JP2024058727A - 蓄電システム - Google Patents
蓄電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024058727A JP2024058727A JP2022166002A JP2022166002A JP2024058727A JP 2024058727 A JP2024058727 A JP 2024058727A JP 2022166002 A JP2022166002 A JP 2022166002A JP 2022166002 A JP2022166002 A JP 2022166002A JP 2024058727 A JP2024058727 A JP 2024058727A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- power generation
- voltage
- converter
- negative
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims description 18
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 66
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 101100195396 Human cytomegalovirus (strain Merlin) RL11 gene Proteins 0.000 description 4
- 101100249083 Human cytomegalovirus (strain Merlin) RL12 gene Proteins 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
【課題】接続箱を用いることなくPID現象の発生を抑制可能な蓄電システムを提供する。【解決手段】発電部PV1,PV2に接続されたDC/DCコンバータ部10Aと、蓄電手段BTに接続された双方向DC/DCコンバータ20と、DC/DCコンバータ部および双方向DC/DCコンバータに接続された双方向DC/ACインバータ30と、を備える蓄電システム1Aであって、蓄電手段BTのプラス極と発電部PV1,PV2のマイナス極との間に設けられた電圧印加回路50,51,52を備え、電圧印加回路50,51,52は、蓄電手段BTの電圧を発電部PV1,PV2のマイナス極に印加し、発電部PV1,PV2から出力される発電量が所定値以下の時に発電部PV1,PV2のマイナス極の対地電圧をゼロ以上に上昇させることを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、蓄電システムに関し、特に、太陽光発電機能を備えた蓄電システムに関する。
高効率化を目的としたトランスレス型(非絶縁型)の太陽光発電システムでは、昼間に太陽光発電システムのパワーコンディショナーが系統連系動作を行うと、太陽電池の内部回路と太陽電池のフレームグランド(以下、FG)との間に大きな電位差(太陽電池のマイナス極の電圧がFGに対して負)が発生する。この大きな電位差が長時間継続すると、発電能力が急激に劣化するPID(Potential Induced Degradation)現象が発生する太陽電池が存在するが、太陽電池が発電していない夜間に太陽電池を商用の電力系統(以下、系統)から解列することで、太陽電池の内部回路とFGとの間の電位差が解消され、PID現象の発生は抑制される。
一方、ハイブリッド型の蓄電システムすなわち太陽光発電機能を備えた蓄電システムでは、夜間に太陽電池を系統から解列しない(太陽電池は24時間系統に接続されている)ため、PID現象の発生を抑制することはできない。また、PID現象が発生しにくい太陽電池も存在するため、必ずしもPID対策が必要になるとは限らない。
そこで、図5に示すハイブリッド型の蓄電システム1Dでは、PID現象が発生するおそれのある太陽電池PV1,PV2を使用する場合、PID対策用の接続箱2を介して、太陽電池PV1,PV2とパワーコンディショナー3とを接続している。
接続箱2は、リレーRL11,RL12と、制御回路2aと、制御電源2bと、電圧検出部2cと、逆流防止用のブリッジダイオードD11,D12とを備える。パワーコンディショナー3は、接続箱2を介して太陽電池PV1に接続されるDC/DCコンバータ4(4-1)と、接続箱2を介して太陽電池PV2に接続されるDC/DCコンバータ4(4-2)とを備える。
制御回路2aは、制御電源2bから供給される電源電圧により起動し、電圧検出部2cで検出される電圧値(太陽電池PV1,PV2から入力される発電電圧の電圧値)に応じて、リレーRL11,RL12のオン/オフ制御を行う。例えば、制御回路2aは、太陽電池PV1,PV2が発電していない時(例えば、夜間)に、リレーRL11,RL12をオフ状態にする。
