JP2018064354A - Power conversion device and distributed power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力変換装置及び分散型電源に関する。 The present invention relates to a power conversion device and a distributed power source.
単相３線式の商用電力系統に連系する電力変換装置（パワーコンディショナ）は、一般に、単相３線（Ｕ，Ｏ，Ｗ）の電圧線であるＵ線−Ｗ線間のＡＣ２００Ｖに接続され、単相のＡＣ２００Ｖを出力する（例えば、特許文献１，２参照。）。電力変換装置の直流電源としては、例えば、リチウムイオン電池等の蓄電池が用いられる。 A power converter (power conditioner) linked to a single-phase three-wire commercial power system generally has a voltage of 200 V AC between a U line and a W line, which is a voltage line of a single-phase three-wire (U, O, W). Connected and outputs single-phase AC200V (see, for example, Patent Documents 1 and 2). For example, a storage battery such as a lithium ion battery is used as the DC power source of the power conversion device.
リチウムイオン電池は、多数のセルの集合体となっているが、低コスト化のためには、単セルの大容量化（Ａ・ｈを大きくする。）が求められる。
一方、家庭用の蓄電池に求められる容量は、平均的な電力消費に基づいて、概ね一定であり、例えば６ｋＷｈである。容量が一定で、単セルを大容量化すると、蓄電池全体としての電圧は低くなる。すなわち、低コスト化の結果として、蓄電池全体としての電圧が低下する。
A lithium ion battery is an aggregate of a large number of cells, but in order to reduce the cost, it is required to increase the capacity of a single cell (increase A · h).
On the other hand, the capacity required for home storage batteries is generally constant based on average power consumption, for example, 6 kWh. When the capacity is constant and the capacity of a single cell is increased, the voltage of the entire storage battery is lowered. That is, as a result of cost reduction, the voltage of the entire storage battery decreases.
蓄電池の電圧が低くなると、その分、電力変換装置におけるＤＣ／ＤＣコンバータに求められる昇圧幅が大きくなる。ところが、昇圧幅が大きくなると、変換効率が低下するという問題がある。
かかる課題に鑑み、本発明は、直流入力電圧が低くても変換効率に優れた電力変換装置及び分散型電源を提供することを目的とする。
When the voltage of the storage battery decreases, the boosting width required for the DC / DC converter in the power converter increases accordingly. However, there is a problem that the conversion efficiency decreases when the boosting width is increased.
In view of this problem, an object of the present invention is to provide a power conversion device and a distributed power source that are excellent in conversion efficiency even when a DC input voltage is low.
本発明は、一表現によれば、交流電路と直流電源との間に設けられる電力変換装置であって、前記直流電源と接続される絶縁型の第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第１のインバータと、前記直流電源と接続される第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第２のインバータと、前記第１のインバータと前記第２のインバータとを交流側で互いに直列に接続し、直列の両端を前記交流電路に接続する交流合成電路と、を備えている。 According to one expression, the present invention is a power conversion device provided between an AC circuit and a DC power supply, the first DC / DC converter of insulation type connected to the DC power supply, and the first A first inverter provided between the DC / DC converter and the AC circuit, a second DC / DC converter connected to the DC power source, the second DC / DC converter, and the AC circuit. A second inverter provided between the first inverter and the second inverter connected in series with each other on the AC side, and an AC composite circuit connecting both ends of the series to the AC circuit, It has.
また、本発明は、他の表現によれば、直流電源と、当該直流電源と交流電路との間に設けられる電力変換装置と、を含む分散型電源であって、前記電力変換装置は、前記直流電源と接続される絶縁型の第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第１のインバータと、前記直流電源と接続される第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第２のインバータと、前記第１のインバータと前記第２のインバータとを交流側で互いに直列に接続し、直列の両端を前記交流電路に接続する交流合成電路と、を備えている。 Further, according to another expression, the present invention is a distributed power source including a DC power source and a power converter provided between the DC power source and the AC circuit, wherein the power converter is An insulation type first DC / DC converter connected to a direct current power source, a first inverter provided between the first DC / DC converter and the alternating current circuit, and the direct current power source are connected. The second DC / DC converter, the second inverter provided between the second DC / DC converter and the AC circuit, the first inverter and the second inverter are connected on the AC side. And an AC composite circuit that is connected in series with each other and that connects both ends of the series to the AC circuit.
本発明によれば、直流入力電圧が低くても変換効率に優れた電力変換装置及び分散型電源を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if a direct current input voltage is low, the power converter device and the distributed power supply which were excellent in conversion efficiency can be provided.
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
[Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.
（１）これは、交流電路と直流電源との間に設けられる電力変換装置であって、前記直流電源と接続される絶縁型の第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第１のインバータと、前記直流電源と接続される第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第２のインバータと、前記第１のインバータと前記第２のインバータとを交流側で互いに直列に接続し、直列の両端を前記交流電路に接続する交流合成電路と、を備えている。 (1) This is a power conversion device provided between an AC circuit and a DC power source, and is an insulated first DC / DC converter connected to the DC power source, and the first DC / DC A first inverter provided between the converter and the AC circuit, a second DC / DC converter connected to the DC power source, and between the second DC / DC converter and the AC circuit A second inverter provided; and an AC composite circuit that connects the first inverter and the second inverter in series with each other on the AC side and connects both ends of the series to the AC circuit. .
上記のように構成された電力変換装置では、直流から交流まで２系統の変換部で変換処理を別々に行い、交流合成電路で合成して倍電圧にすることができる。従って、各系統では、変圧幅が抑えられ、そのため、電力の変換効率に優れている。すなわち、直流入力電圧が低くても優れた変換効率を得ることができる。なお、合成される２系統の電圧は、交流位相を適切に合わせる必要がある。また、第１のＤＣ／ＤＣコンバータが絶縁型であることによって、２系統の変換部間での循環電流を防止することができる。 In the power conversion device configured as described above, conversion processing can be separately performed by two conversion units from direct current to alternating current, and combined in an alternating current combined circuit to be doubled. Therefore, in each system, the transformation width is suppressed, and therefore, the power conversion efficiency is excellent. That is, excellent conversion efficiency can be obtained even if the DC input voltage is low. In addition, it is necessary to match | combine an alternating current phase appropriately with the voltage of 2 systems | synthesize | combined. Further, since the first DC / DC converter is an insulating type, circulating current between the two systems of conversion units can be prevented.
