JP7259976B2 - Controller, system, control method and program - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置、システム、制御方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a control device, system, control method and program.
従来、太陽光発電装置などの直流電源に接続されたDC/DCコンバータとインバータとの間で電力の授受を行う電力システムにおいては、種々の制御方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 特開2014-171359号公報
特許文献2 特開2016-158434号公報
特許文献3 特開2016-220480号公報Conventionally, various control methods have been proposed in a power system in which power is transferred between a DC/DC converter connected to a DC power supply such as a solar power generation device and an inverter (see, for example, Patent Document 1). ).
Patent Document 1: JP-A-2014-171359 Patent Document 2: JP-A-2016-158434 Patent Document 3: JP-A-2016-220480
しかしながら、従来の技術では、システムの不具合などによってDC/DCコンバータとインバータとの間に過電圧が発生する虞がある。 However, in the conventional technology, there is a possibility that an overvoltage may occur between the DC/DC converter and the inverter due to system failure or the like.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、制御装置が提供される。制御装置は、インバータとの間での電力の授受により基準電圧に維持される直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータの少なくとも一つを制御する第1制御部を備えてよい。制御装置は、直流バスの電圧を測定する電圧測定部を備えてよい。第1制御部は、基準電圧よりも高い閾値電圧を直流バスの電圧が超える場合に複数のDC/DCコンバータのうち一部のDC/DCコンバータのみの出力電力を低減させてよい。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention provides a control device. The control device includes a plurality of DC/DC converters respectively provided between a DC bus maintained at a reference voltage by transferring power to and from the inverter and a plurality of DC power sources supplying DC power to the DC bus. may comprise a first control unit that controls at least one of The control device may include a voltage measuring unit that measures the voltage of the DC bus. The first controller may reduce the output power of only some of the plurality of DC/DC converters when the voltage of the DC bus exceeds a threshold voltage higher than the reference voltage.
第1制御部は、複数のDC/DCコンバータのうち、対応する何れか一つのDC/DCコンバータを制御してよい。 The first control unit may control one corresponding DC/DC converter among the plurality of DC/DC converters.
制御装置は、閾値電圧を経時的に変化させる変更部をさらに備えてよい。 The control device may further include a changing unit that changes the threshold voltage over time.
第1制御部は、直流バスの電圧が閾値電圧を超えた継続時間が上限時間を超える場合に、対応するDC/DCコンバータの出力電力を低減させてよい。制御装置は、上限時間を経時的に変化させる変更部をさらに備えてよい。 The first control unit may reduce the output power of the corresponding DC/DC converter when the duration time during which the voltage of the DC bus exceeds the threshold voltage exceeds the upper limit time. The control device may further include a changing unit that changes the upper limit time over time.
本発明の第2の態様においては、システムが提供される。システムは、直流バスとの間での電力の授受により当該直流バスを基準電圧に維持するインバータを備えてよい。システムは、直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータを備えてよい。システムは、それぞれ複数のDC/DCコンバータのうち、対応する何れか一つのDC/DCコンバータを制御する、第1の態様の複数の制御装置を備えてよい。 In a second aspect of the invention, a system is provided. The system may include an inverter that receives power from and receives power from the DC bus to maintain the DC bus at a reference voltage. The system may include a plurality of DC/DC converters respectively provided between a DC bus and a plurality of DC power sources that supply DC power to the DC bus. The system may comprise a plurality of controllers according to the first aspect, each controlling a corresponding DC/DC converter among the plurality of DC/DC converters.
複数の制御装置は、直流バスの電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータの間で時間差をつけて各DC/DCコンバータの出力電力を低減させてよい。 The plurality of controllers may stagger among the plurality of DC/DC converters to reduce the output power of each DC/DC converter when the voltage of the DC bus exceeds the threshold voltage.
システムは、インバータを制御する第2制御部を有する他の制御装置をさらに備えてよい。第2制御部は、出力制限の指令信号を受信したことに応じ、インバータから出力される出力電力を低減させてよい。 The system may further include another controller having a second controller that controls the inverter. The second control unit may reduce the output power output from the inverter in response to receiving the output restriction command signal.
第1の態様の制御装置において、第1制御部は、複数のDC/DCコンバータのそれぞれを制御してよい。 In the control device of the first aspect, the first control section may control each of the plurality of DC/DC converters.
第1制御部は、直流バスの電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータの間で時間差をつけて各DC/DCコンバータの出力電力を低減させてよい。 When the voltage of the DC bus exceeds the threshold voltage, the first control unit may reduce the output power of each DC/DC converter with a time difference among the plurality of DC/DC converters.
第1制御部は、直流バスの電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータのうち、出力電力を低減するDC/DCコンバータの個数を段階的に増やしてよい。 The first controller may stepwise increase the number of DC/DC converters that reduce the output power among the plurality of DC/DC converters when the voltage of the DC bus exceeds the threshold voltage.
第1制御部は、直流バスの電圧が閾値電圧を超える場合に、各DC/DCコンバータに接続された各直流電源の最大出力電力に応じた順序で各DC/DCコンバータの出力電力を低減させてよい。 The first control unit reduces the output power of each DC/DC converter in an order according to the maximum output power of each DC power supply connected to each DC/DC converter when the voltage of the DC bus exceeds the threshold voltage. you can
制御装置は、複数のDC/DCコンバータのそれぞれに対応付けて、閾値電圧以上の互いに異なる固有閾値電圧を記憶する記憶部をさらに備えてよい。第1制御部は、直流バスの電圧が何れかの固有閾値電圧を超える場合に、当該固有閾値電圧に対応するDC/DCコンバータの出力電力を低減させてよい。 The control device may further include a storage unit that stores different unique threshold voltages equal to or higher than the threshold voltage in association with each of the plurality of DC/DC converters. The first controller may reduce the output power of the DC/DC converter corresponding to the specific threshold voltage when the voltage of the DC bus exceeds the specific threshold voltage.
制御装置は、複数のDC/DCコンバータのそれぞれに対応付けて、互いに異なる固有上限時間を記憶する記憶部をさらに備えてよい。第1制御部は、直流バスの電圧が閾値電圧を超えた継続時間が何れかの固有上限時間を超える場合に、当該固有上限時間に対応するDC/DCコンバータの出力電力を低減させてよい。 The control device may further include a storage unit that stores different unique upper limit times in association with each of the plurality of DC/DC converters. The first control unit may reduce the output power of the DC/DC converter corresponding to the specific upper limit time when the duration of the DC bus voltage exceeding the threshold voltage exceeds the specific upper limit time.
