JP2013070585A - Power supply apparatus and power supply system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムに関するものである。
更に詳しくは、太陽光発電装置又は風力発電装置(以下、太陽光発電装置のみを表記する場合がある)で発生した不安定な直流電力を、安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する、商用電源側及び負荷側と連係する電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムであって、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、負荷側へ十分な品質の電力を供給すると共に、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができるものに関する。
The present invention relates to a power supply apparatus and a power supply system using the same.
More specifically, unstable DC power generated by a solar power generation device or a wind power generation device (hereinafter, only the solar power generation device may be described) is converted into stable DC power, and the stable DC power A power supply device linked to the commercial power supply side and the load side, and a power supply system using the same, which is generated by the solar power generation device or the wind power generation device In some cases, power of sufficient quality is supplied to the load side, and power of sufficient quality can also be transmitted in the case of reverse power flow to the commercial power source side.
電力会社の発電設備は、夏期昼間の最大の電力消費量に対応できるように整備されている。このため、夜間においては、消費しきれない余剰電力が生じている。この余剰電力は、最後には熱として捨てられ消滅してしまう。電力会社では、この余剰電力を低減するために、夜間の電気料金を安価に設定して利用を促進したり、発電設備のうち一部を停止したり、出力を小さくする等の対策を講じている。 The power generation facilities of electric power companies are prepared to handle the maximum power consumption during summer daytime. For this reason, surplus power that cannot be consumed is generated at night. This surplus power is eventually discarded as heat and disappears. In order to reduce this surplus power, electric power companies have taken measures such as setting nighttime electricity prices at low prices to promote their use, stopping some of the power generation facilities, and reducing output. Yes.
しかし、前記後者による対策は、結果的に発電機を低効率で運転することになり、エネルギーの損失がきわめて大きい。また、特に原子力発電設備の運転においては、安全上の観点から出力を変動させないようになっており、夜間においても昼間と同出力の運転が行われている。このため、前記のような調整をしても、依然として夜間に多くの余剰電力が生じ、多大なエネルギーが無駄に失われているのが現状である。 However, the latter measure results in a low efficiency operation of the generator, resulting in a significant energy loss. In particular, in the operation of nuclear power generation facilities, the output is not changed from the viewpoint of safety, and the same output operation as in the daytime is performed at night. For this reason, even if adjustments as described above are made, a large amount of surplus power still occurs at night, and a great deal of energy is lost in vain.
このような状況を改善するために、変動要因の大きい太陽光発電装置等の再生可能エネルギー系電力と深夜電力等の安定電力とを連係させ、余剰電力を有効に利用して省エネルギー化を図った給電システムとしては、例えば本願発明者が提案した特許文献1に開示されている「住宅用給電システム」がある。
In order to improve this situation, renewable energy system power such as photovoltaic power generation devices with large fluctuation factors were linked to stable power such as midnight power, and surplus power was used effectively to save energy. As a power feeding system, for example, there is a “housing power feeding system” disclosed in
この住宅用給電システムは、料金が安価な時間帯に商用電源の電力を負荷側へ供給すると共に蓄電池に充電するモード、料金が通常料金の時間帯に充電電力を負荷側へ供給すると共に太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を売電するモード、蓄電池からの電力が負荷側で不足した場合に発電装置と商用電源から負荷側へ電力を供給するモード、停電時、発電装置が発電していないときは充電電力を負荷側へ供給し、発電しているときは同様に負荷側へ供給すると共に蓄電池に充電するモードを含み、各モードは給電制御装置によってタイムスケジュールに従って切り替えられるか停電時/無停電時に切り替えられる構成を有するものである。 This residential power supply system supplies power from the commercial power source to the load side at a time when the charge is low and charges the storage battery, and supplies charge power to the load side at a time when the charge is normal. A mode in which power from the power generator or wind power generator is sold, a mode in which power is supplied from the power generator and commercial power source to the load side when power from the storage battery is insufficient on the load side, and a power generator generates power during a power outage If not, the charging power is supplied to the load side, and when generating electricity, the power supply is also supplied to the load side and the storage battery is charged.Each mode can be switched according to the time schedule by the power supply control device or at the time of power failure / It has a configuration that can be switched during an uninterruptible power failure.
しかしながら、前記従来の住宅用給電システムには、次のような課題があった。
すなわち、太陽光発電装置等の再生可能エネルギー系発電装置が稼働し、発電しているときの発電電力は、供給経路においてDC/ACインバータを備えているパワーコンディショナによって直流電力を交流電力に変換することによって、直接商用電力側へ連係すると共に負荷側へ供給されている。また、発電電力のうち負荷側で消費されずに余った電力を商用電源側へ逆潮流させる際も同様に供給されている。
However, the conventional residential power supply system has the following problems.
That is, when a renewable energy power generation device such as a solar power generation device is operating and generating power, the generated power is converted from direct current power to alternating current power by a power conditioner equipped with a DC / AC inverter in the supply path. By doing so, it is directly linked to the commercial power side and supplied to the load side. Further, when the remaining power that is not consumed on the load side of the generated power is caused to flow backward to the commercial power source side, the power is also supplied in the same manner.
このようにして供給される電力は、太陽光発電装置で発電される直流電力が、電圧が一定になりにくく電流も同様に不安定であるため、交流電力に変換されたときに電流の波形が安定しにくく、負荷側で使用するための電力又は商用電源側へ逆潮流させる電力として十分な品質が得られない課題があった。
このため、システム設置需要者の負荷側あるいは商用電源側へ逆潮流され他の需要者の負荷側へ供給される不安定な電力によって、負荷側の各種電気機器に障害が起こったり、あるいは電力会社側の電柱上電気機器では容量を増やすなどの対策が必要になったり、他需要者側の各種電気機器にも障害が起こるおそれがあった。
The electric power supplied in this way is such that the direct current power generated by the photovoltaic power generation device is not easily constant in voltage, and the current is similarly unstable. There is a problem that it is difficult to stabilize and sufficient quality cannot be obtained as electric power to be used on the load side or electric power to be reversely flowed to the commercial power source side.
For this reason, various electric equipment on the load side may be damaged by the unstable power supplied to the load side of other users or the reverse power flow to the load side or commercial power supply side of the system installation consumer, or the power company The electric equipment on the power pole on the side may require measures such as increasing the capacity, and various electric equipment on the other consumer side may be damaged.
また、従来の住宅用給電システムは、発電電力を供給する経路において、前記したようにパワーコンディショナを使用する構造である。この構造では、例えば昼間、太陽光発電装置により発電しているときに商用電源側が停電した場合、太陽光発電装置を強制的に停止するようになっていた。 Further, the conventional residential power supply system has a structure in which the power conditioner is used as described above in the path for supplying the generated power. In this structure, for example, in the daytime, when the commercial power supply side fails during power generation by the solar power generator, the solar power generator is forcibly stopped.
つまり、前記状況で太陽光発電装置の運転を続けた場合、例えば雨天や曇天となったとき発電出力が下がって負荷側への電力供給不足が発生したときに、負荷側で使用していた各種電気機器に障害が起こったり、あるいはパソコン等ではデータが破損することがある等、需要者側が電力が供給されていることを認識し電気機器を使用しているが故の各種不都合が生じるおそれがあった。 In other words, when the operation of the solar power generation device is continued in the above situation, for example, when it becomes rainy or cloudy, when the power generation output decreases and insufficient power supply to the load side occurs, the various types used on the load side There is a possibility that various inconveniences may occur due to the use of electrical equipment by the consumer side recognizing that power is supplied, such as failure of electrical equipment or data corruption on personal computers etc. there were.
このため、前記状況においては、太陽光発電装置で発電した電力の供給をパワーコンディショナが停止して前記各不都合が生じるのを防止するようになっており、結果的に負荷側に発電電力の供給を行うことができなかった。
したがって、従来の住宅用給電システムは、日照時(特に晴天の昼間)であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置を備えていながら、前記状況においては、これを有効に利用することができず、負荷側では結局停電状態となっていた。
For this reason, in the above situation, the power conditioner stops the supply of the power generated by the solar power generation device to prevent the above inconveniences. As a result, the generated power is not supplied to the load side. The supply could not be made.
Therefore, the conventional residential power supply system is equipped with a solar power generation device that has a sufficient amount of power generation with respect to the power demand in ordinary households during sunshine (especially in clear daytime). This could not be used effectively, and the load side was eventually in a power outage state.
(本発明の目的)
本発明は、太陽光発電装置又は風力発電装置で発生した不安定な直流電力を、安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する、商用電源側及び負荷側と連係する電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムであって、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、負荷側へ十分な品質の電力を供給すると共に、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができる電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムを提供することを目的とする。
(Object of the present invention)
The present invention is a commercial power supply that converts unstable DC power generated in a solar power generation device or wind power generation device into stable DC power, converts the stable DC power into AC power, and supplies the AC power to a load side. Power supply apparatus linked to the load side and the load side, and a power supply system using the same, supplying sufficient quality power to the load side when the solar power generator or wind power generator is generating power It is another object of the present invention to provide a power supply apparatus and a power supply system using the same, which can send power of sufficient quality even when a reverse power flow is made to the commercial power source.
本発明の他の目的は、前記目的に加えて、例えば日照時に太陽光発電装置が発電しているときに商用電源側が停電した場合でも、特に晴天の昼間であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置の運転を停止させることなく通常運転ができるようにし、負荷側での停電又は電力不足を生じないようにする蓄電機能を有する電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムを提供することである。 Another object of the present invention is to meet the demand for electric power in general households, especially in the daytime on a fine day, even if the commercial power supply side fails when the solar power generator is generating power during sunshine. A power supply device having a power storage function that enables normal operation without stopping operation of a photovoltaic power generator with sufficient margin for power generation, and prevents a power outage or power shortage on the load side, and the power supply device It is to provide a power supply system using the.
