JP6586517B2 - 電力制御装置、電力制御装置の制御方法、分散電源システム及び分散電源システムの制御方法 - Google Patents

電力制御装置、電力制御装置の制御方法、分散電源システム及び分散電源システムの制御方法 Download PDF

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Description

関連出願へのクロスリファレンス
本出願は、日本国特許出願２０１６−０８８６３０号（２０１６年４月２６日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
本開示は、電力制御装置、電力制御装置の制御方法、分散電源システム及び分散電源システムの制御方法に関する。
近年、太陽電池、蓄電池及び燃料電池等といった分散電源を備えたシステムを、需要家施設に設置させることが普及しつつある。このようなシステムでは、商用電源系統（以下、「系統」と略記する）に連系して分散電源から電力を出力する連系運転と、系統と関わりなく分散電源から電力を出力する自立運転とを行っている。
ところで、上記システムに突入電流が生じると、そのシステム内の電子部品等がダメージを受けることがある。そこで、系統からシステム内に流れ込む突入電流を低減させるシステムが提案されている（特許文献１）。
特開２０１３−３１３０８号公報
本開示の一実施形態に係る電力制御装置は、分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータと、前記インバータを制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記系統の停電を検出すると、前記インバータから前記切替器に供給される電圧が第１電圧まで上昇するように前記インバータの出力電圧を制御する。第１電圧は、第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器が動作する電圧である。さらに、前記制御部は、該出力電圧が前記第１電圧に達すると、該出力電圧を前記第１電圧以下に維持させた後、該出力電圧が前記第１電圧を超える所定電圧まで上昇するように前記出力電圧を制御する。
本開示の一実施形態に係る電力制御装置は、分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータと、前記インバータを制御する制御部とを備える。前記制御部は、系統の停電を検出すると、第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器に供給される前記インバータの第１相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。前記第１電力は、前記系統から負荷機器（以下、「負荷」と略記する）に供給する電力である。さらに、前記制御部は、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータの第２相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。
本開示の一実施形態に係る電力制御装置の制御方法は、分散電源の電力を制御する電力制御装置の制御方法である。該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータを備える。前記電力制御装置の制御方法は、系統の停電を検出するステップを含む。さらに、前記電力制御装置の制御方法は、前記系統の停電を検出すると、前記インバータの出力電圧を、第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器が動作する第１電圧まで上昇させるステップを含む。前記第１電力は、前記系統から負荷に供給する電力である。加えて、前記電力変換装置の制御方法は、前記インバータの出力電圧が前記第１電圧に達すると、前記インバータの出力電圧を前記第１電圧以下に維持させてから前記第１電圧を超える所定電圧まで上昇させるステップを含む。
本開示の一実施形態に係る電力制御装置の制御方法は、分散電源の電力を制御する電力制御装置の制御方法である。該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備える。前記電力制御装置の制御方法は、系統の停電を検出するステップを含む。さらに、前記電力制御装置の制御方法は、前記系統の停電を検出すると、第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器に供給される前記インバータからの第１相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップを含む。前記第１電力は、系統から負荷に供給する電力である。加えて、前記電力制御装置の制御方法は、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータから前記切替器に供給される第２相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップを含む。
本開示の一実施形態に係る分散電システムは、分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える。前記電力制御装置は、前記分散電源の電力を変換するインバータと、該インバータを制御する制御部とを有する。前記制御部は、前記系統の停電を検出すると、前記インバータから前記切替器に供給される電圧が第１電圧まで上昇するように前記インバータの出力電圧を制御する。前記第１電圧は、系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える前記切替器が動作する電圧である。さらに、前記制御部は、該出力電圧が前記第１電圧に達すると、該出力電圧を前記第１電圧以下に維持させた後、該出力電圧が前記第１電圧を超える所定電圧まで上昇するように前記出力電圧を制御する。
