JP2023023414A - 分散型電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】自立運転時に三相負荷及び単相負荷に電力を供給することができる分散型電源システムを提供する。
【解決手段】商用電力系統に連系するとともに自立運転可能な分散型電源を含む分散型電源システムであって、前記分散型電源から出力された電力を、三相電力に変換して三相負荷に供給する電力変換装置と、前記電力変換装置と単相負荷との間に設けられたトランスとを、を備え、前記電力変換装置から前記三相負荷に前記三相電力を供給する三相電力線のうちいずれか二相の電力を供給する三相電力線の間に前記トランスの１次側が接続され、該トランスの２次側には前記単相負荷に単相電力を供給する単相電力線が接続されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、商用電力系統に連系するととともに自立運転時に分散型電源から三相負荷に電力供給可能な電力変換装置を備える分散型電源システムに関する。

従来、蓄電池や太陽電池等の分散型電源を設置し、商用電力系統との連系時及び自立運転時に三相三線式で三相負荷に電力供給する分散型電源システムが提案されている。
また、自立運転時に単相負荷への電力の供給を望む需要家のために、連系運転時には三相三線式の交流電力を供給し、自立運転時には単相三線式又は単相二線式の交流電力を供給する分散型電源システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、このような分散型電源システムでは、自立運転時には、三相負荷又は単相負荷にしか電力を供給できないという問題があった。

特開２０１３－２４７７７５号公報

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、自立運転時に三相負荷及び単相負荷に電力を供給することができる分散型電源システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、
商用電力系統に連系するとともに自立運転可能な分散型電源を含む分散型電源システムであって、
自立運転時に、前記分散型電源から出力された電力を、三相電力に変換して三相負荷に供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置と単相負荷との間に設けられたトランスと、
を備え、
自立運転時に、前記電力変換装置から前記三相負荷に前記三相電力を供給する三相電力線のうちいずれか二相の電力を供給する三相電力線の間に前記トランスの１次側が接続され、該トランスの２次側には前記単相負荷に単相電力を供給する単相電力線が接続されることを特徴とする。

これによれば、自立運転時に、分散型電源から出力される電力を三相電力に変換して三相負荷に供給する電力変換装置を含む分散型電源システムにおいて、自立運転時に、三相電力線に接続されたトランスを介して、単相負荷に対しても単相電力を供給することができる。
分散型電源としては、蓄電池、太陽電池、燃料電池等の種々の電源を適用することができる。

また、本発明において、
前記電力変換装置は、
前記商用電力系統との連系運転時には、並列接続されて同一の前記単相負荷に供給される単相電力を出力する複数の電力変換装置を含み、
自立運転時には、前記単相負荷との接続を遮断するとともに、前記複数の電力変換装置の位相の異なる出力を組み合わせた前記三相電力を前記三相負荷に供給するようにしてもよい。

このようにすれば、系統連系時に、単相負荷に単相電力を出力する複数の電力変換装置を含む分散型電源システムにおいて、自立運転時に三相負荷に三相電力を供給することができる。

また、本発明において、
前記１次側に接続される前記三相電力線は、それぞれ、前記複数の電力変換装置のうちの異なる電力変換装置に接続されるようにしてもよい。

このようにすれば、自立運転時に、トランスを介して単相負荷に供給される電力が、複数の電力変換装置のうちの異なる電力変換装置から供給されるので、三相負荷に複数の電力変換装置から均等に電力を供給するだけでなく、単相負荷に対しても異なる電力変換装置から均等に電力を供給することができる。したがって、電力変換装置間で負荷がアンバランスにならない。

また、本発明において、
前記１次側に接続される前記三相電力線は、いずれも、前記複数の電力変換装置のうちのいずれか一つの前記電力変換装置に接続されるようにしてもよい。

このようにすれば、自立運転時に、分散型電源から出力される電力を三相電力に変換して三相負荷に供給する複数の電力変換装置を含む分散型電源システムにおいて、トランスの１次側に接続される二相の電力を供給する三相電力線のいずれもが、複数の電力変換装置のうちのいずれか一つの電力変換装置に接続されるので、自立運転時に、三相負荷に三相電力を供給する複数の電力変換装置のうちの一つの電力変換装置からトランスを介して、単相負荷に対しても単相電力を供給することができる。

