JP5451504B2 - Power distribution system - Google Patents

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Description

本発明は、複数の電力源から供給される電力を基に直流電力を負荷機器に配電する配電システムに関する。   The present invention relates to a power distribution system that distributes DC power to load equipment based on power supplied from a plurality of power sources.

従来、住宅、店舗、オフィスビルなどの建物において、交流電力と直流電力とを配電する配電システムとして、例えば特許文献1に記載のものがある。この配電システムは、自家発電用として太陽光発電装置のような直流発電設備を建物に設置し、直流発電設備の直流電力出力を交流電力に電力変換して電力会社から供給される商用電源(交流電力系統)と系統連系運転を行う系統連系システムである。   Conventionally, as a power distribution system that distributes AC power and DC power in a building such as a house, a store, or an office building, there is one disclosed in Patent Document 1, for example. This power distribution system installs a DC power generation facility, such as a solar power generation device, in a building for in-house power generation, converts the DC power output of the DC power generation facility into AC power, and supplies the commercial power supply (AC It is a grid connection system that performs grid connection operation with a power system.

この種の系統連系システムでは、直流発電設備で発電された直流電力を、直流電力から交流電力に変換する電力変換器(パワーコンディショナ)により交流電力に変換することによって、交流電源である商用電源と協調させる構成を採用している。ここで、建物内の負荷で消費される電力を超える電力が直流発電設備から供給されている場合、余剰分の電力を商用電源に逆潮流させること(いわゆる、売電)が可能となっている。   In this type of grid-connected system, the DC power generated by the DC power generation facility is converted into AC power by a power converter (power conditioner) that converts DC power into AC power, thereby being a commercial AC power source. A configuration that cooperates with the power supply is adopted. Here, when the power exceeding the power consumed by the load in the building is supplied from the DC power generation facility, it is possible to reversely flow the surplus power to the commercial power supply (so-called power sale). .

また、直流負荷機器に直流電力を供給する配電システムとして、例えば特許文献2に記載の電力供給システムが提案されている。この電力供給システムは、直流電力供給部と直流負荷機器の端末装置との間で通信を行い、給電制御手段によって、端末装置から通知された受電電源情報と動作情報記憶手段が保持している動作電源情報とを比較し、直流負荷機器が駆動に必要な電圧及び電流を受電できるように出力電圧を制御するものである。   Further, as a power distribution system for supplying DC power to a DC load device, for example, a power supply system described in Patent Document 2 has been proposed. This power supply system performs communication between the DC power supply unit and the terminal device of the DC load device, and the power supply control means holds the received power supply information and the operation information storage means notified from the terminal device. Compared with power supply information, the output voltage is controlled so that the DC load device can receive the voltage and current required for driving.

特開2003−284245号公報JP 2003-284245 A 特開2009−159690号公報JP 2009-159690 A

直流電力を配電するための配電システムの構成例として、太陽光発電装置または燃料電池発電装置のような直流発電設備、商用電源、蓄電池など、複数の電力源を用いた配電システムを想定する。この場合、それぞれの電力源に対してDC−DCコンバータ、AC−DCコンバータ等による出力用コンバータが設けられ、各出力用コンバータから所定の電圧レベルの直流電力を出力するような構成が一般的である。このような構成では、それぞれの出力用コンバータの出力電圧制御は個別に行われるため、出力用コンバータを並列接続した場合、どの出力用コンバータから出力されるのかわからないなど、所望の電力源の出力用コンバータから出力されないことがある。また、出力用コンバータによって出力電圧を変えるように制御電圧を設定していても、各制御系のばらつきなどに起因する出力電圧のばらつきが大きくなると、出力用コンバータ間の出力電圧の大小関係が逆転するなどして複数の出力用コンバータの出力電圧制御が適切になされないことがある。このため、意図しない他の電力源の出力用コンバータから直流電力が出力されてしまうという課題がある。   As a configuration example of a power distribution system for distributing DC power, a power distribution system using a plurality of power sources such as a DC power generation facility such as a solar power generation device or a fuel cell power generation device, a commercial power source, or a storage battery is assumed. In this case, an output converter such as a DC-DC converter, an AC-DC converter or the like is provided for each power source, and a configuration in which DC power of a predetermined voltage level is output from each output converter is common. is there. In such a configuration, since the output voltage control of each output converter is performed individually, when the output converters are connected in parallel, it is not possible to know which output converter will output the output power. It may not be output from the converter. Even if the control voltage is set so that the output voltage is changed by the output converter, if the output voltage varies greatly due to variations in each control system, the magnitude relationship of the output voltages between the output converters is reversed. For example, the output voltage control of a plurality of output converters may not be performed properly. For this reason, there is a problem in that DC power is output from an output converter of another unintended power source.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の電力源を用いて直流電力を配電するシステムにおいて、各電力源の状態に応じて、予め設定した順序に従って所望の電力源の出力用コンバータから直流電力を出力させることが可能な配電システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide desired power in a system that distributes DC power using a plurality of power sources according to a predetermined order according to the state of each power source. An object of the present invention is to provide a power distribution system capable of outputting DC power from a power source output converter.

本発明は、複数の電力源にそれぞれ対応して設けられ、接続された電力源から供給される電力を基に所定の電圧レベルの直流電力を出力する複数の出力用コンバータと、複数の出力用コンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御部と、出力電圧制御部に指令値を与えて出力電圧制御動作を指示するシステム制御部と、を備える配電システムであって、出力電圧制御部は、予め決定した複数の電力源の出力優先順位に従って、各出力用コンバータの出力電圧が各コンバータ間で所定の電圧差を持つように、上位のものから高い出力電圧を設定したフィードバック制御系を構成し、この設定電圧を目標として各出力用コンバータの出力電圧を制御するものであり、システム制御部は、1つの出力電圧指令値を出力電圧制御部に与えて複数の出力用コンバータの出力電圧を連動して変化させるものである配電システムを提供する。   The present invention provides a plurality of output converters that are provided corresponding to a plurality of power sources and that output DC power of a predetermined voltage level based on the power supplied from the connected power sources, and for a plurality of outputs. An output voltage control unit that controls an output voltage of the converter, and a system control unit that gives a command value to the output voltage control unit and instructs an output voltage control operation, wherein the output voltage control unit In accordance with the determined output priority order of the plurality of power sources, configure a feedback control system in which a high output voltage is set from the upper one so that the output voltage of each output converter has a predetermined voltage difference between each converter, The output voltage of each output converter is controlled with this set voltage as a target, and the system control unit provides one output voltage command value to the output voltage control unit to output a plurality of outputs. Providing power distribution system is intended to vary in conjunction with the output voltage of the converter.

また、本発明は、上記の配電システムであって、出力電圧制御部は、複数の出力用コンバータのそれぞれの出力電圧を検出する出力電圧検出部を備え、出力電圧検出部は、各出力用コンバータ毎の検出電圧に所定の電圧差を設けた構成とするものを含む。   The present invention is the above power distribution system, wherein the output voltage control unit includes an output voltage detection unit that detects the output voltage of each of the plurality of output converters, and the output voltage detection unit includes each output converter. A configuration in which a predetermined voltage difference is provided for each detection voltage is included.

また、本発明は、上記の配電システムであって、出力電圧制御部は、複数の出力用コンバータの出力電圧を検出する一体化された1つの出力電圧検出部により構成されるものを含む。   In addition, the present invention includes the power distribution system described above, wherein the output voltage control unit includes a single integrated output voltage detection unit that detects output voltages of a plurality of output converters.

また、本発明は、上記の配電システムであって、出力電圧検出部は、分圧抵抗を有して構成され、分圧抵抗によって各出力用コンバータ毎に設定された検出電圧差を持つ複数の出力用コンバータの出力電圧を取得するものであるものを含む。   The present invention is the power distribution system described above, wherein the output voltage detection unit includes a voltage dividing resistor, and a plurality of detection voltage differences set for each output converter by the voltage dividing resistor. Includes one that obtains the output voltage of the converter for output.

また、本発明は、上記の配電システムであって、出力電圧制御部は、システム制御部からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、出力電圧検出部による複数の出力用コンバータの検出電圧値とを比較する比較部を備え、この比較結果を各出力用コンバータにフィードバックするものであるものを含む。   Further, the present invention is the above power distribution system, wherein the output voltage control unit includes a reference voltage value based on an output voltage command value from the system control unit, and a detection voltage value of a plurality of output converters by the output voltage detection unit. Are included, and the comparison result is fed back to each output converter.

また、本発明は、上記の配電システムであって、出力電圧制御部は、システム制御部からの出力電圧指令値を基準電圧値に変換する電圧変換部を備えるものを含む。   Further, the present invention includes the power distribution system described above, wherein the output voltage control unit includes a voltage conversion unit that converts an output voltage command value from the system control unit into a reference voltage value.

また、本発明は、上記の配電システムであって、各電力源及び各出力用コンバータの出力状態を検知する出力状態検知部を備え、システム制御部は、状態に応じて出力電圧指令値を可変するものを含む。   The present invention is the above power distribution system, further comprising an output state detection unit that detects the output state of each power source and each output converter, and the system control unit varies the output voltage command value according to the state. Including what to do.

また、本発明は、上記の配電システムであって、システム制御部は、出力優先順位が上位の出力用コンバータの出力電圧が所定の設定出力電圧となるように出力電圧指令値を出力し、上位の出力用コンバータからの出力が正常に得られない場合に、次の順位の出力用コンバータの出力電圧が設定出力電圧となるように出力電圧指令値を切り替えるものを含む。   Further, the present invention is the above power distribution system, wherein the system control unit outputs an output voltage command value so that the output voltage of the output converter having the higher output priority order becomes a predetermined set output voltage. The output voltage command value is switched so that the output voltage of the output converter of the next rank becomes the set output voltage when the output from the output converter is not normally obtained.

また、本発明は、上記の配電システムであって、複数の出力用コンバータとして、太陽電池に接続される太陽電池用コンバータと、蓄電池に接続される蓄電池用コンバータと、商用電源に接続されるAC−DCコンバータとを備え、出力電圧制御部は、複数の出力用コンバータの設定電圧として、太陽電池>商用電源>蓄電池の順序で所定の電圧差を有する出力電圧を設定し、各出力用コンバータの出力電圧を制御するものを含む。   Moreover, this invention is said electric power distribution system, Comprising: As the converter for several outputs, the converter for solar cells connected to a solar cell, the converter for storage batteries connected to a storage battery, and AC connected to a commercial power source A DC converter, and the output voltage control unit sets an output voltage having a predetermined voltage difference in the order of solar battery> commercial power supply> storage battery as a set voltage of the plurality of output converters, Includes those that control the output voltage.

また、本発明は、上記の配電システムであって、蓄電池用コンバータの出力部には、出力電圧を分離するダイオードを備え、出力電圧制御部は、蓄電池用コンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系を備え、この独立したフィードバック制御系の設定電圧を蓄電池用コンバータに設けた他のフィードバック制御系の設定電圧よりも低く設定したものを含む。   The present invention is the above power distribution system, wherein the output unit of the storage battery converter includes a diode that separates the output voltage, and the output voltage control unit is an independent feedback that controls the output voltage of the storage battery converter. This includes a control system in which the set voltage of the independent feedback control system is set lower than the set voltage of other feedback control systems provided in the storage battery converter.

また、本発明は、上記の配電システムであって、出力電圧制御部の独立したフィードバック制御系は、システム制御部からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、蓄電池用コンバータの出力電圧の検出電圧値とを比較する比較部を備え、この比較結果を蓄電池用コンバータにフィードバックするものであるものを含む。   Further, the present invention is the above power distribution system, wherein the independent feedback control system of the output voltage control unit detects the reference voltage value based on the output voltage command value from the system control unit and the output voltage of the storage battery converter. A comparison unit that compares the voltage value is included, and the comparison result is fed back to the storage battery converter.

また、本発明は、上記の配電システムであって、蓄電池用コンバータに設ける独立したフィードバック制御系の出力部は、フィードバック出力切替部を介して蓄電池用コンバータと接続されるものを含む。   Moreover, this invention is said electric power distribution system, Comprising: The output part of the independent feedback control system provided in the converter for storage batteries includes what is connected with the converter for storage batteries via a feedback output switching part.

また、本発明は、上記の配電システムであって、システム制御部は、蓄電池用コンバータの入力電圧と出力電圧とを監視するものを含む。   Moreover, this invention is said power distribution system, Comprising: A system control part includes what monitors the input voltage and output voltage of a converter for storage batteries.

また、本発明は、上記の配電システムであって、AC−DCコンバータの出力部には、出力電圧を分離するダイオードを備え、出力電圧制御部は、AC−DCコンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系を備え、この独立したフィードバック制御系の設定電圧をAC−DCコンバータに設けた他のフィードバック制御系の設定電圧よりも低く設定したものを含む。   Further, the present invention is the above-described power distribution system, wherein the output unit of the AC-DC converter includes a diode that separates the output voltage, and the output voltage control unit independently controls the output voltage of the AC-DC converter. Including a feedback control system that is set lower than the set voltage of another feedback control system provided in the AC-DC converter.

また、本発明は、上記の配電システムであって、出力電圧制御部の独立したフィードバック制御系は、システム制御部からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、AC−DCコンバータの出力電圧の検出電圧値とを比較する比較部を備え、この比較結果をAC−DCコンバータにフィードバックするものであるものを含む。   Further, the present invention is the above-described power distribution system, wherein the independent feedback control system of the output voltage control unit is configured to calculate a reference voltage value based on an output voltage command value from the system control unit and an output voltage of the AC-DC converter. A comparison unit that compares the detected voltage value is included, and the comparison result is fed back to the AC-DC converter.

また、本発明は、上記の配電システムであって、AC−DCコンバータに設ける独立したフィードバック制御系の出力部は、フィードバック出力切替部を介してAC−DCコンバータと接続されるものを含む。   Further, the present invention includes the power distribution system described above, wherein an output unit of an independent feedback control system provided in the AC-DC converter is connected to the AC-DC converter via a feedback output switching unit.

また、本発明は、上記の配電システムであって、システム制御部は、AC−DCコンバータの入力電圧と出力電圧とを監視するものを含む。   Moreover, this invention is said power distribution system, Comprising: A system control part contains what monitors the input voltage and output voltage of an AC-DC converter.

また、本発明は、上記の配電システムであって、太陽電池用コンバータの出力部には、出力電圧を分離するダイオードを備え、システム制御部は、太陽電池用コンバータの入力電圧と出力電圧とを監視するものを含む。   Further, the present invention is the above power distribution system, wherein the output unit of the solar cell converter is provided with a diode that separates the output voltage, and the system control unit outputs the input voltage and the output voltage of the solar cell converter. Includes monitoring.

また、本発明は、上記の配電システムであって、複数の出力用コンバータとして、太陽電池に接続される太陽電池用コンバータと、蓄電池に接続される蓄電池用コンバータと、商用電源に接続されるAC−DCコンバータとを備え、出力電圧制御部は、複数の出力用コンバータの設定電圧として、太陽電池>蓄電池の省エネルギー用動作>商用電源>蓄電池のバックアップ用動作の順序で所定の電圧差を有する出力電圧を設定し、各出力用コンバータの出力電圧を制御するものを含む。   Moreover, this invention is said electric power distribution system, Comprising: As the converter for several outputs, the converter for solar cells connected to a solar cell, the converter for storage batteries connected to a storage battery, and AC connected to a commercial power source An output voltage control unit having a predetermined voltage difference in the order of solar battery> storage battery energy saving operation> commercial power supply> storage battery backup operation as set voltages of a plurality of output converters This includes setting the voltage and controlling the output voltage of each output converter.

また、本発明は、上記の配電システムであって、出力電圧制御部は、蓄電池用コンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系と、この独立したフィードバック制御系の動作をON/OFFする切替スイッチとを備え、蓄電池の省エネルギー用動作時の出力電圧を独立したフィードバック制御系によって制御するものを含む。   Further, the present invention is the above-described power distribution system, wherein the output voltage control unit is an independent feedback control system that controls the output voltage of the storage battery converter, and switching that turns on and off the operation of the independent feedback control system. And a switch that controls the output voltage during energy saving operation of the storage battery by an independent feedback control system.

また、本発明は、上記の配電システムであって、蓄電池用コンバータの出力部には、出力電圧を分離するダイオードを備え、出力電圧制御部は、蓄電池用コンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系として、ダイオードのカソード側に第1の独立フィードバック制御系及びこの第1の独立フィードバック制御系の動作をON/OFFする切替スイッチを備えるとともに、ダイオードのアノード側に第2の独立フィードバック制御系を備え、蓄電池の省エネルギー用動作時の出力電圧を第1の独立フィードバック制御系によって制御し、第2の独立フィードバック制御系の設定電圧を蓄電池用コンバータに設けた他のフィードバック制御系の設定電圧よりも低く設定したものを含む。   The present invention is the above power distribution system, wherein the output unit of the storage battery converter includes a diode that separates the output voltage, and the output voltage control unit is an independent feedback that controls the output voltage of the storage battery converter. The control system includes a first independent feedback control system on the cathode side of the diode and a changeover switch for turning on / off the operation of the first independent feedback control system, and a second independent feedback control system on the anode side of the diode. The output voltage at the time of the energy saving operation of the storage battery is controlled by the first independent feedback control system, and the set voltage of the second independent feedback control system is set from the set voltage of another feedback control system provided in the storage battery converter Including those set low.

また、本発明は、上記の配電システムであって、各電力源及び各出力用コンバータの出力状態を検知する出力状態検知部を備え、複数の出力用コンバータとして、太陽電池に接続される太陽電池用コンバータと、蓄電池に接続される蓄電池用コンバータと、商用電源に接続されるAC−DCコンバータとを備え、システム制御部は、商用電源からの電力が供給されない停電時において、蓄電池の蓄電量が所定値より少なくなった場合、蓄電池用コンバータからの出力を停止し、自身のみで蓄電池からの電力供給を受ける待機状態とするものを含む。   Moreover, this invention is said power distribution system, Comprising: The solar cell connected to a solar cell as an output converter provided with the output state detection part which detects the output state of each power source and each converter for output Converter, a storage battery converter connected to the storage battery, and an AC-DC converter connected to the commercial power source, and the system control unit is configured to store the storage battery in a power failure when power from the commercial power source is not supplied. When it becomes less than a predetermined value, the output from the converter for the storage battery is stopped, and the standby state for receiving the power supply from the storage battery by itself is included.

