JP2022089581A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電力の供給に用いて好適な電源システムに関する。 The present invention relates to a power supply system suitable for use in supplying DC power.
従来の蓄電部を有する電源システムとして、直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニット(以下「充電ユニット」とも表記する。)が設けられたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As a conventional power supply system having a power storage unit, a DC power supply unit and a charging / spare unit (hereinafter, also referred to as “charging unit”) are known to be provided (see, for example, Patent Document 1).
上述の電源システムにおいては、例えば、直送ユニットと充電ユニットの電圧を同時に上げ下げすることで蓄電部に充電を行う「充電モード」と、蓄電部から放電させる「放電モード」を切換える充放電制御等が行われている。 In the above-mentioned power supply system, for example, charge / discharge control for switching between a "charging mode" in which the power storage unit is charged by raising and lowering the voltage of the direct delivery unit and the charging unit at the same time and a "discharge mode" in which the power storage unit is discharged is performed. It is done.
しかしながら、蓄電部の放電後に敢えて充電を行わないことは想定されていないため、放電後は必ず充電を行う制御が行われていた。そのため、放電後の任意の時間に蓄電部に充電を行うことが難しいという問題があった。 However, since it is not assumed that charging is not performed after discharging the power storage unit, control is always performed to charge after discharging. Therefore, there is a problem that it is difficult to charge the power storage unit at an arbitrary time after discharging.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、放電後の任意の時間に蓄電部への充電を可能にすることで、電気料金の低減を図りやすい電源システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a power supply system capable of easily reducing electricity charges by enabling charging of a power storage unit at an arbitrary time after discharge. The purpose is.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の電源システムは、交流電力を直流電力に変換して負荷に出力するとともに、出力される直流電力の電圧を第1高圧電圧および前記第1高圧電圧よりも電圧が低い第1低圧電圧の間で切替え可能な第1変換部と、前記第1変換部と並列に配置され、前記交流電力を前記直流電力に変換するとともに、出力される直流電力の電圧を第2高圧電圧、および、前記第2高圧電圧よりも電圧が低い第2低圧電圧の間で切替え可能な第2変換部と、前記第1変換部の直流電力側および前記第2変換部の直流電力側の間に配置され、前記第2変換部から前記第1変換部に向かう電流の流れを許容し、前記第1変換部から前記第2変換部に向かう電流の流れを規制する規制部と、前記第2変換部の直流電力側と電気的に接続され、出力される電力の電圧である蓄電電圧が前記第1高圧電圧および前記第2高圧電圧よりも電圧が低く、かつ、前記第1低圧電圧および前記第2低圧電圧よりも電圧が高い蓄電部と、が設けられ、前記第1変換部および前記第2変換部は、それぞれ前記第1高圧電圧および前記第2高圧電圧で直流電力を出力する第1モード、それぞれ前記第1低圧電圧および前記第2低圧電圧で直流電力を出力する第2モード、及びそれぞれ前記第1高圧電圧および前記第2低圧電圧で直流電力を出力する第3モードで運転可能に構成される。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The power supply system of the present invention converts AC power into DC power and outputs it to a load, and outputs the output DC power to a first high voltage and a first low voltage voltage lower than the first high voltage. A first conversion unit that can be switched between the two is arranged in parallel with the first conversion unit, the AC power is converted into the DC power, and the output DC power voltage is the second high voltage and the above. A second conversion unit that can be switched between a second low voltage voltage having a voltage lower than the second high voltage voltage is arranged between the DC power side of the first conversion unit and the DC power side of the second conversion unit. A regulation unit that allows a current flow from the second conversion unit to the first conversion unit and regulates a current flow from the first conversion unit to the second conversion unit, and a DC voltage of the second conversion unit. The stored voltage, which is the voltage of the power that is electrically connected to the power side and is output, is lower than the first high voltage and the second high voltage, and the first low voltage and the second low voltage are A storage unit having a higher voltage than the above is provided, and the first conversion unit and the second conversion unit each have a first mode of outputting DC power at the first high voltage and the second high voltage, respectively. It is configured to be operable in a second mode in which DC power is output at the first low voltage and the second low voltage, and a third mode in which DC power is output at the first high voltage and the second low voltage, respectively.
本発明の電源システムによれば、第1変換部および第2変換部を、第1モード、第2モードおよび第3モードで運転可能とすることにより、蓄電部の放電後の任意の時間に蓄電部を充電することが可能となる。 According to the power supply system of the present invention, the first conversion unit and the second conversion unit can be operated in the first mode, the second mode, and the third mode, so that the storage unit can be stored at an arbitrary time after the discharge. It becomes possible to charge the unit.