リレーRL11,RL12がオフ状態の時は、パワーコンディショナー3が系統連系動作を行っていても、太陽電池PV1,PV2の内部回路とFGとの間に電位差は発生しないため、PID現象の発生は抑制される。このように、接続箱を用いて太陽電池が発電していない時に太陽電池を系統から切り離す構成は、例えば、特許文献1~3にも開示されている。
しかしながら、PID対策として接続箱を用いた場合、システム全体の大型化および高コスト化を招くという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、接続箱を用いることなくPID現象の発生を抑制可能な蓄電システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る蓄電システムは、
発電部から直流の発電電力が入力されるDC/DCコンバータ部と、
蓄電手段が接続される双方向DC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータ部および前記双方向DC/DCコンバータに接続される双方向DC/ACインバータと、
を備える蓄電システムであって、
前記蓄電手段のプラス極に導通接続され、かつ前記発電部のマイナス極に導通接続される電圧印加回路を備え、
前記電圧印加回路は、前記蓄電手段の電圧を前記発電部の前記マイナス極に印加し、前記発電部から出力される発電量が所定値以下の時に前記発電部の前記マイナス極の対地電圧を上昇させることを特徴とする。
発電部から直流の発電電力が入力されるDC/DCコンバータ部と、
蓄電手段が接続される双方向DC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータ部および前記双方向DC/DCコンバータに接続される双方向DC/ACインバータと、
を備える蓄電システムであって、
前記蓄電手段のプラス極に導通接続され、かつ前記発電部のマイナス極に導通接続される電圧印加回路を備え、
前記電圧印加回路は、前記蓄電手段の電圧を前記発電部の前記マイナス極に印加し、前記発電部から出力される発電量が所定値以下の時に前記発電部の前記マイナス極の対地電圧を上昇させることを特徴とする。
この構成では、電圧印加回路が、蓄電手段の電圧を発電部のマイナス極に印加することで、発電部から出力される発電量が所定値以下の時に、フレームグランド(FG)に対してマイナス電圧だった発電部のマイナス極の対地電圧が上昇する。その結果、発電部の内部回路とFGとの間のマイナスの電位差が減少または解消する。したがって、この構成によれば、接続箱を用いることなくPID現象の発生を抑制できる。
前記蓄電システムにおいて、
前記電圧印加回路は、前記蓄電手段の前記プラス極と前記発電部の前記マイナス極とを接続する電力ラインに介装された第1スイッチング素子を備え、
前記第1スイッチング素子は、前記発電量が前記所定値以下の場合にオン状態になり、前記発電量が前記所定値を超える場合にオフ状態になるよう構成できる。
前記電圧印加回路は、前記蓄電手段の前記プラス極と前記発電部の前記マイナス極とを接続する電力ラインに介装された第1スイッチング素子を備え、
前記第1スイッチング素子は、前記発電量が前記所定値以下の場合にオン状態になり、前記発電量が前記所定値を超える場合にオフ状態になるよう構成できる。
前記蓄電システムにおいて、
前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子に接続されたN個の第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、電流路の一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続された第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子の前記電流路の他端と前記N個の発電手段の各マイナス極との間に設けられたN個の第2ダイオードとを備えるよう構成できる。
前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子に接続されたN個の第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、電流路の一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続された第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子の前記電流路の他端と前記N個の発電手段の各マイナス極との間に設けられたN個の第2ダイオードとを備えるよう構成できる。
前記蓄電システムにおいて、
前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子同士の接続点と前記双方向DC/ACインバータの直流側のマイナス端子とを接続する電力ラインに介装された第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、電流路の一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続されるとともに、前記電流路の他端がダイオードを介することなく前記N個の発電手段の各マイナス極に接続された第1スイッチング素子を備え、