また、本発明において、
前記分散型電源は蓄電池であって、
単相の交流電力を出力する交流電力供給装置を有し、
前記１次側に接続される前記三相電力線が接続された前記電力変換装置は、前記蓄電池を充放電可能であり、
前記１次側に接続される前記三相電力線に、前記交流電力供給装置の出力端を、前記トランスに並列に接続するようにしてもよい。

複数の電力変換装置のうち、１次側に接続される三相電力線が接続された電力変換装置から単相負荷に電力が供給されるので、トランスを介して単相負荷に電力を供給する電力変換装置に電力を出力する蓄電池は、三相負荷にのみ電力を供給する電力変換装置に電力を出力する蓄電池に比べて放電電力が大きくなり、蓄電池の容量が早く減少する。三相負荷に電力を供給する蓄電池のいずれかの容量が放電不可になるまで減少すると、他の蓄電池の容量に余裕があっても三相負荷に対して電力を供給することができなくなるので、複数の蓄電池の間での負荷のアンバランスは好ましくない。このとき、１次側に接続される三相電力線に、単相の交流電力を出力する交流電力供給装置の出力端をトランスに並列に接続し、この三相電力線が接続された電力変換装置を通じて、交流電力供給装置から蓄電池を充電することにより、放電電力が大きい分の電力を補充することができるので、負荷のアンバランスを解消することができる。
ここで、交流電力供給装置は、例えば、太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電力を出力する種々の分散型電源と、直流電力を単相の交流電力に変換する電力変換装置を含んで構成することができる。

また、本発明において、
前記分散型電源は蓄電池であって、
直流電力を出力する直流電力供給装置を有し、
前記三相電力線を介して前記１次側に電力を供給する前記電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、該インバータと前記蓄電池の間に設けられ該蓄電池を充放電可能な双方向コンバータと、該インバータと該双方向コンバータとを接続する直流電路とを含み、
前記直流電路に、前記直流電力供給装置の出力端を、前記インバータに並列に接続するようにしてもよい。

複数の電力変換装置のうち、１次側に接続される三相電力線が接続された電力変換装置から単相負荷に電力が供給されるので、トランスを介して単相負荷に電力を供給する電力変換装置に電力を出力する蓄電池は、三相負荷にのみ電力を供給する電力変換装置に電力を出力する蓄電池に比べて放電電力が大きくなり、蓄電池の容量が早く減少する。三相負荷に電力を供給する蓄電池のいずれかの容量が放電不可になるまで減少すると、他の蓄電池の容量に余裕があっても三相負荷に対して電力を供給することができなくなるので、複数の蓄電池の間での負荷のアンバランスは好ましくない。このとき、１次側に接続される三相電力線が接続される電力変換装置のインバータと双方向コンバータとを接続する直流電路に、直流電力を出力する直流電力供給装置の出力端を、インバータに並列に接続し、この直流電路に接続された双方向コンバータを通じて、直流電力供給装置から蓄電池を充電することにより、放電電力が大きい分の電力を補充することができるので、負荷のアンバランスを解消することができる。
ここで、直流電力供給装置は、例えば、太陽電池、燃料電池、蓄電池等の直流電力を出力する種々の分散型電源と、この分散型電源から出力される直流電圧と適宜の直流電圧に変換するコンバータを含んで構成することができる。

本発明によれば、自立運転時に三相負荷及び単相負荷に電力を供給することができる分散型電源システムを提供することができる。

本発明の実施例１に係る分散型電源システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る分散型電源システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施例３に係る分散型電源システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施例４に係る分散型電源システムの概略構成を示す図である。

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の適用例に係る分散型電源システム１の概略構成を示す図である。
分散型電源システム１では、２つの蓄電池１１ａ、１１ｂにそれぞれ接続された２台の単相の第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂが備えられている。連系運転時には、商用電力系統１ａから単相三線式の交流電力が電力線４ａ、４ｂ、４ｃを通じて単相の需要家負荷（単相負荷）２、３に供給される。第１パワーコンディショナ２０ａの単相の第１インバータ１０ａ及び第２パワーコンディショナ２０ｂの単相
の第２インバータ１０ｂによる電力は、単相負荷２、３に供給される。また、商用電力系統１ｂから三相三線式の交流電力が三相負荷９に供給される。一方、自立運転時には、第１インバータ１０ａ、第２インバータ１０ｂの出力が三相負荷９と接続される。第１インバータ１０ａから第２インバータ１０ｂに送信される同期信号により、第１インバータ１０ａ、第２インバータ１０ｂの出力電圧に、互いに１２０度の位相差を設けることで、三相電圧を生成し、三相三線式の電力を供給する。