（２）また、（１）の電力変換装置において例えば、前記交流電路は、単相３線式であって、単相３線の電圧線をＵ線及びＷ線、中性線をＯ線とするとき、前記第１のインバータは、交流側で、前記交流電路のＵ線及びＯ線に接続され、前記第２のインバータは、交流側で、前記交流電路のＯ線及びＷ線に接続されている。
この場合、単相３線のＵ線−Ｏ線間（ＡＣ１００Ｖ）に対しては、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び第１のインバータによる第１系統の変換部で電力の受け渡しをすることができる。単相３線のＯ線−Ｗ線間（ＡＣ１００Ｖ）に対しては、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ及び第２のインバータによる第２系統の変換部で電力の受け渡しをすることができる。単相３線のＵ線−Ｗ線間（ＡＣ２００Ｖ）に対しては、２系統で電力の受け渡しをすることができる。また、第１のインバータ及び第２のインバータを用いることによって、単相３線における不平衡負荷にも、それぞれの負荷に必要な電力を供給することができる。
(2) Moreover, in the power converter of (1), for example, the AC electric circuit is a single-phase three-wire system, and the single-phase three-wire voltage lines are U lines and W lines, and the neutral lines are O lines. The first inverter is connected to the U line and the O line of the AC circuit on the AC side, and the second inverter is connected to the O line and the W line of the AC circuit on the AC side. ing.
In this case, between the single-phase three-wire U line-O line (AC 100 V), power can be transferred by the first system conversion unit using the first DC / DC converter and the first inverter. . With respect to the single-phase three-wire O line-W line (AC 100 V), power can be transferred by the second system conversion unit using the second DC / DC converter and the second inverter. With respect to the single-phase three-wire U-wire (AC 200 V), power can be transferred in two systems. Further, by using the first inverter and the second inverter, it is possible to supply electric power necessary for each load to an unbalanced load in the single-phase three-wire.
（３）また、（１）又は（２）の電力変換装置において例えば、前記直流電源は蓄電池であり、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータに対して、前記蓄電池は単一かつ共通の存在である。
この場合、蓄電池は２つのＤＣ／ＤＣコンバータに共有される。仮に、蓄電池が変換部の系統ごとに別々に存在すると、残量の不均衡が生じ、一方の残量が無くなったため、他方の残量があっても、それ以上放電できないという事態が生じ得るが、単一かつ共通の存在であれば、そのような事態は生じない。
(3) Moreover, in the power converter of (1) or (2), for example, the DC power supply is a storage battery, and the storage battery is used for the first DC / DC converter and the second DC / DC converter. Is a single and common entity.
In this case, the storage battery is shared by the two DC / DC converters. If storage batteries exist separately for each system of the conversion unit, an imbalance of the remaining amount occurs, and there is no remaining amount of one, so that even if the remaining amount of the other is present, there may be a situation where no further discharge is possible. If it is a single and common existence, such a situation does not occur.
（４）また、（１）又は（２）の電力変換装置において、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２のインバータを制御する制御部は、前記交流電路の交流電圧に基づく交流電圧目標値の絶対値と前記直流電源の直流電圧に基づく直流電圧目標値とを互いに比較し、その大小関係に基づいて、前記第２のインバータ及び前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータのいずれか一方を主体としたスイッチング動作により昇圧を行わせる期間と、他方を主体としたスイッチング動作により降圧を行わせる期間とが交互に出現する制御方式を実行するものであってもよい。
この場合、交流（１／２）サイクルの中で、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びインバータは交互に高周波スイッチングの動作をする。これにより、スイッチングの休止期間ができ、スイッチングに伴う損失が低下するので、電力の変換効率向上に寄与する。
(4) Moreover, in the power converter of (1) or (2), the control unit that controls the second DC / DC converter and the second inverter is an AC voltage target based on an AC voltage of the AC circuit. The absolute value of the value and a direct current voltage target value based on the direct current voltage of the direct current power supply are compared with each other, and based on the magnitude relationship, either the second inverter or the second DC / DC converter is mainly used. A control method may be executed in which a period in which the voltage is boosted by the switching operation described above and a period in which the voltage is lowered by the switching operation mainly using the other appear alternately.
In this case, in the alternating current (1/2) cycle, the DC / DC converter and the inverter alternately perform high-frequency switching operations. As a result, a switching pause period is formed, and loss associated with switching is reduced, which contributes to an improvement in power conversion efficiency.
（５）また、（３）の電力変換装置において、太陽光発電パネルに接続された第３のＤＣ／ＤＣコンバータと、他の太陽光発電パネルに接続された第４のＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端は、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１のインバータとを繋ぐＤＣバスに接続され、前記第４のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端は、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２のインバータとを繋ぐＤＣバスに接続されている、という構成であってもよい。
この場合、太陽光発電によって単相３線式の交流電路に電力を供給することもできる。また、太陽光発電によって蓄電池を充電することができる。
(5) Moreover, in the power converter of (3), a third DC / DC converter connected to the photovoltaic power generation panel, and a fourth DC / DC converter connected to another photovoltaic power generation panel, And an output end of the third DC / DC converter is connected to a DC bus connecting the first DC / DC converter and the first inverter, and an output end of the fourth DC / DC converter. May be connected to a DC bus connecting the second DC / DC converter and the second inverter.
In this case, electric power can also be supplied to the single-phase three-wire AC circuit by solar power generation. Moreover, a storage battery can be charged by solar power generation.
（６）また、これは、直流電源と、当該直流電源と交流電路との間に設けられる電力変換装置と、を含む分散型電源であって、前記電力変換装置は、前記直流電源と接続される絶縁型の第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第１のインバータと、前記直流電源と接続される第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第２のインバータと、前記第１のインバータと前記第２のインバータとを交流側で互いに直列に接続し、直列の両端を前記交流電路に接続する交流合成電路と、を備えている。 (6) Further, this is a distributed power source including a DC power source and a power converter provided between the DC power source and the AC circuit, and the power converter is connected to the DC power source. An isolated first DC / DC converter, a first inverter provided between the first DC / DC converter and the AC circuit, and a second DC / DC connected to the DC power source. A DC converter, a second inverter provided between the second DC / DC converter and the AC circuit, and the first inverter and the second inverter are connected in series with each other on the AC side. And an AC composite circuit that connects both ends of the series to the AC circuit.
