JP2012210018A

JP2012210018A - 直流給電システム

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Publication number: JP2012210018A
Application number: JP2011072551A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Matsui; 亮二松井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】直流バスに電力変換器を介さず蓄電部を直結した直流給電システムにおいて、蓄電池の充放電制御を実現可能とする。
【解決手段】直流給電システムは、系統電力４０および直流負荷５間に配設された直流バス１と、直流バス１に直結される蓄電部３と、直流バス１および系統電力４０の間で電力変換するＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４とを備える。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の充放電電流の検出値が第１の制御目標値になるように電力変換動作を制御する制御部を含む。ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流の検出値が第２の制御目標値になるように電力変換動作を制御する制御部を含む。第２の制御目標値は、第１の制御目標値よりも小さくなるように、充放電電流の目標値に応じて設定される。
【選択図】図１

Description

この発明は、直流給電システムに関し、より特定的には、直流負荷に直流電力を安定して給電するための構成に関する。

直流負荷に直流電力を給電するための直流給電システムとして、たとえば特開２０１０−１８３６６３号公報（特許文献１）は、商用系統に代表される交流電源の電力を整流装置で直流に変換する直流電源と、この直流電源の直流電源を負荷側へ配電する直流配電線と、この直流配電線から配電される直流電力を電力変換装置を介して電力消費する負荷とからなる構成を開示する。この特許文献１に記載の直流給電システムには、直流配電系統の電圧を安定化するための電圧安定化装置が設けられる。この電圧安定化装置は、直流配電系統の直流系統電圧から振動成分を抽出し、この振動成分を打ち消すための制御量を予め設定された負荷に供給すべき電圧設定値に合算して最終電圧設定値を生成する。そして、負荷の電圧がこの最終電圧設定値と等しくなるように電力変換装置を制御する。

特開２０１０−１８３６６３号公報

上記の特許文献１に記載の直流給電システムでは、直流配電系統の電圧を安定化するためには、電圧安定化装置が、電圧検出器により直流配電系統の直流系統電圧の検出値を取込み、当該直流系統電圧の電圧振動成分を抽出し、当該振動成分を抑制するために流したい電流指令値を生成する必要があるため、システム全体の制御が複雑化するという問題があった。

このような課題を解決するためには、蓄電池のような電圧安定化能力の高い電圧源を電力変換器を介さず直流バスに直結することによって、直流バスの電圧を無制御で安定化させることが可能である。

その一方、蓄電池を直流バスに直結させる構成においては、直流バスの電圧の振動が抑えられるものの、商用系統と直流バスとの間に設けられた電力変換装置が電力変換動作を行なう際に、直流バスを流れる直流電流が振動する。そして、この直流電流の振動は、直流バスに直結される蓄電部の充放電電流の振動となる。蓄電部の充放電電流が振動すると、蓄電部の充放電電流が所望の電流目標値になるように電力変換装置の電力変換動作を制御することが困難となってしまう。

それゆえ、この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、その目的は、直流バスに電力変換器を介さず蓄電部を直結した直流給電システムにおいて、蓄電池の充放電制御を実現可能とすることである。

この発明のある局面に従えば、直流負荷に直流電力を供給するための直流給電システムであって、系統電力および直流負荷の間に配設された直流バスと、電源電圧を直流バスに出力する蓄電部と、蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、直流バスおよび系統電力の間で電力変換する電力変換装置とを備える。電力変換装置は、直流バスからの直流電力を交流電力に変換して系統電力へ供給する直流／交流変換器と、系統電力からの交流電力を直流電力に変換して直流バスへ供給する交流／直流変換器とを含む。直流給電システムは、制御目標値を蓄電部の充電電流の目標値以上となる第１の値に設定するとともに、充電電流の検出値が第１の値になるように、直流／交流変換器の電力変換動作を制御する第１の電力変換制御手段と、制御目標値を第１の値よりも小さい第２の値に設定するとともに、充電電流の検出値が第２の値になるように、交流／直流変換器の電力変換動作を制御する第２の電力変換制御手段とをさらに備える。

この発明の別の局面に従えば、直流負荷に直流電力を供給するための直流給電システムであって、系統電力および直流負荷の間に配設された直流バスと、電源電圧を直流バスに出力する蓄電部と、蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、直流バスおよび系統電力の間で電力変換する電力変換装置とを備える。電力変換装置は、直流バスからの直流電力を交流電力に変換して系統電力へ供給する直流／交流変換器と、系統電力からの交流電力を直流電力に変換して直流バスへ供給する交流／直流変換器とを含む。直流給電システムは、制御目標値を蓄電部の放電電流の目標値以下となる第３の値に設定するとともに、放電電流の検出値が第３の値になるように、直流／交流変換器の電力変換動作を制御する第３の電力変換制御手段と、制御目標値を第３の値よりも大きい第４の値に設定するとともに、放電電流の検出値が第４の値になるように、交流／直流変換器の電力変換動作を制御する第４の電力変換制御手段とをさらに備える。

この発明の別の局面に従えば、直流負荷に直流電力を供給するための直流給電システムであって、系統電力および直流負荷の間に配設された直流バスと、電源電圧を直流バスに出力する蓄電部と、蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、直流バスおよび系統電力の間で電力変換する電力変換装置とを備える。電力変換装置は、直流バスからの直流電力を交流電力に変換して系統電力へ供給する直流／交流変換器と、系統電力からの交流電力を直流電力に変換して直流バスへ供給する交流／直流変換器とを含む。直流給電システムは、充放電電流の検出値が第１の制御目標値になるように、直流／交流変換器の電力変換動作を制御する直流／交流変換制御手段と、充放電電流の検出値が第２の制御目標値になるように、交流／直流変換器の電力変換動作を制御する交流／直流変換制御手段と、第２の制御目標値が、第１の制御目標値よりも小さくなるように、充放電電流の目標値に応じて第１および第２の制御目標値を設定する制御目標値設定手段とをさらに備える。

この発明の別の局面に従えば、直流負荷に直流電力を供給するための直流給電システムであって、系統電力および直流負荷の間に配設された直流バスと、電源電圧を直流バスに出力する蓄電部と、蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、直流バスおよび系統電力の間で電力変換する電力変換装置とを備える。電力変換装置は、直流バスからの直流電力を交流電力に変換して系統電力へ供給する直流／交流変換器と、系統電力からの交流電力を直流電力に変換して直流バスへ供給する交流／直流変換器とを含む。直流給電システムは、充放電電流の検出値が第１の制御目標値になるように、直流／交流変換器の電力変換動作を制御する直流／交流変換制御手段と、充放電電流の検出値が第２の制御目標値になるように、交流／直流変換器の電力変換動作を制御する交流／直流変換制御手段と、充放電電流を、直流バスが直流電圧を蓄電部に供給する充電方向を負方向とし、蓄電部が直流電圧を直流バスに供給する放電方向を正方向としたときに、第２の制御目標値が、第１の制御目標値よりも大きくなるように、充放電電流の目標値に応じて第１および第２の制御目標値を設定する制御目標値設定手段とをさらに備える。

好ましくは、第１の値は、充電電流の変動範囲に応じた所定量を充電電流の目標値に加算した値であり、第２の値は、所定量を充電電流の目標値から減算した値である。

好ましくは、第３の値は、放電電流の変動範囲に応じた所定量を放電電流の目標値に加算した値であり、第４の値は、所定量を放電電流の目標値から減算した値である。

好ましくは、制御目標値設定手段は、第１の制御目標値と、第２の制御目標値との差を、充放電電流の変動範囲に応じて設定する。

好ましくは、直流給電システムは、分散電源装置と、分散電電装置の発電量および蓄電部の残量に少なくとも基づいて、充放電電流の目標値を設定する電流目標値設定手段をさらに備える。

好ましくは、蓄電部は、直流バスに直結される。

この発明によれば、直流バスに電力変換器を介さず蓄電部を直結した直流給電システムにおいて、安定した蓄電部の充放電制御を行なうことができる。

この発明の実施の形態に従う直流給電システムの全体の構成を概略的に示す図である。蓄電部３の残容量−電圧曲線を示す図である。図１におけるＤＣ／ＡＣ変換器の概略構成図である。図３における制御部の制御構造を示す図である。図１におけるＡＣ／ＤＣ変換器の概略構成図である。図５における制御部の制御構造を示す図である。本実施の形態に従う直流給電システムにおける蓄電部の充電制御の一態様を説明するための図である。図７に示す充電制御において、ＤＣ／ＡＣ変換器およびＡＣ／ＤＣ変換器がそれぞれ設定する電流目標値を説明するための図である。本実施の形態に従う直流給電システムにおける蓄電部の充電制御の他の態様を説明するための図である。図９に示す充電制御において、ＤＣ／ＡＣ変換器およびＡＣ／ＤＣ変換器がそれぞれ設定する電流目標値を説明するための図である。本実施の形態に従う直流給電システムにおける蓄電部の放電制御の一態様を説明するための図である。図１１に示す放電制御において、ＤＣ／ＡＣ変換器およびＡＣ／ＤＣ変換器がそれぞれ設定する電流目標値を説明するための図である。本実施の形態に従う直流給電システムにおける蓄電部の放電制御の一態様を説明するための図である。図１３に示す放電制御において、ＤＣ／ＡＣ変換器およびＡＣ／ＤＣ変換器がそれぞれ設定する電流目標値を説明するための図である。本実施の形態に従う直流給電システムが用いる目標値設定表の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態に従う直流給電システムの全体の構成を概略的に示す図である。

