直流電源制御装置および直流電源制御方法
【課題】太陽光発電装置、蓄電池、負荷側に特別な装置構成を必要とせずに、精度の良い直流電源制御を行う。
【解決手段】太陽光発電装置２０、蓄電池４０および直流電力系統電源３０それぞれと負荷５０との間に配置された直流電源制御装置１０は、太陽光発電装置２０と負荷５０の間に配置され太陽光発電装置２０に対し最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御手段１１と、蓄電池４０と負荷５０の間に配置され蓄電池４０の充放電を制御する充放電制御手段１２と、負荷５０に並列に接続され負荷５０への出力電圧を検出する出力電圧検出手段１３と、を備えており、充放電制御手段１２は、検出された出力電圧が上昇した場合に、太陽光発電装置２０により発電された余剰電力を蓄電池４０に充電する処理を開始する。
【解決手段】太陽光発電装置２０、蓄電池４０および直流電力系統電源３０それぞれと負荷５０との間に配置された直流電源制御装置１０は、太陽光発電装置２０と負荷５０の間に配置され太陽光発電装置２０に対し最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御手段１１と、蓄電池４０と負荷５０の間に配置され蓄電池４０の充放電を制御する充放電制御手段１２と、負荷５０に並列に接続され負荷５０への出力電圧を検出する出力電圧検出手段１３と、を備えており、充放電制御手段１２は、検出された出力電圧が上昇した場合に、太陽光発電装置２０により発電された余剰電力を蓄電池４０に充電する処理を開始する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置と蓄電池と直流電力系統電源を組み合わせた電源制御技術に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電等の自然エネルギーの利用が注目される中で、施設や住宅に太陽光発電装置が設置されることが多くなってきているが、現状では、太陽光発電装置が発電した直流の電力は、パワーコンディショナーによって交流に変換されて利用されているものがほとんどである。しかしながら、直流で動作する機器や設備も多いため、交流に変換された電力を直流に変換し直す必要が生じ、このような場合には、直流−交流−直流の一連の変換ロスが発生することになる。この変換ロスを低減するために、電力を交流に変換せずに直流のまま供給する直流給電システムも注目されつつある。特に、通信設備（無線通信の基地局等）は蓄電池を備えているため、４８Ｖの直流電力系統電源を使用している例が多い。この場合、商用電力系統の交流電源は整流器や安定化電源等により４８Ｖの直流に変換され、この変換後の直流電力は通信設備やその中の蓄電池に供給される。ここに太陽光発電装置が加わると、商用電力系統からの系統電源（４８Ｖの直流電力系統電源）、蓄電池および太陽光発電装置の３つの電源が負荷に並列に接続される構成となり、これらの３つの電源を効率的に運用するための制御が必要になってくる（特許文献１参照）。
【０００３】
一例として、図１には、太陽光発電装置と電力系統電源と蓄電池を組み合わせた負荷への電力供給状況を示す。この例では、負荷４００Ｗの機器に太陽光発電装置４８０Ｗ、直流の電力系統電源、および蓄電池が並列に接続されている状態で、０時から２４時までの電力供給状況が示されている。太陽光発電装置は、日射量に応じて発電電力が変化し、日射量の多い９時〜１５時の間は、負荷４００Ｗ以上の発電をする。この例では、負荷の消費電力よりも多く発電した電力は蓄電池に充電され、太陽光発電の発電量が負荷４００Ｗを下回ったときに、それまで充電した電力を放電開始することで、電力需要のピーク時間帯である１３時〜１７時は電力系統電源を使わないようにしている。このように蓄電池の充放電を効率的に制御することによって、電力系統に対するピーク消費電力を削減する効果等が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように蓄電池の充放電を制御するためには、太陽光発電装置の発電量が負荷の消費電力を上回ることを検出する必要がある。これは、太陽光発電装置の発電電力と負荷の消費電力とを比較することでも実現できる。しかしながら、負荷によっては、電圧が変動することで当該負荷における消費電力も変動する場合があり、負荷が太陽光発電装置の余剰発電電力を過剰に消費してしまう場合もある。そのような場合、太陽光発電装置の発電電力と負荷の消費電力とを正確に比較することは困難である。また、負荷の消費電力を測定するためには、例えば負荷側に電流センサ等の特別な装置を設ける必要もある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決し、特別な装置構成を必要とせずに、精度の良い直流電源制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る直流電源制御装置は、太陽光発電装置、蓄電池および直流電力系統電源それぞれと負荷との間に配置された直流電源制御装置であって、太陽光発電装置と負荷の間に配置され太陽光発電装置に対し最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御手段と、蓄電池と負荷の間に配置され蓄電池の充放電を制御する充放電制御手段と、負荷に並列に接続され負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、を備え、充放電制御手段は、出力電圧検出手段により検出された出力電圧が上昇した場合に、太陽光発電装置により発電された余剰電力を蓄電池に充電する処理を開始することを特徴とする。このとき、充放電制御手段は、出力電圧が、直流電力系統電源の電圧値に所定値加算した値を超えたことをもって、当該出力電圧が上昇したと判断してもよい。
【０００８】
このように、太陽光発電装置の発電量が負荷の消費電力を上回ることを検出するにあたり、太陽光発電装置の発電電力と負荷の消費電力とを比較することなく、出力電圧検出手段により検出された負荷への出力電圧が上昇したこと（例えば、出力電圧が「直流電力系統電源の電圧値に所定値加算した値」を超えたこと）をもって、太陽光発電装置の発電量が負荷の消費電力を上回ったと判断し、太陽光発電装置により発電された余剰電力を蓄電池に充電する処理を開始する。これにより、負荷の消費電力を測定するための特別な装置（電流センサ等）を必要とせずに直流電源制御装置内で取得可能な電圧情報のみで直流電源制御が可能となり、また、負荷に印加される電圧が変動することで当該負荷における消費電力が変動するといった影響を排除した上で精度の良い直流電源制御を行うことができる。
