JP4619298B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電部を備えた電力変換装置に関し、詳しくは、系統電源から供給された電力を蓄電部に充電させ、太陽エネルギーを用いて発生する電力を系統電源に逆潮流させる
電力変換装置に関する。
The present invention relates to a power conversion device including a power storage unit, and more particularly, to a power conversion device that charges power stored in a power storage unit with power supplied from a system power supply and reversely flows power generated using solar energy to the system power supply. .
太陽光の光エネルギー（以下、「太陽エネルギー」という）を利用して、その太陽エネルギーを電気エネルギーに直接変換する太陽電池が、環境保護などの観点から注目を浴び、普及も進んできている。 Solar cells that use sunlight light energy (hereinafter referred to as “solar energy”) to directly convert the solar energy into electric energy have attracted attention and are becoming popular from the viewpoint of environmental protection.
この太陽電池により変換された電気エネルギーは、化学エネルギーの形に変化して蓄電池（蓄電装置）に蓄えられ、必要な時にその蓄えられた化学エネルギーが起電力として引き出すことができる。 The electric energy converted by the solar cell is converted into chemical energy and stored in a storage battery (power storage device), and the stored chemical energy can be extracted as an electromotive force when necessary.
また上記のほかに、最近ではキャパシタやフライホイールなど、静電エネルギーや運動エネルギーの形態でエネルギーを貯蔵する蓄電装置の開発も進んできている。 In addition to the above, recently, power storage devices that store energy in the form of electrostatic energy or kinetic energy, such as capacitors and flywheels, have been developed.
このような蓄電装置を利用した技術はこれまでにも多く提案されてきているが、その中でも、一般家庭で電力を貯蔵するために利用されているものがある。これは、電気料金が安価な深夜電力を深夜電力時間帯に蓄電装置に充電し、そして深夜電力時間帯が過ぎればその充電した電力を負荷に供給するというもので、格安でない商用電力の使用量を少なくし、格安な電力を有効利用して電気料金を大幅に削減するというものである（特許文献１）。 Many techniques using such a power storage device have been proposed, and among them, some are used for storing electric power in ordinary households. This means that electricity is charged to the power storage device at midnight power hours during the midnight power hours, and the charged power is supplied to the load after the midnight power hours have passed. The electric charge is greatly reduced by effectively using cheap electric power (Patent Document 1).
また、蓄電装置に太陽光発電システムを組み合わせた発明もなされている。これは上記の経済的な効果に加えて、停電時などの非常時に太陽電池からの不安定な電力を蓄電池に貯めながら負荷に供給することにより、安定した電力供給を可能にするものである。
しかしながら、上記従来の太陽光発電システムでは、太陽電池と蓄電池は同じひとつのＤＣ/ＡＣインバータに接続され、それぞれ太陽電池からの電力と蓄電池からの電力とが混ざった状態で使用されていた。 However, in the conventional solar power generation system described above, the solar battery and the storage battery are connected to the same DC / AC inverter, and are used in a state where the power from the solar battery and the power from the storage battery are mixed.
現在、太陽電池からの発電電力は、系統電源に逆潮流させることが許可されているが、蓄電装置からの電力は、系統電源への逆潮流ができないように規制されている。そのため、太陽電池の発電電力を逆潮流させるときには蓄電装置を利用することができないという課題があった。 At present, it is permitted that the generated power from the solar battery is allowed to flow backward to the system power supply, but the power from the power storage device is regulated so as not to flow backward to the system power supply. For this reason, there is a problem that the power storage device cannot be used when the power generated by the solar cell is reversely flowed.
また、現在では、太陽電池により発電された電力の価値（電力価格）は昼間の電気料金とほぼ同一価格で電力会社に引き取られることとなっているが、今後二酸化炭素の排出を抑制するなど環境保護の観点から、その太陽電池から得られた電力の価値が今よりも高く電力会社に引き取られる可能性もある（ドイツでは、再生可能エネルギーの売電価格が系統電源からの買電価格よりもかなり高い）。 At present, the value of electricity generated by solar cells (electricity price) is taken over by electric power companies at almost the same price as the daytime electricity price. From the viewpoint of protection, there is a possibility that the value of the electric power obtained from the solar cell is higher than it is now, and it is possible that it will be taken over by the electric power company. Pretty expensive).
その場合、電力会社の深夜電力を利用して貯めた蓄電池の電力と太陽電池により発電した電力を混ぜて取り扱うと、その太陽電池により発電された電力を電力会社に引き取ってもらうことができず、太陽電池により発電された電力の価値（利用価値）を大きく減ずることになる。 In that case, if you mix the power of the storage battery stored using the midnight power of the power company and the power generated by the solar battery, you cannot have the power company take over the power generated by the solar battery, The value (utilization value) of the electric power generated by the solar cell is greatly reduced.
以上要するに、系統電源に逆潮流させることが許可されている逆潮流許可電力源と系統電源に逆潮流させることが許可されていない逆潮流不許可電力源とがあり、従来の電力変換装置では、それぞれの電力源からの電力が混ざった状態で使用されていたために、逆潮流許可電力源の電力の価値（利用価値）を大きく減ずるという欠点があった。 In short, there are a reverse power flow permitted power source that is allowed to reverse flow to the system power supply and a reverse power flow non-permitted power source that is not permitted to reverse flow to the system power supply. Since the power from each power source was used in a mixed state, there was a disadvantage that the power value (utilization value) of the reverse flow permission power source was greatly reduced.
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、逆潮流許可電力源の電力と蓄電部に蓄えられた逆潮流不許可電力源の電力とを分離した状態で、逆潮流許可電力源から系統電源への逆潮流および逆潮流不許可電力源からの蓄電部への充電が可能な電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and in a state where the power of the reverse power flow permitted power source and the power of the reverse power flow non-permitted power source stored in the power storage unit are separated, It is an object of the present invention to provide a power conversion device capable of charging a power storage unit from a reverse power flow from a permitted power source to a system power source and from a reverse power non-permitted power source.
上記課題を解決するために、本発明のある局面に従うと、電力変換装置は、系統電源とは異なる電力源より得られる発生直流電力で充電する蓄電部と、蓄電部に充電された直流電力を交流電力に変換する第１直流交流変換部と、発生直流電力を交流電力に変換する第２直流交流変換部と、第１直流交流変換部により変換された交流電力の系統電源への逆潮流を阻止するとともに、第２直流交流変換部により変換された交流電力を系統電源へ逆潮流する逆潮流手段と、系統電源から供給される電力量を計測する第１電力量計と、第２直流交流変換部からの出力電力量を計測する第２電力量計と、蓄電部への発生直流電力の流入を独立的にＯＮまたはＯＦＦにする開閉手段と、第２電力量計への入力を系統電源側への一方向に制御する制御手段とを備え、第１直流交流変換部の直流電力入力部は、蓄電部側に接続され、第１直流交流変換部の交流電力出力部は、系統電源側を上流側としたとき第１電力量計より下流側に接続され、第２直流交流変換部の直流電力入力部は、系統電源とは異なる電力源側に接続され、第２直流交流変換部の交流電力出力部は、第２電力量計を介して第１電力量計より上流側となる系統電源側に接続されることを特徴とする。 To solve the above SL problems, according to an aspect of the present invention, the power converter includes a power storage unit charged by generating DC power obtained from different power sources and system power supply, a dc charged in the power storage unit A first DC / AC converter that converts electric power to AC power, a second DC / AC converter that converts generated DC power to AC power, and an inverse of AC power converted by the first DC / AC converter to the system power source A reverse flow means for preventing the power flow and reversely flowing the AC power converted by the second DC / AC converter to the system power supply, a first watt-hour meter for measuring the amount of power supplied from the system power supply, A second watt-hour meter that measures the amount of output power from the DC-AC converter, an open / close means that independently turns on or off the inflow of generated DC power to the power storage unit, and an input to the second watt-hour meter. and control means for controlling the direction of the system power supply side Provided, the DC power input of the first DC-AC converting unit is connected to the power storage unit side, AC power output of the first DC-AC converting unit, from the first power meter when the system power supply side and the upstream side Connected to the downstream side, the DC power input unit of the second DC / AC converter is connected to a power source side different from the system power supply, and the AC power output unit of the second DC / AC converter is connected to the second watt-hour meter. It is connected to the system power source side on the upstream side of the first watt-hour meter through, characterized in Rukoto.
