電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法および電圧上昇抑制プログラム
【課題】複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することを課題とする。
【解決手段】複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、配電系統と所定の分散型電源との接続点で測定された電圧、および、所定の分散型電源から配電系統へと送電する電力の運転力率に基づき、無効電力を増加させるように電力を制御したり、有効電力および／または無効電力を低減させるように電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、電圧の上限値を下回る所定の閾値を保持し、電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回る時に、電力の運転力率が下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように電力を制御する。
【解決手段】複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、配電系統と所定の分散型電源との接続点で測定された電圧、および、所定の分散型電源から配電系統へと送電する電力の運転力率に基づき、無効電力を増加させるように電力を制御したり、有効電力および／または無効電力を低減させるように電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、電圧の上限値を下回る所定の閾値を保持し、電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回る時に、電力の運転力率が下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように電力を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法および電圧上昇抑制プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽光発電システム（ＰＶ：Photovoltaic）、風力発電、燃料電池、マイクロガスタービン、エンジン発電など、配電系統に連系して配電系統との間で電力を送電する分散型電源の導入が、住宅地域を中心に進んでいる。一方で、このような分散型電源が配電系統に大量に連系されると、分散型電源から生じる逆潮流により配電系統の電圧が上昇し、低圧需要家の受電電圧が、電気事業法で規定された電圧（１０１±６Ｖ）を逸脱するおそれが生じる。例えば、図７は、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合の配電系統モデルのシミュレーションにおいて、全低圧需要家に対する太陽光発電システム設置戸数の割合（以下、太陽光発電導入率）をパラメータとした時の低圧需要家の受電電圧を示したものであるが、図７からは、太陽光発電導入率が４０％を超えると、受電電圧が１０７Ｖを超過する低圧需要家が発生することを読み取ることができる。
【０００３】
このため、非特許文献１に示されるように、太陽光発電システムのパワーコンディショナなどには、低圧需要家の受電電圧の上昇を抑制することを目的とした電圧上昇抑制機能が備えられる。具体的には、非特許文献１に示される手法によれば、太陽光発電システムのパワーコンディショナは、まず、図８に示すように、電圧の上限値として、電気事業法で規定された電圧（１０７Ｖ）の設定を受け付け（ステップＳ８０１）、配電系統との接続点における電圧がこの上限値を上回るか否かを判定する（ステップＳ８０３）。次に、パワーコンディショナは、電圧が上限値を上回る時に（ステップＳ８０３肯定）、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないか否かを判定し（ステップＳ８０４）、運転力率が下限値を下回らない場合には（ステップＳ８０４肯定）、進相無効電力（負荷において消費されない電力）を増加させるように電力を制御する（ステップＳ８０５）。もっとも、パワーコンディショナは、進相無効電力を増加させることによって十分な電圧上昇抑制効果が得られず（ステップＳ８０３肯定）、かつ、進相無効電力を増加させることによって運転力率が下限値を下回る場合には（ステップＳ８０４否定）、次に、有効電力（負荷において実際に消費される電力）および無効電力を低減させるように電力を制御する（ステップＳ８０６）。
【０００４】
【非特許文献１】“系統連系規程（ＪＥＡＣ９７０１−２００６）”、日本電気協会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来技術では、以下に説明するように、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減してしまうおそれがあるという課題がある。すなわち、上記した従来技術の手法は、例えば、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合に、受電電圧が上限値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回らない太陽光発電システムのみが、進相無効電力を増加させる手法であるので、それだけでは実効的な電圧上昇抑制効果を得ることができなくなり、結局、いくつかの太陽光発電システムでは、有効電力を低減させるように電力を制御せざるを得なくなる。
【０００６】
具体的に例を挙げて説明すると、図９は、太陽光発電導入率５０％のある配電系統モデルのシミュレーションの結果を示すものであり、図１０は、太陽光発電導入率６０％のある配電系統モデルのシミュレーションの結果を示すものであるが、図９および図１０に示すように、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システムにおいて、ノードＥ１以降の太陽光発電システムが進相無効電力を増加させているが、ノードＥ１以降の太陽光発電システムの内、一部の太陽光発電システムにおいては、進相無効電力を増加させることでは実効的な電圧上昇抑制効果を得ることができなくなり、結局、有効電力を低減させるように電力を制御せざるを得なくなっていることを読み取ることができる。
【０００７】
なお、上記した課題は、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合に限らず、例えば、風力発電、燃料電池、マイクロガスタービン、エンジン発電など、配電系統に連系して配電系統との間で電力を送電する分散型電源を前提とした場合に、同様に課題となる。
【０００８】
そこで、この発明は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能な電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法および電圧上昇抑制プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持手段と、前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、上記の発明において、前記逆変換装置は、複数の太陽光発電システムに連系される配電系統に連系する所定の太陽光発電システムの逆変換装置であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する電圧上昇抑制方法であって、前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持工程と、前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定工程と、前記判定工程によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御工程と、を含んだことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する方法をコンピュータに実行させる電圧上昇抑制プログラムであって、前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持手順と、前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定手順と、前記判定手順によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜４の発明によれば、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、配電系統と所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、所定の分散型電源から配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように電力を制御し、電圧が前記上限値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、電圧の上限値を下回る所定の閾値を保持し、電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回る時に、電力の運転力率が下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように電力を制御するので、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【００１４】
すなわち、例えば、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合において、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の手法と異なり、この発明に係る電圧上昇抑制装置によれば、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（例えば、１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法、および電圧上昇抑制プログラムの実施例を詳細に説明する。なお、以下では、この発明に係る電圧上昇抑制装置を含んで構成されるパワーコンディショナを実施例として説明する。また、以下の実施例で用いる主要な用語、実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴、実施例１におけるパワーコンディショナの構成および処理の手順、実施例１の効果を順に説明し、次に、実施例１におけるパワーコンディショナを所定の配電系統モデルに用いた場合のシミュレーションの結果について、実施例２として説明し、最後に、他の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
［用語の説明］
まず最初に、以下の実施例で用いる主要な用語を説明する。「太陽光発電システム」（特許請求の範囲に記載の「分散型電源」に対応する）とは、太陽光電池から電力を取り出すことを目的としたシステムであり、具体的には、薄い板状の太陽光電池を電気的に複数接続し、強化ガラスなどで表面を覆った太陽光電池モジュールと、直流を交流に変換するインバータ（特許請求の範囲に記載の「逆変換装置」に対応する）やその他の制御装置（例えば、保護装置など）などから構成される「パワーコンディショナ」とから主に構成される。一方、「配電系統」とは、電力会社の発電所によって発電される電力を需要家に配電することを目的とした一連の設備のことであり、具体的には、発電所から送電された電気を制御する変電所や、変電所から需要家に電気を送電する配電線などのことである。
【００１７】
近年、このような「太陽光発電システム」を「配電系統」に接続して運用する「連系」が、住宅地域を中心に進んでいる。「太陽光発電システム」が「配電系統」に「連系」される場合、「太陽光発電システム」において取り出された電力が余った際には、余った電力が「配電系統」に売電され、「太陽光発電システム」において取り出された電力が不足する際には、「配電系統」から電力の不足分が買電される。なお、「太陽光発電システム」において余った電力が「配電系統」に売電される場合には、「太陽光発電システム」から「配電系統」へと電力が送電されるが、このような電力の流れのことを、逆潮流という。
【００１８】
ところで、日本国内で「太陽光発電システム」を「配電系統」に「連系」するにあたっては、一般的に、資源エネルギー庁から示された技術要件（ガイドライン）を指針としなければならない。具体的に説明すると、このガイドラインの中では、「配電系統」と「太陽光発電システム」との接続点における電圧が適正値（１０１±６Ｖなど）を逸脱するおそれがある時は、「太陽光発電システム」において電圧を調整する対策を行うべきであることが、技術要件として示されている。例えば、複数の「太陽光発電システム」が「配電系統」に「連系」されると、複数の「太陽光発電システム」からの逆潮流により、「配電系統」と「太陽光発電システム」との接続点における電圧が上限値（１０７Ｖ）を超過する事態が発生する。このため、「太陽光発電システム」の「パワーコンディショナ」には、「配電系統」と「太陽光発電システム」との接続点における電圧が上限値（１０７Ｖ）を超過しないよう、電圧上昇を抑制するための対策として、「電圧上昇抑制装置」が備えられる。
【００１９】
次に、「電圧上昇抑制装置」について説明すると、「パワーコンディショナ」の「電圧上昇抑制装置」は、「配電系統」と「太陽光発電システム」との接続点で測定された電圧に基づき、電圧上昇を抑制するように電力を制御する。まず、「電圧上昇抑制装置」は、電圧上昇抑制のひとつの手法として、「進相無効電力（特許請求の範囲に記載の「無効電力」に対応する）」を増加させるように電力を制御する。「進相無効電力」とは、負荷において消費されない電力のことである。「電圧上昇抑制装置」は、このような「進相無効電力」を増加させることにより、接続点の電圧上昇を抑制する。
【００２０】
