JP6420457B2

JP6420457B2 - 電力変換装置、分電盤及び運転切替方法

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Publication number: JP6420457B2
Application number: JP2017502489A
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Inventors: 角田　裕次; 裕次角田
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Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2018-11-07
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Description

本発明は、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換する電力変換装置、分電盤及び運転切替方法に関する。

ＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）電力を出力する分散電源に接続された電力変換装置（パワーコンディショナ）が知られている。電力変換装置は、分散電源から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する直流コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、直流コンバータから入力されるＤＣ電力をＡＣ（ＡｌｔｅｒｎａｔｉｎｇＣｕｒｒｅｎｔ）電力に変換するインバータとを備える（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−１７１３５９号公報

１つの特徴は、電力変換装置であって、電力指令メッセージを外部との通信により受信する通信部と、前記サーバとの通信状態が所定の閾値以下であると判断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に運転状態を変更する制御部とを備えることを要旨とする。

１つの特徴は、分電盤であって、分散電源と電力系統との接続を連系又は解列する切換部を備え、前記切替部は、電力指令メッセージを送信するサーバと前記分散電源を制御する電力変換装置との通信状態が所定の閾値以下であると判断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に運転状態を切り替えることを要旨とする。

１つの特徴は、運転切替方法であって、電力指令メッセージを外部との通信により電力変換装置が受信するステップと、前記サーバと前記電力変換装置との間の通信状態が所定の閾値以下であると判断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に運転状態を変更するステップとを備えることを要旨とする。

図１は、実施形態に係る電力管理システム１を示す図である。図２は、実施形態に係るＰＣＳ１３０を示す図である。図３は、実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。図４は、実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。図５は、他の実施形態に係る電力管理システム１を示す図である。図６は、他の実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。図７は、他の実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。図８は、他の実施形態に係るＰＣＳ１３０を示す図である。

以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることがある。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
電力変換装置は、分散電源の出力の抑制を指示するメッセージ（以下、出力抑制メッセージ）を外部サーバから受信する必要があるため、外部サーバと電力変換装置との間の通信が切断されると、分散電源の出力を停止することが想定される。詳細には、電力変換装置は、外部サーバと電力変換装置との間の通信異常が一定期間（例えば、５分）に亘って継続する場合に、分散電源の出力を停止する。

上述した従来技術では、外部サーバと電力変換装置との間の通信が切断されると、分散電源の出力を停止しなければならない。しかしながら、分散電源の出力を停止してしまうと、分散電源の出力が有効に利用されないことが想定される。

また、上述した従来技術では、分散電源から入力されるＤＣ電力だけではなく、蓄電池から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する電力変換装置も知られている。しかしながら、このような電力変換装置において、インバータの動作を停止してしまうと、蓄電池の充電及び放電もできなくなってしまうことも想定される。

実施形態に係る電力変換装置は、電力指令メッセージを外部との通信により受信する通信部と、前記サーバとの通信状態が所定の閾値以下であると判断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に運転状態を変更する制御部とを備える。

実施形態では、制御部は、サーバとの通信状態が所定の閾値以下であると判断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に運転状態を変更する。従って、分散電源の出力の停止が回避され、分散電源の出力が有効に利用することができる。

また、実施形態に係る電力変換装置は、分散電源から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する第１直流コンバータと、蓄電池から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する第２直流コンバータと、前記第１直流コンバータから入力されるＤＣ電力及び前記第２直流コンバータから入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータと、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に前記電力変換装置の動作状態を変更する制御部を備え、前記自立運転状態において前記インバータから出力される電力は、前記連系運転状態において前記インバータに接続されていた負荷に対して連続的に供給されてもよい。

このような構成によれば、自立運転状態においてインバータから出力される電力は、連系運転状態においてインバータに接続されていた負荷に対して供給されることを前提としている。このような前提下において、制御部は、連系運転状態から自立運転状態への変更を行う。自立運転状態においては、インバータの動作を停止しなくてもよい。すなわち、分散電源の出力を停止しなければならない事象が生じても、蓄電池の充電及び放電を継続することができる。さらには、分散電源の出力も継続することができる。