上記課題を解決するために、本発明の他の局面に従うと、電力変換装置は、系統電源からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換部と、交流直流変換部により変換された変換直流電力または系統電源とは異なる電力源より得られる発生直流電力で充電する蓄電部と、蓄電部に充電された直流電力を交流電力に変換する第１直流交流変換部と、発生直流電力を交流電力に変換する第２直流交流変換部と、第１直流交流変換部により変換された交流電力の系統電源への逆潮流を阻止するとともに、第２直流交流変換部により変換された交流電力を系統電源へ逆潮流する逆潮流手段と、系統電源から供給される電力量を計測する第１電力量計と、第２直流交流変換部からの出力電力量を計測する第２電力量計と、蓄電部への発生直流電力の流入を独立的にＯＮまたはＯＦＦにする開閉手段と、第２電力量計への入力を系統電源側への一方向に制御する制御手段と、系統電源から得られる電力の購入価格が安価な深夜電力の供給時間帯であることを判定するためのクロック手段と、クロック手段による判定結果に従って、深夜電力の供給時間帯に深夜電力を用いて蓄電部への充電を行なう深夜電力充電制御手段とを備え、第１直流交流変換部の直流電力入力部は、蓄電部側に接続され、第１直流交流変換部の交流電力出力部は、系統電源側を上流側としたとき第１電力量計より下流側に接続され、第２直流交流変換部の直流電力入力部は、系統電源とは異なる電力源側に接続され、第２直流交流変換部の交流電力出力部は、第２電力量計を介して第１電力量計より上流側となる系統電源側に接続されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a power converter includes an AC / DC converter that converts AC power from a system power source into DC power, and a converted DC that is converted by the AC / DC converter. A power storage unit that is charged with generated DC power obtained from a power source different from the power or the system power source, a first DC / AC conversion unit that converts DC power charged in the power storage unit into AC power, and the generated DC power as AC power A second DC / AC converter that converts the power to the power source, and a reverse power flow to the system power supply of the AC power converted by the first DC / AC converter is prevented, and the AC power converted by the second DC / AC converter is connected to the system power supply. , A first watt hour meter that measures the amount of power supplied from the system power source, a second watt hour meter that measures the amount of output power from the second DC / AC converter, and a power storage unit DC power flow to And closing means for independently ON or OFF, and control means for controlling the input to the second power meter in one direction to the system power supply side, the power of the purchase price inexpensive midnight electric power obtained from the system power supply comprising a clock means for determining that the supply is a time zone, in accordance with the determination result by the clock means, and a late-night power charging control means for charging the power storage unit by using the midnight power supply midnight time zone power The DC power input unit of the first DC / AC conversion unit is connected to the power storage unit side, and the AC power output unit of the first DC / AC conversion unit is downstream of the first watt hour meter when the system power supply side is the upstream side. The DC power input unit of the second DC / AC converter is connected to the power source side different from the system power supply, and the AC power output unit of the second DC / AC converter is connected via the second watt-hour meter. System power upstream of the first watt-hour meter Characterized Rukoto connected to the side.
上記課題を解決するために、本発明のさらなる他の局面に従うと、電力変換装置は、系統電源からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換部と、交流直流変換部により変換された変換直流電力または系統電源とは異なる電力源より得られる発生直流電力で充電する蓄電部と、蓄電部に充電された直流電力を交流電力に変換する第１直流交流変換部と、発生直流電力を交流電力に変換する第２直流交流変換部と、第１直流交流変換部により変換された交流電力の系統電源への逆潮流を阻止するとともに、第２直流交流変換部により変換された交流電力を系統電源へ逆潮流する逆潮流手段と、系統電源から供給される電力量を計測する第１電力量計と、第２直流交流変換部からの出力電力量を計測する第２電力量計と、系統電源からの電力の流入をＯＮまたはＯＦＦにする第１開閉手段と、蓄電部への発生直流電力の流入を独立的にＯＮまたはＯＦＦにする第２開閉手段と、第２電力量計への入力を系統電源側への一方向に制御する第１制御手段と、系統電源から得られる電力の購入価格が安価な深夜電力の供給時間帯であることを判定するためのクロック手段と、クロック手段による判定結果に従って、深夜電力の供給時間帯に深夜電力を用いて蓄電部への充電を行なう深夜電力充電制御手段と、系統電源の停電を感知する停電感知手段と、交流直流変換部と第１直流交流変換部と第２直流交流変換部と第１開閉手段と第２開閉手段とを制御する第２制御手段とを備え、第２制御手段は、停電感知手段による停電感知時には、第２直流交流変換部への発生直流電力の流入を停止させるとともに、第１開閉手段をＯＦＦに、第２開閉手段をＯＮに制御し、停電感知時以外には、第１開閉手段をＯＮに制御するとともに、第２開閉手段をＯＦＦに制御して発生直流電力を第２直流交流変換部に流入させ、深夜電力の供給時間帯以外および停電感知時は、交流直流変換部による変換動作を停止させ、第２直流交流変換部が変換した交流電力はすべて系統電源へ逆潮流させ、第１直流交流変換部の直流電力入力部は、蓄電部側に接続され、第１直流交流変換部の交流電力出力部は、系統電源側を上流側としたとき第１電力量計より下流側に接続され、第２直流交流変換部の直流電力入力部は、系統電源とは異なる電力源側に接続され、第２直流交流変換部の交流電力出力部は、第２電力量計を介して第１電力量計より上流側となる系統電源側に接続されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, according to still another aspect of the present invention, the power converter includes an AC / DC converter that converts AC power from a system power source into DC power, and a conversion converted by the AC / DC converter. A power storage unit that is charged with generated DC power obtained from a DC power or a power source different from the system power source, a first DC / AC conversion unit that converts DC power charged in the power storage unit into AC power, and AC generated DC power The second DC / AC converter that converts power and the AC power converted by the first DC / AC converter are prevented from flowing back to the system power supply, and the AC power converted by the second DC / AC converter is connected to the system. Reverse power flow means for reverse power flow to the power source, a first watt-hour meter for measuring the amount of power supplied from the system power source, a second watt-hour meter for measuring the amount of power output from the second DC / AC converter, and the system Power from the power source A first switching means for the inflow to the ON or OFF, and the second opening and closing means for independently ON or OFF the influx of generation DC power to power storage unit, an input to the second power meter to the system power supply side A first control means for controlling in one direction, a clock means for determining that the purchase price of power obtained from the system power supply is an inexpensive midnight power supply time zone, and a midnight according to a determination result by the clock means Midnight power charging control means for charging the power storage unit using midnight power during the power supply time period, a power failure detection means for detecting a power failure of the system power supply, an AC / DC converter, a first DC / AC converter, A second DC / AC converter, a second controller for controlling the first switch and the second switch , and the second controller generates the second DC / AC converter when a power failure is detected by the power failure detector. Stop inflow of DC power Generated by controlling the first opening / closing means to be OFF and the second opening / closing means to be ON. When the power failure is detected, the first opening / closing means is controlled to be ON and the second opening / closing means is controlled to be OFF. DC power is allowed to flow into the second DC / AC converter, and the AC / DC converter stops the conversion operation when it is not in the midnight power supply time zone or when a power failure is detected. All AC power converted by the second DC / AC converter is The DC power input unit of the first DC / AC converter is connected to the power storage unit side, and the AC power output unit of the first DC / AC converter is first when the system power source side is the upstream side. The DC power input unit of the second DC / AC converter is connected to the power source side different from the system power source, and the AC power output unit of the second DC / AC converter is 2 upstream of the first watt hour meter through the watt hour meter It is connected to that system power supply side and said Rukoto.
