JP7205127B2

JP7205127B2 - 直流配電システム、直流配電システムの制御方法、及び蓄電装置

Info

Publication number: JP7205127B2
Application number: JP2018176229A
Authority: JP
Inventors: 和宏黒田
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: JP2020048356A

Description

本発明は直流配電システム、直流配電システムの制御方法、及び直流配電システムに用いる蓄電装置に関する。

所要の電圧の直流電力を負荷に対して供給する、直流配電システムが知られている。このような直流配電システムでは、商用の交流電力系統から供給された交流電力を、整流器で直流電力に変換することで、負荷の接続される直流回路に対して、直流電力の供給が行われる。直流回路には、例えば太陽光発電のようなローカルな発電装置を接続し、自立運転が可能なように構成することも検討されている。

また、直流回路に、例えば二次電池を用いた蓄電装置を備えることも検討されている。この場合、商用の交流電力系統が停電した際に、二次電池に予め蓄えた電気エネルギーを直流回路に対して供給することによって電力供給を維持し、直流配電システムの安定化を図ることができる。

特許５２９７２１７号公報

このような、直流回路に接続された蓄電装置を備えた直流配電システムにおいては、商用の交流電力系統が、停電や瞬時電圧低下から復帰した場合に、瞬間的に大きな突入電流が直流回路に流れ込む課題がある。このような突入電流は、直流回路や負荷等の故障を生じさせるため抑制する必要がある。

本発明の一態様は、簡易な構成で、商用の交流電力系統が停電や瞬時電圧低下から復帰した場合に発生する突入電流を抑制させることができる直流配電システムを実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る直流配電システムは、負荷を接続するための直流回路と、電力系統からの交流電力を整流し、前記直流回路に供給する整流器と、前記交流電力のＡＣ電圧を検出するＡＣ電圧検出器と、前記直流回路に接続された蓄電装置とを備え、前記蓄電装置が、蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部と、前記直流回路のＤＣ電圧を制御目標値に維持するように前記ＤＣ－ＤＣ変換部に指示する制御部とを有し、前記制御部は、前記ＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、前記制御目標値を、通常時における制御目標値よりも大きく設定する構成を備える。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る直流配電システムの制御方法は、負荷を接続するための直流回路と、電力系統からの交流電力を整流し、前記直流回路に供給する整流器と、蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部とを有した蓄電装置と、を備えた直流配電システムの制御方法であって、前記交流電力のＡＣ電圧を監視し、前記ＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、前記蓄電部に蓄えられた電力を前記直流回路に供給し、前記直流回路のＤＣ電圧が通常時よりも大きくなるように、前記ＤＣ－ＤＣ変換部の動作を制御する構成を備える。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、電力系統からの交流電力を整流器により変換した直流電力を負荷に対して供給する直流回路に接続される蓄電装置であって、蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部と、前記直流回路のＤＣ電圧を制御目標値に維持するように前記ＤＣ－ＤＣ変換部に指示する制御部とを備え、前記制御部は、前記交流電力のＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、前記制御目標値を、通常時における制御目標値よりも大きく設定する構成を備える。

本発明の一態様に係る直流配電システムによれば、簡易な構成で、商用の交流電力系統が停電や瞬時電圧低下から復帰した場合に発生する突入電流を抑制させることができる直流配電システムが実現できる。

本発明の一態様に係る直流配電システムの制御方法によれば、商用の交流電力系統が停電や瞬時電圧低下から復帰した場合に発生する突入電流を抑制させることができる。

本発明の一態様に係る蓄電装置によれば、商用の交流電力系統が停電や瞬時電圧低下から復帰した場合に、直流配電システムに発生する突入電流を抑制させることができる蓄電装置が実現できる。

本発明の実施形態１に係る直流配電システム及び蓄電装置を示す概略構成図である。本発明の実施形態１に係る蓄電装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態１に係る蓄電装置の制御部の回路構成を示すブロック図である。比較例の直流給電システムの動作を示す波形図である。本発明の実施形態１に係る直流配電システムの動作を示す波形図である。本発明の実施形態１に係る直流配電システムの整流器の構成例を示す回路図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

