JP6582113B2 - Power control apparatus, power control system, and control method for power control system - Google Patents

Power control apparatus, power control system, and control method for power control system Download PDF

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Description

本発明は、電力制御装置、電力制御システムおよび電力制御システムの制御方法に関するものである。   The present invention relates to a power control device, a power control system, and a control method for the power control system.

太陽光パネル等の発電設備を備える発電システムの発電パワーコンディショナとして、商用電源系統(以下、適宜、系統と略記する)に連系して交流電力を出力する系統連系運転と、系統と関わりなく交流電力を出力する自立運転とを可能としたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a power generation conditioner for a power generation system equipped with power generation equipment such as a solar panel, the grid connection operation that outputs AC power in connection with a commercial power system (hereinafter abbreviated as system as appropriate) and the system There are known ones that enable independent operation that outputs alternating current power (see, for example, Patent Document 1).

また、系統電力によって充電される蓄電池等の蓄電設備を備える蓄電システムの蓄電パワーコンディショナとして、上記の発電パワーコンディショナと同様に、系統に連系して交流電力を出力する系統連系運転と、系統と関わりなく交流電力を出力する自立運転とを可能としたものが知られている(例えば、特許文献2参照)   Further, as a power storage power conditioner of a power storage system including a power storage facility such as a storage battery that is charged by system power, as in the case of the power generation power conditioner described above, In addition, a device that enables independent operation to output AC power regardless of the system is known (see, for example, Patent Document 2).

特開2007−049770号公報JP 2007-049770 A 特開2008−253033号公報JP 2008-253033 A

ところで、電力制御システムにおいて、太陽電池、蓄電池、燃料電池、ガス発電機などの複数の分散電源を一元的に管理・運用することが求められている。特に、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理可能なシステムを構築することが求められる。   By the way, in a power control system, it is required to centrally manage and operate a plurality of distributed power sources such as a solar battery, a storage battery, a fuel cell, and a gas generator. In particular, it is required to construct a system capable of managing efficient operation control among a plurality of distributed power sources without destroying the versatility on the distributed power source side.

従って、上記のような課題に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理可能な電力制御装置、電力制御システム及び電力制御システムの制御方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention made in view of the above problems is a power control device capable of managing efficient operation control among a plurality of distributed power sources without destroying the versatility on the distributed power source side, An object of the present invention is to provide a power control system and a control method for the power control system.

上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御装置は、
電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置を用いた電力制御を行う電力制御装置であって、
前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能な擬似電流供給部を備え、
前記擬似電流供給部からの配線は、前記擬似電流が前記電流センサによって検出電流として検出されるように該電流センサを通ることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a power control apparatus according to the present invention includes:
A power control device that performs power control using a power generation device that generates power while the current sensor detects a forward power flow,
A pseudo-current supply unit capable of supplying a pseudo-current that is a current in the same direction as the forward current to the current sensor;
The wiring from the pseudo-current supply unit passes through the current sensor so that the pseudo-current is detected as a detection current by the current sensor.

また、前記電流センサが位置する電力供給経路を更に備え、
前記電力供給経路は、前記発電装置と前記他の分散電源との間に設けられていることが好ましい。
And a power supply path where the current sensor is located.
The power supply path is preferably provided between the power generator and the other distributed power source.

また、前記擬似電流のオン/オフを切り替える為の擬似電流制御スイッチの切り替え制御を行うための制御部を更に備えることが好ましい。   Moreover, it is preferable to further comprise a control unit for performing switching control of a pseudo current control switch for switching on / off of the pseudo current.

また、前記制御部は、前記擬似電流制御スイッチをオン状態とする定格運転と、前記擬似電流制御スイッチをオフ状態とする負荷追従運転との切り替え制御を行うことが好ましい。   The control unit preferably performs switching control between a rated operation in which the pseudo current control switch is turned on and a load following operation in which the pseudo current control switch is turned off.

また、前記擬似電流制御スイッチと直列に接続される同期スイッチを更に備え、該同期スイッチは連系運転時にはオフ状態となり、自立運転時にオン状態となることが好ましい。   Further, it is preferable to further include a synchronous switch connected in series with the pseudo-current control switch, and the synchronous switch is turned off during the linked operation and turned on during the independent operation.

また、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御システムは、
電力制御装置と、電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置を有する電力制御システムであって、
前記電力制御装置は、前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能な擬似電流供給部を備え、
前記擬似電流供給部からの配線は、前記擬似電流が前記電流センサによって検出電流として検出されるように該電流センサを通ることを特徴とする。
Moreover, in order to solve the above-described problems, a power control system according to the present invention includes:
A power control system having a power control device and a power generation device that generates power while the current sensor detects a forward power flow,
The power control device includes a pseudo-current supply unit capable of supplying a pseudo-current that is a current in the same direction as a forward power flow to the current sensor,
The wiring from the pseudo-current supply unit passes through the current sensor so that the pseudo-current is detected as a detection current by the current sensor.

また、上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力制御システムの制御方法は、
電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置を有する電力制御システムの制御方法であって、
前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給するステップを有し、
前記擬似電流を供給する擬似電流供給部からの配線は、前記擬似電流が前記電流センサによって検出電流として検出されるように該電流センサを通ることを特徴とする。
In addition, in order to solve the above-described problems, a control method for the power control system according to the present invention includes:
A control method for a power control system having a power generation device that generates power while a current sensor detects a forward power flow,
Supplying a pseudo-current that is a current in the same direction as a forward current to the current sensor;
The wiring from the pseudo current supply unit for supplying the pseudo current passes through the current sensor so that the pseudo current is detected as a detection current by the current sensor.

本発明に係る電力制御装置、電力制御システム及び電力制御システムの制御方法よれば、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理することが可能となる。   According to the power control device, the power control system, and the control method of the power control system according to the present invention, efficient operation control among a plurality of distributed power supplies can be managed without destroying the versatility on the distributed power supply side. It becomes possible.

本発明の一実施形態に係る電力制御システムのブロック図である。1 is a block diagram of a power control system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電力制御システムの擬似出力系に関する配線を示す図である。It is a figure which shows the wiring regarding the pseudo output system of the electric power control system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電力制御システムにおける、電流センサと系統及び擬似出力系との配線を示す図である。It is a figure which shows the wiring of a current sensor, a system | strain, and a pseudo output system in the electric power control system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電力制御システムの連系運転時の制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control at the time of the grid operation of the electric power control system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電力制御システムの自立運転時の制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control at the time of the independent operation of the electric power control system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電力制御システムの自立運転時(定格運転時)の制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control at the time of the independent operation (at the time of rated operation) of the electric power control system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電力制御システムの自立運転時(定格運転から負荷追従運転への切り替え時)の制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control at the time of the self-sustained operation (at the time of switching from rated operation to load following operation) of the electric power control system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電力制御システムの自立運転時(負荷追従運転時)の制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control at the time of the independent operation (at the time of load following operation) of the electric power control system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電力制御システムにおける発電装置が運転モードを切り替える際の各スイッチのオン/オフ状態を示す図である。It is a figure which shows the on / off state of each switch when the electric power generating apparatus in the electric power control system which concerns on one Embodiment of this invention switches an operation mode.