［実施形態］
以下において、実施形態に係る電力管理システムについて説明する。図１は、実施形態に係る電力管理システム１を示す図である。

図１に示すように、電力管理システム１は、需要家施設１００と、外部サーバ４００と、記録装置５００とを有する。需要家施設１００は、ＥＭＳ２００を有しており、ＥＭＳ２００は、ネットワーク３００を介して、外部サーバ４００及び記録装置５００と通信を行う。

需要家施設１００は、太陽電池１１０と、蓄電池１２０と、ＰＣＳ１３０と、分電盤１４０と、負荷１５０とを有する。さらに、需要家施設１００は、ＥＭＳ２００及びリモートコントローラ２１０とを有する。

太陽電池１１０は、受光に応じて発電を行う装置である。太陽電池１１０は、発電されたＤＣ電力を出力する。太陽電池１１０の発電量は、太陽電池１１０に照射される日射量に応じて変化する。太陽電池１１０は、後述する出力抑制メッセージに従って動作すべき分散電源の一例である。

蓄電池１２０は、電力を蓄積する装置である。蓄電池１２０は、蓄積されたＤＣ電力を出力する。実施形態では、蓄電池１２０は、後述する出力抑制メッセージに従って動作する必要がなくてもよい。

ＰＣＳ１３０は、ＤＣ電力をＡＣ電力に変換する電力変換装置（ＰＣＳ；ＰｏｗｅｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）の一例である。実施形態では、ＰＣＳ１３０は、電力系統１０に接続された主幹電力線１０Ｌ（ここでは、主幹電力線１０ＬＡ及び主幹電力線１０ＬＢ）に接続されるとともに、太陽電池１１０及び蓄電池１２０の双方に接続される。主幹電力線１０ＬＡは、電力系統１０とＰＣＳ１３０とを接続する電力線であり、主幹電力線１０ＬＢは、ＰＣＳ１３０と分電盤１４０とを接続する電力線である。

ここで、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するとともに、蓄電池１２０から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。さらに、ＰＣＳ１３０は、電力系統１０から供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。

分電盤１４０は、主幹電力線１０Ｌ（ここでは、主幹電力線１０ＬＢ）に接続される。分電盤１４０は、主幹電力線１０ＬＢを複数の電力線に分岐するとともに、複数の電力線に接続された機器（ここでは、負荷１５０及びＥＭＳ２００）に電力を分配する。なお、分電盤１４０は、通過する電力量の電力情報（総電力量、分岐ごとの電力量など）をＥＭＳ２００と通信するようになっていてもよい。

負荷１５０は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷１５０は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの装置を含む。負荷１５０は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。

ＥＭＳ２００は、電力系統１０から需要家施設１００に供給される電力を示す電力情報を管理する装置（ＥＭＳ；ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ）である。ＥＭＳ２００は、太陽電池１１０の発電量、蓄電池１２０の充電量及び蓄電池１２０の放電量を管理してもよい。

実施形態では、ＥＭＳ２００は、リモートコントローラ２１０及びネットワーク３００に接続される。例えば、ＥＭＳ２００は、後述する出力抑制メッセージを外部サーバ４００から受信し、出力抑制メッセージをリモートコントローラ２１０に通知する。或いは、ＥＭＳ２００は、後述する計画表（カレンダー）を外部サーバ４００から受信し、計画表（カレンダー）に基づいて、出力抑制メッセージをリモートコントローラ２１０に通知する。

リモートコントローラ２１０は、ＰＣＳ１３０に併設されており、ＰＣＳ１３０を操作するための各種メッセージをＰＣＳ１３０に通知する。例えば、リモートコントローラ２１０は、ＥＭＳ２００から受信する出力抑制メッセージをＰＣＳ１３０に通知する。

ネットワーク３００は、ＥＭＳ２００、外部サーバ４００及び記録装置５００を接続する通信網である。ネットワーク３００は、インターネットであってもよい。ネットワーク３００は、移動体通信網を含んでもよい。

