JP7745520B2 - 電源システム - Google Patents

Description

本発明は、電源システムに関する。

近年、蓄電池や太陽電池などの分散電源の利用が注目を集めている。例えば、蓄電池から出力される電力及び蓄電池に入力される電力を変換する電力変換装置（以下、PCS; Power Conditioning System）が知られている。

さらに、このようなPCSとしては、PCSの外部に設置される外部電源装置（例えば、外部太陽電池及び外部PCS）から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器を有するPCSが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０２１－１７５３３６号公報

ところで、一般的にPCSが電力系統から解列された状態（以下、解列状態）においては、PCSが設置される施設内の配線を接地することが求められる（例えば、中性線Nの接地）。

発明者等は、鋭意検討の結果、解列状態において中性線Nの接地が求められる場合に、何ら対策を施さなければ、外部電源装置と施設内の配線の接地端との間の地絡電流によって、PCSの地絡検知の誤動作が生じ得ることを見出した。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、外部電源装置が接続されるケースを想定した場合に、PCSの地絡検知の誤動作を適切に抑制し得る電源システムを提供することを目的とする。

開示の一態様は、施設に設置される分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器と、外部電源装置から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器と、制御部と、を備え、前記施設は、前記施設が電力系統から解列された解列状態において前記施設内の配線を接地する接地機構を有しており、前記第1変換器は、前記第2変換器から出力される直流電力を交流電力に変換し、前記制御部は、前記解列状態において前記接地機構が前記施設内の配線を接地させた状態において、前記外部電源装置からの受電可否を判定する判定処理を実行する、電源システムである。

本発明によれば、外部電源装置が接続されるケースを想定した場合に、PCSの地絡検知の誤動作を適切に抑制し得る電源システムを提供することができる。

図１は、実施形態に係る電源システム1（連系状態）を示す図である。 図２は、実施形態に係る電源システム1（解列状態）を示す図である。 図３は、実施形態に係る外部電源装置500Aを示す図である。 図４は、実施形態に係る外部電源装置500Bを示す図である。 図５は、実施形態に係る外部電源装置500Cを示す図である。 図６は、実施形態に係る電源制御方法を示す図である。 図７は、実施形態に係る電源制御方法を示す図である。 図８は、実施形態に係る電源制御方法を示す図である。 図９は、変更例1に係る電源システム1（解列状態）を示す図である。

以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものである。

［実施形態］
（電源システム）
以下において、実施形態に係る電源システムについて説明する。図１及び図２に示すように、電源システム1は、太陽電池（以下、PV）110と、蓄電池（以下、BT）120と、負荷140と、計測装置150と、を有する。電源システム1は、PCS（Power Conditioning System）200と、分電盤300と、を有する。電源システム1は、インタフェース400及び外部電源装置500を有する。

特に限定されるものではないが、PV110、BT120、負荷140、PCS200、分電盤300、インタフェース400は、施設を構成する装置であってもよい。なお、PV110、BT120、負荷140、PCS200、分電盤300、インタフェース400は、施設が設置される建物の内側又は外側に設置されてもよい。施設は、屋内配線や電気機器を含む。

PV110は、太陽光などの光に応じて発電をする分散電源である。例えば、PV110は、太陽光パネルによって構成される。実施形態では、PV110は、変換器210に接続され、変換器230から出力される直流電力が流れる直流電力線200Xに変換器210を通じて接続される。

BT120は、電力の充電及び電力の放電をする分散電源である。例えば、BT120は、蓄電セルによって構成される。BT120は、定置蓄電池と称されてもよい。実施形態では、BT120は、変換器220に接続され、変換器230から出力される直流電力が流れる直流電力線200Xに変換器220を通じて接続される。

負荷140は、電力を消費する機器である。負荷140は、映像機器、音響機器、冷蔵庫、洗濯機、エアーコンディショナ、パーソナルコンピュータなどを含んでもよい。負荷140は、施設内の交流配線300Xによって分電盤300と電気的に接続される。交流配線300Xは、宅内配線300X又は屋内配線300Xと称されてもよい。

計測装置150は、電力系統11から施設への潮流電力（交流電力）を計測する。計測装置150は、施設から電力系統11への逆潮流電力（交流電力）を計測してもよい。計測装置150は、施設から電力系統11への逆潮流電力を防止するための逆潮流防止センサであってもよい。

PCS200は、PV110及びBT120に対応するパワーコンディショナである。具体的には、PCS200は、変換器210と、変換器220と、変換器230と、変換器240と、制御部250と、スイッチ群（スイッチ261～スイッチ263、スイッチ271～スイッチ273）と、を有する。

このようなPCS200は、施設の屋内配線300Xへ電気的に接続されることができる。より詳細に説明すると、施設の屋内配線300Xは、分電盤300に接続され、PCS200は分電盤300を介して屋内配線300Xに電気的に接続されることができる。

変換器210は、PV110から出力される直流電力の電圧を変換する。変換器210は、片方向DC/DCコンバータと称されてもよい。

変換器220は、BT120から出力される直流電力の電圧を変換する。変換器220は、変換器210、変換器230及び変換器240から出力される直流電力の電圧を変換する。変換器220は、双方向DC/DCコンバータと称されてもよい。

変換器230は、インタフェース400から入力される交流電力を直流電力に変換する。変換器230は、AC/DCコンバータと称されてもよい。実施形態では、変換器230は、外部電源装置500から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器を構成する。

特に限定されるものではないが、変換器230は、変換器210、変換器220又は変換器240から出力される直流電力を交流電力に変換する機能を有していてもよい。このようなケースにおいて、変換器230は、双方向インバータと称されてもよい。