【０００９】
また、充放電制御手段は、上記の出力電圧が上昇し、且つ、蓄電池の充電残量を表すステート・オブ・チャージが、満充電状態の近傍に対応する第１の閾値（例えば９０％）以下の場合に、余剰電力を蓄電池に充電する処理を開始してもよい。なお、上記の「ステート・オブ・チャージ」（State Of Charge（ＳＯＣ））とは、蓄電池の充電状態を示す単位であり、満充電時における蓄電池の容量に対して充電残量がどのくらいかを比率（パーセント）で表すものである。即ち、ＳＯＣ１００％は蓄電池の完全な満充電状態を、ＳＯＣ５０％は蓄電池の充電残量が半分の状態を、ＳＯＣ０％は蓄電池の完全な放電状態を、それぞれ示す。
【００１０】
また、充放電制御手段は、蓄電池への充電中に、出力電圧が直流電力系統電源の電圧値近傍まで低下した場合、又は、ステート・オブ・チャージが上記第１の閾値を超えた場合に、蓄電池への充電を停止してもよい。
【００１１】
また、充放電制御手段は、蓄電池への充電を停止した後、出力電圧が直流電力系統電源の電圧値近傍まで低下しており、且つ、ステート・オブ・チャージが、上記の第１の閾値（例えば９０％）よりも低く設定された第２の閾値（例えば７０％）以上の場合に、蓄電池に蓄積された電力を負荷へ放電する処理を開始してもよい。
【００１２】
さらに、充放電制御手段は、負荷への放電中に、ステート・オブ・チャージが上記の第２の閾値を下回った場合に、負荷への放電を停止してもよい。
【００１３】
上記のような直流電源制御装置に係る発明は、直流電源制御装置によって実行される直流電源制御方法に係る発明として捉えることができ、以下のように記述することができる。以下の直流電源制御方法に係る発明も、直流電源制御装置に係る発明と同様の作用・効果を奏する。
【００１４】
本発明に係る直流電源制御方法は、太陽光発電装置、蓄電池および直流電力系統電源それぞれと負荷との間に配置され、太陽光発電装置に対し最大電力点追従制御を行い負荷への出力電圧を検出する直流電源制御装置、によって実行される直流電源制御方法であって、検出された負荷への出力電圧が上昇した場合に、太陽光発電装置により発電された余剰電力を蓄電池に充電する処理を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、負荷の消費電力を測定するための特別な装置（電流センサ等）を必要とせずに直流電源制御装置内で取得可能な電圧情報のみで直流電源制御が可能となり、また、負荷に印加される電圧が変動することで当該負荷における消費電力が変動するといった影響を排除した上で精度の良い直流電源制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】太陽光発電装置と電力系統電源と蓄電池を組み合わせた負荷への電力供給状況を示すグラフである。
【図２】直流電源制御装置の構成の一例を示す図である。
【図３】ＭＰＰＴ制御手段の構成の一例を示す図である。
【図４】充放電制御手段の構成の一例を示す図である。
【図５】充放電制御に係る状態遷移および遷移のトリガーを示す図である。
【図６】図５の状態遷移および遷移のトリガーの具体例を示す図である。
【図７】各電力のシミュレーション例を示すグラフである。
【図８】図７のシミュレーション時の出力電圧の変動を示すグラフである。
【図９】充放電制御手段内のスイッチ制御部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。
【００１８】
図２には、直流電源制御装置１０の構成の一例を示す。この図２に示すように、直流電源制御装置１０は、電力系統電源から直流電力を供給する４８Ｖの直流電力系統電源（以下「直流電源」と略称する）３０、太陽光発電装置２０および蓄電池４０のそれぞれと、負荷５０との間に配置されている。また、直流電源制御装置１０は、太陽光発電装置２０と負荷５０の間に配置され太陽光発電装置２０に対し最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御）を行う最大電力点追従制御手段（以下「ＭＰＰＴ制御手段」という）１１と、蓄電池４０と負荷５０の間に配置され蓄電池４０の充放電を制御する充放電制御手段１２と、負荷５０に並列に接続され負荷５０への出力電圧を検出する出力電圧検出手段１３と、を備える。
【００１９】
具体的には図２に示すように、４８Ｖの電圧のバス線１４に、ＭＰＰＴ制御手段１１の出力側、４８Ｖの直流電源３０、充放電制御手段１２の出力側、および、負荷５０が並列に接続されている。また、４８Ｖ電圧のバス線１４には、コンデンサＣ１が並列に接続されており、このコンデンサＣ１は負荷５０への出力電圧の変動を緩和する。さらに、４８Ｖ電圧のバス線１４には、負荷５０への出力電圧を検出する出力電圧検出手段１３が並列に接続されている。出力電圧検出手段１３により検出された検出結果（出力電圧の値）および蓄電池４０のステート・オブ・チャージ（ＳＯＣ）の値は、充放電制御手段１２内の後述するスイッチ制御部１５（図４）に入力され、後述する充放電制御に用いられる。
【００２０】
図３に示すように、ＭＰＰＴ制御手段１１は、スイッチ素子Ｔｒ１を含む降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの回路により構成され、入力側（図３における左側）にコンデンサＣ２が並列に接続されている。このコンデンサＣ２は、入力側に接続された太陽光発電装置２０の動作電圧を調節するためのコンデンサであり、スイッチ素子Ｔｒ１へ入力されるＰＷＭ信号のＰＷＭデューティー比を調節することで、太陽光発電装置２０からの入力電圧を太陽光発電装置２０の最大電力動作電圧に調節する。例えば図３の下段に示すように、スイッチ素子Ｔｒ１へ入力されるＰＷＭ信号のＰＷＭデューティー比を大きくすることで太陽光発電装置２０からの入力電圧を低くすることができ、一方、ＰＷＭデューティー比を小さくすることで太陽光発電装置２０からの入力電圧を高くすることができる。
【００２１】
図２に示す負荷５０への出力電圧は、太陽光発電装置２０からの入力電圧、直流電源３０からの直流電圧、もしくは、蓄電池４０が接続された状態における蓄電池４０からの入力電圧のうち、最も高い電圧になるが、ＭＰＰＴ制御手段１１に設けられた誘導起電力コイルＬ１の誘導起電力によって、太陽光発電装置２０からの入力電力が優先して利用される。これは、誘導起電力コイルＬ１の誘導起電力の電圧が４８Ｖバス線の電圧に加わることで、太陽光発電装置２０からの入力電圧が相対的に若干高くなるためである。
【００２２】
