JP6652903B2 - Distributed power system - Google Patents
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Description
本発明は、再生可能エネルギーに由来する電力を負荷装置に供給することと該電力を系統に逆潮流させることが可能な発電装置と、電力貯蔵装置に蓄えられた電力を自立運転により該負荷装置に供給することが可能な電力変換装置とを備えた分散型電源システムに関する。 The present invention relates to a power generation device capable of supplying power derived from renewable energy to a load device and allowing the power to flow backward to a power system, and a power device that stores power stored in a power storage device by an independent operation. And a power conversion device capable of supplying power to the power supply.
太陽光等の再生可能エネルギーに由来する電力を負荷装置に供給すること、および電力貯蔵装置に蓄えられた電力を自立運転により該負荷装置に供給することが可能な分散型の発電装置は、災害等により電力系統に異常が発生した場合に極めて有用である。このため、近年では、普及が進んだ太陽光発電装置と、電気自動車を大容量蓄電池として利用する、安価で自立運転可能な電力変換装置とを併用したV2H(Vehicle To Home)システムによる分散型電源システムも利用されている。この分散型電源システムによれば、電力系統に異常が発生したときに、より確実に家庭の電気系統に接続された負荷装置に必要な電力を供給することができる。 A distributed power generation device that can supply power derived from renewable energy such as sunlight to a load device, and can supply power stored in a power storage device to the load device by self-sustaining operation is a disaster. This is extremely useful when an abnormality occurs in the power system due to factors such as the above. For this reason, in recent years, a distributed power source using a V2H (Vehicle To Home) system that combines a photovoltaic power generation device that has become popular and an inexpensive and self-sustainable power conversion device that uses an electric vehicle as a large capacity storage battery. The system is also used. According to this distributed power supply system, when an abnormality occurs in the power system, the required power can be more reliably supplied to the load device connected to the home electric system.
従来の分散型電源システムの一例として、特許文献1に記載された分散型電源システムを図7に示す。同図に示すように、従来の分散型電源システム40は、一端が電力系統1に接続される切替部47と、切替部47の他端に接続されたパワーコンディショナ42および太陽光発電部41からなる太陽光発電装置43と、同じく切替部47の他端に接続されたパワーコンディショナ45および電力貯蔵部44からなる電力貯蔵装置46とを備えている。負荷装置2は、太陽光発電装置43および電力貯蔵装置46と同様、切替部47の他端に接続される。
As an example of a conventional distributed power supply system, a distributed power supply system described in
電力貯蔵装置46が連系運転モードで動作するとき、切替部47のスイッチ48は閉状態にされる。一方、電力貯蔵装置46が自立運転モードで動作するとき、系統連系規程により禁止されている単独運転を防止するため、スイッチ48は開状態にされる。このとき、負荷装置2が必要とする電力(以下、「負荷電力」という)は、太陽光発電装置43の発電電力および電力貯蔵装置46に蓄えられていた電力の少なくとも一方によって賄われる。
When the
上記の通り、従来の分散型電源システム40では、電力貯蔵装置46が自立運転モードで動作するときにスイッチ48が開状態にされる。このため、従来の分散型電源システム40では、自立運転によって負荷装置2に電力を供給しながら、太陽光発電装置43の発電電力を売電(電力系統1に供給)することはできなかった。
As described above, in the conventional distributed
なお、太陽光発電装置43を切替部47の電力系統1側の一端に接続すれば、上記の問題は解消する。しかしながら、このような構成を採用すると、系統異常時には太陽光発電装置43の電力が供給できなくなるので、電力貯蔵装置46の自立運転による負荷装置2への電力供給と、太陽光発電装置43の発電による負荷装置2への電力供給とを併用することができなくなる。
In addition, if the photovoltaic
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、電力貯蔵装置を自立運転させながら、再生可能エネルギーに由来する発電装置の発電電力を有効に利用することができる分散型電源システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to effectively use the power generated by a power generation device derived from renewable energy while operating a power storage device independently. An object of the present invention is to provide a distributed power supply system.
