JP2020188603A - Power system - Google Patents

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Abstract

To provide a power system suitable for adjusting power taken out from a fuel cell power generation system to a DC power conversion device.SOLUTION: By first feedback control and second feedback control, a characteristic conversion circuit 100 brings about output voltage-output power characteristics where the output voltage from the characteristic conversion circuit 100 becomes maximum when the output voltage has a value within a prescribed range, and output voltage-output current characteristics where the output current from the characteristic conversion circuit 100 becomes smaller as the output voltage from the characteristic conversion circuit 100 becomes larger in a region where the output voltage from the characteristic conversion circuit 100 straddles some value. First feedback control is executed when the sensor output is small, and second feedback control is executed when the sensor output is large so that the output voltage from the characteristic conversion circuit 100 is maximized by a switching current. The switching current depends on detection error of a current sensor 128, and changes when variable output from a variable output power supply 123 is changed.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、電力システムに関する。 The present disclosure relates to a power system.

種々の発電システムが提案されている。発電システムの例として、太陽光発電パネルを用いて発電する太陽光発電システムが挙げられる。発電システムの別の例として、燃料電池を用いて発電する燃料電池発電システムが挙げられる。 Various power generation systems have been proposed. An example of a power generation system is a photovoltaic power generation system that generates electricity using a photovoltaic power generation panel. Another example of a power generation system is a fuel cell power generation system that uses a fuel cell to generate power.

発電システムでは、電力変換が行われることがある。特許文献1には、電力変換により、太陽光発電システムおよび燃料電池発電システムの出力電力を所定電圧に変更することが記載されている。 In power generation systems, power conversion may occur. Patent Document 1 describes that the output power of a photovoltaic power generation system and a fuel cell power generation system is changed to a predetermined voltage by power conversion.

また、最大電力点追従制御により、太陽光発電システムの電力を取り出すことが知られている。最大電力点追従制御は、MPPT制御とも称される。MPPT制御によれば、太陽光発電システムから取り出される電力が最大化される。具体的には、太陽光発電システムに直流電力変換装置を接続し、直流電力変換装置にMPPT制御を実行させることができる。 Further, it is known that the electric power of the photovoltaic power generation system is taken out by the maximum power point tracking control. Maximum power point tracking control is also referred to as MPPT control. According to MPPT control, the power extracted from the PV system is maximized. Specifically, a DC power conversion device can be connected to the photovoltaic power generation system, and the DC power conversion device can execute MPPT control.

特開2017−117673号公報JP-A-2017-117673

太陽光発電システムのMPPT制御を実行可能な電力システムを構成する場合、太陽光発電システムのMPPT制御を実行できるように直流電力変換装置が設計される。本開示は、このように設計された直流電力変換装置を用いてMPPT制御を実行することにより燃料電池発電システムから直流電力変換装置に電力を取り出し、さらに、当該取り出される電力を調整するのに適した電力システムを提供する。 When configuring a power system capable of executing MPPT control of a photovoltaic power generation system, a DC power converter is designed so that MPPT control of the photovoltaic power generation system can be executed. The present disclosure is suitable for extracting power from a fuel cell power generation system to a DC power converter by performing MPPT control using the DC power converter designed in this way, and further adjusting the extracted power. Providing a power system.

本開示は、
出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに対して、MPPT制御を実行できるように設計された直流電力変換装置と、
燃料電池発電システムであって、該燃料電池発電システムで生成された直流電力は前記直流電力変換装置に供給される燃料電池発電システムと、
前記燃料電池発電システムと前記直流電力変換装置とを接続する経路上に設けられた特性変換回路であって、電流センサと、可変出力電源と、を含む特性変換回路と、を備え、
前記電流センサは、前記特性変換回路の出力電流の検出を行い、前記検出の結果を表すセンサ出力を出力し、
前記電流センサは、前記特性変換回路の出力電流が大きくなるほど前記センサ出力を大きく出力し、
前記可変出力電源は、可変出力を出力し、
前記特性変換回路において、
前記センサ出力が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電力を大きくする第1フィードバック制御を実行する第1回路と、前記センサ出力が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電力を小さくする第2フィードバック制御を、前記第1回路と協働して実行する第2回路と、が設けられ、
前記特性変換回路において、
(a)前記特性変換回路の出力電圧が前記所定範囲内のある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大となる出力電圧−出力電力特性と、前記特性変換回路の出力電圧が前記ある値を跨ぐ領域において前記特性変換回路の出力電圧が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性がもたらされ、
(b)前記第1フィードバック制御と前記第2フィードバック制御とが切り替わるときの前記特性変換回路の出力電流を切替電流と定義したとき、前記特性変換回路の出力電流が前記切替電流であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大となる出力電流−出力電力特性がもたらされるように、
前記センサ出力が相対的に小さいときに前記第1フィードバック制御が実行されるとともに前記センサ出力が相対的に大きいときに前記第2フィードバック制御が実行され、
前記切替電流は、前記検出の誤差に依存するとともに、前記可変出力を変化させると変化する、電力システムを提供する。
This disclosure is
A DC power converter designed to perform MPPT control for photovoltaic systems that maximize output power when the output voltage is within a predetermined range.
In the fuel cell power generation system, the DC power generated by the fuel cell power generation system is supplied to the DC power conversion device and the fuel cell power generation system.
It is a characteristic conversion circuit provided on a path connecting the fuel cell power generation system and the DC power conversion device, and includes a characteristic conversion circuit including a current sensor and a variable output power supply.
The current sensor detects the output current of the characteristic conversion circuit and outputs a sensor output representing the result of the detection.
The current sensor outputs the sensor output as the output current of the characteristic conversion circuit increases.
The variable output power supply outputs a variable output and
In the characteristic conversion circuit
The first circuit that executes the first feedback control that increases the output power of the characteristic conversion circuit as the sensor output increases, and the second feedback control that decreases the output power of the characteristic conversion circuit as the sensor output increases. A second circuit, which is executed in cooperation with the first circuit, is provided.
In the characteristic conversion circuit
(A) The output voltage-output power characteristic at which the output power of the characteristic conversion circuit is maximized when the output voltage of the characteristic conversion circuit is a certain value within the predetermined range, and the output voltage of the characteristic conversion circuit are the above. As the output voltage of the characteristic conversion circuit increases in a region straddling a certain value, the output current of the characteristic conversion circuit decreases, resulting in an output voltage-output current characteristic.
(B) When the output current of the characteristic conversion circuit when the first feedback control and the second feedback control are switched is defined as a switching current, the output current of the characteristic conversion circuit is the switching current. To provide the output current-output power characteristic that maximizes the output power of the characteristic conversion circuit.
The first feedback control is executed when the sensor output is relatively small, and the second feedback control is executed when the sensor output is relatively large.
The switching current provides a power system that depends on the detection error and changes as the variable output is changed.

本開示に係る電力システムは、太陽光発電システムのMPPT制御を実行できるように設計された直流電力変換装置を含む。本開示に係る電力システムは、その直流電力変換装置を用いてMPPT制御を実行することにより、燃料電池発電システムから直流電力変換装置に電力を取り出すのに適している。さらに、本開示に係る電力システムは、当該取り出される電力を調整するのに適している。 The power system according to the present disclosure includes a DC power converter designed to perform MPPT control of a photovoltaic power generation system. The electric power system according to the present disclosure is suitable for extracting electric power from the fuel cell power generation system to the DC electric power converter by executing MPPT control using the DC electric power converter. Further, the power system according to the present disclosure is suitable for adjusting the extracted power.

系統連系時における電力システムのブロック図Block diagram of power system at the time of grid connection 停電時における電力システムのブロック図Block diagram of the power system during a power outage 特性変換回路で得られるV−P特性を説明するための図The figure for demonstrating the VP characteristic obtained by the characteristic conversion circuit. 比較形態のV−P特性を説明するための図The figure for demonstrating the VP characteristic of the comparative form. 特性変換回路の出力特性を説明するための図Diagram for explaining the output characteristics of the characteristic conversion circuit 特性変換回路の第1の例を示す図The figure which shows the 1st example of the characteristic conversion circuit 第1シャントレギュレータの説明図Explanatory drawing of the first shunt regulator 電流センサの説明図Explanatory drawing of current sensor 電流センサの個体ばらつきによる影響の説明図Explanatory diagram of the effect of individual variation of the current sensor 可変電圧による切替電流の調整についての説明図Explanatory drawing about adjustment of switching current by variable voltage 特性変換回路の第1の具体例を示す図The figure which shows the 1st specific example of the characteristic conversion circuit

(本開示の基礎となった知見)
太陽光発電システムのMPPT制御を実行できるように設計された直流電力変換装置があるとする。その直流電力変換装置を用いてMPPT制御を実行することにより、燃料電池発電システムから直流電力変換装置に電力を取り出すことを考える。そのような電力の取り出しは、燃料電池発電システムの出力特性を変換することによって実現可能である。本発明者の検討によれば、電流センサを含む特性変換回路によって、そのような変換を行うことができる。そして、燃料電池発電システムから特性変換回路を介して直流電力変換装置へと電力が供給される電力システムを構成できる。
(Findings underlying this disclosure)
Suppose you have a DC power converter designed to perform MPPT control of your PV system. Consider extracting power from the fuel cell power generation system to the DC power converter by executing MPPT control using the DC power converter. Such power extraction can be achieved by transforming the output characteristics of the fuel cell power generation system. According to the study of the present inventor, such conversion can be performed by a characteristic conversion circuit including a current sensor. Then, a power system in which power is supplied from the fuel cell power generation system to the DC power conversion device via the characteristic conversion circuit can be configured.

また、上記のようにして燃料電池発電システムから直流電力変換装置へと電力を供給する場合、特性変換回路の出力電圧−出力電力特性における動作点は、MPPT制御により調整される。MPPT制御は、動作点を最大電力点に調整する制御として知られている。しかし、MPPT制御が太陽光発電システム用に構成されている場合、そのMPPT制御では特性変換回路の出力電圧−出力電力特性における動作点は最大電力点からずれた点に調整されることがある。このずれは、燃料電池発電システムから直流電力変換装置へと取り出される電力を小さくする。このずれに起因する取り出し電力の減少幅を抑える技術には、採用の価値がある。 Further, when power is supplied from the fuel cell power generation system to the DC power conversion device as described above, the operating point in the output voltage-output power characteristic of the characteristic conversion circuit is adjusted by MPPT control. MPPT control is known as control that adjusts the operating point to the maximum power point. However, when the MPPT control is configured for the photovoltaic power generation system, the operating point in the output voltage-output power characteristic of the characteristic conversion circuit may be adjusted to a point deviated from the maximum power point in the MPPT control. This deviation reduces the power extracted from the fuel cell power generation system to the DC power converter. The technology that suppresses the decrease in the extracted power due to this deviation is worth adopting.

また、上記の特性変換回路で用いられる電流センサの個体ばらつきを完全にゼロにするのは容易ではなく、個体ばらつきに由来する誤差が電流センサの検出結果に生じるのを完全に回避するのは容易ではない。このため、上記のような電力システムを量産すると、電力システムごとに特性変換回路の出力電力の最大値がばらつくおそれがある。出力電力の最大値にばらつきがあることは、MPPT制御により特性変換回路から電力を取り出すと、取り出される電力にばらつきが生じることを意味する。 Further, it is not easy to completely eliminate the individual variation of the current sensor used in the above characteristic conversion circuit, and it is easy to completely avoid the error caused by the individual variation in the detection result of the current sensor. is not. Therefore, when the above-mentioned electric power system is mass-produced, the maximum value of the output power of the characteristic conversion circuit may vary depending on the electric power system. The variation in the maximum value of the output power means that when the power is extracted from the characteristic conversion circuit by MPPT control, the extracted power varies.

また、別の観点から、燃料電池発電システムから取り出せる電力を状況に応じて調整できれば、便利である。 From another point of view, it would be convenient if the power that can be extracted from the fuel cell power generation system could be adjusted according to the situation.

以下、図面を参照しながら実施形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters or duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するための提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。 It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

また、実施形態では、第1、第2、第3・・・という序数詞を用いることがある。ある要素に序数詞が付されている場合に、より若番の同種類の要素が存在することは必須ではない。必要に応じて序数詞の番号を変更することができる。 Further, in the embodiment, the ordinal numbers such as first, second, third ... May be used. If an element has an ordinal number, it is not essential that a younger element of the same type exists. You can change the number of the ordinal numbers as needed.

実施形態では、特性変換回路の出力電流、出力電圧および出力電力の組み合わせを、特性変換回路の動作点と称することがある。特性変換回路の出力電力が最大となるときの動作点を、最大電力点と称することがある。特性変換回路の最大電力点における出力電力を、特性変換回路の最大電力と称することがある。
(実施形態)
図1および図2は、本実施形態に係る電力システム300のブロック図である。具体的には、図1は、系統連系時の電力の流れの例を示している。図2は、停電時の電力の流れの例を示している。これらの図において、実線は、電力が電路を流れていることを表す。点線は、電力が電路を流れていないことを表す。また、VAC1およびVAC2は、交流電圧を表す。交流電圧VAC1の実効値は、交流電圧VAC2の実効値よりも小さい。交流電圧VAC1の実効値は、例えば100Vである。交流電圧VAC2の実効値は、例えば200Vである。この例では、交流電圧VAC1の電路または経路は、単相2線式の2本の電線により実現されている。また、交流電圧VAC2の電路または経路は、単相3線式の3本の電線のうちの2本の非接地線路により実現されている。
In the embodiment, the combination of the output current, the output voltage, and the output power of the characteristic conversion circuit may be referred to as an operating point of the characteristic conversion circuit. The operating point when the output power of the characteristic conversion circuit is maximized is sometimes referred to as the maximum power point. The output power at the maximum power point of the characteristic conversion circuit may be referred to as the maximum power of the characteristic conversion circuit.
(Embodiment)
1 and 2 are block diagrams of the electric power system 300 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 1 shows an example of power flow during grid connection. FIG. 2 shows an example of power flow during a power failure. In these figures, solid lines represent that power is flowing through the electrical circuit. The dotted line indicates that power is not flowing through the electric circuit. Further, VAC1 and VAC2 represent AC voltage. The effective value of the AC voltage VAC1 is smaller than the effective value of the AC voltage VAC2. The effective value of the AC voltage VAC1 is, for example, 100V. The effective value of the AC voltage VAC2 is, for example, 200V. In this example, the electric circuit or path of the AC voltage VAC1 is realized by two single-phase two-wire electric wires. Further, the electric circuit or path of the AC voltage VAC2 is realized by two ungrounded lines out of three single-phase three-wire electric wires.

電力システム300は、系統電源200と連系する。電力システム300には、系統電源200から電力が供給され得る。また、電力システム300は、系統電源200に電力を逆潮流させ得る。電力システム300は、パワーステーション10と、燃料電池発電システム40と、基板60と、太陽光発電システム31および32と、蓄電装置25と、電力切替ユニット28と、第1分電盤80と、第2分電盤90と、負荷251,252および253と、コンセント260と、を有する。以下では、第1分電盤80を主分電盤80と称することがある。また、第2分電盤90を自立分電盤90と称することがある。
[パワーステーション10]
パワーステーション10は、直流電力変換装置20と、第1DCバス11と、第4DCDCコンバータ12と、第1インバータ13と、を有する。
The power system 300 is interconnected with the system power supply 200. Power can be supplied to the power system 300 from the system power supply 200. Further, the power system 300 can reverse power flow to the system power supply 200. The electric power system 300 includes a power station 10, a fuel cell power generation system 40, a substrate 60, a solar power generation system 31 and 32, a power storage device 25, a power switching unit 28, a first distribution board 80, and a first power system 300. It has a two-distribution board 90, loads 251,252 and 253, and an outlet 260. Hereinafter, the first distribution board 80 may be referred to as a main distribution board 80. Further, the second distribution board 90 may be referred to as an independent distribution board 90.
[Power Station 10]
The power station 10 includes a DC power converter 20, a first DC bus 11, a fourth DCDC converter 12, and a first inverter 13.

直流電力変換装置20は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システム対して最大電力点追従制御を実行できるように設計されている。太陽光発電システムは、太陽光発電パネルを用いて発電するシステムである。以下では、最大電力点追従制御を、MPPT制御と称することがある。 The DC power converter 20 is designed to perform maximum power point tracking control for a photovoltaic power generation system in which the output power is maximized when the output voltage is within a predetermined range. A photovoltaic power generation system is a system that generates electricity using a photovoltaic power generation panel. Hereinafter, the maximum power point tracking control may be referred to as MPPT control.

直流電力変換装置20には、太陽光発電システム31および32ならびに燃料電池発電システム40から直流電力が入力される。直流電力変換装置20から出力された直流電力は、第1DCバス11に供給される。 DC power is input to the DC power converter 20 from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the fuel cell power generation system 40. The DC power output from the DC power converter 20 is supplied to the first DC bus 11.

具体的には、直流電力変換装置20は、第1DCDCコンバータ21と、第2DCDCコンバータ22と、第3DCDCコンバータ23と、を有する。第1DCDCコンバータ21には、燃料電池発電システム40から直流電力が入力される。第2DCDCコンバータ22には、第1太陽光発電システム31から直流電力が入力される。第3DCDCコンバータ23には、第2太陽光発電システム32から直流電力が入力される。これらのDCDCコンバータ21,22および23から出力された直流電力は、第1DCバス11に供給される。 Specifically, the DC power converter 20 includes a first DCDC converter 21, a second DCDC converter 22, and a third DCDC converter 23. DC power is input to the first DCDC converter 21 from the fuel cell power generation system 40. DC power is input to the second DCDC converter 22 from the first photovoltaic power generation system 31. DC power is input to the third DCDC converter 23 from the second photovoltaic power generation system 32. The DC power output from these DCDC converters 21, 22, and 23 is supplied to the first DC bus 11.

第4DCDCコンバータ12は、第1DCバス11から入力された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。第4DCDCコンバータ12で変換された直流電力は、蓄電装置25に供給される。また、第4DCDCコンバータ12は、蓄電装置25から入力された電力を、電圧の異なる直流電力に変換し、第1DCバス11に供給する。つまり、第4DCDCコンバータ12は、双方向DCDCコンバータである。第4DCDCコンバータ12は、蓄電装置25の端子電圧が定格範囲となるように動作する。 The 4th DCDC converter 12 converts the DC power input from the 1st DC bus 11 into DC power having different voltages. The DC power converted by the 4th DCDC converter 12 is supplied to the power storage device 25. Further, the 4th DCDC converter 12 converts the electric power input from the power storage device 25 into DC electric power having a different voltage and supplies the electric power to the 1st DC bus 11. That is, the fourth DCDC converter 12 is a bidirectional DCDC converter. The fourth DCDC converter 12 operates so that the terminal voltage of the power storage device 25 is within the rated range.

第1インバータ13は、直流電力を交流電力に変換する。具体的には、第1インバータ13は、第1DCバス11から入力された直流電力を、電圧VAC1または電圧VAC2の交流電力に変換する。第1インバータ13で電圧VAC1の交流電力が得られる場合、その電力は電力切替ユニット28に供給される。第1インバータ13で電圧VAC2の交流電力が得られる場合、その電力は、主分電盤80に供給される。 The first inverter 13 converts DC power into AC power. Specifically, the first inverter 13 converts the DC power input from the first DC bus 11 into AC power having a voltage V AC1 or a voltage V AC2 . When AC power of voltage V AC1 is obtained by the first inverter 13, the power is supplied to the power switching unit 28. When AC power of voltage V AC2 is obtained by the first inverter 13, the power is supplied to the main distribution board 80.

第1インバータ13は、系統電源200から主分電盤80を介して入力された電圧VAC2の交流電力を、直流電力に変換することもできる。こうして得られた直流電力は、第1DCバス11および第4DCDCコンバータ12を介して蓄電装置25に供給される。
[太陽光発電システム31および32]
本実施形態では、電力システム300は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムを少なくとも1つ備える。当該少なくとも1つの太陽光発電システムで生成された直流電力は、直流電力変換装置20に供給される。
The first inverter 13 can also convert the AC power of the voltage V AC2 input from the system power supply 200 via the main distribution board 80 into DC power. The DC power thus obtained is supplied to the power storage device 25 via the first DC bus 11 and the fourth DCDC converter 12.
[Solar power generation systems 31 and 32]
In the present embodiment, the power system 300 includes at least one photovoltaic power generation system that maximizes the output power when the output voltage is within a predetermined range. The DC power generated by the at least one photovoltaic power generation system is supplied to the DC power converter 20.

