JP6363412B2 - Power conditioner and power control method - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電装置に接続されたパワーコンディショナ及びその電力制御方法に関する。 The present invention relates to a power conditioner connected to a power storage device and a power control method thereof.
近年、太陽光発電システムなどの自然エネルギーを利用した発電システムが一般家庭用の住宅、或いは産業用施設などに導入されつつある。これらの発電システムでは、発電電力が電子機器などの電源として利用される。また、現在では、自然エネルギーを利用した発電システムをより普及させるべく、発電電力を売電して電力会社に買取させる電力買取制度が制定されている。そのため、発電電力が商用電力系統に逆潮流されることもある。 In recent years, power generation systems using natural energy, such as solar power generation systems, are being introduced into homes for general households or industrial facilities. In these power generation systems, the generated power is used as a power source for electronic devices and the like. At present, an electric power purchase system for selling generated electric power and purchasing it by an electric power company has been established in order to make the electric power generation system using natural energy more popular. Therefore, the generated power may flow backward to the commercial power system.
ところで、近年では、環境問題を配慮する意識が強いユーザが増えつつある。このようなユーザは、商用電力系統への売電よりも、自然エネルギーを利用した発電電力の個別の電力系統内での消費を優先し、商用電力系統の利用を抑えようとする。その手段として、たとえば特許文献1のように、自然エネルギーを利用した発電システムに蓄電装置を接続することがある。特許文献1の発電システムでは、パワーコンディショナは、太陽電池モジュールで発電した電力を直流から交流に変換して負荷に供給する。蓄電装置は、双方向DC/DCコンバータを介して、蓄放電可能にパワーコンディショナと接続されている。
By the way, in recent years, an increasing number of users have a strong awareness of environmental issues. Such a user gives priority to consumption of the generated power using natural energy in the individual power system rather than selling power to the commercial power system, and tries to suppress the use of the commercial power system. As such means, for example, as in
個別の電力系統内で発電電力の消費を優先させる場合、たとえば、商用電力系統への売電量を予め設定しておく。そして、この売電量を差し引いた発電電力が個別の電力系統内での消費電力を上回る場合にはその余剰電力を蓄電装置に蓄電する。また、消費電力を下回る場合には不足分の電力に蓄電装置の放電電力を供給する。 When giving priority to the consumption of generated power within an individual power system, for example, the amount of power sold to the commercial power system is set in advance. When the generated power obtained by subtracting the amount of power sold exceeds the power consumed in the individual power system, the surplus power is stored in the power storage device. Further, when the power consumption is less than the power consumption, the discharge power of the power storage device is supplied to the insufficient power.
しかしながら、電力買取制度では、蓄電装置に蓄えた電力を商用電力系統に逆潮流して売電することは一般的に禁止されている。従って、蓄電装置が接続された発電システムでは、蓄電装置の放電電力が逆潮流しないように電力を制御する必要がある。一方、発電電力の個別の電力系統内での消費を優先する場合には、商用電力系統の利用(すなわち売電及び買電)を抑制して発電電力を利用することも求められている。このような場合、発電システムの電力制御は非常に煩雑になる。 However, in the power purchase system, it is generally prohibited to sell the power stored in the power storage device by flowing backward to the commercial power system. Therefore, in the power generation system to which the power storage device is connected, it is necessary to control the power so that the discharge power of the power storage device does not flow backward. On the other hand, when priority is given to the consumption of generated power within individual power systems, it is also required to use the generated power while suppressing the use of the commercial power system (that is, selling and buying power). In such a case, the power control of the power generation system becomes very complicated.
この問題に対して、特許文献1は、パワーコンディショナの出力端に負荷が接続される電力システムを想定しており、商用電力系統が接続される電力システムを想定していない。すなわち、特許文献1は、このような問題を何ら考慮していない。
With respect to this problem,
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、蓄電装置から商用電力系統に電力を逆潮流させることなく、商用電力系統の利用を抑制して発電電力を利用することができるパワーコンディショナ及び電力制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and power that can use generated power while suppressing the use of the commercial power system without causing reverse power flow from the power storage device to the commercial power system. An object is to provide a conditioner and a power control method.
上記目的を達成するために、本発明の一の態様によるパワーコンディショナは、第1発電装置及び商用電力系統と第2発電装置及び蓄電装置との間に設けられる双方向電力変換部と、該双方向電力変換部と商用電力系統との間の伝送経路に接続される第1発電装置の発電電力が該伝送経路に接続される電力負荷の消費電力以上であるか否かを判定する電力判定部と、電力判定部にて第1発電装置の発電電力が消費電力以上であると判定される場合、伝送経路側から蓄電装置側に電力が変換される順変換方向に双方向電力変換部の電力変換方向を設定する変換制御部と、を備える構成とされる。 In order to achieve the above object, a power conditioner according to an aspect of the present invention includes a bidirectional power conversion unit provided between a first power generation device and a commercial power system, a second power generation device and a power storage device, Power determination for determining whether or not the generated power of the first power generator connected to the transmission path between the bidirectional power converter and the commercial power system is greater than or equal to the power consumption of the power load connected to the transmission path And the power determination unit determine that the generated power of the first power generation device is greater than or equal to the power consumption, the bidirectional power conversion unit in the forward conversion direction in which the power is converted from the transmission path side to the power storage device side. And a conversion control unit that sets a power conversion direction.
上記構成のパワーコンディショナは、伝送経路及び商用電力系統間を伝送する電力値を検出する電力検出部をさらに備え、変換制御部は、電力判定部にて第1発電装置の発電電力が消費電力以上であると判定される場合、電力値が第1目標値となるように、双方向電力変換部にて順変換方向に変換される電力を電力値に応じて設定する構成としてもよい。 The power conditioner having the above configuration further includes a power detection unit that detects a power value transmitted between the transmission path and the commercial power system, and the conversion control unit uses the power determination unit to generate power from the first power generator. When it determines with it being above, it is good also as a structure which sets the electric power converted by the bidirectional | two-way power converter in a forward conversion direction according to an electric power value so that an electric power value may become a 1st target value.
上記構成のパワーコンディショナにおいて、変換制御部は、電力判定部にて第1発電装置の発電電力が消費電力以上であると判定されない場合、蓄電装置側から伝送経路側に電力が変換される逆変換方向に双方向電力変換部の電力変換方向を設定する構成としてもよい。 In the power conditioner having the above configuration, the conversion control unit reversely converts the power from the power storage device side to the transmission path side when the power determination unit does not determine that the generated power of the first power generation device is greater than or equal to the power consumption. The power conversion direction of the bidirectional power conversion unit may be set as the conversion direction.
上記構成のパワーコンディショナは、蓄電装置と双方向電力変換部との間に設けられる蓄放電電力変換部をさらに備え、電力判定部は、双方向電力変換部の電力変換方向が逆変換方向に設定されている場合に、第1発電装置の発電電力と、第2発電装置の発電電力との合計電力が消費電力以上であるか否かをさらに判定し、蓄放電電力変換部の電力変換方向は、電力判定部にて合計電力が消費電力以上であると判定される場合に、双方向電力変換部側から蓄電装置側に電力変換する第1方向に設定され、電力判定部にて合計電力が消費電力以上であると判定されない場合に、蓄電装置側から双方向電力変換部側に電力変換する第2方向に設定される構成としてもよい。 The power conditioner having the above configuration further includes a storage / discharge power conversion unit provided between the power storage device and the bidirectional power conversion unit, and the power determination unit has a power conversion direction of the bidirectional power conversion unit in a reverse conversion direction. If it is set, it is further determined whether or not the total power of the generated power of the first power generator and the generated power of the second power generator is greater than or equal to the power consumption, and the power conversion direction of the storage / discharge power converter Is set in the first direction in which power conversion is performed from the bidirectional power conversion unit side to the power storage device side when the total power is determined to be greater than or equal to the power consumption by the power determination unit. May be set in the second direction in which power is converted from the power storage device side to the bidirectional power conversion unit side.
