JP2020120465A - 電力変換システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電源から供給される電力量が変動しても、負荷に供給される電圧の安定性を確保できる。【解決手段】電力変換システムは、制御により第１電力を第１直流電力に変換し、定電流制御された前記第１直流電力を出力端子から出力する第１電力変換器と、制御により第２電力を第２直流電力に変換し、定電流制御された前記第２直流電力を出力端子から出力する第２電力変換器と、第３電力を第３直流電力に変換し、定電圧制御された第３直流電力を出力端子から出力する第３電力変換器と、前記第１電力変換器の出力端子と、前記第２電力変換器の出力端子と、前記第３電力変換器の出力端子と、負荷とが直流母線によって互いに並列に接続され、前記直流母線から前記負荷に流れる電流の合計値が、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器と前記第３電力変換器が出力可能な電流値の合計値を超えないように、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、電力変換システムに関する。

従来、複数の電源から電力の供給を受ける並列運転型の電力変換システムとして、燃料電池等を電源に用いる直流並列運転システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。燃料電池は出力変動が起きるとセルが劣化しやすいという特徴がある。このため、燃料電池等を電源に用いる直流並列運転システムは、負荷の電力消費量の変動にかかわらず、燃料電池の出力電流を一定にするように形成されることがある。
近年、電気自動車（ＥＶ）を電源として利用し、ＥＶから電力を受けて、ＥＶの外部の負荷に電力を供給する電力変換システムがある。上記の場合、ＥＶのバッテリーの蓄電量により、或いは電力を供給するＥＶの台数により、電力変換システムに供給される電力量が変動することがある。また、負荷の電力消費量は変動する。

特開平４−８７５２１号公報

しかしながら、２つの電源から電力の供給を受けても、供給される電力量が負荷の消費電力量に満たないことがある。供給量の変動、複数の電源から供給される電力量が変動することがある。このような場合に、負荷に供給される電圧の安定性が低下することがあったる。

本発明が解決しようとする課題は、複数の電源から供給される電力量が変動しても、負荷に供給される電圧の安定性を確保できる電力変換システムを提供することにある。

（１）本発明の一態様の電力変換システムは、第１の制御により第１電力を第１直流電力に変換し、定電流制御された前記第１直流電力を出力端子から出力する第１電力変換器と、第２の制御により第２電力を第２直流電力に変換し、定電流制御された前記第２直流電力を出力端子から出力する第２電力変換器と、第３電力を第３直流電力に変換し、定電圧制御された第３直流電力を出力端子から出力する第３電力変換器と、前記第１電力変換器の出力端子と、前記第２電力変換器の出力端子と、前記第３電力変換器の出力端子と、負荷とが直流母線によって互いに並列に接続され、前記直流母線から前記負荷に流れる電流の合計値が、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器と前記第３電力変換器が出力可能な電流値の合計値を超えないように、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器を制御する制御部とを備える電力変換システムである。

（２）上記の電力変換システムは、前記直流母線から前記負荷に流れる電流を検出する電流検出器を備え、前記制御部は、検出された前記負荷に流れる電流の合計値に基づいて前記第１電力変換器と前記第２電力変換器から出力させる電流の指令値を生成し、前記生成された指令値を前記第１電力変換器と前記第２電力変換器の少なくとも何れかに供給する。

（３）上記の電力変換システムにおいて、前記制御部は、検出された前記負荷に流れる電流の合計値に基づいて、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器の何れかに電流を出力させるように予め定められた規則に従って前記指令値を生成する。

（４）上記の電力変換システムにおいて、前記制御部は、検出された前記負荷に流れる電流の合計値に基づいて、前記第１電力変換器に対して、前記第１電力変換器の定電流制御の制御目標値を前記指令値として生成して、前記第２電力変換器に対して、前記第２電力変換器の定電流制御の制御目標値を前記指令値として生成する。

（５）上記の電力変換システムにおいて、前記制御部は、検出された前記負荷に流れる電流の合計値に基づいて、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器にそれぞれ出力させる電流が等しくなるような前記指令値を生成する。

（６）上記の電力変換システムにおいて、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器が出力する電圧の上限値は、前記負荷の入力電圧の上限値より低い。

（７）上記の電力変換システムにおいて、前記第３電力変換器が出力する電圧の変動範囲は、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器が定電流出力可能な電圧の範囲に含まれる。

