力を抑制するように前記第１電力変換部を制御する、
ことを実行する。

また、開示の技術の他の一形態は、請求項８または請求項９に記載の電源システムのそれぞれの電力変換器に制御方法を実行させるプログラム、であってもよい。このような形態であっても、電源システムにおいては、蓄電池である蓄電池ユニット２３の充電状態が所定条件を満たす場合に、電力バスである直流バス２５に供給される直流電力に関し、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように第２電力変換部である双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４および第１電力変換部であるＤＣ／ＤＣコンバータ２２が制御できる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される電力は
、負荷７０で消費される負荷電力から所定の電力である第１電力を減じた第２電力に抑制されるため、発電装置である太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはない。そして、負荷７０で消費される負荷電力の中で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される第２電力で賄えない差分電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から供給可能になるため、電源システムにおいては、直流バス２５を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給された電力に基づいて負荷７０に電力を供給する自立運転が継続できる。

また、電源システムにおいては、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から一定電力である第３電力が放電電力として直流バス２５に供給できる。そして、負荷７０で消費される負荷電力に対して第３電力で補えない残りの電力である第４電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給できる。この形態においても、発電装置である太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはないため、直流バス２５を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。そして、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給された電力に基づいて負荷７０に電力を供給する自立運転が継続できる。

本発明によれば、発電機構と蓄電機構とを備える分散型電源システムの自立運転時における蓄電池の過充電が防止できる。

本発明の実施例１に係る分散型電源システムの概略構成を示すブロック図である。本発明の実施例１における自立運転時の電力の流れを説明する説明図である。本発明の実施例１における自立運転時の制御動作を説明する説明図である。本発明の実施例１における微電力に伴う蓄電池ユニットの過充電を説明する説明図である。本発明の実施例１における分散型電源システムの制御動作を説明する説明図である。本発明の実施例１における分散型電源システムの制御動作の推移を示すタイムチャートである。本発明の実施例１における分散型電源システムの制御動作の推移を示すタイムチャートである。本発明の実施例１に係る制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。本発明の実施例１における過充電防止処理の一例を示すフローチャートである。本発明の実施例２における分散型電源システムの制御動作を説明する説明図である。本発明の実施例２における分散型電源システムの制御動作の推移を示すタイムチャートである。本発明の実施例２における分散型電源システムの制御動作の推移を示すタイムチャートである。本発明の実施例２における過充電防止処理の一例を示すフローチャートである。

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の適用例に係る分散型電源システム２０の概略構成を示すブロック図である。図１には、需要家の構内に設けられた商用の電力系統８０と連系して負荷７０や連系する電力系統８０に交流電力を供給する分散型電源システム２０が例示されている。本発明の適用例に係る分散型電源システム２０は、発電機構としての太陽光発電システムと、蓄電機構としての蓄電池システムを含むハイブリッド型の電源システムである。

図１に示すように、分散型電源システム２０は、太陽光発電モジュール２１と、蓄電池ユニット２３と、パワーコンディショナ（以下、「ＰＣＳ」ともいう）１０を備える。ＰＣＳ１０は、電力変換部１２と、制御部１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とを備える。ＰＣＳ１０のＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、太陽光発電モジュール２１と接続される。また、ＰＣＳ１０の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、蓄電池ユニット２３と接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とは直流バス２５で接続される。ＰＣＳ１０の電力変換部１２は直流バス２５に接続され、当該直流バスを通じて供給された直流電力を電力系統８０と同期のとれた交流電力に変換するとともに、電力系統８０から供給された交流電力を直流電力に変換して直流バス２５に出力する。

ＰＣＳ１０の制御部１１には、直流バス２５に設けられた電力センサ２６（電流センサ、電圧センサ）、太陽光発電モジュール２１とＤＣ／ＤＣコンバータ２２との間に設けられた電力センサ２７（電流センサ、電圧センサ）、分電盤８２と電力系統８０とを繋ぐ電力線８３に設けられた電力計８１を含む各種のセンサの出力が入力される。制御部１１では、上記各種センサを通じて検出された情報に基づいて、太陽光発電モジュール２１の発電出力が最大となる最大電力（電流×電圧の値）点あるいは最適動作点でＤＣ／ＤＣコンバータ２２が動作するように最大電力点追従制御（Maximum power point tracking、MPPT）が行われる。また、制御部１１では、上記各種センサを通じて検出された負荷状況等や、予め設定された充放電に関するモード等に基づいて、充放電に関する制御処理が行われる。

適用例に係る分散型電源システム２０においては、図２から図３に示すように、自立運転が行われる際には、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して直流バス２５に供給される。また、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、負荷電力を超える余剰電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して蓄電池ユニット２３に充電される。ここで、図４に示すように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４への電流指令値（ＢＡＴＩリミット指令値）と実際の電流値（ＢＡＴＩ）との間に、蓄電池ユニット２３への充電方向に向かう一定の電力（微電力）が生じる場合には、当該微電力の電流が蓄電池ユニット２３へ流れ込むことになり、蓄電池の過電圧状態が引き起こされる虞があった。

適用例に係る分散型電源システム２０においては、図５から図１３に示すように、蓄電池ユニット２３の充電状態が所定条件を満たすことを契機として、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２が制御される。具体的には分散型電源システム２０を構成するＰＣＳ１０の制御部１１は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対して一定の放電電力が直流バス２５に供給されるように制御指令を出力する。制御部１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される直流電力が、「負荷電力－所定電力（一定の放電電力）」に抑制されるように制御指令を出力する。ここで、所定条件とは、蓄電池ユニット２３の充電状態を判定するための充電率が所定の閾値を超えることであり、分散型電源システム２０の規模や構成、蓄電池ユニ
ット２３の蓄電容量、自立運転時において負荷７０に供給される負荷電力等によって予め設定される。所定条件の一例として、例えば、蓄電池ユニット２３の満充電状態が例示できる（この場合の閾値はマージンを考慮して９５パーセント程度が望ましい）。

このような制御処理を行うことで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４では、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御が行われ、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力に基づく一定の放電電力が直流バス２５に供給される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２では、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御が行われ、太陽光発電モジュール２１等の発電電力から直流バス２５に供給される電力が“負荷電力－所定電力”に抑制される。本実施例の分散型電源システム２０においては、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から放電された“所定電力（一定の放電電力）”と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって抑制された“負荷電力－所定電力”の電力が供給される。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される電力は、負荷７０で消費される負荷電力と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から放電される一定電力との差分電力に抑制されるため、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはない。本実施例に係る分散型電源システム２０においては、直流バス２５を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。

〔実施例１〕
以下では、本発明の具体的な実施の形態について、図面を用いて、より詳細に説明する。

＜システム構成＞
図１は、本発明の実施例に係る分散型電源システム２０の概略構成を示すブロック図である。本実施例における分散型電源システム２０は、発電機構としての太陽光発電システムと、蓄電機構としての蓄電池システムを含むハイブリッド型の電源システムである。図１に示すように、分散型電源システム２０は、需要家の構内に設けられた商用の電力系統８０と連系して負荷７０や連系する電力系統８０に交流電力を供給する電力供給システム１を構成する。分散型電源システム２０は、分電盤８２を介して商用の電力系統８０および負荷７０に接続される。なお、本実施例においては、発電機構として太陽光発電システムの形態を用いて説明するが、分散型電源システム２０は、太陽光発電システム以外の他の形態の発電システムを採用してもよい。他の形態の発電システムとして、風力や水力等の自然エネルギーを用いた発電システムや、燃料を用いた自家発電システム等が例示される。

