JP2021158914A - Power conversion system - Google Patents

Power conversion system Download PDF

Info

Publication number
JP2021158914A
JP2021158914A JP2021083399A JP2021083399A JP2021158914A JP 2021158914 A JP2021158914 A JP 2021158914A JP 2021083399 A JP2021083399 A JP 2021083399A JP 2021083399 A JP2021083399 A JP 2021083399A JP 2021158914 A JP2021158914 A JP 2021158914A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
power conversion
storage battery
circuit
function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021083399A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7165953B2 (en
Inventor
功 森田
Isao Morita
功 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2021083399A priority Critical patent/JP7165953B2/en
Publication of JP2021158914A publication Critical patent/JP2021158914A/en
Priority to JP2022166046A priority patent/JP7450176B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7165953B2 publication Critical patent/JP7165953B2/en
Priority to JP2024024903A priority patent/JP2024051003A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H02J3/322Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means the battery being on-board an electric or hybrid vehicle, e.g. vehicle to grid arrangements [V2G], power aggregation, use of the battery for network load balancing, coordinated or cooperative battery charging
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

To provide a power conversion system which facilitates a system change in the power conversion system capable of comprising a storage battery.SOLUTION: A power conversion system comprises a D/A circuit 4 converting DC power to AC power, a first function which can converts DC power generated at solar cells 2a to 2d to AC power using the D/A circuit 4 when the DC power generated at solar cells 2a to 2d is supplied to the D/A circuit 4, a second function which can converts at least either DC power generated at the solar cells 2a to 2d or DC power outputted from storage batteries 13a to 13d to AC power using the D/A circuit 4 when the DC power outputted from the storage batteries 13a to 13d is supplied to the D/A circuit 4, and a third function which selects either the first function or the second function based on the presence or absence of a storage battery.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、太陽電池で発電された直流電力を交流電力へ変換する電力変換回路を備える電力変換システムに関するものであり、特に蓄電池の接続の有無に基づいて運転モードを変える電力変換システムに関するものである。 The present invention relates to a power conversion system including a power conversion circuit for converting DC power generated by a solar cell into AC power, and particularly to a power conversion system that changes an operation mode based on the presence or absence of a storage battery connected. be.

近年、太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換し建屋内の負荷で自己消費すると共に、この際の余剰電力を系統へ売電するシステム、またはこの交流電力の全量を系統へ売電するシステムが用いられるようになってきている。これらのシステムは太陽電池の発電に依存しているため、夜間や暗いときなどでは実質的に活用できないものであった。特に、系統の停電時は余剰電力を売電することができず、また夜間に再利用をすることもできないものであった。 In recent years, a system that converts DC power generated by solar cells into AC power and consumes it by the load inside the building, and sells the surplus power to the grid, or sells the entire amount of this AC power to the grid. Systems are being used. Since these systems rely on the power generation of solar cells, they could not be practically used at night or in the dark. In particular, surplus power could not be sold during a system power outage and could not be reused at night.

このため、特許文献1に記載されているように、蓄電池を用いて余剰電力を一旦蓄え必要に応じて再利用する電力変換システムが提案されている。 Therefore, as described in Patent Document 1, a power conversion system has been proposed in which surplus power is temporarily stored using a storage battery and reused as needed.

特許5124114号公報Japanese Patent No. 5124114

特許文献1に記載されたものは、蓄電池からこの電力変換システムの制御電源が確保できるように、蓄電池を接続することを前提としたシステムである。
しかしながら、充分な蓄電量を確保しようとするとシステムを設置するスペースに対して蓄電池の占める割合が大きくなるため住宅等においてはあまり利用されていなかった。 また、後日蓄電池を活用できるシステムを要望した場合は、新たに蓄電池を用いたシステムに全体を入れ換える必要があり、一度設置したら10年程度の耐用年数があるシステムでは入れ換えや普及が進まない問題点となっていた。
また、単に蓄電池(または電池)の取り外しを可能とした電子機器があるが、この電子機器では蓄電池(または電池)の有無にかかわらず直流電力を交流電力へ変換でないものであった。すなわち、系統の停電時などでは建屋内の負荷へ交流電力を供給することができないものであった。
また、太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に電気自動車に搭載される蓄電池を接続できるように構成したシステムがある。このシステムではシステム自体が大きなものとなり電気自動車と合わせて設置場所の確保が必要となるものであった。
The system described in Patent Document 1 is a system premised on connecting a storage battery so that a control power source for this power conversion system can be secured from the storage battery.
However, in order to secure a sufficient amount of electricity stored, the storage battery occupies a large proportion of the space in which the system is installed, so that it is not widely used in houses and the like. In addition, if a system that can utilize storage batteries is requested at a later date, it is necessary to replace the entire system with a system that uses storage batteries, and once installed, a system with a useful life of about 10 years will not be replaced or popularized. It was.
In addition, there is an electronic device that allows the storage battery (or battery) to be simply removed, but this electronic device does not convert DC power into AC power regardless of the presence or absence of the storage battery (or battery). That is, AC power could not be supplied to the load inside the building during a power outage of the system.
In addition, there is a system configured so that a storage battery mounted on an electric vehicle can be connected to a power conversion device that converts DC power generated by a solar cell into AC power. In this system, the system itself became large and it was necessary to secure an installation place together with the electric vehicle.

本発明の電力変換システムは、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、太陽電池で発電された直流電力が前記電力変換回路へ供給された際には、前記太陽電池で発電された直流電力を前記電力変換回路で前記交流電力へ変換させることを可能にする第1の機能と、蓄電池から出力された直流電力が前記電力変換回路へ供給された際には、前記太陽電池で発電された直流電力又は前記蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方を前記電力変換回路で前記交流電力に変換させることを可能にする第2の機能と、第1の機能又は第2の機能のいずれか一方を蓄電池の有無に基づいて選択する第3の機能と、を備えることを特徴とするものである。 The power conversion system of the present invention has a power conversion circuit that converts DC power into AC power, and a DC generated by the solar cell when the DC power generated by the solar cell is supplied to the power conversion circuit. The first function that enables the power conversion circuit to convert electric power into the AC power, and when the DC power output from the storage battery is supplied to the power conversion circuit, it is generated by the solar cell. A second function that enables the power conversion circuit to convert at least one of the DC power and the DC power output from the storage battery into the AC power, and a first function or a second function. It is characterized by having a third function of selecting one of them based on the presence or absence of a storage battery.

本発明の電力変換システムは、このような構成を備えることによって、単一の電力変換システムで蓄電池を備える状態と蓄電池を備えない状態とを運転モードを切り換えて動作させることができるものである。 By providing such a configuration, the power conversion system of the present invention can operate a single power conversion system by switching the operation mode between a state in which a storage battery is provided and a state in which the storage battery is not provided.

図1は、本発明の一実施形態の電力変換システムを含む説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram including a power conversion system according to an embodiment of the present invention. 図2はD/D回路の1例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a D / D circuit. 図3はD/A回路の1例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a D / A circuit. 図4はチョッパ式双方向D/D回路の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a chopper type bidirectional D / D circuit. 図5は制御部の一部の動作を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a part of the operation of the control unit.

本発明の電力変換システムは、直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、太陽電池で発電された直流電力が電力変換回路へ供給された際には、太陽電池で発電された直流電力を電力変換回路で交流電力へ変換させることを可能にする第1の機能と、蓄電池から出力された直流電力が電力変換回路へ供給された際には、太陽電池で発電された直流電力又は蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方を電力変換回路で交流電力に変換させることを可能にする第2の機能と、第1の機能又は第2の機能のいずれか一方を蓄電池の有無に基づいて選択する第3の機能と、を備える。 The power conversion system of the present invention has a power conversion circuit that converts DC power into AC power, and when the DC power generated by the solar cell is supplied to the power conversion circuit, the DC power generated by the solar cell is used. The first function that enables the power conversion circuit to convert to AC power, and when the DC power output from the storage battery is supplied to the power conversion circuit, the DC power generated by the solar cell or the storage battery A second function that allows at least one of the output DC power to be converted to AC power by a power conversion circuit, and either the first function or the second function is based on the presence or absence of a storage battery. It has a third function to be selected.