以上のように本発明は、系統電源とは異なる電力源より得られる発生直流電力で充電する蓄電部と、蓄電部に充電された直流電力を交流電力に変換する第１直流交流変換部と、発生直流電力を交流電力に変換する第２直流交流変換部と、第１直流交流変換部により変換された交流電力の系統電源への逆潮流を阻止するとともに、第２直流交流変換部により変換された交流電力を系統電源へ逆潮流する逆潮流手段と、系統電源から供給される電力量を計測する第１電力量計と、第２直流交流変換部からの出力電力量を計測する第２電力量計と、蓄電部への発生直流電力の流入を独立的にＯＮまたはＯＦＦにする開閉手段と、第２電力量計への入力を系統電源側への一方向に制御する制御手段とを備え、第１直流交流変換部の直流電力入力部は、蓄電部側に接続され、第１直流交流変換部の交流電力出力部は、系統電源側を上流側としたとき第１電力量計より下流側に接続され、第２直流交流変換部の直流電力入力部は、系統電源とは異なる電力源側に接続され、第２直流交流変換部の交流電力出力部は、第２電力量計を介して第１電力量計より上流側となる系統電源側に接続されることにより、第２直流交流変換部と第１直流交流変換部とをそれぞれ別々に設置し、そして、第１直流交流変換部により変換された交流電力（逆潮流不許可電力源の電力）の系統電源へ逆潮流を阻止するとともに、第２直流交流変換部により変換された交流電力（逆潮流許可電力源の電力）を系統電源へ逆潮流するようにしたので、蓄電部に蓄えられた電力を負荷で使用することができるとともに、逆潮流許可電力源の電力を電力会社に確実に売却することができるため、逆潮流許可電力源の電力の価値を低下させることなく売却し、同時に安価な逆潮流不許可電力源の電力の利用が可能となる。このことによりユーザの経済的なメリットのみならず、負荷への電力供給の平準化を促進することができ、電力会社の発電設備の稼働率を高めることができる。 The present invention as described above, a first DC-AC converting unit for converting a power storage unit to charge by generating DC power obtained from different power sources and system power supply, a dc power charged in the power storage unit into AC power The second DC / AC converter that converts the generated DC power into AC power and the reverse power flow to the system power supply of the AC power converted by the first DC / AC converter are blocked and converted by the second DC / AC converter. The reverse power flow means for reversely flowing the AC power to the system power supply, the first watt-hour meter for measuring the amount of power supplied from the system power supply, and the second for measuring the output power amount from the second DC / AC conversion unit An watt-hour meter, an opening / closing means for independently turning ON or OFF the inflow of generated DC power to the power storage unit, and a control means for controlling the input to the second watt-hour meter in one direction to the system power source side provided, the DC power input of the first DC-AC converting unit, The AC power output unit of the first DC / AC conversion unit is connected to the downstream side of the first watt hour meter when the system power supply side is the upstream side, and the DC power of the second DC / AC conversion unit is connected to the power unit side. The input unit is connected to a power source side that is different from the system power source, and the AC power output unit of the second DC / AC converter is a system power source side that is upstream from the first watt hour meter via the second watt hour meter. is connected to the Rukoto, a second DC-AC converting unit and a first DC-AC converting unit respectively installed separately, and, of the AC power (backward flow disapproval power source converted by the first DC-AC converting unit In addition to preventing reverse power flow to the system power supply, the AC power converted by the second DC / AC converter (reverse power flow permitted power source) is allowed to flow back to the system power supply. Power can be used in the load and It is possible to reliably sell power permitted power source electric power companies, sold without lowering the power value of the backward flow approval power source, the power use of at the same time inexpensive backward flow disapproval power source It becomes possible. As a result, not only the economic merit of the user but also the leveling of the power supply to the load can be promoted, and the operating rate of the power generation facility of the electric power company can be increased.
また、系統電源が停電した場合に、発生直流電力を蓄電部に充電するようにすれば、停電時においてもユーザは電力を使用することができ、ユーザにとってより使い勝手がよく、信頼性の高い独立電源システムを提供することができる。 Also, when the system power supply has a power failure, if the generation DC power to charge the power storage unit, also the user can use the power in case of power failure, often more user friendly, reliable independent A power supply system can be provided.
次に、本発明の一実施形態の電力変換装置を図面を参照しながら説明する。
第１の実施形態
図１は、本発明の一実施形態における電力変換装置（太陽光発電システム）のブロック図である。
Next, a power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a power conversion device (solar power generation system) according to an embodiment of the present invention.
図１において、本システムは、太陽電池１と、太陽電池用パワコン２（太陽電池用ＤＣ/ＡＣインバータ)と，蓄電装置３と，ＳＢ用双方向インバータ４（蓄電装置用双方向ＤＣ/ＡＣインバータ）と、第１開閉器５（分電盤系統電源間の開閉装置）と、第２開閉器６（太陽電池蓄電装置間の開閉装置）を有している。 In FIG. 1, this system includes a solar battery 1, a solar battery power conditioner 2 (solar battery DC / AC inverter), a power storage device 3, and a SB bidirectional inverter 4 (power storage device bidirectional DC / AC inverter). ), A first switch 5 (switching device between distribution board system power supplies), and a second switch 6 (switching device between solar battery power storage devices).
太陽電池１は、太陽エネルギーを利用して、その太陽エネルギーを電気エネルギーに直接変換するもので、系統連係型の太陽電池用パワコン２（太陽電池用パワーコンディショナ）に接続されている。 The solar cell 1 uses solar energy to directly convert the solar energy into electric energy, and is connected to a grid-connected solar cell power conditioner 2 (solar cell power conditioner).
具体的には、この太陽電池１は、単結晶型のモジュールを使用し、モジュール８枚を直列に接続したものを、１系統として合計３系統を太陽電池用パワコン２の入力端子に接続されている。そして、本実施形態では、１系統の定格電圧が２１６Ｖ、定格電流が５Ａであり、３系統で合計の発電容量が約３ＫＷとなるものを使用している。 Specifically, this solar cell 1 uses a single crystal type module, and is composed of eight modules connected in series as one system, and a total of three systems are connected to the input terminal of the solar cell power conditioner 2. Yes. In this embodiment, the rated voltage of one system is 216 V, the rated current is 5 A, and the total power generation capacity of three systems is about 3 kW.
この太陽電池用パワコン２は、太陽電池１から入力された直流電力を交流に変換して出力するものであり、図１に示すように分電盤７を介さず、売電メータ８を介して系統電源９に接続されている。 The solar battery power conditioner 2 converts the DC power input from the solar battery 1 into an alternating current and outputs the alternating current. As shown in FIG. It is connected to the system power supply 9.
具体的には、入力電圧が１８０〜２５０Ｖ、出力電圧が単相交流２００Ｖであり、出力電力容量が３ＫＷであるものを使用している。 Specifically, the input voltage is 180 to 250 V, the output voltage is a single-phase AC 200 V, and the output power capacity is 3 KW.
この太陽電池用パワコン２は、太陽電池１からの直流電力を交流電力に変換して、系統電源９に出力するものであるが、それとは逆に、系統電源９からの交流電力を直流電力に変換して、太陽電池１側に出力することはできない（電流が一方通行）システムである。 This solar cell power converter 2 converts the DC power from the solar cell 1 into AC power and outputs it to the system power supply 9. On the contrary, the AC power from the system power supply 9 is converted to DC power. It is a system that cannot convert and output to the solar cell 1 side (current is one-way).
