JP6928837B2

JP6928837B2 - Power system

Info

Publication number: JP6928837B2
Application number: JP2017223880A
Authority: JP
Inventors: 真一灰塚; 裕則金野; 山田　剛; 剛山田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: JP2019097280A

Description

本開示は、電力システムに関する。 The present disclosure relates to an electric power system.

種々の発電システムが提案されている。発電システムの例として、太陽光発電パネルを用いて発電する太陽光発電システムが挙げられる。発電システムの別の例として、燃料電池を用いて発電する燃料電池発電システムが挙げられる。 Various power generation systems have been proposed. An example of a power generation system is a photovoltaic power generation system that generates electricity using a photovoltaic power generation panel. Another example of a power generation system is a fuel cell power generation system that uses a fuel cell to generate power.

発電システムでは、電力変換が行われることがある。特許文献１には、電力変換により、太陽光発電システムおよび燃料電池発電システムの出力電力を所定電圧に変更することが記載されている。 In power generation systems, power conversion may occur. Patent Document 1 describes that the output power of a photovoltaic power generation system and a fuel cell power generation system is changed to a predetermined voltage by power conversion.

また、最大電力点追従制御（以下、ＭＰＰＴ制御と称することがある）により、太陽光発電システムの電力を取り出すことが知られている。ＭＰＰＴ制御によれば、太陽光発電システムから取り出される電力が最大化される。具体的には、太陽光発電システムに直流電力変換装置を接続し、直流電力変換装置にＭＰＰＴ制御を実行させることができる。 Further, it is known that the electric power of the photovoltaic power generation system is taken out by the maximum power point tracking control (hereinafter, may be referred to as MPPT control). According to MPPT control, the power extracted from the PV system is maximized. Specifically, a DC power conversion device can be connected to the photovoltaic power generation system, and the DC power conversion device can execute MPPT control.

特開２０１７−１１７６７３号公報JP-A-2017-117673

太陽光発電パネルを用いて発電する想定システムに対してＭＰＰＴ制御を実行可能な電力システムを構成する場合、想定システムに対してＭＰＰＴ制御を実行できるように直流電力変換装置が設計される。本発明者らは、このように設計された直流電力変換装置を用いて燃料電池発電システムから電力を取り出すことを考えた。しかしながら、燃料電池発電システムにこのような直流電力変換装置が接続された状態で直流電力変換装置にＭＰＰＴ制御を実行させると、燃料電池発電システムが想定システムとは異なる電流電圧特性を有するが故に問題が生じるおそれがある。 When a power system capable of executing MPPT control is configured for an assumed system that generates power using a photovoltaic power generation panel, a DC power conversion device is designed so that MPPT control can be executed for the assumed system. The present inventors have considered extracting power from the fuel cell power generation system by using the DC power conversion device designed in this way. However, if the DC power conversion device is made to execute MPPT control while such a DC power conversion device is connected to the fuel cell power generation system, there is a problem because the fuel cell power generation system has a current-voltage characteristic different from that of the assumed system. May occur.

本開示は、
太陽光発電パネルを用いて発電する想定システムであって該想定システムの出力電圧が所定範囲内にあるときに該想定システムの出力電力がピークになる想定システムに対して、ＭＰＰＴ制御を実行できるように設計された直流電力変換装置と、
燃料電池を用いて発電する燃料電池発電システムであって、該燃料電池発電システムで生成された直流電力は前記直流電力変換装置に供給される燃料電池発電システムと、
前記燃料電池発電システムと前記直流電力変換装置とを接続する経路上に存する特性変換回路であって、該特性変換回路の出力電圧の上限の目標値を規定するのに用いられる第１フィードバック回路と、該特性変換回路の出力電力がピークになるときにおける前記特性変換回路の出力電圧を前記所定範囲内の値に調整するのに用いられる第２フィードバック回路と、を有する特性変換回路と、
を備えた、電力システムを提供する。 This disclosure is
MPPT control can be executed for an assumed system that generates power using a photovoltaic power generation panel and the output power of the assumed system peaks when the output voltage of the assumed system is within a predetermined range. Designed for DC power converter and
A fuel cell power generation system that uses a fuel cell to generate power, and the DC power generated by the fuel cell power generation system is supplied to the DC power conversion device and the fuel cell power generation system.
A characteristic conversion circuit existing on a path connecting the fuel cell power generation system and the DC power conversion device, and a first feedback circuit used to define an upper limit target value of the output voltage of the characteristic conversion circuit. A characteristic conversion circuit having a second feedback circuit used to adjust the output voltage of the characteristic conversion circuit to a value within the predetermined range when the output power of the characteristic conversion circuit reaches its peak.
To provide an electric power system equipped with.

本開示に係る電力システムでは、直流電力変換装置にＭＰＰＴ制御を実行させても、燃料電池発電システムが想定システムとは異なる電流電圧特性を有することに起因する問題が生じ難い。 In the power system according to the present disclosure, even if the DC power converter executes MPPT control, a problem caused by the fact that the fuel cell power generation system has a current-voltage characteristic different from that of the assumed system is unlikely to occur.

図１は、系統連系時における電力システムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an electric power system at the time of grid connection. 図２は、停電時における電力システムのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an electric power system at the time of a power failure. 図３は、特性変換回路で得られるＶ−Ｐ特性を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the VP characteristic obtained by the characteristic conversion circuit. 図４は、特性変換回路の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a characteristic conversion circuit. 図５は、特性変換回路の一具体例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a specific example of the characteristic conversion circuit. 図６は、特性変換回路の別例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing another example of the characteristic conversion circuit. 図７は、特性変換回路の別の具体例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another specific example of the characteristic conversion circuit.

（本発明者らによる知見）
燃料電池発電システムに上記のように設計された直流電力変換装置が接続された状態で直流電力変換装置にＭＰＰＴ制御を実行させると、以下の問題が生じるおそれがある。 (Findings by the inventors of the present invention)
If the DC power converter executes MPPT control while the DC power converter designed as described above is connected to the fuel cell power generation system, the following problems may occur.

第１に、燃料電池発電システムから直流電力変換装置に過電圧が入力され、直流電力変換装置が壊れるという問題が生じるおそれがある。具体的には、燃料電池発電システムの出力電力がピークになるときにおける燃料電池発電システムの出力電圧が、直流電力変換装置の耐電圧よりも大きい場合がある。その場合、直流電力変換装置における燃料電池発電システムから電力が供給される端子の電圧が、ＭＰＰＴ制御により上昇し、直流電力変換装置の耐電圧を超え、直流電力変換装置の回路を破壊するおそれがある。 First, there is a possibility that an overvoltage is input from the fuel cell power generation system to the DC power conversion device, causing a problem that the DC power conversion device is damaged. Specifically, the output voltage of the fuel cell power generation system when the output power of the fuel cell power generation system peaks may be larger than the withstand voltage of the DC power converter. In that case, the voltage of the terminal to which power is supplied from the fuel cell power generation system in the DC power converter rises due to MPPT control, exceeds the withstand voltage of the DC power converter, and may destroy the circuit of the DC power converter. be.

第２に、燃料電池発電システムから直流電力変換装置への電力供給が停止されるという問題が生じるおそれがある。具体的には、燃料電池発電システムは、出力電力が増加すると出力電圧が略一定に維持されたまま出力電流が非常に高いレベルまで増加する電流電圧特性を有する場合がある。また、燃料電池発電システムには、出力電流が過度に増加すると燃料電池の発電が停止されるように、保護機能が設けられている場合がある。このため、ＭＰＰＴ制御を行うと、燃料電池発電システムの出力電流が上記電流電圧特性に従って過度に高いレベルまで増加し、保護機能が働いて燃料電池の発電が停止され、燃料電池発電システムから直流電力変換装置への電力供給が停止されるおそれがある。 Secondly, there is a possibility that the power supply from the fuel cell power generation system to the DC power converter is stopped. Specifically, the fuel cell power generation system may have a current-voltage characteristic in which the output current increases to a very high level while the output voltage is kept substantially constant as the output power increases. Further, the fuel cell power generation system may be provided with a protection function so that the power generation of the fuel cell is stopped when the output current increases excessively. Therefore, when MPPT control is performed, the output current of the fuel cell power generation system increases to an excessively high level according to the above-mentioned current-voltage characteristics, the protection function is activated, the power generation of the fuel cell is stopped, and the DC power is supplied from the fuel cell power generation system. The power supply to the converter may be stopped.

これらの問題を考慮し、本開示の第１態様は、
太陽光発電パネルを用いて発電する想定システムであって該想定システムの出力電圧が所定範囲内にあるときに該想定システムの出力電力がピークになる想定システムに対して、ＭＰＰＴ制御を実行できるように設計された直流電力変換装置と、
燃料電池を用いて発電する燃料電池発電システムであって、該燃料電池発電システムで生成された直流電力は前記直流電力変換装置に供給される燃料電池発電システムと、
前記燃料電池発電システムと前記直流電力変換装置とを接続する経路上に存する特性変換回路であって、該特性変換回路の出力電圧の上限の目標値を規定するのに用いられる第１フィードバック回路と、該特性変換回路の出力電力がピークになるときにおける前記特性変換回路の出力電圧を前記所定範囲内の値に調整するのに用いられる第２フィードバック回路と、を有する特性変換回路と、
を備えた、電力システムを提供する。 In view of these issues, the first aspect of the present disclosure is:
MPPT control can be executed for an assumed system that generates power using a photovoltaic power generation panel and the output power of the assumed system peaks when the output voltage of the assumed system is within a predetermined range. Designed for DC power converter and
A fuel cell power generation system that uses a fuel cell to generate power, and the DC power generated by the fuel cell power generation system is supplied to the DC power conversion device and the fuel cell power generation system.
A characteristic conversion circuit existing on a path connecting the fuel cell power generation system and the DC power conversion device, and a first feedback circuit used to define an upper limit target value of the output voltage of the characteristic conversion circuit. A characteristic conversion circuit having a second feedback circuit used to adjust the output voltage of the characteristic conversion circuit to a value within the predetermined range when the output power of the characteristic conversion circuit reaches its peak.
To provide an electric power system equipped with.

第１フィードバック回路によれば、特性変換回路の出力電圧が過度に大きくなることを防止できる。このため、第１フィードバック回路によれば、燃料電池発電システムから直流電力変換装置に過電圧が入力され直流電力変換装置が壊れるのを防止できる。 According to the first feedback circuit, it is possible to prevent the output voltage of the characteristic conversion circuit from becoming excessively large. Therefore, according to the first feedback circuit, it is possible to prevent the DC power conversion device from being damaged due to an overvoltage input from the fuel cell power generation system to the DC power conversion device.

第１態様の直流電力変換装置は、想定システムのＭＰＰＴ制御を実行できるように設計されている。ここで、想定システムは、出力電圧が所定範囲内にあるときに該想定システムの出力電力がピークになるものである。第２フィードバック回路によれば、その所定範囲内の値へと、特性変換回路の出力電力がピークになるときにおける特性変換回路の出力電圧を調整できる。このため、特性変換回路のＭＰＰＴ制御が可能となる。また、特性変換回路の出力電圧が上記の値となった時点で、特性変換回路から直流電力変換装置に送られる電力の増加が停止される。このため、特性変換回路から直流電力変換装置に送られる電力が過度に増加することを防止できる。燃料電池発電システムから特性変換回路に送られる電力が過度に増加することも防止できる。このため、燃料電池発電システムの出力電力の増加に伴って燃料電池発電システムの出力電流が過度に増加することを防止できる。このため、保護機能が働いて燃料電池の発電が停止され燃料電池発電システムから直流電力変換装置への電力供給が停止されることを防止できる。 The DC power converter of the first aspect is designed to be able to perform MPPT control of the assumed system. Here, in the assumed system, the output power of the assumed system peaks when the output voltage is within a predetermined range. According to the second feedback circuit, the output voltage of the characteristic conversion circuit can be adjusted to a value within the predetermined range when the output power of the characteristic conversion circuit peaks. Therefore, MPPT control of the characteristic conversion circuit becomes possible. Further, when the output voltage of the characteristic conversion circuit reaches the above value, the increase in the power sent from the characteristic conversion circuit to the DC power conversion device is stopped. Therefore, it is possible to prevent the power sent from the characteristic conversion circuit to the DC power conversion device from being excessively increased. It is also possible to prevent an excessive increase in the electric power sent from the fuel cell power generation system to the characteristic conversion circuit. Therefore, it is possible to prevent the output current of the fuel cell power generation system from being excessively increased as the output power of the fuel cell power generation system increases. Therefore, it is possible to prevent the protection function from working to stop the power generation of the fuel cell and stop the power supply from the fuel cell power generation system to the DC power converter.

本開示の第２態様は、第１態様に加え、
前記想定システムに該当する太陽光発電システムであって、該太陽光発電システムで生成された直流電力は前記直流電力変換装置に供給される太陽光発電システムを備えた、電力システムを提供する。 The second aspect of the present disclosure is in addition to the first aspect.
A photovoltaic power generation system corresponding to the assumed system, wherein the DC power generated by the photovoltaic power generation system includes a photovoltaic power generation system supplied to the DC power conversion device, and provides a power system.

第２態様の電力システムは、電力システムの典型例である。 The power system of the second aspect is a typical example of the power system.