前記第1ダイオードには、第2スイッチング素子が並列接続されるよう構成できる。
前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子同士の接続点と前記双方向DC/ACインバータの直流側のマイナス端子とを接続する電力ラインに介装された第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、電流路の一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続されるとともに、前記電流路の他端がダイオードを介することなく前記N個の発電手段の各マイナス極に接続された第1スイッチング素子を備え、
前記第1ダイオードには、第2スイッチング素子が並列接続されるよう構成できる。
前記蓄電システムにおいて、
前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子に接続されたN個の第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続された第1抵抗と、前記第1抵抗の他端と前記N個の発電手段の各マイナス極との間に設けられたN個の第2ダイオードとを備え、
前記第1ダイオードには、第2抵抗が並列接続されるよう構成できる。
前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子に接続されたN個の第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続された第1抵抗と、前記第1抵抗の他端と前記N個の発電手段の各マイナス極との間に設けられたN個の第2ダイオードとを備え、
前記第1ダイオードには、第2抵抗が並列接続されるよう構成できる。
本発明によれば、接続箱を用いることなくPID現象の発生を抑制可能な蓄電システムを提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る蓄電システムの実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1に、本発明の第1実施形態に係る蓄電システム1Aを示す。蓄電システム1Aは、蓄電池充放電機能と太陽光発電機能を備えたハイブリッド型の蓄電システムであり、本発明の「発電部」に相当する太陽電池PV1,PV2(それぞれ「発電手段」に相当)、本発明の「蓄電手段」に相当する蓄電池BTに接続され、かつ端子T1~T3を介して商用の電力系統(以下、系統)に接続され、T4,T5が自立負荷に接続される。
図1に、本発明の第1実施形態に係る蓄電システム1Aを示す。蓄電システム1Aは、蓄電池充放電機能と太陽光発電機能を備えたハイブリッド型の蓄電システムであり、本発明の「発電部」に相当する太陽電池PV1,PV2(それぞれ「発電手段」に相当)、本発明の「蓄電手段」に相当する蓄電池BTに接続され、かつ端子T1~T3を介して商用の電力系統(以下、系統)に接続され、T4,T5が自立負荷に接続される。
蓄電システム1Aは、DC/DCコンバータ部10Aと、双方向DC/DCコンバータ20と、コンデンサC1と、双方向DC/ACインバータ30と、リレー回路40と、電圧印加回路(第1スイッチング素子50およびダイオード51,52)と、図示しない制御部とを備える。
DC/DCコンバータ部10Aは、一端側が太陽電池PV1,PV2に接続され、他端側がコンデンサC1を介して双方向DC/DCコンバータ20および双方向DC/ACインバータ30に接続される。DC/DCコンバータ部10Aは、DC/DCコンバータ10(10-1,10-2)と、本発明の「第1ダイオード」に相当するダイオードD1,D2とを備え、太陽電池PV1,PV2から入力された発電電圧を昇圧し、双方向DC/DCコンバータ20および/または双方向DC/ACインバータ30に出力する。
DC/DCコンバータ10-1は、太陽電池PV1から入力される直流の発電電圧を検出する電圧検出部11と、太陽電池PV1から入力される直流の発電電流を検出する電流検出部12(例えば、DCCT)と、コンデンサ13、コイル14、スイッチング素子15、ダイオード16およびコンデンサ17を含む昇圧チョッパ回路とを備える。電圧検出部11による電圧検出信号および電流検出部12による電流検出信号は、制御部に伝達される。
DC/DCコンバータ10-2は、太陽電池PV2から入力される直流の発電電圧を検出する電圧検出部11と、太陽電池PV2から入力される直流の発電電流を検出する電流検出部12(例えば、DCCT)と、コンデンサ13、コイル14、スイッチング素子15、ダイオード16およびコンデンサ17を含む昇圧チョッパ回路とを備える。電圧検出部11による電圧検出信号および電流検出部12による電流検出信号は、制御部に伝達される。このように、DC/DCコンバータ10-1とDC/DCコンバータ10-2は、同じ構成である。
