CN113366404B - 电力系统和电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的电力体系用电力转换装置(30)连接于电力体系(10)，并且还连接于第1直流总线(14a)。太阳能电池用电力转换装置(40)连接于太阳能电池(42)，并且还连接于第2直流总线(14b)。电力体系用电力转换装置(30)根据第1控制值而执行电力体系(10)的电力控制，该第1控制值是基于用于使第1直流总线(14a)的电压落入第1范围的第1稳定化用指令值以及与第1稳定化用指令值不同的第1控制用指令值所导出的值。太阳能电池用电力转换装置(40)根据第2控制值而执行太阳能电池(42)的电力控制，该第2控制值是基于用于使第2直流总线(14b)的电压落入第2范围的第2稳定化用指令值以及与第2稳定化用指令值不同的第2控制用指令值所导出的值。第1范围比所述第2范围窄。

Description

电力系统和电力转换装置
技术领域
本公开涉及一种将设备连接于直流总线的电力系统、电力转换装置。
背景技术
在将利用太阳光、风力等自然能源的发电装置与蓄电池进行了连接的系统中，在将发电装置所产生的电力充入蓄电池的情况下，有时产生剩余电力。若因剩余电力而使系统的直流总线的电压上升，则可能产生系统的不稳定的动作。因此，对于发电装置和蓄电池，根据直流总线的电压来切换控制方式(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-46532号公报
发明内容
发明要解决的问题
对发电装置、蓄电池、电力体系分别连接电力转换装置，将多个电力转换装置连接于直流总线。为了使像这样的系统的结构简单，多个电力转换装置独立地执行对所连接的发电装置等的电力控制。在这样的状况下，在为了使系统稳定化而多个电力转换装置根据直流总线的电压来执行电力控制的情况下，电力控制的效率降低。另一方面，连接有各电力转换装置的发电装置、蓄电池、电力体系具有各不相同的作用。要求考虑这样的设备的作用并抑制电力控制的效率的降低。
本公开是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种使系统稳定化并抑制电力控制的效率的降低的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的某个方式的电力系统具备：第1电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第1控制对象，并且还连接于直流总线；以及第2电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第2控制对象，并且还连接于直流总线。第1电力转换装置根据第1控制值而执行第1控制对象的电力控制，该第1控制值是基于用于使直流总线的电压落入第1范围的第1稳定化用指令值以及与第1稳定化用指令值不同的第1控制用指令值所导出的值，第2电力转换装置根据第2控制值而执行第2控制对象的电力控制，该第2控制值是基于用于使直流总线的电压落入第2范围的第2稳定化用指令值以及与第2稳定化用指令值不同的第2控制用指令值所导出的值，第1范围比第2范围窄。
本发明的其它方式是电力系统。该电力系统具备：第1电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第1控制对象，并且还连接于直流总线；以及第2电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第2控制对象，并且还连接于直流总线。第1电力转换装置根据第1控制值而执行第1控制对象的电力控制，该第1控制值是基于用于使直流总线的电压落入第1范围的第1稳定化用指令值以及与第1稳定化用指令值不同的第1控制用指令值所导出的值，第2电力转换装置根据第2控制值而执行第2控制对象的电力控制，该第2控制值是基于用于使直流总线的电压落入第2范围的第2稳定化用指令值以及与第2稳定化用指令值不同的第2控制用指令值所导出的值，第1范围和第2范围的下限大于零伏特。
本发明的又一其它方式是电力转换装置。该装置是连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的控制对象并且还连接于直流总线的电力转换装置，其具备：稳定化用指令值导出部，其导出用于使直流总线的电压落入设定范围的稳定化用指令值；控制用指令值导出部，其导出与稳定化用指令值不同的控制用指令值；控制值导出部，其基于稳定化用指令值和控制用指令值而导出控制值；以及指示部，其根据控制值而执行控制对象的电力控制。
此外，将以上的构成要素的任意组合、本公开的表现在方法、装置、系统、计算机程序、或记录有计算机程序的记录介质等之间进行变换得到的方式作为本公开的方式也是有效的。
发明的效果
根据本发明，能够使系统稳定化，并能够抑制电力控制的效率的降低。
附图说明
图1是表示实施例1所涉及的电力系统的结构的图。
图2是表示实施例1所涉及的电力转换装置的结构的图。
图3是表示存储于图2的稳定化用指令值导出部的阈值的图。
图4是表示存储于图2的稳定化用指令值导出部的其它的阈值的图。
图5是表示实施例2所涉及的电力体系用电力转换装置的结构的图。
图6是表示实施例2所涉及的电力体系用电力转换装置的其它结构的图。
图7是表示实施例2所涉及的电力体系用电力转换装置的又一其它结构的图。
图8是表示实施例2所涉及的控制用指令值导出部的结构的图。
图9是表示实施例2所涉及的电力体系用电力转换装置的输出过程的流程图。