また、上記構成のパワーコンディショナにおいて、電力判定部にて合計電力が消費電力以上であると判定される場合、電力値が第2目標値になるように、蓄放電電力変換部において、第1方向に変換される電力が電力値に応じて設定される構成としてもよい。 Moreover, in the power conditioner having the above configuration, when the power determination unit determines that the total power is greater than or equal to the power consumption, the storage discharge power conversion unit converts the first power value so that the power value becomes the second target value. It is good also as a structure by which the electric power converted into a direction is set according to an electric power value.
また、上記目的を達成するために、本発明の一の態様による電力制御方法は、第1発電装置及び商用電力系統と第2発電装置及び蓄電装置との間に設けられる双方向電力変換部と商用電力系統との間の伝送経路に接続される第1発電装置の発電電力が該伝送経路に接続される電力負荷の消費電力以上であるか否かを判定するステップと、判定するステップにて第1発電装置の発電電力が消費電力以上であると判定される場合、伝送経路側から蓄電装置側に電力が変換される順変換方向に双方向電力変換部の電力変換方向を設定するステップと、を備える構成とされる。 In order to achieve the above object, a power control method according to an aspect of the present invention includes a bidirectional power conversion unit provided between a first power generation device and a commercial power system, a second power generation device, and a power storage device. In the step of determining whether or not the generated power of the first power generator connected to the transmission path to the commercial power system is greater than or equal to the power consumption of the power load connected to the transmission path A step of setting the power conversion direction of the bidirectional power conversion unit in a forward conversion direction in which power is converted from the transmission path side to the power storage device side when it is determined that the generated power of the first power generation device is greater than or equal to the power consumption; It is set as the structure provided with.
本発明によれば、蓄電装置から商用電力系統に電力を逆潮流させることなく、商用電力系統の利用を抑制して発電電力を利用することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production electric power can be utilized, suppressing utilization of a commercial power grid, without making electric power flow back from a power storage apparatus to a commercial power grid.
以下に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
まず、第1実施形態について、太陽光発電システム100を例に挙げて説明する。図1は、太陽光発電システム100の構成例を示すブロック図である。太陽光発電システム100は、太陽電池モジュール1及び蓄電池2を有する電力システムであり、太陽光を電力に変換する発電方式で電力供給を行う分散型電源である。太陽光発電システム100は、受電点Rを介して商用電力系統Eと接続されている。なお、受電点Rには、電力負荷Lも接続されている。電力負荷Lは、たとえば家庭内の電化製品、工場の設備装置などであり、太陽光発電システム100において受電点Rに供給される電力を消費する。
<First Embodiment>
First, the first embodiment will be described using the solar
この太陽光発電システム100は、ノーマールモードで動作する場合、太陽電池モジュール1で発電した電力及び商用電力系統Eから供給される電力の少なくとも一方を蓄電池2に蓄電しておくことができる。なお、以下では、太陽電池モジュール1から出力される直流の電力を発電電力と呼ぶ。蓄電池2に蓄電された電力は、たとえば、停電、或いは電力負荷Lでの消費電力の一時的な突出が発生した場合などに使用でき、蓄電池2からの放電によりこれらの事態に対応する。また、太陽光発電システム100では、発電電力を直流から交流に変換し、受電点Rを介して商用電力系統Eに逆潮流(出力)し、該電力を電力会社に売電することが可能となっている。
When this solar
また、太陽光発電システム100は、一般的な使用形態のノーマールモードのほかに、特殊な使用形態であるクリーンモードを備えている。太陽光発電システム100がクリーンモードで動作する場合、太陽光発電システム100内の消費電力は基本的には発電電力で賄われる。発電電力が十分にあり且つ電力負荷Lの消費電力を上回る場合、発電電力は商用電力系統Eに逆潮流されずに蓄電池2に充電される。また、太陽光発電システム100は、発電電力が消費電力を下回ると、不足した電力を補うために、蓄電池2を放電させることができる。このように、太陽光発電システム100のクリーンモードでは、商用電力系統Eの利用が抑制される。以下では、太陽光発電システム100がクリーンモードに設定されている場合について説明する。
Moreover, the solar
次に、太陽光発電システム100の構成について説明する。太陽光発電システム100は、図1に示すように、太陽電池モジュール1と、蓄電池2と、第1パワーコンディショナ3と、第2パワーコンディショナ4と、コントローラ5と、を備えている。
Next, the configuration of the solar
太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池セルを含む発電装置であり、太陽光を受けて発電し、直流の電力を出力する。本実施形態において、太陽電池モジュール1は、第1太陽電池モジュール1aと、第2太陽電池モジュール1bと、を含んで構成されている。
The
蓄電池2は、発電電力を用いて蓄電される繰り返し蓄放電可能な二次電池を含む蓄電装置である。なお、蓄電池2は商用電力系統Eから供給される電力を用いて蓄電することも可能ではあるが、クリーンモードでは該電力を用いた蓄電は基本的に抑えられている。また、蓄電池2は、蓄電された電力(すなわち蓄電量wa)に応じた直流の電力を放電することができる。なお、以下では、蓄電池2に供給される直流の電力を蓄電電力と呼び、蓄電池2から出力される直流の電力を放電電力と呼ぶ。この蓄電池2には、たとえば、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、及び鉛電池などを用いることができる。
The
第1及び第2パワーコンディショナ3、4は、たとえばMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御により、発電電力が最大となるように太陽電池モジュール1の動作点を制御する発電制御装置である。第1パワーコンディショナ3は第1太陽電池モジュール1aをMPPT制御し、第2パワーコンディショナ4は第2太陽電池モジュール1bをMPPT制御する。また、第2パワーコンディショナ4は、蓄電池2の蓄放電制御装置としても機能し、蓄電池2に蓄電電力を供給したり、蓄電池2から放電電力の供給を受けたりする。
The first and
第1パワーコンディショナ3は、DC/DCコンバータ31と、インバータ32と、コンデンサ33と、第1通信部35と、第1メモリ36と、第1のIC38と、を有している。なお、DC/DCコンバータ31及びインバータ32は第1バスラインBL1で接続されている。