上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。 Means taken by the present invention to solve the above problems are as follows.
(1)本発明は、
商用電源側及び負荷側と連係し、太陽光発電装置又は風力発電装置で発生した不安定な直流電力を安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する電力供給装置であって、
太陽光発電装置又は風力発電装置と、
前記太陽光発電装置又は風力発電装置から供給された直流電力を、充電する蓄電池の特性に合わせて指定電圧に調整した直流電力に変換するDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータから出力された直流電力を充電する蓄電池と、
前記蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換するDC/ACインバータを備えており、
前記DC/ACインバータで変換した交流電力を負荷側へ供給するようにした、
電力供給装置である。
(1) The present invention
Linked with the commercial power supply side and the load side, converts the unstable DC power generated by the solar power generator or wind power generator into stable DC power, converts the stable DC power into AC power, A power supply device for supplying,
A solar power generator or a wind power generator;
A DC / DC converter that converts direct-current power supplied from the solar power generation device or wind power generation device into direct-current power adjusted to a specified voltage in accordance with the characteristics of the storage battery to be charged;
A storage battery for charging DC power output from the DC / DC converter;
A DC / AC inverter that converts the DC power discharged from the storage battery into AC power;
The AC power converted by the DC / AC inverter is supplied to the load side.
It is a power supply device.
(2)本発明は、
前記電力供給装置は、制御手段を有しており、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、商用電源側が停電した場合は、前記制御手段によって、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電させて負荷側に供給し、負荷側の停電又は電力不足を回避する制御を含む、
前記(1)の電力供給装置である。
(2) The present invention
The power supply device has a control means, and when the commercial power supply side fails when the solar power generation device or the wind power generation device is generating power, the control means causes the solar power generation device or the wind power generation to be generated. Includes control to charge the power from the device to one of the multiple storage batteries, simultaneously discharge from the other storage battery and supply to the load side, avoiding power outages or power shortages on the load side ,
The power supply device according to (1).
(3)本発明は、
前記制御手段は、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電する制御において、
放電している側の蓄電池が放電限界に達する前に、該放電している側の蓄電池が充電側に切り替わり、前記放電している側の蓄電池とは異なる他系統の蓄電池が放電側に切り替わるようにした制御を含む、
前記(2)の電力供給装置である。
(3) The present invention
In the control of charging the power from the solar power generation device or the wind power generation device to one storage battery among the storage batteries composed of a plurality of systems, and simultaneously discharging from the storage battery of another system, the control means,
Before the discharging storage battery reaches the discharge limit, the discharging storage battery is switched to the charging side, and the storage battery of another system different from the discharging storage battery is switched to the discharging side. Including control,
The power supply device of (2).
(4)本発明は、
前記電力供給装置は、制御手段を有し、該制御手段は、
(A.通常時、深夜)
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときに、商用電源側から入力される交流電力を負荷側へ供給すると共に、前記交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する制御を行う第1の運転モードと、
(B.通常時、朝昼)
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、太陽光発電装置又は風力発電装置から入力される直流電力を蓄電池に充電すると共に、蓄電池から直流電力を放電し交流電力に変換して負荷側へ供給し、前記放電電力が負荷側の需要電力より多い場合は、余剰分を商用電源側へ逆潮流させ、前記放電電力が負荷側の需要電力より少ない場合は、該不足した電力を商用電源側から補完し負荷側へ供給する制御を行う第2の運転モードと、
(C.通常時、夜)
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときに、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給し、前記放電電力が負荷側の需要電力より少ない場合は、該不足した電力を商用電源側から補完し負荷側へ供給する制御を行う第3の運転モードと、
(D.F.停電時、深夜、夜)
商用電源側が停電し、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給する制御を行う第4の運転モードと、
(E.停電時、朝昼)
商用電源側が停電し、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給すると共に、太陽光発電装置又は風力発電装置から入力される直流電力を前記蓄電池に充電する制御を行う第5の運転モードと、
を行う制御を含む、
前記(1)の電力供給装置である。
(4) The present invention
The power supply apparatus includes a control unit, and the control unit includes:
(A. Normal time, midnight)
When the solar power generation device or the wind power generation device is not generating power, the AC power input from the commercial power supply side is supplied to the load side, and the AC power is converted into DC power and the storage battery is charged. A first operation mode;
(B. Normal time, morning and afternoon)
When the solar power generator or wind power generator is generating power, the storage battery is charged with DC power input from the solar power generator or wind power generator, and the DC power is discharged from the storage battery and converted to AC power. When the discharge power is greater than the demand power on the load side, the surplus is reversed to the commercial power supply side, and when the discharge power is less than the demand power on the load side, the insufficient power is supplied to the load side. A second operation mode in which the supply is supplemented from the commercial power supply side and supplied to the load side;
(C. Normal time, night)
When the solar power generation device or the wind power generation device is not generating power, the DC power discharged from the storage battery is converted to AC power and supplied to the load side, and when the discharge power is less than the load side demand power, A third operation mode in which the shortage of electric power is supplemented from the commercial power source side and supplied to the load side;
(D.F. at the time of a power failure, midnight, night)
A fourth operation mode for performing control to convert the DC power discharged from the storage battery into AC power and supply it to the load side when the commercial power supply side fails and the solar power generator or the wind power generator is not generating power; ,
(E. Power outage, morning and noon)
When the commercial power supply side has a power failure and the solar power generator or wind power generator is generating power, the DC power discharged from the storage battery is converted to AC power and supplied to the load side. A fifth operation mode for performing control for charging the storage battery with DC power input from the device;
Including control to do
The power supply device according to (1).
(5)本発明は、
商用電源側と負荷側との間に、前記(1)乃至(4)の何れか一項に記載の電力供給装置が連係して配置されるものである、
電力供給システムである。
(5) The present invention
Between the commercial power supply side and the load side, the power supply device according to any one of the above (1) to (4) is arranged in cooperation with each other.
It is a power supply system.
太陽光発電装置又は風力発電装置は、他の再生可能エネルギー系発電装置と組み合わせたり、又はこれらで代替することが可能である。 The solar power generation apparatus or the wind power generation apparatus can be combined with or replaced with other renewable energy power generation apparatuses.
特許請求の範囲及び明細書にいう「逆潮流」とは、太陽光発電や風力発電等、再生可能エネルギー系発電装置で発電した電力を、電力会社から受電する電力と接続する系統連係において、系統連係状態で施設の電気系統を運用している場合に、前記発電電力が多くなると、その余剰電力が電力会社線(商用電源)側に送られることをいう。 The term “reverse power flow” as used in the claims and specification refers to a system linkage that connects power generated by a renewable energy system power generator such as solar power generation or wind power generation with power received from an electric power company. When operating the electrical system of the facility in a linked state, when the generated power increases, the surplus power is sent to the power company line (commercial power supply).
日本国内の各電力会社においては、用途に合わせた料金体系で契約することができる。その区分けを一例としてあげれば、(1)23:00〜7:00(深夜の時間帯)、(2)7:00〜10:00(朝の時間帯)及び18:00〜23:00(晩の時間帯)、(3)10:00〜18:00(昼の時間帯)であり、本発明は、この様な契約体系時間帯によって制御時間を合せた制御設定を可能にした機能を持つものである。 Each electric power company in Japan can make a contract with a charge system tailored to the application. For example, (1) 23:00 to 7:00 (midnight), (2) 7:00 to 10:00 (morning), and 18:00 to 23:00 ( Evening time zone), (3) 10: 00-18: 00 (daytime zone), and the present invention has a function that enables the control setting to match the control time by such a contract system time zone. It is what you have.
前記料金体系である23:00〜7:00(深夜)の時間帯は、本明細書の記載において「電気料金が安価な時間帯」に当たり、7:00〜10:00(朝)及び18:00〜23:00(晩)の時間帯は、同じく「電気料金がやや安価な時間帯」に当たり、10:00〜18:00(昼)の時間帯は、同じく「電気料金が通常料金の時間帯」に当たる。 The time zone from 23:00 to 7:00 (midnight), which is the charge system, corresponds to “the time zone when electricity charges are cheap” in the description of this specification, and from 7:00 to 10:00 (morning) and 18: The time zone from 00 to 23:00 (evening) is also equivalent to the “hours when the electricity charges are slightly cheaper”, and the time zone from 10:00 to 18:00 (noon) is also Hit the obi.
前記各時間帯における電気料金の違いは、一例をあげると、10:00〜18:00(昼)の時間帯(電気料金が通常料金の時間帯)の料金を100とすると、7:00〜10:00(朝)及び18:00〜23:00(夜)の時間帯(電気料金がやや安価な時間帯)の料金が69.3、深夜の時間帯(電気料金が安価な時間帯)の料金が27.5となっている。 As an example of the difference in electricity charges in each of the above time zones, if the charge in the time zone from 10:00 to 18:00 (daytime) (the time zone where the electricity rate is normal) is 100, 7:00 to 10:00 (morning) and 18: 00-23: 00 (night) time zone (hours when electricity charges are slightly cheap) 69.3, late night hours (hours when electricity rates are cheap) The price is 27.5.
また、複数系統で構成される蓄電池は、例えば二系統で構成してもよいし、或いは三系統以上で構成することもできる。 Moreover, the storage battery comprised by multiple systems may be comprised by 2 systems, for example, or can also be comprised by 3 systems or more.
