JP6296822B2 - 分散電源用インバータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、直流発電システムで用いられる分散電源用インバータ装置に関するものである。

直流発電システムとしては、例えば、太陽光発電システムを挙げることができる。太陽光発電システムでは、建物の屋上に複数の太陽電池モジュールが配置されている。この複数の太陽電池モジュールは、全体として所望の直流電力を発電できる１つの直流電源となるように直並列接続されている。このことから、各建物に配置される太陽光発電システム（直流発電システム）は、電力会社から供給される一般の商用電源系統に対して分散電源として位置付けることができる。

分散電源用インバータ装置は、この直流発電システムである太陽光発電システムにおいて、複数の太陽電池モジュールが１つの直流電源として発電した直流電力を交流電力へ変換し、その変換した交流電力を建物内等の閉じた地域に配置される交流負荷に供給する機能の他に、一般の商用電源系統と連系する機能を備えている場合が多い。

この一般の商用電源系統と連系する分散電源用インバータ装置では、変換した交流電力に余剰分が生じた場合に、その余剰電力が一般の商用電源系統に逆潮流（電力会社に売電）され、建物内等の閉じた地域に配置される交流負荷に供給する電力に不足が生じた場合に、その不足電力が商用電源系統から交流負荷に供給される。

ところで、直流発電システムで用いられる分散電源用インバータ装置は、その動作電源を直流電源である直流発電システムの発電電力から生成するようになっているので、その直流発電システムの発電電力が分散電源用インバータ装置の起動可能な電力と同等くらいであると、直流発電システムの発電電力変動によって、分散電源用インバータ装置が起動、停止を繰り返すことが起こる。

そうすると、例えば次のような不都合が生ずる。すなわち、分散電源用インバータ装置では、起動、停止に伴い、当該分散電源用インバータ装置を商用電源系統に連系させるための出力リレーが開閉するので、その開閉頻度が高くなると出力リレーの接点寿命が短くなる。

この問題を解決するため、例えば特許文献１では、直流電源の出力電圧と分散電源用インバータ装置内のコンデンサに蓄積された電圧とに基づき推定された直流電源の最大電力推定値を起動判定値と比較し、当該比較結果に基づいて分散電源用インバータ装置の起動可否を判定する技術が提案されている。

また、例えば特許文献２では、直流電源の出力電圧を測定するとともに、直流電源の出力端を短絡するためのリレーを設け、このリレーをオンさせて短絡電流を測定し、測定した出力電圧と短絡電流とから直流電源の出力電力を推定することで、分散電源用インバータ装置の起動可否を判定する技術が提案されている。

特開２００９−２４７１８４号公報 特許第２５９８９１１号公報

しかし、特許文献１，２にて提案されている技術は、直流発電システムの発電電力が分散電源用インバータ装置の起動可否判定値をクリアできた場合に、分散電源用インバータ装置を起動して直流発電システムの発電電力を外部で利用できるようにするものであるので、直流発電システムが発電していてもその発電電力が分散電源用インバータ装置の起動可否判定値をクリアできない程度に微弱である場合には、当該分散電源用インバータ装置側では、外部でその直流発電システムの発電電力を有効利用できるようにすることができないという問題がある。

直流発電システムの発電電力が分散電源用インバータ装置の起動可否判定値をクリアできず、分散電源用インバータ装置が起動しないケースとしては、次のような例がある。例えば太陽光発電システムでは、複数の太陽電池モジュールの発電電力は、早朝や夕方など日射量の少ない時間帯においては、分散電源用インバータ装置の起動可否判定値をクリアできない程度に微弱となる場合があり、この時間帯では分散電源用インバータ装置は起動しない。

ところが、分散電源用インバータ装置の起動可否判定値をクリアできない程度に微弱となる発電電力であっても、近年普及が著しい携帯電話機など直流電源で動作するポータブル機器の動作用や充電用として十分な電力である場合が多い。太陽光発電システムでは、分散電源用インバータ装置は家屋内に配置されるので、その特徴を活かして、分散電源用インバータ装置が起動していなくとも、分散電源用インバータ装置側では、外部で太陽電池モジュールの発電電力の有効利用が図れるようにすれば、利便性が向上する。

