JP2023070225A - 電源システム及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】種々のシステム構成に柔軟に対応できる、蓄電池を含む電源システムを提供する。【解決手段】 蓄電池と、DCバスと、蓄電池とDCバスとの間に設けられた第1のDC/DCコンバータと、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータと、DCバスに接続されたインバータと、インバータから商用電力系統へ繋がる第1交流電路と、負荷へ給電する第2交流電路と、第1交流電路に設けられた逆電力検出用の電流センサと、第1交流電路に設けられた開閉器と、電流センサから検出出力を受け取るとともに、開閉器を制御する制御部と、を備え、制御部は、第1のDC/DCコンバータ、第2のDC/DCコンバータ、及び、インバータを制御する第1の制御モードと、第2のDC/DCコンバータを無効化して第1のDC/DCコンバータ及びインバータを制御する第2の制御モードと、を有し、いずれか1つの制御モードを選択する。【選択図】図5
Description
本開示は、電源システム及びその制御方法に関する。
住宅用の太陽光発電システムは、既に広く普及している。さらに、近年、蓄電池を搭載する蓄電システムを、太陽光発電システムに併設する電源システムが、普及し始めている(例えば、特許文献1参照)。このような電源システムでは、太陽光発電システムと蓄電池とを複合したハイブリッド型のパワーコンディショナを最初から導入する場合と、既に太陽光発電システムを設置している需要家に、後から蓄電池を追加する場合とがある。また、このような電源システムでは、商用電力系統の停電時に、蓄電池の出力に太陽光発電の発電電力を補助入力として取り込む使い方(例えば、特許文献2参照。)、又は、蓄電池由来の交流出力に太陽光発電由来の交流出力が疑似連系する使い方も可能である。
今後、住宅への蓄電池の導入が進むと、蓄電池及びパワーコンディショナを含む電源システムの構成のバリエーションが多くなると予想される。また、太陽光発電の売電優先のモードと、売電を抑え、自家消費を優先するモードとの、いずれにも対応できることも求められる。
本開示は、種々のシステム構成に柔軟に対応できる、蓄電池を含む電源システムを提供することを目的とする。
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は特許請求の範囲によって定められるものである。
本開示の電源システムは、
蓄電池と、
DCバスと、
前記蓄電池と前記DCバスとの間に設けられた第1のDC/DCコンバータと、
前記DCバスに出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータと、
前記DCバスに接続されたインバータと、
前記インバータの交流側端部から商用電力系統へ繋がる第1交流電路と、
前記交流側端部から負荷へ給電する第2交流電路と、
前記第1交流電路に設けられた逆電力検出用の電流センサと、
前記第1交流電路に設けられた、前記商用電力系統との連系又は解列を実行する開閉器と、
前記電流センサから検出出力を受け取るとともに、前記開閉器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、スイッチング制御に関して、前記第1のDC/DCコンバータ、前記第2のDC/DCコンバータ、及び、前記インバータを制御する第1の制御モードと、前記第2のDC/DCコンバータを無効化して前記第1のDC/DCコンバータ及び前記インバータを制御する第2の制御モードと、を有し、いずれか1つの制御モードを選択する、電源システムである。
蓄電池と、
DCバスと、
前記蓄電池と前記DCバスとの間に設けられた第1のDC/DCコンバータと、
前記DCバスに出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータと、
前記DCバスに接続されたインバータと、
前記インバータの交流側端部から商用電力系統へ繋がる第1交流電路と、
前記交流側端部から負荷へ給電する第2交流電路と、
前記第1交流電路に設けられた逆電力検出用の電流センサと、
前記第1交流電路に設けられた、前記商用電力系統との連系又は解列を実行する開閉器と、
前記電流センサから検出出力を受け取るとともに、前記開閉器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、スイッチング制御に関して、前記第1のDC/DCコンバータ、前記第2のDC/DCコンバータ、及び、前記インバータを制御する第1の制御モードと、前記第2のDC/DCコンバータを無効化して前記第1のDC/DCコンバータ及び前記インバータを制御する第2の制御モードと、を有し、いずれか1つの制御モードを選択する、電源システムである。
また、本開示の、電源システムの制御方法は、蓄電池と、DCバスと、前記蓄電池と前記DCバスとの間に設けられた第1のDC/DCコンバータと、前記DCバスに出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータと、前記DCバスに接続されたインバータと、前記インバータの交流側端部から商用電力系統へ繋がる第1交流電路と、前記交流側端部から負荷へ給電する第2交流電路と、を備えた電源システムがある場合の、電源システムの制御方法であって、
スイッチング制御に関して、
前記第1のDC/DCコンバータ、前記第2のDC/DCコンバータ、及び、前記インバータを制御する第1の制御モードと、
前記第2のDC/DCコンバータを無効化して前記第1のDC/DCコンバータ及び前記インバータを制御する第2の制御モードと、を有し、
いずれか1つの制御モードを選択する、電源システムの制御方法である。
スイッチング制御に関して、
前記第1のDC/DCコンバータ、前記第2のDC/DCコンバータ、及び、前記インバータを制御する第1の制御モードと、
前記第2のDC/DCコンバータを無効化して前記第1のDC/DCコンバータ及び前記インバータを制御する第2の制御モードと、を有し、
いずれか1つの制御モードを選択する、電源システムの制御方法である。
本開示によれば、種々のシステム構成に柔軟に対応できる、蓄電池を含む電源システムを提供することができる。
[本開示の実施形態の説明]
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
(1)本開示の電源システムは、蓄電池と、DCバスと、前記蓄電池と前記DCバスとの間に設けられた第1のDC/DCコンバータと、前記DCバスに出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータと、前記DCバスに接続されたインバータと、前記インバータの交流側端部から商用電力系統へ繋がる第1交流電路と、前記交流側端部から負荷へ給電する第2交流電路と、前記第1交流電路に設けられた逆電力検出用の電流センサと、前記第1交流電路に設けられた、前記商用電力系統との連系又は解列を実行する開閉器と、前記電流センサから検出出力を受け取るとともに、前記開閉器を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、スイッチング制御に関して、前記第1のDC/DCコンバータ、前記第2のDC/DCコンバータ、及び、前記インバータを制御する第1の制御モードと、前記第2のDC/DCコンバータを無効化して前記第1のDC/DCコンバータ及び前記インバータを制御する第2の制御モードと、を有し、いずれか1つの制御モードを選択する、電源システムである。