上記課題を解決するために、本発明に係る分散型電源システムは、再生可能エネルギーに由来する電力を負荷装置に供給し得る発電装置と、電力貯蔵装置に蓄えられた電力を自立運転により負荷装置に供給し得る電力変換装置とを備えた分散型電源システムであって、電力系統および負荷装置に接続され得るように構成された、発電装置および電力変換装置に接続された切替部と、少なくとも切替部を制御する制御部とをさらに備え、切替部は、電力系統と電力変換装置および負荷装置との接続状態を切り替える第1スイッチと、電力系統と発電装置との接続状態を切り替える第2スイッチと、発電装置と電力変換装置および負荷装置との接続状態を切り替える第3スイッチとを含み、制御部は、(1)電力系統に異常が発生しておらず、かつ電力変換装置が自立運転を行っているときに、第1スイッチおよび第3スイッチを開状態にするとともに、第2スイッチを閉状態にし、(2)電力系統に異常が発生しており、かつ電力変換装置が自立運転を行っているときに、第1スイッチおよび第2スイッチを開状態にするとともに、第3スイッチを閉状態にすることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a distributed power supply system according to the present invention includes a power generation device that can supply power derived from renewable energy to a load device, and a load device that uses power stored in a power storage device by an independent operation. A power supply device that can be supplied to the power supply device and a switching unit connected to the power generation device and the power conversion device, the switching unit being configured to be connected to a power system and a load device; and A switching unit that switches a connection state between the power system and the power conversion device and the load device, and a second switch that switches a connection state between the power system and the power generation device. And a third switch for switching a connection state between the power generation device, the power conversion device, and the load device, and the control unit (1) determines whether an abnormality has occurred in the power system. When the power conversion device is performing the self-sustaining operation, the first switch and the third switch are opened and the second switch is closed, and (2) an abnormality has occurred in the power system and the power The first switch and the second switch are set to the open state and the third switch is set to the closed state when the converter is performing the self-sustaining operation.
この構成では、電力系統に異常が発生しておらず、かつ電力変換装置が自立運転を行っているときに、第1スイッチおよび第3スイッチが開状態になるとともに、第2スイッチが閉状態になる。これにより、自立運転による電力を負荷装置に供給すること、および第2スイッチを介して発電電力を売電することが可能になる。なお、第1スイッチが開状態になるので、自立運転による電力が電力系統に逆潮流することはない。 With this configuration, when no abnormality has occurred in the power system and the power conversion device is performing an independent operation, the first switch and the third switch are opened and the second switch is closed. Become. Thereby, it becomes possible to supply the electric power by the independent operation to the load device and to sell the generated electric power through the second switch. In addition, since the first switch is in the open state, the power by the independent operation does not flow backward to the power system.
また、この構成では、電力系統に異常が発生しており、かつ電力変換装置が自立運転を行っているときに、第1スイッチおよび第2スイッチが開状態になるとともに、第3スイッチが閉状態になる。これにより、発電電力および自立運転による電力の両方を負荷装置に供給することが可能になる。なお、第1スイッチが開状態になるので、自立運転による電力が電力系統に逆潮流することはない。 Further, in this configuration, when an abnormality has occurred in the power system and the power conversion device is performing an independent operation, the first switch and the second switch are in the open state, and the third switch is in the closed state. become. This makes it possible to supply both the generated power and the power from the self-sustaining operation to the load device. In addition, since the first switch is in the open state, the power by the independent operation does not flow backward to the power system.
上記分散型電源システムの電力変換装置は、系統側入出力端および貯蔵側入出力端を有する双方向電力変換部を含み、双方向電力変換部が、系統側入出力端において第1スイッチおよび第3スイッチに接続され、かつ貯蔵側入出力端において電力貯蔵装置に接続されている、との構成をとり得る。 The power converter of the distributed power supply system includes a bidirectional power converter having a system-side input / output terminal and a storage-side input / output terminal, and the bidirectional power converter includes a first switch and a second switch at the system-side input / output terminal. 3 and connected to a power storage device at a storage-side input / output terminal.
この場合、制御部は、電力変換装置に内蔵され、双方向電力変換部の電力変換動作を制御してもよい。 In this case, the control unit may be built in the power converter and control the power conversion operation of the bidirectional power converter.
上記分散型電源システムの電力変換装置は、第1入力端および第1出力端を有する第1電力変換部と、第2入力端および第2出力端を有する第2電力変換部とを含み、第1電力変換部が、第1入力端において第1スイッチに接続され、かつ第1出力端において電力貯蔵装置に接続され、第2電力変換部が、第2入力端において電力貯蔵装置に接続され、かつ第2出力端におい第3スイッチに接続され、第1電力変換部の第1入力端への逆潮流を検出する電流検出器を有する、との構成もとり得る。 The power converter of the distributed power supply system includes a first power converter having a first input terminal and a first output terminal, and a second power converter having a second input terminal and a second output terminal. A first power converter is connected to the first switch at a first input end, and connected to a power storage device at a first output end; a second power conversion portion is connected to the power storage device at a second input end; And a current detector connected to the third switch at the second output terminal and detecting a reverse power flow to the first input terminal of the first power converter.