具体实施方式
(实施例1)
在具体地说明本发明之前叙述概要。实施例是关于在用户机构中针对发电装置、蓄电池、电力体系分别连接电力转换装置且将多个电力转换装置连接于直流总线的电力系统。用户机构是接受来自电力公司等的电力的供给的设施，例如住宅、事务所、店铺、工厂、公园等。在用户机构中，将自电力体系延伸的配电线连接于电力转换装置。如上所述，为了使电力系统的结构简单，各电力转换装置独立地执行电力控制。若多个电力转换装置通过独立的电力控制而将直流电力一齐输出至直流总线，则直流总线的电压变高，因此电力系统变得不稳定。在为了使电力系统稳定化而多个电力转换装置根据直流总线的电压来执行电力控制的情况下，成为考虑了直流总线的电压的电力控制，从而电力控制的效率降低。
另一方面，连接有各电力转换装置的发电装置、蓄电池、电力体系具有各不相同的作用。例如，如太阳能电池那样的发电装置具有将较大的直流电力供给至直流总线的作用，电力体系具有使电力系统稳定化的作用。因此，要求考虑这些设备的作用，来使电力系统稳定化，并抑制电力控制的效率的降低。
因此，各电力转换装置基于与用于使直流总线的电压稳定化的控制以及设备原本的控制相应的控制值而执行电力转换。用于使直流总线的电压稳定化的控制是在直流总线的电压超出预先决定的范围的情况下使直流总线的电压恢复至该范围内而进行的控制。直流总线的电压超出预先决定的范围的情况是指直流总线的电压大于该范围的最大值、或小于该范围的最小值。另一方面，在设备为太阳能电池的情况下，设备原本的控制是指MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制。为了使电力系统稳定化，期望执行用于使直流总线的电压稳定化的控制，而为了抑制电力控制的效率的降低，期望执行设备原本的控制。
在此，考虑连接于电力转换装置的设备的作用而改变各电力转换装置中设定的范围。例如，对于连接于电力体系的电力转换装置，缩小范围。其结果，在该电力转换装置中，容易执行用于使直流总线的电压稳定化的控制。另一方面，对于连接于如太阳能电池那样的发电装置的电力转换装置，扩大范围。其结果，在该电力转换装置中，难以执行用于使直流总线的电压稳定化的控制。通过改变各电力转换装置中设定的范围，由此使系统稳定化，并且电力控制的效率的降低得到抑制。
图1表示电力系统100的结构。电力系统100包括电力体系10、配电线12、统称为直流总线14的第1直流总线14a、第2直流总线14b及第3直流总线14c、分支点16、电力体系用电力转换装置30、太阳能电池用电力转换装置40、太阳能电池42、蓄电池用电力转换装置50、蓄电池52、统称为测量装置60的第1测量装置60a、第2测量装置60b及第3测量装置60c。电力系统100被设置于用户机构内。在此，可以为电力体系用电力转换装置30与太阳能电池用电力转换装置40为1个装置，也可以为电力体系用电力转换装置30与蓄电池用电力转换装置50为1个装置。前者相当于太阳光发电用的功率调节器，后者相当于蓄电池用的功率调节器。
电力体系10为电力公司的商用电源，例如为单相3线式200V/100V的商用电力。配电线12自电力体系10朝向用户机构内延伸。对于配电线12，只要使用公知的技术即可，因此在此处省略说明。电力体系用电力转换装置30连接于配电线12，第1直流总线14a自电力体系用电力转换装置30延伸出，第1直流总线14a在分支点16处分支为第2直流总线14b和第3直流总线14c。太阳能电池用电力转换装置40和太阳能电池42连接于第2直流总线14b，蓄电池用电力转换装置50和蓄电池52连接于第3直流总线14c。像这样，电力体系用电力转换装置30、太阳能电池用电力转换装置40、蓄电池用电力转换装置50连接于直流总线14。
电力体系用电力转换装置30将来自配电线12的交流电力转换为直流电力，并将直流电力输出至直流总线14。另外，电力体系用电力转换装置30将来自直流总线14的直流电力转换为交流电力，并将交流电力输出至配电线12。像这样，电力体系用电力转换装置30执行交流电力与直流电力之间的转换。
太阳能电池42是可再生能源发电装置。太阳能电池42利用光伏效应，来将光能直接转换为电力。作为太阳能电池，使用以硅太阳能电池、化合物半导体等为原材料的太阳能电池、色素增感型(有机太阳能电池)等。太阳能电池42连接于太阳能电池用电力转换装置40，将发电得到的直流电力输出至太阳能电池用电力转换装置40。太阳能电池用电力转换装置40将自太阳能电池42输出的直流电力转换为期望电压值的直流电力，将将转换后的直流电力输出至直流总线14。
蓄电池52能够进行电力的充放电，由被串联连接或串并联连接的多个蓄电池单元构成。对于蓄电池单元，使用锂离子蓄电池、镍氢蓄电池、铅蓄电池、电双层电容器(Electrical Double-Layer Capacitor)、锂离子电容器等。作为蓄电池52，可以使用电双层电容器。蓄电池用电力转换装置50控制蓄电池52的充放电。蓄电池用电力转换装置50在对蓄电池52充电时将来自直流总线14的直流电力转换为期望电压值的直流电力，并将转换后的直流电力输出至蓄电池52。另一方面，蓄电池用电力转换装置50在蓄电池52放电时将来自蓄电池52的直流电力转换为期望电压值的直流电力，并将转换后的直流电力输出至直流总线14。
第1测量装置60a至第3测量装置60c被配置于直流总线14。这些测量装置60是测量直流总线14的电压值的电压计。第1测量装置60a将测量到的电压值输出至电力体系用电力转换装置30，第2测量装置60b将测量到的电压值输出至太阳能电池用电力转换装置40，第3测量装置60c将测量到的电压值输出至蓄电池用电力转换装置50。
