JP2024058728A - 蓄電システム - Google Patents

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】発電電力が入力されるＤＣ／ＤＣコンバータ部１０Ａと、蓄電手段ＢＴが接続される双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、系統接続端子Ｔ１～Ｔ５に接続される双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０と、を備える蓄電システム１Ａであって、入力端が双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０を介することなく系統接続端子Ｔ１，Ｔ３に接続される整流平滑回路５０，５１，５２と、整流平滑回路５０，５１，５２の出力端に接続される電圧印加回路５３，５４，５５とを備え、電圧印加回路５３，５４，５５は、整流平滑回路５０，５１，５２で整流平滑した第１直流電圧を発電部ＰＶ１，ＰＶ２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。

特開２０１７－１６９４３６号公報 特開２０１７－１６９４３４号公報 特開２０１９－１０３２０９号公報

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、
電力系統に接続される系統接続端子と、
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、
直流側が前記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、交流側が前記系統接続端子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、
入力端が前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータを介することなく前記系統接続端子に導通接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力端に接続され、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と、を備え、
前記整流平滑回路は、前記電力系統の系統電圧を整流平滑した第１直流電圧を出力し、
前記電圧印加回路は、前記第１直流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、整流平滑回路が電力系統の系統電圧を整流平滑した第１直流電圧を出力し、電圧印加回路が第１直流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、
前記整流平滑回路は、
前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータを介することなく前記系統接続端子と前記電圧印加回路とを接続する電力ラインに介装された整流手段と、
前記整流手段と前記電圧印加回路との接続点にプラス端子が接続される平滑手段と、を備えるよう構成できる。

前記蓄電システムにおいて、
前記電圧印加回路は、前記整流平滑回路の前記出力端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整流平滑回路の前記出力端に接続された第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整流平滑回路の前記出力端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、一端が前記整流平滑回路の前記出力端に接続された第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。

本発明の第１実施形態に係る蓄電システムを示す図であって、双方向ＤＣ／ＡＣインバータが待機中の図である。 本発明の第１実施形態に係る蓄電システムを示す図であって、双方向ＤＣ／ＡＣインバータが動作中の図である。 本発明の第２実施形態に係る蓄電システムを示す図である。 本発明の第３実施形態に係る蓄電システムを示す図である。 従来の蓄電システムを示す図である。

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、かつ本発明の「系統接続端子」に相当する端子Ｔ１～Ｔ３を介して商用の電力系統（以下、系統）に接続され、Ｔ４，Ｔ５を介して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、整流平滑回路（ダイオード５０，５１およびコンデンサ５２）と、電圧印加回路（第１スイッチング素子５３およびダイオード５４，５５）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のマイナス端子に接続される。

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。

整流平滑回路は、本発明の「整流手段」に相当するダイオード５０，５１と、本発明の「平滑手段」に相当するコンデンサ５２とを備える。整流平滑回路は、入力端が双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０を介することなく、リレー回路４０を介して端子Ｔ１，Ｔ３に導通接続され、出力端が電圧印加回路に導通接続される。

ダイオード５０は、アノードが双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０とリレー回路４０との間において、端子Ｔ１に接続される電力ラインに接続され、カソードが電圧印加回路の第１スイッチング素子５３に導通接続される。ダイオード５１は、アノードが双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０とリレー回路４０との間において、端子Ｔ３に接続される電力ラインに接続され、カソードがダイオード５０のカソードに導通接続される。ダイオード５０のアノードおよびダイオード５１のアノードは、整流平滑回路の入力端となる。

コンデンサ５２は、プラス端子がダイオード５０のカソードおよびダイオード５１のカソードに接続され、マイナス端子が双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０のマイナス端子Ｔ１２およびコンデンサＣ１のマイナス端子に接続される。コンデンサ５２のプラス端子は、整流平滑回路の出力端となる。

電圧印加回路は、第１スイッチング素子５３（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５４，５５とを備える。第１スイッチング素子５３は、電流路の一端がコンデンサ５２のプラス端子に接続され、電流路の他端がダイオード５４のアノードおよびダイオード５５のアノードに接続される。ダイオード５４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５５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５３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５３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５３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量（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（発電電力または発電電圧）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。