上記のような構成のＭＰＰＴ制御手段１１により、太陽光発電装置２０の発電電力が負荷５０の消費電力を上回ると、直流電源制御装置１０内のコンデンサＣ１に電荷が貯まりはじめ、出力電圧が上昇し始める。前述した出力電圧検出手段１３は、このような出力電圧を監視する。
【００２３】
図４に示すように、充放電制御手段１２は、スイッチ素子Ｔｒ２を含む降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（図４における上段部）と、スイッチ素子Ｔｒ３を含む昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（図４における下段部）と、蓄電池４０への充電を行うための充電スイッチＳＷ１と、蓄電池４０からの放電を行うための放電スイッチＳＷ２と、上記スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン／オフ制御を行うスイッチ制御部１５とを備える。図４の構成例では、入力側（図４における左側）に接続された蓄電池４０の電圧は直流電源３０の出力電圧（４８Ｖ）よりも低いことを想定し、蓄電池４０への充電時には降圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して充電され、一方、蓄電池４０からの放電時には昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して放電される。また、停電時には負荷５０の瞬時停電を防止するために、蓄電池４０から負荷５０に直接放電できるようにダイオードＤ４を使ったバイパス回路が、充放電制御手段１２に設けられている。これにより、４８Ｖの直流電源が停電した場合でも、蓄電池４０から負荷５０に電力を供給できる。
【００２４】
上述したスイッチ制御部１５は、図９に示す一般的なコンピュータにより構成することができる。例えば図９に示すようにスイッチ制御部１５は、ＣＰＵ１５Ａ、ＲＡＭ１５Ｂ、ＲＯＭ１５Ｃ、入力部１５Ｄ、通信部１５Ｅ、補助記憶部１５Ｆ、および出力部１５Ｇを備える。図４に示すようにスイッチ制御部１５には、出力電圧検出手段１３により検出された検出結果（出力電圧の値）と、蓄電池４０のステート・オブ・チャージ（ＳＯＣ）の値とが、それぞれ入力される構成となっている。
【００２５】
［充放電制御について］
以下では、上述した構成の直流電源制御装置１０において実行される充放電制御処理およびそれに伴う状態遷移について説明する。
【００２６】
通常の充放電制御手段は、電池の残量を監視しながら過充電や過放電にならないように制御している。本件の充放電制御手段１２は、これに加えて、出力電圧検出手段１３により検出された出力電圧が上昇した場合に、太陽光発電装置２０が過剰に発電していると判断して、充電スイッチＳＷ１を接続し（オンにし）、太陽光発電装置２０の余剰発電電力を蓄電池４０に充電する。そして、出力電圧が通常範囲に戻ったことを検出した場合に、太陽光発電装置２０の発電電力が負荷５０の消費電力を下回ったと判断して、充電スイッチＳＷ１を遮断する（オフにする）とともに、放電スイッチＳＷ２を接続し（オンにし）、蓄電池４０から放電する。
【００２７】
図５には、充放電制御に係る状態遷移および遷移のトリガーを示しており、図６には具体的な閾値を用いた図５の具体例を示す。これらの図５、図６に示すように、状態としては、図５、図６の中段に示す充電スイッチＳＷ１と放電スイッチＳＷ２がともにオフの状態と、図５、図６の上段に示す充電スイッチＳＷ１のみがオンの状態（蓄電池４０への充電中の状態）と、図５、図６の下段に示す放電スイッチＳＷ２のみがオンの状態（蓄電池４０からの放電中の状態）とがある。初期状態は、図５、図６の中段に示す充電スイッチＳＷ１と放電スイッチＳＷ２がともにオフの状態である。
【００２８】
上記の初期状態で太陽光発電装置２０の発電電力が負荷５０の消費電力を上回ると、図２に示す直流電源制御装置１０内のコンデンサＣ１に電荷が貯まりはじめ、コンデンサＣ１の電圧（出力電圧）が上昇し始める。出力電圧検出手段１３により検出された検出結果（出力電圧の値）は充放電制御手段１２内のスイッチ制御部１５に時々刻々と入力され、スイッチ制御部１５は出力電圧を監視する。
【００２９】
スイッチ制御部１５は、出力電圧が上昇し所定の閾値（例えば図６に示す５１Ｖ）を超えた時点で、充電スイッチＳＷ１をオンにする（図５、図６の状態遷移Ｓ１）。ただし、このとき、過充電にならないように蓄電池４０に充電する容量があること（例えば図６に示すようにＳＯＣが９０％以下であること）を条件とする。つまり、スイッチ制御部１５は、出力電圧が上昇し所定の閾値（例えば図６に示す５１Ｖ）を超え且つ蓄電池４０に充電する容量がある（例えば図６に示すようにＳＯＣが９０％以下である）場合に、充電スイッチＳＷ１をオンにする。充電スイッチＳＷ１がオンになったことで、蓄電池４０への充電が開始され、図５、図６の上段に示す蓄電池４０への充電中の状態（Charge状態）となる。
【００３０】
その後、太陽光発電装置２０の発電電力が負荷の消費電力を下回ると、直流電源制御装置１０内のコンデンサＣ１の電圧（出力電圧）が下がり始める。そこで、スイッチ制御部１５は、出力電圧が通常範囲内に戻った時点（例えば図６に示すように出力電圧が４９Ｖを下回った時点）で、充電スイッチＳＷ１をオフにする（図５、図６の状態遷移Ｓ２）。また、スイッチ制御部１５は、蓄電池４０がほぼ満充電状態となり蓄電池４０に充電する容量が無くなった場合（例えば図６に示すようにＳＯＣが９０％を超えた場合）にも、充電スイッチＳＷ１をオフにする。このように充電スイッチＳＷ１がオフになったことで、蓄電池４０への充電が停止され、図５、図６の中段に示すスイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにオフの状態に戻る。
【００３１】
そして、スイッチ制御部１５は、蓄電池４０の充電量（残量）が所定値以上であり且つ出力電圧が通常範囲内であれば（例えば図６に示すようにＳＯＣが７０％以上であり且つ出力電圧が４９Ｖ未満であれば）、放電スイッチＳＷ２をオンにする（図５、図６の状態遷移Ｓ３）。放電スイッチＳＷ２がオンになったことで、蓄電池４０からの放電が開始され、図５、図６の下段に示す蓄電池４０からの放電中の状態（Discharge状態）となる。これにより、負荷５０には、蓄電池４０から電力が供給され、そのため、４８Ｖ直流電源３０の消費電力が減少し、４８Ｖ直流電源３０の負担を低減することができる。
【００３２】
