JP2011091968A - Power feeding apparatus and controller used therefor - Google Patents

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賢二 中北
Kiyotaka Takehara
清隆 竹原
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10Parallel operation of dc sources
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power feeding apparatus capable of improving power conversion efficiency as the entire of a plurality of power converters; and to provide a controller used therefor. <P>SOLUTION: A share deciding section 15 of the controller 1 sequentially calculates the total input power of all AC/DC converters 2a, 2b, 2c when the total output current is allocated by using each of six kinds of allocation patterns in a pattern storage section 14. Further, the share deciding section 15 calculates the conversion efficiency of power in the entire converter group 20 from the relation between the total input power and the total output power of all the AC/DC converters 2a, 2b, 2c, and uses an allocation pattern at which the conversion efficiency is the maximum as an applied pattern. A layout control section 16 allocates the total output current in accordance with the applied pattern, and instructs the magnitude of supplied power to be output from each converter to each of the AC/DC converters 2a, 2b, 2c. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力電力を所望の出力電力に変換する電力変換器を有した電力供給装置およびそれに用いられるコントローラに関するものである。   The present invention relates to a power supply device having a power converter that converts input power into desired output power, and a controller used therefor.

従来から、たとえば住宅などの分電盤内に配設した大容量且つ高効率のAC/DCコンバータ(交流/直流変換装置)によって商用電源からの交流電力を直流電力に変換し、直流負荷(直流電力の供給を受けて動作する負荷)に対し分電盤から配電路を介して直流電力を配電する配電システムが提案されている(たとえば特許文献1参照)。   Conventionally, AC power from a commercial power source is converted into DC power by a large-capacity and high-efficiency AC / DC converter (AC / DC converter) disposed in a distribution board such as a house, and a DC load (DC A distribution system that distributes DC power from a distribution board via a distribution path to a load that operates by receiving power supply has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に記載の配電システムは、二次電池や太陽電池等を分散電源として用いることにより、商用電源からの電力を変換して得られる直流電力だけでなく、これらの分散電源から得られる直流電力も併せて利用可能に構成される。これらの分散電源には、出力電圧を昇圧若しくは降圧する電力変換器としてDC/DCコンバータが設けられている。   The power distribution system described in Patent Document 1 uses not only DC power obtained by converting power from a commercial power supply but also DC power obtained from these distributed power supplies by using a secondary battery, a solar battery, or the like as a distributed power supply. Electricity can also be used together. These distributed power supplies are provided with a DC / DC converter as a power converter for stepping up or stepping down the output voltage.

ここで、一般的な電力変換器は、電力の変換効率がその出力電流(出力電力)の大きさに応じて変化することが知られている。そこで、特許文献1においては、電力変換器たるAC/DCコンバータを最大の変換効率に近い状態で動作させるように、他の分散電源の出力を制御する構成を採用している。なお、特許文献1には、AC/DCコンバータを複数台並設し、負荷への供給電力の大きさに応じて運転するAC/DCコンバータの台数を増減させることも記載されている。   Here, it is known that a general power converter changes the power conversion efficiency according to the magnitude of its output current (output power). Therefore, Patent Document 1 adopts a configuration in which the output of another distributed power source is controlled so that an AC / DC converter as a power converter is operated in a state close to the maximum conversion efficiency. Patent Document 1 also describes that a plurality of AC / DC converters are juxtaposed and the number of AC / DC converters to be operated is increased or decreased according to the magnitude of power supplied to the load.

特開2009−153301号公報JP 2009-153301 A

ところで、従来の配電システムにおいては、複数台の電力変換器(AC/DCコンバータ、DC/DCコンバータ等)を有する電力供給装置から負荷に電力供給を行う場合に、これら複数台の電力変換器全体としての電力変換効率を高くするという発想はない。そのため、一部の電力変換器に着目すれば高い変換効率で動作しているものの、複数台の電力変換器全体としては変換効率が低く、結果的に、電力供給装置全体として電力変換の際に生じる損失が大きくなる可能性がある。たとえば、特許文献1の例では、AC/DCコンバータは最大の変換効率に近い状態で動作するものの、他の分散電源のDC/DCコンバータの変換効率が低いために配電システム全体としては電力の変換効率が低くなる可能性がある。   By the way, in the conventional power distribution system, when power is supplied to a load from a power supply device having a plurality of power converters (AC / DC converter, DC / DC converter, etc.), the plurality of power converters as a whole There is no idea to increase the power conversion efficiency. For this reason, although attention is paid to some of the power converters, it operates with high conversion efficiency, but the conversion efficiency of the plurality of power converters as a whole is low, and as a result, the power supply device as a whole performs power conversion. The resulting loss can be significant. For example, in the example of Patent Document 1, the AC / DC converter operates in a state close to the maximum conversion efficiency, but the conversion efficiency of the DC / DC converters of other distributed power supplies is low, so that the power distribution system as a whole is converted. Efficiency can be low.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、複数台の電力変換器全体としての電力の変換効率を高くすることができる電力供給装置およびそれに用いられるコントローラを提供することを目的とする   The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object thereof is to provide a power supply device capable of increasing the power conversion efficiency of the plurality of power converters as a whole and a controller used therefor. Do

請求項1の発明は、それぞれ入力電力を所望の出力電力に変換する複数台の電力変換器からなる変換器群を有し、当該変換器群の全電力変換器から出力される供給電流の総和を総出力電流として負荷へ供給する電力供給装置であって、各電力変換器における電力の変換効率はそれぞれの供給電流の大きさに応じて変化し、各電力変換器について供給電流と変換効率との対応関係が予め記憶されている効率記憶部と、変換器群の各電力変換器への総出力電流の割り当ての規則を表す割当パターンが予め複数記憶されているパターン記憶部と、変換器群に要求する総出力電流を指示する総出力指示部と、総出力指示部で指示された総出力電流および効率記憶部に記憶されている変換効率を用いてパターン記憶部内の1つの割当パターンを適用パターンとして選択する分担決定部と、選択された適用パターンに従って各電力変換器へ総出力電流が割り当てられるように各電力変換器の出力を制御する割付制御部とを備え、分担決定部が、パターン記憶部内の各割当パターンに従って変換器群の電力変換器へ総出力電流を割り当てた場合における変換器群全体での入力電力の総和を、効率記憶部内の変換効率を用いて割当パターンごとに算出し、当該入力電力の総和が最小となる割当パターンを適用パターンとして選択することを特徴とする。   The invention of claim 1 has a converter group composed of a plurality of power converters each converting input power into desired output power, and the sum of supply currents output from all the power converters of the converter group Is supplied to the load as a total output current, and the power conversion efficiency in each power converter varies according to the magnitude of the respective supply current, and the power supply efficiency and the conversion efficiency for each power converter An efficiency storage unit in which a correspondence relationship is stored in advance, a pattern storage unit in which a plurality of allocation patterns representing rules of allocation of total output current to each power converter in the converter group are stored in advance, and a converter group Applying one allocation pattern in the pattern storage unit using the total output instruction unit instructing the total output current required for the output, the total output current instructed by the total output instruction unit, and the conversion efficiency stored in the efficiency storage unit Patter And an assignment control unit that controls the output of each power converter so that the total output current is assigned to each power converter according to the selected application pattern. When the total output current is allocated to the power converters of the converter group according to each allocation pattern in the storage unit, the total input power in the entire converter group is calculated for each allocation pattern using the conversion efficiency in the efficiency storage unit. An allocation pattern that minimizes the sum of the input powers is selected as an application pattern.

この構成によれば、複数台の電力変換器からなる変換器群から出力される供給電流の総和である総出力電流が、分担決定部で選択された適用パターンに従って変換器群の各電力変換器に割り当てられるので、総出力電流が一定であっても、選択される適用パターンによって個々の電力変換器から出力される供給電流が変化する。ここで、分担決定部は、パターン記憶部に予め記憶されている複数の割当パターンのそれぞれに従って変換器群の電力変換器へ総出力電流を割り当てた場合における変換器群全体での入力電力の総和を、効率記憶部内の変換効率を用いて割当パターンごとに算出し、当該入力電力の総和が最小となる割り当てパターンを適用パターンとして選択する。したがって、当該選択パターンに従って総出力電流の割り当てを行うことにより、他の割当パターンに従って割り当てを行う場合に比べ、変換器群を構成する複数台の電力変換器全体としての電力の変換効率が高くなる。その結果、電力供給装置全体として電力変換の際に生じる損失を小さくできるという利点がある。   According to this configuration, the total output current, which is the sum of the supply currents output from the converter group composed of a plurality of power converters, is calculated according to the application pattern selected by the sharing determination unit. Therefore, even if the total output current is constant, the supply current output from each power converter varies depending on the selected application pattern. Here, the assignment determination unit is the sum of the input power in the entire converter group when the total output current is allocated to the power converters of the converter group according to each of the plurality of allocation patterns stored in advance in the pattern storage unit. Is calculated for each allocation pattern using the conversion efficiency in the efficiency storage unit, and an allocation pattern that minimizes the sum of the input power is selected as an application pattern. Therefore, by assigning the total output current according to the selection pattern, the power conversion efficiency of the plurality of power converters constituting the converter group as a whole is higher than when assigning according to another assignment pattern. . As a result, there is an advantage that the loss that occurs during power conversion can be reduced as a whole power supply apparatus.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記パターン記憶部には、前記変換器群の少なくとも1台の前記電力変換器に対し各々の変換効率が最大となる供給電流ずつ前記総出力電流を割り当てた上で総出力電流の残余分を変換器群のいずれか1台の電力変換器に割り当てる偏重パターンと、変換器群の全電力変換器に対し総出力電流を電力変換器間での供給電流のばらつきが小さくなるように割り当てる全平均化パターンと、変換器群の一部の電力変換器に対し電力変換器間での供給電流のばらつきが小さくなるように割り当てる準平均化パターンとのうち、少なくとも2つ以上の割当パターンが予め記憶されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the total output is supplied to the pattern storage unit by a supply current at which each conversion efficiency is maximum for at least one power converter of the converter group. An allotment pattern that assigns the remainder of the total output current to any one power converter in the converter group after assigning the current, and the total output current for all power converters in the converter group between the power converters A total averaging pattern that is assigned so as to reduce the variation in supply current, and a quasi-averaged pattern that is assigned so as to reduce the variation in supply current between power converters for a part of the converters in the converter group. Among these, at least two or more allocation patterns are stored in advance.