なお、特許請求の範囲及び明細書で使用する「DC/ACインバータ」の用語は、本来「インバータ」が「直流電流を交流電流に変換する装置」の意味であるため、用語頭に「DC/AC」を標記する必要はないが、分かりやすくするためにこの用語を使用している。 In addition, since the term “DC / AC inverter” used in the claims and the specification originally means “an inverter” means “a device that converts a direct current into an alternating current”, the term “DC / AC inverter” The term “AC” is not required, but is used for clarity.
(作用)
本発明に係る電力供給装置及び電力供給システムの作用を説明する。
電力供給装置及び電力供給システムは、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、発電した直流電力をDC/DCコンバータによって充電する蓄電池の特性に合わせて電圧を一定の範囲内に調整した後、蓄電池に充電する。太陽光発電装置又は風力発電装置で発電した直流電力は、電圧が一定していないが、前記のように電圧を調整して蓄電池に充電することにより、安定状態となる。
(Function)
The operation of the power supply device and the power supply system according to the present invention will be described.
The power supply device and the power supply system have a voltage within a certain range in accordance with the characteristics of the storage battery that charges the generated DC power by the DC / DC converter when the solar power generation device or the wind power generation device is generating power. After adjustment, the storage battery is charged. The DC power generated by the solar power generator or the wind power generator is not constant in voltage, but becomes stable by adjusting the voltage and charging the storage battery as described above.
そして、蓄電池から放電された直流電力は、DC/ACインバータによって交流電力に変換される。このようにして得られた交流電力は、変換される放電直流電力が安定していることにより、電流の波形が安定した品質のよい交流電力となる。したがって、負荷側へ十分な品質の電力を供給できるようになり、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができるようになる。これにより、負荷側の各種電気機器に障害が起こったり、あるいは電力会社側の電柱上電気機器では容量を増やすなどの対策が必要になったり、他需要者側の各種電気機器にも障害が起こることを防止できる。 And the direct-current power discharged from the storage battery is converted into alternating current power by a DC / AC inverter. The AC power obtained in this way becomes a high-quality AC power with a stable current waveform because the converted discharge DC power is stable. Therefore, it becomes possible to supply power with sufficient quality to the load side, and it is also possible to send power with sufficient quality when the power is reversely flowed to the commercial power source side. As a result, various types of electrical equipment on the load side may fail, or measures such as increasing the capacity of electrical equipment on the power pole side on the power company side may be required, or various electrical equipment on the other consumer side may also be damaged. Can be prevented.
また、太陽光発電装置又は又は風力発電装置で発電した直流電力は、全て蓄電池へ送られて充電されるようになっており、従来のシステムで使用されていた、発電した直流電力を全て交流電力に変換して負荷側や商用電源側へ送るパワーコンディショナは使用する必要がない。したがって、従来のような直流電力を交流電力に変換する際のパワーコンディショナでの電力損失がなく、無駄を低減することができる。
さらには、パワーコンディショナがないため、使用する部品の点数が少ない分だけ装置全体の信頼性も向上する。
In addition, all the DC power generated by the solar power generation device or the wind power generation device is sent to the storage battery for charging, and all the generated DC power used in the conventional system is AC power. It is not necessary to use a power conditioner that converts the power to the load side or the commercial power source side. Therefore, there is no power loss in the power conditioner when converting direct current power into alternating current power, and waste can be reduced.
Furthermore, since there is no power conditioner, the reliability of the entire apparatus is improved by the number of parts used.
なお、従来のものは、パワーコンディショナを使用しているため、例えばシステム設置後に発電パネルを増設したり部分的に取り替えたりする際には、同じメーカーの同規格のものを使用する必要があり、他メーカーのものは混在させることができないので、選択する際の制限が大きく、選択しにくかった。 In addition, since the conventional one uses a power conditioner, it is necessary to use the same manufacturer and the same standard when, for example, adding or partially replacing the power generation panel after installing the system. Because other manufacturers' products cannot be mixed, there are large restrictions on the selection and it was difficult to select.
しかし、本発明に係る電力供給システムでは、太陽光発電装置又は風力発電装置で発電した直流電力を、パワーコンディショナを使用することなく、蓄電池へ送って充電するようになっているので、他メーカーの発電パネルを増設したり部分的に取り替えて混在させた場合でも支障なく運転することができる。したがって、特に設置者(需要者)にとって、発電パネルの増設や取り替えの際の選択の自由度が高い利点がある。 However, in the power supply system according to the present invention, the DC power generated by the solar power generation device or the wind power generation device is sent to the storage battery and charged without using a power conditioner. Even if the power generation panel is expanded or partly replaced, it can be operated without any problems. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom of selection at the time of expansion or replacement of the power generation panel is high particularly for the installer (customer).
制御手段を有しており、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、商用電源側が停電した場合は、前記制御手段によって、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電させて負荷側に供給し、負荷側の停電又は電力不足を回避する制御を含むものは、太陽光発電装置又は風力発電装置の運転を停止させることなく通常運転ができる。
すなわち、太陽光発電装置又は風力発電装置により発電しているときに停電しても、発電電力の蓄電池への充電と、蓄電電力の放電による負荷側への電力供給を同時に並行して行うことができ、これにより負荷側へ十分な電力を供給することができるので、雨天や曇天となったときも負荷側で電力不足を生じにくく、従来のように太陽光発電装置又は風力発電装置を止める必要はない。
したがって、前記状況においても、特に晴天の昼間であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置又は風力発電装置の運転を続けることができ、通常運転が可能になる。これにより、日照時の商用電源側の停電時にも、負荷側において停電又は電力不足を生じることを防止できる。
When the commercial power source side has a power failure when the solar power generation device or the wind power generation device is generating power, the control means supplies a plurality of electric power from the solar power generation device or the wind power generation device. One of the storage batteries configured in the system is charged with one storage battery, simultaneously discharged from the storage battery of the other system and supplied to the load side, and includes control to avoid power outages or power shortages on the load side. Normal operation can be performed without stopping the operation of the apparatus or the wind power generator.
In other words, even if a power failure occurs when power is generated by a solar power generation device or a wind power generation device, charging of the generated power to the storage battery and power supply to the load side by discharging of the stored power can be performed simultaneously in parallel. Because it can supply enough power to the load side, it is difficult to cause power shortage on the load side even when it rains or is cloudy, and it is necessary to stop the photovoltaic power generator or wind power generator as in the past There is no.
Therefore, even in the above situation, it is possible to continue the operation of the solar power generation apparatus or the wind power generation apparatus with a sufficient margin in the amount of power generation with respect to the power demand in ordinary households, especially in the daytime in fine weather, and normal operation is possible. become. Thereby, it is possible to prevent a power outage or power shortage from occurring on the load side even during a power outage on the commercial power source side during sunshine.
太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電する制御において、放電している側の蓄電池が放電限界に達する前に、該放電している側の蓄電池が充電側に切り替わり、前記放電している側の蓄電池とは異なる他系統の蓄電池が放電側に切り替わるようにした制御を含むものは、例えば放電している蓄電池を放電限界まで放電しないようにして充電側へ切り替えるように制御すれば、蓄電池の寿命が長くなり長期にわたり使用できるようになるので、メンテナンス性に優れている。
また、各系統の蓄電池を充電用又は放電用として切り替えながら運転することができるので、従来の一系統の蓄電池で充電と放電を繰り返し行うものと比較して、蓄電池の全体の容量を大きくすることができる。
In the control to charge the power from the solar power generator or the wind power generator to one storage battery among the multiple storage batteries and simultaneously discharge from the other storage batteries, the discharging storage battery has a discharge limit. Including the control that the storage battery on the discharging side is switched to the charging side and the storage battery of another system different from the discharging storage battery is switched to the discharging side before reaching If the storage battery is controlled so as not to be discharged to the discharge limit and switched to the charging side, the life of the storage battery becomes longer and can be used for a long time, so that it is excellent in maintainability.
In addition, since the storage battery of each system can be operated while being switched for charging or discharging, the overall capacity of the storage battery is increased as compared with the conventional system in which charging and discharging are repeatedly performed with one system of storage battery. Can do.
本発明は、太陽光発電装置又は風力発電装置で発生した不安定な直流電力を、安定した直流電力に変換し、該安定した直流電力を交流電力に変換して負荷側に供給する、商用電源側及び負荷側と連係する電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムであって、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、発電電力を一旦蓄電池に充電した後、これを放電するようになっているので、負荷側へ十分な品質の電力を供給すると共に、商用電源側へ逆潮流させる場合も同じく十分な品質の電力を送ることができる電力供給装置及びそれを使用した電力供給システムを提供することができる。 The present invention is a commercial power supply that converts unstable DC power generated in a solar power generation device or wind power generation device into stable DC power, converts the stable DC power into AC power, and supplies the AC power to a load side. Power supply device linked to the load side and the load side, and a power supply system using the same, and when the solar power generation device or the wind power generation device is generating power, the generated power is once charged in the storage battery, Since it is designed to discharge, a power supply device capable of supplying sufficient quality power to the load side and also capable of sending sufficient quality power when using a reverse power flow to the commercial power supply side and the same are used. A power supply system can be provided.