その後、放電により蓄電池４０の充電量（残量）は低下していき、そして、蓄電池４０の充電量（残量）が所定値未満まで低下した時点（例えば図６に示すようにＳＯＣが７０％を下回った時点）で、スイッチ制御部１５は、放電スイッチＳＷ２をオフにする（図５、図６の状態遷移Ｓ４）。このように放電スイッチＳＷ２がオフになったことで、蓄電池４０からの放電が停止され、図５、図６の中段に示すスイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにオフの状態に戻る。
【００３３】
さて、図７には、本実施形態における各電源の電力変動のシミュレーション例を示す。この図７では、負荷は３００Ｗで一定であり、太陽光発電装置２０の発電電力が増加し、やがて負荷の３００Ｗを超え、その後、蓄電池４０の電力増加に伴い太陽光発電装置２０の発電電力が減少していくことがわかる。なお、蓄電池４０の電力は、マイナスのときが蓄電池４０への充電を、プラスのときが蓄電池４０からの放電をそれぞれ表しており、蓄電池４０が充電状態から放電状態へ切り替わることで、太陽光発電装置２０の発電電力の減少ペースが速くなる。
【００３４】
図８には、図７のシミュレーション時の出力電圧の変動を示す。まず、太陽光発電装置２０の発電電力が無いときは、出力電圧は直流電源３０の電圧（この例では４７．５Ｖ）になっている。その後、太陽光発電装置２０の発電電力が増加するにつれて、出力電圧は上昇する。そして、図７、図８における横軸で約６秒の時点で太陽光発電装置２０の発電電力が負荷の３００Ｗを超えると、出力電圧が急激に上昇し、出力電圧が５１Ｖを超えた時点で充電スイッチＳＷ１がオンとなり蓄電池４０への充電が開始される（図６の状態遷移Ｓ１に相当）。
【００３５】
次に、太陽光発電装置２０の発電電力が負荷５０の消費電力を下回ると、出力電圧が急激に減少するため、出力電圧が４９Ｖを下回った時点で充電スイッチＳＷ１がオフとなり蓄電池４０への充電が停止される（図６の状態遷移Ｓ２に相当）。
【００３６】
このとき蓄電池４０のＳＯＣは７０％以上なので、すぐに、放電スイッチＳＷ２がオンとなり蓄電池４０からの放電が開始される（図６の状態遷移Ｓ３に相当）。放電を開始すると、出力電圧は、蓄電池４０からの放電電圧（この例では４８．５Ｖ）になる。そして、蓄電池４０のＳＯＣが７０％を下回った時点で蓄電池４０からの放電が停止する（図６の状態遷移Ｓ４に相当）。放電を停止すると、出力電圧は直流電源３０の電圧（この例では４７．５Ｖ）に戻る。
【００３７】
その後、直流電源３０が停電すると、図４の充放電制御手段１２に設けられたダイオードＤ４を使ったバイパス回路によって、蓄電池４０から負荷５０に直接放電される。これにより、直流電源３０が停電した場合でも、負荷５０への電力供給は停止することはなく、負荷５０の瞬時停電を防止することができる。
【００３８】
以上のような充放電制御を行うことで、太陽光発電装置２０により発電された余剰電力を有効に利用することができ、直流電源のピークシフトが可能になる。
【００３９】
上記の実施形態によれば、太陽光発電装置２０の発電量が負荷５０の消費電力を上回ることを検出するにあたり、太陽光発電装置２０の発電電力と負荷５０の消費電力とを比較することなく、蓄電池４０のＳＯＣが９０％以下という条件下で、出力電圧検出手段１３により検出された負荷５０への出力電圧が上昇したこと（例えば、出力電圧が「直流電力系統電源の電圧４８Ｖに所定値加算した値（５１Ｖ）」を超えたこと）をもって、太陽光発電装置２０の発電量が負荷５０の消費電力を上回ったと判断し、太陽光発電装置２０により発電された余剰電力を蓄電池４０に充電する処理を開始する。これにより、負荷５０の消費電力を測定するための特別な装置（電流センサ等）を必要とせずに直流電源制御装置１０内で取得可能な電圧情報のみで直流電源制御が可能となり、また、負荷５０に印加される電圧が変動することで当該負荷における消費電力が変動するといった影響を排除した上で精度の良い直流電源制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…直流電源制御装置、１１…最大電力点追従制御手段、１２…充放電制御手段、１３…出力電圧検出手段、１４…バス線、１５…スイッチ制御部、１５Ａ…ＣＰＵ、１５Ｂ…ＲＡＭ、１５Ｃ…ＲＯＭ、１５Ｄ…入力部、１５Ｅ…通信部、１５Ｆ…補助記憶部、１５Ｇ…出力部、２０…太陽光発電装置、３０…直流電力系統電源（直流電源）、４０…蓄電池、５０…負荷。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電装置と蓄電池と直流電力系統電源を組み合わせた電源制御技術に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電等の自然エネルギーの利用が注目される中で、施設や住宅に太陽光発電装置が設置されることが多くなってきているが、現状では、太陽光発電装置が発電した直流の電力は、パワーコンディショナーによって交流に変換されて利用されているものがほとんどである。しかしながら、直流で動作する機器や設備も多いため、交流に変換された電力を直流に変換し直す必要が生じ、このような場合には、直流−交流−直流の一連の変換ロスが発生することになる。この変換ロスを低減するために、電力を交流に変換せずに直流のまま供給する直流給電システムも注目されつつある。特に、通信設備（無線通信の基地局等）は蓄電池を備えているため、４８Ｖの直流電力系統電源を使用している例が多い。この場合、商用電力系統の交流電源は整流器や安定化電源等により４８Ｖの直流に変換され、この変換後の直流電力は通信設備やその中の蓄電池に供給される。ここに太陽光発電装置が加わると、商用電力系統からの系統電源（４８Ｖの直流電力系統電源）、蓄電池および太陽光発電装置の３つの電源が負荷に並列に接続される構成となり、これらの３つの電源を効率的に運用するための制御が必要になってくる（特許文献１参照）。
【０００３】