このような電源システムでは、共通のハードウェアを搭載していながら、制御部による制御モードの選択により、容易に、異なるシステム構成を実現できる。第1の制御モードを実行することにより、太陽光発電と蓄電池とを併用した、いわゆるハイブリッド型の電源システムとすることができる。第2の制御モードを実行することにより、蓄電池のみを直流電源として用いる単機能型の電源システムとすることができる。こうして、種々のシステム構成に柔軟に対応できる、蓄電池を含む電源システムを提供することができる。
(2)前記(1)の電源システムは、前記第2のDC/DCコンバータに接続された太陽光発電パネルを備え、前記制御部は前記第1の制御モードを実行するものであってもよい。
この場合、太陽光発電と蓄電池とを直流電源として併用したハイブリッド型の電源システムとすることができる。
この場合、太陽光発電と蓄電池とを直流電源として併用したハイブリッド型の電源システムとすることができる。
(3)前記(1)の電源システムは、前記第2交流電路に接続された交流出力の発電装置と、前記発電装置から前記第2交流電路に供給する発電出力電流を計測する第2の電流センサと、を備え、前記制御部は、前記第2の電流センサから検出出力を受け取るとともに、前記第2の制御モードを実行するものであってもよい。
この場合、蓄電池のみを直流電源として用いる単機能型の電源システムとすることができる。さらに、第2交流電路に発電装置の交流出力を連系させて交流出力を提供することができる。また、負荷追従制御に関して、いわゆるシングル発電モード、ダブル発電モード、及び、グリーンモードにも対応することができる。
この場合、蓄電池のみを直流電源として用いる単機能型の電源システムとすることができる。さらに、第2交流電路に発電装置の交流出力を連系させて交流出力を提供することができる。また、負荷追従制御に関して、いわゆるシングル発電モード、ダブル発電モード、及び、グリーンモードにも対応することができる。
(4)前記(1)の電源システムは、前記第2のDC/DCコンバータに接続された太陽光発電パネルと、前記第2交流電路に接続された交流出力の発電装置と、前記発電装置から前記第2交流電路に供給する発電出力電流を計測する第2の電流センサと、を備え、前記制御部は、前記第2の電流センサから検出出力を受け取るとともに、前記第1の制御モードを実行するものであってもよい。
この場合、太陽光発電と蓄電池とを直流電源として併用したハイブリッド型の電源システムとすることができる。さらに、第2交流電路に発電装置の交流出力を連系させて交流出力を提供することができる。また、負荷追従制御に関して、シングル発電モード、ダブル発電モード、及び、グリーンモードにも対応することができる。
この場合、太陽光発電と蓄電池とを直流電源として併用したハイブリッド型の電源システムとすることができる。さらに、第2交流電路に発電装置の交流出力を連系させて交流出力を提供することができる。また、負荷追従制御に関して、シングル発電モード、ダブル発電モード、及び、グリーンモードにも対応することができる。
(5)方法の観点からは、蓄電池と、DCバスと、前記蓄電池と前記DCバスとの間に設けられた第1のDC/DCコンバータと、前記DCバスに出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータと、前記DCバスに接続されたインバータと、前記インバータの交流側端部から商用電力系統へ繋がる第1交流電路と、前記交流側端部から負荷へ給電する第2交流電路と、を備えた電源システムがある場合の、電源システムの制御方法であって、スイッチング制御に関して、前記第1のDC/DCコンバータ、前記第2のDC/DCコンバータ、及び、前記インバータを制御する第1の制御モードと、前記第2のDC/DCコンバータを無効化して前記第1のDC/DCコンバータ及び前記インバータを制御する第2の制御モードと、を有し、いずれか1つの制御モードを選択する、電源システムの制御方法である。
このような電源システムの制御方法を用いれば、共通のハードウェアを搭載していながら、制御部による制御モードの選択により、容易に、異なるシステム構成を実現できる。第1の制御モードを実行することにより、太陽光発電と蓄電池とを併用した、いわゆるハイブリッド型の電源システムとすることができる。第2の制御モードを実行することにより、蓄電池のみを直流電源として用いる単機能型の電源システムとすることができる。こうして、種々のシステム構成に柔軟に対応できる、蓄電池を含む電源システムの制御方法を提供することができる。
[本開示の実施形態の詳細]
《システム構成の例示》
まず、需要家における電源システムとしての、各種のシステム構成について例示する。
《システム構成の例示》
まず、需要家における電源システムとしての、各種のシステム構成について例示する。
(ハイブリッド型)
図1は、蓄電池を搭載したハイブリッド型の蓄電システム1を含む、電源システム100の構成を示す単線接続図である。蓄電システム1の直流側入力端P1には、太陽光発電パネル2が接続されている。蓄電システム1の交流側端部P2は、単相3線式の商用電力系統3と接続されている。もう一つの交流側端部P3は、単相3線の、200V又は100Vの負荷4と接続されている。
図1は、蓄電池を搭載したハイブリッド型の蓄電システム1を含む、電源システム100の構成を示す単線接続図である。蓄電システム1の直流側入力端P1には、太陽光発電パネル2が接続されている。蓄電システム1の交流側端部P2は、単相3線式の商用電力系統3と接続されている。もう一つの交流側端部P3は、単相3線の、200V又は100Vの負荷4と接続されている。
蓄電システム1は、内部に、蓄電池11と、DCバス12と、蓄電池11とDCバス12との間に設けられた第1のDC/DCコンバータ13と、DCバス12に出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータ14と、DCバス12に接続されたインバータ15と、インバータ15の交流側端部15aから商用電力系統3へ繋がる第1交流電路16と、交流側端部15aから負荷4へ給電する第2交流電路17と、第1交流電路16に設けられた逆電力検出用の電流センサとしてのCT(Current Transformer)18と、第1交流電路16に設けられ、商用電力系統3との連系又は解列を実行する開閉器としてのリレー19と、を備えている。なお、CT18とリレー19とは互いに位置が逆になってもよい(以下同様。)。
DC/DCコンバータ13は、双方向に変換動作が可能であり、DCバス12の電圧に基づいて降圧した電圧により蓄電池11を充電するほか、逆に、蓄電池11の出力電圧を昇圧してDCバス12に送り込むことができる。インバータ15も双方向に変換動作が可能であり、DCバス12の電圧に基づいて交流電力を提供するほか、逆に、交流電圧を直流電圧に変換してDCバス12に供給することもできる。
なお、DC/DCコンバータ13,14、インバータ15、及び、リレー19を制御するとともに、CT18の検出出力を受け取る制御部があるが、ここでは図示を省略している。商用電力系統3が正常であるときは、リレー19は閉路し、電源システム100は商用電力系統3と系統連系している。
