JP2017135888A - 電力変換システム - Google Patents
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Abstract
【課題】系統停電時においても蓄電部を充電したい。【解決手段】第1電力変換装置(2)は、直流電源(1a、1b)から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第1出力線の何れかに出力する第1電力変換部(22)を有する。第2電力変換装置(4)は、蓄電部(3)から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を前記系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第2出力線の何れかに出力可能に構成されるとともに、前記系統(5)の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電部へ充電可能に構成される第2電力変換部(42)を有する。第1電力変換装置(2)および第2電力変換装置(4)が系統(5)と切り離された状態において、第1出力線と第2出力線が接続され、直流電源(1a、1b)から蓄電部(3)に充電するための経路が形成される。【選択図】図1
Description
本発明は、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換システムに関する。
太陽電池と蓄電池を備える発電システムが普及してきている。近年、太陽電池のパワーコンディショナと蓄電池のパワーコンディショナを一体化したシステムも実用化されているが、太陽電池のパワーコンディショナと蓄電池のパワーコンディショナを別々に構成するシステムも存在する(例えば、特許文献1参照)。例えば、既存の太陽光発電システムに蓄電システムを後付けする場合、パワーコンディショナが別々に設置される。
太陽電池のパワーコンディショナと蓄電池のパワーコンディショナを別々に構成するシステムでは、商用電力系統(以下、単に系統という)が停電すると、蓄電池を充電することができなくなる。系統停電時において蓄電池のパワーコンディショナは、蓄電池の容量を放電することにより電力を供給することができるが、蓄電池の容量を使い果たした後は、系統が復活するまで電力を供給することができなくなる。
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、系統停電時においても蓄電部を充電することができる電力変換システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力変換システムは、直流電源から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統及び前記系統から切り離された第1出力線の何れかに出力する第1電力変換部を有する第1電力変換装置と、蓄電部から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を前記系統及び前記系統から切り離された第2出力線の何れかに出力可能に構成されるとともに、前記系統の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電部へ充電可能に構成される第2電力変換部を有する第2電力変換装置と、を備える。前記第1電力変換装置および前記第2電力変換装置が前記系統と切り離された状態において、前記第1出力線と前記第2出力線が接続され、前記直流電源から前記蓄電部に充電するための経路が形成される。
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、系統停電時においても蓄電部を充電することができる電力変換システムを実現できる。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。電力変換システムは、第1電力変換装置2及び第2電力変換装置4を備える。第1電力変換装置2は、第1太陽電池1a及び第2太陽電池1bにより発電された直流電力を交流電力に変換し、系統5及び系統(5)から切り離された第1自立出力線の何れかに出力する。図1では太陽電池を2つのストリングで構成する例を示しているが、太陽電池の構成形態は任意であり特に限定されるものではない。また第1電力変換装置2はマルチストリング型であってもよいし、集中型であってもよい。なお集中型で構成する場合、接続箱(不図示)を設置する必要がある。
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。電力変換システムは、第1電力変換装置2及び第2電力変換装置4を備える。第1電力変換装置2は、第1太陽電池1a及び第2太陽電池1bにより発電された直流電力を交流電力に変換し、系統5及び系統(5)から切り離された第1自立出力線の何れかに出力する。図1では太陽電池を2つのストリングで構成する例を示しているが、太陽電池の構成形態は任意であり特に限定されるものではない。また第1電力変換装置2はマルチストリング型であってもよいし、集中型であってもよい。なお集中型で構成する場合、接続箱(不図示)を設置する必要がある。