また、本発明は、上記の配電システムであって、システム制御部は、停電時から復電するまでの間、少なくとも太陽電池用コンバータの出力範囲内となるまでは、待機状態を継続するものを含む。   Further, the present invention provides the power distribution system as described above, wherein the system control unit continues the standby state from the time of the power failure until the power is restored until at least the output range of the solar cell converter is within the output range. Including.

また、本発明は、上記の配電システムであって、複数の出力用コンバータのうち、出力優先順位が上位に設定された少なくとも1つ以上の出力用コンバータは、垂下出力特性を備えたコンバータで構成されているものを含む。   Further, the present invention is the above-described power distribution system, wherein at least one of the plurality of output converters having the output priority set higher is configured by a converter having a drooping output characteristic. Including those that have been.

本発明によれば、複数の電力源を用いて直流電力を配電するシステムにおいて、各電力源の状態に応じて、予め設定した順序に従って所望の電力源の出力用コンバータから直流電力を出力させることが可能な配電システムを提供できる。   According to the present invention, in a system that distributes DC power using a plurality of power sources, DC power is output from an output converter of a desired power source according to a preset order according to the state of each power source. It is possible to provide a power distribution system that can

本発明の実施形態に係る配電システムの構成を示す図The figure which shows the structure of the power distribution system which concerns on embodiment of this invention 本実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of this embodiment 本実施形態の配電システムにおける制御部の動作手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation | movement procedure of the control part in the power distribution system of this embodiment. 本実施形態の配電システムにおける電力源の状態と各状態のときの出力電圧設定の例を示す図The figure which shows the example of the output voltage setting in the state of the power source in the power distribution system of this embodiment, and each state 本実施形態における出力電圧検出部を他の構成とした出力電圧制御部の第1変形例を示す図The figure which shows the 1st modification of the output voltage control part which made the output voltage detection part in this embodiment the other structure. 本実施形態における出力電圧検出部を他の構成とした出力電圧制御部の第2変形例を示す図The figure which shows the 2nd modification of the output voltage control part which made the output voltage detection part in this embodiment the other structure. 本実施形態における出力電圧制御部の第3変形例を示す図The figure which shows the 3rd modification of the output voltage control part in this embodiment. 本実施形態における各電力源の出力特性を示す図The figure which shows the output characteristic of each electric power source in this embodiment 第2の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of 3rd Embodiment. 第4の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of 4th Embodiment. 第5の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of 5th Embodiment. 第6の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of 6th Embodiment. 第7の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of 7th Embodiment. 第8の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of 8th Embodiment. 第9の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the power distribution system of 9th Embodiment.

以下、本発明に係る配電システムを戸建て住宅に適用した実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明に係る配電システムが適用可能な建物は戸建て住宅に限定されるものではなく、集合住宅の各住戸や事務所等にも適用可能である。   Hereinafter, an embodiment in which a power distribution system according to the present invention is applied to a detached house will be described in detail with reference to the drawings. However, the building to which the power distribution system according to the present invention is applicable is not limited to a detached house, and can be applied to each dwelling unit or office of a collective housing.

図1は本発明の実施形態に係る配電システムの構成を示す図である。本実施形態の配電システムは、太陽電池及び蓄電池を備え交流電力と直流電力を配電可能としたハイブリッド配電システムに適用した構成例である。この配電システムは、交流配電路106を介して交流負荷機器に交流電力を配電する交流分電盤104と、直流配電路107を介して直流負荷機器に直流電力を配電する直流配電装置を構成する直流分電盤110とを備えている。交流分電盤104は、入力端に交流電力源である商用電源(交流電力系統)105とパワーコンディショナ103とが接続され、出力端に交流配電路106と直流分電盤110とが接続されている。交流分電盤104は、商用電源105またはパワーコンディショナ103から供給される交流電力を分岐して交流配電路106と直流分電盤110に交流電力を出力する。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power distribution system according to an embodiment of the present invention. The power distribution system of the present embodiment is a configuration example applied to a hybrid power distribution system that includes a solar battery and a storage battery and that can distribute AC power and DC power. This distribution system constitutes an AC distribution board 104 that distributes AC power to an AC load device via an AC distribution path 106, and a DC distribution device that distributes DC power to a DC load device via a DC distribution path 107. DC distribution board 110 is provided. The AC distribution board 104 has an input terminal connected to a commercial power source (AC power system) 105 that is an AC power source and a power conditioner 103, and an output terminal connected to an AC distribution path 106 and a DC distribution board 110. ing. The AC distribution board 104 branches AC power supplied from the commercial power supply 105 or the power conditioner 103 and outputs the AC power to the AC distribution path 106 and the DC distribution board 110.

配電システムの直流電力源としては、太陽電池101と蓄電池102とを備えている。太陽電池101は、太陽光を受光して光電変換することで発電を行い直流電力を出力するもので、直流発電設備の一例としての太陽光発電装置を構成している。蓄電池102は、直流電力の蓄電及び蓄電した直流電力の出力が可能な二次電池により構成される。直流分電盤110は、入力端に太陽電池101、蓄電池102、交流分電盤104が接続され、出力端に直流配電路107が接続されている。直流分電盤110は、出力用コンバータとして太陽電池用コンバータ111、蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113を備え、さらに制御部114、表示部115を有して構成される。   As a DC power source of the power distribution system, a solar battery 101 and a storage battery 102 are provided. The solar cell 101 receives sunlight and photoelectrically converts it to generate electric power and output DC power, and constitutes a solar power generation device as an example of DC power generation equipment. The storage battery 102 includes a secondary battery capable of storing DC power and outputting the stored DC power. The DC distribution board 110 has a solar battery 101, a storage battery 102, and an AC distribution board 104 connected to an input end, and a DC distribution path 107 connected to an output end. The DC distribution board 110 includes a solar cell converter 111, a storage battery converter 112, and an AC-DC converter 113 as an output converter, and further includes a control unit 114 and a display unit 115.

太陽電池101の出力線路は2つに分岐され、パワーコンディショナ103と直流分電盤110の太陽電池用コンバータ111とが並列接続されている。パワーコンディショナ103は、太陽電池101から出力される直流電力を商用電源105の位相に同期した交流電力に変換して出力するとともに、変換された交流電力を商用電源105に逆潮流する。太陽電池用コンバータ111は、DC−DCコンバータを有して構成され、太陽電池101から出力される直流電力を所望の電圧レベルに変換して出力する。蓄電池用コンバータ112は、DC−DCコンバータを有して構成され、蓄電池102から出力される直流電力を所望の電圧レベルに変換して出力する。AC−DCコンバータ113は、交流分電盤104から供給される交流電力を所望の電圧レベルの直流電力に変換して出力する。   The output line of the solar cell 101 is branched into two, and the power conditioner 103 and the solar cell converter 111 of the DC distribution board 110 are connected in parallel. The power conditioner 103 converts the DC power output from the solar cell 101 into AC power synchronized with the phase of the commercial power source 105 and outputs the AC power, and reversely flows the converted AC power to the commercial power source 105. The solar cell converter 111 is configured to include a DC-DC converter, and converts DC power output from the solar cell 101 to a desired voltage level and outputs the voltage level. The storage battery converter 112 includes a DC-DC converter, converts the direct-current power output from the storage battery 102 to a desired voltage level, and outputs the voltage level. The AC-DC converter 113 converts the AC power supplied from the AC distribution board 104 into DC power having a desired voltage level and outputs it.

パワーコンディショナ103は、太陽電池101の直流出力を昇圧する昇圧チョッパ回路(図示せず)、昇圧チョッパ回路で昇圧された直流出力を交流電力系統ACの位相に同期した正弦波の交流出力に変換するインバータ(図示せず)、インバータを制御することで交流出力を調整するインバータ制御回路(図示せず)、系統連系保護装置などを有している。   The power conditioner 103 is a boost chopper circuit (not shown) that boosts the DC output of the solar battery 101, and converts the DC output boosted by the boost chopper circuit into a sinusoidal AC output synchronized with the phase of the AC power system AC. An inverter (not shown), an inverter control circuit (not shown) for adjusting the AC output by controlling the inverter, a system interconnection protection device, and the like.

交流分電盤104は、いわゆる住宅用分電盤(住宅盤)と同様に、扉付のボックス内に1次側が商用電源105に接続された主幹ブレーカ(図示せず)、及び主幹ブレーカの2次側に接続された導電バー(図示せず)に分岐接続された複数の分岐ブレーカ等が収納される。さらに、交流分電盤104のボックス内にパワーコンディショナ103の出力線が引き込まれ、ボックス内においてパワーコンディショナ103の出力線が商用電源105に並列接続されている。また、分岐ブレーカの2次側に交流配電路106が接続され、この交流配電路106を介して宅内の交流負荷機器に交流電力が供給される。   The AC distribution board 104 is a main breaker (not shown) whose primary side is connected to the commercial power source 105 in a box with a door, as well as a so-called residential distribution board (housing board), and two of the main breakers. A plurality of branch breakers and the like branched and connected to conductive bars (not shown) connected to the next side are accommodated. Further, the output line of the power conditioner 103 is drawn into the box of the AC distribution board 104, and the output line of the power conditioner 103 is connected in parallel to the commercial power source 105 in the box. In addition, an AC distribution path 106 is connected to the secondary side of the branch breaker, and AC power is supplied to an AC load device in the house via the AC distribution path 106.

直流分電盤110において、太陽電池用コンバータ111及び蓄電池用コンバータ112は、それぞれ、例えばスイッチングレギュレータ等により構成され、出力電圧を検出するとともに検出した出力電圧が目標電圧と一致するように出力電圧を増減する制御(フィードバック制御)を行う定電圧制御方式によって、太陽電池101から出力される直流電力の電圧レベルを所望の電圧レベルに変換する。AC−DCコンバータ113は、例えばスイッチングレギュレータ、インバータ等により構成され、交流電圧を直流電圧に整流し、フィードバック制御により出力電圧の定電圧制御を行うことによって、交流分電盤104より出力される交流電力から所望の電圧レベルの直流電力に変換する。太陽電池用コンバータ111、蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113の各出力端は並列接続されて直流配電路107と接続され、この直流配電路107には保護回路(図示せず)が設けられる。そして、太陽電池用コンバータ111、蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113の各出力用コンバータでそれぞれ所望の電圧レベルに変換された直流電力のうち、いずれかの直流電力が直流配電路107を介して直流負荷機器に供給される。   In the DC distribution board 110, each of the solar cell converter 111 and the storage battery converter 112 is configured by a switching regulator, for example, and detects the output voltage and outputs the output voltage so that the detected output voltage matches the target voltage. The voltage level of the DC power output from the solar cell 101 is converted to a desired voltage level by a constant voltage control method that performs increasing / decreasing control (feedback control). The AC-DC converter 113 is composed of, for example, a switching regulator, an inverter, and the like. The AC-DC converter 113 rectifies an AC voltage into a DC voltage and performs constant voltage control of the output voltage by feedback control, whereby the AC output from the AC distribution board 104 is performed. Convert power to DC power at the desired voltage level. The output terminals of the solar cell converter 111, the storage battery converter 112, and the AC-DC converter 113 are connected in parallel and connected to the DC distribution path 107, and a protection circuit (not shown) is provided in the DC distribution path 107. . Of the DC power converted to a desired voltage level by each of the output converters of the solar cell converter 111, the storage battery converter 112, and the AC-DC converter 113, any DC power is passed through the DC distribution path 107. Supplied to DC load equipment.

制御部114は、マイクロコンピュータ等を有してなる情報処理装置により構成され、直流分電盤110の各部の動作制御を司るものである。制御部114は、太陽電池用コンバータ111、蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113の各コンバータの動作のON/OFF制御、並びに出力電圧制御を行うとともに、表示部115の表示制御を行う。表示部115は、液晶表示装置等により構成され、制御部114の指示に基づき、文字、数字、画像等によって直流分電盤110の動作状態等の各種情報を示す表示を行う。   The control unit 114 is configured by an information processing apparatus having a microcomputer or the like, and controls operation of each unit of the DC distribution board 110. The control unit 114 performs ON / OFF control of the operation of each converter of the solar cell converter 111, the storage battery converter 112, and the AC-DC converter 113, and output voltage control, and also performs display control of the display unit 115. The display unit 115 is configured by a liquid crystal display device or the like, and displays various information such as the operating state of the DC distribution board 110 by letters, numbers, images, and the like based on instructions from the control unit 114.

本実施形態では、太陽電池101、商用電源105、蓄電池102等の複数の電力源からの供給電力に基づいて直流電力を配電する構成において、各電力源に接続された出力用コンバータの出力電圧を、各コンバータ間で所定の電圧差を持つように制御する。この際、複数の電力源の出力優先順位を予め決定し、この優先順位に従って、例えば、太陽電池>商用電源>蓄電池の順番で上位のものから順に高い出力電圧を設定する。そして、太陽電池用コンバータ111、AC−DCコンバータ113、蓄電池用コンバータ112の各コンバータ間で出力電圧が常に一定の電圧差となる設定電圧を目標電圧として、各出力用コンバータの出力電圧制御を行う。これにより、各電力源の状態によって、予め設定した順序に従って所望の電力源の出力用コンバータから直流電力を出力させることができる。この場合、予め設定した複数の電力源の出力優先順位は、設定電圧が高い順の太陽電池>商用電源>蓄電池である。   In this embodiment, in the configuration in which DC power is distributed based on power supplied from a plurality of power sources such as the solar battery 101, the commercial power source 105, and the storage battery 102, the output voltage of the output converter connected to each power source is The control is performed so as to have a predetermined voltage difference between the converters. At this time, the output priority order of the plurality of power sources is determined in advance, and in accordance with this priority order, for example, higher output voltages are set in order from the higher order in the order of solar battery> commercial power> storage battery. Then, the output voltage control of each output converter is performed with the set voltage at which the output voltage is always a constant voltage difference among the converters of the solar cell converter 111, the AC-DC converter 113, and the storage battery converter 112 as a target voltage. . Thereby, according to the state of each electric power source, DC power can be output from the output converter of a desired electric power source according to a preset order. In this case, the output priorities of the plurality of power sources set in advance are solar cells in order of increasing set voltage> commercial power> storage batteries.

このとき、複数の出力用コンバータの出力電圧制御を行うにあたり、1つの指令値を出力電圧制御部に与えて、前記設定した電圧差に応じてそれぞれの出力用コンバータのフィードバック制御部に帰還するようにする。これにより、各電力源の状態に応じて、出力電圧指令値を可変して出力電圧を変化させる場合であっても、フィードバック制御によって全ての出力用コンバータの出力電圧が相対的な電圧差を保持したまま連動して変化するようになる。このため、各出力用コンバータの出力電圧が個別にばらつくことが無く、各コンバータ間の出力電圧の電圧差が常に一定になる。また、複数の出力用コンバータの出力電圧検出部を一体化し、1つの出力電圧検出部によって各出力用コンバータの出力電圧を検出してフィードバック制御部に与えるようにする。例えば、出力電圧検出部において所定の分圧比の分圧抵抗を設けて各出力用コンバータの出力端を接続し、分圧抵抗によって各出力用コンバータ毎に設定された検出電圧差を持つ出力電圧を取得可能とし、これらを各出力用コンバータの出力電圧検出値(フィードバック検出電圧)とする。これにより、各出力用コンバータの出力電圧の電圧差が一定になり、いずれかの出力用コンバータの出力状態が変化しても、フィードバック制御によって全ての出力用コンバータの出力電圧が相対的な電圧差を保持したまま制御される。このため、各出力用コンバータの出力電圧が個別にばらつくことが無く、一定の電圧差を有するそれぞれの設定電圧となるよう制御される。   At this time, when performing output voltage control of a plurality of output converters, one command value is given to the output voltage control unit, and feedback is made to the feedback control unit of each output converter according to the set voltage difference. To. As a result, even if the output voltage command value is varied and the output voltage is changed according to the state of each power source, the output voltage of all output converters maintains a relative voltage difference by feedback control. It will change in conjunction with it. For this reason, the output voltage of each output converter does not vary individually, and the voltage difference of the output voltage between the converters is always constant. Further, the output voltage detection units of the plurality of output converters are integrated, and the output voltage of each output converter is detected by one output voltage detection unit and applied to the feedback control unit. For example, a voltage dividing resistor having a predetermined voltage dividing ratio is provided in the output voltage detecting unit to connect the output terminals of the respective converters for output, and an output voltage having a detection voltage difference set for each output converter by the voltage dividing resistors is provided. These can be obtained, and these are used as the output voltage detection value (feedback detection voltage) of each output converter. As a result, the voltage difference between the output voltages of the output converters becomes constant, and even if the output state of any of the output converters changes, the output voltage of all the output converters becomes a relative voltage difference by feedback control. It is controlled while holding. For this reason, the output voltage of each output converter does not vary individually, and is controlled so as to have each set voltage having a certain voltage difference.

このように、複数の出力用コンバータの出力を並列に接続し、各出力用コンバータの出力電圧について常に一定の電圧差が生じるように出力電圧制御を行うことによって、予め設定した出力電圧の高い順番で状態に応じていずれか1つの電力源の出力用コンバータから直流電力が出力されるようにすることが可能となる。   In this way, by connecting the outputs of a plurality of output converters in parallel and performing output voltage control so that a constant voltage difference is always generated with respect to the output voltage of each output converter, the preset order of the output voltage is increased. Thus, DC power can be output from the output converter of any one of the power sources according to the state.