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。

また、端子Ｔ１－Ｔ３間に印加されるＡＣ２０２［Ｖ］の系統電圧は、整流平滑回路のダイオード５０，５１で整流され、整流平滑回路のコンデンサ５２で平滑される。コンデンサ５２の両端電圧は、２８６［Ｖ］（＝２０２［Ｖ］×√２）となる。このため、コンデンサ５２のプラス端子とＦＧとの間には、コンデンサＣ１と同様に、２８６［Ｖ］の半分の１４３［Ｖ］の電圧が印加される。この１４３［Ｖ］の電圧は、本発明の「第１直流電圧」に相当する。

この状態で、第１スイッチング素子５３がオンすると、太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２のマイナス極とＦＧとの間に１４３［Ｖ］（第１スイッチング素子５３およびダイオード５４，５５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。

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。

また、端子Ｔ１－Ｔ３間に印加されるＡＣ２０２［Ｖ］の系統電圧は、整流平滑回路のダイオード５０，５１で整流され、整流平滑回路のコンデンサ５２で平滑される。コンデンサ５２の両端電圧は、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０で昇圧されないので２８６［Ｖ］（＝２０２［Ｖ］×√２）となる。このため、コンデンサ５２のプラス端子とＦＧとの間には、２８６［Ｖ］の半分の１４３［Ｖ］の電圧が印加される。この１４３［Ｖ］の電圧は、本発明の「第１直流電圧」に相当する。

この状態で、第１スイッチング素子５３がオンすると、太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２のマイナス極とＦＧとの間に１４３［Ｖ］（第１スイッチング素子５３およびダイオード５４，５５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、電圧印加回路が整流平滑回路で整流平滑した電圧を太陽電池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。ＦＧに対してマイナス電圧だった太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２のマイナス極の対地電圧がゼロ以上に上昇するので、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。

また、本実施形態に係る蓄電システム１Ａでは、整流平滑回路および電圧印加回路が双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０を経由していないため、双方向ＤＣ／ＡＣインバータ３０の動作状態にかかわらず、同じ電圧（上記の例では、１４３［Ｖ］）を太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２のマイナス極に印加することができる。

［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５３）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５３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５３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５３（例えば、ＦＥＴ）を備える。第１スイッチング素子５３の電流路の一端は、コンデンサ５２のプラス端子に接続される。第１スイッチング素子５３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５３）が整流平滑回路（ダイオード５０，５１およびコンデンサ５２）で整流平滑した電圧を太陽電池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Ｄ２，５４，５５）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５６およびダイオード５４，５５）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５６と、本発明の「第２ダイオード」に相当するダイオード５４，５５とを備える。第１抵抗５６は、一端がコンデンサ５２のプラス端子に接続され、他端がダイオード５４のアノードおよびダイオード５５のアノードに接続される。ダイオード５４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５５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５６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５６およびダイオード５４，５５）が整流平滑回路（ダイオード５０，５１およびコンデンサ５２）で整流平滑した電圧を太陽電池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５６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、電力系統に接続される系統接続端子と、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、直流側が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、交流側が系統接続端子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、入力端が双方向ＤＣ／ＡＣインバータを介することなく系統接続端子に導通接続される整流平滑回路と、整流平滑回路の出力端に接続され、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と、を備え、整流平滑回路は、電力系統の系統電圧を整流平滑した第１直流電圧を出力し、電圧印加回路は、第１直流電圧を発電部のマイナス極に印加し、発電部から出力される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５４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５５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５３の代わりに第３実施形態の第１抵抗５６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
５０，５１ ダイオード
５２ コンデンサ
５３ 第１スイッチング素子
５４，５５ ダイオード
５６ 第１抵抗

Claims (6)

1. 電力系統に接続される系統接続端子と、
   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、
   直流側が前記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、交流側が前記系統接続端子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、
   入力端が前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータを介することなく前記系統接続端子に導通接続される整流平滑回路と、
   前記整流平滑回路の出力端に接続され、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と、を備え、
   前記整流平滑回路は、前記電力系統の系統電圧を整流平滑した第１直流電圧を出力し、
   前記電圧印加回路は、前記第１直流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。
2. 前記整流平滑回路は、
   前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータを介することなく前記系統接続端子と前記電圧印加回路とを接続する電力ラインに介装された整流手段と、
   前記整流手段と前記電圧印加回路との接続点にプラス端子が接続される平滑手段と、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。
3. 前記電圧印加回路は、前記整流平滑回路の前記出力端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。
4. 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整流平滑回路の前記出力端に接続された第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。
5. 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整流平滑回路の前記出力端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。
6. 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、一端が前記整流平滑回路の前記出力端に接続された第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。

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