蓄電装置３は、太陽電池１または系統電源９から入力される電力を充電し、その電力を蓄えるものであり、図１に示すように第２開閉器６およびＳＢ用双方向インバータ４の入力端子に接続されている。蓄電装置３として、たとえば蓄電池などがあるが、キャパシタ、フライホイールなど蓄電する機能を持つものなら特にこれに限定されない。また、蓄電装置３は、ひとつ用いるものに限らず、複数の蓄電装置３を並列に接続したものを用いてもよい。本実施形態では、蓄電装置３として鉛蓄電池を用いており、その鉛蓄電池の電圧は１６０〜１９２Ｖで、電流容量が５０Ａｈのものを使用している。 The power storage device 3 charges the power input from the solar cell 1 or the system power supply 9 and stores the power. As shown in FIG. 1, the input terminals of the second switch 6 and the SB bidirectional inverter 4 It is connected to the. The power storage device 3 includes, for example, a storage battery, but is not particularly limited as long as it has a function of storing power, such as a capacitor and a flywheel. In addition, the power storage device 3 is not limited to one used, and a plurality of power storage devices 3 connected in parallel may be used. In the present embodiment, a lead storage battery is used as the power storage device 3, and the lead storage battery has a voltage of 160 to 192 V and a current capacity of 50 Ah.
ＳＢ用双方向インバータ４の出力端子は、図１に示すように分電盤７に接続されている。このＳＢ用双方向インバータ４は、系統連係の機能を持ち、蓄電装置３から入力された直流電力を系統電源９の電圧および周波数に合わせて交流電力に変換し、負荷１０に供給するとともに、予め設定された時刻に系統電源９から交流電力を受け取り、直流電力に変換して蓄電装置３に供給（充電）する。 The output terminal of the SB bidirectional inverter 4 is connected to the distribution board 7 as shown in FIG. This SB bidirectional inverter 4 has a system linkage function, converts DC power input from the power storage device 3 into AC power in accordance with the voltage and frequency of the system power supply 9 and supplies the AC power to the load 10. AC power is received from the system power supply 9 at the set time, converted into DC power, and supplied (charged) to the power storage device 3.
このＳＢ用双方向インバータ４は、ＡＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＡＣコンバータから構成され、入力電圧が１５０〜２００Ｖ、出力電圧が単相交流２００Ｖのものからなる。 The SB bidirectional inverter 4 is composed of an AC / DC converter and a DC / AC converter, and has an input voltage of 150 to 200V and an output voltage of a single-phase AC of 200V.
また、ＳＢ用双方向インバータ４は、系統電源９の状態（周波数および電圧）、蓄電装置３（蓄電部）の蓄電量、買電メータ１１からの買電電力の値を常時監視している。 The SB bidirectional inverter 4 constantly monitors the state (frequency and voltage) of the system power supply 9, the amount of power stored in the power storage device 3 (power storage unit), and the value of power purchased from the power purchase meter 11.
売電メータ８の一端は系統電源９に接続され、他の一端は太陽電池用パワコン２に接続されている。売電メータ８は太陽電池１の発電電力量のみを計測する。 One end of the power sale meter 8 is connected to the system power supply 9, and the other end is connected to the solar cell power conditioner 2. The power sale meter 8 measures only the amount of power generated by the solar cell 1.
また、買電メータ１１の一端は系統電源９に接続され、他の一端は分電盤７に接続されている。買電メータ１１は系統電源９からの購入電力量を計測する。 Further, one end of the electricity purchase meter 11 is connected to the system power supply 9 and the other end is connected to the distribution board 7. The power purchase meter 11 measures the amount of power purchased from the system power supply 9.
本システムでは、通常の使用方法においては系統電源９から太陽電池用パワコン２へ電力が供給されないが、何らかの要因で、系統電源９から太陽電池用パワコン２へ電力が供給される場合に備えて、売電メータ８付近にセンサーを設置している。そして、買電メータ１１が、そのセンサーの信号を受けて、両方への系統電源９からの電力（系統電源９から太陽電池用パワコン２の電力と、系統電源９から分電盤７への電力）を計測している。分電盤７は、第１開閉器５および買電メータ１１を介して系統電源９に接続されている。また分電盤７には、家庭用の負荷１０（一般負荷）が接続されている。分電盤７は、一般家庭で使用されているものと同等のもので、本実施形態では容量が１２ＫＶＡ（２００Ｖ、６０Ａ）のものを使用している。 In this system, power is not supplied from the system power supply 9 to the solar cell power conditioner 2 in a normal usage method, but in case the power is supplied from the system power supply 9 to the solar cell power conditioner 2 for some reason, A sensor is installed near the electricity sales meter 8. And the electric power purchase meter 11 receives the signal of the sensor, the electric power from the system power supply 9 to both (the electric power of the power conditioner 2 for solar cells from the system power supply 9 and the electric power from the system power supply 9 to the distribution board 7) ) Is measured. The distribution board 7 is connected to the system power supply 9 via the first switch 5 and the power purchase meter 11. The distribution board 7 is connected with a household load 10 (general load). The distribution board 7 is the same as that used in general households, and in this embodiment, the one having a capacity of 12 KVA (200 V, 60 A) is used.
第１開閉器５は、分電盤７と系統電源９の間に接続され、ＳＢ用双方向インバータ４に内蔵する制御部からの信号により開閉動作が行なわれ，両者間の接続を入切りするものである。 The first switch 5 is connected between the distribution board 7 and the system power supply 9, and is opened and closed by a signal from a control unit built in the SB bidirectional inverter 4. Is.
第２開閉器６は、太陽電池１と蓄電装置３の間に接続され、第１開閉器５と同様にＳＢ用双方向インバータ４からの信号により開閉動作が行なわれ、両者間の接続を入切りするものである。 The second switch 6 is connected between the solar cell 1 and the power storage device 3, and similarly to the first switch 5, the switching operation is performed by a signal from the SB bidirectional inverter 4, and the connection between the two is connected. To cut.
電圧検出部１２は、蓄電装置３（鉛蓄電池）の電圧を常時測定するものである。本実施形態では、蓄電装置３としてトランスデューサーを用い、このトランスデューザーを蓄電装置３の近傍に設置して蓄電装置３の電圧を常時測定している。このトランスデューサーにより測定された電圧はＳＢ用双方向インバータ４の制御部に送られる。 The voltage detector 12 constantly measures the voltage of the power storage device 3 (lead storage battery). In the present embodiment, a transducer is used as the power storage device 3, and the voltage of the power storage device 3 is constantly measured by installing this transducer in the vicinity of the power storage device 3. The voltage measured by this transducer is sent to the control unit of the SB bidirectional inverter 4.
次に、本システムの各時間帯における動作について図２〜図５を参照しながら説明する。 Next, the operation of the present system in each time zone will be described with reference to FIGS.
ここで、図２は、各時間帯における太陽光発電システムの動作を示す図である。
本実施形態では、２３：００〜７：００の時間帯の電力購入価格は７円/ＫＷｈで、７：００〜２３：００の時間帯の電力購入価格は２６円/ＫＷｈである。すなわち、図２に示す電力が安価な時間帯が、本実施形態では２３：００〜７：００の時間帯を意味し、電力が高価な時間帯が、本実施形態では７：００〜２３：００の時間帯を意味する。
Here, FIG. 2 is a figure which shows operation | movement of the solar energy power generation system in each time slot | zone.
In this embodiment, the power purchase price in the time zone from 23:00 to 7:00 is 7 yen / KWh, and the power purchase price in the time zone from 7:00 to 23:00 is 26 yen / KWh. That is, the time zone where the power shown in FIG. 2 is inexpensive means the time zone of 23: 0 to 7:00 in the present embodiment, and the time zone where the power is expensive is 7: 0 to 23: It means 00 time zone.