具体的に、太陽光発電システム31および32は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに該当する。第1太陽光発電システム31は、少なくとも1つの太陽光発電パネル36を有する。第1太陽光発電システム31は、該少なくとも1つの太陽光発電パネル36を用いて発電する。第2太陽光発電システム32は、少なくとも1つの太陽光発電パネル37を有する。第2太陽光発電システム32は、該少なくとも1つの太陽光発電パネル37を用いて発電する。太陽光発電システム31および32で生成された直流電力は、直流電力変換装置20に供給される。
[燃料電池発電システム40]
燃料電池発電システム40は、燃料電池41を用いて発電するシステムである。燃料電池発電システム40で生成された直流電力は、直流電力変換装置20に供給され得る。燃料電池発電システム40で生成された交流電力は、主分電盤80に供給され得る。
Specifically, the photovoltaic power generation systems 31 and 32 correspond to photovoltaic power generation systems in which the output power is maximized when the output voltage is within a predetermined range. The first photovoltaic power generation system 31 has at least one photovoltaic power generation panel 36. The first photovoltaic power generation system 31 generates electricity using the at least one photovoltaic power generation panel 36. The second photovoltaic power generation system 32 has at least one photovoltaic power generation panel 37. The second photovoltaic power generation system 32 generates electricity using the at least one photovoltaic power generation panel 37. The DC power generated by the photovoltaic power generation systems 31 and 32 is supplied to the DC power converter 20.
[Fuel cell power generation system 40]
The fuel cell power generation system 40 is a system that generates power using the fuel cell 41. The DC power generated by the fuel cell power generation system 40 can be supplied to the DC power converter 20. The AC power generated by the fuel cell power generation system 40 can be supplied to the main distribution board 80.

燃料電池発電システム40は、燃料電池41と、第5DCDCコンバータ42と、第2DCバス43と、第2インバータ44と、第6DCDCコンバータ45と、ヒーター46と、貯湯ユニット47と、制御器51と、低圧電源52と、補機用電源55と、を有する。補機用電源55を、D1電源55と称することがある。 The fuel cell power generation system 40 includes a fuel cell 41, a fifth DCDC converter 42, a second DC bus 43, a second inverter 44, a sixth DCDC converter 45, a heater 46, a hot water storage unit 47, a controller 51, and the like. It has a low-voltage power supply 52 and an auxiliary power supply 55. The auxiliary power supply 55 may be referred to as a D1 power supply 55.

燃料電池41は、直流電力を発電する。具体的には、燃料電池41はスタックを含む。そして、スタックが、酸素および水素から直流電力を生成する。 The fuel cell 41 generates DC electric power. Specifically, the fuel cell 41 includes a stack. The stack then produces DC power from oxygen and hydrogen.

第5DCDCコンバータ42は、燃料電池41で生成された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。この例では、第5DCDCコンバータ42は、燃料電池41で生成された直流電力を昇圧する。昇圧された直流電力は、第2DCバス43に供給される。 The fifth DCDC converter 42 converts the DC power generated by the fuel cell 41 into DC power having different voltages. In this example, the fifth DCDC converter 42 boosts the DC power generated by the fuel cell 41. The boosted DC power is supplied to the second DC bus 43.

第2インバータ44は、第2DCバス43から入力された直流電力を、電圧VAC2の交流電力に変換する。第2インバータ44で得られた交流電力は、主分電盤80に供給される。 The second inverter 44 converts the DC power input from the second DC bus 43 into AC power having a voltage V AC2 . The AC power obtained by the second inverter 44 is supplied to the main distribution board 80.

第6DCDCコンバータ45は、第2DCバス43から入力された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。この例では、第6DCDCコンバータ45は、第2DCバス43から入力された直流電力を降圧する。 The sixth DCDC converter 45 converts the DC power input from the second DC bus 43 into DC power having different voltages. In this example, the sixth DCDC converter 45 steps down the DC power input from the second DC bus 43.

ヒーター46は、第6DCDCコンバータ45で変換された直流電力を用いて、水を温める。温められた水(以下、湯と称することがある)は、貯湯ユニット47に貯められる。 The heater 46 uses the DC power converted by the 6th DCDC converter 45 to heat the water. The warmed water (hereinafter, may be referred to as hot water) is stored in the hot water storage unit 47.

仮に、燃料電池41の発電電力が第2インバータ44の出力先の要求負荷よりも大きいときに、燃料電池発電システム40が燃料電池41の発電電力の全てを第2インバータ44から出力したとする。その場合、第2インバータ44から出力された電力のうち要求負荷を超える分(以下、余剰電力と称することがある)が系統電源200に逆潮流されてしまう。逆潮流を避けるために、この例では、余剰電力に所定マージンを加えた電力がゼロよりも大きい場合、その電力を、第2DCバス43から第6DCDCコンバータ45を介してヒーター46に供給する。つまり、第6DCDCコンバータ45は、余剰電力用である。また、ヒーター46は、水を温めつつ、逆潮流を防止する。 It is assumed that when the generated power of the fuel cell 41 is larger than the required load of the output destination of the second inverter 44, the fuel cell power generation system 40 outputs all the generated power of the fuel cell 41 from the second inverter 44. In that case, of the electric power output from the second inverter 44, the portion exceeding the required load (hereinafter, may be referred to as surplus electric power) is reverse-fed to the system power supply 200. In order to avoid reverse power flow, in this example, when the power obtained by adding a predetermined margin to the surplus power is larger than zero, the power is supplied from the second DC bus 43 to the heater 46 via the sixth DCDC converter 45. That is, the sixth DCDC converter 45 is for surplus power. Further, the heater 46 warms the water and prevents reverse power flow.

制御器51は、DCDCコンバータ42および45と、第2インバータ44と、後述の保護リレー62とを制御する。本実施形態では、制御器51は、マイクロコントロールユニット(MCU)である。低圧電源52は、制御器51と、保護リレー62と、後述の特性変換回路100とに、制御用の電力を供給する。D1電源55は、ポンプ、ブロワ、弁などの、燃料電池発電システム40の補機を動かすのに用いられる。
[基板60]
基板60は、燃料電池発電システム40とパワーステーション10とを接続する経路上に設けられている。基板60には、燃料電池発電システム40から、具体的には第2DCバス43から、直流電力が供給される。基板60は、特性変換回路100と、LCフィルタ61と、保護リレー62と、を有する。
The controller 51 controls the DCDC converters 42 and 45, the second inverter 44, and the protection relay 62 described later. In this embodiment, the controller 51 is a micro control unit (MCU). The low-voltage power supply 52 supplies power for control to the controller 51, the protection relay 62, and the characteristic conversion circuit 100 described later. The D1 power source 55 is used to operate auxiliary equipment of the fuel cell power generation system 40 such as a pump, a blower, and a valve.
[Board 60]
The substrate 60 is provided on a path connecting the fuel cell power generation system 40 and the power station 10. DC power is supplied to the substrate 60 from the fuel cell power generation system 40, specifically, from the second DC bus 43. The substrate 60 includes a characteristic conversion circuit 100, an LC filter 61, and a protection relay 62.

上述の説明から明らかであるように、特性変換回路100は、燃料電池発電システム40と直流電力変換装置20とを接続する経路上、詳細には直流電力の経路上、に設けられている。 As is clear from the above description, the characteristic conversion circuit 100 is provided on the path connecting the fuel cell power generation system 40 and the DC power conversion device 20, specifically on the DC power path.

図3Aおよび図4に、特性変換回路100の出力特性を示す。図5に特性変換回路100の第1の例を示す。 3A and 4 show the output characteristics of the characteristic conversion circuit 100. FIG. 5 shows a first example of the characteristic conversion circuit 100.

図5に示すように、特性変換回路100は、電圧電流制御回路160と、電流センサ128と、可変出力電源123と、を含む。 As shown in FIG. 5, the characteristic conversion circuit 100 includes a voltage-current control circuit 160, a current sensor 128, and a variable output power supply 123.

電圧電流制御回路160は、DCDCコンバータである。電圧電流制御回路160は、燃料電池発電システム40と電流センサ128の間に設けられている。具体的には、電圧電流制御回路160は、第2DCバス43と電流センサ128の間に設けられている。 The voltage / current control circuit 160 is a DCDC converter. The voltage-current control circuit 160 is provided between the fuel cell power generation system 40 and the current sensor 128. Specifically, the voltage-current control circuit 160 is provided between the second DC bus 43 and the current sensor 128.

電流センサ128は、特性変換回路100の出力電流の検出を行う。電流センサ128は、その検出の結果を表すセンサ出力を出力する。電流センサ128は、特性変換回路100の出力電流が大きくなるほどセンサ出力を大きく出力する。つまり、センサ出力は、特性変換回路100の出力電流が大きくなるほど大きくなる。本実施形態では、センサ出力は、第1センサ電圧V1である。電流センサ128は、第1センサ電圧V1を出力するセンサ出力部128aを含む。 The current sensor 128 detects the output current of the characteristic conversion circuit 100. The current sensor 128 outputs a sensor output representing the result of the detection. The current sensor 128 outputs a larger sensor output as the output current of the characteristic conversion circuit 100 increases. That is, the sensor output increases as the output current of the characteristic conversion circuit 100 increases. In this embodiment, the sensor output is the first sensor voltage V1. The current sensor 128 includes a sensor output unit 128a that outputs the first sensor voltage V1.

可変出力電源123は、可変出力を出力する。本実施形態では、可変出力は、可変電圧V4である。可変出力電源123は、例えば、制御器51のデジタル−アナログポートである。 The variable output power supply 123 outputs a variable output. In this embodiment, the variable output is a variable voltage V4. The variable output power supply 123 is, for example, a digital-analog port of the controller 51.

特性変換回路100において、第1回路110と、第2回路120と、が設けられている。第1回路110は、センサ出力が大きくなるほど特性変換回路100の出力電力を大きくする第1フィードバック制御を実行する。第2回路120は、センサ出力が大きくなるほど特性変換回路100の出力電力を小さくする第2フィードバック制御を、第1回路110と協働して実行する。特性変換回路100において、フィードバック電流供給部130も設けられている。 In the characteristic conversion circuit 100, a first circuit 110 and a second circuit 120 are provided. The first circuit 110 executes the first feedback control in which the output power of the characteristic conversion circuit 100 increases as the sensor output increases. The second circuit 120 executes the second feedback control in which the output power of the characteristic conversion circuit 100 decreases as the sensor output increases in cooperation with the first circuit 110. In the characteristic conversion circuit 100, a feedback current supply unit 130 is also provided.

具体的には、第1回路110は、上記第1フィードバック制御を、電圧電流制御回路160および電流センサ128と協働して実行する。第2回路120は、第2フィードバック制御を、第1回路110および電圧電流制御回路160と協働して実行する。 Specifically, the first circuit 110 executes the first feedback control in cooperation with the voltage-current control circuit 160 and the current sensor 128. The second circuit 120 executes the second feedback control in cooperation with the first circuit 110 and the voltage / current control circuit 160.

特性変換回路100の(a)の出力電圧−出力電力特性は、図3Aに示すような、特性変換回路100の出力電圧が所定範囲内の値であるときに特性変換回路100の出力電力が最大となる出力電圧−出力電力特性である。また、(a)の出力電圧−出力電流特性は、図3Aおよび図4に示すような、特性変換回路100の出力電圧がある値を跨ぐ領域において特性変換回路100の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路100の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性である。ここで、特性変換回路100の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域は、特性変換回路100の出力電圧が上記ある値より小さい第1の値から上記ある値より大きい第2の値までの領域である。 Regarding the output voltage-output power characteristic of (a) of the characteristic conversion circuit 100, the output power of the characteristic conversion circuit 100 is the maximum when the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is within a predetermined range as shown in FIG. 3A. Output voltage-output power characteristic. Further, the output voltage-output current characteristic of (a) is characterized as the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 increases in a region where the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 straddles a certain value as shown in FIGS. 3A and 4. It is an output voltage-output current characteristic that reduces the output current of the circuit 100. Here, the region where the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 straddles the above-mentioned certain value is the region from the first value where the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is smaller than the above-mentioned certain value to the second value larger than the above-mentioned certain value. is there.

上述のとおり、直流電力変換装置20は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムのMPPT制御を実行できるように設計されている。本実施形態では、特性変換回路100は、出力電圧がその所定範囲内の値であるときに出力電力が最大となる上記(a)の出力電圧−出力電力特性を有する。また、本実施形態では、特性変換回路100は、出力電圧がある値を跨ぐ領域において特性変換回路100の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路100の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性を有する。燃料電池発電システムの出力電圧−出力電力特性は、MPPT制御による電力の取り出しに必ずしも適していない。しかし、上記(a)の出力電圧−出力電力特性、および、出力電圧−出力電流特性を有する特性変換回路100は、直流電力変換装置20を用いてMPPT制御を実行することにより燃料電池発電システム40から直流電力変換装置20に電力を取り出すことを可能にする。 As described above, the DC power converter 20 is designed to be able to perform MPPT control of the photovoltaic power generation system that maximizes the output power when the output voltage is within a predetermined range. In the present embodiment, the characteristic conversion circuit 100 has the output voltage-output power characteristic of (a) above, in which the output power is maximized when the output voltage is a value within the predetermined range. Further, in the present embodiment, the characteristic conversion circuit 100 has an output voltage-output current characteristic in which the output current of the characteristic conversion circuit 100 decreases as the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 increases in a region where the output voltage straddles a certain value. .. The output voltage-output power characteristic of the fuel cell power generation system is not always suitable for extracting power by MPPT control. However, the characteristic conversion circuit 100 having the output voltage-output power characteristic and the output voltage-output current characteristic of the above (a) is a fuel cell power generation system 40 by executing MPPT control using the DC power conversion device 20. It is possible to take out power from the DC power converter 20 to the DC power converter 20.

また、特性変換回路100によれば、MPPT制御に基づいて燃料電池発電システム40から直流電力変換装置20に大きな電力を取り出し易い。以下、この点について、図3Aおよび図3Bを参照しながら説明する。 Further, according to the characteristic conversion circuit 100, it is easy to take out a large amount of electric power from the fuel cell power generation system 40 to the DC power conversion device 20 based on the MPPT control. Hereinafter, this point will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

上述のように、特性変換回路100の出力電圧が上記ある値を跨ぐ領域において特性変換回路100の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路100の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性をもたらす。この出力電圧−出力電流特性により、図3Aに示すように、特性変換回路100の出力電圧−出力電力特性のグラフは、上記ある値を跨ぐ領域において、出力電圧に対して出力電力が上に凸の曲線状となる。 As described above, in the region where the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 straddles the above-mentioned value, the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 becomes smaller as the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 increases, resulting in an output voltage-output current characteristic. Due to this output voltage-output current characteristic, as shown in FIG. 3A, the graph of the output voltage-output power characteristic of the characteristic conversion circuit 100 shows that the output power is convex upward with respect to the output voltage in the region straddling the above-mentioned value. It becomes a curved shape of.

仮に、特性変換回路100の出力電圧−出力電力特性のグラフが。図3Bに示すような、出力電圧に対して出力電力が上に凸の直線状であったとする。この場合において、MPPT制御を実行したものの、動作点が最大電力点からずれた点に調整されたとする。具体的には、特性変換回路100の出力電圧が、最大電力点の出力電圧Vtargetからずれた電圧Vrealに調整されたとする。この場合、特性変換回路100の出力電力は、動作点が最大電力点に調整された場合に比べ、減少する。図3Bでは、この減少幅をδPBと記載する。 Temporarily, the graph of the output voltage-output power characteristic of the characteristic conversion circuit 100 is. It is assumed that the output power is a linear shape that is convex upward with respect to the output voltage as shown in FIG. 3B. In this case, it is assumed that the MPPT control is executed, but the operating point is adjusted to a point deviated from the maximum power point. Specifically, it is assumed that the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is adjusted to a voltage Vreal deviated from the output voltage Vtarget of the maximum power point. In this case, the output power of the characteristic conversion circuit 100 is reduced as compared with the case where the operating point is adjusted to the maximum power point. In FIG. 3B, this decrease is referred to as δPB.

一方、図3Aの例においても、特性変換回路100の出力電圧が最大電力点の出力電圧Vtargetからずれた電圧Vrealに調整されると、特性変換回路100の出力電力は、動作点が最大電力点に調整された場合と比べ、減少する。図3Aでは、この減少幅をδPAと記載する。 On the other hand, also in the example of FIG. 3A, when the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is adjusted to the voltage Vreal deviated from the output voltage Vtarget of the maximum power point, the output power of the characteristic conversion circuit 100 has the operating point at the maximum power point. It decreases compared to the case where it is adjusted to. In FIG. 3A, this decrease is described as δPA.

上述のように、特性変換回路100の出力電圧−出力電力特性のグラフが直線状である場合も曲線状である場合も、動作点が最大電力点からずれると、特性変換回路100の出力電力は減少する。しかし、その減少幅は異なる。具体的には、図3Aの場合の減少幅δPAは、図3Bの減少幅δPBよりも小さい。このように、出力電圧−出力電力特性のグラフが上に凸の曲線状であることは、上記のずれに起因する出力電力の減少幅を抑え、燃料電池発電システム40から直流電力変換装置20へと取り出される電力の減少幅を抑える観点から有利である。 As described above, regardless of whether the graph of the output voltage-output power characteristic of the characteristic conversion circuit 100 is linear or curved, if the operating point deviates from the maximum power point, the output power of the characteristic conversion circuit 100 will be increased. Decrease. However, the amount of decrease is different. Specifically, the reduction width δPA in the case of FIG. 3A is smaller than the reduction width δPB in FIG. 3B. The fact that the graph of the output voltage-output power characteristic has an upwardly convex curve suppresses the decrease in output power due to the above deviation, and from the fuel cell power generation system 40 to the DC power converter 20. It is advantageous from the viewpoint of suppressing the decrease in the power taken out.

現実のMPPT制御には、山登り法の他、取り出し電圧を予め定められた電圧に制御するものもあり、そのような制御では動作点を最大電力点に高い精度で一致させることは必ずしも容易ではない。山登り法でも、制御の分解能によっては安定的に最大電力を取り出せない場合もあり得る。このため、出力電圧− 出力電力特性のグラフが上に凸の曲線状であることは、MPPT制御の方式および分解能に起因する出力電力の減少幅を抑えることができる点で、現実にメリットがある。 In the actual MPPT control, in addition to the mountain climbing method, there is also a method of controlling the extraction voltage to a predetermined voltage, and it is not always easy to match the operating point with the maximum power point with high accuracy in such control. .. Even with the hill climbing method, it may not be possible to stably extract the maximum power depending on the control resolution. Therefore, the fact that the graph of the output voltage-output power characteristic has an upwardly convex curve is actually advantageous in that the decrease in output power due to the MPPT control method and resolution can be suppressed. ..

また、ユーザーが、ある業者から特性変換回路100を購入し、別の業者からMPPT制御を行う直流電力変換装置20を購入することもあり得る。その場合、特性変換回路100は、特性変換回路100の設計者からみて不明な性能を有する直流電力変換装置20に接続されることになる。この場合は、特性変換制御とMPPT制御とが完全には適合していないことが原因で、動作点が最大電力点からずれた点に調整されることがあり得る。このことからも、出力電圧−出力電力特性のグラフが上に凸の曲線状であることは、現実にメリットがあると言える。また、出力電圧−出力電力特性のグラフが凸の曲線状であることは、特性変換回路100のコンパティビリティを高め、採用可能な直流電力変換装置20の制約を小さくするとも言える。 It is also possible that the user purchases the characteristic conversion circuit 100 from one vendor and the DC power converter 20 that performs MPPT control from another vendor. In that case, the characteristic conversion circuit 100 is connected to the DC power conversion device 20 having a performance unknown to the designer of the characteristic conversion circuit 100. In this case, the operating point may be adjusted to a point deviated from the maximum power point due to the fact that the characteristic conversion control and the MPPT control are not completely matched. From this, it can be said that the fact that the graph of the output voltage-output power characteristic has a convex curved shape is actually advantageous. Further, it can be said that the fact that the graph of the output voltage-output power characteristic has a convex curved shape enhances the compatibility of the characteristic conversion circuit 100 and reduces the restrictions of the DC power conversion device 20 that can be adopted.

また、(b)の出力電流−出力電力特性は、図3Aおよび図4に示すような、特性変換回路100の出力電流が切替電流iswであるときに特性変換回路100の出力電力が最大となる出力電圧−出力電力特性である。ここで、切替電流iswは、第1フィードバック制御と第2フィードバック制御とが切り替わるときの特性変換回路100の出力電流である。 Further, regarding the output current-output power characteristic of (b), the output power of the characteristic conversion circuit 100 becomes maximum when the output current of the characteristic conversion circuit 100 is the switching current isw as shown in FIGS. 3A and 4. Output voltage-output power characteristic. Here, the switching current isw is the output current of the characteristic conversion circuit 100 when the first feedback control and the second feedback control are switched.

切替電流iswは、電流センサによる特性変換回路100の出力電流の検出の誤差に依存するとともに、可変出力を変化させると変化する。 The switching current isw depends on the error of detecting the output current of the characteristic conversion circuit 100 by the current sensor, and changes when the variable output is changed.