この場合、制御部は、電力変換装置に内蔵され、第1電力変換部および第2電力変換部の電力変換動作を制御してもよい。 In this case, the control unit may be built in the power conversion device and control the power conversion operation of the first power conversion unit and the second power conversion unit.
例えば、制御部は、電力系統に異常が発生し、電力変換装置の第2電力変換部が自立運転出力を行い、かつ電力変換装置の第1電力変換部が電力貯蔵装置の充電を行っていないときに、第2電力変換部の出力電圧が予め定められた範囲内に収まるように当該第2電力変換部の出力電流を増減させるよう構成されていることが好ましい。この構成によれば、発電装置の発電電力を優先的に利用することにより、電力貯蔵装置に蓄えられた電力の消耗を極力抑えつつ、負荷装置に必要な電力を供給することができる。 For example, the control unit is configured such that an abnormality occurs in the power system, the second power conversion unit of the power conversion device performs an independent operation output, and the first power conversion unit of the power conversion device does not charge the power storage device. At this time, it is preferable that the output current of the second power conversion unit is increased or decreased so that the output voltage of the second power conversion unit falls within a predetermined range. According to this configuration, by preferentially using the power generated by the power generation device, it is possible to supply necessary power to the load device while minimizing consumption of the power stored in the power storage device.
また、制御部は、電力系統に異常が発生し、電力変換装置の第2電力変換部が自立運転出力を行い、電力変換装置の第1電力変換部が電力貯蔵装置の充電を行い、かつ第1電力変換部への逆潮流が発生しているときに、第2電力変換部の出力電圧が予め定められた範囲内に収まるように第1電力変換部の出力電流を増減させることが好ましい。この構成によれば、発電装置の発電電力の余剰分を有効に利用することができる。 Further, the control unit is configured such that when an abnormality occurs in the power system, the second power conversion unit of the power conversion device performs an independent operation output, the first power conversion unit of the power conversion device charges the power storage device, and It is preferable to increase or decrease the output current of the first power converter so that the output voltage of the second power converter falls within a predetermined range when the reverse power flow to the one power converter is occurring. According to this configuration, the surplus of the generated power of the power generation device can be effectively used.
なお、上記分散型電源システムでは、発電装置および電力貯蔵装置の種別は限定されないが、一例を挙げるとすると、発電装置は太陽光発電装置であり、電力貯蔵装置は大容量蓄電池を有する電気自動車である。 In the distributed power supply system, the types of the power generation device and the power storage device are not limited, but to give an example, the power generation device is a solar power generation device, and the power storage device is an electric vehicle having a large-capacity storage battery. is there.
本発明によれば、電力貯蔵装置を自立運転させながら、再生可能エネルギーに由来する発電装置の発電電力を有効に利用することができる分散型電源システムを提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a distributed power supply system that can effectively use generated power of a power generation device derived from renewable energy while operating a power storage device independently.