（８）上記の電力変換システムは、前記直流母線に並列に接続され前記負荷に供給可能な電圧を出力可能な蓄電池を備える。

本発明によれば、複数の電源から供給される電力量が変動しても、負荷に供給される電圧の安定性を確保できる。

本発明の第１の実施形態の電力変換システムの構成図である。 実施形態の整流装置とＥＶ充放電器との電流の配分について説明するための図である。 第２の実施形態の電力変換システムの構成図である。 実施形態の放電電流指令値生成処理に関するフローチャートである。 実施形態の整流装置とＥＶ充放電器との電流の配分について説明するための図である。 第３の実施形態の電力変換システムの構成図である。 実施形態の整流装置とＥＶ充放電器との電流の配分について説明するための図である。

以下、本発明の実施形態の植物栽培システム、植物栽培方法、及びプログラムについて、添付図面を参照して説明する。
なお、実施形態における「定電流制御」には、電流を垂下制御することを含む。「接続する」には、電気的に接続することを含む。

（第１の実施形態）
図１は、実施形態の電力変換システム１の構成図である。

電力変換システム１は、商用電源系統２（商用電源）から供給される交流電力を変換して、負荷３に供給する。電力変換システム１は、図示されない１又は複数の電気自動車（例えば、ＥＶ１、ＥＶ２、ＥＶ３という。）から電力の供給を受け、負荷３に電力を供給する。上記の場合、電力変換システム１は、電気自動車（ＥＶ）から電力の供給を受けることにより、商用電源系統２からの交流電力の供給量を削減する。さらに、電力変換システム１は、商用電源系統２（商用電源）から供給される交流電力を変換して、電気自動車（ＥＶ）に電力を供給して、ＥＶに搭載されたバッテリー（不図示）を充電させてもよい。

電力変換システム１は、例えば、ＥＶ充放電器４１、４２、４３と、整流装置５０と、制御装置６とを備える。

ＥＶ充放電器４１にはＥＶ１が接続され、ＥＶ充放電器４２にはＥＶ２が接続され、ＥＶ充放電器４３にはＥＶ３が接続されると仮定する。以下の説明で、ＥＶ充放電器４１、４２、４３を纏めて、ＥＶ充放電器４０と呼ぶことがある。

ＥＶ充放電器４１（第１電力変換器）は、例えば、定電流制御可能な第１の変換器を含む。ＥＶ充放電器４１は、後述する第１の制御により、少なくともＥＶ１から供給される第１の電力（第１電力）を第１直流電力に変換し、定電流制御された第１直流電力を出力端子から出力する。第１の電力は、例えば直流電力である。ＥＶ充放電器４１は、他の制御により、ＥＶ１に電力を供給してもよい。

ＥＶ充放電器４２（第２電力変換器）は、例えば、定電流制御可能な第２の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を含む。ＥＶ充放電器４２は、後述する第２の制御により、少なくともＥＶ２から供給される第２の電力（第２電力）を第２直流電力に変換し、定電流制御された第２直流電力を出力端子から出力する。第２の電力は、例えば直流電力である。ＥＶ充放電器４２は、他の制御により、ＥＶ２に電力を供給してもよい。

ＥＶ充放電器４３は、例えば、定電流制御可能な第３の双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を含む。ＥＶ充放電器４３は、後述する第３の制御により、少なくともＥＶ３から供給される第３の電力を直流電力に変換し、定電流制御された直流電力を出力端子から出力する。第３の電力は、例えば直流電力である。ＥＶ充放電器４３は、他の制御により、ＥＶ３に電力を供給してもよい。

整流装置５０（第３電力変換器）は、例えば、直流電力を定電圧制御可能なＡＣＤＣ変換器を含む。整流装置５０は、商用電源系統２から供給される交流電力（第３電力）を第３直流電力に変換し、定電圧制御された第３直流電力を出力端子から出力する。整流装置５０が出力する電圧の変動範囲は、ＥＶ充放電器４０が定電流出力可能な電圧の範囲に含まれる。この詳細については後述する。

図に示すようにＥＶ充放電器４１の出力端子と、ＥＶ充放電器４２の出力端子と、ＥＶ充放電器４３の出力端子と、整流装置５０の出力端子と、負荷３とが直流母線９によって互いに並列に接続されている。なお、この図は単線結線図である。上記の各装置の出力端子とは、負荷３に供給する直流電力を出力する端子のことである。

