JP6675097B2 - 制御装置、配電システム、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御技術に関し、特に商用電源、発電装置、蓄電池が接続されている場合に蓄電池を制御する制御装置、配電システム、プログラムに関する。

系統電源だけはなく、蓄電池と太陽電池からも負荷へ電力供給可能なシステムが知られている。このようなシステムにおいては、非停電時に、系統電源と太陽電池から負荷へ電力を供給し、停電時に、蓄電池と太陽電池から負荷へ電力を供給する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２３６５６８号公報

非停電時における系統電源と蓄電池と太陽電池からの負荷への電力供給は連系運転と呼ばれ、停電時における蓄電池と太陽電池から負荷への電力供給は自立運転と呼ばれる。非停電時から停電時に移行した場合、連系運転は自立運転に自動的に遷移する。一方、停電時から非停電時に移行した場合、自立運転は終了し、系統電源から負荷への電力供給が開始される。その際、少なくとも蓄電池はシステムから切り離される。このような状況において連系運転を再開するためには手動操作が必要になるが、手動操作が忘れられた場合、蓄電池の電池残量が減少してしまう。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、連系運転と自立運転がなされていない状況において蓄電池の電池残量の減少を抑制する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御装置は、連系運転モード、自立運転モード、商用運転モードのいずれかを選択する選択部と、（１）選択部が連系運転モードを選択している場合、パワーコンディショナの直流端側に発電装置と蓄電池とを接続し、パワーコンディショナの交流端側に商用電源と負荷とを接続し、（２）選択部が自立運転モードを選択している場合、パワーコンディショナの直流端側に発電装置と蓄電池とを接続し、パワーコンディショナの交流端側から商用電源を切断し、パワーコンディショナの交流端側に負荷を接続し、（３）選択部が商用運転モードを選択している場合、パワーコンディショナの直流端側から少なくとも蓄電池を切断し、パワーコンディショナの交流端側から商用電源と負荷とを切断し、商用電源と負荷とを接続する制御部とを備える。選択部は、手動による指示を入力した場合に、商用運転モードから連系運転モードに選択を切り替え、制御部は、選択部が商用運転モードを選択している場合、蓄電池の状態に応じて、発電装置と蓄電池とを接続する。

本発明の別の態様は、配電システムである。この配電システムは、パワーコンディショナと、パワーコンディショナの直流端側に配置される発電装置と蓄電池と、パワーコンディショナの交流端側に配置される商用電源と負荷と、パワーコンディショナに対する発電装置、蓄電池、商用電源、負荷の接続を制御する制御装置とを備える。制御装置は、連系運転モード、自立運転モード、商用運転モードのいずれかを選択する選択部と、（１）選択部が連系運転モードを選択している場合、パワーコンディショナの直流端側に発電装置と蓄電池とを接続し、パワーコンディショナの交流端側に商用電源と負荷とを接続し、（２）選択部が自立運転モードを選択している場合、パワーコンディショナの直流端側に発電装置と蓄電池とを接続し、パワーコンディショナの交流端側から商用電源を切断し、パワーコンディショナの交流端側に負荷を接続し、（３）選択部が商用運転モードを選択している場合、パワーコンディショナの直流端側から少なくとも蓄電池を切断し、パワーコンディショナの交流端側から商用電源と負荷とを切断し、商用電源と負荷とを接続する制御部とを備える。選択部は、手動による指示を入力した場合に、商用運転モードから連系運転モードに選択を切り替え、制御部は、選択部が商用運転モードを選択している場合、蓄電池の状態に応じて、発電装置と蓄電池とを接続する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、またはコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、連系運転と自立運転がなされていない状況において蓄電池の電池残量の減少を抑制できる。

図１（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例１に係る配電システムの構成を示す図である。 図１（ａ）−（ｃ）の制御装置の構成を示す図である。 図２の選択部において選択されるモードの遷移を示す図である。 図２の制御装置による充電手順を示すフローチャートである。 図５（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例２に係る配電システムの構成を示す図である。

