JP7425674B2 - 指令装置、マイクログリッドシステム、指令方法 - Google Patents

Description

本発明は、指令装置、マイクログリッドシステム、および指令方法に関する。

エネルギー地産地消モデルを実現するためには、発電設備、蓄電設備、消費設備とこれらを繋ぐ配電系統が備えられた、いわゆるマイクログリッドを構成することが求められている。昨今のマイクログリッドは、電力系統から完全に切り離された形態をとらずに、マイクログリッド内で融通できない余剰電力または不足電力を電力系統を通じて売買する機能も備えてトータルでエネルギーコストと再エネ率を向上することが望ましい。従来、マイクログリッド内の電力は、電圧変換の容易性から歴史的に交流によって行われてきた。交流グリッドにおける制御においては、電圧電流のみならず周波数や位相も制御する必要があり、正確かつ迅速な制御は困難であった。再エネ電源や蓄電設備は直流で動作するため、このような設備を多く備えたマイクログリッドは本来、直流で動作させることが直流－交流の変換損失を低減できるため有利である。昨今のパワーエレクトロニクスの進歩により、直流による給電が容易に実施できるようになって来た。例えば、一部のデータセンター内では４００Ｖ程度の直流給電が実施されている。

しかしながら一般の機器では、日本国内においては交流１００Ｖないし２００Ｖが使用されており、上記のような直流給電線と接続するためには別途交流変換装置が必要になり変換損失が生じる。また、電圧や接続プラグおよびコンセントの規格が世界で統一されておらず、利便性を著しく損なっている。さらに、上記様々な電圧規格に対応するユニバーサルな機器を設計する場合には、機器内部の電源回路が様々な電圧規格に対応せねばならず、電源回路の損失の点でも不利であった。特許文献１には、電源供給元から供給される電圧を、指定値の電圧に変換する電圧変換部を有する直流給電用コンセントであって、前記電圧変換部で変換された電圧を印加される雌端子と、前記雌端子に挿入される直流給電用プラグを有する機器の電力変換効率を表す機器側効率情報を前記直流給電用プラグから複数受信する情報受信手段と、前記直流給電用コンセントの電力変換効率を表すコンセント側効率情報を複数記憶する情報記憶手段と、前記情報受信手段で受信された複数の機器側効率情報と、前記情報記憶手段に記憶された複数のコンセント側効率情報とに基づいて、前記電源供給元から前記電圧変換部へ供給される供給電力を減少させる指定値を、前記電圧変換部に指定する電圧値指定手段と、を備える、ことを特徴とする直流給電用コンセントが開示されている。

特開２０１１－２５３６６５号公報

特許文献１に記載されている発明では、効率改善の余地がある。

本発明の第１の態様による指令装置は、交流電力が流れる電力系統と接続され電力変換装置を備える主幹を制御する指令装置であって、前記主幹は１以上のマスタ装置と直流電力が流れる配線であるＤＣバスにより接続され、前記マスタ装置は、前記ＤＣバスの電力を変換し機器配線を介して１以上のスレーブ装置に供給し、前記主幹に前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御させる主幹制御部と、前記マスタ装置に前記機器配線の電流および電圧の少なくとも一方を制御させるマスタ制御部とを備える。
本発明の第２の態様によるマイクログリッドシステムは、指令装置と、交流電力が流れる電力系統と接続される主幹と、１以上のマスタ装置と、１以上のスレーブ装置とを含むマイクログリッドシステムにおいて、前記主幹は前記１以上のマスタ装置と直流電力が流れる配線であるＤＣバスにより接続され、前記マスタ装置は、１以上の前記スレーブ装置と直流電力が流れる配線である機器配線により接続され、前記指令装置は、前記主幹に前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御させる主幹制御部と、前記マスタ装置に前記機器配線の電流および電圧の少なくとも一方を制御させるマスタ制御部とを備え、前記マスタ装置のそれぞれは、直流電力の電圧を変換する変換器を備える。
本発明の第３の態様による指令方法は、交流電力が流れる電力系統と接続され電力変換装置を備える主幹を制御する指令装置が実行する指令方法であって、前記主幹は１以上のマスタ装置と直流電力が流れる配線であるＤＣバスにより接続され、前記マスタ装置は、前記ＤＣバスの電力を変換し機器配線を介して１以上のスレーブ装置に供給し、前記主幹に前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御させることと、前記マスタ装置に前記機器配線の電流および電圧の少なくとも一方を制御させることとを含む。

本発明によれば、電力の利用効率を高くすることができる。

第１の実施の形態におけるマイクログリッドシステムの構成を示す図 指令装置の構成を示すブロック図 マスタとスレーブの構成を示す図 時系列需給テーブルの一例を示す図 効率テーブルの一例を示す図 マイクログリッドシステムの動作を示すタイムチャート 第２の実施の形態におけるマイクログリッドシステムの構成を示す図 第２の実施の形態における指令装置の構成を示す図 第３の実施の形態における指令装置の構成を示す図 変更対処部の動作を示すタイムチャート 第４の実施の形態における指令装置の構成を示す図 異常検出部が電力系統の異常を検出した際のマイクログリッドシステムの動作を示すタイムチャート 第５の実施の形態における指令装置の構成を示す図 電力に余剰が発生することを検出した際のマイクログリッドシステムの動作を示すタイムチャート 第７の実施の形態におけるマイクログリッドシステムの構成を示す図 第ｍマスタの構成を示す図

―第１の実施の形態―
以下、図１～図６を参照して、マイクログリッドシステムの第１の実施の形態を説明する。

図１は本発明に係るマイクログリッドシステム１を示す図である。図１では、実線で電力の流れを示し破線で情報の流れを示す。マイクログリッドシステム１は、外部ネットワーク９０を介して他のグリッド９２や電力取引所９１と通信する。またマイクログリッドシステム１は、受電点９を介して他のグリッド９２と電気的にも接続される。図１では他のグリッド９２からマイクログリッドシステム１への送電を示しているが、この逆向き、すなわちマイクログリッドシステム１から他のグリッド９２への送電も行われる。なお以下では、受電点９よりも図示左側を「電力系統」と呼ぶ。

マイクログリッドシステム１は、指令装置２と、主幹３と、マスタ装置Ｍと、スレーブ装置Ｓとを含む。なお以下ではマスタ装置を「マスタ」、スレーブ装置を「スレーブ」と呼ぶ。マスタＭは、第１マスタＭ１、第２マスタＭ２、・・・、第ＮマスタＭｎの総称である。スレーブＳは、第１ａスレーブＳ１ａ、第１ｂスレーブＳ１ｂ、・・第ＮｎスレーブＳＮｎの総称である。マイクログリッドシステム１における電力の流れは、主幹３を頂点ノード、それぞれのマスタＭを子ノード、それぞれのスレーブＳを孫ノードとするツリー状である。ただし電力はスレーブＳから主幹３に流れる場合もあるし、主幹３からスレーブＳに流れる場合もある。それぞれのマスタＭには、１以上のスレーブＳが接続される。以下では、あるマスタＭに接続されるスレーブＳを、あるマスタＭの配下に存在するスレーブＳとも呼ぶ。