本実施例の分散型電源システム２０は、太陽光発電モジュール２１と、蓄電池ユニット２３と、パワーコンディショナ（以下、「ＰＣＳ」ともいう）１０を備える。本実施例においては、パワーコンディショナ１０は「電力変換器」の一例に相当する。ＰＣＳ１０は、電力変換部１２と、制御部１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とを備える。ＰＣＳ１０のＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、発電機構を構成する太陽光発電モジュール２１と接続される。また、ＰＣＳ１０の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、蓄電機構を構成する蓄電池ユニット２３と接続される。本実施例の分散型電源システム２０においては、ＰＣＳ１０と太陽光発電モジュール２１とは太陽光発電システムを構成し、ＰＣＳ１０と蓄電池ユニット２３とは蓄電池システムを構成する。本実施例の分散型電源システム２０は「電源システム」に相当する。

本実施例に係るＰＣＳ１０のＤＣ／ＤＣコンバータ２２と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とは直流バス２５で接続される。ＰＣＳ１０の電力変換部１２は直流バス２５に接続され、当該直流バスを通じて供給された直流電力を交流電力に変換する。電力変換部１２は、直流バス２５を通じて供給された直流電力を電力系統８０と同期のとれた交流電力に
変換するＤＣ／ＡＣコンバータ、電力系統８０から供給された交流電力を直流電力に変換して直流バス２５に出力するＡＣ／ＤＣコンバータを含み構成される。本実施例においては、発電機構を構成する太陽光発電モジュール２１は「発電装置」の一例であり、蓄電機構を構成する蓄電池ユニット２３は「蓄電池」の一例である。また、本実施例に係るパワーコンディショナ（ＰＣＳ）１０が備えるＤＣ／ＤＣコンバータ２２は「第１電力変換部」に相当し、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は「第２電力変換部」に相当する。また、本実施例に係るＤＣ／ＤＣコンバータ２２と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とが接続される直流バス２５は「電力バス」に相当する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、太陽光発電モジュール２１で発電された直流電力を昇圧して直流バス２５に供給するためのユニットである。蓄電池ユニット２３は、定格等で定められた所定容量の電力を蓄積する蓄電池であり、当該定格等により充放電の回数が制限される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、直流バス２５を通じて供給された蓄電池ユニット２３へ充電される電力の電圧や、蓄電池ユニット２３から直流バス２５に出力される放電電力の電圧を双方向に変換するユニットである。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、蓄電池ユニット２３や双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４には、制御部１１からの制御指令を受けて動作するマイコン等が組み込まれている。

ＰＣＳ１０の制御部１１は、プロセッサ（ＣＰＵ等）、メモリ、ゲートドライバ、通信インタフェース回路等を含んで構成されるユニットである。制御部１１には、直流バス２５に設けられた電力センサ２６（電流センサ、電圧センサ）、太陽光発電モジュール２１とＤＣ／ＤＣコンバータ２２との間に設けられた電力センサ２７（電流センサ、電圧センサ）、分電盤８２と電力系統８０とを繋ぐ電力線８３に設けられた電力計８１を含む各種のセンサの出力が入力される。制御部１１では、上記各種センサを通じて検出された情報に基づいて、太陽光発電モジュール２１の発電出力が最大となる最大電力（電流×電圧の値）点あるいは最適動作点でＤＣ／ＤＣコンバータ２２が動作するように最大電力点追従制御（Maximum power point tracking、MPPT）が行われる。

また、制御部１１では、上記各種センサを通じて検出された負荷状況等や、予め設定された充放電に関するモード等に基づいて、充放電に関する制御処理（蓄電制御処理ともいう）が行われる。例えば、制御部１１は、放電を行う場合には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を通じて蓄電池ユニット２３から放電された電力を変換して直流バス２５へ供給するように制御し、放電を停止する場合には、蓄電池ユニット２３からの放電を停止させて直流バス２５に放電される電力を停止するように制御する。

さらに、制御部１１は、上記モードや負荷状況、蓄電池ユニット２３の充電状態等に基づいて、充電を行うと判定した場合には、電力系統８０やＤＣ／ＤＣコンバータ２２を通じて直流バス２５に供給された太陽光発電モジュール２１の電力を変換し、蓄電池ユニット２３へ充電するように制御する。制御部１１からの上記蓄電制御処理に関する制御指令を受け、蓄電池ユニット２３および双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の動作が制御される。

図２は、自立運転時における電力の流れを説明する説明図である。分散型電源システム２０において、自立運転の際には、斜め斜線でハッチングされた矢印Ａ１に示すように、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力がＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して直流バス２５に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力を所定の電圧値に変換して直流バス２５に出力する。直流バス２５に接続されたＰＣＳ１０の電力変換部１２は、制御部１１からの制御指令に基づいて、直流バス２５に供給された直流電力を力系統８０と同期のとれた交流電力に変換して負荷７０に供給する（
出力電圧制御（ＯＵＴＶ制御）、出力電流制御（ＯＵＴＩ制御））。また、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、負荷電力を超える余剰電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して蓄電池ユニット２３に充電される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からの制御指令に基づいて直流バス電圧制御（ＢＡＴＩ制御）を行い、直流バス２５に供給された直流電力の電圧を変換して蓄電池ユニット２３を充電する。

図３は、自立運転時における制御動作を説明する説明図である。図３においては、電力センサ２６（電流センサ、電圧センサ）を介して検出された直流バス電圧に対するＤＣ／ＤＣコンバータ２２（単方向ＤＤとも言う）の制御形態が例示される。図３に示すように、自立運転時にはＤＣ／ＤＣコンバータ２２は制御部１１からの制御指令（直流バス電圧指令値）に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、太陽光発電モジュール２１等で発電された電力を所定の電圧値に昇圧して直流バス２５に出力する。制御部１１は、電力センサ２６（電流センサ、電圧センサ）を介して検出された直流バス電圧が所定値Ａ２を超える場合には、直流バス電圧の上昇を抑制するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。直流バス電圧の上昇を抑制により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される直流電力の電圧値は、直流バス電圧指令値で指定された電圧値近傍で安定することになる。

図２で説明したように、自立運転が行われる際には、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、負荷電力を超える余剰電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を介して蓄電池ユニット２３に充電される。蓄電池ユニット２３は、自身の充電状態が満充電（ＳＯＣ（State of Charge）が１００パーセント）状
態であることを検知し、制御部１１に通知する。制御部１１は、蓄電池ユニット２３からの満充電状態を示す通知を受け、蓄電池ユニット２３への充電を抑制するように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対する直流バス電圧制御を行う。具体的には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対する直流バス電圧制御指令として、充電方向の電流値が「０Ａ」になるように、電流指令値（ＢＡＴＩリミット指令値）を出力する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からの制御指令に基づいて蓄電池ユニット２３への充電方向にある電流値を「０Ａ」に低下させる。