ところで、上記したガイドラインの中では、電力の「運転力率」の適正値についても、技術要件として示されている。ここで、電力の「運転力率」とは、分母が有効電力の自乗と進相無効電力の自乗との和の平方根で、分子が有効電力の計算式で計算される値であり、ガイドラインの中では、逆潮流がある場合の「運転力率」の下限値は、０．８５と示されている。すなわち、「電圧上昇抑制装置」が「進相無効電力」を増加させすぎると、計算式の分母が大きくなり、「運転力率」が下限値０．８５を下回ってしまうことから、「進相無効電力」を増加させる手法には限界があるといえる。
【００２１】
このため、一般的に、「電圧上昇抑制装置」は、電圧上昇抑制のもうひとつの手法として、「有効電力」を低減させるように電力を制御する。もっとも、「有効電力」は、本来エネルギーとして負荷において実際に消費される電力であるので、「電圧上昇抑制装置」は、「有効電力」を過度に低減させないように制御することが望ましい。結局、「パワーコンディショナ」の「電圧上昇抑制装置」においては、複数台の「太陽光発電システム」が「配電系統」に「連系」されているシステムにおいて、「有効電力」を過度に低減させないように制御しつつ、電圧の上昇をいかにして抑制するかが重要になる。
【００２２】
［実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴］
続いて、図１を用いて、実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴を説明する。図１は、実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴を説明するための図である。
【００２３】
実施例１におけるパワーコンディショナは、上記したように、複数の太陽光発電システムに連系される配電系統に連系する所定の太陽光発電システムにおいて、配電系統と所定の太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧、および、所定の太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率に基づき、無効電力を増加させるように電力を制御したり、有効電力および無効電力を低減させるように電力を制御することを概要とし、複数台の太陽光発電システムが配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することを主たる特徴とする。
【００２４】
この主たる特徴について簡単に説明すると、実施例１におけるパワーコンディショナは、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定される電圧の上限値（１０７Ｖ）と、太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率の下限値（０．８５）とを保持する他に、図１に示すように、電圧の上限値を下回る所定の閾値（例えば、１０６．５Ｖなど）を保持する（図１の（１）を参照）。また、実施例１におけるパワーコンディショナは、配電系統と太陽光発電システムとの接続点（図１のノード（受電点））における電圧を、常時測定しているものとする。
【００２５】
このような構成のもと、実施例１におけるパワーコンディショナは、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が上限値（１０７Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合に、無効電力を増加させるように電力を制御し、電圧が上限値（１０７Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回る場合に、有効電力および無効電力を低減させるように電力を制御するが、この他に、電圧が上限値（１０７Ｖ）を下回る場合であっても、電圧が上限値（１０７Ｖ）を下回り、かつ、閾値（１０６．５Ｖ）を上回る時に、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないという条件を満たすか否かを判定する（図１の（２）を参照）。
【００２６】
そして、パワーコンディショナは、条件を満たすことが判定された場合に、すなわち、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が上限値（１０７Ｖ）を下回り、かつ、閾値（１０６．５Ｖ）を上回る時に、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないことが判定された場合に、進相無効電力を増加させるように電力を制御する（図１の（３）を参照）。
【００２７】
このようにして、実施例１におけるパワーコンディショナは、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の手法と異なり、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【００２８】
なお、実施例１においては、パワーコンディショナが、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定される電圧の上限値として「１０７Ｖ」を保持し、太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率の下限値として「０．８５」を保持し、電圧の上限値を下回る所定の閾値として「１０６．５Ｖ」を保持する手法を説明するが、この発明はこれに限られるものではなく、電圧の上限値や電力の運転力率の下限値については、ガイドライン等に基づいて最適な値を保持し、また、電圧の上限値を下回る所定の閾値については、配電系統モデルのシミュレーションの結果等に基づいて最適な値を保持するなど、ガイドラインに則しつつ、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる値であれば、その具体的な値はいずれでもよい。また、実施例１においては、パワーコンディショナが、配電系統と太陽光発電システムとの接続点（図１のノード（受電点））における電圧を、常時測定しているものとして説明するが、この発明はこれに限られるものではなく、配電系統と太陽光発電システムとの接続点における電圧を他の装置において測定した値を、パワーコンディショナが受信するなど、電圧の測定値の入手経路はいずれでもよい。
【００２９】
［実施例１におけるパワーコンディショナの構成］
次に、図２を用いて、実施例１におけるパワーコンディショナの構成を説明する。図２は、実施例１におけるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２に示すように、実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、太陽光電池１００と分電盤３００との間に接続される。具体的には、パワーコンディショナ２００は、太陽光電池１００から入力された直流の電気を交流の電気に変換するなどしてから出力し、出力した交流の電気を、分電盤３００に入力する。
【００３１】
ここで、太陽光電池１００は、薄い板状の太陽光電池を電気的に複数接続し、強化ガラスなどで表面を覆った太陽光電池モジュールである。具体的には、太陽光電池１００は、パワーコンディショナ２００のインバータ部２１０に接続する。例えば、太陽光電池１００は、太陽光によって発電された電気（直流）を出力し、出力した電気（直流）を、インバータ部２１０に入力する。なお、実施例１においては、太陽光電池１００として、薄い板状の太陽光電池を電気的に複数接続し、強化ガラスなどで表面を覆った太陽光電池モジュールを説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、太陽光によって発電された電気を出力するものであれば、具体的な形態はいずれでもよい。
【００３２】
また、分電盤３００は、電気の分配や送電を行う。具体的には、分電盤３００は、配電系統と、パワーコンディショナ２００および図示しない負荷との間に接続する。例えば、分電盤３００は、配電系統から配電される電気を図示しない負荷に分配したり、パワーコンディショナ２００から入力される交流の電気を配電系統に送電するなどする。
【００３３】
このような太陽光電池１００と分電盤３００との間に接続されるパワーコンディショナ２００は、図２に示すように、インバータ部２１０と、記憶部２２０と、制御部２３０とから構成される。
【００３４】
インバータ部２１０は、直流の電気を交流の電気に変換する。具体的には、インバータ部２１０は、太陽光電池１００および分電盤３００と、無効電力制御部２３４および有効電力制御部２３５とに接続する。例えば、インバータ部２１０は、太陽光電池１００から入力される直流の電気を交流の電気に変換し、変換した交流の電気を、分電盤３００に入力する。また、インバータ部２１０は、無効電力制御部２３４によって進相無効電力を増加させるように制御された電力を出力し、出力した電力を、分電盤３００に入力する。さらに、インバータ部２１０は、有効電力制御部２３５によって有効電力を低減させるように制御された電力を出力し、出力した電力を、分電盤３００に入力する。
【００３５】
記憶部２２０は、制御部２３０による各種処理に用いるデータを記憶し、特にこの発明に密接に関連するものとしては、図２に示すように、測定電圧保持部２２１と、電圧上限値保持部２２２と、電圧閾値保持部２２３と、運転力率下限値保持部２２４とを備える。なお、電圧閾値保持部２２３は、特許請求の範囲に記載の「閾値保持手段」に対応する。
【００３６】
測定電圧保持部２２１は、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧を保持する。具体的には、測定電圧保持部２２１は、電圧測定部２３１および条件判定部２３３に接続する。例えば、測定電圧保持部２２１は、電圧測定部２３１によって測定された電圧の値を保持し、保持した電圧の値は、条件判定部２３３による処理に利用される。
【００３７】
電圧上限値保持部２２２は、接続点で測定される電圧の上限値を保持する。具体的には、電圧上限値保持部２２２は、閾値等設定部２３２および条件判定部２３３に接続する。例えば、電圧上限値保持部２２２は、閾値等設定部２３２によって設定された電圧の上限値（１０７Ｖ）を保持し、保持した電圧の上限値は、条件判定部２３３による処理に利用される。
【００３８】
電圧閾値保持部２２３は、接続点で測定される電圧の上限値を下回る閾値を保持する。具体的には、電圧閾値保持部２２３は、閾値等設定部２３２および条件判定部２３３に接続する。例えば、電圧閾値保持部２２３は、閾値等設定部２３２によって設定された電圧の閾値（１０６．５Ｖ）を保持し、保持した電圧の閾値は、条件判定部２３３による処理に利用される。
【００３９】
運転力率下限値保持部２２４は、太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率の下限値を保持する。具体的には、運転力率下限値保持部２２４は、閾値等設定部２３２および条件判定部２３３に接続する。例えば、運転力率下限値保持部２２４は、閾値等設定部２３２によって設定された運転力率の下限値（０．８５）を保持し、保持した電圧の閾値は、条件判定部２３３による処理に利用される。
【００４０】
制御部２３０は、パワーコンディショナ２００を制御して各種処理を実行し、特にこの発明に密接に関連するものとしては、図２に示すように、電圧測定部２３１と、閾値等設定部２３２と、条件判定部２３３と、無効電力制御部２３４と、有効電力制御部２３５とを備える。なお、条件判定部２３３は、特許請求の範囲に記載の「判定手段」に対応し、無効電力制御部２３４および有効電力制御部２３５は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」に対応する。
【００４１】
電圧測定部２３１は、配電系統と太陽光発電システムとの接続点における電圧を測定する。具体的には、電圧測定部２３１は、分電盤３００を介して接続点（受電点）に接続し、また、測定電圧保持部２２１に接続する。例えば、電圧測定部２３１は、接続点（受電点）における電圧を測定し、測定した電圧を、測定電圧保持部２２１に記憶させる。なお、実施例１における電圧測定部２３１は、接続点（受電点）における電圧を常時測定するものとするが、この発明はこれに限られるものではなく、接続点（受電点）における電圧を必要に応じて測定するなど、パワーコンディショナ２００における電力の制御に必要なタイミングで測定するのであれば、そのタイミングはいずれでもよい。
【００４２】
閾値等設定部２３２は、接続点における電圧の上限値、上限値を下回る閾値、太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率の下限値を設定する。具体的には、閾値等設定部２３２は、電圧上限値保持部２２２、電圧閾値保持部２２３、および運転力率下限値保持部２２４に接続する。
【００４３】
例えば、閾値等設定部２３２は、接続点における電圧の上限値として「１０７Ｖ」の設定を受け付け、受け付けた設定を、電圧上限値保持部２２２に記憶させる。ここで、接続点における電圧の上限値は、資源エネルギー庁から示された技術要件（ガイドライン）に規定されている接続点における電圧の適正値「１０１±６Ｖ」に基づいて設定された値である。なお、実施例１においては、上限値として「１０７Ｖ」を採用する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、技術要件（ガイドライン）の変更やその他の条件の変更などによって、接続点における電圧の上限値が異なる場合には、上限値としてその他の値を採用する手法にも、この発明を同様に適用することができる。
【００４４】
また、例えば、閾値等設定部２３２は、上限値を下回る閾値として「１０６．５Ｖ」の設定を受け付け、受け付けた設定を、電圧閾値保持部２２３に記憶させる。なお、実施例１においては、閾値として「１０６．５Ｖ」を採用する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、上限値を下回る閾値であって、配電系統モデルのシミュレーションの結果等に基づいた最適な値であれば、「１０６Ｖ」など閾値としてその他の値を採用する手法にも、この発明を同様に適用することができる。