在此，电力体系10、太阳能电池42、蓄电池52可以称为能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的控制对象。在将电力体系10称为第1控制对象的情况下，蓄电池52被称为第2控制对象，太阳能电池42被称为第3控制对象。也可以是，将蓄电池52称为第3控制对象，将太阳能电池42称为第2控制对象。另外，在除电力体系10外将蓄电池52称为第1控制对象的情况下，太阳能电池42被称为第2控制对象。另外，电力体系用电力转换装置30、太阳能电池用电力转换装置40、蓄电池用电力转换装置50统称为电力转换装置。在将连接于第1控制对象的电力转换装置称为第1电力转换装置的情况下，连接于第2控制对象的电力转换装置被称为第2电力转换装置，连接于第3控制对象的电力转换装置被称为第3电力转换装置。
图2表示电力转换装置200的结构。电力转换装置200包括转换部210和控制部220。控制部220包括稳定化用指令值导出部250、控制用指令值导出部260、控制值导出部270以及指示部280，稳定化用指令值导出部250包括上侧导出部252和下侧导出部254。电力转换装置200为电力体系用电力转换装置30、太阳能电池用电力转换装置40、蓄电池用电力转换装置50的统称。下面，按(1)电力转换装置200为电力体系用电力转换装置30的情况、(2)电力转换装置200为太阳能电池用电力转换装置40的情况、(3)电力转换装置200为蓄电池用电力转换装置50的情况的顺序进行说明。
(1)电力转换装置200为电力体系用电力转换装置30的情况
转换部210为双向变流器。在正向潮流时，转换部210将来自配电线12的交流电力转换为直流电力，并将直流电力输出至直流总线14。另外，在逆向潮流时，转换部210将来自直流总线14的直流电力转换为交流电力，并将交流电力输出至配电线12。对转换部210的控制是由控制部220进行的。
稳定化用指令值导出部250受理来自第1测量装置60a的电压值、也就是直流总线14的电压值。在电压值超出预先决定的范围(下面称为“电力体系用范围”)的情况下，稳定化用指令值导出部250生成用于使电压值落入电力体系用范围内的电力体系稳定化用指令值。具体地进行说明，上侧导出部252设定了电力体系用范围的上侧的阈值(下面称为“电力体系用上侧阈值”)，在电压值为电力体系用上侧阈值以上的情况下，生成用于降低电压值的电力体系上侧稳定化用指令值。上侧导出部252将电力体系上侧稳定化用指令值输出至控制值导出部270。下侧导出部254设定了电力体系用范围的下侧的阈值(下面称为“电力体系用下侧阈值”)，在电压值为电力体系用下侧阈值以下的情况下，生成用于提高电压值的电力体系下侧稳定化用指令值。下侧导出部254将电力体系下侧稳定化用指令值输出至控制值导出部270。
控制用指令值导出部260执行用于发挥电力体系10原本的功能的控制。该控制例如是响应于来自电力公司的请求、来自VPP(Virtual Power Plant，虚拟电厂)的请求、来自HEMS(Home Energy Management System，家庭能源管理系统)设备的请求而进行的。对于该控制，只要使用公知的技术即可，因此在此处省略说明。控制用指令值导出部260生成与控制相应的电力体系控制用指令值，并将电力体系控制用指令值输出至控制值导出部270。
控制值导出部270受理来自上侧导出部252的电力体系上侧稳定化用指令值、来自下侧导出部254的电力体系下侧稳定化用指令值以及来自控制用指令值导出部260的电力体系控制用指令值。在未生成这些指令值中的至少一者的情况下，控制值导出部270不受理该指令值。控制值导出部270基于电力体系上侧稳定化用指令值、电力体系下侧稳定化用指令值以及电力体系控制用指令值而生成电力体系控制值。例如，控制值导出部270通过运算电力体系上侧稳定化用指令值、电力体系下侧稳定化用指令值以及电力体系控制用指令值之和而生成电力体系控制值。控制值导出部270将电力体系控制值输出至指示部280。指示部280自控制值导出部270受理电力体系控制值。指示部280通过将电力体系控制值输出至转换部210来控制转换部210。这相当于执行电力体系10的电力控制。
(2)电力转换装置200为太阳能电池用电力转换装置40的情况
转换部210为DC-DC转换器。转换部210将来自太阳能电池42的直流电力转换为期望电压值的直流电力，并将转换后的直流电力输出至直流总线14。转换部210的控制是由控制部220进行的。
稳定化用指令值导出部250受理来自第2测量装置60b的电压值、也就是直流总线14的电压值。在电压值超出预先规定的范围(下面称为“太阳能电池用范围”)的情况下，稳定化用指令值导出部250生成用于使电压值落入太阳能电池用范围内的太阳能电池稳定化用指令值。具体地进行说明，上侧导出部252设定了太阳能电池用范围的上侧的阈值(下面称为“太阳能电池用上侧阈值”)，在电压值为太阳能电池用上侧阈值以上的情况下，生成用于降低电压值的太阳能电池上侧稳定化用指令值。上侧导出部252将太阳能电池上侧稳定化用指令值输出至控制值导出部270。下侧导出部254设定了太阳能电池用范围的下侧的阈值(下面称为“太阳能电池用下侧阈值”)，在电压值为太阳能电池用下侧阈值以下的情况下，生成用于提高电压值的太阳能电池下侧稳定化用指令值。下侧导出部254将太阳能电池下侧稳定化用指令值输出至控制值导出部270。
