JP2014030108A - Power control device, storage battery and power control system - Google Patents

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誠二 村本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for simplifying a circuit configuration of a power control device.SOLUTION: A storage battery direct coupling type power generation system 1 includes: a DC(direct current) power feeding section 14 connected to at least one storage battery 11 to supply DC power; a connection control circuit 10 including a discharge direction semiconductor switch 20 and a charge direction semiconductor switch 21 for connecting the storage battery and the DC power feeding section; and a control section 5 for outputting a semiconductor SW control signal to the connection control circuit 10 on the basis of a voltage difference between the storage battery 11 connected to the connection control circuit 10 and the DC power feeding section 14 or the like. The control section 5 gradually increases a gate-emitter voltage VGE of the semiconductor switch by using a transient characteristic or the like of the semiconductor switch to prevent the occurrence of a high current or an inrush current.

Description

本発明は、パワーコンディショナーなどの電力制御装置に関し、特に、蓄電池等の外部の電池をパワーコンディショナーに直結させるシステムにおける電力制御の技術に関する。   The present invention relates to a power control apparatus such as a power conditioner, and more particularly to a power control technique in a system in which an external battery such as a storage battery is directly connected to the power conditioner.

パワーコンディショナーは、太陽光発電システムなどの発電システムにおいて、電力の変換を制御する。例えば、太陽電池（モジュール）などが発電した直流電力を、家庭等で利用できるように交流電力に変換する。これにより、一般家庭に設置された発電設備からの発電電力を、一般家庭で利用できるようにする。   The power conditioner controls power conversion in a power generation system such as a solar power generation system. For example, DC power generated by a solar cell (module) or the like is converted into AC power so that it can be used at home. As a result, the generated power from the power generation equipment installed in the general household can be used in the general household.

パワーコンディショナーを含む発電システムでは、電力を蓄える機能を備えるために蓄電池が用いられる。蓄電池へは、一般家庭に設置された発電設備から電力が充電される。また、外部の商用電力系統からも、蓄電池へ充電される。蓄電池へ充電される電力は、直流／交流変換等を経て、負荷に応じて屋内交流配線へ供給されるよう電力制御装置が制御する。例えば、太陽電池などの発電電力量では、家庭内で電力が不足する場合は、蓄電池から家庭内に電力が供給される。また、家庭内で電力が余っている場合は、電力制御装置の制御により、電力が外部へ売電等される。   In a power generation system including a power conditioner, a storage battery is used in order to have a function of storing electric power. The storage battery is charged with electric power from a power generation facility installed in a general household. The storage battery is also charged from an external commercial power system. The electric power charged in the storage battery is controlled by the power control device so as to be supplied to the indoor AC wiring according to the load through DC / AC conversion or the like. For example, when the amount of power generated by a solar battery or the like is insufficient in the home, power is supplied from the storage battery to the home. When there is surplus power in the home, the power is sold to the outside by the control of the power control device.

このように、電力を蓄えるために蓄電池を備える発電システムにおいて、発電システムに、蓄電池を、電力変換器を介することなく直結するシステムの場合、増設する蓄電池と、既存の蓄電池との電圧を一定範囲に近づける必要がある。増設する蓄電池と、既に発電システムへ直結されている蓄電池との間で電圧に差がある場合、機器を電力線で接続するときに大きな突入電流が発生して機器を損傷し火災などにつながるおそれもある。   Thus, in a power generation system including a storage battery for storing power, in the case of a system in which the storage battery is directly connected to the power generation system without going through a power converter, the voltage between the storage battery to be added and the existing storage battery is within a certain range. It is necessary to approach. If there is a voltage difference between the storage battery to be added and the storage battery that is already directly connected to the power generation system, a large inrush current may occur when connecting the equipment with the power line, which may damage the equipment and lead to a fire. is there.

このような課題に対処するため、発電システムに関する技術は、様々なものが開示されている。例えば、特開２０１１−５０１９１号公報（特許文献１）は、パワーコンディショナーの起動時に、燃料電池の急激な電流変動を生じない発電システムを開示する。特開２０１１−２１１８８５号公報（特許文献２）は、蓄電システムに関し、充電器による変換ロスを低減させ、電力消費の節減をする技術を開示する。特開２０１１−１０１５２３号公報（特許文献３）は、配電システムの仕様の変更を容易に実現できる電力供給装置を提供する。   In order to deal with such a problem, various technologies relating to the power generation system are disclosed. For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2011-50191 (Patent Document 1) discloses a power generation system that does not cause a rapid current fluctuation of a fuel cell when a power conditioner is started. Japanese Patent Laying-Open No. 2011-211885 (Patent Document 2) discloses a technique for reducing power consumption by reducing conversion loss due to a charger with respect to a power storage system. Japanese Patent Laying-Open No. 2011-101523 (Patent Document 3) provides a power supply device that can easily change the specifications of a power distribution system.

特開２０１１−５０１９１号公報JP 2011-50191 A 特開２０１１−２１１８８５号公報JP 2011-211885 A 特開２０１１−１０１５２３号公報JP 2011-101523 A

しかし、上記文献は、回路構成が複雑化するという課題がある。
そこで、本発明は、蓄電池を直結させる発電システムにおける電力制御装置、蓄電池、電力制御システムであって、回路構成を簡略化する技術を提供することを目的とする。 However, the above document has a problem that the circuit configuration becomes complicated.
Therefore, an object of the present invention is to provide a power control device, a storage battery, and a power control system in a power generation system in which a storage battery is directly connected, and a technique for simplifying the circuit configuration.

一実施形態に従う電力制御装置は、１以上の蓄電池と接続され、発電システムにおける電力変換を制御する。電力制御装置は、直流電力を供給するための直流給電部と、電力制御装置に接続される蓄電池と直流給電部とを接続するための半導体スイッチ回路を含む接続部と、接続部へ接続される蓄電池と直流給電部との電圧差に基づいて、制御信号を半導体スイッチ回路へ出力することにより、半導体スイッチ回路のオンオフを制御する制御部とを含む。   The power control apparatus according to one embodiment is connected to one or more storage batteries and controls power conversion in the power generation system. The power control apparatus is connected to a connection section including a DC power supply section for supplying DC power, a storage switch connected to the power control apparatus, and a semiconductor switch circuit for connecting the DC power supply section. A control unit that controls on / off of the semiconductor switch circuit by outputting a control signal to the semiconductor switch circuit based on a voltage difference between the storage battery and the DC power supply unit.

好ましくは、半導体スイッチ回路は、複数のＭＯＳトランジスタからなり、制御部は、ＭＯＳトランジスタのゲート・エミッタ間電圧とコレクタ電流との対応関係の過渡特性に基づいて、ＭＯＳトランジスタの電流増加ペースが一定値以下となるよう、ＭＯＳトランジスタのゲート端子に印加する制御信号の電圧の大きさを制御することとしてもよい。   Preferably, the semiconductor switch circuit includes a plurality of MOS transistors, and the control unit has a constant current increase pace of the MOS transistor based on a transient characteristic of a correspondence relationship between the gate-emitter voltage of the MOS transistor and the collector current. The magnitude of the voltage of the control signal applied to the gate terminal of the MOS transistor may be controlled so as to be as follows.

好ましくは、接続部は、直流給電部から蓄電池へ充電する方向の電流を制御するための充電方向ＭＯＳトランジスタと、蓄電池から直流給電部へ放電する方向の電流を制御するための放電方向ＭＯＳトランジスタとを含み、充電方向ＭＯＳトランジスタと、放電方向ＭＯＳトランジスタは、直列に接続されることとしてもよい。   Preferably, the connection unit includes a charge direction MOS transistor for controlling a current in a direction in which the storage battery is charged from the DC power supply unit, and a discharge direction MOS transistor for controlling a current in the direction of discharge from the storage battery to the DC power supply unit. The charge direction MOS transistor and the discharge direction MOS transistor may be connected in series.