図４は、充電方向に流れる一定の電力に伴う蓄電池ユニット２３の過充電を説明する説明図である。図４においては、実線で表された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４への電流指令値（ＢＡＴＩリミット指令値）と、破線で表された実際の電流値（ＢＡＴＩ）との相対的な大小関係が例示される。図４に示すように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４への電流指令値（ＢＡＴＩリミット指令値）と実際の電流値（ＢＡＴＩ）との間に、蓄電池ユニット２３への充電方向に向かう一定の電力（微電力ともいう）が生じる場合には、当該微電力の電流が蓄電池ユニット２３へ流れ込むことになる（図４の例では、数Ａ）。このような一定電力が生じる要因として、例えば、分散型電源システム２０が備える各種センサや各種計測器の計測誤差が例示される。つまり、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４においては、制御部１１からの電流指令値（ＢＡＴＩリミット指令値）に基づいて充電方向の電流値（ＢＡＴＩ）を「０Ａ」に制御していても、微電力による蓄電池ユニット２３への充電が継続されることになる。蓄電池ユニット２３においては、満充電状態になった後も、充電方向に流れる微電力の電流によって徐々に充電され、蓄電池の過電圧状態が引き起こされる虞があった。

図５は、本実施例に係る分散型電源システム２０の制御動作を説明する説明図である。本実施例に係る分散型電源システム２０は、自立運転時に蓄電池ユニット２３の充電率が所定条件を満たす場合に、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。ここで、所定条件とは、蓄電池ユニット２３の充電状態を判定するための充電率が
所定の閾値を超えることであり、分散型電源システム２０の規模や構成、蓄電池ユニット２３の蓄電容量、自立運転時において負荷７０に供給される負荷電力等によって予め設定される。所定条件の一例として、例えば、蓄電池ユニット２３の満充電状態が例示できる（この場合の閾値はマージンを考慮して９５パーセント程度が望ましい）。

実線の矩形枠Ａ６に示すように、制御部１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される直流電力が、「負荷電力－所定電力」に抑制されるように制御指令を出力する。ここで、制御指令における所定電力とは、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力が直流バス２５に対して放電方向に向かう電力であればよい。制御指令における所定電力として、例えば、図４で説明した、直流バス２５を充電方向に向かう一定電力と同等の電力が例示される。なお、本実施例における所定電力は「第１電力」の一例に相当する。

図５の実線吹き出しＡ４に示すように、負荷７０で消費される負荷電力が“１０００Ｗ”であると想定する。そして、制御指令における所定電力として“１００Ｗ”が制御部１１から指示された場合を想定する。制御部１１は、実線の矩形枠Ａ６に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される直流電力が、「負荷電力－所定電力＝９００Ｗ」に抑制されるように制御指令を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力から直流バス２５に供給される電力を“９００Ｗ”に抑制する。本実施例における、「負荷電力－所定電力」となる電力が「第２電力」の一例に相当する。

そして、制御部１１は、負荷７０で消費される負荷電力の内、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される「負荷電力－所定電力」で賄えない差分電力を、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力に基づいて補えるように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を制御する。上記の例では、負荷電力である“１０００Ｗ”の内、“１０００Ｗ－９００Ｗ”に相当する電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から直流バス２５に供給される。

図５のＡ５に示すように、制御部１１は、差分電力が“１００Ｗ”のときには、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対して当該差分電力が直流バス２５に供給されるように制御指令を出力する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御を行い、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力に基づいて変換を行い、上記差分電力を直流バス２５に出力する。直流バス２５には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から放電された“１００Ｗ”の電力と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって抑制された“９００Ｗ”の電力が供給される。

図５の斜め斜線でハッチングされた矢印Ａ３に示すように、ＰＣＳ１０の電力変換部１２は、制御部１１からの制御指令に基づいて、直流バス２５に供給された直流電力を電力系統８０と同期のとれた交流電力に変換して負荷７０に供給する（出力電圧制御（ＯＵＴＶ制御）、出力電流制御（ＯＵＴＩ制御））。本実施例に係る分散型電源システム２０においては、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２が制御される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される電力は、負荷７０で消費される負荷電力から所定電力を差し引いた電力に抑制されるため、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはない。そして、負荷７０で消費される負荷電力の中で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される第２電力で賄えない差分電力が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から必ず供給される。この結果、本実施例に係る分散型電源システム２０においては、直流バス２５を
充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止可能になる。

なお、負荷７０で消費される負荷電力が、所定電力以下に減少するケースが想定される。このようなケースでは、本実施例に係る分散型電源システム２０の制御部１１は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、または、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対してゲートブロック指令を制御指令として出力し、直流バス２５を充電方向に流れる微電力を遮断する。

図５において、例えば、負荷７０で消費される負荷電力が“１００Ｗ”と想定する。制御部１１は、例えば、負荷電力が所定電力以下であることを契機として双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対してゲートブロック指令を出力する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からのゲートブロック指令に基づいてＢＡＴＩ制御を停止させ、直流バス２５に供給される充電方向の直流電力を遮断する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２においては、「負荷電力－所定電力」となる直流バス電圧指令値に基づいてＭＰＰＴ制御が継続されるため、直流バス２５に供給される電力は“０Ｗ”に抑制される。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対してゲートブロック指令を出力する形態では、直流バス２５から蓄電池ユニット２３側に向かう充電方向の電力が遮断できるため、微電力による蓄電池の過充電が防止可能になる。

一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対してゲートブロック指令を出力する形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、制御部１１からのゲートブロック指令に基づいてＭＰＰＴ制御を停止させ、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力に基づく直流電力の直流バス２５への供給を遮断する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４においては、差分電力を供給するようにＢＡＴＩ制御が継続するため、直流バス２５に供給される電力は負荷電力に応じて抑制される。このような形態であっても、直流バス２５に供給される電力は放電方向に限定されるため、微電力による蓄電池の過充電が防止可能になる。

図６および図７は、本実施例に係る分散型電源システム２０の制御動作の推移を示すタイムチャートである。図６および図７においては、満充電以降の負荷電力の減少変動に伴うＤＣ／ＤＣコンバータ２２（単方向ＤＤ）および双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４（双方向ＤＤ）の制御動作の推移が例示される。図６は、負荷電力が一定の放電電力以下のときに、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対してゲートブロック制御する形態であり、図７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対してゲートブロック制御する形態である。図６および図７の上部には、自立運転時における蓄電池ユニット２３の充電状態を示すＳＯＣ曲線Ｂ１が例示されている。また、図６および図７において、自立運転時における蓄電池ユニット２３はタイミングｔ１で満充電状態となる。同様にして、負荷電力Ｂ７に示すように、負荷７０で消費される負荷電力は、タイミングｔ２で減少する。なお、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対する直流バス電圧指令値と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対する直流バス電圧指令値とを区別するため、前者を「双方向指令値」とも称し、後者を「単方向指令値」とも称す。