控制用指令值导出部260执行用于发挥太阳能电池42原本的功能的控制。该控制为MPPT控制。控制用指令值导出部260生成与控制相应的太阳能电池控制用指令值，并将太阳能电池控制用指令值输出至控制值导出部270。
控制值导出部270受理来自上侧导出部252的太阳能电池上侧稳定化用指令值、来自下侧导出部254的太阳能电池下侧稳定化用指令值以及来自控制用指令值导出部260的太阳能电池控制用指令值。在未生成这些指令值中的至少一者的情况下，控制值导出部270不受理该指令值。控制值导出部270基于太阳能电池上侧稳定化用指令值、太阳能电池下侧稳定化用指令值以及太阳能电池控制用指令值而生成太阳能电池控制值。例如，控制值导出部270通过运算太阳能电池上侧稳定化用指令值、太阳能电池下侧稳定化用指令值以及太阳能电池控制用指令值之和而生成太阳能电池控制值。控制值导出部270将太阳能电池控制值输出至指示部280。指示部280自控制值导出部270受理太阳能电池控制值。指示部280通过将太阳能电池控制值输出至转换部210来控制转换部210。这相当于执行太阳能电池42的电力控制。
(3)电力转换装置200为蓄电池用电力转换装置50的情况
转换部210为双向DC-DC转换器。在蓄电池52放电时，转换部210将来自蓄电池52的直流电力转换为期望电压值的直流电力，并将转换后的直流电力输出至直流总线14。另外，在对蓄电池52充电时，转换部210将来自直流总线14的直流电力转换为期望电压值的直流电力，并将转换后的直流电力输出至蓄电池52。转换部210的控制是由控制部220进行的。
稳定化用指令值导出部250受理来自第3测量装置60c的电压值、也就是直流总线14的电压值。在电压值超出预先决定的范围(下面称为“蓄电池用范围”)的情况下，稳定化用指令值导出部250生成用于使电压值落入蓄电池用范围内的蓄电池稳定化用指令值。具体地进行说明，上侧导出部252设定了蓄电池用范围的上侧的阈值(下面称为“蓄电池用上侧阈值”)，在电压值为蓄电池用上侧阈值以上的情况下，生成用于降低电压值的蓄电池上侧稳定化用指令值。上侧导出部252将蓄电池上侧稳定化用指令值输出至控制值导出部270。下侧导出部254设定了蓄电池用范围的下侧的阈值(下面称为“蓄电池用下侧阈值”)，在电压值为蓄电池用下侧阈值以下的情况下，生成用于提高电压值的蓄电池下侧稳定化用指令值。下侧导出部254将蓄电池下侧稳定化用指令值输出至控制值导出部270。
控制用指令值导出部260执行用于发挥蓄电池52原本的功能的控制。该控制例如是响应于充电请求或放电请求而进行的。对于该控制，只要使用公知的技术即可，因此在此处省略说明。控制用指令值导出部260生成与控制相应的蓄电池控制用指令值，并将蓄电池控制用指令值输出至控制值导出部270。
控制值导出部270受理来自上侧导出部252的蓄电池上侧稳定化用指令值、来自下侧导出部254的蓄电池下侧稳定化用指令值以及来自控制用指令值导出部260的蓄电池控制用指令值。在未生成这些指令值中的至少一者的情况下，控制值导出部270不受理该指令值。控制值导出部270基于蓄电池上侧稳定化用指令值、蓄电池下侧稳定化用指令值以及蓄电池控制用指令值而生成蓄电池控制值。例如，控制值导出部270通过运算蓄电池上侧稳定化用指令值、蓄电池下侧稳定化用指令值以及蓄电池控制用指令值之和而生成蓄电池控制值。控制值导出部270将蓄电池控制值输出至指示部280。指示部280自控制值导出部270受理蓄电池控制值。指示部280通过将蓄电池控制值输出至转换部210来控制转换部210。这相当于执行蓄电池52的电力控制。
在此，在将第1电力转换装置中的范围、上侧的阈值、下侧的阈值称为“第1范围”、“第1上侧阈值”、“第1下侧阈值”的情况下，第2电力转换装置中的范围、上侧的阈值、下侧的阈值被称为“第2范围”、“第2上侧阈值”、“第2下侧阈值”。另外，第3电力转换装置中的范围、上侧的阈值、下侧的阈值被称为“第3范围”、“第3上侧阈值”、“第3下侧阈值”。
第1电力转换装置中的上侧稳定化用指令值、下侧稳定化用指令值、控制用指令值、控制值可以被称为“第1上侧稳定化用指令值”、“第1下侧稳定化用指令值”、“第1控制用指令值”、“第1控制值”。第2电力转换装置中的上侧稳定化用指令值、下侧稳定化用指令值、控制用指令值、控制值可以被称为“第2上侧稳定化用指令值”、“第2下侧稳定化用指令值”、“第2控制用指令值”、“第2控制值”。第3电力转换装置中的上侧稳定化用指令值、下侧稳定化用指令值、控制用指令值、控制值可以被称为“第3上侧稳定化用指令值”、“第3下侧稳定化用指令值”、“第3控制用指令值”、“第3控制值”。
下面，说明电力体系用电力转换装置30、太阳能电池用电力转换装置40、蓄电池用电力转换装置50中设定的上侧的阈值与下侧的阈值的关系。这相当于电力体系用上侧阈值、电力体系用下侧阈值、太阳能电池用上侧阈值、太阳能电池用下侧阈值、蓄电池用上侧阈值、蓄电池用下侧阈值的关系。
图3表示存储于稳定化用指令值导出部250的阈值。以使设为目标的电压值位于中间的方式配置电力体系用上侧阈值和电力体系用下侧阈值。配置比电力体系用上侧阈值大的蓄电池用上侧阈值，且配置比蓄电池用上侧阈值大的太阳能电池用上侧阈值。配置比电力体系用下侧阈值小的蓄电池用下侧阈值，且配置比蓄电池用下侧阈值小的太阳能电池用下侧阈值。例如，在设为目标的电压值(下面称为“目标值”)为“350V”的情况下，电力体系用上侧阈值被设定为“355V”，电力体系用下侧阈值被设定为“345V”。另外，太阳能电池用上侧阈值被设定为“370V”，太阳能电池用下侧阈值被设定为“330V”，蓄电池用上侧阈值被设定为“360V”，蓄电池用下侧阈值被设定为“340V”。