また、制御手段を備え、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、商用電源側が停電した場合は、前記制御手段によって、太陽光発電装置又は風力発電装置からの電力を複数系統で構成される蓄電池のうち一系統の蓄電池に充電し、同時に他系統の蓄電池から放電させて負荷側に供給し、負荷側の停電又は電力不足を回避する制御を含んでいるものは、太陽光発電装置又は風力発電装置により発電しているときに停電しても、発電電力の蓄電池への充電と、蓄電電力の放電による負荷側への電力供給を同時に並行して行うことができ、これにより負荷側へ十分な電力を供給することができるので、雨天や曇天となったときも負荷側で電力不足を生じにくく、従来のように太陽光発電装置又は風力発電装置を止める必要はない。
したがって、前記状況においても、特に晴天の昼間であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置又は風力発電装置の運転を続けることができ、自立運転が可能になる。これにより、日照時の商用電源側の停電時にも、負荷側において停電又は電力不足を生じることを防止できる。
In addition, when the commercial power supply side has a power failure when the solar power generation apparatus or the wind power generation apparatus is generating power, the control means supplies a plurality of power from the solar power generation apparatus or the wind power generation apparatus. Among the storage batteries that are configured by the above, those that include control to charge one storage battery, simultaneously discharge it from the other storage battery and supply it to the load side, avoiding power outages or power shortages on the load side, Even if a power failure occurs when power is generated by a power generation device or wind power generation device, charging of the generated power to the storage battery and power supply to the load side by discharging of the stored power can be performed simultaneously in parallel. Since sufficient power can be supplied to the load side, power shortage is unlikely to occur on the load side even when it is raining or cloudy, and there is no need to stop the photovoltaic power generation apparatus or the wind power generation apparatus as in the past.
Therefore, even in the above situation, it is possible to continue the operation of the solar power generation apparatus or the wind power generation apparatus with a sufficient margin in the amount of power generation with respect to the power demand in ordinary homes, especially in the daytime on sunny days, and it is possible to operate independently. become. Thereby, it is possible to prevent a power outage or power shortage from occurring on the load side even during a power outage on the commercial power source side during sunshine.
〔実施の形態〕
本発明を図面に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
図1及び図2を参照する。なお、図1に表した電力供給制御部2は、図2の電力供給制御部2を簡略化して表しており、後記する冷却ファン26、保温ヒーター27及び開閉スイッチS11、12の図示を省略している。
Embodiment
The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
Please refer to FIG. 1 and FIG. The power
電力供給システムSは、住宅用のシステムであり、電力供給装置Dと、電力供給装置と連係する商用電源4及び負荷側配電盤3により構成されている。
電力供給装置Dは、太陽光発電装置1及び第1蓄電池モジュール21と第2蓄電池モジュール22を備えた電力供給制御部2を有している。
なお、発電装置については、本実施の形態において太陽光発電装置を例にしている。
The power supply system S is a residential system, and includes a power supply device D, a
The power supply device D includes a power
As for the power generation apparatus, a solar power generation apparatus is taken as an example in the present embodiment.
太陽光発電装置1は、太陽電池モジュール10、10a、10b、10cと、太陽電池モジュール10、10a、10b、10cの各系統で発電され不均等な電圧の直流電力を一定の範囲の電圧に調整する太陽光発電系統接続部11を備えている。なお、太陽光発電系統接続部11については、既に市販されその技術的内容は公知であるので説明は省略する。
The solar
太陽電池モジュール10、10a、10b、10cは、太陽光(光エネルギー)を光起電力効果により電力に変換するものであり、多数のセルを直列又は並列に接続して必要な電力をつくり出すパネルである。太陽光発電系統接続部11は、本実施の形態では、四系統ある太陽電池モジュール10、10a、10b、10cを電力供給制御部2に接続する。
The
主に図2を参照する。
電力供給制御部2は、太陽光発電装置1からの直流電力を入力するDC入力部204、負荷側配電盤3へのAC100Vの交流電力を出力するAC出力部205、負荷側へAC200Vの交流電力を出力するAC出力部206及び商用電源4からのAC100V陽極二線の電流を入力するAC入出力部207を有している。
Reference is mainly made to FIG.
The power
電力供給制御部2は、並列に接続された二系統の第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22を備えている。第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22は、それぞれ多数のバッテリーセル(符号省略)を備えている。使用されるバッテリーセルとしては、例えばリチウムポリマー電池があげられるが、システムとして必要な充電容量に対応して適宜公知の他の種類の蓄電池を採用することができる。
The power
第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22と前記DC入力部204間には、配線経路W1が設けられている。配線経路W1の経路中には、DC入力部204側から順に、DC/DCコンバータ20、開閉スイッチS1、DC入出力バランスセンサ200、切替スイッチS2が設けられている。
A wiring path W <b> 1 is provided between the first
DC/DCコンバータ20は、太陽光発電装置1より供給されDC入力部204から入力された直流電力を充電する第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の特性に合わせて、充電に適した指定電圧に調整するものである。
このように、太陽光発電装置1で発電した直流電力は、全て第1蓄電池モジュール21、22へ送られて充電されるようになっており、従来のシステムで使用されていた、発電した直流電力を全て交流電力に変換して負荷側や商用電源側へ送るパワーコンディショナは使用しない。
The DC /
Thus, all the DC power generated by the solar
また、DC入出力バランスセンサ200は、後記する配線経路W2との間で、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の何れか一方から交互に入力される直流電力と、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の何れか一方から交互に出力される直流電力のバランスを検出するセンサである。
Further, the DC input /
切替スイッチS2は、配線経路W1を通り供給される直流電力を充電する第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22を制御部25の制御により切り替えるスイッチである(切り替えを行わないときの第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22への入力遮断は開閉スイッチS1で行う)。なお、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22は、後記するように商用電源4からの電力を充電する場合に、AC100Vの電力を充電用の指定電圧の直流電力に変換するAC/DCコンバータ(変換器)を備えた充電器(図示省略)をそれぞれ備えている。
The changeover switch S2 is a switch that switches between the first
電力供給制御部2は、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22から交互に放電される直流電力を交流電力に変換するDC/ACインバータ23を備えている。第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22とDC/ACインバータ23の間には、配線経路W2が設けられている。
配線経路W2の経路中には、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22側から順に、切替スイッチS3、前記DC入出力バランスセンサ200及び開閉スイッチS4が設けられている。切替スイッチS3は、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22から直流電力を放電する際に放電する電池を切り替えるスイッチである。
The power
In the path of the wiring path W2, a changeover switch S3, the DC input /
DC/ACインバータ23と前記AC出力部205の間には、配線経路W3が設けられている。配線経路W3の経路中には、DC/ACインバータ23側から順に、AC単相三線の陽極二線出力バランスセンサ201、AC放電出力センサ202及びAC負荷側出力センサ203が設けられている。
A wiring path W <b> 3 is provided between the DC /
AC単相三線の陽極二線出力バランスセンサ201は、DC/ACインバータ23の陽極二線の出力バランスを制御部25の制御によって読み取り、これを均等にする(バランスをとる)ものである。また、AC放電出力センサ202は、太陽光電力量の情報を制御部25へ送信するものであり、AC負荷側出力センサ203は、負荷側で使用する電力量を検出し、その情報を制御部25へ送信するものである。
The AC single-phase three-wire anode-two-wire
配線経路W3において、AC負荷側出力センサ203とAC出力部205の間の経路と前記AC出力部206の間には、配線経路W4が設けられている。配線経路W4の経路中には、開閉スイッチS9が設けられている。
In the wiring path W3, a wiring path W4 is provided between the path between the AC load
また、前記第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22と前記AC入出力部207の間には、配線経路W5が設けられている。配線経路W5の経路中には、AC入出力部207側から順に、開閉スイッチS5及び切替スイッチS6が設けられている。
Further, a wiring path W <b> 5 is provided between the first
切替スイッチS6は、配線経路W5を通り商用電源4(図1参照)より供給される電力を充電する第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22を切り替えるスイッチである。なお、充電する際の交流電力から直流電力への変換は、前記したように第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22がそれぞれ備えている充電器によって行われる。
The changeover switch S6 is a switch that switches between the first
配線経路W5において、AC入出力部207と開閉スイッチS5の間の経路と、前記配線経路W3におけるAC放電出力センサ202とAC負荷側出力センサ203の間の経路間には、配線経路W6が設けられている(図1、図3参照)。配線経路W6の経路中には、開閉スイッチS7が設けられている。
In the wiring path W5, a wiring path W6 is provided between the path between the AC input /
配線経路W5において、AC入出力部207と開閉スイッチS5の間で前記配線経路W6より更にAC入出力部207寄りの経路と、前記配線経路W3において、前記配線経路W6より更にAC負荷側出力センサ203寄りの経路間には、配線経路W5から分岐して配線経路W7が設けられている。配線経路W7はメンテナンス用の配線経路であり、その経路中には、手動で開閉操作を行うメンテナンス用の開閉スイッチS8が設けられている。
In the wiring path W5, between the AC input /
なお、図2に示すように前記第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22は、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の温度管理を行うための冷却ファン26と保温ヒーター27を備えている。冷却ファン26と保温ヒーター27は、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22と配線経路W9で接続されている。配線経路W9において、互いに分岐し冷却ファン26につながる経路と保温ヒーター27につながる経路には、開閉スイッチS10と開閉スイッチS11が設けられている。
As shown in FIG. 2, the first
また、電力供給制御部2は、MPU(Micro-Processing Unit)を備えた制御部25と、制御部25に電力を供給するDCパワーモジュール24を備えている。なお、DCパワーモジュール24については、既に市販されその技術的内容は公知であるので説明は省略する。
The power
制御部25は、制御プログラムソフトウェアをインストールする記憶部(図示省略)を有している。制御部25は、記憶部にインストールされたプログラムソフトウェアにより、例えば前記各スイッチS1〜S11の開閉又は切替の制御、前記各センサ200、201、202、203との情報のやり取り、DC/DCコンバータ20とDC/ACインバータ23の制御、或いは第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の充電特性や放電量の制御等を行うものである。
The
また、例えば使用する蓄電池の規格や性能に合わせたプログラムソフトウェアを制御部25の記憶部に適宜インストールすることによって、システム導入後の蓄電池の変更やグレードアップ等に柔軟に対応できるようにしている。
In addition, for example, by appropriately installing program software in accordance with the specifications and performance of the storage battery to be used in the storage unit of the
前記DCパワーモジュール24は、前記配線経路W3における前記切替スイッチS3とDC/ACインバータ23の間の経路と配線経路W8により接続されている。システムの運転中、制御部25には、例えば商用電源4が停電しても第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22から常時直流電力が供給されるようになっており、停電時又は停電復旧後のシステムの制御に支障を来さないようにしている。
The
前記商用電源4は、前記AC入出力部207と配線経路W10により接続されており、配線経路W10の経路中には、商用電源4側から順に、電力会社と契約したユーザー側の電力契約アンペアを制御するブレーカ42、買電用電力量計40、売電用電力量計41が設けられている。また、前記負荷側配電盤3は、前記AC100Vを出力するAC出力部205に接続されている。
The
なお、電力会社への売電は、配線経路W3を通りAC出力部205へ送られる交流電力の電圧をDC/ACインバータ23によって、商用電源4から供給される交流電力の電圧より高くなるように制御して商用電源4側へ逆潮流させることにより行われる。
Note that in selling power to the electric power company, the voltage of the AC power sent to the
(作用)
図1乃至図8を参照して、電力供給システムSの制御の一例を各モードごとに詳細に説明する。制御部25でモードの切り替えを行うための制御は、電力供給システムSを設置するエリアのサービスを行っている各電力会社の時間帯の区分けに合わせるようにする。この区分けは各電力会社で必ずしも同じではなく、異なる場合がある。
(Function)
An example of control of the power supply system S will be described in detail for each mode with reference to FIGS. The control for switching the mode by the
本実施の形態では、図9(a)に示すように、サービス時間帯が、Aは23:00〜7:00(深夜)、Bは7:00〜10:00(朝)及び10:00〜18:00(昼)、Cは18:00〜23:00(夜)のように区分けされている電力会社のエリア内に設置する場合を例にとり説明する。
制御部25は、この時間帯の区分に対応したプログラムソフトウェアにより管理される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9 (a), the service time zone is 23:00 to 7:00 (midnight) for A, 7:00 to 10:00 (morning), and 10:00 for B. -18: 00 (noon), C will be described taking as an example a case where it is installed in an area of a power company that is divided between 18:00 and 23:00 (night).
