燃料電池装置、太陽光発電装置及び分散型電源システム
【課題】電圧上昇抑制用の制御を太陽光発電側から優先的にコストを増大させることなく行えるようにする。
【解決手段】電圧調整制御の開始閾値が設定された太陽光発電装置と併設され、電力系統１０と連系された燃料電池装置３００において、燃料電池セル３０２と、燃料電池セル３０２で生成された直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力するインバータ３０３と、連系点の電流及び電圧値Ｖｔを検出する検出部３０５１と、検出部３０５１で検出された電流及び電圧から有効電力ＰＧＦと無効電力ＱＧＦとを検出するとともに、検出した電圧が太陽光発電装置に設定された閾値より値が低く設定された当該燃料電池装置用の閾値以上であった場合に、インバータ３０３の容量限界まで無効電力ＱＧＦの出力を行い、無効電力ＱＧＦの出力量及び有効電力ＱＧＰの出力量に応じた指令信号を生成する発電出力制御部３０５とを備えた。
【解決手段】電圧調整制御の開始閾値が設定された太陽光発電装置と併設され、電力系統１０と連系された燃料電池装置３００において、燃料電池セル３０２と、燃料電池セル３０２で生成された直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力するインバータ３０３と、連系点の電流及び電圧値Ｖｔを検出する検出部３０５１と、検出部３０５１で検出された電流及び電圧から有効電力ＰＧＦと無効電力ＱＧＦとを検出するとともに、検出した電圧が太陽光発電装置に設定された閾値より値が低く設定された当該燃料電池装置用の閾値以上であった場合に、インバータ３０３の容量限界まで無効電力ＱＧＦの出力を行い、無効電力ＱＧＦの出力量及び有効電力ＱＧＰの出力量に応じた指令信号を生成する発電出力制御部３０５とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源システムを構成する燃料電池装置及び太陽光発電装置と、分散型電源システムに関し、特に、電力系統との連系点の電圧上昇抑制又は電圧下降抑制を適切に行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
低炭素社会実現へ向けた取り組みの一環として、政府は、国内の太陽光発電の導入量を現在における導入量よりも大幅に増大させることを計画している。そして、そのうちの６０％が住宅向けと想定されている。一方で、このように太陽光発電等の逆潮流可能な分散型電源が大量に導入される環境下では、系統運用者側、需要家側双方において様々な問題が生じることが想定される。
【０００３】
具体的には、例えば太陽光発電の設置密度が高い地域では、太陽光発電の余剰電力販売の量が増大したり、太陽光発電と併設された燃料電池で発電されることにより、連系点の電圧が高めに推移することが予測される。
【０００４】
ところが、住宅用に設置される太陽光発電や燃料電池の電圧は、電気事業法で定められた一定の範囲（１００Ｖ系は１０１±６Ｖ、２００Ｖ系は２０２±２０Ｖ）内に収める必要がある。従って、その範囲を逸脱する可能性がある場合には、電圧を下げる制御が行われるようになっている。電圧を下げる制御は、例えば、発電出力の抑制や、無効電力の発生による電圧の調整力制御等により行われる。
【０００５】
つまり、太陽光発電の例をとると、昼間の余剰電力販売の増大に起因して電圧が上昇した場合等には、例え日射量が多くても、自動的に電圧を抑制する制御が働くことになり、その結果、太陽光による発電自体が抑制されてしまう。すなわち、需要家が余剰電力を販売する機会の損失に繋がってしまうという問題があった。
【０００６】
この問題を解決する手法として、例えば非特許文献１には、無効電力を系統側に流す無効電力制御によって電圧の調整を行う技術が記載されている。また、非特許文献２には、ＳＶＣ（Static Var Compensator：静止型無効電力補償装置）を導入することにより、電圧の管理範囲内からの逸脱を防止する手法が記載されている。また、非特許文献３には、各住宅に蓄電池を設置し、蓄電池に余剰電力分を蓄積することによって、系統の電圧上昇を抑える手法が記載されている。
【０００７】
さらに、特許文献１には、配電系統（柱上変圧器）からの距離が遠い分散発電装置ほど、電圧の制御を開始する閾値を高い値に設定することが記載されている。これにより、電圧の上昇がおきやすい末端側の需要家と、そうでない柱上変圧器側の需要家とにおける余剰電力の販売機会が、均等化されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１２１８５３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「太陽光発電集中連系時における各需要家発電電力量の減少ばらつきの分析とその対策に関する一考察」、電学論Ｂ、１２６巻１０号、２００６年
【非特許文献２】「太陽光発電装置が集中導入された配電系統の電圧上昇とＳＶＣによる抑制」、電学論Ｂ、１２６巻２号、２００６年
【非特許文献３】「新エネルギーの大量導入に伴う影響とその対応策について」、資源エネルギー庁 電力・ガス事業部、平成２０年９月８日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献２〜３に記載された手法では、電圧の抑制のために専用の設備を設ける必要があり、その分コストが増大してしまうという問題があった。
【００１１】
また、電力抑制制御を行う場合にも、太陽光発電と燃料電池とを併設している住宅においては、太陽光発電よりも燃料電池の方の電力抑制制御を先に行った方がよいと考えられている。なぜなら、太陽光発電に必要とされるエネルギー量は、燃料電池のそれに比べて少なくて済み、その分ＣＯ２を削減できること、そして、太陽光発電は燃料を必要としないので原単価を削減できるからである。しかし、そのような制御はこれまで行われていなかった。
【００１２】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、太陽光発電と燃料電池の両方を用いて発電を行う場合において、電圧上昇抑制のための制御を、燃料電池側から優先的に、コストを増大させることなく行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の燃料電池装置は、化石燃料から抽出された水素と、空気中の酸素とを化学反応させて直流電力を生成する燃料電池セルと、燃料電池セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力するインバータと、電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する検出部を備えている。
そして、検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、この検出した電圧値の大きさに応じて、インバータの出力電流を調整するための指令信号を生成してインバータに供給する発電出力制御部とを備えている。
【００１４】
発電出力制御部は、検出部で検出された電圧が、太陽光発電装置に設定された閾値より値が低く設定された当該燃料電池装置用の閾値以上であった場合は無効電力の出力を行い、無効電力の出力を行っても閾値以上の電圧が検出された場合には有効電力の出力を抑制し、無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成する。
【００１５】
また、本発明の分散型電源システムに用いられる太陽光発電装置は、太陽光を直流電力に変換する太陽光発電セルと、太陽光発電セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力するインバータと、電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する検出部と、を含んでいる。そして、この検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、検出した電圧値の大きさに応じて、インバータの出力電流を調整するための指令信号を生成してインバータに供給する発電出力制御部とを備えている。
【００１６】
そして、発電出力制御部は、検出部で検出された電圧が、燃料電池装置に設定された閾値より値が高く設定された当該太陽光発電装置用の閾値以上であった場合は無効電力の出力を行い、無効電力の出力を行っても閾値以上の電圧が検出された場合には有効電力の出力を抑制し、無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成することを特徴としている。
【００１７】
このように構成したことにより、燃料電池装置と太陽光発電装置のそれぞれにおいて、電圧上昇検出時にまず無効電力制御が行われ、それでも電圧が適正範囲に収まらなかった場合に有効電力の出力制御が行われる。
【００１８】
また、燃料電池側に設定される電圧調整制御開始の閾値を、太陽光発電側より低い値としてあるため、燃料電池側で先に電圧調整制御が開始されるようになる。そして、それでも電圧値が適正範囲内に収まらずに、電圧が、燃料電池側に設定された閾値より値が高く設定された太陽光発電側の閾値を超えた場合に、太陽光発電側で電圧調整制御が行われるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の分散型電源システムに用いられる燃料電池装置ないし太陽光発電装置によれば、逆潮流の発生等により系統電圧が上昇する際に、まず無効電力制御が行われ、次に有効電力の出力制御が行われるため、発電出力をできるだけ損なわない運用がされるようになる。
【００２０】
また、太陽光発電と燃料電池の二つの分散型電源のうち、太陽光発電に優先させて燃料電池側の電圧上昇が抑制される。すなわち、再生可能エネルギーである太陽光発電の出力が優先されるようになるため、需要家における余剰電力販売の機会損失を防ぐことができる。
【００２１】
さらに、本発明の分散型電源システムに用いられる燃料電池装置ないし太陽光発電装置によれば、ＳＶＣ等の専用の装置を導入することなく、このような制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態による分散型電源システムの構成例を示す概要図である。
【図２】本発明の一実施の形態による太陽光発電の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による太陽光発電の発電出力制御部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態による燃料電池の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による燃料電池の発電出力制御部の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による太陽光発電の発電出力制御部での処理の例（１）を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態による太陽光発電の発電出力制御部での処理の例（１）を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態による燃料電池の発電出力制御部での処理の例（１）を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態による燃料電池の発電出力制御部での処理の例（１）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態による、太陽光発電と燃料電池における無効電力制御及び出力制御と電圧値との関係を示す図であり、（ａ）は電圧値の変動の例を示し、（ｂ）は燃料電池における有効電力及び無効電力の出力例を示し、（ｃ）は太陽光発電における有効電力及び無効電力の出力例を示す。
【図１１】本発明の第１の実施の形態による太陽光発電の発電出力制御部での処理の例（２）を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態による燃料電池の発電出力制御部での処理の例（２）を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の変形例による太陽光発電の発電出力制御部での処理の例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態の変形例による燃料電池の発電出力制御部での処理の例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態による分散型電源システムの構成例（１）を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態による電圧制御部の制御の例（１）を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態による電圧制御部の制御の例（１）を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施の形態による分散型電源システムの構成例（２）を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態による電圧制御部の制御の例（２）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、発明を実施するための形態（以下、本例とも称する）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（太陽光発電と燃料電池をそれぞれ独立に制御する構成の例）
２．第１の実施の形態の変形例（電圧の下降時にも電圧の調整を行う構成の例）
３．第２の実施の形態（太陽光発電と燃料電池を統一的に制御する構成の例）
４．第２の実施の形態の変形例（電圧の下降時にも電圧の調整を行う構成の例）
【００２４】
［分散型電源システムの全体構成例］
図１は、本発明の分散型電源システムの一実施形態を示す概要図である。図１に示す分散型電源システム１においては、柱上変圧器１０に２００／１００Ｖの低圧配電線１１が接続されており、低圧配電線１１の亘長は１００ｍであるものとする。
【００２５】
低圧配電線１１に設けられたノードｎ１〜ノードｎ１０には、それぞれ２戸の住宅が連系されており、各住宅には、太陽光発電１００と、負荷２００と、燃料電池３００とが設置されている。図１に示した構成は、これから説明するすべての実施の形態に共通するものである。
【００２６】
＜１．第１の実施の形態＞
本実施の形態は、太陽光発電１００と燃料電池３００とがそれぞれ独立に運用される場合に適用したものである。つまり、電圧が上限設定値を逸脱する場合に行う電圧の制御も、それぞれの装置において個別に行う。電圧の制御は、いずれの装置においても、まず無効電力の発生量を増加させ、それでも電圧が適正範囲内に収まらなかった場合に発電量を減少させることにより行うようにする。すなわち、無効電力制御方式と出力制御方式を併用しつつ、無効電力制御方式を優先させるように制御する。さらに、この制御を、先に燃料電池３００側で行い、その後で太陽光発電１００側の順で行わせるために、本実施の形態では、それぞれの装置に設定する電圧調整開始の閾値に大小関係を持たせている。閾値の詳細については後述する。
【００２７】
［太陽力発電の構成例］
図２は、本実施の形態における太陽光発電１００の構成例を示すブロック図である。太陽光発電１００は、太陽光発電セル１０１と、インバータ１０２と、発電出力制御部１０３とで構成される。太陽光発電セル１０１は、その素子中の電子に光エネルギーを吸収させ、吸収した光エネルギーを直流の電力に変換してインバータ１０２に出力する。
【００２８】
インバータ１０２は、太陽光発電セル１０１から出力された直流の電力を交流の電力に変換して、得られた交流電力を図１に示した負荷２００及び／又は電力系統（柱上変圧器１０）に出力する。
【００２９】
発電出力制御部１０３は、図示せぬ連系点の電流・電圧から発電出力と無効電力とを検出するとともに、検出した電圧値の大きさに応じて、インバータ１０２の出力電流を調整するためのインバータ出力電流指令を生成してインバータ１０２に供給する。
【００３０】
インバータ１０２の出力電流の調整は、出力電圧を電気事業法で定められた適正範囲内に収めるために行われるものであり、本実施の形態では、前述したように無効電力制御方式と出力制御方式とを組み合わせて行っている。
【００３１】
具体的には、検出した電圧が予め設定された電圧補償開始閾値に達した場合に、まず、太陽光発電１００側からみて進相の無効電力を出力する（無効電力制御方式）。通常は、無効電力制御を行った結果、力率が系統連系技術ガイドラインに定められた運転力率制限（通常０．８〜０．８５）に達しても電圧が適正範囲内に収まらない場合に次の出力制御方式による制御を行うが、本実施の形態では、力率の範囲を限定せず、無効電圧出力をインバータ１０２の容量限界まで行うようにしている。
【００３２】
そして、それでも電圧が適正範囲内に収まらない場合に、発電出力を減少させる制御を行う（出力制御方式）。このように、無効電力制御において無効電力の出力をインバータ１０２の容量限界まで行うことで、従来の制御に比べて、太陽光発電の出力を抑えるための出力制御が行われるタイミングが遅くなる。つまり、太陽光発電の出力抑制が行われにくくなるため、太陽光発電の発電率が上昇することになる。
【００３３】
図３は、発電出力制御部１０３の構成例を示したブロック図である。発電出力制御部１０３には、検出器１０３１と、有効電力調整器１０３２と、無効電力調整器１０３３と、電流演算器１０３４と、インバータ出力電流調整器１０３５と、アンプ１０３６と、信号変換部１０３７とが含まれる。
【００３４】
検出器１０３１は、太陽光発電セル１０１から出力される直流出力電圧Ｖｄｃと直流出力電流Ｉｄｃとを用いて、太陽光の日射強度から本来得られる発電可能電力ＰＧＰｔ（ｋＷ）を算出する。また、インバータ１０２の出力端（電力系統（以下、単に「系統」とも称する）との連系点）の電圧値Ｖｔ（Ｖ）から、有効電力の発電量ＰＧＰ（ｋＷ）（以下、単に「発電量」とも称する）と、無効電力の発生量ＱＧＰ（ｋｖａｒ）とを検出する。そして、検出した有効電力の発電量ＰＧＰを、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、無効電力の発生量ＱＧＰを無効電力調整器１０３３に供給する。
【００３５】
有効電力調整器１０３２は、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔと、予め設定しておいた各閾値又はパラメータとの大小関係に応じて、発電量ＰＧＰの出力量を増減させる制御を行う。有効電力調整器１０３２に予め設定される閾値及びパラメータとしては、（ａ）電圧補償開始閾値（以下、単に「閾値」とも称する）ＶＰ、（ｂ）インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃ、（ｃ）発電可能電力ＰＧＰｔがある。
【００３６】
なお、電圧補償開始閾値ＶＰとしては、適正範囲である１０１±６Ｖ内での最も高い制御目標値として、例えば１０７Ｖ等が設定される。つまり、閾値ＶＰは、電圧値Ｖｔが適正範囲の上限を逸脱することを防止するために設定されるものである。
【００３７】
そして、有効電力調整器１０３２は、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ以上となり、かつ、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、発電量ＰＧＰを減少させる。一方、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ未満であり、発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔより小さい場合には、発電量ＰＧＰを増加させる。
【００３８】
無効電力調整器１０３３は、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔと、予め設定しておいた各閾値又はパラメータとの大小関係に応じて、無効電力発生量ＱＧＰを増減させる制御を行う。各閾値又はパラメータとしては、上述した（ａ）電圧補償開始閾値ＶＰと、（ｂ）インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃが設定される。
【００３９】
そして、無効電力調整器１０３３は、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ以上である場合には、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある間だけ、無効電力発生量ＱＧＰを増加させる。また、電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ未満である場合で、かつ、その時点の無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させる。
【００４０】
電流演算器１０３４は、有効電力調整器１０３２から出力された有効電力の発電量ＰＧＰと、無効電力調整器１０３３から出力された無効電力の発生量ＱＧＰからインバータ出力電流指令（交流電流波形）を生成する。そして、生成したインバータ出力電流指令をインバータ出力電流調整器１０３５に供給する。
【００４１】
インバータ出力電流調整器１０３５は、インバータ１０２から出力する電流のパルス幅などを計算して、電流演算器１０３４から供給された交流電流波形を調整し、調整した交流電流波形をアンプ１０３６に出力する。アンプ１０３６は、インバータ出力電流調整器１０３５から出力された交流電流波形を搬送波に重畳して信号変換部１０３７に出力する。信号変換部１０３７は、アンプ１０３６から出力された出力信号を、インバータ１０２にとって適切な信号に変換して、変換した信号をインバータ１０２に供給する。
【００４２】
［燃料電池の構成例］
次に、図４を参照して、図１に示した燃料電池３００の構成例について説明する。燃料電池３００は、水素改質器３０１と、燃料電池セル３０２と、インバータ３０３と、排熱回収部３０４と、発電出力制御部３０５とで構成される。
【００４３】
水素改質器３０１は、都市ガスやＬＰガス等の化石燃料を改質して水素を取り出し、取り出した水素を燃料電池セル３０２に出力する。燃料電池セル３０２は、水素改質器３０１から出力された水素と酸素とを化学反応させて直流の電力を生成し、生成した直流電力をインバータ３０３に出力する。
【００４４】
インバータ３０３は、燃料電池セル３０２から出力された直流電力を交流電力に変換して、図１に示した負荷２００に出力する。排熱回収部３０４は、水素改質器３０１や燃料電池セル３０２からの排熱を回収して温水を生成する。
【００４５】
発電出力制御部３０５は、インバータ３０３の出力端の電流・電圧から発電出力と無効電力とを検出し、検出した値の大きさに応じて、インバータ３０３の出力電流を調整するためのインバータ出力電流指令を生成してインバータ３０３に供給する。
【００４６】
図５は、発電出力制御部３０５の構成例を示すブロック図である。発電出力制御部３０５には、検出器３０５１と、有効電力調整器３０５２と、無効電力調整器３０５３と、電流演算器３０５４と、インバータ出力電流調整器３０５５と、アンプ３０５６と、信号変換部３０５７とが含まれる。
【００４７】
検出器３０５１は、インバータ３０３の出力端の電圧値Ｖｔ（Ｖ）から、有効電力の発電量ＰＧＦ（ｋＷ）と、無効電力の発生量ＱＧＦ（ｋｖａｒ）とを検出する。そして、検出した有効電力の発電量ＰＧＦを、有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３に、無効電力の発生量ＱＧＦを無効電力調整器３０５３に供給する。
【００４８】
また、検出器３０５１は、インバータ３０３の出力端の電圧値Ｖｔと電流Ｉｔの大きさ及び、燃料電池セル３０２の運用状態から、負荷２００の電力負荷ＰＬを算出する。燃料電池セル３０２が停止中の場合には、電力負荷ＰＬは以下の式により算出する。
電力負荷ＰＬ＝電圧値Ｖｔ×電流Ｉｔ×ｃｏｓθ
燃料電池セル３０２が運用中の場合には、電力負荷ＰＬは以下の式により算出する。
電力負荷ＰＬ＝電圧値Ｖｔ×電流Ｉｔ×ｃｏｓθ＋発電量ＰＧＦ
【００４９】
有効電力調整器３０５２は、検出器３０５１で検出された電圧値Ｖｔと、予め設定しておいた各閾値又はパラメータとの大小関係に応じて、発電量ＰＧＦの出力量を増減させる制御を行う。有効電力調整器３０５２に予め設定される閾値及びパラメータとしては、（ａ）電圧補償開始閾値ＶＦ、（ｂ）インバータ１０２の容量ＩＮＶＦｃ、（ｃ）燃料電池セル３０２の最低発電可能電力（以下、「ターンダウン値」と称する）ＰＧＦｄ、（ｄ）電力負荷ＰＬがある。
【００５０】
なお、ここで閾値ＶＦとしては、太陽力発電側に設定された閾値ＶＰよりも少し低い、例えば１０６．５Ｖ等が設定される。
【００５１】
そして、有効電力調整器３０５２は、検出器３０５１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上であり、かつ、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、発電量ＰＧＦを減少させる。一方、電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ未満であり、発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄより小さい場合には、発電量ＰＧＦを０にする。