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る分散型電源システムの実施例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the distributed power supply system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第1実施例]
図1に、本発明の第1実施例に係る分散型電源システム10を示す。同図に示すように、分散型電源システム10は、再生可能エネルギーに由来する発電電力を負荷装置2に供給し得る発電装置11と、電力貯蔵装置12に蓄えられた電力を自立運転により負荷装置2に供給し得る電力変換装置13と、これらに接続された切替部16とを備えている。切替部16は、使用時に、電力系統1および負荷装置2に接続される。なお、切替部16は、不図示の分電盤を介して負荷装置2としての複数の電気機器等に接続されてもよい。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a distributed
発電装置11は、太陽光から生成した発電電力を出力する太陽光発電装置である。発電装置11は、パワーコンディショナを含んでおり、電力系統1に連系して動作する。具体的には、発電装置11は、出力端11aの電圧に基づいて電力系統1に異常が発生しているか否かを判断する。そして、発電装置11は、電力系統1に異常が発生していないと判断した場合に限り、電力系統1に連系して発電電力を出力する。
The
電力貯蔵装置12は、大容量蓄電池を有する電気自動車である。外部に給電可能な装置であれば、電気自動車のほか、プラグインハイブリッド車等でもよい。
The
電力変換装置13は、双方向電力変換部14と制御部15とを含んでいる。双方向電力変換部14は、切替部16に接続された系統側入出力端と、電力貯蔵装置12に接続された貯蔵側入出力端とを有している。双方向電力変換部14は、制御部15の制御下で、系統側入出力端から入力された交流電力を直流電力に変換して貯蔵側入出力端から出力するAC/DC変換と、貯蔵側入出力端から入力された直流電力を交流電力に変換して系統側入出力端から出力するDC/AC変換とを行う。
The
制御部15は、電力貯蔵装置12を充電させるときに、双方向電力変換部14にAC/DC変換を行わせる。また、制御部15は、電力変換装置13に自立運転を行わせるときに、双方向電力変換部14にDC/AC変換を行わせる。なお、制御部15は、電力変換装置13から独立していてもよい。
When charging the
切替部16は、3つのスイッチを含んでいる。より詳しくは、切替部16は、電力系統1と電力変換装置13および負荷装置2との接続状態を切り替える第1スイッチ17と、電力系統1と発電装置11との接続状態を切り替える第2スイッチ18と、発電装置11と電力変換装置13および負荷装置2との接続状態を切り替える第3スイッチ19とを含んでいる。各スイッチ17,18,19は、制御部15の制御下で開状態または閉状態をとる。
The switching
続いて、図2を参照しながら、第1実施例に係る分散型電源システム10の動作について説明する。なお、図2では、一部の構成要素の図示が省略されている。
Subsequently, the operation of the distributed
図2(A)に示すように、電力系統1が正常であり、かつ双方向電力変換部14がDC/AC変換を行わない場合(電力変換装置13が自立運転を行わない場合)、制御部15は、第1スイッチ17および第2スイッチ18を閉状態にするとともに、第3スイッチ19を開状態にする。この場合、発電装置11は電力系統1に系統連系し、発電電力は、第2スイッチ18および第1スイッチ17を介して負荷装置2に供給される。また、発電電力の余剰分は、電力系統1に逆潮流し売電される。さらに、双方向電力変換部14にAC/DC変換を行わせれば、発電電力を利用して電力貯蔵装置12を充電することもできる。なお、負荷装置2への電力供給および電力貯蔵装置12の充電には、電力系統1から供給される電力を利用することもできる。
As shown in FIG. 2A, when
図2(B)に示すように、電力系統1が正常であり、かつ双方向電力変換部14がDC/AC変換を行う場合(電力変換装置13が自立運転を行う場合)、制御部15は、第1スイッチ17および第3スイッチ19を開状態にするとともに、第2スイッチ18を閉状態にする。この場合、発電装置11の発電電力は、第2スイッチ18を介して全量売電される。また、自立運転による電力は、負荷装置2に供給される。なお、このとき、双方向電力変換部14(電力変換装置13)は、電力系統1から切り離されている。したがって、双方向電力変換部14(電力変換装置13)は、系統連系機能を有していなくてもよい。
As shown in FIG. 2B, when the
図2(C)に示すように、電力系統1に停電等の異常が発生しており、かつ双方向電力変換部14がDC/AC変換を行う場合(電力変換装置13が自立運転を行う場合)、制御部15は、第1スイッチ17および第2スイッチ18を開状態にするとともに、第3スイッチ19を閉状態にする。この場合、負荷装置2には、自立運転による電力が供給される。この結果、発電装置11の出力端11aに電力系統1の電圧に相当する電圧が生じる。そして、発電装置11は、電力系統1に異常が生じていない場合と同様に、発電電力を出力する。発電電力は、自立運転による電力とともに負荷装置2に供給される。さらに、発電電力が負荷電力を上回るときは、双方向電力変換部14にDC/AC変換の逆変換を行わせて余剰分を電力貯蔵装置12に充電することもできる。なお、このときも、双方向電力変換部14(電力変換装置13)は、電力系統1から切り離されている。したがって、双方向電力変換部14(電力変換装置13)は、系統連系機能を有していなくてもよい。なお、双方向電力変換部14のDC/AC変換およびその逆変換は、双方向電力変換部14が出力電圧を監視し自動で行ってもよい。