第1制御部は、直流バスの電圧が閾値電圧を超える場合に、ランダムな順序で各DC/DCコンバータの出力電力を低減させてよい。 The first controller may reduce the output power of each DC/DC converter in random order when the voltage of the DC bus exceeds the threshold voltage.
本発明の第3の態様においては、システムが提供される。システムは、直流バスとの間での電力の授受により当該直流バスを基準電圧に維持するインバータを備えてよい。システムは、直流バスと、当該直流バスに直流出力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータを備えてよい。システムは、複数のDC/DCコンバータのそれぞれを制御する、第1の態様の制御装置を備えてよい。 In a third aspect of the invention, a system is provided. The system may include an inverter that receives power from and receives power from the DC bus to maintain the DC bus at a reference voltage. The system may comprise a plurality of DC/DC converters respectively provided between a DC bus and a plurality of DC power supplies supplying DC output to the DC bus. The system may comprise a controller of the first aspect that controls each of the plurality of DC/DC converters.
制御装置は、インバータを制御する第2制御部をさらに備えてよい。第2制御部は、出力制限の指令信号を受信したことに応じ、インバータから出力される出力電力を低減させてよい。 The control device may further include a second control section that controls the inverter. The second control unit may reduce the output power output from the inverter in response to receiving the output restriction command signal.
第2または第3の態様のシステムにおいて、第2制御部は、指令信号に含まれる目標出力電力と、直流バスの電圧とに基づいて、インバータに流す電流量を決定してよい。 In the system of the second or third aspect, the second control section may determine the amount of current to flow through the inverter based on the target output power included in the command signal and the voltage of the DC bus.
インバータは、出力の相ごとに、直流バスに並列に接続された複数のDC/DCコンバータ回路を有してよい。インバータは、出力の相ごとに、出力側において互いに直列に接続され、それぞれが対応するDC/DCコンバータから電力供給を受ける複数の単相インバータ回路を有してよい。 The inverter may have multiple DC/DC converter circuits connected in parallel to the DC bus for each phase of the output. The inverter may comprise, for each phase of the output, a plurality of single-phase inverter circuits connected in series with each other on the output side, each powered by a corresponding DC/DC converter.
複数のDC/DCコンバータのそれぞれは、直流電源および直流バスの少なくとも一方に着脱可能に接続されてよい。 Each of the plurality of DC/DC converters may be detachably connected to at least one of the DC power supply and the DC bus.
複数の直流電源の少なくとも一部は、太陽光発電装置であってよい。太陽光発電装置に接続されたDC/DCコンバータを制御する第1制御部は、当該太陽光発電装置をさらに制御可能であり、直流バスの電圧が閾値電圧以下の場合、および、前記DC/DCコンバータの出力電力を低減させない場合の少なくとも一方の場合に、前記太陽光発電装置から最大電力が供給されるようにMPPT制御を行ってよい。 At least some of the plurality of DC power sources may be photovoltaic power generation devices. A first control unit for controlling a DC/DC converter connected to a photovoltaic power generation device is further capable of controlling the photovoltaic power generation device, when the voltage of the DC bus is equal to or lower than a threshold voltage, and when the DC/DC In at least one of the cases where the output power of the converter is not reduced, MPPT control may be performed so that the maximum power is supplied from the photovoltaic power generation device.
第1制御部は、一部のDC/DCコンバータの出力電力を低減させる場合に、直流バスの電圧から決定される目標値に当該出力電力を制御してよい。 When reducing the output power of some of the DC/DC converters, the first control unit may control the output power to a target value determined from the voltage of the DC bus.
第1制御部は、一部のDC/DCコンバータの出力電力を低減させている場合に、目標値が当該DC/DCコンバータの基準出力電力と、当該DC/DCコンバータに接続された直流電源の基準出力電力との少なくとも一方の電力以上であることに応じて、当該出力電力を低減させる制御を解除してよい。 When the output power of some of the DC/DC converters is reduced, the first control unit sets the target value of the reference output power of the DC/DC converters and the DC power supply connected to the DC/DC converters. The control for reducing the output power may be canceled when the power is equal to or higher than at least one of the reference output power.
本発明の第4の態様においては、制御方法が提供される。制御方法は、インバータとの間での電力の授受により基準電圧に維持される直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータの少なくとも一つを制御する制御段階を備えてよい。制御方法は、直流バスの電圧を測定する電圧測定段階を備えてよい。制御段階では、基準電圧よりも高い閾値電圧を直流バスの電圧が超える場合に複数のDC/DCコンバータのうち一部のDC/DCコンバータのみの出力電力を低減させてよい。 In a fourth aspect of the invention, a control method is provided. The control method includes a plurality of DC/DC converters respectively provided between a DC bus maintained at a reference voltage by exchanging power with an inverter and a plurality of DC power supplies supplying DC power to the DC bus. may comprise a control stage for controlling at least one of The control method may comprise a voltage measurement step of measuring the voltage of the DC bus. The control phase may reduce the output power of only some of the plurality of DC/DC converters when the DC bus voltage exceeds a threshold voltage higher than the reference voltage.
本発明の第5の態様においては、プログラムが提供される。プログラムは、コンピュータに、インバータとの間での電力の授受により基準電圧に維持される直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータの少なくとも一つを制御する第1制御部を実現させてよい。プログラムは、コンピュータに、直流バスの電圧を測定する電圧測定部を実現させてよい。第1制御部は、基準電圧よりも高い閾値電圧を直流バスの電圧が超える場合に複数のDC/DCコンバータのうち一部のDC/DCコンバータのみの出力電力を低減させてよい。 In a fifth aspect of the invention, a program is provided. A program instructs a computer to provide a DC bus maintained at a reference voltage by transferring power to and from an inverter, and a plurality of DC power sources that supply DC power to the DC bus. A first controller may be implemented to control at least one of the DC converters. The program may cause the computer to implement a voltage measurement unit that measures the voltage of the DC bus. The first controller may reduce the output power of only some of the plurality of DC/DC converters when the voltage of the DC bus exceeds a threshold voltage higher than the reference voltage.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not list all the necessary features of the invention. Subcombinations of these feature groups can also be inventions.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.