电力体系用上侧阈值与电力体系用下侧阈值的间隔表示“电力体系用范围”，太阳能电池用上侧阈值与太阳能电池用下侧阈值的间隔表示“太阳能电池用范围”，蓄电池用上侧阈值与蓄电池用下侧阈值的间隔表示“蓄电池用范围”。因此，电力体系用范围比蓄电池用范围窄，蓄电池用范围比太阳能电池用范围窄。另外，电力体系用范围被规定在蓄电池用范围内，蓄电池用范围被规定在太阳能电池用范围内。电力体系用范围、太阳能电池用范围、蓄电池用范围的下限被规定为大于零伏特。
在此，在直流总线14的电压值大于目标值且达到了电力体系用上侧阈值“355V”以上的情况下，电力体系用电力转换装置30按照反映了电力体系上侧稳定化用指令值的电力体系控制值而执行电力控制。因此，电力体系用电力转换装置30以使直流总线14的电压值接近于目标值的方式进行动作更甚于按照来自电力公司的请求等进行动作。另一方面，由于直流总线14的电压值未达到蓄电池用上侧阈值“360V”和太阳能电池用上侧阈值“370V”，因此太阳能电池用电力转换装置40和蓄电池用电力转换装置50按照不反映上侧稳定化用指令值而是反映了控制用指令值的控制值执行电力控制。因此，太阳能电池用电力转换装置40以通过MPPT控制使输出电力为最大的方式进行动作更甚于以使直流总线14的电压值接近于目标值的方式进行动作。由此，电力控制的效率的降低得到抑制。蓄电池用电力转换装置50也与太阳能电池用电力转换装置40相同。
在直流总线14的电压值进一步变大且达到了蓄电池用上侧阈值“360V”以上的情况下，蓄电池用电力转换装置50按照反映了蓄电池上侧稳定化用指令值的蓄电池控制值而执行电力控制。因此，蓄电池用电力转换装置50以使直流总线14的电压值接近于目标值的方式进行动作更甚于按照充放电的请求等进行动作。电力体系用电力转换装置30仍与此前同样地进行动作。另一方面，由于直流总线14的电压值未达到太阳能电池用上侧阈值“370V”，因此太阳能电池用电力转换装置40按照不反映上侧稳定化用指令值而是反映了控制用指令值的控制值执行电力控制。
在直流总线14的电压值进一步变大且达到了太阳能电池用上侧阈值“370V”以上的情况下，太阳能电池用电力转换装置40按照反映了太阳能电池上侧稳定化用指令值的太阳能电池控制值而执行电力控制。因此，太阳能电池用电力转换装置40以使直流总线14的电压值接近于目标值的方式进行动作更甚于以使输出电力为最大的方式进行动作。电力体系用电力转换装置30和蓄电池用电力转换装置50仍与此前同样地进行动作。像这样，在电力体系用电力转换装置30、太阳能电池用电力转换装置40、蓄电池用电力转换装置50中，上侧阈值和下侧阈值互不相同，因此以考虑电力体系10、太阳能电池42、蓄电池52的作用的方式执行电力控制。
图4表示存储于稳定化用指令值导出部250的其它阈值。该阈值表示电力体系用阈值。电力体系用阈值是将电力体系用上侧阈值与电力体系用下侧阈值统合后的阈值。这相当于将电力体系用范围规定为1个值。此时，太阳能电池用上侧阈值、太阳能电池用下侧阈值、蓄电池用上侧阈值、蓄电池用下侧阈值只要与此前同样地设定即可。
本公开中的装置、系统、或方法的主体具备计算机。通过该计算机执行程序而实现本公开中的装置、系统、或方法的主体的功能。计算机具备按照程序进行动作的处理器作为主要的硬件结构。处理器只要能够通过执行程序而实现功能即可，其种类不限。处理器是由包括半导体集成电路(IC)、或LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)的1个或多个电子电路构成。多个电子电路既可以集成于1个芯片，也可以设置于多个芯片。多个芯片既可以汇集于1个装置，也可以配备于多个装置。程序被记录于计算机能够读取的ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)、光盘、硬盘驱动器等非暂时性的记录介质中。程序既可以被预先保存于记录介质，也可以经由包含因特网等的广域通信网来被提供给记录介质。
根据本实施例，针对每个电力转换装置200而改变要与直流总线14的电压进行比较的范围，因此能够针对每个电力转换装置200而改变基于稳定化用指令值导出控制值的时机。另外，由于针对每个电力转换装置200而改变基于稳定化用指令值导出控制值的时机，因此能够使为了使直流总线14的电压稳定化而动作的电力转换装置200与为了原本的目的而动作的电力转换装置200共存。另外，由于为了使直流总线14的电压稳定化而动作的电力转换装置200与为了原本的目的而动作的电力转换装置200共存，因此能够使系统稳定化，并能够抑制电力控制的效率的降低。
另外，由于各电力转换装置200具备自主地维持直流总线14的功能，因此能够将直流总线14的电压维持在一定范围并稳定地使系统动作。另外，将直流总线14的电压维持于一定范围的期间越短，则对设备进行最佳控制的时间越长，因此能够抑制电力控制的效率的降低。另外，由于对范围的宽度设置差异，因此能够实现系统的动作协调。
另外，由于电力体系用范围被规定在蓄电池用范围内或太阳能电池用范围内，因此能够使电力体系用电力转换装置30优先动作以使直流总线14稳定化。另外，由于电力体系用范围被规定在蓄电池用范围内或太阳能电池用范围内，因此能够使太阳能电池用电力转换装置40或蓄电池用电力转换装置50为了原本的目的而动作。另外，由于电力体系用范围被规定为1个值，因此能够减小直流总线14的电压的变动。另外，由于直流总线14的电压的变动变小，因此能够使系统稳定化。另外，由于为了使直流总线14稳定化而使电力体系用电力转换装置30动作，因此能够使系统稳定化。另外，由于为了原本的目的而使太阳能电池用电力转换装置40动作，因此能够抑制电力控制的效率的降低。