本開示の第３態様は、第２態様に加え、
前記所定範囲は、前記太陽光発電システムの出力電力がピークになるときにおける前記太陽光発電システムの出力電圧の±２０Ｖ以内の範囲である実機基準範囲を含み、
前記第２フィードバック回路は、前記特性変換回路の出力電力がピークになるときにおける前記特性変換回路の出力電圧を前記実機基準範囲内の値に調整するのに用いられる、電力システムを提供する。 A third aspect of the present disclosure is in addition to the second aspect.
The predetermined range includes an actual machine reference range which is within ± 20 V of the output voltage of the photovoltaic power generation system when the output power of the photovoltaic power generation system peaks.
The second feedback circuit provides a power system used to adjust the output voltage of the characteristic conversion circuit to a value within the reference range of the actual machine when the output power of the characteristic conversion circuit peaks.

電力システムで用いられる太陽光発電システムが分かっている場合、その太陽光発電システムに対するＭＰＰＴ制御を実施できるように電力システムを設計することができる。つまり、第３態様の実機基準範囲を含むように、上記の所定範囲を設定できる。さらに、特性変換回路の出力電力がピークになるときにおける特性変換回路の出力電圧が実機基準範囲内の値に調整されるように、特性変換回路を設計できる。第３態様の電力システムは、設計のし易さの観点から有利である。 If the PV system used in the power system is known, the power system can be designed so that MPPT control can be performed on the PV system. That is, the above-mentioned predetermined range can be set so as to include the actual machine reference range of the third aspect. Further, the characteristic conversion circuit can be designed so that the output voltage of the characteristic conversion circuit at the peak of the output power of the characteristic conversion circuit is adjusted to a value within the reference range of the actual machine. The power system of the third aspect is advantageous from the viewpoint of ease of design.

本開示の第４態様は、第２態様または第３態様に加え、
前記直流電力変換装置は、第１ＤＣＤＣコンバータおよび第２ＤＣＤＣコンバータを有し、
前記第１ＤＣＤＣコンバータは、ＭＰＰＴ制御によって、前記特性変換回路の出力電圧を調整し、
前記第２ＤＣＤＣコンバータは、ＭＰＰＴ制御によって、前記太陽光発電システムの出力電圧を調整する、電力システムを提供する。 A fourth aspect of the present disclosure is in addition to the second or third aspect.
The DC power converter has a first DCDC converter and a second DCDC converter.
The first DCDC converter adjusts the output voltage of the characteristic conversion circuit by MPPT control.
The second DCDC converter provides a power system that adjusts the output voltage of the photovoltaic power generation system by MPPT control.

第４態様によれば、太陽光発電システムの出力電圧および特性変換回路の出力電圧を個別にＭＰＰＴ制御するマルチストリング型の直流電力変換装置を実現できる。 According to the fourth aspect, it is possible to realize a multi-string type DC power conversion device that individually MPPT controls the output voltage of the photovoltaic power generation system and the output voltage of the characteristic conversion circuit.

本開示の第５態様は、第２態様〜第４態様のいずれか１つに加え、
蓄電装置を備え、
前記太陽光発電システムと、前記直流電力変換装置と、前記蓄電装置と、はこの順に接続され、
前記燃料電池発電システムと、前記特性変換回路と、前記直流電力変換装置と、前記蓄電装置と、はこの順に接続されている、電力システムを提供する。 A fifth aspect of the present disclosure includes, in addition to any one of the second to fourth aspects,
Equipped with a power storage device
The photovoltaic power generation system, the DC power conversion device, and the power storage device are connected in this order.
Provided is a power system in which the fuel cell power generation system, the characteristic conversion circuit, the DC power conversion device, and the power storage device are connected in this order.

第５態様によれば、太陽光発電システムからのみならず、燃料電池発電システムからも、蓄電装置を充電することができる。 According to the fifth aspect, the power storage device can be charged not only from the photovoltaic power generation system but also from the fuel cell power generation system.

本開示の第６態様は、第２態様〜第５態様のいずれか１つに加え、
蓄電装置と、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
コンセントと、を備え、
前記太陽光発電システムと、前記直流電力変換装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続され、
前記燃料電池発電システムと、前記特性変換回路と、前記直流電力変換装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続され、
前記蓄電装置と、前記インバータと、前記コンセントと、はこの順に接続されている、電力システムを提供する。 A sixth aspect of the present disclosure includes, in addition to any one of the second to fifth aspects,
Power storage device and
Inverters that convert DC power to AC power,
Equipped with an outlet,
The photovoltaic power generation system, the DC power conversion device, the inverter, and the outlet are connected in this order.
The fuel cell power generation system, the characteristic conversion circuit, the DC power conversion device, the inverter, and the outlet are connected in this order.
The power storage device, the inverter, and the outlet are connected in this order to provide a power system.

第６態様によれば、太陽光発電システムおよび蓄電装置から電力供給されるコンセントに、燃料電池発電システムからも電力供給できる。このことは、以下の理由で、停電時に便利である。すなわち、夜、雨天時などには、太陽光発電システムは発電できない。仮に上記コンセントに燃料電池発電システムから電力を供給できないとすると、夜、雨天時などに停電が続く場合において、上記コンセントから電力を取り出し可能な期間は蓄電装置のみに基づく限られたものとなる。これに対し、第６態様では、上記コンセントに燃料電池発電システムから電力を供給できるため、上記期間を延ばすことができる。夜、雨天時などに停電が続く場合において、別のコンセントへの差し替えなしで１つのコンセントから長時間電力を取り出せることは、ユーザーにとって便利である。 According to the sixth aspect, power can also be supplied from the fuel cell power generation system to the outlet to which power is supplied from the photovoltaic power generation system and the power storage device. This is convenient in the event of a power outage for the following reasons: That is, the photovoltaic power generation system cannot generate electricity at night or in the rain. Assuming that power cannot be supplied to the outlet from the fuel cell power generation system, the period during which power can be taken out from the outlet is limited based only on the power storage device when a power failure continues at night or in the rain. On the other hand, in the sixth aspect, since the power can be supplied to the outlet from the fuel cell power generation system, the period can be extended. When a power outage continues at night or in the rain, it is convenient for the user to be able to take out power from one outlet for a long time without replacing it with another outlet.

本開示の第７態様は、第６態様に加え、
前記蓄電装置から前記燃料電池発電システムに電力を供給することができるように構成されている、電力システムを提供する。 In addition to the sixth aspect, the seventh aspect of the present disclosure is in addition to the sixth aspect.
Provided is an electric power system configured to be able to supply electric power from the electric power storage device to the fuel cell power generation system.

第６態様に関する上述の説明から理解されるように、第６態様の蓄電装置は、停電時にコンセントに電力を供給可能な非常用電源として機能する。第７態様の蓄電装置は、さらに、停電時に燃料電池発電システムに電力を供給可能な非常用電源としても機能する。第７態様によれば、停電時に燃料電池発電システムを起動させるための（典型的には、該システムの補機に電力を供給するための）専用電源を省略することができる。 As understood from the above description of the sixth aspect, the power storage device of the sixth aspect functions as an emergency power source capable of supplying electric power to the outlet in the event of a power failure. The power storage device of the seventh aspect also functions as an emergency power source capable of supplying electric power to the fuel cell power generation system in the event of a power failure. According to the seventh aspect, the dedicated power source for starting the fuel cell power generation system (typically for supplying electric power to the auxiliary equipment of the system) in the event of a power failure can be omitted.

本開示の第８態様は、第１態様〜第７態様のいずれか１つに加え、
前記特性変換回路は、ＤＣＤＣコンバータである電圧電流制御回路を有し、
前記特性変換回路の出力電流が所定値未満のときにおいて、前記電圧電流制御回路および前記第１フィードバック回路は、協働して、前記特性変換回路の出力電圧に応じて前記特性変換回路の出力電圧を調整することによって前記特性変換回路の出力電圧を前記目標値に追従させる第１フィードバック制御を行う、電力システムを提供する。 The eighth aspect of the present disclosure is in addition to any one of the first to seventh aspects.
The characteristic conversion circuit has a voltage-current control circuit that is a DCDC converter.
When the output current of the characteristic conversion circuit is less than a predetermined value, the voltage / current control circuit and the first feedback circuit cooperate with each other to obtain an output voltage of the characteristic conversion circuit according to the output voltage of the characteristic conversion circuit. Provided is a power system that performs a first feedback control that causes the output voltage of the characteristic conversion circuit to follow the target value by adjusting the above.

本開示の第９態様は、第１態様〜第８態様のいずれか１つに加え、
前記特性変換回路は、ＤＣＤＣコンバータである電圧電流制御回路を有し、
前記特性変換回路の出力電流が所定値以上のときにおいて、前記電圧電流制御回路および前記第２フィードバック回路は、協働して、前記特性変換回路の出力電流が大きいほど前記特性変換回路の出力電圧を低下させることによって前記特性変換回路の出力電力がピークになるときにおける前記特性変換回路の出力電圧を前記所定範囲内の値に調整する第２フィードバック制御を行う、電力システムを提供する。 A ninth aspect of the present disclosure includes, in addition to any one of the first to eighth aspects,
The characteristic conversion circuit has a voltage-current control circuit that is a DCDC converter.
When the output current of the characteristic conversion circuit is equal to or higher than a predetermined value, the voltage / current control circuit and the second feedback circuit cooperate with each other, and the larger the output current of the characteristic conversion circuit, the more the output voltage of the characteristic conversion circuit. Provided is a power system that performs a second feedback control for adjusting the output voltage of the characteristic conversion circuit to a value within the predetermined range when the output power of the characteristic conversion circuit peaks by reducing the voltage.

第８態様および第９態様の特性変換回路は、特性変換回路の具体例である。 The characteristic conversion circuits of the eighth aspect and the ninth aspect are specific examples of the characteristic conversion circuits.

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施の形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the following embodiments.

図１および図２は、本実施の形態に係る電力システム３００のブロック図である。具体的には、図１は、系統連系時の電力の流れの例を示している。図２は、停電時の電力の流れの例を示している。これらの図において、実線は、電力が電路を流れていることを表す。点線は、電力が電路を流れていないことを表す。また、Ｖ_AC1およびＶ_AC2は、交流電圧を表す。交流電圧Ｖ_AC1の実効値は、交流電圧Ｖ_AC2の実効値も小さい。交流電圧Ｖ_AC1の実効値は、例えば１００Ｖである。交流電圧Ｖ_AC2の実効値は、例えば２００Ｖである。 1 and 2 are block diagrams of the electric power system 300 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 1 shows an example of power flow during grid connection. FIG. 2 shows an example of power flow during a power failure. In these figures, the solid line indicates that electric power is flowing through the electric circuit. The dotted line indicates that power is not flowing through the electric circuit. Further, V _AC1 and V _AC2 represent AC voltage. The effective value of the AC voltage V _AC1 is also small as the effective value of the AC voltage V _AC2. The effective value of the AC voltage V _AC1 is, for example, 100V. The effective value of the AC voltage V _AC2 is, for example, 200 V.

電力システム３００には、系統電源２００から電力が供給され得る。また、電力システム３００は、系統電源２００に電力を逆潮流させ得る。電力システム３００は、パワーステーション１０と、燃料電池発電システム４０と、基板６０と、太陽光発電システム３１および３２と、蓄電装置２５と、電力切替ユニット２８と、主分電盤８０と、自立分電盤９０と、負荷２５１，２５２および２５３と、コンセント２６０と、を有する。 Power can be supplied to the power system 300 from the system power supply 200. Further, the power system 300 can reverse power flow to the system power supply 200. The electric power system 300 includes a power station 10, a fuel cell power generation system 40, a substrate 60, a solar power generation system 31 and 32, a power storage device 25, a power switching unit 28, a main distribution board 80, and an independent distribution board. It has a switchboard 90, loads 251,252 and 253, and an outlet 260.

［パワーステーション１０］
パワーステーション１０は、直流電力変換装置２０と、第１ＤＣバス１１と、第４ＤＣＤＣコンバータ１２と、第１インバータ１３と、を有する。 [Power Station 10]
The power station 10 includes a DC power converter 20, a first DC bus 11, a fourth DCDC converter 12, and a first inverter 13.

直流電力変換装置２０は、想定システムに対してＭＰＰＴ制御を実行できるように設計されている。ここで、想定システムは、太陽光発電パネルを用いて発電するシステムである。また、想定システムは、該想定システムの出力電圧が所定範囲内にあるときに該想定システムの出力電力がピークになるシステムである。 The DC power converter 20 is designed so that MPPT control can be executed for the assumed system. Here, the assumed system is a system that generates electricity using a photovoltaic power generation panel. Further, the assumed system is a system in which the output power of the assumed system peaks when the output voltage of the assumed system is within a predetermined range.

直流電力変換装置２０には、太陽光発電システム３１および３２ならびに燃料電池発電システム４０から直流電力が入力される。直流電力変換装置２０から出力された直流電力は、第１ＤＣバス１１に供給される。 DC power is input to the DC power converter 20 from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the fuel cell power generation system 40. The DC power output from the DC power converter 20 is supplied to the first DC bus 11.

具体的には、直流電力変換装置２０は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１と、第２ＤＣＤＣコンバータ２２と、第３ＤＣＤＣコンバータ２３と、を有する。第１ＤＣＤＣコンバータ２１には、燃料電池発電システム４０から直流電力が入力される。第２ＤＣＤＣコンバータ２２には、第１太陽光発電システム３１から直流電力が入力される。第３ＤＣＤＣコンバータ２３には、第２太陽光発電システム３２から直流電力が入力される。これらのＤＣＤＣコンバータ２１，２２および２３から出力された直流電力は、第１ＤＣバス１１に供給される。 Specifically, the DC power converter 20 includes a first DCDC converter 21, a second DCDC converter 22, and a third DCDC converter 23. DC power is input to the first DCDC converter 21 from the fuel cell power generation system 40. DC power is input to the second DCDC converter 22 from the first photovoltaic power generation system 31. DC power is input to the third DCDC converter 23 from the second photovoltaic power generation system 32. The DC power output from these DCDC converters 21, 22, and 23 is supplied to the first DC bus 11.