第2電力変換装置4は、蓄電部3から放電される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統5及び系統5から切り離された第2自立出力線の何れかに出力する。また第2電力変換装置4は、系統5の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を蓄電部3を充電する。蓄電部3には、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層コンデンサ等を使用することができる。
第1電力変換装置2は、第1.1DC−DCコンバータ21a、第1.2DC−DCコンバータ21b、第1DC−ACコンバータ22、第1制御部23、第1連系リレーRY1及び第1自立リレーRY2を含む。
第1.1DC−DCコンバータ21aは、第1太陽電池1aにより発電された直流電力を別の電圧の直流電力に変換する。第1.1DC−DCコンバータ21aは、MPPT(Maximum Power Point Tracking)制御を搭載した昇圧チョッパで構成することができる。当該昇圧チョッパは、第1太陽電池1aが最大電力点(最適動作点)で発電できるよう制御する。具体的には山登り法に従い電圧を所定のステップ幅で変化させて最大電力点を探索し、太陽電池の出力電力が最大電力点を維持するよう制御する。
第1.2DC−DCコンバータ21bは、第2太陽電池1bにより発電された直流電力を別の電圧の直流電力に変換する。第1.2DC−DCコンバータ21bも、MPPT制御を搭載した昇圧チョッパで構成することができる。第1.1DC−DCコンバータ21aと第1.2DC−DCコンバータ21bの出力端子は接続され、第1DC−ACコンバータ22の入力端子に接続される。
第1DC−ACコンバータ22は、第1.1DC−DCコンバータ21a及び第1.2DC−DCコンバータ21bから入力される直流電力を交流電力に変換して出力する。第1DC−ACコンバータ22の出力側には、第1連系リレーRY1と第1自立リレーRY2が並列に接続される。第1連系リレーRY1は第1DC−ACコンバータ22と系統5との間に挿入され、第1電力変換装置2と系統5との連系または非連系を切り替える。第1自立リレーRY2は第1DC−ACコンバータ22と第1自立出力線との間に挿入され、第1自立出力線への通電または非通電を切り替える。
第1制御部23は、第1.1DC−DCコンバータ21a、第1.2DC−DCコンバータ21b、第1DC−ACコンバータ22、第1連系リレーRY1及び第1自立リレーRY2を制御する。第1制御部23の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、DSP、ROM、RAM、FPGA、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。
第1制御部23は平常時、第1電力変換装置2を系統連系モードで運転する。系統5の停電が検知された場合、第1電力変換装置2を自立モードで運転する。
第1電力変換装置2が系統連系モードで運転されるとき、第1制御部23は第1連系リレーRY1を閉状態、及び第1自立リレーRY2を開状態に制御する。また第1制御部23は、第1太陽電池1a及び第2太陽電池1bが最大電力点で発電できるよう制御するための駆動信号を生成し、第1.1DC−DCコンバータ21a及び第1.2DC−DCコンバータ21bに供給する。また第1制御部23は、第1.1DC−DCコンバータ21a及び第1.2DC−DCコンバータ21bから入力される直流電力を、系統5の電圧および周波数に対応した交流電力に変換するための駆動信号を生成し、第1DC−ACコンバータ22に供給する。
第1電力変換装置2が自立モードで運転されるとき、第1制御部23は第1連系リレーRY1を開状態、及び第1自立リレーRY2を閉状態に制御する。また第1制御部23は、第1.1DC−DCコンバータ21a及び第1.2DC−DCコンバータ21bと、第1DC−ACコンバータ22間の中間バス電圧を所定の直流電圧に安定化させるための駆動信号を生成し、第1.1DC−DCコンバータ21a及び第1.2DC−DCコンバータ21bに供給する。また第2制御部43は、第1.1DC−DCコンバータ21a及び第1.2DC−DCコンバータ21bから入力される直流電力を、所定の電圧(例えば、AC100V)の交流電力に変換するための駆動信号を生成し、第1DC−ACコンバータ22に供給する。
第2電力変換装置4は、第2DC−DCコンバータ41、第2DC−ACコンバータ42、第2制御部43、電圧検出部44、第2連系リレーRY3及び第2自立リレーRY4を含む。
第2DC−DCコンバータ41は蓄電部3を充放電するための双方向DC−DCコンバータである。第2DC−DCコンバータ41は充電時、第2DC−ACコンバータ42から供給される直流電力を定電圧(CV)または定電流(CC)で蓄電部3に充電する。例えば、蓄電部3の電圧が設定電圧に到達するまで定電流で充電し、設定電圧から満充電電圧に到達するまで定電圧で充電する。第2DC−DCコンバータ41は放電時、蓄電部3から供給される直流電力を定電圧または定電流で第2DC−ACコンバータ42に放電する。