スレーブＳは、電力を消費して動作する機器、または電力を生成する装置である。それぞれのスレーブＳは、あらかじめ稼働計画がなされており、それぞれのスレーブＳには必要な電力である需要電力および供給する電力である供給電力（以下、「需給電力」と呼ぶ）と、時刻との関係を示す情報が格納されている。

以下では、電力を生成するスレーブＳを「発電スレーブ装置」とも呼ぶ。発電スレーブ装置が生成する電力は、同一のマスタＭの配下に存在する他のスレーブＳが使用してもよいし、他のマスタＭの配下に存在するスレーブＳが使用してもよいし、主幹３で交流電力に変換されて電力系統に出力されてもよい。たとえば第１ｂスレーブＳ１ｂが発電スレーブ装置の場合に、第１ｂスレーブＳ１ｂが生成した電力を同じ第１マスタＭ１の配下に接続される第１ａスレーブＳ１ａが使用してもよいし、他のマスタである第ｎマスタＭｎの配下に接続される第ｎｎスレーブＳｎｎが使用してもよい。

図２は、指令装置２の構成を示すブロック図である。指令装置２は、主幹制御部２１と、マスタ制御部２２と、指令装置通信部２３と、指令装置記憶部２９とを備える。主幹制御部２１およびマスタ制御部２２は、たとえば中央演算装置であるＣＰＵが読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭに格納されるプログラムをＲＡＭに展開して実行することで実現する。主幹制御部２１およびマスタ制御部２２の動作は後述する。

主幹制御部２１は、次の制御時刻における、それぞれのスレーブＳの需給電力を満たすようにＤＣバス４の電圧および電流（以下、「電圧電流」と呼ぶ）を算出する。なお、ＤＣバスおよび機器配線における電圧電流の制御とは、本系は直流であることからオームの法則およびキルヒホッフの法則に従うこととなり、例えばＤＣバスにおいては負荷となるマスタの負荷抵抗およびＤＣバスの直流抵抗の和と、ＤＣバスおよび負荷となるマスタを流れる電流との積が主幹とＤＣバス接続部におけるＤＣバス電圧に相当する。即ち、電圧と電流は自由に制御できる訳ではなく、上記の束縛条件がある。従って、本来的には電圧ないし電流の一方のみを制御すれば良いことになるが、上記負荷抵抗は一定ではなく、当該マスタが消費する電力の大きさに応じて負荷抵抗が変化するため、場合によっては電圧制御と電流制御が時系列的に変化する場合があっても良い。ここでは記述を簡単にするため電圧電流の制御という表現を用いる。この算出では、主幹、それぞれのマスタＭ、およびそれぞれのスレーブＳに内蔵される電力変換装置における損失が最小になるように電圧電流が決定される。主幹に内蔵される電力変換装置の特性は既知であり、マスタＭに内蔵される電力変換装置の特性は後述するマスタ効率情報２９３に記載され、スレーブＳに内蔵される電力変換装置の特性は後述する時系列需給テーブル２９１に記載される。そして主幹制御部２１は、算出した電圧電流を主幹３に通知することで主幹３にＤＣバス４の電圧電流を算出した値に制御させる。マスタ制御部２２は、主幹制御部２１が算出した電圧電流をそれぞれのマスタＭに通知し、マスタＭに機器配線６の電圧電流を制御させる。

指令装置２が備える指令装置通信部２３は、マイクログリッドシステム１の内外と通信する。具体的には指令装置通信部２３は、外部ネットワーク９０を介した電力取引所９１および他のグリッド９２との通信、および主幹３やマスタＭとの通信を行う。指令装置記憶部２９は不揮発性の記憶装置、たとえばフラッシュメモリであり、時系列需給テーブル２９１、効率テーブル２９２、およびマスタ効率情報２９３が格納される。

時系列需給テーブル２９１に格納される情報は、各時刻におけるスレーブＳの需給電力、スレーブの電力変換効率の特性、および優先度を含む。なお以下では、マイクログリッドシステム１における、ある時刻の電力の需要および供給の総和を「系統接続量」と呼ぶ。時系列需給テーブル２９１に格納される情報は、それぞれのスレーブＳから収集した情報であり随時更新される。効率テーブル２９２およびマスタ効率情報２９３は、あらかじめ取得した情報でもよいし、スレーブＳやマスタＭから必要な都度取得した情報でもよい。

効率テーブル２９２には、電力変換器の変換効率の一覧が示されている。電力変換器の種類や動作条件により変換効率の特性が異なるので、効率テーブル２９２ではそれぞれの特性を名称と対応付けて格納している。マスタ効率情報２９３には、それぞれのマスタＭが備える電力変換器の変換効率の一覧が示されている。マスタ効率情報２９３は、効率テーブル２９２における特性の名称を利用して定義されてもよいし、効率テーブル２９２のように具体的な数値を用いて定義されてもよい。時系列需給テーブル２９１および効率テーブル２９２は後に具体例を説明する。図１に戻って説明を続ける。

主幹３は、指令装置２の指令により動作する変電設備である。主幹３に対して図示左側は交流電力の領域、図示右側は直流電力の領域であり、主幹３は交流電力と直流電力を相互に変換する。主幹３は、指令装置２の指令に基づき交流から変換する際の直流の電圧を決定する。主幹３が直流から変換する交流の電圧は電力系統で使用されている所定の一定値であるが、主幹３が接続する電力系統の構成によってはこの限りではなく、例えば、指令装置２の指令に基づき変更可能に構成されてもよい。主幹３は、ＤＣバス４を介してそれぞれのマスタＭと電気的に接続される。

図３は、マスタＭとスレーブＳの構成を示す図である。図３ではマスタＭを代表して第１マスタＭ１の構成を示し、スレーブＳを代表して第１ａスレーブＳ１ａおよび第１ｎスレーブＳ１ｎの構成を示す。それぞれのマスタＭとそれぞれのスレーブＳは、機器配線６により接続される。機器配線６は、電力線と通信線が一体化された、たとえばＵＳＢ－ＰＤ（ＰｏｗｅｒＤｅｌｉｖｅｒｙ）規格に対応したケーブルである。

