JP7109711B1

JP7109711B1 - 周波数安定化装置

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Publication number: JP7109711B1
Application number: JP2022528711A
Authority: JP
Inventors: 和順田畠; フレデリックペイジ; 良之河野; 正俊竹田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2041-11-22
Also published as: EP4439961A1; EP4439961A4; US20250015595A1; WO2023089828A1; JPWO2023089828A1

Abstract

周波数安定化装置（１００）は、双方向交流／直流変換器（２０）と、双方向直流／直流変換器（３０）と、第１エネルギ貯積システム（４０）と、第２エネルギ貯積システム（５０）と、建屋（８０）とを備える。双方向交流／直流変換器は、交流電力系統と第１エネルギ貯積システムとの間に接続されている。双方向直流／直流変換器は、第１エネルギ貯積システムと第２エネルギ貯積システムとの間に接続されている。第１エネルギ貯積システム、第２エネルギ貯積システム、双方向交流／直流変換器及び双方向直流／直流変換器のうちの２つ以上は、建屋内に配置されている。

Description

本開示は、周波数安定化装置に関する。

国際公開第２０１７／１４５３１６号（特許文献１）は、系統連系設備が記載されている。特許文献１に記載の系統連系設備は、蓄電池システムと、蓄電池システムと交流電力系統との間に接続されている電力変換器とを有している。電力変換器は、交流／直流変換器である。以下においては、この電力変換器を、「第１電力変換器」とする。特許文献１に記載の系統連系設備では、交流電力系統の電力が第１電力変換器において直流に変換された上で蓄電池システムに貯積されるとともに、蓄電池システムに貯積されている電力が第１電力変換器において交流に変換された上で交流電力系統に放出される。

国際公開第２０１７／１４５３１６号

特許文献１に記載の系統連系設備では、蓄電池システムの充電度が低下するに伴って蓄電池システムの入出力電圧が低下し、蓄電池システムの充電度が上昇するに伴って蓄電池システムの入出力電圧が上昇する。第１電力変換器を安定的に制御することができる電圧範囲は限られているため、特許文献１に記載の系統連系設備では、蓄電池システムの入出力電圧がこの電圧範囲にならないと、第１電力変換器を介して蓄電池システムに充電又は蓄電池システムから放電することができない。

この問題を解消するために、第１電力変換器と蓄電池システムとの間に、別の電力変換器（以下においては、「第２電力変換器」とする）を接続することが考えられる。第２電力変換器は、直流／直流変換器である。この構成では、直流／直流変換器である第２電力変換器は、リアクトルを含み、電流応答速度に制限があるため、高速応答が困難である。

この問題を解消するために、第１電力変換装置と第２電力変換装置との間に蓄電池システムとは別のエネルギ貯積システムを接続することが考えられる。この構成では、高速応答かつ大出力化が可能であるが、各々の構成要素がそれぞれ別の建屋内に配置されると、付帯設備の総数が増加してしまう。

本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本開示は、付帯設備の総数を削減しつつ、高速応答かつ大出力化が可能な周波数安定化装置を提供するものである。

本開示に係る周波数安定化装置は、双方向交流／直流変換器と、双方向直流／直流変換器と、第１エネルギ貯積システムと、第２エネルギ貯積システムと、建屋とを備える。双方向交流／直流変換器は、交流電力系統と第１エネルギ貯積システムとの間に接続されている。双方向直流／直流変換器は、第１エネルギ貯積システムと第２エネルギ貯積システムとの間に接続されている。第１エネルギ貯積システム、第２エネルギ貯積システム、双方向交流／直流変換器及び双方向直流／直流変換器のうちの２つ以上は、建屋内に配置されている。

本開示に係る周波数安定化装置によると、付帯設備の総数を削減しつつ、高速応答かつ大出力化が可能である。

周波数安定化装置１００の概略構成図である。直流／直流変換器３０の概略構成図である。直流／直流変換ユニット３１の模式的な回路構成図である。周波数安定化装置１００の配置図である。周波数安定化装置１００の詳細配置図である。周波数安定化装置１００Ａの配置図である。周波数安定化装置２００の概略構成図である。周波数安定化装置３００の概略構成図である。周波数安定化装置４００の概略構成図である。

