JP6386401B2 - 充放電システム - Google Patents

Description

この発明は、家庭用の商用電源や自然エネルギー発電システムによって電気自動車の蓄電池に充電を行ったり、この電気自動車の蓄電池から家電負荷へ電力を供給したりする充放電システムに関する。

従来から、太陽電池が発電した直流電力をバッテリに充電したり、バッテリの直流電力を交流電力に変換して家電負荷へ供給したりする電力供給システムが知られている（特許文献１参照）。

かかる電力供給システムは、太陽電池が発電した直流電力をバッテリに充電する充電器と、バッテリや充電器の直流電力を交流電力に変換するインバータと、充電器を太陽電池に接続したりする切替器とを備えており、バッテリの直流電力や太陽電池が発電した直流電力をインバータで交流電力に変換して家電負荷に供給するようになっている。

このような電力供給システムにあっては、電力供給システムに設けたコンセントに電気自動車を接続すれば太陽電池で発電した電力で電気自動車の蓄電池を充電することができる。しかし、その逆に電気自動車の蓄電池から家電負荷に電力を供給することができないという問題あった。

この問題を解消した充放電システムが提案されている（特許文献２参照）。

係る充放電システムは、充放電コンバータを有する電気自動車用パワーコンディショナ装置を備えており、商用電源から電気自動車の蓄電池を充電する場合、電気自動車用パワーコンディショナ装置の充放電コンバータによって交流電圧を所定の直流電圧に変換して充電を行う。逆に、電気自動車の蓄電池から家電負荷に電力を供給する場合、上記充放電コンバータによって電気自動車の蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して家電負荷に供給するようになっている。

このような充放電システムに太陽光発電システムを設けて、この太陽光発電システムで発電した電力で電気自動車の蓄電池を充電するようにした充放電システムが提案されている。

また、太陽光発電部と蓄電部と燃料電池発電部とを備えた電力供給システムが提案されている（特許文献３）。

かかる電力供給システムは、停電時に蓄電部が自立運転を開始し、この自立運転による発電を基準電源として燃料電池発電部及び太陽光発電部を連係運転させるようになっている。

また、太陽電池の発電を制御する太陽発電パワーコンディショナと、燃料電池の発電を制御する燃料電池パワーコンディショナと、充放電用パワーコンディショナとを備えた電力供給システムが提案されている（特許文献４参照）。

この電力供給システムは、停電時に太陽発電パワーコンディショナと燃料電池パワーコンディショナと充放電用パワーコンディショナとを一旦停止させた後、充放電用パワーコンディショナによって太陽発電パワーコンディショナと燃料電池パワーコンディショナとを再稼働させるようになっている。

特開２０１３−１３１７４号公報 特開２０１３−１０２６０８号公報 特開２０１１−１８８６０７号公報 ＷＯ２０１３/１１８３７６号公報

ところで、充放電システムに太陽光発電システムを設けて、太陽光発電システムで発電した電力で電気自動車の蓄電池を充電できるようにした場合、太陽発電パワーコンディショナから出力される交流電力の電圧波形の歪が設定した所定値以上になると、自動車の蓄電池の充電の際に定格値以上の電圧が印加されてしまう不具合があるので、太陽発電パワーコンディショナの動作を停止させる必要がある。

このため、太陽電池パネル（発電手段）などが発電した電力を有効に利用できなくなってしまうという問題がある。

この発明の目的は、電気自動車の蓄電池に定格値以上の電圧が印加することなく、しかも発電手段が発電した電力を有効利用することのできる充放電システムを提供することにある。

請求項１の発明は、系統電源と自然エネルギー発電システムとに接続された分電盤から供給される交流電力を電気自動車の蓄電池へ供給したり、この蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して前記分電盤へ供給したりする充放電用パワーコンディショナを備え、前記自然エネルギー発電システムは、自然エネルギーによって発電された直流電力を前記系統電源の交流電圧に同期した交流電力に変換して前記分電盤に出力する発電用パワーコンディショナを有し、停電時には、前記充放電用パワーコンディショナの放電用ＤＣ/ＡＣコンバータから擬似交流電圧が出力され、前記発電用パワーコンディショナは前記擬似交流電圧に同期した交流電力を出力する充放電システムであって、
前記発電用パワーコンディショナから出力される交流電力の電圧波形の歪電圧を検出する第１歪検出手段と、
この第１歪検出手段が検出する歪電圧が予め設定されている閾値を越えたか否かに基づき前記充放電用パワーコンディショナによる蓄電池の充電動作を制御する第１制御手段と、
前記擬似交流電圧の歪電圧を検出する第２歪検出手段と、
この第２歪検出手段が検出する歪電圧に基づいて該歪電圧が小さくなるように前記放電用ＤＣ/ＡＣコンバータを制御する第２制御手段とを設けたことを特徴とする。

この発明によれば、電気自動車の蓄電池に定格値以上の電圧が印加することなく、しかも発電手段が発電した電力を有効利用することができる。

この発明に係る充放電システムの構成を概略的に示した説明図である。 図１に示す充放電システムの電気自動車用パワーコンディショナ装置の構成を示したブロック図である。 図２に示すＥＶパワーコンディショナの構成示すブロック図である。 図２に示す電気自動車用パワーコンディショナ装置のＥＶパワーコンディショナの交流電圧波形と基準波形生成回路の基準波形とを示したグラフである。 ＰＶパワーコンディショナの交流電圧波形と基準波形生成回路の基準波形とを示したグラフである。 図１に示す防水接地コンセントから電気自動車を充電する場合の例を示した説明図である。 二台の電気自動車を同時に充電する場合の例を示した説明図である。 第２実施例の電気自動車用パワーコンディショナ装置の構成を示したブロック図である。 系統電力網の周期の変動量と判定回数と設定電圧との関係を示したグラフである。 第３実施例の充放電システムの構成を示したブロック図である。 図８に示す電気自動車用パワーコンディショナ装置の構成を示したブロック図である。 交流電圧波形を示した説明図である。 第４実施例の電気自動車用パワーコンディショナ装置の構成を示したブロック図である。 第５実施例の電気自動車用パワーコンディショナ装置の構成を示すブロック図である。 第６実施例の充放電システムの構成を示したブロック図である。 図１２に示すＰＶパワーコンディショナの構成を示したブロック図である。 図１２に示す電気自動車用パワーコンディショナ装置の構成を示したブロック図である。 図１３に示すインバータの交流電圧波形と基準波形生成回路の基準波形とを示したグラフである。 図１２に示すＰＶパワーコンディショナの交流電圧波形と基準波形生成回路の基準波形とを示したグラフである。 第７実施例のＰＶパワーコンディショナの構成を示したブロック図である。

以下、この発明に係る充放電システムの実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

［第１実施例］
図１に示す充放電システムＳ１は、太陽光発電システム（自然エネル
ギー発電システム）１０と、第１,第２分電盤（屋内分電盤）２０,３０と、電力測定装置（測定装置）６０と、情報収集装置１００と、屋外に設けられた定置型の電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０等とを備えている。

太陽光発電システム１０は、戸建て住宅などの建物Ｈに配置されて、発電した電力を負荷（家電負荷）に供給したりするシステムである。

まず、この建物Ｈについて説明する。この建物Ｈは、系統電力から電力の供給を受けるための電力網としての系統電力網（系統電源）Ｅに接続されている。

この系統電源Ｅと建物Ｈに配線された電線２０ａとが第１,第２電力量メータＭ１,Ｍ２を介して繋がっており、電線２０ａは第１分電盤２０の主幹(図示せず)に繋がっており、第１分電盤２０の主幹は第２分電盤３０の主幹(図示せず)に繋がっている。

第１電力量メータＭ１は、系統電源Ｅから建物Ｈへ流れる電力量を計測し、第２電力量メータＭ２は、建物Ｈから系統電源Ｅへ流れる電力量を計測する。すなわち、第１電力量メータＭ１は買電した電力量を積算し、第２電力量メータＭ２は売電した電力量を積算していく。