一例として、図１には、太陽光発電装置と電力系統電源と蓄電池を組み合わせた負荷への電力供給状況を示す。この例では、負荷４００Ｗの機器に太陽光発電装置４８０Ｗ、直流の電力系統電源、および蓄電池が並列に接続されている状態で、０時から２４時までの電力供給状況が示されている。太陽光発電装置は、日射量に応じて発電電力が変化し、日射量の多い９時〜１５時の間は、負荷４００Ｗ以上の発電をする。この例では、負荷の消費電力よりも多く発電した電力は蓄電池に充電され、太陽光発電の発電量が負荷４００Ｗを下回ったときに、それまで充電した電力を放電開始することで、電力需要のピーク時間帯である１３時〜１７時は電力系統電源を使わないようにしている。このように蓄電池の充放電を効率的に制御することによって、電力系統に対するピーク消費電力を削減する効果等が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように蓄電池の充放電を制御するためには、太陽光発電装置の発電量が負荷の消費電力を上回ることを検出する必要がある。これは、太陽光発電装置の発電電力と負荷の消費電力とを比較することでも実現できる。しかしながら、負荷によっては、電圧が変動することで当該負荷における消費電力も変動する場合があり、負荷が太陽光発電装置の余剰発電電力を過剰に消費してしまう場合もある。そのような場合、太陽光発電装置の発電電力と負荷の消費電力とを正確に比較することは困難である。また、負荷の消費電力を測定するためには、例えば負荷側に電流センサ等の特別な装置を設ける必要もある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決し、特別な装置構成を必要とせずに、精度の良い直流電源制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る直流電源制御装置は、太陽光発電装置、蓄電池および直流電力系統電源それぞれと負荷との間に配置された直流電源制御装置であって、太陽光発電装置と負荷の間に配置され太陽光発電装置に対し最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御手段と、蓄電池と負荷の間に配置され蓄電池の充放電を制御する充放電制御手段と、負荷に並列に接続され負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、を備え、充放電制御手段は、出力電圧検出手段により検出された出力電圧が上昇した場合に、太陽光発電装置により発電された余剰電力を蓄電池に充電する処理を開始することを特徴とする。このとき、充放電制御手段は、出力電圧が、直流電力系統電源の電圧値に所定値加算した値を超えたことをもって、当該出力電圧が上昇したと判断してもよい。
【０００８】
このように、太陽光発電装置の発電量が負荷の消費電力を上回ることを検出するにあたり、太陽光発電装置の発電電力と負荷の消費電力とを比較することなく、出力電圧検出手段により検出された負荷への出力電圧が上昇したこと（例えば、出力電圧が「直流電力系統電源の電圧値に所定値加算した値」を超えたこと）をもって、太陽光発電装置の発電量が負荷の消費電力を上回ったと判断し、太陽光発電装置により発電された余剰電力を蓄電池に充電する処理を開始する。これにより、負荷の消費電力を測定するための特別な装置（電流センサ等）を必要とせずに直流電源制御装置内で取得可能な電圧情報のみで直流電源制御が可能となり、また、負荷に印加される電圧が変動することで当該負荷における消費電力が変動するといった影響を排除した上で精度の良い直流電源制御を行うことができる。
【０００９】
また、充放電制御手段は、上記の出力電圧が上昇し、且つ、蓄電池の充電残量を表すステート・オブ・チャージが、満充電状態の近傍に対応する第１の閾値（例えば９０％）以下の場合に、余剰電力を蓄電池に充電する処理を開始してもよい。なお、上記の「ステート・オブ・チャージ」（State Of Charge（ＳＯＣ））とは、蓄電池の充電状態を示す単位であり、満充電時における蓄電池の容量に対して充電残量がどのくらいかを比率（パーセント）で表すものである。即ち、ＳＯＣ１００％は蓄電池の完全な満充電状態を、ＳＯＣ５０％は蓄電池の充電残量が半分の状態を、ＳＯＣ０％は蓄電池の完全な放電状態を、それぞれ示す。
【００１０】
また、充放電制御手段は、蓄電池への充電中に、出力電圧が直流電力系統電源の電圧値近傍まで低下した場合、又は、ステート・オブ・チャージが上記第１の閾値を超えた場合に、蓄電池への充電を停止してもよい。
【００１１】
また、充放電制御手段は、蓄電池への充電を停止した後、出力電圧が直流電力系統電源の電圧値近傍まで低下しており、且つ、ステート・オブ・チャージが、上記の第１の閾値（例えば９０％）よりも低く設定された第２の閾値（例えば７０％）以上の場合に、蓄電池に蓄積された電力を負荷へ放電する処理を開始してもよい。
【００１２】
さらに、充放電制御手段は、負荷への放電中に、ステート・オブ・チャージが上記の第２の閾値を下回った場合に、負荷への放電を停止してもよい。
【００１３】
上記のような直流電源制御装置に係る発明は、直流電源制御装置によって実行される直流電源制御方法に係る発明として捉えることができ、以下のように記述することができる。以下の直流電源制御方法に係る発明も、直流電源制御装置に係る発明と同様の作用・効果を奏する。
【００１４】
本発明に係る直流電源制御方法は、太陽光発電装置、蓄電池および直流電力系統電源それぞれと負荷との間に配置され、太陽光発電装置に対し最大電力点追従制御を行い負荷への出力電圧を検出する直流電源制御装置、によって実行される直流電源制御方法であって、検出された負荷への出力電圧が上昇した場合に、太陽光発電装置により発電された余剰電力を蓄電池に充電する処理を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、負荷の消費電力を測定するための特別な装置（電流センサ等）を必要とせずに直流電源制御装置内で取得可能な電圧情報のみで直流電源制御が可能となり、また、負荷に印加される電圧が変動することで当該負荷における消費電力が変動するといった影響を排除した上で精度の良い直流電源制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】太陽光発電装置と電力系統電源と蓄電池を組み合わせた負荷への電力供給状況を示すグラフである。
【図２】直流電源制御装置の構成の一例を示す図である。
【図３】ＭＰＰＴ制御手段の構成の一例を示す図である。
【図４】充放電制御手段の構成の一例を示す図である。
【図５】充放電制御に係る状態遷移および遷移のトリガーを示す図である。
【図６】図５の状態遷移および遷移のトリガーの具体例を示す図である。
【図７】各電力のシミュレーション例を示すグラフである。
【図８】図７のシミュレーション時の出力電圧の変動を示すグラフである。
【図９】充放電制御手段内のスイッチ制御部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態を説明する。
【００１８】
図２には、直流電源制御装置１０の構成の一例を示す。この図２に示すように、直流電源制御装置１０は、電力系統電源から直流電力を供給する４８Ｖの直流電力系統電源（以下「直流電源」と略称する）３０、太陽光発電装置２０および蓄電池４０のそれぞれと、負荷５０との間に配置されている。また、直流電源制御装置１０は、太陽光発電装置２０と負荷５０の間に配置され太陽光発電装置２０に対し最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御）を行う最大電力点追従制御手段（以下「ＭＰＰＴ制御手段」という）１１と、蓄電池４０と負荷５０の間に配置され蓄電池４０の充放電を制御する充放電制御手段１２と、負荷５０に並列に接続され負荷５０への出力電圧を検出する出力電圧検出手段１３と、を備える。
