JP6391473B2 - Battery system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の発電システムと接続可能に構成され、停電時に自立発電を起動するための電力を供給する機能を備えた蓄電池システムに関するものである。 The present invention relates to a storage battery system that is configured to be connectable to a plurality of power generation systems and that has a function of supplying power for starting self-sustaining power generation in the event of a power failure.
太陽光発電装置に代表される自然再生エネルギー発電の普及のため、その発電電力を買い取る制度がある。これは、発電電力を商用系統へ逆潮流させ、売電と呼ばれている。通常、買い取り価格は、商用系統からの受電価格よりも高価に設定されている。 There is a system to purchase the generated power in order to popularize renewable energy power generation represented by solar power generation devices. This is called power sale by causing the generated power to flow backward to the commercial system. Usually, the purchase price is set to be higher than the power receiving price from the commercial system.
しかしながら、年々発電電力の買い取り価格の下落、加えて原子力発電がストップしている現状では、発電に必要なエネルギー（火力発電等に使用する石油または天然ガスなど）を輸入に頼っている。さらに円高による輸入価格高騰しているため、各電力会社からの受電価格高騰が予想される。 However, the purchase price of generated power has been decreasing year by year, and in addition, nuclear power generation has been stopped. In addition, it relies on imports for energy required for power generation (oil or natural gas used for thermal power generation, etc.). Furthermore, the import price is rising due to the strong yen, so the power receiving price from each power company is expected to rise.
それ故、年々下落する発電電力の買い取り価格と高騰する商用系統からの受電価格差が縮まって来ている。近い将来、発電電力の買い取り価格と受電価格が同程度となることが想定でき、小規模な発電電力は、その地域または各住宅で消費する、所謂“地産地消”が有利になることが容易に想定される。 Therefore, the gap between the purchase price of generated power, which has been decreasing year by year, and the receiving price from the soaring commercial power system has been narrowed. In the near future, it can be assumed that the purchase price and received price of generated power will be about the same, and it is easy for so-called “local production for local consumption” that small-scale generated power is consumed in the area or each house. Assumed.
地産地消の観点から、複数の発電システムと蓄電池システムを組み合わせた複合型のパワーコンディショナシステムは、太陽光発電装置のような不安定な発電の安定性、および電力保存に適していると思われる。 また、複数の発電電力を加算する場合、交流電力の位相と力率を考慮が必要な交流電圧よりも電圧制御のみで電力加算可能な直流電力が容易かつ変換ロスが少ないため、例えば、太陽光発電装置で発電した直流電力を蓄電池へ直流電圧で接続する例がある。 From the viewpoint of local production for local consumption, a combined power conditioner system that combines multiple power generation systems and storage battery systems seems to be suitable for unstable power generation stability and power conservation like solar power generation devices. It is. In addition, when adding a plurality of generated power, the direct current power that can be summed only by voltage control and less conversion loss than the alternating current voltage that needs to consider the phase and power factor of the alternating current power. There is an example in which DC power generated by a power generator is connected to a storage battery with a DC voltage.
直流電力を加算する直流連系として、例えば、特許文献１に記載の構成にし、また、直流電圧で接続した直流バスに蓄電池を直結することで、負荷変動に対して直流電圧変動を抑えている。
As a DC interconnection for adding DC power, for example, the configuration described in
複数の発電システムの１つである燃料電池発電システムとして、例えば、固体高分子形燃料電池発電である家庭用燃料電池コージェネレーションシステム（以下「エネファーム」と称す）がある。燃料電池発電の出力電圧は直流電圧であるが、直流−交流変換（ＤＣ−ＡＣインバータ）で電圧変換して系統経由で電気機器である電力負荷へ電力供給するシステムが従来の形態である（系統連系）。 As a fuel cell power generation system which is one of a plurality of power generation systems, for example, there is a household fuel cell cogeneration system (hereinafter referred to as “ENE-FARM”) which is a polymer electrolyte fuel cell power generation. The output voltage of the fuel cell power generation is a direct current voltage, but a system that converts the voltage by direct current-alternating current (DC-AC inverter) and supplies electric power to the electric load as an electric device through the system is a conventional form (system Interconnected).