先ず、図６において、本実施例の分散型運転システム２０では、蓄電池ユニット２３の満充電を契機として、制御部１１は、単方向ＤＤに対する制御指令として、当該単方向ＤＤから直流バス２５に供給される直流電力が、「負荷電力－所定電力」に抑制されるように直流バス電圧指令値（単方向指令値）を出力する。単方向ＤＤは、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力から直流バス２５に供給される電力を「負荷電力－所定電力」に抑制する（図５、“９００Ｗ”）。そして、双方向ＤＤは、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御を行い、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力を所定電圧に変換して所定電力（図５、“１００Ｗ”）の直流電力を直流バス２５に供給する。

図６に示すように、単方向ＤＤから直流バス２５に供給される単方向ＤＤ電力Ｂ５は、タイミングｔ１を契機として、制御部１１から指示された制御目標値である、「負荷電力－所定電力」へ移行する。単方向ＤＤから直流バス２５に供給される単方向ＤＤ電力Ｂ５は、「負荷電力－所定電力」である単方向ＤＤ電力抑制閾値Ｄ２に抑制される。一方、双方向ＤＤから直流バス２５に供給される電力は、双方向ＤＤ電力Ｂ６に示すように、タイミングｔ１を契機として、充電方向から放電方向に移行する。そして、双方向ＤＤ電力Ｂ６に示すように、制御部１１から双方向指令値で指示された所定電力が双方向ＤＤから直流バス２５に供給される。なお、図６においては、双方向ＤＤから直流バス２５に供給される所定電力が、双方向ＤＤをゲートブロックさせるための判定条件Ｄ１となる。単方向ＤＤおよび双方向ＤＤから供給された電力により、負荷７０で消費される負荷電力Ｂ７が賄われる。

この状態で自立運転を行う分散型電源システム２０では、単方向ＤＤ電力Ｂ５に示すように、タイミングｔ２で減少した負荷電力Ｂ７が単方向ＤＤ電力抑制閾値Ｄ２以下であることを条件として、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力に基づくＭＰＰＴ制御の抑制が開始される。さらに、負荷電力Ｂ７が減少し、双方向ＤＤに対するゲートブロックの判定条件である所定電力Ｄ１を下回る場合には、制御部１１は、双方向ＤＤに対するゲートブロック指令を制御指令として出力する。双方向ＤＤでは、ゲートブロック指令に基づいて放電方向のＢＡＴＩ制御が停止される。直流バス２５に供給される双方向ＤＤからの放電電力および単方向ＤＤからの発電電力は負荷電力Ｂ７に応じて抑制される。

図６において、タイミングｔ４に示すように、負荷電力Ｂ７が増加し、所定電力Ｄ１を超えることを条件として、制御部１１は、双方向ＤＤに対してゲートブロックの解除指令を制御指令として出力する。双方向ＤＤにおいては、制御部１１からの制御指令に基づいてゲートブロックが解除され、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力に基づく放電方向の直流電力を直流バス２５に供給するためのＢＡＴＩ制御が開始される。さらに、負荷電力Ｂ７が増加し、単方向ＤＤに対する単方向ＤＤ電力抑制閾値Ｄ２を超える場合には、抑制された太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力に基づくＭＰＰＴ制御が再び開始され、負荷電力Ｂ７に応じた「負荷電力－所定電力」の直流電力が直流バス２５に供給される。

次に、負荷電力が一定の放電電力以下のときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２がゲートブロックする形態について図７を用いて説明する。本形態においても、蓄電池ユニット２３の満充電を契機として、制御部１１は、単方向ＤＤに対する制御指令として、当該単方向ＤＤから直流バス２５に供給される直流電力が、「負荷電力－所定電力」に抑制されるように直流バス電圧指令値（単方向指令値）を出力する。そして、制御部１１は、双方向ＤＤに対する制御指令として一定の放電電力を直流バス２５に供給する直流バス電圧指令値（双方向指令値）を指示する。単方向ＤＤは、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力から直流バス２５に供給される電力を「負荷電力－所定電力」に抑制する（図５、“９００Ｗ”）。また、双方向ＤＤは、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御を行い、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力を所定電圧に変換して所定電力（図５、“１００Ｗ”）の直流電力を直流バス２５に供給する

図７に示すように、単方向ＤＤから直流バス２５に供給される単方向ＤＤ電力Ｂ５ａは、タイミングｔ１を契機として、制御部１１から指示された制御目標値である、「負荷電力－所定電力」へ移行する。単方向ＤＤから直流バス２５に供給される単方向ＤＤ電力Ｂ５ａは、「負荷電力－所定電力」である単方向ＤＤ電力抑制閾値Ｄ２ａに抑制される。一方、双方向ＤＤから直流バス２５に供給される電力は、双方向ＤＤ電力Ｂ６ａに示すよう
に、タイミングｔ１を契機として、充電方向から放電方向に移行する。そして、双方向ＤＤ電力Ｂ６ａに示すように、制御部１１から双方向指令値で指示された所定電力が双方向ＤＤから直流バス２５に供給される。なお、図７においては、双方向ＤＤから直流バス２５に供給される所定電力が、単方向ＤＤをゲートブロックさせるための判定条件Ｄ１ａとなる。単方向ＤＤおよび双方向ＤＤから供給された電力により、負荷７０で消費される負荷電力Ｂ７が賄われる。

図７においても、単方向ＤＤ電力Ｂ５ａに示すように、タイミングｔ２で減少した負荷電力Ｂ７が単方向ＤＤ電力抑制閾値Ｄ２以下であることを条件として、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力に基づくＭＰＰＴ制御の抑制が開始される。そして、負荷電力Ｂ７が減少し、単方向ＤＤに対するゲートブロックの判定条件である所定電力Ｄ１ａを下回る場合には、制御部１１は、単方向ＤＤに対するゲートブロック指令を制御指令として出力する。単方向ＤＤでは、ゲートブロック指令に基づいて直流バス２５に供給される電力が遮断される。また、双方向ＤＤでは、直流バス２５に供給される直流電力が、双方向指令値で指示された所定電力（一定の放電電力）以下のときには、放電方向の電流値が「０Ａ」になるように制御される。本形態においても、直流バス２５に供給される双方向ＤＤからの放電電力および単方向ＤＤからの発電電力は負荷電力Ｂ７に応じて抑制される。

そして、図７においても、タイミングｔ４に示すように、負荷電力Ｂ７が増加し、所定電力Ｄ１ａを超えることを条件として、制御部１１は、単方向ＤＤに対してゲートブロックの解除指令を制御指令として出力する。単方向ＤＤにおいては、制御部１１からの制御指令に基づいてゲートブロックが解除され、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力に基づくＭＰＰＴ制御が開始される。また、双方向ＤＤでは、双方向指令値で指示された所定電力が直流バス２５に供給されるようにＢＡＴＩ制御が開始される。そして、さらに、負荷電力Ｂ７が増加し、単方向ＤＤに対する単方向ＤＤ電力抑制閾値Ｄ２ａを超えることを契機として抑制されていた太陽光発電モジュール２１等による発電電力に基づくＭＰＰＴ制御が再び開始され、負荷電力Ｂ７に応じた「負荷電力－所定電力」の直流電力が直流バス２５に供給される。