【００４５】
また、例えば、閾値等設定部２３２は、電力の運転力率の下限値として「０．８５」の設定を受け付け、受け付けた設定を、運転力率下限値保持部２２４に記憶させる。ここで、電力の運転力率は、資源エネルギー庁から示された技術要件（ガイドライン）に規定されている逆潮流がある場合の運転力率の下限値「０．８５」に基づいて設定された値である。なお、実施例１においては、下限値として「０．８５」を採用する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、技術要件（ガイドライン）の変更やその他の条件の変更などによって、電力の運転力率の下限値が異なる場合には、下限値としてその他の値を採用する手法にも、この発明を同様に適用することができる。
【００４６】
条件判定部２３３は、接続点における電圧と上限値との関係、接続点における電圧と閾値との関係、電力の運転力率と下限値との関係などで規定された条件を満たすか否かを判定する。具体的には、条件判定部２３３は、測定電圧保持部２２１、電圧上限値保持部２２２、電圧閾値保持部２２３、および運転力率下限値保持部２２４に接続し、また、無効電力制御部２３４および有効電力制御部２３５に接続する。
【００４７】
例えば、条件判定部２３３は、測定電圧保持部２２１から入力された接続点における電圧の測定値が、電圧上限値保持部２２２から入力された電圧の上限値（１０７Ｖ）を上回るか否かを判定する。また、条件判定部２３３は、接続点における電圧の測定値が上限値を上回ると判定した場合に、次に、電力の運転力率が、運転力率下限値保持部２２４から入力された電力の運転力率の下限値（０．８５）を下回るか否かを判定し、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定した場合には、進相無効電力を増加させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を無効電力制御部２３４に入力する。一方、条件判定部２３３は、電力の運転力率が下限値を下回ると判定した場合には、有効電力および無効電力を低減させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を有効電力制御部２３５および無効電力制御部２３４に入力する。
【００４８】
また、条件判定部２３３は、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定した場合に、次に、有効電力の抑制値が「０」であるか否かを判定し、有効電力の抑制値が「０」でないと判定した場合には、有効電力および無効電力を増加させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を有効電力制御部２３５および無効電力制御部２３４に入力する。一方、条件判定部２３３は、有効電力の抑制値が「０」であると判定した場合には、次に、接続点における電圧の測定値が、電圧閾値保持部２２３から入力された閾値（１０６．５Ｖ）を上回るか否かを判定する。
【００４９】
さらに、条件判定部２３３は、電圧の測定値が閾値を上回ると判定した場合に、次に、電力の運転力率が、運転力率下限値保持部２２４から入力された電力の運転力率の下限値（０．８５）を下回るか否かを判定し、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定した場合には、進相無効電力を増加させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を無効電力制御部２３４に入力する。一方、条件判定部２３３は、電力の運転力率が下限値を下回ると判定した場合には、処理を終了する。
【００５０】
また、条件判定部２３３は、接続点における電圧の測定値が閾値を上回らないと判定した場合に、次に、進相無効電力が「０」であるか否かを判定し、進相無効電力が「０」であると判定した場合には、処理を終了する。一方、条件判定部２３３は、進相無効電力が「０」でないと判定した場合には、進相無効電力を減少させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を無効電力制御部２３４に入力する。
【００５１】
なお、実施例１においては、条件判定部２３３が、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定した場合に、次に、有効電力の抑制値が「０」であるか否かを判定する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、例えば、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定した場合には、次に、接続点における電圧の測定値が、電圧閾値保持部２２３から入力された閾値（１０６．５Ｖ）を上回るか否かを判定する手法などにも、この発明を同様に適用することができる。また、実施例１においては、条件判定部２３３が、接続点における電圧の測定値が閾値を上回らないと判定した場合に、次に、進相無効電力が「０」であるか否かを判定する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、例えば、条件判定部２３３が、接続点における電圧の測定値が閾値を上回らないと判定した場合には、処理を終了する手法などにも、この発明を同様に適用することができる。
【００５２】
無効電力制御部２３４は、進相無効電力を増加させるように電力を制御するなどする。具体的には、無効電力制御部２３４は、条件判定部２３３とインバータ部２１０との間に接続する。例えば、無効電力制御部２３４は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回ると判定され、次に、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定された場合には、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。また、電力の運転力率が下限値を下回ると判定された場合には、進相無効電力を低減させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００５３】
また、無効電力制御部２３４は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回ると判定され、次に、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定された場合に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。なお、実施例１においては、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回ると判定され、次に、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定された場合に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、かつ、電圧の測定値が閾値を上回ると判定され、かつ、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定された場合に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する手法であれば、その他の条件や条件判定の順番などは、いずれでもよい。
【００５４】
また、無効電力制御部２３４は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回らないと判定され、進相無効電力が「０」でないと判定された場合には、進相無効電力を減少させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。なお、実施例１においては、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回らないと判定され、進相無効電力が「０」でないと判定された場合には、進相無効電力を減少させるようにインバータ部２１０の出力を制御する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回らないと判定され、進相無効電力が「０」でないと判定された場合には、処理を終了する手法など、いずれでもよい。
【００５５】
有効電力制御部２３５は、有効電力を低減させるように電力を制御するなどする。具体的には、有効電力制御部２３５は、条件判定部２３３とインバータ部２１０との間に接続する。例えば、有効電力制御部２３５は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回ると判定され、次に、電力の運転力率が下限値を下回ると判定された場合には、有効電力を低減させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００５６】
また、有効電力制御部２３５は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」でないと判定された場合には、有効電力の低減を解除するようにインバータ部２１０の出力を制御する。なお、実施例１においては、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」でないと判定された場合には、有効電力の低減を解除するようにインバータ部２１０の出力を制御する手法を説明したが、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」でないと判定された場合には、処理を終了する手法など、いずれでもよい。
【００５７】
［実施例１におけるパワーコンディショナによる処理の手順］
次に、図３を用いて、実施例１におけるパワーコンディショナによる処理の手順を説明する。図３は、実施例１におけるパワーコンディショナによる処理の手順を示すフローチャートである。
【００５８】
実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、パワーコンディショナ２００としての運用を開始する前に、閾値等設定部２３２において、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定される電圧の上限値（１０７Ｖ）の設定を受け付ける（ステップＳ３０１）。また、パワーコンディショナ２００は、閾値等設定部２３２において、接続点で測定される電圧の上限値（１０７Ｖ）を下回る閾値（１０６．５Ｖ）の設定を受け付ける（ステップＳ３０２）。また、実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、電圧測定部２３１において、配電系統と太陽光発電システムとの接続点における電圧を常時測定し（ステップＳ３０３）、測定した電圧に基づいて条件判定部２３３において適宜判定を行うことによって、無効電力制御部２３４または有効電力制御部２３５による制御を行う。以下では、パワーコンディショナ２００が、電圧測定部２３１において測定した電圧に基づいて行う処理の手順について説明する。
【００５９】
実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、まず、電圧測定部２３１によって測定された電圧が、上限値（１０７Ｖ）を上回るか否かを判定する（ステップＳ３０４）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、測定電圧保持部２２１から入力された電圧の測定値が、電圧上限値保持部２２２から入力された電圧の上限値を上回るか否かを判定する。
【００６０】
測定された電圧が上限値（１０７Ｖ）を上回る場合には（ステップＳ３０４肯定）、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、次に、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないか否かを判定する（ステップＳ３０５）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、測定電圧保持部２２１から入力された電圧の測定値が、運転力率下限値保持部２２４から入力された運転力率の下限値を下回らないか否かを判定する。
【００６１】
そして、パワーコンディショナ２００は、電圧の測定値が、運転力率の下限値を下回らないと判定した場合に（ステップＳ３０５肯定）、進相無効電力を増加させるように電力を制御する（ステップＳ３０６）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、無効電力制御部２３４において、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００６２】
一方、ステップＳ３０４において、測定された電圧が上限値（１０７Ｖ）を上回らない場合には（ステップＳ３０４否定）、パワーコンディショナ２００は、次に、条件判定部２３３において、有効電力の抑制値が「０」であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。
【００６３】
そして、パワーコンディショナ２００は、有効電力の抑制値が「０」であると判定した場合に（ステップＳ３０８肯定）、条件判定部２３３において、電圧測定部２３１によって測定された電圧が、閾値（１０６．５Ｖ）を上回るか否かを判定する（ステップＳ３０９）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、測定電圧保持部２２１から入力された電圧の測定値が、電圧閾値保持部２２３から入力された電圧の閾値を上回るか否かを判定する。
【００６４】
測定された電圧が閾値（１０６．５Ｖ）を上回る場合には（ステップＳ３０９肯定）、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないか否かを判定する（ステップＳ３１０）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、測定電圧保持部２２１から入力された電圧の測定値が、運転力率下限値保持部２２４から入力された運転力率の下限値を下回らないか否かを判定する。