（実施例１）
本発明の実施例を具体的に説明する前に、実施例の概要を説明する。実施例１は、パワーコンディショナの直流側に太陽電池と蓄電池を接続し、当該パワーコンディショナの交流側に商用電源と負荷を接続する配電システムに関する。連系運転がなされている場合、太陽電池、蓄電池、商用電源が負荷に電力を供給可能である。また、太陽電池、商用電源は、蓄電池を充電可能である。ここでは、太陽電池、蓄電池、商用電源が高圧連系している場合を説明の対象とする。商用電源が停電になると、連系運転から自立運転への切り替えが自動的になされる。自立運転がなされている場合、太陽電池、蓄電池が負荷に電力を供給可能である。ここで、商用電源の停電が解消した場合、連系運転を再開するためには手動操作が必要になる。それまでの間、商用電源とパワーコンディショナとの接続が切断されたまま、商用電源が負荷に電力を直接供給する。また、太陽電池とパワーコンディショナから蓄電池が切断されるので、蓄電池は充電されない。以下では、このような運転を「商用運転」という。

商用運転においても負荷には電力が供給されているので、手動操作を忘れる場合がある。商用運転が長く続くと、放電によって蓄電池の電池残量はさらに減少する。これにより、蓄電池は過放電になるおそれがある。また、自立運転の際のバックアップ用に蓄電池を使用する場合、蓄電池は最低確保容量を維持できないおそれがある。さらに、蓄電池の電池残量低下によりブレーカがトリップすると、サービスマンによる復旧が必要になる。このような商用運転における蓄電池の電池残量の減少を抑制するために、本実施例では、蓄電池の電池残量が少なくなった場合に、パワーコンディショナと切断したまま、太陽電池と蓄電池とを直接接続し、太陽電池によって蓄電池を充電させる。

図１（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例１に係る配電システム１００の構成を示す。図１（ａ）において配電システム１００は、太陽電池１０、蓄電池１２、パワーコンディショナ１４、分電盤１６、商用電源１８、負荷２０、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、第５スイッチＳＷ５を含む。また、パワーコンディショナ１４は、制御装置３０を含む。ここで、図１（ａ）は、連系運転の場合における配電システム１００の構成に相当する。

商用電源１８は、電力会社からの電力を供給するための交流電源である。太陽電池１０は、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する発電装置である。太陽電池１０として、シリコン太陽電池、さまざまな化合物半導体などを素材にした太陽電池、色素増感型（有機太陽電池）等が使用される。太陽電池１０は、発電した電力を出力する。蓄電池１２は、充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できるようになり、繰り返し使用することができる２次電池である。蓄電池１２は、太陽電池１０において発電した電力、あるいは商用電源１８からの電力によって充電される。

パワーコンディショナ１４は、直流端側に太陽電池１０を接続する。パワーコンディショナ１４と太陽電池１０との経路は、途中で分岐されており、分岐された経路には、蓄電池１２が接続される。つまり、パワーコンディショナ１４の直流端側には、分岐点を介して、太陽電池１０と蓄電池１２とが配置される。また、パワーコンディショナ１４は、交流端側に分電盤１６経由で商用電源１８を接続する。分電盤１６には、図示しない逆潮流センサが設けられてもよい。逆潮流センサは、分電盤１６から商用電源１８に向かう電力を検出する。これは、蓄電池の放電による電力が分電盤１６から商用電源１８へ向かうことを防止するためである。逆潮流センサにおける検出処理には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。

負荷２０は、交流駆動型の電気機器である。負荷２０は、パワーコンディショナ１４と分電盤１６との間の経路から分岐された経路に接続される。そのため、パワーコンディショナ１４の交流端側には、分岐点を介して、商用電源１８と負荷２０とが配置される。パワーコンディショナ１４の制御装置３０は、パワーコンディショナ１４に対する太陽電池１０、蓄電池１２、商用電源１８、負荷２０の接続を制御する。この制御のために、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、第５スイッチＳＷ５のオン／オフが切り替えられる。