また、太陽光発電システムでは、分散電源用インバータ装置が起動していない時間帯として、早朝や夕方など日射量の少ない時間帯の他に、夜間の時間帯がある。この夜間の時間帯においては、起動していない分散電源用インバータ装置の出力端は、開路している出力リレーを介して商用電源系統に接続されているが、家屋内に配置されているという特徴を活かして、分散電源用インバータ装置側において、商用電源系統の交流電力から直流電源で動作するポータブル機器の動作用や充電用の直流電源を生成し提供できるようにすれば、利便性が向上する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、外部に直流電源を供給できる機能を備えた分散電源用インバータ装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直流電源が発電した直流電力から各部の動作電源を生成する制御用電源と、前記動作電源を得て、前記直流電源が発電した直流電力を交流電力へ変換する電力変換部とを備える分散電源用インバータ装置において、前記直流電源が発電した直流電力から出力を生成する第１の直流電力供給用電源と、前記直流電源の出力端と前記第１の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第１の電力供給遮断スイッチと、外部に前記第１の直流電力供給用電源の前記出力を供給するための出力端子である直流電力供給端子とを備え、前記第１の電力供給遮断スイッチは、前記直流電力供給端子に外部機器が接続されているとき閉路し前記外部機器が前記直流電力供給端子から外されたとき開路する動作を行うことを特徴とする。

本発明によれば、外部に直流電源を供給できるので、分散電源として位置付けられる直流発電システム（直流電源）の発電電力の有効利用などが図れるという効果を奏する。具体的には、例えば、入力される直流電源の発電電力が微弱で当該分散電源用インバータ装置を起動できる程度でなくとも、その直流電源の微弱な発電電力が当該起動していない分散電源用インバータ装置を介して外部で利用できるようになるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態２による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態３による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態４による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態５による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態６による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。

以下に、本発明にかかる分散電源用インバータ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。なお、この明細書で言う分散電源用インバータ装置は、説明の便宜から、太陽光発電システムで用いられるものとしている。

図１において、この実施の形態１による分散電源用インバータ装置１ａは、ＤＣ／ＡＣ変換部２ａ、制御用電源３および出力リレー４を備えた一般的な構成において、外部に直流電力を供給するための出力端子である直流電力供給端子５ａが設けられ、制御用電源３に若干の機能追加がなされている。

まず、一般的な構成について簡単に説明する。
直流電源２０は、直流発電システム（太陽光発電システム）である。太陽光発電システムは、各建物に配置されるので、電力会社が運営する商用電源系統２１に対して分散電源として位置付けられる。太陽光発電システムが形成する直流電源２０は、建物の屋上に配置される複数の太陽電池モジュールで構成されている。該複数の太陽電池モジュールは、１つの直流電源として所望の直流電力を発電できるように直並列接続されている。

ＤＣ／ＡＣ変換部２ａおよび制御用電源３は、この直流電源２０の出力端に並列に接続されている。制御用電源３は、直流電源２０が発電した直流電力からＤＣ／ＡＣ変換部２ａの各要素の動作電源を生成する。ＤＣ／ＡＣ変換部２ａは、制御用電源３から動作電源を得て、直流電源２０が発電した直流電力を交流電力へ変換する。ＤＣ／ＡＣ変換部２ａの出力端は、出力リレー４を介して商用電源系統２１に接続されている。

図１では、分散電源用インバータ装置１ａの全体を統括する制御系は、ＤＣ／ＡＣ変換部２ａに含まれているとしているが、その制御系は、ＤＣ／ＡＣ変換部２ａにて変換された交流電力が建物内等の閉じた地域に配置される交流負荷（図示せず）に供給されるようにするとともに、余剰分が生じた場合に、その余剰電力を商用電源系統２１に逆潮流（電力会社に売電）する制御を行うようになっている。

なお、建物内等の閉じた地域に配置される交流負荷に供給する電力に不足が生じた場合に、その不足電力が商用電源系統２１から交流負荷に供給される。

以下に示す実施の形態１〜７で用いる構成図（図１〜図６）では、商用電源系統２１に逆潮流する分散電源用インバータ装置の構成を示すが、本発明は、変換した交流電力を建物内等の閉じた地域に配置される交流負荷に供給する機能のみを有する分散電源用インバータ装置にも適用できるものである。