（直流配電システムの構成）
図１は、実施形態１に係る直流配電システム１０を示す図である。図1では、直流配電システム１０と、その周辺の構成が併せて示される。

直流配電システム１０は、商用の交流電力系統である商用電源２０から変圧器３０を介して、所定のＡＣ電圧の交流電力を受け入れる。なお、変圧器３０は必須ではない。また、直流配電システム１０は、直流母線である直流回路１５を通じて、所定のＤＣ電圧Ｖｄｃの直流電力を提供する。例示として、所定のＡＣ電圧は６６００Ｖ、所定のＤＣ電圧Ｖｄｃは１５００Ｖであり得るが、これに限られるものではない。

直流回路１５には、少なくとも一つの負荷が電気的に接続される。図1においては、例示として、ＤＣ負荷５０、太陽光発電６０、電気自動車７０が、それぞれＤＣ－ＤＣ変換器５１、６１、７１を介して電気的に接続されている。このように、直流回路１５には、負荷のみならず、発電設備が電気的に接続されていてもよく、また蓄電設備が電気的に接続されていてもよい。各設備のＤＣ－ＤＣ変換器は必須ではなく、例えばＤＣ負荷５０がＤＣ－ＤＣ変換器を介さずに直流回路１５に電気的に接続されても良い。また、ＡＣ負荷が、ＤＣ－ＡＣ変換器を介して電気的に接続されていてもよい。さらに、直流遮断器４０が単数もしくは複数、適宜の箇所に設けられていてもよい。

直流配電システム１０は、交流回路１１、ＡＣ電圧検出器１２、交流遮断器１３、整流器１４、直流回路１５、蓄電装置１００を備えている。交流回路１１は、商用電源２０から変圧器３０を介して交流電力を受け入れる母線である。ＡＣ電圧検出器１２は、交流回路１１のＡＣ電圧を検出する装置である。ＡＣ電圧検出器１２は、一般に、計器用変成器と称されるものであり得る。交流遮断器１３は、交流回路１１中に設けられる。交流遮断器１３は、直流配電システム１０の構成要素として必須ではなく、直流配電システム１０が交流遮断器１３を備えているかは任意である。交流回路１１の終端には整流器１４が接続される。ここでいう整流器とは、交流を直流に一方向に変換する回路であり、ＤＣ電圧を直接的に制御することは出来ない受動的な回路である。整流器１４には、公知のダイオード整流器を用いることができる。例示として図６に示される１２パルスダイオード整流器であり得るが、これに限られるものではない。整流器１４の直流出力側には、直流母線である直流回路１５が接続される。直流回路１５に接続された蓄電装置１００は、直流回路１５を監視し、直流電力供給系統の安定化を行う。

（蓄電装置の構成）
実施形態１に係る蓄電装置１００の構成について、図1を参照し、以下に説明する。蓄電装置１００は、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０を介して直流回路１５に接続される蓄電部１３０を備えている。

蓄電部１３０は、電気エネルギーを受け入れ、エネルギーとして蓄積でき、また電気エネルギーとして放出できる機能を備えたユニットである。二次電池、キャパシタ、超伝導電力貯蔵システム、フライホイール蓄電システム、圧縮空気エネルギー貯蔵システムなど、エネルギー貯蔵機能を備えた任意のユニットを用いることができる。

ＤＣ－ＤＣ変換部１２０は、制御部１１０の指示により、所要の電力を直流回路１５から受け取り、エネルギーの蓄積のため、所要の電圧の電力を蓄電部１３０に供給する。また、制御部１１０の指示により、電力を蓄電部１３０から受け取り、所要のＤＣ電圧の電力を直流回路１５に供給する。あるいは、制御部１１０の指示により、直流回路１５と蓄電部１３０との間の電力のやりとりを停止し、蓄電部１３０に蓄えられたエネルギーを保持する。このように、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０は双方向に電力のやり取りが可能な回路である。また、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０は、制御部１１０の指示により、直流回路１５に供給するＤＣ電圧をアクティブに制御できる回路である。ＤＣ－ＤＣ変換部１２０としては、スイッチングレギュレータなど、公知のＤＣ－ＤＣ変換回路で構成し得る。また、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０は直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃを検出できる。

このように、制御部１１０の指示により直流回路１５と蓄電部１３０との間の電力のやり取りを制御することで、蓄電装置１００は、直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃを調整することが可能である。

制御部１１０は、ＡＣ電圧検出器１２から、交流回路１１のＡＣ電圧に関する情報Ｖａｃを受け取ることができる。制御部１１０は、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０から、直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃに関する情報を受け取ることができる。また、制御部１１０は、蓄電部１３０またはＤＣ－ＤＣ変換部１２０から、蓄電量に関する情報を受け取ることができる。蓄電部１３０が二次電池であるとき、蓄電量に関する情報は、二次電池の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）であり得る。