【００１９】
具体的には図２に示すように、４８Ｖの電圧のバス線１４に、ＭＰＰＴ制御手段１１の出力側、４８Ｖの直流電源３０、充放電制御手段１２の出力側、および、負荷５０が並列に接続されている。また、４８Ｖ電圧のバス線１４には、コンデンサＣ１が並列に接続されており、このコンデンサＣ１は負荷５０への出力電圧の変動を緩和する。さらに、４８Ｖ電圧のバス線１４には、負荷５０への出力電圧を検出する出力電圧検出手段１３が並列に接続されている。出力電圧検出手段１３により検出された検出結果（出力電圧の値）および蓄電池４０のステート・オブ・チャージ（ＳＯＣ）の値は、充放電制御手段１２内の後述するスイッチ制御部１５（図４）に入力され、後述する充放電制御に用いられる。
【００２０】
図３に示すように、ＭＰＰＴ制御手段１１は、スイッチ素子Ｔｒ１を含む降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの回路により構成され、入力側（図３における左側）にコンデンサＣ２が並列に接続されている。このコンデンサＣ２は、入力側に接続された太陽光発電装置２０の動作電圧を調節するためのコンデンサであり、スイッチ素子Ｔｒ１へ入力されるＰＷＭ信号のＰＷＭデューティー比を調節することで、太陽光発電装置２０からの入力電圧を太陽光発電装置２０の最大電力動作電圧に調節する。例えば図３の下段に示すように、スイッチ素子Ｔｒ１へ入力されるＰＷＭ信号のＰＷＭデューティー比を大きくすることで太陽光発電装置２０からの入力電圧を低くすることができ、一方、ＰＷＭデューティー比を小さくすることで太陽光発電装置２０からの入力電圧を高くすることができる。
【００２１】
図２に示す負荷５０への出力電圧は、太陽光発電装置２０からの入力電圧、直流電源３０からの直流電圧、もしくは、蓄電池４０が接続された状態における蓄電池４０からの入力電圧のうち、最も高い電圧になるが、ＭＰＰＴ制御手段１１に設けられた誘導起電力コイルＬ１の誘導起電力によって、太陽光発電装置２０からの入力電力が優先して利用される。これは、誘導起電力コイルＬ１の誘導起電力の電圧が４８Ｖバス線の電圧に加わることで、太陽光発電装置２０からの入力電圧が相対的に若干高くなるためである。
【００２２】
上記のような構成のＭＰＰＴ制御手段１１により、太陽光発電装置２０の発電電力が負荷５０の消費電力を上回ると、直流電源制御装置１０内のコンデンサＣ１に電荷が貯まりはじめ、出力電圧が上昇し始める。前述した出力電圧検出手段１３は、このような出力電圧を監視する。
【００２３】
図４に示すように、充放電制御手段１２は、スイッチ素子Ｔｒ２を含む降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（図４における上段部）と、スイッチ素子Ｔｒ３を含む昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（図４における下段部）と、蓄電池４０への充電を行うための充電スイッチＳＷ１と、蓄電池４０からの放電を行うための放電スイッチＳＷ２と、上記スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン／オフ制御を行うスイッチ制御部１５とを備える。図４の構成例では、入力側（図４における左側）に接続された蓄電池４０の電圧は直流電源３０の出力電圧（４８Ｖ）よりも低いことを想定し、蓄電池４０への充電時には降圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して充電され、一方、蓄電池４０からの放電時には昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを介して放電される。また、停電時には負荷５０の瞬時停電を防止するために、蓄電池４０から負荷５０に直接放電できるようにダイオードＤ４を使ったバイパス回路が、充放電制御手段１２に設けられている。これにより、４８Ｖの直流電源が停電した場合でも、蓄電池４０から負荷５０に電力を供給できる。
【００２４】
上述したスイッチ制御部１５は、図９に示す一般的なコンピュータにより構成することができる。例えば図９に示すようにスイッチ制御部１５は、ＣＰＵ１５Ａ、ＲＡＭ１５Ｂ、ＲＯＭ１５Ｃ、入力部１５Ｄ、通信部１５Ｅ、補助記憶部１５Ｆ、および出力部１５Ｇを備える。図４に示すようにスイッチ制御部１５には、出力電圧検出手段１３により検出された検出結果（出力電圧の値）と、蓄電池４０のステート・オブ・チャージ（ＳＯＣ）の値とが、それぞれ入力される構成となっている。
【００２５】
［充放電制御について］
以下では、上述した構成の直流電源制御装置１０において実行される充放電制御処理およびそれに伴う状態遷移について説明する。
【００２６】
通常の充放電制御手段は、電池の残量を監視しながら過充電や過放電にならないように制御している。本件の充放電制御手段１２は、これに加えて、出力電圧検出手段１３により検出された出力電圧が上昇した場合に、太陽光発電装置２０が過剰に発電していると判断して、充電スイッチＳＷ１を接続し（オンにし）、太陽光発電装置２０の余剰発電電力を蓄電池４０に充電する。そして、出力電圧が通常範囲に戻ったことを検出した場合に、太陽光発電装置２０の発電電力が負荷５０の消費電力を下回ったと判断して、充電スイッチＳＷ１を遮断する（オフにする）とともに、放電スイッチＳＷ２を接続し（オンにし）、蓄電池４０から放電する。
【００２７】
図５には、充放電制御に係る状態遷移および遷移のトリガーを示しており、図６には具体的な閾値を用いた図５の具体例を示す。これらの図５、図６に示すように、状態としては、図５、図６の中段に示す充電スイッチＳＷ１と放電スイッチＳＷ２がともにオフの状態と、図５、図６の上段に示す充電スイッチＳＷ１のみがオンの状態（蓄電池４０への充電中の状態）と、図５、図６の下段に示す放電スイッチＳＷ２のみがオンの状態（蓄電池４０からの放電中の状態）とがある。初期状態は、図５、図６の中段に示す充電スイッチＳＷ１と放電スイッチＳＷ２がともにオフの状態である。
【００２８】
上記の初期状態で太陽光発電装置２０の発電電力が負荷５０の消費電力を上回ると、図２に示す直流電源制御装置１０内のコンデンサＣ１に電荷が貯まりはじめ、コンデンサＣ１の電圧（出力電圧）が上昇し始める。出力電圧検出手段１３により検出された検出結果（出力電圧の値）は充放電制御手段１２内のスイッチ制御部１５に時々刻々と入力され、スイッチ制御部１５は出力電圧を監視する。
