JP7002011B2 - Power system and its control method - Google Patents

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Description

本開示は、電力システムおよびその制御方法に関する。 The present disclosure relates to electric power systems and methods thereof.

直流電力を発電し、直流電力をインバータで交流電力に変換し、交流電力を系統電源に逆潮流させることと負荷に供給することとが可能な電力システムが知られている。例えば、特許文献1に、そのような電力システムが記載されている。特許文献1には、系統電源の停電時に、燃料電池発電システムからインバータに直流電力を供給し、直流電力をインバータで交流電力に変換し、交流電力を負荷で利用することが記載されている。 A power system is known that can generate DC power, convert DC power into AC power with an inverter, reverse power flow to the grid power source, and supply AC power to a load. For example, Patent Document 1 describes such a power system. Patent Document 1 describes that when a system power supply fails, DC power is supplied from the fuel cell power generation system to the inverter, the DC power is converted into AC power by the inverter, and the AC power is used as a load.

特開2017-117673号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-117673

本開示は、燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を系統電源が復電したときに終了させるのに適した技術を提供する。 The present disclosure provides a technique suitable for terminating the DC power supply from the fuel cell power generation system to the inverter when the grid power supply is restored.

本開示は、
系統電源と連系する電力システムであって、
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第1分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第1分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第2分岐部を有する第2分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
前記系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第1分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第2分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第1分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるDC-AC変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第2分電盤への交流電力給電と、が行われ、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第1条件と定義したとき、
前記第1条件が成立していることのM1回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させる、
電力システムを提供する。
ここで、M1は、1以上の自然数である。
This disclosure is
It is a power system that is connected to the grid power supply.
A fuel cell power generation system having a fuel cell, a power receiving unit, and an AC load connected to the power receiving unit.
Inverters that convert DC power to AC power,
A current detection unit that transmits a signal representing a measured value of the current detection unit to the fuel cell power generation system, and a current detection unit.
A first distribution board having a first branch portion including a plurality of branch breakers, a secondary interconnection breaker, and the like.
A second distribution board with a second branch containing multiple branch breakers,
It has a plurality of input units including a grid power input unit and an independent power input unit, and a power output unit.
A power switching unit for switching which of the plurality of input units is connected to the power output unit is provided.
A DC output path that guides DC power from the fuel cell power generation system to the inverter,
A path for independent operation that guides AC power from the inverter to the independent power input unit,
A grid power supply path that guides AC power from the grid power supply to the grid power input section via the connection point, the current detection section, and the first branch section in this order.
A route to the power receiving unit that guides AC power from the power output unit to the power receiving unit via the second branch unit, and
A reverse power flow path that guides AC power from the inverter to the grid power supply via the connection point, and
An AC output path for guiding AC power from the fuel cell power generation system to the first branch portion via the secondary interconnection breaker is provided.
When the system power supply fails, DC power is supplied from the fuel cell power generation system to the inverter via the DC output path, DC-AC conversion by the inverter, and the path for independent operation and the power from the inverter. AC power supply to the second distribution board via the switching unit is performed, and
When the condition that the measured value of the current detection unit is a value indicating that the system power supply is restored when the power is consumed by the AC load is defined as the first condition.
When the first condition is satisfied M1 times, the DC power supply is terminated.
Provides a power system.
Here, M1 is a natural number of 1 or more.

本開示に係る技術は、燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を系統電源が復電したときに終了させるのに適している。 The technique according to the present disclosure is suitable for terminating the supply of DC power from the fuel cell power generation system to the inverter when the system power supply is restored.

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 interconnection. 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 characteristics 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、電流センサを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a current sensor. 図6は、第1シャントレギュレータを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the first shunt regulator. 図7は、第2シャントレギュレータを説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the second shunt regulator. 図8は、制御の具体例を説明するためのフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining a specific example of control. 図9は、特性変換回路の一具体例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a specific example of the characteristic conversion circuit. 図10は、特性変換回路の別例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of the characteristic conversion circuit. 図11は、特性変換回路の別の具体例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another specific example of the characteristic conversion circuit.

(本開示の基礎となった知見)
直流電力を発電し、直流電力をインバータで交流電力に変換し、交流電力を系統電源に逆潮流させることと負荷に供給することとが可能な電力システムであって、燃料電池発電システムを含むシステムを考える。そのような電力システムでは、系統電源の停電時には燃料電池発電システムからインバータを介して負荷に電力を供給し、系統電源の非停電時には別の発電システムからインバータを介して系統電源に電力を逆潮流させることができる。そのようにする場合、停電時にはインバータと負荷とを接続する電気経路が確立され、非停電時にはインバータと系統電源とを接続する電気経路が確立されるように、電力システムを構成することが考えられる。上記別の発電システムとして、例えば、太陽光発電システムを採用できる。
(Findings underlying this disclosure)
A power system that can generate DC power, convert DC power to AC power with an inverter, reverse power flow to the grid power supply, and supply it to the load, including a fuel cell power generation system. think of. In such a power system, power is supplied to the load from the fuel cell power generation system via the inverter when the system power supply fails, and power is reverse-flowed from another power generation system to the system power supply via the inverter when the system power supply does not have a power failure. Can be made to. In such a case, it is conceivable to configure the power system so that an electric path connecting the inverter and the load is established in the event of a power failure and an electric path connecting the inverter and the grid power supply is established in the event of a non-power failure. .. As another power generation system described above, for example, a solar power generation system can be adopted.

このように構成された電力システムにおいては、系統電源の停電時には、天候に左右されずに発電できるという燃料電池発電システムの長所を活かして負荷に電力を供給できる。一方、系統電源の非停電時には、上記別の発電システムの発電電力を系統電源に逆潮流させることにより、電力システムのユーザは金銭的なメリットを享受できる。 In the power system configured in this way, power can be supplied to the load by taking advantage of the fuel cell power generation system that power can be generated regardless of the weather in the event of a power failure of the grid power supply. On the other hand, when the grid power supply is not out of power, the user of the power system can enjoy the financial merit by reverse-feeding the power generated by the other power generation system to the grid power supply.

上記のように構成された電力システムにおいて、停電発生から復電まで燃料電池発電システムから負荷に継続して電力を供給すると、ユーザにとって便利である。ただし、復電に伴いインバータと系統電源とを接続する電気経路が確立されたにも関わらず燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給が継続されていると、燃料電池発電システムから系統電源への電力の逆潮流が生じるおそれがある。そこで、本発明者らは、燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を系統電源が復電したときに終了させるのに適した技術を検討した。 In the power system configured as described above, it is convenient for the user to continuously supply power to the load from the fuel cell power generation system from the occurrence of a power failure to the recovery of power. However, if the DC power supply from the fuel cell power generation system to the inverter is continued even though the electric path connecting the inverter and the grid power supply is established due to the power restoration, the fuel cell power generation system will be switched to the grid power supply. There is a risk of reverse current of electricity. Therefore, the present inventors have studied a technique suitable for terminating the supply of DC power from the fuel cell power generation system to the inverter when the system power supply is restored.

(本開示に係る一態様の概要)
本開示の第1態様に係る電力システムは、
系統電源と連系する電力システムであって、
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第1分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第1分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第2分岐部を有する第2分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
前記系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第1分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第2分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第1分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるDC-AC変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第2分電盤への交流電力給電と、が行われ、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第1条件と定義したとき、
前記第1条件が成立していることのM1回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させる。
ここで、M1は、1以上の自然数である。
(Summary of one aspect pertaining to this disclosure)
The electric power system according to the first aspect of the present disclosure is
It is a power system that is connected to the grid power supply.
A fuel cell power generation system having a fuel cell, a power receiving unit, and an AC load connected to the power receiving unit.
Inverters that convert DC power to AC power,
A current detection unit that transmits a signal representing a measured value of the current detection unit to the fuel cell power generation system, and a current detection unit.
A first distribution board having a first branch portion including a plurality of branch breakers, a secondary interconnection breaker, and the like.
A second distribution board with a second branch containing multiple branch breakers,
It has a plurality of input units including a grid power input unit and an independent power input unit, and a power output unit.
A power switching unit for switching which of the plurality of input units is connected to the power output unit is provided.
A DC output path that guides DC power from the fuel cell power generation system to the inverter,
A path for independent operation that guides AC power from the inverter to the independent power input unit,
A grid power supply path that guides AC power from the grid power supply to the grid power input section via the connection point, the current detection section, and the first branch section in this order.
A route to the power receiving unit that guides AC power from the power output unit to the power receiving unit via the second branch unit, and
A reverse power flow path that guides AC power from the inverter to the grid power supply via the connection point, and
An AC output path for guiding AC power from the fuel cell power generation system to the first branch portion via the secondary interconnection breaker is provided.
When the system power supply fails, DC power is supplied from the fuel cell power generation system to the inverter via the DC output path, DC-AC conversion by the inverter, and the path for independent operation and the power from the inverter. AC power supply to the second distribution board via the switching unit is performed, and
When the condition that the measured value of the current detection unit is a value indicating that the system power supply is restored when the power is consumed by the AC load is defined as the first condition.
When the first condition is satisfied M1 times, the DC power supply is terminated.
Here, M1 is a natural number of 1 or more.

第1態様に係る技術は、系統電源が復電したときに燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を終了するのに適している。 The technique according to the first aspect is suitable for terminating the DC power supply from the fuel cell power generation system to the inverter when the grid power supply is restored.

本開示の第2態様において、例えば、第1態様に係る電力システムでは、
前記M1回の検出は、複数回の連続検出であってもよい。
In the second aspect of the present disclosure, for example, in the power system according to the first aspect,
The M1 detection may be a plurality of continuous detections.

第2態様によれば、系統電源が復電している蓋然性が高いときに、直流電力供給を終了させることができる。 According to the second aspect, the DC power supply can be terminated when the system power supply is likely to be restored.

本開示の第3態様において、例えば、第1態様または第2態様に係る電力システムは、
前記交流負荷で電力を消費させていないときに前記電流検出部の測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第2条件と定義したとき、
前記第2条件が成立していることのM2回の連続検出がなされた場合にも、前記直流電力供給を終了させてもよく、
前記第2条件の1回の検出はなされたものの前記M2回の連続検出はなされなかった場合に、前記交流負荷で電力を消費させてもよい。
ここで、M2は、2以上の自然数である。
In the third aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to the first or second aspect is
When the condition that the measured value of the current detection unit is a value indicating that the system power supply is restored when the power is not consumed by the AC load is defined as the second condition.
Even when M2 continuous detection that the second condition is satisfied is performed, the DC power supply may be terminated.
When the second condition is detected once but the M2 continuous detection is not performed, the AC load may consume power.
Here, M2 is a natural number of 2 or more.

第3態様によれば、系統電源が復電している蓋然性が高いことを第2条件を用いて確認できたときに、燃料電池発電システムの交流負荷で電力を消費させることなく直流電力供給を終了させることができる。 According to the third aspect, when it can be confirmed by using the second condition that the grid power supply is likely to be restored, the DC power supply is performed without consuming the power by the AC load of the fuel cell power generation system. Can be terminated.

本開示の第4態様において、例えば、第1から第3態様のいずれか1つに係る電力システムは、
前記交流出力経路を通じて前記燃料電池発電システムに入力される電圧が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第3条件と定義したとき、
前記第3条件が成立していることのM3回の連続検出がなされた場合にも、前記直流電力供給を終了させてもよく、
前記第3条件の1回の検出はなされたものの前記M3回の連続検出はなされなかった場合に、前記交流負荷で電力を消費させてもよい。
ここで、M3は、2以上の自然数である。
In the fourth aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to any one of the first to third aspects is
When the condition that the voltage input to the fuel cell power generation system through the AC output path is a value indicating that the system power supply is restored is defined as the third condition.
Even when the continuous detection of M3 times that the third condition is satisfied is performed, the DC power supply may be terminated.
When the third condition is detected once but the M3 continuous detection is not performed, the AC load may consume power.
Here, M3 is a natural number of 2 or more.

第4態様によれば、系統電源が復電している蓋然性が高いことを第3条件を用いて確認できたときに、燃料電池発電システムの交流負荷で電力を消費させることなく直流電力供給を終了させることができる。 According to the fourth aspect, when it can be confirmed by using the third condition that the grid power supply is likely to be restored, the DC power supply is performed without consuming the power by the AC load of the fuel cell power generation system. Can be terminated.

本開示の第5態様において、例えば、第1から第4態様のいずれか1つに係る電力システムは、
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムをさらに備えていてもよく、
前記太陽光発電システムから前記インバータに直流電力を導く経路が設けられていてもよい。
In the fifth aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to any one of the first to the fourth aspects is
Further equipped with a photovoltaic system with photovoltaic panels,
A path for guiding DC power from the photovoltaic power generation system to the inverter may be provided.

第5態様の電力システムは、電力システムの具体例である。 The electric power system of the fifth aspect is a specific example of the electric power system.

本開示の第6態様において、例えば、第1から第5態様のいずれか1つに係る電力システムは、
蓄電装置をさらに備えていてもよく、
前記蓄電装置から前記インバータに直流電力を導く経路が設けられていてもよい。
In the sixth aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to any one of the first to fifth aspects is
It may be further equipped with a power storage device,
A path for guiding DC power from the power storage device to the inverter may be provided.

第6態様の電力システムは、電力システムの具体例である。 The power system of the sixth aspect is a specific example of the power system.

本開示の第7態様において、例えば、第1から第6態様のいずれか1つに係る電力システムは、
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムと、
蓄電装置と、をさらに備えていてもよく、
前記太陽光発電システムから前記蓄電装置に直流電力を導く経路と、
前記燃料電池発電システムから前記蓄電装置に直流電力を導く経路と、
が設けられていてもよい。
In the seventh aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to any one of the first to sixth aspects is
A photovoltaic system with a photovoltaic panel and
It may be further equipped with a power storage device,
A route for guiding DC power from the photovoltaic power generation system to the power storage device,
A route for guiding DC power from the fuel cell power generation system to the power storage device,
May be provided.