本開示の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。以下の図面では、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

実施の形態１．
実施の形態１に係る周波数安定化装置を説明する。実施の形態１に係る周波数安定化装置を、周波数安定化装置１００とする。

（周波数安定化装置１００の構成）
以下に、周波数安定化装置１００の構成を説明する。

図１は、周波数安定化装置１００の概略構成図である。図１に示されるように、周波数安定化装置１００は、交流／直流変換器２０と、直流／直流変換器３０と、第１エネルギ貯積システム４０と、第２エネルギ貯積システム５０とを有している。交流／直流変換器２０は、交流電力系統１０と第１エネルギ貯積システム４０との間に接続されている。直流／直流変換器３０は、第１エネルギ貯積システム４０と第２エネルギ貯積システム５０との間に接続されている。

交流／直流変換器２０は、交流端子２０ａと、直流端子２０ｂ及び直流端子２０ｃとを有している。直流端子２０ｂ及び直流端子２０ｃは、それぞれ、正側の端子及び負側の端子である。交流端子２０ａは、変圧器６０を介して交流電力系統１０に接続されている。交流／直流変換器２０は、交流端子２０ａから入力された交流電力を直流電力に変換して直流端子２０ｂ及び直流端子２０ｃから出力する。交流／直流変換器２０は、直流端子２０ｂ及び直流端子２０ｂから入力された直流電力を交流電力に変換して交流端子２０ａから出力する。すなわち、交流／直流変換器２０は、双方向交流／直流変換器である。

直流／直流変換器３０は、端子３０ａ及び端子３０ｂと、端子３０ｃ及び端子３０ｄとを有している。端子３０ａ及び端子３０ｂはそれぞれ正側の端子及び負側の端子であり、端子３０ｃ及び端子３０ｄはそれぞれ正側の端子及び負側の端子である。直流／直流変換器３０は、端子３０ａ及び端子３０ｂから入力された直流電力を昇圧又は降圧して端子３０ｃ及び端子３０ｄから出力するとともに、端子３０ｃ及び端子３０ｄから入力された直流電力を昇圧又は降圧して端子３０ａ及び端子３０ｂから出力する。すなわち、直流／直流変換器３０は、双方向直流／直流変換器である。

図２は、直流／直流変換器３０の概略構成図である。図２に示されるように、直流／直流変換器３０は、例えば、複数の直流／直流変換ユニット３１により構成されている。複数の直流／直流変換ユニット３１は、互いに並列接続されている。直流／直流変換ユニット３１は、端子３１ａ及び端子３１ｂと、端子３１ｃ及び端子３１ｄとを有している。端子３１ａ、端子３１ｂ、端子３１ｃ及び端子３１ｄは、それぞれ、端子３０ａ、端子３０ｂ、端子３０ｃ及び端子３０ｄに接続されている。

図３は、直流／直流変換ユニット３１の模式的な回路構成図である。図３に示されるように、直流／直流変換ユニット３１は、スイッチング回路３２と、リアクトル３３とを有している。スイッチング回路３２は、スイッチング素子３２ａ及びスイッチング素子３２ｂと、ダイオード３２ｃ及びダイオード３２ｄとを有している。

スイッチング素子３２ａは、端子３１ａと中間ノード３１ｅとの間に接続されている。中間ノード３１ｅは、端子３１ａと端子３１ｃとの中間にあるノードである。スイッチング素子３２ｂは、中間ノード３１ｅと中間ノード３１ｆとの間に接続されている。中間ノード３１ｆは、端子３１ｂと端子３１ｄとの中間にあるノードである。ダイオード３２ｃは、スイッチング素子３２ａに並列接続されており、スイッチング素子３２ａに対して逆バイアスされている。ダイオード３２ｄは、スイッチング素子３２ｂに並列接続されており、スイッチング素子３２ｂに対して逆バイアスされている。リアクトル３３は、中間ノード３１ｅと端子３１ｃとの間に接続されている。このように、直流／直流変換ユニット３１は、例えば、昇圧チョッパと降圧チョッパとを組み合わせることにより構成されている。