制御装置６（制御部）は、放電電流値指令に基づいて、ＥＶ充放電器４１と、ＥＶ充放電器４２と、ＥＶ充放電器４３とをそれぞれ制御する。制御装置６は、第１の制御のための指令を、ＥＶ充放電器４１に供給し、第２の制御のための指令をＥＶ充放電器４２に供給し、第３の制御のための指令をＥＶ充放電器４３に供給する。第１の放電電流値指令は第１の制御のための指令の一例である。第２の放電電流値指令は第２の制御のための指令の一例である。第３の放電電流値指令は、第３の制御のための指令の一例である。

上記の放電電流値指令によって、ＥＶ充放電器４０が各ＥＶのバッテリーを放電させる際の電流値が規定される。
例えば、制御装置６（制御部）は、上記の制御の際に、直流母線９から負荷３に流れる電流の合計値が、ＥＶ充放電器４１とＥＶ充放電器４２とＥＶ充放電器４３と整流装置５０がそれぞれ出力可能な電流値の合計を超えないように、ＥＶ充放電器４１とＥＶ充放電器４２とＥＶ充放電器４３とを制御する。

上記のように構成された電力変換システム１において、複数台のＥＶ充放電器４０は、並列に稼働可能である。商用電源系統２からの交流電力に基づいて整流装置５０によるＡＣ／ＤＣ変換によって生成された直流電流と、ＥＶ充放電器４０によるＤＣ／ＤＣ変換によって生成された直流電流とが連系点Ｐで直流連系される。

各ＥＶ充放電器４０が出力を電流制御し、整流装置５０が出力を電圧制御することにより、各ＥＶ充放電器４０と整流装置５０から出力される電流の配分が決定され、決定された電流量をそれぞれ分担する。

図２を参照して、整流装置５０とＥＶ充放電器４０との電流の配分について説明する。図２は、実施形態の整流装置５０とＥＶ充放電器４０との電流の配分について説明するための図である。図に示すグラフにおいて、負荷に流す電流を横軸に、直流母線９の電圧を縦軸にとる。図の直線ＬＣＶは、定電圧制御されている整流装置５０の出力電圧を示す。図の直線ＬＣＩ１、ＬＣＩ２、ＬＣＩ３は、定電流制御されているＥＶ充放電器４１、４２、４３の出力電流の範囲を示す。直線ＬＣＩ１、ＬＣＩ２、ＬＣＩ３の上端が図の右方向に屈曲しているが、この範囲では、ＥＶ充放電器４０は、所定の電圧に定電圧制御する。

上記の通り、整流装置５０は、定電圧制御により出力電圧を一定に保つように制御する。しかしながら、出力インピーダンスなどにより出力電流が多くになるにつれて、少しずつ電圧が下がる特性がある。その結果、この図に示すように直線ＬＣＶが右下がりになる。
一方、ＥＶ充放電器４０は、それぞれが定電流制御により出力電流を一定に保つように制御する。定電流制御が成立している範囲では、直線ＬＣＩ１、ＬＣＩ２、ＬＣＩ３は、縦軸に略平行になる、直線ＬＣＩ１、ＬＣＩ２、ＬＣＩ３の間隔は、ＥＶ充放電器４０の定電流制御の目標値になる。例えば、図の右端と直線ＬＣＩ１との間隔をＩ４１とし、直線ＬＣＩ１と直線ＬＣＩ２との間隔をＩ４２とし、直線ＬＣＩ２と直線ＬＣＩ３との間隔をＩ４３で示す。

整流装置５０とＥＶ充放電器４０が直流母線９により出力が接続されていることにより、直流母線９の電圧が整流装置５０によって調整され、その電圧が直流母線９上の連系点Ｐの電圧になる。ＥＶ充放電器４０の出力電圧も連系点Ｐの電圧になる。

図２のグラフから、直流母線９上の連系点Ｐの電圧は、整流装置５０の出力特性を示す直線ＬＣＶとＥＶ充放電器４０の出力特性を示す直線ＬＣＩ１、ＬＣＩ２、ＬＣＩ３の何れかの直線との交点の電圧になる。この交点を動作点（ＯＰ）と呼ぶ。例えば、稼働するＥＶ充放電器４０が１台の場合には、最も右側のＥＶ充放電器４０の出力特性を示す直線ＬＣＩ１が有効になり、点ＯＰ１の位置に動作点が定まる。