図１を参照して、本実施の形態に従う直流給電システムは、直流バス１と、太陽光発電システム２と、蓄電部３と、系統電力システム４と、直流負荷５と、充放電電流検出部６０とを備える。

直流バス１は、直流負荷５に直流電力を供給する。直流負荷５は、一例として、家庭で使用される空調機、冷蔵庫、洗濯機、テレビ、照明装置またはパーソナルコンピュータのような電気機器である。あるいは、オフィスで使用されるコンピュータ、複写機またはファクシミリのような電気機器や、または、店舗で使用されるショーケースまたは照明装置のような電気機器であってもよい。直流バス１には、太陽光発電システム２、蓄電部３および系統電力システム４が接続されている。

なお、本実施の形態に従う直流給電システムにおいては、直流バス１、太陽光発電システム２、蓄電部３、系統電力システム４および直流負荷５をそれぞれ１個ずつ備える場合について説明するが、これらの個数には制限がなく、１個でも複数個であってもよい。

直流バス１は、電力線対である正母線ＰＬおよび負母線ＮＬで構成される。
（蓄電部の構成）
蓄電部３は、一例として、リチウムイオン二次電池などの充放電可能に構成された二次電などからなる。蓄電部３は、複数の電池セルを直列接続して構成されており、一例として、定格電圧３８０Ｖおよび１０Ａｈを有している。

図２は、蓄電部３の残容量−電圧曲線を示す図である。図２において、横軸は蓄電部３の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）（％）、縦軸は蓄電部３の電圧（Ｖ）を示している。なお、ＳＯＣは、満充電容量に対する現在の残容量を百分率（０〜１００％）で示したものである。図２を参照して、蓄電部３は、空状態（ＳＯＣが０％）のときに３００Ｖとなり、ＳＯＣが２０％のときに３６０Ｖとなり、ＳＯＣが５０％のときに３８０Ｖ（定格電圧）となり、ＳＯＣが８０％のときに４００Ｖとなり、満充電状態（ＳＯＣが１００％）のときに４２０Ｖとなる。

なお、上述の図２に示す特性は、蓄電部３の一例として、リチウムイオン二次電池を用いた場合について説明したが、蓄電部３としては、リチウムイオン電池に限らず、鉛蓄電池またはニッケル水素電池などを使用することも可能である。

ここで、図１に示す構成において、蓄電部３は、直流バス１に「直結」されており、直流バス１との間で直流電力の授受を行なう。ここで、「直結」とは、直流バス１と蓄電部３との間に、ＤＣ／ＤＣ変換器のような電力変換器が介在していないことを意味する。したがって、直流バス１の電圧は、蓄電部３の電源電圧とほぼ等しくなる。このように蓄電部３を直流バス１に直結する構成としたことにより、蓄電部３が有する高い電圧安定化能力を活かして、急激な負荷変動による直流バス１の電圧変動を抑制することが可能となる。

充放電電流検出部６０は、直流バス１に介挿され、蓄電部３に対して入出力される充放電電流Ｉｂを検出し、その検出値を系統電力システム４内のＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４へ出力する。以下では、充放電電流Ｉｂは、直流バス１が直流電圧を蓄電部３に供給する充電方向を正方向とし、蓄電部３が直流電圧を直流バス１に供給する放電方向を負方向とする。また、正方向（充電方向）に流れている充放電電流Ｉｂを充電電流Ｉｃｈと表記し、負方向（放電方向）に流れている充放電電流Ｉｂを放電電流Ｉｄｃと表記する。

（太陽光発電システムの構成）
太陽光発電システム２は、太陽電池２０と、ＤＣ／ＤＣ変換器２２とを含む。太陽電池２０は、結晶型太陽電池、多結晶型太陽電池または薄膜型太陽電池などで構成されており、一例として、５ｋＷを発電することができるものが使用される。ＤＣ／ＤＣ変換器２２は、太陽電池２０と直流バス１との間に配置されており、太陽電池２０から受ける直流電力を電圧変換して直流バス１へ供給する。ＤＣ／ＤＣ変換器２２における電圧変換動作は、太陽電池２０の出力電圧と、直流バス１の電圧（正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間の線間電圧）とに応じて、図示しない制御部からのスイッチング指令に従って制御される。具体的には、直流バス１の電圧が４２０Ｖ（満充電状態のときの蓄電部３の電源電圧に相当）よりも低いときには、ＤＣ／ＤＣ変換器２２は、太陽電池２０を最大電力点追従（ＭＰＰＴ）制御する。そして、直流バス１の電圧が４２０Ｖに到達すると、ＤＣ／ＤＣ変換器２２は、最大電力点制御から直流バス１の電圧を４２０Ｖに維持するための制御に切替えて太陽電池２０を制御する。

（系統電力システムの構成）
図１に示す構成において、系統電力システム４は、直流バス１との間で直流電力の授受を行なう。系統電力システム４は、ＤＣ／ＡＣ変換器４２と、ＡＣ／ＤＣ変換器４４と、系統電力４０とを含む。

系統電力４０は、電力会社等から受電する電力（たとえば、ＡＣ２００Ｖとする）である。ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４は、直流バス１および系統電力４０の間に並列接続される。本実施の形態に従う直流給電システムにおいては、ＡＣ／ＤＣ変換器４４を介して電力会社等から系統電力４０を買う（買電）するとともに、ＤＣ／ＡＣ変換器４２を介して余剰電力を電力会社等に売る（売電）することを可能に構成されている。なお、図１では、ＤＣ／ＡＣ変換器４２に流れる電流をＩｓｅｌｌ、ＡＣ／ＤＣ変換器４４に流れる電流をＩｂｕｙと表記する。また、太陽光発電システム２の出力電流をＩｐｖ、直流負荷５に供給される電流をＩｌｏａｄと表記する。買電時においては、電流Ｉｂｕｙから電流Ｉｌｏａｄを差し引いた電流が、蓄電部３の充電電流Ｉｃｈとなる。また、売電時においては、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖおよび／または蓄電部３の放電電流Ｉｄｃの合計値から電流Ｉｌｏａｄを差し引いた電流が、電流Ｉｓｅｌｌとなる。電流ＩｓｅｌｌおよびＩｂｕｙをどのような値にするかについては、直流給電システムの使用者または管理者が自在に設定することができる。

ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。図３は、図１におけるＤＣ／ＡＣ変換器４２の概略構成図である。

図３を参照して、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、ＤＣ／ＡＣ変換部３０と、連系リアクトル３２と、制御部３４と、直流電圧検出部３６と、自経路電流検出部３８とを含む。

ＤＣ／ＡＣ変換部３０は、制御部３４からの駆動信号ＤＲＶ１に応じて、直流バス１から受けた直流電力を交流電力に変換して系統電力４０（図１）へ出力する。ＤＣ／ＡＣ変換部３０は、スイッチング素子であるトランジスタＱ１〜Ｑ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ４とを含む。トランジスタＱ１，Ｑ２は、直流バス１を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列に接続される。連系リアクトル３２は、トランジスタＱ１およびＱ２の接続点と系統電力４０との間に接続される。トランジスタＱ３，Ｑ４は、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列に接続される。連系リアクトル３２は、トランジスタＱ３およびＱ４の接続点と系統電力４０との間に接続される。各トランジスタＱ１〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ接続されている。

なお、トランジスタＱ１〜Ｑ４として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。または、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いてもよい。

直流電圧検出部３６は、正母線ＰＬと負母線ＮＬとの間に接続され、直流バス１からＤＣ／ＡＣ変換部３０へ供給される直流電力の電圧値（直流電圧）Ｖｄｃを検出し、その検出結果を制御部３４へ出力する。