太陽光発電パネル2の発電電力は、DC/DCコンバータ14によりMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御され、DCバス12にDC電圧が供給される。DCバス12の電圧はインバータ15により単相3線式の交流電力に変換され、負荷4に供給されるとともに、商用電力系統3へ逆潮流させて売電することができる。また、DCバス12からDC/DCコンバータ13を介して蓄電池11を充電することもできる。
太陽光発電パネル2が発電していないとき又は発電量が不足しているときは、蓄電池11を放電させDC/DCコンバータ13を介してDCバス12に出力し、さらに、インバータ15を介して負荷4に電力を供給することができる。この場合は、蓄電池由来の電力が商用電力系統3に逆潮流(逆電力)とならないよう、CT18の検出出力に基づいて、蓄電システム1の制御が行われる。また、商用電力系統3から負荷4に電力を供給することができる。商用電力系統3の交流電圧をインバータ15により逆変換してDCバス12に電力を供給し、DC/DCコンバータ13を介して蓄電池11を充電することもできる。
商用電力系統3の停電時には、リレー19が開路され、蓄電システム1は、商用電力系統3から解列される。この状態でも、太陽光発電中であれば太陽光発電の自立出力運転による電力を、単相3線200V/100Vの全負荷対応で、負荷4に供給することができる。太陽光発電パネル2が発電していないとき又は発電量が不足しているときは、蓄電池11を放電させて、負荷4に電力を供給することができる。
(補助入力型)
図2は、蓄電池を搭載した補助入力型の蓄電システム1を含む、電源システム100の構成を示す単線接続図である。蓄電システム1の交流側端部P2は、CT5を介して、単相3線式の商用電力系統3と接続されている。他の交流側端部P4は、単相2線100Vの出力端であり、ここには、停電時にも給電を継続したい特定負荷4bが接続されている。補助入力端P5には、太陽光発電パネル6からパワーコンディショナ7を介して、補助入力線21が接続されている。補助入力線21から、交流出力(100V)が補助入力として提供されている。補助入力は一般に、最大1500Wが多いが、2000W出力できるものもある。また、パワーコンディショナ7の通常出力線20(単相3線、200V/100V)は、交流側端部P2から商用電力系統3につながる系統電路22に接続されている。系統電路22には、一般負荷4aが接続されている。一般負荷4aとは、停電時に、電源供給できなくてもよい負荷である。
図2は、蓄電池を搭載した補助入力型の蓄電システム1を含む、電源システム100の構成を示す単線接続図である。蓄電システム1の交流側端部P2は、CT5を介して、単相3線式の商用電力系統3と接続されている。他の交流側端部P4は、単相2線100Vの出力端であり、ここには、停電時にも給電を継続したい特定負荷4bが接続されている。補助入力端P5には、太陽光発電パネル6からパワーコンディショナ7を介して、補助入力線21が接続されている。補助入力線21から、交流出力(100V)が補助入力として提供されている。補助入力は一般に、最大1500Wが多いが、2000W出力できるものもある。また、パワーコンディショナ7の通常出力線20(単相3線、200V/100V)は、交流側端部P2から商用電力系統3につながる系統電路22に接続されている。系統電路22には、一般負荷4aが接続されている。一般負荷4aとは、停電時に、電源供給できなくてもよい負荷である。
蓄電システム1は、内部に、蓄電池11と、蓄電池11に接続されたDC/DCコンバータ13と、DC/DCコンバータ13に接続されたインバータ15と、インバータ15の交流側端部15aから商用電力系統3へ繋がる第1交流電路16と、交流側端部15aから特定負荷4bへ給電する第2交流電路17bと、第2交流電路17bと補助入力端P5とを互いに繋ぐ補助入力電路17cとを備えている。また、第1交流電路16には開閉器としてのリレー19aが、第2交流電路17bにはリレー19bが、補助入力電路17cにはリレー19cが、それぞれ設けられている。
インバータ15は、双方向に変換動作が可能であり、DC/DCコンバータ13の出力電圧に基づいて交流電力を提供するほか、逆に、交流電圧を直流電圧に変換してDC/DCコンバータ13に供給することもできる。DC/DCコンバータ13も、双方向に変換動作が可能であり、インバータ15の直流出力電圧に基づいて降圧した電圧により蓄電池11を充電するほか、逆に、蓄電池11の出力電圧を昇圧してインバータ15に送り込むことができる。
なお、DC/DCコンバータ13、インバータ15、及び、リレー19a,19b,19cを制御するとともに、外部のCT5から検出出力を受け取る制御部があるが、ここでは図示を省略している。
図2の蓄電システム1では、通常(商用電力系統3が正常)は、リレー19a,19bが閉路し、リレー19cが開路している。太陽光発電中のパワーコンディショナ7は、商用電力系統3と系統連系している。一般負荷4a及び特定負荷4bには、太陽光発電の電力又は商用電力系統3からの電力を供給することができる。太陽光発電の電力の余剰分は、商用電力系統3に逆潮流させて売電するか又は蓄電池11に充電することができる。蓄電池11は、太陽光発電の電力又は商用電力系統3からの電力により、充電することができる。
太陽光発電パネル2が発電していないとき又は発電量が不足しているときは、蓄電池11を放電させDC/DCコンバータ13及びインバータ15を介して、一般負荷4a及び特定負荷4bに電力を供給することができる。この場合は、蓄電池由来の電力が商用電力系統3に逆潮流(逆電力)とならないよう、CT5の検出出力に基づいて、蓄電システム1の制御が行われる。また、商用電力系統3から一般負荷4a及び特定負荷4bに電力を供給することもできる。
商用電力系統3の停電時には、リレー19aが開路され、蓄電システム1は、商用電力系統3から解列される。リレー19bは閉路を維持し、開路していたリレー19cは閉路される。この状態では、蓄電池11からDC/DCコンバータ13及びインバータ15を介して特定負荷4bに、単相2線100Vでの電力が供給される。商用電力系統3の停電時には、パワーコンディショナ7も系統連系運転はできないが、自立出力運転はできる。そこで、太陽光発電中であれば、パワーコンディショナ7から補助入力線21を介して、単相2線100Vの出力が、補助入力端P5に供給される。この補助入力は特定負荷4bへの給電のほか、余剰電力があれば蓄電池11の充電に利用することもできる。
(疑似連系型)
図3は、蓄電池を搭載した疑似連系型の蓄電システム1を含む、電源システム100の構成を示す単線接続図である。蓄電システム1の交流側端部P2は、単相3線式の商用電力系統3と接続されている。他の交流側端部P3は、単相3線200V/100Vの出力端であり、ここには、負荷4と、太陽光発電パネル6からパワーコンディショナ7を介した交流出力が接続されている。
図3は、蓄電池を搭載した疑似連系型の蓄電システム1を含む、電源システム100の構成を示す単線接続図である。蓄電システム1の交流側端部P2は、単相3線式の商用電力系統3と接続されている。他の交流側端部P3は、単相3線200V/100Vの出力端であり、ここには、負荷4と、太陽光発電パネル6からパワーコンディショナ7を介した交流出力が接続されている。
蓄電システム1は、内部に、蓄電池11と、DC/DCコンバータ13と、DC/DCコンバータ13に接続されたインバータ15と、インバータ15の交流側端部15aから商用電力系統3へ繋がる第1交流電路16と、交流側端部15aから負荷4へ給電する第2交流電路17と、第1交流電路16に設けられた逆電力検出用の電流センサとしてのCT18と、第1交流電路16に設けられ、商用電力系統3との連系又は解列を実行する開閉器としてのリレー19と、を備えている。