自立運転時には、これに加えて、第２インバータ１０ｂから単相負荷２、３にも単相三線式の電力が供給される。ここでは、リレー７ｃとリレーＳＷ８ｃとの間で、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃに接続される電力線１０３ｃから電力線１０４ｃが分岐している。また、リレー７ｄとリレーＳＷ８ｂとの間で、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄに接続される電力線１０３ｄから電力線１０４ｄが分岐している。この電力線１０４ｄと電力線１０４ｃはトランスＴｒの１次側に接続される。トランスＴｒの２次側には、電力線１０５ａ及び電力線１０５ｃと、これらの中性点を引き出す電力線１０５ｂの三線が接続される。これにより、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃ、１０１ｄから電力線１０４ｃ、１０４ｄ間に出力される２００Ｖの電圧が、トランスＴｒにより変圧され、電力線１０５ａ、１０５ｂ間と、電力線１０５ｂ、１０５ｃ間にそれぞれ１００Ｖ、電力線１０５ａ、１０５ｃ間に２００Ｖの交流電圧が出力される。

このように、自立運転時に、電力線１０３ａ、電力線１０３ｂ及び１０３ｄ、電力線１０３ｃを通じて三相負荷９に三相三線式の電力を供給し、同時に、電力線１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを通じて単相負荷２、３に単相三線式の電力を供給することができる。

〔実施例１〕
以下では、本発明の実施例１に係る分散型電源システム１について、図面を用いて、より詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る分散型電源システム１の概略構成を示す図である。
分散型電源システム１では、２つの蓄電池１１ａ、１１ｂにそれぞれ接続された２台の単相の第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂが備えられている。第１パワーコンディショナ２０ａ及び第２パワーコンディショナ２０ｂは、それぞれ、単相の第１インバータ１０ａ及び第２インバータ１０ｂを有している。この例では、第１インバータ１０ａ、第２インバータ１０ｂの出力は、連系運転時には、リレー５ａ、５ｂ及びリレー５ｃ、５ｄが接続され、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが系統側に接続されることにより、第１インバータ１０ａ、第２インバータ１０ｂの単相電圧による電力は、単相負荷２、３に供給される。すなわち、連系運転時には、複数の電力変換装置としての第１パワーコンディショナ２０ａと第２パワーコンディショナ２０ｂが並列接続されて同一の単相負荷２、３に単相電力を供給する。一方、自立運転時には、第１インバータ１０ａ及び第２インバータ１０ｂ側のリレー５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが切断され、リレー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが接続される。そして、リレーＳＷ８ａ、８ｂ、８ｃが第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂ側に接続されることで、第１インバータ１０ａ、第２インバータ１０ｂの出力が三相負荷９と接続される。さらに、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが第２インバータ１０ｂ側に接続されることで、第２インバータ１０ｂの出力が単相負荷２、３にも供給される。ここでは、蓄電池１１ａ、１１ｂが、本発明の分散型電源に相当する。

ここでは、商用電力系統１ａから単相三線式の交流電力（単相電力）が電力線４ａ、４ｂ、４ｃを通じて単相負荷２、３に供給される。すなわち、電力線４ａ、４ｂ間に１００Ｖ、電力線４ｂ、４ｃ間に１００Ｖ、電力線４ａ、４ｃ間に２００Ｖの電圧が印加される。電力線４ａ、４ｂ、４ｃは、それぞれリレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃを介して、単相負荷
２、３に接続されている。系統連系時には、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ａ、１０１ｂがリレー５ａ、５ｂを介して電力線４ａ、４ｂ、４ｃに接続される。このとき、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ａ、１０１ｂに接続される電力線１０２ａ、１０２ｂがそれぞれ電力線４ａ、４ｃに接続され、出力端子１０１ａ、１０１ｂにそれぞれ接続された電力線１０２ａ、１０２ｂ間に直列に接続された２つのコンデンサの中点が電力線４ｂに接続される。また、系統連系時には、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃ、１０１ｄがリレー５ｃ、５ｄを介して電力線４ａ、４ｂ、４ｃに接続される。そして、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃ、１０１ｄに接続される電力線１０２ｃ、１０２ｄがそれぞれ電力線４ａ、４ｃに接続され、出力端子１０１ｃ、１０１ｄにそれぞれ接続された電力線１０２ｃ、１０２ｄ間に直列に接続された２つのコンデンサに中点が電力線４ｂに接続される。
また、連系運転時には、商用電力系統１ｂから三相三線式の交流電力が三相負荷９に供給される。