変換器240は、変換器210、変換器220又は変換器230から出力される直流電力を交流電力に変換する。変換器240は、電力系統11から供給される交流電力を直流電力に変換する。変換器240は、双方向インバータと称されてもよい。実施形態では、変換器240は、施設に設置される分散電源（例えば、PV110、BT120）から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器を構成する。また、変換器240は、第2変換器から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器を構成する。

ここで、変換器210、変換器220、変換器230及び変換器240は、直流電力が流れる直流電力線200Xによって電気的に接続される。直流電力線200Xは、DCリンク部200Xと称されてもよい。

制御部250は、PCS200を制御する。制御部250は、少なくとも１つのプロセッサを含んでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、単一の集積回路（IC）によって構成されてもよく、通信可能に接続された２以上の回路（集積回路及び又はディスクリート回路（Discrete Circuits）など）によって構成されてもよい。

特に限定されるものではないが、制御部250は、PCSの筐体内に設置されるコントローラであってもよく、PCSの筐体外に設置されるコントローラであってもよい。制御部250は、PCS200とは別体として設置される装置（例えば、EMS; Energy Management System）であってもよい。

制御部250は、接地機構330によって屋内配線300Xを接地した後において、外部電源装置500から電力を受け取る制御を実行してもよい。例えば、制御部250は、スイッチ263を制御することによって、インタフェース400と変換器230との間を電気的に接続してもよい。制御部250は、変換器230を制御することによって、変換器230から交流電力の出力を開始してもよい。

実施形態では、PCS200は、変換器240（第1変換器）及び変換器230（第2変換器）を有する特定電力変換装置の一例である。

スイッチ261は、PV110と変換器210との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ262は、BT120と変換器220との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ263は、インタフェース400と変換器230との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。

スイッチ271は、後述するELB310（電力系統11）と変換器240との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ272は、後述する施設内ブレーカ320と変換器240との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ273は、施設が電力系統11と連系された連系状態と施設が電力系統11から解列された解列状態とを切り替えるスイッチである。なお、以下において、施設が電力系統11から解列された状態を解列状態と呼ぶものとする。

分電盤300は、ELB（Earth Leakage Breaker）310と、施設内ブレーカ320と、を有する。

ELB310は、漏電が発生した場合に、漏電を遮断するブレーカである。ELB310は、電力系統11と電気的に接続される。ELB310は、漏電ブレーカと称されてもよい。

施設内ブレーカ320は、屋内配線300Xの電流が閾値を超えた場合に、屋内配線300Xを遮断するブレーカである。施設内ブレーカ320は、屋内配線300Xに接続される。施設内ブレーカ320は、安全ブレーカと称されてもよく、サーキットブレーカと称されてもよい。

実施形態では、施設は、施設（PCS200）が電力系統11から解列された解列状態において屋内配線300Xを接地する接地機構330を有する。換言すると、施設は、PCS200のスイッチ273により、施設の屋内配線300Xが電力系統から解列された解列状態において、施設の屋内配線300Xを接地する接地機構330を有する。接地機構330は、接地端331及びスイッチ332を有する。例えば、スイッチ332は、連系状態において接地端331と分電盤300とを電気的に接続せずに（図１を参照）、解列状態において接地端331と分電盤300とを電気的に接続する（図２を参照）。なお、接地端とは大地と電気的に接続する部分をいう。

なお、図１及び図２では特に示していないが、接地機構330は、屋内配線300Xの片相、すなわち、変換器240の中性線（一般に端子Nと呼ばれる）と接地端331を接続する。これは、変換器240の自立運転出力が100Vである場合も、200Vである場合も同じである。

インタフェース400は、PCS200（具体的には、変換器230）に電気的に接続されるインタフェースである。インタフェース400は、外部電源装置500が電気的に接続されるインタフェースである。実施形態では、インタフェース400は、外部電源装置500から出力される交流電力を受け取るための電力インタフェースを構成する。

特に限定されるものではないが、インタフェース400は、PCS200の内部に配置されてもよく、施設を構成する建物の外壁に配置されてもよい。インタフェース400は、コネクタ形状を有していてもよく、端子形状を有していてもよい。

外部電源装置500は、PCS510と、外部電源520と、を有する。外部電源装置500は、非絶縁型の電源装置であってもよい。PCS510は、外部電源520から出力される直流電力を交流電力に変換する。PCS510は、PCS200から出力される交流電力を直流電力に変換してもよい。PCS510は、非絶縁型のPCSであってもよい。外部電源520は、太陽電池及び蓄電池などの電源である。

実施形態では、外部電源装置500は、接地端530に電気的に接続される。外部電源装置500と接地端530との接続態様のバリエーションについては後述する（図３～図５を参照）。

（課題）
実施形態では、PCS200が地絡検知機能を有するケースを想定する。具体的には、PCS200は、特定条件が満たされた場合に、地絡が発生したと判定した上で、PCS200の動作を停止するように構成される。このようなPCS200の機能を地絡検知機能と称してもよい。

ここで、特定条件は、所定閾値及び所定時間によって定義される。具体的には、特定条件は、PCS200と接地端331との間の配線の地絡電流が所定閾値以上である状態が所定時間に亘って継続する条件である。例えば、所定閾値は、PCS200に接続され得るPV110の対地静電容量に基づいて設定されてもよい。所定時間は、PCS200の安全設計等によって予め定められてもよい。PCS200と接地端331との間の配線の少なくとも一部は、外部電源装置500と接地端331との間の配線と共通することに留意すべきである。