インバータ15は、双方向に変換動作が可能であり、DC/DCコンバータ13の出力電圧に基づいて交流電力を提供するほか、逆に、交流電圧を直流電圧に変換してDC/DCコンバータ13に供給することもできる。DC/DCコンバータ13も、双方向に変換動作が可能であり、インバータ15の直流出力電圧に基づいて降圧した電圧により蓄電池11を充電するほか、逆に、蓄電池11の出力電圧を昇圧してインバータ15に送り込むことができる。
なお、DC/DCコンバータ13、インバータ15、及び、リレー19を制御するとともに、CT19から検出出力を受け取る制御部があるが、ここでは図示を省略している。
図3の蓄電システム1では、通常(商用電力系統3が正常)は、リレー19が閉路している。太陽光発電中のパワーコンディショナ7は、商用電力系統3と系統連系している。負荷4には、太陽光発電の電力又は商用電力系統3からの電力を供給することができる。太陽光発電の電力の余剰分は、商用電力系統3に逆潮流させて売電するか又は蓄電池11に充電することができる。蓄電池11は、太陽光発電の電力又は商用電力系統3からの電力により、充電することができる。
太陽光発電パネル2が発電していないとき又は発電量が不足しているときは、蓄電池11を放電させDC/DCコンバータ13及びインバータ15を介して、負荷4に電力を供給することができる。この場合は、蓄電池由来の電力が商用電力系統3に逆潮流(逆電力)とならないよう、CT18の検出出力に基づいて、蓄電システム1の制御が行われる。また、商用電力系統3から負荷4に電力を供給することもできる。
商用電力系統3の停電時には、リレー19が開路され、電源システム100は、商用電力系統3から解列される。この状態では、蓄電池11からDC/DCコンバータ13及びインバータ15を介して負荷4に、単相3線200V/100Vでの電力が供給される。商用電力系統3の停電時には、パワーコンディショナ7も系統連系運転はできない。しかしながら、インバータ15の出力により交流側端部P3に交流電圧が現れると、パワーコンディショナは、それを、あたかも商用電力系統3の交流電圧であるかのように捉えて、疑似連系(疑似的な系統連系)をすることができる。そこで、太陽光発電中であれば、パワーコンディショナ7から、単相3線200V/100Vの発電出力が、負荷4に供給される。この発電電力は、負荷4への給電のほか、余剰電力があれば蓄電池11の充電に利用することもできる。
(組み合わせ型)
図4は、蓄電池を搭載した組み合わせ型の蓄電システム1を含む、電源システム100の構成を示す単線接続図である。組み合わせ型とは、ハイブリッド型と、疑似連系型との組み合わせである。図4において、蓄電システム1の直流側入力端P1には、太陽光発電パネル2が接続されている。蓄電システム1の交流側端部P2は、単相3線式の商用電力系統3と接続されている。他の交流側端部P3は、単相3線200V/100Vの出力端であり、ここには、負荷4と、太陽光発電パネル6からパワーコンディショナ7を介した交流出力が接続されている。
図4は、蓄電池を搭載した組み合わせ型の蓄電システム1を含む、電源システム100の構成を示す単線接続図である。組み合わせ型とは、ハイブリッド型と、疑似連系型との組み合わせである。図4において、蓄電システム1の直流側入力端P1には、太陽光発電パネル2が接続されている。蓄電システム1の交流側端部P2は、単相3線式の商用電力系統3と接続されている。他の交流側端部P3は、単相3線200V/100Vの出力端であり、ここには、負荷4と、太陽光発電パネル6からパワーコンディショナ7を介した交流出力が接続されている。
蓄電システム1は、内部に、蓄電池11と、DCバス12と、蓄電池11とDCバス12との間に設けられた第1のDC/DCコンバータ13と、DCバス12に出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータ14と、DCバス12に接続されたインバータ15と、インバータ15の交流側端部15aから商用電力系統3へ繋がる第1交流電路16と、交流側端部15aから負荷4へ給電する第2交流電路17と、第1交流電路16に設けられた逆電力検出用の電流センサとしてのCT18と、第1交流電路16に設けられ、商用電力系統3との連系又は解列を実行する開閉器としてのリレー19と、を備えている。
DC/DCコンバータ13は、双方向に変換動作が可能であり、DCバス12の電圧に基づいて降圧した電圧により蓄電池11を充電するほか、逆に、蓄電池11の出力電圧を昇圧してDCバス12に送り込むことができる。インバータ15も双方向に変換動作が可能であり、DCバス12の電圧に基づいて交流電力を提供するほか、逆に、交流電圧を直流電圧に変換してDCバス12に供給することもできる。
なお、DC/DCコンバータ13,14、インバータ15、及び、リレー19を制御するとともに、CT18の検出出力を受け取る制御部があるが、ここでは図示を省略している。商用電力系統3が正常であるときは、リレー19は閉路し、蓄電システム1は商用電力系統3と系統連系している。
太陽光発電パネル2の発電電力は、DC/DCコンバータ14によりMPPT制御され、DCバス12にDC電圧が供給される。DCバス12の電圧はインバータ15により単相3線式の交流電力に変換され、負荷4に供給されるとともに、商用電力系統3へ逆潮流させて売電することができる。また、DCバス12からDC/DCコンバータ13を介して蓄電池11を充電することもできる。
また、太陽光発電中のパワーコンディショナ7も、商用電力系統3と系統連系している。負荷4には、太陽光発電パネル6の発電電力に基づく太陽光発電の電力又は商用電力系統3からの電力を供給することができる。太陽光発電の電力の余剰分は、商用電力系統3に逆潮流させて売電するか又は蓄電池11に充電することができる。このように、蓄電池11は、太陽光発電パネル2,6の発電電力に基づく電力又は商用電力系統3の電力によって充電することができる。
太陽光発電パネル2及び6が発電していないとき又は発電量が不足しているときは、蓄電池11を放電させDC/DCコンバータ13を介してDCバス12に出力し、さらに、インバータ15を介して負荷4に電力を供給することができる。この場合は、蓄電池由来の電力が商用電力系統3に逆潮流(逆電力)とならないよう、CT18の検出出力に基づいて、蓄電システム1の制御が行われる。
商用電力系統3の停電時には、リレー19が開路され、蓄電システム1は、商用電力系統3から解列される。この状態でも、太陽光発電中であれば、太陽光発電パネル2の発電電力に基づく交流電力を、単相3線200V/100Vの全負荷対応で、負荷4に供給することができる。また、太陽光発電パネル6の発電電力に基づく交流電力を、単相3線200V/100Vの全負荷対応で、負荷4に供給することができる。太陽光発電パネル2,6が共に発電していないとき又は発電量が不足しているときは、蓄電池11を放電させて、負荷4に電力を供給することができる。
以上、電源システム100としての、システム構成のバリエーションについて述べたが、さらに、発電電力の管理(あるいは契約)の仕方についても、例えば、シングル発電、ダブル発電、グリーンモードが知られている(詳細後述)。
《蓄電システムの共通ハードウェア》