[1.電力システム1]
図1は、本実施形態に係る電力システム1を示す。電力システム1は、それぞれ直流バス10に接続された三相インバータ2および複数のDC/DCコンバータ3と、DC/DCコンバータ3に接続された直流電源4と、複数の制御装置5とを備える。直流バス10には、図示しない負荷がさらに接続されてもよい。DC/DCコンバータ3、三相インバータ2Aおよび負荷のうちの少なくとも一つと、直流バス10との間には、図示しないコンデンサが設けられてよい。[1. power system 1]
FIG. 1 shows a
[1.1.三相インバータ2]
三相インバータ2は、インバータの一例であり、直流電力と交流電力(本実施形態では三相交流電力)との間の電力変換を行う。三相インバータ2は、直流バス10との間での電力の授受により当該直流バス10を基準電圧に維持する。例えば、三相インバータ2は、PCS(Power Conditionin System)であってよく、直流バス10から供給される直流電力をDC/AC変換して交流配線15から出力し、交流配線15から供給される交流電力をAC/DC変換して直流バス10に供給してよい。三相インバータ2は、このような電力変換の制御条件が変更されることで直流バス10を基準電圧に維持してよい。交流配線15には、一例として3.3k∨や6.6k∨の電力系統が接続されてよい。[1.1. three-phase inverter 2]
The three-
三相インバータ2は、電圧測定部20と、第2制御部21と、U相、V相およびW相の出力相ごとの単相インバータ22とを有してよい。
The three-
電圧測定部20は、直流バス10の電圧を測定する。電圧測定部20は、測定した電圧を第2制御部21に供給してよい。
第2制御部21は、制御信号Ctrl_DC/ACによって各単相インバータ22を制御する。例えば、第2制御部21は、電圧測定部20による測定電圧に基づいて各単相インバータ22の制御条件を変更し、直流バス10の電圧を基準電圧に維持してよい。The
各単相インバータ22は、いわゆるSST(Solid-State Transformer)方式のインバータであってよい。例えば、単相インバータ22は、3つのDC/DCコンバータ回路23と、3つの単相インバータ回路24とを有してよい。但し、DC/DCコンバータ回路23の個数と、単相インバータ回路24の個数とは2つでもよいし、4つ以上でもよく、互いに同じ数でもよいし、異なる数でもよい。
Each single-
本実施形態では一例として、3つのDC/DCコンバータ回路23は、直流バス10に並列に接続されており、それぞれ直流バス10からの直流電圧をDC/DC変換して、単相インバータ回路24に供給する。3つの単相インバータ回路24は、入力側においてそれぞれDC/DCコンバータ3に接続されて当該DC/DCコンバータ3から電力供給を受けるようになっており、出力側において互いに直列に接続されている。これにより、単相インバータ22は3つの単相インバータ回路24からの出力電圧を足し合わせて出力する。
In this embodiment, as an example, three DC/
なお、本実施形態では一例として、DC/DCコンバータ回路23と単相インバータ回路24とは1対1で対応してよく、対応する各対のDC/DCコンバータ回路23および単相インバータ回路24はセル25をなしてよい。U相、V相およびW相の単相インバータ22はスター結線(Y結線とも称する)の方式で互いに接続されるが、デルタ結線(Δ結線とも称する)の方式で接続されてもよい。また、三相インバータ2と直流バス10とは、単一の筐体に収容されてPCS(Power Conditioning System)装置11をなしてよい。このようなPCS装置11は、複数のDC/DCコンバータ3を収納するように設置可能なラックマウント型に形成されてよい。
In this embodiment, as an example, the DC/
[1.2.DC/DCコンバータ3]
複数のDC/DCコンバータ3は、直流バス10と、複数の直流電源4との間にそれぞれ設けられ、直流電源4からの直流電力をDC/DC変換して直流バス10に供給する。なお、本実施形態では一例として電力システム1には3つのDC/DCコンバータ3(DC/DCコンバータ3a~3cとも称する)が具備されるが、DC/DCコンバータ3の個数は2個でもよいし、4個以上でもよい。各DC/DCコンバータ3は、直流電源4および直流バス10の少なくとも一方に着脱可能に接続されてよい。各DC/DCコンバータ3は、ラックマウント型のPCS装置11に収納されることで直流バス10に接続されてよい。[1.2. DC/DC converter 3]
A plurality of DC/
[1.3.直流電源4]
複数の直流電源4は、直流バス10に直流電力を供給する。本実施形態では一例として電力システム1にはDC/DCコンバータ3と同数の3つの直流電源4(直流電源4a~4cとも称する)が具備され、各直流電源4が対応する単一のDC/DCコンバータ3を介して直流バス10に直流電力を供給する。各直流電源4は分散型電源であってよく、複数の直流電源4の少なくとも一部は数kWの電力を出力する家庭用や、数MWの電力を出力する商用の太陽光発電装置であってよい。本実施形態では一例として直流電源4a,4bは太陽光発電装置であり、直流電源4cは蓄電池である。[1.3. DC power supply 4]
A plurality of DC power supplies 4 supply DC power to the
[1.4.制御装置5]
複数の制御装置5は、複数のDC/DCコンバータ3を制御する。各制御装置5は、電圧測定部50と、第1制御部51と、変更部52とを有する。[1.4. Control device 5]
A plurality of
電圧測定部50は、直流バス10の電圧を測定する。電圧測定部50は、測定した電圧を第1制御部51に供給してよい。
第1制御部51は、制御信号Ctrl_DC/DCによって複数のDC/DCコンバータ3のうち少なくとも1つのDC/DCコンバータ3、本実施形態では一例として、対応する何れか一つのDC/DCコンバータ3を制御する。第1制御部51は、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータ3のうち一部のDC/DCコンバータ3のみの出力電力を低減させる。例えば、第1制御部51は、対応するDC/DCコンバータ3の出力電力を低減させてよい。The
閾値電圧は、三相インバータ2によって維持される基準電圧よりも高い電圧であり、絶対最大定格電圧よりも低い電圧であってよい。直流バス10の電圧は、電力システム1に不具合が発生した場合や、直流バス10に接続された負荷や蓄電池としての直流電源4cの容量よりも太陽光発電装置としての直流電源4a,4bからの電力供給量が大きくなった場合に基準電圧よりも高くなり得る。閾値電圧は、複数の制御装置5の間で異なってよい。
The threshold voltage is a voltage higher than the reference voltage maintained by the three-
この場合には、直流バス10の電圧が各制御装置5の閾値電圧を超える場合に、複数の制御装置5が複数のDC/DCコンバータ3の間で時間差をつけて各DC/DCコンバータ3の出力電力を低減させることとなる。また、直流バス10の電圧が各制御装置5の閾値電圧を超える場合に、複数の制御装置5が複数のDC/DCコンバータ3のうち、出力電力を低減するDC/DCコンバータの個数を段階的に増えることとなる。なお、直流バス10の電圧が絶対最大定格電圧を超える場合には、第1制御部51はDC/DCコンバータ3を停止してよい。