電流センサ128に個体ばらつきがあると、電流センサ128の検出に誤差が生じ得る。つまり、センサ出力に誤差が生じ得る。誤差を有するセンサ出力が特性変換回路100における制御に用いられると、切替電流iswが目標値(以下、目標電流と称することがある)からずれるおそれがある。切替電流iswがずれると、図3Aおよび図4に示す最大電力点が目標点からずれるおそれがある。最大電力点がずれると、特性変換回路100の最大電力が目標値(以下、目標電力と称することがある)からずれるおそれがある。 If there are individual variations in the current sensor 128, an error may occur in the detection of the current sensor 128. That is, an error may occur in the sensor output. If the sensor output having an error is used for control in the characteristic conversion circuit 100, the switching current isw may deviate from the target value (hereinafter, may be referred to as a target current). If the switching current isw deviates, the maximum power point shown in FIGS. 3A and 4 may deviate from the target point. If the maximum power point deviates, the maximum power of the characteristic conversion circuit 100 may deviate from the target value (hereinafter, may be referred to as a target power).

この点、本実施形態によれば、可変出力を変化させることにより、切替電流iswを調整できる。これにより、切替電流iswの目標電流からのずれを小さくし、最大電力点の目標点からのずれを小さくし、最大電力の目標電力からのずれを小さくすることができる。また、可変出力を調整して切替電流iswを調整することにより、状況に応じて特性変換回路100の最大電力を調整することも可能である。例えば、直流電力変換装置20に接続された太陽光発電システムの発電電力が小さい場合には上記最大電力を大きくし、太陽光発電システムの発電電力が大きい場合には上記最大電力を小さくすることができる。また、燃料電池発電システム40の最大出力電力は、例えば燃料電池41のスタックの経年劣化等によって、低下する場合がある。そのような場合に、特性変換回路100から出力される最大電力を低下させることによって、該最大電力を燃料電池発電システム40が供給可能な範囲内に収めることができる。 In this regard, according to the present embodiment, the switching current isw can be adjusted by changing the variable output. As a result, the deviation of the switching current isw from the target current can be reduced, the deviation of the maximum power point from the target point can be reduced, and the deviation of the maximum power from the target power can be reduced. Further, by adjusting the variable output and adjusting the switching current isw, it is possible to adjust the maximum power of the characteristic conversion circuit 100 according to the situation. For example, when the generated power of the photovoltaic power generation system connected to the DC power converter 20 is small, the maximum power may be increased, and when the generated power of the photovoltaic power generation system is large, the maximum power may be decreased. it can. Further, the maximum output power of the fuel cell power generation system 40 may decrease due to, for example, aged deterioration of the stack of the fuel cell 41. In such a case, by lowering the maximum power output from the characteristic conversion circuit 100, the maximum power can be kept within a range that can be supplied by the fuel cell power generation system 40.

最大電力の目標電力からのずれを小さくすることにより、MPPT制御により特性変換回路100から電力を取り出すときに、取り出される電力の目標電力からのずれを小さくすることができる。状況に応じて特性変換回路100の最大電力を調整することにより、MPPT制御により特性変換回路100から電力を取り出すときに、取り出される電力を状況に応じた値に調整することができる。例えば、直流電力変換装置20に接続された太陽光発電システムの発電電力が小さい場合には取り出される電力を大きくし、太陽光発電システムの発電電力が大きい場合には上記取り出される電力を小さくすることができる。また、燃料電池発電システム40の最大出力電力が低下した場合に、上記取り出される電力を小さくすることができる。 By reducing the deviation of the maximum power from the target power, it is possible to reduce the deviation of the extracted power from the target power when the power is taken out from the characteristic conversion circuit 100 by MPPT control. By adjusting the maximum power of the characteristic conversion circuit 100 according to the situation, when the power is taken out from the characteristic conversion circuit 100 by MPPT control, the electric power taken out can be adjusted to a value according to the situation. For example, when the generated power of the photovoltaic power generation system connected to the DC power converter 20 is small, the extracted power is increased, and when the generated power of the photovoltaic power generation system is large, the extracted power is decreased. Can be done. Further, when the maximum output power of the fuel cell power generation system 40 is lowered, the power taken out can be reduced.

典型的には、特性変換回路100出力電圧−出力電力特性は、出力電圧に対して出力電力が単一ピークを有する特性である。上記(a)の出力電圧−出力電力特性、および、出力電圧−出力電流特性は、そのような特性を示している。 Typically, the characteristic conversion circuit 100 output voltage-output power characteristic is a characteristic in which the output power has a single peak with respect to the output voltage. The output voltage-output power characteristic and the output voltage-output current characteristic in (a) above show such characteristics.

特性変換回路100の出力特性について、さらに説明する。 The output characteristics of the characteristic conversion circuit 100 will be further described.

図3Aにおいて、実線は、特性変換回路100の出力電圧と特性変換回路100の出力電力との関係すなわち出力電圧−出力電力特性を表す。破線は、特性変換回路100の出力電圧と特性変換回路100の出力電流との関係すなわち出力電圧−出力電流特性を表す。 In FIG. 3A, the solid line represents the relationship between the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 and the output power of the characteristic conversion circuit 100, that is, the output voltage-output power characteristic. The broken line represents the relationship between the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 and the output current of the characteristic conversion circuit 100, that is, the output voltage-output current characteristic.

図3Aから理解されるように、本実施形態では、第1フィードバック制御と第2フィードバック制御により、特性変換回路100は、特性変換回路100の出力電圧が上記ある値よりも大きく開放電圧よりも小さい領域において、特性変換回路100の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路100の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性をもたらす。また、特性変換回路100の出力電圧が0よりも大きく上記ある値よりも小さい領域において、特性変換回路100の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路100の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性をもたらす。ここで、開放電圧は、特性変換回路100の出力電流がゼロであるときの特性変換回路100の出力電圧である。 As can be seen from FIG. 3A, in the present embodiment, due to the first feedback control and the second feedback control, the characteristic conversion circuit 100 has the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 larger than the above-mentioned value and smaller than the open circuit voltage. In the region, as the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 increases, the output current of the characteristic conversion circuit 100 decreases, resulting in an output voltage-output current characteristic. Further, in a region where the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is larger than 0 and smaller than a certain value, the output voltage-output current characteristic of the characteristic conversion circuit 100 becomes smaller as the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 increases. Bring. Here, the open circuit voltage is the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 when the output current of the characteristic conversion circuit 100 is zero.

これらのフィードバック制御が相俟って、特性変換回路100の出力電圧−出力電流特性は、図3Aおよび図4の破線に示すものとなる。結果として、特性変換回路100の出力電圧−出力電力特性は、図3Aの実線に示すような、単一ピークを有する上に凸のものとなる。 Combined with these feedback controls, the output voltage-output current characteristics of the characteristic conversion circuit 100 are shown by the broken lines in FIGS. 3A and 4. As a result, the output voltage-output power characteristic of the characteristic conversion circuit 100 has a single peak and is convex as shown by the solid line in FIG. 3A.

上述のように、特性変換回路100の上に凸である出力電圧−出力電力特性は、直流電力変換装置20によるMPPT制御を可能にする。特性変換回路100のMPPT制御は、直流電力変換装置20によって実行され得る。 As described above, the output voltage-output power characteristic that is convex above the characteristic conversion circuit 100 enables MPPT control by the DC power conversion device 20. The MPPT control of the characteristic conversion circuit 100 can be executed by the DC power conversion device 20.

この例の電力変換装置20では、第1DCDCコンバータ21は、MPPT制御によって、特性変換回路100の出力電圧を変化させる。第2DCDCコンバータ22は、MPPT制御によって、第1太陽光発電システム31の出力電圧を変化させる。第3DCDCコンバータ23は、MPPT制御によって、第2太陽光発電システム32の出力電圧を変化させる。このように、この例では、太陽光発電システム31および32ならびに特性変換回路100を個別にMPPT制御するマルチストリング型の直流電力変換装置20が実現されている。ただし、直流電力変換装置は、これらを一括してMPPT制御する集中型のものであってもよい。 In the power conversion device 20 of this example, the first DCDC converter 21 changes the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 by MPPT control. The second DCDC converter 22 changes the output voltage of the first photovoltaic power generation system 31 by MPPT control. The third DCDC converter 23 changes the output voltage of the second photovoltaic power generation system 32 by MPPT control. As described above, in this example, the multi-string type DC power conversion device 20 that individually MPPT controls the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the characteristic conversion circuit 100 is realized. However, the DC power conversion device may be a centralized type that collectively controls MPPT.

特性変換回路100の構成について、さらに説明する。 The configuration of the characteristic conversion circuit 100 will be further described.

図5に示すように、第1回路110は、第1抵抗121と、第2抵抗122と、第6抵抗400と、電流センサ128と、第1シャントレギュレータ125と、を有する。第2回路120は、電流センサ128と、第6抵抗400と、センサ電圧調整回路120aと、電圧電流変換回路120bと、を有する。電流センサ128および第6抵抗400は、第1回路110および第2回路120によって共有されている。フィードバック電流供給部130は、電流供給電源131と、第3抵抗132と、を有する。本実施形態では、電流供給電源131は、定電圧源である。 As shown in FIG. 5, the first circuit 110 includes a first resistor 121, a second resistor 122, a sixth resistor 400, a current sensor 128, and a first shunt regulator 125. The second circuit 120 includes a current sensor 128, a sixth resistor 400, a sensor voltage adjusting circuit 120a, and a voltage-current conversion circuit 120b. The current sensor 128 and the sixth resistor 400 are shared by the first circuit 110 and the second circuit 120. The feedback current supply unit 130 includes a current supply power supply 131 and a third resistor 132. In this embodiment, the current supply power supply 131 is a constant voltage source.

電圧電流制御回路160は、電流供給電源131から流出する電流が小さいほど、電圧電流制御回路160の入力電圧に対する出力電圧の比率を大きくする。このように、特性変換回路100は、電流供給電源131から流出する電流に応じて上記比率が調整されるようになっている。 In the voltage-current control circuit 160, the smaller the current flowing out from the current supply power supply 131, the larger the ratio of the output voltage to the input voltage of the voltage-current control circuit 160. In this way, the characteristic conversion circuit 100 is adapted so that the ratio is adjusted according to the current flowing out from the current supply power supply 131.

第1回路110の電流センサ128が出力する第1センサ電圧V1について、数式を用いつつさらに説明する。 The first sensor voltage V1 output by the current sensor 128 of the first circuit 110 will be further described using a mathematical formula.

図7に、本実施形態の電流センサ128を示す。電流センサ128は、シャント抵抗128rと、電流センスアンプ128sと、を含む。シャント抵抗128rの抵抗値は、Rsenceである。シャント抵抗128rに電流Iloadが流れると、シャント抵抗128rに電圧Rsence*Iloadがかかる。電流センスアンプ128sは、電圧Rsence*IloadにゲインGを乗じた電圧と、バイアス電圧Vbiasと、の合計電圧を、第1センサ電圧V1として出力する。 FIG. 7 shows the current sensor 128 of this embodiment. The current sensor 128 includes a shunt resistor 128r and a current sense amplifier 128s. The resistance value of the shunt resistor 128r is Rsence. When the current Iload flows through the shunt resistor 128r, the voltage Rsence * Iload is applied to the shunt resistor 128r. The current sense amplifier 128s outputs the total voltage of the voltage Rsence * Iload multiplied by the gain G and the bias voltage Vbias as the first sensor voltage V1.

つまり、本実施形態の電流センサ128が生成する第1センサ電圧V1は、(数1)で与えられる。ただし、電流センサ128としてホール素子方式の電流センサ等の他の電流センサを用い、その電流センサの出力を第1センサ電圧V1として用いてもよい。なお、電流Iloadは、特性変換回路100の出力電流に対応する。「*」は、乗算を表す記号である。 That is, the first sensor voltage V1 generated by the current sensor 128 of the present embodiment is given by (Equation 1). However, another current sensor such as a Hall element type current sensor may be used as the current sensor 128, and the output of the current sensor may be used as the first sensor voltage V1. The current Iload corresponds to the output current of the characteristic conversion circuit 100. "*" Is a symbol representing multiplication.

Figure 2020188603
図6を参照して、本実施形態の第1シャントレギュレータ125についてさらに説明する。第1シャントレギュレータ125は、第1参照電圧端子125aと、第1カソード125Kと、第1アノード125Aと、第1基準電圧源125sと、第1オペアンプ125оと、第1トランジスタ125tと、を含む。第1オペアンプ125оは、非反転増幅端子125оaと、反転増幅端子125оbと、出力端子125оcと、を含む。第1トランジスタ125tは、カソード側端子125taと、アノード側端子125tbと、制御端子125tcと、を含む。非反転増幅端子125оaには、第1参照電圧端子125aに入力された電圧が供給される。反転増幅端子125оbの電圧は、第1基準電圧源125sによって、第1アノード125Aの電圧よりも第1基準電圧Vs1だけ高い電圧に設定されている。第1参照電圧端子125aに第1基準電圧Vs1よりも大きい電圧が入力されることによって非反転増幅端子125оaの電圧が反転増幅端子125оbよりも電圧が大きくなると、出力端子125оcから制御端子125tcに電流が流れ、第1カソード125Kからカソード側端子125taおよびアノード側端子125tbをこの順に介して第1アノード125Aへと第1電流i1が流れる。図6の例では、第1トランジスタ125tは、バイポーラトランジスタであり、具体的にはNPNトランジスタである。カソード側端子125taは、コレクタである。アノード側端子125tbは、エミッタである。制御端子125tcは、ベースである。なお、この説明では、出力端子125оcと制御端子125tcの間で流れる電流、具体的にはベース電流、は十分に小さいものとして無視している。
Figure 2020188603
The first shunt regulator 125 of the present embodiment will be further described with reference to FIG. The first shunt regulator 125 includes a first reference voltage terminal 125a, a first cathode 125K, a first anode 125A, a first reference voltage source 125s, a first operational amplifier 125о, and a first transistor 125t. The first operational amplifier 125о includes a non-inverting amplification terminal 125оa, an inverting amplification terminal 125оb, and an output terminal 125оc. The first transistor 125t includes a cathode side terminal 125ta, an anode side terminal 125tb, and a control terminal 125tc. The voltage input to the first reference voltage terminal 125a is supplied to the non-inverting amplification terminal 125оa. The voltage of the inverting amplification terminal 125оb is set by the first reference voltage source 125s to a voltage higher than the voltage of the first anode 125A by the first reference voltage Vs1. When a voltage larger than the first reference voltage Vs1 is input to the first reference voltage terminal 125a and the voltage of the non-inverting amplification terminal 125оa becomes larger than that of the inverting amplification terminal 125оb, a current is applied from the output terminal 125оc to the control terminal 125 tk. The first current i1 flows from the first cathode 125K through the cathode side terminal 125ta and the anode side terminal 125tb to the first anode 125A in this order. In the example of FIG. 6, the first transistor 125t is a bipolar transistor, specifically an NPN transistor. The cathode side terminal 125ta is a collector. The anode side terminal 125tb is an emitter. The control terminal 125tc is a base. In this description, the current flowing between the output terminal 125оc and the control terminal 125 tk, specifically, the base current, is ignored as being sufficiently small.

図6を用いた上述記の説明から、第1シャントレギュレータ125により、第1参照電圧Vref1は、一定の第1基準電圧Vs1に追従する。 From the above description with reference to FIG. 6, the first reference voltage Vref1 follows a constant first reference voltage Vs1 by the first shunt regulator 125.

また、第1接続点p1に現れる電圧を、第1参照電圧Vref1と称することがある。第1参照電圧Vref1が、第1シャントレギュレータ125の第1参照電圧端子125aに入力される。第1参照電圧端子125aに入力される第1参照電圧Vref1が大きいほど、電流供給電源131、第3抵抗132、第1シャントレギュレータ125および基準電位をこの順に流れる電流i1は、大きくなる。図6において、電流i1は、第1シャントレギュレータ125を図示下向きに流れる電流である。以下、電流i1を、第1電流i1と称することがある。 Further, the voltage appearing at the first connection point p1 may be referred to as a first reference voltage Vref1. The first reference voltage Vref1 is input to the first reference voltage terminal 125a of the first shunt regulator 125. The larger the first reference voltage Vref1 input to the first reference voltage terminal 125a, the larger the current i1 flowing through the current supply power supply 131, the third resistor 132, the first shunt regulator 125, and the reference potential in this order. In FIG. 6, the current i1 is a current flowing downward in the drawing through the first shunt regulator 125. Hereinafter, the current i1 may be referred to as a first current i1.

図5に示した第1回路110において、特性変換回路100の出力電圧Voutは、以下の(数2)で与えられる。ここで、R121は第1抵抗121の抵抗値であり、R122は第2抵抗122の抵抗値であり、R400は第6抵抗400の抵抗値である。 In the first circuit 110 shown in FIG. 5, the output voltage Vout of the characteristic conversion circuit 100 is given by the following (Equation 2). Here, R121 is the resistance value of the first resistor 121, R122 is the resistance value of the second resistor 122, and R400 is the resistance value of the sixth resistor 400.

Figure 2020188603
(数2)から理解されるように、特性変換回路100の出力電流が大きくなり第1センサ電圧V1が大きくなると、出力電圧Voutは小さくなる。このように、第1センサ電圧V1は、出力電圧Voutを調整するように作用する。
Figure 2020188603
As can be understood from (Equation 2), when the output current of the characteristic conversion circuit 100 increases and the first sensor voltage V1 increases, the output voltage Vout decreases. In this way, the first sensor voltage V1 acts to adjust the output voltage Vout.

すなわち、第1回路110による第1フィードバック制御において、第1センサ電圧V1が大きくなると、電流センサ128から第6抵抗400および接続点psをこの順に介して第1接続点p1に流れる電流が大きくなる。第1シャントレギュレータ125により、第1参照電圧Vref1は、一定の第1基準電圧Vs1に追従する。この追従を実現するために、第2抵抗122には、一定の電流が流れる。このことは、第6抵抗400を第1接続点p1に向かって流れる上記電流が大きくなると、第1抵抗121を第1接続点p1に向かって流れる電流が小さくなることを意味する。この電流が小さくなるということは、第1抵抗121で生じる電圧が小さくなることを意味する。 That is, in the first feedback control by the first circuit 110, when the first sensor voltage V1 becomes large, the current flowing from the current sensor 128 to the first connection point p1 via the sixth resistor 400 and the connection point ps in this order becomes large. .. The first reference voltage Vref1 follows a constant first reference voltage Vs1 by the first shunt regulator 125. In order to realize this tracking, a constant current flows through the second resistor 122. This means that as the current flowing through the sixth resistor 400 toward the first connection point p1 increases, the current flowing through the first resistor 121 toward the first connection point p1 decreases. When this current becomes small, it means that the voltage generated by the first resistor 121 becomes small.

図5を参照した説明を踏まえて、第1回路110の動作を以下のように説明できる。特性変換回路100の出力電流が大きくなると、第1接続点p1の電圧が第1参照電圧Vref1に追従した状態で第1抵抗121で生じる電圧が小さくなる。その結果、特性変換回路100の出力電圧Voutが小さくなる。このようにして、第1フィードバック制御により、図3Aおよび図4に示すような、特性変換回路100の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路100の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性が得られる。 Based on the description with reference to FIG. 5, the operation of the first circuit 110 can be described as follows. When the output current of the characteristic conversion circuit 100 increases, the voltage generated by the first resistor 121 decreases while the voltage at the first connection point p1 follows the first reference voltage Vref1. As a result, the output voltage Vout of the characteristic conversion circuit 100 becomes small. In this way, the first feedback control can obtain the output voltage-output current characteristic as shown in FIGS. 3A and 4 in which the output current of the characteristic conversion circuit 100 decreases as the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 increases. ..

また、第1フィードバック制御により、特性変換回路100の開放電圧が制御される。ここで、開放電圧は、特性変換回路100の出力電流がゼロであるときの特性変換回路100の出力である。特性変換回路100の出力電流がゼロなので、(数1)においてIloadがゼロになり、V1はバイアス電圧Vbiasに等しくなる。したがって、(数2)で規定される開放電圧に設定される。このように、本実施形態では、第1シャントレギュレータ125と電圧電流制御回路160の働きにより、電圧電流制御回路160の出力電圧Voutが(数2)によって決まる電圧になるように第1電流i1が制御されることにより、開放電圧が規定値に設定される。 Further, the open circuit voltage of the characteristic conversion circuit 100 is controlled by the first feedback control. Here, the open circuit voltage is the output of the characteristic conversion circuit 100 when the output current of the characteristic conversion circuit 100 is zero. Since the output current of the characteristic conversion circuit 100 is zero, Iload becomes zero in (Equation 1), and V1 becomes equal to the bias voltage Vbias. Therefore, it is set to the open circuit voltage specified in (Equation 2). As described above, in the present embodiment, the first current i1 is set to a voltage determined by (Equation 2) so that the output voltage Vout of the voltage / current control circuit 160 becomes a voltage determined by the functions of the first shunt regulator 125 and the voltage / current control circuit 160. By being controlled, the open circuit voltage is set to a specified value.

図5に戻って、第2回路120のセンサ電圧調整回路120aは、可変出力電源123と、入力抵抗R1と、帰還抵抗R2と、センサ電圧調整オペアンプ124と、を含む。 Returning to FIG. 5, the sensor voltage adjusting circuit 120a of the second circuit 120 includes a variable output power supply 123, an input resistor R1, a feedback resistor R2, and a sensor voltage adjusting operational amplifier 124.

