CN102630361A - 电力转换装置、发电系统以及充放电控制方法 - Google Patents

电力转换装置、发电系统以及充放电控制方法 Download PDF

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Abstract

电力转换装置具备对直流电源（例如太阳能电池模块（1））的输出电压进行DC/DC转换的DC/DC转换器（5）、和对DC/DC转换器（5）的输出电压进行DC/AC转换的DC/AC逆变器（6）。通过对DC/AC逆变器（6）的输出电力进行控制，来控制与DC/DC转换器（5）的输出端和DC/AC逆变器（6）的输入端的连接点连接的蓄电器件（例如蓄电池（3））的充放电。

Description

电力转换装置、发电系统以及充放电控制方法
技术领域
本发明涉及电力转换装置、发电系统以及充放电控制方法。
背景技术
由于太阳能电池不具有电力储藏功能，所以以往提出了各种并设了太阳能电池与蓄电池的发电系统。
例如，在专利文献1中公开了一种蓄电池经由充放电控制电路与太阳能电池和逆变器（inverter）的连接点连接的交流端商用切换（没有系统联系的）太阳能电池电源系统。
另外，例如在专利文献2中公开了一种蓄电池经由充放电控制器与太阳能电池和带有独立运转功能的系统联系逆变器的连接点连接的太阳能发电系统。在专利文献2所公开的太阳能发电系统中，通过商用电力系统侧的电力进行了蓄电池的补充电。
另外，例如在专利文献3中公开了如下的在3种方式间进行切换的太阳能发电系统，即，在太阳能电池装置发出的电力经由电流控制部或充放电控制部而被赋予给蓄电池部或逆变器装置的构成中，利用控制电路对电流控制部或充放电控制部和蓄电池部进行控制，使太阳能电池装置的发电电力仅用于蓄电池部的充电；使太阳能电池装置的发电电力仅用于向逆变器装置供给；使太阳能电池装置的发电电力以及蓄电池部的电力两方提供给逆变器装置。并且，在专利文献3所公开的太阳能发电系统中，利用来自太阳能电池的电力或来自电力系统的电力进行了蓄电池的充电。
专利文献1：日本特开平7-38130号公报（摘要）
专利文献2：日本特开平11-127546号公报（图1、图2、第0005段、第0019段）
专利文献3：日本特开2003-79054号公报（图1、图3、图4、图5、图11、第0031段、第0032段、第0070段）
假定将专利文献1所公开的太阳能电池电源系统用于以下系统，即，白天将太阳能电池发出的电力暂时储藏到蓄电池中，夜间将蓄电池的储藏电力提供给负载那样的系统。而且，在这样的系统中，为了不使蓄电池的放电深度深到给寿命带来负面影响的状态，仅仅对蓄电池的充放电进行控制。
因此，对于在能够稳定地向负载供给电力的系统中，将太阳能电池等直流电源的发电电力高效地利用于对负载供给电力那样的控制，专利文献1没有任何启示。
此外，在专利文献1的“现有技术”栏中记载有使用DC/DC转换器的内容，但例如若其图1所示的构成的充放电控制电路具有DC/DC转换器，则会产生蓄电池充放电时在充放电控制电路的DC/DC转换器中发生电力损失这一问题，导致电力的利用效率降低。
另外，假定将专利文献2所公开的太阳能发电系统用于如下系统，即，在地震等灾害时商用电力系统停电的情况下，作为电力供给源而被使用那样的系统。而且，在这样的系统中，提出了在除了太阳能电池能够对蓄电池充电之外，商用电力系统也能够对蓄电池充电的构成中，不需要充电器的构成。
因此，对于在能够稳定地向负载供给电力的系统中，将太阳能电池等直流电源的发电电力高效地利用于对负载供给电力那样的控制，专利文献2没有任何启示。
并且，在专利文献2所公开的太阳能发电系统中，由于利用商用电力系统侧的电力进行蓄电池的补充电，所以在利用商用电力系统充电的电力不成为购买对象那样的电力公司的购买制度中，存在如下问题：不能够区别充给蓄电池的电力是基于太阳能电池等直流电源的发电，还是从商用电力系统供给的电力。