なお、本実施形態では、電力が高価な時間帯を７：００〜２３：００とし、それ以外の時間帯を電力が安価な時間帯として説明しているが、この時間帯に限定されることはなく、他の時間帯を、それぞれ電力が高価な時間帯，電力が安価な時間帯としてもよい。 In the present embodiment, the time zone in which power is expensive is described as 7:00 to 23:00, and the other time zones are described as time zones in which power is cheap. However, the time zone is limited to this time zone. Instead, the other time zones may be a time zone where the power is expensive and a time zone where the power is cheap.
次に、図２および図３を用いて、太陽光発電システムの電力が安価な時間帯での電力の流れについて説明する。 Next, the flow of power in a time zone in which the power of the photovoltaic power generation system is cheap will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
ここで、図３は、本発明の一実施形態における太陽光発電システムの電力が安価な時間帯の電力の流れを示す図である。 Here, FIG. 3 is a diagram illustrating a flow of power in a time zone in which the power of the photovoltaic power generation system in one embodiment of the present invention is inexpensive.
深夜２３：００からは、電力料金が安価な時間帯であり、系統電源９の電力が、ＳＢ用双方向インバータ４を介して、蓄電装置３に充電される。 From 23:00, it is a time zone in which the power charge is inexpensive, and the power of the system power supply 9 is charged into the power storage device 3 via the SB bidirectional inverter 4.
このとき、図２に示すように、ＳＢ用双方向インバータ４内蔵の制御部は、蓄電装置３の電圧にかかわらず、第１開閉器５を閉じ（「ＯＮ」）、第２開閉器６を開く（「ＯＦＦ」）ように制御する。この状態において、負荷１０には、分電盤７を介して系統電源９のみからの交流電力が供給され（放電動作「ＯＦＦ」）、蓄電装置３（鉛蓄電池）には、ＳＢ用双方向インバータ４を介して系統電源９により充電される（系統からの充電動作ＯＮ）。 At this time, as shown in FIG. 2, the control unit built in the SB bidirectional inverter 4 closes the first switch 5 (“ON”) regardless of the voltage of the power storage device 3, and opens the second switch 6. Control to open ("OFF"). In this state, AC power from only the system power supply 9 is supplied to the load 10 via the distribution board 7 (discharge operation “OFF”), and the SB bidirectional inverter is supplied to the power storage device 3 (lead storage battery). 4 is charged by the system power supply 9 via 4 (charging operation from the system is ON).
具体的には、ＳＢ用双方向インバータ４の制御部は、クロック機能が設けられており、電力料金が安価な時間帯を計時してその時間帯だけ所定信号を発して、ＳＢ用双方向インバータ４が電圧１９２Ｖ、最大電流２０Ａで蓄電装置３を充電する。 Specifically, the control unit of the SB bidirectional inverter 4 is provided with a clock function, clocks a time zone where the power rate is low, and issues a predetermined signal only during that time zone. 4 charges the power storage device 3 with a voltage of 192 V and a maximum current of 20 A.
このようにして、深夜料金が適用される時間帯に蓄電装置３が満充電になるまで充電され、分電盤７に接続された負荷１０には、電力料金が安価な時間帯には系統電源９の電力が供給される。 In this way, the power storage device 3 is charged until it is fully charged in the time zone in which the midnight fee is applied, and the load 10 connected to the distribution board 7 is connected to the system power source in the time zone when the power rate is low. Nine powers are supplied.
太陽電池１および太陽電池用パワコン２は従来と同様に、日の出とともに発電を開始する。 The solar cell 1 and the solar cell power conditioner 2 start power generation at sunrise as in the conventional case.
次に、図２および図４を用いて、太陽光発電システムの電力が高価な時間帯での電力の流れについて説明する。 Next, the flow of power in a time zone in which the power of the solar power generation system is expensive will be described with reference to FIGS. 2 and 4.
ここで、図４は、本発明の一実施形態における太陽光発電システムの電力が高価な時間帯の電力の流れを示す図である。 Here, FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of power in a time zone in which the power of the photovoltaic power generation system in one embodiment of the present invention is expensive.
７：００（電力が高価な時間帯）になると、太陽電池１からの直流電力が、太陽電池用パワコン２に入力され、交流電力に変換された後、系統電源９に逆潮流される。 At 7:00 (a time when power is expensive), the DC power from the solar cell 1 is input to the solar cell power conditioner 2 and converted into AC power, and then reversely flows to the system power source 9.
本実施形態では、太陽電池用パワコン２には、分電盤７が接続されていないため、交流に変換された電力は、すべて系統電源９を介して電力会社に売電される。 In the present embodiment, since the distribution panel 7 is not connected to the solar cell power conditioner 2, all the electric power converted into alternating current is sold to the electric power company via the system power supply 9.
また、７：００（電力料金が高価な時間帯）になると、ＳＢ用双方向インバータ４の制御部は、蓄電装置３（鉛蓄電池）への充電を停止（系統からの充電動作「ＯＦＦ」）し、蓄電装置３（鉛蓄電池）の電力を負荷１０に供給し始める（第１開閉器５「ＯＮ」、第２開閉器６「ＯＦＦ」）。 Moreover, when it becomes 7:00 (a time zone when the power charge is expensive), the control unit of the SB bidirectional inverter 4 stops charging the power storage device 3 (lead storage battery) (charging operation from the system “OFF”). Then, the power of the power storage device 3 (lead storage battery) starts to be supplied to the load 10 (first switch 5 “ON”, second switch 6 “OFF”).
また、ＳＢ用双方向インバータ４は、蓄電装置３に貯蔵された電力を負荷１０に供給するが、系統連係しているため、蓄電装置３の電力が系統電源９に逆潮流しないように、買電メータ１１の状態を監視し、少なくとも買電量が０以上になるよう制御している。 In addition, the SB bidirectional inverter 4 supplies the power stored in the power storage device 3 to the load 10, but since it is linked to the grid, the SB bidirectional inverter 4 is purchased so that the power of the power storage device 3 does not flow backward to the grid power supply 9. The state of the electricity meter 11 is monitored, and control is performed so that at least the amount of electricity purchased is 0 or more.
具体的には、負荷１０の使用電力が増加し、系統電源９からの購入電力が増加した場合は、ＳＢ用双方向インバータ4の出力電圧を増やして蓄電装置３からの出力電力を増やし、負荷１０の使用電力が低下した場合はＳＢ用双方向インバータ4の出力電圧を減らして、蓄電装置３からの出力を減らすように制御している。 Specifically, when the power used by the load 10 increases and the purchased power from the system power supply 9 increases, the output voltage from the power storage device 3 is increased by increasing the output voltage of the SB bidirectional inverter 4 and the load When the power consumption of 10 is reduced, the output voltage of the SB bidirectional inverter 4 is reduced to control the output from the power storage device 3 to be reduced.
ＳＢ用双方向インバータ４の制御部には、買電メータ１１の信号が常時入力され、その値が常に０以上（逆潮流をしていない状態）、かつ１００Ｗ以下に保つよう、ＳＢ用双方向インバータ４の出力電圧を増減させるよう制御している。また、ＳＢ用双方向インバータ４の制御部は、動力系負荷の突入電流に過敏に反応しないように、ＳＢ用双方向インバータ４の出力電圧の増減制御を行なう際には、１秒の遅延時間を設けている。 The control unit of the SB bidirectional inverter 4 is always supplied with a signal from the power purchase meter 11, and the SB bidirectional inverter is always kept at 0 or more (in a state of no reverse power flow) and 100 W or less. Control is performed to increase or decrease the output voltage of the inverter 4. In addition, when the control unit of the SB bidirectional inverter 4 performs increase / decrease control of the output voltage of the SB bidirectional inverter 4 so as not to react sensitively to the inrush current of the power system load, a delay time of 1 second. Is provided.