自経路電流検出部３８は、負母線ＮＬに介挿され、直流バス１からＤＣ／ＡＣ変換部３０へ供給される直流電力の電流値（自経路電流）Ｉｓｅｌｌを検出し、その検出結果を制御部３４へ出力する。

制御部３４は、直流電圧検出部３６から受けた直流電圧Ｖｄｃと、自経路電流検出部３８から受けた自経路電流Ｉｓｅｌｌと、充放電電流検出部６０から受けた充放電電流Ｉｂとに基づいて、図４に示す制御構造に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ４のオン・オフを制御する駆動信号ＤＲＶ１を生成し、ＤＣ／ＡＣ変換部３０を制御する。

図４は、図３における制御部３４の制御構造を示す図である。
図４を参照して、制御部３４は、制御目標値選択部３４０と、減算部３４２，３４４と、切替部３４６と、スイッチング素子駆動信号生成部３４８とを含む。

制御目標値選択部３４０は、直流電圧検出部３６によって検出された直流電圧Ｖｄｃに応じて、自経路電流Ｉｓｅｌｌの電流目標値Ｉｓｅｌｌ^＊または充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ１^＊を決定する。具体的には、制御目標値選択部３４０は、図２に示す蓄電部３のＳＯＣ−電圧曲線を参照することにより、直流電圧検出部３６によって検出された直流電圧Ｖｄｃに対応する蓄電部３のＳＯＣを推定する。なお、蓄電部３のＳＯＣは、蓄電部３の充放電電流Ｉｂを時間的に積分した値（充放電量の積算値に相当）に基づいて順次演算することも可能である。

制御目標値選択部３４０は、図示しない記憶部に格納されている目標値設定表（図１５）に従って、日時および蓄電部３のＳＯＣに応じて、電流目標理Ｉｓｅｌｌ^＊または電流目標値Ｉｂ１^＊を設定する。この目標値設定表は、日時および蓄電部３のＳＯＣに応じて自経路電流Ｉｓｅｌｌおよび充放電電流Ｉｂの電流目標値を事前に決定したものであり、図示しない記憶部に予め格納しておくことができる。あるいは、制御部３４が直流給電システムの外部との間で通信を行なうことによって、上記目標値設定表に基づいて設定された電流目標値を適宜取得するようにしてもよい。そして、制御目標値選択部３４０は、設定された電流目標値（Ｉｓｅｌｌ^＊またはＩｂ１^＊）に従って、自経路電流Ｉｓｅｌｌおよび充放電電流Ｉｂの間で制御対象を切替えるための切替信号を生成して切替部３４６へ出力する。

減算部３４２は、自経路電流Ｉｓｅｌｌと電流目標値Ｉｓｅｌｌ^＊との差から電流偏差を演算し、切替部３４６へ出力する。

減算部３４４は、充放電電流Ｉｂと電流目標値Ｉｂ１^＊との差から電流偏差を演算し、切替部３４６へ出力する。

切替部３４６は、制御目標値選択部３４０から出力された切替信号に基づいて、減算部３４２から受けた電流偏差および減算部３４４から受けた電流偏差のいずれか一方を選択してスイッチング素子駆動信号生成部３４８へ出力する。具体的には、切替部３４６は、電流目標値Ｉｓｅｌｌ^＊が設定されているときには、制御対象を自経路電流Ｉｓｅｌｌに切替える切替信号に基づいて、減算部３４２から受けた電流偏差を選択してスイッチング素子駆動信号生成部３４８へ出力する。一方、切替部３４６は、電流目標値Ｉｂ１^＊が設定されているときには、制御対象を充放電電流Ｉｂに切替える切替信号に基づいて、減算部３４４から受けた電流偏差を選択してスイッチング素子駆動信号生成部３４８へ出力する。

スイッチング素子駆動信号生成部３４８は、少なくとも比例要素（Ｐ：proportional element）および積分要素（Ｉ：integral element）を含んで構成され、切替部３４６から電流偏差を受けると、この入力された電流偏差に応じて操作信号を生成する。そして、スイッチング素子駆動信号生成部３４８は、この操作信号に基づいてＤＣ／ＡＣ変換部３０のトランジスタＱ１〜Ｑ４のオンデューティーを規定するデューティー指令を生成すると、この生成したデューティー指令と搬送波とを比較して、駆動信号ＤＲＶ１を生成して、ＤＣ／ＡＣ変換部３０を制御する。

以上のように、制御部３４は、電流目標値Ｉｓｅｌｌ^＊が設定されているときには、自経路電流Ｉｓｅｌｌが電流目標値Ｉｓｅｌｌ^＊となるように駆動信号ＤＲＶ１を生成して、ＤＣ／ＡＣ変換部３０を制御する。一方、電流目標値Ｉｂ１^＊が設定されているときには、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊となるように駆動信号ＤＲＶ１を生成して、ＤＣ／ＡＣ変換部３０を制御する。

再び図１を参照して、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。図５は、図１におけるＡＣ／ＤＣ変換器４４の概略構成図である。

図５を参照して、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、整流部５２と、昇圧回路５０と、制御部５４と、直流電圧検出部５６と、自経路電流検出部５８とを含む。

整流部５２は、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列接続されたダイオードＤ７およびＤ８と、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列接続されたダイオードＤ９およびＤ１０とを含む。整流部５２は、ダイオードＤ７およびＤ８の接続点およびダイオードＤ９およびＤ１０の接続点の間に系統電力４０からの交流電力を受け、この交流電力を直流電力に整流する。

昇圧回路５０は、制御部５４からの駆動信号ＤＲＶ２に応じて、整流部５２からの直流電力を昇圧する。昇圧回路５０は、整流部５２の出力端子間に直列接続されたインダクタＬ１およびスイッチング素子であるトランジスタＱ５、ダイオードＤ５，Ｄ６およびインダクタＬ１からなる昇圧チョッパ回路と、平滑コンデンサＣ１とを含む。

平滑コンデンサＣ１は、正母線ＰＬと負母線ＮＬとの間に接続され、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。なお、トランジスタＱ５として、たとえば、ＩＧＢＴを用いることができる。または、パワーＭＯＳＦＥＴ等の電力スイッチング素子を用いてもよい。

以下、昇圧回路５０の昇圧動作について説明する。昇圧動作時においては、制御部５４は、トランジスタＱ５を所定のデューティー比でオン・オフさせる。トランジスタＱ５のオン期間においては、整流部５２からインダクタＬ１およびダイオードＤ６を順に介して、放電電流が正母線ＰＬへ流れる。同時に、整流部５２からインダクタＬ１、トランジスタＱ５および負母線ＮＬを順に介して、ポンプ電流が流れる。インダクタＬ１は、このポンプ電流により電磁エネルギーを蓄積する。続いて、トランジスタＱ５がオン状態からオフ状態に遷移すると、インダクタＬ１は、蓄積した電磁エネルギーを放電電流に重畳する。その結果、昇圧回路５０から正母線ＰＬおよび負母線ＮＬへ供給される直流電力の平均電圧は、デューティー比に応じてインダクタＬ１に蓄積される電磁エネルギーに相当する電圧だけ昇圧される。

このような昇圧回路５０の昇圧動作を制御するため、制御部５４は、トランジスタＱ５のオン・オフを制御する駆動信号ＤＲＶ２を生成する。

直流電圧検出部５６は、正母線ＰＬと負母線ＮＬとの間に接続され、昇圧回路５０から直流バス１へ供給される直流電力の電圧値（直流電圧）Ｖｄｃを検出し、その検出結果を制御部５４へ出力する。

自経路電流検出部５８は、負母線ＮＬに介挿され、昇圧回路５０から直流バス１へ供給される直流電力の電流値（自経路電流）Ｉｂｕｙを検出し、その検出結果を制御部５４へ出力する。

制御部５４は、直流電圧検出部５６から受けた直流電圧Ｖｄｃと、自経路電流検出部５８から受けた自経路電流Ｉｂｕｙと、充放電電流検出部６０から受けた充放電電流Ｉｂとに基づいて、図６に示す制御構造に従って、トランジスタＱ５のオン・オフを制御する駆動信号ＤＲＶ２を生成し、昇圧回路５０を制御する。

図６は、図５における制御部５４の制御構造を示す図である。
図６を参照して、制御部５４は、制御目標値選択部５４０と、減算部５４２，５４４と、切替部５４６と、スイッチング素子駆動信号生成部５４８とを含む。

制御目標値選択部５４０は、直流電圧検出部５６によって検出された直流電圧Ｖｄｃに応じて、自経路電流Ｉｂｕｙの電流目標値Ｉｂｕｙ^＊または充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ２^＊を決定する。具体的には、制御目標値選択部５４０は、図２に示す蓄電部３のＳＯＣ−電圧曲線を参照することにより、直流電圧検出部５６によって検出された直流電圧Ｖｄｃに対応する蓄電部３のＳＯＣを推定する。