本公开的一个方式的概要如下。本公开的一个方式的电力系统100具备：第1电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第1控制对象，并且还连接于直流总线14；以及第2电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第2控制对象，并且还连接于直流总线14。第1电力转换装置根据第1控制值而执行第1控制对象的电力控制，该第1控制值是基于用于使直流总线14的电压落入第1范围的第1稳定化用指令值以及与第1稳定化用指令值不同的第1控制用指令值所导出的值，第2电力转换装置根据第2控制值而执行第2控制对象的电力控制，该第2控制值是基于用于使直流总线14的电压落入第2范围的第2稳定化用指令值以及与第2稳定化用指令值不同的第2控制用指令值所导出的值，第1范围比第2范围窄。
第1范围被规定在第2范围内。
第1范围被规定为1个值。
第1控制对象为电力体系10。
第1控制对象为蓄电池52，第2控制对象为太阳能电池42。
本公开的其它方式为电力系统100。该电力系统100具备：第1电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第1控制对象，并且还连接于直流总线14；以及第2电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第2控制对象，并且还连接于直流总线14。第1电力转换装置根据第1控制值而执行第1控制对象的电力控制，该第1控制值是基于用于使直流总线14的电压落入第1范围的第1稳定化用指令值以及与第1稳定化用指令值不同的第1控制用指令值所导出的值，第2电力转换装置根据第2控制值而执行第2控制对象的电力控制，该第2控制值是基于用于使直流总线14的电压落入第2范围的第2稳定化用指令值以及与第2稳定化用指令值不同的第2控制用指令值所导出的值，第1范围和第2范围的下限大于零伏特。
本公开的又一其它方式为电力转换装置200。该装置是连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的控制对象并且还连接于直流总线14的电力转换装置200，其具备：稳定化用指令值导出部250，其导出用于使直流总线14的电压落入设定范围的稳定化用指令值；控制用指令值导出部260，其导出与稳定化用指令值不同的控制用指令值；控制值导出部270，其基于稳定化用指令值和控制用指令值而导出控制值；以及指示部280，其通过控制值而执行控制对象的电力控制。
(实施例2)
接着，说明实施例2。实施例2与实施例1同样是关于在用户机构中针对发电装置、蓄电池、电力体系分别连接电力转换装置且将多个电力转换装置连接于直流总线的电力系统。实施例2特别是关于电力体系用电力转换装置。实施例2所涉及的电力系统100是与图1相同的类型，太阳能电池用电力转换装置40、蓄电池用电力转换装置50是与图2相同的类型。在此，以与实施例1的差异为中心进行说明。
图5表示电力体系用电力转换装置30的结构。电力体系用电力转换装置30包括转换部210、控制部220、输出电流检测电路300、U相电压检测电路310、W相电压检测电路320以及测量部350。控制部220包括稳定化用指令值导出部250、控制用指令值导出部260、控制值导出部270以及指示部280，控制值导出部270包括和运算部360以及开关370。
转换部210与此前同样为双向变流器，由控制部220进行控制。输出电流检测电路300检测U相的输出电流，U相电压检测电路310检测U相的电压，W相电压检测电路320检测W相的电压。测量部350基于检测到的U相的输出电流、U相的电压以及W相的电压来测量输出电力值。对于这些只要使用公知的技术即可，因此在此处省略说明。测量部350将输出电力值输出至控制用指令值导出部260。
控制用指令值导出部260受理来自测量部350的输出电力值。另外，控制用指令值导出部260保持电力体系用电力转换装置30所固有的值即额定电力值、例如5.5kW。额定电力值是指电力体系用电力转换装置30所能够容许的最大额定(最大电流/最大电力)。控制用指令值导出部260将输出电力值与额定电力值进行比较，在输出电力值为额定电力值以上的情况下，向控制值导出部270输出使输出电力值小于额定电力值那样的电力体系控制用指令值。也就是说，在电力体系用电力转换装置30内的状态为规定范围以上的情况下，控制用指令值导出部260导出电力体系控制用指令值。
控制值导出部270受理来自稳定化用指令值导出部250的电力体系上侧稳定化用指令值、电力体系下侧稳定化用指令值、来自控制用指令值导出部260的电力体系控制用指令值中的至少一者。和运算部360运算电力体系上侧稳定化用指令值与电力体系下侧稳定化用指令值之和(下面称为“和指令值”)。在不存在电力体系控制用指令值的情况下，开关370将和指令值作为电力体系控制值输出至指示部280。另一方面，在存在电力体系控制用指令值的情况下，开关370将电力体系控制用指令值作为电力体系控制值输出至指示部280。也就是说，控制值导出部270通过在和指令值与电力体系控制用指令值之间选择性地进行切换来导出电力体系控制值。
图6表示电力体系用电力转换装置30的其它结构。电力体系用电力转换装置30包括转换部210、控制部220、U相电压检测电路310、W相电压检测电路320以及测量部350。控制部220包括稳定化用指令值导出部250、控制用指令值导出部260、控制值导出部270以及指示部280，控制值导出部270包括和运算部360以及开关370。