図1は、本発明の一実施形態の電力変換システムを含む説明図である。1はパワーコンディショナであり、太陽電池2a乃至太陽電池2d(以下、「太陽電池2a乃至2d」と称す。)で発電された直流電力を昇圧する直流/直流変換回路3a乃至直流/直流変換回路3d(以下、「D/D回路3a乃至3d」と称す。)、D/D回路3a乃至3dから出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路4(以下、「D/A回路」と称す。)などを備えている。夫々の太陽電池2a乃至2dは夫々の端子(図中マルで表記)を介して夫々の対応するD/D回路3a乃至3dに電気的に接続される。夫々の太陽電池2a乃至2dで発電された直流電力は夫々の対応するD/D回路3a乃至3dに供給される。尚、夫々のD/D回路3a乃至3dと対応する端子との間には直流電力の供給を遮断する開閉器を備えているが、図1では図示を省略している。 FIG. 1 is an explanatory diagram including a power conversion system according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a power conditioner, which is a DC / DC conversion circuit 3a to a DC / DC conversion circuit that boosts the DC power generated by the solar cells 2a to 2d (hereinafter referred to as "solar cells 2a to 2d"). Power conversion circuit 4 (hereinafter, "D / A circuit") that converts DC power output from 3d (hereinafter referred to as "D / D circuits 3a to 3d") and D / D circuits 3a to 3d into AC power. It is called.) And so on. The respective solar cells 2a to 2d are electrically connected to the respective corresponding D / D circuits 3a to 3d via the respective terminals (indicated by circles in the figure). The DC power generated by the respective solar cells 2a to 2d is supplied to the corresponding D / D circuits 3a to 3d. A switch for cutting off the supply of DC power is provided between each D / D circuit 3a to 3d and the corresponding terminal, but the illustration is omitted in FIG.

D/D回路3aは太陽電池2aから出力される直流電力が最大の値又は目標とする値になるように昇圧比を変えるものである。昇圧の回路方式は限定されるものではなく、例えば、主にリアクタ、スイッチング素子、ダイオード、平滑用コンデンサを用いた非絶縁のチョッピング方式、また主にスイッチング素子、絶縁トランス、整流回路、コンデンサを用いた絶縁フォワード型がある。さらにチャージポンプ型、フライバック型、共振型などを用いることも可能である。昇圧比の制御は制御部5で行われる。尚、D/D回路3b乃至3dも同様な構成あるため説明は省略する。 The D / D circuit 3a changes the boost ratio so that the DC power output from the solar cell 2a reaches the maximum value or the target value. The step-up circuit method is not limited, for example, a non-insulated chopping method mainly using a reactor, a switching element, a diode, and a smoothing capacitor, and mainly using a switching element, an isolation transformer, a rectifying circuit, and a capacitor. There was an isolation forward type. Further, a charge pump type, a flyback type, a resonance type and the like can be used. The boost ratio is controlled by the control unit 5. Since the D / D circuits 3b to 3d have the same configuration, the description thereof will be omitted.

D/A回路4には直流電力を所定の周波数(例えば、系統6と連系運転する際は系統6と同期する周波数、自立運転を行う際は50Hz/60Hzのいずれかの周波数)の交流電力に変換する電力変換回路である。例えば、PWM(Pulse Width Modulation)方式に基づき、複数のスイッチング素子(半導体など)のオンとオフのスイッチングを繰り返して疑似正弦波を生成した後フィルター回路で高周波成分を除去または減衰させて交流電力を成すものである。図1ではD/A回路4はこのフィルター回路を含めて表記しているが、別体で表記してもよいものである。また、変換回路の構成としてはこのようなPWM方式に限らず、NPC(Neutral Point Clamped)方式によるインバータ、階調制御型インバータや、インバータブリッジ回路の出力
側や入力側をクランプしたものなど直流/交流の変換方式は限定されるものでない。
DC power is applied to the D / A circuit 4 as AC power at a predetermined frequency (for example, a frequency synchronized with the system 6 when connected to the system 6 or a frequency of 50 Hz / 60 Hz when operated independently). It is a power conversion circuit that converts to. For example, based on the PWM (Pulse Width Modulation) method, switching on and off of a plurality of switching elements (semiconductors, etc.) is repeated to generate a pseudo sine wave, and then the high frequency component is removed or attenuated by a filter circuit to generate AC power. It is made. In FIG. 1, the D / A circuit 4 is shown including this filter circuit, but it may be shown separately. The configuration of the conversion circuit is not limited to such a PWM method, but an inverter using an NPC (Neutral Point Clamped) method, a gradation control type inverter, or a DC / DC / input circuit such as an inverter bridge circuit with the output side or input side clamped. The conversion method of alternating current is not limited.

D/A回路4には少なくとも、交流電力を出力すると共に、この交流電力の周波数、ピーク電圧(実効値でもよい)、電圧と電流との位相差を制御できるものであればよい。D/A回路4はD/D回路3a乃至3dと同様に制御部5で制御される。尚、この制御部5の構成は、マイクロプロセッサ(一般的なマイコン)を単数/複数用いたものや、またDSP(Digital Signal Processor)を中心に構成したものなどを用いることができ、その構成は限定されるものではない。 At least, AC power may be output to the D / A circuit 4, and the frequency, peak voltage (which may be an effective value) of the AC power, and the phase difference between the voltage and the current may be controlled. The D / A circuit 4 is controlled by the control unit 5 in the same manner as the D / D circuits 3a to 3d. It should be noted that the configuration of the control unit 5 can be one that uses one or more microprocessors (general microcomputers), one that is mainly composed of a DSP (Digital Signal Processor), and the like. It is not limited.

7は切り換え回路(例えばリレー回路や半導体スイッチによる回路)であり、系統6との連系運転の際の交流電力の出力と、自立運転の際の交流電力の出力とを切り換える。系統6との連系運転の際は、D/A回路4から出力される交流電力は切り換え回路7、系統連系リレー8を介して系統6へ供給される。すなわち、太陽電池2a乃至2dで発電された直流電力をD/D回路3a乃至3dとD/A回路4とを用いて系統6と同期可能な交流電力に変換するものであり、この太陽電池で発電された直流電力を電力変換回路で交流電力へ変換させる動作が第1の機能に相当する。この第1の機能には系統6の停電検知、系統6への出力抑制制御、切り換え回路7の動作など系統連系運転に必要な制御を含めてもよいものである。尚、この交流電力のピーク電圧を系統6のピーク電圧より高く制御することにより系統6へ供給する電力が制御される。また、この交流電力の電圧と電流との位相差を制御して無効電力を系統6へ注入することによりパワーコンディショナ1の単独運転検知に用いることが可能である。 Reference numeral 7 denotes a switching circuit (for example, a circuit using a relay circuit or a semiconductor switch), which switches between the output of AC power during interconnection operation with the system 6 and the output of AC power during independent operation. During the interconnection operation with the system 6, the AC power output from the D / A circuit 4 is supplied to the system 6 via the switching circuit 7 and the system interconnection relay 8. That is, the DC power generated by the solar cells 2a to 2d is converted into AC power that can be synchronized with the system 6 by using the D / D circuits 3a to 3d and the D / A circuit 4. The operation of converting the generated DC power into AC power by the power conversion circuit corresponds to the first function. This first function may include controls necessary for grid interconnection operation, such as power failure detection of the system 6, output suppression control to the system 6, and operation of the switching circuit 7. By controlling the peak voltage of the AC power to be higher than the peak voltage of the system 6, the power supplied to the system 6 is controlled. Further, by controlling the phase difference between the voltage and the current of the AC power and injecting the reactive power into the system 6, it can be used for detecting the independent operation of the power conditioner 1.

