JP2009027763A - 直流電力貯蔵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流／直流変換装置に要求される定格電流を高くすることなく直流電源系統への放電容量を増加することができる。
【解決手段】電気二重層キャパシタ８と直流き電線（外線）との間に、第３のアーム（ＳＷ３，Ｄ３）とフライホイールダイオードＤ４をもつ昇降圧チョッパ７を設ける。き電線電圧が上限を上回るときに、電気二重層キャパシタへの降圧充電によりき電線電圧を降圧する。また、き電線電圧が下限を下回り、かつ電気二重層キャパシタの充電電圧がき電線電圧よりも低いときに、電気二重層キャパシタからき電線への昇圧放電によりき電線電圧を高める。また、き電線電圧が下限を下回り、かつ電気二重層キャパシタの充電電圧がき電線電圧よりも高いときに、電気二重層キャパシタからき電線への降圧放電によりき電線電圧を高める。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流電源系統に並列に接続され、直流電源系統の電圧が上限電圧を上回るまたは下限電圧を下回るときにそれを抑制する電力を電力蓄積媒体から充放電する直流電力貯蔵装置に係り、特に放電容量を増加した直流電力貯蔵装置に関する。

この種の直流電力貯蔵装置として、直流電気鉄道の外線に並列に接続され、電気車の力行運転時に電力を供給および回生運転時の電力を吸収する直流電力貯蔵装置がある。この装置では外線の電圧降下対策、電気車の回生電力吸収対策および電気車の回生失効防止対策のための電力貯蔵媒体の充放電制御を行う。

以下、直流電気鉄道に並列接続される直流電力貯蔵装置を対象として、本発明を説明する。また、き電変電所の整流器の直流側、電力貯蔵装置のき電線出力側、き電線、架線およびトロリ線を総称して外線と呼称して説明する。

直流き電系統において、閑散線区の変電所は、その間隔が比較的長い距離を有して設備される。このため、変電所から遠隔した地点に位置する電気車では、その起動時など、大きな電流が流れるときに外線の電圧降下が大きくなり、パンタ点の電圧が規定値よりも低くなってしまうことが予測される。この電圧降下を補償するため、電源送り出し変電所（ＤＣＶＲ）を設置したり、電気車側でノッチ抑制を行っている。

また、閑散線区では、電気車が回生運転状態にあるときに、この回生エネルギーを他の電気車で力行電力として吸収する機会が少ないため、電気車側で回生失効（電気制動不能）となり易い。また、閑散線区でなくとも、電気車が回生運転状態のときに他の電気車が力行状態を終了した場合には、負荷の急激な減少による回生失効が起こる。

この回生失効では、電気車側は回生動作を中止し、電気ブレーキから機械ブレーキに制動切り替えを行うが、切り替え操作の移行時間による制動遅れが生じる。この制動遅れにより、電気車の定点停止の失敗、機械ブレーキを急制動することで、車輪とブレーキシューの磨耗増による寿命短縮などの問題が残る。この回生失効防止のための回生電力吸収対策としては以下の方式のものがある。

（１）インバータ装置による交流電源への電力回生方式
図６の（ａ）に示すように、電気車１が回生する直流電力を、外線側を直流電源とするインバータ装置２とインバータ用変圧器３によって電圧と周波数を制御した交流電力に変換し、交流電源側に回生する。

この方式の場合、回生電力を吸収する交流負荷が必要であること、及び変圧器、交流遮断器、インバータ装置、直流遮断器等が必要であり、装置全体が高コストになる。

（２）チョッパによる回生抵抗装置への電力回生方式
図６の（ｂ）に示すように、電気車１が回生する直流電力を、チョッパ装置４によって電圧制御した直流電力に変換し、これを回生抵抗装置５で熱として吸収させる。

この方式の場合、回生電力の全てを抵抗装置によって熱吸収させるため、回生電力は有効利用されないことや、大型の抵抗装置が必要になる。また、抵抗装置に発生する熱量の放散処理のための換気設備や放熱設備が必要であり、チョッパ等を含めると比較的高価な設備になる。

（３）直流電力貯蔵装置を利用した電力回生方式
図６の（ｃ）に示すように、整流器６の直流側に、昇降圧チョッパ７と電力貯蔵媒体８からなる直流電力貯蔵装置を設備し、電気車１の回生運転によって外線電圧がその定格電圧範囲の上限を上回る場合は、チョッパ７により外線電圧を降圧制御し、外線からチョッパ７を通して電力貯蔵媒体８の充電電流として回生電力を吸収させる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