また、エネファームは起動・動作電圧（制御電圧）を商用系統から受電している。エネファームが発電している状態で商用系統がダウンした場合、自立運転機能を有している機器については、自己が発電した電力を動作電力へ供給し、発電が継続できる。しかしながら、自立運転機能を有していない機器については、発電動作が停止する。 In addition, ENE-FARM receives start-up / operating voltage (control voltage) from the commercial system. When the commercial system goes down while ENE-FARM is generating electricity, the equipment that has a self-sustaining operation function can supply power generated by itself to the operating power and continue power generation. However, the power generation operation stops for devices that do not have a self-sustaining operation function.
また、商用系統がダウンした場合で、エネファームの発電が停止しているとき、多くのエネファームは自立発電ができない。補助的な電源ユニットなどの外部電力（主に蓄電池）を使用し、商用系統電力と補助的な電源ユニットを自動的に切り替え可能なユニットを用いて自立発電可能とした製品もあるが、このようなユニットは高価である。 In addition, when the commercial system is down and the power generation of the ENE-FARM is stopped, many ENE-FARMs cannot generate power independently. There are products that use external power (mainly storage batteries) such as auxiliary power supply units, and that can automatically generate power using units that can automatically switch between commercial power and auxiliary power supply units. The unit is expensive.
現状の複数台の発電システムを備えた蓄電システムにおいて、例えば、複数の発電システムと蓄電池システムを直流連系し、発電電力の加算をする場合の例として、特許文献２に開示されたシステムがある。特許文献２に記載のシステムでは、太陽光発電はインバータ回路を経由して交流電力へ変換後に系統連系している。
In a power storage system including a plurality of current power generation systems, for example, there is a system disclosed in
特許文献１に記載のシステムと特許文献２に記載のシステムとを合わせて、燃料電池発電システムは系統連系とし、太陽光発電は直流電力出力であり、蓄電池システムと直流連系した例を考えたときに、燃料電池発電システムが発電停止している状態で商用系統がダウンした場合、燃料電池発電システムを起動および動作に必要な電力供給がないため、燃料電池発電システムは自立運転起動ができないという問題があった。
Considering an example in which the system described in
この問題を解消するために、燃料電池発電システムの起動および動作に必要な電力を供給するための第２の蓄電池システム、および商用系統と第２の蓄電池システムの切り替えスイッチを設けることが考えられる。しかし、この場合は、高価な蓄電池システムと切り替えスイッチが必要であり、燃料電池発電システムに関するコストが上昇するという問題があった。 In order to solve this problem, it is conceivable to provide a second storage battery system for supplying power necessary for starting and operating the fuel cell power generation system, and a switch for switching between the commercial system and the second storage battery system. However, in this case, there is a problem that an expensive storage battery system and a changeover switch are necessary, and the cost related to the fuel cell power generation system increases.
そこで、本発明は、商用系統がダウンした場合の自立運転時に燃料電池発電システムを起動させることができ、かつ、複数の発電システムを含むパワーコンディショナシステム全体のコストダウンを図ることが可能な蓄電池システムを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a storage battery capable of starting a fuel cell power generation system during a self-sustaining operation when a commercial system is down, and reducing the cost of the entire power conditioner system including a plurality of power generation systems. The purpose is to provide a system.