この構成によれば、偏重パターンと全平均化パターンと準平均化パターンとのいずれの割当パターンが選択されても、変換器群の各電力変換器への総出力電流の割り当てが比較的単純な演算で可能であるため、総出力電流を割り当てる際の処理負荷を軽減することができる。   According to this configuration, the allocation of the total output current to each power converter in the converter group is relatively simple regardless of which allocation pattern of the bias pattern, the total average pattern, and the semi-average pattern is selected. Since calculation is possible, the processing load when assigning the total output current can be reduced.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記偏重パターンが、変換効率が最大となる供給電流を割り当てた前記電力変換器とは別の電力変換器に前記残余分を割り当てる第1パターンと、効率変換が最大となる供給電流を割り当てた電力変換器のうちいずれかの電力変換器に残余分を割り当てる第2パターンとに分けられることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the bias pattern is a first pattern in which the surplus is assigned to a power converter different from the power converter to which the supply current that maximizes the conversion efficiency is assigned. And a second pattern in which the remaining power is allocated to any one of the power converters to which the supply current that maximizes the efficiency conversion is allocated.

この構成によれば、偏重パターンがさらに細かく第1パターンと第2パターンとに分けられているので、分担決定部が適用パターンを選択する際の選択肢が増え、より適切な割当パターンに従って総出力電流を割り当てることが可能になる。   According to this configuration, since the uneven weight pattern is further finely divided into the first pattern and the second pattern, the choice when the assignment determination unit selects the application pattern increases, and the total output current is determined according to a more appropriate allocation pattern. Can be assigned.

請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明において、前記変換器群の少なくとも1台の前記電力変換器が交流電力を直流電力に変換する交流/直流変換装置からなることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the AC / DC converter according to any one of the first to third aspects, wherein at least one power converter of the converter group converts AC power into DC power. It is characterized by that.

この構成によれば、商用電源からの交流電力を直流電力に変換して負荷に提供するような電力供給装置においても、変換器群を構成する複数台の電力変換器全体としての電力の変換効率を高くでき、電力供給装置全体として電力変換の際に生じる損失を小さくできる。   According to this configuration, even in a power supply device that converts AC power from a commercial power source into DC power and provides it to the load, the power conversion efficiency of the plurality of power converters constituting the converter group as a whole The loss generated during power conversion can be reduced as a whole power supply apparatus.

請求項5の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかの発明において、前記変換器群の全電力変換器が、供給電流に対する電力の変換効率の変化特性が共通であることを特徴とする。   The invention of claim 5 is characterized in that, in any of the inventions of claims 1 to 4, all the power converters of the converter group share a change characteristic of power conversion efficiency with respect to a supply current. To do.

この構成によれば、変換器群の全電力変換器は、供給電流に対する電力の変換効率の変化特性が共通であるから、割り当てられるべき電流値の組合せが決まれば、各電流値をいずれの電力変換器に割り当てても、変換器群を構成する複数台の電力変換器全体としての電力の変換効率は一定となる。そのため、分担決定部が適用パターンを選択する際の選択肢が少なくなり、分担決定部の処理を簡略化することができる。   According to this configuration, all the power converters in the converter group share the same change characteristics of the power conversion efficiency with respect to the supply current. Therefore, if a combination of current values to be assigned is determined, each current value is assigned to any power value. Even if it assigns to a converter, the power conversion efficiency as a whole of a plurality of power converters which constitute a converter group becomes constant. Therefore, there are fewer options when the sharing determination unit selects an application pattern, and the processing of the sharing determination unit can be simplified.

請求項6の発明は、請求項5の発明において、前記分担決定部が、前記変換器群全体での入力電力の総和が最小となる前記供給電流の組合せを決定する組合せ決定部と、各供給電流をいずれの前記電力変換器に割り当てるかを決定する固有割当部とを有し、各電力変換器からの供給電流量の積算値を電力変換器ごとに監視する積算監視部が設けられ、固有割当部が、供給電流量の積算値が小さい電力変換器から順に大きな供給電流が割り当てられるように、各供給電流の割り当て先を決定することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the sharing determination unit determines a combination of the supply currents that minimizes the sum of the input power in the entire converter group, and each supply A unique allocation unit that determines to which power converter the current is allocated, and an integration monitoring unit that monitors the integrated value of the amount of current supplied from each power converter for each power converter is provided. The allocating unit determines an allocation destination of each supply current so that a large supply current is allocated in order from a power converter having a small integrated value of the supply current amount.

この構成によれば、固有割当部により供給電流量の積算値が小さい電力変換器から順に大きな供給電流が割り当てられるので、電力変換器間での供給電流量の積算値のばらつきを小さくすることができる。すなわち、複数台の電力変換器を偏りなく使用することができ、特定の電力変換器のみが酷使されることで特定の電力変換器の寿命が短くなることを回避できるという利点がある。   According to this configuration, since the large supply current is allocated in order from the power converter having the smallest integrated value of the supply current amount by the specific allocation unit, the variation in the integrated value of the supply current amount among the power converters can be reduced. it can. That is, there is an advantage that a plurality of power converters can be used without bias, and it is possible to avoid shortening the life of the specific power converter by only overusing the specific power converter.

請求項7の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかの発明において、前記変換器群の少なくとも1台の前記電力変換器が、供給電流に対する電力の変換効率の変化特性が他の電力変換器と異なることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, at least one of the power converters in the converter group has a power conversion efficiency change characteristic with respect to a supply current that has other power. It is different from the converter.

この構成によれば、変換器群の少なくとも1台の電力変換器は、供給電流に対する電力の変換効率の変化特性が他の電力変換器と異なるから、割り当てられるべき電流値の組合せのみならず、各電流値をいずれの電力変換器に割り当てるかによっても、変換器群を構成する複数台の電力変換器全体としての電力の変換効率が変化する。そのため、分担決定部が適用パターンを選択する際の選択肢が増え、より適切な割当パターンに従って総出力電流を割り当てることが可能になる。   According to this configuration, since at least one power converter of the converter group is different from other power converters in changing characteristics of power conversion efficiency with respect to a supply current, not only a combination of current values to be allocated, Depending on which power converter each current value is assigned to, the power conversion efficiency of the plurality of power converters constituting the converter group as a whole changes. For this reason, the choice when the assignment determination unit selects the application pattern increases, and the total output current can be assigned according to a more appropriate assignment pattern.

請求項8の発明は、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の電力供給装置に用いられ、前記効率記憶部と前記パターン記憶部と前記総出力指示部と前記分担決定部と前記割付制御部とを装置本体に備えることを特徴とする。   The invention of claim 8 is used in the power supply device according to any one of claims 1 to 7, wherein the efficiency storage unit, the pattern storage unit, the total output instruction unit, and the sharing determination unit, The allocation control unit is provided in an apparatus main body.

この構成によれば、複数台の電力変換器からなる変換器群を有し、当該変換器群の全電力変換器から出力される供給電流の総和を総出力電流として負荷へ供給する既設の電力供給装置に対し、比較的簡単なシステム構成の変更を行うだけで、請求項1ないし請求項7のいずれかと同様の効果を奏することができる。   According to this configuration, the existing power that has a converter group including a plurality of power converters and supplies the total sum of supply currents output from all the power converters of the converter group as a total output current to the load. An effect similar to that of any one of claims 1 to 7 can be obtained by simply changing the system configuration to the supply device.

本発明は、分担決定部が、パターン記憶部に予め記憶されている複数の割当パターンのそれぞれに従って変換器群の電力変換器へ総出力電流を割り当てた場合における変換器群全体での入力電力の総和を、効率記憶部内の変換効率を用いて割当パターンごとに算出し、当該入力電力の総和が最小となる割り当てパターンを適用パターンとして選択する。したがって、当該選択パターンに従って総出力電流の割り当てを行うことにより、他の割当パターンに従う場合に比べ、変換器群を構成する複数台の電力変換器全体としての電力の変換効率が高くなるという利点がある。   In the present invention, the sharing determination unit allocates the total output current to the power converters of the converter group according to each of a plurality of allocation patterns stored in advance in the pattern storage unit. The total is calculated for each allocation pattern using the conversion efficiency in the efficiency storage unit, and the allocation pattern that minimizes the total sum of the input power is selected as the application pattern. Therefore, by allocating the total output current according to the selection pattern, there is an advantage that the power conversion efficiency of the plurality of power converters constituting the converter group as a whole is higher than in the case of following other allocation patterns. is there.

本発明の実施形態1の配電システムの要部の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the principal part of the power distribution system of Embodiment 1 of this invention. 同上の全体構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the whole structure same as the above. 同上に用いるAC/DCコンバータの変換効率−出力特性図である。It is a conversion efficiency-output characteristic figure of the AC / DC converter used for the same as the above. 同上の分担決定部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the assignment determination part same as the above. 同上の他の構成を示す要部の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the principal part which shows the other structure same as the above. 本発明の実施形態2の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of Embodiment 2 of this invention.