本開示の一実施形態に係る分散電源システムは、分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える。前記電力制御装置は、前記分散電源の電力を変換するインバータと、該インバータを制御する制御部とを有する。前記制御部は、系統の停電を検出すると、系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器に供給される前記インバータの第１相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。さらに、前記制御部は、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータの第２相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。
本開示の一実施形態に係る分散電源システムの制御方法は、分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える分散電源システムの制御方法である。該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを有する。前記分散電源システムの制御方法は、前記電力制御装置によって、系統の停電を検出するステップを含む。さらに、前記分散電源の制御方法は、前記電力制御装置によって、前記系統の停電を検出すると、前記インバータの出力電圧を、前記系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器が動作する第１電圧まで上昇させるステップを含む。加えて、前記分散電源システムの制御方法は、前記電力制御装置によって、前記インバータの出力電圧が前記第１電圧に達すると、前記インバータの出力電圧を前記第１電圧以下に維持させてから前記第１電圧を超える所定電圧まで上昇させるステップを含む。
本開示の一実施形態に係る分散電源システムの制御方法は、分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える分散電源システムの制御方法である。該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備える。前記分散電源システムの制御方法は、前記電力制御装置によって、系統の停電を検出するステップを含む。さらに、前記分散電源システムの制御方法は、前記電力制御装置によって、前記系統の停電を検出すると、前記系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える前記切替器に供給される前記インバータからの第１相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップを含む。加えて、前記分散電源システムの制御方法は、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータから前記切替器に供給される第２相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップを含む。
本開示の第１の実施形態に係る分散電源システムの一例の概略構成を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る電力制御装置の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す図である。 比較例に係る電力制御装置の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す図である。 本開示の第１の実施形態に係る分散電源システムの動作の一例を示すフローチャートである。 本開示の第２の実施形態に係る電力制御装置の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す図である。 本開示の第２の実施形態に係る分散電源システムの動作の一例を示すフローチャートである。 本開示の第３の実施形態に係る電力制御装置の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す図である。 本開示の第３の実施形態に係る分散電源システムの動作の一例を示すフローチャートである。
ところで、従来のシステムでは、系統が停電したとき、自立運転を行って、分散電源から需要家施設の負荷に電力を供給している。このとき、従来のシステムでは、切替器によって電力を供給する経路を切替えている。
ここで、従来のシステムでは、電力を供給する経路を分散電源に切替えたときに生じる突入電流を低減させるため、分散電源の出力電圧を０Ｖ付近から徐々に上昇させている。しかし、上記切替器は、系統が停電しているとき、分散電源から供給される電力によって動作している。そのため、切替器は、分散電源から切替器に供給される電圧が切替器の動作電圧付近に達したときに、切替器内の経路を切替える。さらに、切替器内の経路が切替わったときに、分散電源から負荷への電力供給が開始される。従って、従来のシステムでは、負荷の電源投入が、ある程度高い電圧で開始されることになる。さらに、負荷への電源投入が開始された後も、従来のシステムでは、負荷に供給される電圧を、継続して所定電圧（例えば系統における電圧）まで上昇させている。これにより、従来のシステムでは、負荷の電源投入に伴い大きな突入電流が生じてしまうことがある。
