JP2015192511A - Power conditioner and power control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve efficiency of a DC/DC converter in a power conditioner used by being combined with a plurality of distributed power supplies.SOLUTION: A power conditioner 10 used by being combined with a plurality of distributed power supplies comprises: a plurality of DC/DC converters 101, each of which changes an output voltage of a corresponding distributed power supply; an inverter 102 for converting, in a lump, output voltages of the DC/DC converters 101 to an AC voltage; and a control unit 104 for controlling an input voltage of the inverter 102 on the basis of output voltages of the distributed power supplies.

Description

本発明は、分散電源と組み合わせて用いられる電力制御装置及びその制御方法に関するものである。   The present invention relates to a power control apparatus used in combination with a distributed power supply and a control method thereof.

近年、太陽光発電システム、燃料電池及び蓄電池などの分散電源を需要家に設け、系統と連系させて電力を供給する方式が実用化されている。分散電源により発電された電力を系統に連系する際には、パワーコンディショナ(電力制御装置)によって直流電圧を交流電圧に変換している(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, a system in which a distributed power source such as a solar power generation system, a fuel cell, and a storage battery is provided in a consumer and electric power is supplied in conjunction with a system has been put into practical use. When the power generated by the distributed power supply is linked to the grid, a DC voltage is converted into an AC voltage by a power conditioner (power control device) (see, for example, Patent Document 1).

パワーコンディショナには、通常、インバータが含まれており、インバータが直流電圧を交流電圧に変換する。インバータへの入力電圧(以下、「リンク電圧」という)は、従来、所定の電圧に固定されて使用されている。   A power conditioner usually includes an inverter, and the inverter converts a DC voltage into an AC voltage. An input voltage to an inverter (hereinafter referred to as “link voltage”) is conventionally fixed at a predetermined voltage and used.

各分散電源の出力には、それぞれ、DC/DCコンバータが接続されており、分散電源の出力電圧を昇圧又は降圧することによって所定のリンク電圧に変換している。   A DC / DC converter is connected to the output of each distributed power supply, and the output voltage of the distributed power supply is converted into a predetermined link voltage by stepping up or down.

特開2007−049770号公報JP 2007-049770 A

一般にDC/DCコンバータは、昇降圧比が大きくなるほど効率が悪化する。従来、リンク電圧は、DC/DCコンバータの効率の観点からは最適でない電圧に固定されていることが多く、分散電源の出力電圧とリンク電圧との差が大きくなることが多かった。その結果、DC/DCコンバータの昇降圧比が大きくなり、DC/DCコンバータの効率低下の原因となっていた。   In general, the efficiency of a DC / DC converter deteriorates as the step-up / step-down ratio increases. Conventionally, the link voltage is often fixed at a non-optimal voltage from the viewpoint of the efficiency of the DC / DC converter, and the difference between the output voltage of the distributed power supply and the link voltage is often large. As a result, the step-up / step-down ratio of the DC / DC converter is increased, causing a reduction in efficiency of the DC / DC converter.

また、パワーコンディショナを複数の分散電源と組み合わせて用いる場合、複数のDC/DCコンバータが用いられるが、それぞれの分散化電源の出力電圧が様々であるため、DC/DCコンバータの昇降圧比がさらに大きくなり、効率低下がより顕著になるという問題があった。   Further, when the power conditioner is used in combination with a plurality of distributed power supplies, a plurality of DC / DC converters are used. However, since the output voltages of the respective distributed power supplies are various, the step-up / step-down ratio of the DC / DC converter is further increased. There has been a problem that the efficiency is lowered and the reduction in efficiency becomes more remarkable.

かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の分散電源と組み合わせて用いられる電力制御装置において、DC/DCコンバータの効率を向上させることができる電力制御装置及び電力制御方法を提供することにある。   An object of the present invention made in view of such points is to provide a power control device and a power control method capable of improving the efficiency of a DC / DC converter in a power control device used in combination with a plurality of distributed power sources. It is in.