(実施形態1)
本実施形態の配電システムは、図2に示すように電力変換器としてのAC/DCコンバータ2a,2b,2c(以下、各々を特に区別しない場合には単に「AC/DCコンバータ2」という)と、分散電源としての蓄電装置3および太陽電池4と、AC/DCコンバータ2、蓄電装置3、太陽電池4等の動作を制御するコントローラ1とを備えている。この配電システムは、AC/DCコンバータ2、蓄電装置3、太陽電池4の各々から出力される供給電流を、配電路5を介して複数の負荷6に供給するように構成される。ここに例示する負荷6は、直流電力の供給を受けて動作する直流負荷であって、たとえばLED(発光ダイオード)照明装置や住宅用警報機などからなる。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 2, the power distribution system of this embodiment includes AC / DC converters 2a, 2b, and 2c as power converters (hereinafter simply referred to as “AC / DC converter 2” unless otherwise distinguished). , A power storage device 3 and a solar cell 4 as a distributed power source, and a controller 1 that controls operations of the AC / DC converter 2, the power storage device 3, the solar cell 4, and the like. This power distribution system is configured to supply supply currents output from each of the AC / DC converter 2, the power storage device 3, and the solar battery 4 to the plurality of loads 6 via the power distribution path 5. The load 6 illustrated here is a DC load that operates by receiving supply of DC power, and includes, for example, an LED (light emitting diode) lighting device, a home alarm device, and the like.

AC/DCコンバータ2は商用電源ACに対して複数台(ここでは3台)並列接続されており、これら複数台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cにて一群の変換器群20を構成する。これらのAC/DCコンバータ2a,2b,2cはそれぞれ商用電源ACからの交流電力を直流電力に変換し、変換器群20を構成する全AC/DCコンバータ2a,2b,2cから出力される供給電流の総和が総出力電流として負荷6へ供給されるように配電路5に対して接続される。   A plurality (three in this case) of AC / DC converters 2 are connected in parallel to the commercial power supply AC, and a group of converter groups 20 is constituted by the plurality of AC / DC converters 2a, 2b, and 2c. . These AC / DC converters 2a, 2b, and 2c convert AC power from the commercial power source AC into DC power, respectively, and supply currents output from all the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c constituting the converter group 20 Is connected to the power distribution path 5 so that the sum of the two is supplied to the load 6 as a total output current.

ここで、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cは、いわゆるスイッチング電源装置であって、図3に示すように交流電力を直流電力に変換する際の電力の変換効率が、出力される供給電流の大きさに応じて変化する変換効率−出力特性を有する。本実施形態では、AC/DCコンバータ2は供給電流が定格電流値よりも低い最大効率値Ipのときに変換効率が最大となり、且つ変換器群20内の全AC/DCコンバータ2a,2b,2cで共通の変換効率−出力特性(変換効率曲線)を持つように構成されているものとする。すなわち、AC/DCコンバータ2における電力の変換効率は、供給電流が最大効率値Ipのときに最大となり最大効率値Ipから増大あるいは減少するのに伴って低下することになる。   Here, each AC / DC converter 2a, 2b, 2c is a so-called switching power supply device, and the power conversion efficiency when converting AC power to DC power as shown in FIG. It has a conversion efficiency-output characteristic that changes in accordance with the size of. In the present embodiment, the AC / DC converter 2 has the maximum conversion efficiency when the supply current is the maximum efficiency value Ip lower than the rated current value, and all the AC / DC converters 2a, 2b, 2c in the converter group 20 are used. And a common conversion efficiency-output characteristic (conversion efficiency curve). That is, the power conversion efficiency in the AC / DC converter 2 is maximized when the supply current is at the maximum efficiency value Ip, and decreases as it increases or decreases from the maximum efficiency value Ip.

蓄電装置3は、二次電池(図示せず)を主構成とし、AC/DCコンバータ2および太陽電池4から配電路5を介して配電される直流電力によって二次電池を充電するとともに、二次電池の電力を配電路5へ放電させる充放電回路(図示せず)と、充放電回路の動作を制御する制御回路(図示せず)とを備えている。充放電回路には、二次電池の放電電圧を昇圧若しくは降圧する電力変換器としてのDC/DCコンバータが設けられている。また、太陽電池4には、その出力電圧を昇圧若しくは降圧する電力変換器としてのDC/DCコンバータ(図示せず)が付設されており、太陽電池4の発電電力が当該DC/DCコンバータを介して配電路5に送出されるように構成される。   The power storage device 3 has a secondary battery (not shown) as a main component, charges the secondary battery with DC power distributed from the AC / DC converter 2 and the solar battery 4 via the distribution path 5, and A charge / discharge circuit (not shown) for discharging the battery power to the distribution path 5 and a control circuit (not shown) for controlling the operation of the charge / discharge circuit are provided. The charge / discharge circuit is provided with a DC / DC converter as a power converter that boosts or lowers the discharge voltage of the secondary battery. Further, the solar cell 4 is provided with a DC / DC converter (not shown) as a power converter for stepping up or stepping down the output voltage, and the generated power of the solar cell 4 passes through the DC / DC converter. Are configured to be sent to the distribution path 5.

しかして、配電路5に対しては、AC/DCコンバータ2a,2b,2c、蓄電装置3、太陽電池4から一定電圧の直流電圧が印加されることになる。   Accordingly, a constant DC voltage is applied to the distribution path 5 from the AC / DC converters 2 a, 2 b, 2 c, the power storage device 3, and the solar cell 4.

コントローラ1は、配電路5に接続されており、AC/DCコンバータ2と蓄電装置3と太陽電池4との各々から出力される供給電流や二次電池の残容量、並びに負荷6で消費される電力を監視し、AC/DCコンバータ2の動作や、蓄電装置3の充放電動作(DC/DCコンバータの動作を含む)等を制御する。ここでは、コントローラ1とAC/DCコンバータ2との間、さらにコントローラ1と各分散電源の制御回路との間で、配電路5を介してデータ伝送可能となるように通信機能が設けられる。当該通信機能は、配電路5を通して負荷6に印加される直流電圧に通信信号を重畳させて通信を行うものであって、この種の通信機能については周知であるから詳細な説明は省略する。コントローラ1と変換器群20とは、電力供給装置を構成する。   The controller 1 is connected to the power distribution path 5 and is consumed by the supply current output from each of the AC / DC converter 2, the power storage device 3, and the solar battery 4, the remaining capacity of the secondary battery, and the load 6. The power is monitored to control the operation of the AC / DC converter 2, the charge / discharge operation of the power storage device 3 (including the operation of the DC / DC converter), and the like. Here, a communication function is provided between the controller 1 and the AC / DC converter 2 and further between the controller 1 and the control circuit of each distributed power supply so that data can be transmitted via the power distribution path 5. The communication function performs communication by superimposing a communication signal on a DC voltage applied to the load 6 through the distribution path 5. Since this type of communication function is well known, detailed description thereof is omitted. The controller 1 and the converter group 20 constitute a power supply device.

次に、コントローラ1およびAC/DCコンバータ2a,2b,2cからなる電力供給装置のより具体的な構成について図1を参照して説明する。   Next, a more specific configuration of the power supply apparatus including the controller 1 and the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c will be described with reference to FIG.

各AC/DCコンバータ2a,2b,2cは、配電路5を介してコントローラ1等と通信を行う通信部21と、入力電力を直流電力に変換して出力する電流制御回路22と、電流制御回路22をフィードバック制御することにより配電路5に出力される供給電流の大きさを制御する出力制御部23とを有する。なお、図1では1台のAC/DCコンバータ2aについてのみ内部構成を図示しているが、他のAC/DCコンバータ2b,2cについても同様の構成とする。   Each of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c includes a communication unit 21 that communicates with the controller 1 and the like via the distribution path 5, a current control circuit 22 that converts input power into DC power, and a current control circuit. And an output control unit 23 that controls the magnitude of the supply current output to the distribution path 5 by performing feedback control of the control circuit 22. In FIG. 1, the internal configuration is shown only for one AC / DC converter 2a, but the other AC / DC converters 2b and 2c have the same configuration.

コントローラ1は、配電路5を介してAC/DCコンバータ2a,2b,2c等と通信を行う通信部11と、変換器群20から出力する必要のある総出力電流を算出する総出力指示部12とを備えている。総出力指示部12は、通信部11を介して収集した二次電池の残容量や充放電能力、太陽電池4の動作状況(発電量)と、負荷6での消費電流との関係から、変換器群20のAC/DCコンバータ2a,2b,2cが出力すべき総出力電流を算出する。つまり、蓄電装置3および太陽電池4から配電路5に出力される電流が、配電路5に接続された負荷6で消費される電流よりも小さい場合に、その差分が、変換器群20から出力すべき総出力電流となる。仮に蓄電装置や太陽電池がないシステム構成とすれば、負荷6での消費電流が総出力電流となる。   The controller 1 includes a communication unit 11 that communicates with the AC / DC converters 2a, 2b, 2c, and the like via the power distribution path 5, and a total output instruction unit 12 that calculates a total output current that needs to be output from the converter group 20. And. The total output instruction unit 12 converts the remaining capacity and charge / discharge capacity of the secondary battery collected via the communication unit 11, the operation status (power generation amount) of the solar cell 4, and the current consumption at the load 6. The total output current to be output by the AC / DC converters 2a, 2b, 2c of the unit group 20 is calculated. That is, when the current output from the power storage device 3 and the solar battery 4 to the distribution path 5 is smaller than the current consumed by the load 6 connected to the distribution path 5, the difference is output from the converter group 20. The total output current to be obtained. If the system configuration is such that there is no power storage device or solar cell, the current consumption at the load 6 is the total output current.

さらに、コントローラ1は、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cについて供給電流と変換効率との対応関係が予め記憶された効率記憶部13と、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cへの総出力電流の割り当て方の規則を表す割当パターンが予め複数種類記憶されたパターン記憶部14とを有する。また、コントローラ1には、パターン記憶部14内に記憶されたいずれの割当パターンを適用して総出力電流の割り当てを行うのかを決定する分担決定部15と、分担決定部15で選択された割当パターンに従って実際に総出力電流の割り当ての指示を出す割付制御部16とが設けられる。   Further, the controller 1 includes an efficiency storage unit 13 in which a correspondence relationship between the supply current and the conversion efficiency is stored in advance for each AC / DC converter 2a, 2b, 2c, and a total to each AC / DC converter 2a, 2b, 2c. And a pattern storage unit 14 in which a plurality of types of allocation patterns representing rules for how to allocate output currents are stored in advance. The controller 1 also includes an assignment determination unit 15 that determines which assignment pattern stored in the pattern storage unit 14 is used to assign the total output current, and the assignment selected by the assignment determination unit 15. An allocation control unit 16 that actually gives an instruction to allocate the total output current according to the pattern is provided.