In this case, when the voltage of the
変更部52は、第1制御部51における閾値電圧を経時的に変化させる。これにより、複数の制御装置5の間で閾値電圧の順序が経時的に変化することとなる。また、複数の制御装置5の間でデフォルトの閾値電圧が等しい場合であっても、複数の制御装置5の間で閾値電圧が異なることとなる。
The changing
変更部52は、閾値電圧を基準電圧より高く維持してよい。変更部52は、閾値電圧をランダムに変化させてもよいし、周期的に変化させてもよい。
The changing
以上の電力システム1によれば、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に複数のDC/DCコンバータ3のうち一部のDC/DCコンバータ3の出力電力が低減される。従って、電力システム1に不具合が発生した場合や、太陽光発電装置としての直流電源4a,4bからの電力供給量が直流バス10の負荷や蓄電池としての直流電源4cの容量を上回った場合でも、直流バス10の電圧を閾値電圧以下に抑えて過電圧を防止し、機器の破損を防止することができる。また、直流バス10の電圧は三相インバータ2との間での電力授受により基準電圧に維持され、閾値電圧を超える場合には一部のDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されることで閾値電圧以下に抑えられるので、三相インバータ2のみの制御によって直流バス10の電圧を閾値電圧以下に制御する場合と異なり、直流バス10の電圧の制御を三相インバータ2の制御と、DC/DCコンバータ3の制御とに分散させ、制御を容易化することができる。また、直流バス10の電圧の制御を三相インバータ2の制御と、DC/DCコンバータ3の制御とに分散させることができるため、電力システム1におけるDC/DCコンバータ3や直流電源4の個数の自由度を増やすことができ、三相インバータ2の制御構成を変更することなくDC/DCコンバータ3や直流電源4の個数を増減させることができる。また、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、一部のDC/DCコンバータ3のみの出力電力を低減させるため、電力システム1の全体としての運転を継続することができる。
According to the
また、各第1制御部51が対応する何れか1つのDC/DCコンバータ3を制御するので、電力システム1に他のDC/DCコンバータ3がどれだけ具備されるかに関わらず、対応するDC/DCコンバータ3の制御を行うことができる。従って、DC/DCコンバータ3の個数を任意に増減させることができる。
In addition, since each
また、各制御装置5の変更部52により第1制御部51の閾値電圧が経時的に変化するので、電力システム1に具備される複数の制御装置5の間でデフォルトの閾値電圧が等しい場合であっても、他の制御装置5との間で閾値電圧を異ならせることができる。従って、複数のDC/DCコンバータ3を個別の閾値電圧に基づいて制御することができるため、直流バス10の電圧が上昇する場合に、全てのDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されてしまうのを防止し、電力システム1の全体としての運転を確実に継続することができる。また、複数の制御装置5の間で閾値電圧の順序を経時的に変化させることができるため、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える状況が繰り返し発生する場合に、出力電力の低減対象となるDC/DCコンバータ3の偏りを防止することができる。
In addition, since the threshold voltage of the
また、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、複数の制御装置5が複数のDC/DCコンバータ3の間で時間差をつけて各DC/DCコンバータ3の出力電力を低減させるので、直流バス10の電圧が上昇する場合に、全てのDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されてしまうのを防止し、電力システム1の全体としての運転を確実に継続することができる。
Further, when the voltage of the
また、複数の直流電源4の少なくとも一部は太陽光発電装置であるので、太陽光発電による発電量が増加して直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、DC/DCコンバータ3を停止することができる。
Moreover, since at least some of the plurality of DC power sources 4 are photovoltaic power generation devices, the DC/
また、各DC/DCコンバータ3が直流電源4および直流バス10の少なくとも一方に着脱可能に接続されるので、直流バス10に対して接続される直流電源4の個数を容易に増減することができる。
Moreover, since each DC/
また、三相インバータ2には直流バス10に並列に接続された複数のDC/DCコンバータ回路23と、出力側において互いに直列に接続された単相インバータ回路24とが具備されるので、単一の単相インバータ回路24のみが具備される場合と比較して、出力電力を増大させることができる。
Further, the three-
[2.DC/DCコンバータ3]
図2は、DC/DCコンバータ3を示す。太陽光発電装置である直流電源4a,4bに接続されるDC/DCコンバータ3a,3bは、直流電源4a,4bから供給される電圧を昇圧する昇圧チョッパであってよい。DC/DCコンバータ3は、直流電源4に接続された第1正側端子31aおよび第1負側端子31bと、直流バス10に接続された第2正側端子32aおよび第2負側端子32bと、第2正側端子32aおよび第2負側端子32bの間に直列に接続されたダイオード33およびスイッチング素子34と、第2正側端子32aおよび第2負側端子32bの間に設けられた平滑コンデンサ36と、第1正側端子31aとダイオード33およびスイッチング素子34の間との間に設けられたインダクタ37とを備える。第1負側端子31bは第2負側端子32bに接続されてよい。[2. DC/DC converter 3]
FIG. 2 shows the DC/
図3は、他のDC/DCコンバータ3を示す。蓄電池である直流電源4cに接続されるDC/DCコンバータ3は、直流電源4cから供給される電圧を昇圧して直流バス10に供給し、直流バス10から供給される電圧を降圧して直流電源4cに供給する双方向のDC/DCコンバータであってよい。DC/DCコンバータ3は、図2に示したDC/DCコンバータ3におけるダイオード33をスイッチング素子35に置換した構成であってよい。
FIG. 3 shows another DC/
[3.単相インバータ22のセル25]
図4は、セル25を示す。セル25は、直流バス10に接続された正側端子251aおよび負側端子251bと、他のセル25との間で直列に接続される交流出力端子252,252と、DC/DCコンバータ回路23と、単相インバータ回路24とを有する。[3.