(第1の実施形態)
次に、第1の実施形態として、本実施形態に係る配電システムの主要部の具体的な構成例について説明する。図2は本実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。太陽電池101の出力線路に接続された太陽電池用コンバータ111は、出力電圧のフィードバック制御を行うフィードバック制御部121、太陽電池101の出力電圧を検出する電圧検出部124を有している。蓄電池102の出力線路に接続された蓄電池用コンバータ112は、出力電圧のフィードバック制御を行うフィードバック制御部122、蓄電池102の出力電圧を検出する電圧検出部125を有している。商用電源105の出力線路に接続されたAC−DCコンバータ113は、出力電圧のフィードバック制御を行うフィードバック制御部123、商用電源105の停電状態を検出する停電検出部126を有している。これらの出力用コンバータは、出力端が互いに並列に接続され、直流配電路107に接続されている。
(First embodiment)
Next, a specific configuration example of the main part of the power distribution system according to the present embodiment will be described as the first embodiment. FIG. 2 is a diagram illustrating a main configuration of the power distribution system according to the present embodiment. The solar cell converter 111 connected to the output line of the solar cell 101 includes a feedback control unit 121 that performs feedback control of the output voltage, and a voltage detection unit 124 that detects the output voltage of the solar cell 101. The storage battery converter 112 connected to the output line of the storage battery 102 includes a feedback control unit 122 that performs feedback control of the output voltage, and a voltage detection unit 125 that detects the output voltage of the storage battery 102. The AC-DC converter 113 connected to the output line of the commercial power source 105 includes a feedback control unit 123 that performs feedback control of the output voltage, and a power failure detection unit 126 that detects a power failure state of the commercial power source 105. These output converters have their output ends connected in parallel to each other and connected to the DC distribution path 107.

上記複数の出力用コンバータの出力側には、出力電圧指令値に基づく基準電圧値と出力電圧検出値との差分値をフィードバック制御値としてフィードバック制御部121、122、123に帰還する出力電圧制御部10が設けられる。また、直流分電盤110には、マイクロコンピュータ等によるシステム制御部30が設けられる。これらの出力電圧制御部10とシステム制御部30とによって直流分電盤110の制御部114の機能を実現する。出力電圧制御部10は、各出力用コンバータのフィードバック制御値を帰還する太陽電池出力制御部11、蓄電池出力制御部12、AC−DC出力制御部13と、システム制御部30からの出力電圧指令値を各制御部への基準電圧値に変換する電圧変換部14とを有している。   On the output side of the plurality of output converters, an output voltage control unit that feeds back a feedback control value to a feedback control unit 121, 122, 123 as a difference value between a reference voltage value based on an output voltage command value and an output voltage detection value 10 is provided. The DC distribution board 110 is provided with a system control unit 30 such as a microcomputer. The function of the control unit 114 of the DC distribution board 110 is realized by the output voltage control unit 10 and the system control unit 30. The output voltage control unit 10 is an output voltage command value from the system control unit 30, the solar cell output control unit 11, the storage battery output control unit 12, the AC-DC output control unit 13 that feeds back the feedback control value of each output converter. Is converted to a reference voltage value for each control unit.

また、出力電圧制御部10は、太陽電池出力制御部11、蓄電池出力制御部12、AC−DC出力制御部13の3つの制御部において、一体化された1つの出力電圧検出部15を構成しており、各制御部においてそれぞれ基準電圧値と出力電圧検出値とを比較する比較部16を有している。出力電圧検出部15は、抵抗素子R1、R2、R3、R4が直列接続された分圧抵抗により構成され、各抵抗素子の接続部の分圧点の電圧がそれぞれの出力用コンバータの出力電圧検出値として出力される。比較部16は、コンパレータCP1、CP2、CP3を有して構成され、各出力用コンバータの出力電圧検出値と基準電圧値とをそれぞれ比較し、差分値をフィードバック制御値としてフィードバック制御部121、122、123に帰還する。   The output voltage control unit 10 constitutes one output voltage detection unit 15 integrated in the three control units of the solar cell output control unit 11, the storage battery output control unit 12, and the AC-DC output control unit 13. Each control unit includes a comparison unit 16 that compares the reference voltage value with the output voltage detection value. The output voltage detection unit 15 is constituted by a voltage dividing resistor in which resistance elements R1, R2, R3, and R4 are connected in series, and the voltage at the voltage dividing point of the connection part of each resistance element is the output voltage detection of each output converter. Output as a value. The comparison unit 16 includes comparators CP1, CP2, and CP3, compares the output voltage detection value of each output converter with the reference voltage value, and uses the difference value as a feedback control value as a feedback control unit 121, 122. , 123.

また、出力電圧制御部10において、蓄電池出力制御部12には、独立したフィードバック制御系として、別の出力電圧検出部21と、比較部22とが設けられる。蓄電池用コンバータ112の出力線路には、正極側の他の出力用コンバータとの接続点との間にダイオード127が直列接続され、ダイオード127により蓄電池102からの出力電圧を他の電力源と分離する構成となっている。比較部22の出力端には切替スイッチ23が設けられ、出力電圧検出部21及び比較部22による独立したフィードバック制御系の動作をON/OFFできるようになっている。この独立したフィードバック制御系の設定電圧は、太陽電池出力制御部11、蓄電池出力制御部12、AC−DC出力制御部13による3つの連携フィードバック制御系の設定出力電圧よりも低く設定する。また、蓄電池用コンバータ112の入力部には、切替スイッチ128が設けられ、蓄電池102の出力をON/OFFできるようになっている。   Further, in the output voltage control unit 10, the storage battery output control unit 12 is provided with another output voltage detection unit 21 and a comparison unit 22 as an independent feedback control system. A diode 127 is connected in series between the output line of the storage battery converter 112 and a connection point with another output converter on the positive electrode side, and the diode 127 separates the output voltage from the storage battery 102 from other power sources. It has a configuration. A change-over switch 23 is provided at the output end of the comparison unit 22 so that the operation of an independent feedback control system by the output voltage detection unit 21 and the comparison unit 22 can be turned ON / OFF. The set voltage of the independent feedback control system is set lower than the set output voltages of the three cooperative feedback control systems by the solar cell output control unit 11, the storage battery output control unit 12, and the AC-DC output control unit 13. In addition, a changeover switch 128 is provided at the input portion of the storage battery converter 112 so that the output of the storage battery 102 can be turned ON / OFF.

さらに、直流配電路107には、いずれかの出力用コンバータから出力される直流電力出力の出力電圧を検出する出力電圧検出部25が設けられている。この出力電圧検出部25、及び、上記の電圧検出部124、125、停電検出部126が出力状態検知部として機能する。出力電圧検出部25によるコンバータ出力電圧情報、電圧検出部124による太陽電池出力検出情報、電圧検出部125による蓄電池出力検出情報、停電検出部126による停電検出情報は、システム制御部30に入力され、各部の状態が判断される。システム制御部30は、各部の状態に応じて、出力電圧指令値を可変して各出力用コンバータの出力電圧を切り替える。ここで、システム制御部30は、直流配電路107または蓄電池102の出力から電力供給を受けて動作する。この2つの電力供給路は、それぞれにダイオードが直列接続され、ダイオードのカソード同士が並列接続されてシステム制御部30へ接続されている。このようなダイオード接続により、電圧が高い方の直流電力がシステム制御部30に入力される。   Further, the DC distribution path 107 is provided with an output voltage detection unit 25 that detects an output voltage of a DC power output output from one of the output converters. The output voltage detection unit 25, the voltage detection units 124 and 125, and the power failure detection unit 126 function as an output state detection unit. Converter output voltage information by the output voltage detection unit 25, solar cell output detection information by the voltage detection unit 124, storage battery output detection information by the voltage detection unit 125, and power failure detection information by the power failure detection unit 126 are input to the system control unit 30, The state of each part is determined. The system control unit 30 changes the output voltage command value and switches the output voltage of each output converter according to the state of each unit. Here, the system control unit 30 operates by receiving power supply from the output of the DC distribution path 107 or the storage battery 102. In these two power supply paths, diodes are connected in series, and cathodes of the diodes are connected in parallel and connected to the system control unit 30. With such diode connection, the DC power having the higher voltage is input to the system control unit 30.

次に、本実施形態の配電システムにおける動作を説明する。図3は本実施形態の配電システムにおける制御部の動作手順を示すフローチャートである。図3では、直流分電盤110の制御部114として機能するシステム制御部30の動作を中心に、状況に応じた制御手順を示したものである。   Next, the operation in the power distribution system of this embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation procedure of the control unit in the power distribution system of the present embodiment. FIG. 3 shows a control procedure corresponding to the situation, focusing on the operation of the system control unit 30 that functions as the control unit 114 of the DC distribution board 110.

システム制御部30は、太陽電池用コンバータ111の電圧検出部124の出力を参照し、太陽電池101の出力電圧が太陽電池用コンバータ111の出力範囲であるかどうかを判断する(ステップS11)。ここで、太陽電池用コンバータ111の出力範囲内である場合は、太陽電池用コンバータ111に動作指令を送信して太陽電池用コンバータ111の動作をONし(ステップS12)、出力電圧制御用の外部指令値(出力電圧指令値)として太陽電池出力時の値V1を出力電圧制御部10に与える(ステップS13)。この外部指令値V1に基づき、出力電圧制御部10の太陽電池出力制御部11、蓄電池出力制御部12、AC−DC出力制御部13からそれぞれ出力電圧検出値と基準電圧値との差分値がフィードバック制御値としてフィードバック制御部121、122、123に帰還され、フィードバック制御により各出力用コンバータの出力電圧制御が実行される。   The system control unit 30 refers to the output of the voltage detection unit 124 of the solar cell converter 111, and determines whether the output voltage of the solar cell 101 is within the output range of the solar cell converter 111 (step S11). Here, if it is within the output range of the solar cell converter 111, an operation command is transmitted to the solar cell converter 111 to turn on the operation of the solar cell converter 111 (step S12), and the output voltage control external A value V1 at the time of solar cell output is given to the output voltage controller 10 as a command value (output voltage command value) (step S13). Based on the external command value V1, a difference value between the output voltage detection value and the reference voltage value is fed back from the solar cell output control unit 11, the storage battery output control unit 12, and the AC-DC output control unit 13 of the output voltage control unit 10, respectively. The control values are fed back to the feedback control units 121, 122, and 123, and the output voltage control of each output converter is executed by the feedback control.

ここで、各出力用コンバータの出力電圧は、太陽電池>商用電源>蓄電池の順番で一定の電圧差を持つように各設定電圧が予め設定され、この設定電圧を目標として制御されるようにする。このために、出力電圧検出部15における分圧抵抗の分圧比を決める各抵抗値を予め設定して構成することで、各出力用コンバータに対する出力電圧検出値は、太陽電池<商用電源<蓄電池の順番で一定の電圧差を有するものとなる。このような出力電圧検出値に基づき、各出力用コンバータのフィードバック制御部で出力電圧制御を行うことによって、各出力用コンバータから互いに一定の電圧差を有する所望の出力電圧が出力される。   Here, each set voltage is set in advance so that the output voltage of each output converter has a constant voltage difference in the order of solar cell> commercial power> storage battery, and is controlled with this set voltage as a target. . For this purpose, by configuring each resistance value that determines the voltage dividing ratio of the voltage dividing resistor in the output voltage detection unit 15 in advance, the output voltage detection value for each output converter is as follows: solar cell <commercial power source <storage battery. It has a certain voltage difference in order. Based on such an output voltage detection value, the output voltage control is performed by the feedback control unit of each output converter, whereby a desired output voltage having a certain voltage difference is output from each output converter.

太陽電池101からの出力時は、上記のように外部指令値V1を与えることによって、太陽電池用コンバータ111の出力電圧が所定の設定出力電圧Voutとなるように制御されて直流配電路107を介して出力される(ステップS14)。   At the time of output from the solar battery 101, the output voltage of the solar battery converter 111 is controlled to be a predetermined set output voltage Vout by giving the external command value V1 as described above, and the direct current distribution path 107 is used. Is output (step S14).

上記ステップS11において、太陽電池用コンバータ111の出力範囲外である場合は、システム制御部30は、AC−DCコンバータ113の停電検出部126の出力を参照し、商用電源105が供給されているかどうかを判断する(ステップS15)。ここで、商用電源105が供給されており停電していない場合は、AC−DCコンバータ113に動作指令を送信してAC−DCコンバータ113の動作をONし(ステップS16)、出力電圧制御用の外部指令値として商用電源出力時の値V2を出力電圧制御部10に与える(ステップS17)。この外部指令値V2に基づき、フィードバック制御により各出力用コンバータの出力電圧制御が実行される。商用電源105からの出力時は、上記のように外部指令値V2を与えることによって、AC−DCコンバータ113の出力電圧が所定の設定出力電圧Voutとなるように制御されて直流配電路107を介して出力される(ステップS18)。   In step S <b> 11, if the output is out of the output range of the solar cell converter 111, the system control unit 30 refers to the output of the power failure detection unit 126 of the AC-DC converter 113 to determine whether the commercial power supply 105 is supplied. Is determined (step S15). Here, when the commercial power supply 105 is supplied and there is no power failure, an operation command is transmitted to the AC-DC converter 113 to turn on the operation of the AC-DC converter 113 (step S16), and output voltage control is performed. A value V2 at the time of commercial power output is given to the output voltage control unit 10 as an external command value (step S17). Based on the external command value V2, output voltage control of each output converter is executed by feedback control. At the time of output from the commercial power source 105, the output voltage of the AC-DC converter 113 is controlled so as to become a predetermined set output voltage Vout by giving the external command value V 2 as described above, via the DC distribution path 107. Is output (step S18).

上記ステップS15において、商用電源105が供給されておらず停電している場合は、システム制御部30は、蓄電池用コンバータ112の電圧検出部125の出力を参照し、蓄電池102の出力範囲であり出力可能かどうかを判断する(ステップS19)。ここで、蓄電池102の出力範囲内である場合は、蓄電池用コンバータ112に動作指令を送信して蓄電池用コンバータ112の動作をONし(ステップS20)、出力電圧制御用の外部指令値として蓄電池出力時の値V3を出力電圧制御部10に与える(ステップS21)。この外部指令値V3に基づき、フィードバック制御により各出力用コンバータの出力電圧制御が実行される。蓄電池102からの出力時は、上記のように外部指令値V3を与えることによって、蓄電池用コンバータ112の出力電圧が所定の設定出力電圧Voutとなるように制御されて直流配電路107を介して出力される(ステップS22)。   In step S15, when the commercial power supply 105 is not supplied and a power failure occurs, the system control unit 30 refers to the output of the voltage detection unit 125 of the storage battery converter 112 and is the output range of the storage battery 102. It is determined whether it is possible (step S19). Here, when it is within the output range of the storage battery 102, an operation command is transmitted to the storage battery converter 112 to turn on the operation of the storage battery converter 112 (step S20), and the storage battery output is output as an external command value for output voltage control. The hour value V3 is given to the output voltage control unit 10 (step S21). Based on the external command value V3, output voltage control of each output converter is performed by feedback control. At the time of output from the storage battery 102, the output voltage of the storage battery converter 112 is controlled to be a predetermined set output voltage Vout by giving the external command value V 3 as described above, and output via the DC distribution path 107. (Step S22).

ここで、各出力用コンバータの出力電圧は、太陽電池>商用電源>蓄電池の大小関係を保持するように設定されているため、外部指令値の値は、V1<V2<V3の大小関係を有するように設定され、そのときに出力される出力用コンバータからの出力電圧が設定出力電圧Voutに制御される。   Here, since the output voltage of each output converter is set so as to maintain the magnitude relationship of solar cell> commercial power> storage battery, the value of the external command value has a magnitude relationship of V1 <V2 <V3. The output voltage from the output converter output at that time is controlled to the set output voltage Vout.

上記ステップS19において、蓄電池102の蓄電量が所定値より少なくなり、出力範囲外である場合は、蓄電池用コンバータ112に動作指令を送信して蓄電池用コンバータ112の動作をOFFし(ステップS23)、蓄電池102の切替スイッチ128をOFFして(ステップS24)、蓄電池用コンバータ112からの出力を停止する(ステップS25)。これにより、システム制御部30のマイクロコンピュータのみに電力を供給する。   In step S19, when the storage amount of the storage battery 102 is less than the predetermined value and is outside the output range, an operation command is transmitted to the storage battery converter 112 to turn off the operation of the storage battery converter 112 (step S23). The changeover switch 128 of the storage battery 102 is turned off (step S24), and the output from the storage battery converter 112 is stopped (step S25). Thereby, power is supplied only to the microcomputer of the system control unit 30.

なお、上記の動作例では、太陽電池用コンバータ111の電圧検出部124、AC−DCコンバータ113の停電検出部126、蓄電池用コンバータ112の電圧検出部125のそれぞれの出力を判定し、各電力源の状態を判別して外部指令値を切り替えるようにしているが、状態判別方法はこれに限るものではない。直流配電路107の出力電圧検出部25の出力に基づいて太陽電池101、商用電源105、蓄電池102の各電力源の状態を判別し、状態別に制御用の外部指令値を切り替えて、それぞれの電力源からの出力時の出力電圧制御を行うことも可能である。   In the above operation example, the outputs of the voltage detection unit 124 of the solar cell converter 111, the power failure detection unit 126 of the AC-DC converter 113, and the voltage detection unit 125 of the storage battery converter 112 are determined, and each power source is determined. However, the state determination method is not limited to this. The state of each power source of the solar battery 101, the commercial power source 105, and the storage battery 102 is determined based on the output of the output voltage detection unit 25 of the DC distribution path 107, and the external command value for control is switched according to the state. It is also possible to perform output voltage control at the time of output from the source.

