JP6445869B2 - 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、電気自動車の蓄電池から家電負荷に電力を供給したり、家庭用の商用電源から電気自動車の蓄電池を充電したりする充放電システムが知られている（特許文献１参照）。

係る充放電システムは、商用電源から電気自動車の蓄電池を充電する場合、住宅用設備として設けた電気自動車用パワーコンディショナによって交流電力を直流電力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、上記電気自動車用パワーコンディショナ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。

一方、特許文献２ないし特許文献４に記載の太陽光発電システムを特許文献１に適用して、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することが考えられている。

しかし、太陽光発電システムは、系統電源と連係して発電するため、停電時には連係することができないことにより動作が停止してしまうという問題がある。

この問題を解消したものとして、特許文献５,６に記載されている電力供給システムがある。

特開２０１３−１０２６０８号公報 特開２０１３−１３１７４号公報 ＷＯ２０１３/１１８３７６号公報 特開２００６-３１１７０７号公報 特開２０１１−１８８６０７号公報 特開２０１３−１６５５７７号公報

しかし、特許文献１に特許文献２ないし特許文献４に記載の太陽光発電システムを適用した場合や特許文献５,６を適用した場合であっても、太陽光発電システムの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大きくなると、電気自動車の蓄電池の充電の際に定格電圧以上の電圧が印加されてしまう不具合があるので、その歪みが所定値以上の場合、発電パワーコンディショナの動作を停止させる。

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電圧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。

本願発明は、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直流電力に変換して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前記系統電源の交流電圧に同期した交流電力を出力し、
停電時に、前記充放電用パワーコンディショナは擬似交流電圧を出力し、前記自然エネルギー発電システムの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は、前記自然エネルギー発電システムの発電手段が発電した電力を所定の電圧の所定周波数の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力の交流電圧の歪を除去する歪み除去手段または歪み抑制手段とを有し、
前記歪み除去手段または歪み抑制手段を介して出力される交流電力は前記分電盤に供給可能なことを特徴とする。

この発明によれば、電気自動車の蓄電池に定格電圧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１に示す充放電システム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の構成を示したブロック図である。 図３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６に示すインバータの出力電圧波形と基準波形とを示したグラフである。 第３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。

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（平常時）、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。

電力測定装置６０は、図示しない電流検出センサが検出する検出信号に基づいて、太陽光発電システム１０から出力される電力量を測定し、この測定した測定データを情報収集装置１００へ無線で送信する。

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。
［ＰＶパワーコンディショナ］
ＰＶパワーコンディショナ１２は、図２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。ＰＶパワーコンディショナ１２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、この昇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。

歪み除去手段１２ｃの出力側には給電線１８及び非常用コンセント１３が接続され、この歪み除去手段１２ｃは、インバータ１２ｂから給電線，１８及び非常用コンセント１５に出力される交流電圧の歪みを除去する。例えば、歪み除去手段１２ｃにはローパスフィルタが用いられる。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。
［電気自動車用パワーコンディショナ装置］
電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０は、図３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、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（歪検出手段）３００と、ＥＶパワーコンディショナ１２２を制御する制御装置（制御手段）３１０とを有している。

ＥＶパワーコンディショナ１２２は、図３Ａ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、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。

制御装置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、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Ｖｋは任意に設定変更できるようになっている。

また、制御装置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。

制御装置３１０は、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。

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装置３１０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。
［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。
［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。

太陽光発電モードの設定により、図２に示すＰＶパワーコンディショナ１２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２５０は、分電盤３０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。

このインバータ１２ｂから出力される交流電力は歪み除去手段１２ｃに入力される。この歪み除去手段１２ｃは、入力される交流電力の交流電圧の歪みである高周波成分を除去して出力する。

この歪み除去手段１２ｃから出力される交流電力は、分電盤３０の主幹に供給され、さらに分電盤３０の分岐幹３１…を介して家電負荷に供給されることになる。また、この交流電力は、第２分電盤３０から給電線１２７を介して電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０に供給される。

一方、充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へ供給される。この電気自動車用パワーコンディショナ装置１２０へ供給される電力は、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。充電用ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３は、供給された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。

ところで、ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３に入力する交流電力は、ＰＶパワーコンディショナ１２の歪み除去手段１２ｃによって高周波成分が除去されているので、ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３に入力する交流電圧の歪は小さく、このため、ＡＣ/ＤＣコンバータ１２３から出力される直流電圧は定格電圧を越えることがなく、定格電圧以上の電圧で電気自動車Ｃの蓄電池を充電してしまうことが防止される。

また、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が除去されることにより、ＰＶパワーコンディショナ１２の動作がセーフティ回路によって停止されてしまうことが回避され、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。
［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。
［停 電］
停電時に太陽光発電モード及び充電モードが設定された場合、停電により系統電源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、図３Ａに示す制御装置３１０は停電であることを判断し、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２分電盤２０が解列される。

ＰＶパワーコンディショナ１２は、停電により系統電源Ｅから交流電圧が第２分電盤３０に入力されないが、擬似交流電圧が第２分電盤３０に入力されるので、この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２分電盤３０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を介して第２分電盤３０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。