第１スイッチＳＷ１は、パワーコンディショナ１４の直流端側と太陽電池１０との間に配置され、第２スイッチＳＷ２は、パワーコンディショナ１４の直流端側と蓄電池１２との間に配置される。第３スイッチＳＷ３は、パワーコンディショナ１４の交流端側と分電盤１６との間に配置され、第４スイッチＳＷ４は、パワーコンディショナ１４と第３スイッチＳＷ３との経路から分岐した経路に配置される。第５スイッチＳＷ５は、パワーコンディショナ１４と第３スイッチＳＷ３との経路から分岐した経路と、第３スイッチＳＷ３と分電盤１６との経路から分岐した経路と、負荷２０とをつなぐために配置される。

連系運転の場合、第１スイッチＳＷ１から第３スイッチＳＷ３はオンされ、第４スイッチＳＷ４はオフされる。また、第５スイッチＳＷ５は、Ｙ側の端子に接続される。その結果、第５スイッチＳＷ５のＹ側の端子と負荷２０とが接続される。このような形態によって、（１）連系運転における蓄電池１２の充電と（２）連系運転における蓄電池１２の放電は、次のようになされる。

（１）連系運転における蓄電池１２の充電
電力会社が時間帯別電気料金制度を採用している場合、夜間の時間帯の電気料金は、昼間の時間帯の電気料金よりも低く設定される。また、一例として、昼間の時間帯は７時から２３時であり、夜間の時間帯は２３時から翌日の７時というように規定される。そのため、夜間の時間帯において、商用電源１８から供給される電力は、第３スイッチＳＷ３、パワーコンディショナ１４、第２スイッチＳＷ２を介して蓄電池１２に充電される。その際、パワーコンディショナ１４は、商用電源１８から入力した交流電力を直流電力に変換し、直流電力を蓄電池１２に出力する。また、昼間の時間帯において、太陽電池１０が発電した電力は、第１スイッチＳＷ１を介してパワーコンディショナ１４に出力される。太陽電池１０が発電した電力が、負荷２０において消費される電力よりも多い場合、余剰の電力が蓄電池１２に充電される。なお、余剰の電力は売電されてもよい。

（２）連系運転における蓄電池１２の放電
負荷２０において消費される電力が多くなる時間帯において、商用電源１８からの電力の消費を低減するために、蓄電池１２に蓄えられた電力が放電される。放電された電力は、第２スイッチＳＷ２、パワーコンディショナ１４、第３スイッチＳＷ３、第５スイッチＳＷ５を介して、負荷２０に供給される。その際、パワーコンディショナ１４は、蓄電池１２から入力した直流電力を交流電力に変換し、交流電力を第３スイッチＳＷ３に出力する。さらに、商用電源１８からの電力も、分電盤１６、第５スイッチＳＷ５を介して負荷２０に供給されるとともに、太陽電池１０からの電力も負荷２０に供給される。その際、パワーコンディショナ１４は、太陽電池１０から入力した直流電力を交流電力に変換し、交流電力を第３スイッチＳＷ３に出力する。以上の説明のように、パワーコンディショナ１４は、交流電力を直流電力に変換したり、直流電力を交流電力に変換したりするが、これらの変換処理として公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。

図１（ｂ）は、自立運転の場合における配電システム１００の構成に相当する。商用電源１８からの電力の供給がなくなった場合、分電盤１６は停電を検出し、停電の検出を制御装置３０に通知する。それに応じて、制御装置３０は、第３スイッチＳＷ３をオンからオフに切り替え、第４スイッチＳＷ４をオフからオンに切り替える。また、制御装置３０は、第５スイッチＳＷ５をＹ側の端子からＸ側の端子に切り替える。その結果、負荷２０は、第５スイッチＳＷ５、第４スイッチＳＷ４を介してパワーコンディショナ１４に接続される。このようにして太陽電池１０からの電力は、パワーコンディショナ１４に出力され、パワーコンディショナ１４からの電力が、負荷２０に供給される。なお、太陽電池１０からの電力よりも、負荷２０において消費される電力が少ない場合、余剰の電力が蓄電池１２に充電される。なお、自立運転の場合において、蓄電池１２は、電力を出力してもよい。放電した電力も、パワーコンディショナ１４に出力され、パワーコンディショナ１４からの電力が、負荷２０に供給される。