第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、第１ＤＣバス１１から入力された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。第４ＤＣＤＣコンバータ１２で変換された直流電力は、蓄電装置２５に供給される。また、第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、蓄電装置２５から入力された電力を、電圧の異なる直流電力に変換し、第１ＤＣバス１１に供給する。つまり、第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、双方向ＤＣＤＣコンバータである。第４ＤＣＤＣコンバータ１２は、蓄電装置２５の端子電圧が定格範囲となるように動作する。 The 4th DCDC converter 12 converts the DC power input from the 1st DC bus 11 into DC power having different voltages. The DC power converted by the 4th DCDC converter 12 is supplied to the power storage device 25. Further, the 4th DCDC converter 12 converts the electric power input from the power storage device 25 into DC electric power having a different voltage and supplies the electric power to the 1st DC bus 11. That is, the fourth DCDC converter 12 is a bidirectional DCDC converter. The fourth DCDC converter 12 operates so that the terminal voltage of the power storage device 25 is within the rated range.

第１インバータ１３は、第１ＤＣバス１１から入力された直流電力を、電圧Ｖ_AC1または電圧Ｖ_AC2の交流電力に変換する。第１インバータ１３で電圧Ｖ_AC1の交流電力が得られる場合、その電力は電力切替ユニット２８に供給される。第１インバータ１３で電圧Ｖ_AC2の交流電力が得られる場合、その電力は主分電盤８０に供給される。 The first inverter 13 converts the DC power input from the first DC bus 11 into AC power having a voltage V _AC1 or a voltage V _AC2 . _{When AC power of voltage V AC1} is obtained by the first inverter 13, the power is supplied to the power switching unit 28. _{When AC power of voltage V AC2} is obtained by the first inverter 13, the power is supplied to the main distribution board 80.

第１インバータ１３は、系統電源２００から主分電盤８０を介して入力された電圧Ｖ_AC2の交流電力を、直流電力に変化することもできる。こうして得られた直流電力は、第１ＤＣバス１１および第４ＤＣＤＣコンバータ１２を介して蓄電装置２５に供給される。 The first inverter 13 can also change the AC power of _{the voltage V AC2} input from the system power supply 200 via the main distribution board 80 into DC power. The DC power thus obtained is supplied to the power storage device 25 via the first DC bus 11 and the fourth DCDC converter 12.

［太陽光発電システム３１および３２］
太陽光発電システム３１および３２は、上記の想定システムに該当する。つまり、第１太陽光発電システム３１は、少なくとも１つの太陽光発電パネル３６を有する。第１太陽光発電システム３１は、該少なくとも１つの太陽光発電パネル３６を用いて発電する。第２太陽光発電システム３２は、少なくとも１つの太陽光発電パネル３７を有する。第２太陽光発電システム３２は、該少なくとも１つの太陽光発電パネル３７を用いて発電する。太陽光発電システム３１および３２で生成された直流電力は、直流電力変換装置２０に供給される。 [Solar power generation systems 31 and 32]
The photovoltaic power generation systems 31 and 32 correspond to the above assumed system. That is, the first photovoltaic power generation system 31 has at least one photovoltaic power generation panel 36. The first photovoltaic power generation system 31 generates electricity using the at least one photovoltaic power generation panel 36. The second photovoltaic power generation system 32 has at least one photovoltaic power generation panel 37. The second photovoltaic power generation system 32 generates electricity using the at least one photovoltaic power generation panel 37. The DC power generated by the photovoltaic power generation systems 31 and 32 is supplied to the DC power converter 20.

［燃料電池発電システム４０］
燃料電池発電システム４０は、燃料電池４１を用いて発電するシステムである。燃料電池発電システム４０で生成された直流電力は、直流電力変換装置２０に供給される。 [Fuel cell power generation system 40]
The fuel cell power generation system 40 is a system that generates power using the fuel cell 41. The DC power generated by the fuel cell power generation system 40 is supplied to the DC power conversion device 20.

燃料電池発電システム４０は、燃料電池４１と、第５ＤＣＤＣコンバータ４２と、第２ＤＣバス４３と、第２インバータ４４と、第６ＤＣＤＣコンバータ４５と、ヒーター４６と、貯湯ユニット４７と、マイクロコントロールユニット（以下、ＭＣＵと称することがある）５１と、低圧電源５２と、補機用電源（以下、Ｄ１電源と称することがある）５５と、を有する。 The fuel cell power generation system 40 includes a fuel cell 41, a fifth DCDC converter 42, a second DC bus 43, a second inverter 44, a sixth DCDC converter 45, a heater 46, a hot water storage unit 47, and a micro control unit (hereinafter referred to as a micro control unit). , MCU) 51, a low-voltage power supply 52, and an auxiliary power supply (hereinafter, may be referred to as a D1 power supply) 55.

燃料電池４１は、直流電力を発電する。具体的には、燃料電池４１はスタックを含む。そして、スタックが、酸素および水素から直流電力を生成する。 The fuel cell 41 generates DC electric power. Specifically, the fuel cell 41 includes a stack. The stack then produces DC power from oxygen and hydrogen.

第５ＤＣＤＣコンバータ４２は、燃料電池４１で生成された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。この例では、第５ＤＣＤＣコンバータ４２は、燃料電池４１で生成された直流電力を昇圧する。昇圧された直流電力は、第２ＤＣバス４３に供給される。 The fifth DCDC converter 42 converts the DC power generated by the fuel cell 41 into DC power having different voltages. In this example, the fifth DCDC converter 42 boosts the DC power generated by the fuel cell 41. The boosted DC power is supplied to the second DC bus 43.

第２インバータ４４は、第２ＤＣバス４３から入力された直流電力を、電圧Ｖ_AC2の交流電力に変換する。第２インバータ４４で得られた交流電力は、主分電盤８０に供給される。 The second inverter 44 converts the DC power input from the second DC bus 43 into AC power having a voltage V _AC2 . The AC power obtained by the second inverter 44 is supplied to the main distribution board 80.

第６ＤＣＤＣコンバータ４５は、第２ＤＣバス４３から入力された直流電力を、電圧の異なる直流電力に変換する。この例では、第６ＤＣＤＣコンバータ４５は、第２ＤＣバス４３から入力された直流電力を降圧する。 The sixth DCDC converter 45 converts the DC power input from the second DC bus 43 into DC power having a different voltage. In this example, the 6th DCDC converter 45 steps down the DC power input from the 2nd DC bus 43.

ヒーター４６は、第６ＤＣＤＣコンバータ４５で変換された直流電力を用いて、水を温める。温められた水（以下、湯と称することがある）は、貯湯ユニット４７に貯められる。 The heater 46 heats water using the DC power converted by the sixth DCDC converter 45. The warmed water (hereinafter, may be referred to as hot water) is stored in the hot water storage unit 47.

仮に、燃料電池４１の発電電力が第２インバータ４４の出力先の要求負荷よりも大きいときに、燃料電池発電システム４０が燃料電池４１の発電電力の全てを第２インバータ４４から出力したとする。その場合、第２インバータ４４から出力された電力のうち要求負荷を超える分（以下、余剰電力と称することがある）が系統電源２００に逆潮流されてしまう。逆潮流を避けるために、この例では、余剰電力に所定マージンを加えた電力がゼロよりも大きい場合、その電力を、第２ＤＣバス４３から第６ＤＣＤＣコンバータ４５を介してヒーター４６に供給する。つまり、第６ＤＣＤＣコンバータ４５は、余剰電力用である。また、ヒーター４６は、水を温めつつ、逆潮流を防止する。 It is assumed that when the generated power of the fuel cell 41 is larger than the required load of the output destination of the second inverter 44, the fuel cell power generation system 40 outputs all the generated power of the fuel cell 41 from the second inverter 44. In that case, of the electric power output from the second inverter 44, the portion exceeding the required load (hereinafter, may be referred to as surplus electric power) is reverse-fed to the system power supply 200. In order to avoid reverse power flow, in this example, when the power obtained by adding a predetermined margin to the surplus power is larger than zero, the power is supplied from the second DC bus 43 to the heater 46 via the sixth DCDC converter 45. That is, the sixth DCDC converter 45 is for surplus power. Further, the heater 46 warms the water and prevents reverse power flow.

ＭＣＵ５１は、ＤＣＤＣコンバータ４２および４５と、第２インバータ４４と、後述の保護リレー６２とを制御する。低圧電源５２は、ＭＣＵ５１と、保護リレー６２と、後述の特性変換回路１００とに、制御用の電力を供給する。Ｄ１電源５５は、ポンプ、ブロワ、弁などの、燃料電池発電システム４０の補機を動かすのに用いられる。 The MCU 51 controls the DCDC converters 42 and 45, the second inverter 44, and the protection relay 62 described later. The low-voltage power supply 52 supplies power for control to the MCU 51, the protection relay 62, and the characteristic conversion circuit 100 described later. The D1 power source 55 is used to operate auxiliary equipment of the fuel cell power generation system 40 such as a pump, a blower, and a valve.

［基板６０］
基板６０は、燃料電池発電システム４０とパワーステーション１０とを接続する経路上に存する。基板６０には、燃料電池発電システム４０から（具体的には、第２ＤＣバス４３から）直流電力が供給される。基板６０は、特性変換回路１００と、ＬＣフィルタ６１と、保護リレー６２と、を有する。 [Board 60]
The substrate 60 exists on a path connecting the fuel cell power generation system 40 and the power station 10. DC power is supplied to the substrate 60 from the fuel cell power generation system 40 (specifically, from the second DC bus 43). The substrate 60 includes a characteristic conversion circuit 100, an LC filter 61, and a protection relay 62.

上述の説明から明らかであるように、特性変換回路１００は、燃料電池発電システム４０と直流電力変換装置２０とを接続する経路上（詳細には、直流電力の経路上）に存する。特性変換回路１００は、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、を有する。第１フィードバック回路１１０は、特性変換回路１００の出力電圧の上限の目標値を規定するのに用いられる。第２フィードバック回路１２０は、特性変換回路１００の出力電力がピークになるときにおける特性変換回路１００の出力電圧（以下、最大電力点における出力電圧と称することがある）を所定範囲内の値に調整するのに用いられる。このピークは、具体的には、単一ピークである。 As is clear from the above description, the characteristic conversion circuit 100 exists on the path connecting the fuel cell power generation system 40 and the DC power conversion device 20 (specifically, on the DC power path). The characteristic conversion circuit 100 includes a first feedback circuit 110 and a second feedback circuit 120. The first feedback circuit 110 is used to define the target value of the upper limit of the output voltage of the characteristic conversion circuit 100. The second feedback circuit 120 adjusts the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 (hereinafter, may be referred to as the output voltage at the maximum power point) to a value within a predetermined range when the output power of the characteristic conversion circuit 100 reaches its peak. Used to do. Specifically, this peak is a single peak.

第１フィードバック回路１１０によれば、特性変換回路１００の出力電圧が過度に大きくなることを防止できる。このため、第１フィードバック回路１１０によれば、燃料電池発電システム４０から直流電力変換装置２０に過電圧が入力され直流電力変換装置２０が壊れるのを防止できる。 According to the first feedback circuit 110, it is possible to prevent the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 from becoming excessively large. Therefore, according to the first feedback circuit 110, it is possible to prevent the DC power conversion device 20 from being damaged due to an overvoltage input from the fuel cell power generation system 40 to the DC power conversion device 20.

直流電力変換装置２０は、想定システムのＭＰＰＴ制御を実行できるように設計されている。上述のとおり、想定システムは、出力電圧が所定範囲内にあるときに該想定システムの出力電力がピークになるものである。第２フィードバック回路１２０によれば、その所定範囲内の値へと、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧を調整できる。このため、特性変換回路１００のＭＰＰＴ制御が可能となる。また、特性変換回路１００の出力電圧が上記の値となった時点で、特性変換回路１００から直流電力変換装置２０に送られる電力の増加が停止される。このため、特性変換回路１００から直流電力変換装置２０に送られる電力が過度に増加することを防止できる。燃料電池発電システム４０から特性変換回路１００に送られる電力が過度に増加することも防止できる。このため、燃料電池発電システム４０の出力電力の増加に伴って燃料電池発電システム４０の出力電流が過度に増加することを防止できる。このため、保護機能が働いて燃料電池４１の発電が停止され燃料電池発電システム４０から直流電力変換装置２０への電力供給が停止されることを防止できる。 The DC power converter 20 is designed to be able to perform MPPT control of the assumed system. As described above, in the assumed system, the output power of the assumed system peaks when the output voltage is within a predetermined range. According to the second feedback circuit 120, the output voltage at the maximum power point of the characteristic conversion circuit 100 can be adjusted to a value within the predetermined range. Therefore, MPPT control of the characteristic conversion circuit 100 becomes possible. Further, when the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 reaches the above value, the increase in the power sent from the characteristic conversion circuit 100 to the DC power conversion device 20 is stopped. Therefore, it is possible to prevent the power transmitted from the characteristic conversion circuit 100 to the DC power conversion device 20 from being excessively increased. It is also possible to prevent an excessive increase in the electric power sent from the fuel cell power generation system 40 to the characteristic conversion circuit 100. Therefore, it is possible to prevent the output current of the fuel cell power generation system 40 from being excessively increased as the output power of the fuel cell power generation system 40 increases. Therefore, it is possible to prevent the protection function from working to stop the power generation of the fuel cell 41 and stop the power supply from the fuel cell power generation system 40 to the DC power converter 20.