自立運転時には、第１インバータ１０ａ及び第２インバータ１０ｂ側のリレー５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが切断され、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが系統側からトランスＴｒ側に切り替えられる。これにより、連系運転時における、電力線１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄと電力線４ａ、４ｂ、４ｃを介した、第１インバータ１０ａ及び第２インバータ１０ｂと単相負荷２、３との接続は遮断される。
また、自立運転時には、第１インバータ１０ａから第２インバータ１０ｂに送信される同期信号により、第１インバータ１０ａ、第２インバータ１０ｂの出力電圧に、互いに１２０度の位相差を設けることで、三相電圧を生成し、三相三線式の電力を供給する。ここでは、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ａに接続される電力線１０３ａはリレー７ａを介して三相負荷９側のリレーＳＷ８ａに接続される。第１インバータ１０ａの出力端子１０１ｂに接続される電力線１０３ｂはリレー７ｂを介して三相負荷９側のリレーＳＷ８ｂに接続される。また、このリレーＳＷ８ｂに接続される電力線１０３ｂには、リレー７ｄを介して第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄに接続される電力線も接続される。そして、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃに接続される電力線１０３ｃはリレー７ｃを介して三相負荷９側のリレーＳＷ８ｃに接続される。このとき、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ｂと第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄは同電位となり、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ａと、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ｂ及び第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄとの間の出力電圧と、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ｂ及び第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄと、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃとの間の出力電圧とに、１２０度の位相差を設けることにより、電力線１０３ａ、電力線１０３ｂ及び１０３ｄ、電力線１０３ｃを通じて三相負荷９に三相三線式の電力を供給している。すなわち、第１パワーコンディショナ２０ａと第２パワーコンディショナ２０ｂの位相の異なる出力を組み合わせた三相電力を三相負荷９に供給している。ここでは、電力線１０３ａ、電力線１０３ｂ及び１０３ｄ、電力線１０３ｃが、本発明の三相電力線に対応する。

上述のように、自立運転時には、第１インバータ１０ａ及び第２インバータ１０ｂから三相負荷９に三相電力が供給される。自立運転時には、これに加えて、第２インバータ１０ｂから単相負荷２、３にも単相三線式の電力が供給される。ここでは、リレー７ｃとリレーＳＷ８ｃとの間で、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃに接続される電力線１０３ｃから電力線１０４ｃが分岐している。また、リレー７ｄとリレーＳＷ８ｂとの間で、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄに接続される電力線１０３ｄから電力線１０４ｄが分岐している。この電力線１０４ｄと電力線１０４ｃとの間にトランスＴｒの１次側が接続される。ここでは、本発明の三相電力線に対応する電力線１０３ａ～１０３ｄのうち、電力線１０３ｃ及び電力線１０３ｄが、本発明の二相の電力を供給する三相電力線に対応し、電力線１０３ｃと電力線１０３ｄとの間に、電力線１０４ｃ及び電力線１０４
ｄを介してトランスＴｒの１次側が接続されている。

トランスＴｒの２次側には、電力線１０５ａ及び電力線１０５ｃと、これらの中性点を引き出す電力線１０５ｂの三線が接続される。電力線１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃは、単相負荷２、３側のリレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃにそれぞれ接続される。これにより、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃ、１０１ｄから電力線１０４ｃ、１０４ｄ間に出力される２００Ｖの電圧が、トランスＴｒにより変圧され、電力線１０５ａ、１０５ｂ間と、電力線１０５ｂ、１０５ｃ間にそれぞれ１００Ｖ、電力線１０５ａ、１０５ｃ間に２００Ｖの交流電圧が出力される。ここでは、電力線１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃが、本発明の単相電力線に対応する。