機器配線６は、正極電力線６Ｐと、負極電力線６Ｎと、グランド線６Ｇと、通信線６Ｃと、レセプタクル６ＲＥと、プラグ６ＰＵとを含む。正極電力線６Ｐおよび負極電力線６Ｎは、感電時の危険回避のために抵抗値が高い抵抗Ｒを介してグランド線６Ｇと接続される。なお正極電力線６Ｐおよび負極電力線６Ｎのうち一方しか使用されなくてもよいし、機器配線６に正極電力線６Ｐおよび負極電力線６Ｎの一方が含まれなくてもよい。通信線６Ｃは図３においては一本線で書かれているが、実際の線の本数は通信規格により異なり一本とは限らず複数線を用いて通信される場合もある。また機器配線６には通信線６Ｃが含まれなくてもよい。その場合はスレーブＳとマスタＭは無線による通信を行う。

マスタＭは、電力変換部５１と、信号処理部５２と、通信部５３と、複数の半導体スイッチ５４とを備える。電力変換部５１は直流電力の電圧を変換する、いわゆるＤＣ－ＤＣコンバータであり指令装置２の指令により動作する。それぞれのマスタＭが変換する電圧は一定であってもよいし異なっていてもよい。電圧の一例を示すと、主幹３とマスタＭを接続するＤＣバス４には直流１００Ｖが提供され、第１マスタＭ１は直流１０Ｖに降圧して配下のスレーブ機器に配電し、第２マスタＭ２は直流５Ｖに降圧しては以下のスレーブ機器に配電する。なおマスタＭは独立した装置であってもよいし、他の装置と一体に構成されてもよい。たとえば、太陽光発電装置や蓄電装置に含まれるパワーコンディショナーをマスタＭの１つとして扱ってよい。

信号処理部５２は、電力変換部５１に対する電圧および電流の設定、半導体スイッチ５４の制御、通信部５３との情報の授受、必要な情報の格納などの機能を有する。これらの機能は、たとえばマスタＭに備えられる不図示のＣＰＵが不図示のＲＯＭに格納されるプログラムを不図示のＲＡＭに展開して実行してもよいし、ハードウエア回路などにより実現されてもよい。

通信部５３は、レセプタクル６ＲＥとプラグ６ＰＵを介したスレーブＳとの通信、信号処理部５２との通信、および指令装置２との通信を行う。また通信部５３は、不図示の有線または無線通信回線を用いてインターネットへ接続可能に構成されてもよい。

スレーブＳは、スレーブ電力変換部７１と、負荷７２と、スレーブ信号処理部７３と、スレーブ通信部７４とを備える。ただし後述するようにスレーブＳはスレーブ電力変換部７１を備えない場合もある。スレーブＳは、接続されたマスタＭとの通信、および電力の取得や電力の供給を行う。それぞれのスレーブＳは電力の授受の観点では、マスタＭに対して電力の供給しか行わなくてもよいし、マスタＭから電力を供給されるだけでもよいし、マスタＭへの電力供給とマスタＭからの電力供給を切り替え可能でもよい。

スレーブ電力変換部７１は、直流電力の電圧を変換するいわゆるＤＣ－ＤＣコンバータであり、スレーブ信号処理部７３の指令により動作する。スレーブ信号処理部７３は、スレーブ通信部７４を介してマスタＭと通信し、スレーブＳの時刻ごとの需給電力の情報をマスタＭに送信する。そしてスレーブ信号処理部７３は、マスタＭと合意した電圧電流となるように、スレーブ電力変換部７１を制御する。なおスレーブＳがスレーブ電力変換部７１を備えない場合は、スレーブ信号処理部７３は負荷７２を制御する。スレーブ通信部７４は、マスタＭの通信部５３に接続され、機器配線６に含まれる通信線６ＣによりマスタＭと通信する。

図４は、指令装置２に格納される時系列需給テーブル２９１の一例を示す図である。図４に示す時系列需給テーブル２９１には、それぞれのスレーブＳについて時刻ごとの需給電力、電力変換効率の特性、および優先度が格納される。具体的には図４の左右方向に異なる時刻の情報が格納され、上下方向に異なるスレーブＳの情報が格納される。

電力の欄には、電力の需要が正の値で記載され、電力の供給が負の値で記載される。効率特性の欄には、効率テーブル２９２において該当する効率特性の名称が示されている。優先度の欄には、電力需給の優先度の情報が記載される。図４に示す例では最も優先されるべきものは優先度「Ａ」、最も優先度が低いものは優先度「Ｃ」と記載されている。図４に示す情報は、スレーブＳから電力需給に関する情報を取得するたびに更新される。

（効率テーブル）
図５は、指令装置２およびマスタＭに格納される効率テーブル２９２の一例を示す図である。図５では図示左右方向に異なる特性の情報が並び、図示上下方向に電力の範囲であるランクの種別が示されている。効率はたとえば、同ランク内で変化する電力の平均値である。なお図５に示す例では、特性の種類によらず電力の区分が同一であるが、特性の種類ごとにランクの区切りとなる電力が異なってもよい。

（タイムチャート）
図６は、本実施の形態におけるマイクログリッドシステム１の動作を示すタイムチャートである。なお図６では、現在時刻をｔ０、制御を実行する時間の間隔をΔｔとし、次の制御時刻であるｔ０＋Δｔを対象とする処理であるステップＳ３０１～Ｓ３１２を示している。

ステップＳ３０１では指令装置２は、全てのマスタＭに時刻ｔ０＋Δｔにおける必要電力を問い合わせるブロードキャスト通信を行う。続くステップＳ３０２ではそれぞれのマスタＭは、配下の全てのスレーブＳに時刻ｔ０＋Δｔにおける必要電力を問い合わせるブロードキャスト通信を行う。ステップＳ３０３ではそれぞれのスレーブＳは、時刻ｔ０＋Δｔにおける需給電力、効率特性の名称、および優先度をマスタＭに回答する。

ステップＳ３０４ではそれぞれのマスタＭは、スレーブＳからの回答を集約して指令装置２に通知する。ステップＳ３０５では指令装置２の主幹制御部２１は、時刻ｔ０＋Δｔにおける需給電力などの情報を集約してＤＣバス４の電圧電流を決定し、主幹３にＤＣバス４の電圧電流を通知する。また指令装置２のマスタ制御部２２は、主幹制御部２１が算出した電圧電流をそれぞれのマスタＭに通知してマスタＭに機器配線６の電圧電流を制御させる。さらに指令装置２は、時刻ｔ０＋Δｔにおけるマイクログリッドシステム１の需給電力、すなわち系統接続量を電力取引所９１や他のグリッド９２に通知する。

ステップＳ３０６ではそれぞれのマスタＭは、スレーブ電力変換部７１の効率が最大になるようにそれぞれの機器配線６の電圧電流を決定して、それぞれのスレーブＳに通知する。ステップＳ３０７ではそれぞれのスレーブＳは、スレーブ信号処理部７３がスレーブ電力変換部７１および負荷７２のいずれかに動作モード変更準備の指令を出力する。ステップＳ３０８ではそれぞれのスレーブＳは準備完了をマスタＭに通知する。ステップＳ３０９ではそれぞれのマスタＭは、配下に存在する全てのスレーブＳから準備完了の通知を受信したことを確認し、準備完了を指令装置２に通知する。