この例の特性変換回路１００について、図３を用いてさらに説明する。図３において、実線は、特性変換回路１００の出力電圧と特性変換回路１００の出力電力との関係（Ｖ−Ｐ特性）を表す。点線は、特性変換回路１００の出力電圧と特性変換回路１００の出力電流との関係（Ｖ−Ｉ特性）を表す。一点鎖線は、第１フィードバック回路１１０の寄与を表す。二点鎖線は、第２フィードバック回路１２０の寄与を表す。 The characteristic conversion circuit 100 of this example will be further described with reference to FIG. In FIG. 3, the solid line represents the relationship (VP characteristic) between the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 and the output power of the characteristic conversion circuit 100. The dotted line represents the relationship (VI characteristic) between the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 and the output current of the characteristic conversion circuit 100. The alternate long and short dash line represents the contribution of the first feedback circuit 110. The alternate long and short dash line represents the contribution of the second feedback circuit 120.

図３から理解されるように、第１フィードバック回路１１０により、特性変換回路１００のＶ−Ｉ特性は、出力電流が小さい領域において出力電圧が目標値に追従するものとなる。第２フィードバック回路１２０により、特性変換回路１００のＶ−Ｉ特性は、出力電流が大きい領域において出力電流が増加するにつれて出力電圧が低下するものとなる。これらの回路１１０および１２０の作用が相俟って、特性変換回路１００のＶ−Ｉ特性は、図３の点線に示すものとなる。結果として、特性変換回路１００のＶ−Ｐ特性は、図３の実線に示すような、単一ピークを有する上に凸のものとなる。このため、特性変換回路１００のＭＰＰＴ制御が可能となる。 As can be understood from FIG. 3, by the first feedback circuit 110, the VI characteristic of the characteristic conversion circuit 100 is such that the output voltage follows the target value in the region where the output current is small. According to the second feedback circuit 120, the VI characteristic of the characteristic conversion circuit 100 is such that the output voltage decreases as the output current increases in the region where the output current is large. Combined with the actions of these circuits 110 and 120, the VI characteristics of the characteristic conversion circuit 100 are shown by the dotted line in FIG. As a result, the VP characteristic of the characteristic conversion circuit 100 has a single peak and is convex as shown by the solid line in FIG. Therefore, MPPT control of the characteristic conversion circuit 100 becomes possible.

なお、上記の所定範囲内の値は、目標値よりも低い。このため、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧は、目標値よりも低い。また、この例では、特性変換回路１００の入力電圧（この例では、第２ＤＣバス４３における電圧である）は、目標値よりも大きい。ただし、入力電圧が目標値よりも小さい場合であっても、図３に示すＶ−Ｐ特性を得ることは可能である。 The value within the above predetermined range is lower than the target value. Therefore, the output voltage at the maximum power point of the characteristic conversion circuit 100 is lower than the target value. Further, in this example, the input voltage of the characteristic conversion circuit 100 (in this example, the voltage in the second DC bus 43) is larger than the target value. However, even when the input voltage is smaller than the target value, it is possible to obtain the VP characteristic shown in FIG.

この例では、上記の所定範囲は、太陽光発電システム３１（または３２）の出力電力がピークになるときにおける太陽光発電システム３１（または３２）の出力電圧の±２０Ｖ以内の範囲である実機基準範囲を含む。そして、第２フィードバック回路１２０は、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧を実機基準範囲内の値に調整するのに用いられる。電力システム３００で用いられる太陽光発電システム３１（または３２）が分かっている場合、その太陽光発電システムに対するＭＰＰＴ制御を実施できるように電力システム３００を設計することができる。つまり、実機基準範囲を含むように、上記の所定範囲を設定できる。さらに、特性変換回路１００の最大電力点における出力電圧が実機基準範囲内の値に調整されるように、特性変換回路１００を設計できる。この例の電力システム３００は、設計のし易さの観点から有利である。 In this example, the above-mentioned predetermined range is within ± 20 V of the output voltage of the photovoltaic power generation system 31 (or 32) when the output power of the photovoltaic power generation system 31 (or 32) peaks. Includes range. Then, the second feedback circuit 120 is used to adjust the output voltage at the maximum power point of the characteristic conversion circuit 100 to a value within the actual machine reference range. If the photovoltaic system 31 (or 32) used in the photovoltaic system 300 is known, the photovoltaic system 300 can be designed so that MPPT control for the photovoltaic system can be performed. That is, the above-mentioned predetermined range can be set so as to include the actual machine reference range. Further, the characteristic conversion circuit 100 can be designed so that the output voltage at the maximum power point of the characteristic conversion circuit 100 is adjusted to a value within the reference range of the actual machine. The power system 300 of this example is advantageous from the viewpoint of ease of design.

この例では、直流電力変換装置２０は、第１ＤＣＤＣコンバータ２１、第２ＤＣＤＣコンバータ２２および第３ＤＣＤＣコンバータ２３を有する。第１ＤＣＤＣコンバータ２１は、ＭＰＰＴ制御によって、特性変換回路１００の出力電圧を調整する。第２ＤＣＤＣコンバータ２２は、ＭＰＰＴ制御によって、第１太陽光発電システム３１の出力電圧を調整する。第３ＤＣＤＣコンバータ２３は、ＭＰＰＴ制御によって、第２太陽光発電システム３２の出力電圧を調整する。このように、この例では、太陽光発電システム３１および３２の出力電圧ならびに特性変換回路１００の出力電圧を個別にＭＰＰＴ制御するマルチストリング型の直流電力変換装置２０が実現されている。ただし、直流電力変換装置は、これらの出力電圧を一括してＭＰＰＴ制御する集中型のものであってもよい。 In this example, the DC power converter 20 includes a first DCDC converter 21, a second DCDC converter 22, and a third DCDC converter 23. The first DCDC converter 21 adjusts the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 by MPPT control. The second DCDC converter 22 adjusts the output voltage of the first photovoltaic power generation system 31 by MPPT control. The third DCDC converter 23 adjusts the output voltage of the second photovoltaic power generation system 32 by MPPT control. As described above, in this example, the multi-string type DC power conversion device 20 that individually MPPT controls the output voltage of the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is realized. However, the DC power conversion device may be a centralized type that collectively controls these output voltages by MPPT.

図４に、特性変換回路１００の一例を示す。図４の特性変換回路１００は、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、フィードバック電流供給部１３０と、電圧電流制御回路１６０と、を有する。 FIG. 4 shows an example of the characteristic conversion circuit 100. The characteristic conversion circuit 100 of FIG. 4 includes a first feedback circuit 110, a second feedback circuit 120, a feedback current supply unit 130, and a voltage / current control circuit 160.

第１フィードバック回路１１０は、第１抵抗１１１と、第２抵抗１１２と、第１シャントレギュレータ１１５と、を有する。第２フィードバック回路１２０は、第３抵抗１２１と、第４抵抗１２２と、第５抵抗１２３と、第２シャントレギュレータ１２５と、電流センサ１２８と、を有する。フィードバック電流供給部１３０は、定電圧源１３１と、第６抵抗１３２と、を有する。 The first feedback circuit 110 includes a first resistor 111, a second resistor 112, and a first shunt regulator 115. The second feedback circuit 120 includes a third resistor 121, a fourth resistor 122, a fifth resistor 123, a second shunt regulator 125, and a current sensor 128. The feedback current supply unit 130 includes a constant voltage source 131 and a sixth resistor 132.

第１フィードバック回路１１０では、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２により、特性変換回路１００の出力電圧が分圧される。分圧された電圧が、第１抵抗１１１および第２抵抗１１２の接続点ｐ１に現れる。接続点ｐ１の電圧が、第１シャントレギュレータ１１５の参照電圧端子に入力される。参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、定電圧源１３１、第６抵抗１３２、第１シャントレギュレータ１１５および基準電位をこの順に流れる電流（第１シャントレギュレータ１１５を図示下向きに流れる電流である；以下、第１電流と称することがある）は、大きくなる。 In the first feedback circuit 110, the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is divided by the first resistor 111 and the second resistor 112. The divided voltage appears at the connection point p1 of the first resistor 111 and the second resistor 112. The voltage at the connection point p1 is input to the reference voltage terminal of the first shunt regulator 115. The larger the voltage input to the reference voltage terminal, the more the current flows through the constant voltage source 131, the sixth resistor 132, the first shunt regulator 115 and the reference potential in this order (the current flowing downward in the first shunt regulator 115; Hereinafter, it may be referred to as a first current) becomes large.

第２フィードバック回路１２０では、第３抵抗１２１および第４抵抗１２２により、特性変換回路１００の出力電圧が分圧される。また、電流センサ１２８が、特性変換回路１００の出力電圧が大きくなるほど大きなるほど大きくなるセンサ電圧を生成する。第５抵抗１２３および第４抵抗１２２により、このセンサ電圧が分圧される。抵抗１２１および１２２に由来する分圧電圧に抵抗１２３および１２２に由来する分圧電圧が加算された電圧が、３つの抵抗１２１，１２２および１２３の接続点ｐ２に現れる。接続点ｐ２の電圧が、第２シャントレギュレータ１２５の参照電圧端子に入力される。参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、定電圧源１３１、第６抵抗１３２、第２シャントレギュレータ１２５および基準電位をこの順に流れる電流（第２シャントレギュレータ１２５を図示下向きに流れる電流である；以下、第２電流と称することがある）は、大きくなる。本実施の形態では、電流センサ１２８は、カレントトランスである。 In the second feedback circuit 120, the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is divided by the third resistor 121 and the fourth resistor 122. Further, the current sensor 128 generates a sensor voltage that increases as the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 increases. This sensor voltage is divided by the fifth resistor 123 and the fourth resistor 122. The voltage obtained by adding the voltage dividing voltage derived from the resistors 123 and 122 to the voltage dividing voltage derived from the resistors 121 and 122 appears at the connection point p2 of the three resistors 121, 122 and 123. The voltage at the connection point p2 is input to the reference voltage terminal of the second shunt regulator 125. The larger the voltage input to the reference voltage terminal, the more the current flows through the constant voltage source 131, the sixth resistor 132, the second shunt regulator 125 and the reference potential in this order (the current flowing downward in the second shunt regulator 125; Hereinafter, it may be referred to as a second current) becomes large. In this embodiment, the current sensor 128 is a current transformer.

特性変換回路１００の出力電流が小さい領域では、第１電流が、定電圧源１３１から流出する電流の大部分を占める。一方、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では、第２電流が、定電圧源１３１から流出する電流の大部分を占める。つまり、特性変換回路１００の出力電流が小さい領域では第１フィードバック回路１１０の動作が優勢となり、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では第２フィードバック回路１２０の動作が優勢となる。そのように回路１１０および１２０が動作するように、抵抗１１１，１１２，１２１，１２２および１２３ならびにシャントレギュレータ１１５および１２５のパラメータが選定されている。 In the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is small, the first current occupies most of the current flowing out from the constant voltage source 131. On the other hand, in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is large, the second current occupies most of the current flowing out from the constant voltage source 131. That is, the operation of the first feedback circuit 110 is dominant in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is small, and the operation of the second feedback circuit 120 is dominant in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is large. The parameters of the resistors 111, 112, 121, 122 and 123 and the shunt regulators 115 and 125 are selected so that the circuits 110 and 120 operate in this way.

電圧電流制御回路１６０は、ＤＣＤＣコンバータとして機能する。電圧電流制御回路１６０は、定電圧源１３１から流出する電流が大きいほど、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率を小さくする。このように、特性変換回路１００は、定電圧源１３１から流出する電流に応じて上記比率が調整されるようになっている。このような特性変換回路１００は、適宜設計可能である。 The voltage-current control circuit 160 functions as a DCDC converter. The voltage-current control circuit 160 reduces the ratio of the output voltage to the input voltage of the voltage-current control circuit 160 as the current flowing out from the constant voltage source 131 increases. In this way, the characteristic conversion circuit 100 is adapted to adjust the above ratio according to the current flowing out from the constant voltage source 131. Such a characteristic conversion circuit 100 can be appropriately designed.

図１および図２に戻って、特性変換回路１００の出力電力は、ＬＣフィルタ６１および保護リレー６２を介して、直流電力変換装置２０に（具体的には、第１ＤＣＤＣコンバータ２１に）供給される。 Returning to FIGS. 1 and 2, the output power of the characteristic conversion circuit 100 is supplied to the DC power converter 20 (specifically, to the first DCDC converter 21) via the LC filter 61 and the protection relay 62. ..

［蓄電装置２５］
上述のように、蓄電装置２５には、第４ＤＣＤＣコンバータ１２から電力が供給される。また、蓄電装置２５は、第４ＤＣＤＣコンバータ１２に電力を供給する。 [Power storage device 25]
As described above, power is supplied to the power storage device 25 from the 4th DCDC converter 12. Further, the power storage device 25 supplies electric power to the 4th DCDC converter 12.

蓄電装置２５は、例えば、リチウム電池である。ただし、蓄電装置２５として、リチウム電池以外の電池を用いてもよい。蓄電装置２５として、キャパシタを用いてもよい。 The power storage device 25 is, for example, a lithium battery. However, a battery other than the lithium battery may be used as the power storage device 25. A capacitor may be used as the power storage device 25.