さて、本明細書に示す実施の形態について説明する。
図１において、分散電源用インバータ装置１ａは、運転を開始する時に直流電源２０から数十Ｗの電力供給が必要になる。そこで、一般に、制御用電源３は、この「直流電源２０の発電電力＝数十Ｗ」を、分散電源用インバータ装置１ａを起動して運転してもよい電力として記憶し、直流電源２０の発電電力を常時監視し、その発電電力が当該分散電源用インバータ装置１ａを起動してもよい程度を超えている場合に、その発電電力からＤＣ／ＡＣ電力変換部２ａへの動作電源を生成し起動させるようになっている。

つまり、太陽光発電システムで用いられる従来の分散電源用インバータ装置では、複数の太陽電池モジュールで構成される直流電源２０の発電電力は、分散電源用インバータ装置を起動してもよい程度の発電電力に至らない場合には、外部で利用できないという構成になっている。直流電源２０の発電電力が分散電源用インバータ装置を起動してもよい程度に至らない場合としては、例えば、早朝や夕方など日射量の少ない時間帯での発電電力を挙げることができる。

ところが、近年普及が著しい携帯電話器など直流電源で動作するポータブル機器の充電は、数Ｗと微少な直流電力で可能である。このように早朝や夕方など日射量の少ない時間帯での直流電源２０の発電電力は、分散電源用インバータ装置を起動できる電力ではないが、ポータブル機器の充電用や動作用としては十分な電力である。

そこで、図１に示すように、外部に直流電力を供給するための出力端子である直流電力供給端子５ａを設け、制御用電源３に、直流電源２０の発電電力から直流電力供給端子５ａへ供給するための外部機器用の直流電源（直流電源で動作するポータブル機器の充電用電源や動作用電源）を生成する機能を追加してある。

なお、ポータブル機器は、ＵＳＢを用いて充電することが多いので、制御用電源３において、ＵＳＢ出力に対応した電源を生成すれば、直流電力供給端子５ａはＵＳＢ端子とすることも可能である。

また、制御用電源３は、スイッチング素子を用いて構成されるが、複数の太陽電池モジュールで構成される直流電源２０が早朝や夕方など日射量の少ない時間帯で発電する微弱電力を有効に活用できるようにするため、スイッチング素子にワイドバンドギャップ半導体であるＳｉＣ製のスイッチング素子を用いるとよい。そうすると、制御用電源３の効率がアップするので、太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールの発電電力が小さい時間帯でもその発電電力を外部で有効に活用することができるようになる。

以上のように、本実施の形態１によれば、外部に直流電力を供給するための出力端子である直流電力供給端子を設け、直流電源である直流発電システムの発電電力が分散電源用インバータ装置を起動してもよい程度に至らない場合でも、そのときの直流発電システムの発電電力から直流電力供給端子へ供給するための直流電源が生成されるので、分散電源用インバータ装置を起動してもよい程度に至らない直流発電システムの発電電力を外部で有効活用することができる。

例えば、太陽光発電システムでは、太陽電池モジュールの発電電力が十分な日中などの時間帯だけでなく、太陽電池モジュールの発電電力が小さく分散電源用インバータ装置を起動できない時間帯においても、当該起動していない分散電源用インバータ装置は、外部に対して、その小さい発電電力を用いて、直流電源で動作するポータブル機器の充電用電源や、動作電源を提供することが可能になる。

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図２では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。

図２に示す本実施の形態２による分散電源用インバータ装置１ｂでは、図１（実施の形態１）に示した構成において、制御用電源３に代えて、ＤＣ／ＡＣ変換部用電源７、請求項２等における第１の直流電力供給用電源である直流電力供給用電源８および請求項３等における第１の電力供給遮断スイッチである電力供給遮断スイッチ９が設けられ、また、直流電力供給端子５ａに代えて直流電力供給端子５ｂが設けられている。

ＤＣ／ＡＣ変換部用電源７は、分散電源用インバータ装置の一般的な構成における制御用電源の構成要素である。つまり、本実施の形態２による分散電源用インバータ装置１ｂでの制御用電源は、そのＤＣ／ＡＣ変換部用電源７の他に、請求項２等における第１の直流電力供給用電源である直流電力供給用電源８および請求項３等における第１の電力供給遮断スイッチである電力供給遮断スイッチ９を追加した構成となっている。

ＤＣ／ＡＣ変換部用電源７は、直流電源２０の発電電力が直接入力される。ＤＣ／ＡＣ変換部用電源７は、直流電源２０が発電した直流電力が当該分散電源用インバータ装置を起動してもよい程度を超えている場合に、そのときの直流電源２０の発電電力からＤＣ／ＡＣ変換部２ａの各部への動作電源を生成する。