ここで、全AC/DCコンバータ2a,2b,2cで変換効率−出力特性は共通であるから、効率記憶部13には上述した図3の変換効率−出力特性に基づいて、たとえば下記表1のような供給電流と変換効率との対応関係を示す効率テーブルが記憶されることになる。表1の例では、AC/DCコンバータ2a,2b,2cの定格電流値(4.0〔A〕とする)までの供給電流に対応する電力変換効率が供給電流の0.1〔A〕刻みで表されている。つまり、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cは、それぞれの出力する供給電流が最大効率値(ここでは2.0〔A〕)Ipのときにその電力変換効率が最大(ここでは75〔%〕)となる。以下、表1の効率テーブルを前提として説明する。   Here, since all the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c have the same conversion efficiency-output characteristics, the efficiency storage unit 13 stores, for example, in Table 1 below based on the conversion efficiency-output characteristics shown in FIG. Such an efficiency table indicating the correspondence between the supply current and the conversion efficiency is stored. In the example of Table 1, the power conversion efficiency corresponding to the supply current up to the rated current value (4.0 [A]) of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c is 0.1 [A] increments of the supply current. It is represented by That is, each of the AC / DC converters 2a, 2b, 2c has the maximum power conversion efficiency (here 75 [%] when the output current supplied is the maximum efficiency value (here 2.0 [A]) Ip. ]). Hereinafter, description will be made on the assumption that the efficiency table of Table 1 is used.

Figure 2011091968
Figure 2011091968

パターン記憶部14に記憶される割当パターンは、変換器群20から総出力電流を出力させる際に、変換器群20を構成する複数台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cのそれぞれに対して総出力電流をどのように割り当てるのかを指定するものである。つまり、割当パターンは、ある大きさの総出力電流を変換器群20に出力させるために、変換器郡20を構成する各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに対してそれぞれ出力させる必要のある供給電流の大きさを決定するためのルールを表している。本実施形態においては、パターン記憶部14には下記表2に示す「No.1」〜「No.6」の6種類の割当パターンが記憶される。なお、「No.1」〜「No.6」の割当パターンは一例に過ぎず、これらの一部のみを割当パターンとして用いることや、その他の割当パターンを用いることも可能である。   When the total output current is output from the converter group 20, the allocation pattern stored in the pattern storage unit 14 is for each of the plurality of AC / DC converters 2 a, 2 b, and 2 c that constitute the converter group 20. It specifies how the total output current is allocated. That is, the allocation pattern needs to be output to each of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c constituting the converter group 20 in order to cause the converter group 20 to output a certain total output current. It represents a rule for determining the magnitude of the supply current. In the present embodiment, the pattern storage unit 14 stores six types of allocation patterns “No. 1” to “No. 6” shown in Table 2 below. Note that the allocation patterns of “No. 1” to “No. 6” are merely examples, and only a part of them can be used as an allocation pattern, or other allocation patterns can be used.

Figure 2011091968
Figure 2011091968

表2における各割当パターンについて以下に説明する。表2の右端の「割り当て例」の欄は、総出力電流を5.0〔A〕とした場合に、各割当パターンにより各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに割り当てられる電流値の一例を示している。   Each allocation pattern in Table 2 will be described below. The “assignment example” column at the right end of Table 2 shows an example of current values assigned to the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c according to each assignment pattern when the total output current is 5.0 [A]. Show.

「No.1」〜「No.6」の6種類の割当パターンは、「No.1」および「No.2」の偏重パターンと、「No.3」および「No.4」の全平均化パターンと、「No.5」および「No.6」の準平均化パターンとに大別される。   The six types of allocation patterns “No. 1” to “No. 6” include the uneven distribution patterns of “No. 1” and “No. 2” and the total average of “No. 3” and “No. 4”. The patterns are roughly classified into “No. 5” and “No. 6” quasi-averaged patterns.

まず、偏重パターン(No.1,2)は、変換器群20の少なくとも1台のAC/DCコンバータ2に対し、各々の変換効率が最大となる供給電流(最大効率値Ip)ずつ総出力電流を割り当てた上で、総出力電流の残余分をいずれか1台のAC/DCコンバータ2に割り当てるパターンである。そのため、この偏重パターンでは、個別のAC/DCコンバータ2a,2b,2cの変換効率を高くすることに重点が置かれることになる。   First, the bias pattern (Nos. 1 and 2) is a total output current for each supply current (maximum efficiency value Ip) at which each conversion efficiency is maximum for at least one AC / DC converter 2 in the converter group 20. , And the remainder of the total output current is assigned to any one of the AC / DC converters 2. For this reason, in this bias pattern, an emphasis is placed on increasing the conversion efficiency of the individual AC / DC converters 2a, 2b, and 2c.

ここに、「No.1」の第1パターンと「No.2」の第2パターンとでは、総出力電流の残余分の扱いが異なっている。つまり、第1パターンでは、既に最大効率値Ipの供給電流が割り当てられたAC/DCコンバータ2以外の1台のAC/DCコンバータ2に残余分の電流を割り当てる。したがって、残余分の電流が最大効率値Ip以下であれば、残余分の電流が割り当てられたAC/DCコンバータ2からは最大効率値Ip以下の供給電流が出力される。そのため、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、「No.1」の割当パターンでは総出力電流は各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられる。   Here, the first pattern of “No. 1” and the second pattern of “No. 2” are different in the handling of the remaining of the total output current. That is, in the first pattern, the remaining current is allocated to one AC / DC converter 2 other than the AC / DC converter 2 to which the supply current having the maximum efficiency value Ip has already been allocated. Therefore, if the remaining current is equal to or less than the maximum efficiency value Ip, the AC / DC converter 2 to which the remaining current is assigned outputs a supply current equal to or less than the maximum efficiency value Ip. Therefore, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is assigned to each AC / DC converter 2a, 2b, 2c as 2 [A], 2 [A], 1 [A] is assigned.

これに対し、第2パターンでは、既に最大効率値の供給電流が割り当てられたAC/DCコンバータ2のうちいずれか1台に残余分の電流を上乗せする。したがって、残余分の電流が割り当てられたAC/DCコンバータ2からは最大効率値Ipよりも大きい供給電流が出力される。そのため、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、「No.2」の割当パターンでは総出力電流は各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに3〔A〕、2〔A〕、0〔A〕ずつ割り当てられる。   On the other hand, in the second pattern, the remaining current is added to any one of the AC / DC converters 2 to which the supply current of the maximum efficiency value has already been assigned. Accordingly, a supply current larger than the maximum efficiency value Ip is output from the AC / DC converter 2 to which the remaining current is allocated. Therefore, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is assigned to each AC / DC converter 2a, 2b, 2c by 3 [A], 2 [A], 0 [A] is assigned at a time.

また、全平均化パターン(No.3,4)は、変換器群20を構成する全てのAC/DCコンバータ2a,2b,2cに対し、総出力電流をAC/DCコンバータ2a,2b,2c間での供給電流のばらつきが小さくなるように極力均等に割り当てるパターンである。要するに、全平均化パターンでは、変換器群20を構成するAC/DCコンバータ2a,2b,2cの台数で総出力電流の大きさを除算し、その結果が各AC/DCコンバータ2a,2b,2cへ割り振られる。そのため、この全平均化パターンでは、個別のAC/DCコンバータ2a,2b,2cの変換効率は重視されず、変換器郡20を構成する複数台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cの動作のバランスに重点が置かれることになる。   Further, the total average pattern (Nos. 3 and 4) is the total output current between all the AC / DC converters 2a, 2b and 2c constituting the converter group 20 between the AC / DC converters 2a, 2b and 2c. In this pattern, as much as possible is assigned so as to reduce the variation in the supply current at the same time. In short, in the total averaging pattern, the magnitude of the total output current is divided by the number of AC / DC converters 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20, and the result is the respective AC / DC converters 2a, 2b, 2c. Allocated to Therefore, in this total averaging pattern, the conversion efficiency of the individual AC / DC converters 2a, 2b, and 2c is not emphasized, and the operation of the plurality of AC / DC converters 2a, 2b, and 2c constituting the converter group 20 is not performed. Emphasis will be placed on balance.

ここに、「No.3」の均等型パターンと「No.4」の残余型パターンとでは、小数レベルで均等に割り当てるのか整数レベルで均等に割り当てるのかが異なる。つまり、均等型パターンでは、全AC/DCコンバータ2a,2b,2cに対して総出力電流を割り当てる際に、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの供給電流が小数点以下(ここでは小数第1位までとする)の値まで均等になるように割り当てを行う。ここで小数点以下の残余が生じた場合には、当該残余分の電流についても全AC/DCコンバータ2a,2b,2cに極力均等に割り当てる。そのため、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、「No.3」の割当パターンでは総出力電流は各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに1.7〔A〕、1.7〔A〕、1.6〔A〕ずつ割り当てられる。   Here, the uniform pattern of “No. 3” and the residual pattern of “No. 4” differ depending on whether they are equally allocated at the decimal level or even at the integer level. That is, in the uniform pattern, when the total output current is assigned to all the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c, the supply current of each AC / DC converter 2a, 2b, and 2c has a decimal point (here, a decimal first) Allocate evenly up to the value of. Here, when the remainder after the decimal point is generated, the remaining current is also allocated to all the AC / DC converters 2a, 2b, 2c as evenly as possible. Therefore, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is 1.7 [A], 1.7 for each AC / DC converter 2a, 2b, 2c in the “No. 3” allocation pattern. [A] and 1.6 [A] are assigned.