負荷３に流れる負荷電流の大きさをＩ３とし、ＥＶ充放電器４０の定電流制御の目標値をＩ４０とし、整流装置５０の出力電流をＩ５０とすると、次の式（１）が成立する。

Ｉ３＝Ｉ４０＋Ｉ５０ ・・・（１）

例えば、ＥＶ充放電器４１における定電流制御の目標値を、上記のＩ４１で示す。ＥＶ充放電器４１における定電流制御の目標値の大きさを変えることにより、この整流装置５０の出力特性を示す直線上にある点ＯＰ１の位置が、定電流制御の目標値と同じ値の位置まで移動する。

例えば、ＥＶ充放電器４２、４３における定電流制御の目標値を、上記のＩ４２、Ｉ４３で示す。ＥＶ充放電器４１を１台稼働させた状態から、稼働するＥＶ充放電器４０の台数を２台、３台と増やす場合には、動作点が点ＯＰ２、点ＯＰ３にそれぞれ移動する。換言すれば、稼働するＥＶ充放電器４０の台数を調整することにより、上記の動作点の位置を、稼働するＥＶ充放電器４０の定電流制御の目標値の合計値の値まで移動させることができる。点ＯＰ２は、ＥＶ充放電器４１、４２の両方を稼働させた場合の動作点の一例であり、その際にＥＶ充放電器４０が出力する電流はＩ４１とＩ４２とを加算した大きさになる。点ＯＰ３は、ＥＶ充放電器４１、４２、４３の全てを稼働させた場合の動作点の一例であり、その際にＥＶ充放電器４０が出力する電流はＩ４１とＩ４２とＩ４３とを加算した大きさになる。上記のように動作点が移動すると、動作点の位置に応じて、上記の式（１）におけるＩ４０とＩ５０の配分が変化する。

上記のように配分されたＥＶ充放電器４０の出力電流と整流装置５０の出力電流とが負荷３に供給される。

ＥＶが接続された各ＥＶ充放電器４０は、自律して、定電流制御の目標値に基づいて出力電流を制御する。電力変換システム１において、複数のＥＶから電力の供給を受ける場合にも、ＥＶが接続された各ＥＶ充放電器４０が自律して上記の定電流制御を行うことに変わりはない。

なお、この図のなかで動作点の位置が右にあるほど、ＥＶ充放電器４０に対する出力電流の配分が少なくなり、整流装置５０の出力電流の配分が多くなる。動作点の位置が左にあるほど、上記と逆の傾向になる。

上記の実施形態によれば、電力変換システム１は、上記の構成を備え、制御装置６によって、少なくとも直流母線９から負荷３に流れる電流の合計値が、ＥＶ充放電器４１とＥＶ充放電器４２と整流装置５０が出力可能な電流値の合計を超えないように、ＥＶ充放電器４１とＥＶ充放電器４２を制御することにより、複数のＥＶ（電源）から供給される電力量が変動しても、負荷３に供給される電圧の安定性を確保できる。

（第２の実施形態）
図３から図５を参照して、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態の電力変換システムは、負荷３に流れる電流の実測値に基づいて制御する点が、第１の実施形態とは異なる。

図３は、実施形態の電力変換システム１Ａの構成図である。
電力変換システム１Ａは、電力変換システム１に比べて、電流検出器７をさらに備え、制御装置６に代えて制御装置６Ａを備える。

電流検出器７は、例えば、直流母線９の連系点Ｐより負荷３側に設けられている。電流検出器７は、設けられた位置で直流母線９に流れる電流を検出する。実施形態の場合、電流検出器７が検出する電流は、負荷３に流れる電流に等しい。

制御装置６Ａは、合計放電電流基準値生成部６１と、比較器６２と、放電電流指令値生成部６３とを備える。

合計放電電流基準値生成部６１は、各ＥＶ充放電器４０に対する定電流制御の目標値の合計を、各放電電流指令値を合計することにより算出して、合計放電電流値として出力する。

比較器６２は、合計放電電流基準値生成部６１から合計放電電流値を取得し、電流検出器７から電流の計測値を取得する。比較器６２は、合計放電電流値と、電流検出器７から取得した電流の計測値とを比較する。