【００５２】
無効電力調整器３０５３は、検出器３０５１で検出された電圧値Ｖｔと、予め設定しておいた各閾値又はパラメータとの大小関係に応じて、無効電力発生量ＱＧＦを増減させる制御を行う。ここでも、有効電力調整器３０５２と同様に、各閾値及びパラメータとしては、（ａ）電圧補償開始閾値ＶＦ、（ｂ）インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃ、（ｃ）ターンダウン値ＰＧＦｄが設定される。
【００５３】
そして、検出器３０５１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上であり、かつ、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる。また、電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上である場合でも、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがなく、かつ発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦを減少させる。
【００５４】
一方、電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ未満であり、かつ、その時点の無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させる。
【００５５】
電流演算器３０５４、インバータ出力電流調整器３０５５、アンプ３０５６、信号変換部３０５７については、図３で示した太陽光発電１００の発電出力制御部１０３内の各部と同一の動作をするものであるため、ここでは説明を省略する。
【００５６】
つまり、本実施の形態による分散型電源システム１では、太陽光発電１００と燃料電池３００とにおいて、それぞれが受電点の電圧値Ｖｔを計測し、電圧の上昇を検知した際に電圧抑制のための制御を行う。このとき、電圧補償開始閾値を、
燃料電池３００における閾値ＶＦ＜太陽光発電１００における閾値ＶＰ
のように設定することで、燃料電池３００における電圧調整の方が先に実施されるようにしている。
【００５７】
［太陽光発電における電圧調整制御の例］
次に、図６のフローチャートを参照して、太陽光発電１００での電圧調整制御の例について説明する。まず、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、閾値ＶＰ及び各パラメータが設定される（ステップＳ１）。続いて、インバータ１０２（図３参照）の出力端の電圧値Ｖｔと、太陽光発電セル１０１の発電可能電力ＰＧＰｔとが、検出器１０３１で計測される（ステップＳ２）。
【００５８】
そして、電圧制御部４００において、電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ以上であるか否かが判断される（ステップＳ３）。電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ未満である場合、つまり、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合には、結合子Ａに進む。結合子Ａに続く処理は、次の図７を参照して後述する。
【００５９】
電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ以上である場合には、続いて有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３によって、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ４）。空きがあるか否かは、数式１の計算により算出することができる。
【００６０】
【数１】
……（１）
【００６１】
ステップＳ４で、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあると判断された場合には、無効電力調整器１０３３によって、無効電力の発生量ＱＧＰが増加される（ステップＳ５）。その後は、ステップＳ２に戻って処理が続けられる。そして、再びステップＳ４に到達してインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがないと判断されると、無効電力の発電量ＱＧＰの増加は停止され、有効電力調整器１０３２によって発電量ＰＧＰが減少される（ステップＳ６）。すなわち、無効電力の発生量ＱＧＰを、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃの限界まで出力する制御が行われる。
【００６２】
次に、図７を参照して、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合の処理について説明する。図７において、まず、無効電力調整器１０３３によって、無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きいか否かが判断される（ステップＳ１１）。無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きい場合には、無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が減少され（ステップＳ１２）、図６のステップＳ２に戻って処理が続けられる。
【００６３】
無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０の場合には、太陽光発電セル１０１の発電量ＰＧＰが、発電可能電力ＰＧＰｔより小さいか否かが判断される（ステップＳ１３）。太陽光発電セル１０１の発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔより小さい場合には、有効電力調整器１０３２によって有効電力の発電量ＰＧＰが増加され（ステップＳ１４）、図６のステップＳ２に戻って処理が続けられる。太陽光発電セル１０１の発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔ以上である場合にも、ステップＳ２に戻って処理が続けられる。
【００６４】
［燃料電池における電圧調整制御の例］
次に、図８のフローチャートを参照して、燃料電池３００での電圧調整制御の例について説明する。まず、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、閾値ＶＦと各パラメータが設定される（ステップＳ２１）。
【００６５】
続いて、インバータ３０３（図５参照）の出力端の電圧値Ｖｔと、負荷２００（図１参照）の電力負荷ＰＬとが、検出器３０５１で計測される（ステップＳ２２）。そして、電圧制御部４００おいて、電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上であるか否かが判断される（ステップＳ２３）。
【００６６】
電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ未満である場合、つまり、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合には、結合子Ｂに進む。結合子Ｂに続く処理は、次の図９で後述する。
【００６７】
電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上である場合には、続いて有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３によって、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ２４）。空きがあるか否かは、数式（２）の計算により算出することができる。
【００６８】
【数２】
……（２）
【００６９】
ステップＳ２４で、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあると判断された場合には、無効電力調整器３０５３によって、無効電力の発生量ＱＧＦが増加される（ステップＳ２５）。その後は、ステップＳ２２に戻って処理が続けられる。
【００７０】
ステップＳ２４でインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがないと判断された場合には、続いて無効電力調整器３０５３によって、電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄ以下であるか否かが判断される（ステップＳ２６）。
【００７１】
電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄ以下である場合には、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦを０にする制御が行われる（ステップＳ２７）。電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、発電量ＰＧＦを減少させる制御が行われる（ステップＳ２８）。
【００７２】
次に、図９を参照して、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合の処理について説明する。図９において、まず、無効電力調整器３０５３によって、無効電力の発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きいか否かが判断される（ステップＳ３１）。無効電力の発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きい場合には、無効電力の発生量ＱＧＦの絶対値が減少され（ステップＳ３２）、図８のステップＳ２２に戻って処理が続けられる。
【００７３】
無効電力の発生量ＱＧＦの絶対値が０の場合には、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦが、負荷２００の電力負荷ＰＬより小さいか否かが判断される（ステップＳ３３）。このステップＳ３３で、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦが電力負荷ＰＬより小さいと判断された場合には、有効電力調整器３０５２によって有効電力の発電量ＰＧＦが増加され（ステップＳ３４）、図８のステップＳ２２に戻って処理が続けられる。燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦが電力負荷ＰＬ以上である場合にも、図８のステップＳ２２に戻る。
【００７４】
次に、検出部１０３１又は検出器３０５１で検出される電圧値Ｖｔの値と、燃料電池３００と太陽光発電１００で行われる電圧調整制御との対応の具体例について、図１０を参照して説明する。
【００７５】
図１０は、図１に示したノードｎ１０の検出部１０３１又は検出器３０５１で検出された電圧の変動と、ノードｎ１０の燃料電池３００と太陽光発電１００における電圧調整制御との対応を示す図である。図１０（ａ）は電圧値Ｖｔの変動を示す図であり、縦軸は電圧値Ｖｔ（Ｖ）を示し、横軸は時間（時）を示す。
【００７６】
図１０（ｂ）は、燃料電池３００のインバータ３０３から出力される有効電力の発電量ＰＧＦ及び、無効電力発生量ＱＧＦの時間毎の変化を示す図であり、縦軸は発電量ＰＧＦ（ｋＷ）／無効電力発生量ＱＧＦ（ｋｖａｒ）を示し、横軸は時間（時）を示す。図１０（ｂ）において、発電量ＰＧＦを実線で示してあり、本例の制御は行わずに負荷追従運転を行った場合の発電量を破線で示してある。また、無効電力発生量ＱＧＦを一点鎖線で示してある。
【００７７】
図１０（ｃ）は、太陽光発電１００のインバータ１０２から出力される有効電力の発電量ＰＧＰ及び、無効電力発生量ＱＧＰの時間毎の変化を示す図であり、縦軸は発電量ＰＧＰ（ｋＷ）／無効電力発生量ＱＧＰ（ｋｖａｒ）を示し、横軸は時間（時）を示す。図１０（ｃ）において、発電量ＰＧＰを実線で示してあり、電圧の抑制が働かなかった場合の理想的な発電量ＰＧＰの出力を実線で示してある。また、無効電力発生量ＱＧＰを一点鎖線で示してある。
【００７８】
まず、８時の少し前の時刻Ｔ１の時点で、図１０（ａ）に示すように、電圧値Ｖｔが燃料電池３００側に設定された閾値ＶＦを超えたため、図１０（ｂ）に示すように、燃料電池３００の発電出力制御部３０５によって、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われる。ところが、再び電圧値Ｖｔが上昇し、時刻Ｔ２の時点では図１０（ａ）に示すように電圧値Ｖｔが再び閾値ＶＦを超えてしまっている。このため、図１０（ｂ）に示すように燃料電池３００の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで下げる制御が行われる。これとともに、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われる。この時点での発電量ＰＧＦは０．９ｋＷ、無効電力発生量ＱＧＦは０．８ｋｖａｒであるため、力率は０．７５（７５％）となっている。つまり、系統連系技術ガイドラインで定められた力率範囲に限定されない制御が行われている一方、太陽光発電１００での出力には影響がないことが分かる。
【００７９】
また、このような制御が行われることにより、時刻Ｔ３の時点では、図１０（ｂ）に示すように無効電力発電量ＱＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ（３００Ｗ）まで下がっている。（発電量ＰＧＦ＝０．３ｋＷ，無効電力発生量ＱＧＦ＝１．１６ｋｖａｒ，力率０．２５（２５％））さらに、時刻Ｔ３の時点では、図１０（ａ）に示すように電圧値Ｖｔが太陽光発電１００側に設定された閾値ＶＰを超えたため、太陽光発電１００の発電出力制御部１０３によって、無効電力発生量ＱＧＰを増加させる制御が行われる。
【００８０】
時刻Ｔ４の時点では、電圧値Ｖｔが再び閾値ＶＰを超えたため、今度は発電量ＰＧＰを抑制する制御が行われる。また、この制御によってインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きが生じるため、その分だけ無効電力発生量ＱＧＰを増加させる処理も行われる。
【００８１】
このように、
（１）燃料電池３００の無効電力発生量ＱＧＦの増加
（２）燃料電池３００の発電量ＰＧＦの減少及び無効電力発生量ＱＧＦの増加
（３）太陽光発電１００の無効電力発生量ＱＧＰの増加
（４）太陽光発電１００の発電量ＰＧＰの減少及び無効電力発生量ＱＧＰの増加
の順番で電力調整制御が行われることにより、図１０（ｃ）に示すように、太陽光発電１００の発電量ＰＧＰの出力の抑制が、非常に少ない量で済んでいることが分かる。すなわち、破線で示した理想的な出力に非常に近い出力とすることができる。
【００８２】
なお、ここまで説明した実施の形態では、太陽光発電１００側と燃料電池３００側にそれぞれ閾値を１つのみ設けて制御を行う例を挙げたが、これに限定されるものではない。電圧の高め方向の逸脱を防止するための閾値ＶＰ、閾値ＶＦだけでなく、これらより値の小さい閾値も設けることにより、電圧を段階的に制御することが可能となる。
【００８３】
また、太陽光発電１００側で燃料電池３００側の閾値ＶＦも保持し、燃料電池３００側で太陽光発電１００側の閾値ＶＰも保持する構成とすることで、より高度な電圧調整制御を行うことができる。
【００８４】
このような制御を行う場合の太陽光発電１００と燃料電池３００での処理について、図１１と図１２のフローチャートを参照して参照する。以下に説明する例では、太陽光発電１００側に高めの閾値ＶｈＰ（１０７Ｖ）と低めの閾値ＶｌＰ（１０６Ｖ）、燃料電池３００側に高めの閾値ＶｈＦ（１０６．５Ｖ）と低めの閾値ＶｌＦ（１０５．５Ｖ）を設定している。
【００８５】
燃料電池３００側の閾値ＶｈＦは、電圧が適正範囲を上限の方向に逸脱することを防ぐために設けた閾値であり、閾値ＶＦと同等の値に設定される。電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦを超えるのは、高負荷で運転時であり、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃが比較的少ない状態であると想定される。これに対して閾値ＶｌＦには、昼間等の負荷が小さい時間帯であり燃料電池３００が部分負荷運転中である状態で到達が見込まれる値（１０５．５Ｖ）を設定しておく。そして、電圧値Ｖｔがこの低めの閾値ＶｌＦを超えた場合に無効電力発生量ＱＧＦをインバータ３０３の容量ＩＮＶＰｃの限界まで増加する制御を行う。このように構成することにより、出力制御に先んじて無効電力制御が行われるようになる。
【００８６】
太陽光発電１００側でも同様に、低めの閾値ＶｌＰを設定する。つまり、太陽光発電セル１０１の発電を損なわない範囲内で無効電力発生量ＱＧＰの増加を行えるような、例えば１０６Ｖ等の値を設定する。これにより、太陽光発電１００側においても、出力制御に先んじて無効電力制御が行われるようになる。
【００８７】
図１１において、まず、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、閾値ＶｈＰと閾値ＶｌＰ及び、各パラメータが設定される（ステップＳ４１）。
続いて、インバータ１０２（図３参照）の出力端の電圧値Ｖｔと、太陽光発電セル１０１の発電可能電力ＰＧＰｔとが、検出器１０３１で計測される（ステップＳ４２）。
【００８８】
そして、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＰ以上であるか否かが判断される（ステップＳ４３）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＰ以上である場合には、続いて有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３によって、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ４４）。
【００８９】
インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には、無効電力調整器１０３３によって、無効電力の発生量ＱＧＰが増加される（ステップＳ４５）。その後は、ステップＳ４２に戻って処理が続けられる。そして、ステップＳ４でインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがないと判断されると、無効電力の発電量ＱＧＰの増加は停止され、有効電力調整器１０３２によって発電量ＰＧＰが減少される（ステップＳ４６）。
【００９０】
ステップＳ４３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＰ未満であると判断された場合には、次に、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ以上であるか否かが判断される（ステップＳ４７）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ以上である場合には、無効電力調整器１０３３によって、無効電力の発生量ＱＧＰが増加される（ステップＳ４８）。
【００９１】
電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ未満である場合には、次に、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ以上であるか否かが判断される（ステップＳ４９）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ以上である場合には、太陽光発電１００の発電出力制御部１０３では何も処理を行わず、ステップＳ４２に戻って処理が続けられる。
【００９２】
電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ未満である場合には、結合子Ａに進む。結合子Ａに続く処理については、図７に示してあり、既に説明済みなのでここでの説明は省略する。
【００９３】
すなわち、例えば電圧が上昇し始めたことにより電圧値Ｖｔがまず閾値ＶｌＰに達すると（図１１のステップＳ４７のＹＥＳ）、無効電力の発生量ＱＧＰを増やす制御が開始される（ステップＳ４８）。そして、無効電力の発生量ＱＧＰを増やす制御を行っても電圧が下がらず、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＰに達してしまった場合には（ステップＳ４３のＹＥＳ）、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるかが確認される（ステップＳ４４）。
【００９４】
インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には（ステップＳ４４のＹＥＳ）、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃの限界まで無効電力の発生量ＱＧＰを増やす制御が行われる（ステップＳ４６）。
【００９５】
無効電力の発生量ＱＧＰを増やしても電圧が下がらず、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きが無くなってしまった場合や、もともとインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きが無かった場合には（ステップＳ４４のＮＯ）、最終的に、太陽光発電セル１０１による発電量ＰＧＰを減らす処理が行われるようになる（ステップＳ４５）。そして、これらの制御によって電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まった場合に、結合子Ａに続く処理が行われる。
【００９６】
［燃料電池における電圧調整制御の例］
次に、図１２のフローチャートを参照して、燃料電池３００での電圧調整制御の例について説明する。まず、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、閾値ＶｈＦと閾値ＶｌＦ及び、各パラメータが設定される（ステップＳ５１）。
【００９７】
続いて、インバータ３０３（図５参照）の出力端の電圧値Ｖｔと、負荷２００（図１参照）の電力負荷ＰＬとが、検出器３０５１で計測される（ステップＳ５２）。そして、有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦ以上であるか否かが判断される（ステップＳ５３）。
【００９８】
電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦ以上である場合には、続いて電圧制御部４００によって、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ５４）。
【００９９】
インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、無効電力調整器３０５３によって、無効電力の発生量ＱＧＦが増加される（ステップＳ５５）。その後は、ステップＳ５２に戻って処理が続けられる。ステップＳ５４でインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがないと判断された場合には、続いて無効電力調整器３０５３によって、電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄ以下であるか否かが判断される（ステップＳ５６）。
【０１００】
電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄ以下である場合には、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦを０にする制御が行われる（ステップＳ５７）。電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、発電量ＰＧＦを減少させる制御が行われる（ステップＳ５８）。
【０１０１】
ステップＳ５３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦ未満であると判断された場合には、次に、電圧制御部４００によって電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ以上であるか否かが判断される（ステップＳ５９）。
【０１０２】
電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ以上である場合には、無効電力調整器３０５３によって無効電力発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われた後（ステップＳ６０）、ステップＳ２２に戻って処理が続けられる。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ未満であると判断された場合、つまり、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合には、結合子Ｂに進む。結合子Ｂに続く処理は、図９に示してあり、既に説明済みなのでここでの説明は省略する。