本開示の目的は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、突入電流を低減させることができる電力制御装置、電力制御装置の制御方法、分散電源システム及び分散電源システムの制御方法を提供することにある。
なお、本明細書では、分散電源を、太陽電池、燃料電池及び蓄電池として説明するが、これに限定されない。分散電源は、例えば、風力、地熱及び水力等を用いて発電するものであってもよい。
（第１の実施形態）
［システム構成］
図１に、本開示の第１の実施形態に係る分散電源システム１００の一例の概略構成を示す。各機能ブロックを結ぶ実線は電力線を示し、破線は制御線及び信号線を示す。制御線及び信号線が示す接続は、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。また、分散電源システム１００が接続される、分電盤１０３、負荷２００，２０１，２０２，２０３及び系統３００が併せて図示されている。
分散電源システム１００は、通常時、単相３線の系統３００との連系運転を行う。分散電源システム１００は、連系運転時、系統３００から供給される電力と、分散電源（太陽電池１０〜１２、燃料電池１３及び蓄電池１４）からの電力とを、分電盤１０３を経由させ負荷２００〜２０３に供給する。また、分散電源システム１００は、系統３００の停電時は自立運転を行う。分散電源システム１００は、自立運転時、分散電源（太陽電池１０〜１２、燃料電池１３及び蓄電池１４）から分電盤１０３を経由して、負荷２００〜２０３に電力を供給する。
分散電源システム１００は、太陽電池１０，１１，１２と、燃料電池１３と、蓄電池１４と、電力制御装置１０１と、切替器１０２とを備える。なお、図１に示す分散電源システム１００は、３個の太陽電池と、１個の燃料電池と、１個の蓄電池とを備えるが、分散電源システム１００が備える太陽電池、燃料電池及び蓄電池の個数は、これに限定されない。分散電源システム１００が備える太陽電池、燃料電池及び蓄電池の個数は、それぞれ、任意の個数であってもよい。
太陽電池１０〜１２は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換することによって、直流電圧を発電する。太陽電池１０〜１２は、発電した直流電圧を電力制御装置１０１に供給する。
燃料電池１３は、水素と空気中の酸素との化学反応によって、直流電圧を発電する。燃料電池１３は、発電した直流電圧を電力制御装置１０１に供給する。
蓄電池１４は、放電することによって電力制御装置１０１に直流電圧を供給する。また、蓄電池１４は、電力制御装置１０１から供給される直流電圧によって充電される。
電力制御装置１０１は、太陽電池１０〜１２、燃料電池１３及び蓄電池１４の電力を制御する。例えば、電力制御装置１０１は、太陽電池１０〜１２、燃料電池１３及び蓄電池１４から出力される直流電圧を所定電圧に変換する。さらに、電力制御装置１０１は、所定電圧に変換された直流電圧を交流電圧に変換する。その後、電力制御装置１０１は、変換後の交流電圧を、切替器１０２に供給する。電力制御装置１０１の構成の詳細については後述する。
切替器１０２には、系統３００からの電力と、電力制御装置１０１からの太陽電池１０等の電力とが供給される。切替器１０２は、通常時、系統３００からの電力と、太陽電池１０等からの電力とを分電盤１０３に供給する。また、切替器１０２は、系統３００が停電すると、切替器１０２内の経路を切替えて、太陽電池１０等からの電力が分電盤１０３に供給されるようにする。なお、切替器１０２は、系統３００が停電したとき、太陽電池１０等から供給される電力によって動作する。切替器１０２の構成の詳細については後述する。
分電盤１０３は、系統３００からの電力を切替器１０２に供給する。また、分電盤１０３は、切替器１０２から供給される電力を、負荷２００〜２０３に分配する。分電盤１０３の構成の詳細については後述する。
負荷２００〜２０３は、需要家施設に設置される。負荷２００〜２０３は、分電盤１０３から供給される電力を消費する。負荷２００〜２０３は、例えば、冷蔵庫、ドライヤー等の電気製品である。
以下、電力制御装置１０１の構成の詳細について説明する。
電力制御装置１０１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０，２１，２２，２３，２４と、インバータ２５と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、制御部３０と、記憶部４０とを備える。電力制御装置１０１は、いわゆるマルチＤＣリンクシステムを構成する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０〜２４は、それぞれ、制御部３０の制御に基づき、ＤＣ／ＤＣ変換を行う。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０〜２４は、それぞれ、太陽電池１０〜１２、燃料電池１３及び蓄電池１４から供給される直流電圧を所定電圧に変換し、変換後の直流電圧をインバータ２５に出力する。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３，２４は、双方向のＤＣ／ＤＣ変換を行うことができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０〜２２，２４及びインバータ２５から供給される直流電圧を所定電圧に変換して燃料電池１３に出力する。燃料電池１３は、この処理により供給される電力を、燃料電池１３を起動させるときに、ヒータ及び補機（各種ポンプ等）を起動させるための起動電力として使用する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０〜２３及びインバータ２５から供給される直流電圧を所定電圧に変換して蓄電池１４に出力する。蓄電池１４は、この処理により供給される電力によって充電される。
