JP2015164377A - 直流給電システム、給電制御装置、及び給電制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】発電装置が発電する電力を有効に利用する。【解決手段】直流給電システムは、商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、直流供給線を介して負荷装置に供給する整流装置と、電力を発電し、発電した電力を直流電力として出力する発電装置と、発電装置が出力する第1の出力電圧を第2の出力電圧に変換し、変換した第2の出力電圧を直流供給線に出力する変換器と、発電装置が出力する直流電力を、変換器をバイパスさせて直流供給線に供給するスイッチ部と、第1の出力電圧を検出する第1電圧検出部と、スイッチ部の開閉状態を少なくとも制御する給電制御装置とを備え、給電制御装置は、第1電圧検出部によって検出された第1の出力電圧が、所定の電圧範囲内にある場合に、スイッチ部に対して、発電装置が出力する直流電力を、変換器をバイパスさせて直流供給線に供給させる制御を行うバイパス制御部を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、直流給電システム、給電制御装置、及び給電制御方法に関する。
商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を負荷装置(電力を消費する装置など)に供給する直流給電システムが知られている。このような直流給電システムでは、交流電力を直流電力に変換する整流装置の出力線(直流供給線)を介して負荷装置に電力を供給するとともに、停電等の異常が発生した際に一時的に電力を供給する蓄電装置が接続されることがある(例えば、特許文献1を参照)。
また、上述のような直流給電システムでは、さらに、太陽光発電装置などの直流電力を出力する発電装置を備え、負荷装置には、商用電源系統と発電装置と蓄電装置とから選択的に電力が供給される場合がある。このような場合には、例えば、特許文献2に記載されているように、発電装置は、DC/DCコンバータを含むパワーコンディショナ(以下、PCSということがある)を介して直流供給線に接続されるとともに、蓄電装置は、双方向DC/DCコンバータを介して直流供給線に接続される。
また、上述のような直流給電システムでは、さらに、太陽光発電装置などの直流電力を出力する発電装置を備え、負荷装置には、商用電源系統と発電装置と蓄電装置とから選択的に電力が供給される場合がある。このような場合には、例えば、特許文献2に記載されているように、発電装置は、DC/DCコンバータを含むパワーコンディショナ(以下、PCSということがある)を介して直流供給線に接続されるとともに、蓄電装置は、双方向DC/DCコンバータを介して直流供給線に接続される。
しかしながら、上述のような直流給電システムでは、発電装置が発電した電力は、DC/DCコンバータを含むPCSを介して直流供給線に供給される。この場合、発電装置が発電した電力には、DC/DCコンバータの変換による損失が生じるため、上述のような直流給電システムでは、発電装置が発電する電力を有効に利用できないことがある。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、発電装置が発電する電力を有効に利用することができる直流給電システム、給電制御装置、及び給電制御方法を提供することにある。
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、直流供給線を介して負荷装置に供給する整流装置と、電力を発電し、発電した当該電力を直流電力として出力する発電装置と、前記発電装置が出力する第1の出力電圧を予め定められた第2の出力電圧に変換し、変換した前記第2の出力電圧を前記直流供給線に出力する変換器と、前記発電装置の出力線と前記直流供給線との間に接続され、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給するスイッチ部と、前記発電装置が出力する前記第1の出力電圧を検出する第1電圧検出部と、前記スイッチ部の開閉状態を少なくとも制御する給電制御装置とを備え、前記給電制御装置は、前記第1電圧検出部によって検出された前記第1の出力電圧が、所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる制御を行うバイパス制御部を備えることを特徴とする直流給電システムである。
また、本発明の一態様は、上記直流給電システムにおいて、前記発電装置は、自然エネルギーを利用して発電し、前記バイパス制御部は、前記発電装置が設置されている場所の気象を予測した気象情報を取得し、取得した前記気象情報と、前記第1の出力電圧が前記所定の電圧範囲内にあるか否かの判定結果とに基づいて、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる制御を行うことを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記直流給電システムにおいて、前記バイパス制御部は、前記気象情報に基づいて推定される前記発電装置の発電量が、所定の発電量以下である場合、且つ、前記第1の出力電圧が前記所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記直流給電システムにおいて、前記バイパス制御部は、前記整流装置から前記直流供給線への給電が停止した場合、且つ、前記第1の出力電圧が前記所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記直流給電システムにおいて、前記直流供給線の電圧を検出する第2電圧検出部を備え、前記変換器は、前記整流装置から前記直流供給線への給電が停止した場合に、前記第2の出力電圧の出力を停止し、前記給電制御装置は、前記第2電圧検出部によって検出された前記直流供給線の電圧に基づいて、前記整流装置から前記直流供給線への給電が停止したことを判定することを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記直流給電システムにおいて、前記給電制御装置は、前記変換器が前記第2の出力電圧の出力を停止した停止状態になり、前記変換器から電力を出力させることを可能にする動作電圧が前記直流供給線から当該変換器に供給されない場合に、当該変換器に動作電圧を供給して当該変換器を起動させる起動部を備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記直流給電システムにおいて、前記所定の電圧範囲は、前記第2の出力電圧を含む電圧範囲であって、前記直流供給線を介して前記直流電力が供給される前記負荷装置の動作電圧範囲に基づいて定められた電圧範囲であり、前記バイパス制御部は、前記第1の出力電圧が前記所定の電圧範囲の下限値よりも高い第1の閾値以上、且つ、前記所定の電圧範囲の上限値よりも低い第2の閾値以下になった場合に、前記スイッチ部に対して前記変換器をバイパスさせる制御を行い、前記第1の出力電圧が前記下限値以下、又は、前記上限値以上になった場合に、前記スイッチ部に対して前記変換器のバイパスを停止させる制御を行うことを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記直流給電システムにおいて、電力を充放電する蓄電装置と、前記直流供給線に接続され、前記直流供給線から供給される電力を前記蓄電装置に充電させるとともに、前記蓄電装置から前記直流供給線に電力を放電させる双方向変換器とを備えることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、上記直流給電システムにおいて、前記バイパス制御部は、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる際に、前記変換器に対して、前記第2の出力電圧の出力を停止させることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換する整流装置によって変換した前記直流電力を、直流供給線を介して負荷装置に供給するとともに、発電した電力を直流電力として出力する発電装置が出力する第1の出力電圧を予め定められた第2の出力電圧に変換する変換器によって変換された前記第2の出力電圧を前記直流供給線に出力する直流給電システムにおける給電制御装置であって、前記発電装置の出力線と前記直流供給線との間に接続され、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給するスイッチ部の開閉状態を少なくとも制御し、前記発電装置が出力する前記第1の出力電圧を検出する第1電圧検出部によって検出された前記第1の出力電圧が、所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる制御を行うバイパス制御部を備えることを特徴とする給電制御装置である。
また、本発明の一態様は、商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換する整流装置によって変換した前記直流電力を、直流供給線を介して負荷装置に供給するとともに、発電した電力を直流電力として出力する発電装置が出力する第1の出力電圧を予め定められた第2の出力電圧に変換する変換器によって変換された前記第2の出力電圧を前記直流供給線に出力する直流給電システムにおける給電制御方法であって、前記発電装置の出力線と前記直流供給線との間に接続され、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給するスイッチ部の開閉状態を、給電制御装置が少なくとも制御する給電制御ステップを含み、前記給電制御ステップにおいて、前記発電装置が出力する前記第1の出力電圧を検出する第1電圧検出部によって検出された前記第1の出力電圧が、所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる制御をバイパス制御部が行う制御ステップを含むことを特徴とする給電制御方法である。
本発明によれば、発電装置が発電する電力を有効に利用することができる。
以下、本発明の一実施形態による直流給電システム、及び給電制御装置について、図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態による直流給電システム1の一例を示すブロック図である。
この図において、直流給電システム1は、整流装置3、太陽光発電装置4、PCS(パワーコンディショナ)5、蓄電装置6、双方向DC/DCコンバータ7、分電盤8、バイパススイッチ部50、給電制御装置100、スイッチ部200(201〜204)、及び検出部(301、302)を備えている。
図1は、本実施形態による直流給電システム1の一例を示すブロック図である。
この図において、直流給電システム1は、整流装置3、太陽光発電装置4、PCS(パワーコンディショナ)5、蓄電装置6、双方向DC/DCコンバータ7、分電盤8、バイパススイッチ部50、給電制御装置100、スイッチ部200(201〜204)、及び検出部(301、302)を備えている。
整流装置3(RF:Rectifier)は、例えば、直流電源装置であり、交流電力源である商用電源系統2からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流供給線L1に出力する。ここで、直流供給線L1は、例えば、直流380V系統の直流給電母線であり、分電盤8を介して負荷装置90(例えば、負荷装置91〜93)に接続されている。すなわち、整流装置3は、変換した直流電力を直流供給線L1介して負荷装置90に供給する。
図1に示す例では、直流供給線L1は、分電盤8の入力側に接続されており、整流装置3は、分電盤8を介して、直流供給線L2〜L6の系統内に配置されたそれぞれの負荷装置90(91〜93)に電力を供給する。なお、負荷装置91〜93は、いずれも整流装置3から供給される直流電力によって動作する装置であり、直流給電システム1が備える任意の負荷装置を示す場合、又は特に区別しない場合には、負荷装置90として説明する。負荷装置90は、例えば、直流家電、LED照明、パソコンやサーバなどの情報機器等である。
なお、図1において、直流供給線L1〜L6は、説明上、1本の供給線として簡略して記載されているが、正極側の給電線と、負極側の供給線とから構成される。
また、整流装置3は、検出部31、スイッチ部32、直流電源部33、及び電源制御部34を備えている。
図1に示す例では、直流供給線L1は、分電盤8の入力側に接続されており、整流装置3は、分電盤8を介して、直流供給線L2〜L6の系統内に配置されたそれぞれの負荷装置90(91〜93)に電力を供給する。なお、負荷装置91〜93は、いずれも整流装置3から供給される直流電力によって動作する装置であり、直流給電システム1が備える任意の負荷装置を示す場合、又は特に区別しない場合には、負荷装置90として説明する。負荷装置90は、例えば、直流家電、LED照明、パソコンやサーバなどの情報機器等である。