上述したように、接地機構330は、解列状態において屋内配線300Xを接地する。また、外部電源装置500は、接地端530に電気的に接続されている。従って、PCS200に外部電源装置500が接続された状態を想定すると、外部電源装置500と接地端331との地絡電流によって地絡検知機能が働き、本来であれば正常な動作であるにもかかわらず、PCS200の地絡検知の誤動作が生じ得る。

（接続態様）
以下において、外部電源装置500と接地端530との接続態様のバリエーションについて説明する。

第1に、図３に示すように、外部電源装置500Aは、PCS510A及びBT520Aを有する装置であってもよい。外部電源装置500Aは、上述した外部電源装置500の一例である。

PCS510Aは、変換器541Aと、変換器542Aと、連系接続端551Aと、自立接続端552Aと、スイッチ561Aと、スイッチ562Aと、スイッチ563Aと、接地機構570Aと、を有する。

変換器541Aは、BT520Aから出力される直流電力の電圧を変換する。変換器541Aは、変換器542Aから出力される直流電力の電圧を変換する。変換器541Aは、双方向DC/DCコンバータと称されてもよい。

変換器542Aは、変換器541Aから出力される直流電力を交流電力に変換する。変換器542Aは、PCS200（インタフェース400）から供給される交流電力を直流電力に変換してもよい。変換器542Aは、双方向インバータと称されてもよい。

自立接続端552Aは、インタフェース400と接続される。すなわち、自立接続端552Aは、解列状態においてPCS510AからPCS200に電力を出力する。自立接続端552Aは、解列状態においてPCS200からPCS510Aに電力を入力してもよい。

スイッチ561Aは、BT520Aと変換器541Aとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ562Aは、連系接続端551Aと変換器542Aとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ563Aは、自立接続端552Aと変換器542Aとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。

接地機構570Aは、解列状態において外部電源装置500Aを接地する接地機構である。接地機構570Aは、上述した接地機構330とは別に接地される。具体的には、接地機構570は、解列状態においてPCS542Aと自立接続端552Aとの間の配線を接地する機構である。接地機構570Aは、接地機構330と区別する意味で、特定接地機構と称されてもよい。或いは、接地機構330及び接地機構570Aを区別する意味で、接地機構330を第1接地機構と称してもよく、接地機構570Aを第2接地機構と称してもよい。接地機構570Aは、接地端571A及びスイッチ572Aを有する。スイッチ572Aは、PCS510Aが連系状態において接地端571AとPCS510Aとを電気的に接続せずに、解列状態において接地端571AとPCS510Aとを電気的に接続する。

図３では、接地機構570AがPCS510Aの内部に配置されているケースについて例示した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。接地機構570Aは、PCS510Aの外部に配置されてもよい。

BT520Aは、電力の充電及び電力の放電をする分散電源である。例えば、BT520Aは、蓄電セルによって構成される。BT120及びBT520Aを区別する意味で、BT120は第1蓄電池と称されてもよく、BT520Aは第2蓄電池と称されてもよい。

ここで、図３では、解列状態における接続状態が例示されている。PCS510Aは、絶縁型のPCSであってもよく、非絶縁型のPCSであってもよい。接地端571Aは、図１及び図２に示す接地端530の一例である。図３では、外部電源520としてBT520Aを例示しているが、外部電源520は、太陽電池であってもよい。

すなわち、図３に示すケースでは、解列状態において、接地端571Aと接地端331との間の配線の地絡電流によって、PCS200の地絡検知の誤動作が生じ得る。例えば、変換器541Aが絶縁トランス型の変換器であっても、PCS200の地絡検知の誤動作が生じ得ることに留意すべきである。

第2に、図４に示すように、外部電源装置500Bは、PCS510B及びPV520Bを有する装置であってもよい。外部電源装置500Bは、上述した外部電源装置500の一例である。

PCS510Bは、変換器541Bと、変換器542Bと、連系接続端551Bと、自立接続端552Bと、スイッチ561Bと、スイッチ562Bと、スイッチ563Bと、を有する。

変換器541Bは、PV520Bから出力される直流電力の電圧を変換する。変換器541Bは、片方向DC/DCコンバータと称されてもよい。

変換器542Bは、変換器541Bから出力される直流電力を交流電力に変換する。変換器542Bは、片方向のインバータであってもよい。

自立接続端552Bは、インタフェース400と接続される。すなわち、自立接続端552Bは、解列状態においてPCS510BからPCS200に電力を出力する。

スイッチ561Bは、PV520Bと変換器541Bとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ562Bは、連系接続端551Bと変換器542Bとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ563Bは、自立接続端552Bと変換器542Bとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。

PV520Bは、太陽光などの光に応じて発電をする分散電源である。例えば、PV520Bは、太陽光パネルによって構成される。

ここで、図４では、図３のように施設の屋内配線３００Xが電力系統11から解列された解列状態における、PCS510Bのスイッチ563Bの接続状態が例示されている。PCS510Bは、非絶縁型のPCSである。PCS510Bは、回路アース571Bによって接地する。PV520Bは、アース521Bによって接地する。回路アース571Bは、図２に示す接地端530の一例である。

すなわち、図４に示すケースでは、解列状態において、回路アース571Bと接地端331との間の配線の地絡電流によって、PCS200の地絡検知の誤動作が生じ得る。地絡検知の誤動作は、連系状態では生じずに解列状態（自立運転）で生じることに留意すべきである。従って、地絡検知の誤動作を事前に発見することは困難である。

第3に、図５に示すように、外部電源装置500Cは、PCS510C及びPV520Cを有する装置であってもよい。外部電源装置500Cは、上述した外部電源装置500の一例である。