第2DC−ACコンバータ42は双方向インバータである。系統連系モードにおいて、第2DC−ACコンバータ42は放電時、第2DC−DCコンバータ41から入力される直流電力を交流電力に変換して、系統5に接続された配電線に出力する。充電時、系統5から入力される交流電力を直流電力に変換して第2DC−DCコンバータ41に出力する。自立モードにおいて第2DC−ACコンバータ42は、第2DC−DCコンバータ41から出力された直流電力を所定の電圧の交流電力に変換して第2自立出力線に出力する。電圧検出部44は、第2自立出力線の電圧を検出し、第2制御部43に出力する。
第2連系リレーRY3及び第2自立リレーRY4の接続形態は、第1連系リレーRY1及び第1自立リレーRY2の接続形態と同様である。第1連系リレーRY1の系統5側の配電線と、第2連系リレーRY3の系統5側の配電線が接続され、第1電力変換装置2及び第2電力変換装置4が系統5と連系する。当該配電線には一般負荷6が接続され、一般負荷6は当該配電線から交流電力の供給を受ける。
第1電力変換装置2の配電線と第2電力変換装置4の配電線の接続点と、系統5との間の配電線に第1電流センサCT1が設置される。第1電流センサCT1は、当該配電線を流れる電流の値を検出し、第2電力変換装置4の第2制御部43に出力する。
第1電力変換装置2の第1自立出力線と、第2電力変換装置4の第2自立出力線が接続される。この接続された自立出力経路に取り付けられた自立出力端子に、自立負荷7(例えば、非常用照明)を接続することにより、停電時において自立負荷7に電源供給することができる。
第2制御部43は、第2DC−DCコンバータ41、第2DC−ACコンバータ42、第2連系リレーRY3及び第2自立リレーRY4を制御する。第2制御部43の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、DSP、ROM、RAM、FPGA、その他のLSIを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。
第2制御部43は、第1電流センサCT1から入力される電流値の極性をもとに逆潮流を検出する。2016年現在、日本では蓄電池から系統への逆潮流が禁止されているため、第2制御部43は逆潮流を検出している間、蓄電部3からの放電を停止させる。
図2は、本発明の実施の形態1に係る、停電発生時における第2電力変換装置4の第2制御部43の動作を説明するためのフローチャートである。系統5の停電が発生すると(S10のY)、第2制御部43は第2連系リレーRY3を開く(ターンオフ)(S11)。第2制御部43は第2自立リレーRY4を閉じる(ターンオン)前に、電圧検出部44の出力値をもとに第2自立出力線の電圧を検出する(S12)。第2制御部43は第2自立リレーRY4を閉じる(S13)。
第2制御部43は、第2自立出力線の検出電圧と規定値を比較する(S14)。規定値は、第1電力変換装置2の自立出力電圧より所定のマージン分、低い電圧に設定される。第2自立出力線の検出電圧が規定値以上である場合(S14のY)、第2制御部43は、第2DC−DCコンバータ41及び第2DC−ACコンバータ42に充電動作させる(S15)。第2自立出力線の検出電圧が規定値未満である場合(S14のN)、第2制御部43は、第2DC−DCコンバータ41及び第2DC−ACコンバータ42に放電動作させる(S16)。
第2自立出力線(第1自立リレーRY2が閉じた後は自立出力経路)の検出電圧は、第1太陽電池1a及び第2太陽電池1bの発電量と、自立負荷7の容量の関係に依存する。前者が後者以上の関係であれば電圧不足は発生せず、自立出力経路の検出電圧が規定値を下回らない。この状態では発電量に余剰があり、自立負荷7で消費されなかった余剰電力が蓄電部3に充電される。
反対に第1太陽電池1a及び第2太陽電池1bの発電量が、自立負荷7の容量未満になると電圧不足が発生し、自立出力経路の検出電圧が規定値を下回ることが発生する。この場合、蓄電部3から放電することにより、不足している自立負荷7の容量を補う。
なお第1太陽電池1a及び第2太陽電池1bの発電量は、日射量や温度などの環境条件により変化する。また自立負荷7の容量は使用状況により変化する。例えば、蓄電部3から放電している状態で、自立負荷7の電源がオフされた場合、蓄電部3は充電に切り替わる。
以上に説明したステップS12からステップS16までの処理が、第2電力変換装置4が自立モードで動作中(S17のN)、繰り返し実行される。自立モードが終了すると(S17のY)、本フローチャートに係る処理が終了する。
以上説明したように実施の形態1によれば、自立モードにおいて、第1電力変換装置2及び第2電力変換装置4が並列電源として構成され、共通の自立負荷7に電力を供給することができる。また太陽電池の発電量に余剰が発生している場合、蓄電部3に充電することができるため、太陽電池の発電能力を最大限に活用することができる。従って停電時においても蓄電部3を充電することができる。
また第1電力変換装置2と第2電力変換装置4間を通信線で接続する必要がないため、電力変換システムの構成をシンプルにできる。また通信ノイズによる誤作動も発生しない。また第1太陽電池1a、第2太陽電池1b及び第1電力変換装置2の構成に変更を加えることなく、蓄電部3及び第2電力変換装置4を追加することができるため、既存の太陽光発電システムに蓄電システムを容易に後付けすることができる。