図2はD/D回路3aの1例を示す説明図である。リアクトル、スイッチング素子、ダイオード、コンデンサをチョッパ型の昇圧回路を構成するように結線したものである。図3はD/A回路4の1例を示す説明図である。4個(三相交流電力を成す場合は6個)のスイッチング素子を単相ブリッジ状(三相交流電力の際は三相ブリッジ状)に結線したものであり、出力側にはリアクタとコンデンサとから成るフィルター回路とリアクタによる回生電流を短絡させるために2個のスイッチング素子を直列に用いた出力クランプ回路とが構成されている。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the D / D circuit 3a. A reactor, a switching element, a diode, and a capacitor are connected so as to form a chopper type booster circuit. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the D / A circuit 4. Four switching elements (six in the case of three-phase AC power) are connected in a single-phase bridge shape (three-phase bridge shape in the case of three-phase AC power), and a reactor and a capacitor are connected on the output side. A filter circuit composed of a filter circuit and an output clamp circuit using two switching elements in series in order to short-circuit the regenerative current of the reactor are configured.

9は電力検出器であり、例えば系統6へ供給する電力または系統6から供給される電力を検出して制御部5へ出力するものである。電力検出の方式としては、直接電力を検出するもの、電圧と電流を検出して演算で求めるもの、電圧波形から積分して求めるものなどを用いることができその検出方式は限定されるものでない。 Reference numeral 9 denotes a power detector, which detects, for example, the power supplied to the system 6 or the power supplied from the system 6 and outputs the power to the control unit 5. As the power detection method, a method of directly detecting power, a method of detecting voltage and current and obtaining by calculation, a method of integrating from a voltage waveform, and the like can be used, and the detection method is not limited.

図1に記載のものでは、配電盤用ブレーカー10が系統連系リレー8と電力検出器9との間の電力配線に接続され系統6、パワーコンディショナ1の両方から交流電力を得ることができるように構成されている。配電盤用ブレーカー10には例えば子ブレーカー10a、子ブレーカー10bが接続され、子ブレーカー10bは建屋内の一般的な負荷へ交流電力を供給し、子ブレーカー10aは切換器11を介して特定負荷へ電力を供給する。特定負荷は系統6が停電などの異常で電力が供給されない時にも交流電力を供給する優先順位が高い負荷であり、緊急通報システムや冷蔵庫など、また利用者が指定した電気機器が含まれる。 In the one shown in FIG. 1, the switchboard breaker 10 is connected to the power wiring between the grid interconnection relay 8 and the power detector 9, so that AC power can be obtained from both the grid 6 and the power conditioner 1. It is configured in. For example, a child breaker 10a and a child breaker 10b are connected to the switchboard breaker 10, the child breaker 10b supplies AC power to a general load in the building, and the child breaker 10a powers a specific load via the switch 11. To supply. The specific load is a load having a high priority of supplying AC power even when the system 6 is not supplied with power due to an abnormality such as a power failure, and includes an emergency notification system, a refrigerator, and other electric devices designated by the user.

系統6の停電などでパワーコンディショナ1が単独運転状態になっていることを制御部5が判断し、切り換え回路7を自立運転側に切り換えて交流電力を出力しているときは、切換器11はパワーコンディショナ1の切り換え回路7から交流電力が供給されていることを検知し、パワーコンディショナ1からの交流電力を特定負荷へ供給する。切換器11は、パワーコンディショナ1から交流電力が供給されていない時は、子ブレーカー10aからの交流電力を特定負荷に供給するものである。 When the control unit 5 determines that the power conditioner 1 is in an independent operation state due to a power failure of the system 6 or the like and switches the switching circuit 7 to the self-sustaining operation side to output AC power, the switch 11 Detects that AC power is being supplied from the switching circuit 7 of the power conditioner 1, and supplies the AC power from the power conditioner 1 to the specific load. The switch 11 supplies the AC power from the child breaker 10a to the specific load when the AC power is not supplied from the power conditioner 1.

12はモニターであり、制御部5と信号線で制御信号やデータの送受が可能に構成されている。モニター12は制御部5と有線接続、無線接続は問わず信号通信が可能に構成され、このモニター12には通信ネットワーク経由で接続されるパーソナルコンピュータ、携帯通信機、携帯端末、専用端末なども用いることができる。モニター12は、太陽電池の発電量、系統6への売電量、系統6からの買電量などを表示すると共に、通信ネットワークを介して外部のサーバーから制御信号や系統6へ供給する電力の上限を決める信号などを受信し、制御部5と連動して動作し、また発電量などのデータをサーバーや他のモニターなどにも送信することができるものである。 Reference numeral 12 denotes a monitor, which is configured to be capable of transmitting and receiving control signals and data by the control unit 5 and the signal line. The monitor 12 is configured to enable signal communication with the control unit 5 regardless of whether it is a wired connection or a wireless connection. The monitor 12 also uses a personal computer, a mobile communication device, a mobile terminal, a dedicated terminal, or the like connected via a communication network. be able to. The monitor 12 displays the amount of power generated by the solar cell, the amount of power sold to the system 6, the amount of power purchased from the system 6, and the upper limit of the power supplied from the external server to the system 6 via the communication network. It receives a signal to be determined, operates in conjunction with the control unit 5, and can transmit data such as the amount of power generation to a server, another monitor, or the like.

13a乃至13dは蓄電池であり、夫々は少なくとも充放電制御(定電圧充電、定電流充電、放電量の制御など)、充電率(SOC)の表示(送信)、過充電、過放電に対する保護動作などの機能を備えるものであればよく、電池の種類は限定されない。14a、14bはコンバータであり、夫々パワーコンディショナ1から供給される直流電圧を蓄電池(例えば蓄電池13aであり、他の蓄電池13b乃至13dも同様である)の充電制御が機能する電圧まで降圧し、蓄電池の放電電圧をD/A回路4が機能する電圧まで昇圧する双方向D/D回路15a、15b(双方向D/D回路15c、15d)及びコンバータ制御部16a(コンバータ制御部16b)を備える。 13a to 13d are storage batteries, and each of them has at least charge / discharge control (constant voltage charging, constant current charging, discharge amount control, etc.), charge rate (SOC) display (transmission), overcharge, protection against overdischarge, etc. The type of battery is not limited as long as it has the above functions. 14a and 14b are converters, and the DC voltage supplied from the power conditioner 1 is stepped down to a voltage at which the charge control of the storage battery (for example, the storage battery 13a and the other storage batteries 13b to 13d are also the same) functions. It includes bidirectional D / D circuits 15a and 15b (bidirectional D / D circuits 15c and 15d) and a converter control unit 16a (converter control unit 16b) that boost the discharge voltage of the storage battery to the voltage at which the D / A circuit 4 functions. ..

図4は双方向D/D回路15a(双方向D/D回路15b乃至15dも同様であり説明は省略する。)の1例を示すチョッパ式双方向D/D回路の説明図である。この回路は図2に示したチョッパ型の昇圧回路にスイッチング素子とコンデンサとから成る降圧回路を付加したものである。低圧側の直流電圧を昇圧する際は、リアクタ18a、スイッチング素子18b、ダイオード18c、コンデンサ18dがチョッパ型の昇圧回路を成し、フィードバック値に基づき高圧側に目標電圧が得られるようにスイッチング素子18bのONデューティを可変制御する。高圧側の直流電圧を降圧する際は、スイッチング素子18e、リアクタ18a、コンデンサ18fがチョッパ型の降圧回路を成し、フィードバック値に基づき低圧側に目標電圧が得られるようにスイッチング素子18eのONデューティを可変制御する。 FIG. 4 is an explanatory diagram of a chopper type bidirectional D / D circuit showing an example of the bidirectional D / D circuit 15a (the same applies to the bidirectional D / D circuits 15b to 15d and the description thereof will be omitted). This circuit is obtained by adding a step-down circuit including a switching element and a capacitor to the chopper-type step-up circuit shown in FIG. When boosting the DC voltage on the low voltage side, the reactor 18a, switching element 18b, diode 18c, and capacitor 18d form a chopper-type booster circuit, and the switching element 18b so that the target voltage can be obtained on the high voltage side based on the feedback value. The ON duty of is variably controlled. When stepping down the DC voltage on the high-voltage side, the switching element 18e, reactor 18a, and capacitor 18f form a chopper-type step-down circuit, and the ON duty of the switching element 18e so that the target voltage can be obtained on the low-voltage side based on the feedback value. Is variably controlled.