インバータ２５は、制御部３０の制御に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０〜２４から供給される直流電圧を、一括して単相３線の交流電圧に変換する。インバータ２５は、変換後の交流電圧を、スイッチＳＷ１，ＳＷ２に出力する。
スイッチＳＷ１は、例えば、連系スイッチである。スイッチＳＷ２は、例えば、自立スイッチである。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれ、リレー及びトランジスタ等により構成される。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、それぞれ、制御部３０の制御に基づき、オン／オフ状態を切替える。以下、制御部３０の制御に基づく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン／オフ状態の一例について簡単に説明する。
分散電源システム１００が連系運転を行うとき、制御部３０の制御によって、スイッチＳＷ１はオン状態となり、スイッチＳＷ２はオフ状態となる。このような構成によって、太陽電池１０〜１２、燃料電池１３及び蓄電池１４の電力は、スイッチＳＷ１を介して、切替器１０２に供給される。
分散電源システム１００が自立運転を行うとき、制御部３０の制御によって、スイッチＳＷ１はオフ状態となり、スイッチＳＷ２はオン状態となる。このような構成によって、太陽電池１０〜１２、燃料電池１３及び蓄電池１４の電力は、スイッチＳＷ２を介して、切替器１０２に供給される。制御部３０は、系統３００の停電を検出すると、太陽電池１０等を系統３００から解列させて自立運転させるために、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をこのオン／オフ状態にする。
制御部３０は、電力制御装置１０１全体を制御及び管理するものである。制御部３０は、例えば、プロセッサにより構成することができる。制御部３０は、記憶部４０に記憶されているプログラムを読み出して実行し、様々な機能を実現させる。
制御部３０は、例えば、系統３００の停電を検出する。制御部３０は、系統３００の停電を検出すると、インバータ２５から切替器１０２に供給される電圧が徐々に（連続的）上昇するよう、いわゆるソフトスタート制御を行う。その後、制御部３０は、切替器１０２に供給される電圧が切替器１０２の動作電圧に達すると、該電圧を動作電圧以下に維持させた後、該電圧が動作電圧を超える所定電圧まで上昇するように制御する。これらの処理の詳細については後述する。
記憶部４０は、電力制御装置１０１の処理に必要な情報、及び、電力制御装置１０１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを記憶している。記憶部４０は、例えば、切替器１０２の動作電圧（第１電圧）及び後述の所定時間ｔ１を記憶している。動作電圧とは、系統３００から負荷２００〜２０３に供給する電力（第１電力）を、インバータ２５からの電力（第２電力）に切替える切替器が動作する電圧である。
次に、切替器１０２の構成の詳細について説明する。
切替器１０２は、単相３線に対応するスイッチＳＷ３と、電流センサ５０とを有する。図１に示す電流センサ５０は、切替器１０２の内部に配置されているが、電流センサ５０は、切替器１０２以外の他の箇所（例えば分電盤１０３の内部）に配置されていてもよい。
スイッチＳＷ３は、リレー及びトランジスタ等により構成される。スイッチＳＷ３は、通常時（連系運転時）には、制御部３０の制御に基づき、系統３００からの電力と電力制御装置１０１から供給される太陽電池１０等からの電力とを分電盤１０３に供給する。また、スイッチＳＷ３は、系統３００が停電すると、制御部３０の制御に基づき、電力制御装置１０１から供給される太陽電池１０等からの電力を、分電盤１０３に供給するように切替わる。
電流センサ５０は、系統３００と電力制御装置１０１との間に配置される。電流センサ５０は、系統３００の順潮流又は系統３００への逆潮流の値を検出し、その検出した値を電力制御装置１０１に送信する。
次に、分電盤１０３の構成の詳細について説明する。
分電盤１０３は、ブレーカ６０，６１と、ブレーカ７０，７１，７２，７３とを有する。
ブレーカ６０，６１は、例えば、漏電ブレーカ（ＥＬＢ：Ｅａｒｔｈ Ｌｅａｋａｇｅ
Ｃｉｒｃｕｉ Ｂｒｅａｋｅｒ）である。ブレーカ６０，６１は、電力線から接地への漏電電流を検出すると、電路を開放する。
ブレーカ７０〜７３は、例えば、安全ブレーカ（ＭＣＢ：Ｍｏｌｄｅｄｃａｓｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒ）である。ブレーカ７０〜７３には、それぞれ、負荷２００〜２０３が接続される。負荷２００〜２０３には、それぞれ、太陽電池１０〜１２、燃料電池１３、蓄電池１４及び系統３００からの電力が、ブレーカ７０〜７３を介して供給される。また、ブレーカ７０〜７３は、それぞれ、ケーブル等のショート及び負荷２００〜２０３の故障によって、過電流が流れると電路を開放する。
次に、制御部３０の処理の詳細について説明する。