第２分電盤３０内には、主幹に流れる電流を検出する電流センサ(図示せず)が設けられている。この第２分電盤３０の近傍には電力測定装置６０が設置されている。

また、第２分電盤３０の主幹には、複数の分岐幹３１が繋がっており、この複数の各分岐幹３１には建物Ｈの部屋に設けたコンセント(図示せず)に給電線(図示せず)を介して繋がっている。

太陽光発電システム１０は、分散型の発電装置としての太陽光発電装置（発電手段）１１と、ＰＶパワーコンディショナ（発電用パワーコンディショナ）１２とを備えており、太陽光発電装置１１及びＰＶパワーコンディショナ１２は屋外に設けられている。

この太陽光発電装置１１は、自然エネルギーである太陽光エネルギーを直接電力に変換して発電を行う装置である。

ＰＶパワーコンディショナ１２は、太陽光発電装置１１が発電した直流電力を交流電力に変換して出力するものであり、系統電源Ｅの交流電圧に同期するとともにこの交流電圧に対して位相ズレが生じないように交流電圧を出力するようになっている。なお、系統電源Ｅの交流電圧は第２分電盤３０の主幹に設けた図示しない電圧検出センサによって検知する。

停電時には、系統電源Ｅからの交流電圧を得ることができないので、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０から擬似交流電圧を発生させ、この擬似交流電圧に基づいてＰＶパワーコンディショナ１２から交流電力を出力させるようになっている。

ＰＶパワーコンディショナ１２は、自身が出力する交流電圧の歪が大きい場合、すなわち、その歪が所定値以上になると、異常であると判断して交流電力の出力動作を停止する。すなわち、ＰＶパワーコンディショナ１２は、自身が出力する交流電圧の歪を検出する機能と、その歪が所定値を越えたか否かを判断する機能と、歪が所定値を越えたと判断したとき動作を停止するセーフティ機能とを有している。

また、ＰＶパワーコンディショナ１２は、給電線１８によって第２分電盤３０の主幹線(図示せず)に繋がっており、ＰＶパワーコンディショナ１２の交流電力をその主幹線から分岐幹３１及び給電線(図示せず)を介して上記コンセントに接続された家電負荷に供給する。このとき、非常用コンセント１３には交流電力は出力されないようになっている。

ＰＶパワーコンディショナ１２は、停電時に電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０から擬似交流電圧が出力されない場合、すなわち電気自動車Ｃが電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０に接続されていないとき、非常用コンセント１３のみに交流電力を出力し、第２分電盤３０へ交流電力を供給しないようになっている。

電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０の近傍の建物Ｈの外壁面Ｈａには、防水接地コンセント（充電専用コンセント）１２１が設けられており、この防水接地コンセント１２１は給電線３２により第２分電盤３０に繋がっている。この給電線３２によりＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力や系統電源Ｅの交流電力が防水接地コンセント１２１へ供給されるようになっている。

電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０と第１分電盤２０とは給電線１２５,１２６で繋がっており、系統電源Ｅの交流電力が給電線１２５を介して電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０へ供給されるようになっている。また、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０と第２分電盤３０とが給電線１２７で繋がっており、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力が電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０へ供給することができるようになっている。

電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０及び防水接地コンセント１２１は駐車スペースＵを臨むように配置されている。

電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０は、通常時、系統電源Ｅの交流電力を第１分電盤２０を介して入力し、そのまま給電線１２６を介して第２分電盤３０へ出力するようになっている。停電時には、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０に電気自動車Ｃが接続されているとき、この電気自動車Ｃの蓄電池(図示せず)の直流電力を交流電力に変換して給電線１２６を介して第１分電盤２０へ供給するようになっている。

また、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０は、充電モードのとき系統電源ＥまたはＰＶパワーコンディショナ１２からの交流電力を所定の直流電力に変換して電気自動車Ｃへ供給するものであり、放電モードのとき電気自動車Ｃの蓄電池(図示せず)の直流電力を交流電力に変換して給電線１２６を介して第１分電盤２０へ供給する。

リモートコントロール１０２は、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０の充電モードや放電モードや他のモードなどを設定したりするものである。

電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０は、図２に示すように、ＥＶパワーコンディショナ（充放電用パワーコンディショナ）１２２と、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電圧の歪を検出する歪検出回路（第１歪検出手段）３００と、ＥＶパワーコンディショナ１２２を制御する制御回路（第１制御手段）３１０と、ＥＶパワーコンディショナ１２２から出力される交流電圧の歪を検出する歪検出回路（第２歪検出手段）１３００と、ＥＶパワーコンディショナ１２２の後述する放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御する制御回路（第２制御手段）１３１０とを有している。

ＥＶパワーコンディショナ１２２は、図２Ａに示すように、切換スイッチＳＷ１,ＳＷ２と、交流電圧を直流電圧に変換して電気自動車Ｃの蓄電池を充電していく充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３と、電気自動車Ｃの蓄電池の直流電力を交流電力に変換して出力する放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４とを有している。

切換スイッチＳＷ１は、系統電源モードのとき端子Ｓ１ａに切り換わり、太陽光発電モードのとき端子Ｓ１ｂに切り換わるようになっている。

切換スイッチＳＷ２は平常時にはオンしており、系統電源Ｅの交流電力が第１分電盤２０,給電線１２５及び切換スイッチＳＷ２を介して第２分電盤３０へ供給される。停電時には、切換スイッチＳＷ２はオフされる。

歪検出回路３００は、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力の電圧波形を検出する電圧波形検出回路３０１と、系統電源Ｅの交流電圧に同期した基準となる正弦波の基準波形を生成する基準波形生成回路３０２と、この基準波形生成回路３０２が生成した基準波形と電圧波形検出回路３０１が検出した検出電圧波形とを比較してその差を検出する比較回路３０３とを有している。

基準波形生成回路３０２は、停電時には系統電源Ｅと同じ商用周波数の正弦波の基準波形を生成するようになっている。

制御回路３１０は、歪検出回路３００が検出した歪電圧が設定されている設定電圧である閾値Ｖｋを越えたか否かに基づいて、ＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３の充電動作を停止させる。閾値Ｖｋは任意に設定変更できるようになっている。

また、制御回路３１０は、停電時にＰＶパワーコンディショナ１２を動作させるために、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御して擬似交流電圧を第１分電盤２０へ出力させるようになっている。

制御回路３１０は、モード設定等に基づいて切換スイッチＳＷ１の切り換えや切換スイッチＳＷ２のオン・オフを制御する。

歪検出回路１３００は、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４から出力される交流電圧の電圧波形を検出する電圧波形検出回路１３０１と、系統電源Ｅの交流電圧に同期した基準となる正弦波の基準波形を生成する基準波形生成回路１３０２と、この基準波形生成回路１３０２が生成した基準波形と電圧波形検出回路１３０１が検出した検出電圧波形とを比較してその差を検出する比較回路１３０３とを有している。

基準波形生成回路１３０２は、停電時には系統電源Ｅと同じ周波数の正弦波の基準波形を生成するようになっている。

この実施例では、２つの基準波形生成回路３０２,１３０２を設けているが、どちらか一方を省略して他方を兼用するようにしてもよい。

制御回路１３１０は、歪検出回路１３００が検出した歪電圧が設定されている設定電圧である閾値Ｖｇを越えたか否かに基づいてＥＶパワーコンディショナ１２２の放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御する。この制御は、その歪がなくなるように、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を構成するスイッチング素子(図示せず)をオンするパルス信号のパルス幅を制御するものである。閾値Ｖｇは任意に設定変更できるようになっている。

また、制御回路１３１０は、停電時にＰＶパワーコンディショナ１２を動作させるために、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御して擬似交流電圧を第１分電盤２０へ出力させるようになっている。

電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０は、図示しない電源回路を備えており、この電源回路は、系統電源Ｅの交流電圧から直流の電源電圧を得て制御回路３１０,１３１０などを動作させるようになっているが、停電時には、電気自動車Ｃの蓄電池の直流電圧から電源電圧を得るようになっている。