この方式は、電気車の力行運転によって外線の定格電圧範囲の下限を下回った場合は、チョッパ７により外線電圧を昇圧制御し、電力貯蔵媒体８からチョッパ７を通して外線側に電力供給を行うことで電圧降下対策にも利用できる。また、交流電源側からみた負荷の平準化を図ることもできる。

図７は、直流電力貯蔵装置の主回路構成を示す。昇降圧チョッパ７は、高圧側が断路器９、直流高速遮断器１０およびフィルタリアクトル１１を介して外線（図示ではき電線）に接続され、外線から流れ込む充電電流を制御できる向きに一端を外線側に接続した半導体スイッチＳＷ１および該半導体スイッチＳＷ１と逆並列接続したダイオードＤ１からなる高圧側アームと、前記半導体スイッチＳＷ１と電流を制御できる向きが同じで且つ半導体スイッチＳＷ１の他端と直列接続した半導体スイッチＳＷ２および該半導体スイッチＳＷ２と逆並列接続したダイオードＤ２からなる低圧側アームと、前記半導体スイッチＳＷ１の他端に一端を接続して他端を電力貯蔵媒体８としての電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）に接続したリアクトルＬとからなる。昇降圧チョッパ７の低圧側は断路器１２を介してレールに接続される。１３は昇降圧チョッパ７に並列接続されるフィルタコンデンサである。

この構成において、図７に矢印で降圧充電電流経路を示すように、電気車１の回生動作で外線電圧が定格電圧範囲の上限を上回るときに、昇降圧チョッパ７により外線電圧を定格電圧範囲内に降下させる制御を行う。すなわち、スイッチＳＷ１をスイッチング動作させ、そのオン期間には外線からＳＷ１→Ｌを通してＥＤＬＣに充電電流を流し、そのオフ期間にはリアクトルＬからＥＤＬＣ→Ｄ２を通した循環電流でＥＤＬＣに充電電流を流し、電気車からの回生電力をＥＤＬＣの充電電力として外線の電圧上昇を抑制する。

また、図８に矢印で昇圧放電電流経路を示すように、電気車１の力行動作で外線電圧が定格電圧範囲の下限を下回ったときに、昇降圧チョッパ７により外線電圧を定格電圧範囲内に上昇させる制御を行う。すなわち、スイッチＳＷ２をスイッチング動作させ、そのオン期間にはＥＤＬＣからＬ→ＳＷ２を通してＥＤＬＣに短絡電流を流してリアクトルＬに電磁エネルギーとして蓄積し、そのオフ期間にはＥＤＬＣからリアクトルＬ→Ｄ１の経路で外線に放電電流を流し、外線の電圧降下を抑制する。

なお、電力貯蔵媒体８には、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）のほかに蓄電池が使用される。この蓄電池を用いる場合は、長時間のエネルギー蓄積および蓄積量に優れるが、急速充放電特性で劣り、立ち上がりの速い回生電力等の充電に遅れが生じることや、電気車の始動・加速時等の負荷急変に追従した放電に遅れが生じ、外線電圧の急変や回生失効を招く恐れがある。一方、電気二重層キャパシタを用いる場合は、急速充放電性能に優れ、電気車からの回生電力吸収や、負荷急変に応動できる。
特開２０００−２３３６６９ 特開２００１−２６０７１８

昇降圧チョッパと電気二重層キャパシタを用いた電力貯蔵装置は各種回路構成が提案されている。代表例として図７および図８に示す昇降圧チョッパ７は外線側電圧を降圧して電気二重層キャパシタＥＤＬＣに充電を行い、電気二重層キャパシタＥＤＬＣの端子電圧を外線電圧以上に昇圧して放電を行う。

図７および図８に示す昇降圧チョッパ７において、外線側電圧：Ｖｇ、外線側電流：Ｉｇ、電気二重層キャパシタ端子電圧：Ｖｃ、電気二重層キャパシタ側電流：Ｉｃとすると、充放電電力関係にはＶｇ×Ｉｇ＝Ｖｃ×Ｉｃが成立する。したがって、Ｉｃ＝Ｖｇ×Ｉｇ／Ｖｃとなり、同じ電力（Ｖｇ×Ｉｇ＝Ｖｃ×Ｉｃ）をき電線側に供給するには、電気二重層キャパシタの端子電圧Ｖｃが放電で低下するほど電気二重層キャパシタ側電流Ｉｃが大きくなる。