制御部１１０は、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０、蓄電部１３０とともに、一体の筐体に納められ、蓄電装置１００の外観が、一体の筐体で構成されていても良い。しかし、これらが一体の筐体に納められているものに限らず、別々の筐体に納められていて、全体として蓄電装置１００を構成するものであってもよい。

蓄電装置１００の制御部１１０は、蓄電装置１００のみを制御するユニットに限られず、他の装置をも含めて制御するものであってもよい。

（蓄電装置の動作）
図２は、実施形態１に係る蓄電装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。以下に、図２を用い、蓄電装置１００あるいは直流配電システム１０の動作が説明される。

初期状態として、直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃは、通常時の制御目標値Ｖｓに等しい定格値に維持されているものとする。なお、通常時の制御目標値Ｖｓは、その時の直流電圧Ｖｄｃとしてもよい。

初めに、蓄電装置１００の制御部１１０は、ＡＣ電圧検出器１２から、交流回路１１のＡＣ電圧情報Ｖａｃを受信する（Ｓ１）。

次に、制御部１１０は、ＡＣ電圧情報Ｖａｃに基づいて、商用電源２０から供給される交流電力のＡＣ電圧の低下の有無を判断する（Ｓ２）。判断の基準は、ＡＣ電圧が通常時の電圧（定格電圧）よりも小さい所定の閾値電圧を下回るか否かである。例示として、閾値電圧を定格電圧の０．８倍（０．８ｐ．ｕ．）とし得るが、適宜に設定すればよい。

ＡＣ電圧が閾値電圧よりも大きいと判断される場合（Ｓ２でＮＯ）、制御部１１０は、直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃの制御目標値を定格値でもある通常値Ｖｓとする（Ｖｓ＝１．０［ｐ．ｕ．］）。制御部１１０は、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０に指示し、ＤＣ電圧Ｖｄｃを通常値Ｖｓに維持させ（Ｓ７）、フローを終了させる。

瞬時電圧低下あるいは停電の発生等によって、ＡＣ電圧が閾値電圧よりも低下していると判断された場合（Ｓ２でＹＥＳ）、制御部１１０は、直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃの制御目標値を通常値Ｖｓよりも大きい値Ｖｈとする（Ｖｈ＞Ｖｓ）。例示として、制御目標値Ｖｈを定格電圧の１．１倍（Ｖｈ＝１．１［ｐ．ｕ．］）とし得るが、適宜に設定すればよい。制御部１１０は、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０に指示し、ＤＣ電圧Ｖｄｃを制御目標値Ｖｈに維持させる（Ｓ３）。よって、直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃは、通常時よりも上昇する。このとき、蓄電部１３０から電力がＤＣ－ＤＣ変換部１２０を通じて供給され、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０は、制御目標値Ｖｈに等しい電圧を直流回路１５に対して発生させるように動作する。

次に、制御部１１０は、ＡＣ電圧検出器１２からのＡＣ電圧情報Ｖａｃの受信（Ｓ４）と、受信したＡＣ電圧情報Ｖａｃに基づいたＡＣ電圧が低下から回復したか否かの判断（Ｓ５）を、ＡＣ電圧が低下から回復するまで続ける（Ｓ４とＳ５のループ）。判断の基準は、例示として、ＡＣ電圧が上記閾値電圧を上回るか否かであるが、上記閾値と通常の運転電圧との間に設定してもよい。

ＡＣ電圧が閾値電圧よりも大きくなったと判断された場合にはループが終了し（Ｓ５でＹＥＳ）、制御部１１０は、直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃの目標値を通常値Ｖｓとする（Ｖｓ＝１．０［ｐ．ｕ．］）。制御部１１０は、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０に指示し、ＤＣ電圧Ｖｄｃを通常値Ｖｓに維持させ（Ｓ７）、フローを終了させる。ここで、ＤＣ電圧Ｖｄｃの大きい目標値Ｖｈから、通常値Ｖｓへの回復は、徐々に行うことも好ましい。