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。実施の形態2に係る電力変換システムは、図1に示した実施の形態1に係る電力変換システムの構成に第2電流センサCT2が追加された構成である。第2電流センサCT2は、自立出力経路上において自立負荷7の接続点より第1電力変換装置2側に設置される。第2電流センサCT2は、自立出力経路を流れる電流の値を検出して、第2電力変換装置4の第2制御部43に出力する。
図3は、本発明の実施の形態2に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。実施の形態2に係る電力変換システムは、図1に示した実施の形態1に係る電力変換システムの構成に第2電流センサCT2が追加された構成である。第2電流センサCT2は、自立出力経路上において自立負荷7の接続点より第1電力変換装置2側に設置される。第2電流センサCT2は、自立出力経路を流れる電流の値を検出して、第2電力変換装置4の第2制御部43に出力する。
第2制御部43は自立モードにおいて、第2電流センサCT2により検出される電流値と、電圧検出部44により検出される電圧値をもとに、第1電力変換装置2の出力電力量を計測する。当該出力電力量は第1太陽電池1a及び第2太陽電池1bの発電量に依存する。
第2制御部43は計測した出力電力量と、第1電力変換装置2の自立モードにおける定格容量を比較する。両者が一致する場合、余剰電力がないため第2制御部43は、第2DC−DCコンバータ41及び第2DC−ACコンバータ42に充電動作させない。なお自立出力経路の電圧が低下している場合は、第2DC−DCコンバータ41及び第2DC−ACコンバータ42に放電動作させる。
計測した出力電力量が自立モードにおける定格容量より小さい場合、第2制御部43は第2DC−DCコンバータ41及び第2DC−ACコンバータ42に充電動作させる。その際、第2制御部43は自立モードにおける定格容量から、計測した出力電力量を減算して余剰電力量を算出する。第2制御部43は余剰電力量をもとに、第2DC−DCコンバータ41の電流指令値または電圧指令値を算出する。例えば、自立モードにおける定格容量が2.0kWで、計測した出力電力量が1.0kWの場合、第2制御部43は1.0kWで蓄電部3を充電するための電流指令値または電圧指令値を算出し、第2DC−DCコンバータ41に設定する。なお上記の説明では、第1電力変換装置2の出力電力量と第1電力変換装置2の自立モードにおける定格容量とを比較したが、第1電力変換装置2の入力電力量(太陽電池の発電量)と第1電力変換装置2の自立モードにおける定格容量とを比較してもよい。
以上説明したように実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果を奏する。さらに太陽電池の余剰電力を算出することができるため、適切な充電レートで蓄電部3を充電することができる。
(実施の形態3)
図4は、本発明の実施の形態3に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。実施の形態3に係る電力変換システムは、図1に示した実施の形態1に係る電力変換システムの構成に通信線8が追加された構成である。通信線8は、第1電力変換装置2の第1制御部23と、第2電力変換装置4の第2制御部43間を接続する。例えば、RS−485規格に対応したケーブルで両者を接続し、シリアル通信する。
図4は、本発明の実施の形態3に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。実施の形態3に係る電力変換システムは、図1に示した実施の形態1に係る電力変換システムの構成に通信線8が追加された構成である。通信線8は、第1電力変換装置2の第1制御部23と、第2電力変換装置4の第2制御部43間を接続する。例えば、RS−485規格に対応したケーブルで両者を接続し、シリアル通信する。
第1電力変換装置2の第1制御部23は自立モードにおいて、第1太陽電池1a及び第2太陽電池1bの発電量に応じた自立出力電力を、通信線8を介して第2電力変換装置4の第2制御部43に通知する。第2電力変換装置4の第2制御部43は自立モードにおいて、通信線8を介して第1電力変換装置2の出力電力量を取得する。
以降の処理は、実施の形態2における「計測した出力電力量」を、「取得した出力電力量」に読み替えた処理と同様である。なお余剰電力の算出を第1電力変換装置2の第1制御部23側で行い、第2電力変換装置4の第2制御部43に通知する方法を用いてもよい。
以上説明したように実施の形態3によれば、通信線8の有無を除き、実施の形態1と同様の効果を奏する。
(実施の形態4)
図5は、本発明の実施の形態4に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。実施の形態4に係る電力変換システムは、図1に示した実施の形態1に係る電力変換システムと比較して、第2電力変換装置4の構成が異なる。実施の形態4に係る第2電力変換装置4は、第2DC−DCコンバータ41、第2DC−ACコンバータ42、第2制御部43、第2連系リレーRY3、第2自立リレーRY4に加えて、交流充電端子T1、AC−DCコンバータ45及び充電経路スイッチRY5を備える。