従って、例えば蓄電池13aを充電するときは、パワーコンディショナ1から供給される直流電力を双方向D/D回路15aで充電用の電圧まで降圧して行い、蓄電池13aが放電をするときは、双方向D/D回路15aで昇圧した直流電力をパワーコンディショナ1へ供給する。 Therefore, for example, when charging the storage battery 13a, the DC power supplied from the power conditioner 1 is stepped down to the charging voltage by the bidirectional D / D circuit 15a, and when the storage battery 13a is discharged, both are used. The DC power boosted by the direction D / D circuit 15a is supplied to the power conditioner 1.

双方向D/D回路13aは図4に示したチョッパ式に限らず絶縁トランスを用いたプッシュプル型の双方向DC/DCコンバータ、フルブリッジ型の双方向DC/DCコンバータ、DAB(Dual Active Bridge)方式による双方向DC/DCコンバータ、LLC共振コンバータを用いる双方向DC/DCコンバータなどを用いることができ、限定されるものではない。 The bidirectional D / D circuit 13a is not limited to the chopper type shown in FIG. 4, but is a push-pull type bidirectional DC / DC converter using an isolation transformer, a full bridge type bidirectional DC / DC converter, and a DAB (Dual Active Bridge). A bidirectional DC / DC converter according to the method), a bidirectional DC / DC converter using an LLC resonance converter, and the like can be used, and the present invention is not limited.

コンバータ制御部16aは、双方向D/D回路13a、双方向D/D回路13bの昇圧動作、降圧動作を制御すると共に蓄電池13a、蓄電池13bの状態や充電率(SOC)を蓄電池13a、蓄電池13bと接続された信号線(一点鎖線で記載)を介して取得する。また、コンバータ制御部16aは信号線(一点鎖線で記載)を介してパワーコンディショナ1の制御部5と接続され相互に制御信号や充電率(SOC)データの送受が行えるように構成されている。 The converter control unit 16a controls the step-up operation and the step-down operation of the bidirectional D / D circuit 13a and the bidirectional D / D circuit 13b, and controls the state and charge rate (SOC) of the storage battery 13a and the storage battery 13b. Acquired via a signal line connected to (indicated by a long and short dash line). Further, the converter control unit 16a is connected to the control unit 5 of the power conditioner 1 via a signal line (described as a dashed line) so that control signals and charge rate (SOC) data can be exchanged with each other. ..

コンバータ14aは2台の蓄電池13a、13bが接続されているが、接続される蓄電池の数はこれに限るものではなく増減させてもよいものである。この場合、接続される蓄電池ごとに双方向D/D回路を設けてもよく、また出力容量の大きい双方向D/D回路に複数の蓄電池を接続するように構成してもよいものである。コンバータ14bはコンバータ14aと同様に構成することができるので説明は省略する。 Two storage batteries 13a and 13b are connected to the converter 14a, but the number of connected storage batteries is not limited to this and may be increased or decreased. In this case, a bidirectional D / D circuit may be provided for each connected storage battery, or a plurality of storage batteries may be connected to the bidirectional D / D circuit having a large output capacity. Since the converter 14b can be configured in the same manner as the converter 14a, the description thereof will be omitted.

コンバータ14a、コンバータ14bの夫々の双方向D/D回路の一方は、パワーコンディショナ1のD/D回路3a乃至3dとD/A回路4とをつなげ直流電力が流れる直流ライン19へ開閉器17を介して接続されている。従って、この直流ライン19が双方向D/D回路の高圧側に接続されることになり、蓄電池から放電された直流電力をD/A回路4で交流電力に変換させることを可能にするものである。開閉器17は開閉動作が連動する信号用の補助接片17aを有し、その補助接片17aの開閉の状態は制御部5よりスキャンされ制御に用いられる。尚、開閉器17は手動で開閉状態を切り換えるスイッチである。すなわち、蓄電池を接続した場合(蓄電池がある場合)に作業者が開閉器17を手動で閉じるものである。 One of the bidirectional D / D circuits of the converter 14a and the converter 14b connects the D / D circuits 3a to 3d of the power conditioner 1 and the D / A circuit 4 to the DC line 19 through which DC power flows. It is connected via. Therefore, the DC line 19 is connected to the high voltage side of the bidirectional D / D circuit, and the DC power discharged from the storage battery can be converted into AC power by the D / A circuit 4. be. The switch 17 has an auxiliary contact piece 17a for a signal in which the opening / closing operation is interlocked, and the open / closed state of the auxiliary contact piece 17a is scanned by the control unit 5 and used for control. The switch 17 is a switch for manually switching the open / closed state. That is, when the storage battery is connected (when there is a storage battery), the operator manually closes the switch 17.

開閉器17が閉じられ少なくともコンバータ14a、コンバータ14bのいずれか一方のD/D回路の高圧側がパワーコンディショナ1の直流ライン19に接続されている場合には、第1の機能(太陽電池で発電された直流電力を交流電力に変換する機能)に基づく動作に加えて蓄電池の充放電制御を行うことが可能になるものである。この蓄電池から出力された直流電力をD/D回路で昇圧して直流ライン19を介してD/A回路4へ供給することにより蓄電池からの直流電力を交流電力に変換することが可能になる。
従って、太陽電池で発電された直流電力又は蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方をD/A回路4で交流電力に変換させることを可能にする。(第2の機能)
When the switch 17 is closed and at least the high voltage side of the D / D circuit of either the converter 14a or the converter 14b is connected to the DC line 19 of the power conditioner 1, the first function (power generation by the solar cell). In addition to the operation based on the function of converting the generated DC power into AC power), it is possible to control the charge / discharge of the storage battery. The DC power output from the storage battery is boosted by the D / D circuit and supplied to the D / A circuit 4 via the DC line 19, so that the DC power from the storage battery can be converted into AC power.
Therefore, it is possible to convert at least one of the DC power generated by the solar cell and the DC power output from the storage battery into AC power by the D / A circuit 4. (Second function)

コンバータ14a(コンバータ14bも同様)の放電制御は、制御部5から送信される制御信号(放電終了に用いる充電率(SOC)と単位時間あたりの放電量)に基づいてコンバータ制御部16aが行う。
コンバータ14aに接続される蓄電池13a、13bの合算された充電率(SOC)が例えば10%を下回った際に放電終了の処理を行い放電終了の信号(SOC=10%)を制御部5へ送信する。尚、放電終了を判断する充電率(SOC)は10%に限るものではなく任意に設定できるものである。災害や停電等に備えて充電率(SOC)を常に一定以上確保したいときは50%、60%(90%でも可能)などの大きめの値を用い、蓄電池を効率よく活用したい場合は0%、10%などの小さい値を設定すればよい。この充電率(SOC)の値は制御部5に設定された運転モードに応じてあらかじめ設定されていてもよいものである。
The discharge control of the converter 14a (the same applies to the converter 14b) is performed by the converter control unit 16a based on the control signal (charge rate (SOC) used for end of discharge and discharge amount per unit time) transmitted from the control unit 5.
When the total charge rate (SOC) of the storage batteries 13a and 13b connected to the converter 14a falls below, for example, 10%, the discharge end process is performed and the discharge end signal (SOC = 10%) is transmitted to the control unit 5. do. The charge rate (SOC) for determining the end of discharge is not limited to 10% and can be set arbitrarily. If you want to keep the charge rate (SOC) above a certain level in case of a disaster or power outage, use a large value such as 50% or 60% (90% is also possible), and if you want to use the storage battery efficiently, 0%. A small value such as 10% may be set. The value of the charge rate (SOC) may be set in advance according to the operation mode set in the control unit 5.