第7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 seventh 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8態様において、例えば、第1から第7態様のいずれか1つに係る電力システムは、
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムと、
蓄電装置と、
コンセントと、をさらに備えていてもよく、
前記太陽光発電システムから前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第2分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、
前記燃料電池発電システムから前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第2分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、
前記蓄電装置から前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第2分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、が設けられていてもよい。
In the eighth aspect of the present disclosure, for example, the electric power system according to any one of the first to seventh aspects is
A photovoltaic system with a photovoltaic panel and
Power storage device and
You may also have an outlet,
A route for guiding power from the photovoltaic power generation system to the outlet via the inverter, the path for independent operation, the power switching unit, and the second branch portion in this order.
A route for guiding electric power from the fuel cell power generation system to the outlet via the inverter, the path for independent operation, the power switching unit, and the second branch portion in this order.
A path for guiding power from the power storage device to the outlet via the inverter, the path for independent operation, the power switching unit, and the second branch portion in this order may be provided.

第8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が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を供給できる。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8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、ユーザにとって便利である。 According to the eighth aspect, the power can be supplied from the fuel cell power generation system to the outlet to which the power is supplied from the photovoltaic power generation system and the power storage device. This is useful 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 rainy weather. On the other hand, in the eighth aspect, since electric 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9態様において、例えば、第8態様に係る電力システムでは、
前記蓄電装置から前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第2分岐部をこの順に介して前記受電部に電力を導く経路が設けられていてもよい。
In the ninth aspect of the present disclosure, for example, in the power system according to the eighth aspect.
A path for guiding power from the power storage device to the power receiving unit may be provided via the inverter, the path for independent operation, the power switching unit, and the second branching unit in this order.

第8態様に関する上述の説明から理解されるように、第8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9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の受電部に電力を供給可能な非常用電源としても機能
する。第9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専用電源を省略することができる。
As understood from the above description of the eighth aspect, the power storage device of the eighth 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 ninth aspect also functions as an emergency power source capable of supplying electric power to the power receiving unit of the fuel cell power generation system in the event of a power failure. According to the ninth aspect, the dedicated power source for starting the fuel cell power generation system in the event of a power failure can be omitted.

本開示の第10態様に係る制御方法は、
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第1分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第1分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第2分岐部を有する第2分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第1分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第2分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第1分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるDC-AC変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第2分電盤への交流電力給電と、が行われる、電力システムの制御方法であって、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第1条件と定義したとき、
前記第1条件が成立していることのM1回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させることを含む。
ここで、M1は、1以上の自然数である。
The control method according to the tenth aspect of the present disclosure is
A fuel cell power generation system having a fuel cell, a power receiving unit, and an AC load connected to the power receiving unit.
Inverters that convert DC power to AC power,
A current detection unit that transmits a signal representing a measured value of the current detection unit to the fuel cell power generation system, and a current detection unit.
A first distribution board having a first branch portion including a plurality of branch breakers, a secondary interconnection breaker, and the like.
A second distribution board with a second branch containing multiple branch breakers,
It has a plurality of input units including a grid power input unit and an independent power input unit, and a power output unit.
A power switching unit for switching which of the plurality of input units is connected to the power output unit is provided.
A DC output path that guides DC power from the fuel cell power generation system to the inverter,
A path for independent operation that guides AC power from the inverter to the independent power input unit,
A grid power supply path that guides AC power from the grid power supply to the grid power input section via the connection point, the current detection section, and the first branch section in this order.
A route to the power receiving unit that guides AC power from the power output unit to the power receiving unit via the second branch unit, and
A reverse power flow path that guides AC power from the inverter to the grid power supply via the connection point, and
An AC output path for guiding AC power from the fuel cell power generation system to the first branch portion via the secondary interconnection breaker is provided.
When the system power supply fails, DC power is supplied from the fuel cell power generation system to the inverter via the DC output path, DC-AC conversion by the inverter, and the path for independent operation and the power from the inverter. It is a control method of a power system in which AC power is supplied to the second distribution board via a switching unit.
When the condition that the measured value of the current detection unit is a value indicating that the system power supply is restored when the power is consumed by the AC load is defined as the first condition.
This includes terminating the DC power supply when the M1 detection that the first condition is satisfied is made.
Here, M1 is a natural number of 1 or more.

第10態様に係る技術は、系統電源が復電したときに燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を終了するのに適している。 The technique according to the tenth aspect is suitable for terminating the DC power supply from the fuel cell power generation system to the inverter when the system power supply is restored.

実施形態では、第1、第2、第3・・・という序数詞を用いることがある。ある要素に序数詞が付されている場合に、より若番の同種類の要素が存在することは必須ではない。例えば、第3接続点という用語は、第3接続点とともに第1接続点および第2接続点が必ず存在することを意として使用されているわけではない。 In embodiments, the first, second, third ... ordinal numbers may be used. If an element has an ordinal number, it is not essential that a younger element of the same type exists. For example, the term third connection point is not used to mean that the first connection point and the second connection point always exist together with the third connection point.

実施形態では、経路という用語を用いることがある。経路は、複数の線路を有し得るものである。接続点等についても同様である。例えば、単相3線式の経路は、2本の非接地線路と1本の接地線路を有する。単相3線式の経路どうしの接続点は、経路における各線路の接続がなされている箇所を含むある範囲の領域を示す意で使用されていると理解するべきである。 In embodiments, the term route may be used. The route can have multiple lines. The same applies to connection points and the like. For example, a single-phase three-wire path has two ungrounded lines and one grounded line. It should be understood that the point of connection between single-phase, three-wire paths is used to indicate a range of regions, including where each line is connected in the path.

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.

(実施の形態)
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、VAC1およびVAC2は、交流電圧を表す。交流電圧VAC1の実効値は、交流電圧VAC2の実効値よりも小さい。交流電圧VAC1の実効値は、例えば100Vである。交流電圧VAC2の実効値は、例えば200Vである。この例では、交流電圧VAC1の電路または経路は、単相2線式の2本の電線により実現されている。また、交流電圧VAC2の電路または経路は、単相3線式の3本の電線のうちの2本の非接地線路により実現されている。
(Embodiment)
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 interconnection. FIG. 2 shows an example of power flow during a power outage. In these figures, the solid line indicates that electric power is flowing through the electric circuit. The dotted line indicates that electric power is not flowing in the electric circuit. Further, V AC1 and V AC2 represent AC voltage. The effective value of the AC voltage V AC1 is smaller than 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, 200V. In this example, the electric circuit or path of the AC voltage V AC1 is realized by two single-phase two-wire electric wires. Further, the electric circuit or path of the AC voltage V AC2 is realized by two ungrounded lines out of three single-phase three-wire electric wires.

電力システム300は、系統電源200と連系する。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、第1分電盤80と、第2分電盤90と、負荷251,252および253と、コンセント260と、電流検出部27と、を有する。以下では、第1分電盤80を主分電盤80と称することがある。また、第2分電盤90を自立分電盤90と称することがある。 The power system 300 is interconnected with the grid power supply 200. The power system 300 may be supplied with power from the grid power supply 200. Further, the power system 300 can reverse power flow to the system power supply 200. The power system 300 includes a power station 10, a fuel cell power generation system 40, a substrate 60, a photovoltaic power generation system 31 and 32, a power storage device 25, a power switching unit 28, a first distribution board 80, and a first. It has a 2-distribution board 90, loads 251,252 and 253, an outlet 260, and a current detection unit 27. Hereinafter, the first distribution board 80 may be referred to as a main distribution board 80. Further, the second distribution board 90 may be referred to as an independent distribution board 90.

[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、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システム対して最大電力点追従制御を実行できるように設計されている。太陽光発電システムは、太陽光発電パネルを用いて発電するシステムである。以下では、最大電力点追従制御を、MPPT制御と称することがある。 The DC power converter 20 is designed to perform maximum power point tracking control for a photovoltaic power generation system in which the output power is maximized when the output voltage is within a predetermined range. A photovoltaic power generation system is a system that generates electricity using a photovoltaic power generation panel. Hereinafter, the maximum power point tracking control may be referred to as MPPT control.

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 different voltages 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、直流電力を交流電力に変換する。具体的には、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VAC1または電圧VAC2の交流電力に変換する。第1インバータ13で電圧VAC1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VAC2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 DC power into AC power. Specifically, 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 the AC power of the 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VAC2の交流電力を、直流電力に変換することもできる。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 convert 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]
本実施形態では、電力システム300は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムを少なくとも1つ備える。当該少なくとも1つの太陽光発電システム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]
In the present embodiment, the power system 300 includes at least one photovoltaic power generation system that maximizes the output power when the output voltage is within a predetermined range. The DC power generated by the at least one photovoltaic power generation system is supplied to the DC power converter 20.

具体的に、太陽光発電システム31および32は、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに該当する。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。 Specifically, the photovoltaic power generation systems 31 and 32 correspond to photovoltaic power generation systems in which the output power is maximized when the output voltage is within a predetermined range. 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に供給され得る。燃料電池発電システム40で生成された交流電力は、主分電盤80に供給され得る。
[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 can be supplied to the DC power conversion device 20. The AC power generated by the fuel cell power generation system 40 can be supplied to the main distribution board 80.

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、制御部51と、低圧電源52と、補機用電源55と、交流負荷56と、電圧検出回路57と、電流検出回路58と、受電部59と、を有する。以下では、補機用電源55を、D1電源55と称することがある。本実施形態では、制御部51は、マイクロコントロールユニット(MCU)である。 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, a control unit 51, and the like. It has a low voltage power supply 52, an auxiliary power supply 55, an AC load 56, a voltage detection circuit 57, a current detection circuit 58, and a power receiving unit 59. Hereinafter, the auxiliary power supply 55 may be referred to as a D1 power supply 55. In the present embodiment, the control unit 51 is a micro control unit (MCU).

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VAC2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 different voltages. In this example, the sixth DCDC converter 45 steps down the DC power input from the second 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.

交流負荷56は、交流電圧VAC1で駆動する負荷である。この例では、交流負荷56は、燃料電池発電システム40の補機であり、具体的にはヒーターである。 The AC load 56 is a load driven by the AC voltage V AC1 . In this example, the AC load 56 is an auxiliary machine of the fuel cell power generation system 40, specifically, a heater.

制御部51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、制御部51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。また、制御部51は、電圧検出回路57および電流検出回路58からの信号を受信する。 The control unit 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 control unit 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. Further, the control unit 51 receives signals from the voltage detection circuit 57 and the current detection circuit 58.

[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設けられている。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 is provided 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、に設けられている。本実施形態の特性変換回路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、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 is provided 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 of the present embodiment 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、出力電圧が所定範囲内にあるときに出力電力が最大になる太陽光発電システムに対して、MPPT制御を実行できるように設計されている。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 conversion device 20 is designed so that MPPT control can be executed for a photovoltaic power generation system in which the output power is maximized 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 transmitted 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 conversion device 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すなわち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すなわち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 between the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 and the output power of the characteristic conversion circuit 100, that is, the VP characteristic. The dotted line represents the relationship between the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 and the output current of the characteristic conversion circuit 100, that is, the VI characteristic. 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. Due 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)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 includes an actual machine reference range which 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. 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 reference range of the actual machine. If the PV system 31 or 32 used in the power system 300 is known, the power system 300 can be designed so that MPPT control for the PV system can be performed. That is, the above 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の出力電圧を変化させる。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の出力電圧を変化させる。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の出力電圧を変化させる。このように、この例では、太陽光発電システム31および32ならびに特性変換回路100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 changes the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 by MPPT control. The second DCDC converter 22 changes the output voltage of the first photovoltaic power generation system 31 by MPPT control. The third DCDC converter 23 changes 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 photovoltaic power generation systems 31 and 32 and the characteristic conversion circuit 100 is realized. However, the DC power conversion device may be a centralized type that collectively controls 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.

電流センサ128は、特性変換回路100の出力電流の検出を行う。電流センサ128は、その検出の結果を表すセンサ出力を出力する。本実施形態では、電流センサ128は、その検出の結果を表すセンサ電圧Vsを出力する。電流センサ128は、特性変換回路100の出力電流が大きくなるほどセンサ電圧Vsを大きく出力する。つまり、センサ電圧Vsは、特性変換回路100の出力電流が大きくなるほど大きくなる。そのような電流センサ128は、例えば、シャント抵抗を用いて実現できる。 The current sensor 128 detects the output current of the characteristic conversion circuit 100. The current sensor 128 outputs a sensor output representing the result of the detection. In the present embodiment, the current sensor 128 outputs a sensor voltage V s representing the result of the detection. The current sensor 128 outputs the sensor voltage V s as the output current of the characteristic conversion circuit 100 increases. That is, the sensor voltage V s increases as the output current of the characteristic conversion circuit 100 increases. Such a current sensor 128 can be realized using, for example, a shunt resistor.