【０１０３】
すなわち、例えば電圧が上昇し始めたことにより電圧値Ｖｔがまず閾値ＶｌＦに達すると（図１２のステップＳ５９のＹＥＳ）、無効電力の発生量ＱＧＦを増やす制御が開始される（ステップＳ６０）。そして、無効電力の発生量ＱＧＦを増やす制御を行っても電圧が下がらず、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦに達してしまった場合には（ステップＳ５３のＹＥＳ）、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるかが確認される（ステップＳ５４）。
【０１０４】
インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には（ステップＳ５４のＹＥＳ）、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃの限界まで無効電力の発生量ＱＧＦを増やす制御が行われる（ステップＳ５５）。
【０１０５】
無効電力の発生量ＱＧＦを増やしても電圧が下がらず、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きが無くなってしまった場合や、もともとインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きが無かった場合には（ステップＳ５５のＮＯ）、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ以下であるかの判断が行われる（ステップＳ５６）。
【０１０６】
燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ以下である場合には、発電量ＰＧＦを０にする制御が行われ（ステップＳ５７）、ターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦを減少させる制御が行われる（ステップＳ５８）。そして、これらの制御によって電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まった場合に、結合子Ｂに続く処理が行われるようになる。
【０１０７】
図１１〜図１２を用いて説明した例では、各種パラメータの大きさを予め以下のように設定しているため、
閾値ＶｈＰ＞閾値ＶｈＦ＞閾値ＶｌＰ＞閾値ＶｌＦ
電圧が徐々に上昇した場合には、太陽光発電１００及び燃料電池３００における電圧調整が以下の順序で行われるようになる。
【０１０８】
（１）燃料電池３００における、無効電力の発生量ＱＧＦをインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃまで出力する制御
（２）太陽光発電１００における、無効電力の発生量ＱＧＰをインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃまで出力する制御
（３）燃料電池３００における、有効電力の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで下げ、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる制御
（４）太陽光発電１００における、有効電力の発電量ＰＧＰを下げて無効電力発生量ＱＧＰを電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まるまで増加させる制御
【０１０９】
［第１の実施の形態による効果］
上述した実施の形態では、燃料電池３００側に設定する電圧補償制御開始閾値を、太陽光発電１００側に設定する電圧補償制御開始閾値よりも低い値としてあるため、電圧が上昇した場合に、まず燃料電池３００側での電圧調整制御の方が先に行われるようになる。つまり、太陽光発電１００の出力抑制が行われにくくなるため、太陽光発電の発電率が上昇する。
【０１１０】
また、電圧上昇時に行う無効電力発生量ＱＧＰと無効電力発生量ＱＧＦの増大を、インバータ１０２又は３０３の容量限界まで行うため、この制御によっても、太陽光発電１００の出力制御が行われる割合が低くなる。
【０１１１】
つまり、発電にかかるエネルギーが燃料電池３００に比べて少ない太陽光発電１００による発電が優先的に行われるため、ＣＯ２の削減や、原単価の低減を図ることができる。
【０１１２】
さらに、上述した実施の形態では、電圧上昇時に燃料電池３００の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで減少させるため、電圧上昇時に発生するリスクを低減することができる。さらに、燃料電池３００の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで減少させることでインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きができ、その分無効電力ＱＧＦを増加させることができるため、電圧値Ｖｔが下がるようになる。
【０１１３】
そして、このような制御が行われることにより、分散型電源が大量に導入された場合でも、太陽光発電１００発電抑制を回避しながら、燃料電池３００の運用を行うことができるようになる。
【０１１４】
＜第１の実施の形態の変形例＞
なお、上述した実施の形態では、電圧上昇時に燃料電池３００の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで下げる制御を行う例を挙げているが、これに限定されるものではない。例えば、発電量ＰＧＦを下げる一回の制御量を予め定めておき、所定の時間間隔で決められた制御量分だけ発電量ＰＧＦを下げるように構成してもよい。または、ＰＩＤ制御のように、予め制御目標値を定めてその制御目標値に収束するように発電量ＰＧＦを制御するようにしてもよい。もしくは、電圧値Ｖｔが閾値を超えており、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、燃料電池３００の運用を停止するような構成に適用してもよい。
【０１１５】
また、上述した実施の形態では、電圧の上昇時にのみ電圧調整制御を行う構成を例に挙げたが、電圧の下降時にも電圧調整制御を行う構成に適用してもよい。この構成においては、電圧値Ｖｔが下限設定値を逸脱しそうな場合に電圧調整を開始する閾値として、太陽光発電１００側に閾値ＶｌＰ２を、燃料電池３００側に閾値ＶｌＦ２を予め設定しておく。閾値ＶｌＰ２には例えば９５．０Ｖを、閾値ＶｌＦ２としては例えば９５．５Ｖ等を設定するものとする。つまり、太陽光発電１００側に設定する閾値の方を、燃料電池３００側に設定する閾値よりも低い値としている。
【０１１６】
［太陽光発電における電圧調整制御の例］
図１３は、本実施の形態における太陽光発電１００での電圧調整制御の例を示すフローチャートである。まず、第１の実施の形態と同様に、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３（図３参照）に閾値ＶｌＰ２と各パラメータが設定され（ステップＳ７１）、続いて検出器１０３１によって電圧値Ｖｔと電力負荷ＰＬとが計測される（ステップＳ７２）。
【０１１７】
次に、無効電力調整器１０３３によって、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ２以下であるか否かが判断される（ステップＳ７３）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ２以下である場合には、続いてインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ７４）。そして、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には、太陽光発電１００側から見て遅相の無効電力の発生量ＱＧＰを増加させる制御が行われる（ステップＳ７５）。インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、ステップＳ７２に戻って処理が続けられる。
【０１１８】
ステップＳ７３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ２より大きいと判断された場合には、続いて、無効電力調整器１０３３によって、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きいか否かの判断が行われる（ステップＳ７６）。無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させる制御が行われる（ステップＳ７７）。一方、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０である場合には、ステップＳ７２に戻って処理が続けられる。
【０１１９】
［燃料電池における電圧調整制御の例］
図１４は、本実施の形態における燃料電池３００での電圧調整制御の例を示すフローチャートである。まず、有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３（図５参照）に閾値ＶｌＦ２と各パラメータが設定され（ステップＳ８１）、続いて検出器３０５１によって電圧値Ｖｔと電力負荷ＰＬとが計測される（ステップＳ８２）。
【０１２０】
次に、無効電力調整器３０５３によって、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ２以下であるか否かが判断される（ステップＳ８３）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ２より大きく閾値ＶｌＦ２以下である場合には、続いてインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ８４）。そして、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、燃料電池３００側から見て進相の無効電力の発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われる（ステップＳ８５）。インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、ステップＳ８２に戻って処理が続けられる。
【０１２１】
ステップＳ８３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ２より大きいと判断された場合には、続いて、無効電力調整器３０５３によって、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きいか否かの判断が行われる（ステップＳ８６）。無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値を減少させる制御が行われる（ステップＳ８７）。一方、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０である場合には、ステップＳ８２に戻って処理が続けられる。
【０１２２】
［第１の実施の形態の変形例による効果］
上述した実施の形態によると、住宅において夜間の重負荷時等に電圧が低くなることにより適正範囲の逸脱が発生する場合にも、電圧の補償がされるようになる。さらに、より値の小さい閾値ＶｌＰ２を太陽光発電１００側に設定されることで、夜間は発生を行わない太陽光発電１００側から優先的に無効電力制御が行われるようになる。これにより、夜間に燃料電池３００が発電していた場合に、その発電量の出力量が低減されてしまうリスクを少なくすることができる。
【０１２３】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１５〜図１７を参照して説明する。本実施の形態では、太陽光発電１００における電圧調整制御と、燃料電池３００における電圧調整制御とを、統一的に制御できるように構成した例を説明する。
【０１２４】
図１５は、本実施の形態によるシステムの構成例を示すブロック図である。図１５において、図３や図５と対応する箇所には同一の符号を付してあり、詳細な説明は省略する。図１５に示したシステムは、第１の実施の形態として示した構成に、太陽光発電１００と燃料電池３００の両方における電圧調整を制御可能な電圧制御部４００を追加したものである。
【０１２５】
電圧制御部４００は、柱上変圧器１０との連系点の電圧値Ｖｔを検出するとともに、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３、及び燃料電池３００の有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３に設定されたパラメータを取得する。また、電圧制御部４００には、電圧値Ｖｔが上限設定値を逸脱しそうな場合に補償を開始させるための閾値Ｖｓｅｔが設定される。閾値Ｖｓｅｔの値としては、例えば上述した閾値ＶｌＦ以上閾値ＶｌＰ以下の値を設定するものとする。
【０１２６】
そして、電圧制御部４００では、検出した電圧値Ｖｔと、閾値Ｖｓｅｔと、各有効電力調整器及び各無効電力調整器から取得したパラメータに基づいて、指令信号を生成する。生成された指令信号は、有効電力調整器１０３２又は、無効電力調整器１０３３又は、有効電力調整器３０５２又は、無効電力調整器３０５３に供給する。
【０１２７】
指令信号としては、発電量ＰＧＰ又はＰＧＦを抑えるための発電抑制指令を生成して太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２と燃料電池３００の有効電力調整器３０５２に供給する。また、無効電力の発生量ＱＧＰ又はＱＧＦを増加させるための無効電力出力指令を生成して太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３と燃料電池３００の有効電力調整器３０５２に供給する。
【０１２８】
図１６は、電圧制御部４００による処理の例を示すフローチャートである。なお、図１６においては、太陽光発電を「ＰＶ」、燃料電池を「ＦＣ」と表記している。
【０１２９】
まず、電圧制御部４００において、閾値と各種パラメータが設定される（ステップＳ９１）。各種パラメータとしては、閾値Ｖｓｅｔと、太陽光発電１００のインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃと、燃料電池３００のインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃと、燃料電池３００のターンダウン値ＰＧＦｄとが設定される。
【０１３０】
続いて、電圧制御部４００によって、電圧値Ｖｔと、太陽光発電１００の発電可能電力ＰＧＰｔと、負荷２００の電力負荷ＰＬとが取得される（ステップＳ９２）。そして、取得した電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であるか否かが判断され（ステップＳ９３）、閾値Ｖｓｅｔ未満である場合には“ＮＯ”が選択されて、結合子Ｃに進む。電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ未満である場合とは、電圧の補償を開始させなくてもよい場合である。結合子Ｃ以降の処理については、次の図１７を参照して後述する。
【０１３１】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上である場合には、次に、太陽光発電１００のインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ９４）。そして、空きがある場合には、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３に対して、無効電力の発生量ＱＧＰを増加させるための指令信号が出力され（ステップＳ９５）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３２】
インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、続いて、燃料電池３００のインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ９６）。そして、空きがある場合には、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３に対して、無効電力の発生量ＱＧＦを増加させるための指令信号が出力され（ステップＳ９７）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３３】
燃料電池３００のインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、燃料電池３００の発電量ＰＧＦが、ターンダウン値ＰＧＦｄ以上であるか否かが判断される（ステップＳ９８）。ターンダウン値ＰＧＦｄ以上である場合には、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３に対して、発電量ＰＧＦを減少させるための指令信号が供給され（ステップＳ９９）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３４】
一方、燃料電池３００の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ未満である場合には、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３に対して、無効電力発生量ＱＧＦを０にさせるための指令信号が供給され（ステップＳ１００）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３５】
続いて、太陽光発電１００の発電量ＰＧＰが０より大きいか否かが判断され（ステップＳ１０１）、０より大きい場合には、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２に対して、発電量ＰＧＰを減少させるための指令信号が供給され（ステップＳ１０２）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３６】
次に、結合子Ｃに続く処理について、図１７のフローチャートを参照して説明する。まず、太陽光発電１００の無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きいか否かが判断され（ステップＳ１１１）、０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させるための指令信号が、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３に供給され（ステップＳ１１２）、図１６のステップＳ９１に戻る。
【０１３７】
無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０の場合には、太陽光発電１００の発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔより小さいか否かが判断される（ステップＳ１１３）。発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔより小さい場合には、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２に対して、発電量ＰＧＰを増加させるための指令信号が供給され（ステップＳ１１４）、図１６のステップＳ６２に戻る。
【０１３８】
発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔ以上である場合には、次に、燃料電池３００の無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きいか否かが判断される（ステップＳ１１５）。０より大きい場合には、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３に対して、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値を減少させるための指令信号が供給され（ステップＳ１１６）、図１６のステップＳ６２に戻る。
【０１３９】
無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０の場合には、続いて、燃料電池３００の発電量ＰＧＦが負荷２００の電力負荷ＰＬより小さいか否かが判断される（ステップＳ１１７）。
【０１４０】
発電量ＰＧＦが電力負荷ＰＬより小さい場合には、燃料電池３００の有効電力調整器１０３２に対して、発電量ＰＧＦを増大させるための指令信号が供給される（ステップＳ１１８）。発電量ＰＧＦが電力負荷ＰＬ以上の場合には、図１６のステップＳ６２に戻って処理が続けられる。
【０１４１】
＜第２の実施の形態による効果＞
上述した実施の形態では、電圧制御部４００によって太陽光発電１００と燃料電池３００における電圧調整制御が統一的に行われるため、インバータの容量の空き状況等を考慮したより高度な制御を行うことができるようになる。
【０１４２】
例えば、第１の実施の形態のように、太陽光発電１００と燃料電池３００が互いの状態を把握することなくそれぞれが独立して電圧調整制御を行う場合には、電圧値Ｖｔの逸脱を避けることが第一義的な目標となる。このため、まず燃料電池３００側での電圧調整制御を先に開始させる必要がある。
【０１４３】
すなわち、例えば、太陽光発電１００の定格出力が３．０ｋＷであり、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃも３．０ｋＶＡである場合であれば、定格出力に近い範囲で無効電力の出力をおこなうと、発電量ＰＧＰの抑制をせざるを得ないケースも生じてしまう。第１の実施の形態では、このような場合を想定して、必ず燃料電池３００側の制御から先に開始されるよう閾値を設定する必要がある。つまり、電圧値Ｖｔがどのように変化した場合にも電圧の適正範囲を逸脱しないように閾値を設定する必要があるため、ケースによっては、無駄な制御が発生してしまう恐れがある。
【０１４４】
これに対して第２の実施の形態によれば、通信によってリアルタイムの情報を取得することが可能となるため、制御の順番を状況に合わせて変化させることも可能となる。
【０１４５】
例えば、図１３と図１４に示した夜間の電圧低下を想定した構成では、夜間も運転中の可能性がある燃料電池３００側でなく、夜間は運転を停止している太陽光発電１００側の制御を先に開始させることを行っている。
【０１４６】
しかし、燃料電池３００側は、定格出力は１ｋＷであるのに対してインバータ３０３の容量は１．２ｋＶＡであるため、１．２ｋＶＡまで皮相電力の出力が可能であると想定した場合は、定格出力時も０．６７ｋｖａｒの無効電力出力が可能となる。
【０１４７】
このようなケースにおいては、太陽光発電１００側でなく、燃料電池３００側の制御を先に開始させても発電出力には影響がないと考えられる。つまり、第２の実施の形態によれば、このような制御を実施することも可能となる。すなわち、太陽光発電１００側でも燃料電池３００側でも、インバータの容量に空きがある方を優先的に制御するようなことも可能となる。
【０１４８】
なお、図１５に示した構成では、太陽光発電１００と燃料電池３００における電圧調整制御を行うために電圧制御部４００を設けているが、電圧制御部４００を設けずに両装置の電圧調整制御を行う構成に適用してもよい。例えば、図１８に示すように、太陽光発電１００の発電出力制御部１０３と燃料電池３００の発電出力制御部３０５とが、通信を通して情報を交換し合う構成としてもよい。図１８において、図３や図５と対応する箇所には同一の符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
【０１４９】
図１８に示した構成では、太陽光発電１００と燃料電池３００における有効電力調整器と無効電力調整器との間で、通信を介してパラメータの送受信を行う。
【０１５０】
これらの各ブロックは、自らが有するパラメータを他のブロックに送信するか否かを決定するフラグを有しており、各フラグの値は、電圧値Ｖｔの大きさや他のブロックから送られたフラグの値に応じて変化するようにしてある。そして、各ブロックは、フラグの値や各種パラメータの値に応じて電圧調整制御を行う。
【０１５１】
太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′には、フラグＰＶＱが設定されているとともに、閾値Ｖｓｅｔと、インバータ１０２（図１８参照）の容量ＩＮＶＰｃとがパラメータとして設定してある。なお、フラグＰＶＱの初期値は０に設定してあるものとする。
【０１５２】
太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′は、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以下である場合で、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には、無効電力発生量ＱＧＰを増加させる。そして、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′に対して、フラグＰＶＱ＝０の情報を送信する。