なお、図1において、直流供給線L1〜L6は、説明上、1本の供給線として簡略して記載されているが、正極側の給電線と、負極側の供給線とから構成される。
また、整流装置3は、検出部31、スイッチ部32、直流電源部33、及び電源制御部34を備えている。
検出部31は、例えば、商用電源系統2から供給される電圧又は電流を検出して、商用電源系統2が停電状態にあるか否かを検出する。なお、商用電源系統2の停電には、商用電源系統2の電力供給が停止している場合の他に、商用電源系統2からの交流電力が商用電源系統2の仕様範囲から外れた場合(異常状態の場合)も含まれる。
スイッチ部32は、商用電源系統2からの供給線と、直流電源部33の入力側(一次側)との間に接続される開閉器である。
直流電源部33は、商用電源系統2からの交流電力を直流電力(例えば、直流380V系統)に変換し、変換した直流電力を直流供給線L1に出力する。
スイッチ部32は、商用電源系統2からの供給線と、直流電源部33の入力側(一次側)との間に接続される開閉器である。
直流電源部33は、商用電源系統2からの交流電力を直流電力(例えば、直流380V系統)に変換し、変換した直流電力を直流供給線L1に出力する。
電源制御部34は、直流電源部33を制御するとともに、検出部31によって商用電源系統2の停電を検出した場合に、直流電源部33を停止させるとともに、スイッチ部32を開放状態にして商用電源系統2から整流装置3を解列させる。また、電源制御部34は、商用電源系統2が停電状態であるか否かを示す信号Spfを出力する。
直流供給線L1には、スイッチ部201及びPCS5を介して太陽光発電装置4が接続されている。また、直流供給線L1には、双方向DC/DCコンバータ7を介して蓄電装置6が接続されている。
スイッチ部201は、太陽光発電装置4に接続されているPCS5と、直流供給線L1との間の接続/開放を行うための開閉器であり、スイッチ部201が接続状態にある時にPCS5を整流装置3の出力に連系可能にする。
スイッチ部202〜204は、直流供給線L2〜L6において電路を開閉するための開閉器である。スイッチ部202〜204は、例えば、商用電源系統2の停電した場合や、節電要請などにより電力を節約したい場合などに、負荷装置90(例えば、負荷装置91〜93)を選択して電力を供給することを可能とする。
なお、スイッチ部201〜204は、直流給電システム1が備える任意のスイッチ部を示す場合、又は特に区別しない場合には、スイッチ部200として説明する。
スイッチ部202〜204は、直流供給線L2〜L6において電路を開閉するための開閉器である。スイッチ部202〜204は、例えば、商用電源系統2の停電した場合や、節電要請などにより電力を節約したい場合などに、負荷装置90(例えば、負荷装置91〜93)を選択して電力を供給することを可能とする。
なお、スイッチ部201〜204は、直流給電システム1が備える任意のスイッチ部を示す場合、又は特に区別しない場合には、スイッチ部200として説明する。
分電盤8以降の直流供給についてより詳細に説明すると、直流供給線L1は、分電盤8の入力側に接続され、この分電盤8内の過電流遮断器(不図示)等を用いた分岐回路により、直流供給線L2と、直流供給線L5と、に分岐される。そして、直流供給線L2は、スイッチ部202を介して、直流供給線L3に接続され、この直流供給線L3には、負荷装置91が接続される。また、直流供給線L3から、スイッチ部203を介して、直流供給線L4が分岐され、この直流供給線L4に、負荷装置92が接続される。
一方、分電盤8から分岐される直流供給線L5は、スイッチ部204を介して、直流供給線L6に分岐され、この直流供給線L6には、負荷装置93が接続される。
なお、上述のスイッチ部202〜204は、整流装置3に停電が発生し、その後、バックアップ用の蓄電装置6に蓄積された電荷が不足又は枯渇し、この蓄電装置6からシステム全体として必要な電力の供給ができなくなった場合に、一旦、開(オフ)状態になるものとする。そして、太陽光発電装置4に接続されているPCS5の起動後に、スイッチ部202〜204の開閉状態を後述する給電制御装置100によって制御することにより、給電範囲を順次に拡大することができるようにしている。
なお、上述のスイッチ部202〜204は、整流装置3に停電が発生し、その後、バックアップ用の蓄電装置6に蓄積された電荷が不足又は枯渇し、この蓄電装置6からシステム全体として必要な電力の供給ができなくなった場合に、一旦、開(オフ)状態になるものとする。そして、太陽光発電装置4に接続されているPCS5の起動後に、スイッチ部202〜204の開閉状態を後述する給電制御装置100によって制御することにより、給電範囲を順次に拡大することができるようにしている。
蓄電装置6は、例えば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池などの電力を充放電する蓄電池である。蓄電装置6は、整流装置3から直流供給線L1に電力が供給されている通常時には、双方向DC/DCコンバータ7を介して、整流装置3からの電力が充電(蓄電)される。蓄電装置6は、整流装置3の出力が停止した停電状態にある停電時(以下、「整流装置3の停電時」という)には、蓄えた電力を、双方向DC/DCコンバータ7を介して、直流供給線L1に供給する。
双方向DC/DCコンバータ7(双方向変換器の一例)は、直流供給線L1に接続され、直流供給線L1から供給される電力を蓄電装置6に充電させるとともに、蓄電装置6から直流供給線L1に電力を放電させる双方向の変換器である。
双方向DC/DCコンバータ7は、通常時における使用電力のピークカットを目的に蓄電装置6の充放電制御を行う。また、双方向DC/DCコンバータ7は、直流供給線L1と蓄電装置6とを切り離す(解列)するための開閉器(不図示)を含み、後述する給電制御装置100による制御に基づいて、蓄電装置6の充放電、及び蓄電装置6の切り離しを制御される。
双方向DC/DCコンバータ7は、通常時における使用電力のピークカットを目的に蓄電装置6の充放電制御を行う。また、双方向DC/DCコンバータ7は、直流供給線L1と蓄電装置6とを切り離す(解列)するための開閉器(不図示)を含み、後述する給電制御装置100による制御に基づいて、蓄電装置6の充放電、及び蓄電装置6の切り離しを制御される。
太陽光発電装置4(発電装置の一例)は、自然エネルギー(例えば、太陽光)を利用して電力を発電し、発電した当該電力を直流電力として出力する。太陽光発電装置4は、太陽電池アレイ41(太陽電池)を備えており、この太陽電池アレイ41により太陽光を電気に変換してPCS5に出力する。なお、太陽光発電装置4は、出力電力の逆流防止のダイオード(不図示)を介して、PCS5に直流電力を出力する。
PCS5(パワーコンディショナ)は、太陽光発電装置4から出力される出力電圧(第1の電圧)を予め定められた所定の出力電圧(第2の出力電圧)に変換して直流供給線L1に出力する。なお、予め定められた所定の出力電圧(第2の出力電圧)は、例えば、整流装置3が出力する直流380V系統の電圧である。PCS5は、整流装置3が直流供給線L1に直流電力を供給している通常時には、太陽光発電装置4が発電した電力を直流供給線L1に供給して、整流装置3から直流供給線L1に供給される電力量を低減させる。また、PCS5は、商用電源系統2が停電するなどの整流装置3の停電時には、例えば、直流供給線L1への電力の出力を一旦停止し、再起動の所定の条件を満たした場合に、給電制御装置100による制御に基づいて、再起動される。
なお、PCS5を動作させるための電力(動作電圧)は、通常時には、例えば、直流供給線L1から供給されるものとする。
また、PCS5は、DC/DCコンバータ51と、PCS制御部52とを備えている。
なお、PCS5を動作させるための電力(動作電圧)は、通常時には、例えば、直流供給線L1から供給されるものとする。
また、PCS5は、DC/DCコンバータ51と、PCS制御部52とを備えている。
DC/DCコンバータ51(変換器の一例)は、太陽光発電装置4が出力する直流電圧(第1の出力電圧)を上述した予め定められた所定の出力電圧(第2の出力電圧)に変換し、変換した直流電圧(第2の出力電圧)を安定化して直流供給線L1に出力する。DC/DCコンバータ51は、例えば、太陽光発電装置4の出力電圧を昇圧して直流供給線L1に電力を供給するための昇圧型のコンバータ(変換器)である。
PCS制御部52は、PCS5を制御する制御部である。PCS制御部52は、例えば、太陽光発電装置4から最大電力を取り出すために、太陽電池アレイ41のI−V(電流−電圧)特性において、太陽電池アレイ41の出力を最大とする動作点(最大電力点)を制御する。また、PCS制御部52は、例えば、直流給電母線となる直流供給線L1の電圧を検出して、DC/DCコンバータ51の出力電圧を調整することにより、直流供給線L1に対して連系させてPCS5から出力される電力を給電できるように制御する。また、PCS制御部52は、太陽光発電装置4から出力可能な電力が、「所定値以上の電力であるか否かの情報」を給電制御装置100に出力する。
検出部301(第1電圧検出部の一例)は、太陽光発電装置4が出力する出力電圧(第1の出力電圧)を検出する電圧検出部である。ここで、第1の出力電圧は、DC/DCコンバータ51の入力側(一次側)の電圧である。検出部301は、検出した太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)を給電制御装置100に出力する。なお、検出部301は、太陽光発電装置4が出力する出力電圧の他に、出力電流、又は出力電力を検出してもよい。
バイパススイッチ部50(スイッチ部)は、太陽光発電装置4の出力線(DC/DCコンバータ51の入力側)と直流供給線L1との間に接続され、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給する。
バイパススイッチ部50は、例えば、サイリスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の半導体スイッチング素子を用いた半導体スイッチを含み、給電制御装置100から出力される制御信号に基づいて、開閉状態が制御される。
バイパススイッチ部50は、例えば、サイリスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の半導体スイッチング素子を用いた半導体スイッチを含み、給電制御装置100から出力される制御信号に基づいて、開閉状態が制御される。
検出部302(第2電圧検出部の一例)は、直流供給線L1の電圧(第2の出力電圧)を検出する電圧検出部である。ここで、第2の出力電圧は、整流装置3又は双方向DC/DCコンバータ7の出力電圧であり、DC/DCコンバータ51の出力側(二次側)の電圧である。検出部302は、検出した直流供給線L1の電圧(第2の出力電圧)を給電制御装置100に出力する。
給電制御装置100は、バイパススイッチ部50の開閉状態を少なくとも制御する制御装置であり、バイパススイッチ部50の開閉状態の制御の他に、例えば、PCS5の再起動制御やスイッチ部202〜204の開閉状態の制御などを行う。
また、給電制御装置100は、蓄電池101、記憶部102、及び制御部110を備えている。
また、給電制御装置100は、蓄電池101、記憶部102、及び制御部110を備えている。
蓄電池101は、整流装置3から電力を供給される通常時において、例えば、直流供給線L1から常時充電されている。そして、整流装置3の停電時において、蓄電装置6が電力を出力できない状態でPCS5を起動させる際に、蓄電池101は、給電制御装置壱〇〇の動作電圧を供給するとともに、PCS5に動作電圧を供給して、PCS5を自立起動させる。なお、蓄電池101に代えて、燃料電池やエンジン発電機を使用してPCS5を自立起動させてもよい。
記憶部102は、給電制御装置100の各種制御に使用する情報を記憶する。記憶部102は、例えば、PCS5、バイパススイッチ部50、スイッチ部201〜204、及び双方向DC/DCコンバータ7の設定情報や、検出部301及び検出部302から取得した検出情報などを記憶する。
制御部110は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などを含むプロセッサであり、給電制御装置100を統括的に制御する。制御部110は、起動制御部111、バイパス制御部112、及び給電制御部113を備えている。
起動制御部111(起動部の一例)は、整流装置3の停電時に一旦停止したPCS5を再起動する制御を行う。起動制御部111は、例えば、整流装置3及び蓄電装置6の双方から直流供給線L1に電力の供給ができなくなり、PCS5に動作電圧を供給できなくなった場合に、内蔵する蓄電池101によりPCS5に動作電圧を供給してこのPCS5を自立起動させる。すなわち、起動制御部111は、DC/DCコンバータ51が停止した停止状態になり、DC/DCコンバータ51の動作電圧が直流供給線L1からDC/DCコンバータ51に供給されない場合に、DC/DCコンバータ51に蓄電池101から動作電圧を供給してDC/DCコンバータ51を起動させる。ここで、DC/DCコンバータ51の動作電圧とは、DC/DCコンバータ51から直流供給線Lに電力を出力させることを可能にする電圧である。なお、起動制御部111と蓄電池101とを含む構成を起動部としてもよい。