＜制御部構成＞
図８は、本実施例に係るＰＣＳ１０の制御部１１のハードウェア構成の一例を示す図である。図８に示すように、制御部１１は、接続バス１０６によって相互に接続されたプロセッサ１０１、主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３、通信ＩＦ１０４、入出力ＩＦ１０５を構成要素に含むコンピュータである。主記憶装置１０２および補助記憶装置１０３は、制御部１１が読み取り可能な記録媒体である。上記の構成要素はそれぞれ複数に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。なお、蓄電池ユニット２３や双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が備えるマイコンは、制御部１１と実質的に同等のハードウェア構成によって実現される。

プロセッサ１０１は、制御部１１全体の制御を行う中央処理演算装置である。プロセッサ１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。プロセッサ１０１は、例えば、補助記憶装置１０３に記憶されたプログラムを主記憶装置１０２の作業領域に実行可能に展開し、当該プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことで所定の目的に合致した機能を提供する。但し、プロセッサ１０１が提供する一部または全部の機能が、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit
）等によって提供されてもよい。同様にして、一部または全部の機能が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、数値演算プロセッサ等の専用ＬＳＩ（large scale integration）、その他のハードウェア回路で実現されてもよい。

主記憶装置１０２および補助記憶装置１０３は、制御部１１のメモリを構成する。主記憶装置１０２は、プロセッサ１０１が実行するプログラム、当該プロセッサが処理するデータ等を記憶する。主記憶装置１０２は、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。補助記憶装置１０３は、プロセッサ１０１等により実行されるプログラムや、動作の設定情報などを記憶する記憶媒体である。補助記憶装置１０３は、例えば、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ、ＵＳＢメモリ、ＳＤ
（Secure Digital）メモリカード等を含む。通信ＩＦ１０４は、通信ネットワークとの通信インタフェースである。通信ＩＦ１０４は、接続される通信ネットワークとの接続方式に応じて適宜の構成を採用できる。本実施例においては、通信ＩＦ１０４を介して接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ２２、蓄電池ユニット２３、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４との間で各種の制御指令が通知される。入出力ＩＦ１５は、ＰＣＳ１０の備える入力デバイス、出力デバイスとの間でデータの入出力を行うインタフェースである。入出力ＩＦ１５を通じて、ＬＣＤ等の表示デバイスや、ＰＣＳ１０に接続されたプリンタ等の出力デバイスに出力される。また、入出力ＩＦ１５を通じて、操作指示が受け付けられ、当該操作指示に基づいて操作者の意図する処理が行われる。さらに、本実施例においては、入出力ＩＦ１５を通じて接続された、直流バス２５に設けられた電力センサ２６（電流センサ、電圧センサ）や電力計８１を含む各種のセンサの出力信号が制御部１１に入力される。

＜処理の流れ＞
図９は、本実施例に係る制御部１１で提供される過充電防止処理の一例を示すフローチャートである。図９のフローにおいては、蓄電機構から直流バス２５に供給される放電方向の直流電力を優先させる処理が行われる。本実施例に係るＰＣＳ１０の制御部１１においては、過充電防止処理は自立運転時に実行される。

処理の開始後、分散型電源システム２０において、太陽光発電モジュール２１等で発電された電力に基づく自立運転が行われる（ステップＳ１０１）。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は制御部１１からの制御指令（直流バス電圧指令値）に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、太陽光発電モジュール２１等で発電された電力を所定の電圧値に昇圧して直流バス２５に出力する。また、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からの制御指令に基づいて直流バス電圧制御（ＢＡＴＩ制御）を行い、直流バス２５に供給された直流電力の電圧を変換して蓄電池ユニット２３を充電する。ステップＳ１０１の処理後、処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、蓄電池ユニット２３の充電率が所定条件を満たすか否かが判定される。このような判定条件は、分散型電源システム２０の規模や構成、蓄電池ユニット２３の蓄電容量、自立運転時の負荷７０に供給される負荷電力等によって予め設定される。判定条件の典型例として、蓄電池ユニット２３の充電状態が満充電（ＳＯＣ（State of
Charge）が９５パーセントから１００パーセント）状態であるか否かが判定される。制
御部１１においては、通信ＩＦ１０４を通じて取得された蓄電池ユニット２３の満充電状態を示す通知に基づいて当該蓄電池ユニットの充電状態が判定される。ステップＳ１０２において、蓄電池ユニット２３の充電率が所定条件を満たす場合（充電状態が満充電状態）の場合には（ステップＳ１０２、“Ｙｅｓ”）、処理はステップＳ１０３に進み、そうでない場合には（ステップＳ１０２、“Ｎｏ”）、処理はステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０３では、電力計８１等を介して負荷７０で消費されている負荷電力が取得されると、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対する制御目標値が制御指
令として出力されると処理はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０４においては、制御目標値として、“負荷電力－放電電力”が設定され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される太陽光発電モジュール２１等の発電電力が制御目標値を超えないように抑制される。

ステップＳ１０５においては、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対する所定の放電電力の指定が制御指令として出力されると処理はステップＳ１０６に進む。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４では、制御部１１からの制御指令に基づいて蓄電池ユニット２３に充電された電力を放電させるＢＡＴＩ制御が行われ、負荷７０で消費される負荷電力の内、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される「負荷電力－所定電力」で賄えない差分電力が直流バス２５に供給される。

ステップＳ１０６においては、負荷電力が放電電力以下になったときのゲートブロック制御に関する指定が行われる。すなわち、ゲートブロックによって直流バス２５への電力供給を遮断させる対象機器である、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４もしくはＤＣ／ＤＣコンバータ２２が指定される。このような、対象機器は、分散型電源システム２０の規模や構成、自立運転時に負荷７０に供給される負荷電力等によって予め設定される。また、ゲートブロックを判定するための判定閾値が指定される。図５から図７等で説明したように、このような判定閾値は、例えば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に制御指令として指定される一定の放電電力値である。ステップＳ１０６の処理後、本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本実施例に係る分散型電源システム２０においては、蓄電池ユニット２３の充電状態が所定条件を満たす場合に、直流バス２５に供給される直流電力に関し、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２が制御される。分散型電源システム２０を構成するＰＣＳ１０の制御部１１は、例えば、蓄電池ユニット２３からの満充電状態を示す通知を契機として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される直流電力が、「負荷電力－所定電力」に抑制されるように制御指令を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力から直流バス２５に供給される電力を“負荷電力－所定電力”に抑制する。そして、負荷７０で消費される負荷電力の内、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される「負荷電力－所定電力」で賄えない差分電力を直流バス２５に供給するように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対して制御指令を出力する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御を行い、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力に基づく一定の放電電力を直流バス２５に出力する。