自立運転時には、第１インバータ１０ａのリレー５ａ、５ｂ及び第２インバータ１０ｂの５ｃ、５ｄが切断され、第１インバータ１０ａのリレー７ａ、７ｂ及び第２インバータ１０ｂの７ｃ、７ｄが接続される。そして、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃ及びリレーＳＷ８ａ、８ｂ、８ｃが、系統側から第１インバータ１０ａ及び第２インバータ１０ｂ側に切り替えられる。これにより、電力線１０３ａ、電力線１０３ｂ及び１０３ｄ、電力線１０３ｃを通じて三相負荷９に三相三線式の電力を供給し、同時に、電力線１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを通じて単相負荷２、３に単相三線式の電力を供給することができる。

〔実施例２〕
以下では、本発明の実施例２に係る分散型電源システム２１について、図面を用いて、より詳細に説明する。

図２は、本発明の実施例２に係る分散型電源システム２１の概略構成を示す図である。
実施例１と共通する構成については同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。
実施例２に係る分散型電源システム２１では、２つの蓄電池１１ａ、１１ｂにそれぞれ接続された２台の単相の第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂに加えて、太陽電池（ＰＶ）パネル１１ｃに接続された単相のＰＶ用パワーコンディショナ２０ｃが備えられている。ＰＶ用パワーコンディショナ２０ｃは、ＰＶ用インバータ１０ｃを有している。

ＰＶ用インバータ１０ｃの出力はリレー１３ａ及び１３ｂによって断続される。ＰＶ用インバータ１０ｃの出力端子１０１ｅ及び１０１ｆは、リレー１３ａおよび１３ｂを介して、リレーＳＷ１４ａ、１４ｂ及び１４ｃに接続されている。リレー１３ａ及び１３ｂを介して出力端子１０１ｅ及び１０１ｆ間に直列に接続された２つのコンデンサの中点に、リレーＳＷ１４ｂが接続されている。リレーＳＷ１４ａ、１４ｂ及び１４ｃは、連系運転時にはそれぞれ電力線１０２ｅ、１０２ｆ及び１０２ｇ側に接続され、自立運転時にはそれぞれ電力線１０３ｅ、１０３ｆ及び１０３ｇ側に接続される。そして、電力線１０２ｅ、１０２ｆ及び１０２ｇは、それぞれ電力線４ａ、４ｂ及び４ｃに接続される。また、電力線１０３ｅ、１０３ｆ、１０３ｇは、それぞれ電力線１０３ｃ、１０５ｂ、１０３ｄに接続されている。

系統連系時の第１パワーコンディショナ２０ａ及び第２パワーコンディショナ２０ｂ並びにリレーＳＷ６ａ～６ｃ及び８ａ～８ｃの動作は実施例１と同じであり、単相負荷２、３に第１パワーコンディショナ２０ａ及び第２パワーコンディショナ２０ｂから電力が供給される。このとき、ＰＶ用パワーコンディショナ２０ｃからも、電力線１０２ｅ、１０２ｆ、１０２ｇを通じて単相負荷２、３に電力が供給される。

自立運転時には、リレーＳＷ６ａ～６ｃ及び８ａ～８ｃは系統側から第１パワーコンディショナ２０ａ及び第２パワーコンディショナ２０ｂ側に切り替えられる。そして、第１
パワーコンディショナ２０ａ及び第２パワーコンディショナ２０ｂでは、リレー５ａ、５ｂ及び５ｃ、５ｄが切断され、リレー７ａ、７ｂ及び７ｃ、７ｄが接続される。これによって、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ａからの出力電圧と、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ｂ及び第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄとの間の出力電圧と、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ｂ及び第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄと、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃとの間の出力電圧とに、１２０度の位相差を設けることにより、電力線１０３ａ、電力線１０３ｂ及び１０３ｄ、電力線１０３ｃを通じて三相負荷９に三相三線式の電力を供給している。

実施例２では、電力供給時には、ＰＶ用パワーコンディショナ２０ｃのリレー１３ａ、１３ｂが接続される。ＰＶ用パワーコンディショナ２０ｃに接続されるリレーＳＷ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、系統連系時には電力線１０２ｅ、１０２ｆ、１０２ｇ側に接続され、自立運転時には電力線１０３ｅ、１０３ｆ、１０３ｇ側に接続される。ここでは、ＰＶパネル１１ｃ及びＰＶ用インバータ１０ｃを含んで、本発明の交流電力供給装置が構成される。