図１に示されるように、第１エネルギ貯積システム４０は、例えば、電気二重層キャパシタ（スーパーキャパシタ）により構成されている。第１エネルギ貯積システム４０は、蓄電池により構成されていてもよい。第１エネルギ貯積システム４０は、充電度が低下するに伴って入出力電圧が低下し、充電度が上昇するに伴って入出力電圧が増加する。第１エネルギ貯積システム４０は、端子４０ａ及び端子４０ｂと、端子４０ｃ及び端子４０ｄとを有している。端子４０ａは、直流端子２０ｂに接続されている。端子４０ｂは、直流端子２０ｃに接続されている。端子４０ｃは、端子３０ａに接続されている。端子４０ｄは、端子３０ｂに接続されている。端子４０ａ及び端子４０ｂはそれぞれ正側の端子及び負側の端子であり、端子４０ｃ及び端子４０ｄはそれぞれ正側の端子及び負側の端子である。

端子４０ｃと端子３０ａとを接続している線路を、第１線路７１とする。端子４０ｄと端子３０ｂとを接続している線路を、第２線路７２とする。

第２エネルギ貯積システム５０は、例えば、電気二重層キャパシタにより構成されている。第２エネルギ貯積システム５０は、蓄電池により構成されていてもよい。第２エネルギ貯積システム５０は、充電度が低下するに伴って入出力電圧が低下し、充電度が上昇するに伴って入出力電圧が増加する。第２エネルギ貯積システム５０は、端子５０ａと、端子５０ｂとを有している。端子５０ａは、端子３０ｃに接続されている。端子５０ｂは、端子３０ｄに接続されている。端子５０ａ及び端子５０ｂは、それぞれ正側の端子及び負側の端子である。第２エネルギ貯積システム５０のエネルギ蓄積容量は、第１エネルギ貯積システム４０のエネルギ貯積容量よりも大きいことが好ましい。

図４は、周波数安定化装置１００の配置図である。図４に示されるように、周波数安定化装置１００は、建屋８０を有している。建屋８０は、複数の部屋を有している。図４に示されている例では、建屋８０が有している部屋の数が２つであり、これらをそれぞれ第１室８１及び第２室８２とする。第１室８１及び第２室８２は、壁８３により画されている。第１室８１及び第２室８２は、水平方向に沿って並んでいる。

図４に示される例では、交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０は、建屋８０内に配置されている。但し、交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０のうちの少なくとも２つが建屋８０内に配置されていればよく、交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０の残りが建屋８０とは別の建屋内に配置されていてもよい。

図４に示される例では、交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０が第１室８１内に配置されており、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が第２室８２に配置されている。好ましくは、直流／直流変換器３０及び第１エネルギ貯積システム４０は、壁８３を介在させて水平方向において隣り合って配置されている。図５は、周波数安定化装置１００の詳細配置図である。図５に示されるように、端子３０ｃ及び端子３０ｄは壁８３と対向していることが好ましく、端子４０ｃ及び端子４０ｄは壁８３と対向していることが好ましい。

但し、交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０の一方が第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０の一方と同一の部屋（例えば、第１室８１）に配置されているとともに、交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０の他方が第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０の他方と同一の部屋（例えば、第２室８２）に配置されていてもよい。

周波数安定化装置１００は、付帯設備８４（図示せず）をさらに有している。付帯設備８４には、第１付帯設備８５と第２付帯設備８６とがある。第１付帯設備８５は、建屋８０内で共用されている。第１付帯設備８５は、例えば、消火設備に水を供給する配管及びポンプである。第２付帯設備８６は、第１室８１内又は第２室８２内で共用されている。第２付帯設備８６は、例えば、空調、火災発生時の警報装置、消火設備、消化設備のセンサ、入室時のインターロックシステム、監視カメラ等の室内監視装置である。