制御目標値選択部５４０は、図示しない記憶部に格納されている目標値設定表（図１５）に従って、日時および蓄電部３のＳＯＣに応じて、電流目標理Ｉｂｕｙ^＊または電流目標値Ｉｂ２^＊を設定する。この目標値設定表は、日時および蓄電部３のＳＯＣに応じて自経路電流Ｉｂｕｙおよび充放電電流Ｉｂの電流目標値を事前に決定したものであり、図示しない記憶部に予め格納しておくことができる。あるいは、制御部５４が直流給電システムの外部との間で通信を行なうことによって、上記目標値設定表に基づいて設定された電流目標値を適宜取得するようにしてもよい。そして、制御目標値選択部５４０は、設定された電流目標値（Ｉｂｕｙ^＊またはＩｂ２^＊）に従って、自経路電流Ｉｓｅｌｌおよび充放電電流Ｉｂの間で制御対象を切替えるための切替信号を生成して切替部５４６へ出力する。

減算部５４２は、自経路電流Ｉｂｕｙと電流目標値Ｉｂｕｙ^＊との差から電流偏差を演算し、切替部５４６へ出力する。

減算部５４４は、充放電電流Ｉｂと電流目標値Ｉｂ２^＊との差から電流偏差を演算し、切替部５４６へ出力する。

切替部５４６は、制御目標値選択部５４０から出力された切替信号に基づいて、減算部５４２から受けた電流偏差および減算部５４４から受けた電流偏差のいずれか一方を選択してスイッチング素子駆動信号生成部５４８へ出力する。具体的には、切替部５４６は、電流目標値Ｉｂｕｙ^＊が設定されているときには、制御対象を自経路電流Ｉｂｕｙに切替える切替信号に基づいて、減算部５４２から受けた電流偏差を選択してスイッチング素子駆動信号生成部５４８へ出力する。一方、切替部５４６は、電流目標値Ｉｂ２^＊が設定されているときには、制御対象を充放電電流Ｉｂに切替える切替信号に基づいて、減算部５４４から受けた電流偏差を選択してスイッチング素子駆動信号生成部５４８へ出力する。

スイッチング素子駆動信号生成部５４８は、少なくとも比例要素Ｐおよび積分要素Ｉを含んで構成され、切替部５４６から電流偏差を受けると、この入力された電流偏差に応じて操作信号を生成する。そして、スイッチング素子駆動信号生成部５４８は、この操作信号に基づいて昇圧回路５０のトランジスタＱ５のオンデューティーを規定するデューティー指令を生成すると、この生成したデューティー指令と搬送波とを比較して、駆動信号ＤＲＶ２を生成して、昇圧回路５０を制御する。

以上のように、制御部５４は、電流目標値Ｉｂｕｙ^＊が設定されているときには、自経路電流Ｉｂｕｙが電流目標値Ｉｂｕｙ^＊となるように駆動信号ＤＲＶ２を生成して、昇圧回路５０を制御する。一方、電流目標値Ｉｂ２^＊が設定されているときには、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊となるように駆動信号ＤＲＶ２を生成して、昇圧回路５０を制御する。

このように、本実施の形態に従う直流給電システムでは、蓄電部３の充放電電流Ｉｂが所定の電流目標値となるようにＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４における電力変換動作をそれぞれ制御することにより、蓄電部３の充放電制御を行なうことができる。以下、本実施の形態に従う直流給電システムにおける蓄電部３の充放電制御について、図面を参照して説明する。最初に、図７から図１０を用いて蓄電部３の充電制御について説明し、次に、図１１から図１４を用いて蓄電部３の放電制御について説明する。

（蓄電部の充電制御）
図７は、本実施の形態に従う直流給電システム（図１）における蓄電部３の充電制御を説明するための図である。

図７（ａ）を参照して、直流給電システムにおいて、上記の目標値設定表に従って、蓄電部３の充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が３Ａに設定された場合を想定する。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４はそれぞれ、充電電流Ｉｃｈ＝３Ａで蓄電部３を充電するように電力変換動作を行なう。

ここで、図７（ａ）に示すように、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖの実績値が５Ａであるとすると、充電電流Ｉｃｈ＝３Ａで蓄電部３を充電するためには、直流バス１は、太陽光発電システム２から受けた電流Ｉｐｖ（５Ａ）のうちの一部（３Ａ）を用いて蓄電部３を充電するとともに、残りの電流（２Ａ）をＤＣ／ＡＣ変換器４２へ供給すればよい。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値は２Ａとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙの理想値は０Ａとなる。ここで、ＡＣ／ＤＣ変換器４４において、自経路電流Ｉｂｕｙの理想値が０Ａであるとは、電力変換動作を行なわないこと、すなわち、買電しないことに相当する。

ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（３Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電流目標値Ｉｂ^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ２に応答したスイッチング動作により、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。このとき、図７（ｂ）に示すように、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊を中心として変動すると、電流目標値Ｉｂ^＊に対する電流偏差に応じて、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を制御する。

具体的には、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも大きくなると、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電する電力を減少させる。そのため、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である０Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

これに対して、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも小さくなると、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電する電力を増加させる。この場合、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である０Ａから離れてしまい、ＤＣ／ＡＣ変換器４２を介して系統電力４０へ供給した電力が、再びＡＣ／ＤＣ変換器４４を介して直流バス１に戻されるという不具合が生じる。

ＡＣ／ＤＣ変換器４４と同様に、ＤＣ／ＡＣ変換器４２も充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（３Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電流目標値Ｉｂ^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ１に応答したスイッチング動作により、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、図７（ｃ）に示すように、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊に対する電流偏差に応じて、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を制御する。

具体的には、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも大きくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を増加させる。そのため、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

一方、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも小さくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を減少させる。この場合も、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

以上のように、ＡＣ／ＤＣ変換器４４およびＤＣ／ＡＣ変換器４２がそれぞれ、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（３Ａ）となるように電力変換動作を行なうと、充放電電流Ｉｂの変動に応じて、一方の電力変換器において（図７ではＡＣ／ＤＣ変換器４４）、理想的な電力変換動作と乖離してしまう不具合が生じる。これにより、系統電力４０と直流バス１との間で電力の循環が発生してしまう。

このような不具合を回避するため、本実施の形態に従う直流給電システムでは、ＡＣ／ＤＣ変換器４４とＤＣ／ＡＣ変換器４２とで充放電電流Ｉｂの電流目標値を互いに異ならせる。図８は、本実施の形態に係る蓄電部３の充放電制御において、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４がそれぞれ設定する電流目標値Ｉｂ１^＊，Ｉｂ２^＊を説明するための図である。なお、電流目標値Ｉｂ１^＊は図３および図４に示すＤＣ／ＡＣ変換器４２の制御部３４が設定する充放電電流Ｉｂの電流目標値であり、電流目標値Ｉｂ２^＊は図５および図６に示すＡＣ／ＤＣ変換器４４の制御部５４が設定する充放電電流Ｉｂの電流目標値である。

図８（ａ）に示す直流給電システムにおいて、図７（ａ）と同様に、蓄電部３の充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が３Ａに設定された場合を想定する。さらに、図７（ａ）と同様に、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖの実績値が５Ａであるとする。したがって、充電電流Ｉｃｈ＝３Ａで蓄電部３を充電するためには、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値は２Ａとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙの理想値は０Ａとなる。

ＤＣ／ＡＣ変換器４２において、制御部３４内部の制御目標値選択部３４０（図４）は、電流目標値Ｉｂ１^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（３Ａ）よりも高い電流値に設定する。一例として、制御目標値選択部３４０は、電流目標値Ｉｂ１^＊を、電流目標値Ｉｂ^＊である３Ａに所定量（たとえば０．１Ａとする）だけ加算した値とする（Ｉｂ１^＊＝３．１Ａ）。

一方、ＡＣ／ＤＣ変換器４４では、制御部５４内部の制御目標値選択部５４０（図６）は、電流目標値Ｉｂ２^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（３Ａ）よりも低い値に設定する。一例として、制御目標値選択部５４０は、電流目標値Ｉｂ２^＊を、電流目標値Ｉｂ^＊である３Ａから所定量（０．１Ａ）だけ減算した値とする（Ｉｂ２^＊＝２．９Ａ）。すなわち、電流目標値Ｉｂ２^＊は、電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値に設定される。なお、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊との電流差（本実施例では０．２Ａ）は、充放電電流Ｉｂの変動範囲よりも大きくなるように設定される。

このような構成とすることにより、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊（３．１Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電流目標値Ｉｂ１^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ１に応答したスイッチング動作により、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。