図5は、本発明の実施の形態4に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。実施の形態4に係る電力変換システムは、図1に示した実施の形態1に係る電力変換システムと比較して、第2電力変換装置4の構成が異なる。実施の形態4に係る第2電力変換装置4は、第2DC−DCコンバータ41、第2DC−ACコンバータ42、第2制御部43、第2連系リレーRY3、第2自立リレーRY4に加えて、交流充電端子T1、AC−DCコンバータ45及び充電経路スイッチRY5を備える。
実施の形態4では第1電力変換装置2の第1自立出力線が、第2電力変換装置4の第2自立出力線に接続されるのではなく、第2電力変換装置4の交流充電端子T1に接続される。交流充電端子T1と、第2DC−DCコンバータ41と第2DC−ACコンバータ42間の中間バスを結ぶ充電経路上に、充電経路スイッチRY5及びAC−DCコンバータ45が挿入される。
充電経路スイッチRY5はリレー、ブレーカ、半導体スイッチ等で構成され、第2制御部43によりオン/オフ制御される。AC−DCコンバータ45は、交流充電端子T1を介して入力される第1電力変換装置2の交流の自立出力電力を、所定の電圧の直流電力に変換する。AC−DCコンバータ45は例えば、整流回路とDC−DCコンバータの組み合わせで構成できる。当該DC−DCコンバータは、整流回路を通過後の直流電圧をバス電圧まで降圧させる。なおAC−DCコンバータ45は整流回路とDC−DCコンバータの組み合わせに限るものではなく、その回路構成、制御方式、構成数は任意である。
第2制御部43は自立モードにおいて、第1電力変換装置2から交流充電端子T1を介して供給される電力を第2DC−DCコンバータ41を介して蓄電部3に充電させることができる。この場合、第2制御部43は第2DC−ACコンバータ42の動作を停止させ、第2DC−DCコンバータ41を所定の定電圧または所定の定電流で充電動作するよう制御する。
また第2制御部43は自立モードにおいて、第1電力変換装置2から交流充電端子T1を介して供給される電力を第2DC−ACコンバータ42及び第2自立リレーRY4を介して第2自立出力線に出力させることができる。蓄電部3からの放電と併用する場合、第2制御部43は第2DC−DCコンバータ41を放電動作させ、蓄電部3からの放電を併用しない場合、第2DC−DCコンバータ41の動作を停止させる。
図5に示した構成では、交流充電端子T1と中間バス間の充電経路に充電経路スイッチRY5と、AC−DCコンバータ45を挿入する例を示した。この点、当該充電経路上に、充電経路上のノイズを除去するためのフィルタ回路を挿入してもよい。フィルタ回路、充電経路スイッチRY5、AC−DCコンバータ45は当該充電経路上に任意の接続順で挿入することができる。また図5に示した構成から、充電経路スイッチRY5を省略した構成でもよい。また充電経路スイッチRY5を省略し、フィルタ回路を追加した構成でもよい。
また図5に示した構成では、自立負荷7を第2電力変換装置4の自立出力端子にのみ接続する例を示したが、第1電力変換装置2の第1自立出力線上に自立出力端子を設けて、当該第1自立出力線に別の自立負荷7を接続してもよい。この場合、第1電力変換装置2の出力電力の内、自立負荷7で消費されなかった余剰電力が交流充電端子T1を介して、第2電力変換装置4に供給される。
以上説明したように実施の形態4によれば、停電時において第2電力変換装置4に接続されている蓄電部3を、第1電力変換装置2に接続されている太陽電池により発電された電力で充電することができる。また第1電力変換装置2と第2電力変換装置4間を通信線で接続する必要がないため、電力変換システムの構成をシンプルにできる。また通信ノイズによる誤作動も発生しない。また第1太陽電池1a、第2太陽電池1b及び第1電力変換装置2の構成に変更を加えることなく、蓄電部3及び第2電力変換装置4を追加することができるため、既存の太陽光発電システムに蓄電システムを容易に後付けすることができる。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
上述の実施の形態では、第1電力変換装置2に太陽電池を接続した例を説明したが、燃料電池などの他の直流電源を使用してもよい。また太陽電池の代わりに、風力発電装置やマイクロ水力発電装置などの、再生可能エネルギーを用いた他の発電装置を使用してもよい。なお発電装置の出力が交流の場合、DC−DCコンバータ及びDC−ACコンバータの代わりにAC−ACコンバータが用いられる。
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
[項目1]
直流電源(1a、1b)から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第1出力線の何れかに出力する第1電力変換部(22)を有する第1電力変換装置(2)と、
蓄電部(3)から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を前記系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第2出力線の何れかに出力可能に構成されるとともに、前記系統(5)の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電部(3)へ充電可能に構成される第2電力変換部(42)を有する第2電力変換装置(4)と、を備え、