情報収集装置１００は、送信されてきた測定データに基づいて太陽光発電システム１０が発電している現時点の電力や積算した電力量などを図示しない表示装置に表示したりする。

また、情報収集装置１００は、ルータ１０１を介してインターネットなどの外部の通信網に繋がっており、外部のサーバ(図示せず)との間で、計測値などのデータの送受信などを行うことができるようになっている。
［動 作］
次に、上記のように構成される充放電システムＳ１の動作について説明する。

電気自動車Ｃの蓄電池(図示せず)を充電する場合、先ず、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０と電気自動車Ｃとを図１に示すように給電コード１３０で接続する。次に、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０を充電モードに設定する。この充電モードの設定は、リモートコントロール１０２の操作または電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０に設けられている図示しないモードスイッチの操作によって行う。
［充電モード及び系統電源モード］
電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０は、充電モードが設定されるとともに系統電源モードが設定されると、切換スイッチＳＷ１が端子Ｓ１ａに切り換わり、第１分電盤２０から給電線１２５を介して系統電源Ｅの交流電圧がＥＶパワーコンディショナ１２２に入力される。ＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３は、系統電源Ｅの交流電力を直流電力に変換して電気自動車Ｃの蓄電池(図示せず)を充電していく。
［充電モード及び太陽光発電モード］
ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力で電気自動車Ｃの蓄電池を充電する場合には、リモートコントロール１０２または電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０のモードスイッチの操作によって太陽光発電モードに設定する。このモードの設定により、切換スイッチＳＷ１が端子Ｓ１ｂに切り換わり、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力が第２分電盤３０及び給電線１２７を介して電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０へ供給され、上記と同様にして電気自動車Ｃの蓄電池が充電されていく。

一方、歪検出回路３００の基準波形生成回路３０２は、系統電源Ｅの交流電圧に同期した基準となる正弦波の基準波形Ｖｆを図３に示すように生成していく。

歪検出回路３００の電圧波形検出回路３０１は、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力の電圧波形Ｖｈａを検出し、比較回路３０３は、基準波形生成回路３０２が生成した基準波形Ｖｆと電圧波形検出回路３０１が検出した交流電力の電圧波形Ｖｈａとを比較していき、その差が最大となる最大電圧差Ｖｓを歪電圧として検出する。

制御回路３１０は、歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋ以上か否かを判定し、歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋ以上のとき、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電圧は歪んでいると判定する。この判定は、例えばＴ時間毎に判定していくが、連続した複数の半波毎に判定してもよい。例えば、図３に示すように、交流電圧の各半波Ｗ１〜Ｗ５毎に歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋ以上か否かを判定していき、全ての半波Ｗ１〜Ｗ５で歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋ以上のとき、制御回路３１０は、歪検出回路３００が検出した歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋを越えていると判定する。

制御回路３１０は、歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋを越えていると判定すると、ＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３の動作を停止させる。すなわち、充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３による電気自動車Ｃの蓄電池の充電動作が停止される。これにより、電気自動車Ｃの蓄電池が定格値以上の電圧で充電されてしまうことが防止される。

この場合、充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３による電気自動車Ｃの蓄電池の充電動作が停止されるだけなので、ＰＶパワーコンディショナ１２からの交流電力は出力され続け、各コンセント(図示せず)に接続されている家電負荷(図示せず)に供給されるので、太陽光発電装置１１が発電する電力を有効利用することができる。
［停 電］
停電時には、系統電源Ｅの交流電圧が電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０に入力されないので、制御回路３１０は、交流電圧の入力がないときには停電であると判断し、切換スイッチＳＷ２をオフにするとともに、ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を動作させて擬似交流電圧を発生させる。この擬似交流電圧は給電線１２６及び第１分電盤２０を介して第２分電盤３０へ供給される。また、停電時には、図示しない開閉器により系統電源Ｅから第１分電盤２０が解列される。この解列は、図示しない開閉制御装置により自動的に行われるようになっているが、手動で行ってもよい。

停電により系統電源Ｅから交流電圧が第１分電盤２０に入力されないが、擬似交流電圧が第１分電盤２０に入力されるので、この擬似交流電圧に基づいてＰＶパワーコンディショナ１２は太陽光発電装置１１が発電した直流電力を交流電力に変換して出力する。すなわち、ＰＶパワーコンディショナ１２は、第１分電盤２０に印加する擬似交流電圧に同期し且つ擬似交流電圧に対して位相ズレが生じないように交流電圧を出力していく。

つまり、ＰＶパワーコンディショナ１２は、擬似交流電圧が第１分電盤２０に入力されつづけている間、動作し続けて太陽光発電装置１１が発電した直流電力を交流電力に変換して交流電圧を出力し続けることになる。

ＰＶパワーコンディショナ１２から出力された交流電圧は、第２分電盤３０から給電線１２７及び切換スイッチＳＷ１（端子Ｓ１ｂに切り換わっている）を介して充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３に入力する。また、制御回路３１０は充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３を動作させて、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力され交流電力を所定の直流電力に変換して電気自動車Ｃの蓄電池を充電させていく。すなわち、太陽光発電装置１１が発電した電力で電気自動車Ｃの蓄電池が充電されていくことになる。

一方、基準波形生成回路１３０２は、停電時には系統電源Ｅと同じ周波数の正弦波の基準波形を生成していく。また、電圧波形検出回路１３０１は、ＥＶパワーコンディショナ１２２の放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４から出力される交流電圧の波形を検出し、比較回路１３０３は、基準波形生成回路１３０２が生成した基準波形と電圧波形検出回路１３０１が検出した交流電圧の波形とを比較していく。

例えば、図３Ａに示すように、電圧波形検出回路１３０１が検出した擬似交流電圧の電圧波形をＶｈｂとし、基準波形生成回路１３０２が生成した基準波形をＶｆｂすると、比較回路１３０３は基準波形Ｖｆｂと電圧波形Ｖｈｂとを比較してその差が最大となる最大電圧差Ｖｓｂを歪電圧として検出する。

制御回路１３１０は、歪電圧である最大電圧差Ｖｓｂが設定電圧Ｖｇ以上か否かを判定し、最大電圧差Ｖｓｂが設定電圧Ｖｇ以上のとき歪んでいると判定する。この判定は、上記と同様に、交流電圧の各半波Ｗ１〜Ｗ５毎に最大電圧差Ｖｓｂが設定電圧Ｖｇ以上か否かを判定していき、全ての半波Ｗ１〜Ｗ５で最大電圧差Ｖｓｂが設定電圧Ｖｇ以上のとき、制御回路１３１０は、歪検出回路１３００が検出した歪電圧が設定値（閾値）を越えていると判定する。

制御回路１３１０は、歪電圧が閾値Ｖｇを越えていると判定すると、その歪が解消するように放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４のスイッチ素子を制御していく。この制御は、基準波形Ｖｆｂより電圧波形Ｖｈｂが大きい場合、スイッチ素子をオンさせるパルス信号の幅を小さくし、逆に基準波形Ｖｆｂより電圧波形Ｖｈｂが小さい場合、スイッチ素子をオンさせるパルス信号の幅を大きくして、擬似交流電圧の歪を小さくしていくものである。

ＰＶパワーコンディショナ１２は、擬似交流電圧に同期するとともにこの擬似交流電圧に対して位相ズレが生じないように交流電圧を出力するが、その擬似交流電圧の歪が小さいことより、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力された交流電圧の歪も小さくなり、自身の出力する交流電圧の歪によってＰＶパワーコンディショナ１２の動作が停止してしまうことが防止される。すなわち、ＰＶパワーコンディショナ１２の動作が安定することになる。
［放電モード］
放電モードが設定された場合、ＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３の動作は停止され、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４が動作し、電気自動車Ｃの蓄電池の直流電力を交流電力に変換していく。この交流電力は給電線１２６を介して第１分電盤２０へ供給されていく。