本発明に係る蓄電池システムは、商用系統、燃料電池発電システムおよび太陽光発電装置と接続可能な複数の入力端子と、交流駆動機器と接続可能な出力端子とを備える蓄電池システムであって、前記商用系統と前記蓄電池システムとを接続状態または非接続状態に切り替えるスイッチと、前記商用系統から出力された交流電力を直流電力に変換する第１のＡＣ−ＤＣコンバータと、前記燃料電池発電システムから出力された交流電力を直流電力に変換する第２のＡＣ−ＤＣコンバータと、前記太陽光発電装置から出力された直流電力を予め定められた電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記第１のＡＣ−ＤＣコンバータ、前記第２のＡＣ−ＤＣコンバータおよび前記ＤＣ−ＤＣコンバータから出力された直流電力を蓄電するとともに、蓄電した直流電力を放電する蓄電池と、前記蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換し、かつ、変換した交流電力を前記出力端子および前記燃料電池発電システムに対応する前記入力端子に出力可能に接続されるＤＣ−ＡＣインバータとを備え、前記商用系統がダウンした場合、前記スイッチは非接続状態に切り替えられ、前記ＤＣ−ＡＣインバータは、変換した交流電力を前記燃料電池発電システムに対応する前記入力端子へ出力することで、前記燃料電池発電システムを自立運転時に起動可能とするものである。 A storage battery system according to the present invention is a storage battery system comprising a plurality of input terminals connectable to a commercial system, a fuel cell power generation system, and a solar power generation device, and an output terminal connectable to an AC drive device, A switch for switching a system and the storage battery system to a connected state or a non-connected state, a first AC-DC converter that converts AC power output from the commercial system into DC power, and output from the fuel cell power generation system A second AC-DC converter that converts the AC power into DC power, a DC-DC converter that converts DC power output from the photovoltaic power generator into DC power of a predetermined voltage, and the first The DC power output from the AC-DC converter, the second AC-DC converter, and the DC-DC converter is stored. And a storage battery for discharging the stored DC power, and converting the DC power discharged from the storage battery into AC power, and converting the converted AC power to the output terminal and the input terminal corresponding to the fuel cell power generation system. A DC-AC inverter connected so as to be capable of output, and when the commercial system goes down, the switch is switched to a disconnected state, and the DC-AC inverter converts the converted AC power to the fuel cell power generation system. By outputting to the corresponding input terminal, the fuel cell power generation system can be activated during the self-sustaining operation.
本発明に係る別の蓄電池システムは、商用系統、燃料電池発電システムおよび太陽光発電装置と接続可能な複数の入力端子と、直流駆動機器と接続可能な出力端子とを備える蓄電池システムであって、前記商用系統と前記蓄電池システムとを接続状態または非接続状態に切り替えるスイッチと、前記商用系統から出力された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータと、前記燃料電池発電システムから出力された直流電力を予め定められた電圧の直流電力に変換する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記太陽光発電装置から出力された直流電力を予め定められた電圧の直流電力に変換する第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、前記ＡＣ−ＤＣコンバータ、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータおよび前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータから出力された直流電力を蓄電するとともに、蓄電した直流電力を放電する蓄電池と、前記蓄電池から放電された直流電力を予め定められた電圧の直流電力に変換し、かつ、変換した直流電力を前記燃料電池発電システムに対応する前記入力端子に出力可能に接続される第３のＤＣ−ＤＣコンバータとを備え、前記商用系統がダウンした場合、前記スイッチは非接続状態に切り替えられ、前記第３のＤＣ−ＤＣコンバータは、変換した直流電力を前記燃料電池発電システムに対応する前記入力端子へ出力することで、前記燃料電池発電システムを自立運転時に起動可能とするものである。 Another storage battery system according to the present invention is a storage battery system comprising a plurality of input terminals connectable to a commercial system, a fuel cell power generation system and a solar power generation device, and an output terminal connectable to a DC drive device, A switch that switches the commercial system and the storage battery system to a connected state or a non-connected state, an AC-DC converter that converts AC power output from the commercial system into DC power, and output from the fuel cell power generation system A first DC-DC converter that converts DC power to DC power having a predetermined voltage, and a second DC that converts DC power output from the photovoltaic power generator to DC power having a predetermined voltage A DC converter, the AC-DC converter, the first DC-DC converter, and the second DC-DC converter. A storage battery that stores the stored DC power, discharges the stored DC power, converts the DC power discharged from the storage battery into DC power of a predetermined voltage, and converts the converted DC power to the fuel cell A third DC-DC converter connected to the input terminal corresponding to the power generation system so that output is possible, and when the commercial system goes down, the switch is switched to a disconnected state, and the third DC- The DC converter outputs the converted direct-current power to the input terminal corresponding to the fuel cell power generation system, thereby enabling the fuel cell power generation system to be started during the self-sustaining operation.
本発明によれば、商用系統がダウンした場合、商用系統から燃料電池発電システムに起動電力の供給が行えなくなるが、蓄電池に蓄電された電力を燃料電池発電システムに供給することで、自立運転時に燃料電池発電システムを起動させることができる。 According to the present invention, when the commercial system goes down, starting power cannot be supplied from the commercial system to the fuel cell power generation system. However, by supplying the power stored in the storage battery to the fuel cell power generation system, The fuel cell power generation system can be activated.