好ましくは、接続部は、直流給電部から蓄電池へ充電する方向の電流を制御するための充電方向ＭＯＳトランジスタと、蓄電池から直流給電部へ放電する方向の電流を制御するための放電方向ＭＯＳトランジスタとを含み、充電方向ＭＯＳトランジスタと、放電方向ＭＯＳトランジスタは、並列に接続されることとしてもよい。   Preferably, the connection unit includes a charge direction MOS transistor for controlling a current in a direction in which the storage battery is charged from the DC power supply unit, and a discharge direction MOS transistor for controlling a current in the direction of discharge from the storage battery to the DC power supply unit. The charge direction MOS transistor and the discharge direction MOS transistor may be connected in parallel.

好ましくは、半導体スイッチ回路は、複数のＭＯＳトランジスタからなり、接続部は、第１のＭＯＳトランジスタと、所定の抵抗値を有する抵抗との組が直列に接続されるとともに、組と第２のＭＯＳトランジスタとが並列に接続され、制御部は、蓄電池と直流給電部との電圧差に応じて、第１のＭＯＳトランジスタまたは第２のＭＯＳトランジスタのいずれかをオンにすることとしてもよい。   Preferably, the semiconductor switch circuit includes a plurality of MOS transistors, and the connection portion includes a set of a first MOS transistor and a resistor having a predetermined resistance value connected in series, and the set and the second MOS The transistors may be connected in parallel, and the control unit may turn on either the first MOS transistor or the second MOS transistor according to the voltage difference between the storage battery and the DC power supply unit.

別の実施形態に従うと、１以上の蓄電池と接続され、発電システムにおける電力変換を制御する電力制御装置が提供される。電力制御装置は、直流電力を供給するための直流給電部と、電力制御装置に接続される蓄電池と直流給電部とを接続するためのリレー回路を含む接続部と、接続部へ接続される蓄電池と直流給電部との電圧差に基づいて、制御信号をリレー回路へ出力することにより、リレー回路のオンオフを制御する制御部とを含む。   According to another embodiment, a power control apparatus is provided that is connected to one or more storage batteries and controls power conversion in a power generation system. The power control device includes a DC power supply unit for supplying DC power, a connection unit including a relay circuit for connecting the storage battery connected to the power control device and the DC power supply unit, and a storage battery connected to the connection unit. And a control unit that controls on / off of the relay circuit by outputting a control signal to the relay circuit based on a voltage difference between the DC power supply unit and the DC power supply unit.

別の実施形態に従うと、発電システムにおける電力変換を制御する電力制御装置と接続される蓄電池が提供される。ここで、電力制御装置は、直流電力を供給するための直流給電部と、蓄電池と直流給電部との電圧差に基づいて、制御信号を出力する制御部とを含む。蓄電池は、電力制御装置からの制御信号を受け付ける受付部と、直流給電部と接続するための半導体スイッチ回路を含み、制御信号により半導体スイッチ回路が駆動される半導体スイッチ回路部とを含む。   According to another embodiment, a storage battery connected to a power control device that controls power conversion in a power generation system is provided. Here, the power control device includes a DC power supply unit for supplying DC power, and a control unit that outputs a control signal based on a voltage difference between the storage battery and the DC power supply unit. The storage battery includes a reception unit that receives a control signal from the power control device, and a semiconductor switch circuit unit that is connected to the DC power supply unit and that is driven by the control signal.

別の実施形態に従うと、電力制御システムが提供される。電力制御システムは、１以上の蓄電池と、直流電力を供給するための直流給電部と、蓄電池と直流給電部とを接続するための半導体スイッチ回路を複数含む接続部と、接続部へ接続される蓄電池と直流給電部との電圧差に基づいて、制御信号を半導体スイッチ回路へ出力することにより、半導体スイッチ回路のオンオフを制御する制御部とを含む。   According to another embodiment, a power control system is provided. The power control system is connected to one or more storage batteries, a DC power supply unit for supplying DC power, a connection unit including a plurality of semiconductor switch circuits for connecting the storage battery and the DC power supply unit, and the connection unit A control unit that controls on / off of the semiconductor switch circuit by outputting a control signal to the semiconductor switch circuit based on a voltage difference between the storage battery and the DC power supply unit.

上記一実施形態によると、蓄電池を直結させる発電システムにおいて、回路構成を簡略化することができる。そのため、安価なシステムが構築できる。また、蓄電池増設時の作業が簡単なシステムが実現できる。   According to the one embodiment, the circuit configuration can be simplified in the power generation system in which the storage battery is directly connected. Therefore, an inexpensive system can be constructed. In addition, a system can be realized in which work when adding storage batteries is simple.

この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。   The above and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the present invention taken in conjunction with the accompanying drawings.

本実施形態における蓄電池直結発電システム１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the storage battery direct connection power generation system 1 in this embodiment. 蓄電池直結発電システム１の一部の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the one part detail of the storage battery direct connection electric power generation system. 半導体スイッチの過渡特性を示す図である。It is a figure which shows the transient characteristic of a semiconductor switch. 本実施形態における接続制御回路１０の詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the connection control circuit 10 in this embodiment. 接続制御回路１０の変形例１を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a first modification of the connection control circuit 10. 接続制御回路１０の変形例２を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a second modification of the connection control circuit 10. 変形例３における放電方向半導体ＳＷ２０、充電方向半導体ＳＷ２１、制御部５を示す図である。It is a figure which shows discharge direction semiconductor SW20 in modification 3, charge direction semiconductor SW21, and the control part 5. FIG.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

＜１．１ 蓄電池直結発電システム１の構成＞
図１は、本実施形態における蓄電池直結発電システム１の構成を示す図である。図１に示すように、蓄電池直結発電システム１は、制御部５と、双方向ＡＣ／ＤＣ６と、交流給電部７と、交流負荷８と、系統９と、接続制御回路１０（接続制御回路１０Ａ、接続制御回路１０Ｂ、・・接続制御回路１０Ｎ）と、蓄電池１１（蓄電池１１Ａ、蓄電池１１Ｂ、・・蓄電池１１Ｎ）と、太陽電池１２と、ＤＣ／ＤＣ１３と、直流給電部１４と、直流負荷１５と、を含む。双方向ＡＣ／ＤＣ６は、買電用ＡＣ／ＤＣ１６と、売電用ＤＣ／ＡＣ１７と、を含む。 <1.1 Configuration of the storage battery direct-coupled power generation system 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a storage battery direct-coupled power generation system 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a storage battery direct-coupled power generation system 1 includes a control unit 5, a bidirectional AC / DC 6, an AC power supply unit 7, an AC load 8, a system 9, and a connection control circuit 10 (connection control circuit 10A). , Connection control circuit 10B,... Connection control circuit 10N), storage battery 11 (storage battery 11A, storage battery 11B,... Storage battery 11N), solar battery 12, DC / DC 13, DC power supply unit 14, and DC load 15 And including. The bidirectional AC / DC 6 includes a power purchase AC / DC 16 and a power sale DC / AC 17.

蓄電池直結発電システム１は、電力会社の配電網などの系統９と接続されており、系統９と連系して使用される。蓄電池直結発電システム１は、太陽光により発電する発電モジュールを含んでいる。蓄電池直結発電システム１は、系統９に連系することで、太陽電池で発電した電力が余っている場合は、余った電力を蓄電池に充電したり、系統９へ流したりする（売電）。一方、蓄電池直結発電システム１は、必要な電力が不足している場合は、系統９から電力の供給を受ける（買電）。こうすることで、太陽光発電のような発電電力の変動が大きい発電システムにおいて、負荷電力を調節することなく、発電電力と負荷電力とに基づいて、系統から電力の供給を受けたり、系統へ電力を供給したりすることができる。   The storage battery direct-coupled power generation system 1 is connected to a system 9 such as a distribution network of an electric power company and is used in connection with the system 9. The storage battery direct-coupled power generation system 1 includes a power generation module that generates power using sunlight. The storage battery direct-coupled power generation system 1 is connected to the grid 9, so that when the power generated by the solar battery is surplus, the surplus power is charged in the storage battery or flows to the grid 9 (power sale). On the other hand, the storage battery direct-coupled power generation system 1 receives supply of power from the grid 9 when the necessary power is insufficient (power purchase). In this way, in a power generation system with large fluctuations in generated power, such as photovoltaic power generation, power is supplied from the system to the system based on the generated power and load power without adjusting the load power. Power can be supplied.