【０１５３】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以下である場合で、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、ＰＶＱ＝１の情報を、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′に対して送信する。一方、無効電力調整器１０３３′は、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔより大きく、無効電力発生量ＱＧＰが０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰを減少させるとともに、フラグＰＶＱ＝１の情報を燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′に送信する。
【０１５４】
無効電力調整器１０３３′は、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔより大きく、無効電力発生量ＱＧＰが０である場合には、ＰＶＱ＝０の情報を、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′に送信する。
【０１５５】
燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′は、フラグＦＣＱが設定されているとともに、閾値Ｖｓｅｔと、インバータ３０３（図１８参照）の容量ＩＮＶＦｃとがパラメータとして設定してある。なお、フラグＦＣＱの初期値も０に設定してあるものとする。
【０１５６】
無効電力調整器３０５３′は、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、かつ、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′からＰＶＱ＝１の情報が送信され、さらにインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる。そして、ＦＣＱ＝１の情報を、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信する。
【０１５７】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、かつ、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′からＰＶＱ＝１の情報が送信された場合でも、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、ＦＣＱ＝１の情報を、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信する。
【０１５８】
一方、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ未満であり、かつ、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′からＰＶＱ＝０の情報が送信された場合で、さらに無効電力発生量ＱＧＦが０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦを減少させる。そして、フラグＦＣＱ＝１の情報を、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信する。
【０１５９】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ未満であり、かつ、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′からＰＶＱ＝０の情報が送信された場合でも、無効電力発生量ＱＧＦが０である場合には、ＦＣＱ＝０の情報を、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信する。
【０１６０】
燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′には、フラグＦＣＰが設定されているとともに、閾値Ｖｓｅｔと、インバータ３０３（図１８参照）の容量ＩＮＶＦｃと、ターンダウン値ＰＧＦｄと、電力負荷ＰＬとがパラメータとして設定してある。なお、フラグＦＣＰの初期値も０に設定してあるものとする。
【０１６１】
そして、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′からＦＣＱ＝１の情報が送信され、かつ、燃料電池３００の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、発電量ＰＧＦが減少される。そして、ＦＣＰ＝０の情報が、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′に送信される。
【０１６２】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′からＦＣＱ＝１の情報が送信された場合であっても、燃料電池３００の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ以下である場合には、発電量ＰＧＦを０にする制御が行われる。そして、ＦＣＰ＝０の情報が、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′に送信される。
【０１６３】
さらに、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′からＦＣＱ＝１の情報が送信された場合であっても、燃料電池３００の発電量ＰＧＦが０である場合には、ＦＣＰ＝１の情報が、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′に送信される。
【０１６４】
一方、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ未満であり、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′からＦＣＱ＝０の情報が送信され、かつ、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあり、さらに発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄより小さい場合には、発電量ＰＧＦが増加される。そして、ＦＣＰ＝０の情報が、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′に送信される。
【０１６５】
太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′には、閾値Ｖｓｅｔと、インバータ１０２（図１８参照）の容量ＩＮＶＰｃと、発電可能電力ＰＧＰｔとがパラメータとして設定してある。
【０１６６】
そして、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以下であり、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′からＦＣＰ＝１の情報が送信され、かつ、太陽光発電１００の発電量ＰＧＰが０より大きい場合は、発電量ＰＧＰが減少される。
【０１６７】
一方、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔより大きく、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあり、かつ発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔ未満である場合には、発電量ＰＧＰが増加される。
【０１６８】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔより大きく、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあり、かつ発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔ未満である場合であっても、発電量ＰＧＰと発電可能電力ＰＧＰｔが同じ値である場合には、ＦＣＰ＝０の情報が、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信される。
【０１６９】
このように、有効電力調整器と無効電力調整器とが情報を交換する構成とすることにより、電圧制御部４００等の制御ブロックを別途設けなくても、太陽光発電１００と燃料電池３００における電圧調整制御を行うことができる。そして、この実施の形態においても、第１の実施の形態において得られる効果と同等の効果を得ることができる。
【０１７０】
＜第２の実施の形態の変形例＞
なお、第２の実施の形態においても、電圧の下降時にも電圧調整制御を行うように構成してもよい。図１９に、このような制御を行う場合のフローチャートを示してある。電圧の下降時に電圧調整制御を開始する閾値として、閾値Ｖｓｅｔｌを設定し、閾値Ｖｓｅｔｌの値には、例えば上述した閾値ＶｌＦ以上閾値ＶｌＰ以下の値を設定する。以下では、図１５に示した構成に適用した場合を例に挙げるが、図１８に示した構成に適用してもよい。
【０１７１】
まず、電圧制御部４００に閾値Ｖｓｅｔｌと各パラメータが設定され（ステップＳ１２１）、続いて、同じく電圧制御部４００において電圧値Ｖｔと電力負荷ＰＬとが取得される（ステップＳ１２２）。
【０１７２】
次に、電圧制御部４００によって、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔｌ以下であるか否かが判断される（ステップＳ１２３）。電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔｌ以下である場合には、続いて太陽光発電１００のインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ１２４）。そして、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には、太陽光発電１００側から見て進相の無効電力の発生量ＱＧＰを増加させる制御が行われる（ステップＳ１２５）。
【０１７３】
インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、続いて燃料電池３００のインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ１２６）。そして、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、燃料電池３００側から見て進相の無効電力の発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われる（ステップＳ１２７）。
【０１７４】
ステップＳ１２３において、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔｌより大きいと判断された場合には、電圧制御部４００によって、燃料電池３００での無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きいか否かの判断が行われる（ステップＳ１２８）。無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値を減少させる制御が行われる（ステップＳ１２９）。
【０１７５】
一方、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０である場合には、続いて、太陽光発電１００での無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きいか否かが判断される（ステップＳ１３０）。そして、太陽光発電１００での無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きい場合には、太陽光発電１００における無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させる制御が行われる（ステップＳ１３１）。太陽光発電１００での無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０である場合には、ステップＳ１２２に戻って処理が続けられる。
【０１７６】
このように、太陽光発電１００と燃料電池３００とを統一的に制御する構成においても、上述した処理を行うことにより、電圧値Ｖｔの適正範囲上限方向での逸脱時だけでなく下限方向への逸脱時にも電圧補償を行うことができるようになる。
【０１７７】
なお、上述した各実施の形態では、力率の範囲に限定されずに、無効電力発生量ＱＧＰ又はＱＧＦをインバータ１０２又はインバータ３０３の容量限界まで増加させる制御を行っているが、この制御を行わない場合に適用してもよい。無効電力発生量ＱＧＰ又はＱＧＦの増加を力率の範囲内で行うようにした場合であっても、出力制御に先駆けて無効電力制御を行い、かつ燃料電池３００側での制御を先に行うことで、太陽光発電１００側の発電出力の低下を避ける制御を行うことができる。
【０１７８】
また、上述した実施の形態では、燃料電池３００側でも無効電力制御を行えるように構成した場合を例に挙げたが、燃料電池３００側では有効電力ＰＧＦの発生量の出力制御しか行えない構成に適用してもよい。このように構成した場合であっても、燃料電池３００側の制御を先に開始させることで、太陽光発電１００側の発電出力の低下を避けることができる。
【０１７９】
さらに、家庭用ガスエンジン等の燃料電池３００以外のコージェネレーションシステムや、その他のインバータを用いる機器と太陽光発電１００とを組み合わせた場合でも、コージェネレーションシステムやインバータ機器において前述した燃料電池３００と同様の制御を行うことが可能であれば、同様の効果を得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１８０】
１…分散型電源システム、１０…柱上変圧器、１１…低圧配電線、１００…太陽光発電、１０１…太陽光発電セル、１０２…インバータ、１０３…発電出力制御部、２００…負荷、３００…燃料電池、３０１…水素改質器、３０２燃料電池セル、３０３…インバータ、３０４…排熱回収部、３０５…発電出力制御部、４００…電圧制御部、１０３１…検出器、１０３２…有効電力調整器、１０３２′…有効電力調整器、１０３３…無効電力調整器、１０３３′…無効電力調整器、１０３４…電流演算器、１０３５…インバータ出力電流調整器、１０３６…アンプ、１０３７…信号変換部、３０５１…検出器、３０５２…有効電力調整器、３０５２′…有効電力調整器、３０５３…無効電力調整器、３０５３′…無効電力調整器、３０５４…電流演算器、３０５５…インバータ出力電流調整器、３０５６…アンプ、３０５７…信号変換部、Ａ…結合子、Ｂ…結合子、Ｃ…結合子、ＰＧＦ…発電量、ＰＧＦｄ…ターンダウン値、ＰＧＰ…発電量、ＰＬ…電力負荷、ＰＶＱ…フラグ、ＱＧＦ…無効電力発生量、ＱＧＰ…無効電力発生量、ＱＧＰ…発電量、Ｖ，ＶＦ，ＶｈＦ，ＶｌＦ，ＶＰ，ＶｈＰ，ＶｌＰ，Ｖｓｅｔ…閾値、Ｖｄｃ…直流出力電圧、Ｖｔ…電圧値、ｎ１…ノード、ｎ１０…ノード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源システムを構成する燃料電池装置及び太陽光発電装置と、分散型電源システムに関し、特に、電力系統との連系点の電圧上昇抑制又は電圧下降抑制を適切に行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
低炭素社会実現へ向けた取り組みの一環として、政府は、国内の太陽光発電の導入量を現在における導入量よりも大幅に増大させることを計画している。そして、そのうちの６０％が住宅向けと想定されている。一方で、このように太陽光発電等の逆潮流可能な分散型電源が大量に導入される環境下では、系統運用者側、需要家側双方において様々な問題が生じることが想定される。
【０００３】
具体的には、例えば太陽光発電の設置密度が高い地域では、太陽光発電の余剰電力販売の量が増大したり、太陽光発電と併設された燃料電池で発電されることにより、連系点の電圧が高めに推移することが予測される。
【０００４】
ところが、住宅用に設置される太陽光発電や燃料電池の電圧は、電気事業法で定められた一定の範囲（１００Ｖ系は１０１±６Ｖ、２００Ｖ系は２０２±２０Ｖ）内に収める必要がある。従って、その範囲を逸脱する可能性がある場合には、電圧を下げる制御が行われるようになっている。電圧を下げる制御は、例えば、発電出力の抑制や、無効電力の発生による電圧の調整力制御等により行われる。
【０００５】
つまり、太陽光発電の例をとると、昼間の余剰電力販売の増大に起因して電圧が上昇した場合等には、例え日射量が多くても、自動的に電圧を抑制する制御が働くことになり、その結果、太陽光による発電自体が抑制されてしまう。すなわち、需要家が余剰電力を販売する機会の損失に繋がってしまうという問題があった。
【０００６】
この問題を解決する手法として、例えば非特許文献１には、無効電力を系統側に流す無効電力制御によって電圧の調整を行う技術が記載されている。また、非特許文献２には、ＳＶＣ（Static Var Compensator：静止型無効電力補償装置）を導入することにより、電圧の管理範囲内からの逸脱を防止する手法が記載されている。また、非特許文献３には、各住宅に蓄電池を設置し、蓄電池に余剰電力分を蓄積することによって、系統の電圧上昇を抑える手法が記載されている。
【０００７】
さらに、特許文献１には、配電系統（柱上変圧器）からの距離が遠い分散発電装置ほど、電圧の制御を開始する閾値を高い値に設定することが記載されている。これにより、電圧の上昇がおきやすい末端側の需要家と、そうでない柱上変圧器側の需要家とにおける余剰電力の販売機会が、均等化されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１２１８５３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「太陽光発電集中連系時における各需要家発電電力量の減少ばらつきの分析とその対策に関する一考察」、電学論Ｂ、１２６巻１０号、２００６年
【非特許文献２】「太陽光発電装置が集中導入された配電系統の電圧上昇とＳＶＣによる抑制」、電学論Ｂ、１２６巻２号、２００６年
【非特許文献３】「新エネルギーの大量導入に伴う影響とその対応策について」、資源エネルギー庁 電力・ガス事業部、平成２０年９月８日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献２〜３に記載された手法では、電圧の抑制のために専用の設備を設ける必要があり、その分コストが増大してしまうという問題があった。
【００１１】
また、電力抑制制御を行う場合にも、太陽光発電と燃料電池とを併設している住宅においては、太陽光発電よりも燃料電池の方の電力抑制制御を先に行った方がよいと考えられている。なぜなら、太陽光発電に必要とされるエネルギー量は、燃料電池のそれに比べて少なくて済み、その分ＣＯ２を削減できること、そして、太陽光発電は燃料を必要としないので原単価を削減できるからである。しかし、そのような制御はこれまで行われていなかった。
【００１２】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、太陽光発電と燃料電池の両方を用いて発電を行う場合において、電圧上昇抑制のための制御を、燃料電池側から優先的に、コストを増大させることなく行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の燃料電池装置は、化石燃料から抽出された水素と、空気中の酸素とを化学反応させて直流電力を生成する燃料電池セルと、燃料電池セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力するインバータと、電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する検出部を備えている。
そして、検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、この検出した電圧値の大きさに応じて、インバータの出力電流を調整するための指令信号を生成してインバータに供給する発電出力制御部とを備えている。
【００１４】
発電出力制御部は、検出部で検出された電圧が、太陽光発電装置に設定された閾値より値が低く設定された当該燃料電池装置用の閾値以上であった場合は無効電力の出力を行い、無効電力の出力を行っても閾値以上の電圧が検出された場合には有効電力の出力を抑制し、無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成する。
【００１５】
また、本発明の分散型電源システムに用いられる太陽光発電装置は、太陽光を直流電力に変換する太陽光発電セルと、太陽光発電セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力するインバータと、電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する検出部と、を含んでいる。そして、この検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、検出した電圧値の大きさに応じて、インバータの出力電流を調整するための指令信号を生成してインバータに供給する発電出力制御部とを備えている。
【００１６】
そして、発電出力制御部は、検出部で検出された電圧が、燃料電池装置に設定された閾値より値が高く設定された当該太陽光発電装置用の閾値以上であった場合は無効電力の出力を行い、無効電力の出力を行っても閾値以上の電圧が検出された場合には有効電力の出力を抑制し、無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成することを特徴としている。
【００１７】
このように構成したことにより、燃料電池装置と太陽光発電装置のそれぞれにおいて、電圧上昇検出時にまず無効電力制御が行われ、それでも電圧が適正範囲に収まらなかった場合に有効電力の出力制御が行われる。
【００１８】
また、燃料電池側に設定される電圧調整制御開始の閾値を、太陽光発電側より低い値としてあるため、燃料電池側で先に電圧調整制御が開始されるようになる。そして、それでも電圧値が適正範囲内に収まらずに、電圧が、燃料電池側に設定された閾値より値が高く設定された太陽光発電側の閾値を超えた場合に、太陽光発電側で電圧調整制御が行われるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の分散型電源システムに用いられる燃料電池装置ないし太陽光発電装置によれば、逆潮流の発生等により系統電圧が上昇する際に、まず無効電力制御が行われ、次に有効電力の出力制御が行われるため、発電出力をできるだけ損なわない運用がされるようになる。
【００２０】
また、太陽光発電と燃料電池の二つの分散型電源のうち、太陽光発電に優先させて燃料電池側の電圧上昇が抑制される。すなわち、再生可能エネルギーである太陽光発電の出力が優先されるようになるため、需要家における余剰電力販売の機会損失を防ぐことができる。
【００２１】
さらに、本発明の分散型電源システムに用いられる燃料電池装置ないし太陽光発電装置によれば、ＳＶＣ等の専用の装置を導入することなく、このような制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態による分散型電源システムの構成例を示す概要図である。
【図２】本発明の一実施の形態による太陽光発電の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による太陽光発電の発電出力制御部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態による燃料電池の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態による燃料電池の発電出力制御部の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態による太陽光発電の発電出力制御部での処理の例（１）を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態による太陽光発電の発電出力制御部での処理の例（１）を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施の形態による燃料電池の発電出力制御部での処理の例（１）を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態による燃料電池の発電出力制御部での処理の例（１）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態による、太陽光発電と燃料電池における無効電力制御及び出力制御と電圧値との関係を示す図であり、（ａ）は電圧値の変動の例を示し、（ｂ）は燃料電池における有効電力及び無効電力の出力例を示し、（ｃ）は太陽光発電における有効電力及び無効電力の出力例を示す。