上記のように構成された分散型電源の電力変換装置では、直流から交流まで２系統の変換部で変換処理を別々に行い、交流合成電路で合成して倍電圧にすることができる。従って、各系統では、変圧幅が抑えられ、そのため、電力の変換効率に優れている。すなわち、直流入力電圧が低くても優れた変換効率を得ることができる。なお、合成される２系統の電圧は、交流位相を適切に合わせる必要がある。また、第１のＤＣ／ＤＣコンバータが絶縁型であることによって、２系統の変換部間での循環電流を防止することができる。 In the power conversion device of the distributed power source configured as described above, conversion processing can be performed separately in two systems of conversion from direct current to alternating current, and combined in an alternating current combined circuit to be doubled. Therefore, in each system, the transformation width is suppressed, and therefore, the power conversion efficiency is excellent. That is, excellent conversion efficiency can be obtained even if the DC input voltage is low. In addition, it is necessary to match | combine an alternating current phase appropriately with the voltage of 2 systems | synthesize | combined. Further, since the first DC / DC converter is an insulating type, circulating current between the two systems of conversion units can be prevented.
［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る電力変換装置及びこれを含む分散型電源について、図面を参照して説明する。
[Details of the embodiment]
Hereinafter, a power converter according to an embodiment of the present invention and a distributed power source including the power converter will be described with reference to the drawings.
《回路接続とその意義》
図１は、分散型電源１００の一例を簡略化して示す接続図である。この分散型電源１００は、電力変換装置１と、直流電源としての蓄電池２と、２基の太陽光発電パネル３，４とによって構成されている。蓄電池２が出力する電圧は、例えばＤＣ５０Ｖである。電力変換装置１は、単相３線式の交流電路５と接続されている。単相３線は、電圧線をＵ線，Ｗ線、中性線をＯ線とする。Ｕ−Ｏ線間及びＯ−Ｗ線間はＡＣ１００Ｖ、Ｕ−Ｗ線間はＡＣ２００Ｖである。
《Circuit connection and its significance》
FIG. 1 is a simplified connection diagram illustrating an example of a distributed power source 100. The distributed power source 100 includes a power conversion device 1, a storage battery 2 as a DC power source, and two photovoltaic power generation panels 3 and 4. The voltage output from the storage battery 2 is, for example, DC 50V. The power conversion device 1 is connected to a single-phase three-wire AC circuit 5. In the single-phase three-wire, the voltage wire is a U wire, the W wire, and the neutral wire is an O wire. 100V AC between U-O lines and OW lines, and 200V AC between U-W lines.
蓄電池２には２系統の変換部が接続されており、図の上側の変換部１Ａは、蓄電池２と接続される絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ６と、このＤＣ／ＤＣコンバータ６と交流電路５との間に設けられたインバータ７とを備えている。また、図の下側の変換部１Ｂは、蓄電池２と接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ８と、このＤＣ／ＤＣコンバータ８と交流電路５との間に設けられたインバータ９とを備えている。 Two conversion units are connected to the storage battery 2, and an upper conversion unit 1 </ b> A in the figure includes an insulating DC / DC converter 6 connected to the storage battery 2, and the DC / DC converter 6 and the AC circuit 5. And an inverter 7 provided therebetween. In addition, the lower conversion unit 1 </ b> B includes a DC / DC converter 8 connected to the storage battery 2 and an inverter 9 provided between the DC / DC converter 8 and the AC circuit 5.
ここで、インバータ７の交流側とインバータ９の交流側とは、交流合成電路１４により、互いに直列に接続されている。すなわち、インバータ７の交流側の２線は、交流電路のＵ線、Ｏ線に接続されている。また、インバータ９の交流側の２線は、交流電路のＯ線、Ｗ線に接続されている。２つのインバータ７，９は、互いに通信可能であり、制御の同期をとることにより、交流位相を相互に適切に設定することができる。 Here, the alternating current side of the inverter 7 and the alternating current side of the inverter 9 are connected in series by an alternating current synthesis circuit 14. That is, two lines on the AC side of the inverter 7 are connected to the U line and the O line of the AC circuit. Further, the two lines on the AC side of the inverter 9 are connected to the O line and the W line of the AC circuit. The two inverters 7 and 9 can communicate with each other, and the AC phase can be appropriately set to each other by synchronizing the control.
太陽光発電パネル３にはＤＣ／ＤＣコンバータ１０が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０の出力端は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６とインバータ７とを繋ぐＤＣバス１２に接続されている。また、太陽光発電パネル４にはＤＣ／ＤＣコンバータ１１が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の出力端は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８とインバータ９とを繋ぐＤＣバス１３に接続されている。この場合、太陽光発電によって単相３線式の交流電路５に電力を供給することもできる。また、太陽光発電によって蓄電池２を充電することができる。 A DC / DC converter 10 is connected to the photovoltaic power generation panel 3. The output end of the DC / DC converter 10 is connected to a DC bus 12 that connects the DC / DC converter 6 and the inverter 7. Further, a DC / DC converter 11 is connected to the photovoltaic power generation panel 4. The output end of the DC / DC converter 11 is connected to a DC bus 13 that connects the DC / DC converter 8 and the inverter 9. In this case, it is also possible to supply power to the single-phase three-wire AC circuit 5 by solar power generation. Moreover, the storage battery 2 can be charged by solar power generation.
但し、太陽光発電パネル３，４の接続は任意的であり、無くてもよい。すなわち、基本的には、この電力変換装置１は、直流電源としての蓄電池２を、２系統の変換部１Ａ，１Ｂを介して交流電路５に繋ぐものであればよい。 However, the connection of the photovoltaic power generation panels 3 and 4 is arbitrary and may be omitted. That is, basically, the power conversion device 1 may be any device as long as it connects the storage battery 2 as a DC power source to the AC circuit 5 through the two systems of conversion units 1A and 1B.
上記のように構成された分散型電源１００では、直流側から交流側へ電力を供給する場合、蓄電池２の出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及びインバータ７を介して、交流電路５のＵ線−Ｏ線間へ供給する交流電力となる。また、蓄電池２の出力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８及びインバータ９を介して、交流電路５のＯ線−Ｗ線間へ供給する交流電力となる。Ｕ線−Ｗ線間には、２つのインバータ７，９を互いに直列接続した出力電圧により、交流電力が供給される。 In the distributed power supply 100 configured as described above, when power is supplied from the direct current side to the alternating current side, the output of the storage battery 2 is supplied via the DC / DC converter 6 and the inverter 7 to the U line − AC power supplied between the O lines. The output of the storage battery 2 becomes AC power supplied between the O line and the W line of the AC circuit 5 via the DC / DC converter 8 and the inverter 9. AC power is supplied between the U line and the W line by an output voltage in which two inverters 7 and 9 are connected in series.