このとき、図８（ｃ）に示すように、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊（３．１Ａ）中心として変動すると、電流目標値Ｉｂ１^＊に対する電流偏差に応じて、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を制御する。図７（ｃ）で説明したのと同様に、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊よりも大きくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を増加させる。そのため、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

一方、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊よりも小さくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を減少させる。この場合も、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

一方、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊（２．９Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電流目標値Ｉｂ２^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ２に応答したスイッチング動作により、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。このとき、図８（ａ）に示すように、充放電電流Ｉｂは、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の電力変換動作により電流目標値Ｉｂ１^＊（３．１Ａ）を中心として変動するが、その電流値は常に電流目標値Ｉｂ２^＊よりも高い値を示している。これは、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊との差を充放電電流Ｉｂの変動範囲よりも大きいことによる。したがって、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊を常に上回ることから、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１への電力の供給を停止する。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電しない。そのため、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である０Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

以上のように、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖの一部を用いて蓄電部３を充電する場合には、蓄電部３の充電電流Ｉｃｈが電流目標値Ｉｂ^＊となるようにＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４の電力変換動作を制御する。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器４２における電流目標値Ｉｂ１^＊を本来の電流目標値Ｉｂ^＊よりも高い値に設定するとともに、ＡＣ／ＤＣ変換器４４における電流目標値Ｉｂ２^＊を電流目標値Ｉｂ^＊よりも低い値に設定する。これにより、充放電電流ＩｂはＡＣ／ＤＣ変換器４４の電流目標値Ｉｂ２^＊を常に超えることとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４が蓄電部３の充電電力が不足していると判断して、本来不必要である買電を行なうのを防止することができる。

なお、図７に示すような蓄電部３の充電時における不具合は、図９に示す場合においても発生し得る。この場合においても、図１０に示すように、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊とを互いに異ならせることによって不具合を解消することができる。

図９は、本実施の形態に従う直流給電システム（図１）における蓄電部３の充電制御を説明するための図である。

図９（ａ）を参照して、直流給電システムにおいて、上記の目標値設定表に従って、蓄電部３の充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が７Ａに設定された場合を想定する。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４はそれぞれ、充電電流Ｉｃｈ＝７Ａで蓄電部３を充電するように電力変換動作を行なう。

ここで、図９（ａ）に示すように、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖの実績値が５Ａであるとすると、充電電流Ｉｃｈ＝７Ａで蓄電部３を充電するためには、直流バス１は、太陽光発電システム２から受けた電流Ｉｐｖ（５Ａ）と、ＤＣ／ＡＣ変換器４２を介して系統電力４０から受けた電流（２Ａ）とを用いて蓄電部３を充電すればよい。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値は０Ａとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙの理想値は２Ａとなる。ここで、ＤＣ／ＡＣ変換器４２において、自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値が０Ａであるとは、電力変換動作を行なわないこと、すなわち、売電しないことに相当する。

ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（７Ａ）となるように、電流目標値Ｉｂ^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ２に応答したスイッチング動作により、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。このとき、図９（ｂ）に示すように、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊を中心として変動すると、電流目標値Ｉｂ^＊に対する電流偏差に応じて、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を制御する。

具体的には、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも大きくなると、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電する電力を減少させる。そのため、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

これに対して、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも小さくなると、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電する電力を増加させる。この場合も、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

ＡＣ／ＤＣ変換器４４と同様に、ＤＣ／ＡＣ変換器４２も充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（７Ａ）となるように、電流目標値Ｉｂ^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ１に応答したスイッチング動作により、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、図９（ｃ）に示すように、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊に対する電流偏差に応じて、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を制御する。

具体的には、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも大きくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を増加させる。そのため、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である０Ａから離れてしまい、電力変換動作に不具合が生じる。

一方、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも小さくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を減少させる。この場合は、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である０Ａに近づくため、電力変換動作が正常であると判断される。

以上のように、ＡＣ／ＤＣ変換器４４およびＤＣ／ＡＣ変換器４２がそれぞれ、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（７Ａ）となるように電力変換動作を行なうと、充放電電流Ｉｂの変動に応じて、一方の電力変換器において（図９ではＤＣ／ＡＣ変換器４２）、理想的な電力変換動作と乖離してしまう不具合が生じる。そこで、本実施の形態に従う直流給電システムでは、図１０に示すように、ＡＣ／ＤＣ変換器４４とＤＣ／ＡＣ変換器４２とで充放電電流Ｉｂの電流目標値を互いに異ならせる。

図１０は、本実施の形態に係る蓄電部３の充電制御において、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４がそれぞれ設定する電流目標値Ｉｂ１^＊，Ｉｂ２^＊を説明するための図である。なお、図１０（ａ）に示す直流給電システムでは、図９（ａ）と同様に、蓄電部３の充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が７Ａに設定され、かつ、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖの実績値が５Ａである場合を想定する。したがって、充電電流Ｉｃｈ＝７Ａで蓄電部３を充電するためには、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値は０Ａとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙの理想値は２Ａとなる。

ＤＣ／ＡＣ変換器４２において、制御部３４内部の制御目標値選択部３４０（図４）は、電流目標値Ｉｂ１^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（７Ａ）よりも高い電流値に設定する。一例として、制御目標値選択部３４０は、電流目標値Ｉｂ１^＊を、電流目標値Ｉｂ^＊である７Ａに所定量（たとえば０．１Ａとする）だけ加算した値とする（Ｉｂ１^＊＝７．１Ａ）。

一方、ＡＣ／ＤＣ変換器４４では、制御部５４内部の制御目標値選択部５４０（図６）は、電流目標値Ｉｂ２^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（７Ａ）よりも低い値に設定する。一例として、制御目標値選択部５４０は、電流目標値Ｉｂ２^＊を、電流目標値Ｉｂ^＊である７Ａから所定量（０．１Ａ）だけ減算した値とする（Ｉｂ２^＊＝６．９Ａ）。すなわち、電流目標値Ｉｂ２^＊は、電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値に設定される。なお、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊との電流差（本実施例では０．２Ａ）は、充放電電流Ｉｂの変動範囲よりも大きくなるように設定される。

このような構成とすることにより、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊（６．９Ａ）となるように、電流目標値Ｉｂ２^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ２に応答したスイッチング動作により、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。

このとき、図１０（ｂ）に示すように、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊（６．９Ａ）中心として変動すると、電流目標値Ｉｂ２^＊に対する電流偏差に応じて、ＡＣ／ＤＣ変換器４２は、系統電力４０から直流バス１から供給する電力を制御する。図９（ｂ）で説明したのと同様に、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊よりも大きくなると、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電する電力を減少させる。そのため、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

一方、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊よりも小さくなると、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電する電力を増加させる。この場合も、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

これに対して、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊（７．１Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電流目標値Ｉｂ１^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ１に応答したスイッチング動作により、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。このとき、図１０（ｃ）に示すように、充放電電流Ｉｂは、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の電力変換動作により電流目標値Ｉｂ２^＊（６．９Ａ）を中心として変動するが、その電流値は常に電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値を示している。これは、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊との差が充放電電流Ｉｂの変動範囲よりも大きいことによる。したがって、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊を常に下回ることから、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０への電力の供給を停止する。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電しない。そのため、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である０Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

以上のように、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖおよび系統電力４０から供給される電流を用いて蓄電部３を充電する場合においても、ＤＣ／ＡＣ変換器４２における電流目標値Ｉｂ１^＊を本来の電流目標値Ｉｂ^＊よりも高い値に設定するとともに、ＡＣ／ＤＣ変換器４４における電流目標値Ｉｂ２^＊を電流目標値Ｉｂ^＊よりも低い値に設定することにより、充放電電流ＩｂはＤＣ／ＡＣ変換器４２の電流目標値Ｉｂ１^＊を常に下回ることとなる。その結果、ＤＣ／ＡＣ変換器４２が蓄電部３の放電電力が不足していると判断して、本来不必要である売電を行なうのを防止することができる。

なお、図８および図１０では、電流目標値Ｉｂ１^＊を本来の電流目標値Ｉｂ^＊よりも高い値とし、電流目標値Ｉｂ２^＊を電流目標値Ｉｂ^＊よりも低い値とする構成を例示したが、本願発明は、これに限定されるものではない。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４とＤＣ／ＡＣ変換器４２とで充放電電流Ｉｂの電流目標値を互いに異なるように設定する構成であれば、たとえば、電流目標値Ｉｂ１^＊または電流目標値Ｉｂ２^＊のいずれか一方を電流目標値Ｉｂ^＊と等しい値とし、他方を電流目標値Ｉｂ^＊よりも大きい（または小さい）値とすることも可能である。