図4は本実施形態の配電システムにおける電力源の状態と各状態のときの出力電圧設定の例を示す図である。図4では、昼と夜の日射強度の大小による太陽電池101からの電力供給の可否、及び停電の有無による商用電源105からの電力供給の可否の各状態を想定し、状態毎の出力電圧制御の例を示している。図示例では、V01〜V07をそれぞれ一定の電圧差とし、V04を設定出力電圧Voutとして、太陽電池101、商用電源105、蓄電池102の各出力用コンバータの出力電圧の制御目標値(設定電圧)を状態別に(V04、V03、V02)、(V05、V04、V03)、(V06、V05、V04)のいずれかとしている。また、システム制御部30から出力する出力電圧設定用の外部指令値(出力電圧指令値)はV1(太陽電池)<V2(商用電源)<V3(蓄電池)である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the state of the power source and the setting of the output voltage in each state in the power distribution system of the present embodiment. FIG. 4 assumes output power control from the solar cell 101 depending on the intensity of solar radiation in the daytime and night, and output power control for each state, assuming whether power supply from the commercial power source 105 is possible due to the presence or absence of a power failure. An example is shown. In the illustrated example, V01 to V07 are set to constant voltage differences, V04 is set to the set output voltage Vout, and the control target value (set voltage) of the output voltage of each output converter of the solar battery 101, the commercial power supply 105, and the storage battery 102 is set. Depending on the state, either (V04, V03, V02), (V05, V04, V03), or (V06, V05, V04) is set. Further, the external command value (output voltage command value) for setting the output voltage output from the system control unit 30 is V1 (solar battery) <V2 (commercial power supply) <V3 (storage battery).

太陽電池101は、昼のみ発電電力が出力され、夜は出力が停止する。商用電源105は、通常は供給電力が出力され、停電時は出力が停止する。蓄電池102は、バックアップ出力用として使用し、太陽電池101及び商用電源105の双方から出力が無い場合(夜の停電時)に充電電力が出力される。なお、夜に長期停電があった場合は、電池過放電となるため、所定の蓄電池容量以下となった場合は蓄電池102の出力を停止し、システム制御部30のマイクロコンピュータのみで蓄電池102からの電力供給を受ける待機状態とする。   The solar cell 101 outputs generated power only in the daytime and stops outputting at night. The commercial power supply 105 normally outputs supply power, and stops output when a power failure occurs. The storage battery 102 is used for backup output, and charging power is output when there is no output from both the solar battery 101 and the commercial power source 105 (at the time of a power failure at night). If there is a long-term power outage at night, the battery is over-discharged. Therefore, when the capacity falls below the predetermined storage battery capacity, the output of the storage battery 102 is stopped and only the microcomputer of the system control unit 30 is used. A standby state for receiving power supply is set.

したがって、昼では、システム制御部30から外部指令値V1を与えて各出力用コンバータの設定電圧を(V04、V03、V02)とし、優先順位1番の太陽電池用コンバータ111より設定出力電圧Voutを出力させる。この場合、他の出力用コンバータの出力電圧はVoutより低いため、太陽電池用コンバータ111からの直流電力が出力される。夜では、システム制御部30から外部指令値V2を与えて各出力用コンバータの設定電圧を(V05、V04、V03)とし、優先順位2番のAC−DCコンバータ113より設定出力電圧Voutを出力させる。すなわち、システム制御部30は、昼から夜への移行時に外部指令値をV1からV2に切り替え、各出力用コンバータの電圧差を保持したまま出力電圧をシフトさせる。この場合、太陽電池用コンバータ111は動作OFFであり、他の出力用コンバータの出力電圧はVoutより低いため、AC−DCコンバータ113からの直流電力が出力される。また、夜から昼への移行時には、システム制御部30は、外部指令値をV2からV1に切り替えて各出力用コンバータの電圧差を保持したまま出力電圧をシフトさせ、太陽電池用コンバータ111より設定出力電圧Voutを出力させる。昼と夜の制御の切り替えは、太陽電池101または太陽電池用コンバータ111の出力を監視して状態判断して行ってもよいし、システム制御部30にタイマ等の計時部を設け、時間によって昼夜の状態を判断して切り替えることも可能である。   Therefore, in the daytime, an external command value V1 is given from the system control unit 30 to set the set voltages of the output converters to (V04, V03, V02), and the set output voltage Vout from the solar cell converter 111 with the highest priority is set. Output. In this case, since the output voltage of the other output converter is lower than Vout, the DC power from the solar cell converter 111 is output. At night, an external command value V2 is given from the system control unit 30 to set the setting voltage of each output converter to (V05, V04, V03), and the setting output voltage Vout is output from the AC-DC converter 113 with the second priority. . In other words, the system control unit 30 switches the external command value from V1 to V2 during the transition from day to night, and shifts the output voltage while maintaining the voltage difference between the output converters. In this case, the solar cell converter 111 is in the operation OFF state, and the output voltage of the other output converters is lower than Vout, so that the DC power from the AC-DC converter 113 is output. At the time of transition from night to noon, the system control unit 30 switches the external command value from V2 to V1, shifts the output voltage while maintaining the voltage difference of each output converter, and is set by the solar cell converter 111. The output voltage Vout is output. Switching between daytime and nighttime control may be performed by monitoring the output of the solar cell 101 or the solar cell converter 111 and determining the state. The system control unit 30 may be provided with a timer such as a timer. It is also possible to determine and switch the state.

夜の停電時は、システム制御部30から外部指令値V3を与えて各出力用コンバータの設定電圧を(V06、V05、V04)とし、優先順位3番の蓄電池用コンバータ112より設定出力電圧Voutを出力させる。すなわち、夜に停電が発生したときは、システム制御部30は外部指令値をV2からV3に切り替え、各出力用コンバータの電圧差を保持したまま出力電圧をシフトさせる。この場合、太陽電池用コンバータ111及びAC−DCコンバータ113は動作OFFであり、蓄電池用コンバータ112からの直流電力が出力される。停電から復帰したときは、システム制御部30は外部指令値をV3からV2に切り替えて各出力用コンバータの電圧差を保持したまま出力電圧をシフトさせ、AC−DCコンバータ113より設定出力電圧Voutを出力させる。   In the event of a power failure at night, an external command value V3 is given from the system control unit 30 to set the set voltages of the output converters to (V06, V05, V04), and the set output voltage Vout from the storage battery converter 112 of priority 3 Output. That is, when a power failure occurs at night, the system control unit 30 switches the external command value from V2 to V3, and shifts the output voltage while maintaining the voltage difference between the output converters. In this case, the solar cell converter 111 and the AC-DC converter 113 are OFF, and DC power from the storage battery converter 112 is output. When recovering from the power failure, the system control unit 30 switches the external command value from V3 to V2, shifts the output voltage while maintaining the voltage difference of each output converter, and sets the set output voltage Vout from the AC-DC converter 113. Output.

また、昼に停電が発生した場合は、システム制御部30は特に動作を変更しないで外部指令値V1のままで太陽電池用コンバータ111からの出力を継続する。昼に停電が発生して復帰せずにそのまま夜になった場合は、システム制御部30は外部指令値をV1からV3に切り替え、直流電力の出力を太陽電池用コンバータ111から蓄電池用コンバータ112に切り替える。また、夜に停電が発生して復帰せずに昼に移行したときは、システム制御部30は外部指令値をV3からV1に切り替え、直流電力の出力を蓄電池用コンバータ112から太陽電池用コンバータ111に切り替える。また、夜に長期停電が継続した場合は、システム制御部30は蓄電池102の蓄電池容量が所定値以下となったときに蓄電池用コンバータ112の出力を停止し、待機状態とする。待機状態からの復帰時は、システム制御部30は太陽電池用コンバータ111の出力範囲内であるときは外部指令値をV1に、出力範囲外であるときは外部指令値をV2にし、優先順位に従って出力可能な場合は太陽電池用コンバータ111から出力し、そうでないときはAC−DCコンバータ113から出力させる。   In addition, when a power failure occurs in the daytime, the system control unit 30 continues the output from the solar cell converter 111 while maintaining the external command value V1 without changing the operation. When a power failure occurs in the daytime and the night is not restored, the system control unit 30 switches the external command value from V1 to V3, and outputs DC power from the solar cell converter 111 to the storage battery converter 112. Switch. Further, when a power failure occurs at night and shifts to daytime without returning, the system control unit 30 switches the external command value from V3 to V1, and outputs the DC power from the storage battery converter 112 to the solar cell converter 111. Switch to. When the long-term power outage continues at night, the system control unit 30 stops the output of the storage battery converter 112 when the storage battery capacity of the storage battery 102 becomes equal to or less than a predetermined value, and sets the standby state. When returning from the standby state, the system control unit 30 sets the external command value to V1 when it is within the output range of the solar cell converter 111, and sets the external command value to V2 when it is out of the output range. If the output is possible, the output is made from the solar cell converter 111, and if not, the output is made from the AC-DC converter 113.

上記のように、システム制御部30は、出力優先順位が上位の出力用コンバータの出力電圧が所定の設定出力電圧Voutとなるように外部指令値(出力電圧指令値)を出力し、上位の出力用コンバータからの出力が正常に得られない場合に、次の順位の出力用コンバータの出力電圧が設定出力電圧Voutとなるように出力電圧指令値を切り替える。このように、状態毎に出力電圧制御を行うことによって、太陽電池>商用電源>蓄電池の順序に従って、各状態において出力可能な出力用コンバータの中から優先順位の高い出力用コンバータより直流電力を出力させることができる。   As described above, the system control unit 30 outputs the external command value (output voltage command value) so that the output voltage of the output converter having the higher output priority is the predetermined set output voltage Vout, and the higher output When the output from the converter is not obtained normally, the output voltage command value is switched so that the output voltage of the next-order output converter becomes the set output voltage Vout. In this way, by performing output voltage control for each state, DC power is output from an output converter with higher priority among output converters that can output in each state in the order of solar cell> commercial power> storage battery. Can be made.

本実施形態の配電システムにおいて、出力電圧制御部10、及びその出力電圧検出部15は、図2に示した構成に限らず、他の構成をとることも可能である。以下に出力電圧制御部及び出力電圧検出部の構成の変形例を示す。   In the power distribution system according to the present embodiment, the output voltage control unit 10 and the output voltage detection unit 15 are not limited to the configuration illustrated in FIG. 2, and may have other configurations. Hereinafter, modified examples of the configurations of the output voltage control unit and the output voltage detection unit will be described.

図5は本実施形態における出力電圧検出部を他の構成とした出力電圧制御部の第1変形例を示す図である。第1変形例の出力電圧制御部10Aは、分圧抵抗の接続構成を変更した出力電圧検出部15Aを備えている。出力電圧検出部15Aは、抵抗素子R11、R12、R13が並列接続され、これらが1つの抵抗素子R14に直列接続されてそれぞれが1つの抵抗で分圧される形の分圧抵抗により構成される。各抵抗素子R11、R12、R13と抵抗素子R14との接続部の分圧点の電圧がそれぞれの出力用コンバータの出力電圧検出値として出力される。この場合、各出力用コンバータに対する出力電圧検出値が太陽電池<商用電源<蓄電池の順番で一定の電圧差を有するように、各抵抗素子の抵抗値を設定する。その他は図2の構成と同様である。   FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the output voltage control unit having another configuration of the output voltage detection unit in the present embodiment. The output voltage control unit 10A of the first modification includes an output voltage detection unit 15A in which the connection configuration of the voltage dividing resistor is changed. The output voltage detection unit 15A is configured by a voltage dividing resistor in which resistance elements R11, R12, and R13 are connected in parallel, these are connected in series to one resistance element R14, and each is divided by one resistor. . The voltage at the voltage dividing point of the connection portion between each of the resistance elements R11, R12, R13 and the resistance element R14 is output as an output voltage detection value of each output converter. In this case, the resistance value of each resistance element is set so that the output voltage detection value for each output converter has a certain voltage difference in the order of solar cell <commercial power source <storage battery. Others are the same as the structure of FIG.

図6は本実施形態における出力電圧検出部を他の構成とした出力電圧制御部の第2変形例を示す図である。第2変形例の出力電圧制御部10Bは、分圧抵抗の接続構成をさらに変更した出力電圧検出部15Bを備えている。出力電圧検出部15Bは、抵抗素子R21とR22、R23とR24、R25とR26がそれぞれ直列接続されて並列に分圧される形の分圧抵抗により構成される。各抵抗素子R21とR22、R23とR24、R25とR26の接続部の分圧点の電圧がそれぞれの出力用コンバータの出力電圧検出値として出力される。この場合、各出力用コンバータに対する出力電圧検出値が太陽電池<商用電源<蓄電池の順番で一定の電圧差を有するように、各抵抗素子の抵抗値を設定する。その他は図2の構成と同様である。   FIG. 6 is a diagram showing a second modification of the output voltage control unit having another configuration of the output voltage detection unit in the present embodiment. The output voltage control unit 10B of the second modification includes an output voltage detection unit 15B in which the connection configuration of the voltage dividing resistor is further changed. The output voltage detector 15B is configured by a voltage dividing resistor in which resistive elements R21 and R22, R23 and R24, and R25 and R26 are connected in series and divided in parallel. The voltage at the voltage dividing point at the connection portion of each of the resistance elements R21 and R22, R23 and R24, and R25 and R26 is output as an output voltage detection value of each output converter. In this case, the resistance value of each resistance element is set so that the output voltage detection value for each output converter has a certain voltage difference in the order of solar cell <commercial power source <storage battery. Others are the same as the structure of FIG.

図7は本実施形態における出力電圧制御部の第3変形例を示す図である。第3変形例は、各出力用コンバータに対して出力電圧制御部41、42、43を備えている。蓄電池用コンバータ112に接続される出力電圧制御部42は、電圧変換部44と蓄電池出力制御部47を備え、蓄電池出力制御部47は分圧抵抗による出力電圧検出部45とコンパレータによる比較部46とを備えている。出力電圧制御部41、43の構成も同様である。これらの出力電圧制御部41、42、43は、システム制御部30より1つの出力電圧指令値が与えられ、この出力電圧指令値に基づいて各出力用コンバータの出力電圧のフィードバック制御を行うようになっている。その他は図2の構成と同様である。   FIG. 7 is a diagram showing a third modification of the output voltage control unit in the present embodiment. The third modification includes output voltage control units 41, 42, and 43 for each output converter. The output voltage control unit 42 connected to the storage battery converter 112 includes a voltage conversion unit 44 and a storage battery output control unit 47. The storage battery output control unit 47 includes an output voltage detection unit 45 using a voltage dividing resistor and a comparison unit 46 using a comparator. It has. The configuration of the output voltage control units 41 and 43 is the same. These output voltage control units 41, 42, and 43 are given one output voltage command value from the system control unit 30, and perform feedback control of the output voltage of each output converter based on this output voltage command value. It has become. Others are the same as the structure of FIG.

これらの変形例においても、1つの指令値に基づいて複数の出力用コンバータの出力電圧制御を行うことによって、各出力用コンバータの出力電圧が所定の相対的な電圧差を保持したまま制御され、各コンバータ間の出力電圧の電圧差を常に一定にした状態で所定の出力電圧を得ることができる。   Also in these modified examples, by performing output voltage control of a plurality of output converters based on one command value, the output voltage of each output converter is controlled while maintaining a predetermined relative voltage difference, A predetermined output voltage can be obtained in a state where the voltage difference between the output voltages of the converters is always constant.

上述したように、本実施形態では、複数の電力源(太陽電池101、蓄電池102、商用電源105)からの供給電力に基づいてそれぞれの電力源に接続された出力用コンバータ(太陽電池用コンバータ111、蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113)から直流電力を出力して配電する構成において、各出力用コンバータ間で所定の電圧差を持つように出力電圧を制御する。これにより、各電力源の状態によって、予め設定した順序に従って所望の電力源の出力用コンバータから直流電力を出力させることが可能である。この際、各出力用コンバータの出力電圧を相対的に変動させるように、出力電圧の変化量が各コンバータ共にほぼ同じになるように1つの指令値をそれぞれの出力用コンバータの出力電圧制御部に与えるものとする。これにより、各出力用コンバータの出力電圧制御部における出力電圧指令値、制御目標値、基準電圧値等のばらつきを低減し、常に設定した1つの出力用コンバータから安定して出力することが可能になる。   As described above, in the present embodiment, output converters (solar cell converters 111) connected to each power source based on power supplied from a plurality of power sources (solar cell 101, storage battery 102, commercial power source 105). In the configuration in which DC power is output from the storage battery converter 112 and the AC-DC converter 113) and distributed, the output voltage is controlled so as to have a predetermined voltage difference between the output converters. Thereby, it is possible to output DC power from the output converter of a desired power source according to a preset order depending on the state of each power source. At this time, one command value is supplied to the output voltage control unit of each output converter so that the amount of change in the output voltage is substantially the same for each converter so that the output voltage of each output converter is relatively changed. Shall be given. As a result, variations in the output voltage command value, control target value, reference voltage value, etc. in the output voltage control section of each output converter can be reduced, and stable output from one output converter that is always set is possible. Become.

また、複数の出力用コンバータの出力電圧を検出する出力電圧検出部15、15A、15Bにおいて、各検出電圧に所定の電圧差を設けた構成とする。このように出力用コンバータ毎に検出電圧差を設けて、太陽電池出力制御部11、蓄電池出力制御部12、AC−DC出力制御部13による3つの連携フィードバック制御系を構成する。この検出電圧差がコンバータ毎の制御目標値の差に連動するため、各出力用コンバータにおいて相対的に出力電圧差が設定され、1番高い出力電圧設定のコンバータから安定的に出力させることが可能になる。また、複数の出力用コンバータの出力電圧検出部を一体化し、1つの出力電圧検出部15によって構成する。このように、同一の出力電圧検出部においてコンバータ毎に検出電圧差を設けることで、各出力用コンバータの出力電圧の検出値のばらつき、出力電圧の逆転等を抑止し、より安定して所定の出力用コンバータから出力させることが可能になる。また、出力電圧検出部において、分圧抵抗を設け、複数の出力用コンバータの検出電圧差を分圧抵抗によって得る構成とする。これにより、簡単な構成で確実に検出電圧差を設定可能である。   Further, in the output voltage detectors 15, 15A, 15B that detect the output voltages of the plurality of output converters, a predetermined voltage difference is provided for each detected voltage. Thus, a detection voltage difference is provided for each converter for output, and three cooperative feedback control systems by the solar cell output control unit 11, the storage battery output control unit 12, and the AC-DC output control unit 13 are configured. Since this detected voltage difference is linked to the difference in control target value for each converter, the output voltage difference is set relatively in each converter for output, and it is possible to stably output from the converter with the highest output voltage setting. become. In addition, the output voltage detection units of the plurality of output converters are integrated to form a single output voltage detection unit 15. In this way, by providing a detection voltage difference for each converter in the same output voltage detection unit, variation in the detection value of the output voltage of each output converter, inversion of the output voltage, etc. are suppressed, and a predetermined value can be more stably determined. It is possible to output from the output converter. In addition, the output voltage detection unit is provided with a voltage dividing resistor, and a detection voltage difference between a plurality of output converters is obtained by the voltage dividing resistor. As a result, the detection voltage difference can be reliably set with a simple configuration.