繰り返すと、単相３線のＵ線−Ｏ線間（ＡＣ１００Ｖ）に対しては、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及びインバータ７による第１系統の変換部１Ａで電力の受け渡しをすることができる。単相３線のＯ線−Ｗ線間（ＡＣ１００Ｖ）に対しては、ＤＣ／ＤＣコンバータ８及びインバータ９による第２系統の変換部１Ｂで電力の受け渡しをすることができる。単相３線のＵ線−Ｗ線間（ＡＣ２００Ｖ）に対しては、２系統で電力の受け渡しをすることができる。 If it repeats, electric power can be passed to the 1st system conversion part 1A by the DC / DC converter 6 and the inverter 7 with respect to the U line-O line (AC100V) of a single phase 3 line | wire. With respect to the single-phase three-wire O-wire (AC 100 V), power can be transferred by the second system converter 1 </ b> B by the DC / DC converter 8 and the inverter 9. With respect to the single-phase three-wire U-wire (AC 200 V), power can be transferred in two systems.
すなわち、上記のように構成された電力変換装置１では、直流から交流まで２系統の変換部１Ａ，１Ｂで変換処理を別々に行い、交流合成電路１４で合成して倍電圧にすることができる。従って、各系統では、変圧幅が抑えられ、そのため、電力の変換効率に優れている。すなわち、直流入力電圧が低くても優れた変換効率を得ることができる。なお、合成される２系統の電圧は、交流位相を適切に合わせる必要がある。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６が絶縁型であることによって、２系統の変換部１Ａ，１Ｂ間での循環電流を防止することができる。 That is, in the power conversion device 1 configured as described above, conversion processing can be performed separately by the two converters 1A and 1B from direct current to alternating current, and can be combined by the alternating current combining circuit 14 to be doubled. . Therefore, in each system, the transformation width is suppressed, and therefore, the power conversion efficiency is excellent. That is, excellent conversion efficiency can be obtained even if the DC input voltage is low. In addition, it is necessary to match | combine an alternating current phase appropriately with the voltage of 2 systems | synthesize | combined. In addition, since the DC / DC converter 6 is an insulating type, a circulating current between the two systems of conversion units 1A and 1B can be prevented.
なお、交流電路５の電力により蓄電池２を充電する際の、逆方向への変換についても同様であり、変圧幅が抑えられることで電力の変換効率に優れ、循環電流も防止できる。交流電路５の電力により蓄電池２を充電し、その後、放電させる場合、変換効率は充電時、放電時のそれぞれに関わってくるので、蓄電池２に電力を蓄えて、かつ、それを取り出すと、トータルには、往復の変換効率となる。従って、変換効率を向上させることは重要である。 The same applies to the conversion in the reverse direction when the storage battery 2 is charged with the electric power of the AC electric circuit 5, and the power conversion efficiency is excellent and the circulating current can be prevented by suppressing the transformation width. When the storage battery 2 is charged with the electric power of the AC circuit 5 and then discharged, the conversion efficiency is related to both charging and discharging. Therefore, if the electric power is stored in the storage battery 2 and is taken out, the total In both cases, the conversion efficiency is round-trip. Therefore, it is important to improve the conversion efficiency.
また、蓄電池２は２つのＤＣ／ＤＣコンバータ６，８に共有される。仮に、蓄電池が変換部１Ａ，１Ｂの系統ごとに別々に存在すると、残量の不均衡が生じ、一方の残量が無くなったため、他方の残量があっても、それ以上放電できないという事態が生じ得るが、単一かつ共通の存在であれば、そのような事態は生じない。 The storage battery 2 is shared by the two DC / DC converters 6 and 8. If a storage battery exists separately for each system of the conversion units 1A and 1B, an imbalance of the remaining amount occurs, and one of the remaining amount is lost. It can happen, but it doesn't happen if it is a single and common entity.
《変換効率の比較》
変換効率を比較して例示するために、本発明の実施形態ではない変換部を図２，図３に示す。
まず、図２は、１系統の変換部１ｘを示す接続図である。変換部１ｘは、第１段のＤＣ／ＤＣコンバータ３１、第２段のＤＣ／ＤＣコンバータ３２、及び、インバータ３４を備えている。
<Comparison of conversion efficiency>
To compare and illustrate the conversion efficiency, a conversion unit that is not an embodiment of the present invention is shown in FIGS.
First, FIG. 2 is a connection diagram showing one system conversion unit 1x. The conversion unit 1 x includes a first-stage DC / DC converter 31, a second-stage DC / DC converter 32, and an inverter 34.
この変換部１ｘを用いて、蓄電池２のＤＣ５０Ｖを、Ｕ線−Ｗ線間のＡＣ２００Ｖに変換する。インバータ３４は、Ｕ線−Ｗ線間に、ＡＣ２００Ｖを出力する。Ｏ線は、インバータ３４内部でＵ線−Ｗ線間に接続される２つのコンデンサの直列体の相互接続点から出ている線であり、インバータ３４の出力線ではない。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１，３２を２段階に設けたのは、昇圧幅が大きいためである。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１，３２、インバータ３４の定格電力は６ｋＷである。 Using this converter 1x, DC 50V of the storage battery 2 is converted to AC 200V between the U line and the W line. The inverter 34 outputs AC200V between the U line and the W line. The O line is a line extending from an interconnection point of a series body of two capacitors connected between the U line and the W line inside the inverter 34, and is not an output line of the inverter 34. The reason why the DC / DC converters 31 and 32 are provided in two stages is that the step-up width is large. The rated power of the DC / DC converters 31 and 32 and the inverter 34 is 6 kW.
図２の構成において、２つのＤＣ／ＤＣコンバータ３１，３２により、交流電圧のピーク値（２００Ｖ×√２）を超える一定電圧まで昇圧し、これをインバータ３４により実効値２００Ｖの交流電圧波形に変換する。この場合における変換効率を調べた結果、以下のようになった。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の変換効率：９７．５％
ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の変換効率：９８．０％
インバータ３４の変換効率：９７．０％
変換部１ｘ全体の変換効率：９２．７％
In the configuration of FIG. 2, the two DC / DC converters 31 and 32 boost the voltage to a constant voltage exceeding the peak value (200 V × √2) of the AC voltage, and convert it into an AC voltage waveform having an effective value of 200 V by the inverter 34. To do. As a result of examining the conversion efficiency in this case, it was as follows.