（蓄電部の放電制御）
図１１は、本実施の形態に従う直流給電システム（図１）における蓄電部３の放電制御を説明するための図である。

図１１（ａ）を参照して、直流給電システムにおいて、上記の目標値設定表に従って、蓄電部３の充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が−３Ａに設定された場合を想定する。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４はそれぞれ、放電電流Ｉｄｃ＝３Ａで蓄電部３を放電するように電力変換動作を行なう。

ここで、図１１（ａ）に示すように、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖの実績値が５Ａであるとすると、放電電流Ｉｄｃ＝３Ａで蓄電部３を充電するためには、直流バス１は、太陽光発電システム２から受けた電流Ｉｐｖ（５Ａ）と、蓄電部３の放電電流Ｉｄｃ（３Ａ）とを合わせた電流（８Ａ）をＤＣ／ＡＣ変換器４２へ供給すればよい。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値は８Ａとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙの理想値は０Ａとなる。ここで、ＡＣ／ＤＣ変換器４４において、自経路電流Ｉｂｕｙの理想値が０Ａであるとは、電力変換動作を行なわないこと、すなわち、買電しないことに相当する。

ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電流目標値Ｉｂ^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ２に応答したスイッチング動作により、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。このとき、図１１（ｂ）に示すように、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊を中心として変動すると、電流目標値Ｉｂ^＊に対する電流偏差に応じて、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を制御する。

これに対して、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも小さくなると、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電する電力を増加させる。この場合、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である０Ａから離れてしまい、電力変換動作に不具合が生じる。

ＡＣ／ＤＣ変換器４４と同様に、ＤＣ／ＡＣ変換器４２も充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電流目標値Ｉｂ^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ１に応答したスイッチング動作により、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、図１１（ｃ）に示すように、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊に対する電流偏差に応じて、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を制御する。

具体的には、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも大きくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を増加させる。そのため、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である８Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

一方、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊よりも小さくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を減少させる。この場合も、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である８Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

以上のように、ＡＣ／ＤＣ変換器４４およびＤＣ／ＡＣ変換器４２がそれぞれ、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）となるように電力変換動作を行なうと、充放電電流Ｉｂの変動に応じて、一方の電力変換器において（図１１ではＡＣ／ＤＣ変換器４４）、理想的な電力変換動作と乖離してしまう不具合が生じる。したがって、このような放電時における不具合を回避するため、本実施の形態に従う直流給電システムでは、ＡＣ／ＤＣ変換器４４とＤＣ／ＡＣ変換器４２とで充放電電流Ｉｂの電流目標値を互いに異ならせる。図１２は、本実施の形態に係る蓄電部３の放電制御において、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４がそれぞれ設定する電流目標値Ｉｂ１^＊，Ｉｂ２^＊を説明するための図である。

図１２（ａ）に示す直流給電システムにおいて、図１１（ａ）と同様に、蓄電部３の充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が−３Ａに設定された場合を想定する。さらに、図１１（ａ）と同様に、太陽光発電システム２の出力電流Ｉｐｖの実績値が５Ａであるとする。したがって、放電電流Ｉｄｃ＝３Ａで蓄電部３を充電するためには、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値は８Ａとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙの理想値は０Ａとなる。

ＤＣ／ＡＣ変換器４２において、制御部３４内部の制御目標値選択部３４０（図４）は、電流目標値Ｉｂ１^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）よりも絶対値が小さい電流値に設定する。一例として、制御目標値選択部３４０は、電流目標値Ｉｂ１^＊の絶対値を、電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値（３Ａ）から所定量（たとえば０．１Ａとする）だけ減算した値とする（Ｉｂ１^＊＝−２．９Ａ）。

一方、ＡＣ／ＤＣ変換器４４では、制御部５４内部の制御目標値選択部５４０（図６）は、電流目標値Ｉｂ２^＊の絶対値を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊よりも絶対値が大きい値に設定する。一例として、制御目標値選択部５４０は、電流目標値Ｉｂ２^＊の絶対値を、電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値（３Ａ）に所定量（０．１Ａ）だけ加算した値とする（Ｉｂ２^＊＝−３．１Ａ）。すなわち、充放電電流Ｉｂを、充電方向を正方向とし、かつ、放電方向を負方向とすると、電流目標値Ｉｂ２^＊は、電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値に設定される。なお、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊との電流差（本実施例では０．２Ａ）は、充放電電流Ｉｂの変動範囲よりも大きくなるように設定される。

このような構成とすることにより、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊（−２．９Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電流目標値Ｉｂ１^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ１に応答したスイッチング動作により、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。

このとき、図１２（ｃ）に示すように、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊（−２．９Ａ）中心として変動すると、電流目標値Ｉｂ１^＊に対する電流偏差に応じて、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を制御する。図１１（ｃ）で説明したのと同様に、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊よりも大きくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を増加させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を増加させる。そのため、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である８Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

一方、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊よりも小さくなると、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電する電力を減少させる。この場合も、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である８Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

一方、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊（−３．１Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電流目標値Ｉｂ２^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ２に応答したスイッチング動作により、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。このとき、図１２（ｂ）に示すように、充放電電流Ｉｂは、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の電力変換動作により電流目標値Ｉｂ１^＊（−２．９Ａ）を中心として変動するが、その電流値は常に電流目標値Ｉｂ２^＊よりも高い値を示している。これは、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊との差を充放電電流Ｉｂの変動範囲よりも大きいことによる。したがって、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊を常に上回ることから、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１への電力の供給を停止する。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電しない。そのため、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である０Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

以上のように、蓄電部３の放電電力を売電する場合には、蓄電部３の放電電流Ｉｄｃが電流目標値Ｉｂ^＊となるようにＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４の電力変換動作を制御する。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器４２における電流目標値Ｉｂ１^＊の絶対値を本来の電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値よりも小さい値に設定するとともに、ＡＣ／ＤＣ変換器４４における電流目標値Ｉｂ２^＊の絶対値を電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値よりも大きい値に設定する。これにより、充放電電流ＩｂはＡＣ／ＤＣ変換器４４の電流目標値Ｉｂ２^＊を常に超えることとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４が蓄電部３の充電電力が不足していると判断して、本来不必要である買電を行なうのを防止することができる。

なお、図１１に示すような蓄電部３の放電時における不具合は、図１３に示す場合においても発生し得る。この場合においても、図１４に示すように、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊とを互いに異ならせることによって不具合を解消することができる。

図１３は、本実施の形態に従う直流給電システム（図１）における蓄電部３の放電制御を説明するための図である。

図１３（ａ）を参照して、直流給電システムにおいて、上記の目標値設定表に従って、蓄電部３の充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が−３Ａに設定された場合を想定する。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４はそれぞれ、放電電流Ｉｄｃ＝３Ａで蓄電部３を放電するように電力変換動作を行なう。

ここで、図１３（ａ）に示すように、直流負荷５に供給される電流Ｉｌｏａｄの実績値が５Ａであるとすると、放電電流Ｉｄｃ＝３Ａで蓄電部３を放電するためには、直流バス１は、蓄電部３の放電電流Ｉｄｃ（３Ａ）と、ＡＣ／ＤＣ変換器４４を介して系統電力４０から受けた電流（２Ａ）とを合わせた電流を直流負荷５へ供給すればよい。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値は０Ａとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙの理想値は２Ａとなる。ここで、ＤＣ／ＡＣ変換器４２において、自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値が０Ａであるとは、電力変換動作を行なわないこと、すなわち、売電しないことに相当する。

ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）となるように、電流目標値Ｉｂ^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ２に応答したスイッチング動作により、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。このとき、図１３（ｂ）に示すように、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊を中心として変動すると、電流目標値Ｉｂ^＊に対する電流偏差に応じて、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を制御する。

ＡＣ／ＤＣ変換器４４と同様に、ＤＣ／ＡＣ変換器４２も充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）となるように、電流目標値Ｉｂ^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ１に応答したスイッチング動作により、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、図１３（ｃ）に示すように、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊に対する電流偏差に応じて、直流バス１から系統電力４０へ供給する電力を制御する。

以上のように、ＡＣ／ＤＣ変換器４４およびＤＣ／ＡＣ変換器４２がそれぞれ、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）となるように電力変換動作を行なうと、充放電電流Ｉｂの変動に応じて、一方の電力変換器において（図１３ではＡＣ／ＤＣ変換器４４）、理想的な電力変換動作と乖離してしまう不具合が生じる。そこで、本実施の形態に従う直流給電システムでは、図１４に示すように、ＡＣ／ＤＣ変換器４４とＤＣ／ＡＣ変換器４２とで充放電電流Ｉｂの電流目標値を互いに異ならせる。