そして、蓄電装置３（鉛蓄電池）の電圧が１６０Ｖ未満まで下がった場合には、ＳＢ用双方向インバータ４の制御部は、ＳＢ用双方向インバータ４自体の運転を停止し、ＳＢ用双方向インバータ４の制御部のみが稼動している状態になる。この場合には、系統電源９のみから負荷１０へ電力が供給されている状態であり、ＳＢ用双方向インバータ４を介して、負荷１０への放電が行なわれない（放電動作「ＯＦＦ」）。 When the voltage of the power storage device 3 (lead storage battery) drops below 160V, the control unit of the SB bidirectional inverter 4 stops the operation of the SB bidirectional inverter 4 itself, and the SB bidirectional inverter. Only 4 control units are in operation. In this case, power is supplied from only the system power supply 9 to the load 10, and the discharge to the load 10 is not performed via the SB bidirectional inverter 4 (discharge operation “OFF”).
なお、蓄電装置３（鉛蓄電池）の電圧が１６０Ｖ以上まで上がった場合にはＳＢ用双方向インバータ４を介して、負荷１０へ放電が行なわれるようになる。 In addition, when the voltage of the power storage device 3 (lead storage battery) rises to 160 V or more, the load 10 is discharged via the SB bidirectional inverter 4.
日没後は太陽の光がなくなるため、太陽電池１の発電は停止し、太陽電池用パワコン２の動作も停止する。 Since the sun's light disappears after sunset, the power generation of the solar cell 1 stops and the operation of the solar cell power conditioner 2 also stops.
そして、２３:００になると、制御部はＳＢ用双方向インバータ４に充電の指示を出す。これにより蓄電装置３は系統電源９により再充電される。 At 23:00, the control unit issues a charge instruction to the SB bidirectional inverter 4. As a result, the power storage device 3 is recharged by the system power supply 9.
分電盤７に接続された負荷１０には、電力料金の安価な時間帯には、系統電源９の電力が供給されるが、それ以外の電力料金が高価な時間帯には、蓄電装置３を主な電力供給源として、不足する分を系統電源９から補うように電力供給される。 The load 10 connected to the distribution board 7 is supplied with the power of the system power supply 9 during a time period when the power rate is low, but during the other time periods when the power rate is expensive, the power storage device 3 As a main power supply source, power is supplied so as to make up for the shortage from the system power supply 9.
このように、負荷１０には、電力料金の安価な時間帯には、系統電源９の電力が供給されるが、それ以外の電力料金が高価な時間帯には、蓄電装置３を主な電力供給源として、不足する分を系統電源９から補うように電力供給される。 As described above, the load 10 is supplied with the power of the system power supply 9 in a time zone where the power rate is inexpensive, but the power storage device 3 is connected to the main power in the time zone where the other power rate is expensive. As a supply source, power is supplied so as to make up for the shortage from the system power supply 9.
すなわち、電力が安価な時間帯に蓄電装置３は系統電源９から充電され、負荷１０も系統電源９から電力供給を受けるが、電力が高価な時間帯においては、負荷１０には蓄電装置３に貯められた電力が供給され、不足する分のみ系統電源９から供給される。 That is, the power storage device 3 is charged from the system power supply 9 during a time when the power is inexpensive, and the load 10 is also supplied with power from the system power supply 9. However, during the time when the power is expensive, the load 10 The stored power is supplied, and only the shortage is supplied from the system power supply 9.
次に、停電時における電力の流れについて、図５に基づいて説明する。
系統電源９の電圧もしくは周波数の異常が検出（系統電源の停電を検出）された場合は、太陽電池用パワコン２の動作が停止（「ＯＦＦ」）する。
Next, the flow of power during a power failure will be described with reference to FIG.
When an abnormality in the voltage or frequency of the system power supply 9 is detected (a power failure of the system power supply is detected), the operation of the solar cell power conditioner 2 is stopped ("OFF").
そして、ＳＢ用双方向インバータ４は、分電盤７と系統電源９との間の第１開閉器５を開状態（絶縁状態「ＯＦＦ」）とし、太陽電池１と蓄電装置３との間の第２開閉器６を閉状態（導通状態「ＯＮ」）に制御する。 Then, the SB bidirectional inverter 4 opens the first switch 5 between the distribution board 7 and the system power supply 9 (insulation state “OFF”), and connects the solar battery 1 and the power storage device 3 to each other. The second switch 6 is controlled to be closed (conductive state “ON”).
また、停電時においては、太陽電池１の発電電力は系統電源９には出力されず、蓄電装置３に直流の状態で投入され蓄電装置３を充電する。そして、蓄電装置３は、貯蔵されていた電力と太陽電池１からの流入電力を併せてＳＢ用双方向インバータ４に出力する。ＳＢ用双方向インバータ４は、系統電源９とは絶縁されている状態で分電盤７を介して負荷１０に電力を供給する。 In addition, at the time of a power failure, the generated power of the solar cell 1 is not output to the system power supply 9 but is charged into the power storage device 3 in a DC state to charge the power storage device 3. Then, the power storage device 3 outputs the stored power and the inflow power from the solar cell 1 to the SB bidirectional inverter 4 together. The SB bidirectional inverter 4 supplies power to the load 10 via the distribution board 7 while being insulated from the system power supply 9.
次に、本システムの停電時の動作について詳細に説明する。
太陽電池用パワコン２は、系統電源９の停電を検出した場合、図示していない内部の機械的な開閉器を開（絶縁）状態にする。これにより、太陽電池１の発電電力は、太陽電池用パワコン２を介して系統電源９には出力されなくなる。
Next, the operation at the time of power failure of this system will be described in detail.
When the power converter 2 for solar cells detects a power failure of the system power supply 9, an internal mechanical switch (not shown) is opened (insulated). As a result, the power generated by the solar cell 1 is not output to the system power source 9 via the solar cell power conditioner 2.
また、ＳＢ用双方向インバータ２の制御部は、系統電源９の停電を検出すると、第１開閉器５を開（絶縁）状態（「ＯＦＦ」）に制御する。これにより、本システムが系統電源９から独立する。次に、第２開閉器６を閉（導通）状態（「ＯＮ」）に制御する。これにより、太陽電池１と蓄電池３が直結され、太陽電池１から直流電力の状態で蓄電池１に電力が投入されるようになる。 Further, when the control unit of the SB bidirectional inverter 2 detects a power failure of the system power supply 9, it controls the first switch 5 to be in an open (insulated) state (“OFF”). As a result, the present system becomes independent from the system power supply 9. Next, the second switch 6 is controlled to a closed (conductive) state (“ON”). Thereby, the solar cell 1 and the storage battery 3 are directly connected, and electric power is supplied from the solar cell 1 to the storage battery 1 in the state of DC power.
蓄電装置３の電圧が１６０Ｖ以上であればＳＢ用双方向インバータ４に内蔵された制御部は、ＳＢ用双方向インバータ４を稼動させ、太陽電池１および蓄電装置３の電力を負荷１０に供給する。 If the voltage of the power storage device 3 is 160 V or more, the control unit built in the SB bidirectional inverter 4 operates the SB bidirectional inverter 4 to supply the power of the solar cell 1 and the power storage device 3 to the load 10. .
また、蓄電装置３の電圧が１６０Ｖ未満になった場合には、制御部はＳＢ用双方向インバータを停止状態させ、蓄電装置３の電圧が１６０Vに上昇するまで待機状態とする。 When the voltage of power storage device 3 becomes less than 160V, the control unit stops the SB bidirectional inverter and keeps the standby state until the voltage of power storage device 3 rises to 160V.
蓄電装置３の電圧が１６０Ｖに達すると、ＳＢ用双方向インバータ４は負荷１０に電力供給を再開する。 When the voltage of the power storage device 3 reaches 160V, the SB bidirectional inverter 4 resumes power supply to the load 10.
系統電源９の復電を検出すると、太陽電池用パワコン２およびＳＢ用双方向インバータ４の制御部は、通常時の動作に戻る。 When power recovery of the system power supply 9 is detected, the control units of the solar battery power conditioner 2 and the SB bidirectional inverter 4 return to normal operation.
第２の実施形態
次に、本発明の第２の実施形態の電力変換装置を図６に示す。
Second Embodiment Next, a power converter according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG.