図１（ｃ）は、商用運転の場合における配電システム１００の構成に相当する。停電していた商用電源１８からの電力の供給が回復した場合、分電盤１６は、通電を検出し、通電の検出を制御装置３０に通知する。それに応じて、制御装置３０は、第５スイッチＳＷ５をＸ側の端子からＹ側の端子に切り替える。また、制御装置３０は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４をオンからオフに切り替える。なお、第３スイッチＳＷ３のオフは維持される。その結果、負荷２０は、パワーコンディショナ１４から切り離され、第５スイッチＳＷ５、分電盤１６を介して商用電源１８に接続される。これにより、商用電源１８からの電力は、負荷２０に供給される。さらに、太陽電池１０、蓄電池１２は、互いに切断されるとともに、パワーコンディショナ１４から切り離される。なお、分電盤１６が通電を検知した場合、制御装置３０は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とをオンのままにしてもよい。この場合、制御装置３０は、蓄電池１２の電圧値がしきい値以上、あるいはセル電圧がしきい値以上、（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）がしきい値以上、あるいは最低確保容量以上等である場合に、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とをオフする。

蓄電池１２は、太陽電池１０、パワーコンディショナ１４に接続されないので、蓄電池１２の電池残量は時間の経過とともに減少する。電池残量が減少することによって、蓄電池１２が過放電になりうる。また、蓄電池１２を自立運転の場合のバックアップ用電源として使用する場合、蓄電池１２は、自立運転で使用するための最低確保容量を維持できなくなる。さらに、電池残量が減少した場合、保護機能として蓄電池１２のブレーカをトリップすることがあるが、トリップするとサービスマンの対応が必須となる。図１（ｃ）のような商用運転の場合において、蓄電池１２の電池残量の減少を抑制するために、制御装置３０は、次のような処理を実行する。

図２は、制御装置３０の構成を示す。制御装置３０は、操作部４０、選択部４２、制御部４４、取得部４６を含む。

選択部４２は、配電システム１００における動作として、連系運転、自立運転、商用運転のいずれかを選択する。以下では、連系運転、自立運転、商用運転を連系運転モード、自立運転モード、商用運転モードということもある。選択部４２は、図示しない分電盤１６からの通知を入力するとともに、操作部４０からの指示を受けつける。操作部４０は、例えば、ボタンにより構成されており、ユーザがボタンを押し下げた場合に、リセットの指示を選択部４２に出力する。選択部４２は、入力した通知と指示をもとにモードを選択するが、ここでは図３を使用しながら説明する。

図３は、選択部４２において選択されるモードの遷移を示す。選択部４２に入力された通知が「停電の検出」である場合、選択部４２は自立運転モード５２を選択する。また、自立運転モード５２である場合において、選択部４２に入力された通知が「通電の検出」である場合、選択部４２は商用運転モード５４を選択する。ここでの通電は復電に相当する。さらに、商用運転モード５４である場合において、選択部４２に入力された通知が「通電の検出」のままであり、かつ操作部４０において指示が入力された場合、選択部４２は連系運転モード５０を選択する。指示が入力されることは手動操作がなされることに相当する。なお、商用運転モード５４である場合において、選択部４２に入力された通知が「停電の検出」である場合、選択部４２は自立運転モード５２を選択する。連系運転モード５０である場合に、選択部４２に入力された通知が「停電の検出」である場合、前述のごとく、選択部４２は自立運転モード５２を選択する。選択部４２は、選択したモードを制御部４４に出力する。

制御部４４は、選択部４２において選択されたモードを受けつける。制御部４４は、連系運転モード５０が選択された場合、図１（ａ）のごとく、第１スイッチＳＷ１から第５スイッチＳＷ５を制御する。その結果、パワーコンディショナ１４の直流端側に太陽電池１０と蓄電池１２とが接続され、パワーコンディショナ１４の交流端側に商用電源１８と負荷２０とが接続される。制御部４４は、自立運転モード５２が選択された場合、図１（ｂ）のごとく、第１スイッチＳＷ１から第５スイッチＳＷ５を制御する。その結果、パワーコンディショナ１４の直流端側に太陽電池１０と蓄電池１２が接続され、パワーコンディショナ１４の交流端側に負荷２０が接続される。一方、パワーコンディショナ１４の交流端側から商用電源１８が切断される。制御部４４は、商用運転モード５４が選択された場合、図１（ｃ）のごとく、第１スイッチＳＷ１から第５スイッチＳＷ５を制御する。その結果、パワーコンディショナ１４の直流端側から太陽電池１０と蓄電池１２が切断され、パワーコンディショナ１４の交流端側から商用電源１８と負荷２０とが切断される。また、商用電源１８と負荷２０とがパワーコンディショナ１４を介さずに接続される。