Conversion efficiency of DC / DC converter 31: 97.5%
Conversion efficiency of DC / DC converter 32: 98.0%
Conversion efficiency of inverter 34: 97.0%
Conversion efficiency of the entire conversion unit 1x: 92.7%
図３は、他の構成による１系統の変換部１ｙを示す接続図である。変換部１ｙは、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ３３、及び、インバータ３４を備えている。絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、絶縁トランスを内蔵するため、昇圧幅は１台でも大きくとれる。従って、図２のように、２段構成にする必要は無い。
この変換部１ｙを用いて、蓄電池２のＤＣ５０Ｖを、Ｕ線−Ｗ線間のＡＣ２００Ｖに変換する。インバータ３４は、Ｕ線−Ｗ線間に、ＡＣ２００Ｖを出力する。
FIG. 3 is a connection diagram showing a single conversion unit 1y according to another configuration. The conversion unit 1 y includes an insulating DC / DC converter 33 and an inverter 34. Since the insulation type DC / DC converter 33 incorporates an insulation transformer, even a single step-up width can be increased. Therefore, it is not necessary to have a two-stage configuration as shown in FIG.
Using this conversion unit 1y, DC 50V of the storage battery 2 is converted to AC 200V between the U line and the W line. The inverter 34 outputs AC200V between the U line and the W line.
図３の構成において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３により、交流電圧のピーク値（２００Ｖ×√２）を超える一定電圧まで昇圧し、これをインバータ３４により実効値２００Ｖの交流電圧波形に変換する。この場合における変換効率を調べた結果、以下のようになった。
ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の変換効率：９５．０％
インバータ３４の変換効率：９７．０％
変換部１ｙ全体の変換効率：９２．２％
In the configuration of FIG. 3, the DC / DC converter 33 boosts the voltage to a constant voltage exceeding the peak value (200 V × √2) of the AC voltage, and converts it into an AC voltage waveform having an effective value of 200 V by the inverter 34. As a result of examining the conversion efficiency in this case, it was as follows.
Conversion efficiency of DC / DC converter 33: 95.0%
Conversion efficiency of inverter 34: 97.0%
Conversion efficiency of the entire conversion unit 1y: 92.2%
次に、図４は、図１から主要部分を抜き出した接続図である。２系統の変換部１Ａ，１Ｂが存在するため、各系統の定格電力は３ｋＷとなる。
この構成において、変換部１Ａでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６により、交流電圧のピーク値（１００Ｖ×√２）を超える一定電圧まで昇圧し、これをインバータ７により実効値１００Ｖの交流電圧波形に変換する。変換部１Ｂでも、ＤＣ／ＤＣコンバータ８により、交流電圧のピーク値（１００Ｖ×√２）を超える一定電圧まで昇圧し、これをインバータ９により実効値１００Ｖの交流電圧波形に変換する。このような変換における変換効率を調べた結果、以下のようになった。
Next, FIG. 4 is a connection diagram in which main parts are extracted from FIG. Since there are two systems of conversion units 1A and 1B, the rated power of each system is 3 kW.
In this configuration, in the converter 1A, the DC / DC converter 6 boosts the voltage to a constant voltage exceeding the peak value (100V × √2) of the AC voltage, and converts it into an AC voltage waveform having an effective value of 100V by the inverter 7. . Also in the conversion unit 1B, the DC / DC converter 8 boosts the voltage to a constant voltage exceeding the peak value (100V × √2) of the AC voltage, and converts it into an AC voltage waveform having an effective value of 100V by the inverter 9. As a result of examining the conversion efficiency in such conversion, the following results were obtained.
（変換部１Ａ）
ＤＣ／ＤＣコンバータ６の変換効率：９５．０％
インバータ７の変換効率：９７．０％
（変換部１Ｂ）
ＤＣ／ＤＣコンバータ８の変換効率：９８．０％
インバータ９の変換効率：９７．０％
この結果、２系統の変換部１Ａ，１Ｂの全体としては、９３．６％となった。図２、図３の構成と比べて１％前後の差があり、この差は大きい。
(Conversion unit 1A)
Conversion efficiency of DC / DC converter 6: 95.0%
Conversion efficiency of inverter 7: 97.0%
(Conversion unit 1B)
Conversion efficiency of DC / DC converter 8: 98.0%
Conversion efficiency of inverter 9: 97.0%
As a result, the total of the two systems of conversion units 1A and 1B was 93.6%. There is a difference of around 1% compared to the configurations of FIGS. 2 and 3, and this difference is large.
このように、２系統の変換部１Ａ，１Ｂで変換処理を別々に行い、交流合成電路１４で合成して倍電圧にすることにより、各系統では、変圧幅が抑えられ、そのため、優れた変換効率が得られる。
また、図４の回路において、例えば、Ｕ線−Ｏ線間に負荷２ｋＷが接続され、Ｗ線−Ｏ線間に負荷１ｋＷが接続される場合を考えると、仮に、単相２線出力の１つのインバータでは、このような不平衡負荷に対応できない。しかしながら、インバータ７及びインバータ９がそれぞれ存在することにより、インバータ７からＵ線−Ｏ線間の負荷に２ｋＷを供給し、インバータ９からＷ線−Ｏ線間の負荷に１ｋＷを供給することができる。また、例えば、Ｕ線−Ｗ線間に２００Ｖ負荷２ｋＷが接続され、Ｗ線−Ｏ線間に１００Ｖ負荷１ｋＷが接続される場合を考えると、インバータ９からＷ線−Ｏ線間の１００Ｖ負荷に１ｋＷを供給するとともに、インバータ７及びインバータ９からＵ線−Ｗ線間の２００Ｖ負荷に２ｋＷを供給することができる。すなわち、不平衡負荷に対しても、それぞれの負荷に必要な電力を、２つのインバータ７，９から供給することができる。
In this way, by performing conversion processing separately in the two systems of the conversion units 1A and 1B and synthesizing in the AC synthesis circuit 14 to make a double voltage, in each system, the transformation width can be suppressed, and therefore excellent conversion is achieved. Efficiency is obtained.
Further, in the circuit of FIG. 4, for example, when a case where a load of 2 kW is connected between the U line and the O line and a load of 1 kW is connected between the W line and the O line is assumed, 1 of the single-phase two-wire output is assumed. One inverter cannot handle such an unbalanced load. However, since the inverter 7 and the inverter 9 exist, 2 kW can be supplied from the inverter 7 to the load between the U line and the O line, and 1 kW can be supplied from the inverter 9 to the load between the W line and the O line. . Further, for example, when considering a case where a 200 V load 2 kW is connected between the U line and the W line and a 100 V load 1 kW is connected between the W line and the O line, the inverter 9 changes the 100 V load between the W line and the O line. While supplying 1 kW, 2 kW can be supplied from the inverter 7 and the inverter 9 to the 200 V load between the U line and the W line. That is, even for an unbalanced load, the power required for each load can be supplied from the two inverters 7 and 9.