また、起動制御部111は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合に、DC/DCコンバータ51による所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を停止させる。なお、起動制御部111は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを、上述した整流装置3からの信号Spfに基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを判定してもよいし、検出部302によって検出された直流供給線L1の電圧に基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを判定してもよい。
また、起動制御部111は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合に、DC/DCコンバータ51による所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を停止させる。なお、起動制御部111は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを、上述した整流装置3からの信号Spfに基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを判定してもよいし、検出部302によって検出された直流供給線L1の電圧に基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを判定してもよい。
給電制御部113は、制御信号CNTによりスイッチ部200(201〜204)の開閉状態の制御を行うともとに、双方向DC/DCコンバータ7による蓄電装置6の充放電の制御を行う。すなわち、給電制御部113は、直流供給線L1の電力の供給元(太陽光発電装置4又は蓄電装置6)を制御するとともに、スイッチ部202〜204を制御することで、給電範囲を制御する。
バイパス制御部112は、検出部301によって検出された太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が、所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる制御を行う。ここで、所定の電圧範囲は、第2の出力電圧を含む電圧範囲であって、直流供給線L1を介して直流電力が供給される負荷装置90の動作電圧範囲に基づいて定められた電圧範囲であり、例えば、負荷装置90の動作電圧範囲の電圧である直流380V±20Vの電圧範囲(360V〜400Vの電圧範囲)である。バイパス制御部112は、DC/DCコンバータ51をバイパスさせることにより、太陽光発電装置4が出力する直流電力(360V〜400Vの電圧)を直流供給線L1に供給させる。この場合、所定の電圧範囲は負荷装置90の動作電圧範囲の電圧であるので、直流給電システム1は、負荷装置90を正常に動作させることができる。
また、バイパス制御部112は、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる際に、DC/DCコンバータ51に対して、所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を停止させる。なお、以下の説明において、バイパススイッチ部50の開閉状態を制御して、DC/DCコンバータ51をバイパスさせるか否かを制御する制御処理を、「バイパス制御」ということがある。
ここで、図2を参照して、バイパス制御部112による具体的な制御について説明する。
図2は、本実施形態におけるバイパス制御の一例を示す図である。
この図において、グラフは、本実施形態におけるバイパス制御によるDC/DCコンバータ51の入力側の電圧(太陽光発電装置4の出力電圧)と、DC/DCコンバータ51の出力側の電圧(直流供給線L1の電圧)との関係を示している。
このグラフにおいて、横軸は、DC/DCコンバータ51の入力側の電圧(単位は[V])を示し、縦軸は、DC/DCコンバータ51の出力側の電圧(単位は[V])を示している。
図2は、本実施形態におけるバイパス制御の一例を示す図である。
この図において、グラフは、本実施形態におけるバイパス制御によるDC/DCコンバータ51の入力側の電圧(太陽光発電装置4の出力電圧)と、DC/DCコンバータ51の出力側の電圧(直流供給線L1の電圧)との関係を示している。
このグラフにおいて、横軸は、DC/DCコンバータ51の入力側の電圧(単位は[V])を示し、縦軸は、DC/DCコンバータ51の出力側の電圧(単位は[V])を示している。
また、この図において、DC/DCコンバータ51の入力側における電圧範囲R2(電圧Vminから電圧Vmaxまでの範囲)が、上述した所定の電圧範囲を示し、電圧範囲R1及び電圧範囲R3は、所定の電圧範囲外を示している。また、実線で示される波形W1は、DC/DCコンバータ51の入力側の電圧が上昇している場合のDC/DCコンバータ51の出力側の電圧波形を示し、破線で示される波形W2は、DC/DCコンバータ51の入力側の電圧が低下(下降)している場合のDC/DCコンバータ51の出力側の電圧波形を示している。なお、この図に示す例では、DC/DCコンバータ51が出力する所定の出力電圧は、380Vである場合を示している。
図2に示すように、バイパス制御部112は、DC/DCコンバータ51の入力側の電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲R2の下限値(Vmin)よりも高い第1の閾値(Vth1)以上、且つ、所定の電圧範囲R2の上限値(Vmax)よりも低い第2の閾値(Vth2)以下になった場合に、バイパススイッチ部50に対してDC/DCコンバータ51をバイパスさせる制御を行う。また、バイパス制御部112は、DC/DCコンバータ51の入力側の電圧(第1の出力電圧)が下限値(Vmin)以下、又は、上限値(Vmax)以上になった場合に、バイパススイッチ部50に対してDC/DCコンバータ51のバイパスを停止させる制御を行う。
なお、所定の電圧範囲R2の下限値(Vmin)及び上限値(Vmax)と、第1の閾値(Vth1)と、第2の閾値(Vth2)とは、設定情報として、記憶部102に予め記憶されているものとする。
なお、所定の電圧範囲R2の下限値(Vmin)及び上限値(Vmax)と、第1の閾値(Vth1)と、第2の閾値(Vth2)とは、設定情報として、記憶部102に予め記憶されているものとする。
具体的に、例えば、バイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧が上昇し、第1の閾値(Vth1)に達した場合に、バイパススイッチ部50に対して、DC/DCコンバータ51をバイパスさせる。また、バイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧がさらに上昇し、上限値(Vmax)に達した場合に、バイパススイッチ部50に対して、DC/DCコンバータ51のバイパスを停止させる。そのため、直流供給線L1には、波形W1に示しように、電圧範囲R1及び電圧範囲R3において、DC/DCコンバータ51によって変換された所定の出力電圧(380V)が出力され、第1の閾値(Vth1)から上限値(Vmax)までの電圧範囲R22において、太陽光発電装置4の出力電圧が出力される。
また、例えば、バイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧が低下し、第2の閾値(Vth2)に達した場合に、バイパススイッチ部50に対して、DC/DCコンバータ51をバイパスさせる。また、バイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧がさらに低下し、下限値(Vmin)に達した場合に、バイパススイッチ部50に対して、DC/DCコンバータ51のバイパスを停止させる。そのため、直流供給線L1には、波形W2に示しように、電圧範囲R1及び電圧範囲R3において、DC/DCコンバータ51によって変換された所定の出力電圧(380V)が出力され、下限値(Vmin)から第2の閾値(Vth2)までの電圧範囲R21において、太陽光発電装置4の出力電圧が出力される。
このように、本実施形態におけるバイパス制御では、バイパスさせる第1の閾値(Vth1)とバイパスを停止させる下限値(Vmin)との間、又は、バイパスさせる第2の閾値(Vth2)とバイパスを停止させる上限値(Vmax)との間に所定の電圧差を設けている。なお、この所定の電圧差は、ノイズなどの外的要因に対するロバスト性を考慮して定められている。これにより、バイパス制御部112は、ノイズなどの外的要因に対するロバスト性を向上させることができる。
次に、本実施形態における直流給電システム1の動作について図面を参照して説明する。
ここでは、直流給電システム1(給電制御装置100)のバイパス制御手順について図3を参照して説明する。
図3は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示すフローチャートである。
ここでは、直流給電システム1(給電制御装置100)のバイパス制御手順について図3を参照して説明する。
図3は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示すフローチャートである。
図3において、まず、制御部110のバイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧V1を取得する(ステップS101)。すなわち、バイパス制御部112は、検出部301によって検出された太陽光発電装置4の出力電圧V1(第1の出力電圧)を取得する。
次に、バイパス制御部112は、取得した太陽光発電装置4の出力電圧V1の値に基づいて、分岐処理を実行する(ステップS102)。すなわち、バイパス制御部112は、取得した出力電圧V1と、記憶部102が記憶する設定情報(上述した「下限値(Vmin)、上限値(Vmax)、第1の閾値(Vth1)、及び第2の閾値(Vth2)」とに基づいて、分岐処理を実行する。バイパス制御部112は、例えば、出力電圧V1が下限値(Vmin)以下(V1≦下限値)である場合に、処理をステップS103に進め、バイパススイッチ部50によるバイパスを解除させる(バイパスを停止させる)。すなわち、バイパス制御部112は、バイパススイッチ部50を開状態(オフ状態)にさせて、DC/DCコンバータ51のバイパスを停止させる。
また、バイパス制御部112は、例えば、出力電圧V1が第1の閾値(Vth1)以上、且つ、第2の閾値(Vth2)以下(第1の閾値≦V1≦第2の閾値)である場合に、処理をステップS104に進め、バイパススイッチ部50にバイパスさせる。すなわち、バイパス制御部112は、バイパススイッチ部50を閉状態(オン状態)にさせて、DC/DCコンバータ51をバイパスさせる。
また、バイパス制御部112は、例えば、出力電圧V1が上限値(Vmax)以上(上限値≦V1)である場合に、処理をステップS105に進め、バイパススイッチ部50によるバイパスを解除させる(バイパスを停止させる)。すなわち、バイパス制御部112は、バイパススイッチ部50を開状態(オフ状態)にさせて、DC/DCコンバータ51のバイパスを停止させる。
また、バイパス制御部112は、例えば、出力電圧V1が上限値(Vmax)以上(上限値≦V1)である場合に、処理をステップS105に進め、バイパススイッチ部50によるバイパスを解除させる(バイパスを停止させる)。すなわち、バイパス制御部112は、バイパススイッチ部50を開状態(オフ状態)にさせて、DC/DCコンバータ51のバイパスを停止させる。
また、バイパス制御部112は、例えば、出力電圧V1が上述の条件のいずれにも該当しないその他の場合に、処理をステップS101に戻す。
また、バイパス制御部112は、ステップS103からステップS105のいずれか1つの処理を実行した後、処理をステップS101に戻す。
また、バイパス制御部112は、ステップS103からステップS105のいずれか1つの処理を実行した後、処理をステップS101に戻す。
このように、バイパス制御部112は、図3に示す処理を実行することにより、図2に示すようなバイパス制御を行う。
なお、上述の実施形態では、バイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧V1を所定の時間間隔で取得する。そして、バイパス制御部112は、取得した出力電圧V1に基づいて(V1≦下限値)、(第1の閾値≦V1≦第2の閾値)、及び(上限値≦V1)の判定をただちに行っているが、これらの条件を所定の回数、又は、所定の期間、満たした場合に、それぞれの条件に対応する制御を行ってもよい。こうすることで、バイパス制御部112は、ノイズなどの外的要因に対するロバスト性をさらに向上させることができる。