図5に、具体例に係る電流センサ128を示す。電流センサ128は、シャント抵抗128rと、電流センスアンプ128sと、を含む。シャント抵抗128rの抵抗値は、Rsenseである。シャント抵抗128rに電流Iloadが流れると、シャント抵抗128rに電圧Rsenseloadがかかる。電流センスアンプ128sは、電圧RsenseloadにゲインGを乗じた電圧と、バイアス電圧Vbiasと、の合計電圧を、センサ電圧Vsとして出力する。つまり、本実施形態の電流センサ128が生成するセンサ電圧Vsは、数式1で与えられる。ただし、電流センサ128としてホール素子方式の電流センサ等の他の電流センサを用い、その電流センサの出力をセンサ電圧Vsとして用いてもよい。なお、電流Iloadは、特性変換回路100の出力電流に対応する。「*」は、乗算を表す記号である。
数式1:Vs=Rsense*Iload*G+Vbias
FIG. 5 shows a current sensor 128 according to a specific example. The current sensor 128 includes a shunt resistor 128r and a current sense amplifier 128s. The resistance value of the shunt resistor 128r is R sense . When the current I load flows through the shunt resistor 128r, the voltage R sense I load is applied to the shunt resistor 128r. The current sense amplifier 128s outputs the total voltage of the voltage R sense I load multiplied by the gain G and the bias voltage V bias as the sensor voltage V s . That is, the sensor voltage V s generated by the current sensor 128 of the present embodiment is given by Equation 1. However, another current sensor such as a Hall element type current sensor may be used as the current sensor 128, and the output of the current sensor may be used as the sensor voltage V s . The current I load corresponds to the output current of the characteristic conversion circuit 100. "*" Is a symbol representing multiplication.
Formula 1: V s = R sense * I load * G + V bias

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。以下、第1接続点p1に現れる電圧を、第1参照電圧Vref1と称することがある。第1参照電圧Vref1が、第1シャントレギュレータ115の第1参照電圧端子に入力される。第1参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(以下、第1電流と称することがある)i1は、大きくなる。図4において、第1電流i1は、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。 In the first feedback circuit 110, the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is divided by the first resistance 111 and the second resistance 112. The divided voltage appears at the connection point p1 of the first resistance 111 and the second resistance 112. Hereinafter, the voltage appearing at the first connection point p1 may be referred to as a first reference voltage V ref1 . The first reference voltage V ref1 is input to the first reference voltage terminal of the first shunt regulator 115. The larger the voltage input to the first reference voltage terminal, the more the constant voltage source 131, the sixth resistor 132, the first shunt regulator 115, and the current flowing through the reference potential in this order (hereinafter, may be referred to as the first current) i1. Becomes larger. In FIG. 4, the first current i1 is a current flowing downward in the drawing through the first shunt regulator 115.

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の出力電流が大きくなるほど大きくなるセンサ電圧Vs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Vs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。以下、第2接続点p2に現れる電圧を、第2参照電圧Vref2と称することがある。第2参照電圧Vref2が、第2シャントレギュレータ125の第2参照電圧端子に入力される。第2参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(以下、第2電流と称することがある)i2は、大きくなる。図4において、第2電流i2は、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。 In the second feedback circuit 120, the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is divided by the third resistance 121 and the fourth resistance 122. Further, the current sensor 128 generates a sensor voltage V s that increases as the output current of the characteristic conversion circuit 100 increases. The sensor voltage V s is divided by the fifth resistance 123 and the fourth resistance 122. A 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. Hereinafter, the voltage appearing at the second connection point p2 may be referred to as a second reference voltage V ref2 . The second reference voltage V ref2 is input to the second reference voltage terminal of the second shunt regulator 125. The larger the voltage input to the second reference voltage terminal, the more the constant voltage source 131, the sixth resistor 132, the second shunt regulator 125, and the current flowing through the reference potential in this order (hereinafter, may be referred to as the second current) i2. Becomes larger. In FIG. 4, the second current i2 is the current flowing downward in the second shunt regulator 125 in the drawing.

特性変換回路100の出力電流が小さい領域では、第2電流は実質的にゼロとなり、定電圧源131から流出する電流は、実質的に第1電流である。一方、特性変換回路100の出力電流が大きい領域では、第1電流は実質的にゼロとなり、定電圧源131から流出する電流は、実質的に第2電流である。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によって、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によって、特性変換回路100における特性変換が行われると言える。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 second current becomes substantially zero, and the current flowing out from the constant voltage source 131 is substantially the first current. On the other hand, in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is large, the first current is substantially zero, and the current flowing out from the constant voltage source 131 is substantially the second current. That is, it can be said that the characteristic conversion in the characteristic conversion circuit 100 is performed by the first feedback circuit 110 in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is small and by the second feedback circuit 120 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.

電圧電流制御回路160は、DCDCコンバータである。電圧電流制御回路160の変圧比は、特性変換回路100の出力電圧が上記所定範囲内の値であるときに特性変換回路100の出力電力が最大となるように、センサ出力に応じて変更される。本実施形態では、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 is a DCDC converter. The transformation ratio of the voltage / current control circuit 160 is changed according to the sensor output so that the output power of the characteristic conversion circuit 100 is maximized when the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 is a value within the above predetermined range. .. In the present embodiment, 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6を参照して、本実施形態の第1シャントレギュレータ115についてさらに説明する。第1シャントレギュレータ115は、第1参照電圧端子115aと、第1カソード115Kと、第1アノード115Aと、第1基準電圧源115sと、第1オペアンプ115оと、第1トランジスタ115tと、を含む。第1オペアンプ115оは、非反転増幅端子115оaと、反転増幅端子115оbと、出力端子115оcと、を含む。第1トランジスタ115tは、カソード側端子115taと、アノード側端子115tbと、制御端子115tcと、を含む。非反転増幅端子115оaには、第1参照電圧端子115aに入力された電圧が供給される。反転増幅端子115оbの電圧は、第1基準電圧源115sによって、第1アノード115Aの電圧よりも第1基準電圧Vs1だけ高い電圧に設定されている。第1参照電圧端子115aに第1基準電圧Vs1よりも大きい電圧が入力されることによって非反転増幅端子115оaの電圧が反転増幅端子115оbよりも電圧が大きくなると、出力端子115оcから制御端子115tcに電流が流れ、第1カソード115Kからカソード側端子115taおよびアノード側端子115tbをこの順に介して第1アノード115Aへと第1電流i1が流れる。図6の例では、第1トランジスタ115tは、バイポーラトランジスタであり、具体的にはNPNトランジスタである。カソード側端子115taは、コレクタである。アノード側端子115tbは、エミッタである。制御端子115tcは、ベースである。なお、この説明では、出力端子115оcと制御端子115tcの間で流れる電流、具体的にはベース電流、は十分に小さいものとして無視している。 The first shunt regulator 115 of the present embodiment will be further described with reference to FIG. The first shunt regulator 115 includes a first reference voltage terminal 115a, a first cathode 115K, a first anode 115A, a first reference voltage source 115s, a first operational amplifier 115о, and a first transistor 115t. The first operational amplifier 115о includes a non-inverting amplification terminal 115оa, an inverting amplification terminal 115оb, and an output terminal 115оc. The first transistor 115t includes a cathode side terminal 115ta, an anode side terminal 115tb, and a control terminal 115tc. The voltage input to the first reference voltage terminal 115a is supplied to the non-inverting amplification terminal 115оa. The voltage of the inverting amplification terminal 115оb is set by the first reference voltage source 115s to a voltage higher than the voltage of the first anode 115A by the first reference voltage V s1 . When a voltage larger than the first reference voltage V s1 is input to the first reference voltage terminal 115a and the voltage of the non-inverting amplification terminal 115оa becomes larger than that of the inverting amplification terminal 115оb, the output terminal 115оc becomes the control terminal 115 tk. A current flows, and the first current i1 flows from the first cathode 115K to the first anode 115A via the cathode side terminal 115ta and the anode side terminal 115tb in this order. In the example of FIG. 6, the first transistor 115t is a bipolar transistor, specifically an NPN transistor. The cathode side terminal 115ta is a collector. The anode side terminal 115tb is an emitter. The control terminal 115tc is a base. In this description, the current flowing between the output terminal 115оc and the control terminal 115tc, specifically, the base current, is ignored as being sufficiently small.

図6を参照した説明を踏まえて、第1フィードバック回路110の動作を以下のように説明できる。特性変換回路100の出力電圧Voutが大きくなると、第1参照電圧Vref1は大きくなる。第1シャントレギュレータ115では、第1参照電圧Vref1が大きくなることにより第1参照電圧Vref1の第1基準電圧Vs1からの乖離が大きくなればなるほど、第1電流i1が大きくなる。第1電流i1が大きくなると、電流供給電源131から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、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は小さくなる。このようにして、第1フィードバック回路110は、電圧電流制御回路160と協働して、特性変換回路100の出力電圧Voutを制御する。具体的には、第1フィードバック回路110は、電圧電流制御回路160と協働して、第1参照電圧Vref1が第1基準電圧Vs1に追従するように、特性変換回路100の変圧比を調節する。結果として、特性変換回路100の出力電圧Voutは目標値に追従する。 Based on the explanation with reference to FIG. 6, the operation of the first feedback circuit 110 can be described as follows. As the output voltage V out of the characteristic conversion circuit 100 increases, the first reference voltage V ref1 increases. In the first shunt regulator 115, the larger the deviation of the first reference voltage V ref1 from the first reference voltage V s1 due to the larger first reference voltage V ref1 , the larger the first current i1 becomes. When the first current i1 becomes large, the current flowing out from the current supply power supply 131 becomes large. As the outflow current increases, the ratio of the output voltage to the input voltage of the voltage-current control circuit 160 decreases. In this way, the first feedback circuit 110 controls the output voltage V out of the characteristic conversion circuit 100 in cooperation with the voltage / current control circuit 160. Specifically, the first feedback circuit 110 cooperates with the voltage / current control circuit 160 to adjust the transformation ratio of the characteristic conversion circuit 100 so that the first reference voltage V ref1 follows the first reference voltage V s1 . Adjust. As a result, the output voltage V out of the characteristic conversion circuit 100 follows the target value.

図7を参照して、本実施形態の第2シャントレギュレータ125についてさらに説明する。第2シャントレギュレータ125は、第2参照電圧端子125aと、第2カソード125Kと、第2アノード125Aと、第2基準電圧源125sと、第2オペアンプ125оと、第2トランジスタ125tと、を含む。第2オペアンプ125оは、非反転増幅端子125оaと、反転増幅端子125оbと、出力端子125оcと、を含む。第2トランジスタ125tは、カソード側端子125taと、アノード側端子125tbと、制御端子125tcと、を含む。非反転増幅端子125оaには、第2参照電圧端子125aに入力された電圧が供給される。反転増幅端子125оbの電圧は、第2基準電圧源125sによって、第2アノード125Aの電圧よりも第2基準電圧Vs2だけ高い電圧に設定されている。第2参照電圧端子125aに第2基準電圧Vs2よりも大きい電圧が入力されることによって非反転増幅端子125оaの電圧が反転増幅端子125оbよりも電圧が大きくなると、出力端子125оcから制御端子125tcに電流が流れ、第2カソード125Kからカソード側端子125taおよびアノード側端子125tbをこの順に介して第2アノード125Aへと第2電流i2が流れる。図7の例では、第2トランジスタ125tは、バイポーラトランジスタであり、具体的にはNPNトランジスタである。カソード側端子125taは、コレクタである。アノード側端子125tbは、エミッタである。制御端子125tcは、ベースである。なお、この説明では、出力端子125оcと制御端子125tcの間で流れる電流、具体的にはベース電流、は十分に小さいものとして無視している。 The second shunt regulator 125 of the present embodiment will be further described with reference to FIG. 7. The second shunt regulator 125 includes a second reference voltage terminal 125a, a second cathode 125K, a second anode 125A, a second reference voltage source 125s, a second operational amplifier 125о, and a second transistor 125t. The second operational amplifier 125о includes a non-inverting amplification terminal 125оa, an inverting amplification terminal 125оb, and an output terminal 125оc. The second transistor 125t includes a cathode side terminal 125ta, an anode side terminal 125tb, and a control terminal 125tc. The voltage input to the second reference voltage terminal 125a is supplied to the non-inverting amplification terminal 125оa. The voltage of the inverting amplification terminal 125оb is set by the second reference voltage source 125 s to a voltage higher than the voltage of the second anode 125 A by the second reference voltage V s2 . When a voltage larger than the second reference voltage V s2 is input to the second reference voltage terminal 125a and the voltage of the non-inverting amplification terminal 125оa becomes larger than that of the inverting amplification terminal 125оb, the output terminal 125оc becomes the control terminal 125 tc. A current flows, and a second current i2 flows from the second cathode 125K to the second anode 125A via the cathode side terminal 125ta and the anode side terminal 125tb in this order. In the example of FIG. 7, the second transistor 125t is a bipolar transistor, specifically an NPN transistor. The cathode side terminal 125ta is a collector. The anode-side terminal 125tb is an emitter. The control terminal 125tc is a base. In this description, the current flowing between the output terminal 125оc and the control terminal 125 ct, specifically, the base current, is ignored as being sufficiently small.

図7を参照した説明を踏まえて、第2フィードバック回路120の動作を以下のように説明できる。特性変換回路100の出力電圧Voutが大きくなると、また、特性変換回路100の出力電流が大きくなってセンサ電圧Vsが大きくなると、第2参照電圧Vref2は大きくなる。第2シャントレギュレータ125では、第2参照電圧Vref2が大きくなることにより第2参照電圧Vref2の第2基準電圧Vs2からの乖離が大きくなればなるほど、第2電流i2が大きくなる。第2電流i2が大きくなると、電流供給電源131から流出する電流が大きくなる。この流出電流が大きくなると、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は小さくなる。このようにして、第2フィードバック回路120は、電圧電流制御回路160と協働して、特性変換回路100の出力電圧Voutを制御する。具体的には、第2フィードバック回路120は、電圧電流制御回路160と協働して、第2参照電圧Vref2が第2基準電圧Vs2に追従するように、特性変換回路100の変圧比を調節する。 Based on the explanation with reference to FIG. 7, the operation of the second feedback circuit 120 can be explained as follows. When the output voltage V out of the characteristic conversion circuit 100 increases, and when the output current of the characteristic conversion circuit 100 increases and the sensor voltage V s increases, the second reference voltage V ref 2 increases. In the second shunt regulator 125, the larger the deviation of the second reference voltage V ref2 from the second reference voltage V s2 due to the larger second reference voltage V ref2 , the larger the second current i2. When the second current i2 becomes large, the current flowing out from the current supply power supply 131 becomes large. As the outflow current increases, the ratio of the output voltage to the input voltage of the voltage-current control circuit 160 decreases. In this way, the second feedback circuit 120 controls the output voltage V out of the characteristic conversion circuit 100 in cooperation with the voltage / current control circuit 160. Specifically, the second feedback circuit 120 cooperates with the voltage / current control circuit 160 to adjust the transformation ratio of the characteristic conversion circuit 100 so that the second reference voltage V ref2 follows the second reference voltage V s2 . Adjust.