第１分電盤２０に供給された交流電力は第２分電盤３０及び複数の分岐幹３１を介して家電負荷に供給される。

電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０から交流電力が家電負荷に供給されている際、電圧波形検出回路１３０１は、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４から出力される交流電圧の電圧波形を検出する。そして、制御回路１３１０は、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４から出力される交流電圧の歪が大きい場合、上記と同様にしてその歪が小さくなるように放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御する。これにより、家電負荷に定格以上の電圧が印加されてしまうことが防止される。
［電気自動車の充電］
電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０がメンテナンスなどにより使用できない場合、図４に示すように、防水接地コンセント１２１と電気自動車Ｃとを給電コード１３０で接続すれば、電気自動車Ｃの蓄電池を系統電源Ｅにより充電することができる。

また、図５に示すように、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０と電気自動車Ｃ１とを給電コード１３０で接続し、防水接地コンセント１２１と電気自動車Ｃ２とを給電コード１３０で接続すれば、系統電源Ｅの交流電力やＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力によって、二台の電気自動車Ｃ１,Ｃ２を同時に充電することができる。

この図５に示すように電気自動車Ｃ１,Ｃ２を接続した状態で、電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０によって、電気自動車Ｃ１の蓄電池から出力される直流電圧を所定の交流電圧に変換してその交流電力を第１分電盤２０に供給し、さらにこの交流電力を第２分電盤３０、給電線３２、防水接地コンセント１２１及び給電コード１３０を介して電気自動車Ｃ２へ供給することにより、電気自動車Ｃ２を充電することができる。

このように、電気自動車Ｃ１の蓄電池から電気自動車Ｃ２の蓄電池を充電することができ、例えば夜間の停電時、系統電源Ｅの交流電力やＰＶパワーコンディショナ１２の交流電力によって電気自動車Ｃ２を充電することができない場合であっても、電気自動車Ｃ１から電気自動車Ｃ２へ充電することができる。

例えば、電気自動車Ｃ１,Ｃ２の両方とも走行距離が十分でない場合、電気自動車Ｃ１の蓄電池から電気自動車Ｃ２の蓄電池へ充電することにより、電気自動車Ｃ２の走行距離を十分なものにすることができる。すなわち、複数の電気自動車が走行距離が十分でない場合、例えば電費のよい１台の電気自動車に他の複数の電気自動車の蓄電池から充電させて走行距離を十分なものにすることができる。

また、電費の悪い例えば電気自動車Ｃ１の蓄電池から電費の良い電気自動車Ｃ２の蓄電池へ蓄えられた電気量を入れ替えることもできる。

また、多人数が乗れるが電費の悪い電気自動車と、少人数しか乗れないが電費の良い電気自動車とから、そのときの必要に応じた電気自動車を選択し、その電気自動車に電力を集中させて使用することができる。

さらに、必要に応じて例えば走行距離１０ｋｍ分だけの電気量を電気自動車Ｃ２に充電させることもできる。
［第２実施例］
図６は第２実施例の充放電システムＳ２を示す。この充放電システムＳ２は、太陽光発電システム１０と、第１,第２分電盤２０,３０と、屋外に設けられた定置型の電気自動車用パワーコンディショナ装置２００等とを備えている。

電気自動車用パワーコンディショナ装置２００は、図２に示す電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０に系統電源Ｅの瞬停を検出する瞬停検出回路２０１と、系統電源Ｅの交流電圧の変動量（変化値）を検出する周期変動量検出回路２０２とを設けたものである。

制御回路３２０は、瞬停検出回路２０１が系統電源Ｅの瞬停を検出したとき、この時点から所定時間の間、歪検出回路３００が検出する歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋを越えているか否かの判定を行わない。このようにすることにより、瞬停による基準波形生成回路３０２が生成する基準波形の乱れによる誤判定を防止するものである。これにより、ＥＶパワーコンディショナ１２２の電気自動車Ｃの充電中に、充電動作の停止がむやみに行われてしまうことが防止される。

瞬停検出回路２０１の瞬停の判定は、系統電源Ｅの交流電圧が所定電圧以下になったとき瞬停したと判断するが、系統電源Ｅの交流電圧の変化値で判断するようにしてもよい。

図６に示す制御回路（第１制御手段）３２０は、第１実施例と同様な制御を行う他に、周期変動量検出回路２０２が検出した周期の変動量に応じて歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋ以上か否かのＴ時間毎に行う判定回数を変えて判定を行う。すなわち、その変動量が小さい場合には判定回数を少なくし（例えば５回以下）、その変動量が大きい場合には判定回数を多くする（例えば５回以上）。

また、図７に示すグラフに基づいて系統電源Ｅの周期の変動量Ｇに応じて閾値Ｖｋと判定回数Ｎを求め、これに基づいて歪電圧Ｖｓが閾値Ｖｋを越えたか否かの判定を行うようにしてもよい。

このように、その変動量が大きいときには閾値Ｖｋを大きく設定し、変動量が小さいときには閾値Ｖｋを小さく設定することにより、必要以上にＥＶパワーコンディショナ１２２の充電動作を停止させてしまう回数を少なくすることができるとともに、充電時に電気自動車Ｃの蓄電池に定格値以上の電圧を印加させてしまうことを確実に防止することができる。
［第３実施例］
図８は第３実施例の充放電システムＳ３の構成を示す。充放電システムＳ３は、太陽光発電システム１０と、第１,第２分電盤２０,３０と、屋外に設けられた定置型の電気自動車用パワーコンディショナ装置２１２０等とを備えている。

電気自動車用パワーコンディショナ装置２１２０は、ＥＶパワーコンディショナ１２２と、ＥＶパワーコンディショナ１２２から出力される交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路（第１ゼロクロス検出回路）２３０１と、ゼロクロス検出回路２３０１が検出したゼロクロス点近傍の電圧変動幅を検出する電圧変動幅検出回路２３０２と、図８Ａ示すＥＶパワーコンディショナ１２２の放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御する制御回路（第３制御手段）２３１０とを有している。他の構成は第１実施例と同様なので、その説明は省略する。

制御回路２３１０は、電圧変動幅検出回路２３０２が検出した変動幅が予め設定した設定値（設定電圧）Ｖｎを越えた否かに基づいて放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御する。設定電圧Ｖｎは設定変更可能となっている。

制御回路２３１０は、電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎより大きい電圧になったとき、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４の動作を停止させる。また、ゼロクロス点近傍以外で、図示しない電流センサが給電線１２６の過電流を検出したとき、ＥＶパワーコンディショナ１２２の動作を停止させるようになっている。
［動 作］
次に、第３実施例の充放電システムの動作について説明する。
［停 電］
停電時には、第１実施例と同様に、図８Ａに示す放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を動作させて擬似交流電圧を発生させる。この擬似交流電圧は、図８に示すように、給電線１２６を介して第１分電盤２０へ供給される。

ＰＶパワーコンディショナ１２は、第１分電盤２０に入力される擬似交流電圧に基づいて、太陽光発電装置１１が発電した直流電力を交流電力に変換して出力する。すなわち、ＰＶパワーコンディショナ１２は、第１分電盤２０に印加する擬似交流電圧に同期し且つ擬似交流電圧に対して位相ズレが生じないように交流電圧を出力していく。

つまり、ＰＶパワーコンディショナ１２は、擬似交流電圧が第１分電盤２０に入力されつづけている間、動作し続けて太陽光発電装置１１が発電した直流電力を交流電力に変換して家電負荷に供給し続けることになる。
［停電時の充電モード］
停電時に充電モードが設定されている場合、図８に示すように、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力された交流電力は、第２分電盤３０から給電線１２７及び切換スイッチＳＷ１（端子Ｓ１ｂに切り換わっている）を介して、図８Ａに示す充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３に入力する。また、制御回路３１０は充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３を動作させて、その交流電力を直流電力に変換して電気自動車Ｃの蓄電池を充電させていく。すなわち、太陽光発電装置１１が発電した電力で電気自動車Ｃの蓄電池が充電されていくことになる。