これに対し、残余型パターンでは、全AC/DCコンバータ2a,2b,2cに対して総出力電流を割り当てる際に、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの供給電流の整数部分のみ均等になるように割り当てを行う。ここで残余が生じた場合には、当該残余分の電流のうち整数部分のみ全AC/DCコンバータ2a,2b,2cに極力均等に割り当てる。そのため、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、「No.4」の割当パターンでは総出力電流は各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられる。なお、残余分の電流に小数点以下の値が含まれている場合には、小数点以下の値をいずれか1台のAC/DCコンバータ2に上乗せして割り当てることとする。このとき小数点以下の電流値を割り当てるAC/DCコンバータ2としては、当該電流値を上乗せすることで電力変換効率が高くなるものを選択することが望ましい。   On the other hand, in the residual pattern, when assigning the total output current to all the AC / DC converters 2a, 2b, 2c, only the integer part of the supply current of each AC / DC converter 2a, 2b, 2c is equalized. Make assignments as follows. Here, when a residue occurs, only an integer part of the remaining current is allocated to all AC / DC converters 2a, 2b, and 2c as evenly as possible. Therefore, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is assigned to each AC / DC converter 2a, 2b, 2c as 2 [A], 2 [A], 1 [A] is assigned. When the remaining current includes a value after the decimal point, the value after the decimal point is assigned to one of the AC / DC converters 2 for allocation. At this time, as the AC / DC converter 2 to which the current value after the decimal point is assigned, it is desirable to select one that increases the power conversion efficiency by adding the current value.

また、準平均化パターン(No.5,6)は、変換器群20を構成する一部(ここでは2台とする)のAC/DCコンバータ2に対し、総出力電流をこれらのAC/DCコンバータ2間での供給電流のばらつきが小さくなるように極力均等に割り当てるパターンである。要するに、準平均化パターンでは、変換器群20を構成する一部のAC/DCコンバータ2の台数(ここでは2台)で総出力電流の大きさを除算し、その結果がこれら一部のAC/DCコンバータ2へ割り振られる。そのため、この準平均化パターンでは、少なくとも1台のAC/DCコンバータ2は動作を停止することになる。割付制御部16にて行われる各AC/DCコンバータ2の出力の制御には、供給電流の大きさを制御することのみならず、このようにAC/DCコンバータ2の動作を停止させる制御も含む。ここで、「No.5」の均等型パターンと「No.6」の残余型パターンとの関係については、上述した全平均化パターン(No.3,4)の場合と同じであるから説明を省略する。   Further, the quasi-averaged pattern (Nos. 5 and 6) indicates that the total output current of these AC / DC converters 2 is a part of the AC / DC converters 2 constituting the converter group 20 (here, two). In this pattern, as much as possible, the variation in supply current between the converters 2 is reduced. In short, in the quasi-averaged pattern, the magnitude of the total output current is divided by the number of AC / DC converters 2 that are part of the converter group 20 (two in this case), and the result is a part of these AC / DC converters. / DC converter 2 is allocated. Therefore, in this quasi-averaged pattern, at least one AC / DC converter 2 stops operating. The control of the output of each AC / DC converter 2 performed by the allocation control unit 16 includes not only controlling the magnitude of the supply current but also controlling the operation of the AC / DC converter 2 in this way. . Here, the relationship between the uniform pattern of “No. 5” and the residual pattern of “No. 6” is the same as that of the above-described all average pattern (No. 3, 4). Omitted.

したがって、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、総出力電流は「No.5」の割当パターンでは各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられ、「No.6」の割当パターン2a,2b,2cでは2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられることになる。   Therefore, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is assigned to each AC / DC converter 2a, 2b, 2c as 2 [A], 2 [A], 1 [A] is allocated, and 2 [A], 2 [A], and 1 [A] are allocated in “No. 6” allocation patterns 2a, 2b, and 2c.

ところで、コントローラ1の分担決定部15は、パターン記憶部14内の上記6種類の各割当パターンを用いて総出力電流の割り当てを行った場合における変換器群20の全AC/DCコンバータ2a,2b,2cの入力電力の総和(以下「総入力電力」という)を算出する。さらに、分担決定部15は、総入力電力と変換器群20の全AC/DCコンバータ2a,2b,2cの出力電力の総和(以下「総出力電力」という)との関係から変換器群20全体での電力の変換効率(以下、「総変換効率」という)を算出し、総変換効率が最大となる割当パターンを求める。このようにして求まった総変換効率が最大の割当パターンは、実際の総出力電流の割り当てに用いられる適用パターンとなる。   By the way, the assignment determination unit 15 of the controller 1 uses all the six types of allocation patterns in the pattern storage unit 14 and assigns the total output current to all the AC / DC converters 2a and 2b in the converter group 20. , 2c (hereinafter referred to as “total input power”). Furthermore, the sharing determination unit 15 determines the entire converter group 20 based on the relationship between the total input power and the sum of the output powers of all the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c (hereinafter referred to as “total output power”). The conversion efficiency of power (hereinafter referred to as “total conversion efficiency”) is calculated, and an allocation pattern that maximizes the total conversion efficiency is obtained. The allocation pattern having the maximum total conversion efficiency obtained in this manner is an application pattern used for actual total output current allocation.

具体的に説明すると、分担決定部15は、まず総出力指示部12から総出力電流値の指示を受け、当該総出力電流を各割当パターンに従って割り当てた場合についてそれぞれ変換器群20を構成する各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの供給電流を求める。それから分担決定部15は、このように求めた各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの供給電流を用いて、効率記憶部13内の効率テーブルに基づき、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cにおける電力の変換効率を求める。これにより、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cごとに供給電流と変換効率とが求まるので、これらと既知の出力電圧(配電路5に印加する電圧)とを用いて各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの入力電力を算出することができる。このように求まる全AC/DCコンバータ2a,2b,2cについての当該入力電力の総和が総入力電力となり、当該総入力電力と既知の総出力電力との関係で総変換効率を求めることができる。分担決定部15では、求めた総変換効率を割当パターンごとに一時記憶部(図示せず)に記憶する。   Specifically, the assignment determination unit 15 first receives an instruction of the total output current value from the total output instruction unit 12, and each of the converter groups 20 that constitutes the converter group 20 when the total output current is allocated according to each allocation pattern. The supply current of AC / DC converter 2a, 2b, 2c is calculated | required. Then, the sharing determination unit 15 uses the supply currents of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c thus obtained based on the efficiency table in the efficiency storage unit 13, and the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c. Find the power conversion efficiency at. As a result, the supply current and the conversion efficiency are obtained for each AC / DC converter 2a, 2b, 2c, and each AC / DC converter 2a is used using these and a known output voltage (voltage applied to the distribution path 5). , 2b, 2c can be calculated. The total sum of the input powers for all AC / DC converters 2a, 2b, and 2c thus determined is the total input power, and the total conversion efficiency can be determined from the relationship between the total input power and the known total output power. The sharing determination unit 15 stores the obtained total conversion efficiency in a temporary storage unit (not shown) for each allocation pattern.

次に、分担決定部15の動作について図4のフローチャートを参照して説明する。ここでは、AC/DCコンバータ2a,2b,2cの出力電圧が100〔V〕、総出力電流が5.0〔A〕、総出力電力が500〔W〕であると仮定する。   Next, the operation of the assignment determination unit 15 will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, it is assumed that the output voltages of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c are 100 [V], the total output current is 5.0 [A], and the total output power is 500 [W].

分担決定部15は、まず表2中の「No.1」の割当パターンについて総変換効率を算出する処理を実行する(S1)。このとき、表2の「No.1」の割当パターンでは、5.0〔A〕の総出力電流は2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられるので、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの出力電力はそれぞれ200〔W〕、200〔W〕、100〔W〕となる。この場合の各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの変換効率は、表1の効率テーブルよりそれぞれ75〔%〕、75〔%〕、70〔%〕であることが分かるので、当該変換効率を用いて各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの入力電力が267〔W〕、267〔W〕、143〔W〕と求まる。したがって、この場合の総入力電力は677〔W〕となり、総出力電力500〔W〕との関係で総変換効率が73.9〔%〕と求まる。分担決定部15は求めた総変換効率を一時記憶部に記憶する。   The sharing determination unit 15 first executes a process of calculating the total conversion efficiency for the allocation pattern “No. 1” in Table 2 (S1). At this time, in the allocation pattern of “No. 1” in Table 2, since the total output current of 5.0 [A] is allocated by 2 [A], 2 [A], and 1 [A], each AC / DC The output power of converters 2a, 2b, and 2c is 200 [W], 200 [W], and 100 [W], respectively. In this case, the conversion efficiencies of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c are found to be 75%, 75%, and 70%, respectively, from the efficiency table in Table 1. The input power of each AC / DC converter 2a, 2b, 2c is obtained as 267 [W], 267 [W], 143 [W]. Therefore, the total input power in this case is 677 [W], and the total conversion efficiency is 73.9 [%] in relation to the total output power 500 [W]. The sharing determination unit 15 stores the obtained total conversion efficiency in the temporary storage unit.

さらに、分担決定部15は、上述した各割当パターンについて総変換効率を算出する処理を「No.2」から「No.6」までの各割当パターンについても順次行い(S2〜S6)、各処理で求めた総変換効率を割当パターンごとに一時的に記憶する。このように、分担決定部15では総出力指示部12から指示された総出力電流に対し、全ての割当パターンについて総変換効率を簡単な演算により取得する。   Furthermore, the assignment determination unit 15 sequentially performs the process of calculating the total conversion efficiency for each of the above-described allocation patterns for each of the allocation patterns from “No. 2” to “No. 6” (S2 to S6). The total conversion efficiency obtained in step 1 is temporarily stored for each allocation pattern. In this way, the sharing determination unit 15 acquires the total conversion efficiency for all the allocation patterns for the total output current instructed from the total output instruction unit 12 by a simple calculation.

