JP2013090456A - パワーコンディショナ - Google Patents

Abstract

【課題】商用電力系統に異常が発生しても、分散電源から十分な電力の出力があれば途切れることなく負荷への電力供給を行うことができるパワーコンディショナを提供する。
【解決手段】パワーコンディショナ１は、自立給電路５に電力供給するための自立変換器１２を連系変換器１１とは別に備えている。制御部１３は、商用電力系統３の異常時には、連系変換器１１を停止させて自立変換器１２のみ動作させ、商用電力系統３の正常時には、分散電源２の出力電力で連系変換器１１よりも自立変換器１２を優先して動作させる。これにより、パワーコンディショナ１は、商用電力系統３の正常時から自立給電路５に接続されている負荷６に対しては、商用電力系統３に異常が発生しても、分散電源２から十分な電力の出力があれば途切れずに電力供給できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池などの分散電源を商用電力系統に系統連系させる機能を有するパワーコンディショナに関する。

従来から、分散電源を商用電力系統に系統連系させる（系統）連系運転と、分散電源を商用電力系統から系統分離する自立運転とを切替可能に構成されたパワーコンディショナが提案されている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１に記載のパワーコンディショナは、自立運転用給電装置からのモード切替信号に応じて連系運転と自立運転との切替を行い、自立運転時には商用電力系統から分離された自立運転用コンセントに給電を行う。

そのため、上記パワーコンディショナによれば、停電時などにおいても、自立運転に切り替わることにより、分散電源からの供給電力により自立運転用コンセントに接続された負荷（電気機器）を動作させることが可能である。

特開２０１０−２５９１７０号公報

しかし、通常のコンセントと別に自立運転用コンセントが設けられている場合、ユーザは、通常時（連系運転時）には通常のコンセントに接続されている負荷を、停電などで自立運転に切り替わった際に自立運転用コンセントにつなぎ替える作業が必要である。したがって、商用電力系統の異常（停電など）時には、分散電源から十分な電力の出力があっても、商用電力系統に異常が発生してからユーザが負荷をつなぎ替えるまでの間は負荷への電力供給が途切れることになる。

本発明は上記事由に鑑みて為されており、商用電力系統に異常が発生しても、分散電源から十分な電力の出力があれば途切れることなく負荷への電力供給を行うことができるパワーコンディショナを提供することを目的とする。

本発明のパワーコンディショナは、分散電源の出力電力を入力として商用電力系統に接続された連系給電路に電力供給する連系変換器と、前記分散電源の出力電力を入力として自立給電路に電力供給する自立変換器と、前記連系変換器および前記自立変換器の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記商用電力系統の異常時には前記連系変換器を停止させ、前記商用電力系統の正常時には、前記連系変換器よりも前記自立変換器を優先して動作させ、前記分散電源の出力電力が前記自立給電路への供給電力を上回る場合、当該出力電力と当該供給電力との差分を前記連系変換器から前記連系給電路へ供給するように、前記商用電力系統の異常の有無と前記分散電源の出力電力と前記自立給電路への供給電力との関係に基づいて、前記連系変換器および前記自立変換器の動作を制御することを特徴とする。

このパワーコンディショナにおいて、前記連系変換器は、前記分散電源と前記連系給電路との間で双方向に電力変換が可能であって、前記制御部は、前記商用電力系統の正常時において、前記分散電源の出力電力が前記自立給電路への供給電力を下回る場合、当該供給電力と当該出力電力との差分を前記商用電力系統から前記連系変換器経由で前記自立変換器へ供給するように、前記連系変換器および前記自立変換器の動作を制御することが望ましい。

このパワーコンディショナにおいて、前記分散電源と前記連系変換器および前記自立変換器との間に挿入され電圧変換を行う電圧変換器と、当該電圧変換器の動作を制御する電圧制御部とをさらに備え、前記分散電源は太陽電池を含み、前記電圧制御部は、前記電圧変換器の制御方法を、最大電力点追従制御と出力電圧を一定にする出力電圧フィードバック制御とから選択可能であって、前記商用電力系統の正常時には前記最大電力点追従制御を選択し、前記商用電力系統の異常時には前記出力電圧フィードバック制御を選択することがより望ましい。