上記課題を解決するため、本発明に係る電力制御装置は、複数の分散電源と組み合わせて用いられる電力制御装置であって、各々が各分散電源の出力電圧を変更する複数のDC/DCコンバータと、前記複数のDC/DCコンバータの出力電圧を一括して交流電圧に変換するインバータと、前記インバータの入力電圧を前記複数の分散電源の出力電圧に基づいて制御する制御部と、を備えるものである。   In order to solve the above problems, a power control apparatus according to the present invention is a power control apparatus used in combination with a plurality of distributed power supplies, each of which includes a plurality of DC / DC converters that change the output voltage of each distributed power supply. An inverter that collectively converts the output voltages of the plurality of DC / DC converters into an AC voltage, and a control unit that controls the input voltage of the inverter based on the output voltages of the plurality of distributed power sources. is there.

また、本発明に係る電力制御装置において、前記制御部は、前記複数のDC/DCコンバータの電力損失の総和が最小となるように、前記インバータの入力電圧を制御する、ことが好ましい。   In the power control apparatus according to the present invention, it is preferable that the control unit controls an input voltage of the inverter so that a total sum of power losses of the plurality of DC / DC converters is minimized.

また、本発明に係る電力制御装置において、前記制御部は、最も出力電力が大きい分散電源に接続したDC/DCコンバータの電力損失が最小となるように、前記インバータの入力電圧を制御する、ことが好ましい。   Further, in the power control apparatus according to the present invention, the control unit controls the input voltage of the inverter so that the power loss of the DC / DC converter connected to the distributed power source having the largest output power is minimized. Is preferred.

また、本発明に係る電力制御装置において、前記制御部は、前記インバータへの入力電圧が、前記複数の分散電源の出力電圧の略平均値になるよう前記インバータの入力電圧を制御する、ことが好ましい。   Further, in the power control apparatus according to the present invention, the control unit controls the input voltage of the inverter so that the input voltage to the inverter becomes a substantially average value of the output voltages of the plurality of distributed power sources. preferable.

また、本発明に係る電力制御装置において、前記制御部は、前記インバータへの入力電圧が、前記複数の分散電源の出力電圧のうちの最大の出力電圧と同等の電圧になるように前記インバータの入力電圧を制御する、ことが好ましい。   Further, in the power control apparatus according to the present invention, the control unit is configured so that an input voltage to the inverter is equal to a maximum output voltage among the output voltages of the plurality of distributed power sources. It is preferable to control the input voltage.

また、本発明に係る電力制御装置において、前記複数のDC/DCコンバータは全て昇圧型のDC/DCコンバータである、ことが好ましい。   In the power control apparatus according to the present invention, it is preferable that all of the plurality of DC / DC converters are step-up DC / DC converters.

また、本発明に係る電力制御装置において、前記制御部は、前記インバータへの入力電圧が、前記複数の分散電源の出力電圧のうちの最小の出力電圧と同等の電圧になるように前記インバータの入力電圧を制御する、ことが好ましい。   Further, in the power control apparatus according to the present invention, the control unit is configured so that an input voltage to the inverter is equal to a minimum output voltage among the output voltages of the plurality of distributed power sources. It is preferable to control the input voltage.

また、本発明に係る電力制御装置において、前記複数のDC/DCコンバータは全て降圧型のDC/DCコンバータである、ことが好ましい。   In the power control apparatus according to the present invention, it is preferable that the plurality of DC / DC converters are all step-down DC / DC converters.

また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力制御方法は、複数の分散電源と組み合わせて用いられる電力制御装置であって、各々が各分散電源の出力電圧を変更する複数のDC/DCコンバータと、前記複数のDC/DCコンバータの出力電圧を一括して交流電圧に変換するインバータと、を備える電力制御装置における電力制御方法であって、前記インバータへの入力電圧を変更し、前記DC/DCコンバータの昇圧あるいは降圧の度合いを制御するステップ、を含むものである。   In order to solve the above problems, a power control method according to the present invention is a power control apparatus used in combination with a plurality of distributed power supplies, each of which includes a plurality of DC / DCs that change the output voltage of each distributed power supply. A power control method in a power control apparatus comprising a converter and an inverter that collectively converts output voltages of the plurality of DC / DC converters into an AC voltage, the input voltage to the inverter being changed, and the DC A step of controlling the degree of step-up or step-down of the DC converter.

本発明によれば、複数の分散電源と組み合わせて用いられる電力制御装置において、DC/DCコンバータの効率を向上させることができる。   According to the present invention, the efficiency of a DC / DC converter can be improved in a power control device used in combination with a plurality of distributed power supplies.