なお、上述の実施形態では、バイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧V1を所定の時間間隔で取得する。そして、バイパス制御部112は、取得した出力電圧V1に基づいて(V1≦下限値)、(第1の閾値≦V1≦第2の閾値)、及び(上限値≦V1)の判定をただちに行っているが、これらの条件を所定の回数、又は、所定の期間、満たした場合に、それぞれの条件に対応する制御を行ってもよい。こうすることで、バイパス制御部112は、ノイズなどの外的要因に対するロバスト性をさらに向上させることができる。
以上説明したように、本実施形態における直流給電システム1は、整流装置3と、太陽光発電装置4(発電装置)と、DC/DCコンバータ51(変換器)と、バイパススイッチ部50(スイッチ部)と、検出部301(第1電圧検出部)と、給電制御装置100とを備えている。整流装置3は、商用電源系統2からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、直流供給線L1を介して負荷装置90に供給する。太陽光発電装置4は、電力を発電し、発電した当該電力を直流電力として出力する。DC/DCコンバータ51は、太陽光発電装置4が出力する出力電圧(第1の出力電圧)を予め定められた所定の出力電圧(第2の出力電圧)に変換し、変換した第2の出力電圧を直流供給線L1に出力する。バイパススイッチ部50は、太陽光発電装置4の出力線と直流供給線L1との間に接続され、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給する。検出部301は、太陽光発電装置4が出力する出力電圧(第1の出力電圧)を検出する。給電制御装置100は、バイパススイッチ部50の開閉状態を少なくとも制御し、制御部110のバイパス制御部112を備えている。そして、バイパス制御部112は、検出部301によって検出された太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が、所定の電圧範囲内(例えば、電圧範囲R2内)にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる制御を行う。
これにより、太陽光発電装置4の出力の所定の電圧範囲内において、太陽光発電装置4の出力が、DC/DCコンバータ51を介さずに直流供給線L1に供給される。そのため、本実施形態における直流給電システム1は、上述の所定の電圧範囲内において、DC/DCコンバータ51の変換による損失が生じることなく直流供給線L1に電力を供給することができる。すなわち、本実施形態における直流給電システム1は、DC/DCコンバータ51の変換による電力の損失分を低減することができる。よって、本実施形態における直流給電システム1は、太陽光発電装置4(発電装置)が発電する電力を有効に利用することができる。
また、本実施形態では、上述の所定の電圧範囲(例えば、電圧範囲R2)は、DC/DCコンバータ51の出力電圧(第2の出力電圧)を含む電圧範囲であって、直流供給線L1を介して直流電力が供給される負荷装置90の動作電圧範囲に基づいて定められた電圧範囲である。なお、負荷装置90の動作電圧範囲に基づいて定められた電圧範囲とは、例えば、負荷装置90の動作電圧範囲内の電圧範囲(例えば、360V〜400V)である。バイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲の下限値(Vmin)よりも高い第1の閾値(Vth1)以上、且つ、所定の電圧範囲の上限値(Vmax)よりも低い第2の閾値(Vth2)以下になった場合に、バイパススイッチ部50に対してDC/DCコンバータ51をバイパスさせる制御を行う。また、バイパス制御部112は、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が下限値(Vmin)以下、又は、上限値(Vmax)以上になった場合に、バイパススイッチ部50に対してDC/DCコンバータ51のバイパスを停止させる制御を行う。
なお、上述の所定の電圧範囲は、太陽光発電装置4の出力可能な電圧範囲のうちで、所定の電圧範囲より低い電圧範囲であって、DC/DCコンバータ51をバイパスさせない電圧範囲(図2の電圧範囲R1)と、所定の電圧範囲より高い電圧範囲であって、DC/DCコンバータ51をバイパスさせない電圧範囲(図2の電圧範囲R3)と、を有するように定められている。
なお、上述の所定の電圧範囲は、太陽光発電装置4の出力可能な電圧範囲のうちで、所定の電圧範囲より低い電圧範囲であって、DC/DCコンバータ51をバイパスさせない電圧範囲(図2の電圧範囲R1)と、所定の電圧範囲より高い電圧範囲であって、DC/DCコンバータ51をバイパスさせない電圧範囲(図2の電圧範囲R3)と、を有するように定められている。
これにより、負荷装置90の動作電圧範囲に基づいて定められた所定の電圧範囲(例えば、負荷装置90の動作電圧範囲内の360V〜400V)において、DC/DCコンバータ51をバイパスさせた太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が直流供給線L1に出力される。そして、所定の電圧範囲外において、DC/DCコンバータ51の出力電圧(第2の出力電圧)が直流供給線L1に出力される。そのため、直流供給線L1には、太陽光発電装置4からの電力が、負荷装置90の動作電圧範囲内の電圧により供給される。よって、本実施形態における直流給電システム1は、負荷装置90を正常に動作させつつ、DC/DCコンバータ51の変換による電力の損失分を低減することができる。
また、本実施形態では、バイパス制御部112は、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる際に、DC/DCコンバータ51に対して、所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を停止させる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる際に、DC/DCコンバータ51が動作することによる消費電力を低減することができる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる際に、DC/DCコンバータ51が動作することによる消費電力を低減することができる。
また、本実施形態における直流給電システム1は、電力を充放電する蓄電装置6と、直流供給線L1に接続される双方向DC/DCコンバータ7(双方向変換器)とを備えている。双方向DC/DCコンバータ7は、直流供給線L1から供給される電力を蓄電装置6に充電させるとともに、蓄電装置6から直流供給線L1に電力を放電させる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、整流装置3の停電時において蓄電装置6から負荷装置90に電力を供給することができる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、整流装置3の停電時において蓄電装置6から負荷装置90に電力を供給することができる。
なお、本実施形態によれば、給電制御装置100は、直流給電システム1における給電制御装置であって、バイパス制御部112を備えている。ここで、直流給電システム1は、整流装置3によって変換した直流電力を、直流供給線L1を介して負荷装置90に供給するとともに、太陽光発電装置4が出力する第1の出力電圧を予め定められた第2の出力電圧に変換するDC/DCコンバータ51によって変換された第2の出力電圧を直流供給線L1に出力する。そして、バイパス制御部112は、バイパススイッチ部50の開閉状態を少なくとも制御し、検出部301によって検出された太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる制御を行う。ここで、DC/DCコンバータ51は、太陽光発電装置4の出力線と直流供給線L1との間に接続され、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給する。
これにより、本実施形態における給電制御装置100は、直流給電システム1と同様に、DC/DCコンバータ51の変換による電力の損失分を低減することができる。よって、本実施形態における給電制御装置100は、太陽光発電装置4(発電装置)が発電する電力を有効に利用することができる。
これにより、本実施形態における給電制御装置100は、直流給電システム1と同様に、DC/DCコンバータ51の変換による電力の損失分を低減することができる。よって、本実施形態における給電制御装置100は、太陽光発電装置4(発電装置)が発電する電力を有効に利用することができる。
また、本実施形態による給電制御方法は、上述した直流給電システム1における給電制御方法であって、バイパススイッチ部50の開閉状態を、給電制御装置100が少なくとも制御する給電制御ステップを含む。そして、給電制御方法は、給電制御ステップにおいて、検出部301によって検出された太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる制御をバイパス制御部112が行う制御ステップを含む。
これにより、本実施形態における給電制御方法は、直流給電システム1及び給電制御装置100と同様に、DC/DCコンバータ51の変換による電力の損失分を低減することができる。よって、本実施形態における給電制御方法は、太陽光発電装置4(発電装置)が発電する電力を有効に利用することができる。
これにより、本実施形態における給電制御方法は、直流給電システム1及び給電制御装置100と同様に、DC/DCコンバータ51の変換による電力の損失分を低減することができる。よって、本実施形態における給電制御方法は、太陽光発電装置4(発電装置)が発電する電力を有効に利用することができる。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態における直流給電システム1について図面を参照して説明する。
第1の実施形態では、バイパス制御を常に実行する場合について説明したが、本実施形態では、整流装置3の停電時において、このバイパス制御を実行する場合の一例を説明する。
次に、第2の実施形態における直流給電システム1について図面を参照して説明する。
第1の実施形態では、バイパス制御を常に実行する場合について説明したが、本実施形態では、整流装置3の停電時において、このバイパス制御を実行する場合の一例を説明する。
本実施形態における直流給電システム1の構成は、図1に示す第1の実施形態における直流給電システム1の構成と同一であるので、ここではその説明を省略する。
なお、整流装置3の停電時には、太陽光発電装置4及び蓄電装置6からの電力により、負荷装置90を動作させる必要があるため、太陽光発電装置4が発電する電力を通常時に比べて有効に利用する必要がある。そこで、本実施形態におけるバイパス制御部112は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合、且つ、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
なお、整流装置3の停電時には、太陽光発電装置4及び蓄電装置6からの電力により、負荷装置90を動作させる必要があるため、太陽光発電装置4が発電する電力を通常時に比べて有効に利用する必要がある。そこで、本実施形態におけるバイパス制御部112は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合、且つ、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
本実施形態では、例えば、記憶部102に設けたフラグによるバイパス制御モードが設けられている。起動制御部111は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合に、上述したフラグによりバイパス制御モードに設定する。バイパス制御部112は、バイパス制御モードである場合に、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)に基づくバイパススイッチ部50の開閉状態を制御する。
次に、本実施形態における直流給電システム1の動作について図面を参照して説明する。
本実施形態では、バイパス制御の処理手順(バイパス制御手順)が、第1の実施形態と異なるので、ここでは、バイパス制御の処理手順について図4及び図5を参照して説明する。
本実施形態では、バイパス制御の処理手順(バイパス制御手順)が、第1の実施形態と異なるので、ここでは、バイパス制御の処理手順について図4及び図5を参照して説明する。
まず、図4を参照して、本実施形態におけるバイパス制御部112による所定の電圧範囲内に基づくバイパス制御の処理の一例について説明する。