図1~図4のシステム構成のうち、図2は業界の開発トレンドから外れる傾向にある。そこで、図1,図3,図4に共通のハードウェアを考える。図5は、その一例としての、蓄電システムの共通のハードウェアを示す接続図である。図5において、蓄電システム1の内部のハードウェア構成は、図1,図4と同様である。外部のオプション的付属パーツとして、発電電流を測定する電流センサとしての、発電CT8がある。このような構成を標準装備としてユーザに提供することにより、制御のモードを変更するだけで、各種のシステム構成に応用可能となる。
図1~図4のシステム構成のうち、図2は業界の開発トレンドから外れる傾向にある。そこで、図1,図3,図4に共通のハードウェアを考える。図5は、その一例としての、蓄電システムの共通のハードウェアを示す接続図である。図5において、蓄電システム1の内部のハードウェア構成は、図1,図4と同様である。外部のオプション的付属パーツとして、発電電流を測定する電流センサとしての、発電CT8がある。このような構成を標準装備としてユーザに提供することにより、制御のモードを変更するだけで、各種のシステム構成に応用可能となる。
図6は、DC/DCコンバータ14に太陽光発電パネル2が接続され、交流側端部P2には商用電力系統3が接続され、かつ、交流側端部P3には負荷4が接続された図である。発電CT8は、接続する必要がない。このシステム構成は、図1のハイブリッド型の蓄電システム1及び電源システム100である。
この場合、DC/DCコンバータ14は、制御部10(図7)により制御対象として有効化され、太陽光発電パネル2から常に最大電力を引き出すべく、MPPT制御のスイッチング動作を行う。また、太陽光発電パネル2に関する保護機能や、送配電事業者との遠隔出力制御も実現可能である。
この場合、DC/DCコンバータ14は、制御部10(図7)により制御対象として有効化され、太陽光発電パネル2から常に最大電力を引き出すべく、MPPT制御のスイッチング動作を行う。また、太陽光発電パネル2に関する保護機能や、送配電事業者との遠隔出力制御も実現可能である。
図7は、DC/DCコンバータ14に太陽光発電パネル2が接続されず、交流側端部P2には商用電力系統3が接続され、かつ、交流側端部P3には負荷4が接続された図である。図7では、DC/DCコンバータ14がスイッチング制御上で無効化され、太陽光発電パネルは接続されない。従って、DC/DCコンバータ14が存在しないのと同じ状態である。交流側端部P3には負荷4及び、太陽光発電パネル6の発電出力をパワーコンディショナ7で変換した交流出力が与えられる。パワーコンディショナ7の出力する電流は、発電CT8により検出され、検出出力は蓄電システム1の制御部(図示せず。)に送られる。図7は、図3の、疑似連系のシステム構成と同様である。
図8は、DC/DCコンバータ14に太陽光発電パネル2が接続され、交流側端部P2には商用電力系統3が接続され、かつ、交流側端部P3には負荷4が接続された図である。また、交流側端部P3には、太陽光発電パネル6の発電出力をパワーコンディショナ7で変換した交流出力が与えられる。パワーコンディショナ7の出力する電流は、発電CT8により検出され、検出出力は蓄電システム1の制御部(図示せず。)に送られる。図8は、図4の、組み合わせのシステム構成と同様である。
この場合、DC/DCコンバータ14は、制御部10(図7)により制御対象として有効化され、太陽光発電パネル2から常に最大電力を引き出すべく、MPPT制御のスイッチング動作を行う。また、太陽光発電パネル2に関する保護機能や、送配電事業者との遠隔出力制御も実現可能である。
この場合、DC/DCコンバータ14は、制御部10(図7)により制御対象として有効化され、太陽光発電パネル2から常に最大電力を引き出すべく、MPPT制御のスイッチング動作を行う。また、太陽光発電パネル2に関する保護機能や、送配電事業者との遠隔出力制御も実現可能である。
《ここまでの開示のまとめ》
図6、図7、図8に示したように、電源システム100のうち、蓄電システム1は、蓄電池11と、DCバス12と、蓄電池11とDCバス12との間に設けられた第1のDC/DCコンバータ13と、DCバス12に出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータ14と、DCバス12に接続されたインバータ15と、インバータ15の交流側端部15aから商用電力系統3へ繋がる第1交流電路16と、交流側端部15aから負荷4へ給電する第2交流電路17と、第1交流電路16に設けられた逆電力検出用の電流センサ(CT18)と、第1交流電路16に設けられた、商用電力系統3との連系又は解列を実行する開閉器(リレー19)と、電流センサ(CT18)から検出出力を受け取るとともに、開閉器(リレー19)を制御する制御部10(図9)と、を備えている。
図6、図7、図8に示したように、電源システム100のうち、蓄電システム1は、蓄電池11と、DCバス12と、蓄電池11とDCバス12との間に設けられた第1のDC/DCコンバータ13と、DCバス12に出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータ14と、DCバス12に接続されたインバータ15と、インバータ15の交流側端部15aから商用電力系統3へ繋がる第1交流電路16と、交流側端部15aから負荷4へ給電する第2交流電路17と、第1交流電路16に設けられた逆電力検出用の電流センサ(CT18)と、第1交流電路16に設けられた、商用電力系統3との連系又は解列を実行する開閉器(リレー19)と、電流センサ(CT18)から検出出力を受け取るとともに、開閉器(リレー19)を制御する制御部10(図9)と、を備えている。
そして、制御部10は、スイッチング制御に関して、第1のDC/DCコンバータ13、第2のDC/DCコンバータ14、及び、インバータ15を制御する第1の制御モードと、第2のDC/DCコンバータ14を無効化して第1のDC/DCコンバータ13及びインバータ15を制御する第2の制御モードと、を有し、いずれか1つの制御モードを選択することができる。
このような電源システム100における蓄電システム1では、共通のハードウェアを搭載していながら、制御部10による制御モードの選択により、容易に、異なるシステム構成を実現できる。第1の制御モードを実行することにより、太陽光発電と蓄電池11とを併用した、いわゆるハイブリッド型の電源システムとすることができる。第2の制御モードを実行することにより、蓄電池11のみを直流電源として用いる単機能型の電源システムとすることができる。
電源システム100は、第2のDC/DCコンバータ14に接続された太陽光発電パネル2を備えることができ(図6)、このとき制御部10は第1の制御モードを実行する。
この場合、太陽光発電と蓄電池とを直流電源として併用したハイブリッド型の電源システムとすることができる。
この場合、太陽光発電と蓄電池とを直流電源として併用したハイブリッド型の電源システムとすることができる。
また、電源システム100は、第2交流電路17に接続された交流出力の発電装置(6,7)と、発電装置(6,7)から第2交流電路17に供給する発電出力電流を計測する第2の電流センサ(8)と、を備えることができ(図7)、このとき制御部10は第2の制御モードを実行する。
この場合、蓄電池11のみを直流電源として用いる単機能型の電源システムとすることができる。さらに、第2交流電路に発電装置(6,7)の交流出力を連系させて交流出力を提供することができる。なお、発電装置は、太陽光発電に限らず、風力等の他の再生可能エネルギーによる発電装置や、燃料電池発電、車載の蓄電池を利用したV2H(Vehicle to Home)発電であってもよい。
