JP2013183488A - 電力制御装置および電力システム - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池の発電電力を蓄電池と電力供給先に分配するものであって、当該分配の割合を変えることが可能な電力制御装置を提供する。
【解決手段】太陽電池が接続される複数の太陽電池接続ラインと、蓄電池に接続される蓄電池接続ラインと、電力供給先へ接続される電力供給ラインと、太陽電池接続ラインの各々に対応した複数のスイッチ部を有する切替制御部と、を備え、各スイッチ部は、対応する太陽電池接続ラインについての蓄電池接続ラインおよび電力供給ラインとの導通状態を、第１状態と第２状態との間で切替可能に形成されており、第１状態は、対応する太陽電池接続ラインから、蓄電池接続ラインの方向には導通して電力供給ラインの方向には遮断された状態であり、第２状態は、対応する太陽電池接続ラインから、電力供給ラインの方向には導通して蓄電池接続ラインの方向には遮断された状態である電力制御装置とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力制御装置およびこれを用いた電力システムに関する。

従来、太陽電池の発電電力を用いて蓄電池を充電する充電機能付きのＰＣＳ［Power Conditioning Subsystem］が提案されている。このようなＰＣＳの一例について、以下に簡潔に説明する。

図７は、当該ＰＣＳ１０１およびその周辺の構成図である。ＰＣＳ１０１は、２個のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１１−１、１１１−２）、ＤＣ／ＡＣインバータ１１２、連系リレー１１３、および自立リレー１１４を有している。ＰＣＳ１０１は、各外部接続端子を介して、２個の太陽電池（ＰＶ−１、ＰＶ−２）および蓄電池ＢＡＴに接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１−１は、入力側が太陽電池ＰＶ−１に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１−２は、入力側が太陽電池ＰＶ−２に接続されている。何れのＤＣ／ＤＣコンバータ（１１１−１、１１１−２）も、出力側は蓄電池ＢＡＴ、およびＤＣ／ＡＣインバータ１１２の入力側に接続されている。またＤＣ／ＡＣインバータ１１２の出力側は、連系リレー１１３および自立リレー１１４を介して、負荷等の電力供給先に接続される。

特開２００１−２５５９４９号公報 特開２００３−２８９６２６号公報

上述したようなＰＣＳを用いれば、太陽電池の発電電力を蓄電池と電力供給先に分配することができる。しかしながら、ＰＣＳが当該分配の割合を変えることが出来るようにはなっていない。

そのため、例えば蓄電池の充放電に合わせて、ＰＣＳが太陽電池の発電電力を最大限には使わないよう抑制をかけたり、太陽電池の発電電力を充電用と電力供給用に意図的に分配したりすることは出来ない。その結果、蓄電池の充電電力をその蓄電容量に応じてきめ細かく制御することや、電力供給の必要量が大きい状況に適切に対応すること等が容易ではない。

本発明は上述した問題に鑑み、太陽電池の発電電力を蓄電池と電力供給先に分配するものであって、当該分配の割合を変えることが可能な電力制御装置、および当該電力制御装置を備えた電力システムの提供を目的とする。

本発明に係る電力制御装置は、太陽電池が接続される複数の太陽電池接続ラインと、蓄電池に接続される蓄電池接続ラインと、電力供給先へ接続される電力供給ラインと、前記複数の太陽電池接続ラインの各々に対応した複数のスイッチ部を有する切替制御部と、を備え、前記スイッチ部の各々は、対応する前記太陽電池接続ラインについての前記蓄電池接続ラインおよび前記電力供給ラインとの導通状態を、第１状態と第２状態との間で切替可能に形成されており、第１状態は、対応する前記太陽電池接続ラインから、前記蓄電池接続ラインの方向には導通して前記電力供給ラインの方向には遮断された状態であり、第２状態は、対応する前記太陽電池接続ラインから、前記電力供給ラインの方向には導通して前記蓄電池接続ラインの方向には遮断された状態である構成とする。

本構成によれば、太陽電池の発電電力を蓄電池と電力供給先に分配するものであって、当該分配の割合を変えることが可能となる。なおここでの「電力供給先」には、蓄電池接続ラインに接続された蓄電池は含まれない。