放電電流指令値生成部６３は、比較器６２による比較の結果に基づいて、各ＥＶ充放電器４０に対する定電流制御の目標値を決定し、これを各ＥＶ充放電器４０に対する各放電電流指令値として出力する。

図４は、実施形態の放電電流指令値生成処理に関するフローチャートである。
まず、比較器６２は、合計放電電流値と、電流検出器７から取得した電流の計測値とを取得して、比較する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０における比較器６２による比較の結果、各放電電流指令値を合計（合計放電電流値）が、少なくとも負荷電流よりも多い場合には、各ＥＶ充放電器４０に対する定電流制御の目標値が過大であると判定する（ステップＳ２０）。

次に、放電電流指令値生成部６３は、比較器６２による比較の結果に基づいて、各ＥＶ充放電器４０に対する定電流制御の目標値を低減させるため、ＥＶ充放電器４０の夫々に許容される放電電流値以下であり、かつ合計放電電流値が負荷電流よりも少なくなるような値に決定し、これを各ＥＶ充放電器４０に対する各放電電流指令値として出力する（ステップＳ２５）。これにより、上記の処理を終える。

ステップＳ１０における比較器６２比較の結果、各放電電流指令値を合計（合計放電電流値）が、負荷電流以下である場合には、各ＥＶ充放電器４０に対する定電流制御の目標値が適当であると判定する（ステップＳ３０）。

次に、放電電流指令値生成部６３は、比較器６２による比較の結果に基づいて、各ＥＶ充放電器４０に対する定電流制御の目標値を増加させるため、ＥＶ充放電器４０の夫々に許容される放電電流値以下であり、かつ各ＥＶ充放電器４０の放電電流の許容値に近づけるように所定量増加させた値に決定し、これを各ＥＶ充放電器４０に対する各放電電流指令値として出力する（ステップＳ３５）。これにより、上記の処理を終える。なお、ステップＳ３５において、放電電流指令値生成部６３は、各ＥＶ充放電器４０の一部又は全部に対して、上記に代えて、上記の目標値を現在の値に維持させてもよい。

これを受け、各ＥＶ充放電器４０は、各放電電流指令値に基づいて、定電流制御の目標値を改めて、これを更新する。

放電電流指令値生成部６３は、各ＥＶ充放電器４０の放電電流の大きさが等しくなるように均等に配分する方法と、優先順位（優先度）の高い順に放電電流値を決定する方法の何れかに基づいて、放電電流指令値を生成するとよい。

例えば、均等に配分する場合には、各ＥＶ充放電器４０の放電電流の大きさを等しくすることで、ＥＶ充放電器４０で生じる損失を各装置に分散することができ、特定のＥＶ充放電器４０に、損失による温度上昇が生じることを抑制できる。ＥＶについても同様である。

例えば、優先順位を用いる場合には、その優先順位を、ＥＶ充放電器４０の変換効率が高い順、放電電流の大きい順、ＥＶの充電率が高い順、予め定められた順序などの基準に基づいて、上記の放電電流指令値を生成してよい。

次に、ＥＶ充放電器４０の出力電圧について説明する。
図５を参照して、ＥＶ充放電器４０の出力電圧について説明する。図５は、実施形態の整流装置５０とＥＶ充放電器４０との電流の配分について説明するための図である。グラフの軸は、前述の図２と同じである。

ＥＶ充放電器４０の出力電圧は、負荷３の入力電圧上限値以下に設定される。これにより、EＥＶがＥＶ充放電器４０に接続又は解列することによって、ＥＶ充放電器４０の放電電流が変動しても、直流母線９の電圧が負荷３の入力電圧範囲を超えることがない。

例えば、ＥＶ充放電器４０の稼働台数が、ＥＶの接続又は解列によって、０台から複数谷変化すると仮定する。この場合、商用電源系統２の交流電力に基づいた電流とＥＶ充放電器４０が出力する電流がと合わさったり、商用電源系統２の交流電力に基づいた電流だけになったりする。