また、双方向D/D回路15a(双方向D/D回路15bも同様)は単位時間当たりの放電量が例えばAA「W」(蓄電池の許容放電量以下の値)で設定された場合は、双方向D/D回路15aの低圧側の電力(蓄電池の電圧と電流との積)がAA「W」に成るように双方向D/D回路15aの昇圧比が制御される。尚、蓄電池が2台接続されているときは、2台の蓄電池の放電量の合計がAA「W」になるように夫々の放電量が分配制御されるものである。 Further, in the bidirectional D / D circuit 15a (the same applies to the bidirectional D / D circuit 15b), when the discharge amount per unit time is set to, for example, AA "W" (a value equal to or less than the allowable discharge amount of the storage battery), The boost ratio of the bidirectional D / D circuit 15a is controlled so that the power on the low voltage side of the bidirectional D / D circuit 15a (the product of the voltage and the current of the storage battery) becomes AA "W". When two storage batteries are connected, the discharge amounts of the two storage batteries are distributed and controlled so that the total discharge amount of the two storage batteries becomes AA "W".

また、双方向D/D回路15a、双方向D/D回路15bの昇圧動作によりパワーコンディショナ1の直流ライン19の電圧が所定の保護用電圧以上に上昇した際は、制御部5がこの電圧上昇を判断しコンバータ制御部16aへ放電量をBB「W」(<AA「W」)まで減らす信号を送信する。
このAA「W」の放電量は、例えば負荷の電力消費に対して太陽電池2a乃至2dの発電量が不足している際の補充として算出してもよく、またこの不足分は系統6からの買電量が一定量を超える分の補充として算出してもよく、さらに1日のうち特定の時間帯にこれらの補充として算出してもよく、自立運転時の特定負荷の消費電力相当として算出してもよく、電力変換システムの設計仕様に合わせて設定すればよい。尚、これらの算出は夫々の運転モードに設定し、利用者が運転モードを任意に選択するように構成してもよい。
When the voltage of the DC line 19 of the power conditioner 1 rises above a predetermined protection voltage due to the boosting operation of the bidirectional D / D circuit 15a and the bidirectional D / D circuit 15b, the control unit 5 controls this voltage. A signal is transmitted to the converter control unit 16a to determine the rise and reduce the discharge amount to BB "W"(<AA"W").
The discharge amount of the AA "W" may be calculated as a supplement when the power generation amount of the solar cells 2a to 2d is insufficient with respect to the power consumption of the load, and this shortage is from the system 6. It may be calculated as a supplement for the amount of power purchased exceeding a certain amount, or it may be calculated as a supplement for these at a specific time of the day, and it is calculated as equivalent to the power consumption of a specific load during independent operation. It may be set according to the design specifications of the power conversion system. It should be noted that these calculations may be set to each operation mode and configured so that the user arbitrarily selects the operation mode.

コンバータ14a(コンバータ14bも同様)の充電制御は、制御部5から送信される制御信号(充電終了に用いる充電率(SOC)と単位時間あたりの充電量)に基づいてコンバータ制御部16aが行う。
コンバータ14aに接続される蓄電池13a、13bの夫々の充電率(SOC)が例えば100%を超えた際に充電終了の処理を行い充電終了の信号(SOC=100%)を制御部5へ送信する。尚、充電終了を判断する充電率(SOC)は100%に限るものではなく任意に設定できるものである。例えば、蓄電池へのストレスを考慮してSOC=90%としてもよいものであり、また充電特性から95%などを充電終了の判断に用いてもよいものである。
Charging control of the converter 14a (the same applies to the converter 14b) is performed by the converter control unit 16a based on a control signal (charge rate (SOC) used for end of charging and charge amount per unit time) transmitted from the control unit 5.
When the charge rate (SOC) of each of the storage batteries 13a and 13b connected to the converter 14a exceeds, for example, 100%, the charge end process is performed and the charge end signal (SOC = 100%) is transmitted to the control unit 5. .. The charging rate (SOC) for determining the end of charging is not limited to 100% and can be set arbitrarily. For example, SOC = 90% may be set in consideration of stress on the storage battery, and 95% or the like may be used for determining the end of charging from the charging characteristics.

また、双方向D/D回路15a(双方向D/D回路15bも同様)は単位時間当たりの充電量が例えばCC「W」(蓄電池の許容充電電圧以下、及び許容電流以下を満たす値)で設定された場合は、双方向D/D回路15aの低圧側の電力(蓄電池の電圧と電流との積)がCC「W」に成るように双方向D/D回路15aの降圧比が制御される。 Further, in the bidirectional D / D circuit 15a (the same applies to the bidirectional D / D circuit 15b), the charge amount per unit time is, for example, CC "W" (a value satisfying the allowable charging voltage or less of the storage battery and the allowable current or less). When set, the step-down ratio of the bidirectional D / D circuit 15a is controlled so that the power on the low voltage side of the bidirectional D / D circuit 15a (the product of the voltage and the current of the storage battery) becomes CC "W". NS.

蓄電池にリチウムイオン電池を用いた場合は、CC「W」以内で定電流定電圧充電(CCCV)を用いることができる。定電流充電の際の電流値は蓄電池の公称容量値の10%に相当する1C「A」であり、定電圧充電の際の電圧値はセル相当で4.2「V」を用いるがこれに限るものではない。制御部5から送信されるCC「W」の値が小さいときは、0.7C、0.5Cなどの値を用いてもよいものである。 When a lithium ion battery is used as the storage battery, constant current constant voltage charging (CCCV) can be used within CC "W". The current value during constant current charging is 1C "A", which corresponds to 10% of the nominal capacity value of the storage battery, and the voltage value during constant voltage charging is 4.2 "V", which is equivalent to the cell. Not limited. When the value of CC "W" transmitted from the control unit 5 is small, values such as 0.7C and 0.5C may be used.

制御部5から送信される単位時間当たりの充電量の値は、例えば負荷の電力消費に対する太陽電池2a乃至2dの発電量の余剰分から算出してもよく、充電を優先する場合は1Cによる充電が可能な値を算出してもよく、また、夜間に充電を行う際も1C(充電に要する時間を長くしてもよい場合は、0.5C、0.7Cなどの小さい値にしてもよい)による充電が可能な値を算出してもよい。 The value of the charge amount per unit time transmitted from the control unit 5 may be calculated from the surplus of the power generation amount of the solar cells 2a to 2d with respect to the power consumption of the load, and when charging is prioritized, charging by 1C is performed. A possible value may be calculated, and 1C may be used when charging at night (if the time required for charging may be lengthened, a small value such as 0.5C or 0.7C may be used). You may calculate the value which can be charged by.

コンバータ14aは蓄電池の種類を手動で設定する設定部を備え、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池などの設定が行える。コンバータ14aは設定された電池の種類に応じて適した充電制御/放電制御を行うものである。尚、この設定はモニター12の操作で設定するようにすることも可能である。 The converter 14a is provided with a setting unit for manually setting the type of storage battery, and can set a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, a lead battery, and the like. The converter 14a performs charge control / discharge control suitable for the set battery type. It is also possible to set this setting by operating the monitor 12.

モニター12は、蓄電池の発電量や売電情報などを表示することができると共に、パワーコンディショナ1の各種設定機能を備えている。操作ボタン又は表示部のタッチパネルを操作することにより、少なくともパワーコンディショナ1、蓄電池を備える電力変換システムの運転モードの切換え、表示項目の切換え、コンバータの接続数の設定などを行うことが可能である。また、家庭内のホーム・エネルギー・マネジメント・システムとの接続も可能であり、当該システムとの間で制御信号やデータのやり取りをすることも可能である。 The monitor 12 can display the amount of power generated by the storage battery, information on the sale of power, and the like, and has various setting functions of the power conditioner 1. By operating the operation buttons or the touch panel of the display unit, it is possible to at least switch the operation mode of the power conversion system including the power conditioner 1 and the storage battery, switch the display items, set the number of converter connections, and the like. .. In addition, it is possible to connect to a home energy management system in the home, and it is also possible to exchange control signals and data with the system.

また、電池の接続(有無)を開閉器(手動スイッチ)17と連動する補助接片17aの状態のスキャンに変えてモニター12の操作でモニターに蓄電池の有無の状態を電気的に記憶させた後、その記憶データを制御部5へ送信してパワーコンディショナ1に設定させてもよいものである。 Further, after changing the battery connection (presence / absence) to scanning the state of the auxiliary contact piece 17a linked with the switch (manual switch) 17, the monitor 12 is operated to electrically store the state of the presence / absence of the storage battery. , The stored data may be transmitted to the control unit 5 and set in the power conditioner 1.