一方、直流電力供給用電源８は、直流電源２０の発電電力が電力供給遮断スイッチ９を介して入力される。直流電力供給用電源８は、電力供給遮断スイッチ９を介して入力される直流電源２０の発電電力から直流電力供給端子５ｂへ供給するための直流電源を生成する。

直流電力供給用電源８は、ＤＣ／ＡＣ変換部用電源７と同様にスイッチング素子を用いて構成されるが、直流電源２０の発電電力が微弱な場合でも外部機器用の直流電源を効率よく生成できるようにという省電力化を図る観点から、ワイドバンドギャップ半導体であるＳｉＣ製のスイッチング素子を用いて構成される。

電力供給遮断スイッチ９は、リレーまたは半導体スイッチにて構成される。半導体スイッチで構成するときは、直流電源２０の発電電力が微弱な場合の損失を少なくするという
省電力化を図る観点から、ワイドバンドギャップ半導体であるＳｉＣ製の半導体スイッチを用いるとよい。

直流電力供給端子５ｂは、図１に示した直流電力供給端子５ａの機能に加えて、外部のポータブル機器の接続有無を検知する機器接続検知手段（図示せず）を備えている。この機器接続検知手段の検知信号ａは、電力供給遮断スイッチ９の制御信号となる。電力供給遮断スイッチ９は、機器接続検知手段からの検知信号ａが、外部のポータブル機器の接続を示している場合に閉路し、外部のポータブル機器の非接続を示している場合には開路する。

直流電力供給用電源８は、直流電力供給端子５ｂにポータブル機器が接続されない状態であっても、入力直流電力があればそれから外部機器用の直流電源を生成できる態勢にあるので、そのままでは無駄な電力消費が生ずる。この点、本実施の形態２によれば、直流電力供給端子５ｂにポータブル機器が接続されない状態では、電力供給遮断スイッチ９が開路し、直流電力供給用電源８は入力電力が無くなり実質停止状態になるので、不要な電力の消費を防ぐことができる。

また、ポータブル機器は、ＵＳＢを用いて充電することが多いので、直流電力供給用電源８において、ＵＳＢ出力に対応した電源を生成すれば、直流電力供給端子５ｂはＵＳＢ端子とすることも可能である。

なお、本実施の形態２によれば、当該分散電源用インバータ装置１ｂが起動されて商用電源系統２１と連系運転中であっても、直流電力供給端子５ｂにポータブル機器を接続すれば、電力供給遮断スイッチ９が閉路し、直流電力供給用電源８を動作させるので、商用電源系統２１への売電量が減るという難点はあるが、当該分散電源用インバータ装置１ｂが起動されている場合でも、その起動中における直流電源２０の発電電力を外部で利用することができる。この売電量が減るという問題の解決策の一例を実施の形態３として示してある。

実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図３では、図２（実施の形態２）に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。

図３に示す本実施の形態３による分散電源用インバータ装置１ｃでは、図２（実施の形態２）に示した構成において、ＤＣ／ＡＣ変換部２ａに代えてＤＣ／ＡＣ変換部２ｂが設けられ、また、直流電力供給端子５ｂに代えて図１に示した直流電力供給端子５ａが設けられている。

ＤＣ／ＡＣ変換部２ｂは、内部に含まれている全体を統括する制御系が、分散電源用インバータ装置１ｃが起動しているか、あるいは停止中であるかを示す装置状態信号ｂを生成し、それを制御信号として電力供給遮断スイッチ９に出力する。

電力供給遮断スイッチ９は、装置状態信号ｂが分散電源用インバータ装置１ｃが起動していることを示すとき開路し、分散電源用インバータ装置１ｃが起動していないことを示すとき閉路する。

その結果、直流電力供給用電源８は、分散電源用インバータ装置１ｃが起動している場合は電力供給遮断スイッチ９が開路し入力電力が無くなるので実質的に停止状態となる。そして、直流電力供給用電源８は、分散電源用インバータ装置１ｃが起動していない場合に、閉路している電力供給遮断スイッチ９を介して入力される分散電源２０の発電電力から直流電力供給端子５ａへ供給するための直流電源を生成する。この動作は、実質的に実施の形態１と同様である。