単相負荷２、３に対して、蓄電池１１ａからは電力が供給されず、蓄電池１１ｂからのみ電力が供給されると、蓄電池１１ｂの方が、単相負荷２、３の消費電力分だけ放電電力が大きくなり、電池容量の減りが早くなる。一方の蓄電池の電池容量が放電不可となる領域まで減少すると、他方の蓄電池の電池容量が余った状態でも三相負荷９に電力を供給することできなくなるため、負荷のアンバランスは好ましくない。そこで、実施例２では、トランスＴｒに接続し、単相負荷２、３に電力を供給する第２パワーコンディショナ２０ｂの自立運転出力にＰＶ用インバータ１０ｃの出力を接続することにより、自立運転時にＰＶ用パワーコンディショナ２０ｃから蓄電池１７ｂに充電できるようにしている。このように、放電電力が大きい分をＰＶパネル１１ｃからの充電で補充することができるので、負荷のアンバランスを解消できる。
図２に示す例では、自立運転時にＰＶ用インバータ１０ｃの出力端子１０１ｅに接続される電力線１０３ｅは、第２パワーコンディショナ２０ｂの自立運転出力端子に接続された電力線１０３ｃと電力線１０４ｃとの間に接続されているが、トランスＴｒの２次側に接続された１０５ｃに接続されてもよい。また、自立運転時にＰＶ用インバータ１０ｃの出力端子１０１ｆに接続される電力線１０３ｇは、第２パワーコンディショナ２０ｂの自立運転出力端子に接続された電力線１０３ｄと電力線１０４ｄとの間に接続されているが、トランスＴｒの２次側に接続された１０５ａに接続されてもよい。

〔実施例３〕
以下では、本発明の実施例３に係る分散型電源システム３１について、図面を用いて、より詳細に説明する。

図３は、本発明の実施例３に係る分散型電源システム３１の概略構成を示す図である。
実施例１及び２と共通する構成については同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。

実施例３に係る分散型電源システム３１では、２つの蓄電池１１ａ、１１ｂにそれぞれ接続された２台の第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂに加えて、ＰＶパネル１１ｃに接続された単相のＰＶ用パワーコンディショナ２０ｃが備えられている。ここで、第１パワーコンディショナ２０ａは、直流電圧を変換する第１コンバータ１２ａと直流電圧を交流電圧に変換する第１インバータ１０ａを有する。第１コンバータ１２ａと第１インバータ１０ａとの間は直流リンク１２０ａ、１２０ｂによって接続され、直流リンク１２０ａ、１２０ｂ間には平滑コンデンサが接続されている。また、第２パワーコンディショナ２０ｂは、直流電圧を変換する第２コンバータ１２ｂと直流電圧を交流電圧に変換する第２インバータ１０ｂを有する。第２コンバータ１２ｂと第２イ
ンバータ１０ｂとの間は直流リンク１２０ｃ、１２０ｄによって接続され、直流リンク１２０ｃ、１２０ｄ間には平滑コンデンサが接続されている。さらに、ＰＶ用パワーコンディショナ２０ｃは、ＰＶパネル１１ｃから出力される直流電圧を変換するＰＶ用コンバータ１２ｃを有する。ＰＶ用コンバータ１２ｃの出力端子１２０ｅ、１２０ｆにそれぞれ接続された電力線１２０ｇ、１２０ｈは、第２パワーコンディショナ２０ｂの直流リンク１２０ｃ、１２０ｄにそれぞれ接続される。第２コンバータ１２ｂは、双方向に直流電圧を変換し、蓄電池１１ｂを充放電可能なコンバータであり、本発明の双方向コンバータに対応する。また、直流リンク１２０ｃ、１２０ｄは、本発明の直流電路に対応する。そして、ＰＶパネル１１ｃ及びＰＶ用コンバータを含んで、本発明の直流電力供給装置が構成される。