停電時には、上述のように放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４が擬似交流電圧を出力していき、図８に示すゼロクロス検出回路２３０１は、ＥＶパワーコンディショナ１２２から出力される交流電圧のゼロクロス点を検出していく。

いま、例えば、図９に示すように、ＥＶパワーコンディショナ１２２の放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４から出力される交流電圧Ｖｅのゼロクロス点の近傍で電圧が急激に変化する場合があり、ゼロクロス検出回路２３０１がゼロクロス点を時点ｔ１で検出すると、電圧変動幅検出回路２３０２は、時点ｔ１から所定時間内における急激な電圧変化のマイナス側のピーク電圧Ｐ１と、プラス側のピーク電圧Ｐ２との電圧差、すなわち電圧変動幅Ｖｗを求める。

制御回路２３１０は、電圧変動幅検出回路２３０２が求めた電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎ以上か否かを判断し、電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎ以上のとき、ＥＶパワーコンディショナ１２２の放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の動作を停止させる。

このように、マイナス側のピーク電圧Ｐ１とプラス側のピーク電圧Ｐ２との電圧差である電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎ以上のとき、放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の動作を停止させるようにしたものであるから、電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎより小さければ、ピーク電圧Ｐ１やピーク電圧Ｐ２の時点に過電流が流れても放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の動作が停止されない。このため、停電時にＥＶパワーコンディショナ１２２の動作が不安定になってしまうことが防止される。

電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎ以上のときには、放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の動作は停止されるので、家電負荷に定格以上の電圧が印加されてしまうことが防止される。

また、ゼロクロス点の近傍以外においては、図示しない電流センサが給電線１２６の過電流を検出したとき、制御回路２３１０は放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の動作を停止させるものであるから、家電負荷に定格以上の電流が流れてしまうことを防止することができ、充放電システムの安全性を保つことができる。
［停電時の放電モード］
停電時に放電モードが設定された場合、制御回路３１０は放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を動作させて電気自動車Ｃの蓄電池の直流電力を交流電力に変換させ、この交流電力を給電線１２６及び第１分電盤２０を介して第２分電盤３０へ供給し、家電負荷に供給する。すなわち、ＥＶパワーコンディショナ１２２を自立運転させる。

この自立運転のときも、上記と同様にして、ＥＶパワーコンディショナ１２２から出力される交流電圧のゼロクロス点近傍のピーク電圧Ｐ１とプラス側のピーク電圧Ｐ２との電圧差である電圧変動幅Ｖｗが検出され、電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎより小さければ、ピーク電圧Ｐ１やピーク電圧Ｐ２のきに過電流が流れても放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の動作が停止されない。このため、停電時にＥＶパワーコンディショナ１２２の動作が不安定になってしまうことが防止される。
［通常時の放電モード］
通常時に放電モードが設定された場合、制御回路３１０は、系統電源Ｅの交流電圧に同期すなわち連係させてＥＶパワーコンディショナ１２２の放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御して、電気自動車Ｃの蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換する。すなわち蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して給電線１２６を介して第１分電盤２０へ供給する。

第１分電盤２０に供給された交流電力は第２分電盤３０及び複数の分岐幹３１を介して家電負荷に供給されていく。

この場合も、上記と同様にして、電圧変動幅Ｖｗが検出され、電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎより小さければ、ピーク電圧Ｐ１やピーク電圧Ｐ２のきに過電流が流れても放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の動作が停止されない。このため、ＥＶパワーコンディショナ１２２の動作が不安定になってしまうことが防止される。また、電圧変動幅Ｖｗが設定電圧Ｖｎ以上のとき、放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４の動作は停止されるので、家電負荷に定格以上の電圧が印加されてしまうことが防止される。
［第４実施例］
図１０は第４実施例の充放電システムの電気自動車用パワーコンディショナ装置４２０の構成を示す。

第４実施例の充放電システムは、太陽光発電システム１０（図８参照）と、第１,第２分電盤２０,３０と、電気自動車用パワーコンディショナ装置４２０等とを備えている。

電気自動車用パワーコンディショナ装置４２０は、ＥＶパワーコンディショナ１２２に入力する交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路（第２ゼロクロス検出回路）４２１と、このゼロクロス検出回路４２１がゼロクロス点を検出する毎に隣接するゼロクロス点間（交流電圧の半波毎）における電気自動車の蓄電池の充電電流または充電電圧の実効値または平均値を算出する出力計算部４２２と、この出力計算部４２２が算出する実効値または平均値が予め設定されている基準設定値との差である誤差を求める誤差演算部４２３と、この誤差演算部４２３が出力する誤差信号の変動量を検出する変動検出部４２４と、制御装置４１０とを備えている。

制御装置４１０は、誤差演算部４２３から出力される誤差信号に基づいて誤差がゼロとなるように充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３のスイッチング信号の信号幅を制御する補正部４１１と、変動検出部４２４が検出した変動量が予め設定した変動設定値を越えたとき充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３による充電動作を停止させる充電停止部４１２とを備えている。

歪検出回路１３００は、第１実施例と同様なのでその説明は省略する。また、制御装置４１０も歪検出回路１３００の検出に基づいて、第１実施例と同様に放電用ＤＣ／ＡＣコンバータ１２４を制御する。
［動 作］
次に、第４実施例の電気自動車用パワーコンディショナ装置４２０の動作について説明する。
［充電モード及び系統電源モード］
充電モードが設定されるとともに系統電源モードが設定されると、切換スイッチＳＷ１が端子Ｓ１ａに切り換わり、第１分電盤２０（図８参照）から給電線１２５を介して系統電源Ｅの交流電力がＥＶパワーコンディショナ１２２に入力される。ＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３は、系統電源Ｅの交流電力を直流電力に変換して電気自動車Ｃの蓄電池(図示せず)を充電していく。

一方、ゼロクロス検出回路４２１は、充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３に入力される交流電圧のゼロクロス点を検出していく。

出力計算部４２２は、ゼロクロス検出回路４２１がゼロクロス点を検出するごとに、隣接するゼロクロス点間（半波毎）における電気自動車Ｃの蓄電池の充電電流または充電電圧の実効値または平均値を算出していく。誤差演算部４２３は、出力計算部４２２が算出した実効値または平均値が予め設定されている基準設定値との差である誤差を求めていき、この誤差に応じた誤差信号を出力していく。

制御装置４１０の補正部４１１は、誤差演算部４２３から出力される誤差信号に応じて充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３を構成するスイッチング素子(図示せず)の信号幅を制御していく。すなわち、補正部４１１は、誤差演算部４２３が算出した誤差がゼロとなるように充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３のスイッチング素子(図示せず)の信号幅を制御していき、一定の充電量で電気自動車Ｃの蓄電池を充電していく。これにより、定格値以上の電流や電圧で蓄電池が充電されるのを防止するものである。

変動検出部４２４は、誤差演算部４２３から出力される誤差信号とこの誤差信号が出力される１つ前の誤差信号との差である変動量を求めていく。制御装置４１０の充電停止部４１２は、変動検出部４２４が検出した変動量が予め設定した変動設定値を越えたとき充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３による電気自動車Ｃの蓄電池の充電を停止させる。

このように、交流の半波毎の変動量が予め設定した変動設定値を越えたとき、充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３の動作を停止させるものであるから、定格値以上の電流や電圧で電気自動車Ｃの蓄電池が充電されるのを確実に防止することができる。
［太陽光発電モード］
太陽光発電モード及び充電モードに設定すると、切換スイッチＳＷ１が端子Ｓ１ｂに切り換わり、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電力が第２分電盤３０及び給電線１２７を介して電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０へ供給され、第１実施例と同様にして電気自動車Ｃの蓄電池が充電されていく。

そして、上記と同様にして、制御装置４１０の補正部４１１は、誤差演算部４２３が算出した誤差がゼロとなるように充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３のスイッチング素子(図示せず)の信号幅を制御していき、一定の充電量で電気自動車Ｃの蓄電池を充電していく。これにより、定格値以上の電流や電圧で蓄電池が充電されるのを防止する。