運転モードには、例えば、第1の運転モードでは、太陽電池2a乃至2dで発電された直流電力がD/D回路3a乃至3dで昇圧された後にD/A回路4へ供給された際(太陽電池が発電を行っている際)には、太陽電池で発電された直流電力をD/A回路4で交流電力へ変換して系統6又は負荷へ供給する運転モードである。(第1の機能を包含する機能)。 In the operation mode, for example, in the first operation mode, when the DC power generated by the solar cells 2a to 2d is boosted by the D / D circuits 3a to 3d and then supplied to the D / A circuit 4 (sun). (When the battery is generating power), this is an operation mode in which the DC power generated by the solar cell is converted into AC power by the D / A circuit 4 and supplied to the system 6 or the load. (Function including the first function).

第2の運転モードでは、第1の運転モードの動作に加えて、太陽電池2a乃至2dの発電電力より負荷が消費している電力が少なく余剰電力が生じているときに、この余剰電力の大きさに応じて蓄電池13a乃至13dに単位時間当たりCC「W」の充電を行い、この充電中にさらに余剰電力が残る場合及び蓄電池13a乃至13dの充電終了が判断された場合にはこの余剰電力(直流電力)を交流電力に変換して系統へ売電するものである。 In the second operation mode, in addition to the operation of the first operation mode, when the load is consuming less power than the generated power of the solar cells 2a to 2d and surplus power is generated, the amount of this surplus power is large. Correspondingly, the storage batteries 13a to 13d are charged with CC "W" per unit time, and when the surplus power remains during the charging or when it is determined that the storage batteries 13a to 13d have been charged, the surplus power ( (DC power) is converted to AC power and sold to the grid.

太陽電池2a乃至2dの発電量が少ないとき、この発電がないとき、この発電量より負荷の消費電力が大きいとき、系統6からの単位時間当たりの買電量が所定の値を超えるときなどに単位時間当たりAA「W」の直流電力の放電を直流ライン19へ行うものである。尚、負荷の消費電力に対して放電量が少ないときは、その不足の電力は系統6から補填されるものである。また、停電時は切り換え回路7が切り換わり特定負荷へのみ交流電力が供給されるようになるものである。すなわち、蓄電池から出力された直流電力が直流ライン19を介してD/A回路4へ供給された際には、太陽電池で発電された直流電力又は蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方をD/A回路4で交流電力に変換させるものである。(第2の機能を包含する機能)
D/A回路4は太陽電池で発電された電力又は蓄電池から放電された電力のいずれか一方、また陽電池で発電された電力と蓄電池から放電された電力とを合算した直流電力を交流電力に変換することができるものである。
A unit when the amount of power generated by the solar cells 2a to 2d is small, when there is no power generation, when the power consumption of the load is larger than this amount of power generation, or when the amount of power purchased from the system 6 per unit time exceeds a predetermined value. The DC power of AA "W" is discharged to the DC line 19 per hour. When the discharge amount is small with respect to the power consumption of the load, the insufficient power is compensated from the system 6. Further, in the event of a power failure, the switching circuit 7 is switched so that AC power is supplied only to a specific load. That is, when the DC power output from the storage battery is supplied to the D / A circuit 4 via the DC line 19, at least one of the DC power generated by the solar cell and the DC power output from the storage battery Is converted into AC power by the D / A circuit 4. (Functions including the second function)
The D / A circuit 4 converts either the power generated by the solar cell or the power discharged from the storage battery, or the DC power obtained by adding the power generated by the positive battery and the power discharged from the storage battery into AC power. It can be converted.

第3の運転モードでは、第1の運転モードの動作に加えて、夜間(特定の時間帯、深夜電力などが有効な時間帯など)に蓄電池13a乃至13dの充電を行い、太陽電池12a乃至12dの発電量が負荷の電力消費量より少ないときに不足分を蓄電池13a乃至13dから放電するものである。この際、第2の運転モードと同様に太陽電池で発電された直流電力又は蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方をD/A回路4で交流電力に変換させるものである。(第2の機能に相当) In the third operation mode, in addition to the operation of the first operation mode, the storage batteries 13a to 13d are charged at night (a specific time zone, a time zone when midnight power is effective, etc.), and the solar cells 12a to 12d are charged. When the amount of power generated by the load is less than the amount of power consumed by the load, the shortage is discharged from the storage batteries 13a to 13d. At this time, as in the second operation mode, at least one of the DC power generated by the solar cell and the DC power output from the storage battery is converted into AC power by the D / A circuit 4. (Equivalent to the second function)

太陽電池12a乃至12dの発電量が負荷の電力消費量を超える場合は、この余剰分を系統6へ売電するものである。尚、蓄電池13a乃至13dの合計の蓄電率(SOC)が所定値以下のときは、蓄電池の単位時間当たりの売電量が設定値を超える分を蓄電池13a乃至13dへ充電するように構成してもよいものである。 When the amount of power generated by the solar cells 12a to 12d exceeds the power consumption of the load, this surplus is sold to the system 6. When the total storage rate (SOC) of the storage batteries 13a to 13d is equal to or less than a predetermined value, the storage batteries 13a to 13d may be charged with the amount of electricity sold per unit time of the storage batteries exceeding the set value. It's a good one.

第4の運転モードでは、第3の運転モードに加えて、蓄電池13a乃至13dの放電を充電率(SOC)60%(充電率(SOC)は70%、80%など利用状況に応じて変更してもよいものである。)を下回らないようにするものである。夜間に充電率(SOC)を100%まで充電し、太陽電池12a乃至12dの発電量に余裕のある時は日中でも可能なまで充電を行うものである。この際、第2の運転モードと同様に太陽電池で発電された直流電力又は蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方をD/A回路4で交流電力に変換させるものである。(第2の機能に相当) In the fourth operation mode, in addition to the third operation mode, the discharge of the storage batteries 13a to 13d is changed according to the usage situation such as charge rate (SOC) 60% (charge rate (SOC) is 70% or 80%). It is acceptable.) It is intended not to fall below. The charging rate (SOC) is charged to 100% at night, and when the amount of power generated by the solar cells 12a to 12d is sufficient, the solar cells are charged as much as possible even during the day. At this time, as in the second operation mode, at least one of the DC power generated by the solar cell and the DC power output from the storage battery is converted into AC power by the D / A circuit 4. (Equivalent to the second function)

運転モードはこれら第1の運転モード乃至第4の運転モードに限るものではなく、少なくとも第1の機能及び第2の機能を包含していればよく、運転モードの仕様は想定する使用状況に応じて任意に設定すればよいものである。 The operation mode is not limited to these first operation mode to the fourth operation mode, and may include at least the first function and the second function, and the specification of the operation mode depends on the assumed usage situation. It can be set arbitrarily.