另外，为了进行上述3种切换，在电流控制部或者充放电控制部中具体通过什么样的动作进行切换，专利文献3没有任何启示。而且，在专利文献3所公开的太阳能发电系统中，不能够将太阳能电池装置的发电电力同时提供给蓄电池部以及逆变器装置双方，存在不能够将太阳能电池装置的发电电力高效地利用于负载的电力供给的问题。
并且，在专利文献3所公开的太阳能发电系统中，由于有时利用来自商用电力系统的电力进行蓄电池的充电，所以在通过商用电力系统充电的电力不成为购买对象那样的电力公司的购买制度中，存在如下问题：不能够区别充给蓄电池的电力是基于太阳能电池等直流电源的发电，还是从商用电力系统供给的电力。
发明内容
鉴于上述状况，本发明的目的在于，提供能够高效利用直流电源的发电电力的电力转换装置、发电系统以及充放电控制方法。
为了实现上述目的，本发明涉及的电力转换装置具备对直流电源的输出电压进行DC/DC转换的DC/DC转换器、和对上述DC/DC转换器的输出电压进行DC/AC转换的DC/AC逆变器，通过对上述DC/AC逆变器的输出电力进行控制，来控制与上述DC/DC转换器的输出端和上述DC/AC逆变器的输入端的连接点连接的蓄电器件的充放电。
另外，可以在向上述蓄电器件充电的情况下，控制成使上述DC/AC逆变器的输出电力比上述DC/DC转换器的输出电力小，在从上述蓄电器件放电的情况下，控制成使上述DC/AC逆变器的输出电力比上述DC/DC转换器的输出电力大。
另外，上述DC/AC逆变器的输出端可以与负载以及商用系统连接，按照上述直流电源的发电电力、上述蓄电器件的储藏电力、上述商用系统的电力的优先顺序向上述负载进行电力供给。该情况下，例如可认为在使用了上述负载的情况下，若仅以上述直流电源能够维持上述负载的消耗电力，则在上述负载中使用上述直流电源的发电电力，若仅以上述直流电源的发电电力不能够维持上述负载的消耗电力，则在上述负载中使用上述蓄电器件的储藏电力，若仅以上述直流电源的发电电力和上述蓄电器件的储藏电力不能够维持上述负载的消耗电力，则在上述负载中使用上述商用系统的电力。
另外，可以在上述蓄电器件的放电电力低于允许范围的下限的情况下，使上述DC/AC逆变器的输出电力减小，即便在使用了上述负载的情况下，与上述直流电源的发电电力相比，在上述负载中也优先使用所述商用系统的电力。
另外，为了实现上述目的，本发明涉及的发电系统具备上述任意构成的电力转换装置、与上述电力转换装置所具有的DC/DC转换器连接的直流电源、与上述DC/DC转换器的输出端和上述电力转换装置所具有的DC/AC逆变器的输入端的连接点连接的蓄电器件、和与上述DC/AC逆变器的输出端连接的负载，上述DC/AC逆变器的输出端与商用系统连接。
另外，为了实现上述目的，本发明涉及的发电系统具备上述任意构成的电力转换装置、与上述电力转换装置所具有的DC/DC转换器连接的直流电源、与上述DC/DC转换器的输出端和上述电力转换装置所具有的DC/AC逆变器的输入端的连接点连接的蓄电器件、被输入从上述蓄电器件输出的直流电力的负载，上述DC/AC逆变器的输出端与商用系统连接。
另外，在上述任意构成的发电系统中，例如将上述直流电源设为太阳能电池，将上述负载设为对充电对象物进行充电的充电站，上述DC/DC转换器以最大功率点跟踪控制对上述太阳能电池的动作点进行控制。
另外，为了实现上述目的，本发明涉及的充放电方法是下述蓄电器件的充放电控制方法，该蓄电器件与具备对直流电源的输出电压进行DC/DC转换的DC/DC转换器和对上述DC/DC转换器的输出电压进行DC/AC转换的DC/AC逆变器的电力转换装置的上述DC/DC转换器的输出端和上述DC/AC逆变器的输入端的连接点连接，通过对上述DC/AC逆变器的输出电力进行控制，来控制上述蓄电器件的充放电。