The
なお、以下の作用の説明の理解を容易にするために目次を示す。 A table of contents is provided to facilitate understanding of the following description of the operation.
(目次)
(1)通常時運転
(1-1)Aモード:商用電源から負荷側への電力供給と蓄電池への充電を行うモード
(1-2)Bモード:蓄電池から負荷側への電力供給、太陽光発電装置から蓄電池への充電、商用電源側への売電を行うモード
(1-3)Cモード:蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
(2)停電時運転
(2-1)Dモード:蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
(2-2)Eモード:蓄電池から負荷側への電力供給、太陽光発電装置から蓄電池への充電を行うモード
(2-3)Fモード:蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
(table of contents)
(1) Normal operation
(1-1) A mode: Mode for supplying power from the commercial power source to the load and charging the storage battery
(1-2) B mode: Power supply from the storage battery to the load side, charging from the photovoltaic power generation device to the storage battery, and power sale to the commercial power supply side
(1-3) C mode: Mode to supply power from the storage battery to the load side (2) Operation at power failure
(2-1) D mode: A mode in which power is supplied from the storage battery to the load side.
(2-2) E mode: A mode in which power is supplied from the storage battery to the load side and charging is performed from the photovoltaic power generation device to the storage battery.
(2-3) F mode: A mode in which power is supplied from the storage battery to the load side.
(1)通常時運転
商用電源が正常(停電していない)であり、日照時には太陽光発電装置が稼働し発電できる状況における運転。なお、後記Aモードは特許請求の範囲にいう第1の運転モード、同じくBモードは第2の運転モード、同じくCモードは第3の運転モードを構成する。
(1) Normal operation Operation in a situation where the commercial power supply is normal (no power failure) and the solar power generator is in operation and can generate electricity during sunshine. The A mode, which will be described later, constitutes the first operation mode, the B mode constitutes the second operation mode, and the C mode constitutes the third operation mode.
(1-1)
Aモード:商用電源から負荷側への電力供給と蓄電池への充電を行うモード
(深夜の時間帯、23:00〜7:00での制御)
図3を主に参照する。
(1-1)
A mode: Mode for supplying power from the commercial power source to the load side and charging the storage battery (control at 23:00 to 7:00 at midnight)
Refer mainly to FIG.
このモードでは、商用電源4から安価な電力が供給される。この電力は一方で負荷側へ供給され、他方で第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22に充電される。また、商用電源4側への逆潮流、つまり売電は行われない。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。
In this mode, inexpensive power is supplied from the
Hereinafter, the control in this mode will be described in more detail.
なお、制御部25の制御により、各スイッチS1〜S7及びS9が図3に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチS1がOFF、切替スイッチS2が何れかに接続状態(通電はされない)、切替スイッチS3が何れかに接続状態(通電はされない)、開閉スイッチS4がOFF、開閉スイッチS5がON、切替スイッチS6がON(第1、第2蓄電池モジュールの何れかに接続)、開閉スイッチS7がON、開閉スイッチS9がONとなる。 Note that the switches S1 to S7 and S9 are opened / closed and set as shown in FIG. That is, the open / close switch S1 is OFF, the changeover switch S2 is connected to somewhere (not energized), the changeover switch S3 is connected to somewhere (not energized), the open / close switch S4 is OFF, the open / close switch S5 is ON, The changeover switch S6 is turned on (connected to either the first or second storage battery module), the open / close switch S7 is turned on, and the open / close switch S9 is turned on.
この時間帯では、商用電源4から安価な電力が買電され、交流電力が買電用電力量計40を通り、AC入出力部207から電力供給制御部2へ電力が供給される。
開閉スイッチS7がONとなっているので、商用電源4からの電力は、負荷側の需要がある分だけ負荷側へ直接供給される。詳しくは、AC100VがAC出力部205から負荷側配電盤3へ出力される。また、開閉スイッチS9がONとなっているので、AC出力部206からAC200Vが出力される。
In this time zone, inexpensive power is purchased from the
Since the open / close switch S7 is ON, the electric power from the
なお、配線経路W6を通る交流電力は、AC負荷側出力センサ203により電力通電量が検出され、その情報が制御部25へ配信される。
また、制御部25にインストールされ後記する各モードの制御を行うプログラムソフトウェアに入力することによって、Aモードの23:00〜7:00の充電時間で分単位の充電電圧コントロールを行うための最大充電セル電圧が設定されている。一例としては、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22のリチウム標準セル電圧3.7V、最大充電セル電圧4.2V、放電最低セル電圧(放電限界)3.0Vとして、制御部25に記憶されており、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の充放電の切替えを切替スイッチS2、S3にて行うようにする。
The AC power passing through the wiring path W <b> 6 is detected by the AC load
In addition, the maximum charge for performing charge voltage control in minutes in the charging time from 23:00 to 7:00 in the A mode by inputting to program software that is installed in the
また、配線経路W5の経路中の開閉スイッチS5がONとなっているので、AC入出力部207より入力される商用電源4からの電力は、切替スイッチS6の切り替えによって接続された第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22に充電器で交流電力から直流電力に変換されて充電される。この際、充電される蓄電池モジュールは、制御部25で制御される切替スイッチS6によって、制御部25に記憶されている蓄電池充電特性記録の情報をもとに適宜切り替えられる。なお、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22に充電する際には、制御部25による充電器の制御によって充電電流調整が行われる。
Further, since the open / close switch S5 in the route of the wiring route W5 is ON, the power from the
このモードにおける第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22への充電の管理は、例えば次のように行われる。
図9(b)を参照する。
Management of charging to the first
Reference is made to FIG.
まず、一方の系統の第1蓄電池モジュール21は、容量の100%充電(満充電)を行う。第1蓄電池モジュール21の容量の100%充電が完了したら、切替スイッチS6によって他方の系統の第2蓄電池モジュール22へ切り替えられる。第2蓄電池モジュール22への充電は、例えば容量の50%充電で止められる。なお、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22に充電された充電量の検出は、充電された電力の電圧を検出することで行われる。
First, the first
この第2蓄電池モジュール22への充電を容量の50%で止める目的は、太陽光発電装置1が発電をしている朝及び昼の時間帯(例えば7:00〜18:00)に、第2蓄電池モジュール22へ不安定な発電電力を取り込み安定状態とするときに蓄電池モジュールの空き容量が必要なためである。
The purpose of stopping the charging of the second
さらには、蓄電池は、容量の100%に近い充電と放電を繰り返すよりも、蓄電池モジュールのダメージが抑制され寿命を長くすることができる利点がある。また、制御部25よる制御において、容量の50%充電では100%充電の最大充電セル電圧と比較して、二分の一の電圧で制御できる利点もある。なお、前記空き容量をつくる側の蓄電池モジュールの充電量は、容量の50%充電に限定するものではなく、適宜設定することが可能である。
Furthermore, the storage battery has an advantage that damage to the storage battery module can be suppressed and the life can be extended, rather than repeated charging and discharging close to 100% of the capacity. In addition, in the control by the
また、深夜の時間帯において、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22に充電される充電量は、例えば朝や夜の時間帯における負荷側(一般家庭等)の一般的な需要電力量を基準に設定されており、例えば6KW/hであるが、これに限定はされず、必要に応じて適宜設定することができる。
In addition, the amount of charge charged in the first
(1-2)
Bモード:蓄電池から負荷側への電力供給、太陽光発電装置から蓄電池への充電、商用電源側への売電を行うモード
(昼の時間帯、7:00〜18:00での制御:例えば電力会社の時間帯の区分では、(朝)7:00〜10:00及び(昼)10:00〜18:00)
図4を主に参照する。
(1-2)
B mode: Power supply from the storage battery to the load side, charging from the photovoltaic power generation device to the storage battery, and power sale to the commercial power supply side (control during daytime, 7: 00-18: 00: for example (Morning) 7: 00-10: 00 and (Lunch) 10: 00-18: 00 according to the time zone of the power company
Refer mainly to FIG.