その後、分担決定部15は、全ての割当パターンの中から、求まった総変換効率が最大となる1つの割当パターンを判断し(S7)、当該割当パターンを実際の総出力電流の割り当てに用いる適用パターンとして選択する(S8〜S13)。一時記憶部内の総変換効率は適用パターンの選択後には消去されるものとする。なお、たとえば「No.1」から「No.6」の順に選択の優先度を低くする等、複数の割当パターンにおいて総変換効率が同率で最大となる場合に、いずれの割当パターンを優先して選択するのか規定しておくことが望ましい。   Thereafter, the sharing determination unit 15 determines one allocation pattern that maximizes the obtained total conversion efficiency from all allocation patterns (S7), and uses the allocation pattern for actual total output current allocation. The pattern is selected (S8 to S13). It is assumed that the total conversion efficiency in the temporary storage unit is deleted after the application pattern is selected. For example, when the total conversion efficiency is maximized at the same rate in a plurality of allocation patterns, such as lowering the priority of selection from “No. 1” to “No. 6”, which allocation pattern is given priority. It is desirable to prescribe whether to select.

上述のようにして分担決定部15で選択された適用パターン(いずれかの割当パターン)は、割付制御部16に通知される。適用パターンの通知を受けた割付制御部16は、当該適用パターンに従って総出力電流の割り当てを行い、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cから出力すべき供給電流の大きさを求める。割付制御部16は、求めた供給電流の大きさを表す電流指令を、通信部11を通して各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに送信する。   The application pattern (any allocation pattern) selected by the assignment determination unit 15 as described above is notified to the allocation control unit 16. Upon receiving the notification of the application pattern, the allocation control unit 16 assigns the total output current according to the application pattern, and obtains the magnitude of the supply current to be output from each AC / DC converter 2a, 2b, 2c. The allocation control unit 16 transmits a current command representing the obtained magnitude of the supplied current to each AC / DC converter 2a, 2b, 2c through the communication unit 11.

コントローラ(割付制御部16)1からの電流指令を通信部21にて受けたAC/DCコンバータ2a,2b,2cにおいては、出力制御部23が電流指令に従って電流制御回路22を制御する。これにより、電流指令にて指定された供給電流が、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cから出力される。   In the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c that have received the current command from the controller (assignment control unit 16) 1 in the communication unit 21, the output control unit 23 controls the current control circuit 22 according to the current command. Thereby, the supply current designated by the current command is output from each AC / DC converter 2a, 2b, 2c.

コントローラ1は、総出力電流の大きさが所定の許容範囲を超えて変化する度に適用パターンの選択を行い、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cへの総出力電流の再割り当てを行うものとする。ただし、これに限らず、適用パターンの選択並びに総出力電流の再割り当てを定期的に行うようにしてもよい。   The controller 1 selects an application pattern every time the magnitude of the total output current changes beyond a predetermined allowable range, and reassigns the total output current to each AC / DC converter 2a, 2b, 2c. And However, the present invention is not limited to this, and the selection of the application pattern and the reallocation of the total output current may be performed periodically.

以上説明した構成によれば、変換器群20の各AC/DCコンバータ2a,2b,2cからは、適用パターンに従って各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに割り当てられた大きさの供給電流が出力されることになる。ここで、適用パターンは複数種類の割当パターンの中から総変換効率が最大となるように選択された割当パターンであるので、当該適用パターンに従うことにより変換器群20を構成するAC/DCコンバータ2a,2b,2c全体での電力の変換効率が比較的高くなる。その結果、変換器群20での電力変換の際に生じる損失を小さく抑えることができ、電力供給装置全体としても電力の変換効率を向上でき、商用電源ACの消費を極力低く抑えることができるという利点がある。   According to the above-described configuration, the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c of the converter group 20 output supply currents having the magnitudes assigned to the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c according to the application pattern. Will be. Here, since the application pattern is an allocation pattern selected so that the total conversion efficiency is maximized from among a plurality of types of allocation patterns, the AC / DC converters 2a constituting the converter group 20 by following the application pattern. , 2b, 2c as a whole has a relatively high power conversion efficiency. As a result, it is possible to reduce the loss that occurs during the power conversion in the converter group 20, improve the power conversion efficiency of the entire power supply device, and suppress the consumption of the commercial power supply AC as low as possible. There are advantages.

ところで、本実施形態のように変換器群20を構成する全AC/DCコンバータ2a,2b,2cで変換効率−出力特性が共通である場合には、適用パターンに従って割り当てられる各供給電流をいずれのAC/DCコンバータ2a,2b,2cに割り付けても総変換効率は一定である。すなわち、供給電流の組合せが適用パターンに従ってさえいれば、各供給電流の割り当て先をAC/DCコンバータ2a,2b,2c間で入れ替えても総変換効率に変化は生じない。たとえば、「No.1」の割当パターンでは5〔A〕の総出力電流を2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てる場合に、供給電流を1〔A〕とするAC/DCコンバータ2a,2b,2cがいずれであっても総変換効率は同じである。   By the way, when conversion efficiency-output characteristics are common in all AC / DC converters 2a, 2b, and 2c constituting the converter group 20 as in this embodiment, each supply current assigned according to the application pattern is set to any of the supply currents. The total conversion efficiency is constant even when assigned to the AC / DC converters 2a, 2b, 2c. In other words, as long as the combination of supply currents follows the application pattern, the total conversion efficiency does not change even if the assignment destination of each supply current is exchanged between AC / DC converters 2a, 2b, and 2c. For example, in the allocation pattern of “No. 1”, when the total output current of 5 [A] is allocated 2 [A], 2 [A], and 1 [A] at a time, the AC / Regardless of the DC converter 2a, 2b, 2c, the total conversion efficiency is the same.

そこで、本実施形態の他の構成例として、図5に示すように分担決定部15について割り当てられるべき供給電流の組合せを決定する組合せ決定部15aと、各供給電流をいずれのAC/DCコンバータ2a,2b,2cに割り当てるのかを決定する固有割当部15bとを有する構成とすることが考えられる。この構成では、まず組合せ決定部15aにて割当パターンに従って総変換効率が最大となる供給電流の組合せを決定した後、固有割当部15bにて供給電流の割り当て先を含めた適用パターンを決定することになる。   Therefore, as another configuration example of the present embodiment, as shown in FIG. 5, a combination determination unit 15a that determines a combination of supply currents to be assigned to the sharing determination unit 15, and each of the supply currents to any AC / DC converter 2a , 2b, 2c can be considered to have a unique allocation unit 15b that determines whether the allocation is performed. In this configuration, first, the combination determination unit 15a determines the combination of supply currents that maximizes the total conversion efficiency according to the allocation pattern, and then the specific allocation unit 15b determines the application pattern including the supply current allocation destination. become.

この場合に、固有割当部15bで割り当てる供給電流の割り当て先をランダムに決定することも考えられるが、AC/DCコンバータ2a,2b,2cに優先度を付与し、優先度の高いものから順に大きな供給電流が割り当てられるようにすることが望ましい。ここで、優先度は固定的に決定されるのではなく、一部のAC/DCコンバータ2a,2b,2cに負担が偏らないように変動的に決定されるものとする。   In this case, it may be possible to randomly determine the supply current allocation destination to be allocated by the specific allocation unit 15b. However, priority is given to the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c, and the higher priority is assigned in descending order. It is desirable to have a supply current allocated. Here, the priority is not fixedly determined, but is variably determined so that the burden is not biased to some AC / DC converters 2a, 2b, and 2c.

具体的には、図5に示すように、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cからの供給電流量の積算値をAC/DCコンバータ2a,2b,2cごとに監視する積算監視部17と、積算監視部17の監視結果に基づき優先度を決定する優先度決定部18とをコントローラ1に設ける。   Specifically, as shown in FIG. 5, an integration monitoring unit 17 that monitors an integrated value of the amount of current supplied from each AC / DC converter 2a, 2b, 2c for each AC / DC converter 2a, 2b, 2c; The controller 1 is provided with a priority determination unit 18 that determines priority based on the monitoring result of the integration monitoring unit 17.

積算監視部17では、変換器群20を構成する各AC/DCコンバータ2a,2b,2cについて供給電流を監視し、当該供給電流量の積算値〔Ah〕を下記表3のようなテーブル上で管理する。積算は定期的(たとえば1秒ごと)に行われる。なお、供給電流量の積算値は、コントローラ1ではなく各AC/DCコンバータでそれぞれ行うようにしてもよい。   The integration monitoring unit 17 monitors the supply current for each of the AC / DC converters 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20, and the integrated value [Ah] of the supply current amount is displayed on a table as shown in Table 3 below. to manage. Integration is performed periodically (for example, every second). The integrated value of the supply current amount may be performed by each AC / DC converter instead of the controller 1.

Figure 2011091968
Figure 2011091968

優先度決定部18は、上記積算値が小さい順に優先度が高くなるように各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの優先度を決定する。そのため、上記表3の例では、AC/DCコンバータ2cの優先度が「高」、AC/DCコンバータ2bの優先度が「中」、AC/DCコンバータ2aの優先度が「低」となる。優先度は定期的に更新され、ここでは1日ごとに所定の時刻(たとえば午前6時)に更新されるものとする。   The priority determination unit 18 determines the priorities of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c so that the priorities increase in ascending order of the integrated values. Therefore, in the example of Table 3, the priority of the AC / DC converter 2c is “high”, the priority of the AC / DC converter 2b is “medium”, and the priority of the AC / DC converter 2a is “low”. The priority is regularly updated, and here, it is updated every day at a predetermined time (for example, 6:00 am).