制御部３０は、系統３００の停電を検出すると、インバータ２５から切替器１０２に供給される電圧が徐々に上昇するよう、いわゆるソフトスタート制御を行う。さらに、インバータ２５の出力電圧が動作電圧に達すると、制御部３０は、該出力電圧を所定時間ｔ１だけ動作電圧に維持させる。その後、制御部３０は、該出力電圧が動作電圧を超える、系統３００における所定電圧まで上昇するように制御する。
図２に、本開示の第１の実施形態に係る電力制御装置１０１の停電時における出力電圧の実効値の変化示す。縦軸はインバータ２５の出力電圧の実効値（分電盤に供給される電圧）を示し、横軸は時刻を示す。図２では、時刻０が系統３００に停電が発生した時刻とする。時刻０で制御部３０によって系統３００の停電が検出され、制御部３０によってインバータ２５の出力電圧が徐々に上昇するよう制御される。その後、インバータ２５の出力電圧が切替器１０２の動作電圧に達する時刻Ａで、切替器１０２内の経路が切替わり、太陽電池１０等から電力制御装置１０１を介して負荷２００〜２０３に電力が供給されるようになる。つまり、時刻Ａで、負荷２００〜２０３の電源投入が開始される。ここで、本実施形態では、負荷２００〜２０３の電源投入が開始される時刻Ａ以降、インバータ２５の出力電圧、すなわち、負荷２００〜２０３に供給される電圧が、所定時間ｔ１だけ、ある程度低い電圧（動作電圧）に維持される。このような制御によって、本実施形態では、負荷２００〜２０３の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
なお、所定時間ｔ１は、系統３００が停電したときに、太陽電池１０等の電力を供給する負荷２００等の個数を考慮して設定することができる。
以下、停電時において、本実施形態に係る電力制御を行わない場合を比較例として示す。
（比較例）
図３に、比較例に係る電力制御装置の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す。縦軸はインバータの出力電圧の実効値（切替器に供給される電圧の実効値）を示し、横軸は時刻を示す。図３では、時刻０が系統に停電が発生した時刻とする。比較例では、インバータの出力電圧が分電盤の動作電圧に達しても、インバータの出力電圧をそのまま上昇させている。そのため、負荷の電源投入が開始される時刻Ａ以降においても、負荷に供給される電圧が上昇し続ける。従って、時刻Ａ以降において、負荷の電源投入に伴う突入電流が大きくなってしまう。
これに対し、本実施形態では、時刻Ａ以降は、負荷２００〜２０３に供給される電圧を所定時間ｔ１だけ、ある程度低い電圧（動作電圧）に維持させる。そのため、本実施形態では、負荷２００〜２０３の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
［システム動作］
図４は、本開示の第１の実施形態に係る電力制御装置１０１の動作の一例を示すフローチャートである。
制御部３０は、系統３００の停電を検出する（ステップＳ１０１）。すると、制御部３０は、インバータ２５から切替器１０２に供給される電圧が、動作電圧まで徐々に上昇するように制御する（ステップＳ１０２）。さらに、インバータ２５の出力電圧が動作電圧に達すると、制御部３０は、該出力電圧を所定時間ｔ１だけ動作付近に維持させる（ステップＳ１０３）。その後、制御部３０は、該出力電圧が動作電圧を超える、系統３００における所定電圧まで上昇するように制御する（ステップＳ１０４）。
なお、系統３００が停電したときに、太陽電池１０等から負荷２００〜２０３に電力を供給するために切替わった切替器１０２の該切替えは、系統３００の停電中は、保持される。従って、系統３００の停電中に、負荷２００〜２０３の過負荷によって、再度、インバータ２５の出力電圧を上昇させるときは、０Ｖ付近からの電圧が最初から負荷２００〜２０３に供給される。従って、系統３００の停電中に、負荷２００〜２０３の過負荷によって、再度、インバータ２５の出力電圧を上昇させるときは、制御部３０は、単にソフトスタート制御を行えばよい。
また、本明細書では、「第１電圧」を、切替器１０２の動作電圧として説明したが、これに限定されない。例えば、「第１電圧」として、切替器１０２の動作電圧付近の任意の電圧を用いることができる。
以上のように、第１の実施形態に係る電力制御装置１０１は、系統３００が停電したときに、切替器１０２に供給されるインバータ２５の出力電圧が動作電圧まで徐々に上昇するよう制御する。さらに、電力制御装置１０１は、該出力電圧が動作電圧に達すると、該出力電圧を所定時間ｔ１だけ動作電圧に維持させるよう制御する。このような制御によって、切替器１０２内の経路が切替わり、負荷２００〜２０３の電源投入が開始された後、ある程度低い電圧が負荷２００〜２０３に供給され続ける。そのため、本実施形態では、負荷２００〜２０３の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
さらに、本実施形態に係る電力制御装置１０１は、特別な回路を設けることなく、上記制御によって、突入電流を低減させることができる。従って、本実施形態では、電力制御装置１０１に特別な回路を設けることで、電力制御装置１０１内の回路構成が複雑化してしまうことを防ぐことができる。
（第２の実施形態）
［システム構成］
第２の実施形態に係る電力制御装置１０１は、第１の実施形態に係る電力制御装置１０１と同様の構成を採用できる。従って、以下では、図１を参照し、第１の実施形態との相違点について主に説明する。
制御部３０は、第２の実施形態では、系統３００の停電時において、インバータ２５の出力電圧が動作電圧に達すると、該出力電圧を、動作電圧を下回るように低下させる。その後、制御部３０は、該出力電圧が動作電圧を超える、系統３００における所定電圧まで徐々に上昇するように制御する。