（周波数安定化装置１００の効果）
以下に、周波数安定化装置１００の効果を説明する。

第２エネルギ貯積システム５０の充電度が低下するに伴って第２エネルギ貯積システム５０の入出力電圧が低下し、第２エネルギ貯積システム５０の充電度が上昇するに伴って第２エネルギ貯積システム５０の入出力電圧が上昇する。交流／直流変換器２０を安定的に制御することができる電圧範囲は限られているため、第２エネルギ貯積システム５０の入出力電圧がこの電圧範囲にならないと、交流／直流変換器２０を介して第２エネルギ貯積システム５０に充電又は第２エネルギ貯積システム５０から放電することができない。

周波数安定化装置１００では、直流／直流変換器３０により、第２エネルギ貯積システム５０の入出力電圧が調整される。そのため、周波数安定化装置１００によると、第２エネルギ貯積システム５０の充電度が変化して第２エネルギ貯積システム５０の入出力電圧が変化したとしても、交流／直流変換器２０を安定的に制御することができる。

直流／直流変換器３０は、リアクトル（リアクトル３３）を有しているため、電流応答速度に制限があり、高速応答が困難である。周波数安定化装置１００では、交流／直流変換器２０と直流／直流変換器３０との間に第１エネルギ貯積システム４０が接続されているため、高速応答が必要な場合には、まず第１エネルギ貯積システム４０により充放電を行い、その後に直流／直流変換器３０を介して第２エネルギ貯積システム５０により充放電を行うことが可能である。このように、周波数安定化装置１００によると、高速応答かつ大出力化が可能である。

周波数安定化装置１００では、交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が、建屋８０内に配置されている。そのため、周波数安定化装置１００によると、第１付帯設備８５が交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０に関して共用されることになり、第１付帯設備８５の総数を削減できる。

周波数安定化装置１００では、交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０が第１室８１内に配置されており、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が第２室８２内に配置されている。そのため、周波数安定化装置１００によると、第２付帯設備８６を交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０に関して共用できるとともに、第２付帯設備８６を第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０に関して共用でき、第２付帯設備８６の総数を削減できる。

交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０がそれぞれ建屋８０の別の部屋内に配置される場合には、部屋の壁と交流／直流変換器２０との間の２つのスペース及び部屋の壁と直流／直流変換器３０との間の２つのスペースが必要となる。他方で、交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０を建屋８０の１つの部屋に配置する場合、部屋の壁と交流／直流変換器２０との間の１つのスペース、部屋の壁と直流／直流変換器３０との間の１つのスペース及び交流／直流変換器２０と直流／直流変換器３０との間のスペースで足りる。このことは、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０の配置スペースについても同様である。そのため、周波数安定化装置１００によると、交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０の配置に必要な水平方向の長さが短くなる。

周波数安定化装置１００では、端子３０ｃ及び端子３０ｄは壁８３と対向しており、端子４０ｃ及び端子４０ｄは壁８３と対向しているため、第１線路７１及び第２線路７２を短くすることができる。すなわち、第１線路７１及び第２線路７２の浮遊インダクタンスが小さくなる。直流／直流変換器３０のスイッチングに伴う過電圧は、第１線路７１及び第２線路７２の浮遊インダクタンスに比例するため、周波数安定化装置１００によると、直流／直流変換器３０のスイッチングに伴う過電圧を抑制することができる。また、第１エネルギ貯積システム４０が電気二重層キャパシタである場合には、第１エネルギ貯積システム４０と第１線路７１及び第２線路７２との共振も抑制することができる。