根据本发明，由于在上述直流电源和上述DC/AC逆变器以及上述蓄电器件之间设置有上述DC/DC转换器，所以能够利用上述DC/DC转换器对上述直流电源的输出电力进行控制。由此，能够使来自上述直流电源的发电电力成为适于上述蓄电器件的充电的状态。而且，由于通过对上述DC/AC逆变器的输出电力进行控制来控制上述蓄电器件的充放电，所以能够切换成如下4种状态，即，将被上述DC/DC转换器控制的来自上述直流电源的发电电力提供给上述DC/AC逆变器以及上述蓄电器件的状态、与上述蓄电器件的储藏电力一起提供给上述DC/AC逆变器的状态、不提供给上述蓄电器件而提供给上述DC/AC逆变器的状态、和不提供给上述DC/AC逆变器而提供给上述蓄电器件的状态。因此，能够高效利用由上述直流电源发出的电力。从而，在应用于能够稳定地向负载供给电力的发电系统的情况下，能够实现可高效利用由上述直流电源发出的电力的系统。
另外，根据本发明，由于上述蓄电器件与上述DC/DC转换器的输出端和上述DC/AC逆变器的输入端的连接点连接，所以不会产生充放电时在DC/DC转换器中发生由上述蓄电器件进行充放电的电力的电力损失的问题。因此，能够实现较高的电力转换效率。
另外，根据本发明，由于在按照上述直流电源的发电电力、上述蓄电器件的储藏电力、上述商用系统的电力的优先顺序进行上述负载的电力供给的构成中，将上述直流电源的发电电力优先用于对上述负载的电力供给，所以能够高效利用由上述直流电源发出的电力。
另外，根据本发明，由于在连接有商用系统的构成中，不将来自上述商用系统的电力储藏在上述蓄电器件中，而将太阳能电池等上述直流电源的发电电力储藏在上述蓄电器件中，所以即便在由商用系统充电的电力不成为购买对象的电力公司的购买制度中，也不会产生因下述原因引起的问题：不能够区别充给上述蓄电器件的电力是基于上述直流电源的发电还是由商用系统供给的电力。
附图说明
图1是表示本发明涉及的太阳能发电系统的概要结构例的图。
图2是表示图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统的外观例子的图。
图3是表示DC/AC逆变器的控制动作的流程图。
图4是表示在使用充电站时太阳能电池模块的发电电力比充电站的消耗电力大时的电力供给状态的图。
图5是表示在使用充电站时太阳能电池模块的发电电力不比充电站的消耗电力大，且蓄电池的放电电流未达到上限值时的电力供给状态的图。
图6是表示在使用充电站时太阳能电池模块的发电电力不比充电站的消耗电力大，且蓄电池的放电电力达到上限值时的电力供给状态的图。
图7是表示在使用充电站时蓄电池为充满电时的电力供给状态的图。
图8是表示在使用充电站时蓄电池为完全放电时的电力供给状态的图。
图9是表示在未使用充电站时蓄电池为充满电时的电力供给状态的图。
图10是表示在未使用充电站时蓄电池不是充满电时的电力供给状态的图。
图11是表示本发明涉及的太阳能发电系统的变形例的图。
图12是表示本发明涉及的太阳能发电系统的其他变形例的图。
图13是表示本发明涉及的太阳能发电系统的另一变形例的图。
图14是表示本发明涉及的太阳能发电系统的又一变形例的图。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的实施方式进行说明。这里，作为本发明涉及的发电系统，以太阳能发电系统为例进行说明。
图1表示了本发明涉及的太阳能发电系统的概要构成例。图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统具备太阳能电池模块1、电力转换装置2、蓄电池3、能够对混合动力车、电动汽车进行插入式充电的充电站4、能够检测电流的流向以及大小的电流传感器CT1以及CT2，并与商用系统7系统联系。而且，电力转换装置2具有DC/DC转换器5、DC/AC逆变器6、能够检测电流的流向以及大小的电流传感器CT3。此外，可以在电力转换装置2上设置紧急用AC插座，该紧急用AC插座用于在停电时等商用系统7的异常时，能够应急利用DC/AC逆变器6的输出电力。图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统的外观例如如图2所示。在图2所示的例子中，太阳能电池模块1被设置在车棚的屋顶8上。