【００６５】
そして、パワーコンディショナ２００は、電圧の測定値が、運転力率の下限値を下回らないと判定した場合に（ステップＳ３１０肯定）、進相無効電力を増加させるように電力を制御する（ステップＳ３１１）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、無効電力制御部２３４において、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００６６】
一方、ステップＳ３０９において、測定された電圧が閾値（１０６．５Ｖ）を上回らない場合には（ステップＳ３０９否定）、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、進相無効電力が「０」であるか否かを判定し（ステップＳ３１２）、進相無効電力が「０」である場合には（ステップＳ３１２肯定）、電圧測定部２３１において接続点の電圧を測定する処理に戻り、進相無効電力が「０」でない場合には（ステップＳ３１２否定）、無効電力制御部２３４において、進相無効電力を減少させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００６７】
なお、パワーコンディショナ２００は、ステップＳ３０８において、有効電力の抑制値が「０」でないと判定された場合には（ステップＳ３０８否定）、有効電力制御部２３５において、有効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する（ステップＳ３１４）。
【００６８】
このようにして、実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の手法と異なり、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【００６９】
なお、実施例１においては、パワーコンディショナ２００が、接続点で測定された電圧が上限値を上回るか否かを判定してから、次に、測定された電圧が閾値を上回るか否かを判定する処理の手順を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、測定された電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回らない時に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する場合であれば、その他の処理の有無や、処理の手順はいずれでもよい。
【００７０】
［実施例１の効果］
上記してきたように、実施例１によれば、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、配電系統と所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、所定の分散型電源から配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように電力を制御し、電圧が前記上限値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、電圧の上限値を下回る所定の閾値を保持し、電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回る時に、電力の運転力率が下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように電力を制御するので、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【００７１】
すなわち、例えば、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合において、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の手法と異なり、この発明に係る電圧上昇抑制装置によれば、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（例えば、１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【実施例２】
【００７２】
さて、これまで実施例１として、測定された電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回らない時に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する方式のパワーコンディショナについて説明したが、以下では、実施例２として、実施例１におけるパワーコンディショナを所定の配電系統モデルに用いた場合のシミュレーションの結果について、図４〜図６を用いて一例を説明する。図４は、配電系統モデルを説明するための図であり、図５および図６は、配電系統モデルのシミュレーション結果を説明するための図である。
【００７３】
まず、図４に示す配電系統モデルについて説明する。実施例２における配電系統モデルは、図４に示すように、配電線亘長４ｋｍの高圧配電線をＡ〜Ｈの８区間に分割し、それぞれの区間に柱上変圧器、低圧配電線、引込線および太陽光発電システムを有する４つのノードの低圧需要家で構成される低圧系統を配置する。また、負荷は、住宅地域の中間期の１２時とし、Ａ〜Ｈの各区間にそれぞれ高圧需要家と１８０戸の住宅を想定した低圧需要家とする。すなわち、全低圧需要家戸数は、１，４４０戸になる。また、太陽光発電システムは、中間期の最大出力が２ｋＷであると設定する。
【００７４】
このような配電系統モデルに対し、実施例１で説明したパワーコンディショナを用いた場合のシミュレーション結果が、図５および図６である。まず、図５は、全低圧需要家に対する太陽光発電システム設置戸数の割合（以下、太陽光発電導入率）が５０％の場合のシミュレーション結果を示すものであるが、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の方式（白丸）では、有効電力が低減する需要家が発生していることを読み取ることができる。
【００７５】
これに対し、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する実施例１の方式（黒丸）では、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間（ノードＥ１以降）で、進相無効電力の増加を分担することができることから、全ての需要家において、最大有効電力まで出力できていることを読み取ることができる。
【００７６】
次に、図６は、太陽光発電導入率が６０％の場合のシミュレーション結果を示すものであるが、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の方式（白丸）では、有効電力が低減する需要家が多数発生していることを読み取ることができる。
【００７７】
これに対し、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する実施例１の方式（黒丸）では、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間（ノードＥ１以降）で、進相無効電力の増加を分担することができることから、多くの需要家において、大幅に有効電力の低減を抑制できていることを読み取ることができる。
【００７８】
こうして、配電系統モデルのシミュレーションの結果、実施例１におけるパワーコンディショナ２００が、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の方式と異なり、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の太陽光発電システムが配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になることがわかる。
【実施例３】
【００７９】
ところで、これまで実施例１および２におけるパワーコンディショナについて説明したが、この発明は上記した実施例以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、実施例３におけるパワーコンディショナとして、異なる実施例を説明する。
【００８０】
［システム構成等］
上記の実施例１および２においては、分散型電源として太陽光発電システムを前提とする場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、分散型電源として、例えば、風力発電、燃料電池、マイクロガスタービン、エンジン発電など、配電系統に連系して配電系統との間で電力を送電するその他の分散型電源を前提とする場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【００８１】
上記の実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理（例えば、図３に示す処理）の全部または一部を手動的におこなう（例えば、有効電力の抑制値が「０」であるか否かの判定に係る処理や、進相無効電力が「０」であるか否かの判定に係る処理を、パワーコンディショナを操作する者に選択させて実行するなど）こともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理（例えば、電圧の閾値の設定など）の全部または一部を公知の方法で自動的におこなう（例えば、パワーコンディショナにおける制御結果などに基づいて、自動的に最適な閾値を設定するなど）こともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００８２】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示（例えば、図２など）の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる（例えば、電圧上限値保持部２２２と電圧閾値保持部２２３と運転力率下限値保持部２２４とを統合して構成するなど）。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００８３】
なお、上記の実施例で説明した電圧上昇抑制方法（図３）は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、この発明に係る電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法および電圧上昇抑制プログラムは、複数の太陽光発電システムに連系される配電系統に連系する所定の太陽光発電システムにおいて、配電系統と所定の太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧、および、所定の太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率に基づき、無効電力を増加させるように電力を制御したり、有効電力および／または無効電力を低減させるように電力を制御することに有用であり、特に、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することに適する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴を説明するための図である。
【図２】実施例１におけるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１におけるパワーコンディショナによる処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】配電系統モデルを説明するための図である。
【図５】配電系統モデルのシミュレーション結果を説明するための図である。
【図６】配電系統モデルのシミュレーション結果を説明するための図である。
【図７】従来技術を説明するための図である。
【図８】従来技術を説明するための図である。
【図９】従来技術を説明するための図である。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８６】
１００ 太陽光電池
２００ パワーコンディショナ
２１０ インバータ部
２２０ 記憶部
２２１ 測定電圧保持部
２２２ 電圧上限値保持部
２２３ 電圧閾値保持部
２２４ 運転力率下限値保持部
２３０ 制御部
２３１ 電圧測定部
２３２ 閾値等設定部
２３３ 条件判定部
２３４ 無効電力制御部
２３５ 有効電力制御部
３００ 分電盤
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法および電圧上昇抑制プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、太陽光発電システム（ＰＶ：Photovoltaic）、風力発電、燃料電池、マイクロガスタービン、エンジン発電など、配電系統に連系して配電系統との間で電力を送電する分散型電源の導入が、住宅地域を中心に進んでいる。一方で、このような分散型電源が配電系統に大量に連系されると、分散型電源から生じる逆潮流により配電系統の電圧が上昇し、低圧需要家の受電電圧が、電気事業法で規定された電圧（１０１±６Ｖ）を逸脱するおそれが生じる。例えば、図７は、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合の配電系統モデルのシミュレーションにおいて、全低圧需要家に対する太陽光発電システム設置戸数の割合（以下、太陽光発電導入率）をパラメータとした時の低圧需要家の受電電圧を示したものであるが、図７からは、太陽光発電導入率が４０％を超えると、受電電圧が１０７Ｖを超過する低圧需要家が発生することを読み取ることができる。
【０００３】