（変形例）
以下に、変形例に係る周波数安定化装置１００を説明する。変形例に係る周波数安定化装置１００を、周波数安定化装置１００Ａとする。

図６は、周波数安定化装置１００Ａの配置図である。なお、図６中では、交流／直流変換器２０及び第２エネルギ貯積システム５０の図示は省略されている。図６に示されるように、周波数安定化装置１００Ａでは、第１室８１及び第２室８２が、鉛直方向に沿って並んでいる。なお、周波数安定化装置１００Ａでは、壁８３は、第１室８１の天井になっているとともに、第２室８２の床になっている。

周波数安定化装置１００Ａでは、端子３０ａ及び端子４０ｃが鉛直方向に沿う直線上に配置されており、端子３０ｂ及び端子４０ｄが鉛直方向に沿う直線上に配置されている。その結果、周波数安定化装置１００Ａによると、第１線路７１及び第２線路７２を短くすることができ、第１線路７１及び第２線路７２の浮遊インダクタンスが小さくなる。このように、周波数安定化装置１００Ａによると、直流／直流変換器３０のスイッチングに伴う過電圧を抑制することができる。また、第１エネルギ貯積システム４０が電気二重層キャパシタである場合には、第１エネルギ貯積システム４０と第１線路７１及び第２線路７２との共振も抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る周波数安定化装置を説明する。実施の形態２に係る周波数安定化装置を、周波数安定化装置２００とする。ここでは、周波数安定化装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（周波数安定化装置２００の構成）
以下に、周波数安定化装置２００の構成を説明する。

図７は、周波数安定化装置２００の概略構成図である。図７に示されるように、周波数安定化装置２００は、交流／直流変換器２０と、直流／直流変換器３０と、第１エネルギ貯積システム４０と、第２エネルギ貯積システム５０とを有している。

周波数安定化装置２００では、交流／直流変換器２０が交流電力系統１０と第１エネルギ貯積システム４０との間に接続されており、直流／直流変換器３０が第１エネルギ貯積システム４０と第２エネルギ貯積システム５０との間に接続されている。周波数安定化装置２００では、直流／直流変換器３０と第１エネルギ貯積システム４０とが、第１線路７１及び第２線路７２により接続されている。これらの点に関して、周波数安定化装置２００の構成は、周波数安定化装置１００の構成と共通している。

周波数安定化装置２００では、第１線路７１が電力ケーブル７１ａであり、第２線路７２が電力ケーブル７２ａである。この点に関して、周波数安定化装置２００の構成は、周波数安定化装置１００の構成と異なっている。

なお、周波数安定化装置２００では、交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が、同一の建屋８０内に配置されていてもよく、同一の建屋８０内に配置されていなくてもよい。周波数安定化装置２００では、交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０が建屋８０の同一の部屋内に配置されていてもよく、建屋８０の同一の部屋内に配置されていなくてもよい。周波数安定化装置２００では、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が、建屋８０の同一の部屋内に配置されていてもよく、建屋８０の同一の部屋内に配置されていなくてもよい。

（周波数安定化装置２００の効果）
以下に、周波数安定化装置２００の構成を説明する。

第１線路７１及び第２線路７２が電力ケーブルである場合、第１線路７１及び第２線路７２が気中線（絶縁被覆されていない線路）である場合と比較し、第１線路７１及び第２線路７２の浮遊インダクタンスが小さくなる。そのため、周波数安定化装置２００によると、直流／直流変換器３０のスイッチングに伴う過電圧を抑制することができる。また、第１エネルギ貯積システム４０が電気二重層キャパシタである場合には、第１エネルギ貯積システム４０と第１線路７１及び第２線路７２との共振も抑制することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る周波数安定化装置を説明する。実施の形態３に係る周波数安定化装置を、周波数安定化装置３００とする。ここでは、周波数安定化装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（周波数安定化装置３００の構成）
以下に、周波数安定化装置３００の構成を説明する。

図８は、周波数安定化装置３００の概略構成図である。図８に示されるように、周波数安定化装置３００は、交流／直流変換器２０と、直流／直流変換器３０と、第１エネルギ貯積システム４０と、第２エネルギ貯積システム５０とを有している。