外部サーバ４００は、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の抑制を指示するメッセージである出力抑制メッセージを通知する。ここで、外部サーバ４００は、電力系統１０の全体として、分散電源の出力を抑制すべき日時を含む計画表（カレンダー）を管理していてもよい。外部サーバ４００は、このような計画表（カレンダー）に基づいて、出力抑制メッセージを通知する。或いは、外部サーバ４００は、このような計画表（カレンダー）をＥＭＳ２００に通知してもよい。すなわち、外部サーバ４００は、分散電源の出力抑制を指示するサーバである。

ここで、出力抑制メッセージ及び計画表（カレンダー）は、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の抑制度合い（例えば、出力抑制電力閾値）を示す情報を含む。抑制度合いは、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の絶対値（例えば、○○ｋＷ）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の相対値（例えば、○○ｋＷの減少）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、分散電源（ここでは、太陽電池１１０）の出力の抑制割合（例えば、○○％）で表されてもよい。抑制割合とは、需要家施設１００に分散電源を設置する際に、分散電源を制御するＰＣＳの出力能力として認定を受けた出力（以下、設備認定出力）に対する割合であってもよい。分散電源の出力能力とＰＣＳの出力能力とが異なる場合には、設備認定出力は、これらの出力能力のうち、小さい方の出力能力である。複数のＰＣＳが設置されるケースにおいては、設備認定出力は、複数のＰＣＳの出力能力の合計である。

記録装置５００は、各種情報を記録する装置である。具体的には、記録装置５００は、出力抑制メッセージに従って分散電源の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を記録する。検証記録は、出力抑制メッセージの受信後において分散電源から出力される電力の量である。分散電源から出力される電力の量は、集計期間（例えば、３０分）毎に集計されてもよい。このようなケースにおいて、集計期間毎に集計された検証記録において、分散電源の出力の抑制が正しく実行されていればよい。

（電力変換装置）
以下において、実施形態に係る電力変換装置について説明する。図２は、実施形態に係るＰＣＳ１３０を示す図である。

図２に示すように、ＰＣＳ１３０は、主幹電力線１０ＬＡに接続された電力線１１Ｌ及び主幹電力線１０ＬＢに接続された電力線１２Ｌに接続される。さらに、電力線１１Ｌと電力線１２Ｌとを接続する電力線１３Ｌが設けられる。電力線１３Ｌは、スイッチ１１ＳＷよりも主幹電力線１０ＬＡ側において電力線１１Ｌに接続されており、スイッチ１２ＳＷよりも主幹電力線１０ＬＢ側において電力線１２Ｌに接続される。

電力線１１Ｌは、電力系統１０とインバータ１３３とを接続する電力線である。電力線１１Ｌは、主幹電力線１０ＬＡの一部を構成する電力線であってもよく、主幹電力線１０ＬＡから分岐する電力線であってもよい。電力線１２Ｌは、インバータ１３３と分電盤１４０（負荷１５０）とを接続する電力線である。電力線１２Ｌは、主幹電力線１０ＬＢの一部を構成する電力線であってもよく、主幹電力線１０ＬＢから分岐する電力線であってもよい。

ＰＣＳ１３０は、電力線１１Ｌ上に設けられるスイッチ１１ＳＷ（第１リレースイッチ）と、電力線１２Ｌ上に設けられるスイッチ１２ＳＷ（第２リレースイッチ）と、電力線１３Ｌ上に設けられるスイッチ１３ＳＷ（第３リレースイッチ）とを有する。

スイッチ１１ＳＷは、電力系統１０にＰＣＳ１３０が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。一方で、スイッチ１１ＳＷは、電力系統１０からＰＣＳ１３０が解列された自立運転状態において開状態に制御される。

スイッチ１２ＳＷは、電力系統１０にＰＣＳ１３０が連系された連系運転状態において開状態に制御される。一方で、スイッチ１１ＳＷは、電力系統１０からＰＣＳ１３０が解列された自立運転状態において閉状態に制御される。

スイッチ１３ＳＷは、電力系統１０に分電盤１４０（負荷１５０）が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。同様に、スイッチ１３ＳＷは、電力系統１０にＰＣＳ１３０が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。一方で、スイッチ１３ＳＷは、電力系統１０から分電盤１４０（負荷１５０）が解列された自立運転状態において開状態に制御される。同様に、スイッチ１３ＳＷは、電力系統１０からＰＣＳ１３０が解列された自立運転状態において開状態に制御される。