この時間帯のうち、例えば7:00〜10:00では商用電源4からやや安価な電力が供給され、10:00〜18:00では通常料金の電力が供給される。太陽光発電装置1は稼働しており、太陽光発電装置1で発電された電力は、直接負荷側へ供給されることはなく、一旦第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22に充電して安定状態とされる。そして、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から電力が放電され負荷側へ供給される。
In this time zone, for example, from 7:00 to 10:00, a somewhat inexpensive power is supplied from the
負荷側の消費電力が第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電される電力(例えば6kW/h)より小さく、余剰電力がある場合は、商用電源4側へ逆潮流されて売電される。
When the power consumption on the load side is smaller than the power discharged from the first
また、負荷側の需要電力量が第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電可能な電力量より大きくて足りない場合は逆潮流(売電)が停止し、足りない分の電力が随時商用電源4から補完される。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。
In addition, when the amount of power demand on the load side is larger than the amount of electric power that can be discharged from the first
Hereinafter, the control in this mode will be described in more detail.
なお、制御部25の制御により、各スイッチS1〜S7及びS9が図4に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチS1がON、切替スイッチS2がON(第1、第2蓄電池モジュールの何れかに接続)、切替スイッチS3がON(第1、第2蓄電池モジュールの何れかに接続)、開閉スイッチS4がON、開閉スイッチS5がOFF、切替スイッチS6が何れかに接続状態(通電はされない)、開閉スイッチS7がON、開閉スイッチS9がONとなる。 The switches S1 to S7 and S9 are opened / closed and set as shown in FIG. That is, the open / close switch S1 is ON, the changeover switch S2 is ON (connected to one of the first and second storage battery modules), the changeover switch S3 is ON (connected to either the first or second storage battery module), and the open / close switch S4 is ON, open / close switch S5 is OFF, change-over switch S6 is connected to any one (not energized), open / close switch S7 is ON, and open / close switch S9 is ON.
この時間帯では、太陽電池モジュール10、10a、10b、10cで発電され、各系統で不均等な電圧の直流電力が太陽光発電系統接続部11によって一定の範囲の電圧に調整される。太陽光発電系統接続部11から送られる直流電力は、DC入力部204から電力供給制御部2に入力され、DC/DCコンバータ20により規定のDC電圧、すなわち第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の特性に適合したDC電圧へ変換される。
In this time zone, power is generated by the
また、DC入出力バランスセンサ200により、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22に入力されるDC/DCコンバータ20からのDC発電電力と、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の何れか一方から放電され後記するDC/ACインバータ23へ送られるDC放電電力の出力のバランスでDC/ACインバータ23の出力が同等かどうかを検出する。
In addition, DC generated power from the DC /
なお、負荷側の需要電力量に対して発電電力が不足しているときは逆潮流はしない。発電電力が不足しているときは、DC/ACインバータ23の出力電圧が商用電源4と同電圧(100V)になり、放電電力の逆潮流を防止するため開閉スイッチS7がOFFとなる。このとき、DC入出力バランスセンサ200の情報を制御部25は無視し、負荷側の需要電力出力を優先する。一方、太陽光発電装置1による発電電力は、そのまま第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22へ充電される。
It should be noted that no reverse power flow occurs when the generated power is insufficient relative to the load-side demand power. When the generated power is insufficient, the output voltage of the DC /
制御部25により制御される切替スイッチS2で、充電する蓄電池を第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の何れか一方に設定し、この蓄電池モジュールにDC/DCコンバータ20から出力される直流電力を送り充電する。また、制御部25により制御される切替スイッチS3で、放電する蓄電池を第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の何れか一方(前記充電する蓄電池モジュールではない方)に切り替える。
The storage battery to be charged is set to one of the first
なお、充電側の第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22が最大充電セル電圧になれば、切替スイッチS2により第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の充放電側は切り替わる。但し、発電量より負荷側の需要電力量(消費電力)が大きい場合は、DC入出力バランスセンサ200からの情報に関係なく、負荷側への出力優先でDC/ACインバータ23より交流電力を出力する。
In addition, if the charge side 1st
切替スイッチS3で接続された第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から直流電力が放電される。そして、前記したようにDC入出力バランスセンサ200により第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22に入力されるDC/DCコンバータ20からの直流電力との電力のバランスが同等かどうか検出される。
DC power is discharged from the first
DC入出力バランスセンサ200からの情報が制御部25に送られ、電力のバランスが同等であれば、制御部25よりDC/ACインバータ23に制御信号が送信され、太陽光発電量と同等の直流電力を交流電力に変換し、負荷側への供給電力と余剰電力として出力される。なお、余剰電力があるかどうかと負荷側の電力不足は、AC負荷側出力センサ203からの情報とAC放電出力センサ202のデータとの差により制御部25で検出する。
If the information from the DC input /
AC単相三線の陽極二線出力バランスセンサ201がDC/ACインバータ23の出力の陽極2線のバランスを感知し補正する。
なお、開閉スイッチS4は、前記したようにAモード(充電モード)の第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22の充電時にはOFFとなり、逆流を防止する。また、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22からの過放電を防止する場合(放電最低セル電圧を制御部25で管理する)もOFFとなる。
The AC single-phase three-wire anode two-wire
Note that the opening / closing switch S4 is turned off when the first
また、AC100VがAC出力部205から負荷側配電盤3へ出力される。AC負荷側出力センサ203により制御部25へ負荷側の需要電力量の情報を送信する。開閉スイッチS9がONとなっているので、AC出力部206からAC200Vが出力される。
開閉スイッチS9は、後記する商用電源4の停電時の深夜の時間帯23:00〜7:00のみOFFとなる。
Also, AC100V is output from the
The open / close switch S9 is turned off only in the late-night time zone from 23:00 to 7:00 at the time of power failure of the
一方で商用電源4との連係用の開閉スイッチS7はONとなっており、DC/ACインバータ23で出力電圧を調整し、電圧を商用電源4の電圧(100V)より高くなるようにして(例えば103Vに昇圧)、負荷側での消費残量電力(余剰電力)を商用電源4側へ逆潮流させることにより売電を行う。
On the other hand, the open / close switch S7 for linking with the
また、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の蓄電電力のDC/ACインバータ23からの出力電圧がAC入出力部207に入力される商用電源4からの交流電力の電圧と同じになると、開閉スイッチS7がOFFとなり、AC入出力部207への逆潮流が防止される。
Further, when the output voltage from the DC /
このモードにおける第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の充電及び放電の管理は、例えば次のように行われる。
図9(c)を参照する。
Management of charging and discharging of the first
Reference is made to FIG.
前記Aモードにおいて、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22に蓄電された電力は、前記したように負荷側への供給電力と余剰電力として出力される。一方、太陽光発電装置1で発電された電力が第2蓄電池モジュール22の容量の50%の空き容量部分に充電される。すなわち、一方の系統の第1蓄電池モジュール21からは放電し、他方の系統の第2蓄電池モジュール22に充電する。
In the A mode, the power stored in the first
そして、第2蓄電池モジュール22が容量の100%充電(満充電)になると、制御部25の制御により切替スイッチS2と切替スイッチS3が切り替わる。すなわち、前記とは逆に、100%充電となった第2蓄電池モジュール22から放電し、電力の一部が放電され蓄電容量の空きが生じた第1蓄電池モジュール21に太陽光発電装置1で発電された電力が充電される。
Then, when the second
以降、一方の蓄電池モジュールが容量の100%充電になると、切替スイッチS2と切替スイッチS3が切り替わり、充電する側と放電する側の蓄電池モジュールが切り替わる。なお、この際、充電されている側の蓄電池モジュールが容量の100%まで充電される前に、放電している側の蓄電池モジュールが予め設定されている放電限界(例えば容量の50%)に達すると、こちらが優先されて前記と同様に充電側と放電側の蓄電池モジュールが切り替わる。 Thereafter, when one storage battery module is charged at 100% capacity, the changeover switch S2 and the changeover switch S3 are switched, and the storage battery module on the charging side and the discharging side are switched. At this time, before the charged storage battery module is charged to 100% of the capacity, the discharged storage battery module reaches a preset discharge limit (for example, 50% of the capacity). Then, this is prioritized and the charge-side and discharge-side storage battery modules are switched as described above.
(1-3)
Cモード:蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
(夜の時間帯、18:00〜23:00での制御)
図5を主に参照する。
(1-3)
C mode: Power supply from the storage battery to the load side (control at night time, 18: 00-23: 00)
Reference is mainly made to FIG.
この時間帯は、商用電源4からやや安価な電力が供給される時間帯である。また、太陽光発電装置1は発電していない。そして、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電された電力が負荷側へ供給される。
This time zone is a time zone in which slightly inexpensive power is supplied from the
負荷側の需要電力量が第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電される電力量より大きく足りない場合は、足りない分の電力が商用電源4から補完される。また、負荷側の需要電力が第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電される電力より少なく、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22からの電力に余裕がある場合でも商用電源4側への売電は行われない。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。
When the amount of power demand on the load side is not larger than the amount of power discharged from the first
Hereinafter, the control in this mode will be described in more detail.