PCS510Cは、変換器541Cと、変換器542Cと、連系接続端551Cと、自立接続端552Cと、スイッチ561Cと、スイッチ562Cと、スイッチ563Cと、を有する。

変換器541Cは、PV520Cから出力される直流電力の電圧を変換する。変換器541Cは、片方向DC/DCコンバータと称されてもよい。

変換器542Cは、変換器541Cから出力される直流電力を交流電力に変換する。変換器542Cは、片方向のインバータであってもよい。

自立接続端552Cは、インタフェース400と接続される。すなわち、自立接続端552Cは、解列状態においてPCS510CからPCS200に電力を出力する。

スイッチ561Cは、PV520Cと変換器541Cとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ562Cは、連系接続端551Cと変換器542Cとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ563Cは、自立接続端552Cと変換器542Cとの間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。

PV520Cは、太陽光などの光に応じて発電をする分散電源である。例えば、PV520Cは、太陽光パネルによって構成される。

ここで、図５では、解列状態における接続状態が例示されている。PCS510Cは、非絶縁型のPCSである。PV520Cの対地静電容量は、PV110の対地静電容量よりも大きい。例えば、PV110は、結晶系太陽電池であってもよく、PV520Cは、非結晶系太陽電池であってもよい。PV520Cは、アース521Cによって接地する。アース521Cは、図２に示す接地端530の一例である。

すなわち、図５に示すケースでは、解列状態において、アース521Cと接地端331との間の配線の地絡電流によって、PCS200の地絡検知の誤動作が生じ得る。例えば、PCS510Cが地絡検知機能を有するケースを想定した場合に、PV520Cの対地静電容量がPV110の対地静電容量よりも大きいと、PCS510Cの地絡検知機能で用いる所定閾値は、PCS200の地絡検知機能で用いる所定閾値よりも大きい。従って、PV520Cで地絡が検知されずにPCS200で地絡が検出され得ることに留意すべきである。

（動作例）
以下において、上述した課題を解決するための動作例について説明する。

第1に、制御部250は、解列状態において接地機構330が施設内の配線（屋内配線300X）を接地させた状態において、外部電源装置500からの受電可否を判定する判定処理を実行する制御部を構成してもよい。制御部250は、上述した特定条件が満たされる前において判定処理を実行してもよい。このような判定処理を実行することによって、外部電源装置500の出力電力に伴うPCS200の地絡検知の誤動作を抑制することができる。

具体的には、制御部250は、解列状態において、地絡電流が所定閾値以上である状態が所定時間よりも短い特定時間に亘って継続する場合に、外部電源装置500からの受電が不可であると判定してもよい。すなわち、制御部250は、解列状態において、PCS200の地絡検知の誤動作が想定される場合に、PCS200が外部電源装置500から受電することを不可であると判定してもよい。

一方で、制御部250は、解列状態において、地絡電流が所定閾値以上である状態が所定時間よりも短い特定時間に亘って継続しない場合に、外部電源装置500からの受電が可能であると判定してもよい。すなわち、制御部250は、解列状態において、PCS200の地絡検知の誤動作が想定されない場合に、外部電源装置500からの受電が可能であると判定してもよい。

ここで、地絡電流が所定閾値以上である状態が所定時間よりも短い特定時間に亘って継続する条件は判定条件と称されてもよい。判定条件は、解列状態においてPCS200の地絡検知の誤動作が想定されるか否かを判定するための条件であると考えてもよい。すなわち、判定条件が満たされる場合に、解列状態においてPCS200の地絡検知の誤動作が想定されると判定され、判定条件が満たされない場合に、解列状態においてPCS200の地絡検知の誤動作が想定されないと判定されてもよい。

制御部250は、外部電源装置500からの受電が不可であると判定された場合に、外部電源装置500からの受電が不可である旨の報知又は通知を実行してもよい。制御部250は、外部電源装置500からの受電が可能であると判定された場合に、外部電源装置500からの受電が可能である旨の報知又は通知を実行してもよい。報知は、PCS200のユーザに対する報知であってもよい。報知は、音及び表示の中から選択された1以上の報知であってもよい。通知は、通知相手に対する情報の送信であってもよい。通知相手は、EMSであってもよく、PCS200を管理するサーバ（例えば、設備管理サーバ）、施設の電力を管理するサーバ（例えば、電力管理サーバ）、PCS200のユーザが所持する端末の中から選択された1以上の相手であってもよい。

制御部250は、解列状態において外部電源装置500からの受電電力が第1閾値以下である場合に、外部電源装置500からの受電ができていない旨の報知又は通知を実行してもよい。第1閾値は、PCS200において地絡を検知する特定条件を定義する所定閾値と対応する電力よりも小さければよく、任意に設定されてもよい。外部電源装置500からの受電電力が第1閾値以下である状態としては、外部電源装置500において電力を出力する準備ができていない状態（電源オフなど）が想定されてもよく、外部電源装置500がPCS200に接続されていない状態が想定されてもよい。報知は、音及び表示の中から選択された1以上の報知であってもよい。通知は、通知相手に対する情報の送信であってもよい。通知相手は、EMSであってもよく、PCS200を管理するサーバ（例えば、設備管理サーバ）、施設の電力を管理するサーバ（例えば、電力管理サーバ）、PCS200のユーザが所持する端末の中から選択された1以上の相手であってもよい。