ダイオードD1は、アノードがコンデンサC1のマイナス端子に接続され、カソードがDC/DCコンバータ10-1の出力側(他端側)のマイナス端子(コンデンサ17のマイナス端子)に接続される。ダイオードD2は、アノードがコンデンサC1のマイナス端子に接続され、カソードがDC/DCコンバータ10-2の出力側(他端側)のマイナス端子(コンデンサ17のマイナス端子)に接続される。ダイオードD1のアノードとダイオードD2のアノードとの接続点X1は、コンデンサC1のマイナス端子となる。
双方向DC/DCコンバータ20は、一端側が蓄電池BTに接続され、他端側がコンデンサC1の両端に接続される。双方向DC/DCコンバータ20は、電圧検出部21と、電流検出部22(例えば、DCCT)と、コンデンサ23、コイル24およびスイッチング素子25,26を含む双方向チョッパ回路とを備え、蓄電池BTに対して充電動作および放電動作を行う。蓄電池BTとして、例えば、リチウムイオン蓄電池を用いることができる。電圧検出部21による電圧検出信号および電流検出部22による電流検出信号は、制御部に伝達される。
双方向DC/ACインバータ30は、コンデンサC1の両端に接続される直流端子(プラス端子T11およびマイナス端子T12)と、リレー回路40に接続される交流端子とを備える。双方向DC/ACインバータ30は、図示していないが、複数のスイッチング素子をブリッジ接続したブリッジ回路と、コイルおよびコンデンサからなるLCフィルタ回路とを備え、交流端子に印加された交流電圧を直流化して双方向DC/DCコンバータ20に出力したり、直流端子(プラス端子T11およびマイナス端子T12)に印加された直流電圧を交流化してリレー回路40に出力したりする。
リレー回路40は、リレーS1~S6を含む。双方向DC/ACインバータ30と端子T1~T5とを接続する電力ラインのうち、双方向DC/ACインバータ30と端子T1,T3,T4,T5とを接続する各電力ラインにリレーS1,S2,S5,S6が介装される。端子T2と端子T5は、リレーS3が介装された電力ラインにより接続される。端子T3と端子T4は、リレーS4が介装された電力ラインにより接続される。
端子T1~T3は系統のU相、O相、W相に接続され、端子T4,T5は単相二線式の電圧線、中性線に接続される。単相二線式の電圧線と中性線との間には、自立負荷(系統停電時にも動作させたい電化製品等の家庭内負荷)が接続される。
電圧印加回路は、第1スイッチング素子50(例えば、FET)と、本発明の「第2ダイオード」に相当するダイオード51,52とを備える。第1スイッチング素子50は、電流路の一端が蓄電池BTのプラス極とコンデンサ23のプラス端子との接続点に導通接続され、電流路の他端がダイオード51のアノードおよびダイオード52のアノードに導通接続される。ダイオード51のカソードは、太陽電池PV1のマイナス極とDC/DCコンバータ10-1のコンデンサ13のマイナス端子との接続点に接続され、ダイオード52のカソードは、太陽電池PV2のマイナス極とDC/DCコンバータ10-2のコンデンサ13のマイナス端子との接続点に接続される。
制御部は、例えば、マイコンまたはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等の制御ICによって構成される。制御部は、DC/DCコンバータ10-1,10-2のスイッチング素子15、双方向DC/DCコンバータ20のスイッチング素子25,26、双方向DC/ACインバータ30のスイッチング素子、およびリレー回路40のリレーS1~S6のオンオフ制御を行う。
制御部は、さらに第1スイッチング素子50のオンオフ制御を行う。制御部は、太陽電池PV1,PV2の双方の発電量(発電電力または発電電圧)が所定値以下の場合にDC/DCコンバータ10-1,10-2のスイッチング素子15をスイッチング停止状態にして第1スイッチング素子50をオン状態にする一方、太陽電池PV1,PV2の少なくとも一方の発電量(発電電圧)が所定値を超える場合には、第1スイッチング素子50をオフ状態にして超えた側のスイッチング素子15をスイッチング動作させる。制御部は、例えば、電圧検出部11による電圧検出信号および電流検出部12による電流検出信号に基づいて、太陽電池PV1,PV2の発電電力を算出する。所定値は、例えば、DC/DCコンバータ10-1,10-2が昇圧動作を行うことが可能な発電電力または発電電圧の下限値に設定される。
なお、本実施形態では、太陽電池PV1と太陽電池PV2は同じ構成であり、同条件において両者の発電量は同じであると想定し、上記の所定値は単一の閾値としている。太陽電池PV1と太陽電池PV2とが異なる構成の場合は、太陽電池PV1,PV2ごとに所定値を設定することが好ましい。
次に、蓄電システム1AによるPID現象の抑制効果について、双方向DC/ACインバータ30が待機中の場合(図1)と双方向DC/ACインバータ30が動作中の場合(図2)とに分けて説明する。
(双方向DC/ACインバータ30が待機中の場合)
図1に、夜間や悪天候で太陽電池PV1,PV2の発電量(発電電力または発電電圧)が所定値以下となり、DC/DCコンバータ10-1,10-2が昇圧動作できず、かつ双方向DC/ACインバータ30が待機中の場合の蓄電システム1Aを示す。