As illustrated in FIG. 2C, when an abnormality such as a power failure occurs in the
このように、本実施例に係る分散型電源システム10によれば、電力変換装置13が自立運転を行って電力貯蔵装置12に蓄えられた電力を負荷装置2に供給しているときに、発電装置11の発電電力を無駄なく有効に活用することができる。
As described above, according to the distributed
[第2実施例]
図3に、本発明の第2実施例に係る分散型電源システム20を示す。同図に示すように、分散型電源システム20は、発電装置11と同等の発電装置21と、電力変換装置13と同等の電力変換装置23と、これらに接続された切替部27とを備えている。切替部27は、使用時に、電力系統1および負荷装置2に接続される。なお、切替部27は、不図示の分電盤を介して負荷装置2としての複数の電気機器等に接続されてもよい。
[Second embodiment]
FIG. 3 shows a distributed
電力変換装置23は、第1電力変換部24と、第2電力変換部25と、制御部26とを含んでいる。第1電力変換部24は、切替部27に接続された第1入力端と、電力貯蔵装置22に接続された第1出力端とを有している。第1電力変換部24は、制御部26の制御下で、第1入力端から入力された交流電力を直流電力に変換して第1出力端から出力するAC/DC変換を行う。また、第2電力変換部25は、電力貯蔵装置22に接続された第2入力端と、切替部27に接続された第2出力端とを有している。第2電力変換部25は、制御部26の制御下で、第2入力端から入力された直流電力を交流電力に変換して第2出力端から出力するDC/AC変換を行う。第2出力端の電圧(以下、「出力電圧」という)および第2出力端から出力される電流(以下、「出力電流」という)は、制御部26によって監視されている。
The
制御部26は、電力貯蔵装置22を充電させるときに、第1電力変換部24にAC/DC変換を行わせる。また、制御部26は、電力変換装置23に自立運転を行わせるときに、第2電力変換部25にDC/AC変換を行わせる。なお、制御部26は、電力変換装置23から独立していてもよい。
The
切替部27は、3つのスイッチを含んでいる。より詳しくは、切替部27は、電力系統1と電力変換装置23および負荷装置2との接続状態を切り替える第1スイッチ28と、電力系統1と発電装置21との接続状態を切り替える第2スイッチ29と、発電装置21と電力変換装置23および負荷装置2との接続状態を切り替える第3スイッチ30とを含んでいる。各スイッチ28,29,30は、制御部26の制御下で開状態または閉状態をとる。
The switching
切替部27は、第1電力変換部24の第1入力端と第2電力変換部25の第2出力端とを接続する接続配線31と、接続配線31上に設けられた電流検出器32とをさらに含んでいる。電流検出器32は、接続配線31を流れる電流を検出し、検出の結果を電力変換装置23の制御部26に送る。
The switching
続いて、図4および図5を参照しながら、第2実施例に係る分散型電源システム20の動作について説明する。なお、図4および図5では、一部の構成要素の図示が省略されている。
Subsequently, an operation of the distributed
図4(A)に示すように、電力系統1が正常であり、かつ第2電力変換部25がDC/AC変換を行わない場合(電力変換装置23が自立運転を行わない場合)、制御部26は、第1スイッチ28および第2スイッチ29を閉状態にするとともに、第3スイッチ30を開状態にする。この場合、発電装置21の発電電力は、第2スイッチ29および第1スイッチ28を介して負荷装置2に供給される。また、発電電力の余剰分は、売電される。さらに、第1電力変換部24にAC/DC変換を行わせれば、発電電力を利用して電力貯蔵装置22を充電することもできる。なお、負荷装置2への電力供給および電力貯蔵装置22の充電には、電力系統1から供給される電力を利用することもできる。
As shown in FIG. 4A, when
図4(B)に示すように、電力系統1が正常であり、かつ第2電力変換部25がDC/AC変換を行う場合(電力変換装置23が自立運転を行う場合)、制御部26は、第1スイッチ28および第3スイッチ30を開状態にするとともに、第2スイッチ29を閉状態にする。この場合、発電装置21の発電電力は、第2スイッチ29を介して全量売電される。また、自立運転による電力は、負荷装置2に供給される。なお、このとき、第2電力変換部25(電力変換装置23)は、電力系統1から切り離されている。したがって、第2電力変換部25(電力変換装置23)は、系統連系機能を有していなくてもよい。
As shown in FIG. 4B, when the
図5(A),(B)に示すように、電力系統1に停電等の異常が発生しており、かつ第2電力変換部25がDC/AC変換を行う場合(電力変換装置23が自立運転を行う場合)、制御部26は、第1スイッチ28および第2スイッチ29を開状態にするとともに、第3スイッチ30を閉状態にする。上記の場合のうち、負荷電力が発電電力を上回る場合は、発電電力および自立運転による電力の両方が負荷装置2に供給される(図5(A)参照)。一方、上記の場合のうち、負荷電力が発電電力を下回る場合は、負荷電力の全てが発電電力によって賄われる。そして、発電電力の余剰分は、第1電力変換部24を介して電力貯蔵装置22に供給される(図5(B)参照)。すなわち、発電電力の余剰分は、電力貯蔵装置22の充電に利用される。