第2フィードバック回路120による第2フィードバック制御において、特性変換回路100の出力電流が大きくなりセンサ電圧Vsが大きくなると、電流センサ128から第5抵抗123を介して第2接続点p2に流れる電流が大きくなる。第2シャントレギュレータ125により、第2参照電圧Vref2は、一定の第2基準電圧Vs2に追従する。この追従を実現するために、第4抵抗122には、一定の電流が流れる。このことは、第5抵抗123を第2接続点p2に向かって流れる上記電流が大きくなると、第3抵抗121を第2接続点p2に向かって流れる電流が小さくなることを意味する。この電流が小さくなると、第3抵抗121で生じる電圧が小さくなる。このような理由で、特性変換回路100の出力電流が大きくなると、第2接続点p2の電圧が第2参照電圧Vref2に追従した状態で第3抵抗121で生じる電圧が小さくなる。その結果、特性変換回路100の出力電圧Voutが小さくなる。このようにして、第2フィードバック制御により、図3に示すような、特性変換回路100の出力電圧が大きくなるほど特性変換回路100の出力電流が小さくなる出力電圧-出力電流特性が得られる。 In the second feedback control by the second feedback circuit 120, when the output current of the characteristic conversion circuit 100 becomes large and the sensor voltage V s becomes large, the current flowing from the current sensor 128 to the second connection point p2 via the fifth resistor 123 flows. growing. With the second shunt regulator 125, the second reference voltage V ref2 follows a constant second reference voltage V s2 . In order to realize this tracking, a constant current flows through the fourth resistance 122. This means that when the current flowing through the fifth resistance 123 toward the second connection point p2 increases, the current flowing through the third resistance 121 toward the second connection point p2 decreases. When this current becomes small, the voltage generated by the third resistor 121 becomes small. For this reason, when the output current of the characteristic conversion circuit 100 becomes large, the voltage generated by the third resistance 121 becomes small while the voltage of the second connection point p2 follows the second reference voltage V ref2 . As a result, the output voltage V out of the characteristic conversion circuit 100 becomes small. In this way, the second feedback control provides an output voltage-output current characteristic as shown in FIG. 3, in which the output current of the characteristic conversion circuit 100 decreases as the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 increases.

以上の説明から理解されるように、特性変換回路100では、特性変換回路100の出力電流および出力電圧がその後の特性変換回路100の出力電流および出力電圧に反映されるという、フィードバック制御ループが構成されている。フィードバック制御ループは、フィードバック回路110または120を用いて構成されている。 As can be understood from the above description, the characteristic conversion circuit 100 comprises a feedback control loop in which the output current and output voltage of the characteristic conversion circuit 100 are reflected in the subsequent output current and output voltage of the characteristic conversion circuit 100. Has been done. The feedback control loop is configured using the feedback circuit 110 or 120.

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 conversion device 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.

[電流検出部27]
電流検出部27は、少なくとも1つの電流センサを有している。具体的には、電流検出部27は、少なくとも1つの電流センサによって構成されている。電流センサは、例えば、カレントトランスである。電流検出部27は、系統電源200の停電検出および復電検出に利用可能である。電流検出部27は、電流検出部27の測定値を表す信号を、燃料電池発電システム40に送信する。具体的には、電流検出部27は、上記信号を、電流検出回路58に送信する。図示の例では、電流検出部27と燃料電池発電システム40(具体的には電流検出回路58)とは有線により接続されている。ただし、これらは無線により接続されていてもよい。
[Current detection unit 27]
The current detection unit 27 has at least one current sensor. Specifically, the current detection unit 27 is composed of at least one current sensor. The current sensor is, for example, a current transformer. The current detection unit 27 can be used for power failure detection and power recovery detection of the system power supply 200. The current detection unit 27 transmits a signal representing the measured value of the current detection unit 27 to the fuel cell power generation system 40. Specifically, the current detection unit 27 transmits the above signal to the current detection circuit 58. In the illustrated example, the current detection unit 27 and the fuel cell power generation system 40 (specifically, the current detection circuit 58) are connected by wire. However, these may be connected wirelessly.

[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、第1分岐部85と、を有する。第1分岐部85は、複数の分岐ブレーカーを含む。この例では、第1分岐部85は、分岐ブレーカー85a,85bおよび85cを含む。
[Main distribution board 80]
The main distribution board 80 includes an interconnection breaker 81, a main breaker 82, a secondary interconnection breaker 83, and a first branch portion 85. The first branch portion 85 includes a plurality of branch breakers. In this example, the first branch 85 includes 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に設けられている。二次連系ブレーカー83は、第1分岐部85と電気的に接続されている。 A secondary interconnection breaker 83 is connected to the downstream electric circuit 89. The secondary interconnection breaker 83 is provided on a path connecting the main breaker 82 and the second inverter 44. The secondary interconnection breaker 83 is electrically connected to the first branch portion 85.

下流側電路89には、第1分岐部85も接続されている。第1分岐部85の分岐ブレーカー85aは、主幹ブレーカー82と電力切替ユニット28の系統電力入力部28a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。 The first branch portion 85 is also connected to the downstream electric circuit 89. The branch breaker 85a of the first branch portion 85 is provided on a path connecting the main breaker 82 and the system power input unit 28a of 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。上流側電路88における第3接続点p3と主幹ブレーカー82との間の位置には、電流検出部27が設けられている。 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. A current detection unit 27 is provided at a position between the third connection point p3 and the main circuit breaker 82 in the upstream electric circuit 88.

この例では、系統電源200から第3接続点p3を介して主幹ブレーカー82に電圧VAC2の交流電力が供給され得る。系統電源200から第3接続点p3および連系ブレーカー81をこの順に介して第1インバータ13に電圧VAC2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および第3接続点p3をこの順に介して系統電源200に電圧VAC2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および第3接続点p3をこの順に介して主幹ブレーカー82に電圧VAC2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VAC2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VAC1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VAC1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VAC2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 via the third connection point p3. AC power of voltage V AC2 can be supplied from the grid power supply 200 to the first inverter 13 via the third connection point p3 and the interconnection breaker 81 in this order. 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 and the third connection point p3 in this order. AC power of voltage V AC2 can be supplied from the first inverter 13 to the main breaker 82 via the interconnection breaker 81 and the third connection point p3 in this order. 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は、複数の入力部と、電力出力部28cと、を有する。複数の入力部は、系統電力入力部28aおよび自立電力入力部28bを含む。電力切替ユニット28は、複数の入力部のいずれを電力出力部28cに接続するかを切り替える。この例では、電力切替ユニット28は、系統電力入力部28aおよび自立電力入力部28bのいずれを電力出力部28cに接続するかを切り替える。この例では、こうして、電力切替ユニット28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]
The power switching unit 28 has a plurality of input units and a power output unit 28c. The plurality of input units include a grid power input unit 28a and an independent power input unit 28b. The power switching unit 28 switches which of the plurality of input units is connected to the power output unit 28c. In this example, the power switching unit 28 switches which of the grid power input unit 28a and the self-sustaining power input unit 28b is connected to the power output unit 28c. In this example, the power switching unit 28 thus selectively connects either the first inverter 13 or the branch breaker 85a to the self-sustaining 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、第2分岐部95を有する。第2分岐部95は、複数の分岐ブレーカーを含む。この例では、第2分岐部95は、分岐ブレーカー95a,95bおよび95cを含む。
[Independent distribution board 90]
The self-supporting distribution board 90 has a main breaker 92 and a second branch portion 95. The second branch portion 95 includes a plurality of branch breakers. In this example, the second branch 95 includes 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、第2分岐部95が接続されている。第2分岐部95の分岐ブレーカー95aは、主幹ブレーカー92とD1電源55および交流負荷56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。 The second branch portion 95 is connected to the downstream electric circuit 99. The branch breaker 95a of the second branch portion 95 is provided on a path connecting the main breaker 92, the D1 power supply 55, and the AC load 56. 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VAC1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および交流負荷56に電圧VAC1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VAC1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VAC1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 and the AC load 56. 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、制御部51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では、系統電力入力部28aと電力出力部28cとが接続されている。こうして、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 control unit 51. Here, the open state refers to a state in which current is prohibited from flowing through itself. Further, in the power switching unit 28, the system power input unit 28a and the power output unit 28c are connected. In this way, the power switching unit 28 connects the branch breaker 85a and the self-sustaining 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 electric 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および交流負荷56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 and the AC load 56 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 portion of the 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 interconnection 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。 Specifically, the DC power converter 20 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. Specifically, the DC power converter 20 takes out electric power from the second photovoltaic power generation system 32 by MPPT control, and supplies the taken out 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 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から253、D1電源55、交流負荷56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ともに、第1分岐部85に供給される。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 the load 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, the AC load 56, 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 together with the electric power supplied from the second inverter 44 to the secondary interconnection breaker 83, the second It is supplied to one branch portion 85. 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ともに、第1分岐部85に供給される。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 is supplied from the second inverter 44 to the second. Together with the electric power supplied to the next interconnection breaker 83, it is supplied to the first branch portion 85. Further, when the power storage device 25 is not in a fully charged state and the power generation 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、制御部51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 in the event of a power failure]
As shown in FIG. 2, at the time of a power failure, the protection relay 62 is closed based on the parallel command from the control unit 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-sustaining 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. Specifically, the DC power converter 20 takes out the electric power from the characteristic conversion circuit 100 (strictly speaking, via the LC filter 61) by the first DCDC converter 21 by MPPT control, and supplies the taken out electric power to the first DC bus 11. do.

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 takes out electric power from the photovoltaic power generation systems 31 and 32 and supplies the taken out electric power to the first DC bus 11 as in the case of grid interconnection.

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、交流負荷56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の電力が余る場合は、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。 Insufficient if the total power extracted from the solar power generation systems 31 and 32 and the characteristic conversion circuit 100 by the DC power converter 20 is smaller than the required load of the first load 251, the D1 power supply 55, the AC load 56 and the hot water storage unit 47. The electric power corresponding to the minute is further supplied from the power storage device 25 to the first DC bus 11 via the fourth DCDC converter 12. If 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 is surplus even after this charging, the second DC bus 43 A part of the electric power of the above 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、交流負荷56、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 AC load 56, the hot water storage unit 47, and the first load 251 as in the case of grid interconnection.

[電力システム300で設けられている経路]
上述の説明ならびに図1および図2から理解されるように、電力システム300では、系統電力供給経路351と、逆潮流経路352と、自立運転時用経路353と、直流出力経路354と、交流出力経路355と、受電部行き経路356と、が設けられている。系統電力供給経路351は、系統電源200から、第3接続点p3、電流検出部27および第1分岐部85をこの順に介して、電力切替ユニット28の系統電力入力部28aに交流電力を導く経路である。逆潮流経路352は、インバータ13から第3接続点p3を介して系統電源200に交流電力を導く経路である。自立運転時用経路353は、インバータ13から電力切替ユニット28の自立電力入力部28bに交流電力を導く経路である。直流出力経路354は、燃料電池発電システム40からインバータ13に直流電力を導く経路である。交流出力経路355は、燃料電池発電システム40から二次連系ブレーカー83を介して第1分岐部85に交流電力を導く経路である。受電部行き経路356は、電力切替ユニット28の電力出力部28cから第2分岐部95を介して燃料電池発電システム40の受電部59に交流電力を導く経路である。なお、この例では、系統電力供給経路351および逆潮流経路352は、第3接続点p3から見て系統電源200側の部分において重複している。
[Route provided in the power system 300]
As can be seen from the above description and FIGS. 1 and 2, in the power system 300, the grid power supply path 351 and the reverse power flow path 352, the self-sustained operation path 353, the DC output path 354, and the AC output. A route 355 and a route 356 to the power receiving unit are provided. The grid power supply path 351 is a path for guiding AC power from the grid power supply 200 to the grid power input section 28a of the power switching unit 28 via the third connection point p3, the current detection section 27, and the first branch section 85 in this order. Is. The reverse power flow path 352 is a path for guiding AC power from the inverter 13 to the system power supply 200 via the third connection point p3. The path 353 for self-sustaining operation is a path for guiding AC power from the inverter 13 to the self-sustaining power input unit 28b of the power switching unit 28. The DC output path 354 is a path for guiding DC power from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13. The AC output path 355 is a path for guiding AC power from the fuel cell power generation system 40 to the first branch portion 85 via the secondary interconnection breaker 83. The route 356 to the power receiving unit is a path for guiding AC power from the power output unit 28c of the power switching unit 28 to the power receiving unit 59 of the fuel cell power generation system 40 via the second branch unit 95. In this example, the grid power supply path 351 and the reverse power flow path 352 overlap at the portion on the grid power supply 200 side when viewed from the third connection point p3.

電圧検出回路57は、交流出力経路355に接続されている。電流検出回路58は、電流検出部27からの信号を取得する。受電部59は、分岐ブレーカー95aから電力が供給される第1部分と、分岐ブレーカー95bから電力が供給される第2部分と、を有する。第1部分は、D1電源55および交流負荷56に接続されている。第2部分は、貯湯ユニット47に接続されている。 The voltage detection circuit 57 is connected to the AC output path 355. The current detection circuit 58 acquires a signal from the current detection unit 27. The power receiving unit 59 has a first portion to which power is supplied from the branch breaker 95a and a second portion to which power is supplied from the branch breaker 95b. The first portion is connected to the D1 power supply 55 and the AC load 56. The second part is connected to the hot water storage unit 47.