太陽電池１２は、発電モジュールを含み、太陽光の光エネルギーを受けて、光電変換により発電し、発電による直流電力を出力する。   The solar cell 12 includes a power generation module, receives light energy of sunlight, generates power by photoelectric conversion, and outputs DC power by power generation.

ＤＣ／ＤＣ１３は、太陽電池１２により発電された直流電力を、双方向ＡＣ／ＤＣ６で系統電力に効率よく変換でき、かつ、直流電力で作動する直流負荷を作動させるために適した電圧に変換するため、直流−直流変換を行う。ＤＣ／ＤＣ１３は、例えばスイッチング電源を含み、電流をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチング素子を制御して、入力される直流電力の電圧を制御する。   The DC / DC 13 can convert the DC power generated by the solar battery 12 to a voltage suitable for operating a DC load that can be efficiently converted into system power by the bidirectional AC / DC 6 and operated by DC power. Therefore, DC-DC conversion is performed. The DC / DC 13 includes a switching power supply, for example, and controls a switching element for turning on / off the current to control the voltage of the input DC power.

蓄電池１１（蓄電池１１Ａ、蓄電池１１Ｂ、・・）は、蓄電池直結発電システム１に直結される蓄電池である。太陽電池１２の発電状況や、直流負荷１５で必要とされる負荷電力などに基づいて、制御部５の制御により、蓄電池１１Ａ等への充電や、蓄電池１１Ａからの放電が制御される。   The storage battery 11 (storage battery 11A, storage battery 11B,...) Is a storage battery directly connected to the storage battery direct-coupled power generation system 1. Based on the power generation status of the solar battery 12, load power required by the DC load 15, and the like, charging to the storage battery 11A and the like and discharging from the storage battery 11A are controlled by the control of the control unit 5.

接続制御回路１０（接続制御回路１０Ａ、接続制御回路１０Ｂ、・・）は、蓄電池直結発電システム１に接続される蓄電池１１に対応して配置され、蓄電池１１を新たに蓄電池直結発電システム１へと直結させる際に、蓄電池間の電圧差に基づく大きな突入電流の発生を防止するための所定の回路を含む。詳しくは後述する。図１に示すように、接続制御回路１０は、放電方向半導体ＳＷ２０（放電方向半導体ＳＷ２０Ａ等）と、充電方向半導体ＳＷ２１（充電方向半導体ＳＷ２１Ａ等）とを含む。放電方向半導体ＳＷ２０（放電方向半導体ＳＷ２０Ａ等）は、蓄電池を蓄電池直結発電システム１へ新たに接続する際に、制御部５の制御を受けて、蓄電池から蓄電池直結発電システム１へと放電される放電電圧を制御する。充電方向半導体ＳＷ２１（充電方向半導体ＳＷ２１Ａ等）は、蓄電池を蓄電池直結発電システム１へ新たに接続する際に、制御部５の制御を受けて、蓄電池直結発電システム１から蓄電池へと充電される充電電圧を制御する。接続制御回路１０の構成について、詳しくは後述する。   The connection control circuit 10 (connection control circuit 10A, connection control circuit 10B,...) Is arranged corresponding to the storage battery 11 connected to the storage battery direct-coupled power generation system 1, and the storage battery 11 is newly transferred to the storage battery direct-connection power generation system 1. A predetermined circuit for preventing the occurrence of a large inrush current based on the voltage difference between the storage batteries when directly connected is included. Details will be described later. As shown in FIG. 1, the connection control circuit 10 includes a discharge direction semiconductor SW20 (discharge direction semiconductor SW20A and the like) and a charge direction semiconductor SW21 (charge direction semiconductor SW21A and the like). The discharge direction semiconductor SW20 (discharge direction semiconductor SW20A, etc.) is discharged from the storage battery to the storage battery direct power generation system 1 under the control of the control unit 5 when a storage battery is newly connected to the storage battery direct power generation system 1. Control the voltage. Charging direction semiconductor SW21 (such as charging direction semiconductor SW21A) is charged from the storage battery direct-coupled power generation system 1 to the storage battery under the control of the control unit 5 when a storage battery is newly connected to the storage battery direct-coupled power generation system 1. Control the voltage. The configuration of the connection control circuit 10 will be described later in detail.

直流給電部１４は、制御部５の制御に従って、直流電力を供給する。直流給電部１４は、太陽電池１２が発電し、ＤＣ／ＤＣ１３によりＤＣ／ＤＣ変換された直流電力を受け付ける。直流給電部１４は、蓄電池１１が放電する直流電力を受ける。直流給電部１４は、直流電力を、直流負荷１５へ供給する。また、直流給電部１４は、制御部５の制御に従って、電力を双方向ＡＣ／ＤＣ６の売電用ＤＣ／ＡＣ１７へ供給する。   The DC power supply unit 14 supplies DC power according to the control of the control unit 5. The DC power supply unit 14 receives DC power generated by the solar battery 12 and DC / DC converted by the DC / DC 13. The DC power supply unit 14 receives DC power discharged from the storage battery 11. The DC power supply unit 14 supplies DC power to the DC load 15. Further, the DC power supply unit 14 supplies power to the DC / AC 17 for power sale of the bidirectional AC / DC 6 under the control of the control unit 5.

直流負荷１５は、直流電源の供給を受けて動作する負荷である。
双方向ＡＣ／ＤＣ６は、直流電力と交流電力とを変換する。双方向ＡＣ／ＤＣ６の買電用ＡＣ／ＤＣ１６は、蓄電池直結発電システム１において電力が不足する場合に、系統９から交流電力の供給を受け、交流電力を直流電力に変換する。売電用ＤＣ／ＡＣ１７は、蓄電池直結発電システム１において太陽電池１２により発電される発電電力を、系統９へ売電するため交流電力へ変換する。 The DC load 15 is a load that operates upon receiving a DC power supply.
The bidirectional AC / DC 6 converts direct current power and alternating current power. The AC / DC 16 for power purchase of the bi-directional AC / DC 6 receives supply of AC power from the grid 9 when the power is insufficient in the storage battery direct-coupled power generation system 1, and converts AC power into DC power. The DC / AC 17 for power sale converts the generated power generated by the solar battery 12 in the storage battery direct-coupled power generation system 1 into AC power for sale to the grid 9.

交流給電部７は、系統９から供給される交流電力を受けて、交流電力を、双方向ＡＣ／ＤＣ６と交流負荷８に供給する。   The AC power supply unit 7 receives AC power supplied from the system 9 and supplies AC power to the bidirectional AC / DC 6 and the AC load 8.

交流負荷８は、交流電力により動作する負荷であり、例えば交流電力を受けて動作する、家庭内の家電機器などである。   The AC load 8 is a load that operates by AC power, and is, for example, a household electrical appliance that operates by receiving AC power.