以降、諸図面を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明の一実施形態に係る電力制御システムについて説明する。本実施形態に係る電力制御システムは、系統(商用電源系統)から供給される電力の他に、売電可能な電力を供給する分散電源及び/又は売電不可能な電力を供給する分散電源を備える。売電可能な電力を供給する分散電源は、例えば太陽光発電などによって電力を供給するシステムである。一方売電不可能な電力を供給する分散電源は、例えば電力を充放電することができる蓄電池システム、SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)などの燃料電池を含む燃料電池システム、およびガス燃料により発電するガス発電システムなどである。本実施の形態においては、売電可能な電力を供給する分散電源として太陽電池、及び売電不可能な電力を供給する分散電源として蓄電池と、燃料電池又はガス発電機である発電装置とを備える例を示す。   First, a power control system according to an embodiment of the present invention will be described. The power control system according to the present embodiment includes a distributed power source that supplies power that can be sold and / or a distributed power source that supplies power that cannot be sold, in addition to the power supplied from the system (commercial power system). Prepare. A distributed power source that supplies power that can be sold is a system that supplies power by, for example, solar power generation. On the other hand, distributed power sources that supply power that cannot be sold include, for example, storage battery systems that can charge and discharge power, fuel cell systems that include fuel cells such as SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), and gas that is generated by gas fuel Such as a power generation system. In the present embodiment, a solar battery is provided as a distributed power source that supplies power that can be sold, and a storage battery and a power generator that is a fuel cell or a gas generator are provided as a distributed power source that supplies power that cannot be sold. An example is shown.

図1は、本発明の一実施形態に係る電力制御システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態に係る電力制御システムは、太陽電池11と、蓄電池12と、パワーコンディショナ20(電力制御装置)と、分電盤31と、負荷32と、発電装置33と、電流センサ40と、擬似出力系50(出力部)とを備える。ここで、発電装置33は、燃料電池又はガス発電機により構成されるものである。電力制御システムは、通常は系統との連系運転を行い、系統から供給される電力と、各分散電源(太陽電池11、蓄電池12、発電装置33)からの電力とを負荷32に供給する。また、電力制御システムは、停電時など系統からの電力供給がない場合は自立運転を行い、各分散電源(太陽電池11、蓄電池12、発電装置33)からの電力を各負荷(負荷32、擬似電流負荷51)に供給する。電力制御システムが自立運転を行う場合には、各分散電源(太陽電池11、蓄電池12、発電装置33)は系統から解列した状態であり、電力制御システムが連系運転を行う場合には、各分散電源(太陽電池11、蓄電池12、発電装置33)は系統と並列した状態となる。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power control system according to an embodiment of the present invention. The power control system according to the present embodiment includes a solar cell 11, a storage battery 12, a power conditioner 20 (power control device), a distribution board 31, a load 32, a power generation device 33, a current sensor 40, And a pseudo output system 50 (output unit). Here, the power generation device 33 is configured by a fuel cell or a gas generator. The power control system normally performs an interconnection operation with the grid, and supplies power supplied from the grid and power from each distributed power source (solar battery 11, storage battery 12, and power generation device 33) to the load 32. In addition, the power control system performs a self-sustained operation when there is no power supply from the system, such as at the time of a power failure, and supplies power from each distributed power source (solar battery 11, storage battery 12, power generation device 33) to each load (load 32, simulated). Supply to current load 51). When the power control system performs autonomous operation, each distributed power source (solar cell 11, storage battery 12, power generation device 33) is in a state of being disconnected from the system, and when the power control system performs interconnection operation, Each distributed power source (solar cell 11, storage battery 12, power generation device 33) is in parallel with the system.

図1において、各機能ブロックを結ぶ実線は電力の流れる配線を表し、各機能ブロックを結ぶ破線は、制御信号または通信される情報の流れを表す。当該破線が示す通信は有線通信としてもよいし、無線通信としてもよい。制御信号および情報の通信には、各階層含め、様々な方式を採用可能である。例えば、ZigBee(登録商標)などの近距離通信方式による通信を採用することができる。また、赤外線通信、電力線搬送通信(PLC:Power Line Communication)など、様々な伝送メディアを使用することができる。またそれぞれの通信に適した物理層を含む下位の層の上で、各種プロトコル、例えばZigBee SEP2.0(Smart Energy Profile2.0)、ECHONET Lite(登録商標)などのような論理層だけ規定される通信プロトコルを動作させてもよい。   In FIG. 1, a solid line connecting each functional block represents a wiring through which power flows, and a broken line connecting each functional block represents a control signal or a flow of information to be communicated. The communication indicated by the broken line may be wired communication or wireless communication. Various methods can be adopted for communication of control signals and information including each layer. For example, communication by a short-range communication method such as ZigBee (registered trademark) can be employed. In addition, various transmission media such as infrared communication and power line communication (PLC) can be used. In addition, various protocols such as ZigBee SEP 2.0 (Smart Energy Profile 2.0), ECHONET Lite (registered trademark), etc. are defined on lower layers including the physical layer suitable for each communication. A communication protocol may be operated.

太陽電池11は、太陽光のエネルギーを直流の電力に変換するものである。太陽電池11は、例えば光電変換セルを有する発電部がマトリクス状に接続され、所定の短絡電流(たとえば10A)を出力するように構成される。太陽電池11は、シリコン系多結晶太陽電池、シリコン系単結晶太陽電池、又はCIGS等薄膜系太陽電池等、光電変換可能なものであればその種類は制限されない。   The solar cell 11 converts sunlight energy into DC power. The solar battery 11 is configured such that, for example, power generation units having photoelectric conversion cells are connected in a matrix, and a predetermined short-circuit current (for example, 10 A) is output. The type of solar cell 11 is not limited as long as it is capable of photoelectric conversion, such as a silicon-based polycrystalline solar cell, a silicon-based single crystal solar cell, or a thin-film solar cell such as CIGS.

蓄電池12は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の蓄電池から構成される。蓄電池12は、充電された電力を放電することにより、電力を供給可能である。また、蓄電池12は、系統、太陽電池11から供給される電力に加え、後述の通り、発電装置33から供給される電力を充電可能である。   The storage battery 12 includes a storage battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. The storage battery 12 can supply electric power by discharging the charged electric power. In addition to the power supplied from the grid and the solar battery 11, the storage battery 12 can be charged with the power supplied from the power generation device 33 as described later.

パワーコンディショナ20(電力制御装置)は、太陽電池11および蓄電池12から供給される直流の電力と、系統および発電装置33から供給される交流の電力との変換を行うとともに、連系運転及び自立運転の切り替え制御を行うものである。パワーコンディショナ20は、インバータ21と、連系運転スイッチ22、23と、自立運転スイッチ24と、充電スイッチ70(第2スイッチ)と、負荷追従スイッチ71(第1スイッチ)と、パワーコンディショナ20全体を制御する制御部25とを備える。連系運転スイッチ23は、パワーコンディショナ20外に出すよう構成しても良い。   The power conditioner 20 (power control device) converts the DC power supplied from the solar battery 11 and the storage battery 12 and the AC power supplied from the grid and the power generation device 33, and performs grid-connected operation and independence. Operation switching control is performed. The power conditioner 20 includes an inverter 21, interconnection operation switches 22 and 23, a self-sustaining operation switch 24, a charge switch 70 (second switch), a load following switch 71 (first switch), and the power conditioner 20. And a control unit 25 for controlling the whole. The interconnection operation switch 23 may be configured to be out of the power conditioner 20.

インバータ21は、双方向インバータであって、太陽電池11および蓄電池12から供給される直流の電力を交流の電力に変換し、また、系統および発電装置33から供給される交流の電力を直流の電力に変換する。インバータ21の前段に、太陽電池11および蓄電池12からの直流電力を一定の電圧まで昇圧するコンバータを設けてもよい。   The inverter 21 is a bidirectional inverter, which converts DC power supplied from the solar battery 11 and the storage battery 12 into AC power, and converts AC power supplied from the system and the power generator 33 into DC power. Convert to A converter that boosts the DC power from the solar battery 11 and the storage battery 12 to a certain voltage may be provided in the preceding stage of the inverter 21.