このため、非特許文献１に示されるように、太陽光発電システムのパワーコンディショナなどには、低圧需要家の受電電圧の上昇を抑制することを目的とした電圧上昇抑制機能が備えられる。具体的には、非特許文献１に示される手法によれば、太陽光発電システムのパワーコンディショナは、まず、図８に示すように、電圧の上限値として、電気事業法で規定された電圧（１０７Ｖ）の設定を受け付け（ステップＳ８０１）、配電系統との接続点における電圧がこの上限値を上回るか否かを判定する（ステップＳ８０３）。次に、パワーコンディショナは、電圧が上限値を上回る時に（ステップＳ８０３肯定）、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないか否かを判定し（ステップＳ８０４）、運転力率が下限値を下回らない場合には（ステップＳ８０４肯定）、進相無効電力（負荷において消費されない電力）を増加させるように電力を制御する（ステップＳ８０５）。もっとも、パワーコンディショナは、進相無効電力を増加させることによって十分な電圧上昇抑制効果が得られず（ステップＳ８０３肯定）、かつ、進相無効電力を増加させることによって運転力率が下限値を下回る場合には（ステップＳ８０４否定）、次に、有効電力（負荷において実際に消費される電力）および無効電力を低減させるように電力を制御する（ステップＳ８０６）。
【０００４】
【非特許文献１】“系統連系規程（ＪＥＡＣ９７０１−２００６）”、日本電気協会
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した従来技術では、以下に説明するように、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減してしまうおそれがあるという課題がある。すなわち、上記した従来技術の手法は、例えば、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合に、受電電圧が上限値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回らない太陽光発電システムのみが、進相無効電力を増加させる手法であるので、それだけでは実効的な電圧上昇抑制効果を得ることができなくなり、結局、いくつかの太陽光発電システムでは、有効電力を低減させるように電力を制御せざるを得なくなる。
【０００６】
具体的に例を挙げて説明すると、図９は、太陽光発電導入率５０％のある配電系統モデルのシミュレーションの結果を示すものであり、図１０は、太陽光発電導入率６０％のある配電系統モデルのシミュレーションの結果を示すものであるが、図９および図１０に示すように、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システムにおいて、ノードＥ１以降の太陽光発電システムが進相無効電力を増加させているが、ノードＥ１以降の太陽光発電システムの内、一部の太陽光発電システムにおいては、進相無効電力を増加させることでは実効的な電圧上昇抑制効果を得ることができなくなり、結局、有効電力を低減させるように電力を制御せざるを得なくなっていることを読み取ることができる。
【０００７】
なお、上記した課題は、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合に限らず、例えば、風力発電、燃料電池、マイクロガスタービン、エンジン発電など、配電系統に連系して配電系統との間で電力を送電する分散型電源を前提とした場合に、同様に課題となる。
【０００８】
そこで、この発明は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能な電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法および電圧上昇抑制プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明は、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持手段と、前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、上記の発明において、前記逆変換装置は、複数の太陽光発電システムに連系される配電系統に連系する所定の太陽光発電システムの逆変換装置であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する電圧上昇抑制方法であって、前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持工程と、前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定工程と、前記判定工程によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御工程と、を含んだことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する方法をコンピュータに実行させる電圧上昇抑制プログラムであって、前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持手順と、前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定手順と、前記判定手順によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜４の発明によれば、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、配電系統と所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、所定の分散型電源から配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように電力を制御し、電圧が前記上限値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、電圧の上限値を下回る所定の閾値を保持し、電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回る時に、電力の運転力率が下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように電力を制御するので、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【００１４】
すなわち、例えば、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合において、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の手法と異なり、この発明に係る電圧上昇抑制装置によれば、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（例えば、１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法、および電圧上昇抑制プログラムの実施例を詳細に説明する。なお、以下では、この発明に係る電圧上昇抑制装置を含んで構成されるパワーコンディショナを実施例として説明する。また、以下の実施例で用いる主要な用語、実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴、実施例１におけるパワーコンディショナの構成および処理の手順、実施例１の効果を順に説明し、次に、実施例１におけるパワーコンディショナを所定の配電系統モデルに用いた場合のシミュレーションの結果について、実施例２として説明し、最後に、他の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
［用語の説明］
まず最初に、以下の実施例で用いる主要な用語を説明する。「太陽光発電システム」（特許請求の範囲に記載の「分散型電源」に対応する）とは、太陽光電池から電力を取り出すことを目的としたシステムであり、具体的には、薄い板状の太陽光電池を電気的に複数接続し、強化ガラスなどで表面を覆った太陽光電池モジュールと、直流を交流に変換するインバータ（特許請求の範囲に記載の「逆変換装置」に対応する）やその他の制御装置（例えば、保護装置など）などから構成される「パワーコンディショナ」とから主に構成される。一方、「配電系統」とは、電力会社の発電所によって発電される電力を需要家に配電することを目的とした一連の設備のことであり、具体的には、発電所から送電された電気を制御する変電所や、変電所から需要家に電気を送電する配電線などのことである。
【００１７】
近年、このような「太陽光発電システム」を「配電系統」に接続して運用する「連系」が、住宅地域を中心に進んでいる。「太陽光発電システム」が「配電系統」に「連系」される場合、「太陽光発電システム」において取り出された電力が余った際には、余った電力が「配電系統」に売電され、「太陽光発電システム」において取り出された電力が不足する際には、「配電系統」から電力の不足分が買電される。なお、「太陽光発電システム」において余った電力が「配電系統」に売電される場合には、「太陽光発電システム」から「配電系統」へと電力が送電されるが、このような電力の流れのことを、逆潮流という。
【００１８】
ところで、日本国内で「太陽光発電システム」を「配電系統」に「連系」するにあたっては、一般的に、資源エネルギー庁から示された技術要件（ガイドライン）を指針としなければならない。具体的に説明すると、このガイドラインの中では、「配電系統」と「太陽光発電システム」との接続点における電圧が適正値（１０１±６Ｖなど）を逸脱するおそれがある時は、「太陽光発電システム」において電圧を調整する対策を行うべきであることが、技術要件として示されている。例えば、複数の「太陽光発電システム」が「配電系統」に「連系」されると、複数の「太陽光発電システム」からの逆潮流により、「配電系統」と「太陽光発電システム」との接続点における電圧が上限値（１０７Ｖ）を超過する事態が発生する。このため、「太陽光発電システム」の「パワーコンディショナ」には、「配電系統」と「太陽光発電システム」との接続点における電圧が上限値（１０７Ｖ）を超過しないよう、電圧上昇を抑制するための対策として、「電圧上昇抑制装置」が備えられる。
【００１９】
次に、「電圧上昇抑制装置」について説明すると、「パワーコンディショナ」の「電圧上昇抑制装置」は、「配電系統」と「太陽光発電システム」との接続点で測定された電圧に基づき、電圧上昇を抑制するように電力を制御する。まず、「電圧上昇抑制装置」は、電圧上昇抑制のひとつの手法として、「進相無効電力（特許請求の範囲に記載の「無効電力」に対応する）」を増加させるように電力を制御する。「進相無効電力」とは、負荷において消費されない電力のことである。「電圧上昇抑制装置」は、このような「進相無効電力」を増加させることにより、接続点の電圧上昇を抑制する。
【００２０】
ところで、上記したガイドラインの中では、電力の「運転力率」の適正値についても、技術要件として示されている。ここで、電力の「運転力率」とは、分母が有効電力の自乗と進相無効電力の自乗との和の平方根で、分子が有効電力の計算式で計算される値であり、ガイドラインの中では、逆潮流がある場合の「運転力率」の下限値は、０．８５と示されている。すなわち、「電圧上昇抑制装置」が「進相無効電力」を増加させすぎると、計算式の分母が大きくなり、「運転力率」が下限値０．８５を下回ってしまうことから、「進相無効電力」を増加させる手法には限界があるといえる。
【００２１】
このため、一般的に、「電圧上昇抑制装置」は、電圧上昇抑制のもうひとつの手法として、「有効電力」を低減させるように電力を制御する。もっとも、「有効電力」は、本来エネルギーとして負荷において実際に消費される電力であるので、「電圧上昇抑制装置」は、「有効電力」を過度に低減させないように制御することが望ましい。結局、「パワーコンディショナ」の「電圧上昇抑制装置」においては、複数台の「太陽光発電システム」が「配電系統」に「連系」されているシステムにおいて、「有効電力」を過度に低減させないように制御しつつ、電圧の上昇をいかにして抑制するかが重要になる。
【００２２】
［実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴］
続いて、図１を用いて、実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴を説明する。図１は、実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴を説明するための図である。
【００２３】
実施例１におけるパワーコンディショナは、上記したように、複数の太陽光発電システムに連系される配電系統に連系する所定の太陽光発電システムにおいて、配電系統と所定の太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧、および、所定の太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率に基づき、無効電力を増加させるように電力を制御したり、有効電力および無効電力を低減させるように電力を制御することを概要とし、複数台の太陽光発電システムが配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することを主たる特徴とする。
【００２４】
この主たる特徴について簡単に説明すると、実施例１におけるパワーコンディショナは、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定される電圧の上限値（１０７Ｖ）と、太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率の下限値（０．８５）とを保持する他に、図１に示すように、電圧の上限値を下回る所定の閾値（例えば、１０６．５Ｖなど）を保持する（図１の（１）を参照）。また、実施例１におけるパワーコンディショナは、配電系統と太陽光発電システムとの接続点（図１のノード（受電点））における電圧を、常時測定しているものとする。