図5は制御部5の動作のうち第3の機能に相当する動作の概略を示す説明図である。ステップS1で蓄電池の有無を判断する。この判断は、まず開閉器17(手動スイッチ)の設定された状態に対応する補助接片17aの開閉状態をスキャンし、補助接片17aが閉じているときは、さらにコンバータ制御部16aと制御部5との間で信号通信が可能か否かを判断し、この信号通信が可能であればコンバータ14aが接続されていると判断する。すなわち、少なくとも蓄電池13aまたは蓄電池13bのいずれか一方が接続(有る)されていると判断することができる。尚、コンバータ14bの接続の有無も同様に行われる。また補助接片の17aの状態のスキャンに変えてモニター12に記憶された蓄電池の有無状態を電気的に設定した状態(データ)を用いることも可能である。また、少なくとも補助接片17aの状態、コンバータ制御部16a、16bと信号通信が可能な状態、モニター12のデータのいずれか一つを用いて蓄電池の有無の判断を行うことも可能である。
また、蓄電池の有無の判断にはコンバータ制御部16aに放電を指示する信号を送信した際に開閉器17のコンバータ14a側の電位が上昇したか否かによって蓄電池から直流電力が出力されているか否かの判断ができる。この場合、コンバータ制御部16aと制御部5との間で信号通信が可能であることも同時に判断することができる。蓄電池の有無が判断された後はその状態を保持し運転モードの選択のステップへ進む。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of an operation corresponding to a third function among the operations of the control unit 5. In step S1, the presence or absence of the storage battery is determined. This determination first scans the open / closed state of the auxiliary contact piece 17a corresponding to the set state of the switch 17 (manual switch), and when the auxiliary contact piece 17a is closed, further converts the converter control unit 16a and the control unit. It is determined whether or not signal communication is possible with 5 and if this signal communication is possible, it is determined that the converter 14a is connected. That is, it can be determined that at least one of the storage battery 13a and the storage battery 13b is connected (existing). The presence or absence of connection of the converter 14b is also performed in the same manner. It is also possible to use a state (data) in which the presence / absence state of the storage battery stored in the monitor 12 is electrically set instead of scanning the state of the auxiliary contact piece 17a. Further, it is also possible to determine the presence or absence of the storage battery by using at least one of the state of the auxiliary contact piece 17a, the state of being able to communicate with the converter control units 16a and 16b, and the data of the monitor 12.
Further, in order to determine the presence or absence of the storage battery, whether or not DC power is output from the storage battery depends on whether or not the potential on the converter 14a side of the switch 17 has risen when a signal instructing discharge is transmitted to the converter control unit 16a. Can be judged. In this case, it can be determined at the same time that signal communication is possible between the converter control unit 16a and the control unit 5. After the presence or absence of the storage battery is determined, the state is maintained and the process proceeds to the step of selecting the operation mode.

ステップS1で蓄電池無が判断されたとき(蓄電池有が判断されなかったとき)はステップS2へ進み第1の運転モードを設定しステップS7で電力変換システムの運転が行われる。ステップS1で蓄電池有りが判断されたときはステップS3へ進み第2の運転モード乃至第4の運転モードからの選択を可能にした後、いずれの運転モードが選択されているかを判断する。この運転モードの選択はモニター12を操作して設定されるが、パワーコンディショナ1に設ける設定スイッチや信号線で制御部5につながる他の情報機器等で選択を行うようにすることも可能である。第2の運転モードが選択されているときはステップS4で第2の運転モードを設定しステップS7で電力変換システムの運転が行われる。第3の運転モードが選択されているときはステップS5で第3の運転モードを設定しステップS7で電力変換システムの運転が行われる。第4の運転モードが選択されているときはステップS6で第4の運転モードを設定しステップS7で電力変換システムの運転が行われる。 When it is determined in step S1 that there is no storage battery (when it is not determined that there is a storage battery), the process proceeds to step S2, the first operation mode is set, and the power conversion system is operated in step S7. When it is determined in step S1 that there is a storage battery, the process proceeds to step S3 to enable selection from the second operation mode to the fourth operation mode, and then it is determined which operation mode is selected. The selection of this operation mode is set by operating the monitor 12, but it is also possible to make the selection with a setting switch provided in the power conditioner 1 or another information device connected to the control unit 5 by a signal line. be. When the second operation mode is selected, the second operation mode is set in step S4, and the power conversion system is operated in step S7. When the third operation mode is selected, the third operation mode is set in step S5, and the power conversion system is operated in step S7. When the fourth operation mode is selected, the fourth operation mode is set in step S6, and the power conversion system is operated in step S7.

本発明の電力変換システムは、太陽電池で発電された直流電力又は蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方を電力変換回路で交流電力に変換させることを可能にした電力変換システムに適用できるものである。 The power conversion system of the present invention can be applied to a power conversion system capable of converting at least one of DC power generated by a solar cell and DC power output from a storage battery into AC power by a power conversion circuit. It is a thing.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the above description is for facilitating the understanding of the present invention and does not limit the present invention. It goes without saying that the present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes its equivalents.

1 パワーコンディショナ
2a乃至2d 太陽電池
3a乃至3d D/D回路
4 D/A回路
5 制御部
6 系統
12 モニター
13a乃至14d 蓄電池
14a、14b コンバータ
15a乃至15d 双方向D/D回路
16a乃至16b コンバータ制御部
17 開閉器
17a 補助接片
19 直流ライン
1 Power conditioner 2a to 2d Solar batteries 3a to 3d D / D circuit 4 D / A circuit 5 Control unit 6 systems 12 Monitors 13a to 14d Storage batteries 14a, 14b Converters 15a to 15d Bidirectional D / D circuits 16a to 16b Converter control Part 17 Switch 17a Auxiliary contact piece 19 DC line

Claims (7)

太陽電池と、
制御部を備える電力変換回路装置と、
を備える電力変換システムであって、前記電力変換回路装置は、
前記太陽電池で発電された直流電力が前記電力変換回路装置へ供給された際には、前記太陽電池で発電された直流電力を前記電力変換回路装置で交流電力へ変換させることを可能にする第1の機能と、
前記電力変換回路装置のみに接続されている蓄電池から出力された直流電力が前記電力変換回路装置へ供給された際には、前記太陽電池で発電された直流電力又は前記蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方を前記電力変換回路装置で前記交流電力に変換させることを可能にする第2の機能と、
第1の機能又は第2の機能のいずれか一方を蓄電池の有無に基づいて選択する第3の機能と、を備え、
前記第3の機能は、前記蓄電池から出力される電力の有無に基づいて行われる、電力変換システム。
With solar cells
A power conversion circuit device equipped with a control unit and
The power conversion circuit device is a power conversion system including the above.
When the DC power generated by the solar cell is supplied to the power conversion circuit device, the DC power generated by the solar cell can be converted into AC power by the power conversion circuit device. 1 function and
When the DC power output from the storage battery connected only to the power conversion circuit device is supplied to the power conversion circuit device, the DC power generated by the solar cell or the DC power output from the storage battery A second function that enables the power conversion circuit device to convert at least one of the above to the AC power, and
It includes a third function of selecting either the first function or the second function based on the presence or absence of a storage battery.
The third function is a power conversion system that is performed based on the presence or absence of power output from the storage battery.
太陽電池と、
制御部を備える電力変換回路装置と、
を備える電力変換システムであって、前記電力変換回路装置は、
前記太陽電池で発電された直流電力が前記電力変換回路装置へ供給された際には、前記太陽電池で発電された直流電力を前記電力変換回路装置で交流電力へ変換させることを可能にする第1の機能と、
前記電力変換回路装置のみに接続されている蓄電池から出力された直流電力が前記電力変換回路装置へ供給された際には、前記太陽電池で発電された直流電力又は前記蓄電池から出力された直流電力の少なくともいずれか一方を前記電力変換回路装置で前記交流電力に変換させることを可能にする第2の機能と、
第1の機能又は第2の機能のいずれか一方を蓄電池の有無に基づいて選択する第3の機能と、を備え、
表示端末の操作により前記表示端末に蓄電池の有無の状態を記憶させた後、その記憶データを前記電力変換回路装置の前記制御部に送信することによって前記第3の機能を起動させる、電力変換システム。
With solar cells
A power conversion circuit device equipped with a control unit and
The power conversion circuit device is a power conversion system including the above.
When the DC power generated by the solar cell is supplied to the power conversion circuit device, the DC power generated by the solar cell can be converted into AC power by the power conversion circuit device. 1 function and
When the DC power output from the storage battery connected only to the power conversion circuit device is supplied to the power conversion circuit device, the DC power generated by the solar cell or the DC power output from the storage battery A second function that enables the power conversion circuit device to convert at least one of the above to the AC power, and
It includes a third function of selecting either the first function or the second function based on the presence or absence of a storage battery.
A power conversion system that activates the third function by storing the storage battery presence / absence state in the display terminal by operating the display terminal and then transmitting the stored data to the control unit of the power conversion circuit device. ..
前記電力変換システムは、前記電力変換回路装置と通信可能な表示端末をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。 The power conversion system according to claim 1, wherein the power conversion system further includes a display terminal capable of communicating with the power conversion circuit device. 前記電力変換システムは、前記電力変換回路装置と通信可能な前記表示端末をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の電力変換システム。 The power conversion system according to claim 2, wherein the power conversion system further includes the display terminal capable of communicating with the power conversion circuit device. 前記表示端末は、操作に基づき前記蓄電池のコンバータの接続数を設定することを特徴とする請求項3又は4に記載の電力変換システム。 The power conversion system according to claim 3 or 4, wherein the display terminal sets the number of connected converters of the storage battery based on an operation. 前記第3の機能は、前記電力変換回路装置の前記制御部から前記蓄電池の制御部に放電を指示する信号を送信した際の、前記蓄電池から出力される電力の有無に基づいて行われることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。 The third function is performed based on the presence or absence of power output from the storage battery when a signal instructing discharge is transmitted from the control unit of the power conversion circuit device to the control unit of the storage battery. The power conversion system according to claim 1. 前記蓄電池から出力される直流電力は前記電力変換回路装置の直流入力側に供給されることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の電力変換システム。 The power conversion system according to any one of claims 1 to 6, wherein the DC power output from the storage battery is supplied to the DC input side of the power conversion circuit device.
JP2021083399A 2016-11-21 2021-05-17 power conversion system Active JP7165953B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021083399A JP7165953B2 (en) 2016-11-21 2021-05-17 power conversion system
JP2022166046A JP7450176B2 (en) 2016-11-21 2022-10-17 power conversion system
JP2024024903A JP2024051003A (en) 2016-11-21 2024-02-21 Power conversion system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016225648A JP6895604B2 (en) 2016-11-21 2016-11-21 Power conversion system
JP2021083399A JP7165953B2 (en) 2016-11-21 2021-05-17 power conversion system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016225648A Division JP6895604B2 (en) 2016-11-21 2016-11-21 Power conversion system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022166046A Division JP7450176B2 (en) 2016-11-21 2022-10-17 power conversion system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021158914A true JP2021158914A (en) 2021-10-07
JP7165953B2 JP7165953B2 (en) 2022-11-07