As shown in FIGS. 5A and 5B, when an abnormality such as a power failure has occurred in the
図6に、図5(A),(B)に関する制御部26の動作フロー図を示す。同図に示すように、制御部26は、まず初めに、電力貯蔵装置22に含まれるバッテリー管理ユニット(Battery Management Unit,BMU)と通信を行って電力貯蔵装置22の放電を開始させるとともに、第2電力変換部25にDC/AC変換を開始させる(ステップS1,S2)。これにより、発電装置21の出力端21aに電圧が生じる。そして、発電装置21は、当該電圧に連系して発電電力を第3スイッチ30を介して負荷装置2に供給し始める。
FIG. 6 shows an operation flowchart of the
続いて、制御部26は、第1電力変換部24が停止しているか否か(AC/DC変換を行っていないか否か)を判定する(ステップS3)。そして、第1電力変換部24が停止している場合はステップS4を実行し、第1電力変換部24が動作している場合はステップS10を実行する。
Subsequently, the
ステップS4において、制御部26は、第2電力変換部25の出力電圧が予め定められた上限閾値よりも大きいか否かを判定する。そして、出力電圧が上限閾値よりも大きい場合、すなわち、発電装置21の発電電力および第2電力変換部25の出力電力の和電力が負荷電力を上回っている場合、制御部26は、第2電力変換部25の出力電流を予め定められた量だけ減少させる(ステップS5)。
In step S4, the
ステップS5の実行後に、第2電力変換部25の出力電流がゼロではない場合(ステップS6の“No”)、制御部26は、第2電力変換部25の出力電圧が上限閾値よりも小さくなるか(ステップS4の“No”)、第2電力変換部25の出力電流がゼロになるまで、ステップS5を繰り返し実行して上記和電力と負荷電力とを釣り合わせようとする。このループの途中で、第2電力変換部25の出力電流がゼロになった場合(ステップS6の“Yes”)、制御部26は、第1電力変換部24を始動させる(ステップS7)。発電電力が負荷電力よりも大きく、発電電力に余剰分が発生しているからである。
When the output current of the second
なお、ステップS4の判定において“No”となった場合、制御部26は、第2電力変換部25の出力電圧が予め定められた下限閾値よりも小さいか否かを判定する(ステップS8)。そして、この判定において“Yes”となった場合、すなわち、負荷電力が発電装置21の発電電力および第2電力変換部25の出力電力の和電力を上回っている場合、制御部26は、第2電力変換部25の出力電流を予め定められた量だけ増加させる(ステップS9)。これにより、第2電力変換部25の出力電流が最適化され、上記和電力と負荷電力とが釣り合っていく。
If the determination in step S4 is “No”, the
第1電力変換部24が動作している場合に実行されるステップS10において、制御部26は、電流検出器32による検出の結果に基づき、第1電力変換部24への逆潮流が発生しているか否かを判定する(ステップS10)。
In step S10 executed when the first
ステップS10の判定において“No”となった場合、すなわち、第1電力変換部24が動作しているにもかかわらず第1電力変換部24に向かって電流が流れていない場合は、発電装置21の発電電力および第2電力変換部25の出力電力の和電力(以下、「第1和電力」という)が、第1電力変換部24の充電電力および負荷電力の和電力(以下、「第2和電力」という)を下回っており、このままでは負荷電力が不足すると考えられるので、制御部26は、第1電力変換部24を停止させて第2和電力を低下させる(ステップS15)。つまり、制御部26は、電力に余剰分が発生している場合に限って、第1電力変換部24に電力貯蔵装置22の充電を行わせる。
If “No” is determined in the determination in step S10, that is, if the current does not flow toward the first
ステップS10の判定において“Yes”となった場合、制御部26は、第2電力変換部25の出力電圧が上限閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップS11)。そして、出力電圧が上限閾値よりも大きい場合、すなわち、第1和電力が第2和電力を上回っている場合、制御部26は、第1電力変換部24の出力電流を予め定められた量だけ増加させる(ステップS12)。一方、ステップS11において“No”となった場合に実行されるステップS13において、出力電圧が下限閾値よりも小さいとの判定がなされた場合、すなわち、第1和電力が第2和電力を下回っている場合、制御部26は、第1電力変換部24の出力電流を予め定められた量だけ減少させる(ステップS14)。
If “Yes” is determined in the determination in step S10, the
ステップS11〜S14が繰り返し実行されることにより、第1電力変換部24の出力電流(電力貯蔵装置22の充電電流)が最適化され、第1和電力と第2和電力とが釣り合っていく。 By repeatedly executing steps S11 to S14, the output current of the first power conversion unit 24 (the charging current of the power storage device 22) is optimized, and the first sum power and the second sum power are balanced.