連系運転スイッチ22、23、自立運転スイッチ24は、それぞれリレー、トランジスタなどにより構成され、オン/オフ制御される。図示の通り、自立運転スイッチ24は、発電装置33と蓄電池12との間に配される。連系運転スイッチ22、23、と自立運転スイッチ24とは、双方が同時にオン(又はオフ)とならないように、同期して切り替えられる。より詳しくは、連系運転スイッチ22、23がオンとなるとき、自立運転スイッチ24は同期してオフとなり、連系運転スイッチ22、23がオフとなるとき、自立運転スイッチ24は同期してオンとなる。連系運転スイッチ22、23および自立運転スイッチ24の同期制御は、連系運転スイッチ22、23への制御信号の配線を自立運転スイッチ24に分岐させることによりハードウェア的に実現される。スイッチ毎に同一の制御信号に対するオンとオフの状態を区別して設定可能なことはいうまでもない。また、連系運転スイッチ22、23および自立運転スイッチ24の同期制御は、制御部25によりソフトウェア的に実現することも可能である。ただし、上記制御の例外として、パワーコンディショナがオフの状態においては、連系運転スイッチ23のみをオンとして、連系運転スイッチ22及び自立運転スイッチ24をいずれもオフとすることにより系統から分電盤への電力供給のみをおこなう。   The interconnecting operation switches 22 and 23 and the self-supporting operation switch 24 are each configured by a relay, a transistor, and the like, and are on / off controlled. As illustrated, the self-sustaining operation switch 24 is disposed between the power generation device 33 and the storage battery 12. The interconnecting operation switches 22 and 23 and the independent operation switch 24 are switched synchronously so that both are not simultaneously turned on (or off). More specifically, when the interconnection operation switches 22 and 23 are turned on, the autonomous operation switch 24 is turned off synchronously, and when the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off, the autonomous operation switch 24 is turned on synchronously. It becomes. Synchronous control of the interconnection operation switches 22 and 23 and the independent operation switch 24 is realized by hardware by branching the control signal wiring to the interconnection operation switches 22 and 23 to the independent operation switch 24. It goes without saying that the ON and OFF states for the same control signal can be set separately for each switch. Further, the synchronous control of the interconnection operation switches 22 and 23 and the independent operation switch 24 can be realized by software by the control unit 25. However, as an exception to the above control, when the inverter is off, only the grid operation switch 23 is turned on, and both the grid operation switch 22 and the independent operation switch 24 are turned off to distribute power from the system. Only supply power to the panel.

充電スイッチ70及び負荷追従スイッチ71は、上述の連系運転スイッチ22、23、自立運転スイッチ24と同様に、それぞれリレー、トランジスタなどにより構成され、オン/オフ制御される。図示の通り、負荷追従スイッチ71は、電流センサ40が設けられるラインに直列接続され、発電装置33と蓄電池12との間に配される。パワーコンディショナ20は、この電流センサ40と負荷追従スイッチ71とを有する第1の電力供給経路と、この第1の電力供給経路をバイパスし充電スイッチ70を有する第2の電力供給経路とを備える。この充電スイッチ70及び負荷追従スイッチ71は、後述するように、蓄電池12の充電状態に応じて制御部25により切り替えられる。   The charge switch 70 and the load following switch 71 are configured by relays, transistors, and the like, respectively, and are on / off controlled in the same manner as the above-described interconnection operation switches 22 and 23 and the independent operation switch 24. As illustrated, the load following switch 71 is connected in series to a line in which the current sensor 40 is provided, and is disposed between the power generation device 33 and the storage battery 12. The power conditioner 20 includes a first power supply path having the current sensor 40 and the load following switch 71, and a second power supply path having a charging switch 70 that bypasses the first power supply path. . The charging switch 70 and the load following switch 71 are switched by the control unit 25 according to the state of charge of the storage battery 12 as will be described later.

なお、連系運転スイッチ22、23がオンされている連系運転時に充電スイッチ70と負荷追従スイッチ71との双方がオンされると、第1の電力供給経路と第2の電力供給経路との両方に電流が流れることとなる。すなわち、電流センサによって検出される電流値が小さくなってしまうために発電装置33による発電量も低下してしまうこととなる。そこで、連系運転時における発電量低下という事態を回避するため、制御部25は、自立運転スイッチ24がオンされている自立運転時にのみ充電スイッチ70をオンに切り替えることを可能としている。   When both the charging switch 70 and the load following switch 71 are turned on during the linked operation when the linked operation switches 22 and 23 are turned on, the first power supply path and the second power supply path Current will flow through both. That is, since the current value detected by the current sensor is reduced, the amount of power generated by the power generation device 33 is also reduced. Therefore, in order to avoid a situation where the power generation amount is reduced during the interconnected operation, the control unit 25 can switch the charging switch 70 on only during the self-sustained operation in which the self-sustained operation switch 24 is on.

制御部25は、例えばマイクロコンピュータで構成され、系統電圧の上昇又は停電の状態等に基づいて、インバータ21、連系運転スイッチ22、23、自立運転スイッチ24、充電スイッチ70及び負荷追従スイッチ71等の各部の動作を制御する。制御部25は、連系運転時には、連系運転スイッチ22、23をオン、自立運転スイッチ24をオフに切り替える。また、制御部25は、自立運転時には、連系運転スイッチ22、23をオフ、自立運転スイッチ24をオンに切り替える。更に、制御部25は、自立運転時において蓄電池12が満充電ではなく、発電装置33に定格運転させて蓄電池12に充電させたい場合は、充電スイッチ70をオン状態とし、負荷追従スイッチ71をオフ状態として、発電装置33が発電した電力が第2の電力供給経路を流れるように制御する。一方、制御部25は、蓄電池12が満充電に達すると、発電装置33に負荷追従運転させるために、充電スイッチ70をオフ状態とし、負荷追従スイッチ71をオン状態として、発電装置33以外の分散電源からの電力が第1の電力供給経路を流れるように制御する。   The control unit 25 is composed of, for example, a microcomputer, and based on the rise of the system voltage or the state of power failure, etc., the inverter 21, the interconnection operation switches 22, 23, the independent operation switch 24, the charge switch 70, the load following switch 71, and the like. Control the operation of each part. The control unit 25 switches the interconnection operation switches 22 and 23 on and the independent operation switch 24 off during the interconnection operation. In addition, the control unit 25 switches the interconnection operation switches 22 and 23 off and the autonomous operation switch 24 on during the independent operation. Further, the control unit 25 turns on the charging switch 70 and turns off the load following switch 71 when the storage battery 12 is not fully charged during the self-sustained operation and the power generation device 33 is to be rated and charged to the storage battery 12. As a state, control is performed so that the power generated by the power generation device 33 flows through the second power supply path. On the other hand, when the storage battery 12 reaches full charge, the control unit 25 turns off the charging switch 70 and turns on the load following switch 71 in order to cause the power generation device 33 to perform load following operation. Control is performed so that power from the power source flows through the first power supply path.

分電盤31は、連系運転時に系統より供給される電力を複数の支幹に分岐させて負荷32に分配する。また、分電盤31は、自立運転時に複数の分散電源(太陽電池11、蓄電池12、発電装置33)から供給される電力を、複数の支幹に分岐させて負荷32に分配する。ここで、負荷32とは、電力を消費する電力負荷であり、たとえば家庭内で使用されるエアコン、電子レンジ、テレビ等の各種電器製品又は、商工業施設で使用される空調機若しくは照明器具などの機械、照明設備等である。   The distribution board 31 distributes the power supplied from the grid during the grid operation to a plurality of branches and distributes it to the load 32. In addition, the distribution board 31 distributes the power supplied from a plurality of distributed power sources (solar cell 11, storage battery 12, and power generation device 33) to a plurality of branches and distributes them to the load 32 during the independent operation. Here, the load 32 is a power load that consumes power. For example, various electric appliances such as air conditioners, microwave ovens, and televisions used in homes, air conditioners or lighting fixtures used in commercial and industrial facilities, and the like. Machine, lighting equipment, etc.