ここで、第1変換部および第2変換部がそれぞれ第1高圧電圧および第2高圧電圧で直流電力を出力する第1モードでは、負荷に対して給電が行われるとともに、蓄電部に充電が行われる。第1変換部および第2変換部がそれぞれ第1低圧電圧および第2低圧電圧で直流電力を出力する第2モードでは、蓄電部から放電された電力が負荷に対して供給される。第1変換部および第2変換部がそれぞれ1高圧電圧および第2低圧電圧で直流電力を出力する第3モードでは、負荷に対して給電が行われる一方で、蓄電部への充電は抑制される。 Here, in the first mode in which the first conversion unit and the second conversion unit output DC power at the first high voltage and the second high voltage, respectively, the load is supplied with power and the power storage unit is charged. Will be. In the second mode in which the first conversion unit and the second conversion unit output DC power at the first low voltage and the second low voltage, respectively, the power discharged from the power storage unit is supplied to the load. In the third mode in which the first conversion unit and the second conversion unit output DC power at one high voltage and a second low voltage, respectively, power is supplied to the load while charging to the power storage unit is suppressed. ..
そのため、本発明の電源システムでは、第2モードにおいて蓄電部が放電を行った後、蓄電部に給電を行うまでの間、第3モードにおいて負荷に給電を行い、蓄電部への充電を抑制することができる。第3モードの後の第1モードにより、負荷に給電すると共に蓄電部への充電を行うことができる。 Therefore, in the power supply system of the present invention, after the power storage unit discharges in the second mode, the load is supplied in the third mode until the power storage unit is supplied with power, and the charging of the power storage unit is suppressed. be able to. By the first mode after the third mode, the load can be supplied and the power storage unit can be charged.
上記発明において前記第2高圧電圧は、前記第1高圧電圧未満の電圧であり、前記第2低圧電圧は、前記第1低圧電圧以上の電圧であることが好ましい。
このように第2高圧電圧を第1高圧電圧未満の電圧とすることにより、第1モードにおいて負荷への電力供給と、蓄電部への充電と、を両立させやすくなる。
In the above invention, the second high voltage is preferably a voltage lower than the first high voltage, and the second low voltage is preferably a voltage equal to or higher than the first low voltage.
By setting the second high-voltage voltage to a voltage lower than the first high-voltage voltage in this way, it becomes easy to achieve both power supply to the load and charging to the power storage unit in the first mode.
蓄電部から出力される蓄電電圧は、第3のモードにおいて第1変換部から出力される第1高圧電圧よりも低いため、第3モードにおいて蓄電部から負荷への放電を抑制しやすくなる。また、第2低圧電圧を、第1低圧電圧以下の電圧とすることにより、第2モードにおいて蓄電部から負荷への放電を行いやすくなる。 Since the stored voltage output from the power storage unit is lower than the first high voltage voltage output from the first conversion unit in the third mode, it is easy to suppress the discharge from the power storage unit to the load in the third mode. Further, by setting the second low voltage to a voltage equal to or lower than the first low voltage, it becomes easy to discharge the load from the power storage unit in the second mode.
上記発明においては、記憶部に記憶された予め定められたスケジュールに基づいて前記第1変換部および前記第2変換部に対して制御信号を出力し、前記第1モード、前記第2モードおよび前記第3モードの切り替えを制御する制御部が更に設けられていることが好ましい。 In the above invention, a control signal is output to the first conversion unit and the second conversion unit based on a predetermined schedule stored in the storage unit, and the first mode, the second mode, and the second mode are described. It is preferable that a control unit for controlling the switching of the third mode is further provided.
このように予め定められたスケジュールに基づいて第1モード、第2モードおよび第3モードの切り替え制御を行うことにより、例えば、電源システムの外部から切り替え制御を行うことが難しい環境下であっても、切り替え制御を行うことができる。 By performing switching control between the first mode, the second mode, and the third mode based on the predetermined schedule in this way, for example, even in an environment where it is difficult to perform switching control from the outside of the power supply system. , Switching control can be performed.
上記発明においては、入力受付部を介して入力された前記第1モード、前記第2モードおよび前記第3モードの切替え入力に基づいて前記第1変換部および前記第2変換部に対して制御信号を出力し、前記第1モード、前記第2モードおよび前記第3モードの切り替えを制御する制御部が更に設けられていることが好ましい。 In the above invention, a control signal is given to the first conversion unit and the second conversion unit based on the switching input of the first mode, the second mode, and the third mode input via the input reception unit. Is output, and it is preferable that a control unit for controlling switching between the first mode, the second mode, and the third mode is further provided.