また上記構成としてより具体的には、前記スイッチ部の各々は、対応する前記太陽電池接続ラインと前記蓄電池接続ラインの間に設けられた第１トランジスタ、および、対応する前記太陽電池接続ラインと前記電力供給ラインの間に設けられた第２トランジスタを有する構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記切替制御部は、前記スイッチ部を用いて、前記複数の太陽電池接続ラインについての前記導通状態を第１状態と第２状態との間で切替えるものであるとともに、前記蓄電池接続ラインから前記電力供給ラインへの導通／遮断を切替える構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記切替制御部は、前記蓄電池接続ラインと前記電力供給ラインへの間に設けられた第３トランジスタを有する構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記切替制御部は、アノードが前記蓄電池接続ラインに接続されてカソードが前記太陽電池接続ラインに接続されたダイオードを、前記複数の太陽電池接続ラインの各々について有する構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記切替制御部は、前記蓄電池の蓄電容量に応じて前記導通状態を切替える構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記切替制御部は、前記電力供給先における電力供給の必要量に応じて前記導通状態を切替える構成としてもよい。

また上記構成としてより具体的には、前記電力供給先は、電力系統または負荷であってもよい。また前記電力供給ラインに、ＤＣ／ＡＣインバータが設けられていてもよく、前記太陽電池接続ラインに、ＤＣ／ＤＣコンバータが設けられていてもよい。

また本発明に係る電力システムは、上記構成に係る電力制御装置と、それぞれが前記複数の太陽電池接続ラインの各々に接続される複数の太陽電池と、前記蓄電池接続ラインに接続される蓄電池と、を備える構成とする。

本発明に係る電力制御装置によれば、太陽電池の発電電力を蓄電池と電力供給先に分配するものであって、当該分配の割合を変えることが可能となる。また本発明に係る電力システムによれば、本発明に係る電力制御装置の利点を享受し得る。

本発明の実施形態に係るＰＣＳおよびその周辺の構成図である。 第１構成例に係るスイッチ切替制御部およびその周辺の構成図である。 第２構成例に係るスイッチ切替制御部およびその周辺の構成図である。 スイッチ切替制御部の動作に関する説明図である。 スイッチ切替制御部の動作に関する説明図である。 第２実施形態に係るスイッチ切替制御部およびその周辺の構成図である。 従来例のＰＣＳおよびその周辺の構成図である。

本発明の実施形態について、第１実施形態および第２実施形態を例に挙げ、以下に説明する。なお以下の説明において、「Ｎ」は２以上の整数であり、「Ｋ」は１からＮまでの範囲における任意の整数であるとする。

１．第１実施形態
まず第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係るＰＣＳ１およびその周辺の構成図である。本図に示すようにＰＣＳ１には、各外部接続端子を介して、Ｎ個の太陽電池（ＰＶ−１〜ＰＶ−Ｎ）、蓄電池ＢＡＴ、電力系統などに接続されている分電盤２、および、交流電力が供給される特定負荷３が接続されている。またＰＣＳ１と蓄電池ＢＡＴの接続点には、直流電力が供給される直流負荷４が接続されている。このようにＰＣＳ１は、太陽電池（ＰＶ−１〜ＰＶ−Ｎ）や蓄電池ＢＡＴなどとともに、電力システムを形成している。

太陽電池（ＰＶ−１〜ＰＶ−Ｎ）は、太陽光を受けて発電した発電電力（直流電力）をＰＣＳ１へ出力する。蓄電池ＢＡＴは充放電可能であり、ＰＣＳ１から受け取る直流電力を用いた充電や、ＰＣＳ１或いは直流負荷４への放電（直流電力の出力）を行う。また分電盤２および特定負荷３は、ＰＣＳ１側から見ると交流電力の供給先に該当し、以下、これらを「電力供給先」と総称することがある。