商用運転モード５４において、取得部４６は、蓄電池１２と通信し、蓄電池１２からの情報を取得する。情報は、例えば、蓄電池１２の電圧値、蓄電池１２を構成している複数のセルのそれぞれの電圧値、蓄電池１２の電流値等であるが、これらに限定されない。取得部４６は、取得した情報を制御部４４に出力する。

制御部４４は、商用運転モード５４において、取得部４６において取得した情報に応じて、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２のオン／オフを制御する。具体的に説明すると、制御部４４は、蓄電池１２の電池残量である蓄電池１２の電圧値がしきい値以下である場合に、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とをオフからオンに切り替えることによって、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続する。過放電となりうる値にしきい値が設定される場合、蓄電池１２の電圧値が過放電となりうる値以下になると、制御部４４は、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続することによって、蓄電池１２を充電させて、過放電の発生を防止する。なお、この処理は蓄電池１２の電圧値に対してではなく、セルの電圧値に対してなされてもよい。また、しきい値が最低確保容量に設定される場合、蓄電池１２の電圧値が最低確保容量以下になると、制御部４４は、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続することによって、蓄電池１２を充電させて、残量を最低確保容量よりも多くさせる。

また、制御部４４は、取得部４６において取得した情報をもとに、蓄電池１２のＳＯＣ、ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）等を導出してもよい。その際、制御部４４は、このような蓄電池１２の充電率等がしきい値以下である場合に、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とをオフからオンに切り替えることによって、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続する。これらのように、制御部４４は、商用運転モード５４であっても、蓄電池１２の状態に応じて、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続する。なお、太陽電池１０と蓄電池１２とが接続されることによって、蓄電池１２の充電が開始された場合、蓄電池１２が満充電になるまで充電は続けられる。ここで、蓄電池１２は、蓄電池１２の電圧値がしきい値以上、あるいはセル電圧がしきい値以上、（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）がしきい値以上、あるいは最低確保容量以上等になるまで充電されてもよい。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による配電システム１００の動作を説明する。図４は、制御装置３０による充電手順を示すフローチャートである。これは、商用運転モード５４での動作を示す。取得部４６は、蓄電池１２の電圧値を取得する（Ｓ１０）。電圧値≦しきい値である場合（Ｓ１２のＹ）、制御部４４は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２をオンにする（Ｓ１４）。一方、電圧値≦しきい値でない場合（Ｓ１２のＮ）、ステップ１４はスキップされる。なお、ステップ１２、ステップ１４の代わりに、電圧値＞しきい値である場合に、制御部４４は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２をオフにしてもよい。

本実施例によれば、太陽電池１０とパワーコンディショナ１４から蓄電池１２が切断されている状態でも、蓄電池１２の状態に応じて、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続するので、蓄電池１２の電池残量の減少を抑制できる。また、商用運転モード５４において、連系運転と自立運転がなされていなくても、蓄電池１２の状態に応じて、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続するので、蓄電池１２の電池残量の減少を抑制できる。また、蓄電池１２の電池残量の減少が抑制されるので、過放電の発生を抑制できる。また、蓄電池１２の電池残量の減少が抑制されるので、最低確保容量を維持できる。また、蓄電池１２の電池残量の減少が抑制されるので、蓄電池ブレーカのトリップの発生を抑制でき、サービスマンによる復旧を不要にできる。