蓄電装置１００は、上記一連のフローを、繰り返し実行する。

このようなフローを実行するための制御部１１０の例示の回路構成の概略が、図３のブロック図に示される。

交流回路１１のＡＣ電圧に関する情報Ｖａｃが、ＡＣ電圧低下検出回路１１１に入力される。ＡＣ電圧低下検出回路１１１は、ＡＣ電圧が閾値電圧より低下しているか否かの判断情報を、Ｖｄｃ指令値切替回路１１２に伝達する。ＡＣ電圧低下検出回路１１１からの判断情報に基づき、Ｖｄｃ指令値切替回路１１２は、直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃの制御目標値（Ｖｄｃ指令値）を、通常値Ｖｓまたは通常値よりも大きい値Ｖｈに切り替える。

検出された直流回路１５のＤＣ電圧Ｖｄｃと制御目標値（Ｖｄｃ指令値）との差分が、差分回路１１３で演算され、電圧制御器１１４に入力される。電圧制御器１１４は、ＤＣ電圧Ｖｄｃと制御目標値（Ｖｄｃ指令値）との差分に基づいて、ＤＣ電圧Ｖｄｃのフィードバック制御を行う。点弧指令作成回路１１５が、電圧制御器１１４からのフィードバック制御情報に基づき、ＤＣ－ＤＣ変換部１２０のスイッチング素子の点弧制御を行う。

（効果）
上記構成により、実施形態１に係る蓄電装置１００、及び蓄電装置１００を備える直流配電システム１０が奏する効果について、比較例と対比しつつ説明する。

図４及び図５は、それぞれ比較例及び直流配電システム１０の各所の波形を示すタイムチャートである。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、それぞれ、交流回路１１のＡＣ電圧波形、交流回路１１のＡＣ電流波形、直流回路１５のＤＣ電圧波形が示される。図５（ｄ）には、直流回路１５に電気的に接続された各装置の電力波形が示される。ここでは、負荷として、直流回路１５にＤＣ負荷、モーター負荷が接続された場合を想定した。図５（ｄ）において、Ｌ１、Ｌ２はそれぞれＤＣ負荷、モーター負荷の電力波形を示す。図５において、ＤＣ負荷の電力波形Ｌ１と、モーター負荷の電力波形Ｌ２は、ほぼ重なって表示されている。図５（ｄ）において、ＢＴ、ＰＶは、それぞれ蓄電装置、太陽光発電の電力波形を示す。数値がマイナスのとき、各装置から直流回路１５に対して電力が供給されていることを表している。また図５（ｄ）において、商用電源２０から整流器１４を通じて直流回路１５に供給される電力の波形も、ＡＣとして併せて示されている。図４にも、それぞれ図５と対応する波形が示されている。

図４に示される比較例の直流配電システムは、蓄電装置による直流回路のＤＣ電圧の制御方法が異なる他は、実施形態１に係る蓄電装置１００と同様である。比較例の直流配電システムにおいて、蓄電装置は、交流回路のＡＣ電圧低下が生じた際に、ＤＣ電圧が所定値（リミット値）よりも下回らないようＤＣ電圧の低下を抑制させるように動作する。図４で具体的には、ＤＣ電圧のリミット値を０．８５ｐ．ｕ．と設定した。

図４及び図５では、商用電源からの電力供給に、瞬時電圧低下が発生し、その後復帰した場合の各波形が示されている。瞬時電圧低下の継続時間は２００ｍｓとし、電圧低下は１００％とした。

比較例の図４（ｄ）、直流配電システム１０の図５（ｄ）のいずれの場合においても、ＡＣ電圧低下期間Ｔ中に、商用電源からの電力供給（ＡＣ）が途絶えたのに代わって、蓄電装置からの電力供給（ＢＴ）がなされている。こうして、各負荷への電力供給（Ｌ１、Ｌ２）は維持され、直流電力供給系統の安定化が実現されている。

比較例の図４（ｃ）においては、ＡＣ電圧低下期間Ｔ中、ＤＣ電圧が低下するが、リミット値の０．８５ｐ．ｕ．程度に維持されている。一方、直流配電システム１０の図５（ｃ）においては、上述の通り、ＡＣ電圧低下期間Ｔ中、ＤＣ電圧Ｖｄｃが瞬時電圧低下発生前の電圧値より、逆に電圧が上昇するように制御される。

電圧低下期間Ｔが終了し、ＡＣ電圧が復帰する際、比較例の図４（ｂ）においては、ＡＣ電流に突入電流が発生する。整流器から直流回路側を見ると、静電容量が存在するためである。それは、通常、直流回路には、整流器の平滑コンデンサ、各装置のＤＣ－ＤＣ変換装置のリップル対策用のコンデンサ等が並列接続されているからである。