整流装置５０の出力電圧とＥＶ充放電器４０の出力電圧は、連系点Ｐの電圧に相当する。その連系点Ｐの電圧は、ＥＶ充放電器４０の放電電流の合計値が多くなるほど上昇する。連系点Ｐの電圧が上昇すれば負荷３の入力電圧が上昇する。負荷３の入力電圧は、設計上の上限値が決められている。その上限値を超えないように、ＥＶ充放電器４０の出力電圧の上限値を設定する。例えば、負荷３の入力電圧の許容変動範囲の上限値と、負荷３の入力電圧の許容変動範囲を条件にして決定されている整流装置５０の出力電圧の上限値の両方を超えないようにＥＶ充放電器４０の出力電圧の上限値を決定してよい。これによりＥＶ充放電器４０が複数台接続され、かつその台数が変動しても、負荷３の入力電圧の許容変動範囲の上限を超えないため、稼働するＥＶ充放電器４０の台数を任意の数に変更できる。

なお、整流装置５０が平時に出力する電圧の下限値は、負荷３の入力電圧の許容変動範囲の下限値より高くするとよい。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することのほか、負荷３に流れる電流の実測値に基づいて制御することで、負荷３に流れる電流の大きさに適した電流を各ＥＶ充放電器４０から得ることが可能になり、所望の配分による電流を負荷３に供給することができる。

なお、制御装置６は、検出された負荷３に流れる電流の合計値に基づいて、複数のＥＶ充放電器４０から出力させる電流の指令値（放電電流指令値）を生成し、生成された指令値を複数のＥＶ充放電器４０の少なくとも何れかに供給してもよい。これにより、出力する電流を変更するＥＶ充放電器４０を特定することができ、上記に係る処理が煩雑になることを抑制できる。

なお、制御装置６は、検出された負荷３に流れる電流の合計値に基づいて、複数のＥＶ充放電器４０の何れかに電流を出力させるように予め定められた規則に従って放電電流指令値を生成してもよい。これにより、指令値を生成するための処理を簡素化できる。

なお、制御装置６は、検出された負荷３に流れる電流の合計値に基づいて、例えば、ＥＶ充放電器４１に対して、ＥＶ充放電器４１の定電流制御の制御目標値を、放電電流指令値として生成して、ＥＶ充放電器４２に対して、ＥＶ充放電器４２の定電流制御の制御目標値を、放電電流指令値として生成してもよい。これにより、ＥＶ充放電器４０のそれぞれの指令値を生成できる。

（第３の実施形態）
図６と図７を参照して、第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態の電力変換システムは、さらに蓄電池を用いて、商用電源系統２の停電が発生した際にも電力を継続して供給するように安定化を図っている点が、前述の実施形態とは異なる。

図６は、実施形態の電力変換システム１Ｂの構成図である。
電力変換システム１Ｂは、電力変換システム１に比べて、蓄電池８をさらに備える。

蓄電池８は、例えば、鉛電池、リチウムイオン電池などの２次電池を含む。蓄電池８は、少なくとも商用電源系統２の停電時に、所望の電圧を出力するように形成されている。
例えば、蓄電池８は、直流母線９に並列に接続され負荷３に供給可能な電圧を出力する。蓄電池８は、負荷３に供給可能な電力量を蓄電する容量を備えていてもよい。

前述の第１の実施形態の電力変換システム１では、整流装置５０が電圧制御をして、各ＥＶ充放電器４０が電流制御をすることにより、整流装置５０と各ＥＶ充放電器４０とが直流連系されている。この電力変換システム１の整流装置５０は、商用電源系統２の停電時には所望の電圧を出力できないため、整流装置５０の出力電圧に基づいた直流連系ができなくなる。

そこで、本実施形態では、直流母線に接続された蓄電池８は、整流装置５０に代わり所望の電圧を出力することで、停電時の直流連系を可能にする。ここで、ＥＶ充放電器４０の出力電圧について説明する。

図７を参照して、ＥＶ充放電器４０の出力電圧について説明する。図７は、実施形態の整流装置５０とＥＶ充放電器４０との電流の配分について説明するための図である。グラフの軸は、前述の図２と同じである。

整流装置５０の出力電圧を示す直性に並んで、蓄電池８の出力電圧を示す直性が描かれている。例えば、蓄電池８の出力電圧は、図に示すように整流装置５０の出力電圧より低く設定される。