上述のとおり、電流センサ128は、第1センサ電圧V1を出力する。可変出力電源123は、可変電圧V4を出力する。センサ電圧調整回路120aは、第1センサ電圧V1および可変電圧V4に応じて変化する第2センサ電圧V2を生成する。 As described above, the current sensor 128 outputs the first sensor voltage V1. The variable output power supply 123 outputs a variable voltage V4. The sensor voltage adjusting circuit 120a generates a second sensor voltage V2 that changes according to the first sensor voltage V1 and the variable voltage V4.

電流センサ128に個体ばらつきがあると、第1センサ電圧V1に誤差が生じ得る。誤差を有する第1センサ電圧V1が特性変換回路100における制御に用いられると、切替電流iswが目標電流からずれ、最大電力点が目標点からずれ、特性変換回路100の最大電力が目標電力からずれるおそれがある。この点、本実施形態によれば、第1センサ電圧V1および可変電圧V4が反映された第2センサ電圧V2を生成できる。適切に設定された可変電圧V4が反映された第2センサ電圧V2を特性変換回路100における制御に用いることにより、切替電流iswの目標電流からのずれを小さくし、最大電力点の目標点からのずれを小さくし、最大電力の目標電力からのずれを小さくすることができる。また、可変電圧V4を調整して切替電流iswを調整することにより、状況に応じて特性変換回路100の最大電力を調整することも可能である。 If there are individual variations in the current sensor 128, an error may occur in the first sensor voltage V1. When the first sensor voltage V1 having an error is used for control in the characteristic conversion circuit 100, the switching current isw deviates from the target current, the maximum power point deviates from the target point, and the maximum power of the characteristic conversion circuit 100 deviates from the target power. There is a risk. In this respect, according to the present embodiment, the second sensor voltage V2 reflecting the first sensor voltage V1 and the variable voltage V4 can be generated. By using the second sensor voltage V2, which reflects the appropriately set variable voltage V4, for control in the characteristic conversion circuit 100, the deviation of the switching current isw from the target current is reduced, and the deviation from the target point of the maximum power point is reduced. The deviation can be reduced and the deviation of the maximum power from the target power can be reduced. Further, by adjusting the variable voltage V4 and adjusting the switching current isw, it is possible to adjust the maximum power of the characteristic conversion circuit 100 according to the situation.

具体的には、センサ電圧調整オペアンプ124は、センサ入力端子124aと、可変電圧入力端子124bと、第2センサ電圧出力端子124cと、を含む。センサ入力端子124aは、入力抵抗R1を介してセンサ出力部128aに接続されている。可変電圧入力端子124bには、可変電圧V4が入力される。第2センサ電圧出力端子124cは、帰還抵抗R2を介してセンサ入力端子124aに接続されている。センサ電圧調整オペアンプ124は、センサ入力端子124aおよび可変電圧入力端子124bの電圧差に基づいて第2センサ電圧V2を生成し、第2センサ電圧出力端子124cから第2センサ電圧V2を出力する。 Specifically, the sensor voltage adjusting operational amplifier 124 includes a sensor input terminal 124a, a variable voltage input terminal 124b, and a second sensor voltage output terminal 124c. The sensor input terminal 124a is connected to the sensor output unit 128a via the input resistor R1. A variable voltage V4 is input to the variable voltage input terminal 124b. The second sensor voltage output terminal 124c is connected to the sensor input terminal 124a via the feedback resistor R2. The sensor voltage adjusting operational capacitor 124 generates the second sensor voltage V2 based on the voltage difference between the sensor input terminal 124a and the variable voltage input terminal 124b, and outputs the second sensor voltage V2 from the second sensor voltage output terminal 124c.

具体的には、センサ入力端子124aは、反転増幅端子である。可変電圧入力端子124bは、非反転増幅端子である。 Specifically, the sensor input terminal 124a is an inverting amplification terminal. The variable voltage input terminal 124b is a non-inverting amplification terminal.

第2回路120の電圧電流変換回路120bは、電圧供給電源129と、介在抵抗R3と、トランジスタ駆動オペアンプ126と、調整電流出力トランジスタ127と、を含む。電圧供給電源129は、閾値電圧V3を出力する。本実施形態では、電圧供給電源129は、定電圧源である。 The voltage-current conversion circuit 120b of the second circuit 120 includes a voltage supply power supply 129, an intervening resistor R3, a transistor drive operational amplifier 126, and a regulated current output transistor 127. The voltage supply power supply 129 outputs the threshold voltage V3. In this embodiment, the voltage supply power supply 129 is a constant voltage source.

電圧電流変換回路120bでは、第1センサ電圧V1が大きくなることによって第2センサ電圧V2が閾値電圧V3を跨いで変化したときに調整電流i3が流れ始める。調整電流i3が流れ始めたときに、第1フィードバック制御から第2フィードバック制御に切り替わる。電流が流れ始めるタイミングで制御が切り替えられる特性変換回路100は、設計し易い。 In the voltage-current conversion circuit 120b, the adjustment current i3 starts to flow when the second sensor voltage V2 changes across the threshold voltage V3 due to the increase in the first sensor voltage V1. When the adjustment current i3 starts to flow, the first feedback control is switched to the second feedback control. The characteristic conversion circuit 100 whose control is switched at the timing when the current starts to flow is easy to design.

具体的には、トランジスタ駆動オペアンプ126は、電源入力端子126aと、第2センサ電圧入力端子126bと、制御電圧出力端子126cと、を含む。電源入力端子126aは、介在抵抗R3を介して電圧供給電源129に接続されている。第2センサ電圧入力端子126bには、第2センサ電圧V2が入力される。トランジスタ駆動オペアンプ126は、電源入力端子126aおよび第2センサ電圧入力端子126bの電圧差に基づいて制御電圧Vcを生成し、制御電圧出力端子126cから制御電圧Vcを出力する。 Specifically, the transistor drive operational amplifier 126 includes a power input terminal 126a, a second sensor voltage input terminal 126b, and a control voltage output terminal 126c. The power input terminal 126a is connected to the voltage supply power supply 129 via an intervening resistor R3. The second sensor voltage V2 is input to the second sensor voltage input terminal 126b. The transistor drive operational amplifier 126 generates a control voltage Vc based on the voltage difference between the power input terminal 126a and the second sensor voltage input terminal 126b, and outputs the control voltage Vc from the control voltage output terminal 126c.

具体的には、電源入力端子126aは、反転増幅端子である。第2センサ電圧入力端子126bは、非反転増幅端子である。 Specifically, the power input terminal 126a is an inverting amplification terminal. The second sensor voltage input terminal 126b is a non-inverting amplification terminal.

調整電流出力トランジスタ127は、制御端子127cと、第1端子127aと、第2端子127bと、を含む。制御端子127cには、制御電圧Vcが入力される。第1端子127aは、介在抵抗R3を介して電圧供給電源129に接続されている。第2端子127bは、調整電流i3を出力する。 The adjusting current output transistor 127 includes a control terminal 127c, a first terminal 127a, and a second terminal 127b. The control voltage Vc is input to the control terminal 127c. The first terminal 127a is connected to the voltage supply power supply 129 via the intervening resistor R3. The second terminal 127b outputs the adjustment current i3.

図5の例では、調整電流出力トランジスタ127は、バイポーラトランジスタであり、具体的にはPNPトランジスタである。制御端子127cは、ベースである。第1端子127aは、エミッタである。第2端子127bは、コレクタである。 In the example of FIG. 5, the adjusted current output transistor 127 is a bipolar transistor, specifically a PNP transistor. The control terminal 127c is a base. The first terminal 127a is an emitter. The second terminal 127b is a collector.

第2回路120の第1センサ電圧V1、第2センサ電圧V2、調整電流i3および出力電圧Voutについて、数式を用いつつさらに説明する。 The first sensor voltage V1, the second sensor voltage V2, the adjustment current i3, and the output voltage Vout of the second circuit 120 will be further described using mathematical formulas.

センサ電圧調整回路120aでは、センサ電圧調整オペアンプ124を用いた差分増幅により、第2センサ電圧V2が生成される。第2センサ電圧V2は、以下の(数3)で与えられる。ここで、R1は、入力抵抗R1の抵抗値である。R2は、帰還抵抗R2の抵抗値である。 In the sensor voltage adjusting circuit 120a, the second sensor voltage V2 is generated by the differential amplification using the sensor voltage adjusting operational amplifier 124. The second sensor voltage V2 is given by the following (Equation 3). Here, R1 is the resistance value of the input resistor R1. R2 is the resistance value of the feedback resistor R2.

Figure 2020188603
電圧電流変換回路120bでは、トランジスタ駆動オペアンプ126は、V2<V3のときには、バーチャルショートにより電源入力端子126aの電圧が第2センサ電圧入力端子126bの電圧に追従するように、調整電流出力トランジスタ127を駆動させる。具体的には、トランジスタ駆動オペアンプ126は、V2<V3のときには、電源入力端子126aの電圧が第2センサ電圧V2となり、閾値電圧V3と第2センサ電圧V2との電圧差V3−V2が介在抵抗R3にかかり、かつ、介在抵抗R3から第1端子127aへと電流(V3−V2)/R3が流れるように、制御端子127cを駆動する。より具体的には、この駆動時に、制御電圧出力端子126cと制御端子127cの間で電流が流れる。ここで、R3は、介在抵抗R3の抵抗値である。V2<V3のときには、調整電流i3は、以下の(数4)で与えられる。V2≧V3のときには、調整電流i3は、以下の(数5)で与えられる。なお、(数4)では、制御電圧出力端子126cと制御端子127cの間で流れる電流、図5の例ではベース電流、は十分に小さいものとして無視している。
Figure 2020188603
In the voltage-current conversion circuit 120b, the transistor-driven operational amplifier 126 adjusts the current output transistor 127 so that the voltage of the power input terminal 126a follows the voltage of the second sensor voltage input terminal 126b due to a virtual short circuit when V2 <V3. Drive. Specifically, in the transistor drive operational amplifier 126, when V2 <V3, the voltage of the power input terminal 126a becomes the second sensor voltage V2, and the voltage difference V3-V2 between the threshold voltage V3 and the second sensor voltage V2 is an intervening resistor. The control terminal 127c is driven so as to be applied to R3 and the current (V3-V2) / R3 flows from the intervening resistor R3 to the first terminal 127a. More specifically, during this drive, a current flows between the control voltage output terminal 126c and the control terminal 127c. Here, R3 is the resistance value of the intervening resistor R3. When V2 <V3, the adjustment current i3 is given by the following (Equation 4). When V2 ≧ V3, the adjustment current i3 is given by the following (Equation 5). In (Equation 4), the current flowing between the control voltage output terminal 126c and the control terminal 127c, and the base current in the example of FIG. 5, are ignored as being sufficiently small.

Figure 2020188603
Figure 2020188603

Figure 2020188603
図5の例では、トランジスタ駆動オペアンプ126は、調整電流出力トランジスタ127の端子127c−127a間電圧の温度による変化により調整電流i3が変化することを抑制している。具体的には、仮に、トランジスタ127の制御端子127cに第2センサ電圧V2が直接供給されると、第1端子127aの電圧は、第2センサ電圧V2に端子127c−127a間電圧を足し合わせた値となるため、端子127c−127a間電圧の影響を受けることになる。これに対し、本実施形態では、オペアンプ126の端子126aおよび126bがバーチャルショートしているため、第1端子127aの電圧と第2センサ電圧V2とは実質的に同一となり、調整電流i3は端子127c−127a間電圧の影響を実質的に受けなくなる。先に述べた通り、具体的には、制御端子127cは、ベースである。第1端子127aは、エミッタである。第2端子127bは、コレクタである。端子127c−127a間電圧は、ベース−エミッタ間電圧である。
Figure 2020188603
In the example of FIG. 5, the transistor drive operational amplifier 126 suppresses the change of the adjustment current i3 due to the change of the voltage between the terminals 127c-127a of the adjustment current output transistor 127 due to the temperature. Specifically, if the second sensor voltage V2 is directly supplied to the control terminal 127c of the transistor 127, the voltage of the first terminal 127a is the sum of the second sensor voltage V2 and the voltage between the terminals 127c-127a. Since it is a value, it is affected by the voltage between the terminals 127c-127a. On the other hand, in the present embodiment, since the terminals 126a and 126b of the operational amplifier 126 are virtually short-circuited, the voltage of the first terminal 127a and the second sensor voltage V2 are substantially the same, and the adjustment current i3 is the terminal 127c. It is virtually unaffected by the voltage between -127a. Specifically, as described above, the control terminal 127c is a base. The first terminal 127a is an emitter. The second terminal 127b is a collector. The voltage between terminals 127c-127a is the voltage between the base and the emitter.

図6を用いた上述の説明から理解されるように、第1シャントレギュレータ125により、第1参照電圧Vref1は、一定の第1基準電圧Vs1に追従する。出力電圧Voutは、以下の(数6)で与えられる。ここで、(数2)と同様に、R121は、第1抵抗121の抵抗値である。R122は、第2抵抗122の抵抗値であり、R400は第6抵抗400の抵抗値である。(数6)は、電流センサ128からのセンサ出力(第1センサ電圧V1)が大きくなるほど、また、調整電流i3が大きくなるほど特性変換回路100の出力電圧Voutが小さくなることを示している。 As can be seen from the above description with reference to FIG. 6, the first shunt regulator 125 causes the first reference voltage Vref1 to follow a constant first reference voltage Vs1. The output voltage Vout is given by the following (Equation 6). Here, as in (Equation 2), R121 is the resistance value of the first resistor 121. R122 is the resistance value of the second resistor 122, and R400 is the resistance value of the sixth resistor 400. (Equation 6) indicates that the output voltage Vout of the characteristic conversion circuit 100 decreases as the sensor output (first sensor voltage V1) from the current sensor 128 increases and the adjustment current i3 increases.

Figure 2020188603
(数6)、および、図4から理解されるように、調整電流i3が流れると、出力電圧Voutは小さくなる。このように、調整電流i3は、出力電圧Voutを調整するように作用する。調整電流i3を、出力電圧調整電流i3と称することができる。また、第2回路120を、調整回路と称することができる。
Figure 2020188603
As can be seen from (Equation 6) and FIG. 4, the output voltage Vout becomes smaller when the adjustment current i3 flows. In this way, the adjustment current i3 acts to adjust the output voltage Vout. The adjustment current i3 can be referred to as an output voltage adjustment current i3. Further, the second circuit 120 can be referred to as an adjustment circuit.

本実施形態では、燃料電池発電システム40の出力特性の変換を、第1回路110および第2回路120を用いて行う。ソフトウエアが担い得る役割を回路で担うことは、制御構成の簡易化、コスト等の観点から有利であることが多い。また、このことにより、ソフトウエアの設計を回避でき、ソフトウエアでバグが生じるリスクを回避できる。 In the present embodiment, the output characteristics of the fuel cell power generation system 40 are converted by using the first circuit 110 and the second circuit 120. It is often advantageous to play a role that software can play in a circuit from the viewpoint of simplification of control configuration, cost, and the like. In addition, this makes it possible to avoid software design and avoid the risk of software bugs.

また、回路を用いて特性変換を行う方式は、燃料電池発電システムと相性がよい。具体的には、燃料電池発電システムの出力電圧および出力電力は、風力発電システム等とは異なり、一定に維持し易い。一具体例では、燃料電池発電システムの出力電圧および出力電力は、定格発電において一定に維持される。このため、特性変換回路に接続される発電システムが燃料電池発電システムである場合、特性変換の特性を発電システムの出力電圧および/または出力電力に応じて変更する必要性が低く、回路を用いて特性変換を行う方式を採用し易い。
[電流センサ128の個体ばらつきとその抑制]
上述のとおり、電流センサ128には、個体ばらつきがあることがある。図8および図9を参照しつつ、個体ばらつきの影響について、詳細に説明する。
Further, the method of performing characteristic conversion using a circuit is compatible with the fuel cell power generation system. Specifically, the output voltage and output power of the fuel cell power generation system are easy to maintain constant, unlike the wind power generation system and the like. In one embodiment, the output voltage and output power of the fuel cell power generation system are kept constant in the rated power generation. Therefore, when the power generation system connected to the characteristic conversion circuit is a fuel cell power generation system, it is less necessary to change the characteristics of the characteristic conversion according to the output voltage and / or output power of the power generation system, and the circuit is used. It is easy to adopt a method of character conversion.
[Individual variation of current sensor 128 and its suppression]
As described above, the current sensor 128 may have individual variations. The effects of individual variation will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9.

本実施形態では、電流センサ128は、図7に示した構成を有する。電流センサ128の抵抗値Rsenceは、理想的には基準値である。しかし、抵抗値Rsenceには、公差の範囲の誤差があり得る。本実施形態では、電流センサ128は、シャント抵抗128rの抵抗値が基準値よりも大きいときには、シャント抵抗128rの抵抗値が基準値であるときに比べ、大きい第1センサ電圧V1を出力するように構成されている。 In this embodiment, the current sensor 128 has the configuration shown in FIG. The resistance value Rsence of the current sensor 128 is ideally a reference value. However, the resistance value Rsence may have an error in the range of tolerances. In the present embodiment, when the resistance value of the shunt resistor 128r is larger than the reference value, the current sensor 128 outputs a first sensor voltage V1 which is larger than when the resistance value of the shunt resistor 128r is the reference value. It is configured.

図8において、横軸は、特性変換回路100の出力電流を示す。「特性変換回路の出力電圧(0)」は、シャント抵抗128rの抵抗値Rsenceが基準値にあるときの、特性変換回路100の出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧(+)」は、抵抗値Rsenceが基準値よりも大きいときの、同出力電圧を示す。「特性変換回路の出力電圧(−)」は、抵抗値Rsenceが基準値よりも小さいときの、同出力電圧を示す。「調整電流i3(0)」は、シャント抵抗128rの抵抗値Rsenceが基準値にあるときの、調整電流i3を示す。「調整電流i3(+)」は、抵抗値Rsenceが基準値よりも大きいときの、調整電流i3を示す。「調整電流i3(−)」は、抵抗値Rsenceが基準値よりも小さいときの、調整電流i3を示す。「特性変換回路の出力電力(0)」は、抵抗値Rsenceが基準値にあるときの、特性変換回路100の出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力(+)」は、抵抗値Rsenceが基準値よりも大きいときの、同出力電力を示す。「特性変換回路の出力電力(−)」は、抵抗値Rsenceが基準値よりも小さいときの、同出力電力を示す。「切替電流isw(0)」は、抵抗値Rsenceが基準値にあるときの、切替電流iswを示す。「切替電流isw(+)」は、抵抗値Rsenceが基準値よりも大きいときの、切替電流iswを示す。「切替電流isw(−)」は、抵抗値Rsenceが基準値よりも小さいときの、切替電流iswを示す。上述のとおり、切替電流iswは、第1フィードバック制御と第2フィードバック制御とが切り替わるときの特性変換回路100の出力電流である。 In FIG. 8, the horizontal axis represents the output current of the characteristic conversion circuit 100. The “output voltage (0) of the characteristic conversion circuit” indicates the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 when the resistance value Rsence of the shunt resistor 128r is at the reference value. The “output voltage (+) of the characteristic conversion circuit” indicates the same output voltage when the resistance value Rsence is larger than the reference value. The “output voltage (−) of the characteristic conversion circuit” indicates the same output voltage when the resistance value Rsence is smaller than the reference value. “Adjustment current i3 (0)” indicates the adjustment current i3 when the resistance value Rsence of the shunt resistor 128r is at the reference value. “Adjustment current i3 (+)” indicates the adjustment current i3 when the resistance value Rsence is larger than the reference value. “Adjustment current i3 (−)” indicates the adjustment current i3 when the resistance value Rsence is smaller than the reference value. “Output power (0) of the characteristic conversion circuit” indicates the output power of the characteristic conversion circuit 100 when the resistance value Rsence is at the reference value. The “output power (+) of the characteristic conversion circuit” indicates the same output power when the resistance value Rsence is larger than the reference value. The “output power (−) of the characteristic conversion circuit” indicates the same output power when the resistance value Rsence is smaller than the reference value. “Switching current isw (0)” indicates the switching current isw when the resistance value Rsence is at the reference value. “Switching current isw (+)” indicates the switching current isw when the resistance value Rsence is larger than the reference value. “Switching current isw (−)” indicates the switching current isw when the resistance value Rsence is smaller than the reference value. As described above, the switching current isw is the output current of the characteristic conversion circuit 100 when the first feedback control and the second feedback control are switched.

抵抗値Rsenceが基準値であるとき、最大電力点は、目標点にある。この状況は、図3Aおよび図4に示したとおりである。 When the resistance value Rsence is the reference value, the maximum power point is at the target point. This situation is as shown in FIGS. 3A and 4.