Family

ID=62146184

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016225648A Active JP6895604B2 (en) 2016-11-21 2016-11-21 Power conversion system
JP2021083399A Active JP7165953B2 (en) 2016-11-21 2021-05-17 power conversion system
JP2022166046A Active JP7450176B2 (en) 2016-11-21 2022-10-17 power conversion system
JP2024024903A Pending JP2024051003A (en) 2016-11-21 2024-02-21 Power conversion system

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016225648A Active JP6895604B2 (en) 2016-11-21 2016-11-21 Power conversion system

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022166046A Active JP7450176B2 (en) 2016-11-21 2022-10-17 power conversion system
JP2024024903A Pending JP2024051003A (en) 2016-11-21 2024-02-21 Power conversion system

Country Status (2)

Country Link
JP (4) JP6895604B2 (en)
WO (1) WO2018092821A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020065337A (en) * 2018-10-16 2020-04-23 株式会社エクソル Power supply system
CN111193288B (en) * 2020-01-16 2021-08-17 华北电力大学 Recovery reconstruction method for distribution network containing distributed power supply based on comprehensive recovery strategy
WO2023089828A1 (en) * 2021-11-22 2023-05-25 三菱電機株式会社 Frequency stabilisation device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1023671A (en) * 1996-07-03 1998-01-23 Omron Corp Power conditioner and dispersed power supplying system
JP2013110870A (en) * 2011-11-21 2013-06-06 Panasonic Corp Power converter
US20140091628A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Eaton Corporation Dual-input inverter and method of controlling same
JP2014121216A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Jfe Engineering Corp Power storage equipment and quick charger
JP2014204470A (en) * 2013-04-01 2014-10-27 京セラ株式会社 Power conversion apparatus, control system, and control method

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01170336A (en) * 1987-12-24 1989-07-05 Mitsubishi Electric Corp Storage battery charge/discharge control circuit
JPH06266455A (en) * 1993-03-16 1994-09-22 Kansai Electric Power Co Inc:The Photovoltaic power generating equipment capable of jointly using battery
JPH08308106A (en) * 1995-05-10 1996-11-22 Omron Corp Reverse-current preventing device for photovoltaic power generating system
JP2004112948A (en) 2002-09-19 2004-04-08 Ebara Corp Power supply system and operation method thereof
JP2007166818A (en) 2005-12-15 2007-06-28 Sharp Corp Power supply system and control method thereof
JP5996313B2 (en) * 2012-07-23 2016-09-21 トヨタホーム株式会社 Power supply control device and power supply system
JP2014027856A (en) * 2012-07-30 2014-02-06 Mitsubishi Electric Corp System interconnection apparatus
CN104541433B (en) 2012-08-30 2017-05-31 株式会社安川电机 Electrical storage device
JP6141631B2 (en) 2012-12-14 2017-06-07 シャープ株式会社 Power supply system
JP6097592B2 (en) * 2013-01-30 2017-03-15 積水化学工業株式会社 Regional power supply and demand control system
JP2014158327A (en) 2013-02-14 2014-08-28 Hot Plan:Kk Power supply apparatus
JP6080632B2 (en) * 2013-03-19 2017-02-15 本田技研工業株式会社 Power supply system
JP6151633B2 (en) 2013-12-24 2017-06-21 京セラ株式会社 Power control apparatus, power control system, and power control method
JP6261722B2 (en) * 2014-04-18 2018-01-17 三菱電機株式会社 Charge / discharge control system, control device, charge / discharge control method, and program
JP6121949B2 (en) * 2014-07-10 2017-04-26 株式会社西日本エイテック Energy storage system for photovoltaic power generation
JP6376997B2 (en) * 2015-03-13 2018-08-22 シャープ株式会社 Power system and control method of power system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1023671A (en) * 1996-07-03 1998-01-23 Omron Corp Power conditioner and dispersed power supplying system
JP2013110870A (en) * 2011-11-21 2013-06-06 Panasonic Corp Power converter
US20140091628A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Eaton Corporation Dual-input inverter and method of controlling same
JP2014121216A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Jfe Engineering Corp Power storage equipment and quick charger
JP2014204470A (en) * 2013-04-01 2014-10-27 京セラ株式会社 Power conversion apparatus, control system, and control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6895604B2 (en) 2021-06-30
JP7450176B2 (en) 2024-03-15
JP7165953B2 (en) 2022-11-07
JP2018085780A (en) 2018-05-31
JP2024051003A (en) 2024-04-10
JP2022179781A (en) 2022-12-02
WO2018092821A1 (en) 2018-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5903622B2 (en) Power supply system and charge / discharge power conditioner
KR101116430B1 (en) Energy Storage System
US8587251B2 (en) Switching circuit, control apparatus, and power generation system
JP7450176B2 (en) power conversion system
CN113615032B (en) Electric vehicle charger with adaptive charging protocol
JP5485857B2 (en) Power management system
JP6174410B2 (en) Power control apparatus, power control method, and power control system
KR101264142B1 (en) New and renewable energy system for home and/or microgrid application
JP2008099527A (en) Storage battery system in non-utility generation equipment connected to electric power system and driving method therefor
CN105075054A (en) Electric power conversion device, control system, and control method
WO2015001767A1 (en) Control device and power management system
US20140298063A1 (en) Battery device and energy storage system including the same
EP2797198A1 (en) Charging/discharging device and charging/discharging system using same
JP2018098820A (en) Power conversion system
US10320327B1 (en) Power storage power conditioner
WO2013151133A1 (en) Power distribution apparatus and power supply system
EP3487034B1 (en) Power conversion system, power supply system, and power conversion apparatus
JPH10248180A (en) Power converting apparatus
CN115483744A (en) Conversion power supply and automatic power supplementing method of energy storage system
US20210194270A1 (en) Storage Battery Unit, Storage Battery Device and Hybrid-Typed Power Supply System
JP2016127777A (en) Storage battery system
JP2018148792A (en) Power controller, power control method, and power control system
JP2016220292A (en) Power supply system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210518

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220329

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220520

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220920

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221017

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7165953

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151