この場合、蓄電池11のみを直流電源として用いる単機能型の電源システムとすることができる。さらに、第2交流電路に発電装置(6,7)の交流出力を連系させて交流出力を提供することができる。なお、発電装置は、太陽光発電に限らず、風力等の他の再生可能エネルギーによる発電装置や、燃料電池発電、車載の蓄電池を利用したV2H(Vehicle to Home)発電であってもよい。
さらに、電源システム100は、第2のDC/DCコンバータ14に接続された太陽光発電パネル2と、第2交流電路17に接続された交流出力の発電装置(6,7)と、発電装置(6,7)から第2交流電路17に供給する発電出力電流を計測する第2の電流センサと、を備えることができ(図8)、このとき制御部10は第1の制御モードを実行する。
この場合、太陽光発電と蓄電池11とを直流電源として併用したハイブリッド型の電源システムとすることができる。さらに、第2交流電路17に発電装置(6,7)の交流出力を連系させて交流出力を提供する組み合わせ型のシステム構成とすることができる。
この場合、太陽光発電と蓄電池11とを直流電源として併用したハイブリッド型の電源システムとすることができる。さらに、第2交流電路17に発電装置(6,7)の交流出力を連系させて交流出力を提供する組み合わせ型のシステム構成とすることができる。
《蓄電システムの回路構成例》
図9は、蓄電システム1を含む、電源システム100の回路構成の一例を示す図である。これは、ハイブリッド型の例である。太陽光発電パネル2は、一般に、複数ストリングで構成されるものが多い。この例では、4ストリングの太陽光発電パネル2a,2b,2c,2dが全体として1つの太陽光発電パネル2を構成する例を示している。
なお、図9の回路構成は、後述の負荷追従制御の説明のための一例にすぎず、回路構成がこれに限定されるわけではない。
図9は、蓄電システム1を含む、電源システム100の回路構成の一例を示す図である。これは、ハイブリッド型の例である。太陽光発電パネル2は、一般に、複数ストリングで構成されるものが多い。この例では、4ストリングの太陽光発電パネル2a,2b,2c,2dが全体として1つの太陽光発電パネル2を構成する例を示している。
なお、図9の回路構成は、後述の負荷追従制御の説明のための一例にすぎず、回路構成がこれに限定されるわけではない。
太陽光発電パネル2aにはコンデンサC1が並列接続され、DC/DCコンバータ14aを介して昇圧された電圧がDCバス12(12p,12n)の2線間に送り込まれる。太陽光発電パネル2bにはコンデンサC2が並列接続され、DC/DCコンバータ14bを介して昇圧された電圧がDCバス12の2線間に送り込まれる。太陽光発電パネル2cにはコンデンサC3が並列接続され、DC/DCコンバータ14cを介して昇圧された電圧がDCバス12の2線間に送り込まれる。太陽光発電パネル2dにはコンデンサC4が並列接続され、DC/DCコンバータ14dを介して昇圧された電圧がDCバス12の2線間に送り込まれる。4つのDC/DCコンバータ14a,14b,14c,14dの出力線は並列に接続され、DCバス12の2線となる。DCバス12の2線間には、コンデンサC5が接続されている。
DC/DCコンバータ14aは、DCリアクトルL1と、スイッチング素子Q1と、ダイオードD1と、電流センサA1と、電圧センサV1とを備えている。電流センサA1は、DCリアクトルL1に流れる電流を検出し、検出出力を制御部10に送る。電圧センサV1は、DC/DCコンバータ14aへの入力電圧を検出して、検出出力を制御部10に送る。電流センサA1の検出出力及び電圧センサV1の検出出力に基づいて、制御部10は、太陽光発電パネル2aの発電電力Paを求めることができる。
DC/DCコンバータ14bは、DCリアクトルL2と、スイッチング素子Q2と、ダイオードD2と、電流センサA2と、電圧センサV2とを備えている。電流センサA2は、DCリアクトルL2に流れる電流を検出し、検出出力を制御部10に送る。電圧センサV2は、DC/DCコンバータ14bへの入力電圧を検出して、検出出力を制御部10に送る。電流センサA2の検出出力及び電圧センサV2の検出出力に基づいて、制御部10は、太陽光発電パネル2bの発電電力Pbを求めることができる。
DC/DCコンバータ14cは、DCリアクトルL3と、スイッチング素子Q3と、ダイオードD3と、電流センサA3と、電圧センサV3とを備えている。電流センサA3は、DCリアクトルL3に流れる電流を検出し、検出出力を制御部10に送る。電圧センサV3は、DC/DCコンバータ14cへの入力電圧を検出して、検出出力を制御部10に送る。電流センサA3の検出出力及び電圧センサV3の検出出力に基づいて、制御部10は、太陽光発電パネル2cの発電電力Pcを求めることができる。
DC/DCコンバータ14dは、DCリアクトルL4と、スイッチング素子Q4と、ダイオードD4と、電流センサA4と、電圧センサV4とを備えている。電流センサA4は、DCリアクトルL4に流れる電流を検出し、検出出力を制御部10に送る。電圧センサV4は、DC/DCコンバータ14dへの入力電圧を検出して、検出出力を制御部10に送る。電流センサA4の検出出力及び電圧センサV4の検出出力に基づいて、制御部10は、太陽光発電パネル2dの発電電力Pdを求めることができる。
制御部10は、発電電力Pa,Pb,Pc,Pdを合算して、トータルの太陽光発電の発電電力Ppvを求めることができる。
蓄電池11にはコンデンサC6が並列に接続されている。蓄電池11とDCバス12との間には、双方向に電力変換動作が可能なDC/DCコンバータ13が設けられている。DC/DCコンバータ13は、DCリアクトルL6と、スイッチング素子Q6,Q7と、電流センサA6と、電圧センサV6とを備えている。電流センサA1は、DCリアクトルL1に流れる電流を検出し、検出出力を制御部10に送る。電圧センサV6は、コンデンサC6の両端電圧を検出して、検出出力を制御部10に送る。電流センサA6の検出出力及び電圧センサV6の検出出力に基づいて、制御部10は、蓄電池11の充放電電力(充電電力又は放電電力)Pbatを求めることができる。
DCバス12には、双方向に電力変換動作が可能なインバータ15が接続されている。インバータ15は、単相3線(U線、O線、W線)の3レグのフルブリッジ回路を構成するスイッチング素子Qi1,Qi2,Qi3,Qi4,Qi5,Qi6と、ACリアクトルLu,Lo,Lwと、を備えている。インバータ15は、極性が互いに逆になる電圧線U線,W線と、中性線O線とに、単相3線式で200V/100Vを出力する。インバータ15の交流側では、3線(U線,O線,W線)の相互間に、3つのコンデンサC7が接続されている。
なお、図示を省略するが、制御上必要な電圧値又は電流値の情報を取得するセンサが各所に設けられ、制御部10に情報が送られる。例えば、インバータ15の直流側電圧(DCバス12の電圧)及び単相3線の交流側電圧を検出する電圧センサが設けられ、それらの検出値を、制御部10は把握している。
また、インバータ15の交流側には、リレー19と、U線及びW線にCT18と、が設けられている。CT18は、逆潮流を検出することができ、その検出出力に基づいて、制御部10は、逆電力Prevを求めることができる。
リレー19は、3極の出力リレー191と、単極の接地リレー192と、3極の連系リレー193とにより構成されている。連系リレー193の上流側(商用電力系統側)の、蓄電システム1の外部には、主幹ブレーカ23、電力量計24を介して、商用電力系統3が接続されている。連系リレー193と出力リレー191とを繋ぐ電路が、分電盤25に接続されている。分電盤25には負荷4が接続されている。分電盤25に至る電路途中にはCT18Lが設けられている。CT18Lは、負荷電流を検出し、その検出出力に基づいて、制御部10は、消費電力PLを求めることができる。