The
DC/DCコンバータ31は、第1太陽電池モジュール1aに接続される直流変換部であり、発電電力を所定電圧値の直流の電力に変換して第1バスラインBL1に出力する。また、DC/DCコンバータ31は第1太陽電池モジュール1aに逆電流が流れることを防止している。インバータ32は、受電点Rと第2パワーコンディショナ4(の後述する双方向インバータ42)との間の伝送経路Pに接続され、第1バスラインBL1から入力される直流の電力を商用電力系統Eに応じた交流周波数の電力に変換して伝送経路Pに出力する。コンデンサ33は、第1バスラインBL1に接続され、第1バスラインBL1を流れる電力のバス電圧値の変動を除去又は軽減する。第1通信部35は、コントローラ5と無線通信又は有線通信する通信インターフェースである。第1メモリ36は、第1パワーコンディショナ3の各構成要素(特に第1のIC38)で用いられる制御情報及びプログラムなどの情報を非一時的に格納する不揮発性の記憶媒体である。第1のIC38は、第1メモリ36に格納された情報及びプログラムなどを用いて、第1パワーコンディショナ3の各構成要素を制御する制御部である。
The DC /
次に、第2パワーコンディショナ4は、DC/DCコンバータ41と、双方向インバータ42と、コンデンサ43と、双方向DC/DCコンバータ44と、第2通信部45と、第2メモリ46と、電力量計47と、第2のIC48と、を有している。なお、DC/DCコンバータ41、双方向インバータ42、及び双方向DC/DCコンバータ44は、第2バスラインBL2を介して相互に接続されている。
Next, the second power conditioner 4 includes a DC / DC converter 41, a
DC/DCコンバータ41は、第2太陽電池モジュール1bに接続される直流変換部である。DC/DCコンバータ41は、第2太陽電池モジュール1b及び第2バスラインBL2間に設けられ、第2太陽電池モジュール1bの発電電力を所定電圧値の直流の電力に変換して第2バスラインBL2に出力する。また、DC/DCコンバータ41は第2太陽電池モジュール1bに逆電流が流れることを防止している。
The DC / DC converter 41 is a direct current converter connected to the second
双方向インバータ42は、第1太陽電池モジュール1a及び商用電力系統Eと第2太陽電池モジュール1b及び蓄電池2間に設けられる双方向電力変換部である。双方向インバータ42の一端は第2バスラインBL2に接続され、他端は伝送経路Pを介して受電点Rに接続されている。なお、以下では、双方向インバータ42が、伝送経路Pから第2バスラインBL2に電力をAC/DC変換することを順変換と呼び、この電力変換方向を順変換方向aと呼ぶ。すなわち、順変換方向aは、受電点R側から蓄電池2側に電力変換される電力変換方向である。また、双方向インバータ42が、第2バスラインBL2から伝送経路Pに電力をDC/AC変換することを逆変換と呼び、この電力変換方向を逆変換方向bと呼ぶ。すなわち、逆変換方向bは、蓄電池2側から受電点R側に電力変換される電力変換方向である。
The
双方向インバータ42は、順変換方向aに設定されている場合、伝送経路Pから入力される交流の電力を順変換して第2バスラインBL2に出力する。また、双方向インバータ42は、逆変換方向bに設定されている場合、第2バスラインBL2から入力される直流の電力を受電点R(及び商用電力系統E)に応じた交流周波数の電力に逆変換して、伝送経路Pに出力する。後述するように、これらの動作は第2のIC48により制御される。
When the
コンデンサ43は、第2バスラインBL2に接続され、第2バスラインBL2を流れる電力のバス電圧値の変動を除去又は軽減する。
The
双方向DC/DCコンバータ44は、蓄電池2及び双方向インバータ42間に接続される蓄電電力変換部である。双方向DC/DCコンバータ44の一端は蓄電池2に接続され、他端は第2バスラインBL2に接続されている。なお、以下では、双方向DC/DCコンバータ44が、第2バスラインBL2から蓄電池2に電力をDC/DC変換することを蓄電変換と呼び、この電力変換方向を蓄電方向A(第1方向)と呼ぶ。すなわち、蓄電方向Aは、双方向インバータ42側から蓄電池2側に電力変換される電力変換方向である。また、双方向DC/DCコンバータ44が、蓄電池2から第2バスラインBL2に電力をDC/DC変換することを放電変換と呼び、この電力変換方向を放電方向B(第2方向)と呼ぶ。すなわち、放電方向Bは、蓄電池2側から双方向インバータ42側に電力変換される電力変換方向である。
The bidirectional DC /
双方向DC/DCコンバータ44は、蓄電方向Aに設定されている場合、第2バスラインBL2を流れる直流の電力を蓄電池2に適した直流の蓄電電力に変換して蓄電池2に出力する。また、双方向DC/DCコンバータ44は、放電方向Bに設定されている場合、蓄電池2の放電電力を直流の電力に変換して、第2バスラインBL2に出力する。後述するように、これらの動作はコントローラ5により制御される。
When the bidirectional DC /
第2通信部45は、コントローラ5と無線通信又は有線通信する通信インターフェースである。第2通信部45は、たとえば、後述する電力量計47(電力判定部)の判定結果及び電力比較部481の比較結果をコントローラ5に送信する。
The
第2メモリ46は、電源を供給しなくても格納された情報を非一時的に保持する不揮発性の記憶媒体である。第2メモリ46は、第2パワーコンディショナ4の各機能要素(特に第2のIC48)で用いられる制御情報及びプログラムなどを格納している。
The
電力量計47は、受電点Rを介して太陽光発電システム100及び商用電力系統E間を伝送する電力の電力値Wを検出する電力検出部であり、商用電力系統Eに対して買電又は売電される電力を検出する。また、電力量計47は、電力判定部として機能し、たとえば、双方向インバータ42と商用電力系統Eとの間の伝送経路Pに接続される第1太陽電池モジュール1aの発電電力が該伝送経路Pに接続される電力負荷Lの消費電力以上であるか否かを判定する。また、双方向インバータ42の電力変換方向が逆変換方向bに設定されている場合に、第1太陽電池モジュール1aの発電電力と、第2太陽電池モジュール1bの発電電力との和が電力負荷Lの消費電力以上であるか否かをさらに判定する。
The watt-
なお、第1及び第2太陽電池モジュール1a、1bの発電電力を直接個別に計測できる電力計測装置を有していればよいが、直接に発電電力を計測しなくても、受電点Rの電力と各変換装置の状態により、発電電力と電力負荷Lの消費電力との関係を判定してもよい。
In addition, although it is sufficient to have a power measuring device that can directly and individually measure the generated power of the first and second
電力量計47での処理結果は第2のIC48に出力される。なお、電力量計47は、第2パワーコンディショナ4に内蔵されていてもよいし、第2パワーコンディショナ4に外付けされていてもよい。
The processing result in the watt-
この電力量計47は、売電力量計471と買電力量計472とを含んで構成されている。売電力量計471及び買電力量計472はそれぞれ、単方向に伝送される電力を検出する逆転防止機能付きの電力量計測装置である。売電力量計471及び買電力量計472はそれぞれ、特に限定されないが、たとえば誘導形電力量計、無効電力量計、及び電子式電力量計などの電力量計測装置を用いることができる。また、売電力量計471及び買電力量計472は、物理的に分離した装置として設けられていてもよいし、図1のように同じ装置内に設けられていてもよい。
The watt-
売電力量計471は、受電点Rにおいて太陽光発電システム100から商用電力系統Eに電力が伝送される場合、太陽光発電システム100が商用電力系統Eに売電していることを検出する。以下では、受電点Rにおいて、太陽光発電システム100から商用電力系統Eに電力が伝送される伝送方向を売電方向(第1伝送方向)と呼ぶ。売電力量計471はさらに、太陽光発電システム100(特に第1太陽電池モジュール1a)から商用電力系統Eに売電される電力の電力値Wを売電量として検出し、該売電量を積算する。そして、売電力量計471はこれらの結果を第2のIC48に送信する。
When power is transmitted from the photovoltaic
買電力量計472は、受電点Rにおいて商用電力系統Eから太陽光発電システム100に電力が伝送される場合、太陽光発電システム100が商用電力系統Eから買電していることを検出する。以下では、受電点Rにおいて、商用電力系統Eから太陽光発電システム100に電力が伝送される伝送方向を買電方向(第2伝送方向)と呼ぶ。買電力量計472はさらに、商用電力系統Eから買電される電力の電力値を買電量として検出し、該買電量を積算する。そして、買電力量計472はこれらの結果を第2のIC48に送信する。
When power is transmitted from the commercial power system E to the solar