ここで、直流電力供給端子５ａに供給される直流電源は、実施の形態１と同様に分散電源用インバータ装置１ｃが起動していない場合である。しかし、直流電力供給用電源８は分散電源用インバータ装置１ｃが起動している場合でも、入力直流電力があればそれから直流電源を生成できる態勢にあるので、そのままでは無駄な電力消費が生ずる。また、分散電源用インバータ装置１ｃが起動している場合は商用電源系統２１と連系して売電しているので、その売電量が減少する。

この点、本実施の形態３によれば、分散電源用インバータ装置１ｃが起動している場合は、電力供給遮断スイッチ９が開路し、直流電力供給用電源８は入力電力が絶たれて実質停止状態になるので、不要な電力の消費を防ぐことができる。また、商用電源系統２１への売電量を増やすことができる。

実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図４では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。

図４に示す本実施の形態４による分散電源用インバータ装置１ｄでは、図１（実施の形態１）に示した構成において、請求項７等における第２の直流電力供給用電源である直流電力供給用電源１１が設けられている。

直流電力供給用電源１１は、直流電力供給端子５ａへ供給するための外部機器用の直流電源を、図示例では、外部の商用電源系統２１から出力リレー４を介して入力される交流電力から生成する。

すなわち、直流電力供給端子５ａには、制御用電源３が直流電源２０の発電電力から生成した外部機器用の直流電源と、直流電力供給用電源１１が商用電源系統２１の交流電力から生成した外部機器用の直流電源とのいずれかが供給される。

この構成により、直流電力供給端子５ａを使ってポータブル機器への充電中に、日没となってしまい直流電源２０の発電電力が無くなり、制御用電源３から外部機器用の直流電源を供給できなくなった場合でも、直流電力供給用電源１１から外部機器用の直流電源が供給可能となるため、ポータブル機器を最後まで充電することができる。

また、実際の運転においては、早朝に直流電力供給端子５ａを使ってポータブル機器に充電している場合に、日射量が徐々に上昇して直流電源２０の発電電力が当該分散電源用インバータ装置１ｄの起動可能な電力に達し、制御用電源３からＤＣ／ＡＣ変換部２ａへの動作電源の供給が開始されたとき、直流電源２０の発電電力に変動があっても当該分散電源用インバータ装置１ｄが起動、停止を繰り返す不都合を回避し売電量を増やす方策として、制御用電源３からＤＣ／ＡＣ変換部２ａへの動作電源の供給を優先させる措置が採られる。

そのため、制御用電源３から直流電力供給端子５ａへの外部機器用の直流電源の供給が減少（あるいは停止）することになり、ポータブル機器への充電が遅くなってしまう懸念が出てくる。この点に関しては、直流電力供給用電源１１から直流電力供給端子５ａへの外部機器用の直流電源の供給が可能であるため、ポータブル機器を継続して（速やかに）充電することができる。

以上のように、本実施の形態４によれば、ポータブル機器用の直流電源を商用電源系統の交流電力からも生成するようにしたので、太陽光発電システムにおいて発電が行われない夜間でもポータブル機器用の直流電源を供給することができる。

また、当該分散電源用インバータ装置の運転を優先しつつ、ポータブル機器への充電も継続して（速やかに）行うことができる。

なお、直流電力供給用電源１１は、直流電力供給用電源８と同様にスイッチング素子を用いて構成されるが、省電力化を図る観点から同様に、ワイドバンドギャップ半導体であるＳｉＣ製のスイッチング素子を用いて構成される。

実施の形態５．
図５は、本発明の実施の形態５による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図５では、図２（実施の形態２）に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態５に関わる部分を中心に説明する。

図５に示す本実施の形態５による分散電源用インバータ装置１ｅでは、図２（実施の形態２）に示した構成において、請求項７等における第２の直流電力供給用電源である図４に示した直流電力供給用電源１１に加えて、請求項７等における第２の電力供給遮断スイッチである電力供給遮断スイッチ１２が追加されている。

電力供給遮断スイッチ１２は、図示例では出力リレー４の商用電源系統２１側端と直流電力供給用電源１１の交流入力端との間の接続とその解除とを行うように配置されている。この電力供給遮断スイッチ１２は、電力供給遮断スイッチ９と同様に、リレーまたは半導体スイッチにて構成される。半導体スイッチで構成するときは、省電力化を図る観点から、ワイドバンドギャップ半導体であるＳｉＣ製の半導体スイッチを用いるとよい。

