JP2015204656A - 電源制御装置及び電源制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分散型電源10の電力は、電源制御装置40を介して、住宅分電盤51に供給される。この電源制御装置40は、制御部41、スイッチング部U1を備えている。更に、電源制御装置40は、系統連系インバータ44、DCDCコンバータ45、蓄電池46を備えている。系統停電と判定した場合、電源制御装置40の制御部41は、系統連系保護リレーのオフ操作処理、自立リレーのオン操作処理を実行する。そして、制御部41は、蓄電池の充放電管理処理を実行する。この場合、電源制御装置40は、蓄電池46からの電力を、切替器52を介して、自立分電盤53に供給する。更に、分散型電源10の電力を、切替器52への供給や蓄電池46の充電に利用する。
【選択図】図1
Description
(4)上記電源制御装置において、外部に設けられた蓄エネルギー部との外部接続部を設け、前記外部接続部を前記電力変換部に接続したことが好ましい。
(6)上記電源制御装置において、前記分散型電源接続部に接続され、前記第1リレーに接続された第1スイッチと、前記第1スイッチ及び前記第1リレーと、前記電力変換部との間に接続された第2スイッチとを更に備え、前記制御部が、第1、第2スイッチにより、前記第1の分散型電源の電力供給を制御することが好ましい。
(9)上記電源制御装置において、前記制御部が、前記第1リレー及び前記第2リレーをオフした場合、前記蓄エネルギー部における充電状態に応じて、前記第1スイッチを制御することが好ましい。
図1に示すように、第1の実施形態では、分散型電源10として太陽電池パネル11を用いる場合を想定する。そして、太陽電池パネル11の発電電力を有効活用するために、電源制御装置40を利用する。
また、外部端子T2は、住宅分電盤51に接続される。この住宅分電盤51は、系統電源50に接続される。
この電源制御装置40は、制御部41、スイッチング部U1を備えている。スイッチング部U1には、スイッチSW1,SW2、系統連系保護リレー42、自立リレー43が設けられている。更に、電源制御装置40は、第2の分散型電源として、系統連系インバータ44、DCDCコンバータ45、蓄電池46を備えている。本実施形態では、系統連系インバータ44、DCDCコンバータ45が、電力変換部として機能する。
スイッチSW1の第1端子は外部端子T1に接続され、スイッチSW1の第2端子は系統連系保護リレー42及びスイッチSW2に接続される。
系統連系保護リレー42の第1端子は、上述したようにスイッチSW1、SW2に接続され、第2端子は外部端子T2に接続される。
自立リレー43の第1端子は、上述したようにスイッチSW2及び系統連系インバータ44に接続され、第2端子は外部端子T3に接続される。
このDCDCコンバータ45は、DCDCコンバータ21と同様に、スイッチング制御により、直流電圧を昇降圧する。このDCDCコンバータ45は、蓄電池46に接続される。そして、DCDCコンバータ45は、蓄電池46の出力(直流)をバス電圧値に変換して直流電力線に出力したり、直流電力線から供給される電力を蓄電池46に供給したりする。
この蓄電池46は、電力を充電するとともに、充電した電力を出力する電池であり、繰り返し使用可能な蓄エネルギー部である。
まず、電源制御装置40の制御部41は、分散型電源からの電力供給処理を実行する(ステップS11)。具体的には、制御部41は、スイッチSW1、SW2をオンする。更に、制御部41は、系統連系保護リレー42をオンし、自立リレー43をオフする。これにより、系統連系を行なう。
次に、電源制御装置40の制御部41は、系統復帰かどうかについての判定処理を実行する(ステップS17)。具体的には、制御部41は、系統電源50の系統電圧、周波数を検出し、系統正常範囲に戻ったと判定した場合、系統復帰(系統電源の復電)と判定する。
一方、系統復帰と判定した場合(ステップS17において「YES」の場合)、電源制御装置40の制御部41は、自立リレーのオフ操作処理を実行する(ステップS18)。具体的には、制御部41は、自立リレー43をオフする。これにより、電源制御装置40と自立分電盤53とが切り離される。
次に、電源制御装置40の制御部41は、系統連系保護リレーのオン操作処理を実行する(ステップS19)。具体的には、制御部41は、系統連系保護リレー42をオンする。これにより、電源制御装置40が系統電源50に接続される。
まず、電源制御装置40の制御部41は、自立電力不足かどうかについての判定処理を実行する(ステップS21)。具体的には、制御部41は、変流器CT1から、供給されている電流の電流値を取得する。そして、制御部41は、変流器CT1から取得した電流値と第1の基準電流値とを比較する。変流器CT1から取得した電流値が第1の基準電流値以上の場合には、自立電力不足でないと判定する。
(1)本実施形態では、分散型電源10は、電源制御装置40を介して、住宅分電盤51に接続される。そして、系統連系時には、電源制御装置40の制御部41は、分散型電源からの電力供給処理を実行する(ステップS11)。一方、系統停電時には、電源制御装置40の制御部41は、系統連系保護リレーのオフ操作処理(ステップS14)、自立リレーのオン操作処理(ステップS15)を実行する。これにより、系統停電時において、蓄電池46を利用して、系統連系インバータ44から交流電力(疑似系統電圧)を出力することができる。従って、太陽電池パネル11は、疑似系統電圧により、系統停電時においても、系統連系時と同様に発電を行なうことができる。このように、分散型電源10に対して交流連携により電源制御装置40を設けることができるので、既存設備を活かすことにより、設備投資負担を軽減することができる。