図4は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示す第1のフローチャートである。
この図において、バイパス制御部112は、まず、バイパス制御モードであるか否かを判定する(ステップS201)。すなわち、バイパス制御部112は、記憶部102のフラグを参照して、バイパス制御モードであるか否かを判定する。バイパス制御部112は、バイパス制御モードであると判定した場合(ステップS201:YES)に、処理をステップS202に進める。また、バイパス制御部112は、バイパス制御モードでないと判定した場合(ステップS201:NO)に、ステップS201の処理を繰り返す。つまり、バイパス制御部112は、バイパス制御モードが設定されるまで、ステップS201の処理を繰り返す。
図4は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示す第1のフローチャートである。
この図において、バイパス制御部112は、まず、バイパス制御モードであるか否かを判定する(ステップS201)。すなわち、バイパス制御部112は、記憶部102のフラグを参照して、バイパス制御モードであるか否かを判定する。バイパス制御部112は、バイパス制御モードであると判定した場合(ステップS201:YES)に、処理をステップS202に進める。また、バイパス制御部112は、バイパス制御モードでないと判定した場合(ステップS201:NO)に、ステップS201の処理を繰り返す。つまり、バイパス制御部112は、バイパス制御モードが設定されるまで、ステップS201の処理を繰り返す。
なお、ステップS202からステップS206までの処理は、図3に示すステップS101からステップS105までの処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。
このように、本実施形態におけるバイパス制御部112は、バイパス制御モードである場合に、バイパススイッチ部50の開閉状態を変更する制御を行う。なお、本実施形態において、バイパス制御によるDC/DCコンバータ51の入力側の電圧(太陽光発電装置4の出力電圧)と、DC/DCコンバータ51の出力側の電圧(直流供給線L1の電圧)との関係は、図2に示す第1の実施形態と同様である。
このように、本実施形態におけるバイパス制御部112は、バイパス制御モードである場合に、バイパススイッチ部50の開閉状態を変更する制御を行う。なお、本実施形態において、バイパス制御によるDC/DCコンバータ51の入力側の電圧(太陽光発電装置4の出力電圧)と、DC/DCコンバータ51の出力側の電圧(直流供給線L1の電圧)との関係は、図2に示す第1の実施形態と同様である。
次に、図5を参照して、本実施形態における起動制御部111によるバイパス制御モードに設定する処理の一例について説明する。
図5は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示す第2のフローチャートである。
この図において、起動制御部111は、まず、整流装置3が給電不可能状態であるか否かを判定する(ステップS301)。すなわち、起動制御部111は、整流装置3から出力された信号Spfに基づいて、整流装置3から直流供給線L1(直流給電母線)への給電が停止したか否かを判定する。起動制御部111は、整流装置3が給電不可能状態(給電が停止した状態)である場合(ステップS301:YES)に、処理をステップS302に進める。また、起動制御部111は、整流装置3が給電不可能状態でない場合(ステップS301:NO)に、処理をステップS301に戻す。
図5は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示す第2のフローチャートである。
この図において、起動制御部111は、まず、整流装置3が給電不可能状態であるか否かを判定する(ステップS301)。すなわち、起動制御部111は、整流装置3から出力された信号Spfに基づいて、整流装置3から直流供給線L1(直流給電母線)への給電が停止したか否かを判定する。起動制御部111は、整流装置3が給電不可能状態(給電が停止した状態)である場合(ステップS301:YES)に、処理をステップS302に進める。また、起動制御部111は、整流装置3が給電不可能状態でない場合(ステップS301:NO)に、処理をステップS301に戻す。
次に、ステップS302において、起動制御部111は、直流給電母線の電圧(直流供給線L1の電圧)を取得する。すなわち、起動制御部111は、検出部302によって検出された直流供給線L1の電圧を取得する。
なお、給電制御部113は、整流装置3が給電不可能状態である場合に、双方向DC/DCコンバータ7に対して蓄電装置6から直流供給線L1に電力を供給させる。
なお、給電制御部113は、整流装置3が給電不可能状態である場合に、双方向DC/DCコンバータ7に対して蓄電装置6から直流供給線L1に電力を供給させる。
次に、起動制御部111は、直流給電母線の電圧(直流供給線L1の電圧)が負荷装置90の動作範囲外か否かを判定する(ステップS303)。起動制御部111は、取得した直流供給線L1の電圧が低下して、負荷装置90の動作範囲外(例えば、0V)になったか否か判定する。起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が動作範囲外である場合(ステップS303:YES)に、処理をステップS304に進める。また、起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が動作範囲内である場合(ステップS303:NO)に、処理をステップS309に進める。
次に、ステップS304において、起動制御部111は、PCS5を停止させる。すなわち、起動制御部111は、PCS5に対して、PCS5を停止させる制御信号を送信し、PCS5のPCS制御部52がDC/DCコンバータ51の動作を停止させる。これにより、DC/DCコンバータ51は所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を停止する。
次に、起動制御部111は、PCS5を直流給電母線(直流供給線L1)から切り離す(ステップS305)。すなわち、起動制御部111は、給電制御部113を介して。スイッチ部201を開状態(オフ状態)にさせて、PCS5を解列させる。
次に、起動制御部111は、太陽光発電装置4が出力可能な状態であるか否かを判定する(ステップS306)。起動制御部111は、例えば、PCS制御部52から出力される、太陽光発電装置4から出力可能な電力が、「所定値以上の電力であるか否かの情報」に基づいて、太陽光発電装置4が出力可能な状態であるか否かを判定する。なお、起動制御部111は、検出部301によって検出された太陽光発電装置4が出力電圧に基づいて、太陽光発電装置4が出力可能な状態であるか否かを判定してもよい。起動制御部111は、太陽光発電装置4が出力可能な状態である場合(ステップS306:YES)に、処理をステップS307に進める。また、起動制御部111は、太陽光発電装置4が出力可能な状態でない場合(ステップS306:NO)に、処理をステップS310に進める。
ステップS307において、起動制御部111は、PCS5を起動する。すなわち、起動制御部111は、PCS5に対して、PCS5を起動させる制御信号を送信し、PCS5のPCS制御部52がDC/DCコンバータ51の動作を再開させる。これにより、DC/DCコンバータ51は所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を再び開始する。
なお、ここでは、DC/DCコンバータ51から電力を出力させることを可能にする動作電圧が整流装置3及び蓄電装置6からDC/DCコンバータ51に供給されない状態である。そのため、起動制御部111は、DC/DCコンバータ51に蓄電池101から動作電圧を供給してDC/DCコンバータ51を起動させる。
なお、ここでは、DC/DCコンバータ51から電力を出力させることを可能にする動作電圧が整流装置3及び蓄電装置6からDC/DCコンバータ51に供給されない状態である。そのため、起動制御部111は、DC/DCコンバータ51に蓄電池101から動作電圧を供給してDC/DCコンバータ51を起動させる。
次に、起動制御部111は、PCS5を直流給電母線(直流供給線L1)に接続する(ステップS308)。すなわち、起動制御部111は、給電制御部113を介して。スイッチ部201を閉状態(オン状態)にさせて、PCS5を並列させる。
次に、ステップS309において、起動制御部111は、バイパス制御モードに設定する。すなわち、起動制御部111は、記憶部102に設けたフラグによりバイパス制御モードに設定する。
次に、ステップS310において、整流装置3が給電可能状態であるか否かを判定する。すなわち、起動制御部111は、整流装置3から出力された信号Spfに基づいて、整流装置3から直流供給線L1(直流給電母線)への給電を再開したか否かを判定する。起動制御部111は、整流装置3が給電可能状態(給電を再開した状態)である場合(ステップS310:YES)に、処理をステップS311に進める。また、起動制御部111は、整流装置3が給電可能状態でない場合(ステップS310:NO)に、処理をステップS302に戻す。
次に、起動制御部111は、バイパス制御モードを解除する(ステップS311)。すなわち、起動制御部111は、記憶部102に設けたフラグによりバイパス制御モードを解除する。
これにより、ステップS309からステップS311までの期間において、図4のステップS202からステップS206までのバイパススイッチ部50の開閉状態を変更する制御が実行される。すなわち、バイパス制御部112は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合、且つ、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
なお、ステップS309からステップS311までの期間において、給電制御部113の制御によって、負荷装置90(91〜93)の給電範囲が変更されてもよい。
これにより、ステップS309からステップS311までの期間において、図4のステップS202からステップS206までのバイパススイッチ部50の開閉状態を変更する制御が実行される。すなわち、バイパス制御部112は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合、且つ、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
なお、ステップS309からステップS311までの期間において、給電制御部113の制御によって、負荷装置90(91〜93)の給電範囲が変更されてもよい。
次に、起動制御部111は、直流給電システム1の再起動処理を行う(ステップS312)。起動制御部111は、例えば、PCS5の起動処理、PCS5を直流供給線L1(直流給電母線)に接続する処理、蓄電装置6の充放電の制御処理などを行い、直流給電システム1の再起動処理を行う。起動制御部111は、ステップS312における処理後に処理を終了する。
以上説明したように、本実施形態におけるバイパス制御部112は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合、且つ、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、例えば、整流装置3の停電時において、DC/DCコンバータ51の変換による電力の損失分を低減することができる。よって、本実施形態における直流給電システム1は、例えば、整流装置3の停電時において、太陽光発電装置4が発電する電力を有効に利用することができる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、例えば、整流装置3の停電時において、DC/DCコンバータ51の変換による電力の損失分を低減することができる。よって、本実施形態における直流給電システム1は、例えば、整流装置3の停電時において、太陽光発電装置4が発電する電力を有効に利用することができる。
また、本実施形態では、給電制御装置100は、起動制御部111を備えている。DC/DCコンバータ51は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合に、所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を停止する。起動制御部111は、DC/DCコンバータ51が所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を停止した停止状態になり、DC/DCコンバータ51から電力を出力させることを可能にする動作電圧が直流供給線L1からDC/DCコンバータ51(PCB5)に供給されない場合に、DC/DCコンバータ51に動作電圧を供給してDC/DCコンバータ51(PCB5)を起動させる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、例えば、整流装置3及び蓄電装置6から直流供給線L1に電力が供給されていない場合であっても、DC/DCコンバータ51(PCB5)を起動させて、太陽光発電装置4から負荷装置90に電力を供給することができる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、例えば、整流装置3及び蓄電装置6から直流供給線L1に電力が供給されていない場合であっても、DC/DCコンバータ51(PCB5)を起動させて、太陽光発電装置4から負荷装置90に電力を供給することができる。