U相电压检测电路310检测U相的电压，W相电压检测电路320检测W相的电压。测量部350测量U相的电压值和W相的电压值(下面统称为“电压值”)。对于这些只要使用周知的技术即可，因此在此处省略说明。测量部350将电压值输出至控制用指令值导出部260。
控制用指令值导出部260受理来自测量部350的电压值。另外，控制用指令值导出部260保持电力体系用电力转换装置30所固有值即体系电压上升抑制值。控制用指令值导出部260将电压值与体系电压上升抑制值进行比较，在电压值为体系电压上升抑制值以上的情况下，向控制值导出部270输出使电压值小于体系电压上升抑制值那样的电力体系控制用指令值。也就是说，在电力体系用电力转换装置30内的状态为规定范围以上的情况下，控制用指令值导出部260导出电力体系控制用指令值。
图7表示电力体系用电力转换装置30的又一其它结构。电力体系用电力转换装置30包括转换部210和控制部220。转换部210包括温度计380，控制部220包括稳定化用指令值导出部250、控制用指令值导出部260、控制值导出部270以及指示部280，控制值导出部270包括和运算部360以及开关370。
温度计380测定转换部210的温度、例如配备于转换部210的功率半导体的温度。控制用指令值导出部260受理来自温度计380的温度。另外，控制用指令值导出部260保持电力体系用电力转换装置30所固有的值即温度抑制值。控制用指令值导出部260将温度与温度抑制值进行比较，在温度为温度抑制值以上的情况下，向控制值导出部270输出使温度小于温度抑制值那样的电力体系控制用指令值。也就是说，在电力体系用电力转换装置30内的状态为规定范围以上的情况下，控制用指令值导出部260导出电力体系控制用指令值。
至此，在检测出成为电力体系用电力转换装置30所固有的值以上的状态的情况下，控制用指令值导出部260输出电力体系控制用指令值。然而，也可以如实施例1那样控制用指令值导出部260在受理了来自电力公司的请求、来自VPP的请求以及来自HEMS设备的请求的情况下输出电力体系控制用指令值。这些相当于在受理了来自输出电流检测电路300的外部的输入的情况下导出与该输入对应的电力体系控制用指令值。并且，也可以将检测出成为电力体系用电力转换装置30所固有的值以上的状态的情况与受理了来自外部的输入的情况进行组合。这相当于能够导出多种电力体系控制用指令值的情况。
图8表示控制用指令值导出部260的结构。控制用指令值导出部260包括第1受理部400、第2受理部402、第3受理部404、第1选择部410、第2选择部420以及第3选择部430。另外，控制用指令值导出部260连接于测量部350和温度计380。
第1受理部400能够自外部受理来自电力公司的请求。第2受理部402能够自外部受理来自VPP的请求。第3受理部404能够自外部受理来自HEMS设备的请求。在第1受理部400至第3受理部404中的至少一者受理了请求的情况下，第1选择部410选择成为最小值的控制用指令值的候选(下面称为“第1候选”)。成为最小值表示在按照控制用指令值的候选而执行控制的情况下自直流总线14向转换部210输入的电力、或自转换部210向直流总线14输出的电力最小。
第2选择部420执行图5至图7中的控制用指令值导出部260的处理，在为1个以上的固定值以上的情况下，选择成为最小值的控制用指令值的候选(下面称为“第2候选”)。第3选择部430选择来自第1选择部410的第1候选和来自第2选择部420的第2候选中的成为最小值的候选来作为控制用指令值。第3选择部430将电力体系控制用指令值输出至控制值导出部270。
说明基于以上结构的电力体系用电力转换装置30的动作。图9是表示电力体系用电力转换装置30的输出过程的流程图。在存在来自控制用指令值导出部260的电力体系控制用指令值的情况下(S10：“是”)，控制值导出部270将电力体系控制用指令值作为电力体系控制值而输出(S12)。在不存在来自控制用指令值导出部260的电力体系控制用指令值的情况下(S10：“否”)，控制值导出部270将和指令值作为电力体系控制值而输出(S14)。
根据本实施例，由于在电力体系控制用指令值与电力体系稳定化用指令值之间选择性地进行切换，因此即使在为了使直流总线14的电压稳定化而动作的情况下，也能够执行与原本的目的相应的动作。另外，由于在电力体系控制用指令值与电力体系稳定化用指令值之间选择性地进行切换，因此即使在为了使直流总线14的电压稳定化而动作的情况下，也能够执行输出控制、电压上升抑制、逆向潮流控制等。另外，在不存在电力体系控制用指令值的情况下，将电力体系稳定化用指令值设为电力体系控制值，因此能够使直流总线14的电压稳定化。另外，在存在电力体系控制用指令值的情况下，将电力体系控制用指令值设为电力体系控制值，因此能够执行与原本的目的相应的动作。
另外，在受理了来自外部的输入的情况下，导出与该输入对应的电力体系控制用指令值，因此能够执行与来自外部的输入相应的动作。另外，在电力体系用电力转换装置30内的状态为规定范围以上的情况下，导出电力体系控制用指令值，因此能够执行使状态为规定范围内那样的动作。另外，在能够导出多种电力体系控制用指令值的情况下，选择使自直流总线14向转换部210输入的电力、或自转换部210向直流总线14输出的电力变小的电力体系控制用指令值，因此能够减小对系统的影响。
本公开的一个方式的概要如下。第1电力转换装置通过在第1控制用指令值与第1稳定化用指令值之间选择性地进行切换而导出第1控制值。