制御部250は、解列状態において外部電源装置500からの受電電力が第2閾値以上である場合に判定処理を実行してもよい。第2閾値は、PCS200において地絡を検知する特定条件を定義する所定閾値と対応する電力よりも小さければよく、任意に設定されてもよい。すなわち、制御部250は、外部電源装置500の出力電力（すなわち、外部電源装置500と接地端331との間の地絡電流）が安定した後において判定処理を実行する。

制御部250は、PCS200（第1変換器、第2変換器）及び外部電源装置500の設置工程で判定処理を実行してもよい。このようなケースにおいて、制御部250は、判定処理の結果を記憶しておき、解列状態において自立運転を行う場合に、判定処理の結果に基づいて、外部電源装置500からの受電可否を特定してもよい。

なお、設置工程とは、例えば、外部電源装置500をPCS200へ接続する施工の工程であっても良く、外部電源装置500が移動可能な構成を有する場合には、外部電源装置500を一時的にPCS200へ接続する施工の工程であってもよい。

制御部250は、PCS200（第1変換器、第2変換器）及び外部電源装置500の設置後において施設の自立運転を開始する工程で判定処理を実行してもよい。制御部250は、解列状態において自立運転を開始する度に判定処理を実行してもよい。

第2に、制御部250は、解列状態において接地機構330が施設内の配線（屋内配線300X）を接地させた状態において、外部電源装置500からの受電によってPCS200（特定電力変換装置）において地絡を検知する特定条件が満たされ得る場合に、外部電源装置500に関する特定制御を実行する制御部を構成してもよい。

ここで、特定条件が満たされ得るケースは、上述した判定条件が満たされるケースであると考えてもよい。言い換えると、特定条件が満たされ得るケースは、解列状態においてPCS200の地絡検知の誤動作が想定されるケースであると考えてもよい。

制御部250は、特定制御として、PCS230（第2変換器）の電力変換動作を停止してもよい。すなわち、制御部250は、外部電源装置500からPCS230（第2変換器）への電力の引込を停止してもよい。

制御部250は、特定制御として、外部電源装置500の電力出力を停止してもよい。例えば、制御部250は、外部電源装置500の電力出力の停止を指示する制御コマンドをPCS510の制御部に送信してもよい。

制御部250は、特定制御として、外部電源装置500が接地しないように、特定接地機構（例えば、図３に示す接地機構570A）を直接的又は間接的に制御してもよい。例えば、制御部250が接地機構570Aを直接的に制御可能である場合には、制御部250は、解列状態において外部電源装置500が接地しないように制御するコマンドを接地機構570Aに送信してもよい。PCS510Aが接地機構570Aを制御する場合には、制御部250は、解列状態において外部電源装置500が接地しないように制御するコマンドをPCS510Aの制御部に送信し、間接的に接地機構570Aを制御してもよい。

制御部250は、特定制御として、外部電源装置500の出力電流又は出力電力が特定閾値未満となるように外部電源装置500を制御してもよい。特定閾値は、PCS200において地絡を検知する特定条件を定義する所定閾値と対応する電流又は電力よりも小さい値である。特定閾値は、PCS510の定格出力に対する割合（例えば、20%）で表されてもよい。例えば、制御部250は、外部電源装置500の電流又は電力が特定閾値未満となるように指示する制御コマンドをPCS510の制御部に送信してもよい。

（電源制御方法）
以下において、実施形態に係る電源制御方法について説明する。

第1に、PCS200及び外部電源装置500の設置工程で判定処理を実行するケースについて説明する。

図６に示すように、ステップS10において、外部電源装置500の準備が実行される。外部電源装置500の準備は、外部電源装置500をPCS200に電気的に接続する処理を含んでもよく、外部電源装置500の電源オンなどによって電力を出力可能な状態に外部電源装置500を遷移する処理を含んでもよい。

ステップS11において、スイッチ群（スイッチ263、スイッチ271、スイッチ272、スイッチ273、スイッチ332）が解列状態における状態に切り替えられる（図２を参照）。スイッチ群の切り替えは、制御部250によって実行されてもよく、他の手段によって実行されてもよい。

ステップS12において、PCS200は、外部電源装置500からの受電を開始する。外部電源装置500からの受電の開始は、制御部250によって変換器230を制御することによって実行されてもよい。

ステップS13において、制御部250は、判定条件が満たされるか否かを判定する。例えば、制御部250は、外部電源装置500と接地端331との間の地絡電流が所定閾値以上である状態が所定時間に亘って継続するか否かを判定する。判定条件が満たされる場合には、ステップS14の処理が実行され、判定条件が満たされない場合には、ステップS15の処理が実行される。

ステップS14において、制御部250は、解列状態（すなわち、接地機構330が屋内配線300Xを接地した状態）において、外部電源装置500からの受電が不可であると判定する。制御部250は、判定結果を記憶してもよい。制御部250は、外部電源装置500からの受電が不可である旨の報知又は通知を実行してもよい。

ステップS15において、制御部250は、解列状態（すなわち、接地機構330が屋内配線300Xを接地した状態）において、外部電源装置500からの受電が可能であると判定する。制御部250は、判定結果を記憶してもよい。制御部250は、外部電源装置500からの受電が可能である旨の報知又は通知を実行してもよい。

ステップS16において、PCS200は、外部電源装置500からの受電を終了する。外部電源装置500からの受電の終了は、制御部250によって変換器230を制御することによって実行されてもよい。

ステップS17において、スイッチ群（スイッチ263、スイッチ271、スイッチ272、スイッチ273、スイッチ332）が連系状態における状態に切り替えられる（図１を参照）。スイッチ群の切り替えは、制御部250によって実行されてもよく、他の手段によって実行されてもよい。