また、外部のシステム制御部30(制御部114)からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、複数の出力用コンバータに対応する出力電圧検出部15、15A、15Bの検出電圧値とを比較する比較部16を設け、この比較結果をフィードバック制御部121、122、123にフィードバックすることにより、出力電圧の可変設定を可能としている。これにより、所定の電圧差を保ったまま出力電圧を可変することができる。また、各出力用コンバータの基準電圧値を生成するために、外部のシステム制御部30からの出力電圧指令値を基準電圧値に変換する電圧変換部14を設けている。これにより、例えば各出力用コンバータ用のD/A変換部等を複数設けることなく、出力電圧指令値の入力ばらつき(D/A誤差)を低減することができる。   Further, the reference voltage value based on the output voltage command value from the external system control unit 30 (control unit 114) is compared with the detection voltage values of the output voltage detection units 15, 15A and 15B corresponding to the plurality of output converters. The comparison unit 16 is provided, and the comparison result is fed back to the feedback control units 121, 122, and 123, so that the output voltage can be variably set. As a result, the output voltage can be varied while maintaining a predetermined voltage difference. Further, in order to generate a reference voltage value of each output converter, a voltage conversion unit 14 that converts an output voltage command value from an external system control unit 30 into a reference voltage value is provided. Thereby, for example, the input variation (D / A error) of the output voltage command value can be reduced without providing a plurality of D / A converters for each output converter.

また、各電力源、及び各出力用コンバータの出力有無、出力電圧等の出力状態を検知する出力状態検知部を備え、システム制御部30(制御部114)は、状態に応じて出力電圧指令値を可変することによって、各出力用コンバータの出力電圧を電圧差を保ったまま変化させるようにしている。これにより、状態に応じて出力させる出力用コンバータを切り替える際に、出力されるコンバータ(出力電圧が一番高いコンバータ)の出力電圧によるシステム電圧(設定出力電圧)が常に一定になるようにして、直流電力を出力させることが可能である。   In addition, each power source includes an output state detection unit that detects the output state of each output source, such as the output presence / absence of each output converter, and the system control unit 30 (control unit 114) outputs an output voltage command value according to the state. The output voltage of each output converter is changed while maintaining the voltage difference. As a result, when switching the output converter to be output according to the state, the system voltage (set output voltage) by the output voltage of the output converter (converter with the highest output voltage) is always constant, It is possible to output DC power.

また、複数の電力源の出力用コンバータの出力電圧設定値は、太陽電池用コンバータ111>AC−DCコンバータ113>蓄電池用コンバータ112とし、太陽電池101>商用電源105>蓄電池102の順番で複数の電力源の出力優先順位を設定する。これにより、太陽電池を一番上位として自然エネルギーを有効に利用することができる。また、蓄電池は夜の停電時のバックアップ出力として通常は極力使わないように設定することによって、上位の電力源がいずれも使用できない時のみに使用するようにし、必要なときのバックアップ時間を確保することができる。   The output voltage set values of the output converters of the plurality of power sources are set as follows: solar cell converter 111> AC-DC converter 113> storage battery converter 112, solar cell 101> commercial power supply 105> storage battery 102. Sets the power source output priority. Thereby, the natural energy can be effectively used with the solar cell as the highest rank. In addition, by setting the storage battery to be used as a backup output at the time of a power outage at night as much as possible, it is used only when none of the upper power sources can be used, ensuring backup time when necessary. be able to.

また、蓄電池用コンバータ112の出力部には、ダイオード127を設けてダイオード127により出力電圧を分離するとともに、出力電圧制御部10において独立したフィードバック制御系(出力電圧検出部21、比較部22)を別にもう一つ設けている。ここで、蓄電池102用の独立したフィードバック制御系の設定電圧は、3つの連携フィードバック制御系の設定出力電圧よりも低く設定する。蓄電池102は、バックアップ出力として通常は極力使わないように設定しており、他の電力源から出力されているときは設定電圧が他よりも低くなって蓄電池用コンバータ112から出力されないので、常時動作可能であるかどうかわからない。このため、ダイオードにより出力電圧を分離し、別のフィードバック制御系により設定出力電圧より低い電圧で出力しておくことにより、出力動作確認が可能である。また、蓄電池102を出力状態としているので、蓄電池使用時のコンバータ出力動作を速くでき、バックアップ動作への切り替えを迅速にできる。   In addition, the output unit of the storage battery converter 112 is provided with a diode 127 to separate the output voltage by the diode 127, and an independent feedback control system (the output voltage detection unit 21 and the comparison unit 22) in the output voltage control unit 10. Another one is provided. Here, the set voltage of the independent feedback control system for the storage battery 102 is set lower than the set output voltages of the three cooperative feedback control systems. The storage battery 102 is normally set not to be used as a backup output as much as possible, and when it is output from another power source, the set voltage is lower than the other and is not output from the storage battery converter 112. I don't know if it is possible. For this reason, it is possible to check the output operation by separating the output voltage with a diode and outputting the output voltage at a voltage lower than the set output voltage with another feedback control system. In addition, since the storage battery 102 is in the output state, the converter output operation when using the storage battery can be speeded up, and the switching to the backup operation can be performed quickly.

また、独立したフィードバック制御系は、外部のシステム制御部30(制御部114)からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、出力電圧検出部21の検出電圧値とを比較する比較部22を設け、この比較結果をフィードバック制御部122に帰還することにより、出力電圧の可変設定を可能としている。これにより、出力電圧指令値に基づき、現在出力している電力源からの直流電力の電圧と所定の電圧差を保った状態で相対的に出力電圧を可変でき、蓄電池使用時のコンバータ出力動作を速くできる。   The independent feedback control system includes a comparison unit 22 that compares the reference voltage value based on the output voltage command value from the external system control unit 30 (control unit 114) and the detection voltage value of the output voltage detection unit 21. By providing the comparison result to the feedback control unit 122, the output voltage can be variably set. Thus, based on the output voltage command value, the output voltage can be relatively varied while maintaining a predetermined voltage difference from the voltage of the DC power from the power source that is currently outputting, and the converter output operation when using the storage battery can be performed. Can be fast.

なお、複数の電力源の出力優先順位の設定は、上記の順序に限らず、電力源の種類、数、設置場所の仕様等に応じて、種々の設定例が可能である。例えば、蓄電池を省エネルギー用の電力源として用いて、各出力用コンバータの出力電圧設定値を、太陽電池>蓄電池(省エネルギー用動作)>商用電源>蓄電池(バックアップ用動作)の順序とすることも可能である。このような出力電圧設定とした場合においても、上述した制御例と同様にして、状態に応じて予め設定した出力優先順位に基づいて1つの出力用コンバータから安定して出力することが可能になる。この設定例では、商用電源を利用する前に蓄電池から出力されるので、太陽電池エネルギーで蓄積した電力を蓄電池より使用することが可能となり、省エネルギーを図ることができる。この場合、省エネルギー用動作時の蓄電池の出力電圧制御は、出力電圧検出部21、比較部22による独立したフィードバック制御系を用い、切替スイッチ23を設けてフィードバック制御系の動作を切替可能とする。これにより、予め設定した電池残量に到達すれば、商用電源から蓄電池へ出力切替ができ、また、バックアップ用としても蓄電池が利用できる。なお、このように独立したフィードバック制御系を切替スイッチ等によって切り替える構成とした場合、出力電圧を分離するダイオードは必ずしも設けなくてもよい。この構成では、独立したフィードバック制御系の設定電圧は、3つの連携フィードバック制御系の各設定電圧に対して、これらのいずれかの中間電圧に設定するなど、任意に設定可能である。   The setting of the output priority order of the plurality of power sources is not limited to the above order, and various setting examples are possible depending on the type and number of power sources, the specifications of the installation location, and the like. For example, using a storage battery as an energy-saving power source, the output voltage setting value of each output converter can be in the order of solar battery> storage battery (energy-saving operation)> commercial power> storage battery (backup operation). It is. Even when the output voltage is set as described above, it is possible to stably output from one output converter based on the output priority set in advance according to the state, similarly to the above-described control example. . In this setting example, the power is output from the storage battery before using the commercial power supply. Therefore, the power stored by the solar battery energy can be used from the storage battery, and energy saving can be achieved. In this case, the output voltage control of the storage battery during the energy saving operation uses an independent feedback control system by the output voltage detection unit 21 and the comparison unit 22, and the changeover switch 23 is provided so that the operation of the feedback control system can be switched. Thereby, if the preset battery remaining amount is reached, the output can be switched from the commercial power source to the storage battery, and the storage battery can be used for backup. When the independent feedback control system is switched by a changeover switch or the like as described above, a diode for separating the output voltage is not necessarily provided. In this configuration, the set voltage of the independent feedback control system can be arbitrarily set such that the set voltage of each of the three cooperative feedback control systems is set to any one of these intermediate voltages.

また、停電時において蓄電池102から出力してバックアップを行う際、蓄電池102の蓄電量が所定値より少なくなった場合、蓄電池用コンバータ112からの出力を停止する。そして、上位の電力源が復電するまでの間、蓄電池102からシステム制御部30のマイクロコンピュータのみに電力供給を受けるようにし、待機状態とする。これにより、システム制御部30の動作を継続させ、復電した際に直ちに上位の電力源からの電力を出力できる。また、復電するまでの間、少なくとも太陽電池101で十分な発電が行われて太陽電池用コンバータ111の出力範囲内となるまでは、待機状態を継続してシステム制御部30のみに電力を供給する。このように長期停電の場合、太陽電池101からの電力供給が停止している間(夜間)はバックアップ出力を停止してシステム制御部30のマイクロコンピュータのみを機能させておくことにより、翌日に太陽電池101が発電開始したときに直ちに電力復帰が可能になる。   Further, when backup is performed by outputting from the storage battery 102 at the time of power failure, output from the storage battery converter 112 is stopped when the storage amount of the storage battery 102 becomes smaller than a predetermined value. Until the upper power source recovers, only the microcomputer of the system control unit 30 is supplied with power from the storage battery 102 to enter a standby state. Thereby, the operation of the system control unit 30 can be continued, and the power from the upper power source can be immediately output when the power is restored. In addition, until the power is restored, at least until the solar cell 101 sufficiently generates power and falls within the output range of the solar cell converter 111, the standby state is continued and power is supplied only to the system control unit 30. To do. Thus, in the case of a long-term power outage, while the power supply from the solar battery 101 is stopped (nighttime), the backup output is stopped and only the microcomputer of the system control unit 30 is allowed to function, so that the next day When the battery 101 starts power generation, power can be restored immediately.

なお、出力優先順位が上位に設定された電力源の出力用コンバータについて、少なくとも1つ以上の出力用コンバータは、垂下出力特性を備えたコンバータで構成されているものとする。そして、大電流負荷が接続された場合に、2つ以上の複数の電力源から出力可能とする。図8は本実施形態における各電力源の出力特性を示す図であり、太陽電池用コンバータ111、AC−DCコンバータ113、蓄電池用コンバータ112の各出力用コンバータの出力特性を示した特性図である。図8において、それぞれの出力特性図は横軸が電流(A)を、縦軸が電圧(V)を示しており、各出力用コンバータが垂下出力特性を有している。3つの出力用コンバータの出力特性を合わせると下側の特性図のようになり、定格出力においては一番高い電圧の電力源の出力用コンバータ(ここでは太陽電池用コンバータ)からの直流電力が出力される。定格出力より大きな負荷(過電流負荷)の場合は複数の電力源から出力させることにより、大容量出力に対応できる。   As for the output converter of the power source with the output priority set higher, it is assumed that at least one output converter is composed of a converter having a drooping output characteristic. When a large current load is connected, output is possible from two or more power sources. FIG. 8 is a diagram showing the output characteristics of each power source in this embodiment, and is a characteristic diagram showing the output characteristics of each output converter of the solar cell converter 111, the AC-DC converter 113, and the storage battery converter 112. . In FIG. 8, in each output characteristic diagram, the horizontal axis represents current (A) and the vertical axis represents voltage (V), and each output converter has a drooping output characteristic. Combining the output characteristics of the three output converters results in the characteristic diagram on the lower side. At the rated output, DC power from the output converter of the highest voltage power source (here, the solar cell converter) is output. Is done. In the case of a load larger than the rated output (overcurrent load), it is possible to cope with a large capacity output by outputting from a plurality of power sources.

本実施形態によれば、各電力源の状態によって、予め設定した順序に従って所望の電力源の出力用コンバータから直流電力を出力させることが可能となる。また、1つの出力電圧指令値を与えることで、各出力用コンバータに対する出力電圧指令値、制御目標値、基準電圧値等のばらつきを低減し、常に設定に従った所定の出力用コンバータから安定して出力することが可能になる。また、各出力用コンバータ毎の検出電圧に所定の電圧差を設け、検出電圧差が各出力用コンバータ毎の制御目標値の差に連動するため、各出力用コンバータにおいて相対的に出力電圧差が設定され、1番高い出力電圧設定のコンバータから安定的に出力させることが可能になる。また、一体化された出力電圧検出部においてコンバータ毎に検出電圧差を設けることで、各出力用コンバータの出力電圧の検出値のばらつき、出力電圧の逆転等を抑止し、より安定して所定の出力用コンバータから出力させることが可能になる。また、出力電圧検出部を分圧抵抗によって構成することで、簡単な構成で確実に検出電圧差を設定可能である。   According to the present embodiment, it is possible to output DC power from the output converter of a desired power source according to a preset order depending on the state of each power source. Also, by giving one output voltage command value, variations in the output voltage command value, control target value, reference voltage value, etc. for each output converter can be reduced, and stable from a predetermined output converter according to the setting. Can be output. In addition, since a predetermined voltage difference is provided for the detection voltage for each output converter, and the detection voltage difference is linked to the control target value difference for each output converter, the output voltage difference is relatively different in each output converter. It is possible to stably output from the converter having the highest output voltage setting. Further, by providing a detection voltage difference for each converter in the integrated output voltage detection unit, it is possible to suppress variations in the detected value of the output voltage of each output converter, inversion of the output voltage, etc. It is possible to output from the output converter. Further, by configuring the output voltage detection unit with a voltage dividing resistor, it is possible to reliably set the detection voltage difference with a simple configuration.

また、出力電圧制御部は、システム制御部からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、出力電圧検出部による複数の出力用コンバータの検出電圧値とを比較する比較部を備え、この比較結果を各出力用コンバータにフィードバックする構成としている。これにより、各出力用コンバータの出力電圧の可変設定が可能であり、所定の電圧差を保ったまま出力電圧を可変することができる。また、システム制御部からの出力電圧指令値を基準電圧値に変換する電圧変換部を備えることで、例えば各出力用コンバータ用のD/A変換部等を複数設けることなく、出力電圧指令値の入力ばらつき(D/A誤差)を低減することが可能となる。   Further, the output voltage control unit includes a comparison unit that compares a reference voltage value based on the output voltage command value from the system control unit and detection voltage values of the plurality of output converters by the output voltage detection unit. Are fed back to each output converter. Thereby, the output voltage of each output converter can be variably set, and the output voltage can be varied while maintaining a predetermined voltage difference. Further, by providing a voltage conversion unit that converts the output voltage command value from the system control unit into a reference voltage value, for example, without providing a plurality of D / A conversion units for each output converter, the output voltage command value Input variation (D / A error) can be reduced.

また、各電力源及び各出力用コンバータの出力状態を検知する出力状態検知部を備え、システム制御部が、状態に応じて出力電圧指令値を可変する構成としている。これにより、各出力用コンバータの出力電圧を電圧差を保ったまま変化させるようにし、状態に応じて出力させる出力用コンバータを切り替える際に、出力されるコンバータ(出力電圧が一番高いコンバータ)の出力電圧によるシステム電圧(設定出力電圧)が常に一定になるようにして、直流電力を出力させることが可能である。また、システム制御部は、出力優先順位が上位の出力用コンバータの出力電圧が所定の設定出力電圧となるように出力電圧指令値を出力し、上位の出力用コンバータからの出力が正常に得られない場合に、次の順位の出力用コンバータの出力電圧が設定出力電圧となるように出力電圧指令値を切り替えるようにする。これにより、出力優先順位に従って、上位のものから順に出力可能な出力用コンバータより所定の設定出力電圧の直流電力を出力させることが可能である。また、複数の出力用コンバータのうち、出力優先順位が上位に設定された少なくとも1つ以上の出力用コンバータは、垂下出力特性を備えたコンバータで構成する。これにより、大電流負荷が接続された場合に、2つ以上の複数の電力源から出力可能とすることで、大容量出力に対応可能である。   In addition, an output state detection unit that detects the output state of each power source and each output converter is provided, and the system control unit varies the output voltage command value according to the state. As a result, the output voltage of each output converter is changed while maintaining the voltage difference, and the output converter (the converter with the highest output voltage) is output when switching the output converter to be output depending on the state. It is possible to output DC power so that the system voltage (set output voltage) by the output voltage is always constant. In addition, the system control unit outputs the output voltage command value so that the output voltage of the output converter with the higher output priority becomes the predetermined set output voltage, and the output from the higher output converter is normally obtained. If not, the output voltage command value is switched so that the output voltage of the next-order output converter becomes the set output voltage. Accordingly, it is possible to output DC power of a predetermined set output voltage from an output converter that can output in order from the higher one according to the output priority. Further, among the plurality of output converters, at least one or more output converters whose output priorities are set higher are configured by converters having drooping output characteristics. Thereby, when a large current load is connected, output from two or more plural power sources can be performed, so that a large capacity output can be handled.