図1に、夜間や悪天候で太陽電池PV1,PV2の発電量(発電電力または発電電圧)が所定値以下となり、DC/DCコンバータ10-1,10-2が昇圧動作できず、かつ双方向DC/ACインバータ30が待機中の場合の蓄電システム1Aを示す。
この場合、端子T1-T2間にAC101[V]の系統電圧が印加され、端子T2-T3間にもAC101[V]の系統電圧が印加される。合計AC202[V]の系統電圧は、双方向DC/ACインバータ30のブリッジ回路に含まれるスイッチング素子のダイオードで全波整流され、コンデンサC1で平滑される。
コンデンサC1の両端電圧は、286[V](=202[V]×√2)となる。このため、コンデンサC1のプラス端子とフレームグランド(以下、FG)との間には、286[V]の半分の143[V]の電圧が印加され、コンデンサC1のマイナス端子とFGとの間には-143[V]の電圧が印加される。
蓄電池BTの両端電圧を200[V]とすると、双方向DC/DCコンバータ20の蓄電池BT側とコンデンサC1側との間には、86[V](=286[V]-200[V])の電圧差が生じる。蓄電池BTのプラス極に接続され、コイル24およびスイッチング素子26が介装された電力ラインは、コンデンサC1のプラス端子に接続されるので、蓄電池BTのプラス極とFGとの間には、57[V](=143[V]-86[V])の電圧が印加される。
この状態で、第1スイッチング素子50がオンすると、太陽電池PV1,PV2のマイナス極とFGとの間に57[V](第1スイッチング素子50およびダイオード51,52で発生する電圧降下は微小であるため無視する)の電圧が印加される。その結果、太陽電池PV1,PV2のマイナス極の対地電圧がゼロ以上に上昇するため、PID現象の発生は抑制される。
(双方向DC/ACインバータ30が動作中の場合)
図2に、夜間や悪天候で太陽電池PV1,PV2の発電量(発電電力または発電電圧)が所定値以下となり、DC/DCコンバータ10-1,10-2が昇圧動作できず、一方で双方向DC/ACインバータ30は昇圧動作を行っている場合の蓄電システム1Aを示す。
図2に、夜間や悪天候で太陽電池PV1,PV2の発電量(発電電力または発電電圧)が所定値以下となり、DC/DCコンバータ10-1,10-2が昇圧動作できず、一方で双方向DC/ACインバータ30は昇圧動作を行っている場合の蓄電システム1Aを示す。
この場合、端子T1-T3間に印加されるAC202[V]の系統電圧は、コンデンサC1で平滑後の電圧が320[V]になるように、双方向DC/ACインバータ30により昇圧される。
コンデンサC1の両端電圧が320[V]になると、コンデンサC1のプラス端子とFGとの間には、320[V]の半分の160[V]の電圧が印加され、コンデンサC1のマイナス端子とFGとの間には-160[V]の電圧が印加される。
蓄電池BTの両端電圧を200[V]とすると、双方向DC/DCコンバータ20の蓄電池BT側とコンデンサC1側との間には、120[V](=320[V]-200[V])の電圧差が生じる。蓄電池BTのプラス極に接続され、コイル24およびスイッチング素子26が介装された電力ラインは、コンデンサC1のプラス端子に接続されるので、蓄電池BTのプラス極とFGとの間には、40[V](=160[V]-120[V])の電圧が印加される。
この状態で、第1スイッチング素子50がオンすると、太陽電池PV1,PV2のマイナス極とFGとの間に40[V](第1スイッチング素子50およびダイオード51,52で発生する電圧降下は微小であるため無視する)の電圧が印加される。その結果、太陽電池PV1,PV2のマイナス極の対地電圧がゼロ以上に上昇するため、PID現象の発生は抑制される。
上記のとおり、本実施形態に係る蓄電システム1Aでは、電圧印加回路が蓄電池BTの電圧を太陽電池PV1,PV2のマイナス極に印加し、太陽電池PV1,PV2から出力される発電量が所定値以下の時に太陽電池PV1,PV2のマイナス極の対地電圧を上昇させる。FGに対してマイナス電圧だった太陽電池PV1,PV2のマイナス極の電圧が上昇するので、太陽電池PV1,PV2の内部回路とFGとの間のマイナスの電位差が減少または解消する。したがって、本実施形態に係る蓄電システム1Aによれば、接続箱を用いることなくPID現象の発生を抑制できる。
[第2実施形態]
図3に、本発明の第2実施形態に係る蓄電システム1Bを示す。蓄電システム1Bは、DC/DCコンバータ部10Bと、電圧印加回路(第1スイッチング素子50)とを除き、第1実施形態の蓄電システム1Aと同じ構成である。
図3に、本発明の第2実施形態に係る蓄電システム1Bを示す。蓄電システム1Bは、DC/DCコンバータ部10Bと、電圧印加回路(第1スイッチング素子50)とを除き、第1実施形態の蓄電システム1Aと同じ構成である。
DC/DCコンバータ部10Bは、DC/DCコンバータ10(10-1,10-2)と、本発明の「第1ダイオード」に相当するダイオードD1と、本発明の「第2スイッチング素子」に相当するスイッチング素子SW1とを備える。DC/DCコンバータ10-1,10-2は、第1実施形態と同じ構成である。