なお、電力量計47は、売電力量計471が電力値W>0を検出する場合、或いは、受電点Rを介した電力伝送がなく売電力量計471及び買電力量計472が電力値Wを検出しない場合(電力値W=0)、受電点Rでの電力の伝送方向が売電方向であると判定する。また、買電力量計472が電力値W>0を検出する場合、受電点Rでの電力の伝送方向が買電方向であると判定する。従って、電力量計47は、受電点Rでの太陽光発電システム100及び商用電力系統E間の電力の伝送方向を検出する電力伝送方向検出部としても機能する。
Note that the watt-
第2のIC48は、第2メモリ46に格納された情報及びプログラムなどを用いて、第2パワーコンディショナ4の各構成要素を制御する制御部である。第2のIC48は、機能的な構成要素として、電力比較部481と、第1変換制御部482と、を有している。
The
電力比較部481は、受電点Rを介して伝送される電力値Wを、第1目標値W1、及び第1目標値W1とは異なる第2目標値W2と比較する。第1及び第2目標値W1、W2は、予め設定された値であり、後述のコントローラ5でのユーザ入力により変更可能な設定値である。たとえば各目標値W1、W2は商用電力系統Eに売電する電力の目標値とされる。なお、これらは買電する電力の目標値であっても良い。第1目標値W1はたとえば200[W]に設定され、第2目標値W2はたとえば400[W]に設定される。すなわち、0<W1<W2である。なお、第1目標値W1及び第2目標値W2は同じでも良い。
The
第1変換制御部482は、電力量計47(電力判定部)の判定結果及び電力比較部481の比較結果に基づいて、双方向インバータ42を制御し、特に、その電力変換方向及び電力変換量を制御する。なお、第1変換制御部482は、本発明の変換制御部の一部の一例である。
The first
たとえば、電力量計47にて、伝送経路Pに供給される第1太陽電池モジュール1aの発電電力が電力負荷Lの消費電力以上であると判定される場合を考える。この場合、第1変換制御部482は、双方向インバータ42の電力変換方向を順変換方向aに設定し、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向を蓄電方向Aに設定する。この設定により、受電点Rにおける余剰の電力を蓄電池2に供給して蓄電させることが可能となる。従って、太陽光発電システム100は、商用電力系統Eへの売電を抑制して、太陽電池モジュール1の発電電力を優先的に消費することができる。
For example, consider a case where the watt-
一方、電力量計47にて、伝送経路Pに供給される第1太陽電池モジュール1aの発電電力が電力負荷Lの消費電力以上であると判定されない場合を考える。この場合、第1変換制御部482は、双方向インバータ42の電力変換方向を逆変換方向bに設定する。
On the other hand, consider a case where the watt-
なお、このような逆変換方向bの設定の後にさらに、電力量計47にて、第1太陽電池モジュール1aの発電電力と、第2太陽電池モジュール1bの発電電力との合計の電力(以下、合計電力と呼ぶ)が電力負荷Lの消費電力以上であると判定される場合、後述するように、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向は蓄電方向Aに設定される。一方、逆変換方向bの設定の後にさらに、電力量計47にて、第1及び第2太陽電池モジュール1a及び1bの発電電力の合計電力が電力負荷Lの消費電力以上であると判定されない場合、後述するように、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向は放電方向Bに設定される。この設定により、たとえば、第2太陽電池モジュール1bの発電電力の少なくとも一部を受電点Rに供給することができる。さらに、蓄電池2の放電電力を受電点Rに供給することも可能である。従って、太陽光発電システム100は、受電点Rで不足している電力を補うために、第2太陽電池モジュール1bの発電電力及び蓄電池2の放電電力などを受電点Rに供給できるので、商用電力系統Eからの買電を抑制することができる。
In addition, after such setting of the reverse conversion direction b, in the
このように、太陽光発電システム100は、蓄電池2に接続された双方向DC/DCコンバータ44と、第2太陽電池モジュール1bと双方向DC/DCコンバータ44とに接続された双方向インバータ42とを制御することにより、商用電力系統Eの利用を抑制して、第1太陽電池モジュール1a及び第2太陽電池モジュール1bで発電された電力を効率よく利用することができる。
Thus, the photovoltaic
さらに、第1変換制御部482は、電力量計47にて第1太陽電池モジュール1aの発電電力が電力負荷Lの消費電力以上であると判定され且つ双方向インバータ42が順変換方向aに設定されている場合、双方向インバータ42にて順変換される電力を受電点Rを介して伝送される電力値Wに応じて設定する。たとえば、第1変換制御部482は、電力値Wが第2目標値W2よりも小さくなると、双方向インバータ42での電力変換量を低下させる。一方、第1変換制御部482は、電力値Wが第2目標値W2よりも大きくなると、双方向インバータ42での電力変換量を増加させる。
Further, the first
こうすれば、受電点Rを介して商用電力系統Eに売電される電力を第2目標値W2となるように制御することができる。また、順変換される電力は蓄電池2に蓄電される。よって、発電電力を太陽光発電システム100内で優先的に消費することができる。
If it carries out like this, the electric power sold to the commercial power grid | system E via the receiving point R can be controlled so that it may become 2nd target value W2. In addition, the forward converted power is stored in the
次に、コントローラ5は、第2パワーコンディショナ4の制御、及びユーザ入力の受け付けなど行う外部制御装置である。コントローラ5は、入力部51と、第3通信部52と、第3メモリ53と、第3のIC54と、を有している。
Next, the
入力部51は、ユーザ入力を受け付け、該ユーザ入力に応じた入力信号を第3のIC54に出力する。入力部51は、たとえば、太陽光発電システム100をクリーンモードで動作させるためのユーザ入力などを受け付ける。
The
第3通信部52は、第1パワーコンディショナ3の第1通信部35、及び、第2パワーコンディショナ4の第2通信部45と無線通信又は有線通信する通信インターフェースである。第3通信部52は、たとえば、第2通信部45から電力量計47の判定結果及び電力比較部481の比較結果を受信する。
The
第3メモリ53は、電源を供給しなくても格納された情報を非一時的に保持する不揮発性の記憶媒体である。第3メモリ53は、コントローラ5の各機能要素(特に第3のIC54)で用いられる制御情報及びプログラムなどを格納している。
The
第3のIC54は、第3メモリ53に格納された情報及びプログラムなどを用いて、コントローラ5の各構成要素を制御する制御部である。第3のIC54は、機能的な構成要素として、蓄電量監視部541と、第2変換制御部542と、を有している。
The
蓄電量監視部541は、蓄電池2の蓄電量waを監視する。蓄電量監視部541は、たとえば、蓄電量waが蓄電容量wc未満であるか否かを監視する。
The storage
第2変換制御部542は、双方向DC/DCコンバータ44を制御する。特に、第2変換制御部542は、電力量計47の判定結果、電力比較部481の比較結果、及び、蓄電量監視部541の監視結果に基づいて、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向及び電力変換動作などを制御する。なお、第2変換制御部542は、本発明の変換制御部の一部の一例である。
The second
たとえば、電力量計47にて第1太陽電池モジュール1aの発電電力が電力負荷Lの消費電力以上であると判定されず、双方向インバータ42の電力変換方向は逆変換方向bに設定され、更に、第1及び第2太陽電池モジュール1a及び1bの発電電力の合計電力が電力負荷Lの消費電力以上であると判定される場合を考える。この場合、第2変換制御部542は、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向を蓄電方向Aに設定する。さらに、受電点Rの電力値Wを第1目標値W1に近づけるために、第2変換制御部542は、双方向DC/DCコンバータ44での蓄電方向Aの電力変換量を電力値Wに応じて設定する。たとえば、電力値Wが第1目標値W1よりも小さくなると、双方向DC/DCコンバータ44での電力変換量を減少させる。一方、第2変換制御部542は、電力値Wが第1目標値W1以上になると、双方向DC/DCコンバータ44での電力変換量を増加させる。
For example, the
一方、第1及び第2太陽電池モジュール1a及び1bの発電電力の合計電力が電力負荷Lの消費電力以上であると判定されない場合、第2変換制御部542は、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向を放電方向Bに設定する。