図１４は、本実施の形態に係る蓄電部３の放電制御において、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４がそれぞれ設定する電流目標値Ｉｂ１^＊，Ｉｂ２^＊を説明するための図である。なお、図１４（ａ）に示す直流給電システムでは、図１３（ａ）と同様に、蓄電部３の充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が−３Ａに設定され、かつ、直流負荷５へ供給する電流Ｉｌｏａｄの実績値が５Ａである場合を想定する。したがって、放電電電流Ｉｄｃ＝３Ａで蓄電部３を放電するためには、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌの理想値は０Ａとなり、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙの理想値は２Ａとなる。

ＤＣ／ＡＣ変換器４２において、制御部３４内部の制御目標値選択部３４０（図４）は、電流目標値Ｉｂ１^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）よりも絶対値が小さい電流値に設定する。一例として、制御目標値選択部３４０は、電流目標値Ｉｂ１^＊の絶対値、電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値（３Ａ）から所定量（たとえば０．１Ａとする）だけ減算した値とする（Ｉｂ１^＊＝−２．９Ａ）。

一方、ＡＣ／ＤＣ変換器４４では、制御部５４内部の制御目標値選択部５４０（図６）は、電流目標値Ｉｂ２^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（−３Ａ）よりも絶対値が大きい値に設定する。一例として、制御目標値選択部５４０は、電流目標値Ｉｂ２^＊の絶対値を、電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値（３Ａ）に所定量（０．１Ａ）だけ加算した値とする（Ｉｂ２^＊＝−３．１Ａ）。すなわち、電流目標値Ｉｂ２^＊は、電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値に設定される。なお、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊との電流差（本実施例では０．２Ａ）は、充放電電流Ｉｂの変動範囲よりも大きくなるように設定される。

このような構成とすることにより、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊（−３．１Ａ）となるように、電流目標値Ｉｂ２^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ２に応答したスイッチング動作により、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。

このとき、図１４（ｂ）に示すように、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊（−３．１Ａ）中心として変動すると、電流目標値Ｉｂ２^＊に対する電流偏差に応じて、ＡＣ／ＤＣ変換器４２は、系統電力４０から直流バス１から供給する電力を制御する。図１３（ｂ）で説明したのと同様に、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ２^＊よりも大きくなると、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、蓄電部３の負方向（放電方向）に流れる電力が不足していると判断し、系統電力４０から直流バス１へ供給する電力を減少させる。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は、電力会社等から買電する電力を減少させる。そのため、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の自経路電流Ｉｂｕｙは理想値である２Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

これに対して、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊（−２．９Ａ）となるように電力変換動作を行なう。ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電流目標値Ｉｂ１^＊に対する充放電電流Ｉｂの電流偏差に応じて生成された駆動信号ＤＲＶ１に応答したスイッチング動作により、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。このとき、図１４（ｃ）に示すように、充放電電流Ｉｂは、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の電力変換動作により電流目標値Ｉｂ２^＊（−３．１Ａ）を中心として変動するが、その電流値は常に電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値を示している。これは、電流目標値Ｉｂ１^＊と電流目標値Ｉｂ２^＊との差が充放電電流Ｉｂの変動範囲よりも大きいことによる。したがって、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ１^＊を常に下回ることから、蓄電部３の正方向（充電方向）に流れる電力が不足していると判断し、直流バス１から系統電力４０への電力の供給を停止する。すなわち、ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電力会社等へ売電しない。そのため、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の自経路電流Ｉｓｅｌｌは理想値である０Ａに近づき、電力変換動作が正常であると判断される。

以上のように、蓄電部３の放電電流Ｉｄｃおよび系統電力４０から供給される電流を直流負荷５へ供給する場合においても、ＤＣ／ＡＣ変換器４２における電流目標値Ｉｂ１^＊の絶対値を本来の電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値よりも小さい値に設定するとともに、ＡＣ／ＤＣ変換器４４における電流目標値Ｉｂ２^＊の絶対値を電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値よりも大きい値に設定することにより、充放電電流ＩｂはＤＣ／ＡＣ変換器４２の電流目標値Ｉｂ１^＊を常に下回ることとなる。その結果、ＤＣ／ＡＣ変換器４２が蓄電部３の放電電力が不足していると判断して、本来不必要である売電を行なうのを防止することができる。

なお、図１２および図１４では、電流目標値Ｉｂ１^＊の絶対値を本来の電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値よりも小さい値とし、電流目標値Ｉｂ２^＊の絶対値を電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値りも大きい値とする構成を例示したが、本願発明は、これに限定されるものではない。すなわち、ＡＣ／ＤＣ変換器４４とＤＣ／ＡＣ変換器４２とで充放電電流Ｉｂの電流目標値を互いに異なるように設定する構成であれば、たとえば、電流目標値Ｉｂ１^＊または電流目標値Ｉｂ２^＊のいずれか一方の絶対値を電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値と等しい値とし、他方を電流目標値Ｉｂ^＊の絶対値よりも大きい（または小さい）値とすることも可能である。

以上に説明した蓄電部３の充放電電流の電力目標値Ｉｂ^＊と、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４がそれぞれ設定する電流目標値Ｉｂ１^＊，Ｉｂ２^＊との関係は、図１５に示す目標値設定表にまとめることができる。

（目標値設定表）
図１５は、本実施の形態に従う直流給電システムが用いる目標値設定表の一例を示す図である。同図では、充放電電流Ｉｂは、上記のように、蓄電部３の充電方向を正方向とし、蓄電部３の放電方向を負方向として表記されている。

ＤＣ／ＡＣ変換器４２では、制御部３４内部の制御目標値選択部３４０（図４）は、図１５に示す目標値設定表に従って、日時および蓄電部３のＳＯＣに応じて、電流目標値Ｉｓｅｌｌ^＊または電流目標値Ｉｂ１^＊を設定する。また、ＡＣ／ＤＣ変換器４４では、制御部５４内部の制御目標値選択部５４０（図６）は、図１５に示す目標値設定表に従って、日時および蓄電部３のＳＯＣに応じて、電流目標値Ｉｂｕｙ^＊または電流目標値Ｉｂ２^＊を設定する。

図１５を参照して、たとえば７時〜１７時の時間帯であって、蓄電部３のＳＯＣが２０％未満の場合には、太陽光発電システム２が発電した電力で蓄電部３が充電されるように、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が１０Ａに設定される。すなわち、蓄電部３が充電電流Ｉｃｈ＝１０Ａで充電されるように、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４の電力変換動作を制御する。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の制御目標値選択部３４０は、制御目標値である電流目標値Ｉｂ１^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（１０Ａ）に所定量（０．１Ａ）だけ加算した値とする（Ｉｂ１^＊＝１０．１Ａ）。一方、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の制御目標値選択部５４０は、制御目標値である電流目標値Ｉｂ２＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（１０Ａ）から所定量（０．１Ａ）だけ減算した値とする（Ｉｂ２^＊＝９．９Ａ）。このように電流目標値Ｉｂ２＊を電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値に設定したことにより、図８で説明したように、充放電電流Ｉｂは、電流目標値Ｉｂ１^＊を中心として変動するが、その値は常に電流目標値Ｉｂ２^＊を上回っているため、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は買電を行なわない。

また、７時〜１７時の時間帯であって、蓄電部３のＳＯＣが２０％以上８０％未満の場合には、太陽光発電システム２が発電した電力を積極的に売電するように、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の制御目標値選択部３４０は、自経路電流Ｉｓｅｌｌの電流目標値Ｉｓｅｌｌ^＊を５Ａに設定する。

さらに、７時〜１７時の時間帯であって、蓄電部３のＳＯＣが８０％以上の場合には、蓄電部３を放電するように、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が−１０Ａに設定される。すなわち、蓄電部３が放電電流Ｉｄｃ＝１０Ａで放電されるように、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４の電力変換動作を制御する。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の制御目標値選択部３４０は、制御目標値である電流目標値Ｉｂ１^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（−１０Ａ）に所定量（０．１Ａ）だけ加算した値とする（Ｉｂ１^＊＝−９．９Ａ）。一方、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の制御目標値選択部５４０は、制御目標値である電流目標値Ｉｂ２^＊を、本来の電流目標値Ｉｂ^＊（−１０Ａ）から所定量（０．１Ａ）だけ減算した値とする（Ｉｂ２^＊＝−１０．１Ａ）。このように電流目標値Ｉｂ２^＊を電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値に設定したことにより、図１２で説明したように、充放電電流Ｉｂは、電流目標値Ｉｂ１^＊を中心として変動するが、その値は常に電流目標値Ｉｂ２^＊を上回っているため、ＡＣ／ＤＣ変換器４４は買電を行なわない。