DC/DC转换器5为了使太阳能电池模块1的输出电力最大而进行对太阳能电池模块1的动作点加以控制的所谓的MPPT控制（最大功率点跟踪控制）。其中，DC/DC转换器5以DC/DC转换器5的输出电压不超过420V的方式进行动作。需要说明的是，如后所述，420V是蓄电池3的规格的上限值。即，DC/DC转换器5具有限制在适于蓄电池3的充电的电压值的功能。
蓄电池3与DC/DC转换器5的输出端和DC/AC逆变器6的输入端的连接点连接。这样，由于蓄电池3不经由充放电用DC/DC转换器而与DC/DC转换器5的输出端和DC/AC逆变器6的输入端的连接点连接，所以不会发生充放电时在充放电用DC/DC转换器中产生电力损失的问题。因此，图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统能够实现较高的电力转换效率。
蓄电池3的规格设为330V以上～420V以下的动作范围。这里，将蓄电池3的动作范围设为330V以上的理由是由于蓄电池3与DC/DC转换器5的输出端和DC/AC逆变器6的输入端的连接点连接，所以DC/DC转换器5的输出端和DC/AC逆变器6的输入端的连接点电压（以下称作连接点电压Vlink）与蓄电池3的电压相同，若该连接点电压Vlink不比商用系统7的电压峰值（例如在有效值为202V的情况下，约为286V）高，则DC/AC逆变器6不能够系统联系。而且，由于蓄电池3的电压（330V以上）比商用系统7的电压高，所以不会从商用系统7向蓄电池3充电。
DC/AC逆变器6的输出端与充电站4以及商用系统7连接。
DC/AC逆变器6内的控制部（例如DSP（Digital Signal Processor）、微型计算机的任意一方或双方）接收从对蓄电池3的充电电流、放电电流进行检测的电流传感器CT1输出的检测信号，根据该检测信号对蓄电池3的充放电状态进行监视。
另外，DC/AC逆变器6内的控制部接收由电流传感器CT2以及CT3输出的检测信号，根据这些检测信号的差量来判断充电站4是否为使用状态。电流传感器CT2以及CT3被设置在能够根据电流传感器CT2的检测信号和电流传感器CT3的检测信号的差量来判断充电站4是否为使用状态的位置。即，从太阳能电池模块1侧观察电流传感器CT2被设置在充电站4的后面，且在充电站4和电流传感器CT2之间不夹入其他负载的位置，从太阳能电池模块1侧观察电流传感器CT3被设置在充电站4的前面，且在电流传感器CT3和充电站4之间不夹入其他负载的位置。
DC/AC逆变器6通过控制输出电力，来进行蓄电池3的充放电控制、对充电站4的电力供给控制。这里，在向蓄电池3充电的情况下，按照DC/AC逆变器6的输出电力比DC/DC转换器5的输出电力小的方式进行控制，在从蓄电池3放电的情况下，按照DC/AC逆变器5的输出电力比DC/DC转换器5的输出电力大的方式进行控制。更详细而言，图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统与商用系统7系统联系，由于商用系统7的电压恒定，所以DC/AC逆变器6对输出电流的振幅值进行调整来控制输出电力。参照图3所示的流程图对该DC/AC逆变器6的控制动作进行说明。
DC/AC逆变器6若开始动作，则首先判断充电站4是否为使用状态（步骤10）。更具体而言，如上所述，DC/AC逆变器6的控制部接收从电流传感器CT2以及CT3输出的检测信号，根据这些检测信号的差量来判断充电站4是否为使用状态（在从电流传感器CT2输出的检测信号和从电流传感器CT3输出的检测信号的差量为零的情况下，判断为充电站4处于未使用状态）。