【図１１】本発明の第１の実施の形態による太陽光発電の発電出力制御部での処理の例（２）を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態による燃料電池の発電出力制御部での処理の例（２）を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の変形例による太陽光発電の発電出力制御部での処理の例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態の変形例による燃料電池の発電出力制御部での処理の例を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施の形態による分散型電源システムの構成例（１）を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態による電圧制御部の制御の例（１）を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第２の実施の形態による電圧制御部の制御の例（１）を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施の形態による分散型電源システムの構成例（２）を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態による電圧制御部の制御の例（２）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、発明を実施するための形態（以下、本例とも称する）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（太陽光発電と燃料電池をそれぞれ独立に制御する構成の例）
２．第１の実施の形態の変形例（電圧の下降時にも電圧の調整を行う構成の例）
３．第２の実施の形態（太陽光発電と燃料電池を統一的に制御する構成の例）
４．第２の実施の形態の変形例（電圧の下降時にも電圧の調整を行う構成の例）
【００２４】
［分散型電源システムの全体構成例］
図１は、本発明の分散型電源システムの一実施形態を示す概要図である。図１に示す分散型電源システム１においては、柱上変圧器１０に２００／１００Ｖの低圧配電線１１が接続されており、低圧配電線１１の亘長は１００ｍであるものとする。
【００２５】
低圧配電線１１に設けられたノードｎ１〜ノードｎ１０には、それぞれ２戸の住宅が連系されており、各住宅には、太陽光発電１００と、負荷２００と、燃料電池３００とが設置されている。図１に示した構成は、これから説明するすべての実施の形態に共通するものである。
【００２６】
＜１．第１の実施の形態＞
本実施の形態は、太陽光発電１００と燃料電池３００とがそれぞれ独立に運用される場合に適用したものである。つまり、電圧が上限設定値を逸脱する場合に行う電圧の制御も、それぞれの装置において個別に行う。電圧の制御は、いずれの装置においても、まず無効電力の発生量を増加させ、それでも電圧が適正範囲内に収まらなかった場合に発電量を減少させることにより行うようにする。すなわち、無効電力制御方式と出力制御方式を併用しつつ、無効電力制御方式を優先させるように制御する。さらに、この制御を、先に燃料電池３００側で行い、その後で太陽光発電１００側の順で行わせるために、本実施の形態では、それぞれの装置に設定する電圧調整開始の閾値に大小関係を持たせている。閾値の詳細については後述する。
【００２７】
［太陽力発電の構成例］
図２は、本実施の形態における太陽光発電１００の構成例を示すブロック図である。太陽光発電１００は、太陽光発電セル１０１と、インバータ１０２と、発電出力制御部１０３とで構成される。太陽光発電セル１０１は、その素子中の電子に光エネルギーを吸収させ、吸収した光エネルギーを直流の電力に変換してインバータ１０２に出力する。
【００２８】
インバータ１０２は、太陽光発電セル１０１から出力された直流の電力を交流の電力に変換して、得られた交流電力を図１に示した負荷２００及び／又は電力系統（柱上変圧器１０）に出力する。
【００２９】
発電出力制御部１０３は、図示せぬ連系点の電流・電圧から発電出力と無効電力とを検出するとともに、検出した電圧値の大きさに応じて、インバータ１０２の出力電流を調整するためのインバータ出力電流指令を生成してインバータ１０２に供給する。
【００３０】
インバータ１０２の出力電流の調整は、出力電圧を電気事業法で定められた適正範囲内に収めるために行われるものであり、本実施の形態では、前述したように無効電力制御方式と出力制御方式とを組み合わせて行っている。
【００３１】
具体的には、検出した電圧が予め設定された電圧補償開始閾値に達した場合に、まず、太陽光発電１００側からみて進相の無効電力を出力する（無効電力制御方式）。通常は、無効電力制御を行った結果、力率が系統連系技術ガイドラインに定められた運転力率制限（通常０．８〜０．８５）に達しても電圧が適正範囲内に収まらない場合に次の出力制御方式による制御を行うが、本実施の形態では、力率の範囲を限定せず、無効電圧出力をインバータ１０２の容量限界まで行うようにしている。
【００３２】
そして、それでも電圧が適正範囲内に収まらない場合に、発電出力を減少させる制御を行う（出力制御方式）。このように、無効電力制御において無効電力の出力をインバータ１０２の容量限界まで行うことで、従来の制御に比べて、太陽光発電の出力を抑えるための出力制御が行われるタイミングが遅くなる。つまり、太陽光発電の出力抑制が行われにくくなるため、太陽光発電の発電率が上昇することになる。
【００３３】
図３は、発電出力制御部１０３の構成例を示したブロック図である。発電出力制御部１０３には、検出器１０３１と、有効電力調整器１０３２と、無効電力調整器１０３３と、電流演算器１０３４と、インバータ出力電流調整器１０３５と、アンプ１０３６と、信号変換部１０３７とが含まれる。
【００３４】
検出器１０３１は、太陽光発電セル１０１から出力される直流出力電圧Ｖｄｃと直流出力電流Ｉｄｃとを用いて、太陽光の日射強度から本来得られる発電可能電力ＰＧＰｔ（ｋＷ）を算出する。また、インバータ１０２の出力端（電力系統（以下、単に「系統」とも称する）との連系点）の電圧値Ｖｔ（Ｖ）から、有効電力の発電量ＰＧＰ（ｋＷ）（以下、単に「発電量」とも称する）と、無効電力の発生量ＱＧＰ（ｋｖａｒ）とを検出する。そして、検出した有効電力の発電量ＰＧＰを、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、無効電力の発生量ＱＧＰを無効電力調整器１０３３に供給する。
【００３５】
有効電力調整器１０３２は、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔと、予め設定しておいた各閾値又はパラメータとの大小関係に応じて、発電量ＰＧＰの出力量を増減させる制御を行う。有効電力調整器１０３２に予め設定される閾値及びパラメータとしては、（ａ）電圧補償開始閾値（以下、単に「閾値」とも称する）ＶＰ、（ｂ）インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃ、（ｃ）発電可能電力ＰＧＰｔがある。
【００３６】
なお、電圧補償開始閾値ＶＰとしては、適正範囲である１０１±６Ｖ内での最も高い制御目標値として、例えば１０７Ｖ等が設定される。つまり、閾値ＶＰは、電圧値Ｖｔが適正範囲の上限を逸脱することを防止するために設定されるものである。
【００３７】
そして、有効電力調整器１０３２は、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ以上となり、かつ、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、発電量ＰＧＰを減少させる。一方、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ未満であり、発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔより小さい場合には、発電量ＰＧＰを増加させる。
【００３８】
無効電力調整器１０３３は、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔと、予め設定しておいた各閾値又はパラメータとの大小関係に応じて、無効電力発生量ＱＧＰを増減させる制御を行う。各閾値又はパラメータとしては、上述した（ａ）電圧補償開始閾値ＶＰと、（ｂ）インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃが設定される。
【００３９】
そして、無効電力調整器１０３３は、検出器１０３１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ以上である場合には、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある間だけ、無効電力発生量ＱＧＰを増加させる。また、電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ未満である場合で、かつ、その時点の無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させる。
【００４０】
電流演算器１０３４は、有効電力調整器１０３２から出力された有効電力の発電量ＰＧＰと、無効電力調整器１０３３から出力された無効電力の発生量ＱＧＰからインバータ出力電流指令（交流電流波形）を生成する。そして、生成したインバータ出力電流指令をインバータ出力電流調整器１０３５に供給する。
【００４１】
インバータ出力電流調整器１０３５は、インバータ１０２から出力する電流のパルス幅などを計算して、電流演算器１０３４から供給された交流電流波形を調整し、調整した交流電流波形をアンプ１０３６に出力する。アンプ１０３６は、インバータ出力電流調整器１０３５から出力された交流電流波形を搬送波に重畳して信号変換部１０３７に出力する。信号変換部１０３７は、アンプ１０３６から出力された出力信号を、インバータ１０２にとって適切な信号に変換して、変換した信号をインバータ１０２に供給する。
【００４２】
［燃料電池の構成例］
次に、図４を参照して、図１に示した燃料電池３００の構成例について説明する。燃料電池３００は、水素改質器３０１と、燃料電池セル３０２と、インバータ３０３と、排熱回収部３０４と、発電出力制御部３０５とで構成される。
【００４３】
水素改質器３０１は、都市ガスやＬＰガス等の化石燃料を改質して水素を取り出し、取り出した水素を燃料電池セル３０２に出力する。燃料電池セル３０２は、水素改質器３０１から出力された水素と酸素とを化学反応させて直流の電力を生成し、生成した直流電力をインバータ３０３に出力する。
【００４４】
インバータ３０３は、燃料電池セル３０２から出力された直流電力を交流電力に変換して、図１に示した負荷２００に出力する。排熱回収部３０４は、水素改質器３０１や燃料電池セル３０２からの排熱を回収して温水を生成する。
【００４５】
発電出力制御部３０５は、インバータ３０３の出力端の電流・電圧から発電出力と無効電力とを検出し、検出した値の大きさに応じて、インバータ３０３の出力電流を調整するためのインバータ出力電流指令を生成してインバータ３０３に供給する。
【００４６】
図５は、発電出力制御部３０５の構成例を示すブロック図である。発電出力制御部３０５には、検出器３０５１と、有効電力調整器３０５２と、無効電力調整器３０５３と、電流演算器３０５４と、インバータ出力電流調整器３０５５と、アンプ３０５６と、信号変換部３０５７とが含まれる。
【００４７】
検出器３０５１は、インバータ３０３の出力端の電圧値Ｖｔ（Ｖ）から、有効電力の発電量ＰＧＦ（ｋＷ）と、無効電力の発生量ＱＧＦ（ｋｖａｒ）とを検出する。そして、検出した有効電力の発電量ＰＧＦを、有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３に、無効電力の発生量ＱＧＦを無効電力調整器３０５３に供給する。
【００４８】
また、検出器３０５１は、インバータ３０３の出力端の電圧値Ｖｔと電流Ｉｔの大きさ及び、燃料電池セル３０２の運用状態から、負荷２００の電力負荷ＰＬを算出する。燃料電池セル３０２が停止中の場合には、電力負荷ＰＬは以下の式により算出する。
電力負荷ＰＬ＝電圧値Ｖｔ×電流Ｉｔ×ｃｏｓθ
燃料電池セル３０２が運用中の場合には、電力負荷ＰＬは以下の式により算出する。
電力負荷ＰＬ＝電圧値Ｖｔ×電流Ｉｔ×ｃｏｓθ＋発電量ＰＧＦ
【００４９】
有効電力調整器３０５２は、検出器３０５１で検出された電圧値Ｖｔと、予め設定しておいた各閾値又はパラメータとの大小関係に応じて、発電量ＰＧＦの出力量を増減させる制御を行う。有効電力調整器３０５２に予め設定される閾値及びパラメータとしては、（ａ）電圧補償開始閾値ＶＦ、（ｂ）インバータ１０２の容量ＩＮＶＦｃ、（ｃ）燃料電池セル３０２の最低発電可能電力（以下、「ターンダウン値」と称する）ＰＧＦｄ、（ｄ）電力負荷ＰＬがある。
【００５０】
なお、ここで閾値ＶＦとしては、太陽力発電側に設定された閾値ＶＰよりも少し低い、例えば１０６．５Ｖ等が設定される。
【００５１】
そして、有効電力調整器３０５２は、検出器３０５１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上であり、かつ、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、発電量ＰＧＦを減少させる。一方、電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ未満であり、発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄより小さい場合には、発電量ＰＧＦを０にする。
【００５２】
無効電力調整器３０５３は、検出器３０５１で検出された電圧値Ｖｔと、予め設定しておいた各閾値又はパラメータとの大小関係に応じて、無効電力発生量ＱＧＦを増減させる制御を行う。ここでも、有効電力調整器３０５２と同様に、各閾値及びパラメータとしては、（ａ）電圧補償開始閾値ＶＦ、（ｂ）インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃ、（ｃ）ターンダウン値ＰＧＦｄが設定される。
【００５３】
そして、検出器３０５１で検出された電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上であり、かつ、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる。また、電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上である場合でも、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがなく、かつ発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦを減少させる。
【００５４】
一方、電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ未満であり、かつ、その時点の無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させる。
【００５５】
電流演算器３０５４、インバータ出力電流調整器３０５５、アンプ３０５６、信号変換部３０５７については、図３で示した太陽光発電１００の発電出力制御部１０３内の各部と同一の動作をするものであるため、ここでは説明を省略する。
【００５６】
つまり、本実施の形態による分散型電源システム１では、太陽光発電１００と燃料電池３００とにおいて、それぞれが受電点の電圧値Ｖｔを計測し、電圧の上昇を検知した際に電圧抑制のための制御を行う。このとき、電圧補償開始閾値を、
燃料電池３００における閾値ＶＦ＜太陽光発電１００における閾値ＶＰ
のように設定することで、燃料電池３００における電圧調整の方が先に実施されるようにしている。
【００５７】
［太陽光発電における電圧調整制御の例］
次に、図６のフローチャートを参照して、太陽光発電１００での電圧調整制御の例について説明する。まず、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、閾値ＶＰ及び各パラメータが設定される（ステップＳ１）。続いて、インバータ１０２（図３参照）の出力端の電圧値Ｖｔと、太陽光発電セル１０１の発電可能電力ＰＧＰｔとが、検出器１０３１で計測される（ステップＳ２）。
【００５８】
そして、電圧制御部４００において、電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ以上であるか否かが判断される（ステップＳ３）。電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ未満である場合、つまり、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合には、結合子Ａに進む。結合子Ａに続く処理は、次の図７を参照して後述する。
【００５９】
電圧値Ｖｔが閾値ＶＰ以上である場合には、続いて有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３によって、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ４）。空きがあるか否かは、数式１の計算により算出することができる。
【００６０】
【数１】
……（１）
【００６１】
ステップＳ４で、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあると判断された場合には、無効電力調整器１０３３によって、無効電力の発生量ＱＧＰが増加される（ステップＳ５）。その後は、ステップＳ２に戻って処理が続けられる。そして、再びステップＳ４に到達してインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがないと判断されると、無効電力の発電量ＱＧＰの増加は停止され、有効電力調整器１０３２によって発電量ＰＧＰが減少される（ステップＳ６）。すなわち、無効電力の発生量ＱＧＰを、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃの限界まで出力する制御が行われる。
【００６２】
次に、図７を参照して、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合の処理について説明する。図７において、まず、無効電力調整器１０３３によって、無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きいか否かが判断される（ステップＳ１１）。無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きい場合には、無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が減少され（ステップＳ１２）、図６のステップＳ２に戻って処理が続けられる。
【００６３】
無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０の場合には、太陽光発電セル１０１の発電量ＰＧＰが、発電可能電力ＰＧＰｔより小さいか否かが判断される（ステップＳ１３）。太陽光発電セル１０１の発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔより小さい場合には、有効電力調整器１０３２によって有効電力の発電量ＰＧＰが増加され（ステップＳ１４）、図６のステップＳ２に戻って処理が続けられる。太陽光発電セル１０１の発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔ以上である場合にも、ステップＳ２に戻って処理が続けられる。
【００６４】
［燃料電池における電圧調整制御の例］
次に、図８のフローチャートを参照して、燃料電池３００での電圧調整制御の例について説明する。まず、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、閾値ＶＦと各パラメータが設定される（ステップＳ２１）。
【００６５】
続いて、インバータ３０３（図５参照）の出力端の電圧値Ｖｔと、負荷２００（図１参照）の電力負荷ＰＬとが、検出器３０５１で計測される（ステップＳ２２）。そして、電圧制御部４００おいて、電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上であるか否かが判断される（ステップＳ２３）。
【００６６】
電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ未満である場合、つまり、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合には、結合子Ｂに進む。結合子Ｂに続く処理は、次の図９で後述する。
【００６７】
電圧値Ｖｔが閾値ＶＦ以上である場合には、続いて有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３によって、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ２４）。空きがあるか否かは、数式（２）の計算により算出することができる。
【００６８】
【数２】
……（２）
【００６９】
ステップＳ２４で、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあると判断された場合には、無効電力調整器３０５３によって、無効電力の発生量ＱＧＦが増加される（ステップＳ２５）。その後は、ステップＳ２２に戻って処理が続けられる。
【００７０】
ステップＳ２４でインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがないと判断された場合には、続いて無効電力調整器３０５３によって、電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄ以下であるか否かが判断される（ステップＳ２６）。
【００７１】
電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄ以下である場合には、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦを０にする制御が行われる（ステップＳ２７）。電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、発電量ＰＧＦを減少させる制御が行われる（ステップＳ２８）。
【００７２】
次に、図９を参照して、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合の処理について説明する。図９において、まず、無効電力調整器３０５３によって、無効電力の発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きいか否かが判断される（ステップＳ３１）。無効電力の発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きい場合には、無効電力の発生量ＱＧＦの絶対値が減少され（ステップＳ３２）、図８のステップＳ２２に戻って処理が続けられる。
【００７３】
無効電力の発生量ＱＧＦの絶対値が０の場合には、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦが、負荷２００の電力負荷ＰＬより小さいか否かが判断される（ステップＳ３３）。このステップＳ３３で、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦが電力負荷ＰＬより小さいと判断された場合には、有効電力調整器３０５２によって有効電力の発電量ＰＧＦが増加され（ステップＳ３４）、図８のステップＳ２２に戻って処理が続けられる。燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦが電力負荷ＰＬ以上である場合にも、図８のステップＳ２２に戻る。
【００７４】
次に、検出部１０３１又は検出器３０５１で検出される電圧値Ｖｔの値と、燃料電池３００と太陽光発電１００で行われる電圧調整制御との対応の具体例について、図１０を参照して説明する。
【００７５】
図１０は、図１に示したノードｎ１０の検出部１０３１又は検出器３０５１で検出された電圧の変動と、ノードｎ１０の燃料電池３００と太陽光発電１００における電圧調整制御との対応を示す図である。図１０（ａ）は電圧値Ｖｔの変動を示す図であり、縦軸は電圧値Ｖｔ（Ｖ）を示し、横軸は時間（時）を示す。
【００７６】
図１０（ｂ）は、燃料電池３００のインバータ３０３から出力される有効電力の発電量ＰＧＦ及び、無効電力発生量ＱＧＦの時間毎の変化を示す図であり、縦軸は発電量ＰＧＦ（ｋＷ）／無効電力発生量ＱＧＦ（ｋｖａｒ）を示し、横軸は時間（時）を示す。図１０（ｂ）において、発電量ＰＧＦを実線で示してあり、本例の制御は行わずに負荷追従運転を行った場合の発電量を破線で示してある。また、無効電力発生量ＱＧＦを一点鎖線で示してある。
【００７７】