なお、交流電路５は単相３線式であるとして説明したが、単相２線の２００Ｖであってもよい。その場合、例えば図１におけるＯ線を交流電路５と接続しない形態となるが、変換効率を向上させ、循環電流を防止する点は同様である。 The AC circuit 5 has been described as being a single-phase three-wire system, but it may be a single-phase two-wire 200V. In that case, for example, the O line in FIG. 1 is not connected to the AC circuit 5, but the conversion efficiency is improved and the circulating current is prevented.
《回路の詳細について補足》
以下、変換部自体で変換効率をさらに高めるための回路の詳細について補足説明する。
図５は、図１における一方の変換部１ＡであるＤＣ／ＤＣコンバータ６及びインバータ７の回路構成の一例を示す図である。図において、絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ６は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４によって構成されるブリッジ回路６１と、絶縁トランス６２と、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７，Ｑ８によって構成されるブリッジ回路６３とを備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、双方向へのＤＣ／ＤＣ変換が可能である。
《Supplementary information about circuit details》
The details of the circuit for further improving the conversion efficiency in the conversion unit itself will be supplementarily described below.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the DC / DC converter 6 and the inverter 7 which are one conversion unit 1A in FIG. In the figure, an insulation type DC / DC converter 6 includes a bridge circuit 61 constituted by switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4, an insulation transformer 62, and a bridge constituted by switching elements Q5, Q6, Q7, and Q8. And a circuit 63. The DC / DC converter 6 can perform bidirectional DC / DC conversion.
また、インバータ７は、スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０，Ｑ１１，Ｑ１２のブリッジ回路によって構成される。インバータ７も、直流から交流への変換のみならず、逆変換が可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータ６の蓄電池側には直流側コンデンサ１５、ＤＣバス１２には中間コンデンサ１６、そして、インバータ７の交流側には交流側コンデンサ１７が設けられている。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２は、制御部１８により、制御される。なお、計測用の回路は図示を省略しているが、制御部１８は、制御に必要な各部の電圧、電流の情報を取得することができる。なお、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）である。 The inverter 7 is constituted by a bridge circuit of switching elements Q9, Q10, Q11, Q12. The inverter 7 can perform not only conversion from direct current to alternating current but also reverse conversion. A DC capacitor 15 is provided on the storage battery side of the DC / DC converter 6, an intermediate capacitor 16 is provided on the DC bus 12, and an AC capacitor 17 is provided on the AC side of the inverter 7. Switching elements Q1 to Q12 are controlled by control unit 18. Although a measurement circuit is not shown, the control unit 18 can acquire information on voltage and current of each unit necessary for control. The switching elements Q1 to Q12 are, for example, MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors).
図６は、蓄電池２を放電させる場合の変換部１Ａの動作の一例を概念的に示す波形図である。図において、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、蓄電池２から入力される直流電圧を、（ａ）に示すように、交流電圧波形の絶対値に相当する脈流電圧に変換する。インバータ７は、これに対して、脈流１周期（交流半周期）ごとに非反転・反転を交互に繰り返す。こうして、（ｂ）に示す交流電圧波形が得られる。このような変換によれば、インバータ７は極性反転のみを行うことになるので、スイッチング損失が大幅に減少し、電力の変換効率向上に寄与する。なお、実際にはゼロクロス近傍での波形の歪を抑制するために、ゼロクロス近傍でのみ、インバータ７を高周波スイッチングさせてもよい。 FIG. 6 is a waveform diagram conceptually showing an example of the operation of the conversion unit 1 </ b> A when the storage battery 2 is discharged. In the figure, a DC / DC converter 6 converts a DC voltage input from the storage battery 2 into a pulsating voltage corresponding to the absolute value of the AC voltage waveform, as shown in FIG. In contrast, the inverter 7 alternately repeats non-inversion and inversion every pulsating current cycle (AC half cycle). Thus, the AC voltage waveform shown in (b) is obtained. According to such conversion, since the inverter 7 performs only polarity inversion, the switching loss is greatly reduced, which contributes to improvement of power conversion efficiency. Actually, in order to suppress waveform distortion near the zero cross, the inverter 7 may be switched at high frequency only near the zero cross.
図７は、他方の変換部１ＢであるＤＣ／ＤＣコンバータ８及びインバータ９の回路構成の一例を示す図である。図において、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、直流リアクトル８１と、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ２１と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ２２とを備えている。また、インバータ９は、ブリッジ接続されたスイッチング素子Ｑ２３，Ｑ２４，Ｑ２５，Ｑ２６を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ８及びインバータ９は共に、双方向変換が可能である。スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６は、例えばＭＯＳＦＥＴである。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the DC / DC converter 8 and the inverter 9 which are the other conversion unit 1B. In the figure, the DC / DC converter 8 includes a DC reactor 81, a high-side switching element Q21, and a low-side switching element Q22. The inverter 9 includes switching elements Q23, Q24, Q25, and Q26 that are bridge-connected. Both the DC / DC converter 8 and the inverter 9 can perform bidirectional conversion. The switching elements Q21 to Q26 are, for example, MOSFETs.
ＤＣ／ＤＣコンバータ８の蓄電池側には直流側コンデンサ１９、ＤＣバス１３には中間コンデンサ２０、そして、インバータ９の交流側には交流リアクトル２１及び交流側コンデンサ２２が設けられている。スイッチング素子Ｑ２１〜Ｑ２６は、制御部２３により、制御される。なお、計測用の回路は図示を省略しているが、制御部２３は、制御に必要な各部の電圧、電流の情報を取得することができる。 A DC capacitor 19 is provided on the storage battery side of the DC / DC converter 8, an intermediate capacitor 20 is provided on the DC bus 13, and an AC reactor 21 and an AC capacitor 22 are provided on the AC side of the inverter 9. Switching elements Q21 to Q26 are controlled by control unit 23. Although a measurement circuit is not shown, the control unit 23 can acquire information on the voltage and current of each unit necessary for control.