ＡＣ電流に突入電流が発生する際、図４（ｄ）で、直流回路に電気的に接続された負荷への電力供給（Ｌ１、Ｌ２）が増大していることから示されるように、比較例では、負荷に対しても過渡的に大きな電流が流れる。このような過渡電流は、直流回路や負荷の故障の原因となり得る。

一方、図５（ｂ）に示されるとおり、実施形態１の直流配電システム１０においては、復帰の際の突入電流の発生が無い。よって、直流回路１５に電気的に接続された負荷への過大な過渡電流の発生も無く、直流回路１５や直流回路に電気的に接続される機器の故障が防止される。このように、過大な過渡電流の発生が抑制されているのは、ＡＣ電圧低下期間Ｔ中にＤＣ電圧Ｖｄｃを上昇させているためである。整流器１４の出力側のＤＣ電圧Ｖｄｃが、通常時より高いため、交流回路１１側からの電流が抑制されるように働く。

また、実施形態１の直流配電システム１０においては、上述の通り蓄電装置１００の動作の工夫を行うことで、突入電流を防止する効果を得ている。そのため、例えば、限流リアクトルのような高価な機器を別途設置する必要はない。また、限流リアクトルをシステムに導入する場合には、静電容量との間で共振現象を生じる怖れがあるが、そのような懸念も軽減できる。

以上、実施形態での例示では、通常時における制御目標値よりも大きい制御目標値Ｖｈとして、特定の値の場合について説明した。しかし、本願発明の適用は、例示の数値の場合に限られるものではない。制御目標値Ｖｈの値をあまり大きくしすぎると、停電・瞬時電圧低下時に直流回路や直流回路に接続される装置にストレスを与えるので好ましくない。しかし、制御目標値Ｖｈが小さいと、ＡＣ電圧の復帰時に突入電流の発生を抑制する効果が小さくなる。このことを考慮して適宜に設定すればよい。例えば、通常時における制御目標値よりも大きい制御目標値Ｖｈを１．０１～１．３ｐ．u.の範囲、より好ましくは、１．０１～１．２ｐ．u.の範囲とすることができる。

本発明において、交流遮断器１３は、ＡＣ電圧の低下時に遮断させるなど、特に蓄電装置１００と連携して動作する必要はない。従って、本発明の直流配電システムは、機器間の複雑な動作連携を必要とすることがなく、簡便な構成で実現ができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
蓄電装置１００の制御部１１０は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、蓄電装置１００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る直流配電システムは、負荷を接続するための直流回路と、電力系統からの交流電力を整流し、前記直流回路に供給する整流器と、前記交流電力のＡＣ電圧を検出するＡＣ電圧検出器と、前記直流回路に接続された蓄電装置とを備え、前記蓄電装置は、蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部と、前記直流回路のＤＣ電圧を制御目標値に維持するように前記ＤＣ－ＤＣ変換部に指示する制御部とを有し、前記制御部は、前記ＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、前記制御目標値を、通常時における制御目標値よりも大きく設定する構成を備えている。

上記の構成によれば、簡易な構成で、商用の交流電力系統が停電や瞬時電圧低下から復帰した場合に発生する突入電流を抑制させることができる直流配電システムが実現できる。

本発明の態様２に係る直流配電システムは上記態様１において、前記制御部が、前記閾値電圧よりも低下した前記ＡＣ電圧が、前記閾値電圧以上に復帰した場合に、前記制御目標値を通常時における制御目標値に復帰させる構成を有していても良い。

上記の構成によれば、商用の交流電力系統の復帰後、自動的に直流電圧を通常時に復帰できる、直流配電システムが実現できる。

本発明の態様３に係る直流配電システムは上記態様１または２において、前記交流電力を遮断するための遮断器を備えていても良い。

上記の構成によれば、短絡事故等が発生した場合やＡＣ電圧に過電圧が生じた際に、電力系統から切断することができる直流配電システムが実現できる。

本発明の態様４に係る直流配電システムの制御方法は、負荷を接続するための直流回路と、電力系統からの交流電力を整流し、前記直流回路に供給する整流器と、蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部とを有した蓄電装置と、を備えた直流配電システムの制御方法であって、前記交流電力のＡＣ電圧を監視し、前記ＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、前記蓄電部に蓄えられた電力を前記直流回路に供給し、前記直流回路のＤＣ電圧が通常時よりも大きくなるように、前記ＤＣ－ＤＣ変換部の動作を制御する構成を備える。