このため、昇降圧チョッパの定格電流はＩｇとＩｃにより決定されることから、Ｖｇ，Ｉｇが一定と考えるとＩｃにより決定され、電気二重層キャパシタ端子電圧Ｖｃが低くなるほど、電流Ｉｃも非常に大きくなり、昇降圧チョッパの電流も大きくなり、その実用化には装置の大型化とコスト高になる。

このことを具体的な例で説明する。外線側電圧Ｖｇ＝１２００Ｖとし、放電時の外線側電流Ｉｇ＝２０００Ａとする。電気二重層キャパシタの端子電圧Ｖｃを５００Ｖ〜１２００Ｖとすると、前記端子電圧Ｖｃ＝１２００Ｖの時には電気二重層キャパシタ側電流Ｉｃ＝１２００×２０００／１２００＝２０００Ａであり、Ｖｃ＝５００Ｖの時にはＩｃ＝１２００×２０００／５００＝４８００Ａとなり、放電時の外線側電流Ｉｇ＝２０００Ａを確保するためには昇降圧チョッパに要求される最大電流は４８００Ａとなり、昇降圧チョッパの大型化、高価格化となってしまう。

このため、従来は電気二重層キャパシタ側電流Ｉｃにリミッタを設けて外線側電流Ｉｇを端子電圧により減少させる方法を用いている場合もあるが、この場合には要求されている外線側電流Ｉｇを満足させる放電が行えない。

この具体例として、電気二重層キャパシタ側電流Ｉｃの最大電流を２０００Ａとして制限すると、端子電圧Ｖｃ＝１２００Ｖの時は外線側電流Ｉｇ＝２０００Ａとなるが、放電が進むにつれて外線側電流が減少し、Ｖｃ＝５００ＶではＩｇ＝５００×２０００／１２００＝８３３Ａしか供給できない。

上記の課題を解消するため、電気二重層キャパシタの電圧を高くしておくことが考えられるが、この対策は現実的でない。すなわち、電気二重層キャパシタの端子電圧Ｖｃが外線側の定格電圧範囲として規定する最低電圧以上になると、降圧チョッパのＳＷ１をオフ制御しておくも、それに逆方向のダイオードＤ１を通して、電気二重層キャパシタの充電電力が放電されてしまう。このため、電気二重層キャパシタの端子電圧Ｖｃとしては、考えられる外線側最低電圧以下とする必要があり、結果的に電気二重層キャパシタに充電される電力量が制約され、その有効活用ができない。この問題は、電力貯蔵媒体として、ハイブリッドキャパシタ、大容量キャパシタ、蓄電池を使用する場合にもある。

本発明の目的は、直流／直流変換装置に要求される定格電流を高くすることなく直流電源系統への放電容量を増加することができる直流電力貯蔵装置を提供することにある。

本発明は、昇圧放電モードと降圧放電モードを有して放電できる直流／直流変換装置とすることにより、直流／直流変換装置に必要とする定格電流を高くすることなく、電気二重層キャパシタなどの電力貯蔵媒体に許容される端子電圧範囲を広い範囲とすることにより、直流電源系統への放電容量を増加でき、電力貯蔵媒体の有効活用を図るものであり、以下の構成を特徴とする。

（１）電力貯蔵媒体と直流電源系統との間に、該電力貯蔵媒体を電源とする直流／直流変換装置を設け、直流電源系統との間で直流電力の充放電を行う直流電力貯蔵装置であって、
前記直流／直流変換装置は、
直流電源系統の電圧が定格電圧範囲の上限を上回るときに、直流電源系統から前記電力貯蔵媒体への降圧充電により直流電源系統の電圧を降圧する降圧充電制御手段と、
直流電源系統の電圧が定格電圧範囲の下限を下回り、かつ前記電力貯蔵媒体の充電電圧が直流電源系統の電圧よりも低いときに、前記電力貯蔵媒体から直流電源系統への昇圧放電により直流電源系統の電圧を高める昇圧放電制御手段と、
直流電源系統の電圧が定格電圧範囲の下限を下回り、かつ前記電力貯蔵媒体の充電電圧が直流電源系統の電圧よりも高いときに、前記電力貯蔵媒体から直流電源系統への降圧放電により直流電源系統の電圧を高める降圧放電制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