一般的には、需要家施設１００が電力系統１０に連系された連系運転状態においては、ＰＣＳ１３０及び分電盤１４０（負荷１５０）の双方が電力系統１０に接続される。従って、このような連系運転状態において、スイッチ１１ＳＷ及びスイッチ１３ＳＷは閉状態に制御され、スイッチ１２ＳＷは開状態に制御される。一方で、一般的には、需要家施設１００が電力系統１０から解列された自立運転状態においては、ＰＣＳ１３０及び分電盤１４０（負荷１５０）の双方が電力系統１０に接続されない。従って、このような自立運転状態において、スイッチ１１ＳＷ及びスイッチ１３ＳＷは開状態に制御され、スイッチ１２ＳＷは閉状態に制御される。

図２に示すように、ＰＣＳ１３０は、DC/DCコンバータ１３１と、DC/DCコンバータ１３２と、インバータ１３３と、制御部１３４と、通信部１３５とを有する。

DC/DCコンバータ１３１は、太陽電池１１０から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する第１直流コンバータである。DC/DCコンバータ１３１は、ＤＣ電力の電圧を昇圧変換してもよく、ＤＣ電力の電圧を降圧変換してもよい。

DC/DCコンバータ１３２は、蓄電池１２０から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する第２直流コンバータである。さらには、DC/DCコンバータ１３２は、インバータ１３３から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する。DC/DCコンバータ１３２は、ＤＣ電力の電圧を昇圧変換してもよく、ＤＣ電力の電圧を降圧変換してもよい。

ここで、蓄電池１２０からDC/DCコンバータ１３２にＤＣ電力を出力する動作は、蓄電池１２０の放電であってもよい。DC/DCコンバータ１３２から蓄電池１２０にＤＣ電力を出力する動作は、蓄電池１２０の充電であってもよい。

インバータ１３３は、DC/DCコンバータ１３１から入力されるＤＣ電力及びDC/DCコンバータ１３２から入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。さらに、インバータ１３３は、電力系統１０から供給されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。

制御部１３４は、ＰＣＳ１３０を制御する。第１に、制御部１３４は、太陽電池１１０の発電量を制御する。詳細には、制御部１３４は、ＭＰＰＴ（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ）法によって太陽電池１１０の発電量を制御する。これによって、太陽電池１１０の動作点（動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点）が最適化される。第２に、制御部１３４は、蓄電池１２０の充電量及び放電量を制御する。

ここで、制御部１３４は、出力抑制メッセージ又は計画表（カレンダー）に従って太陽電池１１０の出力を抑制する。上述したように、抑制度合いは、太陽電池１１０の出力の絶対値（例えば、○○ｋＷ）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、太陽電池１１０の出力の相対値（例えば、○○ｋＷの減少）で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、太陽電池１１０の出力の抑制割合（例えば、○○％）で表されてもよい。

実施形態において、制御部１３４は、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が切断された場合に、連系運転状態から自立運転状態にＰＣＳ１３０の動作状態を変更する。自立運転状態においてインバータ１３３から出力される電力は、連系運転状態においてインバータ１３３に接続されていた負荷１５０に対して連続的に供給されてもよい。さらには、連系運転状態から自立運転状態への変更期間においても、インバータ１３３から出力される電力は、負荷１５０に対して連続的に供給されてもよい。

具体的に、連系運転状態から自立運転状態への変更期間においても、インバータ１３３から出力される電力は、負荷１５０に対して連続的に供給されるとは、例えば、変更時に負荷１５０に対して電力が連続的に供給されていればよい。すなわち、変更時において、連系運転状態のときに接続されていた負荷１５０に途切れることなく電力が供給されていればよい。なお、変更時に電力が供給されないことにより負荷１５０の運転が途切れなければよく、例えば瞬間的に電圧が低下したことによって電力が低下してもよい。例えば、負荷１５０が蛍光灯であったときに変更時に電圧が一時的に低下して、照度が一時的に低下してもよい。