またＰＣＳ１は、それぞれに太陽電池（ＰＶ−１〜ＰＶ−Ｎ）が接続されるＮ個の太陽電池接続ライン（Ｌ_PV−１〜Ｌ_PV−Ｎ）と、蓄電池ＢＡＴに接続される蓄電池接続ラインＬ_BATと、電力供給先へ接続される電力供給ラインＬ_OUTと、を備えている。なお太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋは、太陽電池ＰＶ−Ｋに接続される。このように各太陽電池接続ラインは、別々の太陽電池に接続される。

更にＰＣＳ１は、Ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータ（１１−１〜１１−Ｎ）、ＤＣ／ＡＣインバータ１２、連系リレー１３、自立リレー１４、およびスイッチ切替制御部１５を備えている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１１−Ｋは、太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋに設けられており、入力側が太陽電池ＰＶ−Ｋに接続されており、出力側がスイッチ切替制御部１５に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１−Ｋは入力される直流電力を、例えば電圧値の異なる直流電力に変換して出力する。

ＤＣ／ＡＣインバータ１２は、電力供給ラインＬ_OUTに設けられており、入力側がスイッチ切替制御部１５に接続されている。またＤＣ／ＡＣインバータ１２の出力側は、連系リレー１３を介して分電盤２に接続され、自立リレー１４を介して特定負荷３に接続されている。ＤＣ／ＡＣインバータ１２は入力される直流電力を、交流電力に変換して出力する。

連系リレー１３は、ＤＣ／ＡＣインバータ１２と分電盤２の間の接続／遮断を切替える機能を有し、自立リレー１４は、ＤＣ／ＡＣインバータ１２と特定負荷３の間の接続／遮断を切替える機能を有する。なおＰＣＳ１は、例えば、通常時には分電盤２を介して電力系統に連系するが、単独運転が検知されたときに連系リレー１３が遮断状態とされ、電力系統から解列する。

スイッチ切替制御部１５は、各太陽電池接続ライン（Ｌ_PV−１〜Ｌ_PV−Ｎ）、蓄電池接続ラインＬ_BAT、および電力供給ラインＬ_OUTの各ラインが接続されており、これらのライン同士の導通状態を切替える機能を有する。スイッチ切替制御部１５の具体的な構成の例について、第１構成例および第２構成例を挙げ、以下に説明する。

［スイッチ切替制御部の第１構成例］
まず第１構成例について説明する。図２は、第１構成例に係るスイッチ切替制御部１５およびその周辺の構成図である。本図に示すようにスイッチ切替制御部１５は、制御部１５ａ、Ｎ個の第１トランジスタ（Ｑ１−１〜Ｑ１−Ｎ）、Ｎ個の第２トランジスタ（Ｑ２−１〜Ｑ２−Ｎ）、および第３トランジスタＱ３を有している。

制御部１５ａは、各トランジスタ（Ｑ１−１〜Ｑ１−Ｎ、Ｑ２−１〜Ｑ２−Ｎ、Ｑ３）のベースに別々に信号を出力し、これらのトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ（コレクタからエミッタへの導通／非導通）の切替を別々に制御する。

第１トランジスタ（Ｑ１−１〜Ｑ１−Ｎ）は、例えばＮＰＮ型のパワートランジスタである。第１トランジスタＱ１−Ｋは、コレクタが太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋに接続されており、エミッタが蓄電池接続ラインＬ_BATに接続されている。

第２トランジスタ（Ｑ２−１〜Ｑ２−Ｎ）は、例えばＮＰＮ型のパワートランジスタである。第２トランジスタＱ２−Ｋは、コレクタが太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋに接続されており、エミッタが電力供給ラインＬ_OUTに接続されている。

第３トランジスタＱ３は、例えばＮＰＮ型のパワートランジスタである。第３トランジスタＱ３は、コレクタが蓄電池接続ラインＬ_BATに接続されており、エミッタが電力供給ラインＬ_OUTに接続されている。

また第１トランジスタＱ１−Ｋと第２トランジスタＱ２−Ｋは、スイッチ部ＳＷ−Ｋを構成している。スイッチ部ＳＷ−Ｋは、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋについての蓄電池接続ラインＬ_BATおよび電力供給ラインＬ_OUTとの導通状態を、第１状態Ｓｔ１と第２状態Ｓｔ２との間で切替可能に形成されている。