FIG. 4 shows
DC/DCコンバータ回路23は、絶縁型のコンバータであってよく、本実施形態では一例としてフルブリッジ方式の双方向DC/DCコンバータである。DC/DCコンバータ回路23は、トランス230と、トランス230の一次側で正側端子251aおよび負側端子251bの間に設けられた平滑コンデンサ231およびフルブリッジ回路232と、トランス230の二次側で正側配線233aおよび負側配線233bの間に設けられたフルブリッジ回路234とを有する。フルブリッジ回路232は正側端子251aおよび負側端子251bの間に直列に接続されたスイッチング素子2321,2322と、スイッチング素子2323,2324とを有してよく、フルブリッジ回路234は正側配線233aおよび負側配線233bの間に直列に接続されたスイッチング素子2341,2342と、スイッチング素子2343,2344とを有してよい。トランス230の一次コイル2301はスイッチング素子2321,2322の中点と、スイッチング素子2323,2324の中点とに接続され、二次コイル2302はスイッチング素子2341,2342の中点と、スイッチング素子2343,2344の中点とに接続されてよい。トランス230は、数10kHz(例えば10kHz~90kHz)の高周波で動作してよく、50kHzや60kHzの商用電力用のトランスよりも小型であってよい。
The DC/
単相インバータ回路24は、正側配線233aおよび負側配線233bの間に並列に設けられた平滑コンデンサ240と、フルブリッジ回路241とを有する。フルブリッジ回路241は正側配線233aおよび負側配線233bの間に直列に接続されたスイッチング素子2411,2412と、スイッチング素子2413,2414とを有してよい。スイッチング素子2411,2412の中点、および、スイッチング素子2413,2414の中点は交流出力端子252,252に接続されてよい。
The single-
以上のようなセル25の交流出力端子252,252を他のセル25の交流出力端子252,252と直列に接続する場合には、接続されるセル25の間で平滑コンデンサ240の電圧を一定に保つ必要がある。この点、本実施形態に係る電力システム1では、上述のように三相インバータ2によって直流バス10の電圧が基準電圧に維持され、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合には一部のDC/DCコンバータ3の制御によって直流バス10が閾値電圧以下に制御されるため、平滑コンデンサ240の電圧を確実に一定に維持することができる。
When the
[4.動作]
[4.1.三相インバータ2の動作]
図5は、三相インバータ2の動作を示す。三相インバータ2は、ステップS11~S15の処理を行うことにより、直流バス10の電圧を基準電圧に維持する。なお、この動作の開始時には三相インバータ2の第2制御部21により各単相インバータ22の制御が継続されていてよい。[4. motion]
[4.1. Operation of three-phase inverter 2]
5 shows the operation of the three-
ステップS11において電圧測定部20は、直流バス10の電圧を測定する。直流バス10の電圧が測定される限りにおいて、電圧測定部20は、単相インバータ22におけるDC/DCコンバータ回路23の入力端子間の電圧を測定してもよい。
In step S<b>11 , the
ステップS13において第2制御部21は、測定電圧が基準電圧であるか否かを判定する。基準電圧は単一の電圧値であってもよいし、上限値と下限値とで示される電圧値の範囲であってもよい。測定電圧が基準電圧であると判定された場合(ステップS13;Yes)には処理がステップS11に移行し、測定電圧が基準電圧ではないと判定された場合(ステップS13;No)には処理がステップS15に移行する。
In step S13, the
そして、ステップS15において第2制御部21は各単相インバータ22の制御条件を変更することで、直流バス10の電圧を基準電圧に維持するように試みる。例えば、第2制御部21は、測定電圧が基準電圧より高い場合には各単相インバータ22の出力を増やし、測定電圧が基準電圧より低い場合には各単相インバータ22の出力を減らすように制御条件を変更してよい。ステップS15の処理後に三相インバータ2は処理をステップS11に移行してよい。
Then, in step S<b>15 , the
[4.2.制御装置5の動作]
図6は、制御装置5の動作を示す。制御装置5は、ステップS21~S25の処理を行うことにより、直流バス10の電圧を閾値電圧以下に維持する。[4.2. Operation of control device 5]
FIG. 6 shows the operation of the
なお、この動作の開始時には制御装置5の第1制御部51により、対応するDC/DCコンバータ3の制御が継続されていてよい。一例として、太陽光発電装置としての直流電源4a,4bに接続されたDC/DCコンバータ3a,3bの制御装置5は、直流電源4a,4bから最大電力が供給されるように直流電源4a,4bとの間でMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御を行ってよい。これにより、DC/DCコンバータ3a,3bは直流電源4a,4bからの直流電力をDC/DC変換して直流バス10に供給してよい。また、蓄電池としての直流電源4cに接続されたDC/DCコンバータ3cの制御装置5は、直流バス10の電圧変動に応じ、太陽光発電装置としての直流電源4a,4bからの電力供給量に余剰分が発生した場合には直流電源4cに充電を行わせ、不足分が発生した場合には直流電源4cに放電を行わせてよい。
At the start of this operation, the control of the corresponding DC/
また、本実施形態においては一例として、制御装置5がステップS21~S25の処理を行う間に、三相インバータ2はステップS11~S15の処理を行っていてよい。但し、三相インバータ2は停止していてもよい。
Further, in this embodiment, as an example, the three-
ステップS21において電圧測定部50は、直流バス10の電圧を測定する。直流バス10の電圧が測定される限りにおいて、電圧測定部50は、DC/DCコンバータ3の出力端子間の電圧を測定してもよい。
In step S<b>21 , the
ステップS23において第1制御部51は、測定電圧が閾値電圧以下であるか否かを判定する。閾値電圧は単一の電圧値であってよい。測定電圧が閾値電圧以下であると判定された場合(ステップS23;Yes)には処理がステップS21に移行し、測定電圧が閾値電圧を超えると判定された場合(ステップS23;No)には処理がステップS25に移行する。
In step S23, the
ステップS25において第1制御部51は、対応するDC/DCコンバータ3の出力電力を低減させる。出力電力を低減させるとは、出力電力をゼロにすることであってもよいし、現時点の出力電力より小さい電力にすることであってもよい。
In step S<b>25 , the
ここで、本実施形態においては一例として、閾値電圧が複数の制御装置5の間で異なる。従って、複数の制御装置5のうち、一部の制御装置5のみでステップS25の処理が行われ、その結果、一部のDC/DCコンバータ3のみで出力電力が低減する。
Here, in this embodiment, as an example, the threshold voltages are different among the plurality of
また、電力システム1には複数の制御装置5が具備されて、それぞれ独立にステップS21~S25の処理を行っている。そのため、閾値電圧が変更部52によりランダムに変更されている場合には、直流バス10の電圧が上昇するにつれて各DC/DCコンバータ3の出力電力がランダムな順序で低減されてよい。
Further, the