On the other hand, when it is not determined that the total power generated by the first and second
こうすれば、第1太陽電池モジュール1aの発電電力が電力負荷Lの消費電力以上である場合に、受電点Rを介して伝送される電力値Wが第2目標値W2になるように、双方向DC/DCコンバータ44は双方向インバータ42にて順変換された第1太陽電池モジュール1aの発電電力の少なくとも一部の電力および第2太陽電池モジュール1bの発電電力を変換して蓄電池2に蓄電できる。また、第1太陽電池モジュール1aの発電電力が電力負荷Lの消費電力未満で、かつ、第1及び第2太陽電池モジュール1a及び1bの発電電力の合計電力が電力負荷Lの消費電力以上である場合に、電力値Wが第1目標値W1になるように、第2太陽電池モジュール1bの発電電力の少なくとも一部を変換して蓄電池2に蓄電できる。また、このように、双方向インバータ42での売電の第2目標値W2と双方向DC/DCコンバータ44での売電の第1目標値W1とに差を持たせることにより、電力負荷Lの消費電力や発電電力が変動した場合でも、双方向インバータ42の順変換方向aの電力変換量を優先的に変動させて、第1太陽電池モジュール1aの発電電力の蓄電量を増減させる。これにより、第2太陽電池モジュール1bの発電電力を優先して蓄電池2に蓄電し、双方向DC/DCコンバータ44での不要な電力変換量の変動を抑制することが可能である。
In this way, when the generated power of the first
このほか、蓄電池2の蓄電量waが蓄電容量wcに達することを蓄電量監視部541の監視結果が示す場合に、蓄電池2をさらに蓄電させると過充電になる。この場合、第2変換制御部542は、双方向DC/DCコンバータ44での電力変換量を0に設定して、双方向DC/DCコンバータ44での電力変換動作を停止させる。或いは、双方向DC/DCコンバータ44を放電方向Bに、双方向インバータ42を逆変換方向bに設定しても良い。こうすれば、蓄電池2の過充電を防止してその蓄電能力の劣化及び寿命の低下を抑制し、その破損なども防止することができる。
In addition, when the monitoring result of the storage
次に、太陽光発電システム100のクリーンモードにおける電力制御処理を説明する。図2は、クリーンモードでの電力制御処理を説明するためのフローチャートである。図2の電力制御処理は、たとえば、第2パワーコンディショナ4がクリーンモードに設定されると開始され、クリーンモードが解除されると終了される。
Next, power control processing in the clean mode of the photovoltaic
まず、電力量計47により、太陽光発電システム100から受電点R及び双方インバータ42間の伝送経路Pに供給される電力が電力負荷Lの消費電力以上であるか否かが判定される(ステップS101)。たとえば、双方向インバータ42の電力変換量がゼロであれば、伝送経路Pには、第1太陽電池モジュール1aの発電電力が供給される。この場合、電力量計47は、受電点Rにおいて太陽光発電システム100から商用電力系統Eに伝送される電力の電力値Wを検出すると、第1太陽電池モジュール1aの発電電力が消費電力以上であると判定する。一方、電力量計47は、受電点Rにおいて商用電力系統Eから太陽光発電システム100に伝送される電力の電力値を検出すると、第1太陽電池モジュール1aの発電電力が消費電力以上であるとは判定しない。
First, the watt-
太陽光発電システム100から伝送経路Pに供給される発電電力が消費電力以上であると判定されない場合(ステップS101でNO)、処理は後述するステップS107に進む。
If it is not determined that the generated power supplied from the solar
一方、太陽光発電システム100から伝送経路Pに供給される電力が消費電力以上であると判定される場合(ステップS101でYES)、消費電力は太陽光発電システム100から伝送経路Pに供給される電力で十分に賄える。この場合、余剰の電力を蓄電地2に蓄電すべく、双方向インバータ42の電力変換方向が順変換方向aに設定され(ステップS102)、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向が蓄電方向Aに設定される(ステップS103)。
On the other hand, when it is determined that the power supplied from the solar
そして、受電点Rを介して商用電力系統Eに伝送される電力値Wが第2目標値W2を超えるか否かが判定される(ステップS104)。W>W2であると判定される場合(ステップS104でYES)、双方向インバータ42での順変換方向aの電力変換量が増加するように制御される(ステップS105)。そして、処理はステップS111に進む。また、W>W2であると判定されない場合(ステップS104でNO)、双方向インバータ42での順変換方向aの電力変換量が減少するように制御される(ステップS106)。そして、処理は後述するステップS111に進む。
Then, it is determined whether or not the power value W transmitted to the commercial power system E via the power receiving point R exceeds the second target value W2 (step S104). When it is determined that W> W2 (YES in step S104), the amount of power conversion in the forward conversion direction a in the
次に、ステップS101でNOの場合(太陽光発電システム100から伝送経路Pに供給される発電電力が消費電力以上であると判定されない場合)について説明する。この場合、太陽光発電システム100内での消費電力に対して、太陽光発電システム100からから伝送経路Pに供給される電力が不足している。たとえば、双方向インバータ42の電力変換量がゼロであれば、電力量計47により、太陽光発電システム100内での消費電力に対して、第1太陽電池モジュール1aの発電電力が不足していると判定される。従って、商用電力系統Eから買電する電力を抑制すべく、双方向インバータ42の電力変換方向が逆変換方向bに設定される(ステップS107)。
Next, a case where NO is determined in step S101 (a case where the generated power supplied from the solar
そして、電力量計47により、太陽光発電システム100から伝送経路Pに供給される電力が電力負荷Lの消費電力以上であるか否かが判定される(ステップS108)。たとえば、双方向インバータ42の電力変換方向が逆変換方向bに設定され、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換量がゼロであれば、伝送経路Pには、第1太陽電池モジュール1aの発電電力と、第2太陽電池モジュール1bの発電電力とが供給される。この場合、電力量計47は、受電点Rにおいて太陽光発電システム100から商用電力系統Eに伝送される電力の電力値Wを検出すると、合計電力が消費電力以上であると判定する。なお、前述のように、合計電力は、第1太陽電池モジュール1aの発電電力と、第2太陽電池モジュール1bの発電電力との和である。一方、電力量計47は、受電点Rにおいて商用電力系統Eから太陽光発電システム100に伝送される電力の電力値を検出すると、合計電力が消費電力以上であるとは判定しない。
And it is determined by the
太陽光発電システム100から伝送経路Pに供給される電力が消費電力以上であると判定されない場合(ステップS108でNO)、太陽光発電システム100内での消費電力に対して、第1及び第2太陽電池モジュール1a及び1bから伝送経路Pに供給される合計電力が不足している。この場合、商用電力系統Eから買電する電力をさらに抑制すべく、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向が放電方向Bに設定される(ステップS109)。この設定により、そして、伝送経路Pには、第1太陽電池モジュール1aの発電電力、第2太陽電池モジュール1bの発電電力、及び蓄電池2の放電電力が供給される。そして、処理はステップS108に戻る。
When it is not determined that the power supplied from the photovoltaic
一方、太陽光発電システム100から伝送経路Pに供給される電力が消費電力以上であると判定される場合(ステップS108でYES)、消費電力は第1及び第2太陽電池モジュール1a及び1bから伝送経路Pに供給される合計電力で十分に賄える。この場合、双方向DC/DCコンバータ44の電力変換方向が蓄電方向Aに設定される(ステップS110)。そして、処理はステップS111に進む。