制御部５は、太陽電池１２の発電能力を効果的に発揮させるための制御、また、系統９と連系するために必要な制御を実施するため、蓄電池直結発電システム１における電力の変換や電力の供給を制御する。上記の制御部５による制御は、制御部５が、蓄電池１１から蓄電池に関する蓄電池情報（蓄電池システムのセンサーが検出する、蓄電池の電圧、電流などの情報を含む）を受けることにより実行される。また、制御部５は、直流給電部１４から、直流給電部１４が供給している直流電圧の供給状況を示す直流給電部電圧情報を受ける。制御部５は、直流給電部１４へ、直流給電部制御信号を出力して直流給電部１４を制御する。また、制御部５は、双方向ＡＣ／ＤＣ６へ双方向ＡＣ／ＤＣ制御信号を出力して、双方向ＡＣ／ＤＣ６を制御する。   The control unit 5 performs power conversion and power in the storage battery direct-coupled power generation system 1 in order to perform control for effectively demonstrating the power generation capability of the solar cell 12 and control necessary for interconnection with the grid 9. To control the supply. Control by said control part 5 is performed when the control part 5 receives the storage battery information (The information of the voltage of a storage battery, the current, etc. which the sensor of a storage battery system detects) from the storage battery 11 regarding a storage battery. The control unit 5 also receives DC power supply voltage information indicating the supply status of the DC voltage supplied from the DC power supply unit 14 from the DC power supply unit 14. The control unit 5 controls the DC power supply unit 14 by outputting a DC power supply unit control signal to the DC power supply unit 14. In addition, the control unit 5 outputs a bidirectional AC / DC control signal to the bidirectional AC / DC 6 to control the bidirectional AC / DC 6.

また、既に蓄電池が蓄電池直結発電システム１へ直結されている状態で、新たに蓄電池を蓄電池直結発電システム１へ直結させる場合に、蓄電池間に電圧差があると、大きな突入電流が発生する原因となり、機器を損傷し火災などの不具合につながりうる。そのため、制御部５は、既に蓄電池が蓄電池直結発電システム１へ直結されている状態で、新たに蓄電池を蓄電池直結発電システム１へ直結させる場合に、蓄電池間の電圧差を調節するため、半導体ＳＷ制御信号を出力して接続制御回路１０の動作を制御する。このとき、制御部５は、半導体スイッチの過渡領域の特性を活用する。半導体スイッチは、ある電圧の範囲内では、ゲート・エミッタ間の電圧に応じて、コレクタ電流が決定される。制御部５は、接続制御回路１０の半導体スイッチを徐々に作動させて、ゲート・エミッタ間の電圧を緩やかに上昇させることで、接続制御回路１０を、蓄電池の電流を制御するための抵抗として機能させる。   In addition, when a storage battery is already directly connected to the storage battery direct-coupled power generation system 1 and a new storage battery is directly connected to the storage battery direct-connection power generation system 1, if there is a voltage difference between the storage batteries, a large inrush current may be generated. This can damage the equipment and lead to malfunctions such as fire. Therefore, the control unit 5 adjusts the voltage difference between the storage batteries when the storage battery is directly connected to the storage battery direct power generation system 1 in a state where the storage battery is already directly connected to the storage battery direct connection power generation system 1. A control signal is output to control the operation of the connection control circuit 10. At this time, the control unit 5 utilizes the characteristics of the transient region of the semiconductor switch. In a semiconductor switch, a collector current is determined in accordance with a voltage between a gate and an emitter within a certain voltage range. The control unit 5 gradually operates the semiconductor switch of the connection control circuit 10 to gradually increase the voltage between the gate and the emitter, thereby functioning the connection control circuit 10 as a resistor for controlling the current of the storage battery. Let

蓄電池直結発電システム１は、上記の構成を備えることで、蓄電池を増設する際に、制御部５が接続制御回路１０を制御して、蓄電池と直流給電部１４とを切り離す。その後、制御部５が接続制御回路１０を制御して、接続制御回路１０の半導体スイッチの定格以上の電流や、突入電流が発生しないよう、蓄電池と直流給電部１４とを接続する。これにより、蓄電池直結発電システム１への蓄電池増設時に、大きな突入電流による破損や発火を防ぎ、突入電流によるヒューズ切れ等が発生しないようにする。   The storage battery direct-coupled power generation system 1 includes the above-described configuration, so that when the storage battery is added, the control unit 5 controls the connection control circuit 10 to disconnect the storage battery from the DC power supply unit 14. Thereafter, the control unit 5 controls the connection control circuit 10 to connect the storage battery and the DC power supply unit 14 so that a current exceeding the rating of the semiconductor switch of the connection control circuit 10 or an inrush current does not occur. As a result, when a storage battery is added to the storage battery direct-coupled power generation system 1, damage or ignition due to a large inrush current is prevented, and a fuse blown out due to the inrush current does not occur.

次に、制御部５が制御する各機能ブロックの詳細について、図面を用いて説明する。
＜１．２ 直流給電部１４の構成＞
図２は、蓄電池直結発電システム１の一部の詳細を示すブロック図である。図２に示すように、直流給電部１４は、蓄電池電力接続切り離し制御部２４と、ヒューズ２５とを含む。 Next, details of each functional block controlled by the control unit 5 will be described with reference to the drawings.
<1.2 Configuration of DC Power Supply Unit 14>
FIG. 2 is a block diagram showing details of a part of the storage battery direct-coupled power generation system 1. As shown in FIG. 2, the DC power supply unit 14 includes a storage battery power connection / disconnection control unit 24 and a fuse 25.

蓄電池電力接続切り離し制御部２４は、制御部５の制御に従って、蓄電池直結発電システム１と蓄電池１１との接続または切り離しを制御する。蓄電池電力接続切り離し制御部２４は、制御部５の制御に従って、蓄電池１１（蓄電池１１Ａ）への直流電圧の充電や、蓄電池１１（蓄電池１１Ａ）からの放電を制御する。   The storage battery power connection / disconnection control unit 24 controls connection or disconnection between the storage battery direct-coupled power generation system 1 and the storage battery 11 in accordance with the control of the control unit 5. The storage battery power connection / disconnection control unit 24 controls the charging of the DC voltage to the storage battery 11 (storage battery 11A) and the discharge from the storage battery 11 (storage battery 11A) according to the control of the control unit 5.

ヒューズ２５は、定格以上の電流から各回路を保護する。ヒューズ２５は、通常の動作時は、低抵抗の導体として振る舞い、定格以上の電流が流れた場合に、ヒューズの導体抵抗に流れる電流によって発生する熱により溶解し、電流を遮断する。   The fuse 25 protects each circuit from a current exceeding the rating. During normal operation, the fuse 25 behaves as a low-resistance conductor. When a current exceeding the rating flows, the fuse 25 is melted by the heat generated by the current flowing through the conductor resistance of the fuse and cuts off the current.

＜１．３ 半導体の過渡特性＞
次に、本実施形態の接続制御回路１０の制御で用いられる、半導体スイッチの過渡特性について説明する。 <1.3 Transient characteristics of semiconductors>
Next, the transient characteristics of the semiconductor switch used in the control of the connection control circuit 10 of this embodiment will be described.

図３は、半導体スイッチの過渡特性を示す図である。半導体スイッチは、ゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥが増加するにつれて、コレクタ電流ＩＣが増加していく。図３に示す例では、半導体スイッチのゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥが４Ｖ〜８Ｖ程度の間で徐々に上昇するにつれて、コレクタ電流ＩＣが徐々に増加していく。このように、半導体スイッチの過渡特性を用いて、ゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥを、所定の電圧内で徐々に上昇させることで、半導体スイッチを流れる電流を制御することができる。   FIG. 3 is a diagram showing transient characteristics of the semiconductor switch. In the semiconductor switch, the collector current IC increases as the gate-emitter voltage VGE increases. In the example shown in FIG. 3, the collector current IC gradually increases as the gate-emitter voltage VGE of the semiconductor switch gradually increases between about 4V and 8V. As described above, the current flowing through the semiconductor switch can be controlled by gradually increasing the gate-emitter voltage VGE within a predetermined voltage using the transient characteristics of the semiconductor switch.