本実施形態では一例として、制御装置5の動作はステップS25で完了してよい。これに代えて、処理はステップS25の次にステップS21に移行してもよい。この場合には、改めてステップS23の処理で測定電圧が閾値電圧を超えると判定された場合(ステップS23;No)に、ステップS25の処理において第1制御部51は、対応するDC/DCコンバータ3の出力電力をさらに低減してもよい。一例として、第1制御部51は、ステップS25の処理ごとにDC/DCコンバータ3の出力電力を所定電力ずつ低減してよい。第1制御部51がDC/DCコンバータ3の出力電力を既にゼロにしている場合には、ステップS25の処理において第1制御部51はDC/DCコンバータ3の出力電力をゼロに維持してよい。また、DC/DCコンバータ3に蓄電池としての直流電源4cが接続されている場合には、第1制御部51はDC/DCコンバータ3の出力電力を負の電力(直流バス10からDC/DCコンバータ3に電力が供給されるパワーフロー)にして直流電源4cを充電してもよい。また、ステップS23の処理で測定電圧が閾値電圧以下であると判定された場合(ステップS23;Yes)に、第1制御部51は、DC/DCコンバータ3の出力電力を元に戻してよい。出力電力を低減する場合の閾値電圧と、出力電力を元に戻す場合の閾値電圧とは、同じ電圧であってもよいし、ヒステリシス特性を有するように、互いに異なる電圧であってもよい。
As an example in this embodiment, the operation of the
なお、上記の実施形態では制御装置5を、対応するDC/DCコンバータ3とは別体の装置として説明したが、制御装置5と対応するDC/DCコンバータ3とは一体的に設けられてもよい。
In the above embodiment, the
また、直流電源4とDC/DCコンバータ3を同数として説明したが、同数でなくてもよい。例えば、直流電源4がDC/DCコンバータ3より少数であって、各直流電源4が対応する複数のDC/DCコンバータに接続されてもよいし、直流電源4がDC/DCコンバータ3より多数であって、各DC/DCコンバータ3に対し、対応する複数の直流電源4が接続されてもよい。
Also, although the number of DC power sources 4 and DC/
また、制御装置5が変更部52を有することとして説明したが、複数の制御装置5の間で固定値の閾値電圧が異なる場合には、変更部52を有しなくてもよい。
Further, although the
また、第1制御部51は直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、当該第1制御部51に対応するDC/DCコンバータ3の出力電力を低減させることとして説明したが、直流バス10の電圧が閾値電圧を超えた継続時間が上限時間を超える場合に、当該第1制御部51に対応するDC/DCコンバータ3の出力電力を低減させてもよい。この場合には、制御装置5には、上限時間を経時的に変化させる変更部がさらに備えられてよい。これにより、電力システム1に具備される他の制御装置5との間で上限時間を異ならせることができるため、複数のDC/DCコンバータ3を個別の上限時間に基づいて制御することができる。よって、直流バス10の電圧が上昇する場合に、全てのDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されてしまうのを防止し、電力システム1の全体としての運転を確実に継続することができる。
Further, although the
[5.第1の変形例]
[5.1.電力システム1A]
図7は、第1の変形例に係る電力システム1Aを示す。電力システム1Aは三相インバータ2A、制御装置5Aおよび制御装置7を備えてよい。[5. First modification]
[5.1.
FIG. 7 shows a
三相インバータ2Aは、制御装置7に外部接続される。三相インバータ2Aは、制御装置7から供給される制御信号Ctrl_DC/ACによって制御される。Three-
制御装置5Aは、第1制御部51Aを有する。
第1制御部51Aは、太陽光発電装置としての直流電源4aに接続されたDC/DCコンバータ3aを制御する。第1制御部51Aは、直流電源4aをさらに制御してよい。第1制御部51Aは、直流バス10の電圧が閾値電圧以下の場合に直流電源4aから最大電力が供給されるようにMPPT制御を行ってよい。The
51 A of 1st control parts control the DC/DC converter 3a connected to the DC power supply 4a as a solar power generation device. The
また、第1制御部51Aは、直流バス10の電圧が閾値電圧を超えて複数のDC/DCコンバータ3のうち一部のDC/DCコンバータ3(本変形例においては対応するDC/DCコンバータ3a)の出力電力を低減させる場合に、直流バス10の電圧から決定される目標値に当該出力電力を制御してよい。なお、目標値については詳細を後述する。
In addition, the
制御装置7は、電圧測定部70と、第2制御部71とを有する。
電圧測定部70は、直流バス10の電圧を測定する。電圧測定部70は、測定した電圧を第2制御部71に供給してよい。The
第2制御部71は、制御信号Ctrl_DC/ACによって少なくとも1つの単相インバータ22を制御する。本変形例においては一例として、第2制御部71は、各単相インバータ22を制御してよい。第2制御部71は、電圧測定部70による測定電圧に基づいて各単相インバータ22の制御条件を変更し、直流バス10の電圧を基準電圧に維持してよい。また、第2制御部71は、出力制限の指令信号を受信したことに応じ、単相インバータ22から出力される出力電力を低減させてよい。出力制限の指令信号は、三相インバータ2Aからの出力電力が出力制限電力よりも大きい場合に、オペレータや外部装置から継続して供給されてよい。出力制限電力は、三相インバータ2Aの定格電力であってよく、三相インバータ2Aから交流配線15に出力される電力の上限値であってよい。なお、出力制限の指令信号は、直流バス10に接続された負荷による消費電力が増大した場合に第2制御部71に供給されてもよい。The
以上の電力システム1Aによれば、直流バス10の電圧が閾値電圧以下の場合に太陽光発電装置としての直流電源4aがMPPT制御されるので、DC/DCコンバータ3aの出力電力を低減する必要が無い場合には、太陽光発電装置の出力電力、ひいてはDC/DCコンバータ3aの出力電力を最大化することができる。
According to the
また、DC/DCコンバータ3の出力電力が低減される場合に、直流バス10の電圧から決定される目標値に基づいて当該DC/DCコンバータ3の当該出力電力が低減されるので、直流バス10の電圧を確実に基準電圧に維持することができる。
Further, when the output power of the DC/
また、第2制御部71が出力制限の指令信号を受信したことに応じ、単相インバータ22から出力される出力電力が低減するので、出力制限が指令されているにも関わらず単相インバータ22からの出力電力が維持されてしまうのを防止することができる。また、単相インバータ22からの出力電力を低減させることで、その分だけ直流バス10の電圧低下を防止することができる。また、これに合わせてDC/DCコンバータ3の出力電力をMPPT制御などによって大きく維持することで、直流バス10の電圧を上昇させることができ、その後、DC/DCコンバータ3の出力電力を低減させることで直流バス10の電圧を維持することができる。従って、制御装置7と制御装置5Aとの間で通信することなく直流バス10の電圧を確実に基準電圧に維持することができる。
In addition, since the output power output from the single-
[5.2.制御装置7]
図8は、制御装置7を示す。制御装置7の第2制御部71は、電圧制御部710と、出力制限電流算出部711と、調節部712と、切替部713とを有する。[5.2. Control device 7]
FIG. 8 shows the