On the other hand, when it is determined that the power supplied from the photovoltaic
ステップS111では、受電点Rを介して商用電力系統Eに伝送される電力値Wが第1目標値W1以上であるか否かが判定される。W≧W1であると判定される場合(ステップS111でYES)、双方向DC/DCコンバータ44での蓄電方向Aの電力変換量が増加するように制御される(ステップS112)。そして、処理はステップS101に戻る。また、W≧W1であると判定されない場合(ステップS111でNO)、双方向DC/DCコンバータ44での蓄電方向Aの電力変換量が減少するように制御される(ステップS113)。そして、処理はステップS101に戻る。
In step S111, it is determined whether or not the power value W transmitted to the commercial power grid E via the power receiving point R is equal to or greater than the first target value W1. When it is determined that W ≧ W1 (YES in step S111), control is performed such that the amount of power conversion in the storage direction A in the bidirectional DC /
なお、ステップS112では電力変換量が増加するように制御するが、蓄電池2に蓄電される電力の上限値は、双方向インバータ42の電力変換方向が順変換方向aである場合には、双方向インバータ42により順変換される電力と第2太陽電池モジュール1bの発電電力の合計値としてよい。
In step S112, the amount of power conversion is controlled to increase. However, the upper limit value of the power stored in the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、蓄電池2と双方向インバータ42との間に第2太陽電池モジュール1bなどの発電装置は接続されない。それ以外は、第1実施形態と同様である。以下では、第1実施形態と異なる構成について説明する。また、第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, a power generation device such as the second
図3は、太陽光発電システム100の他の構成例を示すブロック図である。図3に示す太陽光発電システム100は、第2太陽電池モジュール1b及びDC/DCコンバータ41を有していないこと以外は図1と同じ構成となっている。従って、第1パワーコンディショナ3は発電制御装置として機能し、第2パワーコンディショナ4は蓄電池2の蓄放電制御装置として機能している。このような構成であっても、第1実施形態と同様に、蓄電池2から商用電力系統Eに電力を逆潮流させることなく、商用電力系統Eの利用を抑制して太陽電池モジュール1の発電電力を利用することができる。
FIG. 3 is a block diagram illustrating another configuration example of the solar
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、分散型電源が太陽光以外の再生可能エネルギーを利用した発電(風力、水力、地熱、バイオマス、太陽熱など自然エネルギー発電、廃棄物発電など)を行う。それ以外は、第1実施形態と同様である。以下では、第1実施形態と異なる構成について説明する。また、第1実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. In the third embodiment, the distributed power source performs power generation using renewable energy other than sunlight (natural energy power generation such as wind, hydropower, geothermal, biomass, solar heat, waste power generation, etc.). The rest is the same as in the first embodiment. Hereinafter, a configuration different from the first embodiment will be described. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
ここでは、風力発電システム100aを例に挙げて説明する。風力発電システム100aは、風力を利用した発電方式で電力供給を行う分散型電源である。図4は、風力発電システム100aの構成例を示すブロック図である。図4に示すように、風力発電システム100aは、蓄電池2、第1パワーコンディショナ3、第2パワーコンディショナ4、及びコントローラ5のほか、風力発電装置10を備えている。また、第1パワーコンディショナ3は、インバータ32、コンデンサ33、第1通信部35、第1メモリ36、及び第1のIC38のほかに、AC/DCコンバータ31aを有している。また、第2パワーコンディショナ4は、双方向インバータ42、コンデンサ43、双方向DC/DCコンバータ44、第2通信部45、第2メモリ46、及び第2のIC48のほかに、AC/DCコンバータ41aを有している。
Here, the wind power generation system 100a will be described as an example. The wind power generation system 100a is a distributed power source that supplies power by a power generation method using wind power. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the wind power generation system 100a. As shown in FIG. 4, the wind power generation system 100 a includes a
風力発電装置10は、第1風力発電装置10aと、第2風力発電装置10bと、を含んで構成されている。第1及び第2風力発電装置10a、10bは、たとえば水平軸プロペラ式の風車と、風車の回転により駆動される発電機(不図示)とを含んで構成される。風車のブレードが風を受けると、風車が回転する。その回転力が発電機に伝達され、交流の電力が発電機から発電電力として出力される。第1風力発電装置10aは第1パワーコンディショナ3に接続され、第2風力発電装置10bは第2パワーコンディショナ4に接続されている。
The
第1及び第2パワーコンディショナ3、4のAC/DCコンバータ31a、41aはそれぞれ、第1及び第2風力発電装置10a、10bに接続される直流変換部である。AC/DCコンバータ31a、41aはそれぞれ、交流の発電電力を直流の電力に変換し、さらに第1及び第2風力発電装置10a、10bに逆電流が流れることを防止している。
The AC /
なお、図4の構成では、風力発電システム100aが第2風力発電装置10b及びAC/DCコンバータ41aを有しているが、本発明はこの例示に限定されない。第2実施形態の図3と同様に、風力発電システム100aは第2風力発電装置10b及びAC/DCコンバータ41aを有していなくてもよい。このようにしても、図4の構成と同様に、蓄電池2から商用電力系統Eに電力を逆潮流させることなく、商用電力系統Eの利用を抑制して風力発電装置10の発電電力を利用することができる。
In the configuration of FIG. 4, the wind power generation system 100a includes the second wind power generation device 10b and the AC /
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上述の実施形態は例示であり、その各構成要素及び各処理の組み合わせに色々な変形が可能であり、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The embodiment of the present invention has been described above. The above-described embodiment is an exemplification, and various modifications can be made to the combination of each component and each process, and it will be understood by those skilled in the art that it is within the scope of the present invention.