図１０（ｃ）は、太陽光発電１００のインバータ１０２から出力される有効電力の発電量ＰＧＰ及び、無効電力発生量ＱＧＰの時間毎の変化を示す図であり、縦軸は発電量ＰＧＰ（ｋＷ）／無効電力発生量ＱＧＰ（ｋｖａｒ）を示し、横軸は時間（時）を示す。図１０（ｃ）において、発電量ＰＧＰを実線で示してあり、電圧の抑制が働かなかった場合の理想的な発電量ＰＧＰの出力を実線で示してある。また、無効電力発生量ＱＧＰを一点鎖線で示してある。
【００７８】
まず、８時の少し前の時刻Ｔ１の時点で、図１０（ａ）に示すように、電圧値Ｖｔが燃料電池３００側に設定された閾値ＶＦを超えたため、図１０（ｂ）に示すように、燃料電池３００の発電出力制御部３０５によって、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われる。ところが、再び電圧値Ｖｔが上昇し、時刻Ｔ２の時点では図１０（ａ）に示すように電圧値Ｖｔが再び閾値ＶＦを超えてしまっている。このため、図１０（ｂ）に示すように燃料電池３００の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで下げる制御が行われる。これとともに、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われる。この時点での発電量ＰＧＦは０．９ｋＷ、無効電力発生量ＱＧＦは０．８ｋｖａｒであるため、力率は０．７５（７５％）となっている。つまり、系統連系技術ガイドラインで定められた力率範囲に限定されない制御が行われている一方、太陽光発電１００での出力には影響がないことが分かる。
【００７９】
また、このような制御が行われることにより、時刻Ｔ３の時点では、図１０（ｂ）に示すように無効電力発電量ＱＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ（３００Ｗ）まで下がっている。（発電量ＰＧＦ＝０．３ｋＷ，無効電力発生量ＱＧＦ＝１．１６ｋｖａｒ，力率０．２５（２５％））さらに、時刻Ｔ３の時点では、図１０（ａ）に示すように電圧値Ｖｔが太陽光発電１００側に設定された閾値ＶＰを超えたため、太陽光発電１００の発電出力制御部１０３によって、無効電力発生量ＱＧＰを増加させる制御が行われる。
【００８０】
時刻Ｔ４の時点では、電圧値Ｖｔが再び閾値ＶＰを超えたため、今度は発電量ＰＧＰを抑制する制御が行われる。また、この制御によってインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きが生じるため、その分だけ無効電力発生量ＱＧＰを増加させる処理も行われる。
【００８１】
このように、
（１）燃料電池３００の無効電力発生量ＱＧＦの増加
（２）燃料電池３００の発電量ＰＧＦの減少及び無効電力発生量ＱＧＦの増加
（３）太陽光発電１００の無効電力発生量ＱＧＰの増加
（４）太陽光発電１００の発電量ＰＧＰの減少及び無効電力発生量ＱＧＰの増加
の順番で電力調整制御が行われることにより、図１０（ｃ）に示すように、太陽光発電１００の発電量ＰＧＰの出力の抑制が、非常に少ない量で済んでいることが分かる。すなわち、破線で示した理想的な出力に非常に近い出力とすることができる。
【００８２】
なお、ここまで説明した実施の形態では、太陽光発電１００側と燃料電池３００側にそれぞれ閾値を１つのみ設けて制御を行う例を挙げたが、これに限定されるものではない。電圧の高め方向の逸脱を防止するための閾値ＶＰ、閾値ＶＦだけでなく、これらより値の小さい閾値も設けることにより、電圧を段階的に制御することが可能となる。
【００８３】
また、太陽光発電１００側で燃料電池３００側の閾値ＶＦも保持し、燃料電池３００側で太陽光発電１００側の閾値ＶＰも保持する構成とすることで、より高度な電圧調整制御を行うことができる。
【００８４】
このような制御を行う場合の太陽光発電１００と燃料電池３００での処理について、図１１と図１２のフローチャートを参照して参照する。以下に説明する例では、太陽光発電１００側に高めの閾値ＶｈＰ（１０７Ｖ）と低めの閾値ＶｌＰ（１０６Ｖ）、燃料電池３００側に高めの閾値ＶｈＦ（１０６．５Ｖ）と低めの閾値ＶｌＦ（１０５．５Ｖ）を設定している。
【００８５】
燃料電池３００側の閾値ＶｈＦは、電圧が適正範囲を上限の方向に逸脱することを防ぐために設けた閾値であり、閾値ＶＦと同等の値に設定される。電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦを超えるのは、高負荷で運転時であり、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃが比較的少ない状態であると想定される。これに対して閾値ＶｌＦには、昼間等の負荷が小さい時間帯であり燃料電池３００が部分負荷運転中である状態で到達が見込まれる値（１０５．５Ｖ）を設定しておく。そして、電圧値Ｖｔがこの低めの閾値ＶｌＦを超えた場合に無効電力発生量ＱＧＦをインバータ３０３の容量ＩＮＶＰｃの限界まで増加する制御を行う。このように構成することにより、出力制御に先んじて無効電力制御が行われるようになる。
【００８６】
太陽光発電１００側でも同様に、低めの閾値ＶｌＰを設定する。つまり、太陽光発電セル１０１の発電を損なわない範囲内で無効電力発生量ＱＧＰの増加を行えるような、例えば１０６Ｖ等の値を設定する。これにより、太陽光発電１００側においても、出力制御に先んじて無効電力制御が行われるようになる。
【００８７】
図１１において、まず、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、閾値ＶｈＰと閾値ＶｌＰ及び、各パラメータが設定される（ステップＳ４１）。
続いて、インバータ１０２（図３参照）の出力端の電圧値Ｖｔと、太陽光発電セル１０１の発電可能電力ＰＧＰｔとが、検出器１０３１で計測される（ステップＳ４２）。
【００８８】
そして、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＰ以上であるか否かが判断される（ステップＳ４３）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＰ以上である場合には、続いて有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３によって、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ４４）。
【００８９】
インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には、無効電力調整器１０３３によって、無効電力の発生量ＱＧＰが増加される（ステップＳ４５）。その後は、ステップＳ４２に戻って処理が続けられる。そして、ステップＳ４でインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがないと判断されると、無効電力の発電量ＱＧＰの増加は停止され、有効電力調整器１０３２によって発電量ＰＧＰが減少される（ステップＳ４６）。
【００９０】
ステップＳ４３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＰ未満であると判断された場合には、次に、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ以上であるか否かが判断される（ステップＳ４７）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ以上である場合には、無効電力調整器１０３３によって、無効電力の発生量ＱＧＰが増加される（ステップＳ４８）。
【００９１】
電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ未満である場合には、次に、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ以上であるか否かが判断される（ステップＳ４９）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ以上である場合には、太陽光発電１００の発電出力制御部１０３では何も処理を行わず、ステップＳ４２に戻って処理が続けられる。
【００９２】
電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ未満である場合には、結合子Ａに進む。結合子Ａに続く処理については、図７に示してあり、既に説明済みなのでここでの説明は省略する。
【００９３】
すなわち、例えば電圧が上昇し始めたことにより電圧値Ｖｔがまず閾値ＶｌＰに達すると（図１１のステップＳ４７のＹＥＳ）、無効電力の発生量ＱＧＰを増やす制御が開始される（ステップＳ４８）。そして、無効電力の発生量ＱＧＰを増やす制御を行っても電圧が下がらず、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＰに達してしまった場合には（ステップＳ４３のＹＥＳ）、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるかが確認される（ステップＳ４４）。
【００９４】
インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には（ステップＳ４４のＹＥＳ）、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃの限界まで無効電力の発生量ＱＧＰを増やす制御が行われる（ステップＳ４６）。
【００９５】
無効電力の発生量ＱＧＰを増やしても電圧が下がらず、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きが無くなってしまった場合や、もともとインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きが無かった場合には（ステップＳ４４のＮＯ）、最終的に、太陽光発電セル１０１による発電量ＰＧＰを減らす処理が行われるようになる（ステップＳ４５）。そして、これらの制御によって電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まった場合に、結合子Ａに続く処理が行われる。
【００９６】
［燃料電池における電圧調整制御の例］
次に、図１２のフローチャートを参照して、燃料電池３００での電圧調整制御の例について説明する。まず、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３に、閾値ＶｈＦと閾値ＶｌＦ及び、各パラメータが設定される（ステップＳ５１）。
【００９７】
続いて、インバータ３０３（図５参照）の出力端の電圧値Ｖｔと、負荷２００（図１参照）の電力負荷ＰＬとが、検出器３０５１で計測される（ステップＳ５２）。そして、有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦ以上であるか否かが判断される（ステップＳ５３）。
【００９８】
電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦ以上である場合には、続いて電圧制御部４００によって、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ５４）。
【００９９】
インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、無効電力調整器３０５３によって、無効電力の発生量ＱＧＦが増加される（ステップＳ５５）。その後は、ステップＳ５２に戻って処理が続けられる。ステップＳ５４でインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがないと判断された場合には、続いて無効電力調整器３０５３によって、電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄ以下であるか否かが判断される（ステップＳ５６）。
【０１００】
電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄ以下である場合には、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦを０にする制御が行われる（ステップＳ５７）。電圧値Ｖｔがターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、発電量ＰＧＦを減少させる制御が行われる（ステップＳ５８）。
【０１０１】
ステップＳ５３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦ未満であると判断された場合には、次に、電圧制御部４００によって電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ以上であるか否かが判断される（ステップＳ５９）。
【０１０２】
電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ以上である場合には、無効電力調整器３０５３によって無効電力発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われた後（ステップＳ６０）、ステップＳ２２に戻って処理が続けられる。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ未満であると判断された場合、つまり、電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まっている場合には、結合子Ｂに進む。結合子Ｂに続く処理は、図９に示してあり、既に説明済みなのでここでの説明は省略する。
【０１０３】
すなわち、例えば電圧が上昇し始めたことにより電圧値Ｖｔがまず閾値ＶｌＦに達すると（図１２のステップＳ５９のＹＥＳ）、無効電力の発生量ＱＧＦを増やす制御が開始される（ステップＳ６０）。そして、無効電力の発生量ＱＧＦを増やす制御を行っても電圧が下がらず、電圧値Ｖｔが閾値ＶｈＦに達してしまった場合には（ステップＳ５３のＹＥＳ）、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるかが確認される（ステップＳ５４）。
【０１０４】
インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には（ステップＳ５４のＹＥＳ）、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃの限界まで無効電力の発生量ＱＧＦを増やす制御が行われる（ステップＳ５５）。
【０１０５】
無効電力の発生量ＱＧＦを増やしても電圧が下がらず、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きが無くなってしまった場合や、もともとインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きが無かった場合には（ステップＳ５５のＮＯ）、燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ以下であるかの判断が行われる（ステップＳ５６）。
【０１０６】
燃料電池セル３０２の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ以下である場合には、発電量ＰＧＦを０にする制御が行われ（ステップＳ５７）、ターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦを減少させる制御が行われる（ステップＳ５８）。そして、これらの制御によって電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まった場合に、結合子Ｂに続く処理が行われるようになる。
【０１０７】
図１１〜図１２を用いて説明した例では、各種パラメータの大きさを予め以下のように設定しているため、
閾値ＶｈＰ＞閾値ＶｈＦ＞閾値ＶｌＰ＞閾値ＶｌＦ
電圧が徐々に上昇した場合には、太陽光発電１００及び燃料電池３００における電圧調整が以下の順序で行われるようになる。
【０１０８】
（１）燃料電池３００における、無効電力の発生量ＱＧＦをインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃまで出力する制御
（２）太陽光発電１００における、無効電力の発生量ＱＧＰをインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃまで出力する制御
（３）燃料電池３００における、有効電力の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで下げ、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる制御
（４）太陽光発電１００における、有効電力の発電量ＰＧＰを下げて無効電力発生量ＱＧＰを電圧値Ｖｔが適正範囲内に収まるまで増加させる制御
【０１０９】
［第１の実施の形態による効果］
上述した実施の形態では、燃料電池３００側に設定する電圧補償制御開始閾値を、太陽光発電１００側に設定する電圧補償制御開始閾値よりも低い値としてあるため、電圧が上昇した場合に、まず燃料電池３００側での電圧調整制御の方が先に行われるようになる。つまり、太陽光発電１００の出力抑制が行われにくくなるため、太陽光発電の発電率が上昇する。
【０１１０】
また、電圧上昇時に行う無効電力発生量ＱＧＰと無効電力発生量ＱＧＦの増大を、インバータ１０２又は３０３の容量限界まで行うため、この制御によっても、太陽光発電１００の出力制御が行われる割合が低くなる。
【０１１１】
つまり、発電にかかるエネルギーが燃料電池３００に比べて少ない太陽光発電１００による発電が優先的に行われるため、ＣＯ２の削減や、原単価の低減を図ることができる。
【０１１２】
さらに、上述した実施の形態では、電圧上昇時に燃料電池３００の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで減少させるため、電圧上昇時に発生するリスクを低減することができる。さらに、燃料電池３００の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで減少させることでインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きができ、その分無効電力ＱＧＦを増加させることができるため、電圧値Ｖｔが下がるようになる。
【０１１３】
そして、このような制御が行われることにより、分散型電源が大量に導入された場合でも、太陽光発電１００発電抑制を回避しながら、燃料電池３００の運用を行うことができるようになる。
【０１１４】
＜第１の実施の形態の変形例＞
なお、上述した実施の形態では、電圧上昇時に燃料電池３００の発電量ＰＧＦをターンダウン値ＰＧＦｄまで下げる制御を行う例を挙げているが、これに限定されるものではない。例えば、発電量ＰＧＦを下げる一回の制御量を予め定めておき、所定の時間間隔で決められた制御量分だけ発電量ＰＧＦを下げるように構成してもよい。または、ＰＩＤ制御のように、予め制御目標値を定めてその制御目標値に収束するように発電量ＰＧＦを制御するようにしてもよい。もしくは、電圧値Ｖｔが閾値を超えており、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、燃料電池３００の運用を停止するような構成に適用してもよい。
【０１１５】
また、上述した実施の形態では、電圧の上昇時にのみ電圧調整制御を行う構成を例に挙げたが、電圧の下降時にも電圧調整制御を行う構成に適用してもよい。この構成においては、電圧値Ｖｔが下限設定値を逸脱しそうな場合に電圧調整を開始する閾値として、太陽光発電１００側に閾値ＶｌＰ２を、燃料電池３００側に閾値ＶｌＦ２を予め設定しておく。閾値ＶｌＰ２には例えば９５．０Ｖを、閾値ＶｌＦ２としては例えば９５．５Ｖ等を設定するものとする。つまり、太陽光発電１００側に設定する閾値の方を、燃料電池３００側に設定する閾値よりも低い値としている。
【０１１６】
［太陽光発電における電圧調整制御の例］
図１３は、本実施の形態における太陽光発電１００での電圧調整制御の例を示すフローチャートである。まず、第１の実施の形態と同様に、有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３（図３参照）に閾値ＶｌＰ２と各パラメータが設定され（ステップＳ７１）、続いて検出器１０３１によって電圧値Ｖｔと電力負荷ＰＬとが計測される（ステップＳ７２）。
【０１１７】
次に、無効電力調整器１０３３によって、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ２以下であるか否かが判断される（ステップＳ７３）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ２以下である場合には、続いてインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ７４）。そして、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には、太陽光発電１００側から見て遅相の無効電力の発生量ＱＧＰを増加させる制御が行われる（ステップＳ７５）。インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、ステップＳ７２に戻って処理が続けられる。
【０１１８】
ステップＳ７３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ２より大きいと判断された場合には、続いて、無効電力調整器１０３３によって、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きいか否かの判断が行われる（ステップＳ７６）。無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させる制御が行われる（ステップＳ７７）。一方、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０である場合には、ステップＳ７２に戻って処理が続けられる。
【０１１９】
［燃料電池における電圧調整制御の例］
図１４は、本実施の形態における燃料電池３００での電圧調整制御の例を示すフローチャートである。まず、有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３（図５参照）に閾値ＶｌＦ２と各パラメータが設定され（ステップＳ８１）、続いて検出器３０５１によって電圧値Ｖｔと電力負荷ＰＬとが計測される（ステップＳ８２）。
【０１２０】
次に、無効電力調整器３０５３によって、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ２以下であるか否かが判断される（ステップＳ８３）。電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＰ２より大きく閾値ＶｌＦ２以下である場合には、続いてインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ８４）。そして、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、燃料電池３００側から見て進相の無効電力の発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われる（ステップＳ８５）。インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、ステップＳ８２に戻って処理が続けられる。
【０１２１】
ステップＳ８３において、電圧値Ｖｔが閾値ＶｌＦ２より大きいと判断された場合には、続いて、無効電力調整器３０５３によって、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きいか否かの判断が行われる（ステップＳ８６）。無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値を減少させる制御が行われる（ステップＳ８７）。一方、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０である場合には、ステップＳ８２に戻って処理が続けられる。
【０１２２】
［第１の実施の形態の変形例による効果］
上述した実施の形態によると、住宅において夜間の重負荷時等に電圧が低くなることにより適正範囲の逸脱が発生する場合にも、電圧の補償がされるようになる。さらに、より値の小さい閾値ＶｌＰ２を太陽光発電１００側に設定されることで、夜間は発生を行わない太陽光発電１００側から優先的に無効電力制御が行われるようになる。これにより、夜間に燃料電池３００が発電していた場合に、その発電量の出力量が低減されてしまうリスクを少なくすることができる。
【０１２３】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１５〜図１７を参照して説明する。本実施の形態では、太陽光発電１００における電圧調整制御と、燃料電池３００における電圧調整制御とを、統一的に制御できるように構成した例を説明する。
【０１２４】
図１５は、本実施の形態によるシステムの構成例を示すブロック図である。図１５において、図３や図５と対応する箇所には同一の符号を付してあり、詳細な説明は省略する。図１５に示したシステムは、第１の実施の形態として示した構成に、太陽光発電１００と燃料電池３００の両方における電圧調整を制御可能な電圧制御部４００を追加したものである。