ステップＳ３１０では指令装置２は、それぞれのマスタＭから準備完了の通知を受信したことを確認すると、時刻ｔ０＋Δｔにモード変更トリガをすべてのマスタＭに発信する。ステップＳ３１１では、それぞれのマスタＭは、配下のスレーブＳに変更トリガを発信する。ステップＳ３１２では、それぞれのスレーブＳは変更トリガを受信すると直ちにスレーブ電力変換部７１および負荷７２のいずれかに動作モードを変更させる。

マイクログリッドシステム１は、以上説明したステップＳ３０１～Ｓ３１２を繰り返し実行することで、どの制御時刻においてもＤＣバス４およびそれぞれの機器配線６に最適な電圧電流を設定できる。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）指令装置２は、交流電力が流れる電力系統と接続され電力変換装置を備える主幹３を制御する。主幹３は１以上のマスタＭと直流電力が流れる配線であるＤＣバス４により接続される。マスタＭは、ＤＣバス４の電力を変換し機器配線６を介して１以上のスレーブＳに供給する。指令装置２は、主幹３にＤＣバス４の電流および電圧の少なくとも一方を制御させる主幹制御部２１と、マスタＭに機器配線６の電流および電圧の少なくとも一方を制御させるマスタ制御部２２とを備える。そのため指令装置２は、機器配線６の電圧はスレーブＳにあわせて低くしつつ、ＤＣバス４の電圧を高くすることができるため、マイクログリッド１の電力の損失を低く抑えて電力の利用効率を高くすることができる。

（２）主幹制御部２１は、スレーブＳからたとえば時刻ｔ０に取得した時刻ｔ０＋Δｔにおける需給予定を用いて、時刻ｔ０＋Δｔにおいて現在の時刻におけるスレーブＳの電力需要および電力供給に基づき、主幹３にＤＣバス４の電流および電圧の少なくとも一方を制御させる（図６のステップＳ３１０）。そのため指令装置２は、ＤＣバス４の電圧および電流をそれぞれのスレーブＳが現在必要とする最低限に設定できる。

（３）主幹制御部２１は、図６に示すようにスレーブＳから取得した需給予定に基づき、主幹３にＤＣバス４の電流および電圧の少なくとも一方を制御させる。そのため指令装置２は、スレーブＳが将来必要な電力を事前に外部に通知し、電力を確保することができる。

（４）主幹制御部２１は、主幹３、それぞれのマスタＭ、およびそれぞれのスレーブＳに含まれる電力変換装置の電力変換効率の情報に基づき、電力の損失が最小になるようにＤＣバス４の電流および電圧の少なくとも一方を制御する。

（５）マイクログリッドシステム１は、指令装置２と、交流電力が流れる電力系統と接続される主幹３と、１以上のマスタＭと、１以上のスレーブＳとを含む。主幹３は１以上のマスタＭと直流電力が流れる配線であるＤＣバス４により接続される。マスタＭは、１以上のスレーブＳと直流電力が流れる配線である機器配線６により接続される。指令装置２は、主幹３にＤＣバス４の電流および電圧の少なくとも一方を制御させる主幹制御部２１と、マスタＭに機器配線６の電流および電圧の少なくとも一方を制御させるマスタ制御部２２とを備える。マスタＭのそれぞれは、直流電力の電圧を変換する電力変換部５１を備える。

（６）スレーブＳは、マスタＭを経由して指令装置２にスレーブＳの電力に関する将来の需要および供給の予定である需給予定を送信する。そのため指令装置２は、需給予定を利用して主幹３を制御できる。

（７）スレーブＳには、発電が可能な発電スレーブ装置が含まれている。発電スレーブ装置は、他のスレーブＳに給電可能である。

（８）スレーブＳには、発電が可能な発電スレーブ装置が含まれている。発電スレーブ装置に接続されるマスタＭは、他のマスタＭに接続されるスレーブＳに発電スレーブ装置が発電した電力を供給可能である。

（変形例１）
マスタＭとスレーブＳとの間の通信は、有線通信ではなく無線通信により実現されてもよい。またスレーブＳは、マスタＭではなく指令装置２と直接に通信をしてもよい。この場合はスレーブＳの需給予定は、マスタＭを経由せずに指令装置２に送信される。

（変形例２）
上述した第１の実施の形態では、ＤＣバス４および機器配線６は電圧および電流を任意に設定可能であった。しかし電圧および電流のいずれかは固定でもよい。その場合には、主幹３、マスタＭ、およびスレーブＳに内蔵される電力変換装置の動作は、電圧および電流のいずれかが固定値となるように制御される。

―第２の実施の形態―
図７～図８を参照して、マイクログリッドシステムの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、マイクログリッドシステムが電圧レベルの異なる複数のＤＣバスを備える点で、第１の実施の形態と異なる。

図７は、第２の実施の形態におけるマイクログリッドシステム１Ａの構成を示す図である。ただし図７では、作図の都合によりスレーブＳの記載、および通信線の記載を省略している。マイクログリッドシステム１Ａは、第１の実施の形態におけるマイクログリッドシステム１の構成に加えて副変換器４３をさらに備える。またマイクログリッドシステム１Ａは、ＤＣバス４の代わりに第１ＤＣバス４１および第２ＤＣバス４２を備える。第１マスタＭ１～第ｍマスタＭｍは第１ＤＣバス４１に接続され、第ｍマスタＭｍ～第ｘマスタＭｘは第２ＤＣバス４２に接続される。すなわち第ｍマスタＭｍは、第１ＤＣバス４１および第２ＤＣバス４２の両方に接続される。以下では、２つのＤＣバスに接続されるマスタＭを「両接続マスタ装置」とも呼ぶ。

副変換器４３は、電力変換器を備え、指令装置２の指令に基づき電圧を変換する。すなわち第１ＤＣバス４１の電圧と第２ＤＣバス４２の電圧は異なる。また副変換器４３は、第ｎマスタＭｎ～第ｘマスタＭｘと指令装置２との通信を仲介する。第ｍマスタＭｍは、第１ＤＣバス４１と第２ＤＣバス４２の両方に対して電力の供給および電力の取得が可能であり、その比率は任意に設定できる。

図８は、第２の実施の形態における指令装置２Ａの構成を示す図である。指令装置２Ａは、第１の実施の形態における構成に加えて、割合設定部２４および副変換器設定部２５を備える。本実施の形態では主幹制御部２１は、ＤＣバス４の電圧を２種類設定可能であることを前提としてそれぞれのＤＣバス４の電圧を算出する。この際には主幹制御部２１は、副変換器４３に関する不図示の効率テーブルの情報も参照する。割合設定部２４は、第ｍマスタＭｍが第１ＤＣバス４１と第２ＤＣバス４２とから取得する電力の比率、または第ｍマスタＭｍが第１ＤＣバス４１と第２ＤＣバス４２に出力する電力の比率を決定し、第ｍマスタＭｍに通知する。

