JP6099719B1 - 直流給電システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係る直流給電システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1に係る直流給電システム100は、通常時には商用電源である系統電源1からの電力と、複数種の電源装置のうちの1つである太陽光発電装置(photovoltaic power generation unit:以下、必要に応じて「PV」と表記)2からの電力とを主に併用して宅内負荷5に電力を供給し、系統電源1の異常時、すなわち停電時には、太陽光発電装置2に加え、複数種の電源装置のうちの他である電気自動車(electric vehicle:以下、必要に応じて「EV」と表記)3および蓄電池ユニット(battery unit:以下、必要に応じて「BAT」と表記)4のうちの少なくとも1つを用いて、宅内負荷5に電力を供給するシステムである。宅内負荷5は直流負荷であり、照明器具、空調機、冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、テレビ、パーソナルコンピュータなどが含まれる。
実施の形態1では、宅内負荷への電力供給を優先する電源装置から行っている場合には、他の電源装置に接続される電力変換部の動作を停止するようにしていたが、実施の形態2では、電力変換部の動作は停止せず、電力変換部への出力指令電圧を制御することで、同様な機能を実現するものである。以下、実施の形態2に係る直流給電システムについて説明する。なお、システムの構成については、実施の形態1と同一または同等である。
実施の形態1および実施の形態2では、宅内負荷5への電力供給を何れか1つの電源装置のみで行うようにしているが、実施の形態3では、宅内負荷5への電力供給を複数の電源装置で行うことができるように変更したものである。以下、実施の形態3に係る直流給電システムについて、図4および図5の図面を参照して説明する。なお、システムの構成については、実施の形態1と同一または同等である。
図6は、実施の形態4に係る直流給電システムの構成を示すブロック図である。実施の形態1から実施の形態3では、第2の電力変換部16、第3の電力変換部20および第4の電力変換部24の出力を直流バス30に直結する構成について開示した。一方、実施の形態4では、第2の電力変換部16、第3の電力変換部20および第4の電力変換部24のそれぞれと、第2の電力変換部16、第3の電力変換部20および第4の電力変換部24による出力の合流点50との間に、逆流防止素子としてのダイオード31,32b,34bのそれぞれを設ける構成を開示するものである。なお、図6において、図1に示す構成要素と同一もしくは同等のものには同一の符号を付して示している。
実施の形態1では、優先度の低い電源装置に接続される電力変換部の動作を停止することで宅内負荷への電力供給を制御していた。また、実施の形態2では、電力変換部の動作は停止せず、電力変換部への出力指令電圧を制御することで、実施の形態1と同様な機能を実現していた。一方、実施の形態5では、電力変換部の動作を停止することなく、また、電力変換部への出力指令電圧に差異を設けなくても宅内負荷への電力供給を自在に制御できる構成を開示するものである。以下、実施の形態5に係る直流給電システムについて、図7の図面を参照して説明する。
Claims (4)
- 通常時には系統電源からの電力と、太陽光発電装置からの電力とを主に併用して直流バスを介して直流負荷に直流電力を供給し、前記系統電源の停電時には自立運転を行い、前記太陽光発電装置、可搬型の蓄電装置および定置型の蓄電装置のうちの少なくとも1つの電源装置を用いて前記直流負荷に前記直流バスを介して直流電力を供給する直流給電システムであって、
前記系統電源から印加される交流電圧を第1の直流電圧に変換して前記直流バスに印加する第1の電力変換部と、
前記太陽光発電装置から印加される直流電圧を第2の直流電圧に変換して前記直流バスに印加する第2の電力変換部と、
前記可搬型の蓄電装置から印加される直流電圧を第3の直流電圧に変換して前記直流バスに印加する一方で、他の電力変換部もしくは前記直流バスを介して印加される直流電圧によって前記可搬型の蓄電装置を充電する第3の電力変換部と、
前記定置型の蓄電装置から印加される直流電圧を第4の直流電圧に変換する一方で、他の電力変換部もしくは直流バスから印加される直流電圧によって前記定置型の蓄電装置を充電する第4の電力変換部と、を備え、
前記自立運転時において、前記直流バスに印加する電源装置の優先順位が、前記太陽光発電装置、前記定置型の蓄電装置、前記可搬型の蓄電装置の順に設定され、
前記優先順位に従って、前記太陽光発電装置の発電量、前記定置型の蓄電装置の電池容量および前記可搬型の蓄電装置の電池容量を閾値判定し、
前記太陽光発電装置の発電量が第1の閾値以上である場合には、前記太陽光発電装置の出力のみで前記直流負荷への電力供給を行い、
前記太陽光発電装置の発電量が減少し、前記太陽光発電装置の発電量が前記第1の閾値未満、且つ、前記第1の閾値よりも値の小さな第2の閾値以上であれば、前記太陽光発電装置の出力と前記定置型の蓄電装置の出力とを併用して前記直流負荷への電力供給を行い、
前記定置型の蓄電装置の発電量が第3の閾値以上である場合には、前記定置型の蓄電装置の出力のみで前記直流負荷への電力供給を行い、
前記定置型の蓄電装置の発電量が減少し、前記定置型の蓄電装置の発電量が前記第3の閾値未満、且つ、前記第3の閾値よりも値の小さな第4の閾値以上であれば、前記定置型の蓄電装置の出力と前記可搬型の蓄電装置の出力とを併用して前記直流負荷への電力供給を行い、
前記定置型の蓄電装置の発電量が前記第4の閾値未満になれば、前記可搬型の蓄電装置の出力のみで前記直流負荷への電力供給を行う
直流給電システム。 - 前記太陽光発電装置の発電量が低下して前記第2の閾値を切った後に再発電して前記太陽光発電装置の発電量が前記第1の閾値以上になった場合には、前記定置型の蓄電装置または前記可搬型の蓄電装置からの電力供給を中止して前記太陽光発電装置からの電力供給を再開する請求項1に記載の直流給電システム。
- 前記第2、第3および第4の電力変換部のそれぞれと、前記第2、第3および第4の電力変換部による出力の合流点との間に逆流防止素子としてのダイオードが設けられている請求項1または2に記載の直流給電システム。
- 前記第2の電力変換部と、前記第2、第3および第4の電力変換部による出力の合流点との間には逆流防止素子としてのダイオードが設けられ、
前記第3の電力変換部と前記合流点との間には逆流防止素子としてのダイオードを含む第1のスイッチング素子が設けられると共に、前記第4の電力変換部と前記合流点との間には逆流防止素子としてのダイオードを含む第2のスイッチング素子が設けられ、
前記第1のスイッチング素子と前記第3の電力変換部との間には放電防止素子としてのダイオードを含む第3のスイッチング素子が設けられると共に、前記第2のスイッチング素子と前記第4の電力変換部との間には放電防止素子としてのダイオードを含む第4のスイッチング素子が設けられている請求項1または2に記載の直流給電システム。
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