発電装置33は、燃料電池又はガス発電機により構成される。燃料電池は、水素を用いて空気中の酸素との化学反応により直流の電力を発電するセルと、発電された直流電力を100Vあるいは200Vの交流電力に変換するインバータと、その他補機類とを備える。ここで、発電装置33としての燃料電池は、パワーコンディショナ20を介さずとも負荷32に対する交流電力の供給を可能とするシステムであり、必ずしもパワーコンディショナ20との接続を想定して設計されたものではなく、汎用性を有するシステムであってよい。また、ガス発電機は、所定のガスなどを燃料とするガスエンジンで発電するものである。   The power generation device 33 is configured by a fuel cell or a gas generator. A fuel cell includes a cell that generates direct-current power through a chemical reaction with oxygen in the air using hydrogen, an inverter that converts the generated direct-current power into 100V or 200V AC power, and other accessories. Prepare. Here, the fuel cell as the power generation device 33 is a system that enables supply of AC power to the load 32 without using the power conditioner 20, and is always designed to be connected to the power conditioner 20. The system may be a versatile system. The gas generator generates power with a gas engine using a predetermined gas or the like as fuel.

発電装置33は、対応する電流センサ40が順潮流(買電方向の電流)を検出する間発電を行うものであり、発電時には負荷32の消費電力に追従する負荷追従運転又は所定の定格電力値による定格運転を行う。負荷追従運転時の追従範囲は、例えば200〜700Wであり、定格運転時の定格電力値は、例えば700Wである。発電装置33は、連系運転時は負荷32の消費電力に追従する負荷追従運転を行い、自立運転時に、負荷追従運転又は定格電力値による定格運転を行うものとしてもよい。   The power generation device 33 performs power generation while the corresponding current sensor 40 detects a forward power flow (current in the power purchase direction). During power generation, a load following operation that follows the power consumption of the load 32 or a predetermined rated power value is performed. Perform rated operation with. The tracking range during load following operation is, for example, 200 to 700 W, and the rated power value during rated operation is, for example, 700 W. The power generation device 33 may perform a load following operation that follows the power consumption of the load 32 during the interconnection operation, and may perform a load following operation or a rated operation based on the rated power value during the independent operation.

電流センサ40は、系統と発電装置33との間を流れる電流を検出するものである。日本では、発電装置33が発電する電力は売電不可能と規定されているため、電流センサ40が系統側への逆潮流(売電方向の電流)を検出した場合、発電装置33は発電を停止する。電流センサ40が順潮流を検出する間、発電装置33は負荷32に自身から電力を供給できるものとして負荷追従運転又は定格運転での発電を実行する。後述の通り、消費電力の観点から、電流センサ40は、パワーコンディショナ20において自立運転時且つ定格運転時に発電装置33の発電による電流が流れない箇所に配置されることが好ましい。   The current sensor 40 detects a current flowing between the system and the power generation device 33. In Japan, it is stipulated that the power generated by the power generation device 33 cannot be sold. Therefore, when the current sensor 40 detects a reverse power flow (current in the power selling direction) to the grid side, the power generation device 33 generates power. Stop. While the current sensor 40 detects a forward power flow, the power generation device 33 performs power generation in a load following operation or a rated operation on the assumption that power can be supplied to the load 32 from itself. As will be described later, from the viewpoint of power consumption, the current sensor 40 is preferably arranged at a location where the current generated by the power generation device 33 does not flow during the independent operation and the rated operation in the power conditioner 20.

ここで、本実施形態における電力制御システムは、発電装置33と蓄電池12とが系統から解列した自立運転時において、擬似出力系50を通じて電流センサ40に擬似的な順潮流と同方向の電流(擬似電流)を流す。これにより、発電装置33を定格運転させ、発電装置33が発電する電力を蓄電池12に蓄電することが可能となる。以下、擬似出力系50を通じた擬似電流による蓄電について詳述する。   Here, the power control system according to the present embodiment has a current (in the same direction as the pseudo forward flow) in the current sensor 40 through the pseudo output system 50 during the self-sustaining operation in which the power generation device 33 and the storage battery 12 are disconnected from the grid. (Pseudo-current). As a result, the power generation device 33 can be rated and the power generated by the power generation device 33 can be stored in the storage battery 12. Hereinafter, power storage by the pseudo current through the pseudo output system 50 will be described in detail.

擬似出力系50(出力部)は、電流センサ40に対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能なものである。擬似出力系50は、パワーコンディショナ20又は発電装置33から電力供給を受ける系であって、擬似電流負荷51と、同期スイッチ52と、擬似電流制御スイッチ53とを備える。図2は、擬似出力系50に関する配線を示す図である。図2において、系統は、200Vの単相3線としている。この場合、擬似出力系50に対して、電圧線の一方と中性線とが接続される。図示の通り、擬似出力系50への接続線は、2本の電圧線それぞれに設置された電流センサ40を通るように配線される。擬似出力系50は、パワーコンディショナ20と一体的に構成してもよいし、パワーコンディショナ20とは独立した構成としても良い。   The pseudo output system 50 (output unit) can supply the current sensor 40 with a pseudo current that is a current in the same direction as the forward flow. The pseudo output system 50 is a system that receives power supply from the power conditioner 20 or the power generation device 33, and includes a pseudo current load 51, a synchronous switch 52, and a pseudo current control switch 53. FIG. 2 is a diagram showing wiring related to the pseudo output system 50. In FIG. 2, the system is a single-phase three-wire of 200V. In this case, one of the voltage lines and the neutral line are connected to the pseudo output system 50. As shown in the drawing, the connection line to the pseudo output system 50 is wired so as to pass through the current sensors 40 installed on the two voltage lines. The pseudo output system 50 may be configured integrally with the power conditioner 20 or may be configured independent of the power conditioner 20.

擬似電流負荷51は、擬似出力系50内の電流調整のため適宜設けられる負荷である。擬似電流負荷51として、擬似出力系50の外部の負荷を用いてもよい。同期スイッチ52は、パワーコンディショナ20又は発電装置33から擬似出力系50に供給された電力の一部を順潮流と同方向の擬似電流として電流センサ40に供給するためのものである。擬似電流制御スイッチ53は、擬似電流による不要な発電を防ぐためのものである。同期スイッチ52、擬似電流制御スイッチ53は、それぞれ独立したリレー、トランジスタなどにより構成され、パワーコンディショナ20の制御部25により、それぞれ独立にオン/オフ制御される。   The pseudo current load 51 is a load provided as appropriate for current adjustment in the pseudo output system 50. As the pseudo current load 51, a load outside the pseudo output system 50 may be used. The synchronous switch 52 is for supplying a part of the electric power supplied from the power conditioner 20 or the power generator 33 to the pseudo output system 50 to the current sensor 40 as a pseudo current in the same direction as the forward flow. The pseudo current control switch 53 is for preventing unnecessary power generation due to the pseudo current. The synchronous switch 52 and the pseudo-current control switch 53 are configured by independent relays, transistors, and the like, and are independently controlled on / off by the control unit 25 of the power conditioner 20.

図1、2に示すように、擬似電流負荷51と擬似電流制御スイッチ53は直列接続されており、同期スイッチ52及び擬似電流制御スイッチ53の双方がオンされると、擬似電流負荷51に擬似電流が流れる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the pseudo-current load 51 and the pseudo-current control switch 53 are connected in series. When both the synchronous switch 52 and the pseudo-current control switch 53 are turned on, the pseudo-current load 51 has a pseudo-current. Flows.