（２）前記直流／直流変換装置は、直流電源系統の電圧が定格電圧範囲内にあるときに、前記電力貯蔵媒体の電圧を直流電源系統の定格電圧範囲内に充電しておくことを特徴とする。

（３）前記直流／直流変換装置の主回路は、
外線から前記電力貯蔵媒体に流れ込む充電電流を制御できる向きに一端を外線に接続してスイッチング制御し降圧充電をする半導体スイッチＳＷ１および該半導体スイッチＳＷ１と逆並列接続したダイオードＤ１からなる高圧側アームと、
前記半導体スイッチＳＷ１と電流を制御できる向きが同じで且つ半導体スイッチＳＷ１の他端と直列接続した半導体スイッチＳＷ２および該半導体スイッチＳＷ２と逆並列接続したダイオードＤ２からなる低圧側アームと、
前記半導体スイッチＳＷ１とＳＷ２の直列接続点に一端を接続したリアクトルＬと、
前記リアクトルＬの他端と前記電力貯蔵媒体との間に接続され、該電力貯蔵媒体から外線への放電電流を制御できる向きに接続してスイッチング制御し降圧放電をする半導体スイッチＳＷ３および該半導体スイッチＳＷ３と逆並列接続したダイオードＤ３からなる第３のアームと、
前記リアクトルＬと半導体スイッチＳＷ３の直列接続点側にカソードを接続し、接地線側をアノードに接続したフライホイールダイオードＤ４と、
を備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、昇圧放電モードと降圧放電モードを有して放電できる直流／直流変換装置とすることにより、直流／直流変換装置に必要とする定格電流を高くすることなく、電気二重層キャパシタなどの電力貯蔵媒体に許容される端子電圧範囲を広い範囲とすることにより、直流電源系統への放電容量を増加することができる。

具体的には、昇降圧チョッパと電気二重層キャパシタで構成する場合、
（１）昇降圧チョッパの定格電流を抑制しつつ要求される外線側電流Ｉｇに合わせた放電電流が確保でき、昇降圧チョッパの小型化、低価格化が可能である。

（２）電気二重層キャパシタの放電可能容量を増すことができる。

（３）電力貯蔵媒体の充電電圧を高くするに伴い、上記の効果はより大きくなる。

図１は、本発明の実施形態を示す回路構成図であり、主回路構成が図７と異なる部分は、昇降圧チョッパ７には、リアクトルＬの他端と電力貯蔵媒体との間に接続し、該電力貯蔵媒体から外線への放電電流を制御できる向きの半導体スイッチＳＷ３、該半導体スイッチＳＷ３と逆並列接続したダイオードＤ３からなる第３のアームを設け、さらにリアクトルＬとスイッチＳＷ３の直列接続点側にカソードを接続し、接地線側をアノードに接続したフライホイールダイオードＤ４を設けた点にある。

制御装置１４は、昇降圧チョッパ７のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のスイッチング制御に加えて、スイッチＳＷ３のスイッチング制御機能を設け、各種電圧条件設定と電圧検出信号の監視の基に、以下の降圧充電モード、昇圧放電モードおよび降圧放電モードにより、外線と電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８との間の充放電制御をする。

（１）降圧充電モード
電気車１の回生動作で外線電圧が定格電圧範囲の上限を上回るときに、昇降圧チョッパ７により、外線から電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８への降圧充電により外線電圧を定格電圧範囲内に降下させる制御を行う。すなわち、図２に矢印で降圧充電電流経路を示すように、スイッチＳＷ１をスイッチング動作させ、そのオン期間には外線からＳＷ１→Ｌ→Ｄ３を通してＥＤＬＣに充電電流を流し、そのオフ期間にはリアクトルＬからＤ３→ＥＤＬＣ→Ｄ２を通した循環電流でＥＤＬＣに充電電流を流し、電気車１の回生電力をＥＤＬＣの充電電力として外線の電圧上昇を抑制する。