たとえば、上述の第1〜第3実施形態において、第1〜第3のIC38、48、54の機能的な構成要素のうちの少なくとも一部又は全部は、物理的な構成要素(たとえば電気回路、素子、装置など)で実現されていてもよい。
For example, in the first to third embodiments described above, at least some or all of the functional components of the first to
また、上述の第1〜第3実施形態では、受電点R及び第2パワーコンディショナ4間に供給される発電電力源(たとえば、第1太陽電池モジュール1a、第1風力発電装置10a)は、図1、図3及び図4のように1つであってもよいし、複数であってもよい。また、双方向インバータ42及び双方向DC/DCコンバータ44間に供給される発電電力源(たとえば、第2太陽電池モジュール1b、第2風力発電装置10b)も、図1及び図4のように1つであってもよいし、複数であってもよい。
In the first to third embodiments described above, the generated power source (for example, the first
また、上述の第1〜第3実施形態では、第1パワーコンディショナ3、第2パワーコンディショナ4、及びコントローラ5は個別に設けられているが、本発明の適用範囲はこの例示に限定されない。コントローラ5の構成要素の少なくとも一部は第2パワーコンディショナ4に含まれていてもよい。たとえば、コントローラ5の蓄電監視部541、及び第2変換制御部542は第2パワーコンディショナ4、又は第2のIC48の機能的な構成要素に含まれていてもよい。また、第1パワーコンディショナ3の構成要素の少なくとも一部又は全部は第2パワーコンディショナ4に含まれていてもよい。
In the first to third embodiments described above, the
以上に説明した第1〜第3実施形態によれば、パワーコンディショナ4は、第1発電装置1a、10a及び商用電力系統Eと第2発電装置1b及び蓄電装置2との間に設けられる双方向電力変換部42と、該双方向電力変換部42と商用電力系統Eとの間の伝送経路Pに接続される第1発電装置1a、10aの発電電力が該伝送経路Pに接続される電力負荷Lの消費電力以上であるか否かを判定する電力判定部47と、電力判定部47にて第1発電装置1a、10aの発電電力が消費電力以上であると判定される場合、伝送経路P側から蓄電装置2側に電力が変換される順変換方向aに双方向電力変換部42の電力変換方向を設定する変換制御部482と、を備える構成(第1の構成)とされる。
According to the first to third embodiments described above, the power conditioner 4 is provided between the
上記第1の構成によれば、第1発電装置1a、10aの発電電力が電力負荷Lの消費電力以上である場合、消費電力は第1発電装置1a、10aの発電電力で十分に賄える。従って、商用電力系統Eに余剰の電力の売電が可能である。この場合、パワーコンディショナ4は、商用電力系統Eへの売電よりも、第1発電装置1a、10aの発電電力を蓄電装置2に供給して蓄電させることを優先する。従って、商用電力系統Eへの売電を抑制することができる。さらに、双方向電力変換部42にて電力が順変換方向aに変換されるため、蓄電装置2に蓄電された電力が商用電力系統Eに売電されることも無い。従って、パワーコンディショナ4は、蓄電装置2から放電電力を商用電力系統Eに逆潮流させることなく、商用電力系統Eの利用を抑制して発電電力を利用することができる。
According to the first configuration, when the generated power of the first
また、第1〜第3実施形態のパワーコンディショナ4は、伝送経路P及び商用電力系統E間を伝送する電力値Wを検出する電力検出部47をさらに備え、変換制御部482は、電力判定部47にて第1発電装置1a、10aの発電電力が消費電力以上であると判定される場合、電力値Wが第1目標値W1となるように、双方向電力変換部42にて順変換方向aに変換される電力を電力値Wに応じて設定する構成(第2の構成)としてもよい。
The power conditioner 4 of the first to third embodiments further includes a
上記第2の構成によれば、伝送経路Pから商用電力系統Eに売電される余剰の電力値Wに応じた電力を、双方向電力変換部42にて順変換させることができる。たとえば、電力値Wが小さくなるほど双方向電力変換部42で変換される電力を低く設定して、電力値Wを安定させることができる。
According to the second configuration, the bidirectional
また、第1〜第3実施形態のパワーコンディショナ4において、変換制御部482は、電力判定部47にて第1発電装置1a、10aの発電電力が消費電力以上であると判定されない場合、蓄電装置2側から伝送経路P側に電力が変換される逆変換方向bに双方向電力変換部42の電力変換方向を設定する構成(第3の構成)としてもよい。
In the power conditioner 4 of the first to third embodiments, the
上記第3の構成によれば、第1発電装置1a、10aが消費電力未満である場合、消費電力に対して第1発電装置1a、10aの発電電力が不足している。この場合、パワーコンディショナ4は、不足している電力の少なくとも一部を補うために、蓄電装置2の放電電力を双方向電力変換部42にて伝送経路P側に電力変換できる。従って、商用電力系統Eからの買電を抑制することができる。よって、パワーコンディショナ4は、商用電力系統Eの利用を抑制して第1発電装置1a、10aの発電電力を利用することができる。
According to the third configuration, when the first
また、第1〜第3実施形態のパワーコンディショナ4において、蓄電装置2と双方向電力変換部42との間に設けられる蓄放電電力変換部44をさらに備え、電力判定部47は、双方向電力変換部42の電力変換方向が逆変換方向bに設定されている場合に、第1発電装置1a、10aの発電電力と、第2発電装置1bの発電電力との合計電力が消費電力以上であるか否かをさらに判定し、蓄放電電力変換部44の電力変換方向は、電力判定部47にて合計電力が消費電力以上であると判定される場合に、双方向電力変換部42側から蓄電装置2側に電力変換する第1方向Aに設定され、電力判定部47にて合計電力が消費電力以上であると判定されない場合に、蓄電装置2側から双方向電力変換部42側に電力変換する第2方向Bに設定される構成(第4の構成)としてもよい。
The power conditioner 4 of the first to third embodiments further includes a storage / discharge
上記第4の構成によれば、発電電力が消費電力以上である場合に、第1発電装置1a、10aから商用電力系統Eに伝送される電力値Wが第2目標値W2になるように、蓄放電電力変換部44は双方向電力変換部42にて順変換された電力を変換して蓄電装置2に蓄電できる。また、第1太陽電池モジュール1a、10aの発電電力が電力負荷Lの消費電力未満で、かつ、第1及び第2太陽電池モジュール1a、10a及び1bの発電電力の合計電力が電力負荷Lの消費電力以上である場合に、電力値Wが第1目標値になるように第2太陽電池モジュール1bの発電電力の少なくとも一部を変換して蓄電池2に蓄電できる。従って、第2太陽電池モジュール1bの発電電力を優先して蓄電池2に蓄電し、双方向DC/DCコンバータ44での不要な電力変換量の変動を抑制することが可能である。
According to the fourth configuration, when the generated power is greater than or equal to the consumed power, the power value W transmitted from the
また、第1〜第3実施形態のパワーコンディショナ4において、電力判定部47にて合計電力が消費電力以上であると判定される場合、電力値Wが第2目標値W2になるように、蓄放電電力変換部44において、第1方向Aに変換される電力が電力値Wに応じて設定される構成(第5の構成)としてもよい。
In the power conditioner 4 of the first to third embodiments, when the
上記第5の構成によれば、蓄放電電力変換部44の電力変換量を伝送経路Pから商用電力系統Eに売電される電力値Wに応じて設定することができる。こうすれば、第2太陽電池モジュール1bの発電電力を優先して蓄電池2に蓄電し蓄放電電力変換部44での不要な電力変換量の変動を抑制することが可能となる。
According to the fifth configuration, the power conversion amount of the storage / discharge
また、第1〜第3実施形態による電力制御方法は、第1発電装置1a、10a及び商用電力系統Eと第2発電装置1b、10b及び蓄電装置2との間に設けられる双方向電力変換部42と商用電力系統Eとの間の伝送経路Pに接続される第1発電装置1a、10aの発電電力が該伝送経路Pに接続される電力負荷Lの消費電力以上であるか否かを判定するステップと、判定するステップにて第1発電装置1a、10aの発電電力が消費電力以上であると判定される場合、伝送経路P側から蓄電装置2側に電力が変換される順変換方向aに双方向電力変換部42の電力変換方向を設定するステップと、を備える構成(第6の構成)とされる。
The power control method according to the first to third embodiments includes a bidirectional power conversion unit provided between the
上記第6の構成によれば、第1発電装置1a、10aの発電電力が電力負荷Lの消費電力以上である場合、消費電力は第1発電装置1a、10aの発電電力で十分に賄える。従って、商用電力系統Eに余剰の電力の売電が可能である。この場合、パワーコンディショナ4は、商用電力系統Eへの売電よりも、第1発電装置1a、10aの発電電力を蓄電装置2に供給して蓄電させることを優先する。従って、商用電力系統Eへの売電を抑制することができる。さらに、双方向電力変換部42にて電力が順変換方向aに変換されるため、蓄電装置2に蓄電された電力が商用電力系統Eに売電されることも無い。従って、パワーコンディショナ4は、蓄電装置2から放電電力を商用電力系統Eに逆潮流させることなく、商用電力系統Eの利用を抑制して発電電力を利用することができる。
According to the sixth configuration, when the generated power of the first
100 太陽光発電システム
100a 風力発電システム
1、1a、1b 太陽電池モジュール
10、10a、10b 風力発電装置
2 蓄電池
3 第1パワーコンディショナ
31 DC/DCコンバータ
31a AC/DCコンバータ
32 インバータ
33 コンデンサ
35 第1通信部
36 第1メモリ
38 第1のIC
BL1 第1バスライン
4 第2パワーコンディショナ
41 DC/DCコンバータ
41a AC/DCコンバータ
42 双方向インバータ(双方向電力変換部)
43 コンデンサ
44 双方向DC/DCコンバータ(蓄放電電力変換部)
45 第2通信部
46 第2メモリ
47 電力量計(電力検出部、電力判定部、電力伝送方向検出部)
471 買電力量計
472 売電力量計
48 第2のIC
481 電力比較部
482 第1変換制御部(変換制御部の一部)
BL2 第2バスライン
5 コントローラ
51 入力部
52 第3通信部
53 第3メモリ
54 第3のIC
541 蓄電量監視部
542 第2変換制御部(変換制御部の一部)
R 受電点
P 伝送経路
E 商用電力系統
L 電力負荷
DESCRIPTION OF
BL1 First bus line 4 Second power conditioner 41 DC /
43
45
471
481
BL2
541 Charge
R Power receiving point P Transmission path E Commercial power system L Power load
Claims (4)
該双方向電力変換部と前記商用電力系統との間の伝送経路に接続される前記第1発電装置の発電電力が該伝送経路に接続される電力負荷の消費電力以上であるか否かを判定する電力判定部と、
前記電力判定部にて前記第1発電装置の発電電力が前記消費電力以上であると判定される場合、前記伝送経路側から前記蓄電装置側に電力が変換される順変換方向に前記双方向電力変換部の電力変換方向を設定する変換制御部と、
前記蓄電装置と前記双方向電力変換部との間に設けられる蓄放電電力変換部と、
を備え、
前記変換制御部は、前記電力判定部にて前記第1発電装置の発電電力が前記消費電力以上であると判定されない場合、前記蓄電装置側から前記伝送経路側に電力が変換される逆変換方向に前記双方向電力変換部の電力変換方向を設定し、
前記電力判定部は、前記双方向電力変換部の電力変換方向が前記逆変換方向に設定されている場合に、前記第1発電装置の発電電力と、前記第2発電装置の発電電力との合計電力が前記消費電力以上であるか否かをさらに判定し、
前記蓄放電電力変換部の電力変換方向は、
前記電力判定部にて前記合計電力が前記消費電力以上であると判定される場合に、前記双方向電力変換部側から前記蓄電装置側に電力変換する第1方向に設定され、