これらの動作は、自立運転が停止されるまで繰り返される(ステップS16)。なお、ステップS4,S11において使用される上限閾値は、第2電力変換部25の出力電圧が、目標値からプラス方向にどの程度ずれ得るのかに基づいて設定される。同様に、ステップS8,S13において使用される下限閾値は、第2電力変換部25の出力電圧が、目標値からマイナス方向にどの程度ずれ得るのかに基づいて設定される。
These operations are repeated until the self-sustaining operation is stopped (step S16). The upper limit threshold used in steps S4 and S11 is set based on how much the output voltage of
このように、本実施例に係る分散型電源システム20によれば、図6に示したフロー図にしたがって制御部26が各部を制御することにより、発電装置21の発電電力が優先的に利用され、電力貯蔵装置22に蓄えられた電力の消耗が抑えられる。さらに、発電装置21の発電電力が多く、余剰分が生じている場合に、該余剰分を利用して電力貯蔵装置22が充電されるので、該余剰分が有効活用される。
As described above, according to the distributed
以上、本発明に係る分散型電源システムの実施例について説明してきたが、本発明の構成は実施例の構成に限定されるものではない。 Although the embodiments of the distributed power supply system according to the present invention have been described above, the configuration of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.
例えば、発電装置11,21としての太陽光発電装置および電力貯蔵装置12,22としての電気自動車は、単なる一例に過ぎず、適宜変更することができる。具体的には、発電装置11,21は、風力発電装置、水力発電装置および幾つかの再生可能エネルギーを併用する発電装置、あるいはコジェネレーション機器等であってもよい。また、電力貯蔵装置12,22は、一般家庭等に設置される家庭用蓄電装置等であってもよい。
For example, the photovoltaic power generation devices as the
また、第2実施例では、電流検出器32を接続配線31に介装したが(図3参照)、電流検出器32の位置はこれに限定されない。例えば、電流検出器32は、第1電力変換部24の第1入力端と、接続配線31と第1スイッチ28との接続点との間に設けられてもよい。
In the second embodiment, the
また、第2実施例では、切替部27および電力変換装置23を、第1電力変換部24の第1入力端から延びる接続配線と第2電力変換部25の第2出力端から延びる接続配線の2本の接続配線で接続したが(図3参照)、第1電力変換部24の第1入力端と第2電力変換部25の第2出力端とを電力変換装置23内で接続し、その接続点と切替部27とを1本の接続配線で接続してもよい。
In the second embodiment, the switching
また、第2実施例では、第2電力変換部25の第2出力端の電圧に基づいて制御を行ったが(図6参照)、第2電力変換部25の第2出力端と実施的に電位が等しい他の部分の電圧(例えば、第1電力変換部24の第1入力端の電圧)に基づいて制御を行ってもよい。 In the second embodiment, the control is performed based on the voltage of the second output terminal of the second power converter 25 (see FIG. 6). The control may be performed based on the voltage of another portion having the same potential (for example, the voltage of the first input terminal of the first power conversion unit 24).