在充电站4为使用状态的情况下（步骤S10为是），DC/AC逆变器6对输出电流的振幅值进行调整，以便按照太阳能电池模块1的发电电力、蓄电池3的储藏电力、商用系统7的电力的顺序的优先顺序向充电站4供给电力（步骤S20）。
在太阳能电池模块1的发电电力比充电站4的消耗电力大的情况下，DC/AC逆变器6对输出电流的振幅值进行调整，以使DC/AC逆变器6的输出电力与充电站4的消耗电力一致。由此，如图4所示，太阳能电池模块1的多余电力被储藏在蓄电池3中，连接点电压Vlink慢慢上升。
在图4中，由于DC/DC转换器5的输出、DC/AC逆变器6的输入和蓄电池3不经由电阻等元件而连接，所以电位实质相同，利用在极短时间内上述3点产生电位差这一观点，说明能够通过DC/AC逆变器6的输出电流的控制对蓄电池充电。此外，实际可以在上述3点和连接点之间夹设电阻、线圈等元件，也可以连接滤波电路等。
在太阳能电池模块1的发电电力比充电站4的消耗电力大的情况下，若进行使DC/AC逆变器6的输出电流的振幅减小的控制，则因太阳能电池模块1产生的电力，DC/DC转换器5的输出电压与DC/AC逆变器6的输出电流的振幅控制前的电压相比上升。因此，由于DC/DC转换器5的电压与蓄电池3的电压相比变高，所以DC/DC转换器5的输出电力被充给蓄电池3。由此，蓄电池3的电压上升，与DC/DC转换器5的输出电压相等。同样，伴随DC/DC转换器5的电压上升，DC/AC逆变器6的输入的电压也上升，与DC/DC转换器5的输出的电压相等。
在太阳能电池模块1的发电电力不比充电站4的消耗电力大的情况下，DC/AC逆变器6对输出电流的振幅值进行调整，以使DC/AC逆变器6的输出电力和充电站4的消耗电力一致。由此，如图5所示，太阳能电池模块1的发电电力和蓄电池3的放电电力由DC/AC逆变器6转换成交流电力后被提供给充电站4，连接点电压Vlink慢慢下降。但在即便蓄电池的放电电力达到上限值，DC/AC逆变器6的输出电力也比充电站4的消耗电力小的情况下，不再使DC/AC逆变器6的输出电流的振幅值进一步增大，进行电力限制。该情况下，由于仅以DC/AC逆变器6的输出电力不能维持充电站4的消耗电力，所以如图6所示，其不足的电力由商用系统7提供给充电站4。
在图5中，由于DC/DC转换器5的输出、DC/AC逆变器6的输入和蓄电池3不经由电阻等元件而连接，所以实质上电位相同，利用在极短时间内上述3点产生电位差这一观点，说明能够利用DC/AC逆变器6的输出电流的控制对蓄电池充电。此外，实际可以在上述3点和连接点之间夹设电阻、线圈等元件，也可以连接滤波电路等。
在太阳能电池模块1的发电电力比充电站4的消耗电力小的情况下，若进行使DC/AC逆变器6的输出电流的振幅增大的控制，则由太阳能电池模块1产生的电力不足，DC/DC转换器5的输出电压与DC/AC逆变器6的输出电流的振幅控制前的电压相比降低。而且，由于DC/AC逆变器6因对负载4赋予电力而消耗电力，所以DC/AC逆变器6的输入的电压与DC/AC逆变器6的输出电流的振幅控制前相比也降低。因此，蓄电池3的电压与DC/DC转换器5的电压以及DC/AC逆变器6的输入电压相比变高，蓄电池3放电，相对于负载的消耗电力，对DC/AC逆变器供给直流电源1的电力中不足的电力。由此，蓄电池3的电压降低，与DC/DC转换器5的输出电压以及DC/AC逆变器6的输入电压相等。
若步骤S20的调整结束，则DC/AC逆变器6判定连接点电压Vlink是否为（420-α）V（α为任意值，但优选为零～几V）以下。
若连接点电压Vlink比（420-α）V大（步骤S30为否），则由于蓄电池3充满电，所以为了向商用系统7逆流，DC/AC逆变器6使输出电流的振幅值比步骤S20中的调整值增大，进行过充电保护，然后返回至步骤S10。结果，电力供给状态成为图7所示那样。另一方面，若连接点电压Vlink为（420-α）V以下（步骤S30为是），则DC/AC逆变器6判定连接点电压Vlink是否为（330+β）V（β为任意值，但优选为零～几V）以下。