［主分電盤８０］
主分電盤８０は、連系ブレーカー８１と、主幹ブレーカー８２と、二次連系ブレーカー８３と、分岐ブレーカー８５ａ，８５ｂおよび８５ｃと、を有する。 [Main distribution board 80]
The main distribution board 80 includes an interconnection breaker 81, a main breaker 82, a secondary interconnection breaker 83, and branch breakers 85a, 85b, and 85c.

主幹ブレーカー８２は、上流側電路８８により、系統電源２００と接続されている。上流側電路８８は、主幹ブレーカー８２を介して下流側電路８９に接続されている。 The main breaker 82 is connected to the system power supply 200 by the upstream electric circuit 88. The upstream electric circuit 88 is connected to the downstream electric circuit 89 via the main breaker 82.

下流側電路８９には、二次連系ブレーカー８３が接続されている。二次連系ブレーカー８３は、主幹ブレーカー８２と第２インバータ４４とを接続する経路上かつ分岐ブレーカー８５ａ，８５ｂおよび８５ｃと第２インバータ４４とを接続する経路上の位置に設けられている。 A secondary interconnection breaker 83 is connected to the downstream electric circuit 89. The secondary circuit breaker 83 is provided at a position on the path connecting the main breaker 82 and the second inverter 44 and on the path connecting the branch breakers 85a, 85b and 85c and the second inverter 44.

下流側電路８９には、分岐ブレーカー８５ａ，８５ｂおよび８５ｃも接続されている。分岐ブレーカー８５ａは、主幹ブレーカー８２と電力切替ユニット２８とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー８５ｂは、主幹ブレーカー８２と第２負荷２５２とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー８５ｃは、主幹ブレーカー８２と第３負荷２５３とを接続する経路上に設けられている。 Branch breakers 85a, 85b and 85c are also connected to the downstream electric circuit 89. The branch breaker 85a is provided on a path connecting the main breaker 82 and the power switching unit 28. The branch breaker 85b is provided on a path connecting the main breaker 82 and the second load 252. The branch breaker 85c is provided on a path connecting the main breaker 82 and the third load 253.

上流側電路８８には、第３接続点ｐ３がある。連系ブレーカー８１は、第３接続点ｐ３と第１インバータ１３とを接続する経路上に設けられている。 The upstream electric circuit 88 has a third connection point p3. The interconnection breaker 81 is provided on a path connecting the third connection point p3 and the first inverter 13.

この例では、系統電源２００から主幹ブレーカー８２に電圧Ｖ_AC2の交流電力が供給され得る。系統電源２００から連系ブレーカー８１を介して第１インバータ１３に電圧Ｖ_AC2の交流電力が供給され得る。第１インバータ１３から連系ブレーカー８１を介して系統電源２００に電圧Ｖ_AC2の交流電力が逆潮流され得る。第１インバータ１３から連系ブレーカー８１を介して主幹ブレーカー８２に電圧Ｖ_AC2の交流電力が供給され得る。二次連系ブレーカー８３には、第２インバータ４４から電圧Ｖ_AC2の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー８５ａから電力切替ユニット２８に電圧Ｖ_AC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー８５ｂから第２負荷２５２に電圧Ｖ_AC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー８５ｃから第３負荷２５３に電圧Ｖ_AC2の交流電力が供給され得る。 In this example, AC power of _{voltage V AC2} can be supplied from the system power supply 200 to the main breaker 82. AC power of _{voltage V AC2} can be supplied from the grid power supply 200 to the first inverter 13 via the interconnection breaker 81. _{AC power of voltage V AC2} can be reverse-flowed from the first inverter 13 to the system power supply 200 via the interconnection breaker 81. AC power of _{voltage V AC2} can be supplied from the first inverter 13 to the main breaker 82 via the interconnection breaker 81. _{AC power of voltage V AC2} can be supplied to the secondary interconnection breaker 83 from the second inverter 44. AC power of _{voltage V AC1} can be supplied from the branch breaker 85a to the power switching unit 28. AC power of _{voltage V AC1} can be supplied from the branch breaker 85b to the second load 252. AC power of _{voltage V AC2} can be supplied from the branch breaker 85c to the third load 253.

［電力切替ユニット２８］
電力切替ユニット２８には、第１インバータ１３と分岐ブレーカー８５ａとのいずれかを、選択的に、自立分電盤９０に（具体的には、主幹ブレーカー９２に）接続する。 [Power switching unit 28]
In the power switching unit 28, either the first inverter 13 or the branch breaker 85a is selectively connected to the self-supporting distribution board 90 (specifically, to the main breaker 92).

［自立分電盤９０］
自立分電盤９０は、主幹ブレーカー９２と、分岐ブレーカー９５ａ，９５ｂおよび９５ｃと、を有する。 [Independent distribution board 90]
The self-supporting distribution board 90 has a main breaker 92 and branch breakers 95a, 95b and 95c.

主幹ブレーカー９２は、上流側電路９８により、電力切替ユニット２８と接続されている。上流側電路９８は、主幹ブレーカー９２を介して下流側電路９９に接続されている。 The main breaker 92 is connected to the power switching unit 28 by the upstream electric circuit 98. The upstream electric circuit 98 is connected to the downstream electric circuit 99 via the main breaker 92.

下流側電路９９には、分岐ブレーカー９５ａ，９５ｂおよび９５ｃが接続されている。分岐ブレーカー９５ａは、主幹ブレーカー９２とＤ１電源５５とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー９５ｂは、主幹ブレーカー９２と貯湯ユニット４７とを接続する経路上に設けられている。分岐ブレーカー９５ｃは、主幹ブレーカー９２と第１負荷２５１とを接続する経路上に設けられている。 Branch breakers 95a, 95b and 95c are connected to the downstream electric circuit 99. The branch breaker 95a is provided on a path connecting the main breaker 92 and the D1 power supply 55. The branch breaker 95b is provided on a path connecting the main breaker 92 and the hot water storage unit 47. The branch breaker 95c is provided on a path connecting the main breaker 92 and the first load 251.

この例では、電力切替ユニット２８から主幹ブレーカー９２を介して下流側電路９９に電圧Ｖ_AC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー９５ａからＤ１電源５５に電圧Ｖ_AC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー９５ｂから貯湯ユニット４７に電圧Ｖ_AC1の交流電力が供給され得る。分岐ブレーカー９５ｃからコンセント２６０を介して第１負荷２５１に電圧Ｖ_AC1の交流電力が供給され得る。 In this example, AC power of _{voltage V AC1} can be supplied from the power switching unit 28 to the downstream electric circuit 99 via the main breaker 92. AC power of _{voltage V AC1} can be supplied from the branch breaker 95a to the D1 power supply 55. AC power of _{voltage V AC1} can be supplied from the branch breaker 95b to the hot water storage unit 47. AC power of _{voltage V AC1} can be supplied from the branch breaker 95c to the first load 251 via the outlet 260.

［系統連系時の電力システム３００の動作］
図１に示すように、系統連系時には、ＭＣＵ５１からの解列指令に基づき、保護リレー６２が開状態となっている。ここで、開状態は、自身を電流が流れることを禁止する状態を指す。また、電力切替ユニット２８は、分岐ブレーカー８５ａと自立分電盤９０とを接続している。 [Operation of power system 300 during grid connection]
As shown in FIG. 1, at the time of grid connection, the protection relay 62 is in the open state based on the disconnection command from the MCU 51. Here, the open state refers to a state in which current is prohibited from flowing through itself. Further, the power switching unit 28 connects the branch breaker 85a and the self-supporting distribution board 90.

燃料電池４１で発電された電力は、第５ＤＣＤＣコンバータ４２を経由して第２ＤＣバス４３に供給される。第２ＤＣバス４３に供給された直流電力の一部または全部は、第２インバータ４４を経由して二次連系ブレーカー８３に供給される。 The electric power generated by the fuel cell 41 is supplied to the second DC bus 43 via the fifth DCDC converter 42. Part or all of the DC power supplied to the second DC bus 43 is supplied to the secondary interconnection breaker 83 via the second inverter 44.

二次連系ブレーカー８３に供給された電力の一部は、分岐ブレーカー８５ａと電力切替ユニット２８とをこの順に経由して、主幹ブレーカー９２に供給される。主幹ブレーカー９２に供給された電力の一部は、分岐ブレーカー９５ａを経由して、Ｄ１電源５５に供給される。主幹ブレーカー９２に供給された電力の別の一部は、分岐ブレーカー９５ｂを経由して、貯湯ユニット４７に供給される。主幹ブレーカー９２に供給された電力のさらに別の一部は、分岐ブレーカー９５ｃとコンセント２６０とをこの順に経由して、第１負荷２５１に供給される。 A part of the electric power supplied to the secondary interconnection breaker 83 is supplied to the main breaker 92 via the branch breaker 85a and the electric power switching unit 28 in this order. A part of the electric power supplied to the main breaker 92 is supplied to the D1 power supply 55 via the branch breaker 95a. Another part of the electric power supplied to the main breaker 92 is supplied to the hot water storage unit 47 via the branch breaker 95b. Yet another portion of the power supplied to the main breaker 92 is supplied to the first load 251 via the branch breaker 95c and the outlet 260 in this order.

二次連系ブレーカー８３に供給された電力の別の一部は、分岐ブレーカー８５ｂを経由して、第２負荷２５２に供給される。二次連系ブレーカー８３に供給された電力のさらに別の一部は、分岐ブレーカー８５ｃを経由して、第３負荷２５３に供給される。 Another part of the electric power supplied to the secondary interconnection breaker 83 is supplied to the second load 252 via the branch breaker 85b. Yet another portion of the power supplied to the secondary circuit breaker 83 is supplied to the third load 253 via the branch breaker 85c.

余剰電力に所定マージンを加えた電力がゼロよりも大きい場合、その電力は、第２ＤＣバス４３から第６ＤＣＤＣコンバータ４５を経由してヒーター４６に供給される。 When the power obtained by adding the predetermined margin to the surplus power is larger than zero, the power is supplied from the second DC bus 43 to the heater 46 via the sixth DCDC converter 45.

直流電力変換装置２０は（具体的には、第２ＤＣＤＣコンバータ２２は）、ＭＰＰＴ制御により、第１太陽光発電システム３１から電力を取り出し、取り出した電力を第１ＤＣバス１１に供給する。直流電力変換装置２０は（具体的には、第３ＤＣＤＣコンバータ２３は）、ＭＰＰＴ制御により、第２太陽光発電システム３２から電力を取り出し、取り出した電力を第１ＤＣバス１１に供給する。 The DC power converter 20 (specifically, the second DCDC converter 22) takes out electric power from the first photovoltaic power generation system 31 by MPPT control, and supplies the taken out electric power to the first DC bus 11. The DC power converter 20 (specifically, the third DCDC converter 23) extracts electric power from the second photovoltaic power generation system 32 by MPPT control, and supplies the extracted electric power to the first DC bus 11.

蓄電装置２５が満充電状態にない場合、第１ＤＣバス１１に供給された電力の一部が蓄電装置２５に供給され、該電力の残部が第１インバータ１３に供給される。蓄電装置２５が満充電状態にある場合、第１ＤＣバス１１に供給された電力の全部が第１インバータ１３に供給される。第１インバータ１３に供給された電力は、連系ブレーカー８１に供給される。 When the power storage device 25 is not in the fully charged state, a part of the electric power supplied to the first DC bus 11 is supplied to the power storage device 25, and the rest of the electric power is supplied to the first inverter 13. When the power storage device 25 is in a fully charged state, all of the electric power supplied to the first DC bus 11 is supplied to the first inverter 13. The electric power supplied to the first inverter 13 is supplied to the interconnection breaker 81.

上記の説明から理解されるように、この例の電力システム３００は、第２インバータ４４から二次連系ブレーカー８３へと供給される電力が、少なくとも上記マージンの分だけ、負荷２５１〜２５３、Ｄ１電源５５および貯湯ユニット４７の合計要求負荷に対して不足するように構成されている。この不足分に相当する電力が、連系ブレーカー８１から主幹ブレーカー８２を経由して下流側電路８９へと供給され、第２インバータ４４から二次連系ブレーカー８３へと供給された電力と合流する。連系ブレーカー８１に供給された電力の残部は、系統電源２００に逆潮流される。 As can be understood from the above description, in the power system 300 of this example, the power supplied from the second inverter 44 to the secondary interconnection breaker 83 is loaded 251 to 253, D1 by at least the above margin. It is configured to be insufficient for the total required load of the power supply 55 and the hot water storage unit 47. The electric power corresponding to this shortage is supplied from the interconnection breaker 81 to the downstream electric circuit 89 via the main breaker 82, and merges with the electric power supplied from the second inverter 44 to the secondary interconnection breaker 83. .. The balance of the electric power supplied to the interconnection breaker 81 is reverse-flowed to the grid power supply 200.