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態における直流給電システム1について図面を参照して説明する。
本実施形態では、整流装置3の停電時において、バイパス制御を実行する場合の別の一例を説明する。
第2の実施形態では、整流装置3の停電時において、蓄電装置6から直流供給線L1に電力が供給されている間には、PCS5を停止せずに太陽光発電装置4が発電する電力を利用するようにした。これに対して、本実施形態では、整流装置3の停電時において、蓄電装置6からの電力の供給が停止した後に、太陽光発電装置4が発電する電力を利用する場合の一例について説明する。
次に、第3の実施形態における直流給電システム1について図面を参照して説明する。
本実施形態では、整流装置3の停電時において、バイパス制御を実行する場合の別の一例を説明する。
第2の実施形態では、整流装置3の停電時において、蓄電装置6から直流供給線L1に電力が供給されている間には、PCS5を停止せずに太陽光発電装置4が発電する電力を利用するようにした。これに対して、本実施形態では、整流装置3の停電時において、蓄電装置6からの電力の供給が停止した後に、太陽光発電装置4が発電する電力を利用する場合の一例について説明する。
本実施形態における直流給電システム1の構成は、図1に示す第1の実施形態における直流給電システム1の構成と同一であるので、ここではその説明を省略する。
本実施形態では、起動制御部111は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合に、DC/DCコンバータ51の出力を停止する。さらに、起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が負荷装置90の動作範囲外(例えば、0V)になった場合、且つ、太陽光発電装置4が電力を出力可能な場合に、PCS5を再起動させる。
本実施形態では、起動制御部111は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合に、DC/DCコンバータ51の出力を停止する。さらに、起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が負荷装置90の動作範囲外(例えば、0V)になった場合、且つ、太陽光発電装置4が電力を出力可能な場合に、PCS5を再起動させる。
次に、本実施形態における直流給電システム1の動作について図面を参照して説明する。
なお、本実施形態におけるバイパス制御部112による所定の電圧範囲内に基づくバイパス制御の処理は、図4に示す第2の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
なお、本実施形態におけるバイパス制御部112による所定の電圧範囲内に基づくバイパス制御の処理は、図4に示す第2の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、本実施形態における起動制御部111によるバイパス制御モードに設定する処理の一例について説明する。
図6は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示すフローチャートである。
この図において、起動制御部111は、まず、整流装置3が給電不可能状態であるか否かを判定する(ステップS401)。なお、このステップS401の処理は、図5に示すステップS301の処理と同様である。起動制御部111は、整流装置3が給電不可能状態である場合(ステップS401:YES)に、処理をステップS402に進める。また、起動制御部111は、整流装置3が給電不可能状態でない場合(ステップS401:NO)に、処理をステップS401に戻す。
図6は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示すフローチャートである。
この図において、起動制御部111は、まず、整流装置3が給電不可能状態であるか否かを判定する(ステップS401)。なお、このステップS401の処理は、図5に示すステップS301の処理と同様である。起動制御部111は、整流装置3が給電不可能状態である場合(ステップS401:YES)に、処理をステップS402に進める。また、起動制御部111は、整流装置3が給電不可能状態でない場合(ステップS401:NO)に、処理をステップS401に戻す。
また、ステップS402において、起動制御部111は、PCS5を停止させるとともに、ステップS403において、PCS5を直流給電母線(直流供給線L1)から切り離す。
次に、起動制御部111は、直流給電母線(直流供給線L1)の電圧を取得し(ステップS404)、次に、起動制御部111は、直流給電母線の電圧(直流供給線L1の電圧)が負荷装置90の動作範囲外か否かを判定する(ステップS405)。起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が動作範囲外である場合(ステップS405:YES)に、処理をステップS406に進める。また、起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が動作範囲内である場合(ステップS405:NO)に、処理をステップS404に戻す。
次に、起動制御部111は、直流給電母線(直流供給線L1)の電圧を取得し(ステップS404)、次に、起動制御部111は、直流給電母線の電圧(直流供給線L1の電圧)が負荷装置90の動作範囲外か否かを判定する(ステップS405)。起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が動作範囲外である場合(ステップS405:YES)に、処理をステップS406に進める。また、起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が動作範囲内である場合(ステップS405:NO)に、処理をステップS404に戻す。
続く、ステップS406からステップS412の処理は、図5に示すステップS306からステップS312の処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。
以上説明したように、本実施形態においても第2の実施形態と同様に、バイパス制御部112は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合、且つ、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、第2の実施形態と同様の効果を奏する。
これにより、本実施形態における直流給電システム1は、第2の実施形態と同様の効果を奏する。
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態における直流給電システム1について図面を参照して説明する。
本実施形態では、整流装置3の停電時において、バイパス制御を実行する場合の別の一例について説明する。なお、本実施形態では、給電制御装置100が、検出部302によって検出した直流供給線L1に基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したこと判定する場合について説明する。
次に、第4の実施形態における直流給電システム1について図面を参照して説明する。
本実施形態では、整流装置3の停電時において、バイパス制御を実行する場合の別の一例について説明する。なお、本実施形態では、給電制御装置100が、検出部302によって検出した直流供給線L1に基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したこと判定する場合について説明する。
本実施形態における直流給電システム1の構成は、図1に示す第1の実施形態における直流給電システム1の構成と同一であるので、ここではその説明を省略する。
なお、本実施形態におけるバイパス制御部112による所定の電圧範囲内に基づくバイパス制御の処理は、図4に示す第2の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
なお、本実施形態におけるバイパス制御部112による所定の電圧範囲内に基づくバイパス制御の処理は、図4に示す第2の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
ここでは、本実施形態における起動制御部111によるバイパス制御モードに設定する処理の一例について説明する。
図7は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示すフローチャートである。
この図において、起動制御部111は、まず、直流給電母線(直流供給線L1)の電圧を取得する(ステップS501)。すなわち、起動制御部111は、検出部302によって検出された直流供給線L1の電圧を取得する。
図7は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示すフローチャートである。
この図において、起動制御部111は、まず、直流給電母線(直流供給線L1)の電圧を取得する(ステップS501)。すなわち、起動制御部111は、検出部302によって検出された直流供給線L1の電圧を取得する。
次に、起動制御部111は、直流給電母線(直流供給線L1)の電圧が負荷装置90の動作範囲外か否かを判定する(ステップS502)。起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が動作範囲外である場合(ステップS502:YES)に、処理をステップS503に進める。また、起動制御部111は、直流供給線L1の電圧が動作範囲内である場合(ステップS502:NO)に、処理をステップS501に戻す。
このように、本実施形態では、起動制御部111は、検出部302によって検出した直流供給線L1に基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したこと判定する。
このように、本実施形態では、起動制御部111は、検出部302によって検出した直流供給線L1に基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したこと判定する。
続く、ステップS503からステップS511の処理は、図5に示すステップS304からステップS312の処理と同様であるので、ここではその説明を省略する。
以上説明したように、本実施形態における直流給電システム1は、直流供給線L1の電圧を検出する検出部302を備えている。DC/DCコンバータ51は、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止した場合に、所定の出力電圧(第2の出力電圧)の出力を停止する。そして、給電制御装置100は、検出部302によって検出された直流供給線L1の電圧に基づいて、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを判定する。
これにより、給電制御装置100は、例えば、整流装置3に異常が生じて、整流装置3が信号Spfを正常に出力できない場合であっても、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを判定することができる。
これにより、給電制御装置100は、例えば、整流装置3に異常が生じて、整流装置3が信号Spfを正常に出力できない場合であっても、整流装置3から直流供給線L1への給電が停止したことを判定することができる。
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態における直流給電システム1aについて図面を参照して説明する。
本実施形態では、気象情報(例えば、天気などの天候情報)と、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にあるか否かの判定結果とに基づいて、バイパス制御を実行する場合の別の一例について説明する。
次に、第5の実施形態における直流給電システム1aについて図面を参照して説明する。
本実施形態では、気象情報(例えば、天気などの天候情報)と、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にあるか否かの判定結果とに基づいて、バイパス制御を実行する場合の別の一例について説明する。
図8は、本実施形態による直流給電システム1aの一例を示すブロック図である。