詳細には、制御部１３４は、ＰＣＳ１３０の動作状態を連系運転状態から自立運転状態に変更する場合に、スイッチ１３ＳＷが閉状態のまま、スイッチ１１ＳＷを閉状態から開状態に切替えるとともに、スイッチ１２ＳＷを開状態から閉状態に切替えた後に、スイッチ１３ＳＷを閉状態から開状態に切り替える。

このように、スイッチ１３ＳＷが閉状態のまま、連系運転状態から自立運転状態への変更が行われるため、このような変更期間においても、インバータ１３３から出力される電力が瞬断せずに負荷１５０に対して供給される。

ここで、制御部１３４は、DC/DCコンバータ１３１、DC/DCコンバータ１３２及びインバータ１３３の動作を停止せずに、連系運転状態から自立運転状態への変更を行ってもよい。さらに、制御部１３４は、インバータ１３３から出力可能な電力によって負荷１５０の消費電力を賄える場合に、連系運転状態から自立運転状態への変更を行ってもよい。インバータ１３３から出力可能な電力は、太陽電池１１０の発電電力及び蓄電池１２０の充電量の合計である。

実施形態において、制御部１３４は、制御部１３４は、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が復帰した場合に、自立運転状態から連系運転状態にＰＣＳ１３０の動作状態を自動的に変更してもよい。

詳細には、制御部１３４は、ＰＣＳ１３０の動作状態を自立運転状態から連系運転状態に変更する場合に、スイッチ１３ＳＷを開状態から閉状態に切り替えた後に、スイッチ１２ＳＷを閉状態から開状態に切替えるとともに、スイッチ１１ＳＷを開状態から閉状態に切替える。

このように、スイッチ１３ＳＷが開状態から閉状態に切り替えられた上で、自立運転状態から連系運転状態への変更が行われるため、このような変更期間においても、インバータ１３３から出力される電力が瞬断せずに負荷１５０に対して供給される。

一方で、制御部１３４は、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が復帰した場合に、自立運転状態から連系運転状態にＰＣＳ１３０の動作状態を自動的に変更しなくてもよい。すなわち、制御部１３４は、通信が復帰した場合でも、自立運転し続けることになる。この場合、自立運転状態から連系運転状態にＰＣＳ１３０の動作状態を変更するときは、ユーザーが手動で操作する。ユーザーは、通信が復帰した場合に、自立運転状態から連系運転状態に自動的に変更するか、自動的に変更しないかを予め設定しておいてもよいし、自立運転の状況（例えば、蓄電池の蓄電容量、太陽電池の発電量、負荷の消費電力など）に応じてどちらが良いかを判断してもよい。

外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信の切断要因としては、外部サーバ４００とＥＭＳ２００との間の通信の切断及びＥＭＳ２００とリモートコントローラ２１０との間の通信の切断が考えられる。或いは、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信の切断要因は、リモートコントローラ２１０と通信部１３５との間の通信の切断であってもよい。

例えば、制御部１３４は、外部サーバ４００とＥＭＳ２００との間の通信の切断がＥＭＳ２００によって検出された場合に、通信の切断を示すメッセージをＥＭＳ２００から受信することによって通信の切断を検出する。或いは、制御部１３４は、ＥＭＳ２００とリモートコントローラ２１０との間の通信の切断がリモートコントローラ２１０によって検出された場合に、通信の切断を示すメッセージをリモートコントローラ２１０から受信することによって通信の切断を検出してもよい。このようなケースにおいて、通信の切断を示すメッセージは、太陽電池１１０の動作停止を指示するメッセージ（以下、動作停止指示）と読み替えてよい。

通信の切断は、瞬時的な通信の切断を含まなくてもよい。具体的には、制御部１３４は、通信が切断された状態が一定期間（例えば、５分）に亘った継続する場合に、通信の切断を検出してもよい。なお、通信の切断とは、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信状態が所定閾値以下となる一態様である。通信状態は、例えば、ＲＳＳI（ＲｅｃｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｉｏｎ）、ＳＮＲ（ＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）又はＳＩＲ（ＳｉｇｎａｌｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲａｄｉｏ）等の所定閾値の大小によって判断される。より具体的には、外部サーバ４００とＥＭＳ２００との間の通信において、例えば、通信のＲＳＳＩの値が所定閾値以下となったときに、「通信状態が所定の閾値以下であると判断する」ものである。