第１状態Ｓｔ１は、第１トランジスタＱ１−ＫがＯＮにされ、かつ、第２トランジスタＱ２−ＫがＯＦＦにされた状態であって、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋから、蓄電池接続ラインＬ_BATの方向には導通して電力供給ラインＬ_OUTの方向には遮断された状態である。

第２状態Ｓｔ２は、第１トランジスタＱ１−ＫがＯＦＦにされ、かつ、第２トランジスタＱ２−ＫがＯＮにされた状態であって、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋから、電力供給ラインＬ_OUTの方向には導通して蓄電池接続ラインＬ_BATの方向には遮断された状態である。

また第３トランジスタＱ３は、蓄電池接続ラインＬ_BATから電力供給ラインＬ_OUTへの導通／遮断を切替えるスイッチとしての役割を果たす。

［スイッチ切替制御部の第２構成例］
次に第２構成例について説明する。図３は、第２構成例に係るスイッチ切替制御部１５およびその周辺の構成図である。本図に示すようにスイッチ切替制御部１５は、制御部１５ａ、Ｎ個の第１開閉スイッチ（Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｎ）、Ｎ個の第２開閉スイッチ（Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｎ）、第３開閉スイッチＳ３、Ｎ個の第１ダイオード（Ｄ１−１〜Ｄ１−Ｎ）、Ｎ個の第２ダイオード（Ｄ２−１〜Ｄ２−Ｎ）、および第３ダイオードＤ３を有している。

制御部１５ａは、各開閉スイッチ（Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｎ、Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｎ、Ｓ３）
に対して別々に信号を出力し、これらの開閉スイッチの開閉切替を別々に制御する。

第１開閉スイッチ（Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｎ）は両端間が開閉するスイッチであり、リレースイッチ等の各種スイッチが適用され得る。第１開閉スイッチＳ１−Ｋは、一端が太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋに接続されており、他端が第１ダイオードＤ１−Ｋを介して蓄電池接続ラインＬ_BATに接続されている。

第２開閉スイッチ（Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｎ）は両端間が開閉するスイッチであり、リレースイッチ等の各種スイッチが適用され得る。第２開閉スイッチＳ２−Ｋは、一端が太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋに接続されており、他端が第２ダイオードＤ２−Ｋを介して電力供給ラインＬ_OUTに接続されている。

第３開閉スイッチＳ３は両端間が開閉するスイッチであり、リレースイッチ等の各種スイッチが適用され得る。第３開閉スイッチＳ３は、一端が蓄電池接続ラインＬ_BATに接続されており、他端が第３ダイオードＤ３を介して電力供給ラインＬ_OUTに接続されている。

また第１ダイオードＤ１−Ｋは、カソード側が蓄電池接続ラインＬ_BATへ向くように設けられている。第２ダイオードＤ２−Ｋは、カソード側が電力供給ラインＬ_OUTへ向くように設けられている。第３ダイオードＤ３は、カソード側が電力供給ラインＬ_OUTへ向くように設けられている。

第２構成例は、第１構成例における第１トランジスタ（Ｑ１−１〜Ｑ１−Ｎ）の代わりに、第１開閉スイッチ（Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｎ）と第１ダイオード（Ｄ１−１〜Ｄ１−Ｎ）が設けられ、第１構成例における第２トランジスタ（Ｑ２−１〜Ｑ２−Ｎ）の代わりに、第２開閉スイッチ（Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｎ）と第２ダイオード（Ｄ２−１〜Ｄ２−Ｎ）が設けられ、第１構成例における第３トランジスタＱ３の代わりに、第３開閉スイッチＳ３と第３ダイオードＤ３が設けられた形態となっている。

このように第２構成例は、第１構成例におけるトランジスタの代わりに開閉スイッチとダイオードが設けられた形態となっているが、基本的な機能は第１構成例と同等である。

すなわち、第１開閉スイッチＳ１−Ｋ、第２開閉スイッチＳ２−Ｋ、第１ダイオードＤ１−Ｋ、および第２ダイオードＤ２−Ｋは、スイッチ部ＳＷ−Ｋを構成している。スイッチ部ＳＷ−Ｋは、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋについての蓄電池接続ラインＬ_BATおよび電力供給ラインＬ_OUTとの導通状態を、第１状態Ｓｔ１と第２状態Ｓｔ２との間で切替可能に形成されている。