同期スイッチ52は、パワーコンディショナ20の自立運転スイッチ24と同期してオン/オフ制御される。すなわち、同期スイッチ52は、自立運転スイッチ24と同様に、連系運転時にはオフとなり、自立運転時にはオンとなる。より詳しくは、同期スイッチ52は、系統との解列/並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時に擬似電流を流し、並列時に擬似電流を流さないものである。自立運転スイッチ24及び同期スイッチ52の同期制御は、自立運転スイッチ24への制御信号の配線を同期スイッチ52に分岐させることによりハードウェア的に実現される。自立運転スイッチ24及び同期スイッチ52の同期制御は、制御部25によりソフトウェア的に実現することも可能である。また、同期スイッチ52及び擬似電流制御スイッチ53の双方がオン状態のときのみ擬似電流を流すように構成していることから、両スイッチの制御信号の論理積を用いることにより、同期スイッチ52及び擬似電流制御スイッチ53の機能を1つのスイッチにより実現することも可能である。   The synchronous switch 52 is ON / OFF controlled in synchronization with the self-sustaining operation switch 24 of the power conditioner 20. That is, the synchronous switch 52 is turned off during the interconnected operation and is turned on during the autonomous operation, like the autonomous operation switch 24. More specifically, the synchronous switch 52 is a switch that synchronizes the disconnection / parallel switching with the system and the switching timing, and allows a pseudo current to flow at the time of disconnection and does not flow a pseudo current at the time of parallel. The synchronous control of the independent operation switch 24 and the synchronous switch 52 is realized by hardware by branching the wiring of the control signal to the independent operation switch 24 to the synchronous switch 52. Synchronous control of the independent operation switch 24 and the synchronous switch 52 can also be realized by software by the control unit 25. In addition, since both the synchronous switch 52 and the pseudo current control switch 53 are configured to allow the pseudo current to flow only when they are in the ON state, by using the logical product of the control signals of both switches, The function of the current control switch 53 can also be realized by a single switch.

自立運転時に発電装置33からの出力を蓄電池12に充電することができる。充電が完了していない場合には、擬似電流制御スイッチ53をオンとすることにより所定の擬似電流を流すことができる。ここで、蓄電池12の充電が完了した場合とは、蓄電池12に所定値以上の電力量が充電されている場合を示すものである。制御部25は、蓄電池12との通信によって充電が完了しているか否かを判定するよう構成してもよい。自立運転時に蓄電池12の充電が完了し擬似電流制御スイッチ53をオフとすると、電流センサ40に流れる擬似電流はゼロとなり、発電装置33による不要な発電を停止させることができる。   The output from the power generator 33 can be charged to the storage battery 12 during the self-sustaining operation. When charging is not completed, a predetermined pseudo current can be supplied by turning on the pseudo current control switch 53. Here, the case where the charging of the storage battery 12 is completed indicates a case where the storage battery 12 is charged with a power amount of a predetermined value or more. The control unit 25 may be configured to determine whether or not charging is completed through communication with the storage battery 12. When charging of the storage battery 12 is completed and the pseudo current control switch 53 is turned off during the self-sustaining operation, the pseudo current flowing through the current sensor 40 becomes zero, and unnecessary power generation by the power generator 33 can be stopped.

ここで、擬似電流値について説明する。本実施形態の電力制御システムにおける発電装置33は、定格電力値が700Wであり、その5%である35W程度は電力検出誤差があるものと考えられている。従って例えば発電装置33の制御目標電流値として順潮流電流35Wと設定することにより、発電装置33は、順潮流を維持しつつなるべく系統からの供給電力を減らし、発電装置33自身の発電で負荷への供給をまかなうように動作する。そして、順潮流電流検出値が出力電力換算で35W以下の場合には発電装置での発電量を減少させていき、最後は発電を停止する。   Here, the pseudo current value will be described. The power generation device 33 in the power control system of the present embodiment has a rated power value of 700 W, and it is considered that about 35 W, which is 5%, has a power detection error. Therefore, for example, by setting the forward power flow 35W as the control target current value of the power generation device 33, the power generation device 33 reduces the power supplied from the system as much as possible while maintaining the forward power flow, and the power generation device 33 itself generates power to the load. It works to cover the supply. When the forward current detection value is 35 W or less in terms of output power, the amount of power generated by the power generator is decreased, and finally power generation is stopped.

そこで、本実施形態においては、擬似電流制御スイッチ53をオンとすると、電流センサで検出される擬似電流の出力電力換算値が制御目標値である35Wに比べて大きい所定の擬似電流値となるようにした。これにより、発電装置33は電流センサによって制御目標値よりも大きな擬似電流を検出するため、より自己の発電量を増加させて検出される系統からの電力を減少させるように動作するため、定格運転に移行する。一方、擬似電流制御スイッチ53をオフとすると、電流センサによる擬似電流は常に制御目標値を下回るため、発電装置33は発電を停止する。   Therefore, in this embodiment, when the pseudo current control switch 53 is turned on, the output power conversion value of the pseudo current detected by the current sensor becomes a predetermined pseudo current value larger than the control target value of 35 W. I made it. As a result, since the power generation device 33 detects a pseudo current larger than the control target value by the current sensor, the power generation device 33 operates to reduce the power from the system detected by increasing its power generation amount. Migrate to On the other hand, when the pseudo-current control switch 53 is turned off, the pseudo-current generated by the current sensor is always below the control target value, so that the power generator 33 stops power generation.

図3は、電流センサ40と系統及び擬似出力系との接続を示す図である。リング状の電流センサ40は、中央部を系統又はインバータ21からの電力線60が貫き、擬似出力系からの擬似出力配線61が所定のターン数だけ巻回される。この擬似出力配線61を電流センサ40に多く巻きつけるほど、微小な擬似電流で、順潮流方向のより大きな電流を検出することができる。   FIG. 3 is a diagram illustrating a connection between the current sensor 40 and the system and the pseudo output system. The ring-shaped current sensor 40 has a central portion through which the power line 60 from the system or inverter 21 passes, and the pseudo output wiring 61 from the pseudo output system is wound by a predetermined number of turns. The more the pseudo output wiring 61 is wound around the current sensor 40, the larger the current in the forward power flow direction can be detected with a small pseudo current.

次に、擬似電流値の決定方法について説明する。本実施形態では、擬似電流制御スイッチ53をオンとすることにより制御目標値である35Wよりも大きい出力電力100W相当の擬似電流Iを発生させることを考える。発電装置の出力電圧は交流200Vであり、電流センサに巻回される擬似出力配線61のターン数を10とすると、擬似出力系で生成されるべき擬似電流Iは次の計算により求められる。   Next, a method for determining the pseudo current value will be described. In the present embodiment, it is considered that the pseudo current I corresponding to the output power 100 W larger than the control target value 35 W is generated by turning on the pseudo current control switch 53. The output voltage of the power generator is AC 200V, and assuming that the number of turns of the pseudo output wiring 61 wound around the current sensor is 10, the pseudo current I to be generated in the pseudo output system is obtained by the following calculation.

I=100/200/10=0.05[A] 式(1)   I = 100/200/10 = 0.05 [A] Formula (1)

次に上記Iを生成するための擬似電流負荷51の抵抗値Rの決定方法について説明する。図2に示すように、擬似出力系50に対しては、電圧線の一方と中性線とが接続され、交流100Vの電圧が提供される。従って、上記Iを生成するための抵抗値Rは次の計算により求められる。   Next, a method of determining the resistance value R of the pseudo current load 51 for generating I will be described. As shown in FIG. 2, for the pseudo output system 50, one of the voltage lines and the neutral line are connected to provide a voltage of AC 100V. Therefore, the resistance value R for generating I is obtained by the following calculation.

R=100/0.05=2.0×10[Ω] 式(2) R = 100 / 0.05 = 2.0 × 10 3 [Ω] Formula (2)

上記計算により求められた擬似電流値I及び抵抗値Rは一実施形態に過ぎず、式(1),(2)から明らかなように擬似出力配線61のターン数、電流センサに供給すべき擬似電流値(相当出力電力値)等に依存して様々なパラメータの選択が可能である。   The pseudo current value I and the resistance value R obtained by the above calculation are only one embodiment, and as is apparent from the equations (1) and (2), the number of turns of the pseudo output wiring 61 and the pseudo value to be supplied to the current sensor. Various parameters can be selected depending on the current value (equivalent output power value) or the like.