副変換器設定部２５は、主幹制御部２１の算出結果に基づき、副変換器４３に対して電力変換に関する指令を出力する。たとえば副変換器設定部２５は、副変換器４３に対して４０Ｖである第１ＤＣバス４１の電力を用いて、第２ＤＣバス４２に２０Ｖを供給するように指示する。

上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（９）ＤＣバス４は、電圧レベルの異なる第１ＤＣバス４１および第２ＤＣバス４２を含む。第１ＤＣバス４１および第２ＤＣバス４２には、直流電圧を変更可能な変圧器を含む副変換器４３が接続される。マスタＭの少なくとも１つである第ｍマスタＭｍは第１ＤＣバス４１および第２ＤＣバス４２に接続される両接続マスタ装置である。指令装置２Ａは、両接続マスタ装置に対して、第１ＤＣバス４１および第２ＤＣバス４２に対する電力出力の割合または電力入力の割合を指定する割合設定部２４と、副変換器４３に対して、電圧変更処理に関する指令を出力する副変換器設定部２５とを備える。そのため、指令装置２はＤＣバスの電圧を２つ設定可能であり、かつ第ｍマスタＭｍの電力接続を第１ＤＣバス４１と第２ＤＣバス４２に対して任意に設定できるので、より効率が高くなるようにＤＣバスの電圧を設定できる。

―第３の実施の形態―
図９～図１０を参照して、マイクログリッドシステムの第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、スレーブにおける需給電力の変更を考慮する点で、第１の実施の形態と異なる。

図９は、第３の実施の形態における指令装置２Ｂの構成を示す図である。指令装置２Ｂは、第１の実施の形態の構成に加えて変更対処部２６をさらに備える。変更対処部２６は、将来の所定時刻における第２ＤＣバス４２の電圧などが決定した後に、いずれかのスレーブＳから予定の変更が通知されると後述する処理を行う。

変更対処部２６は、図６におけるステップＳ３０５の処理以降に、時刻ｔ０＋ΔｔにおけるいずれかのスレーブＳの予定が変更されたことが通知されると、図１０に示す処理を実行する。なお以下に説明する処理はたとえば、図６におけるステップＳ３０９とステップＳ３１０の間に実行される。

ステップＳ３２１では、あるスレーブｘが、次の制御時刻ｔ０＋Δｔにおける需給電力の情報を書き換えて上位のマスタＭに変更を通知する。ステップＳ３２２では、この通知を受けたマスタＭが変更内容を指令装置２に送信する。ステップＳ３２３では指令装置２の変更対処部２６は、マスタＭから受信した変更内容に基づき、改めてＤＣバス４の電力容量および系統接続電力量を算出する。

ステップＳ３２４では変更対処部２６は、ステップＳ３２４において算出したＤＣバス４の電力容量および系統接続電力量が範囲内であるか否かを判断する。たとえばスレーブＳの予定変更が電力の需要や供給に影響がない事項の場合、即ち、予定変更により想定されるＤＣバスを流れる電力が変更されても、それがＤＣバスの仕様で規定されている最大電力容量値以下であり、かつ、系統接続電力量が配電事業者と契約された最大電力値以下である場合には、本ステップは肯定判断がされ、それ以外の場合には否定判断がされる。指令装置２は、ＤＣバス４の電力容量および系統接続電力量が範囲内であると判断する場合はステップＳ３２６に進み、ＤＣバス４の電力容量および系統接続電力量の少なくとも一方が範囲内ではないと判断する場合はステップＳ３２５に進む。ステップＳ３２６では変更対処部２６は、時刻ｔ０＋Δｔの情報を保存して図１０に示す処理を終了する。

ステップＳ３２５では変更対処部２６は、優先度が低いいずれかのスレーブＳであるスレーブｙが接続されたマスタＭに変更要求を送出する。この変更要求は、ＤＣバス４の電力容量および系統接続電力量が範囲内となるために必要な変更の要求である。ステップＳ３２７ではマスタＭは、スレーブｙに予定電力を変更する要求を送出する。ステップＳ３２８ではスレーブｙは、電力の需給予定を変更可能か否かを判断する。スレーブｙが変更可能と判断する場合はステップＳ３２９に進み、変更不可能と判断する場合はステップＳ３３０に進む。

ステップＳ３２９ではスレーブｙはマスタＭに変更不可である旨を回答する。続くステップＳ３３０ではマスタＭは指令装置２に対して別のスレーブに対して変更要求を送信するように要求してステップＳ３２５に戻る。ステップＳ３３１ではスレーブｙは、マスタＭに変更可能である旨を回答する。続くステップＳ３３２ではマスタＭは、指令装置２に変更可能である旨を回答する。ステップＳ３３３では指令装置２は、時刻ｔ０＋Δｔの情報を保存して図１０に示す処理を終了する。

上述した第３の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。

（１０）需給予定には、図４に示すように処理の優先度が設定される。指令装置２Ｂは、需給予定が変更されると、スレーブＭに対して優先度が低い需給予定を変更させる変更対処部２６を備える。そのため指令装置２Ｂは、スケジュールの設定後に発生する需給予定の変更に対処することができる。

―第４の実施の形態―
図１１～図１２を参照して、マイクログリッドシステムの第４の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、電力系統との接続を切断する点で、第１の実施の形態と異なる。

図１１は、第４の実施の形態における指令装置２Ｃの構成を示す図である。指令装置２Ｃは、第１の実施の形態の構成に加えて異常検出部２７および独立移行部２８をさらに備える。異常検出部２７は、電力系統の異常を検出する機能を有する。この機能はたとえば、受電点９に接続される電力系統の断線や受電点９における障害を検出する。また、図１に示す外部ネットワーク９０を介して、例えば電力取引所９１ないしは他のグリッド９２から通信により電力系統の異常を受信した場合であってもよい。指令装置２が電力系統の異常を検出すると、独立移行部２８による処理が行われる。

図１２は、指令装置２の異常検出部２７が電力系統の異常を検出した際のマイクログリッドシステム１の動作を示すタイムチャートである。ステップＳ３４２では、異常検出部２７が電力系統に異常を検出し、独立移行部２８が主幹３に電力系統を離脱する指令を出力する。ステップＳ３４５では指令装置２の独立移行部２８は、最も近い将来の制御時刻である時刻ｔ０＋Δｔの電力データを書き換え、系統接続電力量をゼロとするために、まず、時系列需給テーブル２９１を参照して、発電能力のあるスレーブＳを特定し、そのスレーブが接続されているマスタＭに対し、直近の時刻ｔ０＋Δｔでの発電動作を要求する。