第１状態Ｓｔ１は、第１開閉スイッチＳ１−Ｋが閉状態にされ、かつ、第２開閉スイッチＳ２−Ｋが開状態にされた状態であって、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋから、蓄電池接続ラインＬ_BATの方向には導通して電力供給ラインＬ_OUTの方向には遮断された状態である。

第２状態Ｓｔ２は、第１開閉スイッチＳ１−Ｋが開状態にされ、かつ、第２開閉スイッチＳ２−Ｋが閉状態にされた状態であって、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋから、電力供給ラインＬ_OUTの方向には導通して蓄電池接続ラインＬ_BATの方向には遮断された状態である。

また第３開閉スイッチＳ３と第３ダイオードＤ３は、蓄電池接続ラインＬ_BATから電力供給ラインＬ_OUTへの導通／遮断を切替えるスイッチとしての役割を果たす。

［スイッチ切替制御部の動作］
次に、スイッチ切替制御部１５の動作について説明する。なお以下の説明では、便宜上、スイッチ切替制御部１５の構成として上述の第２構成例が採用されているとするが、第１構成例などが採用されている場合にも基本的に同様である。

制御部１５ａは、蓄電池ＢＡＴの蓄電容量（充電容量）の情報、および、電力供給先（分電盤２や特定負荷３）における電力供給の必要量の情報などを取得するようになっている。なお蓄電池ＢＡＴの蓄電容量の情報としては、例えば、蓄電池ＢＡＴの電圧情報や充放電の履歴情報などが該当し得る。また電力供給の必要量の情報としては、例えば、電力供給先における負荷の大きさやユーザの所定操作（電気自動車を急速充電する指示操作等）などが該当し得る。

そして制御部１５ａは、取得したこれらの情報に基づいて、各ライン（Ｌ_PV−１〜Ｌ_PV−Ｎ、Ｌ_BAT、Ｌ_OUT）同士の導通状態が適正化されるように、各開閉スイッチを制御する。これにより、各スイッチ部（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎ）は、第１状態Ｓｔ１と第２状態Ｓｔ２の間で適宜切替えられ、第３開閉スイッチＳ３は、両端間の開閉が適宜切替えられる。

制御部１５ａは、例えば次の（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、蓄電池ＢＡＴの蓄電容量や電力供給先における電力供給の必要量に応じて、各開閉スイッチを制御する。なお以下の説明における「基準量」は、現時点の各太陽電池（ＰＶ−１〜ＰＶ−Ｎ）の発電電力を全て合わせた量に相当する。

（Ａ）蓄電池ＢＡＴが満充電ではなく、電力供給の必要量が基準量以下である場合
この場合は、図３に示すように、複数のスイッチ部（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎ）の一部または全部を第１状態Ｓｔ１とし、その他のものを第２状態Ｓｔ２とする。これにより太陽電池（１１−１〜１１−Ｎ）の発電電力の用途を、蓄電池ＢＡＴの充電と電力供給先への電力供給に、振り分けることが出来る。また第３開閉スイッチＳ３については、蓄電容量の確保を優先するため開状態（蓄電池ＢＡＴの放電が禁止される状態）とされる。

なお、第１状態Ｓｔ１にするスイッチ部の数と第２状態Ｓｔ２にするスイッチ部の数の割合は、蓄電池ＢＡＴの蓄電容量などに応じて調整される。例えば、蓄電池ＢＡＴの蓄電容量が比較的少ないとき（充電初期等）には、第１状態Ｓｔとするスイッチ部の数を多くし、蓄電池ＢＡＴに大きな電流が流れるようにして、急速に充電が進むようにする。そして蓄電池ＢＡＴの蓄電容量が比較的多いとき（充電末期等）には、第１状態Ｓｔとするスイッチ部の数を少なくし、蓄電池ＢＡＴに小さな電流が流れるようにして、蓄電池ＢＡＴの電圧上昇を抑えながら満充電に至らせるようにする。