制御部１３４は、出力抑制メッセージ又は計画表（カレンダー）に従って太陽電池１１０の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を出力する。上述したように、検証記録は、出力抑制メッセージの受信後において太陽電池１１０から出力される電力の量である。制御部１３４は、連系運転状態から自立運転状態への変更を行った場合に、検証記録としてゼロを出力する。

通信部１３５は、リモートコントローラ２１０と通信を行う。例えば、通信部１３５は、外部サーバ４００から通知される出力抑制メッセージを受信する。通信部１３５は、制御部１３４から出力される検証記録を記録装置５００に送信する。

さらに、通信部１３５は、ＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０によって通信の切断が検出される場合には、通信の切断を示すメッセージをＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０から受信する。このようなケースにおいて、通信の切断を示すメッセージは、太陽電池１１０の動作停止を指示するメッセージ（動作停止指示）と読み替えてよい。実施形態では、通信部１３５は、ＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０から動作停止指示を受信する。

以下において、実施形態に係る制御方法について説明する。図３及び図４は、実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。

第１に、太陽電池１１０の出力を停止するケースについて図３を参照しながら説明する。

図３に示すように、ステップＳ１０において、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が切断される。ここでは、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信の切断は、外部サーバ４００とＥＭＳ２００との間の通信の切断、或いは、ＥＭＳ２００とリモートコントローラ２１０との間の通信の切断である。

ステップＳ１１において、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０の動作停止を指示するメッセージ（動作停止指示）をリモートコントローラ２１０から受信したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ＰＣＳ１３０は、ステップＳ１２の処理に移る。判定結果がＮＯである場合には、ＰＣＳ１３０は、そのまま待機する。

ステップＳ１２において、ＰＣＳ１３０は、連系運転状態から自立運転状態への変更を行う。詳細には、ＰＣＳ１３０は、スイッチ１３ＳＷが閉状態のまま、スイッチ１１ＳＷを閉状態から開状態に切替えるとともに、スイッチ１２ＳＷを開状態から閉状態に切替えた後に、スイッチ１３ＳＷを閉状態から開状態に切り替える。

第２に、太陽電池１１０の出力を再開するケースについて図４を参照しながら説明する。

図４に示すように、ステップＳ１５において、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が復帰する。

ステップＳ１６において、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０の動作停止の解除を指示するメッセージ（動作停止解除指示）をリモートコントローラ２１０から受信したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ＰＣＳ１３０は、ステップＳ１６の処理に移る。判定結果がＮＯである場合には、ＰＣＳ１３０は、そのまま待機する。

ステップＳ１７において、ＰＣＳ１３０は、自立運転状態から連系運転状態への変更を行う。詳細には、ＰＣＳ１３０は、スイッチ１３ＳＷを開状態から閉状態に切り替えた後に、スイッチ１２ＳＷを閉状態から開状態に切替えるとともに、スイッチ１１ＳＷを開状態から閉状態に切替える。

（作用及び効果）
実施形態では、自立運転状態においてインバータから出力される電力が連系運転状態においてインバータ１３３に接続されていた負荷１５０に対して供給されることを前提としている。このような前提下において、ＰＣＳ１３０は、太陽電池１１０の動作停止を指示するメッセージ（動作停止指示）を受信した場合に、連系運転状態から自立運転状態への変更を行う。自立運転状態においては、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が切断された状態であっても、インバータ１３３の動作を停止しなくてもよい。すなわち、太陽電池１１０の出力を停止しなければならない事象が生じても、蓄電池１２０の充電及び放電を継続することができる。さらには、太陽電池１１０の発電も継続することができる。

［他の実施形態］
以下において、他の実施形態について説明する。以下においては、上述した実施形態に対する差異について説明する。

他の実施形態において、需要家施設１００は、図５に示すように、ＥＭＳ２００及びリモートコントローラ２１０を有していない。ＰＣＳ１３０（通信部１３５）は、ネットワーク３００に直接的に接続されており、外部サーバ４００及び記録装置５００と通信を行う。