このように入力された切替え入力に基づいて第1モード、第2モードおよび第3モードの切り替え制御を行うことにより、例えば、記憶部に記憶された予め定められたスケジュールに基づいて切り替え制御を行う場合と比較して、切り替え制御を柔軟に行いやすくなる。例えば、第1モード、第2モードおよび第3モードを行うタイミングや、それぞれのモードを継続する期間を、周囲の状況に応じて適宜変更することが容易となる。 By performing switching control between the first mode, the second mode, and the third mode based on the switching input input in this way, for example, switching control is performed based on a predetermined schedule stored in the storage unit. Compared with the case, it becomes easier to perform switching control flexibly. For example, it becomes easy to appropriately change the timing of performing the first mode, the second mode, and the third mode, and the period for continuing each mode, depending on the surrounding situation.
本発明の電源システムによれば、第1変換部および第2変換部を、第1モード、第2モードおよび第3モードで運転可能とすることにより、蓄電部の放電後の任意の時間に蓄電部を充電することが可能となる。そのため、蓄電部を放電する時刻に関わらず、蓄電部の充電を電力料金が安い時間帯に行うことが可能となり、電気料金の低減を図りやすいという効果を奏する。 According to the power supply system of the present invention, the first conversion unit and the second conversion unit can be operated in the first mode, the second mode, and the third mode, so that the storage unit can be stored at an arbitrary time after the discharge. It becomes possible to charge the unit. Therefore, regardless of the time when the power storage unit is discharged, it is possible to charge the power storage unit during the time when the power charge is low, which has the effect of facilitating the reduction of the electricity charge.
上記発明において前記蓄電部には、前記制御部へ前記蓄電部に関する情報を送信する情報送信部が設けられていることが好ましい。
このように情報送信部を設けることにより、制御部に蓄電部に関する情報が入力される。制御部は、蓄電部に関する情報を参照しながら切り替え制御することが可能となる。ここで、蓄電部に関する情報としては、蓄電部における電圧や、充放電の際の電流や、残容量などの情報を例示することができる。
In the above invention, it is preferable that the power storage unit is provided with an information transmission unit that transmits information about the power storage unit to the control unit.
By providing the information transmission unit in this way, information about the power storage unit is input to the control unit. The control unit can perform switching control while referring to information about the power storage unit. Here, as the information regarding the power storage unit, information such as the voltage in the power storage unit, the current during charging / discharging, and the remaining capacity can be exemplified.
この発明の一実施形態に係る電源システム1について、図1から図11を参照しながら説明する。
電源システム1は、図1に示すように、電力を消費する負荷40に供給するシステムである。本実施形態では、交流電力を所望の電圧の直流電力に変換して負荷40に供給するシステムである例に適用して説明する。なお、電源システム1は、直流電力を所望の電圧の直流電力に変換して負荷40に供給するシステムであってもよい。
The
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、負荷40が通信設備である例に適用して説明する。負荷40は、通信設備に限定されるものではなく、その他各種の電力を消費する機器のいずれかであってもよい。
In this embodiment, it will be described by applying it to an example in which the
電源システム1には、図1に示すように、電源装置10と、蓄電部30と、が主に設けられている。
電源装置10は、交流電力を所望の電圧の直流電力に変換して負荷40に供給するものである。本実施形態では、交流電力は商用電源50から電源装置10に供給される例に適用して説明するが、商用電源50以外の手段によって供給されるものであってもよい。
As shown in FIG. 1, the
The
