JP2011103740A - 配電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流系電力線14の電圧が第1指令値に一致するようにバッテリ54の充放電が制御される。直流系電力線14の電圧Vが第1指令値に一致したとき、供給電力及び需要電力が平衡状態となる。よって、直流系電力線14の電圧Vを第1指令値に制御することで、供給電力及び需要電力を平衡状態とすることができる。従って、発電電力及び需要電力の不平衡が生じた場合であれ、太陽電池3及び燃料電池16の発電電力を調整する必要がない。これにより、DC機器5の需要電力に関わらず、太陽電池3及び燃料電池16は自身に適切な電力で発電できる。
【選択図】図2
Description
また、例えば特許文献2に示されるように、蓄電池を備えた直流配電システムが存在する。本配電システムにおいて、蓄電池は、直流発電装置からの発電電力が少なくなったときに放電を行うといった主にバックアップ用として用いられる。
請求項1に記載の発明は、直流発電装置により発電される直流電力が直流配線を介して直流負荷に供給される直流電力系統を備える配電システムにおいて、前記直流配線上に設けられて前記直流発電装置から入力される直流電力について、自身に記憶される所定の制御ルールに従って所望の直流電力に変換して前記直流負荷に供給するDC/DCコンバータと、前記直流配線に接続されるバッテリと、前記直流配線及び前記バッテリ間に設けられ、同直流配線の電力を同バッテリに充電し、前記バッテリからの電力を前記直流配線に放電する充放電回路と、前記直流配線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記充放電回路を通じて前記バッテリの充放電制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記電圧検出手段を通じて検出される前記直流配線の電圧が第1指令値に一致するように前記充放電回路を通じて前記バッテリの充放電を制御することで、前記配線への供給電力と、前記直流配線を通じて必要される需要電力との平衡を図ることをその要旨としている。
以下、本発明にかかる配電システムを具体化した第1の実施形態について図1〜図6を参照して説明する。
図2に示すように、コントロールユニット7は、制御部51と、第1DC/DCコンバータ(以下、「第1コンバータ」という。)55と、第2DC/DCコンバータ(以下、「第2コンバータ」という。)56と、バッテリ側コンバータ57と、AC/DCコンバータ58と、バッテリ54とを備える。
詳細には、第1コンバータ55は、図3に示すように、太陽電池3側の電圧を検出する入力電圧検出回路61と、DC分電盤8側の電圧値を検出する出力電圧検出回路62と、太陽電池3側の電流値を検出する入力電流検出回路63と、電力変換用のパワー回路64と、前記パワー回路64を制御するCPU65と、同CPU65がアクセスする不揮発性のメモリ65aとから構成される。
(1)直流系電力線14の電圧が第1指令値A1に一致するようにバッテリ54の充放電が制御される。直流系電力線14の電圧Vが第1指令値A1に一致したとき、供給電力及び需要電力が平衡状態となる。よって、直流系電力線14の電圧Vを第1指令値A1に制御することで、供給電力及び需要電力を平衡状態とすることができる。従って、発電電力及び需要電力の不平衡が生じた場合であれ、太陽電池3及び燃料電池16の発電電力を調整する必要がない。これにより、DC機器5の需要電力に関わらず、太陽電池3及び燃料電池16は自身に適切な電力で発電できる。
以下、本発明の第2の実施形態について、図6を参照して説明する。この実施形態の配電システムは、制御部51が省略され、その機能が各コンバータ55〜58(正確には、各CPU65)に分散されて構成されている点が上記第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(7)第1の実施形態における制御部51を省略できる。よって、コントロールユニット7をより簡易な構成とすることができるとともに、制御部51に係るコストを抑制できる。また、各コンバータ55〜58は互いに通信することなく、しきい値、指令値を基準とした独自の発電ルールに従って発電するものの、結果的に第1の実施形態と同様に、供給電力及び需要電力の平衡を図ることができる。また、各コンバータ55〜58の通信が不要となるところ、それに係る処理が不要となる。これにより、ひいては、より迅速に電力の平衡状態を実現することができる。