【０１２５】
電圧制御部４００は、柱上変圧器１０との連系点の電圧値Ｖｔを検出するとともに、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２と無効電力調整器１０３３、及び燃料電池３００の有効電力調整器３０５２と無効電力調整器３０５３に設定されたパラメータを取得する。また、電圧制御部４００には、電圧値Ｖｔが上限設定値を逸脱しそうな場合に補償を開始させるための閾値Ｖｓｅｔが設定される。閾値Ｖｓｅｔの値としては、例えば上述した閾値ＶｌＦ以上閾値ＶｌＰ以下の値を設定するものとする。
【０１２６】
そして、電圧制御部４００では、検出した電圧値Ｖｔと、閾値Ｖｓｅｔと、各有効電力調整器及び各無効電力調整器から取得したパラメータに基づいて、指令信号を生成する。生成された指令信号は、有効電力調整器１０３２又は、無効電力調整器１０３３又は、有効電力調整器３０５２又は、無効電力調整器３０５３に供給する。
【０１２７】
指令信号としては、発電量ＰＧＰ又はＰＧＦを抑えるための発電抑制指令を生成して太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２と燃料電池３００の有効電力調整器３０５２に供給する。また、無効電力の発生量ＱＧＰ又はＱＧＦを増加させるための無効電力出力指令を生成して太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３と燃料電池３００の有効電力調整器３０５２に供給する。
【０１２８】
図１６は、電圧制御部４００による処理の例を示すフローチャートである。なお、図１６においては、太陽光発電を「ＰＶ」、燃料電池を「ＦＣ」と表記している。
【０１２９】
まず、電圧制御部４００において、閾値と各種パラメータが設定される（ステップＳ９１）。各種パラメータとしては、閾値Ｖｓｅｔと、太陽光発電１００のインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃと、燃料電池３００のインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃと、燃料電池３００のターンダウン値ＰＧＦｄとが設定される。
【０１３０】
続いて、電圧制御部４００によって、電圧値Ｖｔと、太陽光発電１００の発電可能電力ＰＧＰｔと、負荷２００の電力負荷ＰＬとが取得される（ステップＳ９２）。そして、取得した電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であるか否かが判断され（ステップＳ９３）、閾値Ｖｓｅｔ未満である場合には“ＮＯ”が選択されて、結合子Ｃに進む。電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ未満である場合とは、電圧の補償を開始させなくてもよい場合である。結合子Ｃ以降の処理については、次の図１７を参照して後述する。
【０１３１】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上である場合には、次に、太陽光発電１００のインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ９４）。そして、空きがある場合には、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３に対して、無効電力の発生量ＱＧＰを増加させるための指令信号が出力され（ステップＳ９５）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３２】
インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、続いて、燃料電池３００のインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ９６）。そして、空きがある場合には、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３に対して、無効電力の発生量ＱＧＦを増加させるための指令信号が出力され（ステップＳ９７）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３３】
燃料電池３００のインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、燃料電池３００の発電量ＰＧＦが、ターンダウン値ＰＧＦｄ以上であるか否かが判断される（ステップＳ９８）。ターンダウン値ＰＧＦｄ以上である場合には、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３に対して、発電量ＰＧＦを減少させるための指令信号が供給され（ステップＳ９９）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３４】
一方、燃料電池３００の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ未満である場合には、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３に対して、無効電力発生量ＱＧＦを０にさせるための指令信号が供給され（ステップＳ１００）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３５】
続いて、太陽光発電１００の発電量ＰＧＰが０より大きいか否かが判断され（ステップＳ１０１）、０より大きい場合には、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２に対して、発電量ＰＧＰを減少させるための指令信号が供給され（ステップＳ１０２）、ステップＳ９２に戻る。
【０１３６】
次に、結合子Ｃに続く処理について、図１７のフローチャートを参照して説明する。まず、太陽光発電１００の無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きいか否かが判断され（ステップＳ１１１）、０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させるための指令信号が、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３に供給され（ステップＳ１１２）、図１６のステップＳ９１に戻る。
【０１３７】
無効電力の発生量ＱＧＰの絶対値が０の場合には、太陽光発電１００の発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔより小さいか否かが判断される（ステップＳ１１３）。発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔより小さい場合には、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２に対して、発電量ＰＧＰを増加させるための指令信号が供給され（ステップＳ１１４）、図１６のステップＳ６２に戻る。
【０１３８】
発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔ以上である場合には、次に、燃料電池３００の無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きいか否かが判断される（ステップＳ１１５）。０より大きい場合には、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３に対して、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値を減少させるための指令信号が供給され（ステップＳ１１６）、図１６のステップＳ６２に戻る。
【０１３９】
無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０の場合には、続いて、燃料電池３００の発電量ＰＧＦが負荷２００の電力負荷ＰＬより小さいか否かが判断される（ステップＳ１１７）。
【０１４０】
発電量ＰＧＦが電力負荷ＰＬより小さい場合には、燃料電池３００の有効電力調整器１０３２に対して、発電量ＰＧＦを増大させるための指令信号が供給される（ステップＳ１１８）。発電量ＰＧＦが電力負荷ＰＬ以上の場合には、図１６のステップＳ６２に戻って処理が続けられる。
【０１４１】
＜第２の実施の形態による効果＞
上述した実施の形態では、電圧制御部４００によって太陽光発電１００と燃料電池３００における電圧調整制御が統一的に行われるため、インバータの容量の空き状況等を考慮したより高度な制御を行うことができるようになる。
【０１４２】
例えば、第１の実施の形態のように、太陽光発電１００と燃料電池３００が互いの状態を把握することなくそれぞれが独立して電圧調整制御を行う場合には、電圧値Ｖｔの逸脱を避けることが第一義的な目標となる。このため、まず燃料電池３００側での電圧調整制御を先に開始させる必要がある。
【０１４３】
すなわち、例えば、太陽光発電１００の定格出力が３．０ｋＷであり、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃも３．０ｋＶＡである場合であれば、定格出力に近い範囲で無効電力の出力をおこなうと、発電量ＰＧＰの抑制をせざるを得ないケースも生じてしまう。第１の実施の形態では、このような場合を想定して、必ず燃料電池３００側の制御から先に開始されるよう閾値を設定する必要がある。つまり、電圧値Ｖｔがどのように変化した場合にも電圧の適正範囲を逸脱しないように閾値を設定する必要があるため、ケースによっては、無駄な制御が発生してしまう恐れがある。
【０１４４】
これに対して第２の実施の形態によれば、通信によってリアルタイムの情報を取得することが可能となるため、制御の順番を状況に合わせて変化させることも可能となる。
【０１４５】
例えば、図１３と図１４に示した夜間の電圧低下を想定した構成では、夜間も運転中の可能性がある燃料電池３００側でなく、夜間は運転を停止している太陽光発電１００側の制御を先に開始させることを行っている。
【０１４６】
しかし、燃料電池３００側は、定格出力は１ｋＷであるのに対してインバータ３０３の容量は１．２ｋＶＡであるため、１．２ｋＶＡまで皮相電力の出力が可能であると想定した場合は、定格出力時も０．６７ｋｖａｒの無効電力出力が可能となる。
【０１４７】
このようなケースにおいては、太陽光発電１００側でなく、燃料電池３００側の制御を先に開始させても発電出力には影響がないと考えられる。つまり、第２の実施の形態によれば、このような制御を実施することも可能となる。すなわち、太陽光発電１００側でも燃料電池３００側でも、インバータの容量に空きがある方を優先的に制御するようなことも可能となる。
【０１４８】
なお、図１５に示した構成では、太陽光発電１００と燃料電池３００における電圧調整制御を行うために電圧制御部４００を設けているが、電圧制御部４００を設けずに両装置の電圧調整制御を行う構成に適用してもよい。例えば、図１８に示すように、太陽光発電１００の発電出力制御部１０３と燃料電池３００の発電出力制御部３０５とが、通信を通して情報を交換し合う構成としてもよい。図１８において、図３や図５と対応する箇所には同一の符号を付してあり、詳細な説明は省略する。
【０１４９】
図１８に示した構成では、太陽光発電１００と燃料電池３００における有効電力調整器と無効電力調整器との間で、通信を介してパラメータの送受信を行う。
【０１５０】
これらの各ブロックは、自らが有するパラメータを他のブロックに送信するか否かを決定するフラグを有しており、各フラグの値は、電圧値Ｖｔの大きさや他のブロックから送られたフラグの値に応じて変化するようにしてある。そして、各ブロックは、フラグの値や各種パラメータの値に応じて電圧調整制御を行う。
【０１５１】
太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′には、フラグＰＶＱが設定されているとともに、閾値Ｖｓｅｔと、インバータ１０２（図１８参照）の容量ＩＮＶＰｃとがパラメータとして設定してある。なお、フラグＰＶＱの初期値は０に設定してあるものとする。
【０１５２】
太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′は、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以下である場合で、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には、無効電力発生量ＱＧＰを増加させる。そして、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′に対して、フラグＰＶＱ＝０の情報を送信する。
【０１５３】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以下である場合で、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、ＰＶＱ＝１の情報を、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′に対して送信する。一方、無効電力調整器１０３３′は、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔより大きく、無効電力発生量ＱＧＰが０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＰを減少させるとともに、フラグＰＶＱ＝１の情報を燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′に送信する。
【０１５４】
無効電力調整器１０３３′は、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔより大きく、無効電力発生量ＱＧＰが０である場合には、ＰＶＱ＝０の情報を、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′に送信する。
【０１５５】
燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′は、フラグＦＣＱが設定されているとともに、閾値Ｖｓｅｔと、インバータ３０３（図１８参照）の容量ＩＮＶＦｃとがパラメータとして設定してある。なお、フラグＦＣＱの初期値も０に設定してあるものとする。
【０１５６】
無効電力調整器３０５３′は、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、かつ、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′からＰＶＱ＝１の情報が送信され、さらにインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、無効電力発生量ＱＧＦを増加させる。そして、ＦＣＱ＝１の情報を、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信する。
【０１５７】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、かつ、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′からＰＶＱ＝１の情報が送信された場合でも、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがない場合には、ＦＣＱ＝１の情報を、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信する。
【０１５８】
一方、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ未満であり、かつ、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′からＰＶＱ＝０の情報が送信された場合で、さらに無効電力発生量ＱＧＦが０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦを減少させる。そして、フラグＦＣＱ＝１の情報を、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信する。
【０１５９】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ未満であり、かつ、太陽光発電１００の無効電力調整器１０３３′からＰＶＱ＝０の情報が送信された場合でも、無効電力発生量ＱＧＦが０である場合には、ＦＣＱ＝０の情報を、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信する。
【０１６０】
燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′には、フラグＦＣＰが設定されているとともに、閾値Ｖｓｅｔと、インバータ３０３（図１８参照）の容量ＩＮＶＦｃと、ターンダウン値ＰＧＦｄと、電力負荷ＰＬとがパラメータとして設定してある。なお、フラグＦＣＰの初期値も０に設定してあるものとする。
【０１６１】
そして、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′からＦＣＱ＝１の情報が送信され、かつ、燃料電池３００の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄより大きい場合には、発電量ＰＧＦが減少される。そして、ＦＣＰ＝０の情報が、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′に送信される。
【０１６２】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′からＦＣＱ＝１の情報が送信された場合であっても、燃料電池３００の発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄ以下である場合には、発電量ＰＧＦを０にする制御が行われる。そして、ＦＣＰ＝０の情報が、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′に送信される。
【０１６３】
さらに、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以上であり、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′からＦＣＱ＝１の情報が送信された場合であっても、燃料電池３００の発電量ＰＧＦが０である場合には、ＦＣＰ＝１の情報が、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′に送信される。
【０１６４】
一方、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ未満であり、燃料電池３００の無効電力調整器３０５３′からＦＣＱ＝０の情報が送信され、かつ、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあり、さらに発電量ＰＧＦがターンダウン値ＰＧＦｄより小さい場合には、発電量ＰＧＦが増加される。そして、ＦＣＰ＝０の情報が、太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′に送信される。
【０１６５】
太陽光発電１００の有効電力調整器１０３２′には、閾値Ｖｓｅｔと、インバータ１０２（図１８参照）の容量ＩＮＶＰｃと、発電可能電力ＰＧＰｔとがパラメータとして設定してある。
【０１６６】
そして、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔ以下であり、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′からＦＣＰ＝１の情報が送信され、かつ、太陽光発電１００の発電量ＰＧＰが０より大きい場合は、発電量ＰＧＰが減少される。
【０１６７】
一方、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔより大きく、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあり、かつ発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔ未満である場合には、発電量ＰＧＰが増加される。
【０１６８】
電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔより大きく、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあり、かつ発電量ＰＧＰが発電可能電力ＰＧＰｔ未満である場合であっても、発電量ＰＧＰと発電可能電力ＰＧＰｔが同じ値である場合には、ＦＣＰ＝０の情報が、燃料電池３００の有効電力調整器３０５２′に送信される。
【０１６９】
このように、有効電力調整器と無効電力調整器とが情報を交換する構成とすることにより、電圧制御部４００等の制御ブロックを別途設けなくても、太陽光発電１００と燃料電池３００における電圧調整制御を行うことができる。そして、この実施の形態においても、第１の実施の形態において得られる効果と同等の効果を得ることができる。
【０１７０】
＜第２の実施の形態の変形例＞
なお、第２の実施の形態においても、電圧の下降時にも電圧調整制御を行うように構成してもよい。図１９に、このような制御を行う場合のフローチャートを示してある。電圧の下降時に電圧調整制御を開始する閾値として、閾値Ｖｓｅｔｌを設定し、閾値Ｖｓｅｔｌの値には、例えば上述した閾値ＶｌＦ以上閾値ＶｌＰ以下の値を設定する。以下では、図１５に示した構成に適用した場合を例に挙げるが、図１８に示した構成に適用してもよい。
【０１７１】
まず、電圧制御部４００に閾値Ｖｓｅｔｌと各パラメータが設定され（ステップＳ１２１）、続いて、同じく電圧制御部４００において電圧値Ｖｔと電力負荷ＰＬとが取得される（ステップＳ１２２）。
【０１７２】
次に、電圧制御部４００によって、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔｌ以下であるか否かが判断される（ステップＳ１２３）。電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔｌ以下である場合には、続いて太陽光発電１００のインバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ１２４）。そして、インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがある場合には、太陽光発電１００側から見て進相の無効電力の発生量ＱＧＰを増加させる制御が行われる（ステップＳ１２５）。
【０１７３】
インバータ１０２の容量ＩＮＶＰｃに空きがない場合には、続いて燃料電池３００のインバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがあるか否かが判断される（ステップＳ１２６）。そして、インバータ３０３の容量ＩＮＶＦｃに空きがある場合には、燃料電池３００側から見て進相の無効電力の発生量ＱＧＦを増加させる制御が行われる（ステップＳ１２７）。
【０１７４】
ステップＳ１２３において、電圧値Ｖｔが閾値Ｖｓｅｔｌより大きいと判断された場合には、電圧制御部４００によって、燃料電池３００での無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きいか否かの判断が行われる（ステップＳ１２８）。無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０より大きい場合には、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値を減少させる制御が行われる（ステップＳ１２９）。
【０１７５】
一方、無効電力発生量ＱＧＦの絶対値が０である場合には、続いて、太陽光発電１００での無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きいか否かが判断される（ステップＳ１３０）。そして、太陽光発電１００での無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０より大きい場合には、太陽光発電１００における無効電力発生量ＱＧＰの絶対値を減少させる制御が行われる（ステップＳ１３１）。太陽光発電１００での無効電力発生量ＱＧＰの絶対値が０である場合には、ステップＳ１２２に戻って処理が続けられる。
【０１７６】
このように、太陽光発電１００と燃料電池３００とを統一的に制御する構成においても、上述した処理を行うことにより、電圧値Ｖｔの適正範囲上限方向での逸脱時だけでなく下限方向への逸脱時にも電圧補償を行うことができるようになる。
【０１７７】