例えば、ゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥと、コレクタ電流ＩＣとを変数とする関数において、ゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥを所定電圧だけ増分させた場合に対応する、コレクタ電流ＩＣの増分が閾値以下の場合（ゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥの上昇に対して、コレクタ電流ＩＣの増加が比較的ゆるやかな場合）と、閾値を超える場合とで、ゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥの上昇幅を変更してもよい。また、ゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥを、所定電圧の範囲内（例えば、図３の例では４Ｖ〜８Ｖ）では、固定の上昇幅で緩やかに上昇させることとしてもよい。   For example, in the function having the gate-emitter voltage VGE and the collector current IC as variables, the increase in the collector current IC corresponding to the case where the gate-emitter voltage VGE is incremented by a predetermined voltage is equal to or less than the threshold value ( The increase width of the gate-emitter voltage VGE may be changed depending on whether the increase in the collector current IC is relatively gradual with respect to the increase in the gate-emitter voltage VGE) and when the threshold value is exceeded. Further, the gate-emitter voltage VGE may be gradually increased with a fixed increase range within a predetermined voltage range (for example, 4V to 8V in the example of FIG. 3).

＜１．４ 接続制御回路１０の構成＞
次に、接続制御回路１０の構成の詳細について、図面を用いて説明する。 <1.4 Configuration of Connection Control Circuit 10>
Next, details of the configuration of the connection control circuit 10 will be described with reference to the drawings.

図４は、本実施形態における接続制御回路１０の詳細な構成を示す図である。なお、図４では、接続制御回路１０の一部（接続制御回路１０Ａ）を示している。   FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of the connection control circuit 10 in the present embodiment. FIG. 4 shows a part of the connection control circuit 10 (connection control circuit 10A).

図４に示すように、接続制御回路１０Ａは、制御部５から半導体ＳＷ（スイッチ）制御信号を受けて動作する。放電方向半導体ＳＷ２０Ａは、半導体ＳＷ制御信号として、放電方向制御信号を制御部５から受けて動作する。充電方向半導体ＳＷ２１Ａは、半導体ＳＷ制御信号として、充電方向制御信号を制御部５から受けて動作する。   As shown in FIG. 4, the connection control circuit 10 </ b> A operates by receiving a semiconductor SW (switch) control signal from the control unit 5. The discharge direction semiconductor SW20A operates by receiving a discharge direction control signal from the control unit 5 as a semiconductor SW control signal. The charge direction semiconductor SW21A operates by receiving a charge direction control signal from the control unit 5 as a semiconductor SW control signal.

放電方向半導体ＳＷ２０Ａは、ＭＯＳトランジスタ４３と、ダイオード４４とを含む。ＭＯＳトランジスタ４３は、放電方向制御信号をゲート端子に受けて駆動される。ＭＯＳトランジスタ４３は、放電方向制御信号に応じて、蓄電池１１Ａの放電方向の電流を、直流給電部１４へ供給する。ダイオード４４は、整流作用を有する。ダイオード４４は、直流給電部１４から蓄電池１１Ａへと充電する方向の電流を通し、蓄電池１１Ａから直流給電部１４へ放電する方向の電流を流れにくくする。   The discharge direction semiconductor SW20A includes a MOS transistor 43 and a diode 44. The MOS transistor 43 is driven by receiving a discharge direction control signal at the gate terminal. The MOS transistor 43 supplies a current in the discharge direction of the storage battery 11A to the DC power supply unit 14 in response to the discharge direction control signal. The diode 44 has a rectifying action. The diode 44 passes a current in the direction of charging from the DC power supply unit 14 to the storage battery 11 </ b> A and makes it difficult to flow a current in the direction of discharge from the storage battery 11 </ b> A to the DC power supply unit 14.

充電方向半導体ＳＷ２１Ａは、ＭＯＳトランジスタ４１と、ダイオード４２とを含む。ＭＯＳトランジスタ４１は、充電方向制御信号をゲート端子に受けて駆動される。ＭＯＳトランジスタ４１は、充電方向制御信号に応じて、蓄電池１１Ａの充電方向の電流を、直流給電部１４へ供給する。ダイオード４２は、整流作用を有する。ダイオード４２は、蓄電池１１Ａから直流給電部１４へと放電する方向の電流を通し、直流給電部１４から蓄電池１１Ａへ充電する方向の電流を流れにくくする。   The charge direction semiconductor SW 21 </ b> A includes a MOS transistor 41 and a diode 42. The MOS transistor 41 is driven by receiving a charge direction control signal at the gate terminal. The MOS transistor 41 supplies a current in the charging direction of the storage battery 11A to the DC power supply unit 14 in accordance with the charging direction control signal. The diode 42 has a rectifying action. The diode 42 passes a current in the direction of discharging from the storage battery 11A to the DC power supply unit 14, and makes it difficult for the current in the direction of charging from the DC power supply unit 14 to the storage battery 11A to flow.

上記図４の構成であると、半導体スイッチ素子として、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）、ボディダイオード付きのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ダイオードなしのＩＧＢＴなどを利用することができる。   With the configuration shown in FIG. 4, an FET (Field Effect Transistor), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) with a body diode, an IGBT without a diode, or the like can be used as the semiconductor switch element.

＜１．５ 動作＞
上記図４に示す回路例を用いて、制御部５の動作を説明する。制御部５は、蓄電池直結発電システム１に蓄電池を増設する際に、接続制御回路１０に含まれる半導体スイッチの、ゲート・エミッタ間電圧を、この図３の半導体特性の例では４〜８Ｖ程度の間で徐々に上昇させる。これにより、半導体スイッチを経由して、徐々に蓄電池と蓄電池直結発電システム１との間で電流が流れるようになる。こうすることで、蓄電池の増設時に、蓄電池間の電圧の差が徐々に小さくなるようにし、大きな突入電流が流れないよう制御する。図４の例では、半導体スイッチとして、接続制御回路１０Ａには、充電方向半導体ＳＷ２１ＡにＭＯＳトランジスタ４１が含まれ、放電方向半導体ＳＷ２０ＡにＭＯＳトランジスタ４３が含まれる。制御部５は、蓄電池直結発電システム１に蓄電池を増設する際に、充電または放電に応じて、ＭＯＳトランジスタ４１またはＭＯＳトランジスタ４３のゲート・エミッタ間電圧を、徐々に上昇させる。 <1.5 Operation>
The operation of the control unit 5 will be described using the circuit example shown in FIG. When the storage unit is added to the storage battery direct-coupled power generation system 1, the control unit 5 sets the gate-emitter voltage of the semiconductor switch included in the connection control circuit 10 to about 4 to 8 V in the semiconductor characteristic example of FIG. Raise gradually between. As a result, a current gradually flows between the storage battery and the direct storage power generation system 1 via the semiconductor switch. In this way, when adding storage batteries, the voltage difference between the storage batteries is gradually reduced so that a large inrush current does not flow. In the example of FIG. 4, as a semiconductor switch, the connection control circuit 10A includes the MOS transistor 41 in the charge direction semiconductor SW21A and the MOS transistor 43 in the discharge direction semiconductor SW20A. The control unit 5 gradually increases the gate-emitter voltage of the MOS transistor 41 or the MOS transistor 43 according to charge or discharge when adding a storage battery to the storage battery direct-coupled power generation system 1.

制御部５は、蓄電池１１から蓄電池情報を取得して、各種センサーの値に基づいて、大きな突入電流が流れない状況になると判定する（例えば、蓄電池間の電圧差が所定の閾値以下の場合）と、接続制御回路１０に含まれる半導体スイッチ（図４の例では、ＭＯＳトランジスタ４１またはＭＯＳトランジスタ４３）のゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥを１２Ｖ以上とし、完全にＯＮさせる。   The control part 5 acquires storage battery information from the storage battery 11, and determines that it will be in the condition where a big inrush current does not flow based on the value of various sensors (for example, when the voltage difference between storage batteries is below a predetermined threshold value). Then, the gate-emitter voltage VGE of the semiconductor switch (MOS transistor 41 or MOS transistor 43 in the example of FIG. 4) included in the connection control circuit 10 is set to 12 V or more and is completely turned on.

また、制御部５は、蓄電池を蓄電池直結発電システム１から切り離す場合は、接続制御回路１０の半導体スイッチのゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥを０Ｖ以下にし、電流が流れないよう制御する。   Further, when disconnecting the storage battery from the storage battery direct-coupled power generation system 1, the control unit 5 controls the gate-emitter voltage VGE of the semiconductor switch of the connection control circuit 10 to 0 V or less so that no current flows.