本発明の一実施形態に係る電力制御装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a power control apparatus according to an embodiment of the present invention. DC/DCコンバータの効率及び損失率の昇圧比との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the efficiency of a DC / DC converter, and the step-up ratio of a loss rate. 分散電源の出力等をリンク電圧に昇圧又は降圧する様子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a mode that pressure | voltage rise or pressure | voltage fall of the output of a distributed power supply etc. is carried out to a link voltage. 電力損失の総和を最小とするリンク電圧の算出例を示す図である。It is a figure which shows the calculation example of the link voltage which makes the sum total of electric power loss the minimum. 分散電源の出力等をリンク電圧に昇圧又は降圧する様子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a mode that pressure | voltage rise or pressure | voltage fall of the output of a distributed power supply etc. is carried out to a link voltage. 分散電源の出力等をリンク電圧に昇圧又は降圧する様子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a mode that pressure | voltage rise or pressure | voltage fall of the output of a distributed power supply etc. is carried out to a link voltage. 分散電源の出力等をリンク電圧に昇圧又は降圧する様子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a mode that pressure | voltage rise or pressure | voltage fall of the output of a distributed power supply etc. is carried out to a link voltage.

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置10の概略構成を示すブロック図である。電力制御装置10は、複数の分散電源(太陽光発電装置21、燃料電池22、蓄電池23)と組み合わせて用いられる。また、電力制御装置10は、DC給電装置24に直流電圧を給電することができる。電力制御装置10は、複数のDC/DCコンバータ101と、インバータ102と、記憶部103と、制御部104とを備える。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power control apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The power control device 10 is used in combination with a plurality of distributed power sources (solar power generation device 21, fuel cell 22, storage battery 23). In addition, the power control device 10 can supply a DC voltage to the DC power supply device 24. The power control apparatus 10 includes a plurality of DC / DC converters 101, an inverter 102, a storage unit 103, and a control unit 104.

DC/DCコンバータ101は、分散電源の出力する直流電圧をリンク電圧まで昇圧又は降圧し、インバータ102に供給する。例えば、DC/DCコンバータ101−1は、太陽光発電装置21の出力する直流電圧をリンク電圧まで昇圧又は降圧してインバータ102に供給する。   The DC / DC converter 101 boosts or steps down the DC voltage output from the distributed power supply to the link voltage and supplies it to the inverter 102. For example, the DC / DC converter 101-1 raises or lowers the DC voltage output from the solar power generation device 21 to the link voltage and supplies it to the inverter 102.

また、蓄電池23は蓄電も可能であり、その場合は、DC/DCコンバータ101−3が蓄電池23に直流電圧を供給する。   The storage battery 23 can also store electricity, and in this case, the DC / DC converter 101-3 supplies a DC voltage to the storage battery 23.

また、電力制御装置10は、DC給電装置24に直流電圧を供給することも可能であり、例えば図1に示す例においては、DC/DCコンバータ101−4がDC給電装置24に直流電圧を供給する。   The power control device 10 can also supply a DC voltage to the DC power supply device 24. For example, in the example shown in FIG. 1, the DC / DC converter 101-4 supplies a DC voltage to the DC power supply device 24. To do.

なお、電力制御装置10が、分散電源として太陽光発電装置21、燃料電池22及び蓄電池23と組み合わされているのは、あくまでも一例であり、その他の種類の発電装置と組み合わされてもよい。例えば、自然エネルギー発電として太陽光発電の代わりに風力発電を用いてもよいし、両方用いてもよい。また、電力制御装置10がDC給電装置24に直流電圧を供給する構成を示しているが、これは任意であり、電力制御装置10はDC給電装置24に直流電圧を供給しなくてもよい。   The combination of the power control device 10 with the solar power generation device 21, the fuel cell 22, and the storage battery 23 as a distributed power source is merely an example, and may be combined with other types of power generation devices. For example, wind power generation may be used instead of solar power generation as natural energy power generation, or both may be used. Further, although the configuration in which the power control apparatus 10 supplies a DC voltage to the DC power supply apparatus 24 is shown, this is arbitrary, and the power control apparatus 10 does not have to supply the DC voltage to the DC power supply apparatus 24.

インバータ102は、複数のDC/DCコンバータ101から供給される直流電圧を一括して交流電圧に変換する。インバータ102の出力する交流電圧は、系統と連系させることができる。インバータ102は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)のような素子を含み、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御されることにより、直流電圧から正弦波の交流電圧を生成する。   The inverter 102 converts the DC voltage supplied from the plurality of DC / DC converters 101 into an AC voltage at a time. The AC voltage output from the inverter 102 can be linked to the grid. The inverter 102 includes an element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), for example, and generates a sine wave AC voltage from the DC voltage by, for example, PWM (Pulse Width Modulation) control.