・上記両実施形態においては、電圧Vが第1指令値A1を超えた場合、バッテリ54に電力を充電し、電圧Vが第1指令値A1未満となった場合、バッテリ54の電力を放電する。この第1指令値A1は、ノイズ等による微量の電圧変動を許容するべく第1指令値A1を中心値として一定幅値を持って設定されていてもよい。この場合には、バッテリ54による頻繁な充放電が抑制され、バッテリ54の長寿命化が図れる。
Claims (6)
- 直流発電装置により発電される直流電力が直流配線を介して直流負荷に供給される直流電力系統を備える配電システムにおいて、
前記直流配線上に設けられて前記直流発電装置から入力される直流電力について、自身に記憶される所定の制御ルールに従って所望の直流電力に変換して前記直流負荷に供給するDC/DCコンバータと、
前記直流配線に接続されるバッテリと、
前記直流配線及び前記バッテリ間に設けられ、同直流配線の電力を同バッテリに充電し、
前記バッテリからの電力を前記直流配線に放電する充放電回路と、
前記直流配線の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記充放電回路を通じて前記バッテリの充放電制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電圧検出手段を通じて検出される前記直流配線の電圧が第1指令値に一致するように前記充放電回路を通じて前記バッテリの充放電を制御することで、前記直流配線への供給電力と、前記直流配線を通じて必要される需要電力との平衡を図ることを特徴とする配電システム。 - 請求項1に記載の配電システムにおいて、
前記直流発電装置は、太陽からの光エネルギを直流電力に変換する太陽電池を備え、
前記太陽電池に対応する前記DC/DCコンバータが従う前記制御ルールは、前記太陽電池の最大出力動作点追尾制御であることを特徴とする配電システム。 - 請求項1又は2に記載の配電システムにおいて、
前記制御部は、前記電圧検出手段を通じて検出された前記直流配線の電圧が前記第1指令値より大きい第1しきい値以上となったとき、前記DC/DCコンバータを通じて前記直流発電装置の発電電力を抑制して、前記直流配線の電圧が第1しきい値未満となるように制御することを特徴とする配電システム。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の配電システムにおいて、
前記直流配線には交流電源から交流配線を介して交流電力が供給される交流電力系統が連携されてなり、
前記直流配線及び前記交流配線を連結する直交流接続線上に設けられ、前記制御部からの指令に基づき前記交流配線からの交流電力を直流電力に変換して前記直流配線に出力する交流側コンバータ、を備え、
前記制御部は、前記電圧検出手段を通じて検出された前記直流配線の電圧が第1指令値より小さい第2指令値未満となったとき、前記交流側コンバータを通じて、前記交流配線の電力を前記直流配線へ出力し、前記直流配線を前記第2指令値に一致するように制御することを特徴とする配電システム。 - 請求項4に記載の配電システムにおいて、
前記制御部は、前記DC/DCコンバータ、前記交流側コンバータ及び前記充放電回路に分散して設けられ、
前記充放電回路は、前記第1指令値を記憶するとともに、前記直流配線の電圧が同第1指令値に一致するように前記バッテリの充放電制御を行い、
前記DC/DCコンバータは、前記第1しきい値を記憶するとともに、前記直流配線の電圧が同第1しきい値未満となるように制御を行い、
前記交流側コンバータは、前記第2指令値を記憶するとともに、前記直流配線の電圧が同第2指令値に一致するように前記直流配線への出力電力の制御を行うことを特徴とする配電システム。 - 請求項4に記載の配電システムにおいて、
前記制御部は、前記電圧検出手段を通じて検出された前記直流配線の電圧が前記第1指令値及び第2指令値の間の値に設定される第2しきい値以下となったとき、前記交流側コンバータを起動させることを特徴とする配電システム。
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