また、燃料電池発電システムに起動電力を供給するための蓄電池を別に設ける必要がないため、複数の発電システムの相互補助によってパワーコンディショナシステム全体のコストダウンを図ることが可能となる。 In addition, since it is not necessary to provide a separate storage battery for supplying starting power to the fuel cell power generation system, it is possible to reduce the cost of the entire power conditioner system by mutual assistance of a plurality of power generation systems.
＜前提技術＞
最初に、前提技術に係る蓄電池システム１０４について説明する。図４は、前提技術に係る蓄電池システム１０４とこれに接続される複数の発電システムとを含むパワーコンディショナシステム全体のブロック図であり、図５は、前提技術において商用系統電源１がダウンした場合を示すパワーコンディショナシステム全体のブロック図である。
<Prerequisite technology>
First, the
図４に示すように、蓄電池システム１０４は、入力端子６，７，８および出力端子９を備え、商用系統電源１、燃料電池発電システム２および太陽光発電装置３は、入力端子６，７，８にそれぞれ接続され、出力端子９に電力負荷５（ＡＣ駆動機器）が接続されている。
As shown in FIG. 4, the
商用系統電源１から出力された交流電力は蓄電池システム１０４の入力端子６に供給され、系統開閉スイッチ４１を経由して交流加算端子１２に入力される。商用系統電源１が存在する場合（すなわち、商用系統電源１がダウンしていない場合）は、そのまま交流加算端子４５を経由して蓄電池システム１０４の出力端子９から電力負荷５に電力が供給される。
The AC power output from the
一方、交流加算端子１２に供給された商用系統電源１からの交流電力は、交流−直流コンバータ（以下「ＡＣ−ＤＣコンバータ」と称す）４２で直流電力に変換され、逆電流防止ダイオード４３を経由して蓄電池５４に充電される。
On the other hand, the AC power from the
燃料電池発電システム２は、発電電力（交流電力）を蓄電池システム１０４の入力端子７から供給し、交流加算端子１２で商用系統電源１を基調として交流電力が加算される。蓄電池システム１４は、燃料電池発電システム２が自立運転する場合に必要な起動電力を供給するために設けられ、スイッチ１３を開閉することで蓄電池システム１４と燃料電池発電システム２が非接続状態と接続状態とに切り替えられる。
The fuel cell
蓄電池５４へ充放電する場合の蓄電池電圧は電流電圧検出部５３で検出され、コントロール部５５は蓄電池５４の充放電動作を制御する。コントロール部５５はさらに、系統開閉スイッチ４１、ＡＣ−ＤＣコンバータ４２、直流−直流コンバータ（以下「ＤＣ−ＤＣコンバータ」と称す）５０および保護スイッチ５２を制御する。
The storage battery voltage when charging / discharging the
太陽光発電装置３で発電された直流電力は、蓄電池システム１０４の入力端子８から供給され、直流―直流コンバータ（以下「ＤＣ−ＤＣコンバータ」と称す）５０にて、蓄電池５４に適した直流電圧へ変換され、逆電流防止ダイオード５１を経由して蓄電池５４に充電される。蓄電池５４には、過充電または過放電になる場合の安全対策として用意された保護スイッチ５２が設けられている。
The DC power generated by the solar
蓄電池５４からの放電電力（直流電力）は、ＡＣ駆動機器である電力負荷５に供給されるため、直流−交流インバータ（以下「ＤＣ−ＡＣインバータ」と称す）６２で交流電力に変換される。交流電力に変換された放電電力は、交流加算端子４５に印加された交流電力を基調として加算され、蓄電池システム１０４の出力端子９から電力負荷５へ供給される。
Since the discharge power (DC power) from the
商用系統電源１がダウンした場合、単独検出の保護機能によって、系統開閉スイッチ４１はＯＦＦ状態となり、燃料電池発電システム２の動作電力は供給されなくなるが、この動作電力は燃料電池発電システム２の発電電力から補われる。
When the commercial
しかしながら、燃料電池発電システム２が発電停止している状態で商用系統電源１がダウンした場合、燃料電池発電システム２を起動および動作に必要な電力供給がない。この場合、図５に示すように、系統開閉スイッチ４１がＯＦＦ状態となるとともにスイッチ１３がＯＮ状態となり、蓄電池システム１４の放電電力が燃料電池発電システム２に供給され、動作可能となる。なお、図４と図５において二点鎖線に示す経路が燃料電池発電システム２の起動電力の供給経路である。