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第２の実施形態では、太陽電池用パワコン２への流入電力がないことを電力各社に承認してもらい、第１の実施形態で設置していた売電メータ付近のセンサーを設置しなくした点である。その他については第１の実施形態と同一の構成および作用効果であるため説明は省略する。 The second embodiment is different from the first embodiment in that in the second embodiment, the power companies approve that there is no inflow power to the power converter 2 for solar cells. This is the point that the sensor near the power meter that was installed is not installed. Since other configurations and effects are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
第３の実施形態
第３の実施形態では、太陽電池用パワコンへの流入電力の計測がセンシングユニットでは許可されなかった場合の構成であり、買電メータを２箇所に取り付けたものである。その他のシステムの構成および動作方法は第１の実施形態と同じである。その構成を図７に示す。
Third Embodiment In the third embodiment, the measurement of the inflow power to the solar cell power conditioner is not allowed in the sensing unit, and the power purchase meters are attached at two locations. Other system configurations and operation methods are the same as those in the first embodiment. The configuration is shown in FIG.
第３の実施形態の場合、電力会社のメータをチェックする人は二つの買電メータ１１、１５と一つの売電メータ８の計３つをチェックする必要が生じる。 In the case of the third embodiment, a person who checks a meter of an electric power company needs to check a total of three of two power purchase meters 11 and 15 and one power sale meter 8.
前述の制御部を備えたＳＢ用双方向インバータ４により、系統電源からの交流電力を直流電力に変換する交流直流変換部、および、蓄電部に充電された直流電力を交流電力に変換する第１直流交流変換部が構成されている。太陽電池用パワコン２により、系統電源とは異なる電力源より得られる発生直流電力を交流電力に変換する第２直流交流変換部が構成されている。 The SB for bidirectional inverter 4 having a control unit of the aforementioned first to convert the AC power from the system power source AC to DC converter for converting the DC power, and the dc power charged in the power storage unit into AC power 1 DC-AC conversion part is comprised. The solar cell power conditioner 2, the second DC-AC converting unit for converting the generated DC power obtained from different power sources and system power to AC power is constructed.
前述の制御部を備えたＳＢ用双方向インバータ４、分電盤７、第１開閉器５および第２開閉器６により、第１直流交流変換部により変換された交流電力の系統電源へ逆潮流を阻止するとともに、第２直流交流変換部により変換された交流電力を系統電源へ逆潮流する逆潮流手段が構成されている。 Reverse power flow to the system power supply of the AC power converted by the first DC / AC converter by the bidirectional inverter 4 for SB, the distribution board 7, the first switch 5 and the second switch 6 provided with the control unit described above. And a reverse flow means for reversely flowing the AC power converted by the second DC / AC converter to the system power supply.
前述の制御部のクロック機能により、系統電源から得られる電力の購入価格が安価な深夜電力の供給時間帯であることを判定するためのクロック手段が構成されている。ＳＢ用双方向インバータ４、分電盤７および第１開閉器５により、クロック手段による判定結果に従って、深夜電力の供給時間帯に蓄電部への充電を行なう深夜電力充電制御手段が構成されている。 The clock function of the control unit described above constitutes clock means for determining that the purchase price of power obtained from the system power supply is a low-night power supply time zone. The SB bidirectional inverter 4, the distribution board 7 and the first switch 5 constitute midnight power charging control means for charging the power storage unit during the supply time of midnight power according to the determination result by the clock means. .
以上説明した各実施の形態では、蓄電装置３に蓄えられた電力を負荷１０で使用することができるとともに、太陽電池１で発生させた電力を電力会社に確実に売却することができるため、再生可能エネルギーの価値を低下させることなく売却し、同時に安価な電力の利用が可能となる。このことによりユーザの経済的なメリットのみならず、負荷１０への電力供給の平準化を促進することができ、電力会社の発電設備の稼働率を高めることができる。 In the above respective embodiments described, since with the power stored in the power storage device 3 can be used in load 10, it can be reliably sold to power the power company which is generated by the solar cell 1, It can be sold without degrading the value of renewable energy, and at the same time, cheap electricity can be used. As a result, not only the economic merit of the user but also the leveling of the power supply to the load 10 can be promoted, and the operating rate of the power generation facilities of the power company can be increased.
また、系統電源が停電した場合に、発生直流電力を蓄電部に充電するので、停電時においてもユーザは電力を使用することができ、ユーザにとってより使い勝手がよく、信頼性の高い独立電源システムを提供することができる。 In addition, when the grid power supply fails, the generated DC power is charged into the power storage unit, so that the user can use the power even during a power outage, making it easier to use and more reliable for the user. Can be provided.
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
１ 太陽電池、２ 太陽電池用パワコン、３ 蓄電装置、４ ＳＢ用双方向インバータ、５ 第１開閉器、６ 第２開閉器、７ 分電盤、８ 売電メータ、９ 系統電源、１０ 負荷、１１ 買電メータ、１２ 電圧検出部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell, 2 Power conditioner for solar cells, 3 Power storage device, 4 SB bidirectional inverter, 5 1st switch, 6 2nd switch, 7 Distribution board, 8 Power distribution meter, 9 System power supply, 10 load, 11 Power meter, 12 Voltage detector.
Claims (3)
前記蓄電部に充電された直流電力を交流電力に変換する第１直流交流変換部と、
前記発生直流電力を交流電力に変換する第２直流交流変換部と、
前記第１直流交流変換部により変換された交流電力の前記系統電源への逆潮流を阻止するとともに、前記第２直流交流変換部により変換された交流電力を前記系統電源へ逆潮流する逆潮流手段と、
前記系統電源から供給される電力量を計測する第１電力量計と、
前記第２直流交流変換部からの出力電力量を計測する第２電力量計と、
前記蓄電部への前記発生直流電力の流入を独立的にＯＮまたはＯＦＦにする開閉手段と、
前記第２電力量計への入力を前記系統電源側への一方向に制御する制御手段とを備え、
前記第１直流交流変換部の直流電力入力部は、前記蓄電部側に接続され、
前記第１直流交流変換部の交流電力出力部は、前記系統電源側を上流側としたとき前記第１電力量計より下流側に接続され、
前記第２直流交流変換部の直流電力入力部は、前記系統電源とは異なる電力源側に接続され、
前記第２直流交流変換部の交流電力出力部は、前記第２電力量計を介して前記第１電力量計より上流側となる前記系統電源側に接続されることを特徴とする、電力変換装置。 A power storage unit that is charged with generated DC power obtained from a power source different from the system power supply ,
A first DC-AC converter for converting direct current power charged in the power storage unit into AC power,
A second DC / AC converter that converts the generated DC power into AC power;
Thereby preventing reverse power flow to the power grid of the converted AC power by the first DC-AC converting unit, reverse flow means for reverse flow of AC power converted by the second DC-AC converting unit to the system power supply and,
A first watt-hour meter that measures the amount of power supplied from the system power supply;
A second watt-hour meter that measures the amount of output power from the second DC-AC converter;
Opening / closing means for independently turning ON or OFF the flow of the generated DC power to the power storage unit;
Control means for controlling the input to the second watt-hour meter in one direction to the system power supply side ,
The DC power input unit of the first DC / AC conversion unit is connected to the power storage unit side,
The AC power output unit of the first DC / AC converter is connected to the downstream side of the first watthour meter when the system power supply side is set to the upstream side,
The DC power input unit of the second DC / AC converter is connected to a power source side different from the system power source,
The AC power output of the second DC-AC converting unit is characterized in the Rukoto connected to the system power supply side on the upstream side of the first power meter via the second power meter, the power converter apparatus.