この例では、電力システム300は、太陽光発電パネルを有する太陽光発電システム31および32を備える。電力システム300では、太陽光発電システム31からインバータ13に直流電力を導く経路が設けられている。また、太陽光発電システム32からインバータ13に直流電力を導く経路が設けられている。 In this example, the power system 300 includes photovoltaic systems 31 and 32 with photovoltaic panels. In the power system 300, a path for guiding DC power from the photovoltaic power generation system 31 to the inverter 13 is provided. Further, a path for guiding DC power from the photovoltaic power generation system 32 to the inverter 13 is provided.

この例では、電力システム300は、蓄電装置25を備える。電力システム300では、蓄電装置25からインバータ13に直流電力を導く経路が設けられている。 In this example, the power system 300 includes a power storage device 25. In the power system 300, a path for guiding DC power from the power storage device 25 to the inverter 13 is provided.

この例では、電力システム300は、太陽光発電パネルを有する太陽光発電システム31および32と、蓄電装置25と、を備える。電力システム300では、太陽光発電システム31から蓄電装置25に直流電力を導く経路が設けられている。太陽光発電システム32から蓄電装置25に直流電力を導く経路が設けられている。また、燃料電池発電システム40から蓄電装置25に直流電力を導く経路が設けられている。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。 In this example, the power system 300 includes a photovoltaic power generation system 31 and 32 having a photovoltaic power generation panel, and a power storage device 25. In the power system 300, a path for guiding DC power from the photovoltaic power generation system 31 to the power storage device 25 is provided. A path for guiding DC power from the photovoltaic power generation system 32 to the power storage device 25 is provided. Further, a path for guiding DC power from the fuel cell power generation system 40 to the power storage device 25 is provided. 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、太陽光発電パネルを有する太陽光発電システム31および32と、蓄電装置25と、コンセント260と、を備える。電力システム300では、太陽光発電システム31からインバータ13、自立運転時用経路353、電力切替ユニット28および第2分岐部95をこの順に介してコンセント260に電力を導く経路が設けられている。太陽光発電システム32からインバータ13、自立運転時用経路353、電力切替ユニット28および第2分岐部95をこの順に介してコンセント260に電力を導く経路が設けられている。燃料電池発電システム40からインバータ13、自立運転時用経路353、電力切替ユニット28および第2分岐部95をこの順に介してコンセント260に電力を導く経路が設けられている。蓄電装置25からインバータ13、自立運転時用経路353、電力切替ユニット28および第2分岐部95をこの順に介してコンセント260に電力を導く経路が設けられている。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から電力が供給されるコンセント260に、燃料電池発電システム40からも電力を供給できる。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、ユーザにとって便利である。 In this example, the power system 300 includes solar power generation systems 31 and 32 having a solar power generation panel, a power storage device 25, and an outlet 260. The power system 300 is provided with a path for guiding power from the photovoltaic power generation system 31 to the outlet 260 via the inverter 13, the path 353 for independent operation, the power switching unit 28, and the second branch portion 95 in this order. A path for guiding electric power from the photovoltaic power generation system 32 to the outlet 260 via the inverter 13, the path 353 for independent operation, the power switching unit 28, and the second branch portion 95 is provided in this order. A path for guiding electric power from the fuel cell power generation system 40 to the outlet 260 via the inverter 13, the path 353 for independent operation, the power switching unit 28, and the second branch portion 95 is provided in this order. A path for guiding electric power from the power storage device 25 to the outlet 260 via the inverter 13, the path 353 for independent operation, the power switching unit 28, and the second branch portion 95 is provided 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 useful 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 failure 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, in the rain, or the like, the electric power required for the operation can be supplied to the hot water storage unit 47 for a long time.

この例の電力システム300では、蓄電装置25からインバータ13、自立運転時用経路353、電力切替ユニット28および第2分岐部95をこの順に介して受電部59に電力を導く経路が設けられている。また、コンセント260に対する上記接続と同様の接続が、受電部59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、停電時に受電部59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専用電源、例えば該システム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 the power system 300 of this example, a path for guiding power from the power storage device 25 to the power receiving unit 59 via the inverter 13, the self-sustained operation path 353, the power switching unit 28, and the second branch unit 95 is provided in this order. .. Further, the same connection as the above connection to the outlet 260 is also made to the power receiving unit 59. 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 power to the power receiving unit 59 in the event of a power failure. By doing so, it is possible to omit a dedicated power source for starting the fuel cell power generation system 40 in the event of a power failure, for example, a dedicated power source for supplying power to the auxiliary equipment of the system 40.

[系統電源への逆潮流および燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給について]
電力システム300は、直流電力を発電し、直流電力をインバータ13で交流電力に変換し、交流電力を系統電源200に逆潮流させることと負荷に供給することとが可能なシステムである。また、電力システム300では、燃料電池発電システム40が適用されており、該燃料電池発電システム40からインバータ13に直流電力を供給できるようになっている。電力システム300は、燃料電池発電システム40から系統電源200への電力の逆潮流が回避されるようになっている。
[Reverse power flow to grid power supply and DC power supply from fuel cell power generation system to inverter]
The electric power system 300 is a system capable of generating DC electric power, converting the DC electric power into AC electric power by the inverter 13, back-feeding the AC electric power to the grid power supply 200, and supplying the AC power to the load. Further, in the electric power system 300, a fuel cell power generation system 40 is applied, and DC power can be supplied from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13. The electric power system 300 is designed to avoid reverse power flow from the fuel cell power generation system 40 to the grid power source 200.

具体的には、電力システム300では、系統連系時に、燃料電池発電システム40とは別の発電システムから系統電源200への電力の逆潮流が行われる。この例では、当該別の発電システムは、太陽光発電システム31および32である。逆潮流電力に燃料電池発電システム40で発電された電力が混じり込まないようにするために、燃料電池発電システム40からインバータ13への直流電力供給は、系統電源200の停電時に限定される。 Specifically, in the electric power system 300, reverse power flow of electric power from a power generation system different from the fuel cell power generation system 40 to the grid power source 200 is performed at the time of grid interconnection. In this example, the other power generation systems are the photovoltaic systems 31 and 32. In order to prevent the power generated by the fuel cell power generation system 40 from being mixed with the reverse power flow power, the DC power supply from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13 is limited to the time of power failure of the system power supply 200.

電力システム300は、系統電源200の停電を検知することができる。電力システム300の一例では、停電検知は、能動型方式等の公知の方式を利用して実現される。停電が検知されると、電力システム300は、電気的な接続状態を図1の状態から図2の状態に変化させる。 The power system 300 can detect a power failure of the system power supply 200. In one example of the power system 300, power failure detection is realized by using a known method such as an active method. When a power failure is detected, the power system 300 changes the electrical connection state from the state of FIG. 1 to the state of FIG.

図2の状態においては、インバータ13から逆潮流経路352を介して系統電源200へと電力が逆潮流されることはない。一方、図2の状態においては、インバータ13から、自立運転時用経路353、電力切替ユニット28および第2分岐部95を介して、受電部59、D1電源55、交流負荷56、貯湯ユニット47および第1負荷251へと電力を供給できる。つまり、図2の状態では、インバータ13に供給される電力は、受電部59、D1電源55、交流負荷56、貯湯ユニット47および第1負荷251に供給可能であり、一方、系統電源200には逆潮流されない。 In the state of FIG. 2, power is not reverse power flowed from the inverter 13 to the system power supply 200 via the reverse power flow path 352. On the other hand, in the state of FIG. 2, the power receiving unit 59, the D1 power supply 55, the AC load 56, the hot water storage unit 47 and Power can be supplied to the first load 251. That is, in the state of FIG. 2, the power supplied to the inverter 13 can be supplied to the power receiving unit 59, the D1 power supply 55, the AC load 56, the hot water storage unit 47, and the first load 251 while the system power supply 200. No reverse power flow.

このように、発電システム300では、停電検知が行われると、燃料電池発電システム40からインバータ13への直流電力供給が行われ、燃料電池発電システム40の発電電力を第2分岐部95に供給できる。こうして、系統電源200が停電している状況において、燃料電池発電システム40により、第2分岐部95の接続先に長時間電力を供給することが可能となる。例えば、負荷251が電化製品である場合、その電化製品を長時間使用できる。また、受電部59への電力供給が可能である。 As described above, in the power generation system 300, when the power failure is detected, the DC power is supplied from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13, and the power generated by the fuel cell power generation system 40 can be supplied to the second branch portion 95. .. In this way, in a situation where the system power supply 200 is out of power, the fuel cell power generation system 40 can supply electric power to the connection destination of the second branch portion 95 for a long time. For example, when the load 251 is an electric appliance, the electric appliance can be used for a long time. Further, it is possible to supply electric power to the power receiving unit 59.

[燃料電池発電システムからインバータへの直流電力供給を終了させるタイミングについて]
上述の説明から理解されるように、電力システム300では、系統電源200の停電時には燃料電池発電システム40からインバータ13を介して負荷251に電力を供給し、系統電源200の非停電時には別の発電システムからインバータ13を介して系統電源200に電力を逆潮流させることができる。具体的には、系統電源200の停電時に、燃料電池発電システム40から直流出力経路354を介したインバータ13への直流電力供給と、インバータ13によるDC-AC変換と、インバータ13から自立運転時用経路353および電力切替ユニット28を介した第2分電盤90への交流電力給電と、が行われる。また、系統電源200の非停電時に、上記別の発電システムからインバータ13への直流電力供給と、インバータ13によるDC-AC変換と、インバータ13から逆潮流経路352を介した系統電源200への交流電力の逆潮流と、が行われる。本実施形態では、上記別の発電システムは、太陽光発電システム31および32である。
[Timing to end the DC power supply from the fuel cell power generation system to the inverter]
As can be understood from the above description, in the power system 300, power is supplied from the fuel cell power generation system 40 to the load 251 via the inverter 13 when the system power supply 200 fails, and another power generation occurs when the system power supply 200 does not have a power failure. Electric power can be reverse-flowed from the system to the system power source 200 via the inverter 13. Specifically, in the event of a power failure of the grid power supply 200, DC power is supplied from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13 via the DC output path 354, DC-AC conversion is performed by the inverter 13, and the inverter 13 is used for independent operation. AC power supply to the second distribution board 90 via the path 353 and the power switching unit 28 is performed. Further, when the grid power supply 200 does not have a power failure, the DC power supply from the other power generation system to the inverter 13, the DC-AC conversion by the inverter 13, and the alternating current from the inverter 13 to the grid power supply 200 via the reverse power flow path 352. With the reverse flow of electricity, is done. In this embodiment, the other power generation systems are the photovoltaic power generation systems 31 and 32.

電力システム300では、系統電源200の停電時には、天候に左右されずに発電できるという燃料電池発電システム40の長所を活かして負荷251に電力を供給できる。一方、系統電源200の非停電時には、上記別の発電システムの発電電力を系統電源200に逆潮流させることにより、電力システム300のユーザは金銭的なメリットを享受できる。 In the power system 300, power can be supplied to the load 251 by taking advantage of the fuel cell power generation system 40 that power can be generated regardless of the weather in the event of a power failure of the system power supply 200. On the other hand, when the grid power supply 200 is not out of power, the user of the power system 300 can enjoy the financial merit by reverse-feeding the power generated by the other power generation system to the grid power supply 200.

電力システム300では、停電時には、燃料電池発電システム40と、インバータ13と、電力切替ユニット28と、負荷251と、をこの順に接続する電気経路が確立される。具体的には、停電時には、図2に示すように、保護リレー62が閉状態(つまり、投入状態)であり、インバータ13は自身に入力された直流電力を交流電力VAC1に変換して電力切替ユニット28へと出力する第1状態をとり、かつ、電力切替ユニット28では電力出力部28cの接続先が自立電力入力部28bに設定される。 In the electric power system 300, an electric path for connecting the fuel cell power generation system 40, the inverter 13, the electric power switching unit 28, and the load 251 in this order is established in the event of a power failure. Specifically, at the time of a power failure, as shown in FIG. 2, the protection relay 62 is in the closed state (that is, the on state), and the inverter 13 converts the DC power input to itself into the AC power V AC1 to generate power. The first state of outputting to the switching unit 28 is taken, and in the power switching unit 28, the connection destination of the power output unit 28c is set to the self-sustaining power input unit 28b.

一方、非停電時には、太陽光発電システム31,32と、インバータ13と、系統電源200と、をこの順に接続する電気経路が確立される。燃料電池発電システム40とインバータ13との間の電気的接続は遮断される。系統電源200と、電力切替ユニット28と、負荷251と、をこの順に接続する電気経路が確立される。具体的には、非停電時には、図1に示すように、保護リレー62が開状態(つまり、開放状態)であり、インバータ13は自身に入力された直流電力を交流電力VAC2に変換して主分電盤80へと出力する第2状態をとり、かつ、電力切替ユニット28では電力出力部28cの接続先が系統電力入力部28aに設定される。 On the other hand, at the time of non-power failure, an electric path connecting the photovoltaic power generation systems 31 and 32, the inverter 13, and the system power supply 200 in this order is established. The electrical connection between the fuel cell power generation system 40 and the inverter 13 is cut off. An electric path connecting the system power supply 200, the power switching unit 28, and the load 251 in this order is established. Specifically, when there is no power failure, as shown in FIG. 1, the protection relay 62 is in the open state (that is, in the open state), and the inverter 13 converts the DC power input to itself into the AC power V AC2 . The second state of outputting to the main distribution board 80 is taken, and in the power switching unit 28, the connection destination of the power output unit 28c is set to the system power input unit 28a.