停電が生じていない平時には、直流母線９の電圧は、より電圧が高い整流装置５０の出力電圧になる。

ここで、停電が生じると、整流装置５０の出力電圧が低下する。これに応じて、直流母線９の電圧は、次に高かい電圧を出力可能であった蓄電池８の電圧に切り替わる。これにより、動作点の点ＯＢ１、点ＯＢ２、点ＯＢ３のそれぞれが、点ＯＢ１Ｂ、点ＯＢ２Ｂ、点ＯＢ３Ｂに移る。
上記のように蓄電池８の出力電圧に切り替わった場合であっても、ＥＶ充放電器４０の出力電流の値を変化させる制御を実施することなく、蓄電池８とＥＶ充放電器４０との直流連系により負荷３に所望の電圧で給電することができる。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することのほか、蓄電池８を備えることにより、商用電源系統２の停電が発生した際にも継続して電力を供給することができる。

少なくとも上記の何れかの実施形態の電力変換システムは、複数のＥＶ充放電器４０と、整流装置５０と、制御装置６とを備える。これにより、制御装置６は、少なくとも直流母線９から負荷３に流れる電流の合計値が、ＥＶ充放電器４１とＥＶ充放電器４２と整流装置５０が出力可能な電流値の合計値を超えないように、ＥＶ充放電器４１とＥＶ充放電器４２を制御することにより、複数のＥＶから供給される電力量が変動しても、負荷３に供給される電圧の安定性を確保できる。

なお、電力変換システム１は、プログラムを実行するコンピュータシステム（プロセッサ）を備えていてもよい。電力変換システム１を実現するためのプログラムを、コンピュータシステムが読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより制御装置６が所定の処理動作を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、ＥＶ充放電器４０について双方向ＤＣ／ＤＣ変換器を備えるものとして説明したが、これに制限されることはなく、少なくとも外部から供給される電力を変換して、定電流制御されて直流電力を出力するものであればよい。

ＥＶ充放電器４０の用途として、ＥＶから供給される直流電力を変換するためのものとして説明したが、これに制限されることなく、他の発電装置、バッテリーなどの他の装置から電力の供給を受け、これを直流電力に変換してもよい。

１、１Ａ、１Ｂ…電力変換システム、２…商用電源系統、３…負荷、４１、４２、４３…ＥＶ充放電器、５０…整流装置、６、６Ａ…制御装置（制御部）、７…電流検出器、８…蓄電池、９…直流母線

Claims (8)

1. 第１の制御により第１電力を第１直流電力に変換し、定電流制御された前記第１直流電力を出力端子から出力する第１電力変換器と、
   第２の制御により第２電力を第２直流電力に変換し、定電流制御された前記第２直流電力を出力端子から出力する第２電力変換器と、
   第３電力を第３直流電力に変換し、定電圧制御された第３直流電力を出力端子から出力する第３電力変換器と、
   前記第１電力変換器の出力端子と、前記第２電力変換器の出力端子と、前記第３電力変換器の出力端子と、負荷とが直流母線によって互いに並列に接続され、前記直流母線から前記負荷に流れる電流の合計値が、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器と前記第３電力変換器が出力可能な電流値の合計値を超えないように、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器を制御する制御部と
   を備える電力変換システム。
2. 前記直流母線から前記負荷に流れる電流を検出する電流検出器
   を備え、
   前記制御部は、
   検出された前記負荷に流れる電流の合計値に基づいて、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器から出力させる電流の指令値を生成し、前記生成された指令値を前記第１電力変換器と前記第２電力変換器の少なくとも何れかに供給する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
3. 前記制御部は、
   検出された前記負荷に流れる電流の合計値に基づいて、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器の何れかに電流を出力させるように予め定められた規則に従って前記指令値を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。
4. 前記制御部は、
   検出された前記負荷に流れる電流の合計値に基づいて、前記第１電力変換器に対して、前記第１電力変換器の定電流制御の制御目標値を前記指令値として生成して、前記第２電力変換器に対して、前記第２電力変換器の定電流制御の制御目標値を前記指令値として生成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。
5. 前記制御部は、
   検出された前記負荷に流れる電流の合計値に基づいて、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器にそれぞれ出力させる電流が等しくなるような前記指令値を生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。
6. 前記第１電力変換器と前記第２電力変換器が出力する電圧の上限値は、
   前記負荷の入力電圧の上限値より低い
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電力変換システム。
7. 前記第３電力変換器が出力する電圧の変動範囲は、
   前記第１電力変換器と前記第２電力変換器が定電流出力可能な電圧の範囲に含まれる
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電力変換システム。
8. 前記直流母線に並列に接続され前記負荷に供給可能な電圧を出力可能な蓄電池
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の電力変換システム。

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