以上説明したようにAC/DCコンバータ2a,2b,2cの優先度により割り当て先を決定する構成では、供給電流量の積算値が小さいAC/DCコンバータ2a,2b,2cから順に大きな供給電流が割り当てられるため、AC/DCコンバータ2a,2b,2c間での供給電流量のばらつきを小さくできる。すなわち、稼働時間を均等に分散して複数台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cの稼働率の平均化を図ることにより、一部のAC/DCコンバータ2a,2b,2cnに負担が偏ることを防止できる。そのため、一部のAC/DCコンバータ2a,2b,2cが酷使されることによりその寿命が短くなることを回避でき、AC/DCコンバータ2a,2b,2cの交換等を要せずに配電システムを継続使用できる期間が長くなる。   As described above, in the configuration in which the assignment destination is determined based on the priority of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c, a large supply current is assigned in order from the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c having the smallest integrated value of the supply current. Therefore, the variation in the amount of supplied current between the AC / DC converters 2a, 2b, 2c can be reduced. That is, by distributing the operating time evenly and averaging the operating rates of the plurality of AC / DC converters 2a, 2b, 2c, the burden on some AC / DC converters 2a, 2b, 2cn is biased. Can be prevented. Therefore, it is possible to avoid shortening the service life of some of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c due to overuse, and the power distribution system can be provided without requiring replacement of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c. The period of continuous use becomes longer.

なお、上記実施形態では、AC/DCコンバータ2a,2b,2cの変換効率−出力特性を効率テーブルとして効率記憶部13に記憶する例を示したが、この例に限らず、たとえば供給電流と変換効率との対応関係を示す演算式を効率記憶部13に記憶するようにしてもよい。この場合、分担決定部13は、当該演算式を用いて各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの変換効率を求めることができる。   In the above embodiment, an example in which the conversion efficiency-output characteristics of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c are stored in the efficiency storage unit 13 as an efficiency table is shown. However, the present invention is not limited to this example. An arithmetic expression indicating a correspondence relationship with the efficiency may be stored in the efficiency storage unit 13. In this case, the sharing determination unit 13 can obtain the conversion efficiencies of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c using the arithmetic expression.

また、総出力指示部12で算出された総出力電流が、変換器群20を構成するAC/DCコンバータ2a,2b,2cの定格電流の総和を超えるような場合に、その旨を検知して負荷6への給電を抑制する機能をコントローラ1に設けることも可能である。この場合、負荷6への給電を抑制する際には、負荷6ごとに予め決められている優先順位に従って優先順位の低いものから順に負荷6への給電を停止したり、当該負荷6を省電力モードに切り替えたりすることで、必要な総出力電流を小さくする。負荷6への給電の停止は、配電路5上に系統ごとに設けた開閉器(図示せず)で行ったり、負荷6自ら給電を遮断したりすることで実現する。   Further, when the total output current calculated by the total output instruction unit 12 exceeds the sum of the rated currents of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c constituting the converter group 20, the fact is detected. It is also possible to provide the controller 1 with a function of suppressing power supply to the load 6. In this case, when the power supply to the load 6 is suppressed, the power supply to the load 6 is stopped in order from the lowest priority according to the priority order determined in advance for each load 6, or the power consumption of the load 6 is reduced. The total output current required is reduced by switching to mode. The power supply to the load 6 is stopped by a switch (not shown) provided for each system on the distribution path 5 or by interrupting the power supply by the load 6 itself.

(実施形態2)
本実施形態の配電システムは、変換器群20を構成する複数台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cのうち少なくとも1台が、他とは異なる変換効率−出力特性(変換効率曲線)を持つ点が実施形態1の配電システムと相違する。
(Embodiment 2)
In the power distribution system of the present embodiment, at least one of the plurality of AC / DC converters 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20 has a conversion efficiency-output characteristic (conversion efficiency curve) different from the others. The point is different from the power distribution system of the first embodiment.

すなわち、本実施形態では、複数台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cに割り当てる供給電流の組合せだけでなく、各供給電流をそれぞれいずれのAC/DCコンバータ2a,2b,2cに割り付けるかによっても総変換効率は変化する。たとえば、実施形態1で説明した「No.1」の割当パターンにおいては、5〔A〕の総出力電流を2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てる場合に、供給電流を1〔A〕とするAC/DCコンバータ2a,2b,2cがいずれであるかによって総変換効率は変化する。   That is, in this embodiment, not only the combination of the supply currents assigned to the plurality of AC / DC converters 2a, 2b, 2c, but also depending on which of the AC / DC converters 2a, 2b, 2c each supply current is assigned to. Total conversion efficiency varies. For example, in the allocation pattern of “No. 1” described in the first embodiment, when the total output current of 5 [A] is allocated 2 [A], 2 [A], and 1 [A] each, the supply current is The total conversion efficiency varies depending on which of the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c is 1 [A].

そこで、本実施形態においては、実施形態1で説明した表2の「N0.1」〜「No.6」の6種類の割当パターン(以下、「上位パターン」という)をさらに供給電流の割り当て先の別で細かく分類したパターン(以下、「下位パターン」という)を、割当パターンとして用いるものとする。分担決定部15では、このように細かく分類された割当パターン のそれぞれについて総変換効率を算出し、当該総変換効率が最大となった割当パターンを適用パターンとして選択する。   Therefore, in the present embodiment, six types of allocation patterns (hereinafter referred to as “upper pattern”) of “N0.1” to “No. 6” in Table 2 described in the first embodiment are further assigned to supply currents. The patterns finely classified (hereinafter referred to as “lower pattern”) are used as allocation patterns. The sharing determination unit 15 calculates the total conversion efficiency for each of the allocation patterns finely classified as described above, and selects the allocation pattern having the maximum total conversion efficiency as an application pattern.

以下、具体例を挙げて説明する。ここでは、変換器群20を構成する3台のAC/DCコンバータは2a,2b,2c全てで相互に変換効率−出力特性が異なり、それぞれ供給電流が2〔A〕、3〔A〕、4〔A〕のときにその電力変換効率が最大(つまり、それぞれの最大効率値Ipが2〔A〕、3〔A〕、4〔A〕)となる場合を想定する。   Hereinafter, a specific example will be described. Here, the three AC / DC converters constituting the converter group 20 have different conversion efficiencies and output characteristics in all of 2a, 2b, and 2c, and supply currents are 2 [A], 3 [A], and 4 respectively. It is assumed that the power conversion efficiency is maximum at [A] (that is, each maximum efficiency value Ip is 2 [A], 3 [A], 4 [A]).

分担決定部15は、図6に示すように、総出力電流の指示を受け、「N0.1」〜「No.6」の6種類の各上位パターンをさらに複数の下位パターンで分類した各割当パターンについて、総変換効率を求める。たとえば総出力電流が7〔A〕であるとすれば、「No.1」の偏重パターンは、さらに3台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cのいずれに対して最大効率値Ipとなる供給電流を割り当てるかによって、3通りの下位パターンに分類される。つまり、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cに対してそれぞれ2〔A〕、3〔A〕、2〔A〕ずつ割り当てる第1の下位パターンと、0〔A〕、3〔A〕、4〔A〕ずつ割り当てる第2の下位パターンと、2〔A〕、1〔A〕、4〔A〕ずつ割り当てる第3の下位パターンとがある。分担決定部15は、これらの各下位パターンについて、それぞれ総変換効率(X〔%〕、Y〔%〕、Z〔%〕)を算出する。   As shown in FIG. 6, the sharing determination unit 15 receives an instruction of the total output current, and assigns each of the six types of upper patterns “N0.1” to “No. 6” further classified into a plurality of lower patterns. The total conversion efficiency is obtained for the pattern. For example, assuming that the total output current is 7 [A], the distribution pattern of “No. 1” is the supply having the maximum efficiency value Ip for any of the three AC / DC converters 2a, 2b, and 2c. There are three sub-patterns depending on whether the current is allocated. That is, a first sub-pattern assigned to each AC / DC converter 2a, 2b, 2c by 2 [A], 3 [A], 2 [A], and 0 [A], 3 [A], 4 There are a second lower pattern assigned by [A] and a third lower pattern assigned by 2 [A], 1 [A], and 4 [A]. The sharing determination unit 15 calculates the total conversion efficiency (X [%], Y [%], Z [%]) for each of these subordinate patterns.

以上説明した本実施形態の構成によれば、異なる機種のAC/DCコンバータ2a,2b,2cを組み合わせて変換器群20を構成するような場合でも、変換器群20全体としての変換効率を高くすることができる。しかも、供給電流の割り当て先も考慮して細かく分類された下位パターンを用いることにより、上位パターンのみを用いる場合に比べて、総変換効率が最大となる割当パターンを選択する際の選択肢が多くなる。その結果、総変換効率の点からより最適な適用パターンにて総出力電流の割り当てを行うことができるという利点がある。   According to the configuration of the present embodiment described above, even when the converter group 20 is configured by combining AC / DC converters 2a, 2b, and 2c of different models, the conversion efficiency of the converter group 20 as a whole is increased. can do. In addition, by using the subordinate pattern that is finely classified in consideration of the supply current allocation destination, there are more choices when selecting the allocation pattern that maximizes the total conversion efficiency than when only the upper pattern is used. . As a result, there is an advantage that the total output current can be allocated with a more optimal application pattern in terms of the total conversion efficiency.

なお、本実施形態では、変換器群20をAC/DCコンバータ2のみで構成するものとして説明しているが、たとえば蓄電装置3内のDC/DCコンバータを変換器群20に含めるなどしてもよい。この場合、当該DC/DCコンバータの変換効率−出力特性(変換効率曲線)が効率記憶部13に記憶される。   In the present embodiment, the converter group 20 is described as being configured only by the AC / DC converter 2. However, for example, the DC / DC converter in the power storage device 3 may be included in the converter group 20. Good. In this case, the conversion efficiency-output characteristic (conversion efficiency curve) of the DC / DC converter is stored in the efficiency storage unit 13.

その他の構成および機能は実施形態1と同様である。   Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.