この図において、直流給電システム1aは、整流装置3、太陽光発電装置4、PCS5、蓄電装置6、双方向DC/DCコンバータ7、分電盤8、バイパススイッチ部50、給電制御装置100a、スイッチ部200(201〜204)、及び検出部(301、302)を備えている。
また、給電制御装置100aは、蓄電池101、記憶部102、及び制御部110aを備え、制御部110aは、起動制御部111、バイパス制御部112、給電制御部113、及び天候予測部114を備えている。
この図において、直流給電システム1aは、整流装置3、太陽光発電装置4、PCS5、蓄電装置6、双方向DC/DCコンバータ7、分電盤8、バイパススイッチ部50、給電制御装置100a、スイッチ部200(201〜204)、及び検出部(301、302)を備えている。
また、給電制御装置100aは、蓄電池101、記憶部102、及び制御部110aを備え、制御部110aは、起動制御部111、バイパス制御部112、給電制御部113、及び天候予測部114を備えている。
なお、太陽光発電装置4は、気象条件(例えば、天気などの天候)により発電量が変動する。例えば、天候が曇り又は雨である場合の太陽光発電装置4の発電量は、晴天である場合の太陽光発電装置4の発電量に比べて低下することが考えられる。そのため、天候が曇り又は雨である場合には、晴天である場合に比べて、太陽光発電装置4が発電する電力を通常時に比べて有効に利用する必要がある。そこで、給電制御装置100aは、太陽光発電装置4が設置されている場所の気象を予測した気象情報を取得し、取得した気象情報と、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にあるか否かの判定結果とに基づいて、バイパス制御を実行する。
また、この図において、図1に示す構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。以下、図1と異なる構成について説明する。
天候予測部114は、太陽光発電装置4が設置されている場所の気象(例えば、天気などの天候)を予測する。天候予測部114は、例えば、検出部301が検出した検出情報に基づく太陽光発電装置4の出力電力を取得する。なお、記憶部102には、例えば、過去の出力電力の変化と、天候情報(気象情報の一例)とが対応付けられて予め記憶されている。天候予測部114は、取得した太陽光発電装置4の出力電力の変化と、過去の出力電力の変化とに基づいて天候を予測する。
バイパス制御部112は、天候予測部114が予測した天候情報(気象情報)を取得する。そして、バイパス制御部112は、取得した天候情報と、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)が所定の電圧範囲内にあるか否かの判定結果とに基づいて、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる制御を行う。
バイパス制御部112は、例えば、天候情報に基づいて推定される太陽光発電装置4の発電量が、所定の発電量以下である場合、且つ、第1の出力電圧が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
バイパス制御部112は、例えば、天候情報に基づいて推定される太陽光発電装置4の発電量が、所定の発電量以下である場合、且つ、第1の出力電圧が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
具体的に、バイパス制御部112は、推定される太陽光発電装置4の発電量が、所定の発電量以下である場合に、上述したフラグによりバイパス制御モードに設定する。バイパス制御部112は、バイパス制御モードである場合に、太陽光発電装置4の出力電圧(第1の出力電圧)に基づくバイパススイッチ部50の開閉状態を制御する。
ここで、所定の発電量は、天候が曇りや雨の場合に、バイパス制御を行うように定められている。この所定の発電量は、例えば、曇りの場合の電力量である。
ここで、所定の発電量は、天候が曇りや雨の場合に、バイパス制御を行うように定められている。この所定の発電量は、例えば、曇りの場合の電力量である。
次に、本実施形態における直流給電システム1aの動作について図面を参照して説明する。
なお、本実施形態におけるバイパス制御部112による所定の電圧範囲内に基づくバイパス制御処理は、図4に示す第2の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
なお、本実施形態におけるバイパス制御部112による所定の電圧範囲内に基づくバイパス制御処理は、図4に示す第2の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
次に、本実施形態における天候情報に基づいて、バイパス制御モードに設定する処理の一例について説明する。
図9は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示すフローチャートである。
この図において、まず、制御部110aの天候予測部114が天候情報を予測する(ステップS601)。すなわち、天候予測部114は、例えば、検出部301が検出した検出情報に基づいて、太陽光発電装置4が設置されている場所の天候を予測する。
図9は、本実施形態におけるバイパス制御手順の一例を示すフローチャートである。
この図において、まず、制御部110aの天候予測部114が天候情報を予測する(ステップS601)。すなわち、天候予測部114は、例えば、検出部301が検出した検出情報に基づいて、太陽光発電装置4が設置されている場所の天候を予測する。
次に、バイパス制御部112は、予測した天候情報に基づいて発電量を推定する(ステップS602)。すなわち、バイパス制御部112は、天候予測部114から天候情報を取得し、取得した天候情報に基づいて、太陽光発電装置4の発電量を推定する。
次に、バイパス制御部112は、推定した発電量が所定の発電量以下であるか否かを判定する(ステップS603)。バイパス制御部112は、推定した発電量が所定の発電量以下である場合(ステップS603:YES)に、処理をステップS604に進める。また、バイパス制御部112は、推定した発電量が所定の発電量より大きい場合(ステップS603:NO)に、処理をステップS605に進める。
ステップS604において、バイパス制御部112は、バイパス制御モードに設定し、処理を終了する。
また、ステップS605において、バイパス制御部112は、バイパス制御モードを解除し、処理を終了する。
また、ステップS605において、バイパス制御部112は、バイパス制御モードを解除し、処理を終了する。
これにより、曇りや雨などの発電量が少ないと推定される場合に、バイパス制御部112は、バイパス制御を有効にし、晴天などの発電量が十分にあると推定される場合に、バイパス制御部112は、バイパス制御を無効にする。
以上説明したように、本実施形態における直流給電システム1aでは、太陽光発電装置4は、自然エネルギーを利用して発電する発電装置である。そして、バイパス制御部112は、太陽光発電装置4が設置されている場所の気象を予測した気象情報(例えば、天候情報)を天候予測部114から取得する。バイパス制御部112は、取得した気象情報と、太陽光発電装置4の出力電圧が所定の電圧範囲内にあるか否かの判定結果とに基づいて、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる制御を行う。
これにより、本実施形態における直流給電システム1aは、例えば、天候が悪い場合などの太陽光発電装置4の発電量が少ない場合に、太陽光発電装置4が発電する電力を有効に利用することができる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1aは、例えば、天候が悪い場合などの太陽光発電装置4の発電量が少ない場合に、太陽光発電装置4が発電する電力を有効に利用することができる。
また、本実施形態では、バイパス制御部112は、気象情報に基づいて推定される太陽光発電装置4の発電量が、所定の発電量以下である場合、且つ、太陽光発電装置4の出力電圧が所定の電圧範囲内にある場合に、バイパススイッチ部50に対して、太陽光発電装置4が出力する直流電力を、DC/DCコンバータ51をバイパスさせて直流供給線L1に供給させる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1aは、太陽光発電装置4の発電量が少ない場合に、太陽光発電装置4が発電する電力を有効に利用することができる。
これにより、本実施形態における直流給電システム1aは、太陽光発電装置4の発電量が少ない場合に、太陽光発電装置4が発電する電力を有効に利用することができる。
なお、上述の実施形態では、発電量の変化に基づいて、天候を予測する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、天候予測部114は、太陽光発電装置4の周辺に設置された日射計や雨量計などの測定情報に基づいて、天候を予測してもよい。
また、バイパス制御部112は、推定した発電量に基づいてバイパス制御モードの設定を制御する場合について説明したが、晴れや曇りなどを示す天気情報に応じてバイパス制御モードの設定を制御してもよい。また、バイパス制御部112は、天候情報を外部から取得してもよい。例えば、給電制御装置100aが通信機能を備え、ネットワークと接続可能であるなら、天気予報や気象情報などの情報を、ネットワークを介して取得してもよい。
また、バイパス制御部112は、推定した発電量に基づいてバイパス制御モードの設定を制御する場合について説明したが、晴れや曇りなどを示す天気情報に応じてバイパス制御モードの設定を制御してもよい。また、バイパス制御部112は、天候情報を外部から取得してもよい。例えば、給電制御装置100aが通信機能を備え、ネットワークと接続可能であるなら、天気予報や気象情報などの情報を、ネットワークを介して取得してもよい。
また、上述の実施形態では、自然エネルギーを利用した発電装置の一例として、太陽光発電装置4を備える場合について説明したが、他の発電装置であってもよい。例えば、発電装置は、風力発電装置であってもよい。この場合、気象情報は、風力発電装置が設置されている場所の風力量となる。また、発電装置は、例えば、波力や潮力などを利用して発電する装置であってもよい。
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の各実施形態は、単独で実施する場合について説明したが、各実施形態を組み合わせて実施してもよい。
また、上記の各実施形態において、直流給電システム1(1a)は、蓄電装置6及び双方向DC/DCコンバータ7を備える構成について説明したが、蓄電装置6及び双方向DC/DCコンバータ7を備えない構成であってもよい。また、双方向DC/DCコンバータ7は、内部に開閉器を備え、直流供給線L1と蓄電装置6とを切り離す(解列)ことが可能な構成として説明したが、直流供給線L1と双方向DC/DCコンバータ7との間に、スイッチ部200を備える構成でもよい。
例えば、上記の各実施形態は、単独で実施する場合について説明したが、各実施形態を組み合わせて実施してもよい。
また、上記の各実施形態において、直流給電システム1(1a)は、蓄電装置6及び双方向DC/DCコンバータ7を備える構成について説明したが、蓄電装置6及び双方向DC/DCコンバータ7を備えない構成であってもよい。また、双方向DC/DCコンバータ7は、内部に開閉器を備え、直流供給線L1と蓄電装置6とを切り離す(解列)ことが可能な構成として説明したが、直流供給線L1と双方向DC/DCコンバータ7との間に、スイッチ部200を備える構成でもよい。
また、上記の各実施形態において、整流装置3は、商用電源系統2から直接交流電力が供給される場合について説明したが、整流装置3は、変圧器を含む受電設備を介して交流電力が供給されてもよい。
また、上記の各実施形態において、分電盤8及びスイッチ部200を介して負荷装置90に電力を供給する場合について説明したが、分電盤8及び(又は)スイッチ部200を介さずに負荷装置90に電力を供給してもよい。
また、上記の各実施形態において、バイパススイッチ部50及び給電制御装置100(100a)は、PCS5の外部に備える場合について説明したが、バイパススイッチ部50及び(又は)給電制御装置100(100a)をPCS5が備える形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、分電盤8及びスイッチ部200を介して負荷装置90に電力を供給する場合について説明したが、分電盤8及び(又は)スイッチ部200を介さずに負荷装置90に電力を供給してもよい。
また、上記の各実施形態において、バイパススイッチ部50及び給電制御装置100(100a)は、PCS5の外部に備える場合について説明したが、バイパススイッチ部50及び(又は)給電制御装置100(100a)をPCS5が備える形態でもよい。