ステップＳ３４６では独立移行部２８は、時系列需給テーブル２９１を参照して優先度が最も低い全てのスレーブＳを特定し、そのスレーブＳが接続されているマスタＭに要求を送出する。この要求は、ＤＣバス４の電力収支がゼロになり系統接続電力量をゼロに出来るために必要な変更の要求である。ステップＳ３４７ではステップＳ３４５およびＳ３４６における要求を受信したマスタＭは、前ステップにおいて特定された発電能力のある、ないしは優先度の低いスレーブＳに予定変更要求を送信する。ステップＳ３４８では前ステップの要求を受信したスレーブＳが、マスタＭに回答を送信する。スレーブＳは必要に応じて、すなわち要求を受け入れる場合は需給予定を変更する。続くステップＳ３４９では各マスタＭは、スレーブＳの回答を指令装置２に送信する。

ステップＳ３５０では独立移行部２８は、マスタＭの回答に基づきＤＣバス４の収支がゼロであるか否かを判断する。独立移行部２８はいくつかのスレーブＳが変更要求に応じたことでＤＣバスの収支がゼロに出来た、即ち系統接続電力がゼロに出来たと判断する場合はステップＳ３５２に進み、まだ範囲内に収まっていないと判断する場合はステップＳ３５１に進む。ステップＳ３５１では独立移行部２８は、これまでよりも一段階上の優先度を有するスレーブＳを特定し、特定したスレーブＳが接続されたマスタＭにステップＳ３４６と同様の要求を送出してステップＳ３４７に戻る。すなわち独立移行部２８は、ＤＣバス容量が範囲内に収まるまで優先度を１段階ずつ高くしてステップＳ３４７～Ｓ３５１の処理を繰り返す。ステップＳ３５２では指令装置２は、時刻ｔ０＋Δｔの情報を保存して図１２の処理を終了する。

上述した第４の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１１）需給予定には、処理の優先度が設定される。指令装置２Ｃは、電力系統の異常を検出する異常検出部２７と、異常検出部２７が異常を検出すると、スレーブＳに対して優先度が低い需給予定を変更させてスレーブＳの全体の電力収支をゼロにし、主幹３に電力系統との接続を切断させる独立移行部２８を備える。そのため指令装置２Ｃは、電力系統の異常に対応できる。

―第５の実施の形態―
図１３～図１４を参照して、マイクログリッドシステムの第５の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、売電に対応する点で、第１の実施の形態と異なる。

図１３は、第５の実施の形態における指令装置２Ｄの構成を示す図である。指令装置２Ｂは、第１の実施の形態の構成に加えて収益最大部２８Ａをさらに備える。収益最大部２８Ａは、余剰電力を利用してマイクログリッドシステム１Ｄの収益を最大化するためのスケジューリングを行う。なお収益の最大化には、支出を最小化することも含まれる。

本実施の形態では、時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２が後者ほど後の時刻として説明に用いる。すなわち時刻ｔ０よりも後の時刻が時刻ｔ１であり、時刻ｔ１よりも後の時刻が時刻ｔ２である。マイクログリッドシステム１Ｄは、指令装置２が将来の時刻ｔ１においてマイクログリッドシステム１Ｄの電力に余剰が発生する予測であることを検出すると、図１４に示す処理を行う。

ステップＳ３６１では指令装置２の収益最大部２８Ａは、将来の時刻ｔ１においてマイクログリッドシステム１Ｄの電力に余剰が発生する予測であることを検出する。なおこのときの実際の時刻は時刻ｔ０である。ステップＳ３６２では指令装置２は、現在時刻ｔ０から時刻ｔ２までの電力取引所９１の売買価格予想データを取得する。続くステップＳ３６３では指令装置２は、それぞれのマスタＭに時刻ｔ２までの範囲での需要スケジュールの前倒し検討要求を送出する。さらにステップＳ３６４では指令装置２は、それぞれのマスタＭに蓄電池に充電することをスケジュールに組み込むことの検討要求を送出する。

ステップＳ３６５ではそれぞれのマスタＭは、ステップＳ３６３およびＳ３６４に対応して、各スレーブＳに対して時刻ｔ２までの需要の前倒しと蓄電池の充電の要求を送信する。それぞれのスレーブＳは、マスタＭからの要求を検討して可能であれば要求に応じた変更を行い需給予定を変更する。そしてスレーブＳは、変更の可否をマスタＭに回答する。ステップＳ３６７ではマスタＭは、スレーブＳからの回答を指令装置２に送出する。

ステップＳ３６８では指令装置２は、マスタＭから受信したスレーブＳの回答を用いて、時刻ｔ２までの範囲において需要を前倒しし、充電および売電による収益が最大となるスケジュールを決定する。このスケジュールの決定には、たとえば線形計画法を用いることができる。ステップＳ３６９では指令装置２は、ステップＳ３６８において決定したスケジュールを情報テーブルに保存し、それぞれのマスタＭにブロードキャストして図ＥＸ５に示す処理を完了する。

上述した第５の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１２）指令装置２Ｄは、所定時刻におけるスレーブＳの全体の電力収支がプラスになると判断すると、スレーブＳにおける電力を消費するタイミング、およびスレーブＳによる充電を行うタイミング、電力の売電を行うタイミングの少なくとも１つを操作することで収益が最大となるスケジュールを算出し、算出したスケジュールに基づきスレーブＳおよび主幹３を制御する収益最大部２８Ａを備える。そのため指令装置２Ｄは、マイクログリッドシステム１Ｄの運用コストを低減できる。

―第６の実施の形態―
マイクログリッドシステムの第６の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、機器配線６の着脱時の処理を追加する点で、第１の実施の形態と異なる。

本実施の形態では、機器配線６の接続時にはマスタＭとスレーブＳは次に示す（１．１）～（１．１０）の処理を実行する。（１．１）機器配線６の通信線６Ｃの接触が確立される。（１．２）スレーブＳのスレーブ信号処理部７３がパワーオンリセット動作を行う。（１．３）マスタＭが接続されているそれぞれのスレーブＳに情報テーブルおよび電圧電流テーブルの更新有無を問合せる。（１．４）それぞれのスレーブＳは、更新有無の問い合わせに対して応答する。（１．５）マスタＭが各スレーブＳに割り当て可能な電流電圧を算出する。（１．６）マスタＭが各スレーブＳに割り当て可能な電流電圧を通知する。

（１．７）各スレーブＳが受入電流電圧仕様を確定し、スレーブ電力変換部７１または負荷７２の動作モードを変更する準備を行う。（１．８）各スレーブＳが準備完了をマスタＭに報告する。（１．９）マスタＭが各スレーブＳのレセプタクル６ＲＥまたはプラグ６ＰＵに接続された電力変換部５１の動作を設定し半導体スイッチ５４をオンにする。（１．１０）通電状態が確立される。これ以後は定期的に通信線Ｃが接続されていることの確認動作を繰り返す。