上記の構成によれば、商用の交流電力系統が停電や瞬時電圧低下から復帰した場合に発生する突入電流を抑制させることができる。

本発明の態様５に係る蓄電装置は、電力系統からの交流電力を整流器により変換した直流電力を負荷に対して供給する直流回路に接続される蓄電装置であって、蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部と、前記直流回路のＤＣ電圧を制御目標値に維持するように前記ＤＣ－ＤＣ変換部に指示する制御部とを備え、前記制御部は、前記交流電力のＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、前記制御目標値を、通常時における制御目標値よりも大きく設定する構成を備える。

上記の構成によれば、商用の交流電力系統が停電や瞬時電圧低下から復帰した場合に、直流配電システムに発生する突入電流を抑制させることができる蓄電装置が実現できる。

１０直流配電システム
１１交流回路
１２ＡＣ電圧検出器
１３交流遮断器
１４整流器
１５直流回路
２０商用電源
３０変圧器
４０直流遮断器
５０ＤＣ負荷
５１、６１、７１ＤＣ－ＤＣ変換器
６０太陽光発電
７０電気自動車
１００蓄電装置
１１０制御部
１１１ＡＣ電圧低下検出回路
１１２指令値切替回路
１１３差分回路
１１４電圧制御器
１１５点弧指令作成回路
１２０ＤＣ－ＤＣ変換部
１３０蓄電部
Ｖｄｃ直流回路のＤＣ電圧
Ｖｓ通常時の制御目標値
Ｖｈ通常時よりも大きい制御目標値

Claims

負荷を接続するための直流回路と、
電力系統からの交流電力を整流して直流電力に変換する受動的な回路であって、接続された前記直流回路に前記直流電力を供給する整流器と、
前記交流電力のＡＣ電圧を検出するＡＣ電圧検出器と、
前記直流回路に接続された蓄電装置とを備え、
前記蓄電装置は、蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部と、前記直流回路のＤＣ電圧を制御目標値に維持するように前記ＤＣ－ＤＣ変換部に指示する制御部とを有し、
前記制御部は、前記ＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、前記制御目標値を、通常時における制御目標値よりも大きく設定することにより、前記ＤＣ－ＤＣ変換部の動作を、前記ＤＣ電圧を前記通常時における制御目標値に維持させる動作から、前記通常時における制御目標値よりも大きい値に維持させる動作に切り替えさせることを特徴とする直流配電システム。
前記制御部は、前記閾値電圧よりも低下した前記ＡＣ電圧が、前記閾値電圧以上に復帰した場合に、前記制御目標値を前記通常時における制御目標値に復帰させることを特徴とする、請求項１に記載の直流配電システム。
前記交流電力を遮断するための遮断器を備えた、請求項１または２に記載の直流配電システム。
負荷を接続するための直流回路と、
電力系統からの交流電力を整流して直流電力に変換する受動的な回路であって、接続された前記直流回路に前記直流電力を供給する整流器と、
蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部とを有した蓄電装置と、を備えた直流配電システムの制御方法であって、
前記交流電力のＡＣ電圧を監視し、
前記ＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、
前記直流回路のＤＣ電圧を通常時における制御目標値にさせるように前記ＤＣ－ＤＣ変換部の動作を制御する状態から、
前記蓄電部に蓄えられた電力を前記直流回路に供給して、前記直流回路のＤＣ電圧が前記通常時における制御目標値よりも大きくなるように、前記ＤＣ－ＤＣ変換部の動作を制御する状態に切り替えることを特徴とする、直流配電システムの制御方法。
電力系統からの交流電力を整流して直流電力に変換する受動的な回路である整流器により変換した前記直流電力を、負荷に対して供給する前記整流器に接続された直流回路に接続される蓄電装置であって、
蓄電部と、前記蓄電部と前記直流回路との間に接続されるＤＣ－ＤＣ変換部と、前記直流回路のＤＣ電圧を制御目標値に維持するように前記ＤＣ－ＤＣ変換部に指示する制御部とを備え、
前記制御部は、前記交流電力のＡＣ電圧が、通常時より小さい所定の閾値電圧よりも低下した場合に、前記制御目標値を、通常時における制御目標値よりも大きく設定することにより、前記ＤＣ－ＤＣ変換部の動作を、前記ＤＣ電圧を前記通常時における制御目標値に維持させる動作から、前記通常時における制御目標値よりも大きい値に維持させる動作に切り替えさせることを特徴とする、蓄電装置。