また、上述の実施形態では、太陽光発電装置4の発電量が通常時よりも低下する場合に、バイパス制御を行う例として、整流装置3の停電時と、気象情報(例えば、天候情報)基づく場合とを説明したが、これに限定されるものではない。例えば、特定の時間帯(例えば、夕方の時間帯)に、太陽光発電装置4の発電量が低下することを推定できる場合には、バイパス制御部112は、時刻情報に基づいて、バイパス制御を行うようにしてもよい。また、季節によって一日の日照時間が異なることから、バイパス制御部112は、例えば、季節を示す季節情報に応じて、バイパス制御を行うようにしてもよい。
なお、本発明における直流給電システム1(1a)が備える各構成の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述した直流給電システム1(1a)が備える各構成における処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、インターネットやWAN、LAN、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、CD−ROM等の非一過性の記録媒体であってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、インターネットやWAN、LAN、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、CD−ROM等の非一過性の記録媒体であってもよい。
また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に直流給電システム1(1a)が備える各構成で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
また、上述した機能の一部または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
1、1a 直流給電システム
2 商用電源系統
3 整流装置
4 太陽光発電装置
5 パワーコンディショナ(PCS)
6 蓄電装置
7 双方向DC/DCコンバータ
8 分電盤
31、301、302 検出部
32、200、201、202、203、204 スイッチ部
33 直流電源部
34 電源制御部
41 太陽電池アレイ
50 バイパススイッチ部
51 DC/DCコンバータ
52 PCS制御部
90、91、92、93 負荷装置
100、100a 給電制御装置
101 蓄電池
102 記憶部
110、110a 制御部
111 起動制御部
112 バイパス制御部
113 給電制御部
114 天候予測部
2 商用電源系統
3 整流装置
4 太陽光発電装置
5 パワーコンディショナ(PCS)
6 蓄電装置
7 双方向DC/DCコンバータ
8 分電盤
31、301、302 検出部
32、200、201、202、203、204 スイッチ部
33 直流電源部
34 電源制御部
41 太陽電池アレイ
50 バイパススイッチ部
51 DC/DCコンバータ
52 PCS制御部
90、91、92、93 負荷装置
100、100a 給電制御装置
101 蓄電池
102 記憶部
110、110a 制御部
111 起動制御部
112 バイパス制御部
113 給電制御部
114 天候予測部
Claims (11)
- 商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、直流供給線を介して負荷装置に供給する整流装置と、
電力を発電し、発電した当該電力を直流電力として出力する発電装置と、
前記発電装置が出力する第1の出力電圧を予め定められた第2の出力電圧に変換し、変換した前記第2の出力電圧を前記直流供給線に出力する変換器と、
前記発電装置の出力線と前記直流供給線との間に接続され、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給するスイッチ部と、
前記発電装置が出力する前記第1の出力電圧を検出する第1電圧検出部と、
前記スイッチ部の開閉状態を少なくとも制御する給電制御装置と
を備え、
前記給電制御装置は、
前記第1電圧検出部によって検出された前記第1の出力電圧が、所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる制御を行うバイパス制御部を備える
ことを特徴とする直流給電システム。 - 前記発電装置は、自然エネルギーを利用して発電し、
前記バイパス制御部は、
前記発電装置が設置されている場所の気象を予測した気象情報を取得し、取得した前記気象情報と、前記第1の出力電圧が前記所定の電圧範囲内にあるか否かの判定結果とに基づいて、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の直流給電システム。 - 前記バイパス制御部は、
前記気象情報に基づいて推定される前記発電装置の発電量が、所定の発電量以下である場合、且つ、前記第1の出力電圧が前記所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる
ことを特徴とする請求項2に記載の直流給電システム。 - 前記バイパス制御部は、
前記整流装置から前記直流供給線への給電が停止した場合、且つ、前記第1の出力電圧が前記所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の直流給電システム。 - 前記直流供給線の電圧を検出する第2電圧検出部を備え、
前記変換器は、前記整流装置から前記直流供給線への給電が停止した場合に、前記第2の出力電圧の出力を停止し、
前記給電制御装置は、
前記第2電圧検出部によって検出された前記直流供給線の電圧に基づいて、前記整流装置から前記直流供給線への給電が停止したか否かを判定する
ことを特徴とする請求項4に記載の直流給電システム。 - 前記給電制御装置は、
前記変換器が前記第2の出力電圧の出力を停止した停止状態になり、前記変換器から電力を出力させることを可能にする動作電圧が前記直流供給線から当該変換器に供給されない場合に、当該変換器に動作電圧を供給して当該変換器を起動させる起動部
を備えることを特徴とする請求項5に記載の直流給電システム。 - 前記所定の電圧範囲は、前記第2の出力電圧を含む電圧範囲であって、前記直流供給線を介して前記直流電力が供給される前記負荷装置の動作電圧範囲に基づいて定められた電圧範囲であり、
前記バイパス制御部は、
前記第1の出力電圧が前記所定の電圧範囲の下限値よりも高い第1の閾値以上、且つ、前記所定の電圧範囲の上限値よりも低い第2の閾値以下になった場合に、前記スイッチ部に対して前記変換器をバイパスさせる制御を行い、
前記第1の出力電圧が前記下限値以下、又は、前記上限値以上になった場合に、前記スイッチ部に対して前記変換器のバイパスを停止させる制御を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の直流給電システム。 - 電力を充放電する蓄電装置と、
前記直流供給線に接続され、前記直流供給線から供給される電力を前記蓄電装置に充電させるとともに、前記蓄電装置から前記直流供給線に電力を放電させる双方向変換器と
を備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の直流給電システム。 - 前記バイパス制御部は、
前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる際に、前記変換器に対して、前記第2の出力電圧の出力を停止させる
ことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の直流給電システム。 - 商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換する整流装置によって変換した前記直流電力を、直流供給線を介して負荷装置に供給するとともに、発電した電力を直流電力として出力する発電装置が出力する第1の出力電圧を予め定められた第2の出力電圧に変換する変換器によって変換された前記第2の出力電圧を前記直流供給線に出力する直流給電システムにおける給電制御装置であって、
前記発電装置の出力線と前記直流供給線との間に接続され、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給するスイッチ部の開閉状態を少なくとも制御し、前記発電装置が出力する前記第1の出力電圧を検出する第1電圧検出部によって検出された前記第1の出力電圧が、所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる制御を行うバイパス制御部
を備えることを特徴とする給電制御装置。 - 商用電源系統からの交流電力を直流電力に変換する整流装置によって変換した前記直流電力を、直流供給線を介して負荷装置に供給するとともに、発電した電力を直流電力として出力する発電装置が出力する第1の出力電圧を予め定められた第2の出力電圧に変換する変換器によって変換された前記第2の出力電圧を前記直流供給線に出力する直流給電システムにおける給電制御方法であって、
前記発電装置の出力線と前記直流供給線との間に接続され、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給するスイッチ部の開閉状態を、給電制御装置が少なくとも制御する給電制御ステップを含み、
前記給電制御ステップにおいて、前記発電装置が出力する前記第1の出力電圧を検出する第1電圧検出部によって検出された前記第1の出力電圧が、所定の電圧範囲内にある場合に、前記スイッチ部に対して、前記発電装置が出力する前記直流電力を、前記変換器をバイパスさせて前記直流供給線に供給させる制御をバイパス制御部が行う制御ステップを含む
ことを特徴とする給電制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014039543A JP2015164377A (ja) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | 直流給電システム、給電制御装置、及び給電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014039543A JP2015164377A (ja) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | 直流給電システム、給電制御装置、及び給電制御方法 |
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JP2015164377A true JP2015164377A (ja) | 2015-09-10 |
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ID=54187073
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JP2014039543A Pending JP2015164377A (ja) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | 直流給電システム、給電制御装置、及び給電制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015164377A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020174641A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | Tdk株式会社 | 直流給電システム |
JPWO2019073652A1 (ja) * | 2017-10-13 | 2020-11-05 | 株式会社村田製作所 | 蓄電モジュールおよび電源システム |
-
2014
- 2014-02-28 JP JP2014039543A patent/JP2015164377A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2019073652A1 (ja) * | 2017-10-13 | 2020-11-05 | 株式会社村田製作所 | 蓄電モジュールおよび電源システム |
JP7028252B2 (ja) | 2017-10-13 | 2022-03-02 | 株式会社村田製作所 | 蓄電モジュールおよび電源システム |
WO2020174641A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | Tdk株式会社 | 直流給電システム |
JPWO2020174641A1 (ja) * | 2019-02-28 | 2021-12-23 | Tdk株式会社 | 直流給電システム |
JP7136315B2 (ja) | 2019-02-28 | 2022-09-13 | Tdk株式会社 | 直流給電システム |
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