このパワーコンディショナにおいて、前記分散電源は複数の太陽電池を含み、前記電圧変換器は、前記太陽電池ごとに個別に設けられており、前記電圧制御部は、前記最大電力点追従制御を選択時には個別の制御信号にて前記電圧変換器ごとに制御を行い、前記出力電圧フィードバック制御を選択時には同一の制御信号にて複数の前記電圧変換器を一括して制御することがより望ましい。

このパワーコンディショナにおいて、前記分散電源は太陽電池と蓄電池とからなり、前記太陽電池と前記連系変換器および前記自立変換器との間に挿入され電圧変換を行う電圧変換器と、前記蓄電池と前記連系変換器および前記自立変換器との間に挿入され前記蓄電池の充放電を行う充放電回路と、前記電圧変換器および前記充放電回路の動作を制御する電圧制御部とをさらに備え、前記電圧制御部は、前記電圧変換器を常に最大電力点追従制御により制御し、前記商用電力系統の異常時において、前記太陽電池の出力電力が前記自立給電路への供給電力を上回る場合、当該出力電力と当該供給電力との差分で前記蓄電池を充電し、前記太陽電池の出力電力が前記自立給電路への供給電力を下回る場合、前記蓄電池から放電するように、前記充放電回路を制御することがより望ましい。

このパワーコンディショナにおいて、前記自立変換器から前記自立給電路への出力電力を計測する計測部をさらに備え、前記制御部は、前記計測部で計測される電力が最小となるように、前記自立変換器の出力電圧を定格電圧の範囲内で変化させることがより望ましい。

本発明は、商用電力系統に異常が発生しても、分散電源から十分な電力の出力があれば途切れることなく負荷への電力供給を行うことができるという利点がある。

実施形態１に係るパワーコンディショナを用いた電力供給システムの概略構成図である。 実施形態１の他の例に係るパワーコンディショナを用いた電力供給システムの概略構成図である。 実施形態１の他の例に係るパワーコンディショナを用いた電力供給システムの概略構成図である。 実施形態２に係るパワーコンディショナを用いた電力供給システムの概略構成図である。

（実施形態１）
本実施形態のパワーコンディショナ１は、図１に示すように分散電源２に接続されており、分散電源２の出力電力を入力とし、商用電力系統３に接続された連系給電路４、および商用電力系統３から分離された自立給電路５に電力供給可能に構成されている。なお、本実施形態では、一般的な戸建住宅の電力供給システムに用いられるパワーコンディショナ１を例として説明するが、これに限らず、パワーコンディショナ１は集合住宅の各住戸や施設、事業所等における電力供給システムに用いられてもよい。

分散電源２は、本実施形態では直流電力を出力する太陽電池からなり、１台のパワーコンディショナ１に対して同時に複数接続可能である。ただし、パワーコンディショナ１に接続される分散電源２は、太陽電池に限らず、燃料電池、風力発電設備など、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。

連系給電路４および自立給電路５には負荷６が接続される。負荷６は、照明器具や冷蔵庫、テレビやパーソナルコンピュータ（パソコン）、医療機器、携帯電話端末の充電器など様々な電気機器であって、本実施形態では、交流電力の供給を受けて動作する交流駆動型の電気機器からなる。また、図１では自立給電路５上のコンセント（図示せず）に接続された負荷６のみ図示しているが、実際には、連系給電路４上には分電盤（図示せず）が設けられ、分電盤内の各分岐ブレーカに接続された分岐線に負荷が接続されている。

パワーコンディショナ１は、連系給電路４に電力供給する連系変換器１１と、自立給電路５に電力供給する自立変換器１２と、連系変換器１１および自立変換器１２の動作を制御する制御部１３とを備えている。さらに、パワーコンディショナ１は、分散電源２と連系変換器１１および自立変換器１２との間に挿入され電圧変換を行う電圧変換器１４を備えている。なお、本実施形態では、制御部１３は電圧変換器１４の動作を制御する電圧制御部を兼ねているが、これに限らず、電圧制御部は制御部１３と別に設けられていてもよい。