【００２５】
このような構成のもと、実施例１におけるパワーコンディショナは、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が上限値（１０７Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合に、無効電力を増加させるように電力を制御し、電圧が上限値（１０７Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回る場合に、有効電力および無効電力を低減させるように電力を制御するが、この他に、電圧が上限値（１０７Ｖ）を下回る場合であっても、電圧が上限値（１０７Ｖ）を下回り、かつ、閾値（１０６．５Ｖ）を上回る時に、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないという条件を満たすか否かを判定する（図１の（２）を参照）。
【００２６】
そして、パワーコンディショナは、条件を満たすことが判定された場合に、すなわち、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が上限値（１０７Ｖ）を下回り、かつ、閾値（１０６．５Ｖ）を上回る時に、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないことが判定された場合に、進相無効電力を増加させるように電力を制御する（図１の（３）を参照）。
【００２７】
このようにして、実施例１におけるパワーコンディショナは、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の手法と異なり、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【００２８】
なお、実施例１においては、パワーコンディショナが、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定される電圧の上限値として「１０７Ｖ」を保持し、太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率の下限値として「０．８５」を保持し、電圧の上限値を下回る所定の閾値として「１０６．５Ｖ」を保持する手法を説明するが、この発明はこれに限られるものではなく、電圧の上限値や電力の運転力率の下限値については、ガイドライン等に基づいて最適な値を保持し、また、電圧の上限値を下回る所定の閾値については、配電系統モデルのシミュレーションの結果等に基づいて最適な値を保持するなど、ガイドラインに則しつつ、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる値であれば、その具体的な値はいずれでもよい。また、実施例１においては、パワーコンディショナが、配電系統と太陽光発電システムとの接続点（図１のノード（受電点））における電圧を、常時測定しているものとして説明するが、この発明はこれに限られるものではなく、配電系統と太陽光発電システムとの接続点における電圧を他の装置において測定した値を、パワーコンディショナが受信するなど、電圧の測定値の入手経路はいずれでもよい。
【００２９】
［実施例１におけるパワーコンディショナの構成］
次に、図２を用いて、実施例１におけるパワーコンディショナの構成を説明する。図２は、実施例１におけるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。
【００３０】
図２に示すように、実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、太陽光電池１００と分電盤３００との間に接続される。具体的には、パワーコンディショナ２００は、太陽光電池１００から入力された直流の電気を交流の電気に変換するなどしてから出力し、出力した交流の電気を、分電盤３００に入力する。
【００３１】
ここで、太陽光電池１００は、薄い板状の太陽光電池を電気的に複数接続し、強化ガラスなどで表面を覆った太陽光電池モジュールである。具体的には、太陽光電池１００は、パワーコンディショナ２００のインバータ部２１０に接続する。例えば、太陽光電池１００は、太陽光によって発電された電気（直流）を出力し、出力した電気（直流）を、インバータ部２１０に入力する。なお、実施例１においては、太陽光電池１００として、薄い板状の太陽光電池を電気的に複数接続し、強化ガラスなどで表面を覆った太陽光電池モジュールを説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、太陽光によって発電された電気を出力するものであれば、具体的な形態はいずれでもよい。
【００３２】
また、分電盤３００は、電気の分配や送電を行う。具体的には、分電盤３００は、配電系統と、パワーコンディショナ２００および図示しない負荷との間に接続する。例えば、分電盤３００は、配電系統から配電される電気を図示しない負荷に分配したり、パワーコンディショナ２００から入力される交流の電気を配電系統に送電するなどする。
【００３３】
このような太陽光電池１００と分電盤３００との間に接続されるパワーコンディショナ２００は、図２に示すように、インバータ部２１０と、記憶部２２０と、制御部２３０とから構成される。
【００３４】
インバータ部２１０は、直流の電気を交流の電気に変換する。具体的には、インバータ部２１０は、太陽光電池１００および分電盤３００と、無効電力制御部２３４および有効電力制御部２３５とに接続する。例えば、インバータ部２１０は、太陽光電池１００から入力される直流の電気を交流の電気に変換し、変換した交流の電気を、分電盤３００に入力する。また、インバータ部２１０は、無効電力制御部２３４によって進相無効電力を増加させるように制御された電力を出力し、出力した電力を、分電盤３００に入力する。さらに、インバータ部２１０は、有効電力制御部２３５によって有効電力を低減させるように制御された電力を出力し、出力した電力を、分電盤３００に入力する。
【００３５】
記憶部２２０は、制御部２３０による各種処理に用いるデータを記憶し、特にこの発明に密接に関連するものとしては、図２に示すように、測定電圧保持部２２１と、電圧上限値保持部２２２と、電圧閾値保持部２２３と、運転力率下限値保持部２２４とを備える。なお、電圧閾値保持部２２３は、特許請求の範囲に記載の「閾値保持手段」に対応する。
【００３６】
測定電圧保持部２２１は、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧を保持する。具体的には、測定電圧保持部２２１は、電圧測定部２３１および条件判定部２３３に接続する。例えば、測定電圧保持部２２１は、電圧測定部２３１によって測定された電圧の値を保持し、保持した電圧の値は、条件判定部２３３による処理に利用される。
【００３７】
電圧上限値保持部２２２は、接続点で測定される電圧の上限値を保持する。具体的には、電圧上限値保持部２２２は、閾値等設定部２３２および条件判定部２３３に接続する。例えば、電圧上限値保持部２２２は、閾値等設定部２３２によって設定された電圧の上限値（１０７Ｖ）を保持し、保持した電圧の上限値は、条件判定部２３３による処理に利用される。
【００３８】
電圧閾値保持部２２３は、接続点で測定される電圧の上限値を下回る閾値を保持する。具体的には、電圧閾値保持部２２３は、閾値等設定部２３２および条件判定部２３３に接続する。例えば、電圧閾値保持部２２３は、閾値等設定部２３２によって設定された電圧の閾値（１０６．５Ｖ）を保持し、保持した電圧の閾値は、条件判定部２３３による処理に利用される。
【００３９】
運転力率下限値保持部２２４は、太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率の下限値を保持する。具体的には、運転力率下限値保持部２２４は、閾値等設定部２３２および条件判定部２３３に接続する。例えば、運転力率下限値保持部２２４は、閾値等設定部２３２によって設定された運転力率の下限値（０．８５）を保持し、保持した電圧の閾値は、条件判定部２３３による処理に利用される。
【００４０】
制御部２３０は、パワーコンディショナ２００を制御して各種処理を実行し、特にこの発明に密接に関連するものとしては、図２に示すように、電圧測定部２３１と、閾値等設定部２３２と、条件判定部２３３と、無効電力制御部２３４と、有効電力制御部２３５とを備える。なお、条件判定部２３３は、特許請求の範囲に記載の「判定手段」に対応し、無効電力制御部２３４および有効電力制御部２３５は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」に対応する。
【００４１】
電圧測定部２３１は、配電系統と太陽光発電システムとの接続点における電圧を測定する。具体的には、電圧測定部２３１は、分電盤３００を介して接続点（受電点）に接続し、また、測定電圧保持部２２１に接続する。例えば、電圧測定部２３１は、接続点（受電点）における電圧を測定し、測定した電圧を、測定電圧保持部２２１に記憶させる。なお、実施例１における電圧測定部２３１は、接続点（受電点）における電圧を常時測定するものとするが、この発明はこれに限られるものではなく、接続点（受電点）における電圧を必要に応じて測定するなど、パワーコンディショナ２００における電力の制御に必要なタイミングで測定するのであれば、そのタイミングはいずれでもよい。
【００４２】
閾値等設定部２３２は、接続点における電圧の上限値、上限値を下回る閾値、太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率の下限値を設定する。具体的には、閾値等設定部２３２は、電圧上限値保持部２２２、電圧閾値保持部２２３、および運転力率下限値保持部２２４に接続する。
【００４３】
例えば、閾値等設定部２３２は、接続点における電圧の上限値として「１０７Ｖ」の設定を受け付け、受け付けた設定を、電圧上限値保持部２２２に記憶させる。ここで、接続点における電圧の上限値は、資源エネルギー庁から示された技術要件（ガイドライン）に規定されている接続点における電圧の適正値「１０１±６Ｖ」に基づいて設定された値である。なお、実施例１においては、上限値として「１０７Ｖ」を採用する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、技術要件（ガイドライン）の変更やその他の条件の変更などによって、接続点における電圧の上限値が異なる場合には、上限値としてその他の値を採用する手法にも、この発明を同様に適用することができる。
【００４４】
また、例えば、閾値等設定部２３２は、上限値を下回る閾値として「１０６．５Ｖ」の設定を受け付け、受け付けた設定を、電圧閾値保持部２２３に記憶させる。なお、実施例１においては、閾値として「１０６．５Ｖ」を採用する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、上限値を下回る閾値であって、配電系統モデルのシミュレーションの結果等に基づいた最適な値であれば、「１０６Ｖ」など閾値としてその他の値を採用する手法にも、この発明を同様に適用することができる。
【００４５】
また、例えば、閾値等設定部２３２は、電力の運転力率の下限値として「０．８５」の設定を受け付け、受け付けた設定を、運転力率下限値保持部２２４に記憶させる。ここで、電力の運転力率は、資源エネルギー庁から示された技術要件（ガイドライン）に規定されている逆潮流がある場合の運転力率の下限値「０．８５」に基づいて設定された値である。なお、実施例１においては、下限値として「０．８５」を採用する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、技術要件（ガイドライン）の変更やその他の条件の変更などによって、電力の運転力率の下限値が異なる場合には、下限値としてその他の値を採用する手法にも、この発明を同様に適用することができる。
【００４６】
条件判定部２３３は、接続点における電圧と上限値との関係、接続点における電圧と閾値との関係、電力の運転力率と下限値との関係などで規定された条件を満たすか否かを判定する。具体的には、条件判定部２３３は、測定電圧保持部２２１、電圧上限値保持部２２２、電圧閾値保持部２２３、および運転力率下限値保持部２２４に接続し、また、無効電力制御部２３４および有効電力制御部２３５に接続する。
【００４７】
例えば、条件判定部２３３は、測定電圧保持部２２１から入力された接続点における電圧の測定値が、電圧上限値保持部２２２から入力された電圧の上限値（１０７Ｖ）を上回るか否かを判定する。また、条件判定部２３３は、接続点における電圧の測定値が上限値を上回ると判定した場合に、次に、電力の運転力率が、運転力率下限値保持部２２４から入力された電力の運転力率の下限値（０．８５）を下回るか否かを判定し、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定した場合には、進相無効電力を増加させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を無効電力制御部２３４に入力する。一方、条件判定部２３３は、電力の運転力率が下限値を下回ると判定した場合には、有効電力および無効電力を低減させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を有効電力制御部２３５および無効電力制御部２３４に入力する。
【００４８】
また、条件判定部２３３は、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定した場合に、次に、有効電力の抑制値が「０」であるか否かを判定し、有効電力の抑制値が「０」でないと判定した場合には、有効電力および無効電力を増加させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を有効電力制御部２３５および無効電力制御部２３４に入力する。一方、条件判定部２３３は、有効電力の抑制値が「０」であると判定した場合には、次に、接続点における電圧の測定値が、電圧閾値保持部２２３から入力された閾値（１０６．５Ｖ）を上回るか否かを判定する。
【００４９】