この時間帯では、制御部25からの制御信号により、各スイッチS1〜S7及びS9が図5に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチS1がOFF、切替スイッチS2が何れかに接続状態(通電はされない)、切替スイッチS3がON(第1、第2蓄電池モジュールの何れかに接続)、開閉スイッチS4がON、開閉スイッチS5がOFF、切替スイッチS6が何れかに接続状態(通電はされない)、開閉スイッチS7がON、開閉スイッチS9がONとなる。
In this time zone, the switches S1 to S7 and S9 are opened / closed and set as shown in FIG. 5 by a control signal from the
制御部25により制御される切替スイッチS3で、放電する第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22を適宜切り替え、接続された第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電する。
DC入出力バランスセンサ200は機能させない状態であり、放電された直流電力はDC/ACインバータ23へ送られる。DC/ACインバータ23は、AC放電出力センサ202とAC負荷出力センサ203の検出情報に基づく制御部25からの制御信号により、DC/ACインバータ23から出力するAC出力電圧を調整する(商用電源4の電圧を基準として放電量不足時は同電圧で不足分を商用電源4より補完する)。
With the changeover switch S3 controlled by the
The DC input /
AC単相三線の陽極二線出力バランスセンサ201は、DC/ACインバータ23から出力される交流電流を感知し陽極補正を行う。すなわち、単相三線は陽極100V2本と陰極1本で構成され、負荷側配電盤は100Vを2本接続することで200Vとするというように100Vで小分けし個々の遮断器を備えているが、2本の100Vがアンバランスな状態であるため、AC放電出力センサ202の情報にもとづき制御部25によりDC/ACインバータ23の陽極バランスの制御を行う。
また、AC放電出力センサ202によりDC/ACインバータ23からの出力電力量を表す信号を制御部25へ送信する。
The AC single-phase three-wire anode two-wire
Further, the AC
AC負荷側出力センサ203により制御部25へ負荷側の需要電力量の情報を送信する。AC100VがAC出力部205から負荷側配電盤3へ出力され、また、開閉スイッチS9がONとなっているので、AC出力部206からAC200Vが出力される。
Information on the power demand amount on the load side is transmitted to the
また、一方で開閉スイッチS7がONとなっており、商用電源4から買電用電力量計40を通して負荷側での電力の不足分を買電することができる。詳しくは、DC/ACインバータ23の出力より負荷側の需要電力が上回り、電力不足をAC放電出力センサ202と負荷AC出力センサ203により感知したときに、DC/ACインバータ23の出力電圧が商用電源4と同じ電圧になり、商用電源4から不足分の電力を補完する。なお、その後、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22の放電電力量が最低セル電圧(放電限界)に達した時は、制御部25より開閉スイッチS4をOFFとし、放電を制御する。
On the other hand, the open / close switch S7 is ON, and the shortage of power on the load side can be purchased from the
このモードにおける第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22の放電の管理は、例えば次のように行われる。
図9(d)を参照する。
The management of the discharge of the first
Reference is made to FIG.
前記Aモード又はBモードにおいて、第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22に蓄電された電力は、前記したように負荷側への供給電力として出力される。また、負荷側の需要電力量が大きく、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電可能な電力量で足りない場合は、商用電源4から買電して足りない分の電力量が補完される。
In the A mode or the B mode, the power stored in the first
(2)停電時運転
商用電源が停電しており、日照時には太陽光発電装置が稼働し発電できる状況における運転。後記Dのモードが特許請求の範囲にいう第4の運転モードを構成し、同じくEのモードが第5の運転モードを構成する。
(2) Operation during a power failure Operation when the commercial power source is out of power and the solar power generator is in operation and can generate electricity during sunshine. The mode D to be described later constitutes the fourth operation mode described in the claims, and the mode E also constitutes the fifth operation mode.
(2-1)
Dモード:蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
(深夜の時間帯、23:00〜7:00での制御)
図6を主に参照する。
(2-1)
D mode: Power supply from the storage battery to the load side (midnight time, control from 23:00 to 7:00)
Reference is mainly made to FIG.
停電のため商用電源4からは電力が供給されず、この時間帯では太陽光発電装置1も発電していないため、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22からのみ電力が供給される。第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電された電力は負荷側へ供給される。
Since power is not supplied from the
なお、この時間帯は200VのAC出力はOFFとしており、100Vの負荷側の需要電力量(消費電力)は極めて少ないが、18:00〜7:00までの負荷消費電力に見合う必要十分な容量を有する蓄電容量モジュール(第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22)を搭載している。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。
During this time, the AC output of 200V is OFF, and the demand power (power consumption) on the load side of 100V is very small, but the necessary and sufficient capacity to meet the load power consumption from 18:00 to 7:00 Are mounted. The first
Hereinafter, the control in this mode will be described in more detail.
この時間帯では、制御部25からの制御信号により、各スイッチS1〜S7及びS9が図6に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチS1がOFF、切替スイッチS2が何れかに接続状態(通電はされない)、切替スイッチS3がON(第1、第2蓄電池モジュールの何れかに接続)、開閉スイッチS4がON、開閉スイッチS5がOFF、切替スイッチS6が何れかに接続状態(通電はされない)、開閉スイッチS7がOFF、開閉スイッチS9がOFFとなる。
In this time zone, the switches S1 to S7 and S9 are opened / closed and set as shown in FIG. 6 by a control signal from the
制御部25により制御される切替スイッチS3で、放電する第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22を適宜切り替え、接続された第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電する。
DC入出力バランスセンサ200は機能させない状態であり、放電された直流電力はDC/ACインバータ23へ送られる。
With the changeover switch S3 controlled by the
The DC input /
AC単相三線の陽極二線出力バランスセンサ201は、DC/ACインバータ23から出力される交流電流を感知し陽極補正を行う。
AC放電出力センサ202によりDC/ACインバータ23からの出力電力量を表す信号を制御部25へ送信する。
The AC single-phase three-wire anode two-wire
The AC
AC負荷側出力センサ203により制御部25へ負荷側の需要電力量の情報を送信する。
AC100VがAC出力部205から負荷側配電盤3へ出力される。開閉スイッチS9がOFFであり、AC出力部206から負荷側へ200Vの交流電力は出力しない。
また、一方で開閉スイッチS7がOFFとなっており、商用電源4側への逆潮流を防止できるようになっている。
Information on the power demand amount on the load side is transmitted to the
On the other hand, the open / close switch S7 is OFF, so that a reverse power flow toward the
(2-2)
Eモード:蓄電池から負荷側への電力供給、太陽光発電装置から蓄電池への充電を行うモード
(昼の時間帯、7:00〜18:00での制御)
図7を主に参照する。
(2-2)
E mode: A mode in which power is supplied from the storage battery to the load side, and charging from the photovoltaic power generation device to the storage battery (control during daytime, 7: 00-18: 00)
Refer mainly to FIG.
停電のため商用電源4からは電力が供給されない。この時間帯では太陽光発電装置1は発電している。太陽光発電装置1で発電された電力は、直接負荷側へ供給されることはなく、一旦第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22に充電して安定状態とされる。そして、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から電力が放電され、負荷側へ供給される。
以下、このモードの制御を更に詳しく説明する。
Power is not supplied from the
Hereinafter, the control in this mode will be described in more detail.
この時間帯では、制御部25の制御により、各スイッチS1〜S7及びS9が図7に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチS1がON、切替スイッチS2がON(第1、第2蓄電池モジュールの何れかに接続)、切替スイッチS3がON(第1、第2蓄電池モジュールの何れかに接続)、開閉スイッチS4がON、開閉スイッチS5がOFF、切替スイッチS6が何れかに接続状態(通電はされない)、開閉スイッチS7がOFF、開閉スイッチS9がONとなる。 In this time zone, the switches S1 to S7 and S9 are opened and closed and set as shown in FIG. That is, the open / close switch S1 is ON, the changeover switch S2 is ON (connected to one of the first and second storage battery modules), the changeover switch S3 is ON (connected to either the first or second storage battery module), and the open / close switch S4 is ON, open / close switch S5 is OFF, change-over switch S6 is connected to any one (not energized), open / close switch S7 is OFF, and open / close switch S9 is ON.