（２）昇圧放電モード
電気車１の力行動作で外線電圧が定格電圧範囲の下限を下回り、かつ電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧が外線電圧よりも低いときに、昇降圧チョッパ７により、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８から外線への昇圧放電で外線電圧を定格電圧範囲内となるように上昇させる制御を行う。すなわち、図３に矢印で昇圧放電電流経路を示すように、スイッチＳＷ３をオン状態にし、スイッチＳＷ２をスイッチング動作させ、そのオン期間にはＥＤＬＣからＳＷ３→Ｌ→ＳＷ２を通してＥＤＬＣに短絡電流を流してリアクトルＬに電磁エネルギーとして蓄積し、そのオフ期間にはＥＤＬＣからＳＷ３→リアクトルＬ→Ｄ１の経路で外線に放電電流を流し、外線の電圧降下を抑制する。

（３）降圧放電モード
電気車１の力行動作で外線電圧が定格電圧範囲の下限を下回り、かつ電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧が外線電圧よりも高いときに、昇降圧チョッパ７により、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８から外線への降圧放電で外線電圧を定格電圧範囲内となるように上昇させる制御を行う。すなわち、図４に矢印で降圧放電電流経路を示すように、スイッチＳＷ３をスイッチング動作させ、そのオン期間にはＥＤＬＣからＳＷ３→Ｌ→Ｄ１を通して外線に放電し、そのオフ期間にはリアクトルＬに蓄積される電磁エネルギーをＤ４→Ｌ→Ｄ１を通して外線に放電電流として流し、外線の電圧降下を抑制する。

この降圧放電モードにより、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧が外線電圧よりも高い場合にも放電制御が可能となり、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８に許容される充電電圧の上限を高くすること、すなわち電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８に許容される充電電圧範囲を広くすることができる。これにより、昇降圧チョッパに要求される定格電流を小さくして直流電源系統への放電容量を増やすことができるので、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８などの電力貯蔵媒体の貯蔵エネルギーの有効活用を図ることができる。このことを具体例で以下に説明する。

電気二重層キャパシタへの充電時（き電系統の無負荷時）には外線電圧Ｖｇ＝１５５０Ｖ以上とし、前記キャパシタ（ＥＤＬＣ）８が許容する最大端子電圧を１５５０Ｖとする。また、放電時の外線電圧Ｖｇ＝１２００Ｖとし、放電電流を２０００Ａとする。

上記の条件のとき、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧が１２００Ｖ〜１５５０Ｖ間はＳＷ３のスイッチング制御により、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧を１２００Ｖに降圧して放電を行う。この場合、本実施形態では図５の（ａ）に放電電流範囲を示すように、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の電流ＩｃはＶｃ＝１５５０Ｖの時Ｉｃ＝１２００×２０００／１５５０＝１５４８Ａであり、Ｖｃ＝１２００Ｖの時に２０００Ａとなる。なお、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧が１２００Ｖ以下となった場合は電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の電流Ｉｃの最大が２０００Ａ以下となるように昇降圧チョッパ７の電流をリミッタで制限することができる。

したがって、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧が１５５０Ｖ〜１２００Ｖまでは放電電流Ｉｇの最大は２０００Ａとなり、１２００Ｖ〜５００Ｖ間は電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧に応じて放電電流が減少する。つまり、
（ａ）外線側が要求する電流に対して端子電圧１２００Ｖ〜１５５０Ｖ間は昇降圧チョッパの電流を大きくすること無く、２０００Ａ定格で放電が可能となる。

（ｂ）電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の使用電圧範囲を１５５０Ｖ〜５００Ｖまでとする事ができ、放電容量の増加が可能である。

（ｃ）き電系統の無負荷時の充電電圧を高くする事により、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧をより高くすることが可能であり、２０００Ａを出力できる範囲は増加する。

一方、図５の（ｂ）は従来装置で昇降圧チョッパを２０００Ａ定格とした場合の放電電流範囲を示し、装置の定格電流を超えない電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８の端子電圧は放電電流は電圧Ｖｃが１２００Ｖ以下に制限される。

次に、直流電力貯蔵装置の放電可能容量について、従来装置と対比して説明する。電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）８は複数個のセルを直列接続したユニットとし、そのユニット定格を最高電圧１７５Ｖ、静電容量４．５Ｆとして比較を行う。比較を行うために、ユニット数を等しいものとし、約１０００個とする。