蓄電池直結発電システム１は、上記構成を備えることにより、蓄電池直結発電システム１に蓄電池を直結させる際に、接続制御回路１０の半導体スイッチを制御して、電流を制限しながら蓄電池を直結させることができ、大きな突入電流の発生を防止することができる。   When the storage battery direct-coupled power generation system 1 has the above-described configuration, when the storage battery is directly coupled to the storage battery direct-coupled power generation system 1, the storage battery direct control system 1 controls the semiconductor switch of the connection control circuit 10 to directly connect the storage battery while limiting the current. And generation of a large inrush current can be prevented.

＜２．１ 変形例１＞
次に、接続制御回路１０の変形例について、図面を用いて説明する。 <2.1 Modification 1>
Next, a modification of the connection control circuit 10 will be described with reference to the drawings.

図５は、接続制御回路１０の変形例１を示す図である。
図５に示すように、変形例１における放電方向半導体ＳＷ２０Ａにおいて、制御部５から半導体ＳＷ制御信号として、放電方向制御信号と、放電ＳＷ制御信号とを受けて動作する。放電方向半導体ＳＷ２０Ａは、ＭＯＳトランジスタ６１と、抵抗６２と、ＭＯＳトランジスタ６３とを含む。変形例1における充電方向半導体ＳＷ２１Ａにおいて、半導体ＳＷ制御信号として、制御部５から充電方向制御信号と、充電ＳＷ制御信号とを受けて動作する。充電方向半導体ＳＷ２１Ａは、ＭＯＳトランジスタ６４と、抵抗６５と、ＭＯＳトランジスタ６６とを含む。 FIG. 5 is a diagram illustrating a first modification of the connection control circuit 10.
As shown in FIG. 5, the discharge direction semiconductor SW 20 </ b> A according to Modification 1 operates by receiving a discharge direction control signal and a discharge SW control signal as a semiconductor SW control signal from the control unit 5. The discharge direction semiconductor SW20A includes a MOS transistor 61, a resistor 62, and a MOS transistor 63. The charge direction semiconductor SW 21A according to the first modification operates by receiving the charge direction control signal and the charge SW control signal from the control unit 5 as the semiconductor SW control signal. The charge direction semiconductor SW21A includes a MOS transistor 64, a resistor 65, and a MOS transistor 66.

変形例１では、蓄電池増設時など、電流制限が必要な場合、放電方向半導体ＳＷ２０または充電方向半導体ＳＷ２１を作動させ、抵抗により電流制限を実施する。これにより、機器に大きな突入電流が流れないよう制御する。具体的には、電流制限が必要な場合、制御部５は、放電ＳＷ制御信号または充電ＳＷ制御信号により、ＭＯＳトランジスタ６３またはＭＯＳトランジスタ６６を駆動する。この駆動の間、制御部５は、放電方向制御信号または充電方向制御信号をオンにせず、ＭＯＳトランジスタ６１またはＭＯＳトランジスタ６４を駆動させない。これにより、抵抗６２または抵抗６５が機能して、制御部５は、抵抗により電流制限を実施する。   In the first modification, when current limitation is necessary, for example, when a storage battery is added, the discharge direction semiconductor SW20 or the charge direction semiconductor SW21 is operated, and current limitation is performed by resistance. Thereby, it controls so that a big inrush current may not flow into an apparatus. Specifically, when current limitation is necessary, the control unit 5 drives the MOS transistor 63 or the MOS transistor 66 by the discharge SW control signal or the charge SW control signal. During this drive, the controller 5 does not turn on the discharge direction control signal or the charge direction control signal, and does not drive the MOS transistor 61 or the MOS transistor 64. Thereby, the resistor 62 or the resistor 65 functions, and the control unit 5 performs current limitation by the resistor.

制御部５は、蓄電池１１から蓄電池情報を取得して、各種センサーの値に基づいて、大きな突入電流が流れない状況になると判定する（例えば、蓄電池間の電圧差が、大きな突入電流が流れない所定の閾値以下の場合）と、放電方向制御信号または充電方向制御信号により、接続制御回路１０に含まれる半導体スイッチ（図５の例では、ＭＯＳトランジスタ６１またはＭＯＳトランジスタ６４）のゲート・エミッタ間電圧ＶＧＥを１２Ｖ以上とし、完全にＯＮさせる。これにより、電力ロスを抑えて蓄電池を新たに蓄電池直結発電システム１に増設することができる。   The control unit 5 acquires storage battery information from the storage battery 11 and determines that a large inrush current does not flow based on the values of various sensors (for example, a large inrush current does not flow due to a voltage difference between the storage batteries). And a gate-emitter voltage of a semiconductor switch (MOS transistor 61 or MOS transistor 64 in the example of FIG. 5) included in the connection control circuit 10 according to a discharge direction control signal or a charge direction control signal. Set VGE to 12V or more and turn it on completely. Thereby, it is possible to newly add a storage battery to the storage battery direct-coupled power generation system 1 while suppressing power loss.

＜２．２ 変形例２＞
次に、接続制御回路１０の別の変形例（変形例２）について、図面を用いて説明する。 <2.2 Modification 2>
Next, another modified example (modified example 2) of the connection control circuit 10 will be described with reference to the drawings.

図６は、接続制御回路１０の変形例２を示す図である。図４と比較すると、図４の例では、半導体スイッチが直列に接続されているのに対し、図６の例では、半導体スイッチが並列に配置されている。放電方向半導体ＳＷ２０Ａは、ＭＯＳトランジスタ７１を含む。ＭＯＳトランジスタ７１は、制御部５からの放電方向制御信号により駆動される。充電方向半導体ＳＷ２１Ａは、ＭＯＳトランジスタ７４を含む。ＭＯＳトランジスタ７４は、制御部５からの充電方向制御信号により駆動される。   FIG. 6 is a diagram illustrating a second modification of the connection control circuit 10. Compared with FIG. 4, in the example of FIG. 4, the semiconductor switches are connected in series, whereas in the example of FIG. 6, the semiconductor switches are arranged in parallel. The discharge direction semiconductor SW20A includes a MOS transistor 71. The MOS transistor 71 is driven by a discharge direction control signal from the control unit 5. The charge direction semiconductor SW21A includes a MOS transistor 74. The MOS transistor 74 is driven by a charge direction control signal from the control unit 5.

上記の実施形態と同様に、制御部５は、蓄電池直結発電システム１に蓄電池を増設する際に、ＭＯＳトランジスタ７１またはＭＯＳトランジスタ７４のゲート・エミッタ間電圧を、徐々に上昇させる。これにより、蓄電池直結発電システム１に蓄電池を直結させる際に、接続制御回路１０の半導体スイッチを制御して、電流を制限しながら蓄電池を直結させることができ、大きな突入電流の発生を防止することができる。また、変形例２の例によると、半導体スイッチでの損失は、充電、放電とも半導体スイッチ１個分となり、損失が小さくなる。   Similar to the above-described embodiment, when adding a storage battery to the storage battery direct-coupled power generation system 1, the control unit 5 gradually increases the gate-emitter voltage of the MOS transistor 71 or the MOS transistor 74. Thereby, when directly connecting a storage battery to the storage battery direct-coupled power generation system 1, it is possible to control the semiconductor switch of the connection control circuit 10 to directly connect the storage battery while limiting the current, thereby preventing the occurrence of a large inrush current. Can do. Further, according to the example of the modification example 2, the loss in the semiconductor switch is one semiconductor switch for both charging and discharging, and the loss is reduced.