更に、ここでは、自立リレーのオン操作処理(ステップS15)を優先して行なう。これにより、蓄電池46から自立分電盤53への電力供給を優先して行なうことができる。
・上記実施形態においては、分散型電源10の創エネルギー部として、太陽電池パネル11を用いたが、分散型電源10の種類は限定されるものではない。例えば、創エネルギー部として、風力発電装置を用いることも可能である。
まず、電源制御装置40の制御部41は、モード起動処理を実行する(ステップS31)。具体的には、利用者の操作に応じて、制御部41が、系統連系保護リレー42,自立リレー43をオフする。更に、制御部41は、スイッチSW1、SW2をオンする。
分散型電源の出力は低下していないと判定した場合(ステップS32において「NO」の場合)、電源制御装置40の制御部41は、蓄電池は維持充電状態かどうかについての判定処理を実行する(ステップS33)。具体的には、制御部41は、蓄電池46の出力電圧値を取得する。この出力電圧値に基づいて、蓄電池46の充電状態を特定する。出力電圧値が維持充電基準値に達している場合には維持充電状態と判定する。なお、蓄電池46から内部残量状態の情報を取得し、この情報を用いて維持充電状態を判断するようにしてもよい。
これにより、利用者の不在時等のように、電力需要がない場合に、太陽電池パネル11等の分散型電源10を用いて、蓄電池46を、保管に適した充電状態に維持することができる。また、充電停止処理(ステップS36)により、分散型電源の発電量が低下した場合にもシステムの安定化を図ることができる。
Claims (11)
- 第1の分散型電源の交流電力を入力する分散型電源接続部と、
第2の分散型電源の交流電力を出力する電力変換部と、
前記分散型電源接続部と系統電源との解列操作処理を行なう第1リレーと、
前記分散型電源接続部及び前記電力変換部と、系統電源及び自立分電盤の切替器との接続操作処理を行なう第2リレーと、
前記第1リレー及び前記第2リレーを制御する制御部を備えた電源制御装置であって、
前記制御部が、前記系統電源の系統停電を検知した場合、前記第1リレーの解列操作処理を行ない、前記第2リレーの接続操作処理を行なうことを特徴とする電源制御装置。 - 系統停電時に、前記電力変換部から前記第1の分散型電源に対して供給される出力電圧を、前記系統電源の系統電圧に準じて安定化させる補償器を設けたことを特徴とする請求項1に記載の電源制御装置。
- 前記電力変換部には、蓄エネルギー部が接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の電源制御装置。
- 外部に設けられた蓄エネルギー部との外部接続部を設け、前記外部接続部を前記電力変換部に接続したことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の電源制御装置。
- 前記制御部が、系統連系時に前記電力変換部からの電力を制限することを特徴とする請求項3又は4に記載の電源制御装置。
- 前記分散型電源接続部に接続され、前記第1リレーに接続された第1スイッチと、
前記第1スイッチ及び前記第1リレーと、前記電力変換部との間に接続された第2スイッチとを更に備え、
前記制御部が、第1、第2スイッチにより、前記第1の分散型電源の電力供給を制御することを特徴とする請求項3〜5の何れか1項に記載の電源制御装置。 - 前記制御部が、系統停電を検知した場合には、前記第2スイッチをオフ操作し、前記第2リレーをオン操作し、
前記蓄エネルギー部からの前記第2リレーへの電力供給を安定化させた後に、前記第2スイッチをオン操作して、前記第1の分散型電源からの電力を前記第2リレーに電力供給を行なうことを特徴とする請求項6に記載の電源制御装置。 - 前記制御部が、系統停電時において、前記蓄エネルギー部における充電状態に応じて、前記第1スイッチを制御することを特徴とする請求項6又は7に記載の電源制御装置。
- 前記制御部が、前記第1リレー及び前記第2リレーをオフした場合、前記蓄エネルギー部における充電状態に応じて、前記第1スイッチを制御することを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の電源制御装置。
- 前記制御部が、前記系統電源の電流を検知する第1の変流器と、前記第1の分散型電源の電流を検知する第2の変流器とに接続され、
系統連系時には、前記第1の変流器で検知した電流に応じて、前記蓄エネルギー部への充放電を制御し、
系統停電時には、前記第2の変流器で検知した電流に応じて、前記蓄エネルギー部への充放電を制御することを特徴とする請求項3〜9の何れか1項に記載の電源制御装置。 - 第1の分散型電源の交流電力を入力する分散型電源接続部と、
第2の分散型電源の交流電力を出力する電力変換部と、
前記分散型電源接続部と系統電源との解列操作処理を行なう第1リレーと、
前記分散型電源接続部及び前記電力変換部と、系統電源及び自立分電盤の切替器との接続操作処理を行なう第2リレーと、
前記第1リレー及び前記第2リレーを制御する制御部を備えた電源制御装置を用いて、電源を制御する方法であって、
前記制御部が、前記系統電源の系統停電を検知した場合、前記第1リレーの解列操作処理を行ない、前記第2リレーの接続操作処理を行なうことを特徴とする電源制御方法。
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