連系変換器１１は、少なくとも分散電源２の出力電力（ここでは直流電力）を入力として、この電力を商用電力系統３の位相に同期した交流電力に変換してから連系給電路４に電力供給する機能を有している。本実施形態では、連系変換器１１は、分散電源２と連系給電路４との間で双方向に電力変換が可能な双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからなる。以下では、分散電源２の出力電力を交流電力に変換して連系給電路４へ供給するときの連系変換器１１の動作を順方向動作、反対に商用電力系統３の交流電力を直流電力に変換して分散電源２側へ出力するときの連系変換器１１の動作を逆方向動作という。

自立変換器１２は、分散電源２の出力電力を入力として、商用電力系統３と同一周波数の交流電力に電力変換してから自立給電路５に電力供給する単方向のＤＣ／ＡＣコンバータ（インバータ）からなる。

なお、連系給電路４および自立給電路５に接続される負荷６は、直流電力の供給を受けて動作する直流駆動型の電気機器であってもよく、この場合、連系変換器１１および自立変換器１２は、ＤＣ／ＡＣコンバータではなくＤＣ／ＤＣコンバータが用いられる。

電圧変換器１４は、分散電源２の出力電力を入力として、任意の電圧（直流電圧）に変換して連系変換器１１および自立変換器１２に出力する単方向のＤＣ／ＤＣコンバータからなる。そのため、連系変換器１１および自立変換器１２は、分散電源２からの電力を直接入力するのではなく、電圧変換器１４を経由して分散電源２からの電力を入力することになる。

制御部１３は、マイコン（マイクロコンピュータ）を主構成としており、メモリ（図示せず）に記憶されているプログラムを実行することによって、連系変換器１１および自立変換器１２、並びに電圧変換器１４の動作を制御するための各機能を実現する。

すなわち、制御部１３は、商用電力系統３の異常の有無を検知する機能と、分散電源２の出力電力を計測する機能と、自立変換器１２から自立給電路５への供給電力を計測する機能とを具備している。これらの機能は、制御部１３が、適所に設けられた電流センサ、電圧センサ等の各種センサ（図示せず）からの検知信号を取得することによって実現される。

ここで、パワーコンディショナ１は、商用電力系統３と連系する連系運転モードと、商用電力系統３から切り離される自立運転モードとの２つの動作モードを切替可能に構成されている。制御部１３は、商用電力系統３に正常時には連系運転モードを選択し、一方、停電などの商用電力系統３の異常時には、制御部１３は自動的に自立運転モードに切り替える。

ここにおいて、制御部１３は、自立運転モードでは、連系変換器１１については停止させ、自立変換器１２のみ動作させるように、連系変換器１１および自立変換器１２の動作を制御する。ただし、本実施形態では、分散電源２は太陽電池であるので、夜間などで分散電源２から十分な電力の出力がなく、分散電源２の出力電力が自立給電路５への供給電力を下回るときには、制御部１３は自立変換器１２を停止させる。なお、パワーコンディショナ１は、連系変換器１１と連系給電路４との間に解列器（図示せず）を有しており、制御部１３は、停電などの商用電力系統３の異常時（自立運転モード選択時）には、解列器をオフさせて連系変換器１１を商用電力系統３から分離する。

一方、連系運転モードでは、制御部１３は、分散電源２の出力電力で連系変換器１１よりも自立変換器１２を優先して動作させる。つまり、分散電源２の出力電力が自立給電路５への供給電力と同一であれば、制御部１３は、分散電源２の出力電力については全て自立変換器１２から自立給電路５へ供給されるように、連系変換器１１を停止させて自立変換器１２を動作させる。分散電源２の出力電力が自立給電路５への供給電力を上回る場合には、制御部１３は、自立変換器１２を動作させ、さらに連系変換器１１についても順方向動作させるように、自立変換器１２および連系変換器１１を制御する。このとき、連系変換器１１は、分散電源２の出力電力の一部を交流に変換して連系給電路４へ供給することにより、分散電源２の出力電力と自立給電路５への供給電力との差分（以下、「余剰電力」という）を連系給電路４へ供給する。