この場合、充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３による電気自動車Ｃの蓄電池の充電動作が停止されるだけなので、ＰＶパワーコンディショナ１２（図８参照）からの交流電力は出力され続け、各コンセント(図示せず)に接続されている家電負荷(図示せず)に供給されるので、太陽光発電装置１１が発電する電力を有効利用することができる。他の動作は第１実施例と同様なのでその説明は省略する。
［第５実施例］
図１１は第５実施例の電気自動車用パワーコンディショナ装置５２０の構成を示す。

図１１に示す充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３は、入力する交流電圧を全波整流して平滑する全波整流回路５０１と、この全波整流回路５０１により全波整流されて平滑された整流平滑電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ/ＤＣコンバータ５０２とを有している。

電気自動車用パワーコンディショナ装置５２０は、第４実施例の電気自動車用パワーコンディショナ装置４２０に、全波整流回路５０１から出力される整流平滑電圧をサンプリングするサンプリング部５２１と、サンプリング部５２１がサンプリングしたサンプリング電圧と予め設定した設定電圧（閾値）とを比較する比較部５２２とを設けたものである。

制御装置５１０の充電停止部４１２は、サンプリング電圧が設定電圧以下であると比較部５２２が判断すると、ＤＣ/ＤＣコンバータ５０２の充電動作を停止させるものである。他の動作は第４実施例と同様なのでその説明は省略する。

この第５実施例は、ＰＶパワーコンディショナ１２から出力される交流電圧が低くて充電できるような状態でない場合、ＤＣ/ＤＣコンバータ５０２の充電動作を停止させるようにしたものであり、ＤＣ/ＤＣコンバータ５０２による無駄な充電動作を防止するものである。
［第６実施例］
図１２は第６実施例の充放電システムＳ６を示す。この充放電システムＳ６は、太陽光発電システム２１０と、第１,第２分電盤２０,３０と、屋外に設けられた定置型の電気自動車用パワーコンディショナ装置３１２０等とを備えている。

太陽光発電システム２１０は、分散型の発電装置としての太陽光発電装置（発電手段）１１と、ＰＶパワーコンディショナ（発電用パワーコンディショナ）２１２とを備えている。

ＰＶパワーコンディショナ２１２は、図１３に示すように、ＤＣ/ＤＣコンバータ１２ａとインバータ１２ｂと歪み抑制手段１２ｄとを有する。

ＰＶパワーコンディショナ２１２には、出力する交流電圧の歪が所定値より大きくなると、故障していると判断して動作を停止させる図示しないセーフティ回路が組み込まれている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａは、太陽光発電装置１１からの直流電力の電圧を昇圧し又は降圧し、この昇圧又は降圧した直流電力を出力する。また、インバータ１２ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２ａから出力される直流電力の直流電圧を商用電圧と同じ電圧で同じ周波数の電圧・周波数の交流電圧にして出力する。

歪み抑制手段１２ｄは、インバータ１２ｂから出力される交流電力の電圧波形の歪を検出する歪み検出回路３３２０と、歪み検出回路３３２０で検出された歪みに基づいてインバータ１２ｂを制御する制御回路２６０とを有する。

歪み検出回路３３２０は、電圧波形検出回路３２１と、基準波形生成回路３２２と、比較回路３２３とを有する。電圧波形検出回路３２１は、インバータ１２ｂから出力される交流電力の交流電圧の波形を検出する。

基準波形生成回路３２２は、系統電力網Ｅの交流電圧に同期した基準となる正弦波の基準波形を生成する。停電時には、擬似交流電圧に同期した正弦波の基準波形を生成する。

比較回路３２３は、基準波形生成回路３２２が生成した基準波形と電圧波形検出回路３２１が検出した検出電圧波形とを比較することにより、インバータ１２ｂから出力される電圧波形の歪みを検出して、この歪み電圧を歪み検出信号として出力する。この歪み検出信号は制御回路２６０に入力される。

制御回路２６０は、入力される歪み検出信号から、歪み検出回路３３２０が検出した歪電圧が設定されている設定電圧である閾値を越えないようにインバータ１２ｂを制御する。尚、閾値は任意に設定変更できるようになっている。また、制御回路２６０は、系統電源Ｅの交流電圧または擬似交流電圧に同期した交流電力を出力するようにインバータ１２ｂを制御する。

図１２に示す電気自動車用パワーコンディショナ装置３１２０は、ＰＶパワーコンディショナ２１２から出力される交流電圧の歪を検出する歪検出回路３００と制御回路３１０とを有している。

歪検出回路３００は、電圧波形検出回路３０１と、基準波形生成回路３０２と、比較回路３０３とを有しており、第１実施例と同様なのでその説明は省略する。

制御回路３１０は、歪検出回路３００が検出した歪電圧が設定されている設定電圧である閾値Ｖｋを越えたか否かに基づいて、図１４に示すＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３の充電動作を停止させる。閾値Ｖｋは任意に設定変更できるようになっている。

また、制御回路３１０は、停電時にＰＶパワーコンディショナ２１２を動作させるために、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御して擬似交流電圧を第１分電盤２０へ出力させるようになっている。

制御回路３１０は、モード設定等に基づいて切換スイッチＳＷ１の切り換えや切換スイッチＳＷ２のオン・オフを制御する。
［動 作］
次に、第６実施例の充放電システムＳ６の動作について説明する。

ＰＶパワーコンディショナ２１２から出力される交流電力で電気自動車Ｃの蓄電池を充電する場合、リモートコントロール１０２（図１参照）または電気自動車用パワーコンディショナ装置３１２０のモードスイッチの操作によって太陽光発電モード及び充電モードに設定する。

太陽光発電モードの設定により、図１３に示すＰＶパワーコンディショナ２１２のＤＣ/ＤＣコンバータ１２ａが太陽光発電装置１１によって発電された直流電力を昇圧又は降圧してインバータ１２ｂに入力する。インバータ１２ｂは、入力される直流電力を１００Ｖの定電圧で定周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流電力に変換して出力する。

この際、制御回路２６０は、図１２に示す第１分電盤２０の主幹(図示せず)に印加される交流電圧と同期し且つ位相ずれが生じないようにインバータ１２ｂを制御していくので、系統電源Ｅの交流電圧に同期した交流電力がインバータ１２ｂから出力されることになる。

歪み検出回路３３２０の電圧波形検出回路３２１は、インバータ１２ｂから出力される交流電力の交流電圧波形を検出する。一方、基準波形生成回路３２２は、系統電力網Ｅの交流電圧に同期した基準となる交流電圧の基準波形（正弦波波形）を生成する。停電時には、基準波形生成回路３２２は擬似交流電圧に同期した基準波形を生成する。

比較回路３２３は、電圧波形検出回路３２１が検出した交流電圧波形と、基準波形生成回路３２２が生成した基準波形とを比較していく。例えば、図１５に示すように、電圧波形検出回路３２１が検出した交流電圧波形をＶｈｃとし、基準波形生成回路３２２が生成した基準波形をＶｆｃとすると、基準波形Ｖｆｃと交流電圧波形Ｖｈｃとの差が最大となる最大電圧差Ｖｓｃを歪電圧として検出する。

制御回路２６０は、基準波形Ｖｆｃと交流電圧波形Ｖｈｃとの差の増減変化を検出して、最大電圧差Ｖｓｃが予め設定した設定電圧（閾値）を超えないように、インバータ１２ｂの出力電圧を制御する。

これにより、インバータ１２ｂから出力される交流電力の交流電圧は、最大電圧差Ｖｓｃを超えるような歪みが生ずることがなく、その交流電圧の歪を小さく抑えることができる。

インバータ１２ｂから出力される交流電力は、第２分電盤３０及び分岐幹３１を介して各家電負荷に供給され、その交流電力の交流電圧の歪が小さくなっていることにより、家電負荷に定格以上の電圧が印加されてしまうことが防止される。また、インバータ１２ｂから出力される交流電圧の歪が抑制されていることにより、セーフティ回路が働いてＰＶパワーコンディショナ２１２の動作が停止してしまうことがなく、太陽光発電装置１１が発電した電力を有効に利用することができることになる。