系統電源200が復電すると、インバータ13が第1状態から第2状態に切り替わり、電力出力部28cの接続先が自立電力入力部28bから系統電力入力部28aに切り替わる。これらの切り替えは、互いに連動して、あるいは、互いに独立して、行われる。例えば、復電に伴うインバータ13の第1状態から第2状態への切り替えは、パワーステーション10によって行われる。一例では、第3接続点p3と系統電源200の間に第2電流検出部が設けられている。パワーステーション10は、第2電流検出部からの信号を有線または無線で受信し、その信号に基づいて復電を検出する。一具体例では、第2電流検出部は、電流検出部27と同様の構成を有し得る。また、第2電流検出部がパワーステーション10に送信する信号は、電流検出部27が燃料電池発電システム40に送信する信号と同様である。パワーステーション10は、電流検出回路58と同様の第2電流検出回路を有し、第2電流検出回路を用いて復電を検出する。 When the grid power supply 200 is restored, the inverter 13 switches from the first state to the second state, and the connection destination of the power output unit 28c is switched from the self-sustaining power input unit 28b to the system power input unit 28a. These switchings are performed in conjunction with each other or independently of each other. For example, switching from the first state to the second state of the inverter 13 due to the power recovery is performed by the power station 10. In one example, a second current detection unit is provided between the third connection point p3 and the system power supply 200. The power station 10 receives a signal from the second current detection unit by wire or wirelessly, and detects power recovery based on the signal. In one specific example, the second current detection unit may have the same configuration as the current detection unit 27. The signal transmitted by the second current detection unit to the power station 10 is the same as the signal transmitted by the current detection unit 27 to the fuel cell power generation system 40. The power station 10 has a second current detection circuit similar to the current detection circuit 58, and detects power recovery using the second current detection circuit.

本実施形態では、系統電源200が復電したときに燃料電池発電システム40から直流出力経路354を介したインバータ13への直流電力供給を終了させるのは、燃料電池発電システム40である。具体例には、系統電源200が復電したとき、燃料電池発電システム40は、保護リレー62に解列指令を送信することによって、保護リレー62を閉状態から開状態に切り替える。 In the present embodiment, it is the fuel cell power generation system 40 that terminates the DC power supply from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13 via the DC output path 354 when the grid power supply 200 is restored. Specifically, when the grid power supply 200 is restored, the fuel cell power generation system 40 switches the protection relay 62 from the closed state to the open state by transmitting a disconnection command to the protection relay 62.

電力システム300では、停電発生から復電まで燃料電池発電システム40から負荷251に継続して電力が供給される。このようにすることは、ユーザにとって便利である。一方、電力システム300は、燃料電池発電システム40からインバータ13への直流電力供給を系統電源200が復電したときに終了させるのに適した構成を有している。これにより、復電に伴いインバータ13と系統電源200とを接続する電気経路が確立されたにも関わらず燃料電池発電システム40からインバータ13への直流電力供給が継続され、燃料電池発電システム40から系統電源200への電力の逆潮流が生じる事態が回避され得る。以下、この点について説明する。 In the power system 300, power is continuously supplied from the fuel cell power generation system 40 to the load 251 from the occurrence of a power failure to the recovery of power. This is convenient for the user. On the other hand, the power system 300 has a configuration suitable for ending the DC power supply from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13 when the system power supply 200 recovers power. As a result, the DC power supply from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13 is continued even though the electric path connecting the inverter 13 and the system power supply 200 is established due to the power restoration, and the fuel cell power generation system 40 continues to supply DC power. It is possible to avoid a situation in which a reverse power flow to the grid power source 200 occurs. This point will be described below.

以下の説明では、第1条件、第2条件および第3条件という用語を用いることがある。第1条件は、交流負荷56で電力を消費させているときに電流検出部27の測定値が系統電源200が復電していることを示す値であるという条件である。第2条件は、交流負荷56で電力を消費させていないときに電流検出部27の測定値が系統電源200が復電していることを示す値であるという条件である。第3条件は、交流出力経路355を通じて燃料電池発電システム40に入力される電圧が系統電源200が復電していることを示す値であるという条件である。 In the following description, the terms first condition, second condition and third condition may be used. The first condition is that the measured value of the current detection unit 27 is a value indicating that the system power supply 200 is recovering power when the AC load 56 is consuming power. The second condition is that the measured value of the current detection unit 27 is a value indicating that the system power supply 200 is recovering power when the AC load 56 is not consuming power. The third condition is that the voltage input to the fuel cell power generation system 40 through the AC output path 355 is a value indicating that the system power supply 200 is recovering power.

第1条件の成立は、電流検出回路58によって検出され得る。また、制御部51は、電流検出回路58からの信号を受信することによって、第1条件の成立が検出されたと判断し得る。 The establishment of the first condition can be detected by the current detection circuit 58. Further, the control unit 51 can determine that the satisfaction of the first condition has been detected by receiving the signal from the current detection circuit 58.

第2条件の成立は、電流検出回路58によって検出され得る。また、制御部51は、電流検出回路58からの信号を受信することによって、第2条件の成立が検出されたと判断し得る。 The establishment of the second condition can be detected by the current detection circuit 58. Further, the control unit 51 can determine that the satisfaction of the second condition has been detected by receiving the signal from the current detection circuit 58.

第3条件の成立は、電圧検出回路57によって検出され得る。また、制御部51は、電圧検出回路57からの信号を受信することによって、第3条件の成立が検出されたと判断し得る。 The establishment of the third condition can be detected by the voltage detection circuit 57. Further, the control unit 51 can determine that the satisfaction of the third condition has been detected by receiving the signal from the voltage detection circuit 57.

電力システム300は、第1条件が成立していることのM1回の検出がなされた場合に、燃料電池発電システム40から直流出力経路354を介したインバータ13への直流電力供給を停止する。このようにすることは、燃料電池発電システム40からインバータ13への直流電力供給を系統電源200が復電したときに終了させるのに適している。ここで、M1は、1以上の自然数である。 The power system 300 stops the supply of DC power from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13 via the DC output path 354 when the first condition is detected M1 times. This is suitable for ending the DC power supply from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13 when the system power supply 200 recovers power. Here, M1 is a natural number of 1 or more.

本実施形態では、上記M1回の検出は、複数回の連続検出である。このようにすれば、系統電源200が復電している蓋然性が高いときに、直流電力供給を終了させることができる。複数であるM1は、例えば2以上20以下の値であり、5以上15以下の値であってもよい。 In the present embodiment, the M1 detection is a plurality of continuous detections. By doing so, the DC power supply can be terminated when the system power supply 200 is likely to be restored. The plurality of M1s are, for example, 2 or more and 20 or less, and may be 5 or more and 15 or less.

なお、以下の説明から理解されるように、「第1条件が成立していることのM1回の検出がなされた場合に、直流電力供給を停止する」という表現は、他の場合にも直流電力供給を停止することを排除しないことを意とした表現である。 As will be understood from the following explanation, the expression "stopping the DC power supply when the first condition is satisfied is detected M1 times" is also DC in other cases. It is an expression that does not exclude stopping the power supply.

具体的には、本実施形態では、第2条件が成立していることのM2回の連続検出がなされた場合にも、直流電力供給を終了させる。第2条件の1回の検出はなされたもののM2回の連続検出はなされなかった場合に、交流負荷56で電力を消費させる。ここで、M2は、2以上の自然数である。このようにすれば、系統電源200が復電している蓋然性が高いことを第2条件を用いて確認できたときに、交流負荷56で電力を消費させることなく直流電力供給を終了させることができる。M2は、例えば2以上20以下の値であり、5以上15以下の値であってもよい。 Specifically, in the present embodiment, the DC power supply is terminated even when M2 continuous detection that the second condition is satisfied is performed. When the second condition is detected once but M2 times are not continuously detected, the AC load 56 consumes power. Here, M2 is a natural number of 2 or more. By doing so, when it can be confirmed by using the second condition that the system power supply 200 is likely to be restored, the DC power supply can be terminated without consuming the power with the AC load 56. can. M2 is, for example, a value of 2 or more and 20 or less, and may be a value of 5 or more and 15 or less.

また、本実施形態では、第3条件が成立していることのM3回の連続検出がなされた場合にも、直流電力供給を終了させる。第3条件の1回の検出はなされたもののM3回の連続検出はなされなかった場合に、交流負荷56で電力を消費させる。ここで、M3は、2以上の自然数である。このようにすれば、系統電源が復電している蓋然性が高いことを第3条件を用いて確認できたときに、交流負荷56で電力を消費させることなく直流電力供給を終了させることができる。M3は、例えば2以上20以下の値であり、3以上10以下の値であってもよい。 Further, in the present embodiment, the DC power supply is terminated even when M3 continuous detection that the third condition is satisfied is performed. When the third condition is detected once but M3 times are not continuously detected, the AC load 56 consumes power. Here, M3 is a natural number of 2 or more. By doing so, when it can be confirmed by using the third condition that the system power supply is likely to be restored, the DC power supply can be terminated without consuming the power with the AC load 56. .. M3 is, for example, a value of 2 or more and 20 or less, and may be a value of 3 or more and 10 or less.

以下、図8のフローチャートを参照しつつ、第1から第3条件に基づく上述した制御の一具体例をさらに説明する。 Hereinafter, a specific example of the above-mentioned control based on the first to third conditions will be further described with reference to the flowchart of FIG.

ステップS101において、制御部51は、電圧検出回路57によって第3条件の成立が1回検出されたかどうかを判断する。この検出がなされた場合は、フローはステップS102に進む。この検出がなされなかった場合は、フローはステップS103に進む。 In step S101, the control unit 51 determines whether or not the establishment of the third condition is detected once by the voltage detection circuit 57. If this detection is made, the flow proceeds to step S102. If this detection is not made, the flow proceeds to step S103.

ステップS102において、制御部51は、電圧検出回路57によって第3条件の成立がM3回連続検出されたかどうかを判断する。この連続検出がなされた場合は、フローはステップS107に進む。この連続検出がなされなかった場合は、フローはステップS105に進む。なお、M3回は、ステップS101で検出された1回分を含む回数であってもよく、これを含まない回数であってもよい。 In step S102, the control unit 51 determines whether or not the establishment of the third condition is continuously detected M3 times by the voltage detection circuit 57. If this continuous detection is made, the flow proceeds to step S107. If this continuous detection is not made, the flow proceeds to step S105. It should be noted that M3 times may be the number of times including one time detected in step S101, or may be the number of times not including this.

ステップS103において、制御部51は、電流検出回路58によって第2条件の成立が1回検出されたかどうかを判断する。この検出がなされた場合は、フローはステップS104に進む。この検出がなされなかった場合は、フローはステップS101に進む。 In step S103, the control unit 51 determines whether or not the satisfaction of the second condition is detected once by the current detection circuit 58. If this detection is made, the flow proceeds to step S104. If this detection is not made, the flow proceeds to step S101.

ステップS104において、制御部51は、電流検出回路58によって第2条件の成立がM2回連続検出されたかどうかを判断する。この連続検出がなされた場合は、フローはステップS107に進む。この連続検出がなされなかった場合は、フローはステップS105に進む。なお、M2回は、ステップS103で検出された1回分を含む回数であってもよく、これを含まない回数であってもよい。 In step S104, the control unit 51 determines whether or not the establishment of the second condition is continuously detected M2 times by the current detection circuit 58. If this continuous detection is made, the flow proceeds to step S107. If this continuous detection is not made, the flow proceeds to step S105. The M2 times may be the number of times including one time detected in step S103, or may be the number of times not including this.

ステップS105において、燃料電池発電システム40の交流負荷56で電力を消費させる。ステップS105の後、フローはステップS106に進む。 In step S105, the AC load 56 of the fuel cell power generation system 40 consumes electric power. After step S105, the flow proceeds to step S106.

ステップS106において、制御部51は、電流検出回路58によって第1条件の成立がM1回連続検出されたかどうかを判断する。この連続検出がなされた場合は、フローはステップS107に進む。この連続検出がなされなかった場合は、フローはステップS101に進む。 In step S106, the control unit 51 determines whether or not the establishment of the first condition is continuously detected M1 times by the current detection circuit 58. If this continuous detection is made, the flow proceeds to step S107. If this continuous detection is not made, the flow proceeds to step S101.

ステップS107において、燃料電池発電システム40は、燃料電池発電システム40から直流出力経路354を介したインバータ13への直流電力供給を停止させる。具体的には、この停止は、基板60からの直流電力の出力を停止させることによって行われる。より具体的には、この停止は、保護リレー62を開状態にする(すなわち、開放状態にする)ことによって行われる。さらに具体的には、保護リレー62を開状態にすることは、制御部51が保護リレー62に解列指令を送信することによって行われる。制御部51は、電圧検出回路57および電流検出回路58からの信号を受信するように構成されているため、受信信号に応じて(すなわち、ステップS101からS106の結果に応じて)保護リレー62を開状態にすることができる。 In step S107, the fuel cell power generation system 40 stops the supply of DC power from the fuel cell power generation system 40 to the inverter 13 via the DC output path 354. Specifically, this stop is performed by stopping the output of the DC power from the substrate 60. More specifically, this stop is performed by opening (ie, opening) the protection relay 62. More specifically, opening the protection relay 62 in the open state is performed by the control unit 51 transmitting a disconnection command to the protection relay 62. Since the control unit 51 is configured to receive the signals from the voltage detection circuit 57 and the current detection circuit 58, the protection relay 62 is set according to the received signal (that is, according to the result of steps S101 to S106). It can be opened.

ステップS101の検出がなされた場合には、系統電源200の復電の兆候があると言える。ステップS102の連続検出がなされた場合には、系統電源200が復電した蓋然性が高い。このため、この場合、ステップS107において直流電力供給を停止させても、ユーザが負荷251を使用できない等といった問題は発生し難い。一方、ステップS102の連続検出がなされない場合には、系統電源200が復電したか否かの判断が保留され、ステップS106でその判断がなされる。このような保留およびステップS106の実行により、ノイズ等が原因で実際には復電していないのに復電したと判断してしまうリスクを抑えることができる。 If the detection in step S101 is made, it can be said that there is a sign of power recovery of the system power supply 200. When the continuous detection in step S102 is performed, it is highly probable that the system power supply 200 has been restored. Therefore, in this case, even if the DC power supply is stopped in step S107, the problem that the user cannot use the load 251 is unlikely to occur. On the other hand, if the continuous detection in step S102 is not performed, the determination as to whether or not the system power supply 200 has been restored is suspended, and the determination is made in step S106. By such holding and execution of step S106, it is possible to suppress the risk of determining that the power has been restored even though the power has not actually been restored due to noise or the like.