従って、ＰＣＳ１３０（制御部１３４）は、外部サーバ４００とＥＭＳ２００との間の通信の切断を検出する。例えば、ＰＣＳ１３０（制御部１３４）は、外部サーバ４００から周期的に送信されるビーコン信号の受信に成功したか否かによって通信の切断を検出してもよい。或いは、ＰＣＳ１３０（制御部１３４）は、ネットワーク３００の監視によって通信の切断を検出してもよい。

（制御方法）
以下において、他の実施形態に係る制御方法について説明する。図６及び図７は、他の実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。

第１に、太陽電池１１０の出力を停止するケースについて図６を参照しながら説明する。

図６に示すように、ステップＳ２０において、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が切断される。

ステップＳ２１において、ＰＣＳ１３０は、通信切断を検出したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ＰＣＳ１３０は、ステップＳ２２の処理に移る。判定結果がＮＯである場合には、ＰＣＳ１３０は、そのまま待機する。

ステップＳ２２において、ＰＣＳ１３０は、連系運転状態から自立運転状態への変更を行う。詳細には、ＰＣＳ１３０は、スイッチ１３ＳＷが閉状態のまま、スイッチ１１ＳＷを閉状態から開状態に切替えるとともに、スイッチ１２ＳＷを開状態から閉状態に切替えた後に、スイッチ１３ＳＷを閉状態から開状態に切り替える。

第２に、太陽電池１１０の出力を再開するケースについて図７を参照しながら説明する。

図７に示すように、ステップＳ２５において、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が復帰する。

ステップＳ２６において、ＰＣＳ１３０は、通信復帰を検出したか否かを判定する。判定結果がＹＥＳである場合には、ＰＣＳ１３０は、ステップＳ２６の処理に移る。判定結果がＮＯである場合には、ＰＣＳ１３０は、そのまま待機する。

ステップＳ２７において、ＰＣＳ１３０は、自立運転状態から連系運転状態への変更を行う。詳細には、ＰＣＳ１３０は、スイッチ１３ＳＷを開状態から閉状態に切り替えた後に、スイッチ１２ＳＷを閉状態から開状態に切替えるとともに、スイッチ１１ＳＷを開状態から閉状態に切替える。

（作用及び効果）
他の実施形態では、自立運転状態においてインバータから出力される電力が連系運転状態においてインバータ１３３に接続されていた負荷１５０に対して供給されることを前提としている。このような前提下において、ＰＣＳ１３０は、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信の切断を検出した場合に、連系運転状態から自立運転状態への変更を行う。自立運転状態においては、外部サーバ４００とＰＣＳ１３０との間の通信が切断された状態であっても、インバータ１３３の動作を停止しなくてもよい。すなわち、太陽電池１１０の出力を停止しなければならない事象が生じても、蓄電池１２０の充電及び放電を継続することができる。さらには、太陽電池１１０の発電も継続することができる。

他の実施形態においては、ＰＣＳ１３０は、図８に示すように、記録部１３６を有する。記録部１３６は、記録装置５００と同様に、出力抑制メッセージに従って分散電源の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を記録する。このようなケースにおいて、記録部１３６は、制御部１３４から出力される検証記録を記録してもよい。

他の実施形態においては、検証記録を記録する記録部１３６がＰＣＳ１３０に設けられているため、電力管理システム１は、記録装置５００を有していなくてもよい。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、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ろう。

実施形態では、出力抑制メッセージに従って動作すべき分散電源として太陽電池１１０を例示した。しかしながら、分散電源はこれに限定されるものではない。分散電源は、風力又は地熱などの自然エネルギーを利用して電力を発電する装置であってもよい。或いは、分散電源は、燃料ガスを利用して電力を生成する燃料電池であってもよい。

実施形態では、制御部１３４がＰＣＳ１３０を制御する。このようなケースにおいて、制御部１３４は、ＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０の指示に従ってＰＣＳ１３０を制御してもよい。すなわち、外部サーバと電力変換装置との間の通信が切断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に電力変換装置の動作状態を変更する制御部（制御部１３４と同様の機能を有する機能ブロック）は、ＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０に設けられていてもよい。