さらに詳しく説明すると、連系運転モードにある制御部１３は、自立変換器１２に関しては、常にその出力電圧（自立給電路５への印加電圧）が定格電圧の範囲内となるように出力フィードバック制御を行う。また、連系変換器１１に関しては、連系運転モードにある制御部１３は、分散電源２の出力電力が自立給電路５への供給電力を上回った場合にのみ順方向動作させるように制御する。連系変換器１１と自立変換器１２との両方が動作（連系変換器１１については順方向動作）しているときに、分散電源２の出力電力で自立変換器１２を優先的に動作させるため、連系変換器１１は自立変換器１２に比べて入力インピーダンスが大きく設定される。なお、連系変換器１１は、順方向動作時には、連系給電路４に接続されている負荷に電力供給し、その出力電力のうち負荷での消費電力を上回る余剰分については、商用電力系統３へ逆潮流し電力会社に売電する。

また、制御部１３は、連系運転モードにおいて、分散電源２の出力電力が自立給電路５への供給電力を下回る場合には、自立変換器１２を動作させ、さらに連系変換器１１を逆方向動作させるように、自立変換器１２および連系変換器１１を制御する。このとき、連系変換器１１は、商用電力系統３の交流電力を直流に変換して自立変換器１２へ供給することにより、自立給電路５への供給電力と分散電源２の出力電力との差分（以下、「不足電力」という）を自立変換器１２へ供給する。本実施形態では、分散電源２は太陽電池であるので、夜間などで分散電源２が出力を停止している間は、不足電力である自立給電路５への供給電力全てを、連系変換器１１が商用電力系統３からの電力によって賄うことになる。

このように、制御部１３は、商用電力系統３の異常の有無と、分散電源２の出力電力と、自立変換器１２から自立給電路５への供給電力との関係に基づいて、連系変換器１１および自立変換器１２の動作を制御する。ここで、制御部１３は、自立変換器１２については連系運転モード、自立運転モードのいずれにおいても動作させ、且つ連系運転モードでは連系変換器１１よりも優先的に自立変換器１２が動作するように制御している。そのため、本実施形態のパワーコンディショナ１は、自立給電路５に接続された負荷６に対しては、商用電力系統３に異常が発生しても、分散電源２から十分な電力の出力があれば途切れることなく電力供給を行うことができる。

ところで、本実施形態では、パワーコンディショナ１は、制御部１３が電圧変換器１４の動作を制御する電圧制御部を兼ねており、電圧制御部としての制御部１３は以下に説明するように動作する。

制御部１３は、電圧変換器１４の制御方法を、最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Maximum PowerPoint Tracking）制御と、電圧変換器１４の出力電圧を一定にするようにこの出力電圧にフィードバックをかける出力電圧フィードバック制御とから選択可能である。

すなわち、太陽電池からなる分散電源２は、出力（発電）電力が一定ではなく出力電圧に応じて変化する特性を持つので、出力電力が最大となる最適点（最大電力点）で動作することが望ましい。そこで、本実施形態では、電圧変換器１４を制御する制御部１３が最大電力点追従制御に対応している。最大電力点追従制御は、太陽電池（分散電源２）の温度変化や日射強度の変化に伴う出力電圧や出力電流の変動に対し、太陽電池の動作点が常に最大電力点を追従して、太陽電池の出力を最大限に引き出す制御であって周知の技術であるから、詳しい説明は省略する。

本実施形態においては、制御部１３は、連系運転モードでは最大電力点追従制御を選択し、自立運転モードでは出力電圧フィードバック制御を選択する。つまり、電圧変換器１４は、商用電力系統３の正常時には、最大電力点追従制御によって分散電源２の出力電力を最大限に引き出し、停電など商用電力系統３の異常時には、出力電圧フィードバック制御によって出力電圧を一定に維持する。

ここで、商用電力系統３の正常時には、自立給電路５への供給電力が固定的であると仮定すれば、分散電源２の出力電力の変動に伴って発生する電力の過不足分（余剰電力および不足電力）は、連系変換器１１によって商用電力系統３との間で授受される。したがって、パワーコンディショナ１は、商用電力系統３の正常時には、電圧変換器１４を最大電力点追従制御することによって分散電源２に出力変動しても、これに伴い生じる電力の過不足分に対応することができ、負荷６への安定した電力供給が可能になる。