中間コンデンサ２０は、小容量（μＦレベル）であり、高周波（例えば２０ｋＨｚ）でスイッチングされた電圧に対して平滑作用を発揮するが、商用周波数の２倍程度の周波数（１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚ）で変化する電圧に対しては平滑作用を発揮しない。 The intermediate capacitor 20 has a small capacity (μF level) and exhibits a smoothing action on a voltage switched at a high frequency (for example, 20 kHz), but changes at a frequency (100 Hz or 120 Hz) about twice the commercial frequency. It does not exert a smoothing effect on voltage.
上記のように構成された変換部１Ｂは、交流電路５の電力により、蓄電池２を充電する動作、及び、蓄電池２の放電電力により、交流電路５に電力を供給する動作、の双方向動作が可能である。充電・放電いずれの場合も、交流１／２サイクルの間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ８及びインバータ９が交代でスイッチング動作する。 The converter 1 </ b> B configured as described above has a bidirectional operation of charging the storage battery 2 with the power of the AC circuit 5 and supplying power to the AC circuit 5 with the discharge power of the storage battery 2. Is possible. In both cases of charging and discharging, the DC / DC converter 8 and the inverter 9 perform switching operations alternately during the AC 1/2 cycle.
蓄電池２を充電する場合、インバータ９が交流リアクトル２１と協働して昇圧を行い、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、電圧・電流を単に通過させるだけの「スルー」機能を発揮する状態と、インバータ９が単に整流のみを行い、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は、降圧を行う状態とがある。
一方、蓄電池２を放電させる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ８が昇圧を行い、インバータ９は周期的な極性反転のみを行う状態と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は「スルー」機能を発揮して、インバータ９が降圧のインバータ機能（極性反転も含む。）を発揮する状態と、がある。
When charging the storage battery 2, the inverter 9 performs boosting in cooperation with the AC reactor 21, and the DC / DC converter 8 exhibits a “through” function in which only voltage / current is allowed to pass, However, there is a state in which the DC / DC converter 8 performs a step-down operation.
On the other hand, when discharging the storage battery 2, the DC / DC converter 8 boosts the voltage, the inverter 9 performs only periodic polarity reversal, and the DC / DC converter 8 exhibits a “through” function. There is a state in which the inverter 9 exhibits a step-down inverter function (including polarity reversal).
図８は、蓄電池２を放電させる場合の変換部１Ｂの動作の一例を概念的に示す電圧波形の図である。
（ａ）は、交流電圧目標値Ｖｉｎｖ＊の絶対値（ピーク値１４１Ｖ，実効値１００Ｖ）、及び、直流電圧目標値Ｖｇ’（５０Ｖ）を示す。交流電圧目標値Ｖｉｎｖ＊とは、交流電路５の交流電圧Ｖａに基づいて、理想的にはこれよりも数度位相が進んだ状態を狙った、放電動作時におけるインバータ９の出力端での電圧となるべき値である。交流リアクトル２１のインピーダンスを無視すれば、Ｖｉｎｖ＊＝Ｖａである。直流電圧目標値Ｖｇ’とは、蓄電池電圧Ｖｇに直流リアクトル８１の電圧降下を考慮した値である。直流リアクトル８１のインピーダンスを無視すれば、Ｖｇ’＝Ｖｇである。
制御部２３は、これら２つの電圧を比較し、比較結果に基づいてインバータ９及びＤＣ／ＤＣコンバータ８を制御する。
FIG. 8 is a voltage waveform diagram conceptually showing an example of the operation of the converter 1 </ b> B when discharging the storage battery 2.
(A) shows the absolute value (peak value 141 V, effective value 100 V) of the AC voltage target value Vinv * and the DC voltage target value Vg ′ (50 V). The AC voltage target value Vinv * is the voltage at the output terminal of the inverter 9 during the discharging operation, which is ideally aimed at a state where the phase is advanced several degrees more than this based on the AC voltage Va of the AC circuit 5. It is a value that should be. If the impedance of the AC reactor 21 is ignored, Vinv * = Va. The DC voltage target value Vg ′ is a value in consideration of the voltage drop of the DC reactor 81 with respect to the storage battery voltage Vg. If the impedance of the DC reactor 81 is ignored, Vg ′ = Vg.
The control unit 23 compares these two voltages and controls the inverter 9 and the DC / DC converter 8 based on the comparison result.
まず、交流電圧目標値Ｖｉｎｖ＊の絶対値が直流電圧目標値Ｖｇ’より大きい期間（ｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４）では、制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８をスイッチング動作させ、昇圧を行わせる（図４の（ｂ））。この結果、ＤＣバス１３には（ｃ）に示す電圧が現れる。 First, in a period (t1 to t2, t3 to t4) in which the absolute value of the AC voltage target value Vinv * is larger than the DC voltage target value Vg ′, the control unit 23 performs a boost operation by switching the DC / DC converter 8. ((B) of FIG. 4). As a result, the voltage shown in (c) appears on the DC bus 13.
一方、交流電圧目標値Ｖｉｎｖ＊の絶対値が直流電圧目標値Ｖｇ’より小さい期間（ｔ０〜ｔ１，ｔ２〜ｔ３，ｔ４〜ｔ５）では、制御部２３は、インバータ９を高周波スイッチング動作させ、降圧を行わせる（図４の（ｄ））。また、このスイッチング動作とは別に、インバータ９は、交流電路５の周波数の２倍に相当する周波数（例えば１００Ｈｚ）の周期ごとに通電の極性を反転させる。このスイッチング動作は、例えば２０ｋＨｚのスイッチング動作と比べると極めて低速である。一方、インバータ９がスイッチング動作を行っている間（ｔ０〜ｔ１，ｔ２〜ｔ３，ｔ４〜ｔ５）、ＤＣ／ＤＣコンバータ８では、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ２１のみオン（ローサイドのスイッチング素子Ｑ２２はオフ）とするか、又は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を共にオフの状態として、スイッチング素子Ｑ２１のボディダイオードを通して電圧・電流をそのままスルー（通過）させる状態となっている。
この結果、（ｅ）に示す所望の交流波形が得られる。
On the other hand, in a period (t0 to t1, t2 to t3, t4 to t5) in which the absolute value of the AC voltage target value Vinv * is smaller than the DC voltage target value Vg ′, the control unit 23 causes the inverter 9 to perform a high frequency switching operation to reduce the voltage. (D in FIG. 4). Separately from this switching operation, the inverter 9 reverses the polarity of energization at every cycle of a frequency (for example, 100 Hz) corresponding to twice the frequency of the AC circuit 5. This switching operation is extremely slow compared to, for example, a 20 kHz switching operation. On the other hand, while the inverter 9 is performing the switching operation (t0 to t1, t2 to t3, t4 to t5), in the DC / DC converter 8, only the high-side switching element Q21 is on (the low-side switching element Q22 is off). Alternatively, the switching elements Q21 and Q22 are both turned off, and the voltage / current is directly passed through the body diode of the switching element Q21.