以降の実施形態において、配電システムの具体的な構成例のバリエーションをいくつか示す。以下では、図2に示した第1の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。   In the following embodiments, some variations of specific configuration examples of the power distribution system are shown. In the following, the same components as those in the first embodiment shown in FIG.

(第2の実施形態)
図9は、第2の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。配電システムは、第1の実施形態と同様に、太陽電池用コンバータ111、蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113を備えている。これらのコンバータの各出力端は並列接続されて直流配電路107と接続され、いずれかのコンバータからの直流電力が直流配電路107を介して直流電力出力131として出力される。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating a main configuration of the power distribution system according to the second embodiment. As in the first embodiment, the power distribution system includes a solar cell converter 111, a storage battery converter 112, and an AC-DC converter 113. The output terminals of these converters are connected in parallel and connected to the DC distribution path 107, and DC power from any converter is output as a DC power output 131 via the DC distribution path 107.

第2の実施形態では、出力電圧制御部50Aにおいて、蓄電池出力制御部12には、独立したフィードバック制御系として、他の出力電圧検出部21と、比較部22とが設けられ、蓄電池用コンバータ112の出力線路に接続されている。比較部22はコンパレータCP4を有して構成され、比較部22の出力端には切替スイッチ(SW)23が設けられ、出力電圧検出部21及び比較部22による独立したフィードバック制御系の動作をON/OFFできるようになっている。切替スイッチ23は、比較部22のコンパレータCP4の出力をオンまたはオフするON/OFF切替型だけでなく、比較部16のコンパレータCP1の出力と比較部22のコンパレータCP4の出力とを選択的に切り替える2系統切替型のスイッチなどを用いてもよい。なお、蓄電池用コンバータ112の出力線路には、出力電圧を他の電力源と分離するダイオードを設けない構成となっている。   In the second embodiment, in the output voltage control unit 50A, the storage battery output control unit 12 is provided with another output voltage detection unit 21 and a comparison unit 22 as independent feedback control systems, and the storage battery converter 112 is provided. Connected to the output line. The comparison unit 22 includes a comparator CP4, and a changeover switch (SW) 23 is provided at the output terminal of the comparison unit 22 to turn on the independent feedback control system operation by the output voltage detection unit 21 and the comparison unit 22. Can be turned off. The changeover switch 23 is not only an ON / OFF switching type that turns on or off the output of the comparator CP4 of the comparison unit 22, but also selectively switches between the output of the comparator CP1 of the comparison unit 16 and the output of the comparator CP4 of the comparison unit 22. A two-system switching type switch or the like may be used. The output line of the storage battery converter 112 does not include a diode that separates the output voltage from other power sources.

比較部22は、蓄電池用コンバータ112の出力電圧検出値と基準電圧値V4とを比較し、差分値をフィードバック制御値として蓄電池用コンバータ112のフィードバック制御部に帰還する。システム制御部70Aは、比較部16及び比較部22の各コンパレータの基準電圧値(設定電圧)を設定するとともに、蓄電池102の残量検出、及び切替スイッチ23のON/OFF制御を行い、フィードバック制御系の動作を切り替える。その他の構成は図2に示した第1の実施形態と同様である。   The comparison unit 22 compares the output voltage detection value of the storage battery converter 112 with the reference voltage value V4, and feeds back the difference value as a feedback control value to the feedback control unit of the storage battery converter 112. The system control unit 70A sets reference voltage values (set voltages) of the comparators of the comparison unit 16 and the comparison unit 22, performs detection of the remaining amount of the storage battery 102, and ON / OFF control of the changeover switch 23, thereby performing feedback control. Switches the system operation. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

この際、基準電圧値は、V1>V4>V2>V3とする。例えば、V1=48V、V4=47.5V、V2=47V、V3=46Vに設定する。独立したフィードバック制御系による出力電圧制御(基準電圧値V4)は、蓄電池の省エネルギーモードでの動作などに利用可能である。省エネルギーモードでは、太陽電池101からの出力電力を蓄電池102に蓄えて、この蓄電池102の電力を利用することで、商用電源105からの電力の利用をできるだけ行わないようにして省力化を図る。これにより、各出力用コンバータの出力電圧は、太陽電池>蓄電池(省エネルギー用)>商用電源>蓄電池(バックアップ用)の順番で一定の電圧差を持つように設定される。   At this time, the reference voltage value is V1> V4> V2> V3. For example, V1 = 48V, V4 = 47.5V, V2 = 47V, and V3 = 46V are set. The output voltage control (reference voltage value V4) by the independent feedback control system can be used for the operation of the storage battery in the energy saving mode. In the energy saving mode, the output power from the solar battery 101 is stored in the storage battery 102, and the power of the storage battery 102 is used, so that the power from the commercial power supply 105 is not used as much as possible to save labor. Thereby, the output voltage of each output converter is set to have a constant voltage difference in the order of solar battery> storage battery (for energy saving)> commercial power supply> storage battery (for backup).

第2の実施形態では、蓄電池102の残量に応じて、フィードバック制御系を切り替えることにより、商用電源105からの出力電力の利用前に蓄電池102の出力電力が出力される。これによって、太陽電池エネルギーで蓄積した電力を使用することが可能となり、省エネルギー化を実現できる。また、独立したフィードバック制御系の基準電圧値(設定電圧)を、3つの連携フィードバック制御系の各基準電圧値(設定電圧)に対して任意に設定することで、各出力用コンバータの出力優先順位を変更することができる。   In the second embodiment, the output power of the storage battery 102 is output before using the output power from the commercial power supply 105 by switching the feedback control system according to the remaining amount of the storage battery 102. As a result, it is possible to use electric power stored by solar cell energy, and energy saving can be realized. Also, by setting the reference voltage value (set voltage) of the independent feedback control system arbitrarily for each reference voltage value (set voltage) of the three linked feedback control systems, the output priority of each output converter Can be changed.

(第3の実施形態)
図10は、第3の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。第3の実施形態では、蓄電池用コンバータ112の出力端と各出力用コンバータの正極側の出力経路の接続点との間に、出力電圧を分離するダイオード60が直列接続されて設けられている。また、出力電圧制御部50Bにおいて、蓄電池出力制御部12には、独立したフィードバック制御系として、さらに他の出力電圧検出部61と、比較部62とが設けられ、蓄電池用コンバータ112の出力線路におけるダイオード60のアノード側に接続されている。比較部62はコンパレータCP5を有して構成され、蓄電池用コンバータ112のダイオード60より手前側の出力電圧検出値と基準電圧値V5とを比較し、差分値をフィードバック制御値として蓄電池用コンバータ112のフィードバック制御部に帰還する。システム制御部70Bは、比較部16及び比較部62の各コンパレータの基準電圧値(設定電圧)を設定し、3つの連携フィードバック制御系及び独立したフィードバック制御系の動作を制御する。その他の構成は図2に示した第1の実施形態と同様である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of main parts of the power distribution system according to the third embodiment. In the third embodiment, a diode 60 for separating an output voltage is provided in series between the output terminal of the storage battery converter 112 and the connection point of the output path on the positive electrode side of each output converter. Further, in the output voltage control unit 50B, the storage battery output control unit 12 is further provided with another output voltage detection unit 61 and a comparison unit 62 as an independent feedback control system, in the output line of the storage battery converter 112. It is connected to the anode side of the diode 60. The comparison unit 62 is configured to include a comparator CP5, compares the output voltage detection value on the near side of the diode 60 of the storage battery converter 112 with the reference voltage value V5, and uses the difference value as a feedback control value for the storage battery converter 112. Return to the feedback control unit. The system control unit 70B sets reference voltage values (set voltages) of the comparators of the comparison unit 16 and the comparison unit 62, and controls the operations of the three cooperative feedback control systems and the independent feedback control system. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.

この際、基準電圧値は、V1>V2>V3、かつV3>V5とする。例えば、V1=48V、V2=47V、V3=46V、V5=45Vに設定する。これにより、各出力用コンバータの出力電圧は、太陽電池>商用電源>蓄電池(バックアップ用)>蓄電池(独立フィードバック)の順番で一定の電圧差を持つように設定される。この場合は、蓄電池用コンバータ112の出力線路におけるダイオード60の手前側において、独立したフィードバック制御系によって、蓄電池用コンバータ112からの直流電力出力131における出力電圧よりも低い電圧で出力電圧を制御することになる。このような出力電圧制御によって、蓄電池用コンバータ112が基準電圧値V5の設定電圧で常に出力した状態となる。   At this time, the reference voltage values are V1> V2> V3 and V3> V5. For example, V1 = 48V, V2 = 47V, V3 = 46V, and V5 = 45V are set. Thereby, the output voltage of each output converter is set to have a constant voltage difference in the order of solar battery> commercial power> storage battery (for backup)> storage battery (independent feedback). In this case, the output voltage is controlled at a voltage lower than the output voltage of the DC power output 131 from the storage battery converter 112 by an independent feedback control system on the front side of the diode 60 in the output line of the storage battery converter 112. become. By such output voltage control, the storage battery converter 112 is in a state of always outputting with the set voltage of the reference voltage value V5.

第3の実施形態では、蓄電池用コンバータ112の出力電圧を分離し、独立したフィードバック制御系で制御することによって、蓄電池用コンバータ112が常に出力した状態となり、蓄電池102からの出力電力を使用する際の出力切替時のフィードバック応答性を改善できる。これによって、蓄電池使用時のコンバータ出力切替動作を速くすることができる。   In the third embodiment, when the output voltage of the storage battery converter 112 is separated and controlled by an independent feedback control system, the storage battery converter 112 always outputs and the output power from the storage battery 102 is used. The feedback response at the time of output switching can be improved. Thereby, the converter output switching operation when the storage battery is used can be speeded up.

(第4の実施形態)
図11は、第4の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。第4の実施形態では、蓄電池用コンバータ112の入力と出力を検出する蓄電池コンバータ入出力検出部を備え、この蓄電池コンバータ入出力検出部の検出結果をシステム制御部70Cに入力する構成となっている。出力電圧制御部50Cは、図10に示した第3の実施形態の出力電圧制御部50Bと同様の構成である。システム制御部70Cは、蓄電池用コンバータ112への入力電圧または蓄電池102の残量の検出値と、蓄電池用コンバータ112からの出力電圧の検出値とを入力し、蓄電池用コンバータ112の入力部の入力電圧と、出力部のダイオード60のアノード側の出力電圧とを監視する。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of main parts of the power distribution system according to the fourth embodiment. In the fourth embodiment, a storage battery converter input / output detection unit that detects the input and output of the storage battery converter 112 is provided, and the detection result of the storage battery converter input / output detection unit is input to the system control unit 70C. . The output voltage control unit 50C has the same configuration as the output voltage control unit 50B of the third embodiment illustrated in FIG. The system control unit 70C inputs the input voltage to the storage battery converter 112 or the detected value of the remaining amount of the storage battery 102 and the detected value of the output voltage from the storage battery converter 112, and inputs the input to the input unit of the storage battery converter 112. The voltage and the output voltage on the anode side of the diode 60 of the output unit are monitored.

第4の実施形態では、蓄電池用コンバータ112の入力電圧及び出力電圧を監視することによって、蓄電池用コンバータ112の未出力時の故障判定が可能となる。   In the fourth embodiment, by monitoring the input voltage and output voltage of the storage battery converter 112, it is possible to determine a failure when the storage battery converter 112 is not output.

(第5の実施形態)
図12は、第5の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。第5の実施形態では、出力電圧制御部50Dの蓄電池出力制御部12において、独立したフィードバック制御系の比較部62のコンパレータCP5の出力端に、ダイオード63が直列接続されて設けられている。また、連携フィードバック制御系の比較部16のコンパレータCP1の出力端にもダイオード64が直列接続されて設けられ、これらのダイオード63、64のカソード同士が並列接続されてフィードバック出力切替部が構成され、蓄電池用コンバータ112のフィードバック制御部に接続される。その他の構成は図11に示した第4の実施形態と同様である。システム制御部70Dは、第4の実施形態のシステム制御部70Cと同様の機能を有している。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating a main configuration of a power distribution system according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, in the storage battery output control unit 12 of the output voltage control unit 50D, a diode 63 is connected in series to the output terminal of the comparator CP5 of the comparison unit 62 of the independent feedback control system. Further, a diode 64 is also provided in series with the output terminal of the comparator CP1 of the comparison unit 16 of the cooperative feedback control system, and the cathodes of these diodes 63 and 64 are connected in parallel to form a feedback output switching unit. It is connected to the feedback control unit of storage battery converter 112. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment shown in FIG. The system control unit 70D has the same function as the system control unit 70C of the fourth embodiment.

なお、フィードバック出力切替部のダイオード63、64は、図10の第3の実施形態の構成、図11の第4の実施形態の構成のいずれの独立したフィードバック制御系に適用して設けることも可能である。また、ダイオード63、64の並列接続の代わりに、図9の第2の実施形態の切替スイッチ23と同様に、ON/OFF切替型のスイッチあるいは2系統切替型のスイッチなどを設けて、比較部62、16のフィードバック出力を切り替えることも可能である。   The diodes 63 and 64 of the feedback output switching unit can be provided by applying to any independent feedback control system of the configuration of the third embodiment in FIG. 10 or the configuration of the fourth embodiment in FIG. It is. Further, in place of the parallel connection of the diodes 63 and 64, an ON / OFF switching type switch or a two-system switching type switch is provided in the same manner as the change-over switch 23 of the second embodiment in FIG. It is also possible to switch the feedback output of 62 and 16.

第5の実施形態では、独立したフィードバック制御系の比較部62の出力部にダイオードを設けることによって、連携フィードバック制御系と独立したフィードバック制御系とでフィードバック動作を確実に切り替えて出力電圧制御を行うことができる。また、フィードバック制御系の出力切り替えにダイオードを用いることで、システム制御部70Dによる制御信号を要することなく動作の切り替えが可能であり、簡単な構成でフィードバック出力切替部を実現できる。   In the fifth embodiment, by providing a diode at the output of the comparator 62 of the independent feedback control system, output voltage control is performed by reliably switching the feedback operation between the cooperative feedback control system and the independent feedback control system. be able to. Further, by using a diode for switching the output of the feedback control system, the operation can be switched without requiring a control signal from the system control unit 70D, and a feedback output switching unit can be realized with a simple configuration.

(第6の実施形態)
図13は、第6の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。第6の実施形態では、第3〜第5の実施形態の蓄電池用コンバータ112と同様に、AC−DCコンバータ113においても独立したフィードバック制御系を備える構成となっている。AC−DCコンバータ113の出力端と各出力用コンバータの正極側の出力経路の接続点との間に、出力電圧を分離するダイオード65が直列接続されて設けられている。また、出力電圧制御部50Eにおいて、AC−DC出力制御部13には、独立したフィードバック制御系として、さらに他の出力電圧検出部66と、比較部67とが設けられ、AC−DCコンバータ113の出力線路におけるダイオード65のアノード側に接続されている。比較部67はコンパレータCP6を有して構成され、AC−DCコンバータ113のダイオード65より手前側の出力電圧検出値と基準電圧値V6とを比較し、差分値をフィードバック制御値としてAC−DCコンバータ113のフィードバック制御部に帰還する。
(Sixth embodiment)
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of main parts of a power distribution system according to the sixth embodiment. In the sixth embodiment, similar to the storage battery converter 112 of the third to fifth embodiments, the AC-DC converter 113 has an independent feedback control system. A diode 65 for separating the output voltage is connected in series between the output end of the AC-DC converter 113 and the connection point of the output path on the positive side of each output converter. In the output voltage control unit 50E, the AC-DC output control unit 13 is further provided with another output voltage detection unit 66 and a comparison unit 67 as an independent feedback control system. It is connected to the anode side of the diode 65 in the output line. The comparison unit 67 includes a comparator CP6, compares the output voltage detection value before the diode 65 of the AC-DC converter 113 with the reference voltage value V6, and uses the difference value as a feedback control value as an AC-DC converter. Return to the feedback control unit 113.

また、独立したフィードバック制御系の比較部67のコンパレータCP6の出力端に、ダイオード68が直列接続されて設けられている。また、連携フィードバック制御系の比較部16のコンパレータCP2の出力端にもダイオード69が直列接続されて設けられ、これらのダイオード68、69のカソード同士が並列接続されてフィードバック出力切替部が構成され、AC−DCコンバータ113のフィードバック制御部に接続される。システム制御部70Eは、比較部16、比較部62及び比較部67の各コンパレータの基準電圧値(設定電圧)を設定し、3つの連携フィードバック制御系及び2つの独立したフィードバック制御系の動作を制御する。その他の構成は図12に示した第5の実施形態と同様である。   In addition, a diode 68 is provided in series with the output terminal of the comparator CP6 of the comparator 67 of the independent feedback control system. In addition, a diode 69 is also provided in series with the output terminal of the comparator CP2 of the comparison unit 16 of the cooperative feedback control system, and the cathodes of these diodes 68 and 69 are connected in parallel to form a feedback output switching unit. It is connected to the feedback control unit of the AC-DC converter 113. The system control unit 70E sets reference voltage values (set voltages) of the comparators of the comparison unit 16, the comparison unit 62, and the comparison unit 67, and controls the operations of the three cooperative feedback control systems and the two independent feedback control systems. To do. Other configurations are the same as those of the fifth embodiment shown in FIG.