また、制御部４４は、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続するために、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２のオン／オフを制御するだけなので、処理を簡易にできる。また、蓄電池１２の残量がしきい値以下である場合に、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続するので、蓄電池１２の電池残量の減少を抑制できる。また、蓄電池１２の充電率がしきい値以下である場合に、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続するので、蓄電池１２の電池残量の減少を抑制できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の制御装置３０は、連系運転モード５０、自立運転モード５２、商用運転モード５４のいずれかを選択する選択部４２と、（１）選択部４２が連系運転モード５０を選択している場合、パワーコンディショナ１４の直流端側に太陽電池１０と蓄電池１２とを接続し、パワーコンディショナ１４の交流端側に商用電源１８と負荷２０とを接続し、（２）選択部４２が自立運転モード５２を選択している場合、パワーコンディショナ１４の直流端側に太陽電池１０と蓄電池１２とを接続し、パワーコンディショナ１４の交流端側から商用電源１８を切断し、パワーコンディショナ１４の交流端側に負荷２０を接続し、（３）選択部４２が商用運転モード５４を選択している場合、パワーコンディショナ１４の直流端側から少なくとも蓄電池１２を切断し、パワーコンディショナ１４の交流端側から商用電源１８と負荷２０とを切断し、商用電源１８と負荷２０とを接続する制御部４４とを備える。選択部４２は、手動による指示を入力した場合に、商用運転モード５４から連系運転モード５０に選択を切り替え、制御部４４は、選択部４２が商用運転モード５４を選択している場合、蓄電池１２の状態に応じて、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続する。

パワーコンディショナ１４の直流端側と太陽電池１０とに対して、蓄電池１２は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２を介して接続されており、制御部４４は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２のオン／オフを制御してもよい。

制御部４４は、蓄電池１２の残量がしきい値以下である場合に、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続してもよい。

制御部４４は、蓄電池１２の充電率がしきい値以下である場合に、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続してもよい。

本発明の別の態様は、配電システム１００である。この配電システム１００は、パワーコンディショナ１４と、パワーコンディショナ１４の直流端側に配置される太陽電池１０と蓄電池１２と、パワーコンディショナ１４の交流端側に配置される商用電源１８と負荷２０と、パワーコンディショナ１４に対する太陽電池１０、蓄電池１２、商用電源１８、負荷２０の接続を制御する制御装置３０とを備える。制御装置３０は、連系運転モード５０、自立運転モード５２、商用運転モード５４のいずれかを選択する選択部４２と、（１）選択部４２が連系運転モード５０を選択している場合、パワーコンディショナ１４の直流端側に太陽電池１０と蓄電池１２とを接続し、パワーコンディショナ１４の交流端側に商用電源１８と負荷２０とを接続し、（２）選択部４２が自立運転モード５２を選択している場合、パワーコンディショナ１４の直流端側に太陽電池１０と蓄電池１２とを接続し、パワーコンディショナ１４の交流端側から商用電源１８を切断し、パワーコンディショナ１４の交流端側に負荷２０を接続し、（３）選択部４２が商用運転モード５４を選択している場合、パワーコンディショナ１４の直流端側から少なくとも蓄電池１２を切断し、パワーコンディショナ１４の交流端側から商用電源１８と負荷２０とを切断し、商用電源１８と負荷２０とを接続する制御部４４とを備える。選択部４２は、手動による指示を入力した場合に、商用運転モード５４から連系運転モード５０に選択を切り替え、制御部４４は、選択部４２が商用運転モード５４を選択している場合、蓄電池１２の状態に応じて、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続する。

（実施例２）
次に実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、パワーコンディショナの直流側に太陽電池と蓄電池を接続し、当該パワーコンディショナの交流側に商用電源と負荷を接続する配電システムに関する。実施例１では、太陽電池と蓄電池との間には、第１スイッチと第２スイッチとが配置されている。一方、実施例２では、第１スイッチと第２スイッチの代わりに第１ＤＣ・ＤＣ変換器と第２ＤＣ・ＤＣ変換器とが配置される。実施例２に係る制御装置３０は、図２と同様のタイプである。ここでは、実施例１との差異を中心に説明する。

図５（ａ）−（ｃ）は、本発明の実施例２に係る配電システム１００の構成を示す。図５（ａ）は、連系運転の場合における配電システム１００の構成に相当する。図１（ａ）と比較すると、第１スイッチＳＷ１の代わりに第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０が配置され、第２スイッチＳＷ２の代わりに第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２が配置される。第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０と第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２は、直流電源から、異なる電圧の直流電源を生成するための電源回路である。制御装置３０の制御部４４（図示せず）は、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０、第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２の動作／非動作を制御する。