記憶部103は、各DC/DCコンバータ101について、入力電圧と出力電圧とから損失率を得るデータテーブル、及び/又は、入力電圧と出力電圧とから損失率を算出する計算式を記憶している。本実施形態に係る電力制御装置10は、このデータテーブル又は計算式を用いて、DC/DCコンバータ101を効率的に動作させることが可能であるが、制御の詳細については後述する。   The storage unit 103 stores, for each DC / DC converter 101, a data table for obtaining a loss rate from the input voltage and the output voltage and / or a calculation formula for calculating the loss rate from the input voltage and the output voltage. . The power control apparatus 10 according to the present embodiment can efficiently operate the DC / DC converter 101 using the data table or the calculation formula. Details of the control will be described later.

制御部104は、電力制御装置10全体を制御及び管理するものであり、例えばプロセッサにより構成することができる。制御部104は、インバータ102の入力電圧(リンク電圧)を変更するように制御する。また、制御部104は、リンク電圧の変更に応じて、各DC/DCコンバータ101の入力電圧が各分散化電源の所望の電圧になるように昇圧又は降圧比を制御する。   The control unit 104 controls and manages the entire power control apparatus 10 and can be configured by a processor, for example. The control unit 104 performs control so as to change the input voltage (link voltage) of the inverter 102. Further, the control unit 104 controls the step-up or step-down ratio so that the input voltage of each DC / DC converter 101 becomes a desired voltage of each distributed power source according to the change of the link voltage.

制御部104は、例えば、設置時や分散電源が増えたときなどに、リンク電圧を変更する。   For example, the control unit 104 changes the link voltage at the time of installation or when the number of distributed power sources increases.

このように、本実施形態によれば、制御部104が、インバータ102への入力電圧を変更するよう制御することにより、DC/DCコンバータ101の効率を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the control unit 104 controls the input voltage to the inverter 102 to be changed, whereby the efficiency of the DC / DC converter 101 can be improved.

(電力損失の総和の最小化)
以下、複数のDC/DCコンバータ101の電力損失の総和を最小化する制御について、具体例を挙げて説明する。
(Minimization of total power loss)
Hereinafter, control for minimizing the total power loss of the plurality of DC / DC converters 101 will be described with a specific example.

DC/DCコンバータ101の電力損失は、
電力損失=損失率×入力電力
との関係で表すことができる。
The power loss of the DC / DC converter 101 is
It can be expressed by the relationship of power loss = loss rate × input power.

図2(a)に、DC/DCコンバータ101の効率の昇圧比への依存性を示すグラフの一例を示す。図2(a)に示すように、昇圧比が1の場合にDC/DCコンバータ101は最大効率で動作し、昇圧比が1より大きくなるにつれて効率は低下していく。また、昇圧比が1より小さくなるにつれて、すなわち、降圧比が1より大きくなるにつれて効率は低下していく。   FIG. 2A shows an example of a graph showing the dependency of the efficiency of the DC / DC converter 101 on the boost ratio. As shown in FIG. 2A, when the step-up ratio is 1, the DC / DC converter 101 operates at the maximum efficiency, and the efficiency decreases as the step-up ratio becomes larger than 1. Further, the efficiency decreases as the step-up ratio becomes smaller than 1, that is, as the step-down ratio becomes larger than 1.

図2(b)は、縦軸をDC/DCコンバータ101の損失率として、昇圧比との関係を表したグラフである。図2(b)に示す例においては、(昇圧比−1)=0、すなわち昇圧比が1である場合に損失率は0%であり、昇圧比が大きくなるにつれて損失率は大きくなる。このように、損失率は、「昇圧比―1」にほぼ比例する。   FIG. 2B is a graph showing the relationship with the step-up ratio, with the vertical axis representing the loss rate of the DC / DC converter 101. In the example shown in FIG. 2B, when (boost ratio-1) = 0, that is, when the boost ratio is 1, the loss rate is 0%, and the loss rate increases as the boost ratio increases. Thus, the loss rate is substantially proportional to “boost ratio-1”.