分散型電源システム３１では、実施例２に係る分散型電源システム２１と同様に、自立運転時には、単相負荷２、３に対しては、トランスＴｒを介して、第２パワーコンディショナ２０ｂからの出力のみが供給される。このため、蓄電池１１ｂの方が、単相負荷２、３の消費電力分だけ放電電力が大きくなり、電池容量の減りが早くなる。実施例２で説明したように、一方の蓄電池の電池容量が放電不可となる領域まで減少すると、他方の蓄電池の電池容量が余った状態でも三相負荷９に電力を供給することできなくなるため、負荷のアンバランスは好ましくない。そこで、実施例３では、トランスＴｒに接続し、単相負荷２、３に電力を供給する第２パワーコンディショナ２０ｂの第２インバータ１０ｂの入力側に設けられた直流リンク１２０ｃ、１２０ｄにＰＶ用コンバータ１２ｃの出力を接続することにより、自立運転時に、ＰＶパネル１１ｃに接続されたＰＶ用コンバータ１２ｃから出力される直流電力による蓄電池１１ｂへの充電を可能としている。このように、放電電力が大きい分をＰＶパネル１１ｃからの充電で補充することができるので、負荷のアンバランスを解消できる。

〔実施例４〕
以下では、本発明の実施例４に係る分散型電源システム４１について、図面を用いて、より詳細に説明する。

図４は、本発明の実施例４に係る分散型電源システム４１の概略構成を示す図である。
実施例１と共通する構成については同様の符号を用いて詳細な説明を省略する。

実施例４に係る分散型電源システム４１では、実施例１と同様に、２つの蓄電池１１ａ、１１ｂにそれぞれ接続された２台の単相の第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂが備えられている。第１パワーコンディショナ２０ａ及び第２パワーコンディショナ２０ｂは、それぞれ、単相の第１インバータ１０ａ及び第２インバータ１０ｂを有している。

分散型電源システム４１では、系統連系時に、リレー５ａ、５ｂ及びリレー５ｃ、５ｄが接続され、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが系統側に接続されることにより、第１インバータ１０ａ、第２インバータ１０ｂの単相電圧による電力は、単相負荷２、３に供給される。一方、自立運転時には、第１インバータ１０ａ及び第２インバータ１０ｂ側のリレー５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが切断され、リレー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが接続される。そして、リレーＳＷ８ａ、８ｂ、８ｃが第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂ側に接続されることで、第１インバータ１０ａ、第２インバータ１０ｂの出力が三相負荷９と接続される。さらに、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが第１インバータ１０ａと第２インバータ１０ｂ側に接続されることで、第１インバータ１０ａと第２インバータ１０ｂの出力が単相負荷２、３にも供給される。

分散型電源システム４１では、実施例１に係る分散型電源システム１とは異なり、自立
運転時に、蓄電池１１ａと蓄電池１１ｂの両方からトランスＴｒを介して単相負荷２、３に電力を供給する。具体的には、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ａにリレー７ａを介して接続された電力線１０３ａから分岐する電力線１０４ａがトランスＴｒの１次側に接続される。また、分散型電源システム１と同様に、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｃにリレー７ｃを介して接続される電力線１０３ｃから分岐する電力線１０４ｃがトランスＴｒの１次側に接続される。このとき、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄにリレー７ｄを介して接続される電力線１０３ｄは、分岐することなく電力線１０３ｂに接続され、第２インバータ１０ｂの出力端子１０１ｄから出力される電力は、第１インバータ１０ａの出力端子１０１ｂから出力される電力とともに、リレーＳＷ８ｂを介して三相負荷９に供給される。このように、２台の単相の第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂの出力のうち、Ｖ結線により共通電位となっている出力端子１０１ｂ及び出力端子１０１ｄとは異なる出力端子をトンランスＴｒに接続している。ここでは、本発明の三相電力線に対応する電力線１０３ａ～１０３ｄのうち、電力線１０３ａ及び電力線１０３ｃが、本発明の二相の電力を供給する三相電力線に対応し、電力線１０３ａと電力線１０３ｃとの間に、電力線１０４ａ及び電力線１０４ｃを介してトランスＴｒの１次側が接続されている。このとき、電力線１０４ａ及び電力線１０４ｃを介してトランスＴｒの１次側に接続される電力線１０３ａ及び電力線１０３ｃは、それぞれ異なる第１パワーコンディショナ２０ａ及び第２パワーコンディショナ２０ｂに接続されている。