なお、上述した各実施の形態では、力率の範囲に限定されずに、無効電力発生量ＱＧＰ又はＱＧＦをインバータ１０２又はインバータ３０３の容量限界まで増加させる制御を行っているが、この制御を行わない場合に適用してもよい。無効電力発生量ＱＧＰ又はＱＧＦの増加を力率の範囲内で行うようにした場合であっても、出力制御に先駆けて無効電力制御を行い、かつ燃料電池３００側での制御を先に行うことで、太陽光発電１００側の発電出力の低下を避ける制御を行うことができる。
【０１７８】
また、上述した実施の形態では、燃料電池３００側でも無効電力制御を行えるように構成した場合を例に挙げたが、燃料電池３００側では有効電力ＰＧＦの発生量の出力制御しか行えない構成に適用してもよい。このように構成した場合であっても、燃料電池３００側の制御を先に開始させることで、太陽光発電１００側の発電出力の低下を避けることができる。
【０１７９】
さらに、家庭用ガスエンジン等の燃料電池３００以外のコージェネレーションシステムや、その他のインバータを用いる機器と太陽光発電１００とを組み合わせた場合でも、コージェネレーションシステムやインバータ機器において前述した燃料電池３００と同様の制御を行うことが可能であれば、同様の効果を得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１８０】
１…分散型電源システム、１０…柱上変圧器、１１…低圧配電線、１００…太陽光発電、１０１…太陽光発電セル、１０２…インバータ、１０３…発電出力制御部、２００…負荷、３００…燃料電池、３０１…水素改質器、３０２燃料電池セル、３０３…インバータ、３０４…排熱回収部、３０５…発電出力制御部、４００…電圧制御部、１０３１…検出器、１０３２…有効電力調整器、１０３２′…有効電力調整器、１０３３…無効電力調整器、１０３３′…無効電力調整器、１０３４…電流演算器、１０３５…インバータ出力電流調整器、１０３６…アンプ、１０３７…信号変換部、３０５１…検出器、３０５２…有効電力調整器、３０５２′…有効電力調整器、３０５３…無効電力調整器、３０５３′…無効電力調整器、３０５４…電流演算器、３０５５…インバータ出力電流調整器、３０５６…アンプ、３０５７…信号変換部、Ａ…結合子、Ｂ…結合子、Ｃ…結合子、ＰＧＦ…発電量、ＰＧＦｄ…ターンダウン値、ＰＧＰ…発電量、ＰＬ…電力負荷、ＰＶＱ…フラグ、ＱＧＦ…無効電力発生量、ＱＧＰ…無効電力発生量、ＱＧＰ…発電量、Ｖ，ＶＦ，ＶｈＦ，ＶｌＦ，ＶＰ，ＶｈＰ，ＶｌＰ，Ｖｓｅｔ…閾値、Ｖｄｃ…直流出力電圧、Ｖｔ…電圧値、ｎ１…ノード、ｎ１０…ノード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統との連系点の電圧上昇抑制のために行われる電圧調整制御の開始閾値が設定された太陽光発電装置と併設され、前記電力系統と連系された分散型電源システムに用いられる燃料電池装置であって、
化石燃料から抽出された水素と、空気中の酸素とを化学反応させて直流電力を生成する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力するインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する検出部と、
前記検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記インバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記インバータに供給する発電出力制御部と、を備え、
前記発電出力制御部は、前記検出部で検出された電圧が、前記太陽光発電装置に設定された閾値より値が低く設定された当該燃料電池装置用の閾値以上であった場合は前記無効電力の出力を行い、前記無効電力の出力を行っても前記閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成することを特徴とする
燃料電池装置。
【請求項２】
前記発電出力制御部は、前記無効電力の出力を前記インバータの容量限界まで行う
請求項１記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記発電出力制御部による前記有効電力の出力抑制では、前記有効電力の出力が前記燃料電池セルの最低発電可能電力まで下げられる
請求項２に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記発電出力制御部は、前記有効電力の出力を前記燃料電池セルの最低発電可能電力まで下げる制御を行っても前記閾値以上の電圧が検出される場合には、前記有効電力の出力を０にする制御を行う
請求項３記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記発電出力制御部には、前記閾値より値が低く設定された第２の閾値が設定され、前記検出部で検出された電圧が前記第２の閾値以上であった場合は、前記インバータの容量限界まで前記無効電力の出力を行う、
請求項３に記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記発電出力制御部には、前記第２の閾値より値が低く設定された前記連系点の電圧下降抑制のための第３の閾値が設定され、前記検出部で検出された電圧値が前記第３の閾値以下であり、前記インバータの容量に空きがある場合には、前記電力系統から見て遅相の無効電力を発生させる、
請求項３に記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記発電出力制御部は、前記検出部で検出された電圧値が前記第３の閾値より大きく、かつ、前記無効電力の発生量の絶対値が０より大きい場合には、前記無効電力の発生量の絶対値を減少させる、
請求項６に記載の燃料電池装置。
【請求項８】
電力系統との連系点の電圧上昇抑制のために行われる電圧調整制御の開始閾値が設定された燃料電池装置と併設され、前記電力系統と連系された分散型電源システムに用いられる太陽光発電装置であって、
太陽光を直流電力に変換する太陽光発電セルと、
前記太陽光発電セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力するインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する検出部と、
前記検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記インバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記インバータに供給する発電出力制御部と、を備え、
前記発電出力制御部は、前記検出部で検出された電圧が、前記燃料電池装置に設定された閾値より値が高く設定された当該太陽光発電装置用の閾値以上であった場合は前記無効電力の出力を行い、前記無効電力の出力を行っても前記閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成することを特徴とする
太陽光発電装置。
【請求項９】
前記発電出力制御部は、前記無効電力の出力を前記インバータの容量限界まで行う
請求項８記載の燃料電池装置。
【請求項１０】
前記発電出力制御部による前記有効電力の出力抑制は、前記検出部で検出された電圧値が前記閾値以上であり、かつ前記インバータの容量に空きがない場合に行われる
請求項８に記載の太陽光発電装置。
【請求項１１】
前記発電出力制御部には、前記閾値より値が低く設定された第２の閾値が設定され、前記検出部で検出された電圧が前記第２の閾値以上であった場合は、前記インバータの容量限界まで前記無効電力の出力を行う、
請求項９に記載の太陽光発電装置。
【請求項１２】
前記発電出力制御部には、前記第２の閾値より値が低く設定された前記連系点の電圧下降抑制のための第３の閾値が設定され、前記検出部で検出された電圧値が前記第３の閾値以下であり、前記インバータの容量に空きがある場合には、前記電力系統から見て遅相の無効電力を発生させる
請求項９に記載の太陽光発電装置。
【請求項１３】
前記発電出力制御部は、前記検出部で検出された電圧値が前記第３の閾値より大きく、かつ、前記無効電力の発生量の絶対値が０より大きい場合には、前記無効電力の発生量の絶対値を減少させる
請求項１２に記載の太陽光発電装置。
【請求項１４】
電力系統と連系された燃料電池装置及び太陽光発電装置と、前記燃料電池装置及び前記太陽光発電と電力系統との連系点の電圧上昇抑制のための制御を行う電圧制御装置とを含む分散型電源システムであって、
前記燃料電池装置は、
化石燃料から抽出された水素と、空気中の酸素とを化学反応させて直流電力を生成する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力する第１のインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する第１の検出部と、
前記検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記第１のインバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記第１のインバータに供給する第１の発電出力制御部とを備え、
前記太陽光発電装置は、
太陽光を直流電力に変換する太陽光発電セルと、
前記太陽光発電セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力する第２のインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記第２のインバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記第２のインバータに供給する第２の発電出力制御部とを備え、
前記電圧制御装置には、前記太陽光発電装置における電圧上昇抑制制御を開始させるための第１の閾値と、前記燃料電池装置における電圧上昇抑制制御を開始させるための閾値であり、前記第１の閾値より値が高く設定された第２の閾値とが設定され、
前記電圧制御装置は、前記第１の検出部又は前記第２の検出部で検出された電圧が前記第１の閾値以上であった場合は前記第１の発電出力制御部に無効電力の出力を行わせ、前記無効電力の出力を行っても前記閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記第１の検出部又は前記第２の検出部で検出された電圧が前記第２の閾値以上であった場合は、前記第１の発電出力制御部に無効電力の出力を行わせ、前記無効電力の出力を行っても前記閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制させることを特徴とする
分散型電源システム。
【請求項１５】
前記電圧制御装置には、前記第１の閾値未満に設定された第３の閾値と、前記第１の閾値より大きく前記第２の閾値より小さい第４の閾値とが設定され、
前記電圧制御装置は、前記第１の検出部又は前記第２の検出部で検出された電圧が前記第３の閾値以上であった場合は、前記第１のインバータの容量限界まで無効電力の出力を行い、前記第１の検出部又は前記第２の検出部で検出された電圧が前記第４の閾値以上であった場合は、前記第２のインバータの容量限界まで無効電力の出力を行うことを特徴とする、
請求項１４に記載の分散型電源システム。
【請求項１６】
電力系統と連系された燃料電池装置及び太陽光発電装置と、前記燃料電池装置及び前記太陽光発電と前記電力系統との連系点の電圧上昇抑制のための制御を行う電圧制御装置とを含む分散型電源システムにおいて、
前記燃料電池装置は、
化石燃料から抽出された水素と、空気中の酸素とを化学反応させて直流電力を生成する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力する第１のインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記第１のインバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記インバータに供給する第１の発電出力制御部であって、前記第１の検出部で検出された電圧が、電圧上昇抑制制御を開始させるための第１の閾値以上であった場合は前記無効電力の出力を行い、前記無効電力の出力を行っても前記第１の閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成する第１の発電出力制御部とを備え、
前記太陽光発電装置は、
太陽光を直流電力に変換する太陽光発電セルと、
前記太陽光発電セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力する第２のインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記第２のインバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記第２のインバータに供給する第２の発電出力制御部であって、前記第２の検出部で検出された電圧が、前記第１の閾値より値が高く設定された第２の閾値以上であった場合は前記無効電力の出力を行い、前記無効電力の出力を行っても前記第２の閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成する第２の発電出力制御部とを備え、
前記第１の発電出力制御部と前記第２の発電出力制御部とは、前記第１の検出部又は前記第２の検出部が検出した電圧値と前記第１の閾値又は前記第２の閾値との大小関係に関する情報を含む情報を、通信を介して互いにやりとりする
分散型電源システム。
【請求項１】
電力系統との連系点の電圧上昇抑制のために行われる電圧調整制御の開始閾値が設定された太陽光発電装置と併設され、前記電力系統と連系された分散型電源システムに用いられる燃料電池装置であって、
化石燃料から抽出された水素と、空気中の酸素とを化学反応させて直流電力を生成する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力するインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する検出部と、
前記検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記インバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記インバータに供給する発電出力制御部と、を備え、
前記発電出力制御部は、前記検出部で検出された電圧が、前記太陽光発電装置に設定された閾値より値が低く設定された当該燃料電池装置用の閾値以上であった場合は前記無効電力の出力を行い、前記無効電力の出力を行っても前記閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成することを特徴とする
燃料電池装置。
【請求項２】
前記発電出力制御部は、前記無効電力の出力を前記インバータの容量限界まで行う
請求項１記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記発電出力制御部による前記有効電力の出力抑制では、前記有効電力の出力が前記燃料電池セルの最低発電可能電力まで下げられる
請求項２に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記発電出力制御部は、前記有効電力の出力を前記燃料電池セルの最低発電可能電力まで下げる制御を行っても前記閾値以上の電圧が検出される場合には、前記有効電力の出力を０にする制御を行う
請求項３記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記発電出力制御部には、前記閾値より値が低く設定された第２の閾値が設定され、前記検出部で検出された電圧が前記第２の閾値以上であった場合は、前記インバータの容量限界まで前記無効電力の出力を行う、
請求項３に記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記発電出力制御部には、前記第２の閾値より値が低く設定された前記連系点の電圧下降抑制のための第３の閾値が設定され、前記検出部で検出された電圧値が前記第３の閾値以下であり、前記インバータの容量に空きがある場合には、前記電力系統から見て遅相の無効電力を発生させる、
請求項３に記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記発電出力制御部は、前記検出部で検出された電圧値が前記第３の閾値より大きく、かつ、前記無効電力の発生量の絶対値が０より大きい場合には、前記無効電力の発生量の絶対値を減少させる、
請求項６に記載の燃料電池装置。
【請求項８】
電力系統との連系点の電圧上昇抑制のために行われる電圧調整制御の開始閾値が設定された燃料電池装置と併設され、前記電力系統と連系された分散型電源システムに用いられる太陽光発電装置であって、
太陽光を直流電力に変換する太陽光発電セルと、
前記太陽光発電セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力するインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する検出部と、
前記検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記インバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記インバータに供給する発電出力制御部と、を備え、
前記発電出力制御部は、前記検出部で検出された電圧が、前記燃料電池装置に設定された閾値より値が高く設定された当該太陽光発電装置用の閾値以上であった場合は前記無効電力の出力を行い、前記無効電力の出力を行っても前記閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成することを特徴とする
太陽光発電装置。
【請求項９】
前記発電出力制御部は、前記無効電力の出力を前記インバータの容量限界まで行う
請求項８記載の燃料電池装置。
【請求項１０】
前記発電出力制御部による前記有効電力の出力抑制は、前記検出部で検出された電圧値が前記閾値以上であり、かつ前記インバータの容量に空きがない場合に行われる
請求項８に記載の太陽光発電装置。
【請求項１１】
前記発電出力制御部には、前記閾値より値が低く設定された第２の閾値が設定され、前記検出部で検出された電圧が前記第２の閾値以上であった場合は、前記インバータの容量限界まで前記無効電力の出力を行う、
請求項９に記載の太陽光発電装置。
【請求項１２】
前記発電出力制御部には、前記第２の閾値より値が低く設定された前記連系点の電圧下降抑制のための第３の閾値が設定され、前記検出部で検出された電圧値が前記第３の閾値以下であり、前記インバータの容量に空きがある場合には、前記電力系統から見て遅相の無効電力を発生させる
請求項９に記載の太陽光発電装置。
【請求項１３】
前記発電出力制御部は、前記検出部で検出された電圧値が前記第３の閾値より大きく、かつ、前記無効電力の発生量の絶対値が０より大きい場合には、前記無効電力の発生量の絶対値を減少させる
請求項１２に記載の太陽光発電装置。
【請求項１４】
電力系統と連系された燃料電池装置及び太陽光発電装置と、前記燃料電池装置及び前記太陽光発電と電力系統との連系点の電圧上昇抑制のための制御を行う電圧制御装置とを含む分散型電源システムであって、
前記燃料電池装置は、
化石燃料から抽出された水素と、空気中の酸素とを化学反応させて直流電力を生成する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力する第１のインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する第１の検出部と、
前記検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記第１のインバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記第１のインバータに供給する第１の発電出力制御部とを備え、
前記太陽光発電装置は、
太陽光を直流電力に変換する太陽光発電セルと、
前記太陽光発電セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力する第２のインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記第２のインバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記第２のインバータに供給する第２の発電出力制御部とを備え、
前記電圧制御装置には、前記太陽光発電装置における電圧上昇抑制制御を開始させるための第１の閾値と、前記燃料電池装置における電圧上昇抑制制御を開始させるための閾値であり、前記第１の閾値より値が高く設定された第２の閾値とが設定され、
前記電圧制御装置は、前記第１の検出部又は前記第２の検出部で検出された電圧が前記第１の閾値以上であった場合は前記第１の発電出力制御部に無効電力の出力を行わせ、前記無効電力の出力を行っても前記閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記第１の検出部又は前記第２の検出部で検出された電圧が前記第２の閾値以上であった場合は、前記第１の発電出力制御部に無効電力の出力を行わせ、前記無効電力の出力を行っても前記閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制させることを特徴とする
分散型電源システム。
【請求項１５】
前記電圧制御装置には、前記第１の閾値未満に設定された第３の閾値と、前記第１の閾値より大きく前記第２の閾値より小さい第４の閾値とが設定され、
前記電圧制御装置は、前記第１の検出部又は前記第２の検出部で検出された電圧が前記第３の閾値以上であった場合は、前記第１のインバータの容量限界まで無効電力の出力を行い、前記第１の検出部又は前記第２の検出部で検出された電圧が前記第４の閾値以上であった場合は、前記第２のインバータの容量限界まで無効電力の出力を行うことを特徴とする、
請求項１４に記載の分散型電源システム。
【請求項１６】
電力系統と連系された燃料電池装置及び太陽光発電装置と、前記燃料電池装置及び前記太陽光発電と前記電力系統との連系点の電圧上昇抑制のための制御を行う電圧制御装置とを含む分散型電源システムにおいて、
前記燃料電池装置は、
化石燃料から抽出された水素と、空気中の酸素とを化学反応させて直流電力を生成する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力する第１のインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記第１のインバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記インバータに供給する第１の発電出力制御部であって、前記第１の検出部で検出された電圧が、電圧上昇抑制制御を開始させるための第１の閾値以上であった場合は前記無効電力の出力を行い、前記無効電力の出力を行っても前記第１の閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成する第１の発電出力制御部とを備え、
前記太陽光発電装置は、
太陽光を直流電力に変換する太陽光発電セルと、
前記太陽光発電セルで生成された直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に出力する第２のインバータと、
前記電力系統との連系点の電流及び電圧を検出する第２の検出部と、
前記第２の検出部で検出された電流及び電圧から有効電力と無効電力とを検出するとともに、前記検出した電圧値の大きさに応じて、前記第２のインバータの出力電流を調整するための指令信号を生成して前記第２のインバータに供給する第２の発電出力制御部であって、前記第２の検出部で検出された電圧が、前記第１の閾値より値が高く設定された第２の閾値以上であった場合は前記無効電力の出力を行い、前記無効電力の出力を行っても前記第２の閾値以上の前記電圧が検出された場合には前記有効電力の出力を抑制し、前記無効電力の出力量及び前記有効電力の出力量に応じた指令信号を生成する第２の発電出力制御部とを備え、
前記第１の発電出力制御部と前記第２の発電出力制御部とは、前記第１の検出部又は前記第２の検出部が検出した電圧値と前記第１の閾値又は前記第２の閾値との大小関係に関する情報を含む情報を、通信を介して互いにやりとりする
分散型電源システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
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【図１１】
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【図１３】
【図１４】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−５５６５６（Ｐ２０１１−５５６５６Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３１０３（Ｐ２００９−２０３１０３）
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（０００２２０２６２）東京瓦斯株式会社 (1,166)
【Ｆターム（参考）】
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