電圧制御部710は、上述の実施形態における第2制御部21と同様にして各単相インバータ22を制御する。例えば、電圧制御部710は、電圧測定部70による測定電圧に基づいて各単相インバータ22の制御条件を変更し、直流バス10の電圧を基準電圧に維持してよい。電圧制御部710は、切替部713を介して制御信号Ctrl_DC/ACを各単相インバータ22に供給してよい。The
出力制限電流算出部711は、単相インバータ22の出力電力を制限する場合に各単相インバータ22に流す電流を決定する。出力制限電流算出部711は、出力制限の指令信号を受信したことに応じ、指令信号に含まれる目標出力電力と、直流バス10の電圧とに基づいて、単相インバータ22に流す電流量の指令値を決定してよい。例えば、出力制限電流算出部711は、目標出力電力(W)を電圧測定部70による測定電圧、つまり直流バス10の電圧(V)で除算して電流量(I)の指令値を算出してよい。出力制限電流算出部711は、算出した電流量の指令値を調節部712に供給してよい。
The output limit
調節部712は、基準電圧に対する直流バス10の電圧(本変形例では電圧測定部70による測定電圧)の不足分に応じて、出力制限電流算出部711から供給される電流量の指令値を補正して、各単相インバータ22を制御する。調節部712は、補正後の指令値に応じた電流が単相インバータ22に流れるように制御信号Ctrl_DC/ACを生成し、切替部713を介して当該制御信号Ctrl_DC/ACを各単相インバータ22に供給してよい。The
切替部713は、電圧制御部710と、調節部712との何れか一方から出力される制御信号Ctrl_DC/ACを各単相インバータ22に供給する。切替部713は、出力制限の指令信号を受信した場合に、調節部712からの制御信号Ctrl_DC/ACを各単相インバータ22に供給し、指令信号を受信していない場合に、電圧制御部710からの制御信号Ctrl_DC/ACを各単相インバータ22に供給してよい。The
以上の制御装置7によれば、出力制限の指令信号に含まれる目標出力電力と、直流バス10の電圧とに基づいて、単相インバータ22に流される電流量が決定されるので、確実に目標出力電力を単相インバータ22から出力することができる。
According to the
[5.3.動作]
[5.3(1).制御装置7の動作]
図9は、制御装置7の動作を示す。制御装置7は、ステップS51~S67の処理を行うことにより、単相インバータ22の出力電圧と、直流バス10の電圧とを制御する。なお、この動作の開始時には制御装置7による各単相インバータ22の制御が継続されていてよい。[5.3. motion]
[5.3(1). Operation of control device 7]
9 shows the operation of the
ステップS51において電圧測定部70は、上述のステップS11と同様にして、直流バス10の電圧を測定する。
In step S51, the
ステップS53において切替部713は、出力制限の指令信号を受信したか否かを判定する。出力制限の指令信号は、三相インバータ2Aからの出力電力が出力制限電力よりも大きい場合に制御装置7に供給されてよい。ステップS53において出力制限の指令信号が受信されないと判定した場合(ステップS53;No)にはステップS55に処理が移行する。ステップS53において出力制限の指令信号が受信されたと判定した場合(ステップS53;Yes)にはステップS61に処理が移行する。
In step S53, the
ステップS55において切替部713は、制御信号Ctrl_DC/ACの出力元として電圧制御部710を選択する。これに代えて、ステップS55において切替部713は、電圧制御部710をイネーブルし、調節部712をディセーブルしてもよい。In step S55, the
ステップS57において電圧制御部710は、上述のステップS13と同様にして、測定電圧が基準電圧であるか否かを判定する。測定電圧が基準電圧であると判定された場合(ステップS57;Yes)にはステップS51に処理が移行し、測定電圧が基準電圧ではないと判定された場合(ステップS57;No)にはステップS59に処理が移行する。
In step S57,
そして、ステップS59において電圧制御部710は、上述のステップS15と同様にして、各単相インバータ22の制御条件を変更することで、直流バス10の電圧を基準電圧に維持するように試みる。ステップS59の処理後にはステップS51に処理が移行してよい。
Then, in step S59, the
なお、本変形例においては、ステップS55~S59の処理によって直流バス10の電圧が維持されるよう制御されるため、ステップS55~S59の処理を行う場合の制御装置7の状態を直流バス電圧維持の状態とも称する。
In this modification, the control is performed so that the voltage of the
ステップS61において切替部713は、制御信号Ctrl_DC/ACの出力元として調節部712を選択する。これに代えて、ステップS61において切替部713は、電圧制御部710をディセーブルし、調節部712をイネーブルしてもよい。In step S61, the
ステップS63において出力制限電流算出部711は、指令信号に含まれる目標出力電力と、直流バス10の測定電圧とに基づいて、単相インバータ22に流す電流量の指令値を決定する。なお、単相インバータ22に流す電流量は、直流バス10から単相インバータ22に流れる直流電流の量でもよいし、単相インバータ22から出力される交流電流の量(一例として実効値)でもよい。
In step S<b>63 , the output limit
ステップS65において調節部712は、基準電圧に対する測定電圧の不足分に応じて、電流量の指令値を補正する。例えば、調節部712は、不足分の電圧が大きいほど、電流量の指令値を元の値よりも小さくしてよい。これにより、電流量の指定値を小さくしない場合と比較して、単相インバータ22からの出力が小さくなり、直流バス10の電圧の低下が抑えられる。調節部712は、電流量の指令値にPI制御を行ってよい。これにより、単相インバータ22に流れる電流が振動しないように電流量の指令値が補正される。調節部712は、不足分の電圧が無い場合、つまり、測定電圧が基準電圧以上である場合には、電流量の指令値に対して補正を行わなくてよい。
In step S65, the
ステップS67において調節部712は、補正後の指令値に基づいて各単相インバータ22の制御条件を変更することで、各単相インバータ22に流れる電流を補正後の指令値に制限し、各単相インバータ22からの出力を制限する。これにより、単相インバータ22、ひいては三相インバータ2Aから出力される電力が低減されて直流バス10の電圧低下が緩和され、DC/DCコンバータ3からの電力供給に応じて直流バス10の電圧が上昇する。三相インバータ2Aからの出力電力は出力制限電力よりも小さくてよい。ステップS67の処理後にステップS51に処理が移行してよい。
In step S67, the
なお、本変形例においては、ステップS61~S67の処理によって三相インバータ2Aからの交流出力が制限されるため、ステップS61~S67の処理を行う場合の制御装置7の状態を交流出力制限の状態とも称する。
In this modification, since the AC output from the three-
[5.3(2).制御装置5Aの動作]
図10は、制御装置5Aの動作を示す。制御装置5Aは、ステップS71~S87の処理を行うことにより、DC/DCコンバータ3の出力電力と、直流バス10の電圧とを制御する。なお、この動作の開始時には制御装置5Aの第1制御部51Aにより、対応するDC/DCコンバータ3aの制御が継続されていてよい。また、本変形例においては一例として、制御装置5AがステップS71~S87の処理を行う間に、制御装置7はステップS51~S67の処理を行っていてよい。但し、制御装置7は停止していてもよい。[5.3(2). Operation of
FIG. 10 shows the operation of the
ステップS71において電圧測定部50は、上述のステップS21と同様にして、直流バス10の電圧を測定する。
In step S71, the