これに対して、商用電力系統３の異常時には、自立給電路５への供給電力は全て分散電源２の出力電力で賄われるため、分散電源２の出力電力の変動に伴って発生する電力の過不足分は、自立給電路５への供給電力に影響することになる。したがって、パワーコンディショナ１は、商用電力系統３の異常時には、電圧変換器１４を出力電圧フィードバック制御することによって分散電源２の出力変動を抑え、負荷６への安定した電力供給を可能にしている。

以上説明した構成によれば、自立給電路５に電力供給するための自立変換器１２が連系変換器１１と別に設けられ、自立変換器１２は、連系運転モード、自立運転モードのいずれでも動作し、且つ連系運転モードでは連系変換器１１よりも優先的に動作する。これにより、パワーコンディショナ１は、通常時（商用電力系統３の正常時）から自立給電路５に接続されている負荷６に対しては、商用電力系統３に異常が発生しても、分散電源２から十分な電力の出力があれば途切れずに電力供給できる。したがって、ユーザは、商用電力系統３の異常の有無にかかわらず、パソコンや医療機器など電力供給が途切れることが好ましくない負荷６を自立給電路５に接続しておくことで、商用電力系統３に異常が生じても継続してこれらの負荷６を使用可能となる。なお、通常時から負荷６を自立給電路５に接続しておくことにより、商用電力系統３で異常が生じたときに、ユーザにおいては、負荷をつなぎ替える手間が掛からないという利点もある。

しかも、本実施形態では、連系変換器１１は双方向ＤＣ／ＡＣコンバータからなり、制御部１３は、分散電源２の出力電力が自立給電路５への供給電力を下回る場合、連系変換器１１を順方向動作させて不足電力を商用電力系統３から供給する。そのため、パワーコンディショナ１は、商用電力系統３の正常時においては、自立変換器１２を優先的に動作させながらも不足電力を商用電力系統３にて賄うことができ、分散電源２の出力電力の低下時にも自立給電路５に接続された負荷６が動作可能になる。

さらに、制御部１３は、商用電力系統３の正常時には、電圧変換器１４を最大電力点追従制御するので、分散電源２の出力電力を最大限に引き出し、商用電力系統３の異常時には、出力電圧フィードバック制御によって出力電圧を一定に維持する。このように、商用電力系統３の異常の有無に応じて電圧変換器１４の制御方法を切り替えることにより、パワーコンディショナ１は、分散電源２の出力電力を効率的に引き出すことができ、且つ負荷６への安定した電力供給が可能となる。

また、本実施形態の他の例として、パワーコンディショナ１は、図２に示すように太陽電池からなる分散電源２を同時に複数（ここでは３つ）接続可能であって、上記構成の電圧変換器１４が分散電源２ごとに個別に設けられていてもよい。

図２の構成において、制御部１３は、最大電力点追従制御を選択時には個別の制御信号にて電圧変換器１４ごとに制御を行い、出力電圧フィードバック制御を選択時には同一の制御信号にて複数（ここでは３つ）の電圧変換器１４を一括して制御する。すなわち、制御部１３は、商用電力系統３の正常時（連系運転モード）においては、電圧変換器１４ごとに個別の制御信号を用いて最大電力点追従制御を行う。一方、商用電力系統３の異常時（自立運転モード）においては、制御部１３は、複数の電圧変換器１４について共通の制御信号を用いて出力電圧フィードバック制御を行う。

これにより、複数の電圧変換器１４は、最大電力点追従性御時には、分散電源２ごとに各々の出力電力が最大となる最適点で動作させることができるので、各分散電源２から最大限の出力を引き出すことができる。つまり、分散電源２ごとに日射量が異なるような場合でも、図２のパワーコンディショナ１によれば、複数の分散電源２が相互に影響し合うことなく、各分散電源２の出力電力を効率的に取り出す最大電力点追従制御が可能である。