第2に、PCS200及び外部電源装置500の設置後において自立運転を開始する工程で判定処理を実行するケースについて説明する。

図７に示すように、ステップS20において、PCS200は、自立運転の開始指示を受信する。自立運転の開始指示の受信は、停電の検知と読み替えられてもよい。

ステップS21において、スイッチ群（スイッチ263、スイッチ271、スイッチ272、スイッチ273、スイッチ332）が解列状態における状態に切り替えられる（図２を参照）。スイッチ群の切り替えは、制御部250によって実行されてもよく、他の手段によって実行されてもよい。

ステップS22において、PCS200は、外部電源装置500からの受電を開始する。外部電源装置500からの受電の開始は、制御部250によって変換器230を制御することによって実行されてもよい。

ステップS23において、制御部250は、判定条件が満たされるか否かを判定する。例えば、制御部250は、外部電源装置500と接地端331との間の地絡電流が所定閾値以上である状態が所定時間に亘って継続するか否かを判定する。判定条件が満たされる場合には、ステップS24の処理が実行され、判定条件が満たされない場合には、ステップS25の処理が実行される。

ステップS24において、制御部250は、解列状態（すなわち、接地機構330が屋内配線300Xを接地した状態）において、外部電源装置500からの受電が不可であると判定する。制御部250は、判定結果を記憶してもよい。制御部250は、外部電源装置500からの受電が不可である旨の報知又は通知を実行してもよい。

ステップS25において、制御部250は、解列状態（すなわち、接地機構330が屋内配線300Xを接地した状態）において、外部電源装置500からの受電が可能であると判定する。制御部250は、判定結果を記憶してもよい。制御部250は、外部電源装置500からの受電が可能である旨の報知又は通知を実行してもよい。

ステップS26において、PCS200は、自立運転の終了指示を受信する。自立運転の終了指示の受信は、停電復旧の検知と読み替えられてもよい。

ステップS27において、PCS200は、外部電源装置500からの受電を終了する。外部電源装置500からの受電の終了は、制御部250によって変換器230を制御することによって実行されてもよい。

ステップS28において、スイッチ群（スイッチ263、スイッチ271、スイッチ272、スイッチ273）、スイッチ332）が連系状態における状態に切り替えられる（図１を参照）。スイッチ群の切り替えは、制御部250によって実行されてもよく、他の手段によって実行されてもよい。

第3に、外部電源装置500に関する特定制御を実行するケースについて説明する。ここでは、解列状態（自立運転）における特定制御について主として説明するため、判定条件が満たされるか否かに係る判定の一部（例えば、図７に示すステップS22、ステップS24、ステップS25、ステップS26、ステップS27、ステップS28など）については省略する。

図８に示すように、ステップS30において、PCS200は、自立運転の開始指示を受信する。自立運転の開始指示の受信は、停電の検知と読み替えられてもよい。

ステップS31において、スイッチ群（スイッチ263、スイッチ271、スイッチ272、スイッチ273、スイッチ332）が解列状態における状態に切り替えられる（図２を参照）。スイッチ群の切り替えは、制御部250によって実行されてもよく、他の手段によって実行されてもよい。

ステップS31において、制御部250は、判定条件が満たされるか否かを判定する。上述したように、判定条件が満たされるか否かは、PCS200及び外部電源装置500の設置工程で判定されてもよく（図６を参照）、PCS200及び外部電源装置500の設置後において自立運転を開始する工程で判定されてもよい（図７を参照）。

ステップS32において、制御部250は、判定条件が満たされるか否かを判定する。例えば、制御部250は、外部電源装置500と接地端331との間の地絡電流が所定閾値以上である状態が所定時間に亘って継続するか否かを判定する。判定条件が満たされる場合には、ステップS33の処理が実行され、判定条件が満たされない場合には、ステップS34の処理が実行される。

ステップS33において、制御部250は、特定制御を実行する。特定制御は、PCS230の電力変換動作を停止する処理であってもよい。特定制御は、外部電源装置500の電力出力を停止する処理であってもよい。特定制御は、外部電源装置500が接地しないように、特定接地機構（例えば、図３に示す接地機構570A）を制御する処理であってもよい。特定制御は、外部電源装置500の出力電流又は出力電力を特定閾値未満となるように制御する処理であってもよい。

ステップ34において、制御部250は、通常制御を実行してもよい。通常制御は、特定制御と対比する用語であり、特定制御以外の制御であればよい。例えば、通常制御は、特に制約を課すことなく外部電源装置500からの受電を許容する制御であってもよい。

（作用及び効果）
実施形態では、制御部250は、解列状態において接地機構330が施設内の配線（屋内配線300X）を接地させた状態において、外部電源装置500からの受電可否を判定する判定処理を実行する。このような構成によれば、外部電源装置500と接地端331との地絡電流によってPCS200の地絡検知の誤動作が生じ得るか否かに応じて、外部電源装置500からの受電を許容するか否かを判定することができる。従って、外部電源装置500が接続されるケースを想定した場合に、PCS200の地絡検知の誤動作を適切に抑制することができる。

実施形態では、制御部250は、外部電源装置500からの受電が不可であると判定された場合に、外部電源装置500からの受電が不可である旨の報知又は通知を実行してもよい。このような構成によれば、外部電源装置500からの受電が期待できないことを把握することができ、自立運転の計画等を適切に策定することができる。