若连接点电压Vlink比（330+β）V小（步骤S40为否），则由于蓄电池3完全放电，所以为了使太阳能电池模块1的发电电力优先提供给蓄电池3，DC/AC逆变器6使输出电流的振幅值比步骤S20中的调整值小，进行过放电保护，然后返回至步骤S10。通过该输出电流的振幅值的再调整，来自DC/AC逆变器6的输出电力减少，其减少量由商用系统7补充而提供给充电站4。结果，电力供给状态成为图8所示那样。另一方面，若连接点电压Vlink为（330+β）V以上（步骤S40为是），则直接返回至步骤S10。
另外，在上述步骤S10的判断结果为充电站4是未使用状态的情况下（步骤S10为否），DC/AC逆变器6判定连接点电压Vlink是否为（420-α）V以下（步骤S70）。
若连接点电压Vlink比（420-α）V大（步骤S70为否），则对输出电流的振幅值进行调整，以使太阳能电池模块1的发电电力全部提供给商用系统7。然后返回至步骤S10。结果，电力供给状态成为图9所示那样。另一方面，若连接点电压Vlink为（420-α）V以下（步骤S70为是），则DC/AC逆变器6对输出电流的振幅值进行调整或停止输出与商用系统7断开，以便将太阳能电池模块1的发电电力全部提供给蓄电池3，然后返回至步骤S10。结果，电力供给状态成为图10所示那样。
优选除上述动作外，还进行蓄电池3的充放电电流的过电流保护。例如，可以在蓄电池3的充电电流为过电流的情况下，DC/AC逆变器6使输出电流的振幅值增大，来减小蓄电池3的充电电流，在蓄电池3的放电电流为过电流的情况下，DC/AC逆变器6使输出电流的振幅值减小，来减小蓄电池3的放电电流。
由上述的动作可知，在图1所示的太阳能发电系统中，若在未使用充电站4的情况下，将太阳能电池模块1的发电电力储蓄到蓄电池3中，使得蓄电池3充满电，则会向商用系统7逆流，在使用了充电站4的情况下，优先使用太阳能电池模块1的发电电力，若仅以太阳能电池模块1的发电电力不能维持充电站4的消耗电力，则使用蓄电池3的储藏电力，若仅以太阳能电池模块1的发电电力和蓄电池3的储藏电力不能维持充电站4的消耗电力，则使用商用系统7的电力。在图1所示的太阳能发电系统中，只有在因长期间的天气恶化等而仅以系统本身发出的电力不能够维持充电站4的消耗电力的情况下，从商用系统7接收电力，只有在蓄电池3到达存储界限而不能够对系统本身发出的电力进行存储的情况下，向商用系统7逆流。
此外，这里在使用充电站4等负载而不想使对负载进行的电力供给低于一定值的情况下，即便仅以太阳能电池模块1的发电电力维持负载的消耗电力，例如若太阳能电池模块1的发电电力低于某个阈值，则也可以使用蓄电池3的储藏电力。同样，即便仅以太阳能电池模块1的发电电力和蓄电池3的储藏电力维持负载的消耗电力，例如若太阳能电池模块1的发电电力和蓄电池3的储藏电力低于某个阈值，则也可以使用商用系统7的电力。
另外，根据上述的动作可知，在图1所示的太阳能发电系统中，通过不将来自商用系统7的电力储藏在蓄电池3中，而将太阳能电池模块1的发电电力储藏在蓄电池3中，即便在利用商用系统充电的电力不作为购买对象的电力公司的购买制度中，也不会产生如下问题：不能够区别充电给蓄电池3的电力是基于太阳能电池模块1的发电，还是从商用系统7供给的电力。
以上，对本发明涉及的实施方式进行了说明，但本发明的范围并不限定于此，在不脱离发明主旨的范围内能够实施各种变更来加以执行。以下表示变更的几个例子。
如图11所示，可以设置多个太阳能电池模块1，电力转换装置的DC/DC转换器5也按太阳能电池模块1的个数设置。该情况下，优选各DC/DC转换器5相互独立地进行MPPT控制。