また、電源装置10は、蓄電部30に蓄電される直流電力を供給するものである。さらに、電源装置10は、電源装置10への交流電力の供給が停止した際に、蓄電部30から放電された直流電力を負荷40に供給するものである。
Further, the
電源装置10には、図1に示すように、第1変換部11と、第2変換部12と、規制部13と、主制御部(制御部)21と、が主に設けられている。本実施形態では、第1変換部11および第2変換部12が電源装置10の内部で並列に配置されている例に適用して説明する。
As shown in FIG. 1, the
また、第1変換部11は1台であってもよいし、複数台であってもよい。第2変換部12は1台であってもよいし、複数台であってもよい。本実施形態では、第1変換部11および第2変換部12のそれぞれが複数台である例に適用して説明する。
Further, the
具体的には、複数の第1変換部11が並列に配置されるとともに、複数の第2変換部12が並列に配置されている。そして、複数の第1変換部11のグループと、複数の第2変換部12のグループとが、並列に配置されている。
Specifically, a plurality of
第1変換部11は、電源装置10に入力された交流電力を直流電力に変換して負荷40に出力する変換器である。第1変換部11は、主制御部21から入力される制御信号に基づいて、出力される直流電力の電圧を第1高圧電圧VH1および第1高圧電圧VH1よりも電圧が低い第1低圧電圧VL1の間で切替える構成を有している。
The
第2変換部12は、電源装置10に入力された交流電力を直流電力に変換して蓄電部30に出力する変換器である。第2変換部12は、主制御部21から入力される制御信号に基づいて、出力される直流電力の電圧を第2高圧電圧VH2および第2高圧電圧VH2よりも電圧が低い第2低圧電圧VL2の間で切替える構成を有している。
The
なお、第2高圧電圧VH2は、第1高圧電圧VH1未満の電圧であり、第2低圧電圧VL2は、第2高圧電圧VH2未満の電圧であり、かつ、第1低圧電圧VL1以上の電圧である。つまり、電圧の高低関係は、次の通りである。第1高圧電圧VH1>第2高圧電圧VH2>第2低圧電圧VL2≧第1低圧電圧VL1。 The second high voltage VH2 is a voltage lower than the first high voltage VH1, and the second low voltage VL2 is a voltage lower than the second high voltage VH2 and a voltage equal to or higher than the first low voltage VL1. .. That is, the high-low relationship of the voltage is as follows. 1st high voltage voltage VH1> 2nd high voltage voltage VH2> 2nd low voltage voltage VL2 ≧ 1st low voltage voltage VL1.
本実施形態では、第1高圧電圧VH1の値が第2高圧電圧VH2の値よりも高い例に適用して説明するが、第1高圧電圧VH1の値は、第2高圧電圧VH2の値以上であってもよい。 In this embodiment, the value of the first high voltage voltage VH1 will be described by applying it to an example in which the value of the first high voltage voltage VH1 is higher than the value of the second high voltage voltage VH2. There may be.
なお、第1変換部11および第2変換部12としては、公知の構成を有する変換器を用いることができ、変換器の形式や、電力の変換方式や、電圧の切り替え方式などを特に限定するものではない。
As the
規制部13は、第1変換部11グループの直流電力側と、第2変換部12グループの直流電力側と、の間に配置される電子部品である。規制部13は、第2変換部12グループから第1変換部11グループに向かう電流の流れを許容し、第1変換部11グループから第2変換部12グループに向かう電流の流れを規制する電子部品である。本実施形態では、規制部13がダイオードである例に適用して説明する。
The
主制御部21は、第1変換部11および第2変換部12に対して、それぞれ出力する直流電力の電圧を制御する制御信号を出力するものである。本実施形態では、主制御部21がCPU(中央演算処理ユニット)、ROM、RAM、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである例に適用して説明する。
The
上述のROM等の記憶装置に記憶されているプログラムは、図2に示すように、CPU(中央演算処理ユニット)、ROM、RAM、入出力インタフェース等を協働させて演算部22や、入力受付部23として機能させるものである。なお、図2では、理解を容易にするために第1変換部11および第2変換部12の代表を1つずつ図示している。
As shown in FIG. 2, the program stored in the storage device such as the ROM described above has the CPU (central processing unit), ROM, RAM, input / output interface, etc. linked to the
演算部22は、第1変換部11および第2変換部12を制御する制御信号を生成するものである。制御信号は、第1変換部11および第2変換部12に対して、それぞれ第1高圧電圧VH1および第2高圧電圧VH2で直流電力を出力させる第1モードM1、それぞれ第1低圧電圧VL1および第2低圧電圧VL2で直流電力を出力させる第2モードM2、及びそれぞれ第1高圧電圧VH1および第2低圧電圧VL2で直流電力を出力させる第3モードM3の少なくとも3種類の信号である。
The
第1モードM1は、負荷40に直流電力を供給するとともに蓄電部30に充電を行うモードである。第2モードM2は、商用電源50から負荷40への電力供給を停止し、蓄電部30から放電した直流電力を負荷40に供給するモードである。第3モードM3は、負荷40に直流電力を供給するとともに蓄電部30への充電を抑制するモードである。
The first mode M1 is a mode in which DC power is supplied to the