そして、電力供給遮断スイッチ１２は、電力供給遮断スイッチ９と同様に、直流電力供給端子５ｂに装備されている機器接続検知手段（図示せず）からの検知信号ａが、外部のポータブル機器の接続を示している場合に閉路し、外部のポータブル機器の非接続を示している場合に開路する。よって、電力供給遮断スイッチ１２は、電力供給遮断スイッチ９と連動する構成とすることができる。

直流電力供給用電源１１は、直流電力供給用電源８と同様に、直流電力供給端子５ｂにポータブル機器が接続されない状態であっても、入力交流電力があればそれから外部機器用の直流電源を生成できる態勢にあるので、そのままでは無駄な電力消費が生ずる。この点、本実施の形態５によれば、直流電力供給端子５ｂにポータブル機器が接続されない状態では、電力供給遮断スイッチ９，１２が開路し、直流電力供給用電源８，１１は入力電力が無くなり実質停止状態になるので、不要な電力の消費を防ぐことができる。

なお、図５に示した構成では、当該分散電源用インバータ装置１ｅが起動されて商用電源系統２１と連系運転中であっても、直流電力供給端子５ｂにポータブル機器を接続すれば電力供給遮断スイッチ９，１２が閉路し、直流電力供給用電源８，１１を動作させるので、不要な電力消費が発生し連系運転を優先させることができない。この点の解決策の一例を実施の形態６，７として説明する。

実施の形態６．
図６は、本発明の実施の形態６による分散電源用インバータ装置の要部構成を示すブロック図である。なお、図６では、図５（実施の形態５）に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態６に関わる部分を中心に説明する。

図６に示す本実施の形態６による分散電源用インバータ装置１ｆでは、図５（実施の形態５）に示した構成において、ＤＣ／ＡＣ変換部２ａに代えて図３に示したＤＣ／ＡＣ変換部２ｂが設けられ、直流電力供給用電源８に代えて請求項１１等における第１の直流電力供給用電源である直流電力供給用電源１３が設けられている。また、直流電力供給端子５ｂに代えて、図１に示した直流電力供給端子５ａが設けられている。

ＤＣ／ＡＣ変換部２ｂは、図３（実施の形態３）と同様に、内部に含まれているとしている制御系が、分散電源用インバータ装置１ｆが起動しているか、あるいは停止中であるかを示す装置状態信号ｂを生成し、それを制御信号として電力供給遮断スイッチ９に出力する。

電力供給遮断スイッチ９は、装置状態信号ｂが分散電源用インバータ装置１ｆが起動していることを示すとき開路し、分散電源用インバータ装置１ｆが起動していないことを示すとき閉路する。

また、直流電力供給用電源１３は、直流電力供給用電源８と同様に、電力供給遮断スイッチ９を通して入力される直流電源２０の発電電力から直流電力供給端子５ａに供給する外部機器用の直流電源を生成するが、本実施の形態６では、さらに、動作している（オンしている）か、動作していない（オフしている）かを示す動作状態信号ｃを生成し、それを制御信号として電力供給遮断スイッチ１２に出力する。

電力供給遮断スイッチ１２は、動作状態信号ｃが、直流電力供給用電源１３がオフしていることを示すとき閉路し、オンしていることを示すとき開路する。

したがって、本実施の形態６によれば、当該分散電源用インバータ装置１ｆが起動している場合は、電力供給遮断スイッチ９は、開路しているので、当該分散電源用インバータ装置１ｆは、直流電源２０の発電電力を交流電力へ変換することを優先する。すなわち、商用電源系統２１への売電量を増やすことができる。

また、実施の形態４，５と同様に、直流電力供給端子５ａに接続したポータブル機器を最後まで充電できる、あるいは、継続して（速やかに）充電できる。

実施の形態７．
本実施の形態７では、実施の形態６の変形例を示す。
すなわち、図６（実施の形態６）において、直流電力供給端子５ａに代えて図５に示した直流電力供給端子５ｂを設け、直流電力供給端子５ｂに装備される機器接続検知手段が出力する、ポータブル機器が接続されているか否かを示す機器接続検知信号ａを、制御信号として電力供給遮断スイッチ９，１２に与える構成を採ることができる。

そうすると、電力供給遮断スイッチ９は、直流電源２０の出力端と直流電力供給用電源１３の入力端との間を、分散電源用インバータ装置１ｆが起動して商用電源系統２１と連系しているときには開路し、当該分散電源用インバータ装置１ｆが起動していないときで、かつ、機器接続検知信号ａが外部機器の接続を示しているときに閉路する動作を行うようにすることができる。