＜２．３ 変形例３＞
次に、接続制御回路１０に含まれる放電方向半導体ＳＷ２０、充電方向半導体ＳＷ２１の変形例（変形例３）について、図面を用いて説明する。変形例３では、蓄電池１１からの放電、および、蓄電池１１への充電に、リレー回路を用いる。 <2.3 Modification 3>
Next, a modified example (modified example 3) of the discharge direction semiconductor SW20 and the charge direction semiconductor SW21 included in the connection control circuit 10 will be described with reference to the drawings. In the modification 3, a relay circuit is used for discharging from the storage battery 11 and charging the storage battery 11.

図７は、変形例３における放電方向半導体ＳＷ２０、充電方向半導体ＳＷ２１、制御部５を示す図である。直流のリレー回路は、リレーをオフして切断する時に、アークによる電流の続流を防止するため、リレー回路への電力の入力（ＩＮ）と、電力の出力（ＯＵＴ）の極性が定まっている。図７に示すようにリレー回路を配置することで、制御部５は、蓄電池１１の充電、放電を制御する。   FIG. 7 is a diagram illustrating the discharge direction semiconductor SW20, the charge direction semiconductor SW21, and the control unit 5 according to the third modification. In the DC relay circuit, when the relay is turned off and disconnected, the polarity of the power input (IN) and the power output (OUT) to the relay circuit is determined in order to prevent the current from flowing due to the arc. . By arranging the relay circuit as shown in FIG. 7, the control unit 5 controls charging and discharging of the storage battery 11.

図７に示すように、放電方向半導体ＳＷ２０Ａは、放電方向リレー回路８１と、抵抗８２と、放電方向リレー回路８３とを含む。充電方向半導体ＳＷ２１Ａは、充電方向リレー回路８４と、抵抗８５と、充電方向リレー回路８６とを含む。制御部５は、各リレー回路を駆動するため、電流制限駆動回路５１と、放電方向制御リレー駆動回路５２と、充電方向制御リレー駆動回路５３と、電流制限駆動回路５４とを含む。電流制限駆動回路５１は、放電方向リレー回路８３を駆動する。放電方向制御リレー駆動回路５２は、放電方向リレー回路８１を駆動する。充電方向制御リレー駆動回路５３は、充電方向リレー回路８６を駆動する。電流制限駆動回路５４は、充電方向リレー回路８４を駆動する。   As shown in FIG. 7, the discharge direction semiconductor SW 20 </ b> A includes a discharge direction relay circuit 81, a resistor 82, and a discharge direction relay circuit 83. Charging direction semiconductor SW 21 </ b> A includes a charging direction relay circuit 84, a resistor 85, and a charging direction relay circuit 86. The control unit 5 includes a current limit drive circuit 51, a discharge direction control relay drive circuit 52, a charge direction control relay drive circuit 53, and a current limit drive circuit 54 for driving each relay circuit. The current limiting drive circuit 51 drives the discharge direction relay circuit 83. The discharge direction control relay drive circuit 52 drives the discharge direction relay circuit 81. The charging direction control relay drive circuit 53 drives the charging direction relay circuit 86. The current limiting drive circuit 54 drives the charging direction relay circuit 84.

制御部５は、蓄電池１１の放電時は、電流制限駆動回路５１および放電方向制御リレー駆動回路５２により、放電方向リレー回路８３および放電方向リレー回路８１を駆動して、蓄電池電力を直流給電部１４へ供給する。制御部５は、蓄電池１１の充電時は、充電方向制御リレー駆動回路５３および電流制限駆動回路５４により、充電方向リレー回路８６および充電方向リレー回路８４を駆動して、直流給電部１４の電力を蓄電池へ供給する。   When the storage battery 11 is discharged, the control unit 5 drives the discharge direction relay circuit 83 and the discharge direction relay circuit 81 by the current limiting drive circuit 51 and the discharge direction control relay drive circuit 52 to supply the storage battery power to the DC power supply unit 14. To supply. When charging the storage battery 11, the control unit 5 drives the charging direction relay circuit 86 and the charging direction relay circuit 84 by the charging direction control relay driving circuit 53 and the current limiting driving circuit 54, and uses the power of the DC power feeding unit 14. Supply to storage battery.

リレー回路は、リレーを接続してリレーをオンにすると、抵抗成分がないため、突入電流が発生しうる。そのため、蓄電池１１による充電、放電の開始時や、蓄電池１１の増設時に、電流制限をする必要がある。電流制限をする場合、制御部５は、蓄電池１１の放電および充電時に、まず、電流制限駆動回路５１、充電方向制御リレー駆動回路５３のリレーをオンにする。放電方向リレー回路８３、充電方向リレー回路８６と直列に接続されている抵抗８２、抵抗８５により、リレー接続時の突入電流の発生を防止する。   When the relay circuit is connected and the relay is turned on, there is no resistance component, and thus an inrush current may be generated. Therefore, it is necessary to limit the current when charging or discharging by the storage battery 11 is started or when the storage battery 11 is added. When current limiting is performed, the controller 5 first turns on the relays of the current limiting drive circuit 51 and the charging direction control relay drive circuit 53 when the storage battery 11 is discharged and charged. Generation of inrush current at the time of relay connection is prevented by the resistor 82 and the resistor 85 connected in series with the discharge direction relay circuit 83 and the charge direction relay circuit 86.

その後、リレーの接続により、蓄電池１１と直流給電部１４との入出力の電位差が少なくなると、突入電流の発生のおそれが小さくなる。この状態で、制御部５は、放電または充電に応じて、放電方向制御リレー駆動回路５２または電流制限駆動回路５４により、放電方向リレー回路８１または充電方向リレー回路８４を駆動する。また、制御部５は、電流制限駆動回路５１または充電方向制御リレー駆動回路５３により、放電方向リレー回路８３または充電方向リレー回路８６をオフにする。これにより、放電または充電時に、電力のロスなく蓄電池１１と直流給電部１４とを接続することができる。   Thereafter, when the potential difference between the input and output between the storage battery 11 and the DC power supply unit 14 is reduced due to the connection of the relay, the risk of occurrence of an inrush current is reduced. In this state, the controller 5 drives the discharge direction relay circuit 81 or the charge direction relay circuit 84 by the discharge direction control relay drive circuit 52 or the current limit drive circuit 54 according to the discharge or charge. Further, the control unit 5 turns off the discharging direction relay circuit 83 or the charging direction relay circuit 86 by the current limiting driving circuit 51 or the charging direction control relay driving circuit 53. Thereby, the storage battery 11 and the DC power supply unit 14 can be connected without loss of power during discharging or charging.

このように各実施形態について説明してきたが、これら実施形態を組み合わせてもよいことはいうまでもない。   Each embodiment has been described above, but it goes without saying that these embodiments may be combined.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

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ないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した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。   The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１ 蓄電池直結発電システム、５ 制御部、６ 双方向ＡＣ／ＤＣ、７ 交流給電部、８ 交流負荷、９ 系統、１０ 接続制御回路、１１ 蓄電池、１２ 太陽電池、１３ ＤＣ／ＤＣ、１４ 直流給電部、１５ 直流負荷、１６ 買電用ＡＣ／ＤＣ、１７ 売電用ＤＣ／ＡＣ、２０ 放電方向半導体ＳＷ、２１ 充電方向半導体ＳＷ、２４ 蓄電池電力接続切り離し制御部、２５ ヒューズ、４１ ＭＯＳトランジスタ、４２ ダイオード、４３ ＭＯＳトランジスタ、４４ ダイオード、５１ 電流制限駆動回路、５２ 放電方向制御リレー駆動回路、５３ 充電方向制御リレー駆動回路、５４ 電流制限駆動回路、６１ ＭＯＳトランジスタ、６２ 抵抗、６３ ＭＯＳトランジスタ、６４ ＭＯＳトランジスタ、６５ 抵抗、６６ ＭＯＳトランジスタ、７１ ＭＯＳトランジスタ、７４ ＭＯＳトランジスタ、８１ 放電方向リレー回路、８２ 抵抗、８３ 放電方向リレー回路、８４ 充電方向リレー回路、８５ 抵抗、８６ 充電方向リレー回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Direct storage battery power generation system, 5 Control part, 6 Bi-directional AC / DC, 7 AC power supply part, 8 AC load, 9 systems, 10 Connection control circuit, 11 Storage battery, 12 Solar battery, 13 DC / DC, 14 DC power supply part , 15 DC load, 16 AC / DC for power purchase, 17 DC / AC for power sale, 20 discharge direction semiconductor SW, 21 charge direction semiconductor SW, 24 storage battery power connection disconnection control unit, 25 fuse, 41 MOS transistor, 42 diode , 43 MOS transistor, 44 diode, 51 current limit drive circuit, 52 discharge direction control relay drive circuit, 53 charge direction control relay drive circuit, 54 current limit drive circuit, 61 MOS transistor, 62 resistor, 63 MOS transistor, 64 MOS transistor , 65 resistor, 66 MOS transistor, 71 MOS transistor, 74 MOS transistor, 81 discharge direction relay circuit, 82 resistor, 83 discharge direction relay circuit, 84 charge direction relay circuit, 85 resistor, 86 charge direction relay circuit.