（Ｂ）蓄電池ＢＡＴが満充電であり、電力供給の必要量が基準量以下である場合
この場合は、図４に示すように、複数のスイッチ部（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎ）の全部を第２状態Ｓｔ２とする。これにより各太陽電池（１１−１〜１１−Ｎ）の発電電力の全てを、電力供給先への電力供給に用いることが出来る。

また第３開閉スイッチＳ３については、蓄電池ＢＡＴの満充電の状態を維持するため、開状態（蓄電池ＢＡＴの放電が禁止される状態）とされる。これにより、例えば、太陽電池の発電電力が殆ど得られない夜間に備えて、満充電の状態を極力維持させるという要求に沿うことが出来る。

（Ｃ）電力供給の必要量が基準量を超える場合
例えば電力供給先において電気自動車の急速充電が行われる場合のように、大電流の供給が要求されるときには、電力供給の必要量が基準量を超える状況となり易い。電力供給の必要量が基準量を超える場合は、図５に示すように、複数のスイッチ部（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎ）の全部を第２状態Ｓｔ２とする。これにより各太陽電池（１１−１〜１１−Ｎ）の発電電力の全てを、電力供給先への電力供給に用いることが出来る。

そして更に第３開閉スイッチＳ３については、閉状態（蓄電池ＢＡＴの放電が許可される状態）とされる。これにより、各太陽電池（１１−１〜１１−Ｎ）の発電電力に加えて、蓄電池ＢＡＴの放電電力を電力供給先への電力供給に用いることができ、電力供給の不足を極力抑えることが可能となる。

２．第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、スイッチ切替制御部１５の構成を除き、基本的には第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分については説明を省略することがある。

図６は、第２実施形態に係るスイッチ切替制御部１５およびその周辺の構成図である。本図に示すようにスイッチ切替制御部１５は、制御部１５ａ、Ｎ個の第１トランジスタ（Ｑ１−１〜Ｑ１−Ｎ）、Ｎ個の第２トランジスタ（Ｑ２−１〜Ｑ２−Ｎ）、およびＮ個のダイオード（Ｄ−１〜Ｄ−Ｎ）を有している。

制御部１５ａは、各トランジスタ（Ｑ１−１〜Ｑ１−Ｎ、Ｑ２−１〜Ｑ２−Ｎ）のベースに別々に信号を出力し、これらのトランジスタのＯＮ／ＯＦＦの切替を別々に制御する。

第１トランジスタ（Ｑ１−１〜Ｑ１−Ｎ）は、例えばＮＰＮ型のパワートランジスタである。第１トランジスタＱ１−Ｋは、コレクタが太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋに接続されており、エミッタが蓄電池接続ラインＬ_BATに接続されている。

第２トランジスタ（Ｑ２−１〜Ｑ２−Ｎ）は、例えばＮＰＮ型のパワートランジスタである。第２トランジスタＱ２−Ｋは、コレクタが太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋに接続されており、エミッタが電力供給ラインＬ_OUTに接続されている。

またダイオードＤ−Ｋは、アノードが蓄電池接続ラインＬ_BATに接続されており、カソードが太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋに接続されている。

ここで、第１トランジスタＱ１−Ｋ、第２トランジスタＱ２−Ｋ、およびダイオードＤ−Ｋは、スイッチ部ＳＷ−Ｋを構成している。スイッチ部ＳＷ−Ｋは、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋについての蓄電池接続ラインＬ_BATおよび電力供給ラインＬ_OUTとの導通状態を、第１状態Ｓｔ１と第２状態Ｓｔ２との間で切替可能に形成されている。

第１状態Ｓｔ１は、第１トランジスタＱ１−ＫがＯＮにされ、かつ、第２トランジスタＱ２−ＫがＯＦＦにされた状態であって、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋから、蓄電池接続ラインＬ_BATの方向には導通して電力供給ラインＬ_OUTの方向には遮断された状態である。