ここで、制御指令における一定の放電電力とは、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力が直流バス２５に対して放電方向に向かう一定量の電力である。例えば、図４等で説明した、直流バス２５を充電方向に向かう一定電力と同等の電力が例示される。この結果、本実施例の分散型電源システム２０においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって抑制された“負荷電力－所定電力”と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から放電された放電電力（“負荷電力－所定電力”で賄えない負荷の消費電力分）が供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される電力は、負荷７０で消費される負荷電力と所定電力との差分電力に抑制されるため、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはない。本実施例に係る分散型電源システム２０においては、直流バス２５を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。

〔実施例２〕
双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から直流バス２５に放電される電力として、一定電力を指定することもできる。このような一定電力として、放電時のＢＡＴＩ制御における放電電流指令値の下限値（最低値）を放電電力に指定することもできる。実施例２（以下、本実施例とも称す）の形態では、蓄電池ユニット２３の充電率が所定条件を満たすことを契機として、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から必ず直流バス２５に供給される直流電力を、ＢＡＴＩ制御における放電電流指令値の下限値として指定する。なお、実施例２に係る分散型電源システム２０の構成は実施例１と同様である。また、本実施例においても、蓄電池ユニット２３の満充電状態を所定条件として説明する。本実施例において指示される一定電力（放電時のＢＡＴＩ制御における放電電流指令値の下限値）は、「第３電力」の一例に相当する。

図１０は、本実施例に係る分散型電源システム２０の制御動作を説明する説明図である。図１０の斜め斜線でハッチングされた矢印Ａ３は、自立運転時の直流バス２５に供給される直流電力の流れを表す。本実施例においても、分散型電源システム２０は、自立運転時に蓄電池ユニット２３の充電状態が満充電状態となった場合に、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。具体的には、図５のＡ７に示すように、制御部１１は、蓄電池ユニット２３からの満充電状態を示す通知を契機として双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対する放電電流指令値の下限値（最低値）を放電電力に指定する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御を行い、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力に基づく下限値を放電電力として直流バス２５に供給する。

ここで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４における放電電流指令値の下限値（最低値）は“１００Ｗ”であると想定し、負荷７０で消費される負荷電力は、実線吹き出しＡ４に示すように“１０００Ｗ”であると想定する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御を行い、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力を所定電圧に変換して“１００Ｗ”の直流電力を直流バス２５に供給する。そして、制御部１１は、実線の矩形枠Ａ８に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対して、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４において下限値で賄えない負荷電力分を出力するように指示する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力を所定電圧に変換し、放電電流指令値の下限値で賄えない負荷電力分を直流バス２５に供給する。放電電流指令値の下限値（最低値）が“１００Ｗ”であり、負荷７０で消費される負荷電力が“１０００Ｗ”のときには、“負荷電力－下限値に相当する放電電力”として“９００Ｗ”の電力が直流バス２５に供給されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２は制御される。本実施例のＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に出力される、放電電流指令値の下限値で賄えない負荷電力分は、「第４電力」の一例に相当する。なお、実線の矩形枠Ａ７に示すように、制御部１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２および双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を通じて直流バス２５に供給される電力が負荷電力に満たないときには、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から直流バス２５に供給される放電電力を増加させる。

本実施例においても、実施例１と同様に、ＰＣＳ１０の電力変換部１２では、直流バス２５に供給された直流電力が電力系統８０と同期のとれた交流電力に変換して負荷７０に供給される。本実施例においても、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２が制御されるため、微電力による蓄電池の過充電が防止可能になる。

ここで、負荷７０で消費される負荷電力が、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対する
制御指令（放電電流指令値の下限値）以下のケースが想定される。このようなケースでは、本実施例に係る分散型電源システム２０の制御部１１は、実施例１と同様にして、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、または、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対してゲートブロック指令を制御指令として出力し、直流バス２５を充電方向に流れる微電力を遮断する。

例えば、負荷電力が所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）以下であることを条件として双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４、または、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対してゲートブロック指令を出力する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からのゲートブロック指令に基づいてＢＡＴＩ制御を停止させ、直流バス２５に供給される充電方向の直流電力を遮断する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、制御部１１からのゲートブロック指令に基づいてＭＰＰＴ制御を停止させ、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力に基づく直流電力の直流バス２５への供給を遮断する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対してゲートブロック指令を出力する形態では、直流バス２５から蓄電池ユニット２３側に向かう充電方向の電力が遮断できるため、微電力による蓄電池の過充電が防止可能になる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対してゲートブロック指令を出力する形態であっても、直流バス２５に供給される電力は、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力に基づく放電方向に限定されるため、微電力による蓄電池の過充電が防止可能になる。

図１１および図１２は、本実施例に係る分散型電源システム２０の制御動作の推移を示すタイムチャートである。図１１および図１２においては、満充電以降の負荷電力の減少変動に伴うＤＣ／ＤＣコンバータ２２（単方向ＤＤ）および双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４（双方向ＤＤ）の制御動作の推移が例示される。図１１は、負荷電力が一定の放電電力以下のときに、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対してゲートブロック制御する形態であり、図１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対してゲートブロック制御する形態である。図１１および図１２の上部には、自立運転時における蓄電池ユニット２３の充電状態を示すＳＯＣ曲線Ｂ１が例示されている。また、それぞれの図に示すように自立運転時における蓄電池ユニット２３はタイミングｔ１で満充電状態となり、負荷電力Ｂ７に示すように、負荷７０で消費される負荷電力は、タイミングｔ２で減少する。なお、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対する直流バス電圧指令値と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対する直流バス電圧指令値とを区別するため、前者を「双方向指令値」とも称し、後者を「単方向指令値」とも称す。

先ず、図１１において、本実施例の分散型運転システム２０では、蓄電池ユニット２３の満充電を契機として、制御部１１は、双方向ＤＤに対する制御指令として放電電流指令値の下限値を指示する。そして、制御部１１は、単方向ＤＤに対する制御指令として、当該単方向ＤＤから直流バス２５に供給される直流電力が、“負荷電力－所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）”になるように指示する。双方向ＤＤでは、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御が行われ、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力を所定電圧に変換して所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）の直流電力が直流バス２５に供給される。また、単方向ＤＤでは、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御が行われ、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力を変換して“負荷電力－所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）”の直流電力が直流バス２５に供給される。単方向ＤＤおよび双方向ＤＤから供給された電力により、負荷７０で消費される負荷電力Ｂ７が賄われる。なお、図１１に示す形態では、放電電流指令値の下限値に相当する所定電力が、双方向ＤＤをゲートブロックさせるための判定条件Ｄ１ｂとなる。

そして、双方向ＤＤ電力Ｂ６ｂに示すように、タイミングｔ２で減少した負荷電力Ｂ７が双方向ＤＤに対するゲートブロックの判定条件である下限値Ｄ１ｂ以下であることを条
件として、制御部１１はゲートブロック指令を制御指令として出力する。双方向ＤＤでは、ゲートブロック指令に基づいて放電方向のＢＡＴＩ制御が遮断される。なお、単方向ＤＤにおいては、単方向ＤＤ電力Ｂ５ｂに示すように、減少する負荷電力Ｂ７に追従してＭＰＰＴ制御が継続される。直流バス２５に供給される双方向ＤＤからの放電電力および単方向ＤＤからの発電電力は負荷電力Ｂ７に応じて抑制される。