Claims (8)

１以上の蓄電池と接続され、発電システムにおける電力変換を制御する電力制御装置であって、
直流電力を供給するための直流給電部と、
前記電力制御装置に接続される前記蓄電池と前記直流給電部とを接続するための半導体スイッチ回路を含む接続部と、
前記接続部へ接続される前記蓄電池と前記直流給電部との電圧差に基づいて、制御信号を前記半導体スイッチ回路へ出力することにより、前記半導体スイッチ回路のオンオフを制御する制御部とを含む、
電力制御装置。 A power control device connected to one or more storage batteries and controlling power conversion in a power generation system,
A DC power supply for supplying DC power;
A connection unit including a semiconductor switch circuit for connecting the storage battery connected to the power control device and the DC power supply unit;
A control unit that controls on / off of the semiconductor switch circuit by outputting a control signal to the semiconductor switch circuit based on a voltage difference between the storage battery connected to the connection unit and the DC power supply unit;
Power control device. 前記半導体スイッチ回路は、複数のＭＯＳトランジスタからなり、
前記制御部は、前記ＭＯＳトランジスタのゲート・エミッタ間電圧とコレクタ電流との対応関係の過渡特性に基づいて、前記ＭＯＳトランジスタの電流増加ペースが一定値以下となるよう、前記ＭＯＳトランジスタのゲート端子に印加する前記制御信号の電圧の大きさを制御する、
請求項１記載の電力制御装置。 The semiconductor switch circuit is composed of a plurality of MOS transistors,
Based on the transient characteristics of the correspondence between the gate-emitter voltage of the MOS transistor and the collector current, the control unit applies the gate terminal of the MOS transistor so that the current increase pace of the MOS transistor is less than a certain value. Controlling the magnitude of the voltage of the control signal to be applied;
The power control apparatus according to claim 1. 前記接続部は、前記直流給電部から前記蓄電池へ充電する方向の電流を制御するための充電方向ＭＯＳトランジスタと、前記蓄電池から前記直流給電部へ放電する方向の電流を制御するための放電方向ＭＯＳトランジスタとを含み、
前記充電方向ＭＯＳトランジスタと、前記放電方向ＭＯＳトランジスタは、直列に接続される、
請求項２記載の電力制御装置。 The connection unit includes a charge direction MOS transistor for controlling a current in a direction to charge the storage battery from the DC power supply unit, and a discharge direction MOS for controlling a current in a direction to discharge from the storage battery to the DC power supply unit. Including a transistor,
The charge direction MOS transistor and the discharge direction MOS transistor are connected in series.
The power control apparatus according to claim 2. 前記接続部は、前記直流給電部から前記蓄電池へ充電する方向の電流を制御するための充電方向ＭＯＳトランジスタと、前記蓄電池から前記直流給電部へ放電する方向の電流を制御するための放電方向ＭＯＳトランジスタとを含み、
前記充電方向ＭＯＳトランジスタと、前記放電方向ＭＯＳトランジスタは、並列に接続される、
請求項２記載の電力制御装置。 The connection unit includes a charge direction MOS transistor for controlling a current in a direction to charge the storage battery from the DC power supply unit, and a discharge direction MOS for controlling a current in a direction to discharge from the storage battery to the DC power supply unit. Including a transistor,
The charge direction MOS transistor and the discharge direction MOS transistor are connected in parallel.
The power control apparatus according to claim 2. 前記半導体スイッチ回路は、複数のＭＯＳトランジスタからなり、
前記接続部は、第１のＭＯＳトランジスタと、所定の抵抗値を有する抵抗との組が直列に接続されるとともに、前記組と第２のＭＯＳトランジスタとが並列に接続され、
前記制御部は、前記蓄電池と前記直流給電部との電圧差に応じて、前記第１のＭＯＳトランジスタまたは前記第２のＭＯＳトランジスタのいずれかをオンにする、
請求項１記載の電力制御装置。 The semiconductor switch circuit is composed of a plurality of MOS transistors,
In the connection portion, a set of a first MOS transistor and a resistor having a predetermined resistance value is connected in series, and the set and a second MOS transistor are connected in parallel.
The control unit turns on either the first MOS transistor or the second MOS transistor according to a voltage difference between the storage battery and the DC power supply unit.
The power control apparatus according to claim 1. １以上の蓄電池と接続され、発電システムにおける電力変換を制御する電力制御装置であって、
直流電力を供給するための直流給電部と、
前記電力制御装置に接続される前記蓄電池と前記直流給電部とを接続するためのリレー回路を含む接続部と、
前記接続部へ接続される前記蓄電池と前記直流給電部との電圧差に基づいて、制御信号を前記リレー回路へ出力することにより、前記リレー回路のオンオフを制御する制御部とを含む、
電力制御装置。 A power control device connected to one or more storage batteries and controlling power conversion in a power generation system,
A DC power supply for supplying DC power;
A connection unit including a relay circuit for connecting the storage battery and the DC power supply unit connected to the power control device;
A control unit that controls on / off of the relay circuit by outputting a control signal to the relay circuit based on a voltage difference between the storage battery connected to the connection unit and the DC power supply unit;
Power control device. 発電システムにおける電力変換を制御する電力制御装置と接続される蓄電池であって、
前記電力制御装置は、
直流電力を供給するための直流給電部と、
前記蓄電池と前記直流給電部との電圧差に基づいて、制御信号を出力する制御部とを含み、
前記蓄電池は、
前記電力制御装置からの制御信号を受け付ける受付部と、
前記直流給電部と接続するための半導体スイッチ回路を含み、前記制御信号により前記半導体スイッチ回路が駆動される半導体スイッチ回路部とを含む、
蓄電池。 A storage battery connected to a power control device for controlling power conversion in a power generation system,
The power control device
A DC power supply for supplying DC power;
A control unit that outputs a control signal based on a voltage difference between the storage battery and the DC power supply unit;
The storage battery is
A receiving unit for receiving a control signal from the power control device;
Including a semiconductor switch circuit for connecting to the DC power supply unit, and including a semiconductor switch circuit unit in which the semiconductor switch circuit is driven by the control signal,
Storage battery. 電力制御システムであって、
１以上の蓄電池と、
直流電力を供給するための直流給電部と、
前記蓄電池と前記直流給電部とを接続するための半導体スイッチ回路を複数含む接続部と、
前記接続部へ接続される前記蓄電池と前記直流給電部との電圧差に基づいて、制御信号を前記半導体スイッチ回路へ出力することにより、前記半導体スイッチ回路のオンオフを制御する制御部とを含む、
電力制御システム。 A power control system,
One or more storage batteries,
A DC power supply for supplying DC power;
A connection unit including a plurality of semiconductor switch circuits for connecting the storage battery and the DC power supply unit;
A control unit that controls on / off of the semiconductor switch circuit by outputting a control signal to the semiconductor switch circuit based on a voltage difference between the storage battery connected to the connection unit and the DC power supply unit;
Power control system.
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