図５に、本開示の第２の実施形態に係る電力制御装置１０１の停電時における出力電圧の実効値の変化示す。縦軸はインバータ２５の出力電圧の実効値（切替器１０２に供給される電圧の実効値）を示し、横軸は時刻を示す。図５では、時刻０が系統３００に停電が発生した時刻とする。時刻０で制御部３０によって系統３００の停電が検出され、制御部３０によってインバータ２５の出力電圧が徐々に上昇するよう制御される。その後、インバータ２５の出力電圧が切替器１０２の動作電圧に達する時刻Ａで、切替器１０２内の経路が切替わる。つまり、時刻Ａで、太陽電池１０等から負荷２００〜２０３に電力を供給することが可能になる。また、時刻Ａ以降は、切替器１０２内の経路は、太陽電池１０等の電力が負荷２００〜２０３に供給されるよう維持される。さらに、時刻Ａで、インバータ２５の出力電圧、すなわち、負荷２００〜２０３に供給される電圧は、０Ｖ付近まで低下するよう制御される。その後、該出力電圧は、徐々に上昇するよう制御される。
このように、第２の実施形態では、切替器１０２内の経路が切替わった後、負荷２００〜２０３に供給される電圧は、０Ｖ付近まで低下させられた後、徐々に上昇するよう制御される。これにより、負荷２００〜２０３の電源投入が０Ｖ付近から開始されるようになる。そのため、第２実施形態では、負荷２００〜２０３の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
［システム動作］
以下、本開示の第２の実施形態に係る電力制御装置１０１の動作について説明する。図６は、本開示の第２の実施形態に係る分散電源システム１の動作の一例を示すフローチャートである。
図６に示すステップＳ２０１，Ｓ２０２の処理は、図４に示すステップＳ１０１，１０２の処理と同様であるため、説明を省略する。
制御部３０は、インバータ２５の出力電圧が動作電圧に達する。すると、制御部３０は、該出力電圧を、動作電圧を下回るように低下させる（ステップＳ２０３）。制御部３０は、例えば、インバータ２５の出力電圧を０Ｖ付近まで低下させる。その後、制御部３０は、該出力電圧が動作電圧を超える、系統３００における所定電圧まで上昇するように制御する（ステップＳ２０４）。
第２の実施形態に係る電力制御装置１０１において、その他の構成及び効果は、第１の実施形態に係る電力制御装置１０１と同様である。
（第３の実施形態）
［システム構成］
第３の実施形態に係る電力制御装置１０１は、第１の実施形態に係る電力制御装置１０１と同様の構成を採用できる。従って、以下では、図１を参照し、第３の実施形態との相違点について主に説明する。
記憶部４０は、第２の実施形態において、所定時間ｔ２を記憶している。
負荷２００〜２０３は、それぞれ、単相３線における第１相（例えばＵ相）又は第２相（例えばＷ相）の電力を消費する。以下では、負荷２００，２０１が第１相の電力を消費するものとし、負荷２０３が第２相の電力を消費するものとする。
制御部３０は、第３の実施形態では、系統３００の停電を検出すると、インバータ２５から切替器１０２に供給される第１相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。系統３００の停電を検出してから所定時間ｔ２が経過した後、制御部３０は、インバータ２５から切替器１０２に供給される第２相の第２電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。
図７に、本開示の第３の実施形態に係る電力制御装置１０１の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す。縦軸はインバータ２５の出力電圧の実効値（切替器１０２に供給される電圧の実効値）を示し、横軸は時刻を示す。図７では、時刻０が系統３００に停電が発生した時刻とする。時刻０で制御部３０によって系統３００の停電が検出され、制御部３０によってインバータ２５から切替器１０２に供給される第１相の電圧が徐々に上昇するよう制御される。さらに、系統３００の停電を検出してから所定時間ｔ２が経過した後、すなわち、時刻ｔ２で、制御部３０によってインバータ２５から切替器１０２に供給される第２相の電圧が徐々に上昇するよう制御される。このような制御によって、第１相の電力を消費する負荷２００，２０１の電源投入が開始されるタイミングと、第２相の電力を消費する負荷２０２，２０３の電源投入が開始されるタイミングが、ずれるようになる。
このように、第３の実施形態では、第１相と第２相の電圧を上昇させるタイミングをずらすことで、第１相の電力を消費する負荷２００，２０１と第２相の電力を消費する負荷２０２，２０３の電源投入が開始されるタイミングをずらしている。このような制御によって、第３の実施形態に係る電力制御装置１０１は、負荷２００〜２０３の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。また、第１相と第２相との加算電圧を使用する負荷が接続されている場合でも、同様に、当該負荷の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
なお、所定時間ｔ２は、第１相の電力を消費する負荷２００，２０１の個数と第２相の電力を消費する負荷２０２，２０３の個数等を考慮して設定することができる。
［システム動作］
以下、本開示の第３の実施形態に係る電力制御装置１０１の動作について説明する。図８は、本開示の第３の実施形態に係る分散電源システム１の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部３０は、系統３００の停電を検出する（ステップＳ３０１）。制御部３０は、インバータ２５から切替器１０２に供給される第１相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する（ステップＳ３０２）。さらに、制御部３０は、系統３００の停電を検出してから所定時間ｔ２が経過した後（ステップＳ３０３）、インバータ２５から切替器１０２に供給される第２相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する（ステップＳ３０４）。