前記第1電力変換装置(2)および前記第2電力変換装置(4)が前記系統(5)と切り離された状態において、前記第1出力線と前記第2出力線が接続され、前記直流電源(1a、1b)から前記蓄電部(3)に充電するための経路が形成されることを特徴とする電力変換システム(2、4)。
これによれば、系統(5)の停電時に、直流電源(1a、1b)から蓄電部(3)に充電することができる。
[項目2]
前記経路に負荷(7)が接続されており、
前記直流電源(1a、1b)から前記経路へ出力される電力が、前記負荷(7)の消費電力より大きいとき、残りの電力が前記蓄電部(3)に充電されることを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(2、4)。
これによれば、直流電源(1a、1b)から出力される電力の余剰電力を蓄電部(3)に充電することができる。
[項目3]
前記負荷(7)が接続されており、
前記経路の電圧が規定値以上のとき、前記第1電力変換装置(2)の出力電力を前記蓄電部(3)に充電させることを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(2、4)。
これによれば、余剰電力が発生しているときのみ充電部(3)に充電させることができる。
[項目4]
前記直流電源(1a、1b)は、再生可能エネルギーをもとに発電する発電装置(1a、1b)であり、
前記負荷(7)が接続されており、
本電力変換システムは、
前記第1電力変換部(22)から前記経路に流れる電流を検出する電流検出部(CT2)をさらに備え、
前記第2電力変換装置(4)は、前記電流検出部(CT2)により検出される電流値と前記経路の電圧値をもとに計測される、前記発電装置の発電量に基づく前記第1電力変換装置(2)の自立出力電力が、前記第1電力変換装置(2)の自立運転時の定格容量未満のとき、前記自立出力電力を前記蓄電部(3)に充電させることを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(2、4)。
これによれば、余剰電力が発生しているときのみ充電部(3)に充電させることができる。
[項目5]
前記直流電源(1a、1b)は、再生可能エネルギーをもとに発電する発電装置(1a、1b)であり、
前記経路に負荷(7)が接続されており、
前記第1電力変換装置(2)は、
前記発電装置(1a、1b)の発電量を監視する第1制御部(23)をさらに有し、
前記第2電力変換装置(4)は、
前記蓄電部(3)の充放電を制御する第2制御部(43)をさらに有し、
前記第1制御部(23)と前記第2制御部(43)は通信線(8)で接続されており、
前記第2制御部(43)は、前記第1制御部(23)から前記通信線(8)を介して取得した前記発電装置(1a、1b)の発電量が、前記第1電力変換装置(2)の自立運転時の定格容量未満のとき、前記出力電力を前記蓄電部(3)に充電させるよう制御することを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(2、4)。
これによれば、余剰電力が発生しているときのみ充電部(3)に充電させることができる。
[項目6]
第1電力変換装置(2)と第2電力変換装置(4)を備える電力変換システム(2、4)であって、
前記第1電力変換装置(2)は、
直流電源(1a、1b)から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第1出力線の何れかに出力する第1電力変換部(22)を有し、
前記第2電力変換装置(4)は、
蓄電部(3)から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を前記系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第2出力線の何れかに出力可能に構成されるとともに、前記系統(5)の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電部(3)に充電可能に構成される第2電力変換部(42)と、
前記蓄電部(3)と前記第2電力変換部(42)との間の直流経路と、前記第1出力線との間に介在し、前記第1電力変換部(22)から出力された交流電力を直流電力に変換して前記直流経路に出力する第3電力変換部(45)と、を有し、
前記第1電力変換装置(2)および前記第2電力変換装置(4)が前記系統(5)と切り離された状態において、前記第1出力線、前記第3電力変換部(45)、及び前記直流経路を経由して、前記直流電源(1a、1b)から前記蓄電部(3)に充電するための経路が形成されることを特徴とする電力変換システム(2、4)。
これによれば、系統(5)の停電時に、直流電源(1a、1b)から蓄電部(3)に充電することができる。
直流電源(1a、1b)から入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第1出力線の何れかに出力する第1電力変換部(22)を有する第1電力変換装置(2)と、
蓄電部(3)から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を前記系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第2出力線の何れかに出力可能に構成されるとともに、前記系統(5)の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電部(3)へ充電可能に構成される第2電力変換部(42)を有する第2電力変換装置(4)と、を備え、