抵抗値Rsenceが基準値にあるとき、切替電流iswは、目標電流に一致する。「切替電流isw(0)」が、目標電流に対応する。抵抗値Rsenceが基準値よりも大きいと、抵抗値Rsenceが基準値にあるときに比べ、切替電流iswは小さい。反対に、抵抗値Rsenceが基準値よりも小さいと、抵抗値Rsenceが基準値にあるときに比べ、切替電流iswは大きい。 When the resistance value Rsence is at the reference value, the switching current isw matches the target current. The "switching current isw (0)" corresponds to the target current. When the resistance value Rsence is larger than the reference value, the switching current isw is smaller than when the resistance value Rsence is at the reference value. On the contrary, when the resistance value Rsence is smaller than the reference value, the switching current isw is larger than when the resistance value Rsence is at the reference value.

抵抗値Rsenceが基準値にあるとき、特性変換回路100の最大電力は、目標電力に一致する。特性変換回路100の出力電流が「切替電流isw(0)」であるときの「特性変換回路の出力電力(0)」が、目標電力に対応する。抵抗値Rsenceが基準値よりも大きいと、抵抗値Rsenceが基準値にあるときに比べ、最大電力は小さい。反対に、抵抗値Rsenceが基準値よりも小さいと、抵抗値Rsenceが基準値にあるときに比べ、最大電力は大きい。
[可変電圧V4の調整の仕方の例]
図7に示されているように、シャント抵抗128rの抵抗値Rsenceの個体ばらつきは、特性変換回路100の最大電力点のばらつきをもたらす。最大電力点のばらつきは、切替電流iswおよび最大電力のばらつきをもたらす。
When the resistance value Rsence is at the reference value, the maximum power of the characteristic conversion circuit 100 matches the target power. The "output power (0) of the characteristic conversion circuit" when the output current of the characteristic conversion circuit 100 is the "switching current isw (0)" corresponds to the target power. When the resistance value Rsence is larger than the reference value, the maximum power is smaller than when the resistance value Rsence is at the reference value. On the contrary, when the resistance value Rsence is smaller than the reference value, the maximum power is larger than when the resistance value Rsence is at the reference value.
[Example of how to adjust variable voltage V4]
As shown in FIG. 7, individual variation of the resistance value Rsence of the shunt resistor 128r causes variation of the maximum power point of the characteristic conversion circuit 100. The variation of the maximum power point causes the variation of the switching current isw and the maximum power.

この点、本実施形態では、可変電圧V4を調整することにより、特性変換回路100の切替電流iswを調整し、最大電力を調整することができる。 In this respect, in the present embodiment, the switching current isw of the characteristic conversion circuit 100 can be adjusted and the maximum power can be adjusted by adjusting the variable voltage V4.

例えば、抵抗値Rsenceが基準値よりも小さい場合には、抵抗値Rsenceが基準値にある場合に比べて可変電圧V4を小さくして切替電流iswを調整することで、最大電力を目標電力に近づけることができる。 For example, when the resistance value Rsence is smaller than the reference value, the maximum power is brought closer to the target power by adjusting the switching current isw by making the variable voltage V4 smaller than when the resistance value Rsence is at the reference value. be able to.

反対に、抵抗値Rsenceが基準値よりも大きい場合には、抵抗値Rsenceが基準値にある場合に比べて可変電圧V4を大きくして切替電流iswを調整することで、最大電力を目標電力に近づけることができる。 On the contrary, when the resistance value Rsence is larger than the reference value, the maximum power is set to the target power by adjusting the switching current isw by increasing the variable voltage V4 as compared with the case where the resistance value Rsence is at the reference value. You can get closer.

ここで、(数3)から理解されるように、可変電圧V4を大きくすると、第2センサ電圧V2は大きくなる。反対に、可変電圧V4を小さくすると、第2センサ電圧V2は小さくなる。 Here, as understood from (Equation 3), when the variable voltage V4 is increased, the second sensor voltage V2 is increased. On the contrary, when the variable voltage V4 is reduced, the second sensor voltage V2 becomes smaller.

第2センサ電圧V2を大きくすると、特性変換回路100の出力電流がより大きいときに調整電流i3が流れ始めるようになる。反対に、第2センサ電圧V2を小さくすると、特性変換回路100の出力電流がより小さいときに調整電流i3が流れ始めるようになる。可変電圧V4を調整して第2センサ電圧V2を調整することにより、切替電流iswを調整できることを示している。この調整により、最大電力が調整される。 When the second sensor voltage V2 is increased, the adjustment current i3 starts to flow when the output current of the characteristic conversion circuit 100 is larger. On the contrary, when the second sensor voltage V2 is reduced, the adjustment current i3 starts to flow when the output current of the characteristic conversion circuit 100 is smaller. It is shown that the switching current isw can be adjusted by adjusting the variable voltage V4 and adjusting the second sensor voltage V2. This adjustment adjusts the maximum power.

次に、可変電圧V4の調整が、調整電流i3および最大電力を変化させ得ることについて、図9を参照しながらさらに説明する。 Next, it will be further described with reference to FIG. 9 that the adjustment of the variable voltage V4 can change the adjustment current i3 and the maximum power.

可変電圧V4の調整にあたっては、一例として、特性変換回路100の出力に出力電力を測定するための電力計、および、負荷としての電子負荷装置を接続する。 In adjusting the variable voltage V4, as an example, a wattmeter for measuring the output power and an electronic load device as a load are connected to the output of the characteristic conversion circuit 100.

図9(a)に示すように、特性変換回路100を動作させ、電力負荷装置により特性変換回路100からの出力電流を徐々に増加させ、特性変換回路100の出力が目標値(最大電力点)になるように調整する。次に、可変電圧V4を徐々に下げ、切替電流iswを小さくすることで、特性変換回路100の出力電圧を最大電力点(目標値)に調整する。 As shown in FIG. 9A, the characteristic conversion circuit 100 is operated, the output current from the characteristic conversion circuit 100 is gradually increased by the power load device, and the output of the characteristic conversion circuit 100 is the target value (maximum power point). Adjust so that Next, the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is adjusted to the maximum power point (target value) by gradually lowering the variable voltage V4 and reducing the switching current isw.

図9の(b)に、調整電流i3aおよび切替電流iswaを示す。電流i3aは、可変電圧V4および第2センサ電圧V2の調整後の調整電流i3である。電流iswaは、このときの切替電流iswである。 FIG. 9B shows the adjusting current i3a and the switching current iswa. The current i3a is the adjusted current i3 after adjusting the variable voltage V4 and the second sensor voltage V2. The current iswa is the switching current isw at this time.

可変電圧V4の調整により、切替電流iswを調整することにより、最大電力点を抵抗値Rsenceが基準値にあるときの値に近づけることができる。 By adjusting the switching current isw by adjusting the variable voltage V4, the maximum power point can be brought closer to the value when the resistance value Rsence is at the reference value.

また、(数1)、(数3)、および、(数4)から、抵抗値Rsenceと調整電流i3の関係は(数7)で与えられる。 Further, from (Equation 1), (Equation 3), and (Equation 4), the relationship between the resistance value Rsence and the adjustment current i3 is given by (Equation 7).

Figure 2020188603
(数7)より、図8に示したように、抵抗値Rsenceが大きいと調整電流i3の傾きが大きくなり、反対に抵抗値Rsenceが小さいと調整電流i3の傾きが小さくなる。
Figure 2020188603
From (Equation 7), as shown in FIG. 8, when the resistance value Rsence is large, the slope of the adjustment current i3 becomes large, and conversely, when the resistance value Rsence is small, the slope of the adjustment current i3 becomes small.

また、電流センサ128が図7に示す構成を有する場合、バイアス電圧Vbiasの個体ばらつきもまた、特性変換回路100の最大電力点のばらつきをもたらし得る。電流センサ128がホール素子方式の電流センサ等の他のセンサである場合も、電流センサ128の個体ばらつきに由来する誤差が、特性変換回路100の最大電力点のばらつきをもたらし得る。しかし、これらの場合も、シャント抵抗128rの抵抗値Rsenceにばらつきがある場合と同様、可変電圧V4の調整により、特性変換回路100の最大電力点を目標点に近づけ、切替電流iswおよび最大電力を目標電流および目標電力に近づけることができる。
[状況に応じた特性変換回路100の最大電力の調整]
可変出力の調整により、状況に応じて特性変換回路100の最大電力を調整することも可能である。一例では、直流電力変換装置20に接続された太陽光発電システムの発電状況に応じて、可変出力が調整される。以下、そのような例について、説明する。
Further, when the current sensor 128 has the configuration shown in FIG. 7, individual variation of the bias voltage Vbias can also cause variation of the maximum power point of the characteristic conversion circuit 100. Even when the current sensor 128 is another sensor such as a Hall element type current sensor, an error due to individual variation of the current sensor 128 may cause variation in the maximum power point of the characteristic conversion circuit 100. However, in these cases as well, as in the case where the resistance value Rsence of the shunt resistor 128r varies, the maximum power point of the characteristic conversion circuit 100 is brought closer to the target point by adjusting the variable voltage V4, and the switching current isw and the maximum power are adjusted. It can approach the target current and target power.
[Adjustment of maximum power of characteristic conversion circuit 100 according to the situation]
By adjusting the variable output, it is also possible to adjust the maximum power of the characteristic conversion circuit 100 according to the situation. In one example, the variable output is adjusted according to the power generation status of the photovoltaic power generation system connected to the DC power converter 20. Hereinafter, such an example will be described.

本実施形態の電力システム300は、制御器51を備えている。本実施形態では、具体的には、燃料電池発電システム40は、制御器51を含んでいる。ただし、制御器51は、燃料電池発電システム40に含まれていなくてもよい。 The electric power system 300 of the present embodiment includes a controller 51. In this embodiment, specifically, the fuel cell power generation system 40 includes a controller 51. However, the controller 51 may not be included in the fuel cell power generation system 40.

一具体例では、制御器51は、少なくとも1つの太陽光発電システムの発電出力に応じて、可変出力を変化させる。このようにすれば、太陽光発電システムの発電出力に応じて特性変換回路100の出力電力を調整できる。 In one specific example, the controller 51 changes the variable output according to the power output of at least one photovoltaic power generation system. In this way, the output power of the characteristic conversion circuit 100 can be adjusted according to the power generation output of the photovoltaic power generation system.

発電出力は、例えば、発電電圧、発電電力、発電電流等である。少なくとも1つの太陽光発電システムの発電出力は、少なくとも1つの太陽光発電システムに含まれた1つの太陽光発電システムの発電出力であってもよく、少なくとも1つの太陽光発電システムに含まれた複数の太陽光発電システムの発電出力により定まる値であってもよく、少なくとも1つの太陽光発電システムに含まれた全ての太陽光発電システムの発電出力により定まる値であってもよい。複数のまたは全ての太陽光発電システムの発電出力により定まる値は、合計値または平均値であり得る。具体的には、少なくとも1つの太陽光発電システムの発電出力は、太陽光発電システム31および32の一方の発電出力であってもよく、太陽光発電システム31および32の発電出力の合計値あるいは平均値であってもよい。 The power generation output is, for example, a power generation voltage, a power generation power, a power generation current, or the like. The power output of at least one photovoltaic power generation system may be the power generation output of one photovoltaic power generation system included in at least one photovoltaic power generation system, and a plurality of photovoltaic power generation systems included in at least one photovoltaic power generation system. It may be a value determined by the power generation output of the photovoltaic power generation system of the above, or may be a value determined by the power generation output of all the photovoltaic power generation systems included in at least one photovoltaic power generation system. The value determined by the power output of multiple or all PV systems can be the sum or average. Specifically, the power generation output of at least one photovoltaic power generation system may be one of the photovoltaic power generation systems 31 and 32, and the total value or the average of the power generation outputs of the photovoltaic power generation systems 31 and 32. It may be a value.

一具体例では、発電出力は、少なくとも1つの太陽光発電システムの発電電圧である。制御器51は、(a)発電電圧が閾値発電電圧を跨いで大きくなったときに、切替電流iswが小さくなるように可変出力を変化させる、または、(b)発電電圧が大きいほど、切替電流iswが小さくなるように可変出力を変化させる。典型的には、太陽光発電システムの発電電圧が大きい場合、太陽光発電システムの発電電力は大きい。この具体例では、そのような場合に、切替電流iswが小さくなるように可変出力を変化させる。このようにすれば、特性変換回路100の最大電力が小さくなる。このようにすれば、MPPT制御により特性変換回路100から直流電力変換装置20に取り出される電力が小さくなる。以上の理由で、この具体例によれば、過不足のない電力を直流電力変換装置20に供給できる。 In one embodiment, the power output is the voltage generated by at least one photovoltaic system. The controller 51 (a) changes the variable output so that the switching current isw becomes smaller when the generated voltage increases across the threshold power generation voltage, or (b) the larger the generated voltage, the more the switching current Change the variable output so that isw becomes smaller. Typically, when the generated voltage of the photovoltaic power generation system is large, the generated power of the photovoltaic power generation system is large. In this specific example, in such a case, the variable output is changed so that the switching current isw becomes small. By doing so, the maximum power of the characteristic conversion circuit 100 becomes small. By doing so, the power extracted from the characteristic conversion circuit 100 to the DC power conversion device 20 by the MPPT control becomes small. For the above reasons, according to this specific example, just enough electric power can be supplied to the DC power converter 20.

一具体例では、制御器51は、発電出力を表す制御信号を用いて、可変出力を変化させる。このようにすれば、発電出力に応じた可変出力の調整を容易に実行できる。制御信号は、例えば、直流電力変換装置20によって生成される。あるいは、電力システム300は、発電出力を表す制御信号を生成する出力センサを備えていてもよい。 In one specific example, the controller 51 changes the variable output by using a control signal representing the power generation output. In this way, the variable output can be easily adjusted according to the power generation output. The control signal is generated by, for example, the DC power converter 20. Alternatively, the power system 300 may include an output sensor that generates a control signal that represents the power generation output.

図1および図2に戻って、特性変換回路100の出力電力は、LCフィルタ61および保護リレー62を介して、直流電力変換装置20に、具体的には第1DCDCコンバータ21に、供給される。
[蓄電装置25]
上述のように、蓄電装置25には、第4DCDCコンバータ12から電力が供給される。また、蓄電装置25は、第4DCDCコンバータ12に電力を供給する。
Returning to FIGS. 1 and 2, the output power of the characteristic conversion circuit 100 is supplied to the DC power conversion device 20, specifically to the first DCDC converter 21, via the LC filter 61 and the protection relay 62.
[Power storage device 25]
As described above, power is supplied to the power storage device 25 from the 4th DCDC converter 12. Further, the power storage device 25 supplies electric power to the 4th DCDC converter 12.

蓄電装置25は、例えば、リチウム電池である。ただし、蓄電装置25として、リチウム電池以外の電池を用いてもよい。蓄電装置25として、キャパシタを用いてもよい。
[主分電盤80]
主分電盤80は、連系ブレーカー81と、主幹ブレーカー82と、二次連系ブレーカー83と、第1分岐部85と、を有する。第1分岐部85は、複数の分岐ブレーカーを含む。この例では、第1分岐部85は、分岐ブレーカー85a,85bおよび85cを含む。
The power storage device 25 is, for example, a lithium battery. However, a battery other than the lithium battery may be used as the power storage device 25. A capacitor may be used as the power storage device 25.
[Main distribution board 80]
The main distribution board 80 includes an interconnection breaker 81, a main breaker 82, a secondary interconnection breaker 83, and a first branch portion 85. The first branch portion 85 includes a plurality of branch breakers. In this example, the first branch 85 includes branch breakers 85a, 85b and 85c.

主幹ブレーカー82は、上流側電路88により、系統電源200と接続されている。上流側電路88は、主幹ブレーカー82を介して下流側電路89に接続されている。 The main breaker 82 is connected to the system power supply 200 by the upstream electric circuit 88. The upstream electric circuit 88 is connected to the downstream electric circuit 89 via the main breaker 82.

下流側電路89には、二次連系ブレーカー83が接続されている。二次連系ブレーカー83は、主幹ブレーカー82と第2インバータ44とを接続する経路上に設けられている。二次連系ブレーカー83は、第1分岐部85と電気的に接続されている。 A secondary interconnection breaker 83 is connected to the downstream electric circuit 89. The secondary interconnection breaker 83 is provided on a path connecting the main breaker 82 and the second inverter 44. The secondary interconnection breaker 83 is electrically connected to the first branch portion 85.

下流側電路89には、第1分岐部85も接続されている。第1分岐部85の分岐ブレーカー85aは、主幹ブレーカー82と電力切替ユニット28の系統電力入力部28aとを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー85bは、主幹ブレーカー82と第2負荷252とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー85cは、主幹ブレーカー82と第3負荷253とを接続する経路上に設けられている。 The first branch portion 85 is also connected to the downstream electric circuit 89. The branch breaker 85a of the first branch portion 85 is provided on a path connecting the main breaker 82 and the system power input unit 28a of the power switching unit 28. The branch breaker 85b is provided on a path connecting the main breaker 82 and the second load 252. The branch breaker 85c is provided on a path connecting the main breaker 82 and the third load 253.

上流側電路88には、第2接続点p2がある。連系ブレーカー81は、第2接続点p2と第1インバータ13とを接続する経路上に設けられている。 The upstream electric circuit 88 has a second connection point p2. The interconnection breaker 81 is provided on a path connecting the second connection point p2 and the first inverter 13.

この例では、系統電源200から第2接続点p2を介して主幹ブレーカー82に電圧VAC2の交流電力が供給され得る。系統電源200から第2接続点p2および連系ブレーカー81をこの順に介して第1インバータ13に電圧VAC2の交流電力が供給され得る。第1インバータ13から連系ブレーカー81および第2接続点p2をこの順に介して系統電源200に電圧VAC2の交流電力が逆潮流され得る。第1インバータ13から連系ブレーカー81および第2接続点p2をこの順に介して主幹ブレーカー82に電圧VAC2の交流電力が供給され得る。二次連系ブレーカー83には、第2インバータ44から電圧VAC2の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー85aから電力切替ユニット28に電圧VAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー85bから第2負荷252に電圧VAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー85cから第3負荷253に電圧VAC2の交流電力が供給され得る。
[電力切替ユニット28]
電力切替ユニット28は、複数の入力部と、電力出力部28cと、を有する。複数の入力部は、系統電力入力部28aおよび自立電力入力部28bを含む。電力切替ユニット28は、複数の入力部のいずれを電力出力部28cに接続するかを切り替える。この例では、電力切替ユニット28は、系統電力入力部28aおよび自立電力入力部28bのいずれを電力出力部28cに接続するかを切り替える。この例では、こうして、電力切替ユニット28は、第1インバータ13と分岐ブレーカー85aとのいずれかを、選択的に、自立分電盤90に、具体的には主幹ブレーカー92に、接続する。
[自立分電盤90]
自立分電盤90は、主幹ブレーカー92と、第2分岐部95を有する。第2分岐部95は、複数の分岐ブレーカーを含む。この例では、第2分岐部95は、分岐ブレーカー95a,95bおよび95cを含む。
In this example, AC power of voltage VAC2 can be supplied from the system power supply 200 to the main breaker 82 via the second connection point p2. AC power of voltage VAC2 can be supplied from the system power supply 200 to the first inverter 13 via the second connection point p2 and the interconnection breaker 81 in this order. AC power of voltage VAC2 can be reverse-flowed from the first inverter 13 to the system power supply 200 via the interconnection breaker 81 and the second connection point p2 in this order. AC power of voltage VAC2 can be supplied from the first inverter 13 to the main breaker 82 via the interconnection breaker 81 and the second connection point p2 in this order. AC power of voltage VAC2 can be supplied to the secondary interconnection breaker 83 from the second inverter 44. AC power of voltage VAC1 can be supplied from the branch breaker 85a to the power switching unit 28. AC power of voltage VAC1 can be supplied from the branch breaker 85b to the second load 252. AC power of voltage VAC2 can be supplied from the branch breaker 85c to the third load 253.
[Power switching unit 28]
The power switching unit 28 has a plurality of input units and a power output unit 28c. The plurality of input units include a grid power input unit 28a and an independent power input unit 28b. The power switching unit 28 switches which of the plurality of input units is connected to the power output unit 28c. In this example, the power switching unit 28 switches which of the system power input unit 28a and the self-sustaining power input unit 28b is connected to the power output unit 28c. In this example, the power switching unit 28 thus selectively connects either the first inverter 13 or the branch breaker 85a to the self-sustaining distribution board 90, specifically to the main breaker 92.
[Independent distribution board 90]
The self-supporting distribution board 90 has a main breaker 92 and a second branch portion 95. The second branch portion 95 includes a plurality of branch breakers. In this example, the second branch 95 includes branch breakers 95a, 95b and 95c.

主幹ブレーカー92は、上流側電路98により、電力切替ユニット28と接続されている。上流側電路98は、主幹ブレーカー92を介して下流側電路99に接続されている。 The main breaker 92 is connected to the power switching unit 28 by the upstream electric circuit 98. The upstream electric circuit 98 is connected to the downstream electric circuit 99 via the main breaker 92.