However, if the
このように、前提技術に係る蓄電池システム１０４を備えるパワーコンディショナシステムでは、高価な蓄電池システム１４とスイッチ１３が必要であり、燃料電池発電システム２に関するコストが上昇するという問題があった。
Thus, in a power conditioner system provided with the
＜実施の形態１＞
次に、本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る蓄電池システム４とこれに接続される複数の発電システムとを含むパワーコンディショナシステム全体のブロック図である。
<
Next,
図１に示すように、蓄電池システム４は、入力側に商用系統電源１、燃料電池発電システム２および太陽光発電装置３と接続可能、出力側にＡＣ駆動機器である電力負荷５と接続可能に構成されている。蓄電池システム４は、入力端子６，７，８と、系統開閉スイッチ４１（スイッチ）と、ＡＣ−ＤＣコンバータ４２（第１のＡＣ−ＤＣコンバータ）と、ＡＣ−ＤＣコンバータ４７（第２のＡＣ−ＤＣコンバータ）と、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０と、蓄電池５４と、ＤＣ−ＡＣインバータ４４と、出力端子９とを備えている。蓄電池システム４はさらに、逆電流防止ダイオード４３，４８，５１と、交流加算端子４５，４６と、保護スイッチ４９，５２と、電流電圧検出部５３と、コントロール部５５とを備えている。
As shown in FIG. 1, the storage battery system 4 can be connected to the commercial
蓄電池システム４において、入力端子６に商用系統電源１が接続され、入力端子７に燃料電池発電システム２が接続され、入力端子８に太陽光発電装置３が接続されている。入力端子６は、商用系統電源１と蓄電池システム４とをＯＮ状態（接続状態）またはＯＦＦ状態（非接続状態）に切り替える系統開閉スイッチ４１と接続されている。商用系統電源１から出力された交流電力は、交流加算端子４５と出力端子９を介して電力負荷５に供給される。
In the storage battery system 4, the
また、商用系統電源１から出力された交流電力は、入力端子６と系統開閉スイッチ４１を介してＡＣ−ＤＣコンバータ４２にも供給され、ＡＣ−ＤＣコンバータ４２は、商用系統電源１から出力された交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ−ＤＣコンバータ４２で変換された直流電力は、蓄電池５４に供給される。
The AC power output from the
燃料電池発電システム２の起動時には、交流加算端子４５の出力側から保護スイッチ４９を介して交流加算端子４６に接続され、商用系統電源１の発電電力（交流電力）が蓄電池システム４の入力端子７から交流加算端子４６に供給される。
When starting the fuel cell
電力負荷５が故障した場合、または出力端子９の電圧が異常に上昇した場合などにおいては、保護スイッチ４９がＯＦＦに切り替えられ、燃料電池発電システム２を保護する。上記のように、燃料電池発電システム２は、発電開始時の起動電力として蓄電池システム４の入力端子７から供給された交流電力を用いる。ここで、図１の二点鎖線で示す経路が燃料電池発電システム２の起動電力の供給経路である。燃料電池発電システム２の起動電力の供給経路は、交流加算端子４５から保護スイッチ４９と入力端子７を経由して燃料電池発電システム２に繋がっている。燃料電池発電システム２の発電開始後は、起動電力の代わりに動作電力が必要となり、動作電力は燃料電池発電システム２の出力電力から供給される。
When the
燃料電池発電システム２の出力電力（交流電力）は、商用系統電源１から出力される交流電力を基準として交流連系され、ＡＣ−ＤＣコンバータ４７で直流電力に変換され、逆電流防止ダイオード４８を経由して蓄電池５４に供給される。保護スイッチ５２は、蓄電池５４が過充電または過放電になったときに蓄電池５４を開放する為に設けられたスイッチである。
The output power (AC power) of the fuel cell
太陽光発電装置３から出力された直流電力は、蓄電池システム４の入力端子８からＤＣ−ＤＣコンバータ５０に供給され、予め定められた電圧の直流電力に変換される。より具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０は、蓄電池５４に適した電圧の直流電力に変換し、変換された直流電力は、逆電流防止ダイオード５１を経由して蓄電池５４に供給される。
The DC power output from the solar