蓄電システム1が系統連系運転を行うときは、出力リレー191及び連系リレー193が共に閉路し、接地リレー192は開路している。蓄電システム1が自立運転を行うときは、出力リレー191及び接地リレー192が閉路する。連系リレー193は開路して、蓄電システム1は、商用電力系統3から解列された状態となる。
DC/DCコンバータ13,14a,14b,14c,14d,インバータ15を構成する図示のスイッチング素子は、制御部10によりスイッチング制御される。リレー19(191,192,193)の開閉も、制御部10が制御する。制御部10は、例えばマイクロコンピュータを含むものであり、マイクロコンピュータがソフトウェア(コンピュータプログラム)を実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部10の記憶装置(図示せず。)に格納される。
なお、制御部10は、マイクロコンピュータと同等の機能を有する他のデバイスで構成されていてもよい。
なお、制御部10は、マイクロコンピュータと同等の機能を有する他のデバイスで構成されていてもよい。
制御部10には、蓄電システム1の外部にあるリモコン装置30が接続されている。蓄電システム1は通常、ユーザ宅の屋外(ベランダ等も含む。)に設置され、リモコン装置30は、リビング等の、屋内の見やすい場所に設置される。
《負荷追従制御に関して》
上述のように、蓄電システム1は、発電電力Ppv、充放電電力Pbat、逆電力Prev、消費電力PLを求めることができ、これらに基づいて、運転モードに合わせた制御を行うことができる。運転モードとは、例えば、発電電力を自家消費優先で使用し、商用電力系統との間では買電も売電もしないことをめざすグリーンモードと、太陽光発電の自家消費余剰分は商用電力系統に売電するシングル発電モードと、太陽光発電の発電電力を全て売電し、自家消費の電力は蓄電池の放電で賄うダブル発電モードとがある。
上述のように、蓄電システム1は、発電電力Ppv、充放電電力Pbat、逆電力Prev、消費電力PLを求めることができ、これらに基づいて、運転モードに合わせた制御を行うことができる。運転モードとは、例えば、発電電力を自家消費優先で使用し、商用電力系統との間では買電も売電もしないことをめざすグリーンモードと、太陽光発電の自家消費余剰分は商用電力系統に売電するシングル発電モードと、太陽光発電の発電電力を全て売電し、自家消費の電力は蓄電池の放電で賄うダブル発電モードとがある。
ここで、本開示の蓄電システム1を適用したい図6、図7、図8のシステム構成ごとに、運転モードによる負荷追従制御について説明する。運転モードの設定は、リモコン装置30(図9)により、行うことができる。但し、蓄電システム1の本体側で設定を行うようにしてもよい。
まず、図6のシステム構成について考える。この場合の発電電力Ppvは、DC/DCコンバータ14内での検出値に基づいて求められる。
グリーンモードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが、概ね0になるように、充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
グリーンモードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが、概ね0になるように、充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
シングル発電モードであれば、発電電力Ppvが消費電力PLより大きいときは、蓄電システム1は、蓄電池11を放電させない。発電電力Ppvが、消費電力PLより小さいときは、蓄電システム1は、逆電力Prevが概ね0になるように充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。蓄電池11の充電は、例えばタイマー設定により、所定のタイミングのみで行うものとする。
ダブル発電モードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが概ね発電電力Ppvと一致するように、充放電電力を制御する。「概ね発電電力Ppvと一致する」とは、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
次に、図7のシステム構成について考える。この場合、発電電力Ppvは、発電CT8の検出値に基づいて求められる。
グリーンモードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが、概ね0になるように、充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
グリーンモードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが、概ね0になるように、充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
シングル発電モードであれば、発電電力Ppvが消費電力PLより大きいときは、蓄電システム1は、蓄電池11を放電させない。発電電力Ppvが、消費電力PLより小さいときは、蓄電システム1は、逆電力Prevが概ね0になるように充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。蓄電池11の充電は、例えばタイマー設定により、所定のタイミングのみで行うものとする。
ダブル発電モードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが概ね発電電力Ppvと一致するように、充放電電力を制御する。「概ね発電電力Ppvと一致する」とは、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
次に、図8のシステム構成について考える。この場合、発電電力Ppvは、DC/DCコンバータ14内での検出値、及び、発電CT8の検出値の両方(総和)に基づいて求められる。
グリーンモードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが、概ね0になるように、充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
グリーンモードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが、概ね0になるように、充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
シングル発電モードであれば、発電電力Ppvが消費電力PLより大きいときは、蓄電システム1は、蓄電池11を放電させない。発電電力Ppvが、消費電力PLより小さいときは、蓄電システム1は、逆電力Prevが概ね0になるように充放電電力Pbatを制御する。「概ね0」とは、厳密には、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。蓄電池11の充電は、例えばタイマー設定により、所定のタイミングのみで行うものとする。
ダブル発電モードであれば、蓄電システム1は、逆電力Prevが概ね発電電力Ppvと一致するように、充放電電力を制御する。「概ね発電電力Ppvと一致する」とは、少しの所定量分だけ、順潮流(買電)にオフセットした制御とすることである。