入力受付部23は、第1モードM1、第2モードM2および第3モードM3を切り替える切替え信号が入力されるものである。入力受付部23は、入力された切り替え信号を演算部22に出力可能に接続されている。
The
また、入力受付部23は、図1に示すように、情報通信可能な外部ネットワーク26を介してパーソナルコンピュータ等の情報端末や、BEMS(Building Energy Management System)や、CEMS(Community Energy Management System)などの入力部25から切り替え信号が入力されるものである。
Further, as shown in FIG. 1, the
外部ネットワーク26は、電源システム1の外部に設置されたネットワークであって、有線による情報通信、無線による情報通信、および有線と無線を組わせた情報通信を行うネットワークのいずれであってもよい。
The
なお、本実施形態では、入力受付部23が外部ネットワーク26を介して入力部25と情報通信可能に接続された例に適用して説明するが、入力受付部23は、外部ネットワークを介することなく入力部25と直接に情報通信可能に接続されていてもよい。
In this embodiment, the
蓄電部30は、直流電力が充電されるとともに、蓄電された直流電力を放電するものである。充電される直流電力は第2変換部12から出力されたものである。放電された直流電力は負荷40に供給される。
The
蓄電部30には、蓄電制御部(情報通信部)31と、蓄電池32と、が主に設けられている。
蓄電制御部31は、蓄電池32を制御するコントローラである。また、蓄電制御部31は、蓄電池32における電圧や、充電または放電時の電流や、残容量などの蓄電部30に関する情報を取得し、主制御部21に取得した情報を送信するものである。
The
The
なお、本実施形態では蓄電部30に蓄電制御部31が設けられている例に適用して説明するが、蓄電部30には蓄電制御部31が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。
In this embodiment, the example in which the power
蓄電池32は、直流電力が充電されるとともに、蓄電された直流電力を放電するものである。蓄電池32としては充電および放電が可能な二次電池であればよく、蓄電池の種類や、形式などを特に限定するものでなない。本実施形態では蓄電池32がリチウムイオン電池である例に適用して説明する。
The
次に、上記の構成からなる電源システム1における充電および放電について、図3から図9を参照しながら説明する。まず第1モードM1における充電および放電について説明し、その次に第2モードM2における充電および放電について説明し、最後に第3モードM3における充電および放電について説明する。
Next, charging and discharging in the
まず、第1モードM1における充電および放電について説明する。外部ネットワーク26を介して入力部25から主制御部21に第1モードM1への切り替え信号が入力される。主制御部21は、入力された切り替え信号に基づいて、第1変換部11および第2変換部12へ出力する制御信号を生成する。生成された制御信号は、第1変換部11および第2変換部12へ出力される。
First, charging and discharging in the first mode M1 will be described. A switching signal to the first mode M1 is input from the
制御信号が入力された第1変換部11は、図3に示すように、第1高圧電圧VH1の直流電力を出力する。第1変換部11から出力された直流電力は、負荷40に供給される。また、制御信号が入力された第2変換部12は、第2高圧電圧VH2の直流電力を出力する。第2変換部12から出力された直流電力は、蓄電部30に充電される。
As shown in FIG. 3, the
さらに、規制部13が設けられているため、第1変換部11から出力された直流電力が蓄電部30へ向かって流れにくい。また、第1高圧電圧VH1の値が第2高圧電圧VH2の値よりも高いため、第2変換部12から出力された直流電力が負荷40へ向かって流れにくい。
Further, since the
ここで、蓄電部30の蓄電池32が充電されている場合に第1モードM1の制御を行ったときの電圧の時間変化について図4を参照しながら説明する。この場合、第1変換部11から出力される直流電力の第1高圧電圧VH1の値は一定となる。また、第2変換部12から出力される直流電力の第2高圧電圧VH2の値も一定となる。蓄電池32は充電されているため、蓄電池32の蓄電電圧VBも一定となる。なお、第2高圧電圧VH2の値は、蓄電電圧VBの値に応じて制御される。
Here, when the
また、蓄電部30の蓄電池32が充電されていない場合に第1モードM1の制御を行ったときの電圧の時間変化について図5を参照しながら説明する。この場合、第1変換部11から出力される直流電力の第1高圧電圧VH1の値は一定となる。その一方で、第2高圧電圧VH2の値、および、蓄電電圧VBの値は、蓄電池32が充電されるに従い値が高くなる。蓄電池32が充電されると、第2高圧電圧VH2の値、および、蓄電電圧VBの値は一定となる。
Further, the time change of the voltage when the first mode M1 is controlled when the
なお、蓄電池32に対する充電方法は、公知の充電方法を用いることができる。本実施形態では、蓄電池32の蓄電電圧VBと充電電流とを考慮した充電(CCCV充電:定電流定電圧充電)方法を用いて充電する例に適用して説明する。
As a charging method for the
次に、第2モードM2における充電および放電について説明する。外部ネットワーク26を介して入力部25から主制御部21に第2モードM2への切り替え信号が入力される。主制御部21は、入力された切り替え信号に基づいて、第1変換部11および第2変換部12へ出力する制御信号を生成する。生成された制御信号は、第1変換部11および第2変換部12へ出力される。
Next, charging and discharging in the second mode M2 will be described. A switching signal to the second mode M2 is input from the
制御信号が入力された第1変換部11は、図6に示すように、第1低圧電圧VL1の直流電力を出力する。また、制御信号が入力された第2変換部12は、第2低圧電圧VL2の直流電力を出力する。