この状態で、負荷電力Ｂ７が増加すると、タイミングｔ４に示すように、所定電力である下限値Ｄ１ｂを超えることを条件として、制御部１１は、双方向ＤＤに対してゲートブロックの解除指令を制御指令として出力する。双方向ＤＤにおいては、制御部１１からの制御指令に基づいてゲートブロックが解除され、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力に基づく放電方向の直流電力を直流バス２５に供給するためのＢＡＴＩ制御が開始される。また、単方向ＤＤにおいては、増加する負荷電力Ｂ７に追従してＭＰＰＴ制御が継続され、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力に基づく、負荷電力Ｂ７に応じた「負荷電力－所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）」に相当する直流電力が直流バス２５に供給される。

次に、負荷電力が所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）以下のときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２がゲートブロックする形態について図１２を用いて説明する。図１２においても、蓄電池ユニット２３の満充電を契機として、制御部１１では、双方向ＤＤに対する制御指令として放電電流指令値の下限値が指示される。また、制御部１１は、単方向ＤＤに対する制御指令として、当該単方向ＤＤから直流バス２５に供給される直流電力が、“負荷電力－所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）”になるように指示する。双方向ＤＤでは、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御が行われ、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力を所定電圧に変換して所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）の直流電力が直流バス２５に供給される。また、単方向ＤＤでは、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御が行われ、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力を変換して“負荷電力－所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）”の直流電力が直流バス２５に供給される。図１２においても、単方向ＤＤおよび双方向ＤＤから供給された電力により、負荷７０で消費される負荷電力Ｂ７が賄われる。なお、図１２においては、放電電流指令値の下限値に相当する所定電力が、単方向ＤＤをゲートブロックさせるための判定条件Ｄ１ｃとなる。

図１１と同様にして、制御部１１は、タイミングｔ２で減少した負荷電力Ｂ７が単方向ＤＤに対するゲートブロックの判定条件である下限値Ｄ１ｃ以下であることを条件として、ゲートブロック指令を制御指令として出力する。単方向ＤＤでは、ゲートブロック指令により、太陽光発電モジュール２１等の発電電力に基づくＭＰＰＴ制御による直流バス２５への電力供給が遮断される。なお、双方向ＤＤにおいては、放電方向のＢＡＴＩ制御の下限値に相当する電力が継続して直流バス２５に供給される。

この状態で、負荷電力Ｂ７が増加すると、タイミングｔ４に示すように、所定電力である下限値Ｄ１ｃを超えることを条件として、制御部１１は、単方向ＤＤに対してゲートブロックの解除指令を制御指令として出力する。単方向ＤＤにおいては、制御部１１からの制御指令に基づいてゲートブロックが解除され、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力に基づく、負荷電力Ｂ７に応じた「負荷電力－所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）」に相当する直流電力の直流バス２５への供給が開始される。

＜処理の流れ＞
図１３は、本実施例に係る制御部１１で提供される過充電防止処理の一例を示すフローチャートである。図１３のフローにおいては、放電電流指令値の下限値に相当する電力に
基づく、蓄電機構から直流バス２５に供給される放電方向の直流電力を優先させる処理が行われる。本実施例に係るＰＣＳ１０の制御部１１においては、実施例１と同様に、過充電防止処理は自立運転時に実行される。なお、ステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理は、図９と同様のため説明が省略される。

ステップＳ１１４においては、蓄電池ユニット２３に接続される双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対する放電電流指令の下限値が制御指令として指定されて出力されると処理はステップＳ１１５に進む。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４では、制御部１１からの制御指令に基づいて蓄電池ユニット２３に充電された電力を放電させるＢＡＴＩ制御が行われ、放電電流指令の下限値に相当する放電電力が直流バス２５に供給される。ステップＳ１１４の処理後、ステップＳ１１５に処理は進む。

ステップＳ１１５においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対する制御指令が出力されると処理はステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１５においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対し、放電電流指令値の下限値で賄えない負荷電力分を直流バス２５に供給するＭＰＰＴ制御が維持される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御を行い、放電電流指令値の下限値で賄えない負荷電力分を直流バス２５に供給する。なお、直流バス２５に供給される電力は、負荷７０で消費される負荷電力を超えないように抑制される。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される電力は、“負荷電力－下限値相当電力”に抑制される。なお、制御部１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２および双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４を通じて直流バス２５に供給される電力が負荷電力に満たないときには、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から直流バス２５に供給される放電電力を増加させる。

ステップＳ１１６においては、負荷電力が放電電力以下になったときのゲートブロック制御に関する指定が行われる。すなわち、ゲートブロックによって直流バス２５への電力供給を遮断させる対象機器である、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４もしくはＤＣ／ＤＣコンバータ２２が指定される。このような、対象機器は、分散型電源システム２０の規模や構成、自立運転時に負荷７０に供給される負荷電力等によって予め設定される。また、ゲートブロックを判定するための判定閾値が指定される。図１０から図１２等で説明したように、このような判定閾値は、例えば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に制御指令として指定される放電電流指令の下限値である。ステップＳ１１６の処理後、本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本実施例に係る分散型電源システム２０おいても、実施例１と同様に、蓄電池ユニット２３の充電率が所定条件を満たす場合に、蓄電池ユニット２３に蓄電された電力が直流バス２５に必ず供給されるように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２が制御される。分散型電源システム２０を構成するＰＣＳ１０の制御部１１は、例えば、蓄電池ユニット２３からの満充電状態を示す通知を契機として双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４に対して所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）が直流バス２５に供給されるように制御指令を出力する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、制御部１１からの制御指令に基づいてＢＡＴＩ制御を行い、蓄電池ユニット２３に蓄電（充電）された電力に基づく所定電力を直流バス２５に出力する。

また、制御部１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から直流バス２５に供給される直流電力が、負荷電力－所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）”になるように指示する。単方向ＤＤでは、制御部１１からの制御指令に基づいてＭＰＰＴ制御が行われ、太陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力を変換して“負荷電力－所定電力（放電電流指令値の下限値に相当する電力）”の直流電力が直流バス２５に供給される。本実施例においても、実施例１と同様に、太
陽光発電モジュール２１等によって発電された発電電力が負荷電力を超えて直流バス２５に供給されることはない。本実施例に係る分散型電源システム２０においては、直流バス２５を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。

（その他）
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本実施の形態の開示はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組合せて実施することができる。例えば、本実施例で開示された形態は、バッテリ等の蓄電池と回生エネルギーを用いた発電機構とを備える電気自動車（ＥＶ、Electric Vehicle）に適用してもよい。さらに、発電機構として太陽光発電モジュールを備えたソーラーカー、燃料電池を搭載する燃料電池自動車に適用されるとしてもよい。このような形態であっても、蓄電池ユニット２３の充電率が所定条件を満たすことを契機として、蓄電池の過充電が防止可能になる。

また、１つの装置が行うものとして説明した処理が、複数の装置によって分担して実行されてもよい。あるいは、異なる装置が行うものとして説明した処理が、１つの装置によって実行されても構わない。コンピュータシステムにおいて、各機能をどのようなハードウェア構成によって実現するかは柔軟に変更可能である。