また、施工時の設定ミス、断線等が原因で、あるいは、悪意により、二次連系ブレーカー83が遮断状態にある場合があり得る。この場合、実際には系統電源200が復電していても、系統電源200の電圧を交流出力経路355を通じて燃料電池発電システム40に流入させることができないため、電圧検出回路57は復電を検出できない。この点、本実施形態では、ステップS101の検出がなされない場合に、ステップS103に進む。このため、二次連系ブレーカー83が遮断状態にあったとしても、電流検出回路58によって復電検出がなされ得る。 In addition, the secondary interconnection breaker 83 may be cut off due to a setting error during construction, a disconnection, or malicious intent. In this case, even if the grid power supply 200 is actually restored, the voltage of the grid power supply 200 cannot flow into the fuel cell power generation system 40 through the AC output path 355, so that the voltage detection circuit 57 detects the power recovery. Can not. In this respect, in the present embodiment, if step S101 is not detected, the process proceeds to step S103. Therefore, even if the secondary interconnection breaker 83 is in the cutoff state, the current detection circuit 58 can detect the power recovery.

ステップS103の検出がなされた場合には、系統電源200の復電の兆候があると言える。ステップS104の連続検出がなされた場合には、系統電源200が復電した蓋然性が高い。このため、この場合、ステップS107において直流電力供給を停止させても、ユーザが負荷251を使用できない等といった問題は発生し難い。一方、ステップS104の連続検出がなされない場合には、系統電源200が復電したか否かの判断が保留され、ステップS106でその判断がなされる。このような保留およびステップS106の実行により、ノイズ等が原因で実際には復電していないのに復電したと判断してしまうリスクを抑えることができる。 If the detection in step S103 is made, it can be said that there is a sign of power recovery of the system power supply 200. When the continuous detection in step S104 is performed, it is highly probable that the system power supply 200 has been restored. Therefore, in this case, even if the DC power supply is stopped in step S107, the problem that the user cannot use the load 251 is unlikely to occur. On the other hand, if the continuous detection in step S104 is not performed, the determination as to whether or not the system power supply 200 has been restored is suspended, and the determination is made in step S106. By such holding and execution of step S106, it is possible to suppress the risk of determining that the power has been restored even though the power has not actually been restored due to noise or the like.

また、第1分岐部85から負荷252,253等の負荷および電力切替ユニット28に流出する電力が小さい場合がある。例えば、家庭内の電化製品の電力消費が小さい場合が、そのような場合に該当する。系統電源200が復電していても、上記流出電力が小さいと、復電したことを認識可能なレベルの測定値を電流検出部27で安定して得られないおそれがある。このような場合に、ステップS103の検出がなされるがステップS104の連続検出はなされないという現象が生じ得る。図8の例では、そのような場合に、ステップS105で燃料電池発電システム40の交流負荷56で電力を消費させる。そのようにすれば、系統電源200が復電しており、かつ、系統電源200から電流検出部27、第1分岐部85、電力切替ユニット28、第2分岐部95および受電部59を介して交流負荷56に至る電気経路が確立されていれば、該電気経路における電流検出部27が設けられた部分に、交流負荷56での電力消費に基づく電流を強制的に流すことができる。そして、復電がなされており上記電気経路が確立されていれば、上記強制電流が反映された大きいレベルの測定値が電流検出部27により得られ、電流検出回路58がその大きいレベルの測定値に基づいて復電を検出し得る状況となる。つまり、ステップS106において、適切な復電検出を実行し易い状況となる。 Further, the load such as loads 252 and 253 and the electric power flowing out from the first branch portion 85 to the power switching unit 28 may be small. For example, the case where the power consumption of electric appliances in the home is small corresponds to such a case. Even if the system power supply 200 is restored, if the outflow power is small, the current detection unit 27 may not be able to stably obtain a measured value at a level at which it can be recognized that the power has been restored. In such a case, a phenomenon may occur in which the detection of step S103 is performed but the continuous detection of step S104 is not performed. In the example of FIG. 8, in such a case, power is consumed by the AC load 56 of the fuel cell power generation system 40 in step S105. By doing so, the system power supply 200 is restored, and the system power supply 200 is connected to the system power supply 200 via the current detection unit 27, the first branch unit 85, the power switching unit 28, the second branch unit 95, and the power receiving unit 59. If an electric path leading to the AC load 56 is established, a current based on the power consumption of the AC load 56 can be forcibly flowed to a portion of the electric path provided with the current detection unit 27. If the power is restored and the electric path is established, the current detection unit 27 obtains a large level measured value reflecting the forced current, and the current detection circuit 58 obtains the large level measured value. The situation is such that recovery can be detected based on. That is, in step S106, it becomes easy to execute an appropriate power recovery detection.

図8のフローチャートにおいて、ステップS101およびステップS102の組み合わせとステップS103およびステップS104の組み合わせとを入れ替えてもよい。つまり、ステップS101で第2条件の成立が検出されるか否かを判断し、ステップS102でそのM2回連続検出がなされるか否かを判断し、ステップS103で第3条件の成立が検出されるか否かを判断し、ステップS104でそのM3回連続検出がなされるか否かを判断してもよい。 In the flowchart of FIG. 8, the combination of steps S101 and S102 and the combination of steps S103 and S104 may be interchanged. That is, in step S101, it is determined whether or not the establishment of the second condition is detected, in step S102, it is determined whether or not the M2 continuous detection is performed, and in step S103, the establishment of the third condition is detected. It may be determined whether or not the detection is performed, and whether or not the M3 continuous detection is performed in step S104 may be determined.

以下、電圧検出回路57、電流検出部27および電流検出回路58の具体例について、説明する。 Hereinafter, specific examples of the voltage detection circuit 57, the current detection unit 27, and the current detection circuit 58 will be described.

[電圧検出回路57の具体例]
一例では、電圧検出回路57は、交流出力経路355によって燃料電池発電システム40に入力される電圧をゼロクロスパルスに変換できるように構成されている。具体的には、電圧検出回路57は、交流出力経路355を介して燃料電池発電システム40に交流電圧VAC2が供給されている期間において、ゼロクロスパルスを連続して生成する。1個のゼロクロスパルスが生成された場合、図8のステップS101の検出がなされ得る。M3個以上の連続したゼロクロスパルスが生成された場合、ステップS102のM3回の連続検出がなされ得る。ここで、ゼロクロスパルスは、信号の瞬時値が0Vを跨いで変化するパルスを指す。
[Specific example of voltage detection circuit 57]
In one example, the voltage detection circuit 57 is configured to be able to convert the voltage input to the fuel cell power generation system 40 by the AC output path 355 into a zero cross pulse. Specifically, the voltage detection circuit 57 continuously generates zero cross pulses during the period in which the AC voltage V AC2 is supplied to the fuel cell power generation system 40 via the AC output path 355. If one zero cross pulse is generated, the detection in step S101 of FIG. 8 can be made. When M3 or more consecutive zero cross pulses are generated, M3 continuous detection in step S102 can be performed. Here, the zero cross pulse refers to a pulse in which the instantaneous value of the signal changes over 0V.

[電流検出部27および電流検出回路58の具体例]
先に説明したとおり、本実施形態では、電流検出部27は、少なくとも1つの電流センサを有する。電流検出部27の測定値は、電流検出部27が1つの電流センサによって構成されている場合には、その電流センサの測定値を指す。電流検出部27が複数の電流センサによって構成されている場合には、電流検出部27の測定値は、複数の電流センサの測定値の合計であり得る。一具体例では、系統電力供給経路351における電流検出部27が設けられた部分は単相3線式の線路によって構成されている。電流検出部27は、この単相3線式の第1非接地線路に設けられた第1電流センサと、この単相3線式の第2非接地線路に設けられた第2電流センサと、によって構成されている。そして、電流検出部27の測定値は、第1電流センサの測定値と第2電流センサの測定値の合計である。
[Specific example of current detection unit 27 and current detection circuit 58]
As described above, in the present embodiment, the current detection unit 27 has at least one current sensor. The measured value of the current detection unit 27 refers to the measured value of the current sensor when the current detection unit 27 is composed of one current sensor. When the current detection unit 27 is composed of a plurality of current sensors, the measured value of the current detection unit 27 may be the sum of the measured values of the plurality of current sensors. In one specific example, the portion of the system power supply path 351 provided with the current detection unit 27 is composed of a single-phase three-wire system. The current detection unit 27 includes a first current sensor provided on the first ungrounded line of the single-phase three-wire system, a second current sensor provided on the second ungrounded line of the single-phase three-wire system, and the second current sensor. It is composed of. The measured value of the current detection unit 27 is the total of the measured value of the first current sensor and the measured value of the second current sensor.

電流検出回路58は、一定の時間間隔Tpで電流検出部27の測定値を抽出し、第1閾値電流よりも大きい測定値が連続して抽出された回数Nをカウントする。回数Nが1以上である場合、図8のステップS103の検出がなされ得る。回数NがM2以上である場合、ステップS104のM2回の連続検出がなされ得る。また、回数NがM1以上である場合、ステップS106のM1回の連続検出がなされ得る。時間間隔Tpは、例えば50msec(ミリ秒)以上1000msec以下の間隔であり、100msec以上500msec以下の間隔であってもよい。第1閾値電流は、例えば実効値にして0.1A以上5A以下の電流であり、実効値にして0.2A以上3A以下の電流であってもよい。 The current detection circuit 58 extracts the measured value of the current detection unit 27 at a constant time interval Tp, and counts the number of times N in which the measured value larger than the first threshold current is continuously extracted. When the number of times N is 1 or more, the detection in step S103 of FIG. 8 can be performed. When the number of times N is M2 or more, continuous detection of M2 times in step S104 can be performed. Further, when the number of times N is M1 or more, continuous detection of M1 times in step S106 can be performed. The time interval Tp is, for example, an interval of 50 msec (milliseconds) or more and 1000 msec or less, and may be an interval of 100 msec or more and 500 msec or less. The first threshold current may be, for example, a current having an effective value of 0.1 A or more and 5 A or less, and an effective value of 0.2 A or more and 3 A or less.

図1および2で示す位置に電流検出部27を設けることは系統連系規定により義務付けられている。このため、第1条件および第2条件の成立確認は、電力システム300のコスト増の原因とはなり難い。また、燃料電池発電システム40を用いた電圧確認には、大きなコストはかからない。このため、第3条件の成立確認は、電力システム300のコスト増の原因とはなり難い。以上の理由で、第1条件から第3条件は、低コストで実現され得る。 It is obligatory to provide the current detection unit 27 at the positions shown in FIGS. 1 and 2 by the grid interconnection regulation. Therefore, confirmation of the establishment of the first condition and the second condition is unlikely to cause an increase in the cost of the electric power system 300. Further, the voltage confirmation using the fuel cell power generation system 40 does not cost much. Therefore, confirmation of the establishment of the third condition is unlikely to cause an increase in the cost of the electric power system 300. For the above reasons, the first to third conditions can be realized at low cost.

[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 to make the output voltage of the characteristic conversion circuit 100 follow 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 is, the larger the output current of the characteristic conversion circuit 100 is. 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 reaches its peak 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9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 the first and second feedback controls 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では、LLCコンバータが構成されている。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。 In the characteristic conversion circuit 100X, an LLC converter is configured. This 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。電圧電流制御回路160Xが、上記LLCコンバータを構成している。 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. The voltage / current control circuit 160X constitutes the above LLC converter.

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 combination of the seventh resistor 141, the first capacitor 142, 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 from the constant current source 147 via the feedback terminal 148. As 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, the charge charging 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 resistance 141. During the discharge period, the charge is further discharged via the eighth resistance 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、充放電周波数が高くなる。充放電周波数は、上記の発振周波数に対応する。 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 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 becomes high. The charge / discharge frequency corresponds to the above oscillation frequency.

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 becomes higher as the charge / discharge frequency is higher. 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 second capacitor. It has one diode 166a, a second diode 166b, and a sixth 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 are connected in series to form a series circuit. 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 Transistor). 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 winding on the primary side, and a second winding 165b and a third winding 165c, which are windings on the secondary side.

第1巻線165aの一端には、第1スイッチング素子162aの電流流出端子と、第2スイッチング素子162bの電流流入端子と、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。なお、この例では、電流流出端子はソース端子である。電流流入端子は、ドレイン端子である。 A current outflow terminal of the first switching element 162a and a current inflow terminal of the second switching element 162b are connected to one end of the first winding 165a. 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. In this example, the current outflow terminal is the source terminal. The current inflow terminal is a drain terminal.

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。なお、この例では、制御端子は、ゲート端子である。 A drive pulse signal is supplied from the high-side driver output terminal 149a to the control terminal 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 being supplied with drive pulse signals having opposite phases to each other. In this example, the control terminal is a gate terminal.

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10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. 10 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10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. 10 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の第1参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すなわち第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の第2参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すなわち第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 first 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. The current flowing through the potentials in this order, that is, the 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 second 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 current flowing through the reference potential in this order, that is, the second current becomes larger.

特性変換回路190の出力電流が小さい領域では、第2電流は実質的にゼロとなり、定電圧源131から流出する電流は、実質的に第1電流である。一方、特性変換回路100の出力電流が大きい領域では、第1電流は実質的にゼロとなり、定電圧源131から流出する電流は、実質的に第2電流である。つまり、特性変換回路190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によって、特性変換回路190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によって、特性変換回路190における特性変換が行われると言える。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 second current is substantially zero, and the current flowing out from the constant voltage source 131 is substantially the first current. On the other hand, in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 100 is large, the first current is substantially zero, and the current flowing out from the constant voltage source 131 is substantially the second current. That is, it can be said that the characteristic conversion in the characteristic conversion circuit 190 is performed by the first feedback circuit 110 in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 190 is small and by the second feedback circuit 120 in the region where the output current of the characteristic conversion circuit 190 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 as in the characteristic conversion circuit 100.