また、インバータ１２ｂから出力される交流電力は、第２分電盤３０及び給電線１２７を介してＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３へ供給される。なお、太陽光発電モードの設定により、切換スイッチＳＷ１が端子Ｓ１ｂに切り換わっている。

歪検出回路３００の電圧波形検出回路３０１は、図１６に示すように、ＰＶパワーコンディショナ２１２から出力される交流電力の電圧波形Ｖｈｄを検出し、比較回路３０３は、基準波形生成回路３０２が生成した基準波形Ｖｆｄと電圧波形検出回路３０１が検出した交流電力の電圧波形Ｖｈｄとを比較していき、その差が最大となる最大電圧差Ｖｓｄを歪電圧として検出する。

制御回路３１０は、歪電圧Ｖｓｄが閾値Ｖｋ以上か否かを判定し、歪電圧Ｖｓｄが閾値Ｖｋ以上のとき、ＰＶパワーコンディショナ２１２から出力される交流電圧の電圧波形Ｖｈｄは歪んでいると判定する。この判定は、例えばＴ時間毎に判定していくが、連続した複数の半波毎に判定してもよい。例えば、図１６に示すように、交流電圧の各半波Ｗ１〜Ｗ５毎に歪電圧Ｖｓｄが閾値Ｖｋ以上か否かを判定していき、全ての半波Ｗ１〜Ｗ５で歪電圧Ｖｓｄが閾値Ｖｋ以上のとき、制御回路３１０は、歪検出回路３００が検出した歪電圧Ｖｓｄが閾値Ｖｋを越えていると判定する。

制御回路３１０は、歪電圧Ｖｓｄが閾値Ｖｋを越えていると判定すると、ＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３の動作を停止させる。これにより、電気自動車Ｃの蓄電池が定格値以上の電圧で充電されてしまうことが防止される。

ところで、ＰＶパワーコンディショナ２１２は、図１３に示すように、歪み抑制手段１２ｄを設けているので、ＰＶパワーコンディショナ２１２から出力される交流電圧の電圧波形Ｖｈｄの歪は少なくなっているが、歪み抑制手段１２ｄによって歪を十分に除去することができない場合、電気自動車用パワーコンディショナ装置３１２０の歪検出回路３００がその歪を検出して、制御回路３１０がＥＶパワーコンディショナ１２２の充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３の動作を停止させるので、電気自動車Ｃの蓄電池が定格値以上の電圧で充電されてしまうことをより確実に防止することができる。

この場合、充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３による電気自動車Ｃの蓄電池の充電動作が停止されるだけなので、ＰＶパワーコンディショナ２１２からの交流電力は出力され続け、各コンセント(図示せず)に接続されている家電負荷(図示せず)に供給されるので、太陽光発電装置１１が発電する電力を有効利用することができる。しかも、インバータ１２ｂから出力される交流電圧は、歪み抑制手段１２ｄによって歪が抑制されているので、家電負荷に定格以上の電圧が印加されてしまうことが防止される。
［第７実施例］
図１７は第７実施例の充放電システムの太陽光発電システム６１０を示す。第７実施例の充放電システムは、第６実施例と同様に、第１,第２分電盤２０,３０と電気自動車用パワーコンディショナ装置３１２０等とを備えている。

太陽光発電システム６１０は、分散型の発電装置としての太陽光発電装置１１と、ＰＶパワーコンディショナ（発電用パワーコンディショナ）６１２とを備えている。ＰＶパワーコンディショナ６１２には、出力する交流電圧の歪が所定値より大きくなると、故障していると判断して動作を停止させる図示しないセーフティ回路が組み込まれている。

ＰＶパワーコンディショナ６１２は、図１７に示すように、ＤＣ/ＤＣコンバータ１２ａとインバータ１２ｂと歪み除去手段１２ｃと、インバータ１２ｂを制御する制御回路２５０とを有する。

歪み除去手段１２ｃはローパスフィルタから構成されており、このローパスフィルタは、インバータ１２ｂから出力される交流電力の交流電圧から歪みとなる高周波成分を除去する。

制御回路２５０は、インバータ１２ｂから出力される交流電圧が系統電源Ｅの交流電圧と同期し、位相ずれが生じないようにインバータ１２ｂを制御していくものである。

ＰＶパワーコンディショナ６１２から出力される交流電力の交流電圧は、歪み除去手段１２ｃにより交流電圧の歪は小さくなっており、家電負荷に定格以上の電圧が印加されてしまうことが防止され、第６実施例と同様な効果を得ることができる。

ところで、第１〜第５実施例の充放電システムでは、ＰＶパワーコンディショナ１２を使用しているが、これに限らず、第６,第７実施例のＰＶパワーコンディショナ２１２,６１２を使用してもよい。

この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

１０ 太陽光発電システム（自然エネルギー発電システム）
１２ｂ インバータ
１２ｃ 歪み除去手段
２０ 第１分電盤（分電盤）
３０ 第２分電盤（分電盤）
１２０ 電気自動車用パワーコンディショナ装置
１２２ ＥＶパワーコンディショナ（充放電用パワーコンディショナ）
１２３ 充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ
１２４ 放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ
２６０ 制御回路（第３制御手段）
３００ 歪検出回路（第１歪検出手段）
３０１ 電圧波形検出回路
３０２ 基準波形生成回路
３０３ 比較回路
３１０ 制御回路（第１制御手段）
４１０ 制御装置
４１１ 補正部
４１２ 充電停止部
４２１ ゼロクロス検出回路（第２ゼロクロス検出回路）
４２２ 出力計算部
４２３ 誤差演算部
４２４ 変動検出部
５０１ 全波整流回路
５０２ ＤＣ/ＤＣコンバータ
５１０ 制御装置
５２１ サンプリング部
５２２ 比較部
６１２ 発電用パワーコンディショナ
１３００ 歪検出回路（第２歪検出回路）
１３１０ 制御回路（第２制御手段）
２３０１ ゼロクロス検出回路（第１ゼロクロス検出回路）
２３０２ 電圧変動幅検出回路
２３１０ 制御回路（第３制御手段）
Ｓ１〜Ｓ３ 充放電システム
Ｓ６ 充放電システム
Ｅ 系統電力網（系統電源）
Ｃ 電気自動車

Claims (17)