これ以降、本実施形態に係る電力制御システムにおける制御例を図面により詳述する。   Hereinafter, a control example in the power control system according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

図4は、連系運転時の電力制御システムの制御例を示す図である。この場合、パワーコンディショナ20の各スイッチは、連系運転スイッチ22、23がオン、自立運転スイッチ24がオフに制御される。また、充電スイッチ70がオフ、負荷追従スイッチがオンに制御される。更に、擬似出力系50の各スイッチは、同期スイッチ52はオフ、擬似電流制御スイッチ53は蓄電池12の充電量に応じてオン又はオフに制御される。   FIG. 4 is a diagram illustrating a control example of the power control system during the interconnected operation. In this case, each switch of the power conditioner 20 is controlled such that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned on and the independent operation switch 24 is turned off. Further, the charging switch 70 is controlled to be off and the load following switch is controlled to be on. Further, each switch of the pseudo output system 50 is controlled so that the synchronous switch 52 is turned off and the pseudo current control switch 53 is turned on or off according to the charge amount of the storage battery 12.

連系運転時には、太線矢印で示すように、系統より交流100V(あるいは200V)が供給されて、負荷32に給電される。パワーコンディショナ20は、蓄電池12の充電が完了していない場合、系統からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池12を充電する。また、パワーコンディショナ20は、太陽電池11の発電電力を交流電力に変換して系統に逆潮流したり、余剰電力を売電したりすることができる。また、パワーコンディショナ20は、系統からの電力及び分散電源(太陽電池11、蓄電池12)の電力を擬似出力系50に出力可能な構成を有するが、連系運転時には同期スイッチ52はオフであるため、電流センサ40への擬似電流の供給が行われない。電流センサ40には、系統から順潮流(買電方向の電流)が流れるため、発電装置33は発電を行い、分電盤31を経て負荷32に電力を供給する。   At the time of the interconnection operation, as indicated by a thick arrow, AC 100V (or 200V) is supplied from the system, and power is supplied to the load 32. When the charging of the storage battery 12 has not been completed, the power conditioner 20 charges the storage battery 12 by converting AC power from the system into DC power. In addition, the power conditioner 20 can convert the generated power of the solar cell 11 into AC power and reversely flow into the system, or sell surplus power. Further, the power conditioner 20 has a configuration capable of outputting power from the system and power from the distributed power source (solar battery 11 and storage battery 12) to the pseudo output system 50, but the synchronous switch 52 is off during the interconnection operation. Therefore, the pseudo current is not supplied to the current sensor 40. Since a forward flow (current in the power purchase direction) flows from the system to the current sensor 40, the power generation device 33 generates power and supplies power to the load 32 through the distribution board 31.

次に、図5〜8により自立運転時の電力制御システムの制御例を説明する。図5、図6において、蓄電池12の充電は完了していないものとする。この場合、パワーコンディショナ20の各スイッチは、連系運転スイッチ22、23がオフ、自立運転スイッチ24がオンに制御される。また、充電スイッチ70がオン、負荷追従スイッチがオフに制御される。更に、擬似出力系50の各スイッチは、同期スイッチ52及び擬似電流制御スイッチ53はオンに制御される。   Next, a control example of the power control system during the independent operation will be described with reference to FIGS. 5 and 6, it is assumed that charging of the storage battery 12 is not completed. In this case, each switch of the power conditioner 20 is controlled such that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off and the independent operation switch 24 is turned on. Further, the charging switch 70 is controlled to be on and the load following switch is controlled to be off. Further, in each switch of the pseudo output system 50, the synchronous switch 52 and the pseudo current control switch 53 are controlled to be on.

図5は、自立運転時の分散電源による電力供給を示す図である。自立運転時には、パワーコンディショナ20により、自立運転スイッチ24を介して分散電源(太陽電池11、蓄電池12)の電力が負荷32及び擬似出力系50に出力される。   FIG. 5 is a diagram illustrating power supply by the distributed power supply during the autonomous operation. During the independent operation, the power conditioner 20 outputs the power of the distributed power supply (solar battery 11 and storage battery 12) to the load 32 and the pseudo output system 50 via the autonomous operation switch 24.

図6は、自立運転時の擬似電流による発電装置33の発電を示す図である。図6に示す通り、自立運転時に発電装置33が発電を行う場合、発電装置33により擬似出力系50に電力が供給される。そして、擬似出力系50に供給された電力の一部は擬似電流として電流センサ40に供給される。このとき、電流センサ40は出力電力換算で100W相当の順潮流(買電方向の電流)を検出するため、発電装置33は定格運転での発電を実行する。分電盤31は、発電装置33が発電した電力を負荷32に供給するとともに、負荷32の消費電力を上回る余剰電力については、パワーコンディショナ20に供給する。余剰電力は、パワーコンディショナ20において、自立運転スイッチ24を経てインバータ21により直流電力に変換され、蓄電池12へと給電される。   FIG. 6 is a diagram illustrating the power generation of the power generation device 33 by the pseudo current during the autonomous operation. As illustrated in FIG. 6, when the power generation device 33 generates power during the self-sustaining operation, power is supplied to the pseudo output system 50 by the power generation device 33. A part of the electric power supplied to the pseudo output system 50 is supplied to the current sensor 40 as a pseudo current. At this time, since the current sensor 40 detects a forward current (current in the power purchase direction) equivalent to 100 W in terms of output power, the power generator 33 performs power generation in the rated operation. The distribution board 31 supplies the power generated by the power generation device 33 to the load 32 and supplies surplus power exceeding the power consumption of the load 32 to the power conditioner 20. The surplus power is converted into DC power by the inverter 21 through the self-sustained operation switch 24 in the power conditioner 20 and supplied to the storage battery 12.

図6において、充電スイッチ70をオンとしているため、発電装置33からの逆潮流の発電電力は、充電スイッチ70を有する第2の電力供給経路を流れることになる。そして負荷追従スイッチ71をオフとしているため、発電装置33からの逆潮流の発電電力が、電流センサ40と負荷追従スイッチ71とが設けられた第1の電力供給経路を流れることはない。従って電流センサ40で検出されるのは順潮流の擬似電流のみとなるため、発電装置33からの発電による逆潮流方向の電流を打ち消すような過大な擬似電流を発生させる必要が無く、擬似出力系50における消費電力を抑えることが可能となる。   In FIG. 6, since the charging switch 70 is turned on, the reverse flow power generated from the power generation device 33 flows through the second power supply path having the charging switch 70. Since the load follower switch 71 is turned off, the reverse flow power generated from the power generation device 33 does not flow through the first power supply path in which the current sensor 40 and the load follower switch 71 are provided. Therefore, since only the forward current pseudo-current is detected by the current sensor 40, it is not necessary to generate an excessive pseudo-current that cancels the current in the reverse power flow direction due to the power generation from the power generator 33, and the pseudo output system. The power consumption at 50 can be suppressed.

このように、本実施形態によれば、パワーコンディショナ20は、発電装置33と他の分散電源(太陽電池11、蓄電池12)とを系統から解列し、自立運転スイッチをオンした状態で、発電装置33又は他の分散電源からの電力を供給可能な擬似出力系50を有し、擬似出力系50からの出力により、電流センサ40に対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能である。これにより、複数の分散電源の間での効率的な運転制御を、分散電源側の汎用性を崩すことなく管理することが可能となる。より詳しくは、自立運転時に、電流センサ40に擬似電流を流すことによって、発電装置33に発電させることが可能となる。また、電流センサ40への擬似電流を利用して発電装置33の発電を制御するため、発電装置33自体に特別な変更を加える必要がなく、汎用の燃料電池システム及びガス発電システムが流用できるという利点がある。   Thus, according to the present embodiment, the power conditioner 20 disconnects the power generation device 33 and the other distributed power sources (solar battery 11 and storage battery 12) from the system, and the self-sustained operation switch is turned on. A pseudo output system 50 capable of supplying power from the power generation device 33 or another distributed power source is provided, and a pseudo current that is a current in the same direction as the forward current is supplied to the current sensor 40 by the output from the pseudo output system 50. It can be supplied. This makes it possible to manage efficient operation control among a plurality of distributed power sources without destroying the versatility on the distributed power source side. More specifically, it is possible to cause the power generation device 33 to generate power by flowing a pseudo current through the current sensor 40 during the self-sustaining operation. In addition, since the power generation of the power generation device 33 is controlled using the pseudo current to the current sensor 40, it is not necessary to make any special changes to the power generation device 33 itself, and a general-purpose fuel cell system and gas power generation system can be diverted. There are advantages.