As shown in FIG. 6, the
蓄電部30からは、蓄電電圧VBの直流電力が出力される。出力された直流電力は、負荷40に供給される。ここで、蓄電電圧VBの値は、第1低圧電圧VL1の値、および、第2低圧電圧VL2の値よりも高いため、蓄電部30から出力された直流電力は、規制部13を負荷40に向かって流れる。
The DC power of the storage voltage VB is output from the
ここで、第2モードM2の制御を行ったときの電圧の時間変化について図7を参照しながら説明する。図7において時間T2が、第2モードM2の制御を開始したタイミングである。時間T2よりも前では、第1変換部11から出力される直流電力の電圧は第1高圧電圧VH1であり、第2変換部12から出力される直流電力の電圧は第2高圧電圧VH2である。
Here, the time change of the voltage when the second mode M2 is controlled will be described with reference to FIG. 7. In FIG. 7, the time T2 is the timing at which the control of the second mode M2 is started. Before the time T2, the voltage of the DC power output from the
第2モードM2の制御が開始されると、第1変換部11から出力される直流電力の電圧は第1低圧電圧VL1となり、第2変換部12から出力される直流電力の電圧は第2低圧電圧VL2となる。
When the control of the second mode M2 is started, the voltage of the DC power output from the
また、第2モードM2の制御が開始されると、蓄電部30から放電が開始され、放電された直流電力が負荷40に供給される。蓄電部30から供給される直流電力の蓄電電圧VBは、第2モードM2の制御直後から時間の経過とともに低下する。蓄電電圧VBの低下は、その値が第2低圧電圧VL2になるまで、もしくは第1モードM1または第3モードM3に切り替わるまで続く。
Further, when the control of the second mode M2 is started, discharge is started from the
蓄電電圧VBの値が第2低圧電圧VL2の値まで低下した後は、蓄電部30からの放電は停止する。蓄電電圧VBの値が、第2低圧電圧VL2の値よりも低下する場合には、蓄電部30への充電が開始される。そのため、蓄電電圧VBの値は、第2低圧電圧VL2と同じ値となる。
After the value of the storage voltage VB drops to the value of the second low voltage voltage VL2, the discharge from the
第2低圧電圧VL2の値は、蓄電部30に予め定められた蓄電容量が残る値ように定められた値を例示することができる。このようにすることで、商用電源50が停電した場合に備えて蓄電部30からの放電を停止させることができる。つまり、停電時に蓄電部30から負荷40へ直流電力の供給が可能となる。
The value of the second low voltage voltage VL2 can be exemplified as a value determined so that a predetermined storage capacity remains in the
蓄電電圧VBの値が第2低圧電圧VL2の値まで低下した後、もしくは第2低圧電圧VL2まで低下するまでに、第1モードM1、または、第3モードM3に移行し、負荷40への直流電力の供給を継続してもよい。この場合、第1モードM1に移行したときには、蓄電部30への充電が行われる。また、第3モードM3に移行したときには、蓄電部30への充電が抑制される。
After the value of the storage voltage VB drops to the value of the second low voltage voltage VL2, or before the value drops to the second low voltage voltage VL2, the mode shifts to the first mode M1 or the third mode M3, and the direct current to the
最後に、第3モードM3における充電および放電について説明する。外部ネットワーク26を介して入力部25から主制御部21に第3モードM3への切り替え信号が入力される。主制御部21は、入力された切り替え信号に基づいて、第1変換部11および第2変換部12へ出力する制御信号を生成する。生成された制御信号は、第1変換部11および第2変換部12へ出力される。
Finally, charging and discharging in the third mode M3 will be described. A switching signal to the third mode M3 is input from the
制御信号が入力された第1変換部11は、図8に示すように、第1高圧電圧VH1の直流電力を出力する。また、制御信号が入力された第2変換部12は、第2低圧電圧VL2の直流電力を出力する。
As shown in FIG. 8, the
第1変換部11から出力された直流電力は、負荷40に供給される。その一方で、蓄電部30には供給されない。第2低圧電圧VL2の値が蓄電電圧VBの値よりも低い場合には、第2変換部12から蓄電部30への充電は抑制される。
The DC power output from the
ここで、第3モードM3の制御を行ったときの電圧の時間変化について図9を参照しながら説明する。図9において時間T3が、第3モードM3の制御を開始したタイミングである。 Here, the time change of the voltage when the control of the third mode M3 is performed will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the time T3 is the timing at which the control of the third mode M3 is started.