ダイオードD1は、アノードがコンデンサC1のマイナス端子に接続され、カソードがDC/DCコンバータ10-1の出力側(他端側)のマイナス端子(コンデンサ17のマイナス端子)とDC/DCコンバータ10-2の出力側(他端側)のマイナス端子(コンデンサ17のマイナス端子)との接続点X2に接続される。
スイッチング素子SW1は、ダイオードD1に並列接続される。スイッチング素子SW1は、FET等の半導体スイッチで構成されてもよいし、リレーで構成されてもよい。スイッチング素子SW1は、制御部の制御下で、第1スイッチング素子50がオン状態の時にオフ状態になる一方、第1スイッチング素子50がオフ状態の時にオン状態になる。スイッチング素子SW1は、DC/DCコンバータ10-1,10-2が昇圧動作を行う時に、ダイオードD1の両端を短絡し、ダイオードD1に大電流が流れるのを回避する。
電圧印加回路は、第1スイッチング素子50(例えば、FET)を備える。第1スイッチング素子50の電流路の一端は、蓄電池BTのプラス極とコンデンサ23のプラス端子との接続点に接続される。第1スイッチング素子50の電流路の他端は、ダイオードを介することなく、太陽電池PV1のマイナス極とDC/DCコンバータ10-1のコンデンサ13のマイナス端子との接続点に接続され、かつ、太陽電池PV2のマイナス極とDC/DCコンバータ10-2のコンデンサ13のマイナス端子との接続点に接続される。
本実施形態に係る蓄電システム1Bでは、第1実施形態と同様に、電圧印加回路(第1スイッチング素子50)が蓄電池BTの電圧を太陽電池PV1,PV2のマイナス極に印加し、太陽電池PV1,PV2から出力される発電量(発電電力または発電電圧)が所定値以下の時に太陽電池PV1,PV2のマイナス極の対地電圧をゼロ以上に上昇させるので、接続箱を用いることなくPID現象の発生を抑制できる。
さらに、本実施形態に係る蓄電システム1Bでは、第1実施形態と比較して、部品点数(ダイオードD2,51,52)を削減することができる。
[第3実施形態]
図4に、本発明の第3実施形態に係る蓄電システム1Cを示す。蓄電システム1Cは、DC/DCコンバータ部10Cと、電圧印加回路(第1抵抗53およびダイオード51,52)とを除き、第1実施形態の蓄電システム1Aと同じ構成である。
図4に、本発明の第3実施形態に係る蓄電システム1Cを示す。蓄電システム1Cは、DC/DCコンバータ部10Cと、電圧印加回路(第1抵抗53およびダイオード51,52)とを除き、第1実施形態の蓄電システム1Aと同じ構成である。
DC/DCコンバータ部10Cは、DC/DCコンバータ10(10-1,10-2)と、ダイオードD1,D2と、抵抗R1,R2とを備える。DC/DCコンバータ10-1,10-2およびダイオードD1,D2は、第1実施形態と同じ構成である。
抵抗R1は、本発明の「第2抵抗」に相当し、ダイオードD1に並列接続される。抵抗R2は、本発明の「第2抵抗」に相当し、ダイオードD2に並列接続される。
電圧印加回路は、第1抵抗53と、本発明の「第2ダイオード」に相当するダイオード51,52とを備える。第1抵抗53は、一端が蓄電池BTのプラス極とコンデンサ23のプラス端子との接続点に接続され、他端がダイオード51のアノードおよびダイオード52のアノードに接続される。ダイオード51のカソードは、太陽電池PV1のマイナス極とDC/DCコンバータ10-1のコンデンサ13のマイナス端子との接続点に接続され、ダイオード52のカソードは、太陽電池PV2のマイナス極とDC/DCコンバータ10-2のコンデンサ13のマイナス端子との接続点に接続される。抵抗R1と抵抗R2は、第1抵抗53よりも抵抗値が大であることが好ましい。
本実施形態に係る蓄電システム1Cでは、第1実施形態と同様に、電圧印加回路(第1抵抗53およびダイオード51,52)が蓄電池BTの電圧を太陽電池PV1,PV2のマイナス極に印加し、太陽電池PV1,PV2から出力される発電量(発電電力または発電電圧)が所定値以下の時に太陽電池PV1,PV2のマイナス極の対地電圧をゼロ以上に上昇させるので、接続箱を用いることなくPID現象の発生を抑制できる。
さらに、本実施形態に係る蓄電システム1Cでは、電圧印加回路に、スイッチング素子よりも低コストの第1抵抗53を用いることで、システム全体の低コスト化を図ることができる。
以上、本発明に係る蓄電システムの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
本発明に係る蓄電システムは、発電部から直流の発電電力が入力されるDC/DCコンバータ部と、蓄電手段が接続される双方向DC/DCコンバータと、DC/DCコンバータ部および双方向DC/DCコンバータに接続される双方向DC/ACインバータと、を備える蓄電システムであって、蓄電手段のプラス極に導通接続され、かつ発電部のマイナス極に導通接続される電圧印加回路を備え、電圧印加回路は、蓄電手段の電圧を発電部のマイナス極に印加し、発電量が所定値以下の時に発電部のマイナス極の対地電圧を上昇させるのであれば、適宜構成を変更できる。