周波数安定化装置３００では、交流／直流変換器２０が交流電力系統１０と第１エネルギ貯積システム４０との間に接続されており、直流／直流変換器３０が第１エネルギ貯積システム４０と第２エネルギ貯積システム５０との間に接続されている。周波数安定化装置３００では、直流／直流変換器３０と第１エネルギ貯積システム４０とが、第１線路７１及び第２線路７２により接続されている。これらの点に関して、周波数安定化装置３００の構成は、周波数安定化装置１００の構成と共通している。

周波数安定化装置３００では、第１線路７１が互いに並列接続されている複数条の線路７１ｂにより構成されており、第２線路７２が互いに並列接続されている複数条の線路７２ｂにより構成されている。この点に関して、周波数安定化装置３００の構成は、周波数安定化装置１００の構成と異なっている。

なお、周波数安定化装置３００では、交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が、同一の建屋８０内に配置されていてもよく、同一の建屋８０内に配置されていなくてもよい。周波数安定化装置３００では、交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０が建屋８０の同一の部屋内に配置されていてもよく、建屋８０の同一の部屋内に配置されていなくてもよい。周波数安定化装置３００では、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が、建屋８０の同一の部屋内に配置されていてもよく、建屋８０の同一の部屋内に配置されていなくてもよい。

（周波数安定化装置３００の効果）
以下に、周波数安定化装置３００の構成を説明する。

第１線路７１及び第２線路７２の各々が互いに並列接続されている複数条の線路により構成されている場合には、インダクタンスの並列接続により、第１線路７１及び第２線路７２の合成インダクタンスが小さくなる。そのため、周波数安定化装置３００によると、直流／直流変換器３０のスイッチングに伴う過電圧を抑制することができる。また、第１エネルギ貯積システム４０が電気二重層キャパシタである場合には、第１エネルギ貯積システム４０と第１線路７１及び第２線路７２との共振も抑制することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る周波数安定化装置を説明する。実施の形態４に係る周波数安定化装置を、周波数安定化装置４００とする。ここでは、周波数安定化装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（周波数安定化装置４００の構成）
以下に、周波数安定化装置４００の構成を説明する。

図９は、周波数安定化装置４００の概略構成図である。図９に示されるように、周波数安定化装置４００は、交流電力系統１０と、交流／直流変換器２０と、直流／直流変換器３０と、第１エネルギ貯積システム４０と、第２エネルギ貯積システム５０とを有している。周波数安定化装置４００では、交流／直流変換器２０が交流電力系統１０と第１エネルギ貯積システム４０との間に接続されており、直流／直流変換器３０が第１エネルギ貯積システム４０と第２エネルギ貯積システム５０との間に接続されている。周波数安定化装置４００では、直流／直流変換器３０と第１エネルギ貯積システム４０とが、第１線路７１及び第２線路７２により接続されている。これらの点に関して、周波数安定化装置４００の構成は、周波数安定化装置１００の構成と共通している。

周波数安定化装置４００では、第１線路７１及び第２線路７２が近接配置されている。より具体的には、周波数安定化装置４００では、第１線路７１と第２線路７２との間の距離が、端子３１ａと端子３１ｂとの間の端子間距離以下になっている。この点に関して、周波数安定化装置４００の構成は、周波数安定化装置１００の構成と異なっている。

なお、周波数安定化装置４００では、交流／直流変換器２０、直流／直流変換器３０、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が、同一の建屋８０内に配置されていてもよく、同一の建屋８０内に配置されていなくてもよい。周波数安定化装置４００では、交流／直流変換器２０及び直流／直流変換器３０が建屋８０の同一の部屋内に配置されていてもよく、建屋８０の同一の部屋内に配置されていなくてもよい。周波数安定化装置４００では、第１エネルギ貯積システム４０及び第２エネルギ貯積システム５０が、建屋８０の同一の部屋内に配置されていてもよく、建屋８０の同一の部屋内に配置されていなくてもよい。