《コンピュータが読み取り可能な記録媒体》
情報処理装置その他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記何れかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。

ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ等がある。

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
発電装置（２１）と、蓄電池（２３）と、前記発電装置（２１）と前記蓄電池（２３）の少なくとも一方から電力バス（２５）に供給された直流電力に基づいて需要家の負荷（７０）に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器（１０）とを含み、前記需要家の電力系統（８０）に連系して運用される電源システム（２０）であって、
前記電力変換器（１０）は、前記電力バス（２５）に供給される直流電力を制御する制御部（１１）と、
前記制御部（１１）からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置（２１）で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バス（２５）に供給する第１電力変換部（２２）と、
前記電力バス（２５）に接続され、前記制御部（１１）からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バス（２５）に供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池（２３）に充電し、または、前記蓄電池（２３）から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バス（２５）に供給する第２電力変換部（２４）と、を備え、
前記制御部（１１）は、前記自立運転の際に、前記発電装置（２１）の発電電力が前記
負荷（７０）で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池（２３）の充電状態が所定条件を満たすときには、
前記第１電力変換部（２２）に対する制御指令として、前記電力バス（２５）に供給される直流電力が、前記負荷（７０）で消費される負荷電力から第１電力を減じた第２電力に抑制されるように目標値を指示するとともに、
前記負荷（７０）で消費される負荷電力の内、前記第１電力変換部（２２）から前記電力バス（２５）に供給される前記第２電力で賄えない差分電力を、前記蓄電池（２３）に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バス（２５）に供給されるように前記第２電力変換部（２４）を制御する、
ことを特徴とする電源システム（２０）。
＜発明２＞
発電装置（２１）と、蓄電池（２３）と、前記発電装置（２１）と前記蓄電池（２３）の少なくとも一方から電力バス（２５）に供給された直流電力に基づいて需要家の負荷（７０）に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器（１０）とを含み、前記需要家の電力系統（８０）に連系して運用される電源システム（２０）であって、
前記電力変換器（１０）は、前記電力バス（２５）に供給される直流電力を制御する制御部（１１）と、
前記制御部（１１）からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置（２１）で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バス（２５）に供給する第１電力変換部（２２）と、
前記電力バス（２５）に接続され、前記制御部（１１）からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バス（２５）に供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池（２３）に充電し、または、前記蓄電池（２３）から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バス（２５）に供給する第２電力変換部（２４）と、を備え、
前記制御部（１１）は、前記自立運転の際に、前記発電装置（２１）の発電電力が前記負荷（７０）で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池（２３）の充電状態が所定条件を満たすときには、
前記第２電力変換部（２４）に対する充放電制御に関する充放電制御指令として、前記蓄電池（２３）に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バス（２５）に供給される電力を第３電力に指示するとともに、
前記第１電力変換部（２２）に対する前記最大電力点追従制御に関する制御指令として、前記電力バス（２５）に供給される直流電力が、前記負荷（７０）で消費される負荷電力から第３電力を減じた第４電力に抑制されるように目標値を指示する、
ことを特徴とする電源システム（２０）。

１電力供給システム
１０パワーコンディショナ（ＰＣＳ）
１１制御部
１２電力変換部
２０分散型電源システム（電源システム）
２１太陽光発電モジュール（発電装置）
２２ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１電力変換器）
２３蓄電池ユニット（蓄電池）
２４双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ（第２電力変換器）
２５直流バス（電力バス）
２６電力センサ
７０負荷
８０電力系統
８１電力計
１０１プロセッサ
１０２主記憶装置
１０３補助記憶装置
１０４通信ＩＦ
１０５入出力ＩＦ
１０６接続バス

Claims

発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含む、電源システムであって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第１電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第２電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が９５パーセントを超えるときには、
前記第１電力変換部に対する制御指令として、前記電力バスに供給される直流電力が、前記負荷で消費される負荷電力から第１電力を減じた第２電力に抑制されるように目標値を指示するとともに、
前記負荷で消費される負荷電力の内、前記第１電力変換部から前記電力バスに供給される前記第２電力で賄えない差分電力を、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給されるように前記第２電力変換部を制御する、
ことを特徴とする電源システム。
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含む、電源システムであって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第１電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第２電力変
換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が９５パーセントを超えるときには、
前記第２電力変換部に対する充放電制御に関する充放電制御指令として、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給される電力を第３電力に指示するとともに、
前記最大電力点追従制御を継続させて、前記電力バスに供給される電力が前記負荷で消費される負荷電力を超えないように第４電力を前記電力バスに供給させるように前記第１電力変換部を制御する、
ことを特徴とする電源システム。
前記制御部は、前記電力バスに供給される電力が前記負荷で消費される負荷電力に満たないときには、前記第２電力変換部から供給される前記第３電力を増加させる、ことを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
前記制御部は、前記負荷で消費される負荷電力が所定電力以下であって、かつ、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が９５パーセントを超えるときには、
前記第２電力変換部に対して前記充放電制御を停止させるゲートブロック指示を前記充放電制御指令として指示するとともに、
前記最大電力点追従制御を継続させて、前記電力バスに供給される電力が前記負荷で消費される負荷電力を超えないように第４電力を前記電力バスに供給させるように前記第１電力変換部を制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
前記制御部は、前記負荷で消費される負荷電力が所定電力以下であって、かつ、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が９５パーセントを超えるときには、
前記充放電制御指令として、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給される電力を第３電力に指示するとともに、
前記第１電力変換部に対して前記最大電力点追従制御を停止させるゲートブロック指示を制御指令として指示する、ことを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
前記第１電力の下限値は、前記負荷電力の計測誤差である、ことを特徴とする請求項１に記載の電源システム。
前記第３電力の下限値は、前記負荷電力の計測誤差である、ことを特徴とする請求項２に記載の電源システム。
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含む、電源システムの電力変換器の制御方法であって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第１電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第２電力変
換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が９５パーセントを超えるときには、
前記第１電力変換部に対する制御指令として、前記電力バスに供給される直流電力が、前記負荷で消費される負荷電力から第１電力を減じた第２電力に抑制されるように目標値を指示するとともに、
前記負荷で消費される負荷電力の内、前記第１電力変換部から前記電力バスに供給される前記第２電力で賄えない差分電力を、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給されるように前記第２電力変換部を制御する、
ことを実行する制御方法。
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含む、電源システムの電力変換器の制御方法であって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第１電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第２電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力が前記負荷で消費される負荷電力を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が９５パーセントを超えるときには、
前記第２電力変換部に対する充放電制御に関する充放電制御指令として、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づいて前記電力バスに供給される電力を第３電力に指示するとともに、
前記最大電力点追従制御を継続させて第４電力を前記電力バスに供給させるとともに、前記電力バスに供給される電力が前記負荷で消費される負荷電力を超えないように前記第４電力を抑制するように前記第１電力変換部を制御する、
ことを実行する制御方法。
請求項８または請求項９に記載の電源システムのそれぞれの電力変換器に、請求項８または請求項９に記載の制御方法を実行させるプログラム。