前記第1電力変換装置(2)および前記第2電力変換装置(4)が前記系統(5)と切り離された状態において、前記第1出力線と前記第2出力線が接続され、前記直流電源(1a、1b)から前記蓄電部(3)に充電するための経路が形成されることを特徴とする電力変換システム(2、4)。
これによれば、系統(5)の停電時に、直流電源(1a、1b)から蓄電部(3)に充電することができる。
[項目2]
前記経路に負荷(7)が接続されており、
前記直流電源(1a、1b)から前記経路へ出力される電力が、前記負荷(7)の消費電力より大きいとき、残りの電力が前記蓄電部(3)に充電されることを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(2、4)。
これによれば、直流電源(1a、1b)から出力される電力の余剰電力を蓄電部(3)に充電することができる。
[項目3]
前記負荷(7)が接続されており、
前記経路の電圧が規定値以上のとき、前記第1電力変換装置(2)の出力電力を前記蓄電部(3)に充電させることを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(2、4)。
これによれば、余剰電力が発生しているときのみ充電部(3)に充電させることができる。
[項目4]
前記直流電源(1a、1b)は、再生可能エネルギーをもとに発電する発電装置(1a、1b)であり、
前記負荷(7)が接続されており、
本電力変換システムは、
前記第1電力変換部(22)から前記経路に流れる電流を検出する電流検出部(CT2)をさらに備え、
前記第2電力変換装置(4)は、前記電流検出部(CT2)により検出される電流値と前記経路の電圧値をもとに計測される、前記発電装置の発電量に基づく前記第1電力変換装置(2)の自立出力電力が、前記第1電力変換装置(2)の自立運転時の定格容量未満のとき、前記自立出力電力を前記蓄電部(3)に充電させることを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(2、4)。
これによれば、余剰電力が発生しているときのみ充電部(3)に充電させることができる。
[項目5]
前記直流電源(1a、1b)は、再生可能エネルギーをもとに発電する発電装置(1a、1b)であり、
前記経路に負荷(7)が接続されており、
前記第1電力変換装置(2)は、
前記発電装置(1a、1b)の発電量を監視する第1制御部(23)をさらに有し、
前記第2電力変換装置(4)は、
前記蓄電部(3)の充放電を制御する第2制御部(43)をさらに有し、
前記第1制御部(23)と前記第2制御部(43)は通信線(8)で接続されており、
前記第2制御部(43)は、前記第1制御部(23)から前記通信線(8)を介して取得した前記発電装置(1a、1b)の発電量が、前記第1電力変換装置(2)の自立運転時の定格容量未満のとき、前記出力電力を前記蓄電部(3)に充電させるよう制御することを特徴とする項目1に記載の電力変換システム(2、4)。
これによれば、余剰電力が発生しているときのみ充電部(3)に充電させることができる。
[項目6]
第1電力変換装置(2)と第2電力変換装置(4)を備える電力変換システム(2、4)であって、
前記第1電力変換装置(2)は、
直流電源(1a、1b)から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第1出力線の何れかに出力する第1電力変換部(22)を有し、
前記第2電力変換装置(4)は、
蓄電部(3)から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を前記系統(5)及び前記系統(5)から切り離された第2出力線の何れかに出力可能に構成されるとともに、前記系統(5)の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電部(3)に充電可能に構成される第2電力変換部(42)と、
前記蓄電部(3)と前記第2電力変換部(42)との間の直流経路と、前記第1出力線との間に介在し、前記第1電力変換部(22)から出力された交流電力を直流電力に変換して前記直流経路に出力する第3電力変換部(45)と、を有し、
前記第1電力変換装置(2)および前記第2電力変換装置(4)が前記系統(5)と切り離された状態において、前記第1出力線、前記第3電力変換部(45)、及び前記直流経路を経由して、前記直流電源(1a、1b)から前記蓄電部(3)に充電するための経路が形成されることを特徴とする電力変換システム(2、4)。
これによれば、系統(5)の停電時に、直流電源(1a、1b)から蓄電部(3)に充電することができる。
1 太陽電池、 2 第1電力変換装置、 5 系統、 6 一般負荷、 7 自立負荷、 8 通信線、 21a 第1.1DC−DCコンバータ、 21b 第1.2DC−DCコンバータ、 22 第1DC−ACコンバータ、 23 第1制御部、 RY1 第1連系リレー、 RY2 第1自立リレー、 3 蓄電部、 4 第2電力変換装置、 41 第2DC−DCコンバータ、 42 第2DC−ACコンバータ、 43 第2制御部、 44 電圧検出部、 45 AC−DCコンバータ、 RY3 第2連系リレー、 RY4 第2自立リレー、 CT1 第1電流センサ、 CT2 第2電流センサ、 RY5 充電経路スイッチ、 T1 交流充電端子。