下流側電路99には、第2分岐部95が接続されている。第2分岐部95の分岐ブレーカー95aは、主幹ブレーカー92とD1電源55とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー95bは、主幹ブレーカー92と貯湯ユニット47とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー95cは、主幹ブレーカー92と第1負荷251とを接続する経路上に設けられている。 A second branch 95 is connected to the downstream electric circuit 99. The branch breaker 95a of the second branch portion 95 is provided on a path connecting the main breaker 92 and the D1 power supply 55. The branch breaker 95b is provided on a path connecting the main breaker 92 and the hot water storage unit 47. The branch breaker 95c is provided on a path connecting the main breaker 92 and the first load 251.

この例では、電力切替ユニット28から主幹ブレーカー92を介して下流側電路99に電圧VAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー95aからD1電源55に電圧VAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー95bから貯湯ユニット47に電圧VAC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー95cからコンセント260を介して第1負荷251に電圧VAC1の交流電力が供給され得る。
[系統連系時の電力システム300の動作]
図1に示すように、系統連系時には、制御器51からの解列指令に基づき、保護リレー62が開状態となっている。ここで、開状態は、自身を電流が流れることを禁止する状態を指す。また、電力切替ユニット28では、系統電力入力部28aと電力出力部28cとが接続されている。こうして、電力切替ユニット28は、分岐ブレーカー85aと自立分電盤90とを接続している。
In this example, AC power of voltage VAC1 can be supplied from the power switching unit 28 to the downstream electric circuit 99 via the main breaker 92. AC power of voltage VAC1 can be supplied from the branch breaker 95a to the D1 power supply 55. AC power of voltage VAC1 can be supplied from the branch breaker 95b to the hot water storage unit 47. AC power of voltage VAC1 can be supplied from the branch breaker 95c to the first load 251 via the outlet 260.
[Operation of power system 300 during grid connection]
As shown in FIG. 1, at the time of grid connection, the protection relay 62 is in the open state based on the disconnection command from the controller 51. Here, the open state refers to a state in which current is prohibited from flowing through itself. Further, in the power switching unit 28, the system power input unit 28a and the power output unit 28c are connected. In this way, the power switching unit 28 connects the branch breaker 85a and the self-supporting distribution board 90.

燃料電池41で発電された電力は、第5DCDCコンバータ42を経由して第2DCバス43に供給される。第2DCバス43に供給された電力の一部または全部は、第2インバータ44を経由して二次連系ブレーカー83に供給される。 The electric power generated by the fuel cell 41 is supplied to the second DC bus 43 via the fifth DCDC converter 42. Part or all of the electric power supplied to the second DC bus 43 is supplied to the secondary interconnection breaker 83 via the second inverter 44.

二次連系ブレーカー83に供給された電力の一部は、分岐ブレーカー85aと電力切替ユニット28とをこの順に経由して、主幹ブレーカー92に供給される。主幹ブレーカー92に供給された電力の一部は、分岐ブレーカー95aを経由して、D1電源55に供給される。主幹ブレーカー92に供給された電力の別の一部は、分岐ブレーカー95bを経由して、貯湯ユニット47に供給される。主幹ブレーカー92に供給された電力のさらに別の一部は、分岐ブレーカー95cとコンセント260とをこの順に経由して、第1負荷251に供給される。 A part of the electric power supplied to the secondary interconnection breaker 83 is supplied to the main breaker 92 via the branch breaker 85a and the electric power switching unit 28 in this order. A part of the electric power supplied to the main breaker 92 is supplied to the D1 power supply 55 via the branch breaker 95a. Another part of the electric power supplied to the main breaker 92 is supplied to the hot water storage unit 47 via the branch breaker 95b. Yet another part of the electric power supplied to the main breaker 92 is supplied to the first load 251 via the branch breaker 95c and the outlet 260 in this order.

二次連系ブレーカー83に供給された電力の別の一部は、分岐ブレーカー85bを経由して、第2負荷252に供給される。二次連系ブレーカー83に供給された電力のさらに別の一部は、分岐ブレーカー85cを経由して、第3負荷253に供給される。 Another part of the electric power supplied to the secondary interconnection breaker 83 is supplied to the second load 252 via the branch breaker 85b. Yet another portion of the power supplied to the secondary interconnect breaker 83 is supplied to the third load 253 via the branch breaker 85c.

余剰電力に所定マージンを加えた電力がゼロよりも大きい場合、その電力は、第2DCバス43から第6DCDCコンバータ45を経由してヒーター46に供給される。 When the power obtained by adding the predetermined margin to the surplus power is larger than zero, the power is supplied from the second DC bus 43 to the heater 46 via the sixth DCDC converter 45.

直流電力変換装置20は、具体的には第2DCDCコンバータ22は、MPPT制御により、第1太陽光発電システム31から電力を取り出し、取り出した電力を第1DCバス11に供給する。直流電力変換装置20は、具体的には第3DCDCコンバータ23は、MPPT制御により、第2太陽光発電システム32から電力を取り出し、取り出した電力を第1DCバス11に供給する。 Specifically, the DC power converter 20 takes out power from the first photovoltaic power generation system 31 by MPPT control, and supplies the taken out power to the first DC bus 11. Specifically, the DC power converter 20 takes out power from the second photovoltaic power generation system 32 by MPPT control, and supplies the taken out power to the first DC bus 11.

蓄電装置25が満充電状態にない場合、第1DCバス11に供給された電力の一部が蓄電装置25に供給され、該電力の残部が第1インバータ13に供給される。蓄電装置25が満充電状態にある場合、第1DCバス11に供給された電力の全部が第1インバータ13に供給される。第1インバータ13に供給された電力は、連系ブレーカー81に供給される。 When the power storage device 25 is not in the fully charged state, a part of the electric power supplied to the first DC bus 11 is supplied to the power storage device 25, and the rest of the electric power is supplied to the first inverter 13. When the power storage device 25 is in a fully charged state, all of the electric power supplied to the first DC bus 11 is supplied to the first inverter 13. The electric power supplied to the first inverter 13 is supplied to the interconnection breaker 81.

上記の説明から理解されるように、この例の電力システム300は、第2インバータ44から二次連系ブレーカー83へと供給される電力が、少なくとも上記マージンの分だけ、負荷251〜253、D1電源55および貯湯ユニット47の合計要求負荷に対して不足するように構成されている。この不足分に相当する電力が、連系ブレーカー81から主幹ブレーカー82を経由して下流側電路89へと供給され、第2インバータ44から二次連系ブレーカー83へと供給された電力とともに、第1分岐部85に供給される。連系ブレーカー81に供給された電力の残部は、系統電源200に逆潮流される。 As can be understood from the above description, in the power system 300 of this example, the power supplied from the second inverter 44 to the secondary interconnection breaker 83 is the load 251 to 253, D1 by at least the above margin. It is configured to be insufficient for the total required load of the power supply 55 and the hot water storage unit 47. The electric power corresponding to this shortage is supplied from the interconnection breaker 81 to the downstream electric circuit 89 via the main breaker 82, and together with the electric power supplied from the second inverter 44 to the secondary interconnection breaker 83, the first It is supplied to one branch 85. The balance of the electric power supplied to the interconnection breaker 81 is reverse-flowed to the grid power supply 200.

太陽光発電システム31および32での発電が不十分な場合、上記の不足分の電力が、系統電源200から主幹ブレーカー82を経由して下流側電路89へと供給され、第2インバータ44から二次連系ブレーカー83へと供給された電力とともに、第1分岐部85に供給される。また、蓄電装置25が満充電状態でなくかつ太陽光発電システム31および32での発電が蓄電装置25を充電するのに不十分な場合、系統電源200から、第1インバータ13、第1DCバス11および第4DCDCコンバータ12を経由して、蓄電装置25に電力が供給される。
[停電時の電力システム300の動作]
図2に示すように、停電時には、制御器51からの並列指令に基づき、保護リレー62が閉状態となっている。ここで、閉状態は、自身を電流が流れることを許可する状態を指す。また、電力切替ユニット28は、第1インバータ13と自立分電盤90とを接続している。
When the power generation by the photovoltaic power generation systems 31 and 32 is insufficient, the above-mentioned insufficient power is supplied from the system power supply 200 to the downstream electric circuit 89 via the main breaker 82, and the second inverter 44 to the second. Together with the electric power supplied to the next interconnection breaker 83, it is supplied to the first branch portion 85. If the power storage device 25 is not fully charged and the power generated by the photovoltaic power generation systems 31 and 32 is insufficient to charge the power storage device 25, the system power supply 200, the first inverter 13, and the first DC bus 11 Power is supplied to the power storage device 25 via the fourth DCDC converter 12.
[Operation of power system 300 during power failure]
As shown in FIG. 2, at the time of a power failure, the protection relay 62 is in the closed state based on the parallel command from the controller 51. Here, the closed state refers to a state in which an electric current is allowed to flow through itself. Further, the power switching unit 28 connects the first inverter 13 and the self-supporting distribution board 90.

燃料電池41で発電された電力は、DCDCコンバータ42を経由して第2DCバス43に供給される。第2DCバス43に供給された直流電力の一部または全部は、特性変換回路100に供給される。直流電力変換装置20は、具体的には第1DCDCコンバータ21は、MPPT制御により特性変換回路100から(厳密にはLCフィルタ61を介して)電力を取り出し、取り出した電力を第1DCバス11に供給する。 The electric power generated by the fuel cell 41 is supplied to the second DC bus 43 via the DCDC converter 42. Part or all of the DC power supplied to the second DC bus 43 is supplied to the characteristic conversion circuit 100. Specifically, the DC power converter 20 takes out power from the characteristic conversion circuit 100 (strictly speaking, via the LC filter 61) by MPPT control, and supplies the taken out power to the first DC bus 11. To do.

また、直流電力変換装置20は、系統連系時と同様に、太陽光発電システム31および32から電力を取り出し、取り出した電力を第1DCバス11に供給する。 Further, the DC power conversion device 20 extracts electric power from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and supplies the extracted electric power to the first DC bus 11 as in the case of grid connection.

直流電力変換装置20によって太陽光発電システム31および32ならびに特性変換回路100から取り出された合計電力が第1負荷251、D1電源55および貯湯ユニット47の要求負荷よりも小さい場合、不足分に相当する電力が、蓄電装置25から第4DCDCコンバータ12を経由して第1DCバス11にさらに供給される。取り出された電力が要求負荷よりも大きい場合、過剰分の電力が第4DCDCコンバータ12を介して蓄電装置25に充電され、この充電を行っても過剰分の電力が余る場合は、第2DCバス43の電力の一部が第6DCDCコンバータ45を介してヒーター46に供給される。 When the total power extracted from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the characteristic conversion circuit 100 by the DC power converter 20 is smaller than the required loads of the first load 251 and the D1 power supply 55 and the hot water storage unit 47, it corresponds to the shortage. Electric power is further supplied from the power storage device 25 to the first DC bus 11 via the fourth DCDC converter 12. If the extracted power is larger than the required load, the excess power is charged to the power storage device 25 via the 4th DCDC converter 12, and if the excess power remains even after this charging, the second DC bus 43 A part of the electric power of the above is supplied to the heater 46 via the sixth DCDC converter 45.

このようにして、上記要求負荷に追従させられたあるいは近づけられた電力が、第1DCバス11から第1インバータ13および電力切替ユニット28を経由して主幹ブレーカー92に供給される。主幹ブレーカー92に供給された電力は、系統連系時と同様に、D1電源55、貯湯ユニット47および第1負荷251に供給される。
[電力システム300における機器の接続の仕方による利点]
この例では、電力システム300は、蓄電装置25を備える。太陽光発電システム31および32と、直流電力変換装置20と、蓄電装置25と、はこの順に接続されている。また、燃料電池発電システム40と、特性変換回路100と、直流電力変換装置20と、蓄電装置25と、はこの順に接続されている。このため、太陽光発電システム31および32からのみならず、燃料電池発電システム40からも、蓄電装置25を充電することができる。
In this way, the electric power that is made to follow or is brought close to the required load is supplied from the first DC bus 11 to the main breaker 92 via the first inverter 13 and the electric power switching unit 28. The electric power supplied to the main breaker 92 is supplied to the D1 power supply 55, the hot water storage unit 47, and the first load 251 as in the case of grid connection.
[Advantages of connecting devices in the power system 300]
In this example, the power system 300 includes a power storage device 25. The photovoltaic power generation systems 31 and 32, the DC power conversion device 20, and the power storage device 25 are connected in this order. Further, the fuel cell power generation system 40, the characteristic conversion circuit 100, the DC power conversion device 20, and the power storage device 25 are connected in this order. Therefore, the power storage device 25 can be charged not only from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 but also from the fuel cell power generation system 40.

この例では、電力システム300は、蓄電装置25と、直流電力を交流電力に変換するインバータ13と、コンセント260と、を備える。太陽光発電システム31および32と、直流電力変換装置20と、インバータ13と、コンセント260と、はこの順に接続されている。燃料電池発電システム40と、特性変換回路100と、直流電力変換装置20と、インバータ13と、コンセント260と、はこの順に接続されている。蓄電装置25と、インバータ13と、コンセント260と、はこの順に接続されている。このため、この例では、太陽光発電システム31および32ならびに蓄電装置25から電力供給されるコンセント260に、燃料電池発電システム40からも電力供給できる。このことは、以下の理由で、停電時に便利である。すなわち、夜、雨天時などには、太陽光発電システム31および32は発電できない。仮にコンセント260に燃料電池発電システム40から電力を供給できないとすると、夜、雨天時などに停電が続く場合において、コンセント260から電力を取り出し可能な期間は蓄電装置25のみに基づく限られたものとなる。これに対し、この例では、コンセント260に燃料電池発電システム40から電力を供給できるため、上記期間を延ばすことができる。夜、雨天時などに停電が続く場合において、別のコンセントへの差し替えなしで1つのコンセントから長時間電力を取り出せることは、ユーザーにとって便利である。 In this example, the power system 300 includes a power storage device 25, an inverter 13 that converts DC power into AC power, and an outlet 260. The photovoltaic power generation systems 31 and 32, the DC power converter 20, the inverter 13, and the outlet 260 are connected in this order. The fuel cell power generation system 40, the characteristic conversion circuit 100, the DC power conversion device 20, the inverter 13, and the outlet 260 are connected in this order. The power storage device 25, the inverter 13, and the outlet 260 are connected in this order. Therefore, in this example, the fuel cell power generation system 40 can also supply power to the outlet 260 to which power is supplied from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the power storage device 25. This is convenient during a power outage for the following reasons: That is, the photovoltaic power generation systems 31 and 32 cannot generate electricity at night or in the rain. Assuming that power cannot be supplied to the outlet 260 from the fuel cell power generation system 40, the period during which power can be taken out from the outlet 260 is limited based only on the power storage device 25 when a power outage continues at night or in the rain. Become. On the other hand, in this example, since the power can be supplied to the outlet 260 from the fuel cell power generation system 40, the above period can be extended. When a power outage continues at night or in the rain, it is convenient for the user to be able to take out power from one outlet for a long time without replacing it with another outlet.

また、この例では、コンセント260に対する上記接続と同様の接続が、貯湯ユニット47にもなされている。このため、夜、雨天時などに停電が続く場合において、貯湯ユニット47へとその動作に必要な電力を長時間供給することができる。 Further, in this example, the same connection as the above connection to the outlet 260 is also made to the hot water storage unit 47. Therefore, when a power failure continues at night or in the rain, the electric power required for its operation can be supplied to the hot water storage unit 47 for a long time.

この例では、電力システム300は、蓄電装置25から燃料電池発電システム40に(具体的には、D1電源55に)電力を供給することができるように構成されている。具体的には、コンセント260に対する上記接続と同様の接続が、D1電源55にもなされている。このようにすれば、停電時に燃料電池発電システム40を起動させるための専用電源を省略することができる。専用電源は、典型的には、燃料電池発電システム40の補機に電力を供給するための電源である。
[特性変換回路の具体例]
以下、特性変換回路100の具体例である特性変換回路100Xについて、図10を参照しながら説明する。以下では、図5を参照して既に説明した要素については、同一符号を付し、その説明を省略することがある。
In this example, the power system 300 is configured to be able to supply power (specifically, to the D1 power source 55) from the power storage device 25 to the fuel cell power generation system 40. Specifically, the same connection as the above connection to the outlet 260 is also made to the D1 power supply 55. In this way, the dedicated power source for starting the fuel cell power generation system 40 in the event of a power failure can be omitted. The dedicated power source is typically a power source for supplying electric power to the auxiliary equipment of the fuel cell power generation system 40.
[Specific example of characteristic conversion circuit]
Hereinafter, the characteristic conversion circuit 100X, which is a specific example of the characteristic conversion circuit 100, will be described with reference to FIG. In the following, the elements already described with reference to FIG. 5 may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

特性変換回路100Xは、LLCコンバータを構成している。このLLCコンバータは、電流供給電源131から流出する電流が大きいほど高い発振周波数が規定され、発振周波数が高いほど特性変換回路100Xの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなるように構成されている。 The characteristic conversion circuit 100X constitutes an LLC converter. The LLC converter is configured so that the higher the current flowing out from the current supply power supply 131, the higher the oscillation frequency is defined, and the higher the oscillation frequency, the smaller the ratio of the output voltage to the input voltage of the characteristic conversion circuit 100X.

具体的には、特性変換回路100Xは、第1回路110と、第2回路120と、フィードバック電流供給部130Xと、電流共振制御部140と、電圧電流制御回路160Xと、を有する。 Specifically, the characteristic conversion circuit 100X includes a first circuit 110, a second circuit 120, a feedback current supply unit 130X, a current resonance control unit 140, and a voltage / current control circuit 160X.

フィードバック電流供給部130Xは、電流供給電源131および第3抵抗132に加え、第1発光ダイオード135を有する。第1発光ダイオード135には、電流供給電源131から流出した電流が流れる。 The feedback current supply unit 130X has a first light emitting diode 135 in addition to the current supply power supply 131 and the third resistor 132. The current flowing out from the current supply power supply 131 flows through the first light emitting diode 135.

電流共振制御部140は、第4抵抗141と、第1コンデンサ142と、第5抵抗143と、第1フォトトランジスタ145と、制御IC146と、を有する。第4抵抗141と、第1コンデンサ142と、第5抵抗143および第1フォトトランジスタ145の組み合わせとは、互いに並列に接続されている。第1フォトトランジスタ145は、第1発光ダイオード135と協働して、第1フォトカプラ150を構成している。制御IC146は、定電流源147と、フィードバック端子148と、ハイサイドドライバ出力端子149aと、ローサイドドライバ出力端子149bと、を有する。 The current resonance control unit 140 includes a fourth resistor 141, a first capacitor 142, a fifth resistor 143, a first phototransistor 145, and a control IC 146. The combination of the fourth resistor 141, the first capacitor 142, the fifth resistor 143, and the first phototransistor 145 are connected in parallel with each other. The first phototransistor 145 cooperates with the first light emitting diode 135 to form the first photocoupler 150. The control IC 146 has a constant current source 147, a feedback terminal 148, a high-side driver output terminal 149a, and a low-side driver output terminal 149b.

電流共振制御部140では、第1コンデンサ142に電荷が充電される期間(以下、充電期間と称することがある)と、第1コンデンサ142から電荷が放電される期間(以下、放電期間と称することがある)とが、交互に訪れる。放電期間と充電期間とは、フィードバック端子148の電圧に基づいて切り替わる。 In the current resonance control unit 140, a period during which the first capacitor 142 is charged with an electric charge (hereinafter, may be referred to as a charging period) and a period during which the electric charge is discharged from the first capacitor 142 (hereinafter, referred to as a discharging period). There is) and visit alternately. The discharge period and the charge period are switched based on the voltage of the feedback terminal 148.

具体的には、充電期間において、定電流源147からフィードバック端子148を介して第1コンデンサ142に電荷が充電されていく。充電が進むにつれて、フィードバック端子148の電圧が上昇していく。フィードバック端子148の電圧が第1の電圧に達すると、放電期間に切り替わる。放電期間においては、定電流源147から第1コンデンサ142への電荷の充電は停止される。放電期間においては、第1コンデンサ142に充電された電荷は、第4抵抗141を介して放電される。放電期間においては、電荷が第5抵抗143および第1フォトトランジスタ145を介してさらに放電される。放電が進むにつれて、フィードバック端子148の電圧が低下していく。フィードバック端子148の電圧が第2の電圧に達すると、充電期間に切り替わる。 Specifically, during the charging period, the first capacitor 142 is charged with electric charge from the constant current source 147 via the feedback terminal 148. As the charging progresses, the voltage of the feedback terminal 148 rises. When the voltage of the feedback terminal 148 reaches the first voltage, the discharge period is switched. During the discharge period, charging of the electric charge from the constant current source 147 to the first capacitor 142 is stopped. During the discharge period, the electric charge charged in the first capacitor 142 is discharged via the fourth resistor 141. During the discharge period, the charge is further discharged via the fifth resistor 143 and the first phototransistor 145. As the discharge progresses, the voltage of the feedback terminal 148 decreases. When the voltage of the feedback terminal 148 reaches the second voltage, the charging period is switched.