第３の実施形態に係る電力制御装置１０１において、その他の構成及び動作は、第１の実施形態に係る電力制御装置１０１と同様である。
本開示内容の制御は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアによって実行される、一連の動作として示される。コンピュータシステムその他のハードウェアには、例えば、汎用コンピュータ、ＰＣ（Personal Computer）、専用コンピュータ、ワークステーション、又はその他のプログラム可能なデータ処理装置が含まれる。各実施形態では、種々の動作は、プログラム命令（ソフトウェア）で実装された専用回路（例えば、特定機能を実行するために相互接続された個別の論理ゲート）によって実行されることに留意されたい。また、種々の動作は、１つ以上のプロセッサによって実行される論理ブロック及びプログラムモジュール等によっても実行されることに留意されたい。論理ブロック及びプログラムモジュール等を実行する一以上のプロセッサには、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）が含まれる。また、一以上のプロセッサには、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）が含まれる。また、一以上のプロセッサには、例えば、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が含まれる。また、一以上のプロセッサには、例えば、コントローラ、マイクロコントローラ、電子機器、ここに記載する機能を実行可能に設計されたその他の装置、及び／又は、これらいずれかの組合せが含まれる。ここに示す実施形態は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード又はこれらいずれかの組合せによって実装される。
ここで用いられるネットワークには、他に特段の断りがない限りは、インターネット、アドホックネットワーク、ＬＡＮ(Local Area Network)、セルラーネットワーク、もしくは他のネットワーク又はこれらいずれかの組合せが含まれる。
１００ 分散電源システム
１０１ 電力制御装置
１０２ 切替器
１０３ 分電盤
１０，１１，１２ 太陽電池（分散電源）
１３ 燃料電池（分散電源）
１４ 蓄電池（分散電源）
２０，２１，２２，２３，２４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２５ インバータ
３０ 制御部
４０ 記憶部
５０ 電流センサ
６０，６１ ブレーカ
７０，７１，７２，７３，７４ ブレーカ
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ スイッチ
２００，２０１，２０２，２０３ 負荷
３００ 系統

Claims (12)

  1. 分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータと、
    前記インバータを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、系統の停電を検出すると、前記インバータから前記切替器に供給される電圧が、系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器が動作する第１電圧まで上昇するように前記インバータの出力電圧を制御し、該出力電圧が前記第１電圧に達すると、該出力電圧を前記第１電圧以下に維持させた後、該出力電圧が前記第１電圧を超える所定電圧まで上昇するように前記出力電圧を制御する、電力制御装置。
  2. 前記制御部は、前記インバータの出力電圧が前記第１電圧に達すると、該出力電圧を所定時間だけ前記第１電圧に維持させるように制御する、請求項１に記載の電力制御装置。
  3. 前記第１電圧を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記制御部は、前記インバータの出力電圧が前記第１電圧に達すると、該出力電圧を前記第１電圧を下回るように低下させた後、該出力電圧を上昇させるように制御する、請求項１に記載の電力制御装置。
  4. 分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータと、
    前記インバータを制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、系統の停電を検出すると、系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器に供給される前記インバータの第１相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御し、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータの第２相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する、電力制御装置。
  5. 分散電源の電力を制御する電力制御装置の制御方法であって、該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備え、
    系統の停電を検出するステップと、