ここで、ＡＣ−ＤＣコンバータ４２、ＡＣ−ＤＣコンバータ４７およびＤＣ−ＤＣコンバータ５０は、出力する直流電力を蓄電池５４の充電に対して適切な電圧に制御する役割も有している。蓄電池５４から放電された直流電力は、ＤＣ−ＡＣインバータ４４で再度交流電力に変換されるとともに商用系統電源１から出力される交流電力を基準として交流連系され、出力端子９から電力負荷５に供給される。
Here, the AC-
一方、蓄電池５４の充放電電圧は、電流電圧検出部５３で検出され、コントロール部５５は、蓄電池５４に適した電圧を管理するためにＡＣ−ＤＣコンバータ４２、ＡＣ−ＤＣコンバータ４７およびＤＣ−ＤＣコンバータ５０を制御する。
On the other hand, the charge / discharge voltage of the
コントロール部５５は、ＡＣ−ＤＣコンバータ４２、ＡＣ−ＤＣコンバータ４７、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０およびＤＣ−ＡＣインバータ４４における蓄電池５４の充放電電圧を制御する他に、系統開閉スイッチ４１、保護スイッチ４９、保護スイッチ５２の開閉を制御する。
The
系統開閉スイッチ４１は、商用系統電源１がダウンした場合に非接続（ＯＦＦ）状態にされ、スイッチ４９は、電力負荷５の故障時または異常電圧上昇時に燃料電池発電システム２を保護する場合に開放（ＯＦＦ）状態にされる。スイッチ５２は、蓄電池５４が過充電状態または過放電状態になった場合、蓄電池５４の保護の為に開放（ＯＦＦ）状態にされる。
The system opening /
このように、複数の発電電力は一旦蓄電池５４で平滑化された後、電力負荷５に供給されるため、コンバータおよびインバータを経由する際に起こる電力ロスがあるものの、安定した電力を電力負荷５に供給可能で、かつ商用系統電源１の有無に関わらず燃料電池発電システム２の発電動作が可能となる。
As described above, since the plurality of generated powers are once smoothed by the
次に、商用系統電源１がダウンした場合の蓄電池システム４の動作について説明する。図２は、実施の形態１において商用系統電源１がダウンした場合を示すパワーコンディショナシステム全体のブロック図である。図２に示すように、商用系統電源１がダウンした場合、コントロール部５５は、系統開閉スイッチ４１を非接続（ＯＦＦ）状態に切り替える。この状態では、商用系統電源１から燃料電池発電システム２への起動電力の供給が停止している。蓄電池５４から放電された直流電力がＤＣ−ＡＣインバータ４４で交流電力に変換され、変換された交流電力が交流加算端子４５および保護スイッチ４９を経由して入力端子７から燃料電池発電システム２へ供給される。この場合、基準となる交流電圧は、交流加算端子４５に印加された電圧となる。
Next, the operation of the storage battery system 4 when the
このように、商用系統電源１がダウンした場合、基調となる交流電圧を失うため、ＤＣ−ＡＣインバータ４４が自立運転用の交流電圧を作成し、この交流電圧が基調となる。この交流電圧は、燃料電池発電システム２の入力端子に供給され、燃料電池発電システム２の出力は、基調となった交流電力に連系した出力を出力すると同時に、燃料電池発電システム２の内部制御のために起動・動作電力が供給される。
In this way, when the
以上のように、実施の形態１に係る蓄電池システム４では、商用系統電源１がダウンした場合、商用系統電源１から燃料電池発電システム２に起動電力の供給が行えなくなるが、蓄電池５４に蓄電された電力を燃料電池発電システム２に供給することで、自立運転時に燃料電池発電システム２を起動させることができる。
As described above, in the storage battery system 4 according to the first embodiment, when the commercial
また、燃料電池発電システム２に起動電力を供給するための蓄電池を別に設ける必要がないため、複数の発電システムの相互補助によってパワーコンディショナシステム全体のコストダウンを図ることが可能となる。
In addition, since it is not necessary to separately provide a storage battery for supplying starting power to the fuel cell
さらに、蓄電池を別に設ける必要がないため、パワーコンディショナシステム全体の小型化、エネルギー消費量の削減および細片化の容易性を図ることが可能となる。 Furthermore, since it is not necessary to provide a separate storage battery, it is possible to reduce the size of the entire power conditioner system, reduce energy consumption, and facilitate fragmentation.
＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る蓄電池システム４Ａについて説明する。図３は、実施の形態２に係る蓄電池システム４Ａとこれに接続される複数の発電システムとを含むパワーコンディショナシステム全体のブロック図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<
Next, a
実施の形態２に係る蓄電池システム４Ａは、入力側に商用系統電源１、燃料電池発電システム２および太陽光発電装置３と接続可能、出力側にＤＣ駆動機器である電力負荷１０と接続可能に構成されている。
The
実施の形態２に係る蓄電池システム４Ａの基本動作は、実施の形態１の場合と同じであるが、燃料電池発電システム２の出力が直流電力であり、実施の形態２では、実施の形態１のＡＣ−ＤＣコンバータ４７の代わりにＤＣ−ＤＣコンバータ５９（第１のＤＣ−ＤＣコンバータ）に変更されている。また、出力端子９には、ＡＣ駆動機器である電力負荷５の代わりにＤＣ駆動機器である電力負荷１０が接続されているため、実施の形態２では、実施の形態１のＤＣ−ＡＣインバータ４４の代わりにＤＣ−ＤＣコンバータ５８に変更されている。さらに、蓄電池５４から放電された直流電力を予め定められた電圧（より具体的には、燃料電池発電システム２に適した電圧）の直流電力に変換し、かつ、変換した直流電力を入力端子７に出力するＤＣ−ＤＣコンバータ５６（第３のＤＣ−ＤＣコンバータ）が追加されている。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０が第２のＤＣ−ＤＣコンバータに相当する。
The basic operation of the
商用系統電源１がダウンした場合、蓄電池５４から放電された直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５６にて燃料電池発電システム２に適した電圧の直流電力に変換された後、逆電流防止ダイオード５７および交流加算端子４６を経由して燃料電池発電システム２に供給される。これは、燃料電池発電システム２の起動時のみの給電であり、燃料電池発電システム２が発電を開始した場合は不要となるため、コントロール部５５はＤＣ−ＤＣコンバータ５６を停止させることで、燃料電池発電システム２の入力端子への電力供給を停止する。その他の動作は、実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
When the
以上のように、実施の形態２に係る蓄電池システム４Ａでは、商用系統電源１がダウンした場合、商用系統電源１から燃料電池発電システム２に起動電力の供給が行えなくなるが、蓄電池５４に蓄電された電力を燃料電池発電システム２に供給することで、自立運転時に燃料電池発電システム２を起動させることができる。
As described above, in the
また、燃料電池発電システム２に起動電力を供給するための蓄電池を別に設ける必要がないため、複数の発電システムの相互補助によってパワーコンディショナシステム全体のコストダウンを図ることが可能となる。
In addition, since it is not necessary to separately provide a storage battery for supplying starting power to the fuel cell
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
１ 商用系統電源、２ 燃料電池発電システム、３ 太陽光発電装置、４，４Ａ 蓄電池システム、５，１０ 電力負荷、６，７，８ 入力端子、９ 出力端子、４１ 系統開閉スイッチ、４２，４７ ＡＣ−ＤＣコンバータ、４４ ＤＣ−ＡＣインバータ、５０，５６，５９ ＤＣ−ＤＣコンバータ、５４ 蓄電池、１０４ 蓄電池システム。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記商用系統と前記蓄電池システムとを接続状態または非接続状態に切り替えるスイッチと、
前記商用系統から出力された交流電力を直流電力に変換する第１のＡＣ−ＤＣコンバータと、
前記燃料電池発電システムから出力された交流電力を直流電力に変換する第２のＡＣ−ＤＣコンバータと、
前記太陽光発電装置から出力された直流電力を予め定められた電圧の直流電力に変換するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記第１のＡＣ−ＤＣコンバータ、前記第２のＡＣ−ＤＣコンバータおよび前記ＤＣ−ＤＣコンバータから出力された直流電力を蓄電するとともに、蓄電した直流電力を放電する蓄電池と、
前記蓄電池から放電された直流電力を交流電力に変換し、かつ、変換した交流電力を前記出力端子および前記燃料電池発電システムに対応する前記入力端子に出力可能に接続されるＤＣ−ＡＣインバータと、
を備え、
前記商用系統がダウンした場合、前記スイッチは非接続状態に切り替えられ、前記ＤＣ−ＡＣインバータは、変換した交流電力を前記燃料電池発電システムに対応する前記入力端子へ出力することで、前記燃料電池発電システムを自立運転時に起動可能とする、蓄電池システム。 A storage battery system comprising a plurality of input terminals connectable to a commercial system, a fuel cell power generation system and a solar power generation device, and an output terminal connectable to an AC drive device,
A switch for switching the commercial system and the storage battery system to a connected state or a disconnected state;
A first AC-DC converter that converts AC power output from the commercial system into DC power;
A second AC-DC converter that converts AC power output from the fuel cell power generation system into DC power;
A DC-DC converter that converts DC power output from the photovoltaic power generator into DC power having a predetermined voltage;