第1発光ダイオード135を流れる電流が大きいほど、第1フォトトランジスタ145に大きい電流が流れ、放電期間における第5抵抗143および第1フォトトランジスタ145を介した電荷の放電が速くなり、放電期間が短くなり、充放電周波数が高くなる。充放電周波数は、上記の発振周波数に対応する。 The larger the current flowing through the first light emitting diode 135, the larger the current flows through the first phototransistor 145, and the faster the electric charge is discharged through the fifth resistor 143 and the first phototransistor 145 during the discharge period, and the shorter the discharge period is. Therefore, the charge / discharge frequency becomes high. The charge / discharge frequency corresponds to the above oscillation frequency.

ある放電期間において、ハイサイドドライバ出力端子149aから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ローサイドドライバ出力端子149bから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ハイサイドドライバ出力端子149aから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ローサイドドライバ出力端子149bから駆動信号が出力される。これが繰り返され、ドライバ出力端子149aおよび149bから、互いに逆位相の駆動パルス信号が出力される。これらの駆動パルス信号の周波数は、上記の充放電周波数が高くなるほど高くなる。なお、充電期間は、両ドライバ出力端子149aおよび149bのいずれからも駆動信号が出力されないデッドタイムとなる。 In a certain discharge period, a drive signal is output from the high-side driver output terminal 149a. In the next discharge period, a drive signal is output from the low-side driver output terminal 149b. In the next discharge period, a drive signal is output from the high-side driver output terminal 149a. In the next discharge period, a drive signal is output from the low-side driver output terminal 149b. This is repeated, and drive pulse signals having opposite phases are output from the driver output terminals 149a and 149b. The frequency of these drive pulse signals becomes higher as the charge / discharge frequency is higher. The charging period is a dead time in which no drive signal is output from either of the driver output terminals 149a and 149b.

電圧電流制御回路160Xは、第2コンデンサ161と、第1スイッチング素子162aと、第2スイッチング素子162bと、第3コンデンサ163aと、第4コンデンサ163bと、第5コンデンサ164と、トランス165と、第1ダイオード166aと、第2ダイオード166bと、第6コンデンサ167と、を有する。 The voltage / current control circuit 160X includes a second capacitor 161, a first switching element 162a, a second switching element 162b, a third capacitor 163a, a fourth capacitor 163b, a fifth capacitor 164, a transformer 165, and a third capacitor. It has a 1 diode 166a, a 2nd diode 166b, and a 6th capacitor 167.

スイッチング素子162aおよび162bは、直列に接続されることにより、直列回路を構成している。この直列回路には、第2コンデンサ161が並列接続されている。第1スイッチング素子162aには第3コンデンサ163aが並列接続されている。第2スイッチング素子162bには第4コンデンサ163bが並列接続されている。 The switching elements 162a and 162b are connected in series to form a series circuit. A second capacitor 161 is connected in parallel to this series circuit. A third capacitor 163a is connected in parallel to the first switching element 162a. A fourth capacitor 163b is connected in parallel to the second switching element 162b.

この例では、スイッチング素子162aおよび162bは、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。また、第5コンデンサ164は、共振コンデンサである。 In this example, the switching elements 162a and 162b are MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors). Further, the fifth capacitor 164 is a resonance capacitor.

トランス165は、1次側の巻線である第1巻線165aと、2次側の巻線である第2巻線165bおよび第3巻線165cと、を有する。 The transformer 165 has a first winding 165a, which is a primary winding, and a second winding 165b and a third winding 165c, which are secondary windings.

第1巻線165aの一端には、第1スイッチング素子162aの電流流出端子と、第2スイッチング素子162bの電流流入端子と、が接続されている。第1巻線165aの他端と第2スイッチング素子162bの電流流出端子との間には、第5コンデンサ164が接続されている。なお、この例では、電流流出端子はソース端子である。電流流入端子は、ドレイン端子である。 A current outflow terminal of the first switching element 162a and a current inflow terminal of the second switching element 162b are connected to one end of the first winding 165a. A fifth capacitor 164 is connected between the other end of the first winding 165a and the current outflow terminal of the second switching element 162b. In this example, the current outflow terminal is the source terminal. The current inflow terminal is a drain terminal.

第2巻線165bの一端には、第1ダイオード166aのアノードが接続されている。第1ダイオード166aのカソードには、第6コンデンサ167の一端と、第2ダイオード166bのカソードと、が接続されている。第2巻線165bの他端には、第6コンデンサ167の他端と、基準電位とが接続されている。 The anode of the first diode 166a is connected to one end of the second winding 165b. One end of the sixth capacitor 167 and the cathode of the second diode 166b are connected to the cathode of the first diode 166a. The other end of the sixth capacitor 167 and the reference potential are connected to the other end of the second winding 165b.

第3巻線165cの一端には、第6コンデンサ167の他端と、基準電位とが接続されている。第3巻線165cの他端には、第2ダイオード166bのアノードが接続されている。 The other end of the sixth capacitor 167 and the reference potential are connected to one end of the third winding 165c. The anode of the second diode 166b is connected to the other end of the third winding 165c.

第1スイッチング素子162aの制御端子には、ハイサイドドライバ出力端子149aから駆動パルス信号が供給される。第2スイッチング素子162bの制御端子には、ローサイドドライバ出力端子149bから駆動パルス信号が供給される。これにより、スイッチング素子162aおよび162bは、互いに逆位相の駆動パルス信号が供給されることによって、交互にオンオフする。なお、この例では、制御端子は、ゲート端子である。 A drive pulse signal is supplied from the high-side driver output terminal 149a to the control terminal of the first switching element 162a. A drive pulse signal is supplied from the low-side driver output terminal 149b to the control terminal of the second switching element 162b. As a result, the switching elements 162a and 162b are alternately turned on and off by supplying drive pulse signals having opposite phases to each other. In this example, the control terminal is a gate terminal.

スイッチング素子162aおよび162bに供給される駆動パルス信号の周波数が高いほど、LLC共振に基づき、電圧電流制御回路160Xの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなる。 The higher the frequency of the drive pulse signal supplied to the switching elements 162a and 162b, the smaller the ratio of the output voltage to the input voltage of the voltage-current control circuit 160X based on the LLC resonance.

なお、図5の特性変換回路100の具体例は、図10の特性変換回路100Xには限られない。例えば、電流供給電源131から流出する電流が大きいほど小さいデューティ比が規定され、そのデューティ比に基づいて動作するDCDCコンバータを特性変換回路内に構成することもできる。 The specific example of the characteristic conversion circuit 100 of FIG. 5 is not limited to the characteristic conversion circuit 100X of FIG. For example, the larger the current flowing out from the current supply power supply 131, the smaller the duty ratio is defined, and a DCDC converter that operates based on the duty ratio can be configured in the characteristic conversion circuit.

本開示に、その他の種々の変更を適用することもできる。例えば、電力システムにおける太陽光発電システムの数は、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。電力システムは、太陽光発電システムを有していなくてもよい。直流電力変換装置、第1インバータ等は、パワーステーションに組み込まれていなくてもよい。電力システムは、蓄電装置、貯湯ユニットなどの図示した一部の要素を有していないくてもよい。また、発電部と負荷の接続経路は、図示したものに限られない。例えば、コンセント260を省略して第1負荷251に電力を供給することも可能である。
[効果]
上記で説明したように、説明本開示の第1態様に係る電力システムは、
出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに対して、MPPT制御を実行できるように設計された直流電力変換装置と、
燃料電池発電システムであって、該燃料電池発電システムで生成された直流電力は前記直流電力変換装置に供給される燃料電池発電システムと、
前記燃料電池発電システムと前記直流電力変換装置とを接続する経路上に設けられた特性変換回路であって、電流センサと、可変出力電源と、を含む特性変換回路と、を備え、
前記電流センサは、前記特性変換回路の出力電流の検出を行い、前記検出の結果を表すセンサ出力を出力し、
前記電流センサは、前記特性変換回路の出力電流が大きくなるほど前記センサ出力を大きく出力し、
前記可変出力電源は、可変出力を出力し、
前記特性変換回路において、
前記センサ出力が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電力を大きくする第1フィードバック制御を実行する第1回路と、前記センサ出力が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電力を小さくする第2フィードバック制御を、前記第1回路と協働して実行する第2回路と、が設けられ、
前記特性変換回路において、
(a)前記特性変換回路の出力電圧が前記所定範囲内のある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大となる出力電圧−出力電力特性と、前記特性変換回路の出力電圧が前記ある値を跨ぐ領域において前記特性変換回路の出力電圧が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性がもたらされ、
(b)前記第1フィードバック制御と前記第2フィードバック制御とが切り替わるときの前記特性変換回路の出力電流を切替電流と定義したとき、前記特性変換回路の出力電流が前記切替電流であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大となる出力電流−出力電力特性がもたらされるように、
前記センサ出力が相対的に小さいときに前記第1フィードバック制御が実行されるとともに前記センサ出力が相対的に大きいときに前記第2フィードバック制御が実行され、
前記切替電流は、前記検出の誤差に依存するとともに、前記可変出力を変化させると変化する。
Various other modifications may also be applied to this disclosure. For example, the number of photovoltaic power generation systems in the electric power system may be one or three or more. The power system does not have to have a photovoltaic system. The DC power converter, the first inverter, and the like do not have to be incorporated in the power station. The electric power system may not have some of the illustrated elements such as a power storage device and a hot water storage unit. Further, the connection path between the power generation unit and the load is not limited to the one shown in the figure. For example, it is possible to omit the outlet 260 and supply electric power to the first load 251.
[effect]
As described above, the power system according to the first aspect of the present disclosure will be described.
A DC power converter designed to perform MPPT control for photovoltaic systems that maximize output power when the output voltage is within a predetermined range.
In the fuel cell power generation system, the DC power generated by the fuel cell power generation system is supplied to the DC power conversion device and the fuel cell power generation system.
It is a characteristic conversion circuit provided on a path connecting the fuel cell power generation system and the DC power conversion device, and includes a characteristic conversion circuit including a current sensor and a variable output power supply.
The current sensor detects the output current of the characteristic conversion circuit and outputs a sensor output representing the result of the detection.
The current sensor outputs the sensor output as the output current of the characteristic conversion circuit increases.
The variable output power supply outputs a variable output and
In the characteristic conversion circuit
The first circuit that executes the first feedback control that increases the output power of the characteristic conversion circuit as the sensor output increases, and the second feedback control that decreases the output power of the characteristic conversion circuit as the sensor output increases. A second circuit, which is executed in cooperation with the first circuit, is provided.
In the characteristic conversion circuit
(A) The output voltage-output power characteristic at which the output power of the characteristic conversion circuit is maximized when the output voltage of the characteristic conversion circuit is a certain value within the predetermined range, and the output voltage of the characteristic conversion circuit are the above. As the output voltage of the characteristic conversion circuit increases in a region straddling a certain value, the output current of the characteristic conversion circuit decreases, resulting in an output voltage-output current characteristic.
(B) When the output current of the characteristic conversion circuit when the first feedback control and the second feedback control are switched is defined as a switching current, the output current of the characteristic conversion circuit is the switching current. To provide the output current-output power characteristic that maximizes the output power of the characteristic conversion circuit.
The first feedback control is executed when the sensor output is relatively small, and the second feedback control is executed when the sensor output is relatively large.
The switching current depends on the detection error and changes when the variable output is changed.

第1態様に係る電力システムは、太陽光発電システムのMPPT制御を実行できるように設計された直流電力変換装置を含む。第1態様に係る電力システムは、その直流電力変換装置を用いてMPPT制御を実行することにより、燃料電池発電システムから直流電力変換装置に電力を取り出すのに適している。さらに、第1態様に係る電力システムは、当該取り出される電力を調整するのに適している。 The power system according to the first aspect includes a DC power conversion device designed to perform MPPT control of a photovoltaic power generation system. The electric power system according to the first aspect is suitable for extracting electric power from the fuel cell power generation system to the DC electric power converter by executing MPPT control using the DC electric power converter. Further, the power system according to the first aspect is suitable for adjusting the extracted power.

本開示の第2態様において、例えば、第1態様に係る電力システムでは、
前記特性変換回路の出力電流がゼロであるときの前記特性変換回路の出力電圧を開放電圧と定義したとき、前記第1フィードバック制御により、前記開放電圧が制御されてもよい。
In the second aspect of the present disclosure, for example, in the power system according to the first aspect,
When the output voltage of the characteristic conversion circuit when the output current of the characteristic conversion circuit is zero is defined as an open circuit voltage, the open circuit voltage may be controlled by the first feedback control.

第2態様は、直流電力変換装置に耐電圧を超える電圧が供給されるのを防止するのに適している。 The second aspect is suitable for preventing the DC power converter from being supplied with a voltage exceeding the withstand voltage.

本開示の第3態様において、例えば、第1態様または第2態様に係る電力システムでは、
前記センサ出力は、第1センサ電圧であってもよく、
前記可変出力は、可変電圧であってもよく、
前記第2回路は、前記第1センサ電圧および前記可変電圧に応じて変化する第2センサ電圧を生成するセンサ電圧調整回路を含んでいてもよい。
In the third aspect of the present disclosure, for example, in the power system according to the first or second aspect.
The sensor output may be the first sensor voltage.
The variable output may be a variable voltage.
The second circuit may include a sensor voltage adjusting circuit that generates a second sensor voltage that changes according to the first sensor voltage and the variable voltage.

第3態様によれば、可変電圧を第2センサ電圧に反映させることができる。可変電圧が反映された第2センサ電圧を特性変換回路における制御に用いることにより、切替電流の目標値からのずれを小さくし、出力電力の最大値の目標値からのずれを小さくすることができる。また、可変電圧を調整して切替電流を調整することにより、状況に応じて特性変換回路の出力電力の最大値を調整することも可能である。 According to the third aspect, the variable voltage can be reflected in the second sensor voltage. By using the second sensor voltage reflecting the variable voltage for control in the characteristic conversion circuit, the deviation of the switching current from the target value can be reduced, and the deviation of the maximum output power value from the target value can be reduced. .. Further, by adjusting the variable voltage and adjusting the switching current, it is possible to adjust the maximum value of the output power of the characteristic conversion circuit according to the situation.

本開示の第4態様において、例えば、第3態様に係る電力システムでは、
前記電流センサは、前記第1センサ電圧を出力するセンサ出力部を含んでいてもよく、
前記センサ電圧調整回路は、
入力抵抗と、
帰還抵抗と、
前記入力抵抗を介して前記センサ出力部に接続されたセンサ入力端子と、前記可変電圧が入力される可変電圧入力端子と、前記帰還抵抗を介して前記センサ入力端子に接続された第2センサ電圧出力端子と、を含むセンサ電圧調整オペアンプであって、前記センサ入力端子および前記可変電圧入力端子の電圧差に基づいて前記第2センサ電圧を生成して前記第2センサ電圧出力端子から出力するセンサ電圧調整オペアンプと、を含んでいてもよい。
In the fourth aspect of the present disclosure, for example, in the power system according to the third aspect,
The current sensor may include a sensor output unit that outputs the first sensor voltage.
The sensor voltage adjustment circuit
Input resistance and
Return resistance and
A sensor input terminal connected to the sensor output unit via the input resistor, a variable voltage input terminal to which the variable voltage is input, and a second sensor voltage connected to the sensor input terminal via the feedback resistor. A sensor voltage adjusting operational capacitor including an output terminal, which is a sensor that generates the second sensor voltage based on the voltage difference between the sensor input terminal and the variable voltage input terminal and outputs the second sensor voltage from the second sensor voltage output terminal. It may include a voltage regulating operational amplifier.

第4態様のセンサ電圧調整回路の構成は、第1センサ電圧および可変電圧が反映された第2センサ電圧を生成する構成の一具体例である。 The configuration of the sensor voltage adjusting circuit of the fourth aspect is a specific example of a configuration for generating a second sensor voltage reflecting the first sensor voltage and the variable voltage.

本開示の第5態様において、例えば、第3態様または第4態様に係る電力システムでは、
前記第2回路は、前記第1センサ電圧が大きくなることによって前記第2センサ電圧が閾値電圧を跨いで変化したときに調整電流が流れ始める電圧電流変換回路を含んでいてもよく、
前記調整電流が流れ始めたときに、前記第1フィードバック制御から前記第2フィードバック制御に切り替わってもよい。
In the fifth aspect of the present disclosure, for example, in the power system according to the third or fourth aspect.
The second circuit may include a voltage-current conversion circuit in which an adjustment current starts to flow when the second sensor voltage changes across a threshold voltage due to an increase in the first sensor voltage.
When the adjustment current starts to flow, the first feedback control may be switched to the second feedback control.

第5態様では、調整電流が流れ始めるタイミングで、第1フィードバック制御から第2フィードバック制御に切り替わる。電流が流れ始めるタイミングで制御が切り替えられる特性変換回路は、設計し易い。 In the fifth aspect, the first feedback control is switched to the second feedback control at the timing when the adjustment current starts to flow. It is easy to design a characteristic conversion circuit whose control is switched when the current starts to flow.

本開示の第6態様において、例えば、第5態様に係る電力システムでは、
前記電圧電流変換回路は、
前記閾値電圧を出力する電圧供給電源と、
介在抵抗と、
前記介在抵抗を介して前記電圧供給電源に接続された電源入力端子と、前記第2センサ電圧が入力される第2センサ電圧入力端子と、制御電圧出力端子と、を含むトランジスタ駆動オペアンプであって、前記電源入力端子および前記第2センサ電圧入力端子の電圧差に基づいて制御電圧を生成して前記制御電圧出力端子から出力するトランジスタ駆動オペアンプと、
前記制御電圧が入力される制御端子と、前記介在抵抗を介して前記電圧供給電源に接続された第1端子と、前記調整電流を出力する第2端子と、を含む調整電流出力トランジスタと、を含んでいてもよい。
In the sixth aspect of the present disclosure, for example, in the electric power system according to the fifth aspect,
The voltage-current conversion circuit
A voltage supply power supply that outputs the threshold voltage and
Intervening resistance and
A transistor-driven operational amplifier including a power supply input terminal connected to the voltage supply power supply via the intervening resistor, a second sensor voltage input terminal into which the second sensor voltage is input, and a control voltage output terminal. A transistor-driven operational amplifier that generates a control voltage based on the voltage difference between the power supply input terminal and the second sensor voltage input terminal and outputs the control voltage from the control voltage output terminal.
A regulated current output transistor including a control terminal into which the control voltage is input, a first terminal connected to the voltage supply power supply via the intervening resistor, and a second terminal for outputting the regulated current. It may be included.

第6態様の電圧電流変換回路の構成は、調整電流を生成する構成の一具体例である。 The configuration of the voltage-current conversion circuit of the sixth aspect is a specific example of the configuration for generating the adjustment current.

本開示の第7態様において、例えば、第1から第6態様のいずれか1つに係る電力システムは、
出力電圧が前記所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムを少なくとも1つさらに備えていてもよく、
前記少なくとも1つの太陽光発電システムで生成された直流電力は、前記直流電力変換装置に供給されてもよい。
In the seventh aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to any one of the first to sixth aspects is
It may further include at least one photovoltaic system that maximizes output power when the output voltage is within the predetermined range.
The DC power generated by the at least one photovoltaic power generation system may be supplied to the DC power conversion device.

第7態様によれば、太陽光発電システムで発電された直流電力を直流電力変換装置に供給できる。 According to the seventh aspect, the DC power generated by the photovoltaic power generation system can be supplied to the DC power converter.

本開示の第8態様において、例えば、第7態様に係る電力システムは、
制御器をさらに備えていてもよく、
前記制御器は、前記少なくとも1つの太陽光発電システムの発電出力に応じて、前記可変出力を変化させてもよい。
In the eighth aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to the seventh aspect is
It may have more controls,
The controller may change the variable output according to the power generation output of the at least one photovoltaic power generation system.

第8態様によれば、少なくとも1つの太陽光発電システムの発電出力に応じて特性変換回路の出力電力を調整できる。 According to the eighth aspect, the output power of the characteristic conversion circuit can be adjusted according to the power generation output of at least one photovoltaic power generation system.

本開示の第9態様において、例えば、第8態様に係る電力システムは、
前記発電出力は、発電電圧であってもよく、
前記制御器は、
(a)前記発電電圧が閾値発電電圧を跨いで大きくなったときに、前記切替電流が小さくなるように前記可変出力を変化させてもよく、または、
(b)前記発電電圧が大きいほど、前記切替電流が小さくなるように前記可変出力を変化させてもよい。
In the ninth aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to the eighth aspect is
The power generation output may be a power generation voltage.
The controller
(A) When the generated voltage increases across the threshold generated voltage, the variable output may be changed so that the switching current becomes smaller, or
(B) The variable output may be changed so that the larger the generated voltage, the smaller the switching current.

第9態様は、過不足のない電力を直流電力変換装置に供給するのに適している。 The ninth aspect is suitable for supplying just enough electric power to the DC power converter.

本開示の第10態様において、例えば、第8態様または第9態様に係る電力システムでは、
前記制御器は、前記発電出力を表す制御信号を用いて、前記可変出力を変化させてもよい。
In the tenth aspect of the present disclosure, for example, in the power system according to the eighth or ninth aspect.
The controller may change the variable output by using a control signal representing the power generation output.