ここで、太陽光発電装置21の出力電力をPp、出力電圧をVp、リンク電圧をVLとすると、太陽光発電装置21に接続するDC/DCコンバータ101−1の電力損失は、簡易的に以下のように表すことができる。
α|VL/Vp−1|×Pp=α|VL−Vp|/Vp×Pp
ここで、αは、DC/DCコンバータ101−1に特有の係数である。
Here, when the output power of the solar power generation device 21 is Pp, the output voltage is Vp, and the link voltage is VL, the power loss of the DC / DC converter 101-1 connected to the solar power generation device 21 is simply as follows. It can be expressed as
α p | VL / Vp−1 | × Pp = α p | VL−Vp | / Vp × Pp
Here, α p is a coefficient specific to the DC / DC converter 101-1.

また、さらに以下のように定義すると、
燃料電池22の出力電力 :Ps
燃料電池22の出力電圧 :Vs
蓄電池23の出力電力 :Pb
蓄電池23の出力電圧 :Vb
DC給電装置24の入力電力:Pd
DC給電装置24の入力電圧:Vd
複数のDC/DCコンバータ101の電力損失の総和は、簡易的に以下のように表すことができる。
α|VL−Vp|/Vp×Pp+α|VL−Vs|/Vs×Ps+α|VL−Vb|/Vb×Pb+α|VL−Vd|/Vd×Pd
ここで、α、α及びαは、それぞれ、DC/DCコンバータ101−2、DC/DCコンバータ101−3及びDC/DCコンバータ101−4に特有の係数である。
Furthermore, if we define
Output power of fuel cell 22: Ps
Output voltage of fuel cell 22: Vs
Output power of storage battery 23: Pb
Output voltage of storage battery 23: Vb
DC power supply 24 input power: Pd
DC power supply 24 input voltage: Vd
The total power loss of the plurality of DC / DC converters 101 can be simply expressed as follows.
α p | VL−Vp | / Vp × Pp + α s | VL−Vs | / Vs × Ps + α b | VL−Vb | / Vb × Pb + α d | VL−Vd | / Vd × Pd
Here, α s , α b, and α d are coefficients specific to the DC / DC converter 101-2, the DC / DC converter 101-3, and the DC / DC converter 101-4, respectively.

制御部104は、上式を用いて電力損失の総和を最小とするリンク電圧VLを算出し、インバータ102の入力電圧がリンク電圧VLになるように、インバータ102を制御する。   The control unit 104 calculates the link voltage VL that minimizes the total power loss using the above equation, and controls the inverter 102 so that the input voltage of the inverter 102 becomes the link voltage VL.

なお、系統と連系する場合などは、リンク電圧として設定可能な最小電圧Vminが存在するため、制御部104は、電力損失の総和を最小とするリンク電圧VLが設定可能な最小電圧Vminより小さい場合は、インバータ102の入力電圧が最小電圧Vminになるように、インバータ102を制御する。   In addition, when connecting to the grid, there is a minimum voltage Vmin that can be set as a link voltage, and therefore the control unit 104 has a link voltage VL that minimizes the sum of power losses smaller than the minimum voltage Vmin that can be set. In this case, the inverter 102 is controlled so that the input voltage of the inverter 102 becomes the minimum voltage Vmin.

また、上式は簡易例であって、例えば、あるDC/DCコンバータ101の昇降圧比が1に限りなく近い場合などは、制御上、昇降圧動作が安定しない場合があり、また、昇降圧動作を停止させた方がロスを少なくすることができるため、制御部104は、この点を考慮して動作電圧の補正を行うこともできる。   The above equation is a simple example. For example, when the step-up / step-down ratio of a certain DC / DC converter 101 is as close as possible to 1, the step-up / step-down operation may not be stable in terms of control. Since the loss can be reduced by stopping the control, the control unit 104 can also correct the operating voltage in consideration of this point.