以上のように、図6、図7、図8のいずれのシステム構成であっても、運転モードに応じた適切な負荷追従制御を行うことができる。
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 蓄電システム
2 太陽光発電パネル
3 商用電力系統
4 負荷
4a 一般負荷
4b 特定負荷
5 CT
6 太陽光発電パネル
7 パワーコンディショナ
8 発電CT
10 制御部
11 蓄電池
12,12p,12n DCバス
13 (第1の)DC/DCコンバータ
14 (第2の)DC/DCコンバータ
15 インバータ
15a 交流側端部
16 第1交流電路
17,17b 第2交流電路
17c 補助入力電路
18 CT(電流センサ)
18L CT
19,19a,19b,19c リレー(開閉器)
20 通常出力線
21 補助入力線
22 系統電路
23 主幹ブレーカ
24 電力量計
25 分電盤
30 リモコン装置
100 電源システム
191 出力リレー
192 接地リレー
193 連系リレー
A1,A2,A3,A4,A6 電流センサ
C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7 コンデンサ
D1,D2,D3,D4 ダイオード
L1,L2,L3,L4,L6 DCリアクトル
Lu,Lo,Lw ACリアクトル
P1 直流側入力端
P2 交流側端部
P3,P4 交流側端部
P5 補助入力端
Q1,Q2,Q3,Q4,Q6,Q7,Qi1,Qi2,Qi3,Qi4,Qi5,Qi6 スイッチング素子
2 太陽光発電パネル
3 商用電力系統
4 負荷
4a 一般負荷
4b 特定負荷
5 CT
6 太陽光発電パネル
7 パワーコンディショナ
8 発電CT
10 制御部
11 蓄電池
12,12p,12n DCバス
13 (第1の)DC/DCコンバータ
14 (第2の)DC/DCコンバータ
15 インバータ
15a 交流側端部
16 第1交流電路
17,17b 第2交流電路
17c 補助入力電路
18 CT(電流センサ)
18L CT
19,19a,19b,19c リレー(開閉器)
20 通常出力線
21 補助入力線
22 系統電路
23 主幹ブレーカ
24 電力量計
25 分電盤
30 リモコン装置
100 電源システム
191 出力リレー
192 接地リレー
193 連系リレー
A1,A2,A3,A4,A6 電流センサ
C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7 コンデンサ
D1,D2,D3,D4 ダイオード
L1,L2,L3,L4,L6 DCリアクトル
Lu,Lo,Lw ACリアクトル
P1 直流側入力端
P2 交流側端部
P3,P4 交流側端部
P5 補助入力端
Q1,Q2,Q3,Q4,Q6,Q7,Qi1,Qi2,Qi3,Qi4,Qi5,Qi6 スイッチング素子
Claims (5)
- 蓄電池と、
DCバスと、
前記蓄電池と前記DCバスとの間に設けられた第1のDC/DCコンバータと、
前記DCバスに出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータと、
前記DCバスに接続されたインバータと、
前記インバータの交流側端部から商用電力系統へ繋がる第1交流電路と、
前記交流側端部から負荷へ給電する第2交流電路と、
前記第1交流電路に設けられた逆電力検出用の電流センサと、
前記第1交流電路に設けられた、前記商用電力系統との連系又は解列を実行する開閉器と、
前記電流センサから検出出力を受け取るとともに、前記開閉器を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、スイッチング制御に関して、前記第1のDC/DCコンバータ、前記第2のDC/DCコンバータ、及び、前記インバータを制御する第1の制御モードと、前記第2のDC/DCコンバータを無効化して前記第1のDC/DCコンバータ及び前記インバータを制御する第2の制御モードと、を有し、いずれか1つの制御モードを選択する、電源システム。 - 前記第2のDC/DCコンバータに接続された太陽光発電パネルを備え、
前記制御部は前記第1の制御モードを実行する、請求項1に記載の電源システム。 - 前記第2交流電路に接続された交流出力の発電装置と、
前記発電装置から前記第2交流電路に供給する発電出力電流を計測する第2の電流センサと、を備え、
前記制御部は、前記第2の電流センサから検出出力を受け取るとともに、前記第2の制御モードを実行する、請求項1に記載の電源システム。 - 前記第2のDC/DCコンバータに接続された太陽光発電パネルと、
前記第2交流電路に接続された交流出力の発電装置と、
前記発電装置から前記第2交流電路に供給する発電出力電流を計測する第2の電流センサと、を備え、
前記制御部は、前記第2の電流センサから検出出力を受け取るとともに、前記第1の制御モードを実行する、請求項1に記載の電源システム。 - 蓄電池と、DCバスと、前記蓄電池と前記DCバスとの間に設けられた第1のDC/DCコンバータと、前記DCバスに出力可能な、太陽光発電用の第2のDC/DCコンバータと、前記DCバスに接続されたインバータと、前記インバータの交流側端部から商用電力系統へ繋がる第1交流電路と、前記交流側端部から負荷へ給電する第2交流電路と、を備えた電源システムがある場合の、電源システムの制御方法であって、
スイッチング制御に関して、
前記第1のDC/DCコンバータ、前記第2のDC/DCコンバータ、及び、前記インバータを制御する第1の制御モードと、
前記第2のDC/DCコンバータを無効化して前記第1のDC/DCコンバータ及び前記インバータを制御する第2の制御モードと、を有し、
いずれか1つの制御モードを選択する、電源システムの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021182258A JP2023070225A (ja) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 電源システム及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021182258A JP2023070225A (ja) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 電源システム及びその制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023070225A true JP2023070225A (ja) | 2023-05-19 |
Family
ID=86331387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021182258A Pending JP2023070225A (ja) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 電源システム及びその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2023070225A (ja) |
-
2021
- 2021-11-09 JP JP2021182258A patent/JP2023070225A/ja active Pending
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