太陽光発電システム３１および３２での発電が不十分な場合、上記の不足分の電力が、系統電源２００から主幹ブレーカー８２を経由して下流側電路８９へと供給され、第２インバータ４４から二次連系ブレーカー８３へと供給された電力と合流する。また、蓄電装置２５が満充電状態でなくかつ太陽光発電システム３１および３２での発電が蓄電装置２５を充電するのに不十分な場合、系統電源２００から、第１インバータ１３、第１ＤＣバス１１および第４ＤＣＤＣコンバータ１２を経由して、蓄電装置２５に電力が供給される。 When the power generation by the photovoltaic power generation systems 31 and 32 is insufficient, the above-mentioned insufficient power is supplied from the system power supply 200 to the downstream electric circuit 89 via the main breaker 82, and the second inverter 44 to the second. It merges with the power supplied to the next interconnection breaker 83. If the power storage device 25 is not fully charged and the power generated by the photovoltaic power generation systems 31 and 32 is insufficient to charge the power storage device 25, the system power supply 200, the first inverter 13, and the first DC bus 11 Power is supplied to the power storage device 25 via the fourth DCDC converter 12.

［停電時の電力システム３００の動作］
図２に示すように、停電時には、ＭＣＵ５１からの並列指令に基づき、保護リレー６２が閉状態となっている。ここで、閉状態は、自身を電流が流れることを許可する状態を指す。また、電力切替ユニット２８は、第１インバータ１３と自立分電盤９０とを接続している。 [Operation of power system 300 during power failure]
As shown in FIG. 2, at the time of power failure, the protection relay 62 is closed based on the parallel command from the MCU 51. Here, the closed state refers to a state in which an electric current is allowed to flow through itself. Further, the power switching unit 28 connects the first inverter 13 and the self-supporting distribution board 90.

燃料電池４１で発電された電力は、ＤＣＤＣコンバータ４２を経由して第２ＤＣバス４３に供給される。第２ＤＣバス４３に供給された直流電力の一部または全部は、特性変換回路１００に供給される。直流電力変換装置２０は（具体的には、第１ＤＣＤＣコンバータ２１は）、ＭＰＰＴ制御により、特性変換回路１００から（厳密には、ＬＣフィルタ６１を介して）電力を取り出し、取り出した電力を第１ＤＣバス１１に供給する。 The electric power generated by the fuel cell 41 is supplied to the second DC bus 43 via the DCDC converter 42. Part or all of the DC power supplied to the second DC bus 43 is supplied to the characteristic conversion circuit 100. The DC power converter 20 (specifically, the first DCDC converter 21) extracts power from the characteristic conversion circuit 100 (strictly speaking, via the LC filter 61) by MPPT control, and uses the extracted power as the first DC. Supply to bus 11.

また、直流電力変換装置２０は、系統連系時と同様に、太陽光発電システム３１および３２から電力を取り出し、取り出した電力を第１ＤＣバス１１に供給する。 Further, the DC power conversion device 20 extracts electric power from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and supplies the extracted electric power to the first DC bus 11 as in the case of grid connection.

直流電力変換装置２０によって太陽光発電システム３１および３２ならびに特性変換回路１００から取り出された合計電力が第１負荷２５１、Ｄ１電源５５および貯湯ユニット４７の要求負荷よりも小さい場合、不足分に相当する電力が、蓄電装置２５から第４ＤＣＤＣコンバータ１２を経由して第１ＤＣバス１１にさらに供給される。取り出された電力が要求負荷よりも大きい場合、過剰分の電力が第４ＤＣＤＣコンバータ１２を介して蓄電装置２５に充電され、この充電を行っても過剰分がなくならければ、第２ＤＣバス４３の電力の一部が第６ＤＣＤＣコンバータ４５を介してヒーター４６に供給される。 When the total power extracted from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the characteristic conversion circuit 100 by the DC power converter 20 is smaller than the required loads of the first load 251 and the D1 power supply 55 and the hot water storage unit 47, it corresponds to the shortage. Electric power is further supplied from the power storage device 25 to the first DC bus 11 via the fourth DCDC converter 12. When the extracted power is larger than the required load, the excess power is charged to the power storage device 25 via the 4th DCDC converter 12, and if the excess power does not disappear even after this charging, the second DC bus 43 A part of the electric power is supplied to the heater 46 via the sixth DCDC converter 45.

このようにして、上記要求負荷に追従させられたあるいは近づけられた電力が、第１ＤＣバス１１から第１インバータ１３および電力切替ユニット２８を経由して主幹ブレーカー９２に供給される。主幹ブレーカー９２に供給された電力は、系統連系時と同様に、Ｄ１電源５５、貯湯ユニット４７および第１負荷２５１に供給される。 In this way, the electric power that is made to follow or is brought close to the required load is supplied from the first DC bus 11 to the main breaker 92 via the first inverter 13 and the electric power switching unit 28. The electric power supplied to the main breaker 92 is supplied to the D1 power supply 55, the hot water storage unit 47, and the first load 251 as in the case of grid connection.

［電力システム３００における機器の接続の仕方による利点］
この例では、電力システム３００は、蓄電装置２５を備える。太陽光発電システム３１および３２と、直流電力変換装置２０と、蓄電装置２５と、はこの順に接続されている。また、燃料電池発電システム４０と、特性変換回路１００と、直流電力変換装置２０と、蓄電装置２５と、はこの順に接続されている。このため、太陽光発電システム３１および３２からのみならず、燃料電池発電システム４０からも、蓄電装置２５を充電することができる。 [Advantages of connecting devices in the power system 300]
In this example, the power system 300 includes a power storage device 25. The photovoltaic power generation systems 31 and 32, the DC power conversion device 20, and the power storage device 25 are connected in this order. Further, the fuel cell power generation system 40, the characteristic conversion circuit 100, the DC power conversion device 20, and the power storage device 25 are connected in this order. Therefore, the power storage device 25 can be charged not only from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 but also from the fuel cell power generation system 40.

この例では、電力システム３００は、蓄電装置２５と、直流電力を交流電力に変換するインバータ１３と、コンセント２６０と、を備える。太陽光発電システム３１および３２と、直流電力変換装置２０と、インバータ１３と、コンセント２６０と、はこの順に接続されている。燃料電池発電システム４０と、特性変換回路１００と、直流電力変換装置２０と、インバータ１３と、コンセント２６０と、はこの順に接続されている。蓄電装置２５と、インバータ１３と、コンセント２６０と、はこの順に接続されている。このため、この例では、太陽光発電システム３１および３２ならびに蓄電装置２５から電力供給されるコンセント２６０に、燃料電池発電システム４０からも電力供給できる。このことは、以下の理由で、停電時に便利である。すなわち、夜、雨天時などには、太陽光発電システム３１および３２は発電できない。仮にコンセント２６０に燃料電池発電システム４０から電力を供給できないとすると、夜、雨天時などに停電が続く場合において、コンセント２６０から電力を取り出し可能な期間は蓄電装置２５のみに基づく限られたものとなる。これに対し、この例では、コンセント２６０に燃料電池発電システム４０から電力を供給できるため、上記期間を延ばすことができる。夜、雨天時などに停電が続く場合において、別のコンセントへの差し替えなしで１つのコンセントから長時間電力を取り出せることは、ユーザーにとって便利である。 In this example, the power system 300 includes a power storage device 25, an inverter 13 that converts DC power into AC power, and an outlet 260. The photovoltaic power generation systems 31 and 32, the DC power converter 20, the inverter 13, and the outlet 260 are connected in this order. The fuel cell power generation system 40, the characteristic conversion circuit 100, the DC power conversion device 20, the inverter 13, and the outlet 260 are connected in this order. The power storage device 25, the inverter 13, and the outlet 260 are connected in this order. Therefore, in this example, power can also be supplied from the fuel cell power generation system 40 to the outlet 260 to which power is supplied from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the power storage device 25. This is convenient in the event of a power outage for the following reasons: That is, the photovoltaic power generation systems 31 and 32 cannot generate power at night, in rainy weather, and the like. Assuming that power cannot be supplied to the outlet 260 from the fuel cell power generation system 40, the period during which power can be taken out from the outlet 260 is limited based only on the power storage device 25 when a power outage continues at night or in the rain. Become. On the other hand, in this example, since the power can be supplied to the outlet 260 from the fuel cell power generation system 40, the above period can be extended. When a power outage continues at night or in the rain, it is convenient for the user to be able to take out power from one outlet for a long time without replacing it with another outlet.

また、この例では、コンセント２６０に対する上記接続と同様の接続が、貯湯ユニット４７にもなされている。このため、夜、雨天時などに停電が続く場合において、貯湯ユニット４７へとその動作に必要な電力を長時間供給することができる。 Further, in this example, the same connection as the above connection to the outlet 260 is also made to the hot water storage unit 47. Therefore, when a power failure continues at night or in the rain, the electric power required for the operation can be supplied to the hot water storage unit 47 for a long time.

この例では、電力システム３００は、蓄電装置２５から燃料電池発電システム４０に（具体的には、Ｄ１電源５５に）電力を供給することができるように構成されている。具体的には、コンセント２６０に対する上記接続と同様の接続が、Ｄ１電源５５にもなされている。上述の説明から理解されるように、この例の蓄電装置２５は、停電時にコンセント２６０に電力を供給可能な非常用電源として機能する。この例では、さらに、蓄電装置２５は、停電時に燃料電池発電システム４０に電力を供給可能な非常用電源としても機能する。このようにすれば、停電時に燃料電池発電システム４０を起動させるための（典型的には、該システム４０の補機に電力を供給するための）専用電源を省略することができる。 In this example, the power system 300 is configured to be able to supply power (specifically, to the D1 power source 55) from the power storage device 25 to the fuel cell power generation system 40. Specifically, the same connection as the above connection to the outlet 260 is also made to the D1 power supply 55. As can be understood from the above description, the power storage device 25 of this example functions as an emergency power source capable of supplying power to the outlet 260 in the event of a power failure. In this example, the power storage device 25 also functions as an emergency power source capable of supplying electric power to the fuel cell power generation system 40 in the event of a power failure. In this way, the dedicated power source for starting the fuel cell power generation system 40 (typically for supplying electric power to the auxiliary equipment of the system 40) can be omitted in the event of a power failure.

［特性変換回路の具体例］
上記の説明から理解されるように、この例では、特性変換回路１００は、ＤＣＤＣコンバータである電圧電流制御回路１６０を有する。特性変換回路１００の出力電流が所定値未満のときにおいて、電圧電流制御回路１６０および第１フィードバック回路１１０は、協働して、特性変換回路１００の出力電圧に応じて特性変換回路１００の出力電圧を調整することによって特性変換回路１００の出力電圧を目標値に追従させる第１フィードバック制御を行う。また、特性変換回路１００の出力電流が所定値以上のときにおいて、電圧電流制御回路１００および第２フィードバック回路１２０は、協働して、特性変換回路１００の出力電流が大きいほど特性変換回路１００の出力電圧を低下させることによって特性変換回路１００の出力電力がピークになるときにおける特性変換回路１００の出力電圧を所定範囲内の値に調整する第２フィードバック制御を行う。 [Specific example of characteristic conversion circuit]
As can be understood from the above description, in this example, the characteristic conversion circuit 100 includes a voltage-current control circuit 160 which is a DCDC converter. When the output current of the characteristic conversion circuit 100 is less than a predetermined value, the voltage / current control circuit 160 and the first feedback circuit 110 work together to obtain the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 according to the output voltage of the characteristic conversion circuit 100. The first feedback control is performed so that the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 follows the target value by adjusting. Further, when the output current of the characteristic conversion circuit 100 is equal to or higher than a predetermined value, the voltage / current control circuit 100 and the second feedback circuit 120 cooperate with each other, and the larger the output current of the characteristic conversion circuit 100, the larger the output current of the characteristic conversion circuit 100. The second feedback control is performed to adjust the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 to a value within a predetermined range when the output power of the characteristic conversion circuit 100 peaks by lowering the output voltage.

このような第１および第２フィードバック制御を実現する特性変換回路１００は適宜設計可能であるが、以下では、特性変換回路１００の具体例である特性変換回路１００Ｘについて、図５を参照しながら説明する。以下では、図４を参照して既に説明した要素については、同一符号を付し、その説明を省略することがある。 The characteristic conversion circuit 100 that realizes such first and second feedback control can be appropriately designed, but the characteristic conversion circuit 100X, which is a specific example of the characteristic conversion circuit 100, will be described below with reference to FIG. do. In the following, the elements already described with reference to FIG. 4 may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.

特性変換回路１００Ｘは、ＬＬＣコンバータを構成している。このＬＬＣコンバータは、定電圧源１３１から流出する電流が大きいほど高い発振周波数が規定され、発振周波数が高いほど特性変換回路１００Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなるように構成されている。 The characteristic conversion circuit 100X constitutes an LLC converter. The LLC converter is configured so that the higher the current flowing out from the constant voltage source 131, the higher the oscillation frequency is defined, and the higher the oscillation frequency, the smaller the ratio of the output voltage to the input voltage of the characteristic conversion circuit 100X.

具体的には、特性変換回路１００Ｘは、第１フィードバック回路１１０と、第２フィードバック回路１２０と、フィードバック電流供給部１３０Ｘと、電流共振制御部１４０と、電圧電流制御回路１６０Ｘと、を有する。 Specifically, the characteristic conversion circuit 100X includes a first feedback circuit 110, a second feedback circuit 120, a feedback current supply unit 130X, a current resonance control unit 140, and a voltage / current control circuit 160X.

フィードバック電流供給部１３０Ｘは、定電圧源１３１および第６抵抗１３２に加え、第１発光ダイオード１３５を有する。第１発光ダイオード１３５には、定電圧源１３１から流出した電流が流れる。 The feedback current supply unit 130X has a first light emitting diode 135 in addition to the constant voltage source 131 and the sixth resistor 132. The current flowing out from the constant voltage source 131 flows through the first light emitting diode 135.