図１５に示す目標値設定表では、同様の方法によって、１７時〜２３時の時間帯および２３時〜７時の時間帯のそれぞれについて、蓄電部３のＳＯＣに応じて充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ^＊が設定される。そして、その設定された電流目標値Ｉｂ^＊に基づいて、電流目標値Ｉｂ１^＊およびＩｂ２^＊が設定される。電流目標値Ｉｂ１^＊およびＩｂ２^＊の設定方法は、７時〜１７時の時間帯での設定方法と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。

以上のように、本発明の実施の形態に係る直流給電システムによれば、直流バス１に直結されている蓄電部３の充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ^＊になるように、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４が電力変換動作を行なう場合には、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の電流目標値Ｉｂ２^＊とＤＣ／ＡＣ変換器４２の電流目標値Ｉｂ１^＊とを互いに異なる値に設定することにより、充放電電流Ｉｂの変動によって一方の電力変換器が不必要な電力変換動作を行なうのを防止することができる。この結果、充放電電流Ｉｂの変動に影響されることなく、蓄電部３の充放電を制御することが可能となる。

特に、上記の実施の形態のように、充放電電流Ｉｂを、蓄電部３の充電方向を正方向とし、蓄電部３の放電方向を負方向とした場合には、ＡＣ／ＤＣ変換器４４の電流目標値Ｉｂ２^＊をＤＣ／ＡＣ変換器４２の電流目標値Ｉｂ１^＊よりも低い値に設定することによって、蓄電部３の充電時および放電時のいずれにおいても、不必要な電力変換動作を防止することができる。

これに対して、充放電電流Ｉｂを、蓄電部３の放電方向を正方向とし、蓄電部３の充電方向を負方向とした場合には、上記の実施の形態とは対照的に、ＤＣ／ＡＣ変換器４２の電流目標値Ｉｂ１^＊をＡＣ／ＤＣ変換器４４の電流目標値Ｉｂ２^＊よりも低い値に設定することによって、蓄電部３の充電時および放電時のいずれにおいても、不必要な電力変換動作を防止することができることを確認的に記載する。

また、本発明の実施の形態では、ＤＣ／ＡＣ変換器４２およびＡＣ／ＤＣ変換器４４の電力変換動作を制御するための制御部３４および５４を、それぞれの電力変換器の内部に持たせる構成としたが、電力変換器の外部の制御部、たとえば直流給電システムを統括制御するための制御装置が各電力変換器を制御する構成としてもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１直流バス、２太陽光発電システム、３蓄電部、４系統電力システム、５直流負荷、２０太陽電池、２２ＤＣ／ＤＣ変換器、３０ＤＣ／ＡＣ変換部、３２連系リアクトル、３４，５４制御部、３６，５６直流電圧検出部、３８，５８自経路電流検出部、４０系統電力、４２ＤＣ／ＡＣ変換器、４４ＡＣ／ＤＣ変換器、５０昇圧回路、５２整流部、６０充放電電流検出部、３４０，５４０制御目標値選択部、３４２，３４４，５４２，５４４減算部、３４６，５４６切替部、３４８，５４８スイッチング素子駆動信号生成部、Ｃ１平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ１０ダイオード、Ｌ１インダクタ、Ｑ１〜Ｑ５トランジスタ。

Claims

直流負荷に直流電力を供給するための直流給電システムであって、
系統電力および前記直流負荷の間に配設された直流バスと、
電源電圧を前記直流バスに出力する蓄電部と、
前記蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、
前記直流バスおよび前記系統電力の間で電力変換する電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記直流バスからの直流電力を交流電力に変換して前記系統電力へ供給する直流／交流変換器と、
前記系統電力からの交流電力を直流電力に変換して前記直流バスへ供給する交流／直流変換器とを含み、
制御目標値を前記蓄電部の充電電流の目標値以上となる第１の値に設定するとともに、前記充電電流の検出値が前記第１の値になるように、前記直流／交流変換器の電力変換動作を制御する第１の電力変換制御手段と、
制御目標値を前記１の値よりも小さい第２の値に設定するとともに、前記充電電流の検出値が前記第２の値になるように、前記交流／直流変換器の電力変換動作を制御する第２の電力変換制御手段とをさらに備える、直流給電システム。
直流負荷に直流電力を供給するための直流給電システムであって、
系統電力および前記直流負荷の間に配設された直流バスと、
電源電圧を前記直流バスに出力する蓄電部と、
前記蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、
前記直流バスおよび前記系統電力の間で電力変換する電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記直流バスからの直流電力を交流電力に変換して前記系統電力へ供給する直流／交流変換器と、
前記系統電力からの交流電力を直流電力に変換して前記直流バスへ供給する交流／直流変換器とを含み、
制御目標値を前記蓄電部の放電電流の目標値以下となる第３の値に設定するとともに、前記放電電流の検出値が前記第３の値になるように、前記直流／交流変換器の電力変換動作を制御する第３の電力変換制御手段と、
制御目標値を前記第３の値よりも大きい第４の値に設定するとともに、前記放電電流の検出値が前記第４の値になるように、前記交流／直流変換器の電力変換動作を制御する第４の電力変換制御手段とをさらに備える、直流給電システム
直流負荷に直流電力を供給するための直流給電システムであって、
系統電力および前記直流負荷の間に配設された直流バスと、
電源電圧を前記直流バスに出力する蓄電部と、
前記蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、
前記直流バスおよび前記系統電力の間で電力変換する電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記直流バスからの直流電力を交流電力に変換して前記系統電力へ供給する直流／交流変換器と、
前記系統電力からの交流電力を直流電力に変換して前記直流バスへ供給する交流／直流変換器とを含み、
前記充放電電流の検出値が第１の制御目標値になるように、前記直流／交流変換器の電力変換動作を制御する直流／交流変換制御手段と、
前記充放電電流の検出値が第２の制御目標値になるように、前記交流／直流変換器の電力変換動作を制御する交流／直流変換制御手段と、
前記充放電電流を、前記直流バスが直流電圧を前記蓄電部に供給する充電方向を正方向とし、前記蓄電部が直流電圧を前記直流バスに供給する放電方向を負方向としたときに、前記第２の制御目標値が、前記第１の制御目標値よりも小さくなるように、前記充放電電流の目標値に応じて前記第１および第２の制御目標値を設定する制御目標値設定手段とをさらに備える、直流給電システム。
直流負荷に直流電力を供給するための直流給電システムであって、
系統電力および前記直流負荷の間に配設された直流バスと、
電源電圧を前記直流バスに出力する蓄電部と、
前記蓄電部の充放電電流を検出する充放電電流検出部と、
前記直流バスおよび前記系統電力の間で電力変換する電力変換装置とを備え、
前記電力変換装置は、
前記直流バスからの直流電力を交流電力に変換して前記系統電力へ供給する直流／交流変換器と、
前記系統電力からの交流電力を直流電力に変換して前記直流バスへ供給する交流／直流変換器とを含み、
前記充放電電流の検出値が第１の制御目標値になるように、前記直流／交流変換器の電力変換動作を制御する直流／交流変換制御手段と、
前記充放電電流の検出値が第２の制御目標値になるように、前記交流／直流変換器の電力変換動作を制御する交流／直流変換制御手段と、
前記充放電電流を、前記直流バスが直流電圧を前記蓄電部に供給する充電方向を負方向とし、前記蓄電部が直流電圧を前記直流バスに供給する放電方向を正方向としたときに、前記第２の制御目標値が、前記第１の制御目標値よりも大きくなるように、前記充放電電流の目標値に応じて前記第１および第２の制御目標値を設定する制御目標値設定手段とをさらに備える、直流給電システム。
前記第１の値は、前記充電電流の変動範囲に応じた所定量を前記充電電流の目標値に加算した値であり、前記第２の値は、前記所定量を前記充電電流の目標値から減算した値である、請求項１に記載の直流給電システム。
前記第３の値は、前記放電電流の変動範囲に応じた所定量を前記放電電流の目標値に減算した値であり、前記第４の値は、前記所定量を前記放電電流の目標値から加算した値である、請求項２に記載の直流給電システム。
前記制御目標値設定手段は、前記第１の制御目標値と、前記第２の制御目標値との差を、前記充放電電流の変動範囲に応じて設定する、請求項３に記載の直流給電システム。
分散電源装置と、
前記分散電電装置の発電量および前記蓄電部の残量に少なくとも基づいて、前記充放電電流の目標値を設定する電流目標値設定手段をさらに備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の直流給電システム。
前記蓄電部は、前記直流バスに直結される、請求項１から８のいずれか１項に記載の直流給電システム。