在图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统中，若蓄电池3完全放电，则由太阳能电池模块1以及商用系统7或仅由商用系统7进行对充电站4的电力供给，若有来自太阳能电池模块的输出电力，则该输出电力被充给蓄电池3。例如，在分别独立设置了3个图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统的情况下，3个太阳能电池模块1和3个蓄电池3在每个独立的系统中一一对应，只由一个太阳能电池模块1向完全放电的蓄电池3供给电力。
鉴于此，例如可以如图12所示，构成为使与3个太阳能电池模块1相当的太阳能电池模块1’与3个电力转换装置2连接，由太阳能电池模块1’（＝3个太阳能电池模块1）向一个完全放电的蓄电池3供给电力。由此提高太阳能电池模块对蓄电池进行充电的能力。
另外，在图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统中，成为充电站4与DC/AC逆变器6的输出端连接，充电站4输入AC电力的构成，在充电站4为快速充电站的情况下，需要在商用系统7和电流传感器CT2之间设置从商用系统7接收高压电力且将该高压电力变电成低压电力的高压变电设备。
与此相对，例如通过如图13所示，成为充电站4’与蓄电池3连接，使充电站4’输入DC电力的构成，能够由蓄电池3的容量决定充电站4’的充电能力，不设置高压变电设备就能够实现快速充电站。
在图13所示的本发明涉及的太阳能发电系统中，电力转换装置2对DC/AC逆变器6的输出电力进行控制，以便优先将太阳能电池模块1的发电电力充给蓄电池3，并使多余电力向商用系统7逆流。其中，蓄电池3的充电状态的把握方法与图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统的情况相同。
另外，可以针对图13所示的本发明涉及的太阳能发电系统进行与从图1所示的本发明涉及的太阳能发电系统向图12所示的本发明涉及的太阳能发电系统的变形相同的变形，成为图14所示那样的构成。图14所示的本发明涉及的太阳能发电系统与图13所示的本发明涉及的太阳能发电系统同样，不设置高压变电设备就能够实现快速充电站，而且，与图12所示的本发明涉及的太阳能发电系统相同，太阳能电池模块对蓄电池进行充电的能力提高。此外，在图14所示的本发明涉及的太阳能发电系统中，例如开闭器9可以在对应的蓄电池3从非完全放电状态成为完全放电状态后，自动从打开状态切换成闭合状态，在对应的蓄电池3从非充满电状态成为充满电状态后，自动从闭合状态切换成打开状态。
蓄电池3可以是不能够被用户替换的固定式，也可以是能够被用户替换的拆装式。
另外，在使蓄电池3与DC/DC转换器5以及DC/AC逆变器6连接时，可以经由保护电路、熔断器等来连接。
另外，可以在蓄电池3使用铅蓄电池的情况下等，进行均衡充电。在均衡充电中，在蓄电池的电压达到规格的上限值后也继续充电，以使蓄电池的电压在一定时间维持其上限值。由此，能够使由多个电池构成的蓄电池的充电状态均匀，防止寿命缩短。
另外，也可以具有禁止向商用系统7的逆流的功能。禁止向商用系统7的逆流例如可以考虑下述方式：使电力转换装置2的DC/AC逆变器6具有计时功能，在特定的时间段禁止向商用系统7的逆流的方式；使电力转换装置2的DC/AC逆变器6具有电力线通信功能，在利用电力线通信从电力公司接收到禁止向商用系统7的逆流的通知时，禁止向商用系统7的逆流。由于能够利用电流传感器CT3的检测信号确认向商用系统7的逆流的有无，所以例如在禁止向商用系统7的逆流时，电力转换装置2的DC/AC逆变器6若根据电流传感器CT3的检测信号确认了向商用系统7的逆流，则只要使输出电流的振幅值减小即可。