As a result, the desired AC waveform shown in (e) is obtained.
図８に示すスイッチング制御を行う場合、交流（１／２）サイクルの中で、ＤＣ／ＤＣコンバータ８及びインバータ９は交互に高周波スイッチングの動作をする。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ８及びインバータ９は共に、高周波スイッチングの休止期間ができ、スイッチングに伴う損失が低下するので、電力の変換効率が向上する。 When the switching control shown in FIG. 8 is performed, the DC / DC converter 8 and the inverter 9 alternately perform a high-frequency switching operation in an AC (1/2) cycle. As a result, both the DC / DC converter 8 and the inverter 9 have a high-frequency switching pause period, and the loss associated with switching is reduced, so that the power conversion efficiency is improved.
以上のように、変換部１Ａ，１Ｂ自体で変換効率を高めれば、２系統の変換部１Ａ，１Ｂで変換処理を別々に行って交流合成電路１４で合成して倍電圧にすることによる変換効率の改善効果をさらに高めることができる。 As described above, if the conversion efficiency is increased by the conversion units 1A and 1B themselves, the conversion efficiency is obtained by separately performing conversion processing in the two systems of conversion units 1A and 1B and synthesizing the AC synthesis circuit 14 to obtain a double voltage. The improvement effect can be further enhanced.
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
《Supplementary Note》
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 電力変換装置
１Ａ，１Ｂ 変換部
１ｘ，１ｙ 変換部
２ 蓄電池
３，４ 太陽光発電パネル
５ 交流電路
６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７ インバータ
８ ＤＣ／ＤＣコンバータ
９ インバータ
１０，１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１２，１３ ＤＣバス
１４ 交流合成電路
１５ 直流側コンデンサ
１６ 中間コンデンサ
１７ 交流側コンデンサ
１８ 制御部
１９ 直流側コンデンサ
２０ 中間コンデンサ
２１ 交流リアクトル
２２ 交流側コンデンサ
２３ 制御部
３１，３２，３３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４ インバータ
６１ ブリッジ回路
６２ 絶縁トランス
６３ ブリッジ回路
８１ 直流リアクトル
１００ 分散型電源
Ｑ１〜Ｑ１２，Ｑ２１〜Ｑ２６ スイッチング素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 1A, 1B Converter 1x, 1y Converter 2 Storage battery 3, 4 Solar power generation panel 5 AC circuit 6 DC / DC converter 7 Inverter 8 DC / DC converter 9 Inverter 10, 11 DC / DC converter 12, 13 DC bus 14 AC composite circuit 15 DC side capacitor 16 Intermediate capacitor 17 AC side capacitor 18 Control unit 19 DC side capacitor 20 Intermediate capacitor 21 AC reactor 22 AC side capacitor 23 Controllers 31, 32, 33 DC / DC converter 34 Inverter 61 Bridge Circuit 62 Insulation transformer 63 Bridge circuit 81 DC reactor 100 Distributed power source Q1 to Q12, Q21 to Q26 Switching element
Claims (6)
前記直流電源と接続される絶縁型の第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第１のインバータと、
前記直流電源と接続される第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第２のインバータと、
前記第１のインバータと前記第２のインバータとを交流側で互いに直列に接続し、直列の両端を前記交流電路に接続する交流合成電路と、
を備えている電力変換装置。 A power conversion device provided between an AC circuit and a DC power source,
An insulated first DC / DC converter connected to the DC power source;
A first inverter provided between the first DC / DC converter and the AC circuit;
A second DC / DC converter connected to the DC power source;
A second inverter provided between the second DC / DC converter and the AC circuit;
The first inverter and the second inverter are connected in series with each other on the AC side, and an AC composite circuit that connects both ends of the series to the AC circuit,
A power conversion device comprising:
前記第１のインバータは、交流側で、前記交流電路のＵ線及びＯ線に接続され、
前記第２のインバータは、交流側で、前記交流電路のＯ線及びＷ線に接続されている、請求項１に記載の電力変換装置。 The AC circuit is a single-phase three-wire system, and when the single-phase three-wire voltage line is a U line and a W line, and the neutral line is an O line,
The first inverter is connected to the U line and the O line of the AC circuit on the AC side,
2. The power converter according to claim 1, wherein the second inverter is connected to an O line and a W line of the AC circuit on the AC side.
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータに対して、前記蓄電池は単一かつ共通の存在である請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。 The DC power supply is a storage battery,
3. The power conversion device according to claim 1, wherein the storage battery is single and common with respect to the first DC / DC converter and the second DC / DC converter. 4.
他の太陽光発電パネルに接続された第４のＤＣ／ＤＣコンバータと、を備え、
前記第３のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端は、前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１のインバータとを繋ぐＤＣバスに接続され、
前記第４のＤＣ／ＤＣコンバータの出力端は、前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２のインバータとを繋ぐＤＣバスに接続されている、請求項３に記載の電力変換装置。 A third DC / DC converter connected to the photovoltaic panel;
A fourth DC / DC converter connected to another photovoltaic power generation panel,
The output terminal of the third DC / DC converter is connected to a DC bus that connects the first DC / DC converter and the first inverter,
The power converter according to claim 3, wherein an output end of the fourth DC / DC converter is connected to a DC bus that connects the second DC / DC converter and the second inverter.
前記電力変換装置は、
前記直流電源と接続される絶縁型の第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第１のインバータと、
前記直流電源と接続される第２のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第２のＤＣ／ＤＣコンバータと前記交流電路との間に設けられた第２のインバータと、
前記第１のインバータと前記第２のインバータとを交流側で互いに直列に接続し、直列の両端を前記交流電路に接続する交流合成電路と、
を備えている分散型電源。 A distributed power source including a direct current power source and a power conversion device provided between the direct current power source and the alternating current circuit,
The power converter is
An insulated first DC / DC converter connected to the DC power source;
A first inverter provided between the first DC / DC converter and the AC circuit;
A second DC / DC converter connected to the DC power source;
A second inverter provided between the second DC / DC converter and the AC circuit;
The first inverter and the second inverter are connected in series with each other on the AC side, and an AC composite circuit that connects both ends of the series to the AC circuit,
Distributed power supply equipped with.
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