図3(a)に、インバータ102の入力電圧を、電力損失の総和を最小とするリンク電圧VLに設定した場合の、各DC/DCコンバータ101の降圧又は昇圧の様子を示す。PV、FC、BT及びDC給電は、それぞれ、太陽光発電装置21に接続するDC/DCコンバータ101−1、燃料電池22に接続するDC/DCコンバータ101−2、蓄電池23に接続するDC/DCコンバータ101−3、DC給電装置24に接続するDC/DCコンバータ101−4の昇圧又は降圧の様子を示す。各棒グラフにおいて、斜線部がDC/DCコンバータ101の電源装置側(太陽光発電装置21、燃料電池22、蓄電池23、DC給電装置24)の電圧を示し、矢印が昇圧又は降圧の量を示す。   FIG. 3A shows the state of step-down or step-up of each DC / DC converter 101 when the input voltage of the inverter 102 is set to the link voltage VL that minimizes the total power loss. The PV, FC, BT, and DC power supplies are respectively a DC / DC converter 101-1 connected to the solar power generation device 21, a DC / DC converter 101-2 connected to the fuel cell 22, and a DC / DC connected to the storage battery 23. The state of step-up or step-down of the DC / DC converter 101-4 connected to the converter 101-3 and the DC power supply device 24 is shown. In each bar graph, the hatched portion indicates the voltage on the power supply device side (solar power generation device 21, fuel cell 22, storage battery 23, DC power supply device 24) of the DC / DC converter 101, and the arrow indicates the amount of step-up or step-down.

図3(b)は、比較のために、高いリンク電圧VL0に固定された従来の様子を示したものである。   FIG. 3B shows a conventional state in which the high link voltage VL0 is fixed for comparison.

図4に、電力損失の総和を最小とするリンク電圧を算出した例を示す。図4は、太陽光発電装置21の出力電圧が250V、燃料電池22の出力電圧が90V、蓄電池23の出力電圧が300V、DC給電装置24への入力電圧が141Vの場合において、各電源装置からの入力電力やDC給電装置24への入力電力が種々の値をとる場合の、算出されたリンク電圧を示している。   FIG. 4 shows an example in which the link voltage that minimizes the total power loss is calculated. FIG. 4 shows the case where the output voltage of the solar power generation device 21 is 250 V, the output voltage of the fuel cell 22 is 90 V, the output voltage of the storage battery 23 is 300 V, and the input voltage to the DC power supply device 24 is 141 V. The calculated link voltage is shown in the case where the input power and the input power to the DC power supply device 24 take various values.

例えば、1行目のデータによれば、太陽光発電装置21の出力電力が3kW、燃料電池22の出力電力が1kW、蓄電池23の出力電力が5kW、DC給電装置24への入力電力が1kWの場合、電力損失の総和を最小とするリンク電圧は231Vである。   For example, according to the data in the first row, the output power of the solar power generation device 21 is 3 kW, the output power of the fuel cell 22 is 1 kW, the output power of the storage battery 23 is 5 kW, and the input power to the DC power supply device 24 is 1 kW. In this case, the link voltage that minimizes the total power loss is 231V.

なお、6行目の例においては、制御部104が算出した値は170Vより小さい値であるが、設定可能な最小電圧Vmin=170Vを下回っているため、リンク電圧は170Vとなっている。   In the example of the sixth row, the value calculated by the control unit 104 is a value smaller than 170V, but the link voltage is 170V because it is lower than the minimum voltage Vmin = 170V that can be set.

このように、本実施形態によれば、制御部104が、複数のDC/DCコンバータ101の電力損失の総和が最小となるリンク電圧になるように、各DC/DCコンバータ101とインバータ102を制御するため、DC/DCコンバータ101の効率を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the control unit 104 controls each DC / DC converter 101 and the inverter 102 such that the sum of the power losses of the plurality of DC / DC converters 101 becomes a minimum link voltage. Therefore, the efficiency of the DC / DC converter 101 can be improved.

(影響度の大きい分散電源の電力損失の最小化)
制御部104は、最も影響度の大きい分散電源、すなわち最も出力電力の大きい分散電源に接続しているDC/DCコンバータ101の電力損失を最小にするように、リンク電圧VLを制御することもできる。
(Minimization of power loss of distributed power sources with high impact)
The control unit 104 can also control the link voltage VL so as to minimize the power loss of the DC / DC converter 101 connected to the distributed power source having the greatest influence, that is, the distributed power source having the largest output power. .

例えば、太陽光発電装置21の出力電力が最も大きい場合、太陽光発電装置21に接続したDC/DCコンバータ101−1の電力損失である、
α|VL−Vp|/Vp×Pp
が最小になるリンク電圧VLになるように、制御部104は、リンク電圧VLを制御することができる。
For example, when the output power of the solar power generation device 21 is the largest, it is a power loss of the DC / DC converter 101-1 connected to the solar power generation device 21.
α p | VL−Vp | / Vp × Pp
The control unit 104 can control the link voltage VL so that the link voltage VL is minimized.