【００２９】
スイッチ制御部１５は、出力電圧が上昇し所定の閾値（例えば図６に示す５１Ｖ）を超えた時点で、充電スイッチＳＷ１をオンにする（図５、図６の状態遷移Ｓ１）。ただし、このとき、過充電にならないように蓄電池４０に充電する容量があること（例えば図６に示すようにＳＯＣが９０％以下であること）を条件とする。つまり、スイッチ制御部１５は、出力電圧が上昇し所定の閾値（例えば図６に示す５１Ｖ）を超え且つ蓄電池４０に充電する容量がある（例えば図６に示すようにＳＯＣが９０％以下である）場合に、充電スイッチＳＷ１をオンにする。充電スイッチＳＷ１がオンになったことで、蓄電池４０への充電が開始され、図５、図６の上段に示す蓄電池４０への充電中の状態（Charge状態）となる。
【００３０】
その後、太陽光発電装置２０の発電電力が負荷の消費電力を下回ると、直流電源制御装置１０内のコンデンサＣ１の電圧（出力電圧）が下がり始める。そこで、スイッチ制御部１５は、出力電圧が通常範囲内に戻った時点（例えば図６に示すように出力電圧が４９Ｖを下回った時点）で、充電スイッチＳＷ１をオフにする（図５、図６の状態遷移Ｓ２）。また、スイッチ制御部１５は、蓄電池４０がほぼ満充電状態となり蓄電池４０に充電する容量が無くなった場合（例えば図６に示すようにＳＯＣが９０％を超えた場合）にも、充電スイッチＳＷ１をオフにする。このように充電スイッチＳＷ１がオフになったことで、蓄電池４０への充電が停止され、図５、図６の中段に示すスイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにオフの状態に戻る。
【００３１】
そして、スイッチ制御部１５は、蓄電池４０の充電量（残量）が所定値以上であり且つ出力電圧が通常範囲内であれば（例えば図６に示すようにＳＯＣが７０％以上であり且つ出力電圧が４９Ｖ未満であれば）、放電スイッチＳＷ２をオンにする（図５、図６の状態遷移Ｓ３）。放電スイッチＳＷ２がオンになったことで、蓄電池４０からの放電が開始され、図５、図６の下段に示す蓄電池４０からの放電中の状態（Discharge状態）となる。これにより、負荷５０には、蓄電池４０から電力が供給され、そのため、４８Ｖ直流電源３０の消費電力が減少し、４８Ｖ直流電源３０の負担を低減することができる。
【００３２】
その後、放電により蓄電池４０の充電量（残量）は低下していき、そして、蓄電池４０の充電量（残量）が所定値未満まで低下した時点（例えば図６に示すようにＳＯＣが７０％を下回った時点）で、スイッチ制御部１５は、放電スイッチＳＷ２をオフにする（図５、図６の状態遷移Ｓ４）。このように放電スイッチＳＷ２がオフになったことで、蓄電池４０からの放電が停止され、図５、図６の中段に示すスイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにオフの状態に戻る。
【００３３】
さて、図７には、本実施形態における各電源の電力変動のシミュレーション例を示す。この図７では、負荷は３００Ｗで一定であり、太陽光発電装置２０の発電電力が増加し、やがて負荷の３００Ｗを超え、その後、蓄電池４０の電力増加に伴い太陽光発電装置２０の発電電力が減少していくことがわかる。なお、蓄電池４０の電力は、マイナスのときが蓄電池４０への充電を、プラスのときが蓄電池４０からの放電をそれぞれ表しており、蓄電池４０が充電状態から放電状態へ切り替わることで、太陽光発電装置２０の発電電力の減少ペースが速くなる。
【００３４】
図８には、図７のシミュレーション時の出力電圧の変動を示す。まず、太陽光発電装置２０の発電電力が無いときは、出力電圧は直流電源３０の電圧（この例では４７．５Ｖ）になっている。その後、太陽光発電装置２０の発電電力が増加するにつれて、出力電圧は上昇する。そして、図７、図８における横軸で約６秒の時点で太陽光発電装置２０の発電電力が負荷の３００Ｗを超えると、出力電圧が急激に上昇し、出力電圧が５１Ｖを超えた時点で充電スイッチＳＷ１がオンとなり蓄電池４０への充電が開始される（図６の状態遷移Ｓ１に相当）。
【００３５】
次に、太陽光発電装置２０の発電電力が負荷５０の消費電力を下回ると、出力電圧が急激に減少するため、出力電圧が４９Ｖを下回った時点で充電スイッチＳＷ１がオフとなり蓄電池４０への充電が停止される（図６の状態遷移Ｓ２に相当）。
【００３６】
このとき蓄電池４０のＳＯＣは７０％以上なので、すぐに、放電スイッチＳＷ２がオンとなり蓄電池４０からの放電が開始される（図６の状態遷移Ｓ３に相当）。放電を開始すると、出力電圧は、蓄電池４０からの放電電圧（この例では４８．５Ｖ）になる。そして、蓄電池４０のＳＯＣが７０％を下回った時点で蓄電池４０からの放電が停止する（図６の状態遷移Ｓ４に相当）。放電を停止すると、出力電圧は直流電源３０の電圧（この例では４７．５Ｖ）に戻る。
【００３７】
その後、直流電源３０が停電すると、図４の充放電制御手段１２に設けられたダイオードＤ４を使ったバイパス回路によって、蓄電池４０から負荷５０に直接放電される。これにより、直流電源３０が停電した場合でも、負荷５０への電力供給は停止することはなく、負荷５０の瞬時停電を防止することができる。
【００３８】
以上のような充放電制御を行うことで、太陽光発電装置２０により発電された余剰電力を有効に利用することができ、直流電源のピークシフトが可能になる。
【００３９】
上記の実施形態によれば、太陽光発電装置２０の発電量が負荷５０の消費電力を上回ることを検出するにあたり、太陽光発電装置２０の発電電力と負荷５０の消費電力とを比較することなく、蓄電池４０のＳＯＣが９０％以下という条件下で、出力電圧検出手段１３により検出された負荷５０への出力電圧が上昇したこと（例えば、出力電圧が「直流電力系統電源の電圧４８Ｖに所定値加算した値（５１Ｖ）」を超えたこと）をもって、太陽光発電装置２０の発電量が負荷５０の消費電力を上回ったと判断し、太陽光発電装置２０により発電された余剰電力を蓄電池４０に充電する処理を開始する。これにより、負荷５０の消費電力を測定するための特別な装置（電流センサ等）を必要とせずに直流電源制御装置１０内で取得可能な電圧情報のみで直流電源制御が可能となり、また、負荷５０に印加される電圧が変動することで当該負荷における消費電力が変動するといった影響を排除した上で精度の良い直流電源制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…直流電源制御装置、１１…最大電力点追従制御手段、１２…充放電制御手段、１３…出力電圧検出手段、１４…バス線、１５…スイッチ制御部、１５Ａ…ＣＰＵ、１５Ｂ…ＲＡＭ、１５Ｃ…ＲＯＭ、１５Ｄ…入力部、１５Ｅ…通信部、１５Ｆ…補助記憶部、１５Ｇ…出力部、２０…太陽光発電装置、３０…直流電力系統電源（直流電源）、４０…蓄電池、５０…負荷。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電装置、蓄電池および直流電力系統電源それぞれと負荷との間に配置された直流電源制御装置であって、