太陽電池モジュール10、10a、10b、10cで発電され、各系統で不均等な電圧の直流電力が太陽光発電系統接続部11によって一定の範囲の電圧に調整される。
太陽光発電系統接続部11から送られる直流電力は、DC入力部204から電力供給制御部2に入力され、DC/DCコンバータ20により規定のDC電圧、すなわち第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の特性に適合したDC電圧へ変換される。
Electric power is generated by the
DC power sent from the solar power generation
DC入出力バランスセンサ200により、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22に入力されるDC/DCコンバータ20からの発電電力と、後記するDC/ACインバータ23へ送られる電力のバランスが同等かどうかを検出する。
Whether the balance between the power generated from the DC /
制御部25により制御される切替スイッチS2で、充電する蓄電池を第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の何れか一方に設定し、この蓄電池モジュールにDC/DCコンバータ20から出力される直流電力を送り充電する。また、制御部25により制御される切替スイッチS3で、放電する蓄電池を第1蓄電池モジュール21及び第2蓄電池モジュール22の何れか一方(前記充電する蓄電池モジュールではない方)に切り替える。
The storage battery to be charged is set to one of the first
切替スイッチS3で接続された第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から直流電力が放電される。そして、前記したようにDC入出力バランスセンサ200により第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22に入力されるDC/DCコンバータ20からの直流電力との電力のバランスが同等かどうか検出される。
DC power is discharged from the first
DC入出力バランスセンサ200からの情報が制御部25に送られ、電力のバランスが同等であれば、制御部25よりDC/ACインバータ23に制御信号が送信され、太陽光発電量と同等の直流電力を交流電力に変換し、負荷側への供給電力と余剰電力として出力される。なお、余剰電力があるかどうかは、AC放電出力センサ202とAC負荷側出力センサ203からの情報により制御部25にて検出される。
If the information from the DC input /
AC単相三線の陽極二線出力バランスセンサ201がDC/ACインバータ23の出力の陽極2線のバランスを感知し補正する。そして、AC放電出力センサ202が太陽光電力量の情報を制御部25へ送信する。なお、開閉スイッチS4は、前記Aモードの23:00〜7:00の第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22の充電時にはOFFとなり、逆流を防止する。また、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22からの過放電を防止する場合もOFFとなる。
The AC single-phase three-wire anode two-wire
AC放電出力センサ202とAC負荷側出力センサ203により制御部25へ負荷側の需要電力量の情報を送信する。この情報により、AC100VがAC出力部205から負荷側配電盤3へ出力される。また、開閉スイッチS9がONとなっているので、AC出力部206からAC200Vが出力される。
また一方で、商用電源4との連係用の開閉スイッチS7はOFFとなっており、商用電源4側への逆潮流が防止される。
The AC
On the other hand, the open / close switch S7 for linking with the
このように、Eモードにおいては、太陽光発電装置1により発電しているときに商用電源4側が停電したときに、発電電力の第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22への充電と、蓄電電力の放電による負荷3側への電力供給を同時に並行して行うことができ、これにより負荷側へ十分な電力を供給することができるので、雨天や曇天となったときも負荷側で電力不足を生じにくく、従来のように太陽光発電装置1を止める必要はない。
したがって、前記状況においても、特に晴天の昼間であれば一般家庭での電力需要に対し発電量に十分な余裕がある太陽光発電装置1の運転を続けることができ、自立運転が可能になる。これにより、日照時の商用電源4側の停電時にも、負荷3側において停電又は電力不足を生じることを防止できる。
As described above, in the E mode, when the
Therefore, even in the above situation, the operation of the solar
(2-3)
Fモード:蓄電池から負荷側への電力供給を行うモード
(夜の時間帯、18:00〜23:00での制御)
図8を主に参照する。
(2-3)
F mode: A mode to supply power from the storage battery to the load side (at night time, control from 18:00 to 23:00)
Reference is mainly made to FIG.
停電のため商用電源4からは電力が供給されない。この時間帯では太陽光発電装置1も発電していないため、第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22からのみ電力が供給される。第1蓄電池モジュール21又は第2蓄電池モジュール22から放電された電力は、負荷側へ供給される。
Power is not supplied from the
この時間帯では、制御部25からの制御信号により、各スイッチS1〜S7及びS9が図8に示すように開閉及び設定される。すなわち、開閉スイッチS1がOFF、切替スイッチS2が何れかに接続状態(通電はされない)、切替スイッチS3がON(第1、第2蓄電池モジュールの何れかに接続)、開閉スイッチS4がON、開閉スイッチS5がOFF、切替スイッチS6が何れかに接続状態(通電はされない)、開閉スイッチS7がOFF、開閉スイッチS9がONとなる。開閉スイッチS9がONである点のみ前記Dモードと異なっている。
In this time zone, the switches S1 to S7 and S9 are opened / closed and set as shown in FIG. 8 by a control signal from the
なお、本モードの具体的な制御は、開閉スイッチS9がONとなり、AC出力部206からAC200Vが出力される点が異なるだけで、他の制御は前記Dモードとほぼ同様であるので、他の制御の説明は省略する。
The specific control in this mode is the same as that in the D mode except that the open / close switch S9 is turned ON and
本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。 The terms and expressions used in this specification are merely explanatory and are not limiting at all, and exclude terms and expressions equivalent to the features described in this specification and parts thereof. There is no intention to do. It goes without saying that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
S 電力供給システム
D 電力供給装置
1 太陽光発電装置
10、10a、10b、10c 太陽電池モジュール
11 太陽光発電系統接続部
2 電力供給制御部
20 DC/DCコンバータ
21 第1蓄電池モジュール
22 第2蓄電池モジュール
23 DC/ACインバータ
24 DCパワーモジュール
25 制御部
26 冷却ファン
27 保温ヒーター
200 DC入出力バランスセンサ
201 AC単相三線の陽極二線出力バランスセンサ
202 AC放電出力センサ
203 AC負荷側出力センサ
204 DC入力部
205 AC出力部
206 AC出力部
207 AC入出力部
3 負荷側配電盤
4 商用電源
40 買電用電力量計
41 売電用電力量計
42 ブレーカ
S1 開閉スイッチ
S2、S3 切替スイッチ
S4、S5 開閉スイッチ
S6 切替スイッチ
S7〜S11 開閉スイッチ
W1〜W10 配線経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS S Power supply system D
Claims (5)
太陽光発電装置又は風力発電装置と、
前記太陽光発電装置又は風力発電装置から供給された直流電力を、充電する蓄電池の特性に合わせて指定電圧に調整した直流電力に変換するDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータから出力された直流電力を充電する蓄電池と、
前記蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換するDC/ACインバータと、
を備えており、
前記DC/ACインバータで変換した交流電力を負荷側へ供給するようにした、
電力供給装置。 Linked with the commercial power supply side and the load side, converts the unstable DC power generated by the solar power generator or wind power generator into stable DC power, converts the stable DC power into AC power, A power supply device for supplying,
A solar power generator or a wind power generator;
A DC / DC converter that converts direct-current power supplied from the solar power generation device or wind power generation device into direct-current power adjusted to a specified voltage in accordance with the characteristics of the storage battery to be charged;
A storage battery for charging DC power output from the DC / DC converter;
A DC / AC inverter that converts DC power discharged from the storage battery into AC power;
With
The AC power converted by the DC / AC inverter is supplied to the load side.
Power supply device.
請求項1記載の電力供給装置。 The power supply device has a control means, and when the photovoltaic power generation device or the wind power generation device is generating power, if the commercial power supply side has a power failure, the control means Control to avoid power outages or power shortages on the load side by charging the power from the wind power generator to one of the multiple storage batteries and simultaneously discharging it from other storage batteries to the load side including,
The power supply apparatus according to claim 1.
放電している側の蓄電池が放電限界に達する前に、該放電している側の蓄電池が充電側に切り替わり、前記放電している側の蓄電池とは異なる他系統の蓄電池が放電側に切り替わるようにした制御を含む、
請求項2記載の電力供給装置。 In the control of charging the power from the solar power generation device or the wind power generation device to one storage battery among the storage batteries composed of a plurality of systems, and simultaneously discharging from the storage battery of another system, the control means,
Before the discharging storage battery reaches the discharge limit, the discharging storage battery is switched to the charging side, and the storage battery of another system different from the discharging storage battery is switched to the discharging side. Including control,
The power supply apparatus according to claim 2.
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときに、商用電源側から入力される交流電力を負荷側へ供給すると共に、前記交流電力を直流電力に変換して蓄電池に充電する制御を行う第1の運転モードと、
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときに、太陽光発電装置又は風力発電装置から入力される直流電力を蓄電池に充電すると共に、蓄電池から直流電力を放電し交流電力に変換して負荷側へ供給し、前記放電電力が負荷側の需要電力より多い場合は、余剰分を商用電源側へ逆潮流させ、前記放電電力が負荷側の需要電力より少ない場合は、該不足した電力を商用電源側から補完し負荷側へ供給する制御を行う第2の運転モードと、
太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときに、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給し、前記放電電力が負荷側の需要電力より少ない場合は、該不足した電力を商用電源側から補完し負荷側へ供給する制御を行う第3の運転モードと、
商用電源側が停電し、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電していないときは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給する制御を行う第4の運転モードと、
商用電源側が停電し、太陽光発電装置又は風力発電装置が発電しているときは、蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換して負荷側へ供給すると共に、太陽光発電装置又は風力発電装置から入力される直流電力を前記蓄電池に充電する制御を行う第5の運転モードと、
を行う制御を含む、
請求項1記載の電力供給装置。 The power supply apparatus includes a control unit, and the control unit includes:
When the solar power generation device or the wind power generation device is not generating power, the AC power input from the commercial power supply side is supplied to the load side, and the AC power is converted into DC power and the storage battery is charged. A first operation mode;
When the solar power generator or wind power generator is generating power, the storage battery is charged with DC power input from the solar power generator or wind power generator, and the DC power is discharged from the storage battery and converted to AC power. When the discharge power is greater than the demand power on the load side, the surplus is reversed to the commercial power supply side, and when the discharge power is less than the demand power on the load side, the insufficient power is supplied to the load side. A second operation mode in which control is performed from the commercial power supply side and supplied to the load side;
When the solar power generation device or the wind power generation device is not generating power, the DC power discharged from the storage battery is converted to AC power and supplied to the load side, and when the discharge power is less than the load side demand power, A third operation mode in which the shortage of electric power is supplemented from the commercial power source side and supplied to the load side;
A fourth operation mode for performing control to convert the DC power discharged from the storage battery into AC power and supply it to the load side when the commercial power supply side fails and the solar power generator or the wind power generator is not generating power; ,
When the commercial power supply side has a power failure and the solar power generator or wind power generator is generating power, the DC power discharged from the storage battery is converted to AC power and supplied to the load side. A fifth operation mode for performing control for charging the storage battery with DC power input from the device;
Including control to do
The power supply apparatus according to claim 1.
電力供給システム。 Between the commercial power supply side and the load side, the power supply device according to any one of claims 1 to 4 is arranged in cooperation.
Power supply system.
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- 2011-09-28 JP JP2011213185A patent/JP2013070585A/en not_active Withdrawn
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