また、複数の電圧変換器１４は並列運転しており出力が１つにまとめられているので、出力電圧フィードバック制御時には、共通の出力電圧をフィードバックして制御される。そのため、仮に、複数の電圧変換器１４が出力電圧フィードバック制御時に個別の制御信号を用いて個別に制御されるとすれば、電流分担の不平衡などの不都合を生じる可能性がある。図２のパワーコンディショナ１によれば、複数の電圧変換器１４は、出力電圧フィードバック制御時には、共通の制御信号にて一括制御されるので、このような不都合を解消できる利点がある。

さらにまた、本実施形態の他の例として、パワーコンディショナ１は、図３に示すように自立変換器１２から自立給電路５への出力電力を計測する計測部１５を備えていてもよい。図３の構成では、制御部１３は、計測部１５で計測される電力が最小となるように、自立変換器１２の出力電圧を定格電圧の範囲内で変化させる。つまり、このパワーコンディショナ１は、自立変換器１２から自立給電路５への出力電圧が一定に固定されるのではなく、自立給電路５への出力電力を最小とするように自立変換器１２からの出力電圧が定格電圧の範囲で調節される。

これにより、パワーコンディショナ１は、自立変換器１２から自立給電路５へ供給される電力を小さく抑えることができ、とくに商用電力系統３の異常時には、限りある分散電源２の出力電力を有効に利用できるという利点がある。

ところで、上記実施形態では、分散電源２が太陽電池からなる例を示したが、分散電源２が燃料電池や風力発電設備などである場合には、パワーコンディショナ１は、夜間であっても分散電源２の出力電力を負荷に供給することができる。つまり、夜間に商用電力系統３に異常が発生した場合でも、パワーコンディショナ１は自立給電路５に接続された負荷６に継続して電力供給することができる。とくに、分散電源２が燃料電池からなる場合には、パワーコンディショナ１は、分散電源２から比較的安定した出力を取り出すことができる。

商用電力系統３の正常時において、分散電源２の出力電力のみで自立給電路５に接続された負荷６の消費電力を賄える場合、連系変換器１１は、分散電源２の出力電力を交流電力に変換してから連系給電路４に電力供給する機能があれば足りる。そのため、この場合には、連系変換器１１は、双方向ではなく順方向動作のみが可能な単方向ＤＣ／ＡＣコンバータであってもよい。

なお、自立変換器１２は、連系変換器１１等を設けたパワーコンディショナ１の本体と別体に構成され、パワーコンディショナ１の本体から分離可能であってもよい。

（実施形態２）
本実施形態のパワーコンディショナ１は、図４に示すように太陽電池２１と蓄電池２２とからなる分散電源２に用いられる点が、実施形態１のパワーコンディショナ１と相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。

このパワーコンディショナ１は、太陽電池２１と連系変換器１１および自立変換器１２との間に電圧変換器１４を備え、蓄電池２２と連系変換器１１および自立変換器１２との間に充放電回路１６を備えている。電圧変換器１４は、太陽電池２１の出力電力を入力として、任意の電圧（直流電圧）に変換して出力する単方向のＤＣ／ＤＣコンバータからなる。充放電回路１６は、蓄電池２２の充放電を行う双方向ＤＣ／ＤＣコンバータからなる。

ここにおいて、制御部１３は、電圧変換器１４および充放電回路１６の動作を制御する電圧制御部として、以下に説明するように動作する。

制御部１３は、電圧変換器１４については、商用電力系統３の異常の有無にかかわらず常に最大電力点追従制御により制御する。つまり、本実施形態では、制御部１３は、停電などの商用電力系統３の異常時であっても、電圧変換器１４を最大電力点追従制御することにより、太陽電池２１から効率的に出力電力を引き出す。

充放電回路１６については、制御部１３は、商用電力系統３の異常時において、余剰電力で蓄電池２２を充電し、不足電力を蓄電池２２から放電するように制御する。すなわち、制御部１３は、自立運転モードにおいて、太陽電池２１の出力電力が自立給電路５への供給電力を上回る場合に、その差分（余剰電力）を蓄電池２２に充電するように充放電回路１６を制御する。また、制御部１３は、自立運転モードにおいて、太陽電池２１の出力電力が自立給電路５への供給電力を下回る場合、その差分（不足電力）を蓄電池２２からの放電出力によって補うように充放電回路１６を制御する。