前記太陽光発電装置と前記負荷の間に配置され、前記太陽光発電装置に対し最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御手段と、
前記蓄電池と前記負荷の間に配置され、前記蓄電池の充放電を制御する充放電制御手段と、
前記負荷に並列に接続され、前記負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、
前記出力電圧検出手段により検出された出力電圧が上昇した場合に、前記太陽光発電装置により発電された余剰電力を前記蓄電池に充電する処理を開始する、
ことを特徴とする直流電源制御装置。
【請求項２】
前記充放電制御手段は、
前記出力電圧が、前記直流電力系統電源の電圧値に所定値加算した値を超えたことをもって、当該出力電圧が上昇したと判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の直流電源制御装置。
【請求項３】
前記充放電制御手段は、
前記出力電圧が上昇し、且つ、前記蓄電池の充電残量を表すステート・オブ・チャージが、満充電状態の近傍に対応する第１の閾値以下の場合に、前記余剰電力を前記蓄電池に充電する処理を開始する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の直流電源制御装置。
【請求項４】
前記充放電制御手段は、前記蓄電池への充電中に、
前記出力電圧が前記直流電力系統電源の電圧値近傍まで低下した場合、又は、前記ステート・オブ・チャージが前記第１の閾値を超えた場合に、前記蓄電池への充電を停止する、
ことを特徴とする請求項３に記載の直流電源制御装置。
【請求項５】
前記充放電制御手段は、前記蓄電池への充電を停止した後、
前記出力電圧が前記直流電力系統電源の電圧値近傍まで低下しており、且つ、前記ステート・オブ・チャージが、前記第１の閾値よりも低く設定された第２の閾値以上の場合に、前記蓄電池に蓄積された電力を前記負荷へ放電する処理を開始する、
ことを特徴とする請求項４に記載の直流電源制御装置。
【請求項６】
前記充放電制御手段は、前記負荷への放電中に、
前記ステート・オブ・チャージが前記第２の閾値を下回った場合に、前記負荷への放電を停止する、
ことを特徴とする請求項５に記載の直流電源制御装置。
【請求項７】
太陽光発電装置、蓄電池および直流電力系統電源それぞれと負荷との間に配置され、前記太陽光発電装置に対し最大電力点追従制御を行い前記負荷への出力電圧を検出する直流電源制御装置、によって実行される直流電源制御方法において、
検出された前記負荷への出力電圧が上昇した場合に、前記太陽光発電装置により発電された余剰電力を前記蓄電池に充電する処理を開始する、
ことを特徴とする直流電源制御方法。
【請求項１】
太陽光発電装置、蓄電池および直流電力系統電源それぞれと負荷との間に配置された直流電源制御装置であって、
前記太陽光発電装置と前記負荷の間に配置され、前記太陽光発電装置に対し最大電力点追従制御を行う最大電力点追従制御手段と、
前記蓄電池と前記負荷の間に配置され、前記蓄電池の充放電を制御する充放電制御手段と、
前記負荷に並列に接続され、前記負荷への出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
を備え、
前記充放電制御手段は、
前記出力電圧検出手段により検出された出力電圧が上昇した場合に、前記太陽光発電装置により発電された余剰電力を前記蓄電池に充電する処理を開始する、
ことを特徴とする直流電源制御装置。
【請求項２】
前記充放電制御手段は、
前記出力電圧が、前記直流電力系統電源の電圧値に所定値加算した値を超えたことをもって、当該出力電圧が上昇したと判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の直流電源制御装置。
【請求項３】
前記充放電制御手段は、
前記出力電圧が上昇し、且つ、前記蓄電池の充電残量を表すステート・オブ・チャージが、満充電状態の近傍に対応する第１の閾値以下の場合に、前記余剰電力を前記蓄電池に充電する処理を開始する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の直流電源制御装置。
【請求項４】
前記充放電制御手段は、前記蓄電池への充電中に、
前記出力電圧が前記直流電力系統電源の電圧値近傍まで低下した場合、又は、前記ステート・オブ・チャージが前記第１の閾値を超えた場合に、前記蓄電池への充電を停止する、
ことを特徴とする請求項３に記載の直流電源制御装置。
【請求項５】
前記充放電制御手段は、前記蓄電池への充電を停止した後、
前記出力電圧が前記直流電力系統電源の電圧値近傍まで低下しており、且つ、前記ステート・オブ・チャージが、前記第１の閾値よりも低く設定された第２の閾値以上の場合に、前記蓄電池に蓄積された電力を前記負荷へ放電する処理を開始する、
ことを特徴とする請求項４に記載の直流電源制御装置。
【請求項６】
前記充放電制御手段は、前記負荷への放電中に、
前記ステート・オブ・チャージが前記第２の閾値を下回った場合に、前記負荷への放電を停止する、
ことを特徴とする請求項５に記載の直流電源制御装置。
【請求項７】
太陽光発電装置、蓄電池および直流電力系統電源それぞれと負荷との間に配置され、前記太陽光発電装置に対し最大電力点追従制御を行い前記負荷への出力電圧を検出する直流電源制御装置、によって実行される直流電源制御方法において、
検出された前記負荷への出力電圧が上昇した場合に、前記太陽光発電装置により発電された余剰電力を前記蓄電池に充電する処理を開始する、
ことを特徴とする直流電源制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４２６２７（Ｐ２０１３−４２６２７Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７９１３６（Ｐ２０１１−１７９１３６）
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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