実施形態では、制御部250は、解列状態において接地機構330が施設内の配線（屋内配線300X）を接地させた状態において、外部電源装置500からの受電によってPCS200（特定電力変換装置）において地絡を検知する特定条件が満たされ得る場合に、外部電源装置500に関する特定制御を実行する。ここで、特定制御は、PCS230の電力変換動作を停止する処理であってもよい。特定制御は、外部電源装置500の電力出力を停止する処理であってもよい。特定制御は、外部電源装置500が接地しないように、特定接地機構（例えば、図３に示す接地機構570A）を制御する処理であってもよい。特定制御は、外部電源装置500の出力電流又は出力電力を特定閾値未満となるように制御する処理であってもよい。このような構成によれば、外部電源装置500が接続されるケースを想定した場合に、PCS200の地絡検知の誤動作を適切に抑制することができる。

［変更例1］
以下において、実施形態の変更例1について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。

実施形態では、外部電源装置500の連系接続端（図３に示す連系接続端551A、図４に示す連系接続端551B、図５に示す連系接続端551C）は、PCS200のインタフェース400に接続される。これに対して、変更例１では、外部電源装置500の連系接続端は、解列状態において電力系統11と連系することなく、施設内の配線（屋内配線300X）と接続される。すなわち、解列状態において、外部電源装置500の出力電力は、PCS200を通ることなく、屋内配線300Xに接続された負荷140に供給される。

例えば、図９に示すように、外部電源装置500Dは、PCS510D及びBT520Dを有する装置であってもよい。PCS510D及びBT520Dは、図３で説明したPCS510A及BT520Aと同様であるため、その詳細については省略する。

ここで、連系接続端551Dは、解列状態において電力系統11と連系することなく、施設内ブレーカ320（すなわち、屋内配線300X）と接続される。自立接続端552Dは、図３で説明した自立接続端552Aと同様に、PCS200のインタフェース400と接続される。

変更例1では、制御部250は、特定制御として、外部電源装置500の連系接続端551Dから電力を出力する。すなわち、制御部250は、判定条件が満たされる場合には、解列状態（自立運転）であっても、自立接続端552Dを用いることなく、連系接続端551Dから電力を出力する。言い換えると、制御部250は、スイッチ563Dをオフにすることによって変換器542Dと自立接続端552Dを接続せずに、スイッチ562Dをオンにすることによって変換器542Dと連系接続端551Dを接続する。

ここで、特定制御においてPCS510Dの連系運転出力の基準波形として、PCS200の自立運転出力の波形が用いられてもよい。

なお、制御部250は、判定条件が満たされない場合には、通常通りに、連系接続端551Dを用いることなく、自立接続端552Dから電力を出力する。言い換えると、制御部250は、スイッチ562Dをオフにすることによって変換器542Dと連系接続端551Dを接続せずに、スイッチ563Dをオンにすることによって変換器542Dと自立接続端552Dを接続する。このような制御は、通常制御の一例であると考えてもよい。

（作用及び効果）
変更例1では、制御部250は、外部電源装置500Dの連系接続端551Dが、解列状態において電力系統11と連系することなく、施設内ブレーカ320（すなわち、屋内配線300X）と接続される前提下において、特定制御として、外部電源装置500の連系接続端551Dから電力を出力してもよい。このような構成によれば、外部電源装置500の出力電力がPCS200を通らないため、PCS200の地絡検知の誤動作を適切に抑制することができる。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

上述した開示では、判定条件が、外部電源装置500と接地端331との間の地絡電流が所定閾値以上である状態が特定時間に亘って継続する条件であるケースについて例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。判定条件は、解列状態において特定条件が満たされ得るか否かを判定する条件であればよい。言い換えると、判定条件は、解列状態においてPCS200の地絡検知の誤動作が想定されるか否かを判定する条件であればよい。例えば、判定条件は、解列状態においてPCS200の地絡検知の誤動作が想定され得る地絡電流の挙動によって定められてもよい。

上述した開示では、制御部250がPCS200の制御部であるケースについて主として説明した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。制御部250は、互いに通信可能なPCS200の制御部及びPCS510の制御部によって構成されてもよい。制御部250は、互いに通信可能なPCS200の制御部及びEMSによって構成されてもよい。制御部250は、互いに通信可能なPCS200の制御部、PCS510の制御部及びEMSによって構成されてもよい。制御部250は、EMSのみによって構成されてもよい。

上述した開示では、施設に設置される分散電源として、PV110及びBT120について例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。施設に設置される分散電源は、燃料電池装置、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置及びバイオマス発電装置の中から選択された1以上の分散電源を含んでもよい。

上述した開示では、外部電源装置500として、蓄電池及びPCSを含む装置、太陽電池及びPCSを含む装置を例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。外部電源装置500は、燃料電池装置、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置及びバイオマス発電装置の中から選択された1以上の分散電源及びPCSを含む装置であってもよい。外部電源装置500は、PCSを有していないエンジン発電機であってもよい。

上述した開示では特に触れていないが、解列状態は、自立状態と読み替えてもよい。「外部」は、少なくともPCS200の外部であることを意味してもよい。「外部」は、PCS200が設置される施設の外部を意味してもよい。「電源装置」は、電源及びPCSを含む装置を示す用語であると考えてもよく、PCSを必要としない電源を示す用語であると考えてもよい。

上述した開示では特に触れていないが、変換器220、変換器230、変換器240、制御部250及び各種計測装置などのユニット間の通信は、所定プロトコル（例えば、RS485、ECHONET Lite（登録商標））に準拠して実行されてもよい。