例えば、DC/DCコンバータ部は、1つのDC/DCコンバータ10で構成されていてもよいし、3つ以上のDC/DCコンバータ10で構成されていてもよい。DC/DCコンバータ10は、昇圧動作を行うのであれば、適宜構成を変更できる。
第1実施形態において、電圧印加回路を構成するダイオード51のカソードの接続先は、太陽電池PV1のマイナス極とダイオードD1のカソードとの間であれば、適宜変更できる。同様に、電圧印加回路を構成するダイオード52のカソードの接続先は、太陽電池PV2のマイナス極とダイオードD2のカソードとの間であれば、適宜変更できる。
第2実施形態において、第1スイッチング素子50の代わりに第3実施形態の第1抵抗53を用いてもよいし、スイッチング素子SW1の代わりに第3実施形態の抵抗R1を用いてもよい。
1A~1C 蓄電システム
10A~10C DC/DCコンバータ部
10(10-1、10-2) DC/DCコンバータ
11 電圧検出部
12 電流検出部
13 コンデンサ
14 コイル
15 スイッチング素子
16 ダイオード
17 コンデンサ
20 双方向DC/DCコンバータ
21 電圧検出部
22 電流検出部
23 コンデンサ
24 コイル
25,26 スイッチング素子
30 双方向DC/ACインバータ
40 リレー回路
50 第1スイッチング素子
51,52 ダイオード
53 第1抵抗
10A~10C DC/DCコンバータ部
10(10-1、10-2) DC/DCコンバータ
11 電圧検出部
12 電流検出部
13 コンデンサ
14 コイル
15 スイッチング素子
16 ダイオード
17 コンデンサ
20 双方向DC/DCコンバータ
21 電圧検出部
22 電流検出部
23 コンデンサ
24 コイル
25,26 スイッチング素子
30 双方向DC/ACインバータ
40 リレー回路
50 第1スイッチング素子
51,52 ダイオード
53 第1抵抗
Claims (5)
- 発電部から直流の発電電力が入力されるDC/DCコンバータ部と、
蓄電手段が接続される双方向DC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータ部および前記双方向DC/DCコンバータに接続される双方向DC/ACインバータと、
を備える蓄電システムであって、
前記蓄電手段のプラス極に導通接続され、かつ前記発電部のマイナス極に導通接続される電圧印加回路を備え、
前記電圧印加回路は、前記蓄電手段の電圧を前記発電部の前記マイナス極に印加し、前記発電部から出力される発電量が所定値以下の時に前記発電部の前記マイナス極の対地電圧を上昇させる
ことを特徴とする蓄電システム。 - 前記電圧印加回路は、前記蓄電手段の前記プラス極と前記発電部の前記マイナス極とを接続する電力ラインに介装された第1スイッチング素子を備え、
前記第1スイッチング素子は、前記発電量が前記所定値以下の場合にオン状態になり、前記発電量が前記所定値を超える場合にオフ状態になる
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。 - 前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子に接続されたN個の第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、電流路の一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続された第1スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子の前記電流路の他端と前記N個の発電手段の各マイナス極との間に設けられたN個の第2ダイオードとを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。 - 前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子同士の接続点と前記双方向DC/ACインバータの直流側のマイナス端子とを接続する電力ラインに介装された第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、電流路の一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続されるとともに、前記電流路の他端がダイオードを介することなく前記N個の発電手段の各マイナス極に接続された第1スイッチング素子を備え、
前記第1ダイオードには、第2スイッチング素子が並列接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。 - 前記発電部は、N個の発電手段(Nは2以上の整数)を備え、
前記DC/DCコンバータ部は、一端側が前記N個の発電手段に接続されたN個のDC/DCコンバータと、前記N個のDC/DCコンバータの他端側のマイナス端子に接続されたN個の第1ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、一端が前記蓄電手段の前記プラス極に接続された第1抵抗と、前記第1抵抗の他端と前記N個の発電手段の各マイナス極との間に設けられたN個の第2ダイオードとを備え、