この際、基準電圧値は、V1>V2>V3、かつV3>V5、かつV2>V6、かつV6>V5とする。例えば、V1=48V、V2=47V、V3=46V、V6=46.5V、V5=45Vに設定する。これにより、各出力用コンバータの出力電圧は、太陽電池>商用電源>商用電源(独立フィードバック)>蓄電池(バックアップ用)>蓄電池(独立フィードバック)の順番で一定の電圧差を持つように設定される。この場合は、第3〜第5の実施形態の蓄電池用コンバータ112と同様に、AC−DCコンバータ113の出力線路におけるダイオード65の手前側において、独立したフィードバック制御系によって、AC−DCコンバータ113からの直流電力出力131における出力電圧よりも低い電圧で出力電圧を制御することになる。このような出力電圧制御によって、AC−DCコンバータ113が基準電圧値V6の設定電圧で常に出力した状態となる。   At this time, the reference voltage values are V1> V2> V3, V3> V5, V2> V6, and V6> V5. For example, V1 = 48V, V2 = 47V, V3 = 46V, V6 = 46.5V, and V5 = 45V are set. As a result, the output voltage of each output converter is set to have a constant voltage difference in the order of solar battery> commercial power> commercial power (independent feedback)> storage battery (for backup)> storage battery (independent feedback). . In this case, similar to the storage battery converter 112 of the third to fifth embodiments, the AC-DC converter 113 is separated from the AC-DC converter 113 by an independent feedback control system on the front side of the diode 65 in the output line of the AC-DC converter 113. Therefore, the output voltage is controlled at a voltage lower than the output voltage at the DC power output 131. By such output voltage control, the AC-DC converter 113 is in a state of always outputting with the set voltage of the reference voltage value V6.

第6の実施形態では、AC−DCコンバータ113の出力電圧を分離し、独立したフィードバック制御系で制御することによって、AC−DCコンバータ113が常に出力した状態となり、商用電源105からの出力電力を使用する際の出力切替時のフィードバック応答性を改善できる。これによって、商用電源使用時のコンバータ出力切替動作を速くすることができる。   In the sixth embodiment, the output voltage of the AC-DC converter 113 is separated and controlled by an independent feedback control system, so that the AC-DC converter 113 is always in the output state, and the output power from the commercial power source 105 is reduced. The feedback responsiveness at the time of output switching when using can be improved. Thereby, the converter output switching operation when using the commercial power supply can be speeded up.

(第7の実施形態)
図14は、第7の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。第7の実施形態では、AC−DCコンバータ113の入力と出力を検出するAC−DCコンバータ入出力検出部を備え、このAC−DCコンバータ入出力検出部の検出結果をシステム制御部70Fに入力する構成となっている。出力電圧制御部50Fは、図13に示した第6の実施形態の出力電圧制御部50Eと同様の構成である。システム制御部70Fは、AC−DCコンバータ113への入力電圧の検出値と、AC−DCコンバータ113からの出力電圧の検出値とを入力し、AC−DCコンバータ113の入力部の入力電圧と、出力部のダイオード65のアノード側の出力電圧とを監視する。また、第4〜第6の実施形態と同様、蓄電池用コンバータ112の入力部の入力電圧と、出力部のダイオード60のアノード側の出力電圧とを監視する。
(Seventh embodiment)
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of main parts of a power distribution system according to the seventh embodiment. In the seventh embodiment, an AC-DC converter input / output detection unit that detects the input and output of the AC-DC converter 113 is provided, and the detection result of the AC-DC converter input / output detection unit is input to the system control unit 70F. It has a configuration. The output voltage control unit 50F has the same configuration as the output voltage control unit 50E of the sixth embodiment shown in FIG. The system control unit 70F inputs the detection value of the input voltage to the AC-DC converter 113 and the detection value of the output voltage from the AC-DC converter 113, the input voltage of the input unit of the AC-DC converter 113, The output voltage on the anode side of the diode 65 of the output unit is monitored. Similarly to the fourth to sixth embodiments, the input voltage of the input unit of the storage battery converter 112 and the output voltage on the anode side of the diode 60 of the output unit are monitored.

第7の実施形態では、AC−DCコンバータ113の入力電圧及び出力電圧を監視することによって、AC−DCコンバータ113の未出力時の故障判定が可能となる。   In the seventh embodiment, by monitoring the input voltage and output voltage of the AC-DC converter 113, it is possible to determine a failure when the AC-DC converter 113 is not output.

(第8の実施形態)
図15は、第8の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。第8の実施形態では、太陽電池用コンバータ111の入力と出力を検出する太陽電池コンバータ入出力検出部を備え、この太陽電池コンバータ入出力検出部の検出結果をシステム制御部70Gに入力する構成となっている。太陽電池用コンバータ111の出力端と各出力用コンバータの正極側の出力経路の接続点との間に、出力電圧を分離するダイオード80が直列接続されて設けられている。出力電圧制御部50G、及びその他の構成は、図14に示した第7の実施形態と同様である。システム制御部70Gは、太陽電池用コンバータ111への入力電圧の検出値と、太陽電池用コンバータ111からの出力電圧の検出値とを入力し、太陽電池用コンバータ111の入力部の入力電圧と、出力部のダイオード80のアノード側の出力電圧とを監視する。また、第7の実施形態と同様、蓄電池用コンバータ112及びAC−DCコンバータ113の入力電圧と出力電圧を監視する。
(Eighth embodiment)
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of main parts of a power distribution system according to the eighth embodiment. In the eighth embodiment, a solar cell converter input / output detection unit that detects the input and output of the solar cell converter 111 is provided, and the detection result of the solar cell converter input / output detection unit is input to the system control unit 70G. It has become. Between the output terminal of the solar cell converter 111 and the connection point of the output path on the positive electrode side of each output converter, a diode 80 for separating the output voltage is connected in series. The output voltage control unit 50G and other configurations are the same as those of the seventh embodiment shown in FIG. The system control unit 70G inputs the detection value of the input voltage to the solar cell converter 111 and the detection value of the output voltage from the solar cell converter 111, and the input voltage of the input unit of the solar cell converter 111; The output voltage on the anode side of the diode 80 of the output unit is monitored. Further, as in the seventh embodiment, the input voltage and the output voltage of the storage battery converter 112 and the AC-DC converter 113 are monitored.

第8の実施形態では、太陽電池用コンバータ111の入力電圧及び出力電圧を監視することによって、太陽電池用コンバータ111の未出力時の故障判定が可能となる。   In the eighth embodiment, by monitoring the input voltage and the output voltage of the solar cell converter 111, it is possible to determine a failure when the solar cell converter 111 is not output.

(第9の実施形態)
図16は、第9の実施形態の配電システムの主要部構成を示す図である。第9の実施形態は、図9に示した第2の実施形態と図15に示した第8の実施形態とを組み合わせた構成となっている。すなわち、出力電圧制御部50Hにおいて、蓄電池出力制御部12には、出力電圧検出部21、比較部22、切替スイッチ23による第1の独立フィードバック制御系と、出力電圧検出部61、比較部62による第2の独立フィードバック制御系とが設けられている。また、AC−DC出力制御部13には、出力電圧検出部66、比較部67による第3の独立フィードバック制御系が設けられている。蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113、太陽電池用コンバータ111の出力端には、各出力用コンバータの正極側の出力経路の接続点との間に、出力電圧を分離するダイオード60、65、80がそれぞれ直列接続されて設けられている。
(Ninth embodiment)
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of main parts of a power distribution system according to the ninth embodiment. The ninth embodiment has a configuration in which the second embodiment shown in FIG. 9 and the eighth embodiment shown in FIG. 15 are combined. That is, in the output voltage control unit 50H, the storage battery output control unit 12 includes the output voltage detection unit 21, the comparison unit 22, the first independent feedback control system using the changeover switch 23, the output voltage detection unit 61, and the comparison unit 62. A second independent feedback control system is provided. The AC-DC output control unit 13 is provided with a third independent feedback control system including an output voltage detection unit 66 and a comparison unit 67. Diodes 60, 65 for separating the output voltage between the output terminals of the storage battery converter 112, the AC-DC converter 113, and the solar battery converter 111 and the connection point of the output path on the positive electrode side of each output converter. 80 are connected in series.

この際、基準電圧値は、V1>V4>V2>V3、かつV3>V5、かつV2>V6、かつV6>V5とする。例えば、V1=48V、V4=47.5V、V2=47V、V3=46V、V6=46.5V、V5=45Vに設定する。これにより、各出力用コンバータの出力電圧は、太陽電池>蓄電池(省エネルギー用)>商用電源>商用電源(独立フィードバック)>蓄電池(バックアップ用)>蓄電池(独立フィードバック)の順番で一定の電圧差を持つように設定される。   At this time, the reference voltage values are V1> V4> V2> V3, V3> V5, V2> V6, and V6> V5. For example, V1 = 48V, V4 = 47.5V, V2 = 47V, V3 = 46V, V6 = 46.5V, and V5 = 45V are set. Thereby, the output voltage of each output converter has a constant voltage difference in the order of solar battery> storage battery (for energy saving)> commercial power supply> commercial power supply (independent feedback)> storage battery (for backup)> storage battery (independent feedback). Set to have.

システム制御部70Hは、第8の実施形態と同様、蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113、及び太陽電池用コンバータ111の入力電圧と出力電圧を監視する。また、システム制御部70Hは、第2の実施形態と同様、蓄電池102の残量検出、及び切替スイッチ23のON/OFF制御を行い、フィードバック制御系の動作を切り替える。   Similarly to the eighth embodiment, the system control unit 70H monitors the input voltage and the output voltage of the storage battery converter 112, the AC-DC converter 113, and the solar battery converter 111. Further, the system control unit 70H performs the remaining amount detection of the storage battery 102 and the ON / OFF control of the changeover switch 23 to switch the operation of the feedback control system, as in the second embodiment.

第9の実施形態では、上述した第2〜第8の実施形態を合わせた効果が得られる。すなわち、蓄電池102の残量に応じてフィードバック制御系を切り替えることにより、太陽電池エネルギーで蓄積した電力を使用可能として省エネルギー化を実現できる。また、独立したフィードバック制御系を切り替えて動作させることにより、各出力用コンバータの出力優先順位を変更することができる。また、蓄電池用コンバータ112の独立フィードバック制御系による制御、及びAC−DCコンバータ113の独立フィードバック制御系による制御の少なくとも一方を動作させることによって、蓄電池使用時または商用電源使用時のそれぞれのコンバータ出力切替動作を速くすることができる。また、蓄電池用コンバータ112、AC−DCコンバータ113、及び太陽電池用コンバータ111の各出力用コンバータの故障判定が可能となる。   In the ninth embodiment, an effect obtained by combining the second to eighth embodiments described above can be obtained. That is, by switching the feedback control system in accordance with the remaining amount of the storage battery 102, it is possible to use the power stored by the solar battery energy and realize energy saving. Moreover, the output priority of each converter for output can be changed by switching and operating an independent feedback control system. Further, by operating at least one of the control by the independent feedback control system of the storage battery converter 112 and the control by the independent feedback control system of the AC-DC converter 113, each converter output switching at the time of using the storage battery or the commercial power supply is performed. The operation can be made faster. Further, it is possible to determine the failure of each output converter of the storage battery converter 112, the AC-DC converter 113, and the solar battery converter 111.

本実施形態によれば、出力電圧制御部において、複数の出力用コンバータの設定電圧として、太陽電池>商用電源>蓄電池の順序で所定の電圧差を有する出力電圧を設定し、各出力用コンバータの出力電圧を制御することで、太陽電池を一番上位として自然エネルギーを有効に利用することが可能である。また、蓄電池は夜の停電時のバックアップ出力として通常は極力使わないように設定することによって、上位の電力源がいずれも使用できない時のみに使用するようにし、必要なときのバックアップ時間を確保することが可能となる。   According to the present embodiment, the output voltage control unit sets an output voltage having a predetermined voltage difference in the order of solar battery> commercial power> storage battery as the set voltage of the plurality of output converters, By controlling the output voltage, it is possible to effectively use natural energy with the solar cell at the top. In addition, by setting the storage battery to be used as a backup output at the time of a power outage at night as much as possible, it is used only when none of the upper power sources can be used, ensuring backup time when necessary. It becomes possible.

また、蓄電池用コンバータの出力部においてダイオードにより出力電圧を分離し、独立したフィードバック制御系により蓄電池用コンバータの他のフィードバック制御系の設定電圧より低い電圧で出力制御することにより、蓄電池の出力動作確認が可能である。またこの場合、蓄電池用コンバータが出力状態で待機するので、蓄電池使用時のコンバータ出力切替動作を速くでき、蓄電池のバックアップ動作への切り替えを迅速にすることが可能である。また、独立したフィードバック制御系は、システム制御部からの出力電圧指令値に基づき、現在出力している電力源からの直流電力の電圧と所定の電圧差を保った状態で相対的に出力電圧を可変でき、蓄電池使用時のコンバータ出力動作を速くすることが可能である。   Also, the output operation of the storage battery is confirmed by separating the output voltage with a diode at the output of the storage battery converter and controlling the output at a voltage lower than the set voltage of the other feedback control system of the storage battery converter by an independent feedback control system. Is possible. In this case, since the storage battery converter stands by in the output state, it is possible to speed up the converter output switching operation when the storage battery is used, and to quickly switch the storage battery to the backup operation. In addition, the independent feedback control system, based on the output voltage command value from the system control unit, relatively outputs the output voltage while maintaining a predetermined voltage difference from the DC power voltage from the currently outputting power source. The converter output can be made faster when the storage battery is used.

また、AC−DCコンバータの出力部においてダイオードにより出力電圧を分離し、独立したフィードバック制御系によりAC−DCコンバータの他のフィードバック制御系の設定電圧より低い電圧で出力制御することにより、商用電源の出力動作確認が可能である。またこの場合、AC−DCコンバータが出力状態で待機するので、商用電源使用時のコンバータ出力切替動作を速くでき、商用電源への切り替えを迅速にすることが可能である。また、独立したフィードバック制御系は、システム制御部からの出力電圧指令値に基づき、現在出力している電力源からの直流電力の電圧と所定の電圧差を保った状態で相対的に出力電圧を可変でき、商用電源使用時のコンバータ出力動作を速くすることが可能である。   Further, the output voltage is separated by a diode at the output part of the AC-DC converter, and output control is performed with a voltage lower than the set voltage of the other feedback control system of the AC-DC converter by an independent feedback control system. The output operation can be confirmed. In this case, since the AC-DC converter stands by in the output state, the converter output switching operation when using the commercial power source can be speeded up, and the switching to the commercial power source can be speeded up. In addition, the independent feedback control system, based on the output voltage command value from the system control unit, relatively outputs the output voltage while maintaining a predetermined voltage difference from the DC power voltage from the currently outputting power source. It can be varied, and the converter output operation when using commercial power can be made faster.

また、独立したフィードバック制御系の出力部は、ダイオード等によるフィードバック出力切替部を介して各出力用コンバータと接続することで、複数の出力用コンバータの連携フィードバック制御系と独立したフィードバック制御系とで、フィードバック動作を確実に切り替えて出力電圧制御を行うことが可能となる。また、ダイオードを用いる場合は、簡単な構成でフィードバック制御系の出力切り替えが実現できる。また、蓄電池用コンバータ、AC−DCコンバータ、太陽電池用コンバータの少なくとも1つにおいて、入力電圧と出力電圧とを監視することで、出力用コンバータの故障判定が可能である。   In addition, the output unit of the independent feedback control system is connected to each output converter via a feedback output switching unit such as a diode, so that a cooperative feedback control system of a plurality of output converters and an independent feedback control system can be used. Thus, it is possible to perform the output voltage control by switching the feedback operation with certainty. Further, when a diode is used, output switching of the feedback control system can be realized with a simple configuration. Further, in at least one of the storage battery converter, the AC-DC converter, and the solar battery converter, the failure of the output converter can be determined by monitoring the input voltage and the output voltage.

また、出力電圧制御部において、複数の出力用コンバータの設定電圧として、太陽電池>蓄電池の省エネルギー用動作>商用電源>蓄電池のバックアップ用動作の順序で所定の電圧差を有する出力電圧を設定し、各出力用コンバータの出力電圧を制御することで、状態に応じて予め設定した出力優先順位に基づいて所定の出力用コンバータから安定して出力することが可能になる。この場合、商用電源を利用する前に蓄電池から出力されるので、太陽電池エネルギーで蓄積した電力を蓄電池より使用することが可能となり、省エネルギー化を図ることができる。また、出力電圧制御部は、蓄電池用コンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系と、この独立したフィードバック制御系の動作をON/OFFする切替スイッチとを備え、蓄電池の省エネルギー用動作時の出力電圧を独立したフィードバック制御系によって制御する構成としている。これにより、例えば予め設定した蓄電池の蓄電量に到達した場合に、商用電源から蓄電池に出力を切り替えることができ、また、上位の電力源がいずれも使用できない場合にバックアップ用としても蓄電池が利用可能である。また、独立したフィードバック制御系を切り替えて動作させることにより、各出力用コンバータの出力優先順位を変更することができる。   Further, in the output voltage control unit, as a set voltage of the plurality of output converters, an output voltage having a predetermined voltage difference is set in the order of solar battery> storage battery energy saving operation> commercial power supply> storage battery backup operation, By controlling the output voltage of each output converter, it is possible to stably output from a predetermined output converter based on an output priority set in advance according to the state. In this case, since it outputs from a storage battery before using a commercial power supply, it becomes possible to use the electric power accumulate | stored with solar cell energy from a storage battery, and can attain energy saving. The output voltage control unit includes an independent feedback control system that controls the output voltage of the converter for the storage battery, and a changeover switch that turns on and off the operation of the independent feedback control system. The output voltage is controlled by an independent feedback control system. This allows the output to be switched from the commercial power source to the storage battery when, for example, the preset storage battery capacity is reached, and the storage battery can be used as a backup when none of the upper power sources can be used. It is. Moreover, the output priority of each converter for output can be changed by switching and operating an independent feedback control system.