それぞれのマスタＭは、接続済みの１つのスレーブＳとの接続を遮断する際に次に示す（２．１）～（２．５）の処理を実行する。（２．１）マスタＭが、あるスレーブＳの信号伝達不良を検出する。（２．２）当該スレーブ用の半導体スイッチ５４をオフにする。この処理は、伝達不良を検出してから２５ｍｓ以内であることが望ましい。次にマスタＭは、スレーブＳの給電形態に合わせて（２．３）または（２．４）の処理を実行する。（２．３）および（２．４）は、スレーブＳが正接続するための再起動準備動作を可能にするための電力を供給するものである。

スレーブＳが電力線からの給電で動作する場合には、次の（２．３）の処理を行う。（２．３）マスタＭは、当該スレーブ用電力線を最低電圧規格値に設定し、半導体スイッチ５４をオンにする。なお最低電圧規格値は、ＵＳＢ準拠では５Ｖである。スレーブＳが通信線からの給電で動作する場合には、マスタＭは次の（２．４）の処理を行う。（２．４）マスタＭは、通信線６Ｃに所定の電圧を供給し続ける。

上述した第６の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１３）マスタＭは、スレーブＳとの通信が確立し、スレーブＳに対して電圧および電流を確認した後にスレーブ装置に給電を開始する信号処理部５２を備える。そのため、マスタＭは安全にスレーブＳに給電できる。

―第７の実施の形態―
図１５～図１６を参照して、マイクログリッドシステムの第７の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、マイクログリッドシステムの内部に交流電力も流通する点で、第１の実施の形態と異なる。

図１５は、第７の実施の形態におけるマイクログリッドシステム１Ｆの構成図である。ただし図１５では、作図の都合によりスレーブＳの記載、および通信線の記載を省略している。本実施の形態におけるマイクログリッドシステム１Ｆは、第１の実施の形態における構成に加えて、ＡＣバス４９を備える。すなわち主幹３は、交流と直流を相互に変換するだけでなく、交流同士の変換も行う。ＡＣバス４９の電圧は、一定の電圧、たとえば２００Ｖや１００Ｖでもよいし、ＤＣバス４１のように状況に応じて変更してもよい。

第１マスタＭ１～第ｍマスタＭｍはＤＣバス４１に接続され、第ｍマスタＭｍ～第ｘマスタＭｘはＡＣバス４９に接続される。すなわち第ｍマスタＭｍは、ＤＣバス４１およびＡＣバス４９の両方に接続される。第ｍマスタＭｍは、ＤＣバス４１とＡＣバス４９の両方に対して電力の給電および電力の取得が可能であり、その比率は任意に設定できる。指令装置２は、第ｍマスタＭｍがＤＣバス４１とＡＣバス４９とから取得する電力の比率、または第ｍマスタＭｍがＤＣバス４１とＡＣバス４９に出力する電力の比率を決定し、第ｍマスタＭｍに通知する。

図１６は、第ｍマスタＭｍの構成図である。第ｍマスタＭｍは、電力変換部５１と、ＡＣＤＣ信号処理部５２Ａと、通信部５３と、半導体スイッチ５４と、電力計５５とを備える。また第ｍマスタＭｍには、直流電力を使用する第ｍａスレーブＳｍａ～第ｍｅスレーブＳｍｅ、および交流電力を使用する第ｍｆＡＣスレーブＳｍｆＡＣ～第ｍｊＡＣスレーブＳｍｊＡＣが接続される。交流電力を使用するスレーブＳは、交流電力線６ＡＣおよび通信線６Ｃにより第ｍマスタＭｍと接続される。通信線６Ｃを用いた第ｍｆＡＣスレーブＳｍｆＡＣなどの通信は、たとえばECHONET Lite（登録商標）などを用いることができる。

電力変換部５１、通信部５３、および半導体スイッチ５４は第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。ＡＣ電力変換部５１Ａは、ＡＣＤＣ信号処理部５２Ａの指示に基づき、ＡＣバス４９に流れる交流電力と第ｍａスレーブＳｍａ～第ｍｅスレーブＳｍｅが使用する直流電力とを相互に変換する。ＡＣＤＣ信号処理部５２Ａは、第１の実施の形態におけるＡＣＤＣ信号処理部５２Ａの処理に加えて、ＡＣ電力変換部５１Ａを制御する機能を有する。ＡＣＤＣ信号処理部５２Ａは、指令装置２の指令に基づき電力変換部５１およびＡＣ電力変換部５１Ａを制御する。たとえばＡＣＤＣ信号処理部５２Ａは電力変換部５１のみを動作させてＡＣ電力変換部５１Ａを停止させる場合もあるし、その逆の場合もある。

電力計５５は、接続されるそれぞれのスレーブＳの使用電力量、および供給電力量を測定してＡＣＤＣ信号処理部５２Ａに通知する。ただし電力計５５は第ｍマスタＭｍに必須の構成ではなく、第ｍマスタＭｍは電力計５５を備えなくてもよい。

上述した第７の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。

（１４）マイクログリッドシステム１Ｆは、交流電力が流れる配線であるＡＣバス４９と、主幹３とＡＣバス４９により接続される第ｎマスタ装置Ｍｎ～第ｘマスタ装置Ｍｘとを備える。主幹３は、交流電力同士を変換する電力変換器をさらに備える。

（第７の実施の形態の変形例）
上述した第７の実施の形態では、交流電力により動作する第ｍｆＡＣスレーブＳｍｆＡＣなどは、第ｍマスタＭｍとは交流電力線６ＡＣおよび通信線６Ｃにより第ｍマスタＭｍと接続された。しかし通信線６Ｃを省き、交流電力線６Ａを利用して通信を行ってもよい。この通信には、公知の電力線搬送通信を用いることができる。

上述した各実施の形態および変形例において、機能ブロックの構成は一例に過ぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、１つの機能ブロック図で表した構成を２以上の機能に分割してもよい。また各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。

上述した各実施の形態および変形例において、指令装置のプログラムは不図示のＲＯＭに格納されるとしたが、プログラムは指令装置記憶部に格納されていてもよい。また、指令装置が不図示の入出力インタフェースを備え、必要なときに入出力インタフェースと指令装置が利用可能な媒体を介して、他の装置からプログラムが読み込まれてもよい。ここで媒体とは、例えば入出力インタフェースに着脱可能な記憶媒体、または通信媒体、すなわち有線、無線、光などのネットワーク、または当該ネットワークを伝搬する搬送波やディジタル信号、を指す。また、プログラムにより実現される機能の一部または全部がハードウエア回路やＦＰＧＡにより実現されてもよい。