（周波数安定化装置４００の効果）
以下に、周波数安定化装置４００の構成を説明する。

第１線路７１を流れる電流の方向は、第２線路７２と流れる電流の方向と常に逆向きとなる。そのため、周波数安定化装置４００では、第１線路７１及び第２線路７２が近接配置されていることにより、第１線路７１のインダクタンス及び第２線路７２のインダクタンスが互いに打ち消し合う。このように、周波数安定化装置４００によると、直流／直流変換器３０のスイッチングに伴う過電圧を抑制することができる。また、第１エネルギ貯積システム４０が電気二重層キャパシタである場合には、第１エネルギ貯積システム４０と第１線路７１及び第２線路７２との共振も抑制することができる。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であり、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の基本的な範囲は、上記の実施の形態ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０交流電力系統、２０交流／直流変換器、２０ａ交流端子、２０ｂ，２０ｃ直流端子、３０直流／直流変換器、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ端子、３１直流／直流変換ユニット、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ端子、３１ｅ，３１ｆ中間ノード、３２スイッチング回路、３２ａ，３２ｂスイッチング素子、３２ｃ，３２ｄダイオード、３３リアクトル、４０第１エネルギ貯積システム、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ端子、５０第２エネルギ貯積システム、５０ａ，５０ｂ端子、６０変圧器、７１第１線路、７１ａ電力ケーブル、７１ｂ線路、７２第２線路、７２ａ電力ケーブル、７２ｂ線路、８０建屋、８１第１室、８２第２室、８３壁、８４付帯設備、８５第１付帯設備、８６第２付帯設備、１００，１００Ａ，２００，３００，４００周波数安定化装置。