（Ａ）従来方式での放電可能容量
ＥＤＬＣ直列数：１２００／１７５＝６．８６→７個
１直列静電容量：４．５Ｆ／７＝０．６４Ｆ
並列数：１０００／７＝１４２．８→１４３並列
合計静電容量：０．６４×１４２．８＝９１．４Ｆ
使用電圧範囲：５００Ｖ〜１２００Ｖ
放電可能容量：９１．４×（１２００×１２００−５００×５００）／２＝５４．４ＭＷ・ｓ
（Ｂ）本方式での放電可能容量
ＥＤＬＣ直列数：１５５０／１７５＝８．８６→９個
１直列静電容量：４．５Ｆ／９＝０．５Ｆ
並列数：１０００／９＝１１１．１→１１２並列
合計静電容量：０．５×１１１．１＝５５．６Ｆ
使用電圧範囲：５００Ｖ〜１５５０Ｖ
放電可能容量：５５．６×（１５５０×１５５０−５００×５００）／２＝６０ＭＷ・ｓ
したがって、同一ユニット数を使用した場合に放電可能容量は６０／５４．４＝１．１より１０％増加する。

本発明の実施形態を示す回路構成図。 降圧充電モードの電流経路図。 昇圧放電モードの電流経路図。 降圧放電モードの電流経路図。 実施形態と従来の放電電流範囲。 従来の電力回生方式の概略図。 従来の昇降圧チョッパによる降圧充電電流経路図。 従来の昇降圧チョッパによる昇圧放電電流経路図。

符号の説明

７ 昇降圧チョッパ
８ 電気二重層キャパシタ
１４ 制御装置
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ 半導体スイッチ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ ダイオード
Ｌ リアクトル

Claims (3)

1. 電力貯蔵媒体と直流電源系統との間に、該電力貯蔵媒体を電源とする直流／直流変換装置を設け、直流電源系統との間で直流電力の充放電を行う直流電力貯蔵装置であって、
   前記直流／直流変換装置は、
   直流電源系統の電圧が定格電圧範囲の上限を上回るときに、直流電源系統から前記電力貯蔵媒体への降圧充電により直流電源系統の電圧を降圧する降圧充電制御手段と、
   直流電源系統の電圧が定格電圧範囲の下限を下回り、かつ前記電力貯蔵媒体の充電電圧が直流電源系統の電圧よりも低いときに、前記電力貯蔵媒体から直流電源系統への昇圧放電により直流電源系統の電圧を高める昇圧放電制御手段と、
   直流電源系統の電圧が定格電圧範囲の下限を下回り、かつ前記電力貯蔵媒体の充電電圧が直流電源系統の電圧よりも高いときに、前記電力貯蔵媒体から直流電源系統への降圧放電により直流電源系統の電圧を高める降圧放電制御手段と、
   を備えたことを特徴とする直流電力貯蔵装置。
2. 前記直流／直流変換装置は、直流電源系統の電圧が定格電圧範囲内にあるときに、前記電力貯蔵媒体の電圧を直流電源系統の定格電圧範囲内に充電しておくことを特徴とする請求項１に記載の直流電力貯蔵装置。
3. 前記直流／直流変換装置の主回路は、
   外線から前記電力貯蔵媒体に流れ込む充電電流を制御できる向きに一端を外線に接続してスイッチング制御し降圧充電をする半導体スイッチＳＷ１および該半導体スイッチＳＷ１と逆並列接続したダイオードＤ１からなる高圧側アームと、
   前記半導体スイッチＳＷ１と電流を制御できる向きが同じで且つ半導体スイッチＳＷ１の他端と直列接続した半導体スイッチＳＷ２および該半導体スイッチＳＷ２と逆並列接続したダイオードＤ２からなる低圧側アームと、
   前記半導体スイッチＳＷ１とＳＷ２の直列接続点に一端を接続したリアクトルＬと、
   前記リアクトルＬの他端と前記電力貯蔵媒体との間に接続され、該電力貯蔵媒体から外線への放電電流を制御できる向きに接続してスイッチング制御し降圧放電をする半導体スイッチＳＷ３および該半導体スイッチＳＷ３と逆並列接続したダイオードＤ３からなる第３のアームと、
   前記リアクトルＬと半導体スイッチＳＷ３の直列接続点側にカソードを接続し、接地線側をアノードに接続したフライホイールダイオードＤ４と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の直流電力貯蔵装置。

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