1. 系統電源と自然エネルギー発電システムとに接続された分電盤から供給される交流電力を電気自動車の蓄電池へ供給したり、この蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して前記分電盤へ供給したりする充放電用パワーコンディショナを備え、前記自然エネルギー発電システムは、自然エネルギーによって発電された直流電力を前記系統電源の交流電圧に同期した交流電力に変換して前記分電盤に出力する発電用パワーコンディショナを有し、停電時には、前記充放電用パワーコンディショナの放電用ＤＣ/ＡＣコンバータから擬似交流電圧が出力され、前記発電用パワーコンディショナは前記擬似交流電圧に同期した交流電力を出力する充放電システムであって、
   前記発電用パワーコンディショナから出力される交流電力の電圧波形の歪電圧を検出する第１歪検出手段と、
   この第１歪検出手段が検出する歪電圧が予め設定されている閾値を越えたか否かに基づき前記充放電用パワーコンディショナによる蓄電池の充電動作を制御する第１制御手段と、
   前記擬似交流電圧の歪電圧を検出する第２歪検出手段と、
   この第２歪検出手段が検出する歪電圧に基づいて該歪電圧が小さくなるように前記放電用ＤＣ/ＡＣコンバータを制御する第２制御手段とを設けたことを特徴とする充放電システム。
2. 前記閾値の値は設定変更が可能であることを特徴とする請求項１に記載の充放電システム。
3. 前記第１歪検出手段が検出した歪電圧が閾値を越えたか否かの判定を複数回行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充放電システム。
4. 電力系統の周期の変動量が小さいとき、前記判定の回数を減らし、その周期の変動量が大きいとき、その判定の回数を増やすことを特徴とする請求項３に記載の充放電システム。
5. 前記判定は、系統周期の半波毎に連続して行うことを特徴とする請求項４に記載の充放電システム。
6. 前記電力系統の周期の変動量に応じて、前記閾値を設定変更することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の充放電システム。
7. 前記閾値を小から大までの複数段階に設定し、判定回数を少数から多数の複数段階に設定し、前記電力系統の周期の変動量に応じて前記複数段階のうちの閾値と判定回数を選択して設定することを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の充放電システム。
8. 前記電力系統が瞬停したとき、第１歪検出手段が検出する歪電圧が閾値を越えたか否かの判定を行わないことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の充放電システム。
9. 前記瞬停の判断は、前記電力系統の電圧が所定電圧以下になったか否かで判断することを特徴とする請求項８に記載の充放電システム。
10. 前記瞬停の判断は、前記電力系統の系統電圧の変化値で判断することを特徴とする請求項８に記載の充放電システム。
11. 系統電源と自然エネルギー発電システムとに接続された分電盤から供給される交流電力を電気自動車の蓄電池へ供給したり、この蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して前記分電盤へ供給したりする充放電用パワーコンディショナを備え、前記自然エネルギー発電システムは、自然エネルギーによって発電された直流電力を前記系統電源の交流電圧に同期した交流電力に変換して前記分電盤に出力する発電用パワーコンディショナを有し、停電時には、前記充放電用パワーコンディショナの放電用ＤＣ/ＡＣコンバータから擬似交流電圧が出力され、前記発電用パワーコンディショナは前記擬似交流電圧に同期した交流電力を出力する充放電システムであって、
    前記発電用パワーコンディショナから出力される交流電力の電圧波形の歪電圧を検出する第１歪検出手段と、
    この第１歪検出手段が検出する歪電圧が予め設定されている閾値を越えたか否かに基づき前記充電用パワーコンディショナによる蓄電池の充電動作を制御する第１制御手段と、
    前記充放電用パワーコンディショナから出力される交流電圧のゼロクロス点を検出する第１ゼロクロス検出回路と、
    この第１ゼロクロス検出回路が検出したゼロクロス点近傍の交流電圧の変動幅を検出する電圧変動幅検出回路と、
    この電圧変動幅検出回路が検出した変動幅が予め設定されている設定値を越えたか否かに基づいて、前記充放電用パワーコンディショナの放電動作を制御する第３制御手段とを備えたことを特徴とする充放電システム。
12. 前記設定値は設定変更が可能であることを特徴とする請求項１１に記載の充放電システム。
13. 系統電源と自然エネルギー発電システムとに接続された分電盤から供給される交流電力を電気自動車の蓄電池へ供給したり、この蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して前記分電盤へ供給したりする充放電用パワーコンディショナを備え、前記自然エネルギー発電システムは、自然エネルギーによって発電された直流電力を前記系統電源の交流電圧に同期した交流電力に変換して前記分電盤に出力する発電用パワーコンディショナを有し、停電時には、前記充放電用パワーコンディショナの放電用ＤＣ/ＡＣコンバータから擬似交流電圧が出力され、前記発電用パワーコンディショナは前記擬似交流電圧に同期した交流電力を出力する充放電システムであって、
    前記放電用ＤＣ/ＡＣコンバータから出力される擬似交流電圧の歪を検出する第２歪検出手段と、
    この第２歪検出手段が検出する歪電圧に基づいて該歪電圧が小さくなるように前記放電用ＤＣ/ＡＣコンバータを制御する制御装置と、
    前記充放電用パワーコンディショナの充電用ＡＣ/ＤＣコンバータに入力する交流電圧のゼロクロス点を検出する第２ゼロクロス検出回路と、
    この第２ゼロクロス検出回路がゼロクロス点を検出する毎に隣接するゼロクロス点間における前記電気自動車の蓄電池の充電電流または充電電圧の実効値または平均値を算出する出力計算部と、
    この出力計算部が算出する実効値または平均値が予め設定されている基準設定値との差である誤差を求め、この誤差に応じた誤差信号を出力する誤差演算部と、
    この誤差演算部が出力する誤差信号の前の誤差信号に対する誤差信号の変動量を検出する変動検出部とを備え、
    前記制御装置は、前記誤差演算部から出力される誤差信号に基づいて、その誤差がゼロとなるように前記充電用ＡＣ/ＤＣコンバータのスイッチング信号の信号幅を制御する補正部と、前記変動検出部が検出した変動量が予め設定した変動設定値を越えたとき前記充電用ＡＣ/ＤＣコンバータによる充電動作を停止させる充電停止部とを有することを特徴とする充放電システム。
14. 前記充電用ＡＣ/ＤＣコンバータは、前記分電盤から供給される交流電圧を全波整流して平滑する全波整流回路と、この全波整流回路によって全波整流されて平滑された整流平滑電圧を所定の直流電圧に変換するＤＣ/ＤＣコンバータとを有し、
    第１ゼロクロス検出回路がゼロクロス点を検出するごとに、前記全波整流回路から出力される整流平滑電圧をサンプリングするサンプリング部と、
    このサンプリング部がサンプリングしたサンプリング電圧と予め設定した設定電圧とを比較する比較部とを有し、
    前記制御装置の充電停止部は、前記サンプリング電圧が設定電圧以下であると比較部が判断したとき、前記ＤＣ/ＤＣコンバータによる充電動作を停止させることを特徴とする請求項１３に記載の充放電システム。
15. 系統電源と自然エネルギー発電システムとに接続された分電盤から供給される交流電力を電気自動車の蓄電池へ供給したり、この蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して前記分電盤へ供給したりする充放電用パワーコンディショナを備え、前記自然エネルギー発電システムは、自然エネルギーによって発電された直流電力を前記系統電源の交流電圧に同期した交流電力に変換して前記分電盤に出力する発電用パワーコンディショナを有し、停電時には、前記充放電用パワーコンディショナの放電用ＤＣ/ＡＣコンバータから擬似交流電圧が出力され、前記発電用パワーコンディショナは前記擬似交流電圧に同期した交流電力を出力する充放電システムであって、
    前記発電用パワーコンディショナから出力される交流電力の電圧波形の歪電圧を検出する第１歪検出手段と、
    この第１歪検出手段が検出する歪電圧が予め設定されている閾値を越えたか否かに基づき前記充放電用パワーコンディショナによる蓄電池の充電動作を制御する第１制御手段とを備え、
    前記発電用パワーコンディショナは、前記自然エネルギー発電システムから出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、このインバータから出力される交流電圧の歪を検出する第３歪検出手段と、この第３歪検出手段が検出する歪電圧が小さくなるように前記インバータを制御する第３制御手段とを有することを特徴とする充放電システム。
16. 系統電源と自然エネルギー発電システムとに接続された分電盤から供給される交流電力を電気自動車の蓄電池へ供給したり、この蓄電池から出力される直流電力を交流電力に変換して前記分電盤へ供給したりする充放電用パワーコンディショナを備え、前記自然エネルギー発電システムは、自然エネルギーによって発電された直流電力を前記系統電源の交流電圧に同期した交流電力に変換して前記分電盤に出力する発電用パワーコンディショナを有し、停電時には、前記充放電用パワーコンディショナの放電用ＤＣ/ＡＣコンバータから擬似交流電圧が出力され、前記発電用パワーコンディショナは前記擬似交流電圧に同期した交流電力を出力する充放電システムであって、
    前記発電用パワーコンディショナから出力される交流電力の電圧波形の歪電圧を検出する第１歪検出手段と、
    この第１歪検出手段が検出する歪電圧が予め設定されている閾値を越えたか否かに基づき前記充放電用パワーコンディショナによる蓄電池の充電動作を制御する第１制御手段とを備え、
    前記発電用パワーコンディショナは、前記自然エネルギー発電システムから出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、このインバータから出力される交流電圧の歪を除去する歪み除去手段とを有することを特徴とする充放電システム。
17. 前記閾値の値は設定変更が可能であることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の充放電システム。