Claims (6)
- 直流電源から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統及び前記系統から切り離された第1出力線の何れかに出力する第1電力変換部を有する第1電力変換装置と、
蓄電部から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を前記系統及び前記系統から切り離された第2出力線の何れかに出力可能に構成されるとともに、前記系統の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電部へ充電可能に構成される第2電力変換部を有する第2電力変換装置と、を備え、
前記第1電力変換装置および前記第2電力変換装置が前記系統と切り離された状態において、前記第1出力線と前記第2出力線が接続され、前記直流電源から前記蓄電部に充電するための経路が形成されることを特徴とする電力変換システム。 - 前記経路に負荷が接続されており、
前記直流電源から前記経路へ出力される電力が、前記負荷の消費電力より大きいとき、残りの電力が前記蓄電部に充電されることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。 - 前記経路に負荷が接続されており、
前記経路の電圧が規定値以上のとき、前記第1電力変換装置の出力電力を前記蓄電部に充電させることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。 - 前記直流電源は、再生可能エネルギーをもとに発電する発電装置であり、
前記経路に負荷が接続されており、
本電力変換システムは、
前記第1電力変換部から前記経路に流れる電流を検出する電流検出部をさらに備え、
前記第2電力変換装置は、前記電流検出部により検出される電流値と前記経路の電圧値をもとに計測される、前記発電装置の発電量に基づく前記第1電力変換装置の自立出力電力が、前記第1電力変換装置の自立運転時の定格容量未満のとき、前記自立出力電力を前記蓄電部に充電させることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。 - 前記直流電源は、再生可能エネルギーをもとに発電する発電装置であり、
前記経路に負荷が接続されており、
前記第1電力変換装置は、
前記発電装置の発電量を監視する第1制御部をさらに有し、
前記第2電力変換装置は、
前記蓄電部の充放電を制御する第2制御部をさらに有し、
前記第1制御部と前記第2制御部は通信線で接続されており、
前記第2制御部は、前記第1制御部から前記通信線を介して取得した前記発電装置の発電量が、前記第1電力変換装置の自立運転時の定格容量未満のとき、前記出力電力を前記蓄電部に充電させるよう制御することを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。 - 第1電力変換装置と第2電力変換装置を備える電力変換システムであって、
前記第1電力変換装置は、
直流電源から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を系統及び前記系統から切り離された第1出力線の何れかに出力する第1電力変換部を有し、
前記第2電力変換装置は、
蓄電部から出力された直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を前記系統及び前記系統から切り離された第2出力線の何れかに出力可能に構成されるとともに、前記系統の交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記蓄電部に充電可能に構成される第2電力変換部と、
前記蓄電部と前記第2電力変換部との間の直流経路と、前記第1出力線との間に介在し、前記第1電力変換部から出力された交流電力を直流電力に変換して前記直流経路へ出力する第3電力変換部と、を有し、
前記第1電力変換装置および前記第2電力変換装置が前記系統と切り離された状態において、前記第1出力線、前記第3電力変換部、及び前記直流経路を経由して、前記直流電源から前記蓄電部に充電するための経路が形成されることを特徴とする電力変換システム。
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WO2020054179A1 (ja) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電力変換システム、及び切替ユニット |
CN113632356A (zh) * | 2019-04-02 | 2021-11-09 | 松下知识产权经营株式会社 | 车载电源装置 |
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-
2016
- 2016-01-28 JP JP2016014751A patent/JP2017135888A/ja active Pending
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