ところで、図３Ａに示す歪検出回路３００の基準波形生成回路３０２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３０１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３０３は、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が検出した交流電圧の波形とを比較していき、制御装置３１０は、基準波形と検出した電圧波形との差がなくなるように放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４を制御していく。このため、歪の少ない擬似交流電圧を出力することができる。
［放電モード］
図１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に電気自動車Ｃが給電コード１３０で接続されているとき放電モードが設定されると、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３０１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、制御装置３１０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。

この放電モードのとき、停電していない場合、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波形を生成するので、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４から系統電源Ｅの交流電圧に同期した交流電力が出力される。

放電モードのとき、停電している場合には、基準波形生成回路３０２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ので、放電用ＤＣ/ＡＣコンバータ１２４から系統電源Ｅの交流電圧と同じ周波数の交流電力が出力される。
［故障など］
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。
［第２実施例］
図６は、第２実施例の充放電システムＳ２の概略構成を示す。図６に示すＰＶパワーコンディショナ（発電用パワーコンディショナ）１２Ｂは、ＤＣ/ＤＣコンバータ１２ａとインバータ１２ｂと歪み抑制手段１２ｄと有する。

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３００と、歪み検出回路３００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とを有する。電圧波形検出回路３０１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３０２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。比較回路３０３は、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、第１実施例と同様に系統電源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。
［動 作］
次に、歪み検出回路３００や制御回路２６０の動作について説明する。

電圧波形検出回路３０１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３０２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。

比較回路３０３は、電圧波形検出回路３０１が検出した交流電圧波形と、基準波形生成回路３０２が生成した基準波形とを比較していく。例えば、図６の電圧波形検出回路３０１が検出した交流電圧波形を図７のＶｈａとし、図６の基準波形生成回路３０２が生成した基準波形を図７のＶｆとすると、基準波形Ｖｆと交流電圧波形Ｖｈａと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２６０は、基準波形Ｖｆと交流電圧波形Ｖｈａとの差の増減変化を検出して、最大電圧差Ｖｓ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Ｖｓを超えるような歪みが生ずることがない。このため、定格電圧以上の電圧で電気自動車Ｃの蓄電池を充電してしまうことを防止することができ、第１実施例と同様に太陽光発電装置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。
［第３実施例］
図８は、第３実施例の充放電システムＳ３の概略構成を示す。図８に示すＰＶパワーコンディショナ（発電用パワーコンディショナ）１２Ｃは、第２実施例のＰＶパワーコンディショナ１２Ｂに歪み除去手段１２ｃを設けたものである。

第３実施例によれば、インバータ１２ｂから出力される交流電力の交流電圧の歪みをさらに歪み除去手段１２ｃによって除去するので、定格電圧以上の電圧で電気自動車Ｃの蓄電池を充電してしまうことを確実に防止することができ、第１実施例と同様に太陽光発電装置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）
１１ 太陽光発電装置
１２ ＰＶパワーコンディショナ
１２ａ ＤＣ/ＤＣコンバータ
１２ｂ インバータ
１２ｃ 歪み除去手段
１２ｄ 歪み抑制手段
２０ 屋内分電盤（分電盤）
１２０ 電気自動車用パワーコンディショナ装置（充放電用パワ
ーコンディショナ）
２５０ 制御回路
３００ 歪検出回路
３０１ 電圧波形検出回路
３０２ 基準波形生成回路
３０３ 比較回路
３１０ 制御装置
Ｃ 電気自動車

Claims (5)

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直流電力に変換して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前記系統電源の交流電圧に同期した交流電力を出力し、
   停電時に、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を出力し、前記自然エネルギー発電システムの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は、前記自然エネルギー発電システムの発電手段が発電した電力を所定の電圧の所定周波数の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力の交流電圧の歪を除去する歪み除去手段または歪み抑制手段とを有し、
   前記歪み除去手段または歪み抑制手段を介して出力される交流電力は前記分電盤に供給可能であり、
   前記充放電用パワーコンディショナは、前記放電用ＤＣ/ＡＣコンバータから出力される交流電圧の歪を検出する歪検出手段と、前記歪検出手段が検出した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手段と、を有することを特徴とする充放電システム。
2. 前記発電用パワーコンディショナは、前記歪み除去手段と前記歪み抑制手段との双方を有し、
   前記歪み抑制手段は、前記インバータから出力される交流電圧の歪を検出する歪検出回路と、この歪検出回路で検出された交流電圧の歪に基づいて、前記インバータから出力される交流電圧の歪が予め設定された設定値を越えないように前記インバータを制御する制御回路とを有し、
   前記歪み除去手段は、前記制御回路で制御された前記インバータから出力される交流電力の交流電圧の歪みを除去し、
   前記発電用パワーコンディショナは、前記歪み除去手段を介して出力される交流電力を前記分電盤に供給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. 前記歪検出回路は、前記インバータ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と、前記系統電源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と、この基準波形生成回路が生成した基準波形と前記電圧波形検出回路が検出した検出電圧波形とを比較することにより、前記インバータから出力される電圧波形の歪みを検出して、この歪に応じた歪検出信号を出力する比較回路とを有し、
   前記制御回路は、前記比較回路から出力される歪検出信号に基づいて、前記インバータから出力される交流電圧の歪が予め設定された設定値を越えないように制御することを特徴とする請求項２に記載の充放電システム。
4. 前記歪み除去手段はローパスフィルタであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の充放電システム。
5. 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の発電手段から出力される直流電力が供給されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の充放電システム。