第２状態Ｓｔ２は、第１トランジスタＱ１−ＫがＯＦＦにされ、かつ、第２トランジスタＱ２−ＫがＯＮにされた状態であって、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋから、電力供給ラインＬ_OUTの方向には導通して蓄電池接続ラインＬ_BATの方向には遮断された状態である。

なおスイッチ部ＳＷ−Ｋが第２状態Ｓｔ２であるときは、ダイオードＤ−Ｋと第２トランジスタＱ２−Ｋを介して、蓄電池接続ラインＬ_BATから電力供給ラインＬ_OUTへ導通する。

次に、スイッチ切替制御部１５の動作について説明する。制御部１５ａは、蓄電池ＢＡＴの蓄電容量の情報、および、電力供給先（分電盤２や特定負荷３）における電力供給の必要量の情報などを取得するようになっている。

そして制御部１５ａは、取得したこれらの情報に基づいて、各ライン（Ｌ_PV−１〜Ｌ_PV−Ｎ、Ｌ_BAT、Ｌ_OUT）同士の導通状態が適正化されるように、各トランジスタを制御する。これにより、各スイッチ部（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎ）は、第１状態Ｓｔ１と第２状態Ｓｔ２の間で適宜切替えられる。

制御部１５ａは、例えば、蓄電池ＢＡＴの充電をより優先すべき状況（蓄電容量が比較的少ないとき等）では、より多くのスイッチ部が第１状態Ｓｔ１となるようにし、電力供給先への電力供給をより優先すべき状況（電気自動車の急速充電が行われる場合のように、大電流の供給が要求されるとき等）では、より多くのスイッチ部が第２状態Ｓｔとなるようにする。

なお本実施形態においても、第１実施形態に準じた制御が行われるようにしても良く、第１状態Ｓｔ１にするスイッチ部の数と第２状態Ｓｔ２にするスイッチ部の数の割合は、蓄電池ＢＡＴの蓄電容量などに応じて調整されるようにしても良い。例えば、蓄電池ＢＡＴの蓄電容量が比較的少ないとき（充電初期等）には、第１状態Ｓｔとするスイッチ部の数を多くし、蓄電池ＢＡＴに大きな電流が流れるようにして、急速に充電が進むようにする。そして蓄電池ＢＡＴの蓄電容量が比較的多いとき（充電末期等）には、第１状態Ｓｔとするスイッチ部の数を少なくし、蓄電池ＢＡＴに小さな電流が流れるようにして、蓄電池ＢＡＴの電圧上昇を抑えながら満充電に至らせるようにする。

３．その他
以上に説明した通り、各実施形態に係るＰＣＳ１は、太陽電池（ＰＶ−１〜ＰＶ−Ｎ）が接続される複数の太陽電池接続ライン（Ｌ_PV−１〜Ｌ_PV−Ｎ）と、蓄電池ＢＡＴに接続される蓄電池接続ラインＬ_BATと、電力供給先（分電盤２や特定負荷３）へ接続される電力供給ラインＬ_OUTと、複数の太陽電池接続ライン（Ｌ_PV−１〜Ｌ_PV−Ｎ）の各々に対応した複数のスイッチ部（ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎ）を有するスイッチ切替制御部１５と、を備えている。

またスイッチ部ＳＷ−Ｋは、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋについての蓄電池接続ラインＬ_BATおよび電力供給ラインＬ_OUTとの導通状態を、第１状態Ｓｔ１と第２状態Ｓｔ２との間で切替可能に形成されている。なお第１状態Ｓｔ１は、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋから、蓄電池接続ラインＬ_BATの方向には導通して電力供給ラインＬ_OUTの方向には遮断された状態であり、第２状態Ｓｔ２は、対応する太陽電池接続ラインＬ_PV−Ｋから、電力供給ラインＬ_OUTの方向には導通して蓄電池接続ラインＬ_BATの方向には遮断された状態である。

そのためＰＣＳ１は、太陽電池（ＰＶ−１〜ＰＶ−Ｎ）の発電電力を蓄電池ＢＡＴと電力供給先に分配するものであって、当該分配の割合を変えることが可能となっている。

また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全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。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、ＰＣＳ等に利用することができる。