A storage battery that stores DC power output from the first AC-DC converter, the second AC-DC converter, and the DC-DC converter, and that discharges the stored DC power;
A DC-AC inverter that converts the DC power discharged from the storage battery into AC power, and is connected so that the converted AC power can be output to the output terminal and the input terminal corresponding to the fuel cell power generation system;
With
When the commercial system goes down, the switch is switched to a disconnected state, and the DC-AC inverter outputs the converted AC power to the input terminal corresponding to the fuel cell power generation system, thereby the fuel cell. A storage battery system that enables the power generation system to be activated during autonomous operation.
前記商用系統と前記蓄電池システムとを接続状態または非接続状態に切り替えるスイッチと、
前記商用系統から出力された交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータと、
前記燃料電池発電システムから出力された直流電力を予め定められた電圧の直流電力に変換する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記太陽光発電装置から出力された直流電力を予め定められた電圧の直流電力に変換する第２のＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ−ＤＣコンバータ、前記第１のＤＣ−ＤＣコンバータおよび前記第２のＤＣ−ＤＣコンバータから出力された直流電力を蓄電するとともに、蓄電した直流電力を放電する蓄電池と、
前記蓄電池から放電された直流電力を予め定められた電圧の直流電力に変換し、かつ、変換した直流電力を前記燃料電池発電システムに対応する前記入力端子に出力可能に接続される第３のＤＣ−ＤＣコンバータと、
を備え、
前記商用系統がダウンした場合、前記スイッチは非接続状態に切り替えられ、前記第３のＤＣ−ＤＣコンバータは、変換した直流電力を前記燃料電池発電システムに対応する前記入力端子へ出力することで、前記燃料電池発電システムを自立運転時に起動可能とする、蓄電池システム。 A storage battery system comprising a plurality of input terminals connectable to a commercial system, a fuel cell power generation system and a solar power generation device, and an output terminal connectable to a DC drive device,
A switch for switching the commercial system and the storage battery system to a connected state or a disconnected state;
An AC-DC converter that converts AC power output from the commercial system into DC power;
A first DC-DC converter that converts DC power output from the fuel cell power generation system into DC power having a predetermined voltage;
A second DC-DC converter that converts DC power output from the photovoltaic power generator into DC power having a predetermined voltage;
A storage battery for storing the DC power output from the AC-DC converter, the first DC-DC converter and the second DC-DC converter, and discharging the stored DC power;
DC power discharged from the storage battery is converted into DC power having a predetermined voltage, and the converted DC power is connected to the input terminal corresponding to the fuel cell power generation system so that output is possible. A DC converter;
With
When the commercial system goes down, the switch is switched to a disconnected state, and the third DC-DC converter outputs the converted DC power to the input terminal corresponding to the fuel cell power generation system, A storage battery system that enables the fuel cell power generation system to be activated during a self-sustaining operation.
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