第10態様の制御信号によれば、発電出力に応じた可変出力の調整を容易に実行できる。 According to the control signal of the tenth aspect, adjustment of the variable output according to the power generation output can be easily executed.

本開示の第11態様において、例えば、第7から第10態様のいずれか1つに係る電力システムでは、
前記少なくとも1つの太陽光発電システムは、第1太陽光発電システムを含んでいてもよく、
前記直流電力変換装置は、第1DCDCコンバータおよび第2DCDCコンバータを含んでいてもよく、
前記第1DCDCコンバータは、MPPT制御によって、前記特性変換回路の出力電力を変化させてもよく、
前記第2DCDCコンバータは、MPPT制御によって、前記第1太陽光発電システムの出力電力を変化させてもよい。
In the eleventh aspect of the present disclosure, for example, in the electric power system according to any one of the seventh to tenth aspects,
The at least one photovoltaic power generation system may include a first photovoltaic power generation system.
The DC power converter may include a first DCDC converter and a second DCDC converter.
The first DCDC converter may change the output power of the characteristic conversion circuit by MPPT control.
The second DCDC converter may change the output power of the first photovoltaic power generation system by MPPT control.

第11態様によれば、太陽光発電システムおよび特性変換回路を個別にMPPT制御するマルチストリング型の直流電力変換装置を実現できる。 According to the eleventh aspect, it is possible to realize a multi-string type DC power conversion device that individually MPPT controls the photovoltaic power generation system and the characteristic conversion circuit.

本開示の第12態様において、例えば、第7から第11態様のいずれか1つに係る電力システムでは、
蓄電装置をさらに備えていてもよく、
前記少なくとも1つの太陽光発電システムと、前記直流電力変換装置と、前記蓄電装置と、はこの順に接続されていてもよく、
前記燃料電池発電システムと、前記特性変換回路と、前記直流電力変換装置と、前記蓄電装置と、はこの順に接続されていてもよい。
In the twelfth aspect of the present disclosure, for example, in the power system according to any one of the seventh to eleventh aspects,
It may be further equipped with a power storage device,
The at least one photovoltaic power generation system, the DC power conversion device, and the power storage device may be connected in this order.
The fuel cell power generation system, the characteristic conversion circuit, the DC power conversion device, and the power storage device may be connected in this order.

第12態様によれば、太陽光発電システムからのみならず、燃料電池発電システムからも、蓄電装置を充電することができる。 According to the twelfth aspect, the power storage device can be charged not only from the photovoltaic power generation system but also from the fuel cell power generation system.

本開示の第13態様において、例えば、第7から第12態様のいずれか1つに係る電力システムは、
蓄電装置と、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
コンセントと、を備えていてもよく、
前記少なくとも1つの太陽光発電システムと、前記直流電力変換装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続されていてもよく、
前記燃料電池発電システムと、前記特性変換回路と、前記直流電力変換装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続されていてもよく、
前記蓄電装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続されていてもよい。
In the thirteenth aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to any one of the seventh to twelfth aspects is
Power storage device and
Inverters that convert DC power to AC power,
May be equipped with an outlet,
The at least one photovoltaic power generation system, the DC power conversion device, the inverter, and the outlet may be connected in this order.
The fuel cell power generation system, the characteristic conversion circuit, the DC power conversion device, the inverter, and the outlet may be connected in this order.
The power storage device, the inverter, and the outlet may be connected in this order.

第13態様によれば、太陽光発電システムおよび蓄電装置から電力供給されるコンセントに、燃料電池発電システムからも電力供給できる。 According to the thirteenth aspect, power can also be supplied from the fuel cell power generation system to the outlet to which power is supplied from the photovoltaic power generation system and the power storage device.

本開示の第14態様において、例えば、第12態様または第13態様に係る電力システムは、
前記蓄電装置から前記燃料電池発電システムに電力を供給することができるように構成されていてもよい。
In the 14th aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to the 12th or 13th aspect is
It may be configured so that electric power can be supplied from the power storage device to the fuel cell power generation system.

第14態様によれば、停電時に、蓄電装置の電力により、燃料電池発電システムを起動させることができる。第14態様によれば、停電時に燃料電池発電システムを起動させるための専用電源を省略することができる。 According to the fourteenth aspect, the fuel cell power generation system can be started by the electric power of the power storage device at the time of a power failure. According to the fourteenth aspect, the dedicated power source for starting the fuel cell power generation system in the event of a power failure can be omitted.

本開示に係る技術は、例えば、太陽光発電システム用に設計された直流電力変換装置と、燃料電池発電システムと、を有する電力システムに利用可能である。 The technology according to the present disclosure can be used, for example, in a power system having a DC power conversion device designed for a photovoltaic power generation system and a fuel cell power generation system.

10 パワーステーション
11,43 DCバス
12,21,22,23,42,45 DCDCコンバータ
13,44 インバータ
20 直流電力変換装置
25 蓄電装置
28 電力切替ユニット
28a 系統電力入力部
28b 自立電力入力部
28c 電力出力部
31,32 太陽光発電システム
36,37 太陽光発電パネル
40 燃料電池発電システム
41 燃料電池
46 ヒーター
47 貯湯ユニット
51 制御器
52 低圧電源
55 D1電源
60 基板
61 LCフィルタ
62 保護リレー
80,90 分電盤
81,82,83,85a,85b,85c,92,95a,95b,95c ブレーカー
85,95 分岐部
88,89,98,99 電路
100,100X 特性変換回路
110,120 回路
121,122,132,141,143,400,R1,R2,R3 抵抗
125 第1シャントレギュレータ
125A 第1アノード
125K 第1カソード
125a 第1参照電圧端子
124,125о,126 オペアンプ
125t,127 トランジスタ
120a センサ電圧調整回路
120b 電圧電流変換回路
123 可変出力電源
128 電流センサ
128a センサ出力部
128r シャント抵抗
128s 電流センスアンプ
129,131 電源
130,130X フィードバック電流供給部
135 発光ダイオード
140 電流共振制御部
142,161,163a,163b,164,167 コンデンサ
145 フォトトランジスタ
146 制御IC
147 定電流源
148,149a,149b 端子
150 フォトカプラ
160,160X 電圧電流制御回路
162a,162b スイッチング素子
165 トランス
165a,165b,165c 巻線
166a,166b ダイオード
200 系統電源
251,252,253 負荷
260 コンセント
300 電力システム
p1,p2 接続点
10 Power station 11,43 DC bus 12,21,22,23,42,45 DCDC converter 13,44 Inverter 20 DC power converter 25 Power storage device 28 Power switching unit 28a System power input unit 28b Independent power input unit 28c Power output Part 31, 32 Solar power generation system 36, 37 Solar power generation panel 40 Fuel cell power generation system 41 Fuel cell 46 Heater 47 Hot water storage unit 51 Controller 52 Low voltage power supply 55 D1 power supply 60 Board 61 LC filter 62 Protection relay 80, 90 Distribution Board 81, 82, 83, 85a, 85b, 85c, 92, 95a, 95b, 95c Breaker 85, 95 Branch 88, 89, 98, 99 Electric current 100, 100X Characteristic conversion circuit 110, 120 Circuit 121, 122, 132, 141,143,400, R1, R2, R3 Resistance 125 1st shunt regulator 125A 1st anode 125K 1st cathode 125a 1st reference Voltage terminal 124, 125о, 126 Operate 125t, 127 Transistor 120a Sensor voltage adjustment circuit 120b Voltage-current conversion Circuit 123 Variable output power supply 128 Current sensor 128a Sensor output unit 128r Shunt resistance 128s Current sense amplifier 129, 131 Power supply 130, 130X Feedback current supply unit 135 Light emitting diode 140 Current resonance control unit 142, 161, 163a, 163b, 164,167 Condenser 145 Phototransistor 146 Control IC
147 Constant current source 148, 149a, 149b Terminal 150 Photocoupler 160, 160X Voltage / current control circuit 162a, 162b Switching element 165 Transformer 165a, 165b, 165c Winding 166a, 166b Diode 200 System power supply 251,252,253 Load 260 Outlet 300 Power system p1, p2 connection point

Claims (14)

出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに対して、MPPT制御を実行できるように設計された直流電力変換装置と、
燃料電池発電システムであって、該燃料電池発電システムで生成された直流電力は前記直流電力変換装置に供給される燃料電池発電システムと、
前記燃料電池発電システムと前記直流電力変換装置とを接続する経路上に設けられた特性変換回路であって、電流センサと、可変出力電源と、を含む特性変換回路と、を備え、
前記電流センサは、前記特性変換回路の出力電流の検出を行い、前記検出の結果を表すセンサ出力を出力し、
前記電流センサは、前記特性変換回路の出力電流が大きくなるほど前記センサ出力を大きく出力し、
前記可変出力電源は、可変出力を出力し、
前記特性変換回路において、
前記センサ出力が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電力を大きくする第1フィードバック制御を実行する第1回路と、前記センサ出力が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電力を小さくする第2フィードバック制御を、前記第1回路と協働して実行する第2回路と、が設けられ、
前記特性変換回路において、
(a)前記特性変換回路の出力電圧が前記所定範囲内のある値であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大となる出力電圧−出力電力特性と、前記特性変換回路の出力電圧が前記ある値を跨ぐ領域において前記特性変換回路の出力電圧が大きくなるほど前記特性変換回路の出力電流が小さくなる出力電圧−出力電流特性がもたらされ、
(b)前記第1フィードバック制御と前記第2フィードバック制御とが切り替わるときの前記特性変換回路の出力電流を切替電流と定義したとき、前記特性変換回路の出力電流が前記切替電流であるときに前記特性変換回路の出力電力が最大となる出力電流−出力電力特性がもたらされるように、
前記センサ出力が相対的に小さいときに前記第1フィードバック制御が実行されるとともに前記センサ出力が相対的に大きいときに前記第2フィードバック制御が実行され、
前記切替電流は、前記検出の誤差に依存するとともに、前記可変出力を変化させると変化する、電力システム。
A DC power converter designed to perform MPPT control for photovoltaic systems that maximize output power when the output voltage is within a predetermined range.
In the fuel cell power generation system, the DC power generated by the fuel cell power generation system is supplied to the DC power conversion device and the fuel cell power generation system.
It is a characteristic conversion circuit provided on a path connecting the fuel cell power generation system and the DC power conversion device, and includes a characteristic conversion circuit including a current sensor and a variable output power supply.
The current sensor detects the output current of the characteristic conversion circuit and outputs a sensor output representing the result of the detection.
The current sensor outputs the sensor output as the output current of the characteristic conversion circuit increases.
The variable output power supply outputs a variable output and
In the characteristic conversion circuit
The first circuit that executes the first feedback control that increases the output power of the characteristic conversion circuit as the sensor output increases, and the second feedback control that decreases the output power of the characteristic conversion circuit as the sensor output increases. A second circuit, which is executed in cooperation with the first circuit, is provided.
In the characteristic conversion circuit
(A) The output voltage-output power characteristic at which the output power of the characteristic conversion circuit is maximized when the output voltage of the characteristic conversion circuit is a certain value within the predetermined range, and the output voltage of the characteristic conversion circuit are the above. As the output voltage of the characteristic conversion circuit increases in a region straddling a certain value, the output current of the characteristic conversion circuit decreases, resulting in an output voltage-output current characteristic.
(B) When the output current of the characteristic conversion circuit when the first feedback control and the second feedback control are switched is defined as a switching current, the output current of the characteristic conversion circuit is the switching current. To provide the output current-output power characteristic that maximizes the output power of the characteristic conversion circuit.
The first feedback control is executed when the sensor output is relatively small, and the second feedback control is executed when the sensor output is relatively large.
A power system in which the switching current depends on the detection error and changes when the variable output is changed.
前記特性変換回路の出力電流がゼロであるときの前記特性変換回路の出力電圧を開放電圧と定義したとき、前記第1フィードバック制御により、前記開放電圧が制御される、請求項1に記載の電力システム。 The power according to claim 1, wherein when the output voltage of the characteristic conversion circuit when the output current of the characteristic conversion circuit is zero is defined as an open circuit voltage, the open circuit voltage is controlled by the first feedback control. system. 前記センサ出力は、第1センサ電圧であり、
前記可変出力は、可変電圧であり、
前記第2回路は、前記第1センサ電圧および前記可変電圧に応じて変化する第2センサ電圧を生成するセンサ電圧調整回路を含む、請求項1または2に記載の電力システム。
The sensor output is the first sensor voltage.
The variable output is a variable voltage.
The power system according to claim 1 or 2, wherein the second circuit includes a sensor voltage adjusting circuit that generates a second sensor voltage that changes according to the first sensor voltage and the variable voltage.
前記電流センサは、前記第1センサ電圧を出力するセンサ出力部を含み、
前記センサ電圧調整回路は、
入力抵抗と、
帰還抵抗と、
前記入力抵抗を介して前記センサ出力部に接続されたセンサ入力端子と、前記可変電圧が入力される可変電圧入力端子と、前記帰還抵抗を介して前記センサ入力端子に接続された第2センサ電圧出力端子と、を含むセンサ電圧調整オペアンプであって、前記センサ入力端子および前記可変電圧入力端子の電圧差に基づいて前記第2センサ電圧を生成して前記第2センサ電圧出力端子から出力するセンサ電圧調整オペアンプと、を含む、請求項3に記載の電力システム。
The current sensor includes a sensor output unit that outputs the first sensor voltage.
The sensor voltage adjustment circuit
Input resistance and
Return resistance and
A sensor input terminal connected to the sensor output unit via the input resistor, a variable voltage input terminal to which the variable voltage is input, and a second sensor voltage connected to the sensor input terminal via the feedback resistor. A sensor voltage adjusting operating unit including an output terminal, which is a sensor that generates the second sensor voltage based on the voltage difference between the sensor input terminal and the variable voltage input terminal and outputs the second sensor voltage from the second sensor voltage output terminal. The power system according to claim 3, further comprising a voltage regulating operational amplifier.
前記第2回路は、前記第1センサ電圧が大きくなることによって前記第2センサ電圧が閾値電圧を跨いで変化したときに調整電流が流れ始める電圧電流変換回路を含み、
前記調整電流が流れ始めたときに、前記第1フィードバック制御から前記第2フィードバック制御に切り替わる、請求項3または4に記載の電力システム。
The second circuit includes a voltage-current conversion circuit in which an adjustment current starts to flow when the second sensor voltage changes across a threshold voltage due to an increase in the first sensor voltage.
The power system according to claim 3 or 4, wherein when the adjusted current starts to flow, the first feedback control is switched to the second feedback control.
前記電圧電流変換回路は、
前記閾値電圧を出力する電圧供給電源と、
介在抵抗と、
前記介在抵抗を介して前記電圧供給電源に接続された電源入力端子と、前記第2センサ電圧が入力される第2センサ電圧入力端子と、制御電圧出力端子と、を含むトランジスタ駆動オペアンプであって、前記電源入力端子および前記第2センサ電圧入力端子の電圧差に基づいて制御電圧を生成して前記制御電圧出力端子から出力するトランジスタ駆動オペアンプと、
前記制御電圧が入力される制御端子と、前記介在抵抗を介して前記電圧供給電源に接続された第1端子と、前記調整電流を出力する第2端子と、を含む調整電流出力トランジスタと、を含む、請求項5に記載の電力システム。
The voltage-current conversion circuit
A voltage supply power supply that outputs the threshold voltage and
Intervening resistance and
A transistor-driven operational amplifier including a power supply input terminal connected to the voltage supply power supply via the intervening resistor, a second sensor voltage input terminal into which the second sensor voltage is input, and a control voltage output terminal. A transistor-driven operational amplifier that generates a control voltage based on the voltage difference between the power supply input terminal and the second sensor voltage input terminal and outputs the control voltage from the control voltage output terminal.
A regulated current output transistor including a control terminal into which the control voltage is input, a first terminal connected to the voltage supply power supply via the intervening resistor, and a second terminal for outputting the regulated current. The power system according to claim 5, which includes.
出力電圧が前記所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムを少なくとも1つさらに備え、
前記少なくとも1つの太陽光発電システムで生成された直流電力は、前記直流電力変換装置に供給される、請求項1から6のいずれか一項に記載の電力システム。
Further equipped with at least one photovoltaic power generation system that maximizes the output power when the output voltage is within the predetermined range.
The power system according to any one of claims 1 to 6, wherein the DC power generated by the at least one photovoltaic power generation system is supplied to the DC power conversion device.
制御器をさらに備え、
前記制御器は、前記少なくとも1つの太陽光発電システムの発電出力に応じて、前記可変出力を変化させる、請求項7に記載の電力システム。
With more controls
The power system according to claim 7, wherein the controller changes the variable output according to the power generation output of the at least one photovoltaic power generation system.
前記発電出力は、発電電圧であり、
前記制御器は、
(a)前記発電電圧が閾値発電電圧を跨いで大きくなったときに、前記切替電流が小さくなるように前記可変出力を変化させる、または、
(b)前記発電電圧が大きいほど、前記切替電流が小さくなるように前記可変出力を変化させる、請求項8に記載の電力システム。
The power generation output is a power generation voltage.
The controller
(A) When the generated voltage increases across the threshold generated voltage, the variable output is changed or the variable output is changed so that the switching current becomes smaller.
(B) The power system according to claim 8, wherein the variable output is changed so that the larger the generated voltage, the smaller the switching current.
前記制御器は、前記発電出力を表す制御信号を用いて、前記可変出力を変化させる、請求項8または9に記載の電力システム。 The power system according to claim 8 or 9, wherein the controller changes the variable output by using a control signal representing the power generation output. 前記少なくとも1つの太陽光発電システムは、第1太陽光発電システムを含み、
前記直流電力変換装置は、第1DCDCコンバータおよび第2DCDCコンバータを含み、
前記第1DCDCコンバータは、MPPT制御によって、前記特性変換回路の出力電力を変化させ、
前記第2DCDCコンバータは、MPPT制御によって、前記第1太陽光発電システムの出力電力を変化させる、請求項9から10のいずれか一項に記載の電力システム。
The at least one photovoltaic power generation system includes a first photovoltaic power generation system.
The DC power converter includes a first DCDC converter and a second DCDC converter.
The first DCDC converter changes the output power of the characteristic conversion circuit by MPPT control.
The power system according to any one of claims 9 to 10, wherein the second DCDC converter changes the output power of the first photovoltaic power generation system by MPPT control.
蓄電装置をさらに備え、
前記少なくとも1つの太陽光発電システムと、前記直流電力変換装置と、前記蓄電装置と、はこの順に接続され、
前記燃料電池発電システムと、前記特性変換回路と、前記直流電力変換装置と、前記蓄電装置と、はこの順に接続されている、請求項7から11のいずれか一項に記載の電力システム。
Equipped with a power storage device
The at least one photovoltaic power generation system, the DC power conversion device, and the power storage device are connected in this order.
The power system according to any one of claims 7 to 11, wherein the fuel cell power generation system, the characteristic conversion circuit, the DC power conversion device, and the power storage device are connected in this order.
蓄電装置と、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
コンセントと、を備え、
前記少なくとも1つの太陽光発電システムと、前記直流電力変換装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続され、
前記燃料電池発電システムと、前記特性変換回路と、前記直流電力変換装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続され、
前記蓄電装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続されている、請求項7から12のいずれか一項に記載の電力システム。
Power storage device and
Inverters that convert DC power to AC power,
Equipped with an outlet,
The at least one photovoltaic power generation system, the DC power conversion device, the inverter, and the outlet are connected in this order.
The fuel cell power generation system, the characteristic conversion circuit, the DC power conversion device, the inverter, and the outlet are connected in this order.
The power system according to any one of claims 7 to 12, wherein the power storage device, the inverter, and the outlet are connected in this order.
前記蓄電装置から前記燃料電池発電システムに電力を供給することができるように構成されている、請求項12または13に記載の電力システム。 The power system according to claim 12 or 13, which is configured to be able to supply power from the power storage device to the fuel cell power generation system.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7122788B1 (en) 2022-03-10 2022-08-22 株式会社Hmt switch board and switch

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11206116A (en) * 1998-01-19 1999-07-30 Nagano Japan Radio Co Constant voltage constant current power unit
JP2009225599A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd Power converter
JP2013161139A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Sony Corp Power supply system and power supply device
JP2015192566A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Power system and dc power transmission method
JP2017192191A (en) * 2016-04-12 2017-10-19 サンケン電気株式会社 Dc/dc converter and solar power generation system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11206116A (en) * 1998-01-19 1999-07-30 Nagano Japan Radio Co Constant voltage constant current power unit
JP2009225599A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd Power converter
JP2013161139A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Sony Corp Power supply system and power supply device
JP2015192566A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Power system and dc power transmission method
JP2017192191A (en) * 2016-04-12 2017-10-19 サンケン電気株式会社 Dc/dc converter and solar power generation system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7122788B1 (en) 2022-03-10 2022-08-22 株式会社Hmt switch board and switch
JP2023132299A (en) * 2022-03-10 2023-09-22 株式会社力電 Switching board and switcher

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