また、システム制御部は、商用電源からの電力が供給されない停電時において、蓄電池の蓄電量が所定値より少なくなった場合、蓄電池用コンバータからの出力を停止し、自身のみで蓄電池からの電力供給を受ける待機状態とする構成としている。これにより、長期停電等の際にも蓄電池からのバックアップ出力を停止してシステム制御部の動作を継続させ、復電した際に直ちに上位の電力源からの電力を出力させることが可能である。また、停電時から復電するまでの間、少なくとも太陽電池用コンバータの出力範囲内となるまでは、待機状態を継続するようにしている。これにより、長期停電等の場合、太陽電池からの電力供給が停止している間(夜間)は蓄電池からのバックアップ出力を停止してシステム制御部を機能させておくことにより、太陽電池が発電開始したときに直ちに電力復帰が可能になる。   In addition, the system control unit stops the output from the storage battery converter and supplies power from the storage battery only by itself when the amount of power stored in the storage battery falls below a predetermined value during a power failure when power from the commercial power supply is not supplied. It is set as the structure made into the standby state which receives. As a result, it is possible to stop the backup output from the storage battery even in the event of a long-term power outage, to continue the operation of the system control unit, and to immediately output the power from the upper power source when the power is restored. In addition, the standby state is continued until at least the output range of the converter for solar cell is within the period from power failure to power recovery. As a result, in the case of a long-term power outage or the like, while the power supply from the solar battery is stopped (nighttime), the solar battery starts generating power by stopping the backup output from the storage battery and allowing the system control unit to function The power can be restored immediately.

なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。   The present invention is intended to be variously modified and applied by those skilled in the art based on the description in the specification and well-known techniques without departing from the spirit and scope of the present invention. Included in the scope for protection. Moreover, you may combine each component in the said embodiment arbitrarily in the range which does not deviate from the meaning of invention.

10、10A、10B、41、42、43、50A、50B、50C、50D、50E、50F、50G、50H 出力電圧制御部
11 太陽電池出力制御部
12、47 蓄電池出力制御部
13 AC−DC出力制御部
14、44 電圧変換部
15、15A、15B、21、25、45、61、66 出力電圧検出部
16、22、46、62、67 比較部
23 切替スイッチ
30、70A、70B、70C、70D、70E、70F、70G、70H システム制御部
60、63、64、65、68、69、80、127 ダイオード
101 太陽電池
102 蓄電池
103 パワーコンディショナ
104 交流分電盤
105 商用電源
106 交流配電路
107 直流配電路
110 直流分電盤(直流配電装置)
111 太陽電池用コンバータ
112 蓄電池用コンバータ
113 AC−DCコンバータ
114 制御部
115 表示部
121、122、123 フィードバック制御部
124、125 電圧検出部
126 停電検出部
128 切替スイッチ
131 直流電力出力
10, 10A, 10B, 41, 42, 43, 50A, 50B, 50C, 50D, 50E, 50F, 50G, 50H Output voltage control unit 11 Solar cell output control unit 12, 47 Storage battery output control unit 13 AC-DC output control Unit 14, 44 voltage conversion unit 15, 15A, 15B, 21, 25, 45, 61, 66 output voltage detection unit 16, 22, 46, 62, 67 comparison unit 23 selector switch 30, 70A, 70B, 70C, 70D, 70E, 70F, 70G, 70H System control unit 60, 63, 64, 65, 68, 69, 80, 127 Diode 101 Solar cell 102 Storage battery 103 Power conditioner 104 AC distribution board 105 Commercial power supply 106 AC distribution path 107 DC distribution Route 110 DC distribution board (DC distribution device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 Solar cell converter 112 Storage battery converter 113 AC-DC converter 114 Control part 115 Display part 121,122,123 Feedback control part 124,125 Voltage detection part 126 Power failure detection part 128 Changeover switch 131 DC power output

Claims (24)

複数の電力源にそれぞれ対応して設けられ、接続された電力源から供給される電力を基に所定の電圧レベルの直流電力を出力する複数の出力用コンバータと、
前記複数の出力用コンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御部と、
前記出力電圧制御部に指令値を与えて出力電圧制御動作を指示するシステム制御部と、を備える配電システムであって、
前記出力電圧制御部は、予め決定した複数の電力源の出力優先順位に従って、各出力用コンバータの出力電圧が各コンバータ間で所定の電圧差を持つように、上位のものから高い出力電圧を設定したフィードバック制御系を構成し、この設定電圧を目標として各出力用コンバータの出力電圧を制御するものであり、
前記システム制御部は、1つの出力電圧指令値を前記出力電圧制御部に与えて複数の出力用コンバータの出力電圧を連動して変化させるものである配電システム。
A plurality of output converters that are provided corresponding to a plurality of power sources, and that output DC power of a predetermined voltage level based on power supplied from the connected power sources;
An output voltage controller that controls output voltages of the plurality of output converters;
A power distribution system comprising: a system control unit that gives a command value to the output voltage control unit to instruct an output voltage control operation;
The output voltage control unit sets a high output voltage from the upper one so that the output voltage of each output converter has a predetermined voltage difference between each converter according to the output priority order of a plurality of power sources determined in advance. Configured to control the output voltage of each output converter with this set voltage as a target,
The system control unit is a power distribution system in which one output voltage command value is given to the output voltage control unit to change the output voltages of a plurality of output converters in conjunction with each other.
請求項1に記載の配電システムであって、
前記出力電圧制御部は、前記複数の出力用コンバータのそれぞれの出力電圧を検出する出力電圧検出部を備え、前記出力電圧検出部は、各出力用コンバータ毎の検出電圧に所定の電圧差を設けた構成とする配電システム。
The power distribution system according to claim 1,
The output voltage control unit includes an output voltage detection unit that detects an output voltage of each of the plurality of output converters, and the output voltage detection unit provides a predetermined voltage difference in the detection voltage for each output converter. Power distribution system.
請求項2に記載の配電システムであって、
前記出力電圧制御部は、複数の出力用コンバータの出力電圧を検出する一体化された1つの出力電圧検出部により構成される配電システム。
The power distribution system according to claim 2,
The output voltage control unit is a power distribution system including a single integrated output voltage detection unit that detects output voltages of a plurality of output converters.
請求項3に記載の配電システムであって、
前記出力電圧検出部は、分圧抵抗を有して構成され、前記分圧抵抗によって各出力用コンバータ毎に設定された検出電圧差を持つ複数の出力用コンバータの出力電圧を取得するものである配電システム。
The power distribution system according to claim 3,
The output voltage detection unit is configured to include a voltage dividing resistor, and acquires output voltages of a plurality of output converters having a detection voltage difference set for each output converter by the voltage dividing resistor. Power distribution system.
請求項2に記載の配電システムであって、
前記出力電圧制御部は、前記システム制御部からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、前記出力電圧検出部による複数の出力用コンバータの検出電圧値とを比較する比較部を備え、この比較結果を各出力用コンバータにフィードバックするものである配電システム。
The power distribution system according to claim 2,
The output voltage control unit includes a comparison unit that compares a reference voltage value based on an output voltage command value from the system control unit and detection voltage values of a plurality of output converters by the output voltage detection unit. A power distribution system that feeds the results back to each output converter.
請求項5に記載の配電システムであって、
前記出力電圧制御部は、前記システム制御部からの出力電圧指令値を前記基準電圧値に変換する電圧変換部を備える配電システム。
The power distribution system according to claim 5,
The said output voltage control part is a power distribution system provided with the voltage conversion part which converts the output voltage command value from the said system control part into the said reference voltage value.
請求項1に記載の配電システムであって、
前記各電力源及び各出力用コンバータの出力状態を検知する出力状態検知部を備え、前記システム制御部は、状態に応じて出力電圧指令値を可変する配電システム。
The power distribution system according to claim 1,
The power distribution system includes an output state detection unit that detects an output state of each power source and each output converter, and the system control unit varies an output voltage command value according to the state.
請求項7に記載の配電システムであって、
前記システム制御部は、出力優先順位が上位の出力用コンバータの出力電圧が所定の設定出力電圧となるように出力電圧指令値を出力し、前記上位の出力用コンバータからの出力が正常に得られない場合に、次の順位の出力用コンバータの出力電圧が前記設定出力電圧となるように出力電圧指令値を切り替える配電システム。
The power distribution system according to claim 7,
The system control unit outputs an output voltage command value so that the output voltage of the output converter having a higher output priority is a predetermined set output voltage, and the output from the higher output converter is normally obtained. A distribution system that switches the output voltage command value so that the output voltage of the next-order output converter becomes the set output voltage when there is no output voltage.
請求項1に記載の配電システムであって、
前記複数の出力用コンバータとして、太陽電池に接続される太陽電池用コンバータと、蓄電池に接続される蓄電池用コンバータと、商用電源に接続されるAC−DCコンバータとを備え、
前記出力電圧制御部は、前記複数の出力用コンバータの設定電圧として、太陽電池>商用電源>蓄電池の順序で所定の電圧差を有する出力電圧を設定し、各出力用コンバータの出力電圧を制御する配電システム。
The power distribution system according to claim 1,
As the plurality of output converters, a solar cell converter connected to a solar cell, a storage battery converter connected to a storage battery, and an AC-DC converter connected to a commercial power source,
The output voltage control unit sets an output voltage having a predetermined voltage difference in the order of solar battery> commercial power> storage battery as a set voltage of the plurality of output converters, and controls the output voltage of each output converter. Power distribution system.
請求項9に記載の配電システムであって、
前記蓄電池用コンバータの出力部には、出力電圧を分離するダイオードを備え、
前記出力電圧制御部は、前記蓄電池用コンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系を備え、この独立したフィードバック制御系の設定電圧を前記蓄電池用コンバータに設けた他のフィードバック制御系の設定電圧よりも低く設定した配電システム。
The power distribution system according to claim 9,
The output part of the storage battery converter comprises a diode for separating the output voltage,
The output voltage control unit includes an independent feedback control system that controls an output voltage of the storage battery converter, and a setting voltage of the independent feedback control system provided in the storage battery converter Distribution system set lower than.
請求項10に記載の配電システムであって、
前記出力電圧制御部の独立したフィードバック制御系は、前記システム制御部からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、前記蓄電池用コンバータの出力電圧の検出電圧値とを比較する比較部を備え、この比較結果を前記蓄電池用コンバータにフィードバックするものである配電システム。
The power distribution system according to claim 10,
The independent feedback control system of the output voltage control unit includes a comparison unit that compares a reference voltage value based on an output voltage command value from the system control unit and a detection voltage value of the output voltage of the storage battery converter, A power distribution system that feeds back the comparison result to the storage battery converter.
請求項10に記載の配電システムであって、
前記蓄電池用コンバータに設ける独立したフィードバック制御系の出力部は、フィードバック出力切替部を介して前記蓄電池用コンバータと接続される配電システム。
The power distribution system according to claim 10,
An output unit of an independent feedback control system provided in the storage battery converter is a power distribution system connected to the storage battery converter via a feedback output switching unit.
請求項10に記載の配電システムであって、
前記システム制御部は、前記蓄電池用コンバータの入力電圧と出力電圧とを監視する配電システム。
The power distribution system according to claim 10,
The system control unit is a power distribution system that monitors an input voltage and an output voltage of the storage battery converter.
請求項9に記載の配電システムであって、
前記AC−DCコンバータの出力部には、出力電圧を分離するダイオードを備え、
前記出力電圧制御部は、前記AC−DCコンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系を備え、この独立したフィードバック制御系の設定電圧を前記AC−DCコンバータに設けた他のフィードバック制御系の設定電圧よりも低く設定した配電システム。
The power distribution system according to claim 9,
The output part of the AC-DC converter includes a diode for separating the output voltage,
The output voltage control unit includes an independent feedback control system for controlling the output voltage of the AC-DC converter, and the setting voltage of the independent feedback control system is set in another feedback control system provided in the AC-DC converter. Power distribution system set lower than the set voltage.
請求項14に記載の配電システムであって、
前記出力電圧制御部の独立したフィードバック制御系は、前記システム制御部からの出力電圧指令値に基づく基準電圧値と、前記AC−DCコンバータの出力電圧の検出電圧値とを比較する比較部を備え、この比較結果を前記AC−DCコンバータにフィードバックするものである配電システム。
A power distribution system according to claim 14,
The independent feedback control system of the output voltage control unit includes a comparison unit that compares a reference voltage value based on an output voltage command value from the system control unit and a detected voltage value of the output voltage of the AC-DC converter. A power distribution system that feeds back the comparison result to the AC-DC converter.
請求項14に記載の配電システムであって、
前記AC−DCコンバータに設ける独立したフィードバック制御系の出力部は、フィードバック出力切替部を介して前記AC−DCコンバータと接続される配電システム。
A power distribution system according to claim 14,
An output unit of an independent feedback control system provided in the AC-DC converter is connected to the AC-DC converter via a feedback output switching unit.
請求項14に記載の配電システムであって、
前記システム制御部は、前記AC−DCコンバータの入力電圧と出力電圧とを監視する配電システム。
A power distribution system according to claim 14,
The system control unit is a power distribution system that monitors an input voltage and an output voltage of the AC-DC converter.
請求項13または17に記載の配電システムであって、
前記太陽電池用コンバータの出力部には、出力電圧を分離するダイオードを備え、
前記システム制御部は、前記太陽電池用コンバータの入力電圧と出力電圧とを監視する配電システム。
The power distribution system according to claim 13 or 17,
The output portion of the solar cell converter includes a diode for separating the output voltage,
The system control unit is a power distribution system that monitors an input voltage and an output voltage of the solar cell converter.
請求項1に記載の配電システムであって、
前記複数の出力用コンバータとして、太陽電池に接続される太陽電池用コンバータと、蓄電池に接続される蓄電池用コンバータと、商用電源に接続されるAC−DCコンバータとを備え、
前記出力電圧制御部は、前記複数の出力用コンバータの設定電圧として、太陽電池>蓄電池の省エネルギー用動作>商用電源>蓄電池のバックアップ用動作の順序で所定の電圧差を有する出力電圧を設定し、各出力用コンバータの出力電圧を制御する配電システム。
The power distribution system according to claim 1,
As the plurality of output converters, a solar cell converter connected to a solar cell, a storage battery converter connected to a storage battery, and an AC-DC converter connected to a commercial power source,
The output voltage control unit sets an output voltage having a predetermined voltage difference in the order of solar cell> storage battery energy saving operation> commercial power supply> storage battery backup operation as a set voltage of the plurality of output converters, A power distribution system that controls the output voltage of each output converter.
請求項19に記載の配電システムであって、
前記出力電圧制御部は、前記蓄電池用コンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系と、この独立したフィードバック制御系の動作をON/OFFする切替スイッチとを備え、前記蓄電池の省エネルギー用動作時の出力電圧を前記独立したフィードバック制御系によって制御する配電システム。
The power distribution system of claim 19,
The output voltage control unit includes an independent feedback control system that controls the output voltage of the storage battery converter, and a changeover switch that turns on and off the operation of the independent feedback control system. A power distribution system that controls the output voltage of the power supply by the independent feedback control system.
請求項19に記載の配電システムであって、
前記蓄電池用コンバータの出力部には、出力電圧を分離するダイオードを備え、
前記出力電圧制御部は、前記蓄電池用コンバータの出力電圧を制御する独立したフィードバック制御系として、前記ダイオードのカソード側に第1の独立フィードバック制御系及びこの第1の独立フィードバック制御系の動作をON/OFFする切替スイッチを備えるとともに、前記ダイオードのアノード側に第2の独立フィードバック制御系を備え、前記蓄電池の省エネルギー用動作時の出力電圧を前記第1の独立フィードバック制御系によって制御し、前記第2の独立フィードバック制御系の設定電圧を前記蓄電池用コンバータに設けた他のフィードバック制御系の設定電圧よりも低く設定した配電システム。
The power distribution system of claim 19,
The output part of the storage battery converter comprises a diode for separating the output voltage,
The output voltage control unit turns on the first independent feedback control system and the operation of the first independent feedback control system on the cathode side of the diode as an independent feedback control system for controlling the output voltage of the storage battery converter. A second independent feedback control system on the anode side of the diode, and the output voltage during the energy saving operation of the storage battery is controlled by the first independent feedback control system. 2. A power distribution system in which a set voltage of the independent feedback control system is set lower than a set voltage of another feedback control system provided in the storage battery converter.
請求項1に記載の配電システムであって、
前記各電力源及び各出力用コンバータの出力状態を検知する出力状態検知部を備え、
前記複数の出力用コンバータとして、太陽電池に接続される太陽電池用コンバータと、蓄電池に接続される蓄電池用コンバータと、商用電源に接続されるAC−DCコンバータとを備え、
前記システム制御部は、前記商用電源からの電力が供給されない停電時において、前記蓄電池の蓄電量が所定値より少なくなった場合、前記蓄電池用コンバータからの出力を停止し、自身のみで蓄電池からの電力供給を受ける待機状態とする配電システム。
The power distribution system according to claim 1,
An output state detector for detecting the output state of each power source and each output converter;
As the plurality of output converters, a solar cell converter connected to a solar cell, a storage battery converter connected to a storage battery, and an AC-DC converter connected to a commercial power source,
The system control unit stops the output from the storage battery converter when the power storage amount of the storage battery is less than a predetermined value at the time of a power failure in which power from the commercial power supply is not supplied, A power distribution system that is in a standby state to receive power supply.
請求項22に記載の配電システムであって、
前記システム制御部は、前記停電時から復電するまでの間、少なくとも前記太陽電池用コンバータの出力範囲内となるまでは、前記待機状態を継続する配電システム。
A power distribution system according to claim 22,
The said system control part is a power distribution system which continues the said standby state until it becomes in the output range of the said converter for solar cells at least from the time of the said power failure to power recovery.
請求項1に記載の配電システムであって、
前記複数の出力用コンバータのうち、出力優先順位が上位に設定された少なくとも1つ以上の出力用コンバータは、垂下出力特性を備えたコンバータで構成されている配電システム。
The power distribution system according to claim 1,
Of the plurality of output converters, at least one or more output converters having an output priority set higher are configured with a converter having a drooping output characteristic.
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