他の実施形態では、検証記録を記録する記録部１３６がＰＣＳ１３０に設けられている。しかしながら、実施形態はこれに限定さえるものではない。検証記録を記録する記録部１３６は、ＥＭＳ２００又はリモートコントローラ２１０に設けられていてもよい。

実施形態では、１１ＳＷ、１２ＳＷ及び１３ＳＷがＰＣＳ１３０に設けられるが、実施形態はこれに限定されるものではない。連系運転状態と自立運転状態とを切り替える切替部は、分電盤１４０に設けられていてもよい。

なお、日本国特許出願第２０１５−３５０９０号（２０１５年２月２５日出願）の全内容が、参照により、本願に組み込まれている。

Claims

電力指令メッセージを外部サーバとの通信により受信する通信部と、
前記外部サーバとの通信状態が所定の閾値以下であると判断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に運転状態を変更する制御部とを備えることを特徴とする電力変換装置。
分散電源から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する第１直流コンバータと、
蓄電池から入力されるＤＣ電力の電圧を変換する第２直流コンバータと、
前記第１直流コンバータから入力されるＤＣ電力及び前記第２直流コンバータから入力されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータとを備え、
前記自立運転状態において前記インバータから出力される電力は、前記連系運転状態において前記インバータに接続されていた負荷に対して連続的に供給されることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記連系運転状態から前記自立運転状態への変更期間においても、前記インバータから出力される電力は、前記負荷に対して連続的に供給されることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
前記制御部は、前記インバータから出力可能な電力によって前記負荷の消費電力を賄える場合に、前記連系運転状態から前記自立運転状態への変更を行うことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電力変換装置。
前記制御部は、前記外部サーバと前記電力変換装置との間の通信が復帰した場合に、前記自立運転状態から前記連系運転状態に前記電力変換装置の動作状態を変更することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の電力変換装置。
前記制御部は、前記外部サーバと前記電力変換装置との間の通信が復帰した場合に、前記自立運転状態から前記連系運転状態に前記電力変換装置の動作状態を自動的に変更しないことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の電力変換装置。
前記インバータと電力系統とを接続する第１電力線上に設けられる第１リレースイッチと、
前記インバータと負荷とを接続する第２電力線上に設けられる第２リレースイッチと、
前記第１電力線と前記第２電力線とを接続する第３電力線上に設けられる第３リレースイッチとを備え、
前記制御部は、
前記電力変換装置の動作状態を前記連系運転状態から前記自立運転状態に変更する場合に、前記第３リレースイッチが閉状態のまま、前記第１リレースイッチを閉状態から開状態に切替えるとともに、前記第２リレースイッチを開状態から閉状態に切替えた後に、前記第３リレースイッチを閉状態から開状態に切り替えることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の電力変換装置。
前記制御部は、前記自立運転状態から前記連系運転状態に前記電力変換装置の動作状態を変更する場合に、前記第３リレースイッチを開状態から閉状態に切り替えた後に、前記第２リレースイッチを閉状態から開状態に切替えるとともに、前記第１リレースイッチを開状態から閉状態に切替えることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
前記制御部は、前記第１直流コンバータ、前記第２直流コンバータ及び前記インバータの動作を停止せずに、前記連系運転状態から前記自立運転状態への変更を行うことを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の電力変換装置。
前記制御部は、前記分散電源の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を出力し、
前記制御部は、前記連系運転状態から前記自立運転状態への変更を行った場合に、前記検証記録としてゼロを出力することを特徴とする請求項２乃至請求項９のいずれかに記載の電力変換装置。
分散電源と電力系統との接続を連系又は解列する切替部を備え、
前記切替部は、電力指令メッセージを送信するサーバと前記分散電源を制御する電力変換装置との通信状態が所定の閾値以下であると判断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に運転状態を切り替えることを特徴とする分電盤。
電力指令メッセージを外部サーバとの通信により電力変換装置が受信するステップと、
前記外部サーバと前記電力変換装置との間の通信状態が所定の閾値以下であると判断された場合に、電力系統と連系された連系運転状態から電力系統と解列された自立運転状態に運転状態を変更するステップとを備えることを特徴とする運転切替方法。