また、電力供給遮断スイッチ１２は、商用電源系統２１（図示例では、出力リレー４の商用電源系統２１側端）と直流電力供給用電源１１の入力端との間を、直流電力供給用電源１３がオフしていて、かつ、機器接続検知信号ａが外部機器の接続を示しているとき閉路し、機器接続検知信号ａが外部機器の接続を示していないときに開路する動作を行うようにすることができる。

これによって、直流電力供給用電源１３，１１における不要な電力消費の発生を防ぐことができる。

なお、以上に示した実施の形態では、分散電源として、発電電力が微弱である場合が起こる太陽光発電システムを取り上げ、その微弱な発電電力の有効利用も図れる構成を念頭に説明したが、本発明は、それに限定されるものではない。本発明は、外部に直流電源を供給できる機能を備えた分散電源用インバータ装置を得ることを目的としているので、直流電力供給端子５ａ，５ｂに供給する外部機器用の直流電源を、例えば以上に示した実施の形態とは逆の構成手順で、まず、直流電力供給用電源１１を配置する構成を取り上げ、それをベースに、直流電力供給用電源８，１３を配置する構成を取り上げるなど、種々の変形が可能である。

以上のように、本発明にかかる分散電源用インバータ装置は、外部に直流電源を供給できる機能を備えた分散電源用インバータ装置として有用であり、特に、太陽光発電システムで用いる分散電源用インバータ装置に適している。

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ 分散電源用インバータ装置、２ａ，２ｂ ＤＣ／ＡＣ変換部、３ 制御用電源、４ 出力リレー、５ａ，５ｂ 直流電力供給端子、７ ＤＣ／ＡＣ変換部用電源、８，１３ 第１の直流電力供給用電源としての直流電力供給用電源、１１ 第２の直流電力供給用電源としての直流電力供給用電源、９ 第１の電力供給遮断スイッチとしての電力供給遮断スイッチ，１２ 第２の電力供給遮断スイッチとしての電力供給遮断スイッチ、２０ 直流電源（分散電源として位置付けられる直流発電システム）、２１ 商用電源系統。

Claims (9)