電流共振制御部１４０は、第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３と、第１フォトトランジスタ１４５と、制御ＩＣ１４６と、を有する。第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５の組み合わせとは、互いに並列に接続されている。第１フォトトランジスタ１４５は、第１発光ダイオード１３５と協働して、第１フォトカプラ１５０を構成している。制御ＩＣ１４６は、定電流源１４７と、フィードバック端子１４８と、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａと、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂと、を有する。 The current resonance control unit 140 includes a seventh resistor 141, a first capacitor 142, an eighth resistor 143, a first phototransistor 145, and a control IC 146. The seventh resistor 141, the first capacitor 142, and the combination of the eighth resistor 143 and the first phototransistor 145 are connected in parallel with each other. The first phototransistor 145 cooperates with the first light emitting diode 135 to form the first photocoupler 150. The control IC 146 has a constant current source 147, a feedback terminal 148, a high-side driver output terminal 149a, and a low-side driver output terminal 149b.

電流共振制御部１４０では、第１コンデンサ１４２に電荷が充電される期間（以下、充電期間と称することがある）と、第１コンデンサ１４２から電荷が放電される期間（以下、放電期間と称することがある）とが、交互に訪れる。放電期間と充電期間とは、フィードバック端子１４８の電圧に基づいて切り替わる。 In the current resonance control unit 140, a period during which the first capacitor 142 is charged with an electric charge (hereinafter, may be referred to as a charging period) and a period during which the electric charge is discharged from the first capacitor 142 (hereinafter, referred to as a discharging period). There is) and visit alternately. The discharge period and the charge period are switched based on the voltage of the feedback terminal 148.

具体的には、充電期間において、定電流源１４７からフィードバック端子１４８を介して第１コンデンサ１４２に電荷が充電されていく。充電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が上昇していく。フィードバック端子１４８の電圧が第１の電圧に達すると、放電期間に切り替わる。放電期間においては、定電流源１４７から第１コンデンサ１４２への電荷の充電は停止される。放電期間においては、第１コンデンサ１４２に充電された電荷は、第７抵抗１４１を介して放電される。放電期間においては、電荷が第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介してさらに放電される。放電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が低下していく。フィードバック端子１４８の電圧が第２の電圧に達すると、充電期間に切り替わる。 Specifically, during the charging period, the first capacitor 142 is charged with electric charge from the constant current source 147 via the feedback terminal 148. As the charging progresses, the voltage of the feedback terminal 148 rises. When the voltage of the feedback terminal 148 reaches the first voltage, the discharge period is switched. During the discharge period, charging of the electric charge from the constant current source 147 to the first capacitor 142 is stopped. During the discharge period, the electric charge charged in the first capacitor 142 is discharged via the seventh resistor 141. During the discharge period, the charge is further discharged via the eighth resistor 143 and the first phototransistor 145. As the discharge progresses, the voltage of the feedback terminal 148 decreases. When the voltage of the feedback terminal 148 reaches the second voltage, the charging period is switched.

第１発光ダイオード１３５を流れる電流が大きいほど、第１フォトトランジスタ１４５に大きい電流が流れ、放電期間における第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介した電荷の放電が速くなり、放電期間が短くなり、充放電周波数（上記の発振周波数に対応）が高くなる。 The larger the current flowing through the first light emitting diode 135, the larger the current flows through the first phototransistor 145, the faster the electric charge is discharged through the eighth resistor 143 and the first phototransistor 145 during the discharge period, and the shorter the discharge period is. Therefore, the charge / discharge frequency (corresponding to the above oscillation frequency) becomes high.

ある放電期間において、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動信号が出力される。次の放電期間において、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動信号が出力される。これが繰り返され、ドライバ出力端子１４９ａおよび１４９ｂから、互いに逆位相の駆動パルス信号が出力される。これらの駆動パルス信号の周波数は、上記の充放電周波数が高くなるほど高くなる。なお、充電期間は、両ドライバ出力端子１４９ａおよび１４９ｂのいずれからも駆動信号が出力されないデッドタイムとなる。 In a certain discharge period, a drive signal is output from the high-side driver output terminal 149a. In the next discharge period, a drive signal is output from the low-side driver output terminal 149b. In the next discharge period, a drive signal is output from the high-side driver output terminal 149a. In the next discharge period, a drive signal is output from the low-side driver output terminal 149b. This is repeated, and drive pulse signals having opposite phases are output from the driver output terminals 149a and 149b. The frequency of these drive pulse signals increases as the charge / discharge frequency increases. The charging period is a dead time in which no drive signal is output from either of the driver output terminals 149a and 149b.

電圧電流制御回路１６０Ｘは、第２コンデンサ１６１と、第１スイッチング素子１６２ａと、第２スイッチング素子１６２ｂと、第３コンデンサ１６３ａと、第４コンデンサ１６３ｂと、第５コンデンサ１６４と、トランス１６５と、第１ダイオード１６６ａと、第２ダイオード１６６ｂと、第６コンデンサ１６７と、を有する。 The voltage / current control circuit 160X includes a second capacitor 161, a first switching element 162a, a second switching element 162b, a third capacitor 163a, a fourth capacitor 163b, a fifth capacitor 164, a transformer 165, and a third capacitor. It has a 1 diode 166a, a 2nd diode 166b, and a 6th capacitor 167.

スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、直列に接続されることにより、直列回路を構成している。この直列回路には、第２コンデンサ１６１が並列接続されている。第１スイッチング素子１６２ａには第３コンデンサ１６３ａが並列接続されている。第２スイッチング素子１６２ｂには第４コンデンサ１６３ｂが並列接続されている。 The switching elements 162a and 162b form a series circuit by being connected in series. A second capacitor 161 is connected in parallel to this series circuit. A third capacitor 163a is connected in parallel to the first switching element 162a. A fourth capacitor 163b is connected in parallel to the second switching element 162b.

この例では、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。また、第５コンデンサ１６４は、共振コンデンサである。 In this example, the switching elements 162a and 162b are MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors). Further, the fifth capacitor 164 is a resonance capacitor.

トランス１６５は、１次側の巻線である第１巻線１６５ａと、２次側の巻線である第２巻線１６５ｂおよび第３巻線１６５ｃと、を有する。 The transformer 165 has a first winding 165a, which is a primary winding, and a second winding 165b and a third winding 165c, which are secondary windings.

第１巻線１６５ａの一端には、第１スイッチング素子１６２ａの電流流出端子（この例では、ソース端子である）と、第２スイッチング素子１６２ｂの電流流入端子（この例では、ドレイン端子である）と、が接続されている。第１巻線１６５ａの他端と第２スイッチング素子１６２ｂの電流流出端子との間には、第５コンデンサ１６４が接続されている。 At one end of the first winding 165a, a current outflow terminal of the first switching element 162a (in this example, a source terminal) and a current inflow terminal of the second switching element 162b (in this example, a drain terminal). And are connected. A fifth capacitor 164 is connected between the other end of the first winding 165a and the current outflow terminal of the second switching element 162b.

第２巻線１６５ｂの一端には、第１ダイオード１６６ａのアノードが接続されている。第１ダイオード１６６ａのカソードには、第６コンデンサ１６７の一端と、第２ダイオード１６６ｂのカソードと、が接続されている。第２巻線１６５ｂの他端には、第６コンデンサ１６７の他端と、基準電位とが接続されている。 The anode of the first diode 166a is connected to one end of the second winding 165b. One end of the sixth capacitor 167 and the cathode of the second diode 166b are connected to the cathode of the first diode 166a. The other end of the sixth capacitor 167 and the reference potential are connected to the other end of the second winding 165b.

第３巻線１６５ｃの一端には、第６コンデンサ１６７の他端と、基準電位とが接続されている。第３巻線１６５ｃの他端には、第２ダイオード１６６ｂのアノードが接続されている。 The other end of the sixth capacitor 167 and the reference potential are connected to one end of the third winding 165c. The anode of the second diode 166b is connected to the other end of the third winding 165c.

第１スイッチング素子１６２ａの制御端子（この例では、ゲート端子である）には、ハイサイドドライバ出力端子１４９ａから駆動パルス信号が供給される。第２スイッチング素子１６２ｂの制御端子には、ローサイドドライバ出力端子１４９ｂから駆動パルス信号が供給される。これにより、スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂは、互いに逆位相の駆動パルス信号が供給されることによって、交互にオンオフする。 A drive pulse signal is supplied from the high-side driver output terminal 149a to the control terminal (gate terminal in this example) of the first switching element 162a. A drive pulse signal is supplied from the low-side driver output terminal 149b to the control terminal of the second switching element 162b. As a result, the switching elements 162a and 162b are alternately turned on and off by supplying drive pulse signals having opposite phases to each other.

スイッチング素子１６２ａおよび１６２ｂに供給される駆動パルス信号の周波数が高いほど、ＬＬＣ共振に基づき、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が小さくなる。 The higher the frequency of the drive pulse signal supplied to the switching elements 162a and 162b, the smaller the ratio of the output voltage to the input voltage of the voltage-current control circuit 160X based on the LLC resonance.

［特性変換回路の別例］
図６に、特性変換回路の別例を示す。以下では、図４の例と同様の部分については、説明を省略することがある。 [Another example of characteristic conversion circuit]
FIG. 6 shows another example of the characteristic conversion circuit. In the following, the description of the same parts as those in the example of FIG. 4 may be omitted.

図６に示す特性変換回路１９０は、図４の特性変換回路１００のフィードバック電流供給部１３０に代えて、フィードバック電流供給部１９５を有する。フィードバック電流供給部１９５は、定電圧源１３１および第６抵抗１３２に加え、第９抵抗１９１を有する。 The characteristic conversion circuit 190 shown in FIG. 6 has a feedback current supply unit 195 instead of the feedback current supply unit 130 of the characteristic conversion circuit 100 of FIG. The feedback current supply unit 195 has a ninth resistor 191 in addition to the constant voltage source 131 and the sixth resistor 132.

特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と同様、第１シャントレギュレータ１１５の参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、定電圧源１３１、第６抵抗１３２、第１シャントレギュレータ１１５および基準電位をこの順に流れる電流（第１電流）が大きくなる。一方、特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と異なり、第２シャントレギュレータ１２５の参照電圧端子に入力される電圧が大きいほど、定電圧源１３１、第９抵抗１９１、第２シャントレギュレータ１２５および基準電位をこの順に流れる電流（第２電流）が大きくなる。 In the characteristic conversion circuit 190, as in the characteristic conversion circuit 100, the larger the voltage input to the reference voltage terminal of the first shunt regulator 115, the more the constant voltage source 131, the sixth resistor 132, the first shunt regulator 115, and the reference potential. The current flowing in this order (first current) increases. On the other hand, in the characteristic conversion circuit 190, unlike the characteristic conversion circuit 100, the larger the voltage input to the reference voltage terminal of the second shunt regulator 125, the more the constant voltage source 131, the ninth resistor 191 and the second shunt regulator 125 and the reference. The current (second current) flowing through the potentials in this order increases.

特性変換回路１９０の出力電流が小さい領域では、第１電流が、定電圧源１３１から流出する電流の大部分を占める。一方、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では、第２電流が、定電圧源１３１から流出する電流の大部分を占める。つまり、特性変換回路１００の出力電流が小さい領域では第１フィードバック回路１１０の動作が優勢となり、特性変換回路１００の出力電流が大きい領域では第２フィードバック回路１２０の動作が優勢となる。これらの点で、特性変換回路１９０は、特性変換回路１００と共通している。このため、特性変換回路１９０では、特性変換回路１００と同様に、電圧電流制御回路１６０の入力電圧に対する出力電圧の比率が調整される。 In the region where the output current of the characteristic conversion circuit 190 is small, the first current occupies most of the current flowing out from the constant voltage source 131. On the other hand, in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is large, the second current occupies most of the current flowing out from the constant voltage source 131. That is, the operation of the first feedback circuit 110 is dominant in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is small, and the operation of the second feedback circuit 120 is dominant in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is large. In these respects, the characteristic conversion circuit 190 is common to the characteristic conversion circuit 100. Therefore, in the characteristic conversion circuit 190, the ratio of the output voltage to the input voltage of the voltage / current control circuit 160 is adjusted in the same manner as in the characteristic conversion circuit 100.

図７に、特性変換回路１９０の具体例である特性変換回路１９０Ｘを示す。以下では、図５の例と同様の部分については、説明を省略することがある。 FIG. 7 shows a characteristic conversion circuit 190X which is a specific example of the characteristic conversion circuit 190. In the following, description of the same parts as in the example of FIG. 5 may be omitted.

図７に示す特性変換回路１９０Ｘは、図５の特性変換回路１００Ｘのフィードバック電流供給部１３０Ｘに代えて、フィードバック電流供給部１９５Ｘを有する。また、特性変換回路１９０Ｘは、特性変換回路１００Ｘの電流共振制御部１４０に代えて、電流共振制御部１９９を有する。 The characteristic conversion circuit 190X shown in FIG. 7 has a feedback current supply unit 195X instead of the feedback current supply unit 130X of the characteristic conversion circuit 100X of FIG. Further, the characteristic conversion circuit 190X has a current resonance control unit 199 instead of the current resonance control unit 140 of the characteristic conversion circuit 100X.