前記第1ダイオードには、第2抵抗が並列接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022166002A JP2024058727A (ja) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 蓄電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022166002A JP2024058727A (ja) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 蓄電システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024058727A true JP2024058727A (ja) | 2024-04-30 |
Family
ID=90826823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022166002A Pending JP2024058727A (ja) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 蓄電システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024058727A (ja) |
-
2022
- 2022-10-17 JP JP2022166002A patent/JP2024058727A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8907522B2 (en) | Grid-connected power storage system and method for controlling grid-connected power storage system | |
US7944091B2 (en) | Apparatus for feeding electrical energy into a power grid and DC voltage converter for such an apparatus | |
US9966866B2 (en) | Distributed power system, DC-DC converter, and power conditioner | |
CA2420973A1 (en) | High efficiency fuel cell power conditioner | |
US9306407B2 (en) | Battery system and method | |
CN102484372A (zh) | 太阳能发电用功率调节器 | |
EP3399634B1 (en) | Isolated bidirectional dc-dc converter | |
EP2904678B1 (en) | High-efficiency electric conversion and continuity management system for uninterruptible power supplies (ups) and derived apparatuses | |
CN104218805A (zh) | 一种单双极性转换直流变换器 | |
JP5799210B2 (ja) | 蓄電システム、充放電回路、及び系統連系装置 | |
JP5211772B2 (ja) | パワーコンディショナの運転制御装置および太陽光発電システム | |
CN112165083A (zh) | 电力网 | |
CN115362610B (zh) | 具有多个lvdc输出的sst系统 | |
JP6436805B2 (ja) | 蓄電パワーコンディショナシステム | |
JP2024058727A (ja) | 蓄電システム | |
WO2019074018A1 (ja) | 直流給電システム | |
JP2024058728A (ja) | 蓄電システム | |
JP2009247185A (ja) | 系統連系インバータ装置およびその自立運転方法 | |
WO2013005804A1 (ja) | スイッチング装置 | |
KR20160106597A (ko) | 전기화학 복합 저장 시스템 | |
CN220754780U (zh) | 光伏电池旁路电路、光伏接线盒以及光伏组件 | |
JP2019134602A (ja) | 電源装置 | |
US11955908B2 (en) | Auto-configurable energy storage system | |
US20230253879A1 (en) | Charger, a multiplexing current conversion circuit and an uninterruptible power supply including the same | |
JP2017169434A (ja) | 接続箱およびハイブリッド蓄電システム |