ところで、負荷6への電力供給を単一のAC/DCコンバータ2のみで賄う場合には、当該AC/DCコンバータ2の供給電流が負荷6の消費電力によって一意に決まるため、当該AC/DCコンバータ2を最大の変換効率に近い状態で動作させることは困難である。これに対して、上記各実施形態のように、複数台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cからの供給電流の総和を負荷6へ供給する場合、総出力電流の割り当て方により各AC/DCコンバータ2a,2b,2cの供給電流が可変となるため、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cをそれぞれ最大の変換効率に近い状態で動作させやすくなる。   By the way, when the power supply to the load 6 is provided only by the single AC / DC converter 2, the supply current of the AC / DC converter 2 is uniquely determined by the power consumption of the load 6. It is difficult to operate 2 in a state close to the maximum conversion efficiency. On the other hand, when the sum of the supply currents from the plurality of AC / DC converters 2a, 2b, and 2c is supplied to the load 6 as in the above embodiments, each AC / DC depends on how the total output current is allocated. Since the supply currents of the converters 2a, 2b, and 2c are variable, the AC / DC converters 2a, 2b, and 2c can be easily operated in a state close to the maximum conversion efficiency.

しかも、AC/DCコンバータ2は、図3のように供給電流が定格値に近い最大効率値Ipのときに変換効率がピークをとり、最大効率値Ipから離れるほど変換効率が低下する特性を有する。そのため、単一の大容量のAC/DCコンバータ2で負荷6への電力供給を賄うと、負荷6の消費電力が小さいときには、供給電流が定格出力値とは大きく異なることにより変換効率が低くなる。これに対し、本実施形態では比較的小容量のAC/DCコンバータ2を複数台用いることにより、負荷6の消費電力が小さいときでも、各AC/DCコンバータ2a,2b,2cを最大効率値Ipの近くで動作させることができ、変換効率の向上を図ることができる。また、複数台のAC/DCコンバータ2a,2b,2cを用いたことで、単一のAC/DCコンバータ2を用いる場合に比べて、負荷6に供給可能な電流の可変範囲が広くなるという利点もある。さらに、一部のAC/DCコンバータ2が停止しても他のAC/DCコンバータ2から供給電流を供給することができ、システムの可用性が向上する。   Moreover, the AC / DC converter 2 has a characteristic that the conversion efficiency peaks when the supply current is the maximum efficiency value Ip close to the rated value as shown in FIG. 3, and the conversion efficiency decreases as the distance from the maximum efficiency value Ip increases. . Therefore, when power supply to the load 6 is covered by a single large-capacity AC / DC converter 2, when the power consumption of the load 6 is small, the conversion efficiency is lowered because the supply current is significantly different from the rated output value. . On the other hand, in the present embodiment, by using a plurality of AC / DC converters 2 having relatively small capacities, the AC / DC converters 2a, 2b, 2c can be set to the maximum efficiency value Ip even when the power consumption of the load 6 is small. The conversion efficiency can be improved. Further, the use of a plurality of AC / DC converters 2a, 2b, and 2c has an advantage that the variable range of current that can be supplied to the load 6 is wider than when a single AC / DC converter 2 is used. There is also. Furthermore, even if some of the AC / DC converters 2 are stopped, the supply current can be supplied from the other AC / DC converters 2, and the availability of the system is improved.

1 コントローラ
2a,2b,2c AC/DCコンバータ(電力変換器)
6 負荷
12 総出力指示部
13 効率記憶部
14 パターン記憶部
15 分担決定部
16 割付制御部
20 変換器群
1 controller 2a, 2b, 2c AC / DC converter (power converter)
6 Load 12 Total Output Instruction Unit 13 Efficiency Storage Unit 14 Pattern Storage Unit 15 Allocation Determination Unit 16 Allocation Control Unit 20 Converter Group

Claims (8)

それぞれ入力電力を所望の出力電力に変換する複数台の電力変換器からなる変換器群を有し、当該変換器群の全電力変換器から出力される供給電流の総和を総出力電流として負荷へ供給する電力供給装置であって、各電力変換器における電力の変換効率はそれぞれの供給電流の大きさに応じて変化し、各電力変換器について供給電流と変換効率との対応関係が予め記憶されている効率記憶部と、変換器群の各電力変換器への総出力電流の割り当ての規則を表す割当パターンが予め複数記憶されているパターン記憶部と、変換器群に要求する総出力電流を指示する総出力指示部と、総出力指示部で指示された総出力電流および効率記憶部に記憶されている変換効率を用いてパターン記憶部内の1つの割当パターンを適用パターンとして選択する分担決定部と、選択された適用パターンに従って各電力変換器へ総出力電流が割り当てられるように各電力変換器の出力を制御する割付制御部とを備え、分担決定部は、パターン記憶部内の各割当パターンに従って変換器群の電力変換器へ総出力電流を割り当てた場合における変換器群全体での入力電力の総和を、効率記憶部内の変換効率を用いて割当パターンごとに算出し、当該入力電力の総和が最小となる割当パターンを適用パターンとして選択することを特徴とする電力供給装置。   Each has a converter group consisting of a plurality of power converters that convert input power into desired output power, and the sum of the supply currents output from all the power converters of the converter group as a total output current to the load In the power supply device to be supplied, the power conversion efficiency in each power converter varies according to the magnitude of the respective supply current, and the correspondence between the supply current and the conversion efficiency is stored in advance for each power converter. An efficiency storage unit, a pattern storage unit in which a plurality of allocation patterns representing rules of allocation of total output current to each power converter of the converter group are stored in advance, and a total output current required for the converter group One allocation pattern in the pattern storage unit is selected as an application pattern using the total output instruction unit to be instructed, the total output current instructed by the total output instruction unit, and the conversion efficiency stored in the efficiency storage unit A sharing determination unit, and an allocation control unit that controls the output of each power converter so that the total output current is allocated to each power converter according to the selected application pattern. When the total output current is allocated to the power converters of the converter group according to the allocation pattern, the total input power in the entire converter group is calculated for each allocation pattern using the conversion efficiency in the efficiency storage unit, and the input power A power supply device that selects an allocation pattern that minimizes the sum of the two as an application pattern. 前記パターン記憶部には、前記変換器群の少なくとも1台の前記電力変換器に対し各々の変換効率が最大となる供給電流ずつ前記総出力電流を割り当てた上で総出力電流の残余分を変換器群のいずれか1台の電力変換器に割り当てる偏重パターンと、変換器群の全電力変換器に対し総出力電流を電力変換器間での供給電流のばらつきが小さくなるように割り当てる全平均化パターンと、変換器群の一部の電力変換器に対し電力変換器間での供給電流のばらつきが小さくなるように割り当てる準平均化パターンとのうち、少なくとも2つ以上の割当パターンが予め記憶されていることを特徴とする請求項1記載の電力供給装置。   In the pattern storage unit, the total output current is allocated to the at least one power converter of the converter group for each supply current that maximizes the respective conversion efficiency, and then the remainder of the total output current is converted. Unbalance pattern to be assigned to any one power converter in the converter group, and total averaging that assigns the total output current to all power converters in the converter group so that the variation in supply current among the power converters is reduced At least two or more allocation patterns are pre-stored among the pattern and a quasi-averaged pattern that is allocated to a power converter that is part of the converter group so as to reduce variation in supply current between the power converters. The power supply device according to claim 1, wherein: 前記偏重パターンは、変換効率が最大となる供給電流を割り当てた前記電力変換器とは別の電力変換器に前記残余分を割り当てる第1パターンと、効率変換が最大となる供給電流を割り当てた電力変換器のうちいずれかの電力変換器に残余分を割り当てる第2パターンとに分けられることを特徴とする請求項2記載の電力供給装置。   The bias pattern includes a first pattern in which the remaining power is allocated to a power converter different from the power converter to which a supply current that maximizes conversion efficiency is allocated, and power that is allocated a supply current in which efficiency conversion is maximized. The power supply device according to claim 2, wherein the power supply device is divided into a second pattern in which a remaining power is allocated to any one of the converters. 前記変換器群の少なくとも1台の前記電力変換器は交流電力を直流電力に変換する交流/直流変換装置からなることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電力供給装置。   4. The power according to claim 1, wherein at least one of the power converters of the converter group includes an AC / DC converter that converts AC power into DC power. 5. Feeding device. 前記変換器群の全電力変換器は、供給電流に対する電力の変換効率の変化特性が共通であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の電力供給装置。   5. The power supply device according to claim 1, wherein all the power converters of the converter group share a change characteristic of power conversion efficiency with respect to a supply current. 6. 前記分担決定部は、前記変換器群全体での入力電力の総和が最小となる前記供給電流の組合せを決定する組合せ決定部と、各供給電流をいずれの前記電力変換器に割り当てるかを決定する固有割当部とを有し、各電力変換器からの供給電流量の積算値を電力変換器ごとに監視する積算監視部が設けられ、固有割当部は、供給電流量の積算値が小さい電力変換器から順に大きな供給電流が割り当てられるように、各供給電流の割り当て先を決定することを特徴とする請求項5記載の電力供給装置。   The sharing determination unit determines a combination determination unit that determines a combination of the supply currents that minimizes the total sum of input power in the entire converter group, and determines which power converter is assigned to each supply current. And a unique monitoring unit that monitors the integrated value of the supplied current amount from each power converter for each power converter, and the unique allocated unit is a power converter that has a small integrated value of the supplied current amount. 6. The power supply apparatus according to claim 5, wherein an allocation destination of each supply current is determined so that a large supply current is allocated in order from the device. 前記変換器群の少なくとも1台の前記電力変換器は、供給電流に対する電力の変換効率の変化特性が他の電力変換器と異なることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の電力供給装置。   5. The power converter according to claim 1, wherein at least one of the power converters of the converter group is different from other power converters in a change characteristic of power conversion efficiency with respect to a supply current. The power supply device described in 1. 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の電力供給装置に用いられ、前記効率記憶部と前記パターン記憶部と前記総出力指示部と前記分担決定部と前記割付制御部とを装置本体に備えることを特徴とするコントローラ。
The power supply device according to claim 1, wherein the efficiency storage unit, the pattern storage unit, the total output instruction unit, the assignment determination unit, and the allocation control unit are provided. A controller characterized by comprising a main body.
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