１ ＰＣＳ（電力制御装置）
１１−１〜１１−Ｎ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２ ＤＣ／ＡＣインバータ
１３ 連系リレー
１４ 自立リレー
１５ スイッチ切替制御部
１５ａ 制御部
２ 分電盤
３ 特定負荷
４ 直流負荷
ＢＡＴ 蓄電池
Ｄ−１〜Ｄ−Ｎ ダイオード
Ｄ１−１〜Ｄ１−Ｎ 第１ダイオード
Ｄ２−１〜Ｄ２−Ｎ 第２ダイオード
Ｄ３ 第３ダイオード
Ｌ_BAT 蓄電池接続ライン
Ｌ_OUT 電力供給ライン
Ｌ_PV−１〜Ｌ_PV−Ｎ 太陽電池接続ライン
ＰＶ−１〜ＰＶ−Ｎ 太陽電池
Ｑ１−１〜Ｑ１−Ｎ 第１トランジスタ
Ｑ２−１〜Ｑ２−Ｎ 第２トランジスタ
Ｑ３ 第３トランジスタ
ＳＷ−１〜ＳＷ−Ｎ スイッチ部
Ｓ１−１〜Ｓ１−Ｎ 第１開閉スイッチ
Ｓ２−１〜Ｓ２−Ｎ 第２開閉スイッチ
Ｓ３ 第３開閉スイッチ

Claims (11)

1. 太陽電池が接続される複数の太陽電池接続ラインと、
   蓄電池に接続される蓄電池接続ラインと、
   電力供給先へ接続される電力供給ラインと、
   前記複数の太陽電池接続ラインの各々に対応した複数のスイッチ部を有する切替制御部と、を備え、
   前記スイッチ部の各々は、
   対応する前記太陽電池接続ラインについての前記蓄電池接続ラインおよび前記電力供給ラインとの導通状態を、第１状態と第２状態との間で切替可能に形成されており、
   第１状態は、
   対応する前記太陽電池接続ラインから、前記蓄電池接続ラインの方向には導通して前記電力供給ラインの方向には遮断された状態であり、
   第２状態は、
   対応する前記太陽電池接続ラインから、前記電力供給ラインの方向には導通して前記蓄電池接続ラインの方向には遮断された状態であることを特徴とする電力制御装置。
2. 前記スイッチ部の各々は、
   対応する前記太陽電池接続ラインと前記蓄電池接続ラインの間に設けられた第１トランジスタ、および、対応する前記太陽電池接続ラインと前記電力供給ラインの間に設けられた第２トランジスタを有することを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
3. 前記切替制御部は、
   前記スイッチ部を用いて、前記複数の太陽電池接続ラインについての前記導通状態を第１状態と第２状態との間で切替えるものであるとともに、
   前記蓄電池接続ラインから前記電力供給ラインへの導通／遮断を切替えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力制御装置。
4. 前記切替制御部は、
   前記蓄電池接続ラインと前記電力供給ラインへの間に設けられた第３トランジスタを有することを特徴とする請求項３に記載の電力制御装置。
5. 前記切替制御部は、
   アノードが前記蓄電池接続ラインに接続されてカソードが前記太陽電池接続ラインに接続されたダイオードを、前記複数の太陽電池接続ラインの各々について有することを特徴とする請求項２に記載の電力制御装置。
6. 前記切替制御部は、
   前記蓄電池の蓄電容量に応じて前記導通状態を切替えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電力制御装置。
7. 前記切替制御部は、
   前記電力供給先における電力供給の必要量に応じて前記導通状態を切替えることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電力制御装置。
8. 前記電力供給先は、電力系統または負荷であることを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の電力制御装置。
9. 前記電力供給ラインに、ＤＣ／ＡＣインバータが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の電力制御装置。
10. 前記太陽電池接続ラインに、ＤＣ／ＤＣコンバータが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の電力制御装置。
11. 請求項１から請求項１０の何れかに記載の電力制御装置と、
    それぞれが前記複数の太陽電池接続ラインの各々に接続される複数の太陽電池と、
    前記蓄電池接続ラインに接続される蓄電池と、
    を備えることを特徴とする電力システム。

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