1. 直流電源が発電した直流電力から各部の動作電源を生成する制御用電源と、前記動作電源を得て、前記直流電源が発電した直流電力を交流電力へ変換する電力変換部とを備える分散電源用インバータ装置において、
   前記直流電源が発電した直流電力から出力を生成する第１の直流電力供給用電源と、
   前記直流電源の出力端と前記第１の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第１の電力供給遮断スイッチと、
   外部に前記第１の直流電力供給用電源の前記出力を供給するための出力端子である直流電力供給端子と
   を備え、
   前記第１の電力供給遮断スイッチは、
   前記直流電力供給端子に外部機器が接続されているとき閉路し前記外部機器が前記直流電力供給端子から外されたとき開路する動作を行う
   ことを特徴とする分散電源用インバータ装置。
2. 前記直流電力供給端子は、外部機器の接続有無を検知する機器接続検知手段を備え、
   前記第１の電力供給遮断スイッチは、前記機器接続検知手段の検知結果に基づき開閉動作を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の分散電源用インバータ装置。
3. 直流電源が発電した直流電力から各部の動作電源を生成する制御用電源と、前記動作電源を得て、前記直流電源が発電した直流電力を交流電力へ変換する電力変換部とを備える分散電源用インバータ装置において、
   前記直流電源が発電した直流電力から出力を生成する第１の直流電力供給用電源と、
   前記直流電源の出力端と前記第１の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第１の電力供給遮断スイッチと、
   外部に前記第１の直流電力供給用電源の前記出力を供給するための出力端子である直流電力供給端子と
   を備え、
   前記第１の電力供給遮断スイッチは、
   当該分散電源用インバータ装置が起動していないとき閉路し当該分散電源用インバータ装置が起動しているとき開路する動作を行う
   ことを特徴とする分散電源用インバータ装置。
4. 直流電源が発電した直流電力から各部の動作電源を生成する制御用電源と、前記動作電源を得て、前記直流電源が発電した直流電力を交流電力へ変換する電力変換部とを備え、外部の商用電源系統と連系する機能を有する分散電源用インバータ装置において、
   前記直流電源が発電した直流電力から出力を生成する第１の直流電力供給用電源と、
   前記直流電源の出力端と前記第１の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第１の電力供給遮断スイッチと、
   前記外部の商用電源系統から入力される交流電力から出力を生成する第２の直流電力供給用電源と、
   前記外部の商用電源系統と前記第２の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第２の電力供給遮断スイッチと、
   外部に前記第１の直流電力供給用電源の前記出力および前記第２の直流電力供給用電源の前記出力を供給するための出力端子である直流電力供給端子と
   を備え、
   前記第１の電力供給遮断スイッチと前記第２の電力供給遮断スイッチは、
   それぞれ前記直流電力供給端子に外部機器が接続されているとき閉路し前記外部機器が前記直流電力供給端子から外されたとき開路する動作を行う
   ことを特徴とする分散電源用インバータ装置。
5. 前記直流電力供給端子は、外部機器の接続有無を検知する機器接続検知手段を備え、
   前記第１の電力供給遮断スイッチと前記第２の電力供給遮断スイッチは、それぞれ前記機器接続検知手段の検知結果に基づき開閉動作を行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の分散電源用インバータ装置。
6. 直流電源が発電した直流電力から各部の動作電源を生成する制御用電源と、前記動作電源を得て、前記直流電源が発電した直流電力を交流電力へ変換する電力変換部とを備え、外部の商用電源系統と連系する機能を有する分散電源用インバータ装置において、
   前記直流電源が発電した直流電力から出力を生成する第１の直流電力供給用電源と、
   前記直流電源の出力端と前記第１の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第１の電力供給遮断スイッチと、
   前記外部の商用電源系統から入力される交流電力から出力を生成する第２の直流電力供給用電源と、
   前記外部の商用電源系統と前記第２の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第２の電力供給遮断スイッチと、
   外部に前記第１の直流電力供給用電源の前記出力および前記第２の直流電力供給用電源の前記出力を供給するための出力端子である直流電力供給端子と
   を備え、
   前記第１の電力供給遮断スイッチは、
   当該分散電源用インバータ装置が起動していないとき閉路し当該分散電源用インバータ装置が起動しているとき開路する動作を行い、
   前記第２の電力供給遮断スイッチは、
   前記第１の直流電力供給用電源がオフしているとき閉路し前記第１の直流電力供給用電源がオンしているとき開路する動作を行う
   ことを特徴とする分散電源用インバータ装置。
7. 直流電源が発電した直流電力から各部の動作電源を生成する制御用電源と、前記動作電源を得て、前記直流電源が発電した直流電力を交流電力へ変換する電力変換部とを備え、外部の商用電源系統と連系する機能を有する分散電源用インバータ装置において、
   前記直流電源が発電した直流電力から出力を生成する第１の直流電力供給用電源と、
   前記直流電源の出力端と前記第１の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第１の電力供給遮断スイッチと、
   前記外部の商用電源系統から入力される交流電力から出力を生成する第２の直流電力供給用電源と、
   前記外部の商用電源系統と前記第２の直流電力供給用電源の入力端との間の接続とその解除とを行う第２の電力供給遮断スイッチと、
   外部に前記第１の直流電力供給用電源の前記出力および前記第２の直流電力供給用電源の前記出力を供給するための出力端子である直流電力供給端子と
   を備え、
   前記直流電力供給端子は、外部機器の接続有無を検知する機器接続検知手段を備え、
   前記第１の電力供給遮断スイッチは、当該分散電源用インバータ装置の運転状態および前記機器接続検知手段の検知状態に応じて開閉動作を行い、
   前記第２の電力供給遮断スイッチは、前記第１の直流電力供給用電源の動作状態および前記機器接続検知手段の検知状態に応じて開閉動作を行う
   ことを特徴とする分散電源用インバータ装置。
8. 前記第１の電力供給遮断スイッチは、
   当該分散電源用インバータ装置が起動していないときで、かつ、前記機器接続検知手段が外部機器の接続を検知しているときは閉路し、当該分散電源用インバータ装置が起動して前記外部の商用電源系統と連系しているときは開路する
   ことを特徴とする請求項７に記載の分散電源用インバータ装置。
9. 前記第２の電力供給遮断スイッチは、
   前記第１の直流電力供給用電源がオフしているときで、かつ、前記機器接続検知手段が外部機器の接続を検知しているとき閉路し、前記機器接続検知手段が外部機器の接続を検知していないとき開路する
   ことを特徴とする請求項７に記載の分散電源用インバータ装置。

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