Claims

双方向交流／直流変換器と、
双方向直流／直流変換器と、
第１エネルギ貯積システムと、
第２エネルギ貯積システムと、
建屋とを備え、
前記双方向交流／直流変換器は、交流電力系統と前記第１エネルギ貯積システムとの間に接続されており、
前記双方向直流／直流変換器は、前記第１エネルギ貯積システムと前記第２エネルギ貯積システムとの間に接続されており、
前記第１エネルギ貯積システム、前記第２エネルギ貯積システム、前記双方向交流／直流変換器及び前記双方向直流／直流変換器のうちの２つ以上は、前記建屋内に配置されており、
前記建屋は、複数の部屋を有しており、
前記双方向交流／直流変換器及び前記双方向直流／直流変換器は、前記複数の部屋のうちの１つである第１室内に配置されており、
前記第１エネルギ貯積システム及び前記第２エネルギ貯積システムは、前記複数の部屋のうちの他の１つである第２室内に配置されており、
前記第１室及び前記第２室は、前記建屋の異なるフロアにある、周波数安定化装置。
前記双方向交流／直流変換器及び前記双方向直流／直流変換器は、前記建屋内に配置されている、請求項１に記載の周波数安定化装置。
前記双方向交流／直流変換器及び前記双方向直流／直流変換器は、前記複数の部屋のうちの１つに配置されている、請求項２に記載の周波数安定化装置。
前記第１エネルギ貯積システム及び前記第２エネルギ貯積システムは、前記建屋内に配置されている、請求項１に記載の周波数安定化装置。
前記第１エネルギ貯積システム及び前記第２エネルギ貯積システムは、前記複数の部屋のうちの１つに配置されている、請求項４に記載の周波数安定化装置。
双方向交流／直流変換器と、
双方向直流／直流変換器と、
第１エネルギ貯積システムと、
第２エネルギ貯積システムと、
建屋とを備え、
前記双方向交流／直流変換器は、交流電力系統と前記第１エネルギ貯積システムとの間に接続されており、
前記双方向直流／直流変換器は、前記第１エネルギ貯積システムと前記第２エネルギ貯積システムとの間に接続されており、
前記第１エネルギ貯積システム、前記第２エネルギ貯積システム、前記双方向交流／直流変換器及び前記双方向直流／直流変換器のうちの２つ以上は、前記建屋内に配置されており、
前記建屋は、複数の部屋を有しており、
前記双方向直流／直流変換器及び前記第１エネルギ貯積システムは、それぞれ、前記複数の部屋のうちの１つである第１室内及び前記複数の部屋のうちの他の１つである第２室内に配置されており、
前記双方向直流／直流変換器は、前記第１エネルギ貯積システムに接続されている第１端子を有しており、
前記第１エネルギ貯積システムは、前記双方向直流／直流変換器に接続されている第２端子を有しており、
前記第１室及び前記第２室は、水平方向に沿って並んでおり、
前記第１端子及び前記第２端子は、前記第１室と前記第２室とを画している壁に対向している、周波数安定化装置。
双方向交流／直流変換器と、
双方向直流／直流変換器と、
第１エネルギ貯積システムと、
第２エネルギ貯積システムと、
建屋とを備え、
前記双方向交流／直流変換器は、交流電力系統と前記第１エネルギ貯積システムとの間に接続されており、
前記双方向直流／直流変換器は、前記第１エネルギ貯積システムと前記第２エネルギ貯積システムとの間に接続されており、
前記第１エネルギ貯積システム、前記第２エネルギ貯積システム、前記双方向交流／直流変換器及び前記双方向直流／直流変換器のうちの２つ以上は、前記建屋内に配置されており、
前記建屋は、複数の部屋を有しており、
前記双方向直流／直流変換器及び前記第１エネルギ貯積システムは、それぞれ、前記複数の部屋のうちの１つである第１室内及び前記複数の部屋のうちの他の１つである第２室内に配置されており、
前記双方向直流／直流変換器は、前記第１エネルギ貯積システムに接続されている第１端子を有しており、
前記第１エネルギ貯積システムは、前記双方向直流／直流変換器に接続されている第２端子を有しており、
前記第１室及び前記第２室は、鉛直方向に沿って並んでおり、
前記第１端子及び前記第２端子は、前記鉛直方向に沿う直線上に配置されている、周波数安定化装置。
前記双方向直流／直流変換器と前記第１エネルギ貯積システムとは、第１線路及び第２線路により接続されており、
前記第１線路及び前記第２線路の少なくともいずれかは、電力ケーブルである、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の周波数安定化装置。
前記双方向直流／直流変換器と前記第１エネルギ貯積システムとは、第１線路及び第２線路により接続されており、
前記第１線路及び前記第２線路の少なくともいずれかは、互いに並列接続されている複数条の線路により構成されている、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の周波数安定化装置。
双方向交流／直流変換器と、
双方向直流／直流変換器と、
第１エネルギ貯積システムと、
第２エネルギ貯積システムと、
建屋とを備え、
前記双方向交流／直流変換器は、交流電力系統と前記第１エネルギ貯積システムとの間に接続されており、
前記双方向直流／直流変換器は、前記第１エネルギ貯積システムと前記第２エネルギ貯積システムとの間に接続されており、
前記第１エネルギ貯積システム、前記第２エネルギ貯積システム、前記双方向交流／直流変換器及び前記双方向直流／直流変換器のうちの２つ以上は、前記建屋内に配置されており、
前記双方向直流／直流変換器と前記第１エネルギ貯積システムとは、第１線路及び第２線路により接続されており、
前記双方向直流／直流変換器は、互いに並列接続されている複数の双方向直流／直流変換ユニットを有しており、
前記複数の双方向直流／直流変換ユニットの各々は、前記第１線路に接続されている第３端子と、前記第２線路に接続されている第４端子とを含み、
前記第１線路と前記第２線路との間の距離は、前記双方向直流／直流変換器と前記第１エネルギ貯積システムとの間において、前記第３端子と前記第４端子との間の端子間距離以下になっている、周波数安定化装置。
前記第１エネルギ貯積システムは、電気二重層キャパシタである、請求項６～請求項１０のいずれか１項に記載の周波数安定化装置。