図5に、リンク電圧を、最も出力電力の大きい太陽光発電装置21に接続したDC/DCコンバータ101−1の電力損失を最小とするリンク電圧VLに設定した場合の、各DC/DCコンバータ101の降圧又は昇圧の様子を示す。   In FIG. 5, each DC / DC converter 101 when the link voltage is set to the link voltage VL that minimizes the power loss of the DC / DC converter 101-1 connected to the photovoltaic power generation device 21 having the largest output power. The state of step-down or step-up is shown.

(出力電圧の平均)
制御部104は、リンク電圧VLが、複数の分散電源の出力電圧の平均値程度になるように、リンク電圧VLを制御することもできる。図6に、この場合の、各DC/DCコンバータ101の降圧又は昇圧の様子を示す。
(Average output voltage)
The control unit 104 can also control the link voltage VL so that the link voltage VL is about the average value of the output voltages of the plurality of distributed power sources. FIG. 6 shows the state of step-down or step-up of each DC / DC converter 101 in this case.

(最大の出力電圧に統一)
制御部104は、リンク電圧VLが、分散電源の出力電圧のうちの最大の出力電圧と同等の電圧になるように、リンク電圧VLを制御することもできる。図7(a)に、蓄電池23の出力電圧が最大の出力電圧である場合の例を示す。
(Unified to the maximum output voltage)
The control unit 104 can also control the link voltage VL so that the link voltage VL is equal to the maximum output voltage among the output voltages of the distributed power supplies. FIG. 7A shows an example when the output voltage of the storage battery 23 is the maximum output voltage.

このように、リンク電圧VLを、分散電源の出力電圧のうちの最大の出力電圧と同等の電圧になるようにすることにより、DC/DCコンバータ101を昇圧型のDC/DCコンバータのみで構成することが可能となり、DC/DCコンバータにかかるコストを低減することができる。また、最大の出力電圧の分散電源と接続するDC/DCコンバータは省略することも可能であり、省略することによりさらにコストを低減することができる。   In this way, the DC / DC converter 101 is configured only by the boost DC / DC converter by making the link voltage VL equal to the maximum output voltage of the output voltages of the distributed power supplies. Therefore, the cost for the DC / DC converter can be reduced. In addition, the DC / DC converter connected to the distributed power supply with the maximum output voltage can be omitted, and the cost can be further reduced by omitting the DC / DC converter.

(最小の出力電圧に統一)
制御部104は、リンク電圧VLが、分散電源の出力電圧のうちの最小の出力電圧と同等の電圧になるように、DC/DCコンバータ101を制御することもできる。図7(b)に、燃料電池22の出力電圧が最小の出力電圧である場合の例を示す。
(Unified to the minimum output voltage)
The control unit 104 can also control the DC / DC converter 101 so that the link voltage VL is equal to the minimum output voltage among the output voltages of the distributed power supplies. FIG. 7B shows an example when the output voltage of the fuel cell 22 is the minimum output voltage.

このように、リンク電圧VLを、分散電源の出力電圧のうちの最小の出力電圧と同等の電圧になるようにすることにより、DC/DCコンバータ101を降圧型のDC/DCコンバータのみで構成することが可能となり、DC/DCコンバータにかかるコストを低減することができる。また、最小の出力電圧の分散電源と接続するDC/DCコンバータは省略することも可能であり、省略することによりさらにコストを低減することができる。   As described above, the DC / DC converter 101 is configured by only the step-down DC / DC converter by making the link voltage VL equal to the minimum output voltage of the output voltages of the distributed power supply. Therefore, the cost for the DC / DC converter can be reduced. Further, the DC / DC converter connected to the distributed power source with the minimum output voltage can be omitted, and the cost can be further reduced by omitting the DC / DC converter.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention.

例えば、本実施形態においては、電力制御装置10を系統と連系させるものとして説明したが、電力制御装置10は系統と連系させなくてもよい。   For example, in the present embodiment, the power control device 10 has been described as being linked to the grid, but the power control device 10 may not be linked to the grid.