また、本実施形態によれば、同期スイッチ52は、系統との解列/並列の切り替えと切り替えタイミングが同期するスイッチであって、解列時に擬似電流を流し、並列時に擬似電流を流さない。これにより、系統と解列している自立運転時に電流センサ40に擬似電流が流れる一方、系統と並列している連系運転時に電流センサ40に擬似電流が流れることはなく、誤って発電装置33からの逆潮流が発生することはない。   Further, according to the present embodiment, the synchronous switch 52 is a switch that synchronizes the switching / parallel switching with the system and the switching timing, and allows a pseudo current to flow at the time of disconnection and does not flow a pseudo current at the time of parallel. As a result, a pseudo current flows through the current sensor 40 during the independent operation disconnected from the grid, while a pseudo current does not flow through the current sensor 40 during the grid running in parallel with the grid. There will be no reverse power flow from.

また、本実施形態によれば、自立運転スイッチ24は、連系運転時にオフになり分散電源による自立運転時にオンになり、発電装置33と他の分散電源(太陽電池11、蓄電池12)との間に配される。これにより、自立運転時に、自立運転スイッチ24を通じて、発電装置33が発電する電力を他の分散電源側に供給することが可能となる。   In addition, according to the present embodiment, the self-sustained operation switch 24 is turned off at the time of the grid operation and turned on at the time of the self-sustained operation by the distributed power source, and the power generation device 33 and the other distributed power sources (the solar battery 11 and the storage battery 12) are connected. Arranged between. As a result, the power generated by the power generation device 33 can be supplied to the other distributed power source through the self-sustained operation switch 24 during the self-sustaining operation.

また、蓄電池12は、自立運転スイッチ24がオンされているときに発電装置33からの電力を充電可能である。これにより、自立運転時に、発電装置33が発電する電力であって、例えば、負荷32の消費電力を上回る余剰電力を蓄電池12に蓄電することが可能となる。   The storage battery 12 can be charged with electric power from the power generation device 33 when the self-sustaining operation switch 24 is turned on. Thereby, it is possible to store in the storage battery 12 surplus power that is generated by the power generation device 33 during the self-sustained operation and exceeds the power consumption of the load 32, for example.

また、本実施形態によれば、充電スイッチ70をオンとして、負荷追従スイッチ71をオフとすることにより、発電装置33からの逆潮流の発電電力は、第2の電力供給経路を流れ、電流センサ40を配置した第1の電力供給経路を流れることはない。従って電流センサ40で検出されるのは順潮流の擬似電流のみとなるため、発電装置33からの発電による逆潮流方向の電流を打ち消すような過大な擬似電流を発生させる必要が無く、擬似出力系50における消費電力を抑えることが可能となる。   Further, according to the present embodiment, by turning on the charging switch 70 and turning off the load following switch 71, the reverse flow power generated from the power generation device 33 flows through the second power supply path, and the current sensor The first power supply path in which 40 is disposed does not flow. Therefore, since only the forward current pseudo-current is detected by the current sensor 40, it is not necessary to generate an excessive pseudo-current that cancels the current in the reverse power flow direction due to the power generation from the power generator 33, and the pseudo output system. The power consumption at 50 can be suppressed.

図7、8は、自立運転時において、蓄電池12の充電完了時の電力制御システムの制御例を示す図である。図7は、発電装置33を定格運転から負荷追従運転に切り替えるための切り替えモードの状態を示し、図8は、発電装置33が負荷追従運転に切り替わった後の状態を示す。すなわち、パワーコンディショナ20は、蓄電池12が充電完了したことを検知すると、図7に示す切り替えモードに切り替えた後に、更に図8に示す負荷追従運転に切り替える。   7 and 8 are diagrams illustrating a control example of the power control system when the charging of the storage battery 12 is completed during the autonomous operation. FIG. 7 shows a state of the switching mode for switching the power generation device 33 from the rated operation to the load following operation, and FIG. 8 shows a state after the power generation device 33 is switched to the load following operation. That is, when detecting that the storage battery 12 has been fully charged, the power conditioner 20 further switches to the load following operation illustrated in FIG. 8 after switching to the switching mode illustrated in FIG. 7.

図7において、パワーコンディショナ20の各スイッチは、図6に示す定格運転と同様に、連系運転スイッチ22、23がオフ、自立運転スイッチ24がオンに制御され、擬似出力系の各スイッチについても、同期スイッチ52及び擬似電流制御スイッチ53はオンに制御される。また、充電スイッチ70もオンを維持する一方、負荷追従スイッチ71のみがオフからオンへと切り替えられる。   In FIG. 7, each switch of the power conditioner 20 is controlled so that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off and the independent operation switch 24 is turned on, as in the rated operation shown in FIG. In addition, the synchronous switch 52 and the pseudo current control switch 53 are controlled to be turned on. Further, the charge switch 70 is also kept on, while only the load following switch 71 is switched from off to on.

この切り替えモードへの切り替えにより、擬似電流は電流センサ40に供給し続けられるため、発電装置33は発電を停止させることがない。また、負荷追従スイッチ71を新たにオン状態とすることにより、第1の電力供給経路にも電力供給が可能となる。これにより、この後負荷追従運転に移行し、充電スイッチ70がオフされ、負荷追従スイッチ71をオン状態に維持したときに第1の電力供給経路にも速やかに順潮流の電力が供給され、負荷追従運転にスムーズに移行することが可能となる。   By switching to this switching mode, the pseudo-current is continuously supplied to the current sensor 40, so the power generation device 33 does not stop power generation. In addition, by newly turning on the load following switch 71, it is possible to supply power to the first power supply path. Thus, after that, the operation shifts to the load following operation, the charging switch 70 is turned off, and when the load following switch 71 is maintained in the on state, the forward power is quickly supplied also to the first power supply path. It becomes possible to smoothly shift to the follow-up operation.

図8は、発電装置33が負荷追従運転に切り替わった後の状態を示す。パワーコンディショナ20の各スイッチは、連系運転スイッチ22、23がオフ、自立運転スイッチ24がオンに制御され、擬似出力系の各スイッチについては、同期スイッチ52はオンのままである一方、擬似電流制御スイッチ53はオフに制御される。また、負荷追従スイッチ71がオンを維持する一方、充電スイッチ70はオンからオフへと切り替えられる。   FIG. 8 shows a state after the power generation device 33 is switched to the load following operation. Each switch of the inverter 20 is controlled so that the interconnection operation switches 22 and 23 are turned off and the independent operation switch 24 is turned on. For each switch of the pseudo output system, the synchronous switch 52 remains on, The current control switch 53 is controlled to be turned off. Further, the load following switch 71 is kept on, while the charging switch 70 is switched from on to off.

図8において、擬似電流制御スイッチ53はオフに制御されるため、もはや擬似電流が電流センサ40に流れることはない。しかし充電スイッチ70がオフされ、負荷追従スイッチ71がオンされているため、蓄電池等の他の分散電源からの順潮流が第1の電力供給経路を流れて電流センサ40で検出される。発電装置33はこの電流センサ40での検出電流を出力電力換算で例えば35W程度に維持しようと自らの発電電力を制御し、負荷追従運転となる。   In FIG. 8, since the pseudo current control switch 53 is controlled to be off, the pseudo current no longer flows to the current sensor 40. However, since the charging switch 70 is turned off and the load following switch 71 is turned on, the forward flow from another distributed power source such as a storage battery flows through the first power supply path and is detected by the current sensor 40. The power generation device 33 controls its own generated power so as to maintain the detected current of the current sensor 40 at, for example, about 35 W in terms of output power, and performs load following operation.