在本发明涉及的发电系统中，也可以使用太阳能电池以外的直流电源（例如风力发电装置、地热发电装置等）。而且，在本发明涉及的发电系统中，电力转换装置的DC/DC转换器可以利用MPPT控制以外的控制来对直流电源的输出电力进行控制。而且，在本发明涉及的发电系统中，可以使用充电站以外的负载（例如家电等）。而且，在本发明涉及的发电系统中，可以使用蓄电池以外的蓄电器件（例如双电层电容器等）。
通过实施本发明，能够高效利用直流电源（例如太阳能电池）的发电电力。
符号说明：1、1’...太阳能电池模块；2...电力转换装置；3...蓄电池；4、4’...充电站；5...DC/DC转换器；6...DC/AC逆变器；7...商用系统；8...车棚的屋顶；9...开闭器；CT1～CT3...电流传感器。

Claims (8)

1.一种电力转换装置，其特征在于，具备：
DC/DC转换器，其对直流电源的输出电压进行DC/DC转换；和
DC/AC逆变器，其对所述DC/DC转换器的输出电压进行DC/AC转换，
通过对所述DC/AC逆变器的输出电力进行控制，来控制与所述DC/DC转换器的输出端和所述DC/AC逆变器的输入端的连接点连接的蓄电器件的充放电。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，
在向所述蓄电器件充电的情况下，控制成使所述DC/AC逆变器的输出电力比所述DC/DC转换器的输出电力小，
在从所述蓄电器件放电的情况下，控制成使所述DC/AC逆变器的输出电力比所述DC/DC转换器的输出电力大。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于，
所述DC/AC逆变器的输出端与负载以及商用系统连接，
按照所述直流电源的发电电力、所述蓄电器件的储藏电力、所述商用系统的电力的优先顺序向所述负载进行电力供给。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电力转换装置，其特征在于，
在所述蓄电器件的放电电力低于允许范围的下限的情况下，使所述DC/AC逆变器的输出电力减小，即便在使用了所述负载的情况下，与所述直流电源的发电电力相比，在所述负载中也优先使用所述商用系统的电力。
5.一种发电系统，其特征在于，具备：
权利要求1～4中任意一项所述的电力转换装置；
与所述电力转换装置所具有的DC/DC转换器连接的直流电源；
与所述DC/DC转换器的输出端和所述电力转换装置所具有的DC/AC逆变器的输入端的连接点连接的蓄电器件；和
与所述DC/AC逆变器的输出端连接的负载；
所述DC/AC逆变器的输出端与商用系统连接。
6.一种发电系统，其特征在于，具备：
权利要求1～4中任意一项所述的电力转换装置；
与所述电力转换装置所具有的DC/DC转换器连接的直流电源；
与所述DC/DC转换器的输出端和所述电力转换装置所具有的DC/AC逆变器的输入端的连接点连接的蓄电器件；和
被输入从所述蓄电器件输出的直流电力的负载；
所述DC/AC逆变器的输出端与商用系统连接。
7.根据权利要求5或6所述的发电系统，其特征在于，
所述直流电源为太阳能电池，
所述负载是对充电对象物进行充电的充电站，
所述DC/DC转换器通过最大功率点跟踪控制对所述太阳能电池的动作点进行控制。
8.一种蓄电器件的充放电控制方法，该蓄电器件与具备对直流电源的输出电压进行DC/DC转换的DC/DC转换器和对所述DC/DC转换器的输出电压进行DC/AC转换的DC/AC逆变器的电力转换装置的所述DC/DC转换器的输出端和所述DC/AC逆变器的输入端的连接点连接，该蓄电器件的充放电控制方法的特征在于，
通过对所述DC/AC逆变器的输出电力进行控制，来控制所述蓄电器件的充放电。
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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120808