1 電力系統
2 負荷装置
10 分散型電源システム
11 発電装置
12 電力貯蔵装置
13 電力変換装置
14 双方向電力変換部
15 制御部
16 切替部
17 第1スイッチ
18 第2スイッチ
19 第3スイッチ
20 分散型電源システム
21 発電装置
22 電力貯蔵装置
23 電力変換装置
24 第1電力変換部
25 第2電力変換部
26 制御部
27 切替部
28 第1スイッチ
29 第2スイッチ
30 第3スイッチ
31 接続配線
32 電流検出器
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
電力系統および前記負荷装置に接続され得るように構成された、前記発電装置および前記電力変換装置に接続された切替部と、
少なくとも前記切替部を制御する制御部と、
をさらに備え、
前記切替部は、前記電力系統と前記電力変換装置および前記負荷装置との接続状態を切り替える第1スイッチと、前記電力系統と前記発電装置との接続状態を切り替える第2スイッチと、前記発電装置と前記電力変換装置および前記負荷装置との接続状態を切り替える第3スイッチとを含み、
前記制御部は、(1)前記電力系統に異常が発生しておらず、かつ前記電力変換装置が前記自立運転を行っているときに、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチを開状態にするとともに、前記第2スイッチを閉状態にし、(2)前記電力系統に異常が発生しており、かつ前記電力変換装置が前記自立運転を行っているときに、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを開状態にするとともに、前記第3スイッチを閉状態にする
ことを特徴とする分散型電源システム。 A distributed power supply system comprising: a power generation device capable of supplying power derived from renewable energy to a load device; and a power conversion device capable of supplying power stored in a power storage device to the load device by an independent operation. hand,
A switching unit connected to the power generation device and the power conversion device, configured to be connected to a power system and the load device,
A control unit that controls at least the switching unit;
Further comprising
A first switch that switches a connection state between the power system and the power conversion device and the load device, a second switch that switches a connection state between the power system and the power generation device, and the power generation device. A third switch that switches a connection state between the power conversion device and the load device,
The control unit sets (1) the first switch and the third switch to an open state when no abnormality occurs in the power system and the power conversion device is performing the self-sustaining operation. And closing the second switch, and (2) the first switch and the second switch when an abnormality has occurred in the power system and the power conversion device is performing the self-sustaining operation. And an open state, and the third switch is closed.
前記双方向電力変換部は、前記系統側入出力端において前記第1スイッチおよび前記第3スイッチに接続され、かつ前記貯蔵側入出力端において前記電力貯蔵装置に接続されている
ことを特徴とする請求項1に記載の分散型電源システム。 The power conversion device includes a bidirectional power conversion unit having a system-side input / output terminal and a storage-side input / output terminal,
The bidirectional power converter is connected to the first switch and the third switch at the system-side input / output terminal, and is connected to the power storage device at the storage-side input / output terminal. The distributed power supply system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の分散型電源システム。 The distributed power supply system according to claim 2, wherein the control unit is built in the power conversion device and controls a power conversion operation of the bidirectional power conversion unit.
前記第1電力変換部は、前記第1入力端において前記第1スイッチに接続され、かつ前記第1出力端において前記電力貯蔵装置に接続され、
前記第2電力変換部は、前記第2入力端において前記電力貯蔵装置に接続され、かつ前記第2出力端におい前記第3スイッチに接続され、
前記第1電力変換部の前記第1入力端への逆潮流を検出する電流検出器を有することを特徴とする請求項1に記載の分散型電源システム。 The power converter includes a first power converter having a first input terminal and a first output terminal, and a second power converter having a second input terminal and a second output terminal.
The first power conversion unit is connected to the first switch at the first input terminal, and connected to the power storage device at the first output terminal,
The second power converter is connected to the power storage device at the second input terminal, and is connected to the third switch at the second output terminal;
The distributed power supply system according to claim 1, further comprising a current detector that detects a reverse power flow to the first input terminal of the first power conversion unit.
ことを特徴とする請求項4に記載の分散型電源システム。 The distributed power supply system according to claim 4, wherein the control unit is built in the power conversion device, and controls a power conversion operation of the first power conversion unit and the second power conversion unit.
ことを特徴とする請求項5に記載の分散型電源システム。 The control unit is configured such that when an abnormality occurs in the power system, the second power conversion unit of the power conversion device performs the self-sustaining operation output, and the first power conversion unit of the power conversion device determines that the power storage device The battery according to claim 5, wherein when the charging of the second power converter is not performed, the output current of the second power converter is increased or decreased so that the output voltage of the second power converter falls within a predetermined range. A distributed power system as described.
ことを特徴とする請求項5または請求項6に記載の分散型電源システム。 The control unit is configured such that an abnormality occurs in the power system, the second power conversion unit of the power conversion device performs the self-sustained operation output, and the first power conversion unit of the power conversion device is configured to operate the power storage device. When charging is performed and the reverse power flow to the first power conversion unit is occurring, the first power conversion unit is controlled so that the output voltage of the second power conversion unit falls within a predetermined range. The distributed power supply system according to claim 5, wherein the output current is increased or decreased.
前記電力貯蔵装置が、電気自動車である
ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の分散型電源システム。 The power generator is a solar power generator,
The distributed power supply system according to any one of claims 1 to 7, wherein the power storage device is an electric vehicle.
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