さらに、条件判定部２３３は、電圧の測定値が閾値を上回ると判定した場合に、次に、電力の運転力率が、運転力率下限値保持部２２４から入力された電力の運転力率の下限値（０．８５）を下回るか否かを判定し、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定した場合には、進相無効電力を増加させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を無効電力制御部２３４に入力する。一方、条件判定部２３３は、電力の運転力率が下限値を下回ると判定した場合には、処理を終了する。
【００５０】
また、条件判定部２３３は、接続点における電圧の測定値が閾値を上回らないと判定した場合に、次に、進相無効電力が「０」であるか否かを判定し、進相無効電力が「０」であると判定した場合には、処理を終了する。一方、条件判定部２３３は、進相無効電力が「０」でないと判定した場合には、進相無効電力を減少させるように電力を制御させるべく、判定した判定結果を無効電力制御部２３４に入力する。
【００５１】
なお、実施例１においては、条件判定部２３３が、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定した場合に、次に、有効電力の抑制値が「０」であるか否かを判定する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、例えば、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定した場合には、次に、接続点における電圧の測定値が、電圧閾値保持部２２３から入力された閾値（１０６．５Ｖ）を上回るか否かを判定する手法などにも、この発明を同様に適用することができる。また、実施例１においては、条件判定部２３３が、接続点における電圧の測定値が閾値を上回らないと判定した場合に、次に、進相無効電力が「０」であるか否かを判定する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、例えば、条件判定部２３３が、接続点における電圧の測定値が閾値を上回らないと判定した場合には、処理を終了する手法などにも、この発明を同様に適用することができる。
【００５２】
無効電力制御部２３４は、進相無効電力を増加させるように電力を制御するなどする。具体的には、無効電力制御部２３４は、条件判定部２３３とインバータ部２１０との間に接続する。例えば、無効電力制御部２３４は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回ると判定され、次に、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定された場合には、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。また、電力の運転力率が下限値を下回ると判定された場合には、進相無効電力を低減させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００５３】
また、無効電力制御部２３４は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回ると判定され、次に、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定された場合に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。なお、実施例１においては、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回ると判定され、次に、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定された場合に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、かつ、電圧の測定値が閾値を上回ると判定され、かつ、電力の運転力率が下限値を下回らないと判定された場合に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する手法であれば、その他の条件や条件判定の順番などは、いずれでもよい。
【００５４】
また、無効電力制御部２３４は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回らないと判定され、進相無効電力が「０」でないと判定された場合には、進相無効電力を減少させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。なお、実施例１においては、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回らないと判定され、進相無効電力が「０」でないと判定された場合には、進相無効電力を減少させるようにインバータ部２１０の出力を制御する手法を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」であると判定され、さらに、電圧の測定値が閾値を上回らないと判定され、進相無効電力が「０」でないと判定された場合には、処理を終了する手法など、いずれでもよい。
【００５５】
有効電力制御部２３５は、有効電力を低減させるように電力を制御するなどする。具体的には、有効電力制御部２３５は、条件判定部２３３とインバータ部２１０との間に接続する。例えば、有効電力制御部２３５は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回ると判定され、次に、電力の運転力率が下限値を下回ると判定された場合には、有効電力を低減させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００５６】
また、有効電力制御部２３５は、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」でないと判定された場合には、有効電力の低減を解除するようにインバータ部２１０の出力を制御する。なお、実施例１においては、条件判定部２３３によって、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」でないと判定された場合には、有効電力の低減を解除するようにインバータ部２１０の出力を制御する手法を説明したが、接続点における電圧の測定値が上限値を上回らないと判定され、次に、有効電力の抑制値が「０」でないと判定された場合には、処理を終了する手法など、いずれでもよい。
【００５７】
［実施例１におけるパワーコンディショナによる処理の手順］
次に、図３を用いて、実施例１におけるパワーコンディショナによる処理の手順を説明する。図３は、実施例１におけるパワーコンディショナによる処理の手順を示すフローチャートである。
【００５８】
実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、パワーコンディショナ２００としての運用を開始する前に、閾値等設定部２３２において、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定される電圧の上限値（１０７Ｖ）の設定を受け付ける（ステップＳ３０１）。また、パワーコンディショナ２００は、閾値等設定部２３２において、接続点で測定される電圧の上限値（１０７Ｖ）を下回る閾値（１０６．５Ｖ）の設定を受け付ける（ステップＳ３０２）。また、実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、電圧測定部２３１において、配電系統と太陽光発電システムとの接続点における電圧を常時測定し（ステップＳ３０３）、測定した電圧に基づいて条件判定部２３３において適宜判定を行うことによって、無効電力制御部２３４または有効電力制御部２３５による制御を行う。以下では、パワーコンディショナ２００が、電圧測定部２３１において測定した電圧に基づいて行う処理の手順について説明する。
【００５９】
実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、まず、電圧測定部２３１によって測定された電圧が、上限値（１０７Ｖ）を上回るか否かを判定する（ステップＳ３０４）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、測定電圧保持部２２１から入力された電圧の測定値が、電圧上限値保持部２２２から入力された電圧の上限値を上回るか否かを判定する。
【００６０】
測定された電圧が上限値（１０７Ｖ）を上回る場合には（ステップＳ３０４肯定）、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、次に、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないか否かを判定する（ステップＳ３０５）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、測定電圧保持部２２１から入力された電圧の測定値が、運転力率下限値保持部２２４から入力された運転力率の下限値を下回らないか否かを判定する。
【００６１】
そして、パワーコンディショナ２００は、電圧の測定値が、運転力率の下限値を下回らないと判定した場合に（ステップＳ３０５肯定）、進相無効電力を増加させるように電力を制御する（ステップＳ３０６）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、無効電力制御部２３４において、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００６２】
一方、ステップＳ３０４において、測定された電圧が上限値（１０７Ｖ）を上回らない場合には（ステップＳ３０４否定）、パワーコンディショナ２００は、次に、条件判定部２３３において、有効電力の抑制値が「０」であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。
【００６３】
そして、パワーコンディショナ２００は、有効電力の抑制値が「０」であると判定した場合に（ステップＳ３０８肯定）、条件判定部２３３において、電圧測定部２３１によって測定された電圧が、閾値（１０６．５Ｖ）を上回るか否かを判定する（ステップＳ３０９）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、測定電圧保持部２２１から入力された電圧の測定値が、電圧閾値保持部２２３から入力された電圧の閾値を上回るか否かを判定する。
【００６４】
測定された電圧が閾値（１０６．５Ｖ）を上回る場合には（ステップＳ３０９肯定）、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らないか否かを判定する（ステップＳ３１０）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、測定電圧保持部２２１から入力された電圧の測定値が、運転力率下限値保持部２２４から入力された運転力率の下限値を下回らないか否かを判定する。
【００６５】
そして、パワーコンディショナ２００は、電圧の測定値が、運転力率の下限値を下回らないと判定した場合に（ステップＳ３１０肯定）、進相無効電力を増加させるように電力を制御する（ステップＳ３１１）。具体的には、パワーコンディショナ２００は、無効電力制御部２３４において、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００６６】
一方、ステップＳ３０９において、測定された電圧が閾値（１０６．５Ｖ）を上回らない場合には（ステップＳ３０９否定）、パワーコンディショナ２００は、条件判定部２３３において、進相無効電力が「０」であるか否かを判定し（ステップＳ３１２）、進相無効電力が「０」である場合には（ステップＳ３１２肯定）、電圧測定部２３１において接続点の電圧を測定する処理に戻り、進相無効電力が「０」でない場合には（ステップＳ３１２否定）、無効電力制御部２３４において、進相無効電力を減少させるようにインバータ部２１０の出力を制御する。
【００６７】
なお、パワーコンディショナ２００は、ステップＳ３０８において、有効電力の抑制値が「０」でないと判定された場合には（ステップＳ３０８否定）、有効電力制御部２３５において、有効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する（ステップＳ３１４）。
【００６８】
このようにして、実施例１におけるパワーコンディショナ２００は、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の手法と異なり、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【００６９】
なお、実施例１においては、パワーコンディショナ２００が、接続点で測定された電圧が上限値を上回るか否かを判定してから、次に、測定された電圧が閾値を上回るか否かを判定する処理の手順を説明したが、この発明はこれに限られるものではなく、測定された電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回らない時に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する場合であれば、その他の処理の有無や、処理の手順はいずれでもよい。
【００７０】
［実施例１の効果］
上記してきたように、実施例１によれば、複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、配電系統と所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、所定の分散型電源から配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように電力を制御し、電圧が前記上限値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、電圧の上限値を下回る所定の閾値を保持し、電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回る時に、電力の運転力率が下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように電力を制御するので、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【００７１】