時間T3よりも前では、第1変換部11から出力される直流電力の電圧は第1低圧電圧VL1であり、第2変換部12から出力される直流電力の電圧は第2低圧電圧VL2である。蓄電部30からは放電が行われ、蓄電電圧VBは時間の経過とともに低下している。
Before the time T3, the voltage of the DC power output from the
第3モードM3の制御が開始されると、第1変換部11から出力される直流電力の電圧は第1高圧電圧VH1となる。第2変換部12から出力される直流電力の電圧は第2低圧電圧VL2のままである。
When the control of the third mode M3 is started, the voltage of the DC power output from the
蓄電電圧VBは時間T3における値であって、蓄電電圧VBは第1高圧電圧VH1と第2低圧電圧VL2との間の値となる。そのため、蓄電部30からは放電されず、かつ、充電もされない。
The stored voltage VB is a value at time T3, and the stored voltage VB is a value between the first high voltage voltage VH1 and the second low voltage voltage VL2. Therefore, it is not discharged from the
上記の構成の電源システム1によれば、第1変換部11および第2変換部12を、第1モードM1、第2モードM2および第3モードM3で運転可能とすることにより、蓄電部30の放電後の任意の時間に蓄電部30を充電することが可能となる。
According to the
ここで、第1変換部11および第2変換部12がそれぞれ第1高圧電圧VH1および第2高圧電圧VH2で直流電力を出力する第1モードM1では、負荷40に対して給電が行われるとともに、蓄電部30に充電が行われる。第1変換部11および第2変換部12がそれぞれ第1低圧電圧VL1および第2低圧電圧VL2で直流電力を出力する第2モードM2では、蓄電部30から放電された電力が負荷40に対して供給される。第1変換部11および第2変換部12がそれぞれ第1高圧電圧VH1および第2低圧電圧VL2で直流電力を出力する第3モードM3では、負荷40に対して給電が行われる一方で、蓄電部30への充電は抑制される。
Here, in the first mode M1 in which the
そのため、電源システム1では、第2モードM2において蓄電部30が放電を行った後、蓄電部30に給電を行うまでの間、第3モードM3において負荷40に給電を行い、蓄電部30への充電を抑制することができる。第3モードM3の後の第1モードM1により、負荷40に給電すると共に蓄電部30への充電を行うことができる。
Therefore, in the
上記の構成の電源システム1によれば、第2高圧電圧VH2を第1高圧電圧VH1未満の電圧とすることにより、第1モードM1において負荷40への電力供給と、蓄電部30への充電と、を両立させやすくなる。第2低圧電圧VL2を、第2高圧電圧VH2未満の電圧とすることにより、第3モードM3において蓄電部30から負荷40への放電を抑制しやすくなる。また、第1低圧電圧VL1及び第2低圧電圧VL2は、ともに、蓄電部30から放電される蓄電電圧VBよりも低く、第2低圧電圧VL2を、第1低圧電圧VL1以下の電圧とすることにより、第2モードM2において蓄電部30から負荷40への放電を行いやすくなる。
According to the
入力された切替え入力に基づいて第1モードM1、第2モードM2および第3モードM3の切り替え制御を行うことにより、例えば、予め定められたスケジュールに基づいて切り替え制御を行う場合と比較して、切り替え制御を柔軟に行いやすくなる。例えば、第1モードM1、第2モードM2および第3モードM3を行うタイミングや、それぞれのモードを継続する期間を、周囲の状況に応じて適宜変更することが容易となる。 By performing switching control of the first mode M1, the second mode M2, and the third mode M3 based on the input switching input, for example, as compared with the case where the switching control is performed based on a predetermined schedule. It becomes easier to perform switching control flexibly. For example, it becomes easy to appropriately change the timing of performing the first mode M1, the second mode M2, and the third mode M3, and the period for continuing each mode according to the surrounding situation.