ここで、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０の動作が第１スイッチＳＷ１のオンに対応し、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０の非動作が第１スイッチＳＷ１のオフに対応する。第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２も同様である。そのため、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０と第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２は、電圧を変換する機能に加えて、スイッチの機能も有する。図５（ａ）において、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０と第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２は動作とされる。図５（ｂ）は、自立運転の場合における配電システム１００の構成に相当し、図５（ｃ）は、商用運転の場合における配電システム１００の構成に相当する。図５（ｂ）において、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０と第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２は動作とされ、図５（ｃ）において、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０と第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２は非動作とされる。

本実施例によれば、制御部４４は、太陽電池１０と蓄電池１２とを接続するために、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０、第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２の動作／非動作を制御するだけなので、処理を簡易にできる。また、制御部４４は、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０、第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２を動作させるので、蓄電池１２の電池残量の減少を抑制できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。パワーコンディショナ１４の直流端側と太陽電池１０とに対して、蓄電池１２は、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０、第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２を介して接続されており、制御部４４は、第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０、第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２の動作／非動作を制御してもよい。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施例１、２において、発電するために太陽電池１０が設けられている。しかしながらこれに限らず例えば、太陽電池１０以外に、再生可能エネルギー源をもとした電力を生成するための発電装置が設けられてもよい。例えば、風力発電機である。本変形例によれば、配電システム１００の構成の自由度を向上できる。

実施例１において、第１スイッチＳＷ１、第４スイッチＳＷ４が配置され、実施例２において第４スイッチＳＷ４が配置されている。しかしながらこれに限らず例えば、これらのスイッチが配置されなくてもよい。本変形例によれば、配電システム１００の構成を簡易にできる。

実施例１、２において、配電システム１００は、停電によって連系運転モード５０から自立運転モード５２に遷移し、復電によって自立運転モード５２から商用運転モード５４に遷移し、そこで手動操作をすることによって、連系運転モード５０に戻っている。しかしながらこれに限らず例えば、停電ではなく、漏電等の地絡によって連系運転モード５０から商用運転モード５４に直接遷移してもよい。この商用運転モード５４においても、これまでと同様に、制御装置３０は、蓄電池１２の状態をもとに、太陽電池１０と蓄電池１２を接続させればよい。また、商用運転モード５４において手動操作をすることによって、連系運転モード５０に戻る。本変形例によれば、適用範囲を拡大できる。

また、自立運転モード５２において異常が発生した場合、制御装置３０は、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４をオフにする。このような状態において、異常が解消し、自立運転モード５２に復帰するためには、手動操作が必要になるケースもある。ここでも、手動操作が遅れると、蓄電池１２の電池残量が減少する。そのため、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、第４スイッチＳＷ４をオフにした場合においても、制御装置３０は、蓄電池１２の状態をもとに、太陽電池１０と蓄電池１２を接続させてもよい。なお、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２の代わりに第１ＤＣ・ＤＣ変換器６０、第２ＤＣ・ＤＣ変換器６２であっても同様である。本変形例によれば、適用範囲を拡大できる。

１０ 太陽電池（発電装置）、 １２ 蓄電池、 １４ パワーコンディショナ、 １６ 分電盤、 １８ 商用電源、 ２０ 負荷、 ３０ 制御装置、 ４０ 操作部、 ４２ 選択部、 ４４ 制御部、 ４６ 取得部、 ５０ 連系運転モード、 ５２ 自立運転モード、 ５４ 商用運転モード、 ６０ 第１ＤＣ・ＤＣ変換器、 ６２ 第２ＤＣ・ＤＣ変換器、 １００ 配電システム、 ＳＷ１ 第１スイッチ（スイッチ）、 ＳＷ２ 第２スイッチ（スイッチ）、 ＳＷ３ 第３スイッチ、 ＳＷ４ 第４スイッチ、 ＳＷ５ 第５スイッチ。

Claims (7)