図11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9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. 11 shows a characteristic conversion circuit 190X which is a specific example of the characteristic conversion circuit 190. In the following, the description of the same parts as those in the example of FIG. 9 may be omitted.

図11に示す特性変換回路190Xは、図9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. 11 has a feedback current supply unit 195X in place 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 resistance 191 and a second light emitting diode 192 in addition to the constant voltage source 131, the sixth resistance 132 and the first light emitting diode 135. The current resonance control unit 199 has a 10th resistance 196 and a 2nd phototransistor 197 in addition to the 7th resistance 141, the 1st capacitor 142, the 8th resistance 143, the 1st 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 combination of the seventh resistor 141, the first capacitor 142, 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 are alternately visited.

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 from the constant current source 147 via the feedback terminal 148. As 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, the charge charging 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 resistance 141. During the discharge period, the charge is further discharged via the eighth resistance 143 and the first phototransistor 145, or through the tenth resistance 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 charge state of the 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9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10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, a smaller duty ratio is defined as the current flowing out from the constant voltage source 131 is larger, 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10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 10 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 increased. In a large region, the output current may generate a control signal in which the output voltage 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、第1インバータ等は、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, the first inverter, and the like may not be incorporated in the power station. The power system may not have some of the illustrated elements such as a power storage device, a hot water storage unit, and the like. 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、例えば、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 technique according to the present disclosure can be used, for example, in a power system having a DC power conversion device designed for a photovoltaic power generation system and a fuel cell power generation system.

10 パワーステーション
11,43 DCバス
12,21,22,23,42,45 DCDC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
27 電流検出部
28 電力切替ユニット
28a 系統電力入力部
28b 自立電力入力部
28c 電力出力部
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
51 制御部
52 低圧電源
55 D1電源
56,251,252,253 負荷
57 電圧検出回路
58 電流検出回路
59 受電部
60 基板
61 LC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
85,95 分岐部
88,89,98,99 電路
100,100X,190,190X 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
115A,125A アノード
115K,125K カソード
115a,125a 参照電圧端子
115о,125о オペアンプ
115t,125t トランジスタ
128 電流センサ
130,130X,195X 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
260 コンセント
300 電力システム
351,352,353,354,355,356 経路
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 27 Current detection unit 28 Power switching unit 28a System power input unit 28b Independent power input Unit 28c Power output unit 31, 32 Solar power generation system 36, 37 Solar power generation panel 40 Fuel cell power generation system 41 Fuel cell 46 Heater 47 Hot water storage unit 51 Control unit 52 Low-voltage power supply 55 D1 power supply 56, 251, 252, 253 Load 57 Voltage detection circuit 58 Current detection circuit 59 Power receiving section 60 Board 61 LC filter 62 Protection relay 80, 90 Distribution board 81, 82, 83, 85a, 85b, 85c, 92, 95a, 95b, 95c Breaker 85, 95 Branch section 88 , 89,98,99 Electric circuit 100,100X, 190,190X Characteristic conversion circuit 110,120 Feedback circuit 111,112,121,122,123,132,141,143,191,196 Resistance 115,125 Shunt regulator 115A, 125A Ahead 115K, 125K Cathode 115a, 125a Reference voltage terminal 115о, 125о Operator 115t, 125t Transistor 128 Current sensor 130, 130X, 195X Feedback current supply unit 131 Constant voltage source 135, 192 Light emitting diode 140, 199 Current resonance control unit 142, 161 , 163a, 163b, 164,167 Condenser 145,197 Phototransistor 146 Control IC
147 Constant current source 148, 149a, 149b Terminal 150, 198 Optocoupler 160, 160X Voltage / current control circuit 162a, 162b Switching element 165 Transformer 165a, 165b, 165c Winding 166a, 166b Diode 200 System power supply 260 Outlet 300 Power system 351, 352,353,354,355,356 Route p1, p2, p3 Connection point

Claims (10)

系統電源と連系する電力システムであって、
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第1分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第1分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第2分岐部を有する第2分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
前記系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第1分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第2分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第1分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるDC-AC変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第2分電盤への交流電力給電と、が行われ、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第1条件と定義したとき、
前記第1条件が成立していることのM1回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させる、
電力システム。
ここで、M1は、1以上の自然数である。
It is a power system that is connected to the grid power supply.
A fuel cell power generation system having a fuel cell, a power receiving unit, and an AC load connected to the power receiving unit.
Inverters that convert DC power to AC power,
A current detection unit that transmits a signal representing a measured value of the current detection unit to the fuel cell power generation system, and a current detection unit.
A first distribution board having a first branch portion including a plurality of branch breakers, a secondary interconnection breaker, and the like.
A second distribution board with a second branch containing multiple branch breakers,
It has a plurality of input units including a grid power input unit and an independent power input unit, and a power output unit.
A power switching unit for switching which of the plurality of input units is connected to the power output unit is provided.
A DC output path that guides DC power from the fuel cell power generation system to the inverter,
A path for independent operation that guides AC power from the inverter to the independent power input unit,
A grid power supply path that guides AC power from the grid power supply to the grid power input section via the connection point, the current detection section, and the first branch section in this order.
A route to the power receiving unit that guides AC power from the power output unit to the power receiving unit via the second branch unit, and
A reverse power flow path that guides AC power from the inverter to the grid power supply via the connection point, and
An AC output path for guiding AC power from the fuel cell power generation system to the first branch portion via the secondary interconnection breaker is provided.
When the system power supply fails, DC power is supplied from the fuel cell power generation system to the inverter via the DC output path, DC-AC conversion by the inverter, and the path for independent operation and the power from the inverter. AC power supply to the second distribution board via the switching unit is performed, and
When the condition that the measured value of the current detection unit is a value indicating that the system power supply is restored when the power is consumed by the AC load is defined as the first condition.
When the first condition is satisfied M1 times, the DC power supply is terminated.
Power system.
Here, M1 is a natural number of 1 or more.
前記M1回の検出は、複数回の連続検出である、
請求項1に記載の電力システム。
The M1 detection is a plurality of continuous detections.
The power system according to claim 1.
前記交流負荷で電力を消費させていないときに前記電流検出部の測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第2条件と定義したとき、
前記第2条件が成立していることのM2回の連続検出がなされた場合にも、前記直流電力供給を終了させ、
前記第2条件の1回の検出はなされたものの前記M2回の連続検出はなされなかった場合に、前記交流負荷で電力を消費させる、
請求項1または2に記載の電力システム。
ここで、M2は、2以上の自然数である。
When the condition that the measured value of the current detection unit is a value indicating that the system power supply is restored when the power is not consumed by the AC load is defined as the second condition.
Even when M2 continuous detection that the second condition is satisfied is performed, the DC power supply is terminated.
When the second condition is detected once but the M2 continuous detection is not performed, the AC load consumes power.
The power system according to claim 1 or 2.
Here, M2 is a natural number of 2 or more.
前記交流出力経路を通じて前記燃料電池発電システムに入力される電圧が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第3条件と定義したとき、
前記第3条件が成立していることのM3回の連続検出がなされた場合にも、前記直流電力供給を終了させ、
前記第3条件の1回の検出はなされたものの前記M3回の連続検出はなされなかった場合に、前記交流負荷で電力を消費させる、
請求項1から3のいずれか一項に記載の電力システム。
ここで、M3は、2以上の自然数である。
When the condition that the voltage input to the fuel cell power generation system through the AC output path is a value indicating that the system power supply is restored is defined as the third condition.
Even when the continuous detection of M3 times that the third condition is satisfied is performed, the DC power supply is terminated.
When the third condition is detected once but the M3 continuous detection is not performed, the AC load consumes power.
The electric power system according to any one of claims 1 to 3.
Here, M3 is a natural number of 2 or more.
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムをさらに備え、
前記太陽光発電システムから前記インバータに直流電力を導く経路が設けられている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の電力システム。
Further equipped with a solar power generation system with a solar power generation panel,
A path for guiding DC power from the photovoltaic power generation system to the inverter is provided.
The electric power system according to any one of claims 1 to 4.
蓄電装置をさらに備え、
前記蓄電装置から前記インバータに直流電力を導く経路が設けられている、
請求項1から5のいずれか一項に記載の電力システム。
Equipped with a power storage device,
A path for guiding DC power from the power storage device to the inverter is provided.
The power system according to any one of claims 1 to 5.
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムと、
蓄電装置と、をさらに備え、
前記太陽光発電システムから前記蓄電装置に直流電力を導く経路と、
前記燃料電池発電システムから前記蓄電装置に直流電力を導く経路と、が設けられている、
請求項1から6のいずれか一項に記載の電力システム。
A photovoltaic system with a photovoltaic panel and
Further equipped with a power storage device,
A route for guiding DC power from the photovoltaic power generation system to the power storage device,
A path for guiding DC power from the fuel cell power generation system to the power storage device is provided.
The power system according to any one of claims 1 to 6.
太陽光発電パネルを有する太陽光発電システムと、
蓄電装置と、
コンセントと、をさらに備え、
前記太陽光発電システムから前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第2分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、
前記燃料電池発電システムから前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第2分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、
前記蓄電装置から前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第2分岐部をこの順に介して前記コンセントに電力を導く経路と、が設けられている、
請求項1から7のいずれか一項に記載の電力システム。
A photovoltaic system with a photovoltaic panel and
Power storage device and
With an outlet,
A route for guiding power from the photovoltaic power generation system to the outlet via the inverter, the path for independent operation, the power switching unit, and the second branch portion in this order.
A route for guiding electric power from the fuel cell power generation system to the outlet via the inverter, the path for independent operation, the power switching unit, and the second branch portion in this order.
A path for guiding electric power from the power storage device to the outlet via the inverter, the path for independent operation, the power switching unit, and the second branch portion in this order is provided.
The power system according to any one of claims 1 to 7.
前記蓄電装置から前記インバータ、前記自立運転時用経路、前記電力切替ユニットおよび前記第2分岐部をこの順に介して前記受電部に電力を導く経路が設けられている、
請求項8に記載の電力システム。
A path for guiding power from the power storage device to the power receiving unit via the inverter, the path for independent operation, the power switching unit, and the second branching unit is provided in this order.
The power system according to claim 8.
燃料電池と、受電部と、前記受電部に接続された交流負荷と、を有する燃料電池発電システムと、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
電流検出部であって、該電流検出部の測定値を表す信号を前記燃料電池発電システムに送信する電流検出部と、
複数の分岐ブレーカーを含む第1分岐部と、二次連系ブレーカーと、を有する第1分電盤と、
複数の分岐ブレーカーを含む第2分岐部を有する第2分電盤と、
系統電力入力部および自立電力入力部を含む複数の入力部と、電力出力部と、を有し、
前記複数の入力部のいずれを前記電力出力部に接続するかを切り替える電力切替ユニットと、を備え、
前記燃料電池発電システムから前記インバータに直流電力を導く直流出力経路と、
前記インバータから前記自立電力入力部に交流電力を導く自立運転時用経路と、
系統電源から接続点、前記電流検出部および前記第1分岐部をこの順に介して前記系統電力入力部に交流電力を導く系統電力供給経路と、
前記電力出力部から前記第2分岐部を介して前記受電部に交流電力を導く受電部行き経路と、
前記インバータから前記接続点を介して前記系統電源に交流電力を導く逆潮流経路と、
前記燃料電池発電システムから前記二次連系ブレーカーを介して前記第1分岐部に交流電力を導く交流出力経路と、が設けられ、
前記系統電源の停電時に、前記燃料電池発電システムから前記直流出力経路を介した前記インバータへの直流電力供給と、前記インバータによるDC-AC変換と、前記インバータから前記自立運転時用経路および前記電力切替ユニットを介した前記第2分電盤への交流電力給電と、が行われる、電力システムの制御方法であって、
前記交流負荷で電力を消費させているときに前記電流検出部の前記測定値が前記系統電源が復電していることを示す値であるという条件を第1条件と定義したとき、
前記第1条件が成立していることのM1回の検出がなされた場合に、前記直流電力供給を終了させることを含む、
制御方法。
ここで、M1は、1以上の自然数である。
A fuel cell power generation system having a fuel cell, a power receiving unit, and an AC load connected to the power receiving unit.
Inverters that convert DC power to AC power,
A current detection unit that transmits a signal representing a measured value of the current detection unit to the fuel cell power generation system, and a current detection unit.
A first distribution board having a first branch portion including a plurality of branch breakers, a secondary interconnection breaker, and the like.
A second distribution board with a second branch containing multiple branch breakers,
It has a plurality of input units including a grid power input unit and an independent power input unit, and a power output unit.
A power switching unit for switching which of the plurality of input units is connected to the power output unit is provided.
A DC output path that guides DC power from the fuel cell power generation system to the inverter,
A path for independent operation that guides AC power from the inverter to the independent power input unit,
A grid power supply path that guides AC power from the grid power supply to the grid power input section via the connection point, the current detection section, and the first branch section in this order.
A route to the power receiving unit that guides AC power from the power output unit to the power receiving unit via the second branch unit, and
A reverse power flow path that guides AC power from the inverter to the grid power supply via the connection point, and
An AC output path for guiding AC power from the fuel cell power generation system to the first branch portion via the secondary interconnection breaker is provided.
When the system power supply fails, DC power is supplied from the fuel cell power generation system to the inverter via the DC output path, DC-AC conversion by the inverter, and the path for independent operation and the power from the inverter. It is a control method of a power system in which AC power is supplied to the second distribution board via a switching unit.
When the condition that the measured value of the current detection unit is a value indicating that the system power supply is restored when the power is consumed by the AC load is defined as the first condition.
This includes terminating the DC power supply when M1 detection that the first condition is satisfied is made.
Control method.
Here, M1 is a natural number of 1 or more.
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