図8のような負荷追従運転に移行後、例えば太陽電池11からの電力の供給が無く、蓄電池12から順潮流が供給されていた場合、蓄電池12における蓄電量が徐々に減少していく。蓄電池12における蓄電量がある閾値を下回ると、制御部25は、図9の後半に示す手順により、発電装置33を負荷追従運転から定格運転へと再度切り替えを行う。   After the shift to the load following operation as shown in FIG. 8, for example, when no power is supplied from the solar battery 11 and a forward power flow is supplied from the storage battery 12, the amount of power stored in the storage battery 12 gradually decreases. When the amount of power stored in the storage battery 12 falls below a certain threshold, the control unit 25 switches the power generation device 33 again from the load following operation to the rated operation according to the procedure shown in the second half of FIG.

まず制御部25は、図8に示す発電装置33が負荷追従運転をしている状態から、図9の切り替えモードへの切り替えを行う。すなわち、負荷追従スイッチ71のオン状態を維持する一方、充電スイッチ70及び擬似電流制御スイッチ53がオフからオンへと切り替えられる。このとき、電流センサ40には、まだ順潮流検出が維持されるので、発電装置33は発電を継続する。次に制御部25は、切り替えモードから定格運転への切り替えを行う。すなわち、充電スイッチ70及び擬似電流制御スイッチ53をオンに維持したまま、負荷追従スイッチ71をオンからオフへと切り替える。   First, the control unit 25 performs switching from the state where the power generation device 33 illustrated in FIG. 8 is performing the load following operation to the switching mode illustrated in FIG. 9. That is, while the load tracking switch 71 is kept on, the charging switch 70 and the pseudo current control switch 53 are switched from off to on. At this time, since the forward flow detection is still maintained in the current sensor 40, the power generator 33 continues to generate power. Next, the control unit 25 performs switching from the switching mode to the rated operation. That is, the load follow switch 71 is switched from on to off while the charge switch 70 and the pseudo current control switch 53 are kept on.

このように負荷追従運転から定格運転へと切り替える際にも切り替えモードを経由することにより、発電装置33が停止することがなく、スムーズな移行が可能となる。   Thus, even when switching from the load following operation to the rated operation, by passing through the switching mode, the power generation apparatus 33 does not stop and a smooth transition is possible.

以上のように、本実施形態によれば、自立運転時において、発電装置33の電力を蓄電池12に充電するための定格運転から、発電装置33の電力を主として負荷に供給するための負荷追従運転に移行させる場合に、切り替えモードを経由させることにより発電装置33の発電が途中で停止することが無い。従って発電装置33から負荷に対して連続して電力の供給を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, the load following operation for mainly supplying the power of the power generation device 33 to the load from the rated operation for charging the power of the power generation device 33 to the storage battery 12 during the independent operation. When shifting to, power generation of the power generation device 33 does not stop halfway through the switching mode. Therefore, power can be continuously supplied from the power generation device 33 to the load.

本発明を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段又はステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes or modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations or modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each member, each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined into one or divided. Is possible.

11 太陽電池
12 蓄電池
20 パワーコンディショナ(電力制御装置)
21 インバータ
22、23 連系運転スイッチ
24 自立運転スイッチ
25 制御部
31 分電盤
32 負荷
33 発電装置
40 電流センサ
50 擬似出力系(擬似電流供給部)
51 擬似電流負荷
52 同期スイッチ
53 擬似電流制御スイッチ
60 電力線
61 擬似出力配線
70 充電スイッチ(第2スイッチ)
71 負荷追従スイッチ(第1スイッチ)
11 Solar cell 12 Storage battery 20 Power conditioner (power control device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Inverter 22, 23 Interconnection operation switch 24 Self-supporting operation switch 25 Control part 31 Distribution board 32 Load 33 Electric power generation apparatus 40 Current sensor 50 Pseudo output system (pseudo-current supply part)
51 Pseudo Current Load 52 Synchronous Switch 53 Pseudo Current Control Switch 60 Power Line 61 Pseudo Output Wiring 70 Charging Switch (Second Switch)
71 Load following switch (first switch)

Claims (7)

電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置を用いた電力制御を行う電力制御装置であって、
前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能な擬似電流供給部を備え、
前記擬似電流供給部からの配線は、前記擬似電流が前記電流センサによって検出電流として検出されるように該電流センサを通ることを特徴とする電力制御装置。
A power control device that performs power control using a power generation device that generates power while the current sensor detects a forward power flow,
A pseudo-current supply unit capable of supplying a pseudo-current that is a current in the same direction as the forward current to the current sensor;
The power control apparatus according to claim 1, wherein the wiring from the pseudo current supply unit passes through the current sensor so that the pseudo current is detected as a detection current by the current sensor.
前記電流センサが位置する電力供給経路を更に備え、
前記電力供給経路は、前記発電装置と他の分散電源との間に設けられている、請求項1に記載の電力制御装置。
A power supply path in which the current sensor is located;
The power control apparatus according to claim 1, wherein the power supply path is provided between the power generation apparatus and another distributed power source.
前記擬似電流のオン/オフを切り替える為の擬似電流制御スイッチの切り替え制御を行うための制御部を更に備える、請求項1または2に記載の電力制御装置。   The power control apparatus according to claim 1, further comprising a control unit for performing switching control of a pseudo current control switch for switching on / off of the pseudo current. 前記制御部は、前記擬似電流制御スイッチをオン状態とする定格運転と、前記擬似電流制御スイッチをオフ状態とする負荷追従運転との切り替え制御を行う、請求項3に記載の電力制御装置。   The power control device according to claim 3, wherein the control unit performs switching control between a rated operation in which the pseudo current control switch is turned on and a load following operation in which the pseudo current control switch is turned off. 前記擬似電流制御スイッチと直列に接続される同期スイッチを更に備え、該同期スイッチは連系運転時にはオフ状態となり、自立運転時にオン状態となる、請求項3又は4に記載の電力制御装置。   5. The power control device according to claim 3, further comprising a synchronous switch connected in series with the pseudo-current control switch, wherein the synchronous switch is in an off state during a connected operation and is in an on state during a self-sustaining operation. 電力制御装置と、電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置を有する電力制御システムであって、
前記電力制御装置は、前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給可能な擬似電流供給部を備え、
前記擬似電流供給部からの配線は、前記擬似電流が前記電流センサによって検出電流として検出されるように該電流センサを通ることを特徴とする電力制御システム。
A power control system having a power control device and a power generation device that generates power while the current sensor detects a forward power flow,
The power control device includes a pseudo-current supply unit capable of supplying a pseudo-current that is a current in the same direction as a forward power flow to the current sensor,
The power control system according to claim 1, wherein the wiring from the pseudo-current supply unit passes through the current sensor so that the pseudo-current is detected as a detection current by the current sensor.
電流センサが順潮流を検出する間発電を行う発電装置を有する電力制御システムの制御方法であって、
前記電流センサに対して順潮流と同方向の電流である擬似電流を供給するステップを有し、
前記擬似電流を供給する擬似電流供給部からの配線は、前記擬似電流が前記電流センサによって検出電流として検出されるように該電流センサを通ることを特徴とする電力制御システムの制御方法。
A control method for a power control system having a power generation device that generates power while a current sensor detects a forward power flow,
Supplying a pseudo-current that is a current in the same direction as a forward current to the current sensor;
A control method for a power control system, wherein a wiring from a pseudo current supply unit that supplies the pseudo current passes through the current sensor so that the pseudo current is detected as a detection current by the current sensor.
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