すなわち、例えば、分散型電源として太陽光発電システムを前提とした場合において、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の手法と異なり、この発明に係る電圧上昇抑制装置によれば、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（例えば、１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になる。
【実施例２】
【００７２】
さて、これまで実施例１として、測定された電圧が上限値を下回り、かつ、閾値を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値を下回らない時に、進相無効電力を増加させるようにインバータ部２１０の出力を制御する方式のパワーコンディショナについて説明したが、以下では、実施例２として、実施例１におけるパワーコンディショナを所定の配電系統モデルに用いた場合のシミュレーションの結果について、図４〜図６を用いて一例を説明する。図４は、配電系統モデルを説明するための図であり、図５および図６は、配電系統モデルのシミュレーション結果を説明するための図である。
【００７３】
まず、図４に示す配電系統モデルについて説明する。実施例２における配電系統モデルは、図４に示すように、配電線亘長４ｋｍの高圧配電線をＡ〜Ｈの８区間に分割し、それぞれの区間に柱上変圧器、低圧配電線、引込線および太陽光発電システムを有する４つのノードの低圧需要家で構成される低圧系統を配置する。また、負荷は、住宅地域の中間期の１２時とし、Ａ〜Ｈの各区間にそれぞれ高圧需要家と１８０戸の住宅を想定した低圧需要家とする。すなわち、全低圧需要家戸数は、１，４４０戸になる。また、太陽光発電システムは、中間期の最大出力が２ｋＷであると設定する。
【００７４】
このような配電系統モデルに対し、実施例１で説明したパワーコンディショナを用いた場合のシミュレーション結果が、図５および図６である。まず、図５は、全低圧需要家に対する太陽光発電システム設置戸数の割合（以下、太陽光発電導入率）が５０％の場合のシミュレーション結果を示すものであるが、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の方式（白丸）では、有効電力が低減する需要家が発生していることを読み取ることができる。
【００７５】
これに対し、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する実施例１の方式（黒丸）では、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間（ノードＥ１以降）で、進相無効電力の増加を分担することができることから、全ての需要家において、最大有効電力まで出力できていることを読み取ることができる。
【００７６】
次に、図６は、太陽光発電導入率が６０％の場合のシミュレーション結果を示すものであるが、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の方式（白丸）では、有効電力が低減する需要家が多数発生していることを読み取ることができる。
【００７７】
これに対し、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する実施例１の方式（黒丸）では、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間（ノードＥ１以降）で、進相無効電力の増加を分担することができることから、多くの需要家において、大幅に有効電力の低減を抑制できていることを読み取ることができる。
【００７８】
こうして、配電系統モデルのシミュレーションの結果、実施例１におけるパワーコンディショナ２００が、配電系統と太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時には、電圧上昇抑制のための制御を何ら行わない従来の方式と異なり、接続点で測定された電圧が所定の上限値（１０７Ｖ）を下回る時であっても、電圧が所定の閾値（１０６．５Ｖ）を上回り、かつ、電力の運転力率が下限値（０．８５）を下回らない場合であれば、進相無効電力を増加させるように電力を制御する結果、配電系統に連系されている複数台の太陽光発電システム間で、進相無効電力の増加を分担することができることから、複数台の太陽光発電システムが配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することが可能になることがわかる。
【実施例３】
【００７９】
ところで、これまで実施例１および２におけるパワーコンディショナについて説明したが、この発明は上記した実施例以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、実施例３におけるパワーコンディショナとして、異なる実施例を説明する。
【００８０】
［システム構成等］
上記の実施例１および２においては、分散型電源として太陽光発電システムを前提とする場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、分散型電源として、例えば、風力発電、燃料電池、マイクロガスタービン、エンジン発電など、配電系統に連系して配電系統との間で電力を送電するその他の分散型電源を前提とする場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【００８１】
上記の実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理（例えば、図３に示す処理）の全部または一部を手動的におこなう（例えば、有効電力の抑制値が「０」であるか否かの判定に係る処理や、進相無効電力が「０」であるか否かの判定に係る処理を、パワーコンディショナを操作する者に選択させて実行するなど）こともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理（例えば、電圧の閾値の設定など）の全部または一部を公知の方法で自動的におこなう（例えば、パワーコンディショナにおける制御結果などに基づいて、自動的に最適な閾値を設定するなど）こともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００８２】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示（例えば、図２など）の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる（例えば、電圧上限値保持部２２２と電圧閾値保持部２２３と運転力率下限値保持部２２４とを統合して構成するなど）。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００８３】
なお、上記の実施例で説明した電圧上昇抑制方法（図３）は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、この発明に係る電圧上昇抑制装置、電圧上昇抑制方法および電圧上昇抑制プログラムは、複数の太陽光発電システムに連系される配電系統に連系する所定の太陽光発電システムにおいて、配電系統と所定の太陽光発電システムとの接続点で測定された電圧、および、所定の太陽光発電システムから配電系統へと送電する電力の運転力率に基づき、無効電力を増加させるように電力を制御したり、有効電力および／または無効電力を低減させるように電力を制御することに有用であり、特に、複数台の分散型電源が配電系統に連系されているシステムにおいて、有効電力が過剰に低減することを回避することに適する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１におけるパワーコンディショナの概要および特徴を説明するための図である。
【図２】実施例１におけるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。
【図３】実施例１におけるパワーコンディショナによる処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】配電系統モデルを説明するための図である。
【図５】配電系統モデルのシミュレーション結果を説明するための図である。
【図６】配電系統モデルのシミュレーション結果を説明するための図である。
【図７】従来技術を説明するための図である。
【図８】従来技術を説明するための図である。
【図９】従来技術を説明するための図である。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８６】
１００ 太陽光電池
２００ パワーコンディショナ
２１０ インバータ部
２２０ 記憶部
２２１ 測定電圧保持部
２２２ 電圧上限値保持部
２２３ 電圧閾値保持部
２２４ 運転力率下限値保持部
２３０ 制御部
２３１ 電圧測定部
２３２ 閾値等設定部
２３３ 条件判定部
２３４ 無効電力制御部
２３５ 有効電力制御部
３００ 分電盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、
前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持手段と、
前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする電圧上昇抑制装置。
【請求項２】
前記逆変換装置は、複数の太陽光発電システムに連系される配電系統に連系する所定の太陽光発電システムの逆変換装置であることを特徴とする請求項１に記載の電圧上昇抑制装置。
【請求項３】
複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する電圧上昇抑制方法であって、
前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持工程と、
前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御工程と、
を含んだことを特徴とする電圧上昇抑制方法。
【請求項４】
複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する方法をコンピュータに実行させる電圧上昇抑制プログラムであって、
前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持手順と、
前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定手順と、
前記判定手順によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする電圧上昇抑制プログラム。
【請求項１】
複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する電圧上昇抑制装置であって、
前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持手段と、
前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする電圧上昇抑制装置。
【請求項２】
前記逆変換装置は、複数の太陽光発電システムに連系される配電系統に連系する所定の太陽光発電システムの逆変換装置であることを特徴とする請求項１に記載の電圧上昇抑制装置。
【請求項３】
複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する電圧上昇抑制方法であって、
前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持工程と、
前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御工程と、
を含んだことを特徴とする電圧上昇抑制方法。
【請求項４】
複数の分散型電源に連系される配電系統に連系する所定の分散型電源の逆変換装置において、前記配電系統と当該所定の分散型電源との接続点で測定された電圧が所定の上限値を上回り、かつ、前記所定の分散型電源から前記配電系統へと送電する電力の運転力率が所定の下限値を下回らない場合には、無効電力を増加させるように前記電力を制御し、前記電圧が前記上限値を上回り、かつ、前記電力の運転力率が前記下限値を下回る場合には、有効電力および／または無効電力を低減させるように前記電力を制御する方法をコンピュータに実行させる電圧上昇抑制プログラムであって、
前記電圧の前記上限値を下回る所定の閾値を保持する閾値保持手順と、
前記電圧が前記上限値を下回り、かつ、前記閾値を上回る時に、前記電力の運転力率が前記下限値を下回らないという条件を満たすか否かを判定する判定手順と、
前記判定手順によって前記条件を満たすことが判定された場合に、無効電力を増加させるように前記電力を制御する制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする電圧上昇抑制プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３５６４０（Ｐ２００８−３５６４０Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０６９７５（Ｐ２００６−２０６９７５）
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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