以上説明した本実施形態のパワーコンディショナ１によれば、商用電力系統３の異常時における余剰電力を蓄電池２２に貯め、不足電力を蓄電池２２によって補うことができる。したがって、パワーコンディショナ１は、商用電力系統３から分離された状態であっても、太陽電池２１で発生した余剰電力を有効に利用できるという利点がある。

その他の構成および機能は実施形態１と同様である。

１ パワーコンディショナ
２ 分散電源
３ 商用電力系統
４ 連系給電路
５ 自立給電路
６ 負荷
１１ 連系変換器
１２ 自立変換器
１３ 制御部（電圧制御部）
１４ 電圧変換器
１５ 計測部
１６ 充放電回路
２１ 太陽電池
２２ 蓄電池

Claims (6)

1. 分散電源の出力電力を入力として商用電力系統に接続された連系給電路に電力供給する連系変換器と、前記分散電源の出力電力を入力として自立給電路に電力供給する自立変換器と、前記連系変換器および前記自立変換器の動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記商用電力系統の異常時には前記連系変換器を停止させ、前記商用電力系統の正常時には、前記連系変換器よりも前記自立変換器を優先して動作させ、前記分散電源の出力電力が前記自立給電路への供給電力を上回る場合、当該出力電力と当該供給電力との差分を前記連系変換器から前記連系給電路へ供給するように、前記商用電力系統の異常の有無と前記分散電源の出力電力と前記自立給電路への供給電力との関係に基づいて、前記連系変換器および前記自立変換器の動作を制御することを特徴とするパワーコンディショナ。
2. 前記連系変換器は、前記分散電源と前記連系給電路との間で双方向に電力変換が可能であって、
   前記制御部は、前記商用電力系統の正常時において、前記分散電源の出力電力が前記自立給電路への供給電力を下回る場合、当該供給電力と当該出力電力との差分を前記商用電力系統から前記連系変換器経由で前記自立変換器へ供給するように、前記連系変換器および前記自立変換器の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
3. 前記分散電源と前記連系変換器および前記自立変換器との間に挿入され電圧変換を行う電圧変換器と、当該電圧変換器の動作を制御する電圧制御部とをさらに備え、
   前記分散電源は太陽電池を含み、
   前記電圧制御部は、前記電圧変換器の制御方法を、最大電力点追従制御と出力電圧を一定にする出力電圧フィードバック制御とから選択可能であって、前記商用電力系統の正常時には前記最大電力点追従制御を選択し、前記商用電力系統の異常時には前記出力電圧フィードバック制御を選択することを特徴とする請求項１または２に記載のパワーコンディショナ。
4. 前記分散電源は複数の太陽電池を含み、
   前記電圧変換器は、前記太陽電池ごとに個別に設けられており、
   前記電圧制御部は、前記最大電力点追従制御を選択時には個別の制御信号にて前記電圧変換器ごとに制御を行い、前記出力電圧フィードバック制御を選択時には同一の制御信号にて複数の前記電圧変換器を一括して制御することを特徴とする請求項３に記載のパワーコンディショナ。
5. 前記分散電源は太陽電池と蓄電池とからなり、
   前記太陽電池と前記連系変換器および前記自立変換器との間に挿入され電圧変換を行う電圧変換器と、前記蓄電池と前記連系変換器および前記自立変換器との間に挿入され前記蓄電池の充放電を行う充放電回路と、前記電圧変換器および前記充放電回路の動作を制御する電圧制御部とをさらに備え、
   前記電圧制御部は、前記電圧変換器を常に最大電力点追従制御により制御し、前記商用電力系統の異常時において、前記太陽電池の出力電力が前記自立給電路への供給電力を上回る場合、当該出力電力と当該供給電力との差分で前記蓄電池を充電し、前記太陽電池の出力電力が前記自立給電路への供給電力を下回る場合、前記蓄電池から放電するように、前記充放電回路を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のパワーコンディショナ。
6. 前記自立変換器から前記自立給電路への出力電力を計測する計測部をさらに備え、
   前記制御部は、前記計測部で計測される電力が最小となるように、前記自立変換器の出力電圧を定格電圧の範囲内で変化させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のパワーコンディショナ。
   

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