このように、分散型電源システム４１では、自立運転時に、三相負荷９だけではなく、単相負荷２、３にも２台の単相の第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂから均等に電力が供給されるので、２台の単相の第１パワーコンディショナ２０ａ、第２パワーコンディショナ２０ｂ間で負荷がアンバランスにならない。

＜付記１＞
商用電力系統（１ａ、１ｂ）に連系するとともに自立運転可能な分散型電源（１１ａ、１１ｂ）を含む分散型電源システム（１、２１、３１、４１）であって、
自立運転時に、前記分散型電源（１１ａ、１１ｂ）から出力された電力を、三相電力に変換して三相負荷（９）に供給する電力変換装置（２０ａ、２０ｂ）と、
前記電力変換装置（２０ａ、２０ｂ）と単相負荷（２、３）との間に設けられたトランス（Ｔｒ）と、
を備え、
自立運転時に、前記電力変換装置（２０ａ、２０ｂ）から前記三相負荷（９）に前記三相電力を供給する三相電力線（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ）のうちいずれか二相の電力を供給する三相電力線の間に前記トランス（Ｔｒ）の１次側が接続され、該トランス（Ｔｒ）の２次側には前記単相負荷（２、３）に単相電力を供給する単相電力線（１０５ａ、１０５ｂ）が接続されることを特徴とする分散型電源システム（１、２１、３１、４１）。

１、２１、３１、４１ ：分散型電源システム
１ａ、１ｂ ：商用電力系統
２、３ ：単相負荷
９ ：三相負荷
１０ｂ ：第２インバータ
１１ａ、１１ｂ ：蓄電池
１１ｃ ：ＰＶパネル
１２ｂ ：第２コンバータ
１２ｃ ：ＰＶ用コンバータ
１０３ａ～１０３ｄ：三相電力線
１０５ａ、１０５ｂ：単相電力線
２０ａ、２０ｂ ：パワーコンディショナ
Ｔｒ ：トランス

Claims (6)

1. 商用電力系統に連系するとともに自立運転可能な分散型電源を含む分散型電源システムであって、
   自立運転時に、前記分散型電源から出力された電力を、三相電力に変換して三相負荷に供給する電力変換装置と、
   前記電力変換装置と単相負荷との間に設けられたトランスと、
   を備え、
   自立運転時に、前記電力変換装置から前記三相負荷に前記三相電力を供給する三相電力線のうちいずれか二相の電力を供給する三相電力線の間に前記トランスの１次側が接続され、該トランスの２次側には前記単相負荷に単相電力を供給する単相電力線が接続されることを特徴とする分散型電源システム。
2. 前記電力変換装置は、
   前記商用電力系統との連系運転時には、並列接続されて同一の前記単相負荷に供給される単相電力を出力する複数の電力変換装置を含み、
   自立運転時には、前記単相負荷との接続を遮断するとともに、前記複数の電力変換装置の位相の異なる出力を組み合わせた前記三相電力を前記三相負荷に供給することを特徴とする請求項１に記載の分散型電源システム。
3. 前記１次側に接続される前記三相電力線は、それぞれ、前記複数の電力変換装置のうちの異なる電力変換装置に接続されることを特徴とする請求項２に記載の分散型電源システム。
4. 前記１次側に接続される前記三相電力線は、いずれも、前記複数の電力変換装置のうちのいずれか一つの前記電力変換装置に接続されることを特徴とする請求項２に記載の分散型電源システム。
5. 前記分散型電源は蓄電池であって、
   単相の交流電力を出力する交流電力供給装置を有し、
   前記１次側に接続される前記三相電力線が接続された前記電力変換装置は、前記蓄電池を充放電可能であり、
   前記１次側に接続される前記三相電力線に、前記交流電力供給装置の出力端を、前記トランスに並列に接続したことを特徴とする請求項４に記載の分散型電源システム。
6. 前記分散型電源は蓄電池であって、
   直流電力を出力する直流電力供給装置を有し、
   前記三相電力線を介して前記１次側に電力を供給する前記電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータと、該インバータと前記蓄電池の間に設けられ該蓄電池を充放電可能な双方向コンバータと、該インバータと該双方向コンバータとを接続する直流電路とを含み、
   前記直流電路に、前記直流電力供給装置の出力端を、前記インバータに並列に接続したことを特徴とする請求項４に記載の分散型電源システム。
   

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