    前記系統の停電を検出すると、前記インバータの出力電圧を、前記系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器が動作する第１電圧まで上昇させるステップと、
    前記インバータの出力電圧が前記第１電圧に達すると、前記インバータの出力電圧を前記第１電圧以下に維持させてから前記第１電圧を超える所定電圧まで上昇させるステップと
    を含む電力制御装置の制御方法。
  6. 分散電源の電力を制御する電力制御装置の制御方法であって、該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備え、
    系統の停電を検出するステップと、
    前記系統の停電を検出すると、前記系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器に供給される前記インバータからの第１相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップと、
    前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータから前記切替器に供給される第２相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップと
    を含む電力制御装置の制御方法。
  7. 分散電源と、
    切替器と、
    分散電源の電力を変換するインバータと、該インバータを制御する制御部とを有する電力制御装置と、を備え、
    前記制御部は、系統の停電を検出すると、前記インバータから前記切替器に供給される電圧が、前記系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える前記切替器が動作する第１電圧まで上昇するように前記インバータの出力電圧を制御し、該出力電圧が前記第１電圧に達すると、該出力電圧を前記第１電圧以下に維持させた後、該出力電圧が前記第１電圧を超える所定電圧まで上昇するように前記出力電圧を制御する、分散電源システム。
  8. 前記制御部は、前記インバータの出力電圧が前記第１電圧に達すると、該出力電圧を所定時間だけ前記第１電圧に維持させるように制御する、請求項７に記載の分散電源システム。
  9. 前記電力制御装置は、前記第１電圧を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記制御部は、前記インバータの出力電圧が前記第１電圧に達すると、該出力電圧を前記第１電圧を下回るように低下させた後、該出力電圧を上昇させるように制御する、請求項７に記載の分散電源システム。
  10. 分散電源と、
    切替器と、
    分散電源の電力を変換するインバータと、該インバータを制御する制御部とを有する電力制御装置と、を備え、
    前記制御部は、系統の停電を検出すると、前記系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器に供給される前記インバータの第１相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御し、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータの第２相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する、分散電源システム。
  11. 分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える分散電源システムの制御方法であって、該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備え、
    前記電力制御装置によって、系統の停電を検出するステップと、
    前記電力制御装置によって、前記系統の停電を検出すると、前記インバータの出力電圧を、前記系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える切替器が動作する第１電圧まで上昇させるステップと、
    前記電力制御装置によって、前記インバータの出力電圧が前記第１電圧に達すると、前記インバータの出力電圧を前記第１電圧以下に維持させてから前記第１電圧を超える所定電圧まで上昇させるステップと
    を含む、分散電源システムの制御方法。
  12. 分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える分散電源システムの制御方法であって、該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備え、
    前記電力制御装置によって、系統の停電を検出するステップと、
    前記電力制御装置によって、前記系統の停電を検出すると、前記系統から負荷に供給する第１電力を前記インバータからの第２電力に切替える前記切替器に供給される前記インバータからの第１相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップと、
    前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータから前記切替器に供給される第２相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップと
    を含む、分散電源システムの制御方法。
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