前記交流直流変換部により変換された変換直流電力または前記系統電源とは異なる電力源より得られる発生直流電力で充電する蓄電部と、
前記蓄電部に充電された直流電力を交流電力に変換する第１直流交流変換部と、
前記発生直流電力を交流電力に変換する第２直流交流変換部と、
前記第１直流交流変換部により変換された交流電力の前記系統電源への逆潮流を阻止するとともに、前記第２直流交流変換部により変換された交流電力を前記系統電源へ逆潮流する逆潮流手段と、
前記系統電源から供給される電力量を計測する第１電力量計と、
前記第２直流交流変換部からの出力電力量を計測する第２電力量計と、
前記蓄電部への前記発生直流電力の流入を独立的にＯＮまたはＯＦＦにする開閉手段と、
前記第２電力量計への入力を前記系統電源側への一方向に制御する制御手段と、
前記系統電源から得られる電力の購入価格が安価な深夜電力の供給時間帯であることを判定するためのクロック手段と、
該クロック手段による判定結果に従って、前記深夜電力の供給時間帯に該深夜電力を用いて前記蓄電部への充電を行なう深夜電力充電制御手段とを備え、
前記第１直流交流変換部の直流電力入力部は、前記蓄電部側に接続され、
前記第１直流交流変換部の交流電力出力部は、前記系統電源側を上流側としたとき前記第１電力量計より下流側に接続され、
前記第２直流交流変換部の直流電力入力部は、前記系統電源とは異なる電力源側に接続され、
前記第２直流交流変換部の交流電力出力部は、前記第２電力量計を介して前記第１電力量計より上流側となる前記系統電源側に接続されることを特徴とする、電力変換装置。 An AC / DC converter that converts AC power from the system power source into DC power;
A power storage unit that is charged with converted DC power converted by the AC / DC conversion unit or generated DC power obtained from a power source different from the system power supply,
A first DC / AC converter that converts DC power charged in the power storage unit into AC power;
A second DC / AC converter that converts the generated DC power into AC power;
Reverse power flow means for preventing the reverse power flow of the AC power converted by the first DC / AC conversion unit to the system power supply and for reverse power flow of the AC power converted by the second DC / AC conversion unit to the system power supply When,
A first watt-hour meter that measures the amount of power supplied from the system power supply;
A second watt-hour meter that measures the amount of output power from the second DC-AC converter;
Opening / closing means for independently turning ON or OFF the flow of the generated DC power to the power storage unit;
Control means for controlling the input to the second watt-hour meter in one direction to the system power supply side;
Clock means for determining that the purchase price of the power obtained from the system power supply is an inexpensive midnight power supply time zone;
According to the determination result by the clock means, the midnight power charging control means for charging the power storage unit using the midnight power during the midnight power supply time period ,
The DC power input unit of the first DC / AC conversion unit is connected to the power storage unit side,
The AC power output unit of the first DC / AC converter is connected to the downstream side of the first watt hour meter when the system power supply side is the upstream side,
The DC power input unit of the second DC / AC converter is connected to a power source side different from the system power source,
The AC power output unit of the second DC / AC converter is connected to the grid power supply side upstream of the first watthour meter via the second watthour meter. apparatus.
前記交流直流変換部により変換された変換直流電力または前記系統電源とは異なる電力源より得られる発生直流電力で充電する蓄電部と、
前記蓄電部に充電された直流電力を交流電力に変換する第１直流交流変換部と、
前記発生直流電力を交流電力に変換する第２直流交流変換部と、
前記第１直流交流変換部により変換された交流電力の前記系統電源への逆潮流を阻止するとともに、前記第２直流交流変換部により変換された交流電力を前記系統電源へ逆潮流する逆潮流手段と、
前記系統電源から供給される電力量を計測する第１電力量計と、
前記第２直流交流変換部からの出力電力量を計測する第２電力量計と、
前記系統電源からの電力の流入をＯＮまたはＯＦＦにする第１開閉手段と、
前記蓄電部への前記発生直流電力の流入を独立的にＯＮまたはＯＦＦにする第２開閉手段と、
前記第２電力量計への入力を前記系統電源側への一方向に制御する第１制御手段と、
前記系統電源から得られる電力の購入価格が安価な深夜電力の供給時間帯であることを判定するためのクロック手段と、
該クロック手段による判定結果に従って、前記深夜電力の供給時間帯に該深夜電力を用いて前記蓄電部への充電を行なう深夜電力充電制御手段と、
前記系統電源の停電を感知する停電感知手段と、
前記交流直流変換部と前記第１直流交流変換部と前記第２直流交流変換部と前記第１開閉手段と前記第２開閉手段とを制御する第２制御手段とを備え、
前記第２制御手段は、
前記停電感知手段による停電感知時には、前記第２直流交流変換部への前記発生直流電力の流入を停止させるとともに、前記第１開閉手段をＯＦＦに、前記第２開閉手段をＯＮに制御し、
前記停電感知時以外には、前記第１開閉手段をＯＮに制御するとともに、前記第２開閉手段をＯＦＦに制御して前記発生直流電力を前記第２直流交流変換部に流入させ、
前記深夜電力の供給時間帯以外および前記停電感知時は、前記交流直流変換部による変換動作を停止させ、
前記第２直流交流変換部が変換した交流電力はすべて前記系統電源へ逆潮流させ、
前記第１直流交流変換部の直流電力入力部は、前記蓄電部側に接続され、
前記第１直流交流変換部の交流電力出力部は、前記系統電源側を上流側としたとき前記第１電力量計より下流側に接続され、
前記第２直流交流変換部の直流電力入力部は、前記系統電源とは異なる電力源側に接続され、
前記第２直流交流変換部の交流電力出力部は、前記第２電力量計を介して前記第１電力量計より上流側となる前記系統電源側に接続されることを特徴とする、電力変換装置。 An AC / DC converter that converts AC power from the system power source into DC power;
A power storage unit that is charged with converted DC power converted by the AC / DC conversion unit or generated DC power obtained from a power source different from the system power supply,
A first DC / AC converter that converts DC power charged in the power storage unit into AC power;
A second DC / AC converter that converts the generated DC power into AC power;
Reverse power flow means for preventing the reverse power flow to the system power supply from the AC power converted by the first DC / AC conversion section and for reverse power flow to the system power supply by the AC power converted by the second DC / AC conversion section When,
A first watt-hour meter that measures the amount of power supplied from the system power supply;
A second watt-hour meter that measures the amount of output power from the second DC-AC converter;
First opening / closing means for turning on or off the inflow of power from the system power supply;
A second opening / closing means for independently turning ON or OFF the inflow of the generated DC power to the power storage unit;
First control means for controlling the input to the second watt-hour meter in one direction to the system power supply side;
Clock means for determining that the purchase price of power obtained from the system power supply is an inexpensive midnight power supply time zone;
According to the determination result by the clock means, the midnight power charging control means for charging the power storage unit using the midnight power during the midnight power supply time period,
A power failure detection means for detecting a power failure of the system power supply;
A second control means for controlling the AC / DC converter, the first DC / AC converter, the second DC / AC converter, the first opening / closing means and the second opening / closing means ;
The second control means includes
At the time of power failure detection by the power failure detection means, the flow of the generated DC power to the second DC / AC converter is stopped, the first opening / closing means is turned off, and the second opening / closing means is turned on,
Except when the power failure is detected, the first opening / closing means is controlled to be ON, the second opening / closing means is controlled to be OFF, and the generated DC power is caused to flow into the second DC / AC converter,
When the power supply is detected outside the midnight power supply time zone, the conversion operation by the AC / DC converter is stopped,
All the AC power converted by the second DC / AC converter is reversely flowed to the system power supply,
The DC power input unit of the first DC / AC conversion unit is connected to the power storage unit side,
The AC power output unit of the first DC / AC converter is connected to the downstream side of the first watt hour meter when the system power supply side is the upstream side,
The DC power input unit of the second DC / AC converter is connected to a power source side different from the system power source,
The AC power output unit of the second DC / AC converter is connected to the grid power supply side upstream of the first watthour meter via the second watthour meter. apparatus.
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