フィードバック電流供給部１９５Ｘは、定電圧源１３１、第６抵抗１３２および第１発光ダイオード１３５に加え、第９抵抗１９１および第２発光ダイオード１９２を有する。電流共振制御部１９９は、第７抵抗１４１、第１コンデンサ１４２、第８抵抗１４３、第１フォトトランジスタ１４５および制御ＩＣ１４６に加え、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７を有する。 The feedback current supply unit 195X has a ninth resistor 191 and a second light emitting diode 192 in addition to the constant voltage source 131, the sixth resistor 132, and the first light emitting diode 135. The current resonance control unit 199 has a tenth resistor 196 and a second phototransistor 197 in addition to the seventh resistor 141, the first capacitor 142, the eighth resistor 143, the first phototransistor 145 and the control IC 146.

第７抵抗１４１と、第１コンデンサ１４２と、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５の組み合わせと、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７の組み合わせとは、互いに並列に接続されている。第２発光ダイオード１９２および第２フォトトランジスタ１９７は、協働して、第２フォトカプラ１９８を構成している。 The seventh resistor 141, the first capacitor 142, the combination of the eighth resistor 143 and the first phototransistor 145, and the combination of the tenth resistor 196 and the second phototransistor 197 are connected in parallel with each other. The second light emitting diode 192 and the second phototransistor 197 cooperate to form the second photocoupler 198.

電流共振制御部１９９では、電流共振制御部１４０と同様、第１コンデンサ１４２に電荷が充電される期間（以下、充電期間と称することがある）と、第１コンデンサ１４２から電荷が放電される期間（以下、放電期間と称することがある）とが、交互に訪れる。 In the current resonance control unit 199, similarly to the current resonance control unit 140, a period in which the first capacitor 142 is charged with an electric charge (hereinafter, may be referred to as a charging period) and a period in which the electric charge is discharged from the first capacitor 142. (Hereinafter, it may be referred to as a discharge period) and appear alternately.

具体的には、充電期間において、定電流源１４７からフィードバック端子１４８を介して第１コンデンサ１４２に電荷が充電されていく。充電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が上昇していく。フィードバック端子１４８の電圧が第１の電圧に達すると、放電期間に切り替わる。放電期間においては、定電流源１４７から第１コンデンサ１４２への電荷の充電は停止される。放電期間においては、第１コンデンサ１４２に充電された電荷は、第７抵抗１４１を介して放電される。放電期間においては、電荷が、第８抵抗１４３および第１フォトトランジスタ１４５を介して、または、第１０抵抗１９６および第２フォトトランジスタ１９７を介して、さらに放電される。放電が進むにつれて、フィードバック端子１４８の電圧が低下していく。フィードバック端子１４８の電圧が第２の電圧に達すると、充電期間に切り替わる。 Specifically, during the charging period, the first capacitor 142 is charged with electric charge from the constant current source 147 via the feedback terminal 148. As the charging progresses, the voltage of the feedback terminal 148 rises. When the voltage of the feedback terminal 148 reaches the first voltage, the discharge period is switched. During the discharge period, charging of the electric charge from the constant current source 147 to the first capacitor 142 is stopped. During the discharge period, the electric charge charged in the first capacitor 142 is discharged via the seventh resistor 141. During the discharge period, the charge is further discharged via the eighth resistor 143 and the first phototransistor 145, or through the tenth resistor 196 and the second phototransistor 197. As the discharge progresses, the voltage of the feedback terminal 148 decreases. When the voltage of the feedback terminal 148 reaches the second voltage, the charging period is switched.

電流共振制御部１９９における第１コンデンサ１４２の電荷の充電状態は、電流共振制御部１４０と同様に変化する。このため、特性変換回路１９０Ｘでは、特性変換回路１００Ｘと同様に、電圧電流制御回路１６０Ｘの入力電圧に対する出力電圧の比率が調整される。 The state of charge of the electric charge of the first capacitor 142 in the current resonance control unit 199 changes in the same manner as in the current resonance control unit 140. Therefore, in the characteristic conversion circuit 190X, the ratio of the output voltage to the input voltage of the voltage / current control circuit 160X is adjusted in the same manner as in the characteristic conversion circuit 100X.

改めて断っておくが、図４の特性変換回路１００の具体例は、図５の特性変換回路１００Ｘには限られない。例えば、定電圧源１３１から流出する電流が大きいほど小さいデューティ比が規定され、そのデューティ比に基づいて動作するＤＣＤＣコンバータを特性変換回路内に構成することもできる。図６の特性変換回路１９０の具体例についても同様である。 It should be noted again that the specific example of the characteristic conversion circuit 100 of FIG. 4 is not limited to the characteristic conversion circuit 100X of FIG. For example, the larger the current flowing out from the constant voltage source 131, the smaller the duty ratio is defined, and a DCDC converter that operates based on the duty ratio can be configured in the characteristic conversion circuit. The same applies to the specific example of the characteristic conversion circuit 190 of FIG.

また、図４および図５の第１フィードバック回路１１０および第２フィードバック回路１２０の構成も必須ではない。例えば、電圧センサによって電圧電流制御回路１６０の出力電圧を検出し、電流センサによって電圧電流制御回路１６０の出力電流を検出し、出力電流が小さい領域では出力電圧が一定の電圧に維持され出力電流が大きい領域では出力電流が出力電流が増えるにつれて出力電圧が下がるような制御信号をマイクロコンピュータにより生成し、該制御信号を用いて電圧電流制御回路１６０を制御してもよい。 Further, the configurations of the first feedback circuit 110 and the second feedback circuit 120 of FIGS. 4 and 5 are not essential. For example, the voltage sensor detects the output voltage of the voltage-current control circuit 160, the current sensor detects the output current of the voltage-current control circuit 160, and in the region where the output current is small, the output voltage is maintained at a constant voltage and the output current is reduced. In a large region, a control signal may be generated by a microcomputer so that the output current decreases as the output current increases, and the voltage-current control circuit 160 may be controlled using the control signal.

本開示に、その他の種々の変更を適用することもできる。例えば、電力システムにおける太陽光発電システムの数は１つであってもよく、３つ以上であってもよい。電力システムは、太陽光発電システムを有していないくてもよい。直流電力変換装置は、パワーステーションに組み込まれていなくてもよい。電力システムは、蓄電装置、貯湯ユニットなどの図示した一部の要素を有していないくてもよい。また、発電部と負荷の接続経路は、図示したものに限られない。例えば、コンセント２６０を省略して第１負荷２５１に電力を供給することも可能である。 Various other modifications may also be applied to this disclosure. For example, the number of photovoltaic power generation systems in the electric power system may be one or three or more. The power system may not have a photovoltaic system. The DC power converter does not have to be built into the power station. The electric power system may not have some of the illustrated elements such as a power storage device and a hot water storage unit. Further, the connection path between the power generation unit and the load is not limited to the one shown in the figure. For example, it is possible to omit the outlet 260 and supply electric power to the first load 251.

本開示に係る技術は、太陽光発電システム用に設計された直流電力変換装置と、燃料電池発電システムと、を有する電力システムに利用可能である。 The technology according to the present disclosure can be used in a power system having a DC power converter designed for a photovoltaic power generation system and a fuel cell power generation system.

１０パワーステーション
１１，４３ＤＣバス
１２，２１，２２，２３，４２，４５ＤＣＤＣコンバータ
１３，４４インバータ
２０直流電力変換装置
２５蓄電装置
２８電力切替ユニット
３１，３２太陽光発電システム
３６，３７太陽光発電パネル
４０燃料電池発電システム
４１燃料電池
４６ヒーター
４７貯湯ユニット
５１ＭＣＵ
５２低圧電源
５５Ｄ１電源
６０基板
６１ＬＣフィルタ
６２保護リレー
８０，９０分電盤
８１，８２，８３，８５ａ，８５ｂ，８５ｃ，９２，９５ａ，９５ｂ，９５ｃブレーカー
８８，８９，９８，９９電路
１００，１００Ｘ特性変換回路
１１０，１２０フィードバック回路
１１１，１１２，１２１，１２２，１２３，１３２，１４１，１４３，１９１，１９６抵抗
１１５，１２５シャントレギュレータ
１２８電流センサ
１３０，１３０Ｘ、１９０，１９０Ｘフィードバック電流供給部
１３１定電圧源
１３５，１９２発光ダイオード
１４０，１９９電流共振制御部
１４２，１６１，１６３ａ，１６３ｂ，１６４，１６７コンデンサ
１４５，１９７フォトトランジスタ
１４６制御ＩＣ
１４７定電流源
１４８，１４９ａ，１４９ｂ端子
１５０，１９８フォトカプラ
１６０，１６０Ｘ電圧電流制御回路
１６２ａ，１６２ｂスイッチング素子
１６５トランス
１６５ａ，１６５ｂ，１６５ｃ巻線
１６６ａ，１６６ｂダイオード
２００系統電源
２５１，２５２，２５３負荷
２６０コンセント
３００電力システム
ｐ１，ｐ２，ｐ３接続点 10 Power station 11,43 DC bus 12,21,22,23,42,45 DCDC converter 13,44 Inverter 20 DC power converter 25 Power storage device 28 Power switching unit 31,32 Photovoltaic system 36,37 Photovoltaic power generation Panel 40 Fuel cell power generation system 41 Fuel cell 46 Heater 47 Hot water storage unit 51 MCU
52 Low voltage power supply 55 D1 power supply 60 Board 61 LC filter 62 Protection relay 80, 90 Distribution board 81, 82, 83, 85a, 85b, 85c, 92, 95a, 95b, 95c Breaker 88, 89, 98, 99 Electric circuit 100, 100X Characteristic conversion circuit 110, 120 Feedback circuit 111, 112, 121, 122, 123, 132, 141, 143, 191, 196 Resistance 115, 125 Shunt regulator 128 Current sensor 130, 130X, 190, 190X Feedback current supply unit 131 Voltage source 135,192 Light emitting diode 140,199 Current resonance control unit 142,161,163a, 163b, 164,167 Capacitor 145,197 Phototransistor 146 Control IC
147 Constant current source 148, 149a, 149b Terminal 150, 198 Photocoupler 160, 160X Voltage / current control circuit 162a, 162b Switching element 165 Transformer 165a, 165b, 165c Winding 166a, 166b Diode 200 System power supply 251,252,253 Load 260 Outlet 300 Power system p1, p2, p3 Connection point

Claims

MPPT control can be executed for an assumed system that generates power using a photovoltaic power generation panel and the output power of the assumed system peaks when the output voltage of the assumed system is within a predetermined range. Designed for DC power converter and
A fuel cell power generation system that uses a fuel cell to generate power, and the DC power generated by the fuel cell power generation system is supplied to the DC power conversion device and the fuel cell power generation system.
A characteristic conversion circuit existing on a path connecting the fuel cell power generation system and the DC power conversion device, and a first feedback circuit used to define an upper limit target value of the output voltage of the characteristic conversion circuit. A characteristic conversion circuit having a second feedback circuit used to adjust the output voltage of the characteristic conversion circuit to a value within the predetermined range when the output power of the characteristic conversion circuit reaches its peak.
Equipped with a,
The first feedback circuit and the second feedback circuit are analog circuits, that is , a power system.

The power according to claim 1, wherein the photovoltaic power generation system corresponds to the assumed system, and the DC power generated by the photovoltaic power generation system includes a photovoltaic power generation system supplied to the DC power conversion device. system.

The predetermined range includes an actual machine reference range which is within ± 20 V of the output voltage of the photovoltaic power generation system when the output power of the photovoltaic power generation system peaks.
The second feedback circuit is used to adjust the output voltage of the characteristic conversion circuit to a value within the reference range of the actual machine when the output power of the characteristic conversion circuit reaches its peak.
The power system according to claim 2.

The DC power converter has a first DCDC converter and a second DCDC converter.
The first DCDC converter adjusts the output voltage of the characteristic conversion circuit by MPPT control.
The power system according to claim 2 or 3, wherein the second DCDC converter adjusts the output voltage of the photovoltaic power generation system by MPPT control.

Equipped with a power storage device
The photovoltaic power generation system, the DC power conversion device, and the power storage device are connected in this order.
The power system according to any one of claims 2 to 4, wherein the fuel cell power generation system, the characteristic conversion circuit, the DC power conversion device, and the power storage device are connected in this order.

Power storage device and
Inverters that convert DC power to AC power,
Equipped with an outlet,
The photovoltaic power generation system, the DC power conversion device, the inverter, and the outlet are connected in this order.
The fuel cell power generation system, the characteristic conversion circuit, the DC power conversion device, the inverter, and the outlet are connected in this order.
The power system according to any one of claims 2 to 5, wherein the power storage device, the inverter, and the outlet are connected in this order.

The power system according to claim 6, wherein power can be supplied from the power storage device to the fuel cell power generation system.

The characteristic conversion circuit has a voltage-current control circuit that is a DCDC converter.
When the output current of the characteristic conversion circuit is less than a predetermined value, the voltage / current control circuit and the first feedback circuit cooperate with each other to obtain an output voltage of the characteristic conversion circuit according to the output voltage of the characteristic conversion circuit. The power system according to any one of claims 1 to 7, wherein the first feedback control for causing the output voltage of the characteristic conversion circuit to follow the target value is performed by adjusting the above.

The characteristic conversion circuit has a voltage-current control circuit that is a DCDC converter.
When the output current of the characteristic conversion circuit is equal to or higher than a predetermined value, the voltage / current control circuit and the second feedback circuit cooperate with each other, and the larger the output current of the characteristic conversion circuit, the more the output voltage of the characteristic conversion circuit. The second feedback control for adjusting the output voltage of the characteristic conversion circuit to a value within the predetermined range when the output power of the characteristic conversion circuit reaches its peak by reducing The power system described in paragraph 1.