前記電力判定部にて前記合計電力が前記消費電力以上であると判定されない場合に、前記蓄電装置側から前記双方向電力変換部側に電力変換する第2方向に設定されるパワーコンディショナ。 A bidirectional power converter provided between the first power generator and the commercial power system and the second power generator and the power storage device;
It is determined whether or not the generated power of the first power generator connected to the transmission path between the bidirectional power converter and the commercial power system is greater than or equal to the power consumption of the power load connected to the transmission path A power determination unit to perform,
When the power determination unit determines that the generated power of the first power generation device is equal to or greater than the power consumption, the bidirectional power in a forward conversion direction in which power is converted from the transmission path side to the power storage device side. A conversion control unit for setting the power conversion direction of the conversion unit;
A storage / discharge power conversion unit provided between the power storage device and the bidirectional power conversion unit;
Equipped with a,
The conversion control unit is a reverse conversion direction in which power is converted from the power storage device side to the transmission path side when the power determination unit does not determine that the generated power of the first power generation device is greater than or equal to the power consumption. To set the power conversion direction of the bidirectional power conversion unit,
The power determination unit, when the power conversion direction of the bidirectional power conversion unit is set to the reverse conversion direction, the sum of the generated power of the first power generation device and the generated power of the second power generation device Further determining whether the power is greater than or equal to the power consumption,
The power conversion direction of the storage / discharge power conversion unit is:
When the power determination unit determines that the total power is greater than or equal to the power consumption, it is set in a first direction for power conversion from the bidirectional power conversion unit side to the power storage device side,
A power conditioner that is set in a second direction for performing power conversion from the power storage device side to the bidirectional power conversion unit side when the power determination unit does not determine that the total power is greater than or equal to the power consumption .
前記変換制御部は、前記電力判定部にて前記第1発電装置の発電電力が前記消費電力以上であると判定される場合、前記電力値が第1目標値となるように、前記双方向電力変換部にて順変換方向に変換される電力を前記電力値に応じて設定する請求項1に記載のパワーコンディショナ。 A power detector for detecting a power value transmitted between the transmission path and the commercial power system;
When the power determination unit determines that the generated power of the first power generation device is greater than or equal to the power consumption, the conversion control unit is configured to output the bidirectional power so that the power value becomes a first target value. The power conditioner of Claim 1 which sets the electric power converted by the conversion part in the forward conversion direction according to the said electric power value.
前記判定されるステップにて前記第1発電装置の発電電力が前記消費電力以上であると判定される場合、前記双方向電力変換部の電力変換方向が、前記伝送経路側から前記蓄電装置側に電力が変換される順変換方向に設定されるステップと、
前記判定されるステップにて前記第1発電装置の発電電力が前記消費電力以上であると判定されない場合、前記双方向電力変換部の電力変換方向が、前記蓄電装置側から前記伝送経路側に電力が変換される逆変換方向に設定されるステップと、
前記双方向電力変換部の電力変換方向が前記逆変換方向に設定されている場合に、前記第1発電装置の発電電力と、前記第2発電装置の発電電力との合計電力が前記消費電力以上であるか否かが、さらに判定されるステップと、
前記さらに判定されるステップにて前記合計電力が前記消費電力以上であると判定される場合に、前記蓄電装置と前記双方向電力変換部との間に設けられる蓄放電電力変換部の電力変換方向が、前記双方向電力変換部側から前記蓄電装置側に電力変換する第1方向に設定されるステップと、
前記さらに判定されるステップにて前記合計電力が前記消費電力以上であると判定されない場合に、前記蓄放電電力変換部の電力変換方向が、前記蓄電装置側から前記双方向電力変換部側に電力変換する第2方向に設定されるステップと、
を備える電力制御方法。 Generated power of the first power generation device connected to a transmission path between the bidirectional power conversion unit provided between the first power generation device and the commercial power system and the second power generation device and the power storage device and the commercial power system. a step but whether or not the power consumption or power load connected to said transmission path, to be determined,
When it is determined in the determining step that the generated power of the first power generation device is greater than or equal to the power consumption, the power conversion direction of the bidirectional power conversion unit is changed from the transmission path side to the power storage device side. A step set in a forward conversion direction in which power is converted;
If it is not determined that the generated power of the first power generator is greater than or equal to the power consumption in the determined step, the power conversion direction of the bidirectional power converter is power from the power storage device side to the transmission path side. A step set in the reverse transformation direction in which
When the power conversion direction of the bidirectional power converter is set to the reverse conversion direction, the total power of the generated power of the first power generator and the generated power of the second power generator is equal to or greater than the power consumption. A step of further determining whether or not
The power conversion direction of the storage / discharge power conversion unit provided between the power storage device and the bidirectional power conversion unit when the total power is determined to be greater than or equal to the power consumption in the further determining step Is set in a first direction for power conversion from the bidirectional power conversion unit side to the power storage device side;
When the total power is not determined to be greater than or equal to the power consumption in the further determined step, the power conversion direction of the storage / discharge power conversion unit is the power from the power storage device side to the bidirectional power conversion unit side. A step set in a second direction to convert;
A power control method comprising:
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