JP2019180189A - 開閉装置、電力変換装置、電力変換システム及び接続箱 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の電力変換システム200は、図1に示すように、分散型電源1を単相3線式の電力系統6に系統連系させる。電力変換システム200は、分散型電源1と、電力変換装置100と、蓄電池5とを備える。本開示でいう「電力系統」は、電力会社等の電気事業者が需要家の受電設備に電力を供給するためのシステム全体を意味する。本実施形態では、一例として、このような電力変換システム200が、オフィスビル、病院、商業施設及び学校等の、非住宅施設に導入される場合を想定して説明する。
本実施形態に係る電力変換装置100は、図1に示すように、昇圧回路2と、インバータ回路3と、充放電回路50と、開閉装置20と、を備えている。また、電力変換装置100は、入力キャパシタC0及び出力キャパシタC1と、フィルタ回路4と、検出回路9と、制御回路10と、を更に備えている。入力キャパシタC0及び出力キャパシタC1、昇圧回路2、インバータ回路3、フィルタ回路4、及び制御回路10は、1つの筐体(以下、「第1筐体」ともいう)7に収納されている。なお、開閉装置20及び検出回路9も、図1に示すように、第1筐体7に収納されてもよい。
まず、本実施形態の電力変換装置100の基本的な動作について図1を用いて説明する。日の出を迎えると、昼間の間、上記関連値が第1関連値である場合、第1関連値は所定値より大きくなるので、制御回路10は各開閉素子SW20をオンする。また、上記関連値が第2関連値である場合、第2関連値は所定範囲内にないので、制御回路10は各開閉素子SW20をオンする。したがって、日中など、分散型電源1が十分な太陽光を受けて発電している場合、分散型電源1は、昇圧回路2を介して、インバータ回路3に直流電力を出力する。インバータ回路3は、入力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力系統6に出力する。これにより、分散型電源1の発電する電力が、電力系統6に接続されている負荷に供給される。また、分散型電源1の発電電力に余剰電力がある場合、分散型電源1は、昇圧回路2及び充放電回路50を介して余剰電力を蓄電池5に出力することで、蓄電池5を充電する。その他、電力系統6がインバータ回路3及び充放電回路50を介して蓄電池5に直流電力を出力することで、蓄電池5を充電してもよい。
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
第1変形例の電力変換装置100では、電力変換装置100が複数(ここでは、2つ)の分散型電源1に接続されている点で、上述の実施形態の電力変換装置100と相違する。具体的には、本変形例では、図4及び図5に示すように、1つの分散型電源1(つまり、各分散型電源1の正極11及び負極12)に対して、1つの入力キャパシタC0と、1つの昇圧回路2とが接続されている。そして、本変形例の電力変換装置100には、2つの分散型電源1が接続されている。したがって、本変形例の電力変換装置100は、2つの入力キャパシタC0と、2つの昇圧回路2とを備えている点で、上述の実施形態の電力変換装置100と相違する。
第2変形例の電力変換装置100では、開閉装置20を備える接続箱8が具備される。本変形例では、図6に示すように、複数の開閉装置20が、第1筐体7とは異なる第2筐体80に収納され、開閉装置20及び第2筐体80が接続箱8を構成している点で、第1変形例の電力変換装置100と相違する。また、接続箱8は複数の検出回路9を更に含む。
以下、その他の変形例について列挙する。以下に説明する変形例は、「(4)変形例」に列挙した変形例を含めて、適宜組み合わせて適用可能である。
以上述べたように、第1の態様に係る開閉装置(20)は、第1電極(11)及び第2電極(12)を含む分散型電源(1)と、分散型電源(1)から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路(3)との間に、電気的に接続可能である。開閉装置(20)は、第1端子(21)と、第2端子(22)と、開閉素子(SW20)と、ダイオード(D20)と、を備える。第1端子(21)は、第1電極(11)及び第2電極(12)のうちの少なくとも一方に電気的に接続される。第2端子(22)は、インバータ回路(3)の2つの入力端子のうち第1端子(21)に対応する入力端子に電気的に接続される。開閉素子(SW20)は、第1端子(21)と第2端子(22)との間に電気的に接続される。ダイオード(D20)は、カソード及びアノードを含み、カソード及びアノードがそれぞれ第1端子(21)及び第2端子(22)に電気的に接続された状態で開閉素子(SW20)と電気的に並列接続される。ダイオード(D20)は、カソードからアノードに漏洩電流を流す。
2 昇圧回路(DC/DCコンバータ)
3 インバータ回路
5 蓄電池
6 電力系統
8 接続箱
80 第2筐体
10 制御回路
11 第1電極
12 第2電極
20 開閉装置
21 第1端子
22 第2端子
50 充放電回路
100 電力変換装置
200 電力変換システム
SW20 開閉素子
D20 ダイオード
MB 中間バス
Claims (8)
- 第1電極及び第2電極を含む分散型電源と、前記分散型電源から出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路との間に、電気的に接続可能な開閉装置であって、
前記第1電極及び前記第2電極のうちの少なくとも一方に電気的に接続される第1端子と、
前記インバータ回路の2つの入力端子のうち前記第1端子に対応する入力端子に電気的に接続される第2端子と、
前記第1端子と前記第2端子との間に電気的に接続される開閉素子と、
カソード及びアノードを含み、前記カソード及び前記アノードがそれぞれ前記第1端子及び前記第2端子に電気的に接続された状態で前記開閉素子と電気的に並列接続されるダイオードと、を備え、
前記ダイオードは、前記カソードから前記アノードに漏洩電流を流す
開閉装置。 - 前記開閉素子は、半導体スイッチ素子である請求項1記載の開閉装置。
- 前記開閉素子は、メカニカルスイッチの接点である請求項1記載の開閉装置。
- 前記分散型電源の出力に関連する値である関連値が所定値よりも小さいか又は所定範囲内にある場合に前記開閉素子をオンし、前記関連値が前記所定値よりも大きいか又は前記所定範囲内にない場合に前記開閉素子をオフする制御回路を更に備える請求項1から3の何れか1項に記載の開閉装置。
- 前記第1端子及び前記第2端子は、前記分散型電源とDC/DCコンバータとの間に設けられ、前記DC/DCコンバータは、前記分散型電源と前記インバータ回路との間に設けられる請求項1から4の何れか1項に記載の開閉装置。
- 請求項5記載の開閉装置と、
太陽電池である前記分散型電源の直流電圧を昇圧して得られる前記分散型電源からの直流電力を中間バスに供給する前記DC/DCコンバータと、
前記直流電力を交流電力に変換して前記交流電力を電力系統に供給する前記インバータ回路と、
蓄電池の電力を前記中間バスに放電し、かつ前記直流電力で前記蓄電池を充電する充放電回路と、
を備える電力変換装置。 - 請求項6記載の電力変換装置と、
前記太陽電池と、
前記蓄電池と
を備える電力変換システム。 - 請求項5記載の開閉装置を備える接続箱。
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