1. 連系運転モード、自立運転モード、商用運転モードのいずれかを選択する選択部と、
   （１）前記選択部が連系運転モードを選択している場合、パワーコンディショナの直流端側に発電装置と蓄電池とを接続し、前記パワーコンディショナの交流端側に商用電源と負荷とを接続し、（２）前記選択部が自立運転モードを選択している場合、前記パワーコンディショナの直流端側に前記発電装置と前記蓄電池とを接続し、前記パワーコンディショナの交流端側から前記商用電源を切断し、前記パワーコンディショナの交流端側に前記負荷を接続し、（３）前記選択部が商用運転モードを選択している場合、前記パワーコンディショナの直流端側から少なくとも前記蓄電池を切断し、前記パワーコンディショナの交流端側から前記商用電源と前記負荷とを切断し、前記商用電源と前記負荷とを接続する制御部とを備え、
   前記選択部は、手動による指示を入力した場合に、商用運転モードから連系運転モードに選択を切り替え、
   前記制御部は、前記選択部が商用運転モードを選択している場合、前記蓄電池の状態に応じて、前記発電装置と前記蓄電池とを接続することを特徴とする制御装置。
2. 前記パワーコンディショナの直流端側と前記発電装置とに対して、前記蓄電池は、スイッチを介して接続されており、
   前記制御部は、前記スイッチのオン／オフを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記パワーコンディショナの直流端側と前記発電装置とに対して、前記蓄電池は、直流・直流変換器を介して接続されており、
   前記制御部は、前記直流・直流変換器の動作／非動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記蓄電池の残量がしきい値以下である場合に、前記発電装置と前記蓄電池とを接続することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記蓄電池の充電率がしきい値以下である場合に、前記発電装置と前記蓄電池とを接続することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
6. パワーコンディショナと、
   前記パワーコンディショナの直流端側に配置される発電装置と蓄電池と、
   前記パワーコンディショナの交流端側に配置される商用電源と負荷と、
   前記パワーコンディショナに対する前記発電装置、前記蓄電池、前記商用電源、前記負荷の接続を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   連系運転モード、自立運転モード、商用運転モードのいずれかを選択する選択部と、
   （１）前記選択部が連系運転モードを選択している場合、前記パワーコンディショナの直流端側に前記発電装置と前記蓄電池とを接続し、前記パワーコンディショナの交流端側に前記商用電源と前記負荷とを接続し、（２）前記選択部が自立運転モードを選択している場合、前記パワーコンディショナの直流端側に前記発電装置と前記蓄電池とを接続し、前記パワーコンディショナの交流端側から前記商用電源を切断し、前記パワーコンディショナの交流端側に前記負荷を接続し、（３）前記選択部が商用運転モードを選択している場合、前記パワーコンディショナの直流端側から少なくとも前記蓄電池を切断し、前記パワーコンディショナの交流端側から前記商用電源と前記負荷とを切断し、前記商用電源と前記負荷とを接続する制御部とを備え、
   前記選択部は、手動による指示を入力した場合に、商用運転モードから連系運転モードに選択を切り替え、
   前記制御部は、前記選択部が商用運転モードを選択している場合、前記蓄電池の状態に応じて、前記発電装置と前記蓄電池とを接続することを特徴とする配電システム。
7. 連系運転モード、自立運転モード、商用運転モードのいずれかを選択するステップと、
   連系運転モードを選択している場合、パワーコンディショナの直流端側に発電装置と蓄電池とを接続し、前記パワーコンディショナの交流端側に商用電源と負荷とを接続するステップと、
   自立運転モードを選択している場合、前記パワーコンディショナの直流端側に前記発電装置と前記蓄電池とを接続し、前記パワーコンディショナの交流端側から前記商用電源を切断し、前記パワーコンディショナの交流端側に前記負荷を接続するステップと、
   商用運転モードを選択している場合、前記パワーコンディショナの直流端側から少なくとも前記蓄電池を切断し、前記パワーコンディショナの交流端側から前記商用電源と前記負荷とを切断し、前記商用電源と前記負荷とを接続するステップとを備え、
   前記選択するステップは、手動による指示を入力した場合に、商用運転モードから連系運転モードに選択を切り替え、
   商用運転モードを選択している場合において、前記蓄電池の状態に応じて、前記発電装置と前記蓄電池とを接続することをコンピュータに実行させるプログラム。

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