上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１、１Ａ～１Ｆ…マイクログリッドシステム
２、２Ａ～２Ｆ…指令装置
３…主幹
４…ＤＣバス
６…機器配線
２１…主幹制御部
２２…マスタ制御部
２３…指令装置通信部
２４…割合設定部
２５…副変換器設定部
２６…変更対処部
２７…異常検出部
２８…独立移行部
２８Ａ…収益最大部
２９…指令装置記憶部
４１…ＤＣバス
４３…副変換器
４９…ＡＣバス
５１…電力変換部
５１Ａ…ＡＣ電力変換部
５２…信号処理部
５２Ａ…ＡＣＤＣ信号処理部
７１…スレーブ電力変換部
２９１…時系列需給テーブル
２９２…効率テーブル
２９３…マスタ効率情報

Claims (15)

1. 交流電力が流れる電力系統と接続され電力変換装置を備える主幹を制御する指令装置であって、
   前記主幹は１以上のマスタ装置と直流電力が流れる配線であるＤＣバスにより接続され、
   前記マスタ装置は、前記ＤＣバスの電力を変換し機器配線を介して１以上のスレーブ装置に供給し、
   前記主幹に前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御させる主幹制御部と、
   前記マスタ装置に前記機器配線の電流および電圧の少なくとも一方を制御させるマスタ制御部とを備える指令装置。
2. 請求項１に記載の指令装置において、
   前記主幹制御部は、前記スレーブ装置から取得した、現在の時刻における前記スレーブ装置の電力需要および電力供給に基づき、前記主幹に前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御させる指令装置。
3. 請求項１に記載の指令装置において、
   前記主幹制御部は、前記スレーブ装置から取得した、前記スレーブ装置の電力に関する将来の需要および供給の予定である需給予定に基づき、前記主幹に前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御させる指令装置。
4. 請求項１に記載の指令装置において、
   前記ＤＣバスは、電圧レベルの異なる第１ＤＣバスおよび第２ＤＣバスを含み、
   前記第１ＤＣバスおよび前記第２ＤＣバスには、直流電圧を変更可能な変圧器を含む副変換器が接続され、
   前記マスタ装置の少なくとも１つは前記第１ＤＣバスおよび前記第２ＤＣバスに接続される両接続マスタ装置であり、
   前記両接続マスタ装置に対して、前記第１ＤＣバスおよび前記第２ＤＣバスに対する電力出力の割合または電力入力の割合を指定する割合設定部と、
   前記副変換器に対して、電圧変更処理に関する指令を出力する副変換器設定部とをさらに備える、指令装置。
5. 請求項３に記載の指令装置において、
   前記需給予定には、処理の優先度が設定されており、
   前記需給予定が変更されると、前記スレーブ装置に対して前記優先度が低い前記需給予定を変更させる変更対処部をさらに備える指令装置。
6. 請求項３に記載の指令装置において、
   前記需給予定には、処理の優先度が設定されており、
   前記電力系統の異常を検出する異常検出部と、
   前記異常検出部が異常を検出すると、前記スレーブ装置に対して前記優先度が低い前記需給予定を変更させて前記スレーブ装置の全体の電力収支をゼロにし、前記主幹に前記電力系統との接続を切断させる独立移行部をさらに備える指令装置。
7. 請求項１に記載の指令装置において、
   所定時刻における前記スレーブ装置の全体の電力収支がプラスになると判断すると、前記スレーブ装置における電力を消費するタイミング、および前記スレーブ装置による充電を行うタイミング、電力の売電を行うタイミングの少なくとも１つを操作することで収益が最大となるスケジュールを算出し、算出した前記スケジュールに基づき前記スレーブ装置および前記主幹を制御する収益最大部をさらに備えるマイクログリッドシステム。
8. 請求項１に記載の指令装置において、
   前記主幹制御部は、前記主幹、それぞれの前記マスタ装置、およびそれぞれの前記スレーブ装置に含まれる電力変換装置の電力変換効率の情報に基づき、電力の損失が最小になるように前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御する指令装置。
9. 指令装置と、交流電力が流れる電力系統と接続される主幹と、１以上のマスタ装置と、１以上のスレーブ装置とを含むマイクログリッドシステムにおいて、
   前記主幹は前記１以上のマスタ装置と直流電力が流れる配線であるＤＣバスにより接続され、
   前記マスタ装置は、１以上の前記スレーブ装置と直流電力が流れる配線である機器配線により接続され、
   前記指令装置は、
   前記主幹に前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御させる主幹制御部と、
   前記マスタ装置に前記機器配線の電流および電圧の少なくとも一方を制御させるマスタ制御部とを備え、
   前記マスタ装置のそれぞれは、直流電力の電圧を変換する電力変換部を備えるマイクログリッドシステム。
10. 請求項９に記載のマイクログリッドシステムにおいて、
    前記スレーブ装置は、前記マスタ装置を経由して前記指令装置に前記スレーブ装置の電力に関する将来の需要および供給の予定である需給予定を送信する、または前記マスタ装置を経由せずに前記指令装置に直接前記需給予定を送信する、マイクログリッドシステム。
11. 請求項９に記載のマイクログリッドシステムにおいて、
    前記マスタ装置は、前記スレーブ装置との通信が確立し、前記スレーブ装置に対して電圧および電流を確認した後に前記スレーブ装置に給電を開始する信号処理部を備えるマイクログリッドシステム。
12. 請求項９に記載のマイクログリッドシステムにおいて、
    交流電力が流れる配線であるＡＣバスと、
    前記主幹と前記ＡＣバスにより接続される１以上のＡＣマスタ装置とをさらに備え、
    前記主幹は、交流電力同士を変換する電力変換器をさらに備えるマイクログリッドシステム。
13. 請求項９に記載のマイクログリッドシステムにおいて、
    前記スレーブ装置には、発電が可能な発電スレーブ装置が含まれており、
    前記発電スレーブ装置は、他の前記スレーブ装置に給電可能なマイクログリッドシステム。
14. 請求項９に記載のマイクログリッドシステムにおいて、
    前記スレーブ装置には、発電が可能な発電スレーブ装置が含まれており、
    前記発電スレーブ装置に接続される前記マスタ装置は、他の前記マスタ装置に接続される前記スレーブ装置に前記発電スレーブ装置が発電した電力を供給可能なマイクログリッドシステム。
15. 交流電力が流れる電力系統と接続され電力変換装置を備える主幹を制御する指令装置が実行する指令方法であって、
    前記主幹は１以上のマスタ装置と直流電力が流れる配線であるＤＣバスにより接続され、
    前記マスタ装置は、前記ＤＣバスの電力を変換し機器配線を介して１以上のスレーブ装置に供給し、
    前記主幹に前記ＤＣバスの電流および電圧の少なくとも一方を制御させることと、
    前記マスタ装置に前記機器配線の電流および電圧の少なくとも一方を制御させることとを含む、指令方法。

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