10 電力制御装置
21 太陽光発電装置
22 燃料電池
23 蓄電池
24 DC給電装置
101 DC/DCコンバータ
102 インバータ
103 記憶部
104 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric power control apparatus 21 Solar power generation device 22 Fuel cell 23 Storage battery 24 DC power supply apparatus 101 DC / DC converter 102 Inverter 103 Memory | storage part 104 Control part

Claims (9)

複数の分散電源と組み合わせて用いられる電力制御装置であって、
各々が各分散電源の出力電圧を変更する複数のDC/DCコンバータと、
前記複数のDC/DCコンバータの出力電圧を一括して交流電圧に変換するインバータと、
前記インバータの入力電圧を前記複数の分散電源の出力電圧に基づいて制御する制御部と、
を備える電力制御装置。
A power control device used in combination with a plurality of distributed power sources,
A plurality of DC / DC converters each changing the output voltage of each distributed power source;
An inverter that collectively converts the output voltages of the plurality of DC / DC converters into an AC voltage;
A control unit that controls an input voltage of the inverter based on output voltages of the plurality of distributed power sources;
A power control apparatus comprising:
請求項1に記載の電力制御装置において、前記制御部は、前記複数のDC/DCコンバータの電力損失の総和が最小となるように、前記インバータの入力電圧を制御する、ことを特徴とする電力制御装置。   2. The power control device according to claim 1, wherein the control unit controls an input voltage of the inverter so that a total sum of power losses of the plurality of DC / DC converters is minimized. Control device. 請求項1に記載の電力制御装置において、前記制御部は、最も出力電力が大きい分散電源に接続したDC/DCコンバータの電力損失が最小となるように、前記インバータの入力電圧を制御する、電力制御装置。   2. The power control device according to claim 1, wherein the control unit controls the input voltage of the inverter so that the power loss of the DC / DC converter connected to the distributed power source having the largest output power is minimized. Control device. 請求項1に記載の電力制御装置において、前記制御部は、前記インバータへの入力電圧が、前記複数の分散電源の出力電圧の略平均値になるよう前記インバータの入力電圧を制御する、電力制御装置。   2. The power control device according to claim 1, wherein the control unit controls the input voltage of the inverter so that an input voltage to the inverter becomes a substantially average value of output voltages of the plurality of distributed power sources. 3. apparatus. 請求項1に記載の電力制御装置において、前記制御部は、前記インバータへの入力電圧が、前記複数の分散電源の出力電圧のうちの最大の出力電圧と同等の電圧になるように前記インバータの入力電圧を制御する、電力制御装置。   2. The power control device according to claim 1, wherein the control unit is configured so that an input voltage to the inverter is equal to a maximum output voltage of output voltages of the plurality of distributed power sources. A power control device that controls the input voltage. 請求項5に記載の電力制御装置において、前記複数のDC/DCコンバータは全て昇圧型のDC/DCコンバータである、電力制御装置。   6. The power control apparatus according to claim 5, wherein the plurality of DC / DC converters are all step-up DC / DC converters. 請求項1に記載の電力制御装置において、前記制御部は、前記インバータへの入力電圧が、前記複数の分散電源の出力電圧のうちの最小の出力電圧と同等の電圧になるように前記インバータの入力電圧を制御する、電力制御装置。   2. The power control device according to claim 1, wherein the control unit is configured so that an input voltage to the inverter is equal to a minimum output voltage among output voltages of the plurality of distributed power sources. A power control device that controls the input voltage. 請求項7に記載の電力制御装置において、前記複数のDC/DCコンバータは全て降圧型のDC/DCコンバータである、電力制御装置。   8. The power control apparatus according to claim 7, wherein the plurality of DC / DC converters are all step-down DC / DC converters. 複数の分散電源と組み合わせて用いられる電力制御装置であって、各々が各分散電源の出力電圧を変更する複数のDC/DCコンバータと、前記複数のDC/DCコンバータの出力電圧を一括して交流電圧に変換するインバータと、を備える電力制御装置における電力制御方法であって、
前記インバータへの入力電圧を変更し、前記DC/DCコンバータの昇圧あるいは降圧の度合いを制御するステップ、を含む電力制御方法。
A power control device used in combination with a plurality of distributed power sources, each of which changes a plurality of DC / DC converters that change the output voltage of each of the distributed power sources, and the output voltages of the plurality of DC / DC converters collectively AC A power control method in a power control device comprising: an inverter that converts voltage;
A power control method comprising: changing an input voltage to the inverter and controlling a degree of step-up or step-down of the DC / DC converter.
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