蓄電制御部31を設けることにより、主制御部21に蓄電部30に関する情報が入力される。主制御部21は、蓄電部30に関する情報を参照しながら切り替え制御することが可能となる。
By providing the power
なお、上述の実施形態では、電源装置10の主制御部21に、切替え信号が入力される入力受付部23が設けられている例に適用して説明したが、図10および図11に示すように、主制御部(制御部)121に第1モードM1、第2モードM2および第3モードM3の切り替えスケジュールが記憶された記憶部123が、入力受付部23の代わりに設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the
この場合、主制御部121は記憶部123に記憶されたスケジュールに基づいて第1モードM1、第2モードM2および第3モードM3を切り替える制御を行う。
なお、記憶部123に記憶されるスケジュールは、予め定められたものであってもよいし、電源システム1の管理者などが適宜定めたものであってもよい。さらにスケジュールは、変更可能に記憶されてもよいし、変更不可に記憶されてもよい。
In this case, the
The schedule stored in the
記憶部123に記憶されたスケジュールに基づいて第1モードM1、第2モードM2および第3モードM3の切り替え制御を行うことにより、例えば、電源システム1の外部から切り替えを指示することが難しい環境下であっても、切り替え制御を行うことができる。
By performing switching control between the first mode M1, the second mode M2, and the third mode M3 based on the schedule stored in the
1…電源システム、 11…第1変換部、 12…第2変換部、 13…規制部、 21,121…主制御部(制御部)、 23…入力受付部、 30…蓄電部、 31…蓄電制御部(情報通信部)、 40…負荷、 123…記憶部 1 ... Power supply system, 11 ... 1st conversion unit, 12 ... 2nd conversion unit, 13 ... Regulation unit, 21,121 ... Main control unit (control unit), 23 ... Input reception unit, 30 ... Power storage unit, 31 ... Power storage unit Control unit (information and communication unit), 40 ... load, 123 ... storage unit
Claims (5)
前記第1変換部と並列に配置され、前記交流電力を前記直流電力に変換するとともに、出力される直流電力の電圧を第2高圧電圧、および、前記第2高圧電圧よりも電圧が低い第2低圧電圧の間で切替え可能な第2変換部と、
前記第1変換部の直流電力側および前記第2変換部の直流電力側の間に配置され、前記第2変換部から前記第1変換部に向かう電流の流れを許容し、前記第1変換部から前記第2変換部に向かう電流の流れを規制する規制部と、
前記第2変換部の直流電力側と電気的に接続され、出力される電力の電圧である蓄電電圧が前記第1高圧電圧および前記第2高圧電圧よりも電圧が低く、かつ、前記第1低圧電圧および前記第2低圧電圧よりも電圧が高い蓄電部と、が設けられ、
前記第1変換部および前記第2変換部は、
それぞれ前記第1高圧電圧および前記第2高圧電圧で直流電力を出力する第1モード、それぞれ前記第1低圧電圧および前記第2低圧電圧で直流電力を出力する第2モード、及びそれぞれ前記第1高圧電圧および前記第2低圧電圧で直流電力を出力する第3モードで運転可能に構成される電源システム。 A first low voltage voltage that can be switched between a first high voltage voltage and a first low voltage voltage lower than the first high voltage voltage while converting AC power into DC power and outputting it to a load. Conversion part and
A second high-voltage voltage, which is arranged in parallel with the first conversion unit, converts the AC power into the DC power, and outputs the output DC power to a second high-voltage voltage and a voltage lower than the second high-voltage voltage. A second converter that can be switched between low voltage and
Arranged between the DC power side of the first conversion unit and the DC power side of the second conversion unit, the current flow from the second conversion unit to the first conversion unit is allowed, and the first conversion unit is allowed to flow. A regulation unit that regulates the flow of current from the second conversion unit to the second conversion unit,
The storage voltage, which is the voltage of the power that is electrically connected to the DC power side of the second conversion unit and is output, is lower than the first high voltage and the second high voltage, and the first low voltage. A voltage and a storage unit having a voltage higher than the second low voltage voltage are provided.
The first conversion unit and the second conversion unit
The first mode that outputs DC power at the first high voltage and the second high voltage, respectively, the second mode that outputs DC power at the first low voltage and the second low voltage, respectively, and the first high voltage, respectively. A power supply system configured to be operable in a third mode that outputs DC power at a voltage and the second low voltage.
前記第2低圧電圧は、前記第1低圧電圧以上の電圧である請求項1記載の電源システム。 The second high voltage is a voltage lower than the first high voltage.
The power supply system according to claim 1, wherein the second low voltage is a voltage equal to or higher than the first low voltage.
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JP2020202089A JP2022089581A (en) | 2020-12-04 | 2020-12-04 | Power supply system |
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