［付記］
上述した開示は以下のように表されてもよい。

第1の特徴は、施設に設置される分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器と、外部電源装置から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器と、制御部と、を備え、前記施設は、前記施設が電力系統から解列された解列状態において前記施設内の配線を接地する接地機構を有しており、前記第1変換器は、前記第2変換器から出力される直流電力を交流電力に変換し、前記制御部は、前記解列状態において前記接地機構が前記施設内の配線を接地させた状態において、前記外部電源装置からの受電可否を判定する判定処理を実行する、電源システムである。

第2の特徴は、第1の特徴において、前記制御部は、前記第1変換器及び前記第2変換器を有する特定電力変換装置において地絡を検知する特定条件が満たされる前に前記判定処理を実行する、電源システムである。

第3の特徴は、第2の特徴において、前記特定条件は、前記外部電源装置と前記施設内の配線の接地端との間の地絡電流が所定閾値以上である状態が所定時間に亘って継続する条件であり、前記制御部は、前記解列状態において、前記地絡電流が前記所定閾値以上である状態が前記所定時間よりも短い特定時間に亘って継続する場合に、前記外部電源装置からの受電が不可であると判定する、電源システムである。

第4の特徴は、第1の特徴乃至第3の特徴のいずれか1つにおいて、前記制御部は、前記外部電源装置からの受電が不可であると判定された場合に、前記外部電源装置からの受電が不可である旨の報知又は通知を実行する、電源システムである。

第5の特徴は、第1の特徴乃至第4の特徴のいずれか1つにおいて、前記制御部は、前記解列状態において前記外部電源装置からの受電電力が第1閾値以下である場合に、前記外部電源装置からの受電ができていない旨の報知又は通知を実行する、電源システムである。

第6の特徴は、第1の特徴乃至第5の特徴のいずれか1つにおいて、前記制御部は、前記解列状態において前記外部電源装置からの受電電力が第2閾値以上である場合に前記判定処理を実行する、電源システムである。

第7の特徴は、第1の特徴乃至第7の特徴のいずれか1つにおいて、前記制御部は、前記第1変換器、前記第2変換器及び前記外部電源装置の設置工程で前記判定処理を実行する、電源システムである。

第8の特徴は、第1の特徴乃至第8の特徴のいずれか1つにおいて、前記制御部は、前記第1変換器、前記第2変換器及び前記外部電源装置の設置後において前記施設の自立運転を開始する工程で前記判定処理を実行する、電源システムである。

1…電源システム、11…電力系統、110…PV、120…BT、140…負荷、150…計測装置、200…PCS、200X…直流電力線（DCリンク部）、210…変換器、220…変換器、230…変換器、240…変換器、250…制御部、261～263…スイッチ、271～273…スイッチ、300…分電盤、300X…交流配線（屋内配線）、310…ELB、320…施設内ブレーカ、330…接地機構、331…接地端、332…スイッチ、400…インタフェース、500…外部電源装置、510, 510A, 510B, 510C, 510D…PCS、520…外部電源、520A, 520D…BT、520B, 520C…PV、521B, 521C…アース、530…接地端、541A, 541B, 541C, 541D…変換器、542A, 542B, 542C, 542D…変換器、551A, 551B, 551C, 551D…連系接続端、552A, 552B, 552C, 552D…自立接続端、561A, 561B, 561C, 561D…スイッチ、562A, 562B, 562C, 562D…スイッチ、563A, 563B, 563C, 563D…スイッチ、570A, 570D…接地機構、571A， 571D…接地端、571B…回路アース、572A, 572D…スイッチ

Claims (8)

1. 施設に設置される分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器と、
   外部電源装置から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器と、
   制御部と、を備え、
   前記施設は、前記施設が電力系統から解列された解列状態において前記施設内の配線を接地する接地機構を有しており、
   前記第1変換器は、前記第2変換器から出力される直流電力を交流電力に変換し、
   前記制御部は、前記解列状態において前記接地機構が前記施設内の配線を接地させた状態において、前記外部電源装置からの受電可否を判定する判定処理を実行し、
   前記判定処理は、前記解列状態において判定条件が満たされた場合に、前記外部電源装置からの受電が不可であると判定し、前記解列状態において前記判定条件が満たされない場合に、前記外部電源装置からの受電が可能であると判定する処理であり、
   前記判定条件は、前記外部電源装置と前記施設内の配線の接地端との間の地絡電流が所定閾値以上である状態が特定時間に亘って継続する条件である、電源システム。
2. 前記制御部は、前記第1変換器及び前記第2変換器を有する特定電力変換装置において地絡を検知する特定条件が満たされる前に前記判定処理を実行する、請求項１に記載の電源システム。
3. 前記特定条件は、前記地絡電流が前記所定閾値以上である状態が所定時間に亘って継続する条件であり、
   前記特定時間は、前記所定時間よりも短い時間である、請求項２に記載の電源システム。
4. 前記制御部は、前記外部電源装置からの受電が不可であると判定された場合に、前記外部電源装置からの受電が不可である旨の報知又は通知を実行する、請求項１に記載の電源システム。
5. 前記制御部は、前記解列状態において前記外部電源装置からの受電電力が第1閾値以下である場合に、前記外部電源装置からの受電ができていない旨の報知又は通知を実行する、請求項１に記載の電源システム。
6. 前記制御部は、前記解列状態において前記外部電源装置からの受電電力が第2閾値以上である場合に前記判定処理を実行する、請求項１に記載の電源システム。
7. 前記制御部は、前記第1変換器、前記第2変換器及び前記外部電源装置の設置工程で前記判定処理を実行する、請求項１に記載の電源システム。
8. 前記制御部は、前記第1変換器、前記第2変換器及び前記外部電源装置の設置後において前記施設の自立運転を開始する工程で前記判定処理を実行する、請求項１に記載の電源システム。