在不存在第1控制用指令值的情况下，第1电力转换装置将第1稳定化用指令值设为第1控制值，在存在第1控制用指令值的情况下，将第1控制用指令值设为第1控制值。
第1电力转换装置在受理了来自外部的输入的情况下，导出与该输入对应的第1控制用指令值。
在第1电力转换装置内的状态为规定范围以上情况下，第1电力转换装置导出第1控制用指令值。
第1电力转换装置在能够导出多种第1控制用指令值的情况下，导出使自直流总线14向第1电力转换装置输入的电力、或自第1电力转换装置向直流总线14输出的电力变小的第1控制用指令值。
以上基于实施例说明了本发明。本领域技术人员应当理解，该实施例为例示，能够通过它们的各构成要素或各处理过程的组合实现各种变形例，另外，这样的变形例也在本公开的范围内。
产业上的可利用性
根据本公开，能够使系统稳定化，并能够抑制电力控制的效率的降低。
附图标记说明
10：电力体系(第1控制对象)；12：配电线；14：直流总线；16：分支点；30：电力体系用电力转换装置(第1电力转换装置)；40：太阳能电池用电力转换装置(第2电力转换装置)；42：太阳能电池(第2控制对象)；50：蓄电池用电力转换装置(第1电力转换装置、第2电力转换装置)；52：蓄电池(第1控制对象、第2控制对象)；60：测量装置；100：电力系统；200：电力转换装置(第1电力转换装置、第2电力转换装置)；210：转换部；220：控制部；250：稳定化用指令值导出部；252：上侧导出部；254：下侧导出部；260：控制用指令值导出部；270：控制值导出部；280：指示部。

Claims (10)

1.一种电力系统，具备：
第1电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第1控制对象，并且还连接于直流总线；以及
第2电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第2控制对象，并且还连接于所述直流总线，
其中，所述第1电力转换装置根据第1控制值而执行所述第1控制对象的电力控制，所述第1控制值是基于用于使所述直流总线的电压落入第1上侧阈值与第1下侧阈值之间的第1范围的第1稳定化用指令值以及与所述第1稳定化用指令值不同的第1控制用指令值所导出的值，
所述第2电力转换装置根据第2控制值而执行所述第2控制对象的电力控制，所述第2控制值是基于用于使所述直流总线的电压落入第2上侧阈值与第2下侧阈值之间的第2范围的第2稳定化用指令值以及与所述第2稳定化用指令值不同的第2控制用指令值所导出的值，
所述第1上侧阈值大于所述第2上侧阈值，
所述第1下侧阈值小于所述第2下侧阈值。
2.根据权利要求1所述的电力系统，其中，
所述第1电力转换装置通过在所述第1控制用指令值与所述第1稳定化用指令值之间选择性地进行切换而导出所述第1控制值。
3.根据权利要求2所述的电力系统，其中，
在不存在所述第1控制用指令值的情况下，所述第1电力转换装置将所述第1稳定化用指令值设为所述第1控制值，在存在所述第1控制用指令值的情况下，将所述第1控制用指令值设为所述第1控制值。
4.根据权利要求3所述的电力系统，其中，
所述第1电力转换装置在受理了来自外部的输入的情况下，导出与该输入对应的所述第1控制用指令值。
5.根据权利要求3所述的电力系统，其中，
在所述第1电力转换装置内的状态为规定范围以上的情况下，所述第1电力转换装置导出所述第1控制用指令值。
6.根据权利要求3所述的电力系统，其中，
所述第1电力转换装置在能够导出多种所述第1控制用指令值的情况下，导出使自所述直流总线向第1电力转换装置输入的电力、或自第1电力转换装置向所述直流总线输出的电力变小的所述第1控制用指令值。
7.根据权利要求1所述的电力系统，其中，
所述第1控制对象为电力体系。
8.根据权利要求1所述的电力系统，其中，
所述第1控制对象为蓄电装置，
所述第2控制对象为可再生能源发电装置。
9.一种电力系统，具备：
第1电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第1控制对象，并且还连接于直流总线；以及
第2电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的第2控制对象，并且还连接于所述直流总线，
其中，所述第1电力转换装置根据第1控制值而执行所述第1控制对象的电力控制，所述第1控制值是基于用于使所述直流总线的电压落入第1上侧阈值与第1下侧阈值之间的第1范围的第1稳定化用指令值以及与所述第1稳定化用指令值不同的第1控制用指令值所导出的值，
所述第2电力转换装置根据第2控制值而执行所述第2控制对象的电力控制，所述第2控制值是基于用于使所述直流总线的电压落入第2上侧阈值与第2下侧阈值之间的第2范围的第2稳定化用指令值以及与所述第2稳定化用指令值不同的第2控制用指令值所导出的值，
所述第1下侧阈值和所述第2下侧阈值大于零伏特。
10.一种电力转换装置，其连接于能够执行发电、蓄电、配电中的至少一者的控制对象，并且还连接于直流总线，所述电力转换装置具备：
稳定化用指令值导出部，其导出用于使所述直流总线的电压落入上侧阈值与下侧阈值之间的设定范围的稳定化用指令值；
控制用指令值导出部，其导出与所述稳定化用指令值不同的控制用指令值；
控制值导出部，其基于所述稳定化用指令值和所述控制用指令值而导出控制值；以及
指示部，其根据所述控制值而执行所述控制对象的电力控制。
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