ステップS73において第1制御部51Aは、上述のステップS23と同様にして、測定電圧が閾値電圧以下であるか否かを判定する。測定電圧が閾値電圧以下であると判定された場合(ステップS73;Yes)にはステップS75に処理が移行し、測定電圧が閾値電圧を超えると判定された場合(ステップS75;No)にはステップS81に処理が移行する。
In step S73, the
ステップS75において第1制御部51Aは、太陽光発電装置である直流電源4aからDC/DCコンバータ3a、ひいては直流バス10に最大電力が供給されるようにMPPT制御を行う。これにより、直流バス10の電圧が上昇する。ステップS75の処理後にはステップS71に処理が移行してよい。
In step S<b>75 , the
なお、本変形例においては、ステップS71~S75の処理によって直流電源4aがMPPT制御されるため、ステップS71~S75の処理を行う場合の制御装置5Aの状態をMPPTの状態とも称する。
In this modification, the DC power supply 4a is MPPT-controlled by the processes of steps S71 to S75, so the state of the
ステップS81において第1制御部51Aは、直流バス10の測定電圧から決定される目標値にDC/DCコンバータ3aの出力電力を制御する。目標値は、直流バス10の測定電圧と、第2制御部71で用いられる基準電圧とから決定されてよい。
In step S<b>81 , the
例えば、目標値は、測定電圧が基準電圧よりも大きい場合には、前回のステップS81で決定された目標値よりも小さい値に決定されてよく、測定電圧が基準電圧よりも小さい場合には、前回のステップS81で決定された目標値よりも大きい値に決定されてよい。ステップS81の処理が行われる毎の目標値の変動幅は、測定電圧と基準電圧との差分の大きさに比例してもよいし、差分の大きさによらず一定であってもよい。 For example, the target value may be determined to be smaller than the target value determined in the previous step S81 when the measured voltage is greater than the reference voltage, and when the measured voltage is less than the reference voltage, A value larger than the target value determined in the previous step S81 may be determined. The fluctuation range of the target value each time the process of step S81 is performed may be proportional to the magnitude of the difference between the measured voltage and the reference voltage, or may be constant regardless of the magnitude of the difference.
ステップS81の処理が最初に行われるときの目標値、つまり目標値の初期値は、MPPT制御が行われる場合の出力電力よりも小さい電力であってよい。これにより、DC/DCコンバータ3aの出力電力は、ステップS75の処理による出力電力よりも低減される。同様に、ステップS81の処理が繰り返し行われる場合の各目標値は、MPPT制御が行われる場合の出力電力よりも小さい電力であってよい。 The target value when the process of step S81 is performed for the first time, that is, the initial value of the target value, may be power smaller than the output power when MPPT control is performed. As a result, the output power of the DC/DC converter 3a is reduced below the output power obtained by the process of step S75. Similarly, each target value when the process of step S81 is repeatedly performed may be power smaller than the output power when MPPT control is performed.
なお、測定電圧が基準電圧と等しい場合には、目標値は前回のステップS81と同じであってよい。また、一時的に日射量が低下して直流電源4a、つまり太陽光発電装置の発電量が低下した場合には、DC/DCコンバータ3aの出力電力は目標値を下回ってもよい。 Note that if the measured voltage is equal to the reference voltage, the target value may be the same as in the previous step S81. Further, when the amount of solar radiation temporarily decreases and the power generation amount of the DC power supply 4a, that is, the photovoltaic power generation device decreases, the output power of the DC/DC converter 3a may fall below the target value.
目標値は、第1制御部51Aによって算出されてよい。これに代えて、目標値は制御装置5Aの外部から第1制御部51Aに供給されてもよい。目標値は、必ずしも第2制御部71で用いられる基準電圧と、直流バス10の測定電圧とから決定されなくてもよい。例えば、目標値は、ステップS73の処理において第1制御部51Aで用いられる閾値電圧と、測定電圧とから決定されてもよいし、基準電圧および閾値電圧のそれぞれとは異なる他の電圧と、測定電圧とから決定されてもよい。
The target value may be calculated by the
ステップS83において電圧測定部50は、上述のステップS21と同様にして、直流バス10の電圧を測定する。
In step S83, the
ステップS85において第1制御部51Aは、目標値がDC/DCコンバータ3aの基準出力電力以上であるか否かを判定する。DC/DCコンバータ3aの基準出力電力は、本変形例では一例として、設計上安定してDC/DCコンバータ3aを使用できる定格出力電力であるが、DC/DCコンバータ3aが一時的に出力し得る最大出力電力でもよい。ステップS85において目標値が基準出力電力以上でないと判定された場合(ステップS85;No)には、ステップS87に処理が移行する。ステップS85において目標値が基準出力電力以上であると判定された場合(ステップS85;Yes)には、ステップS71に処理が移行する。これにより、ステップS81の処理によってDC/DCコンバータ3aの出力電力を低減させる制御が解除される。
In step S85, the
ステップS87において第1制御部51Aは、目標値がDC/DCコンバータ3aに接続された直流電源4aの基準出力電力以上であるか否かを判定する。直流電源4aの基準出力電力は、本変形例では一例として、設計上安定して直流電源4aを使用できる定格出力電力であるが、直流電源4aが一時的に出力し得る最大出力電力でもよい。ステップS87の処理後にはステップS81に処理が移行してよい。ステップS87において目標値が基準出力電力以上でないと判定された場合(ステップS87;No)には、ステップS81に処理が移行する。ステップS87において目標値が基準出力電力以上であると判定された場合(ステップS87;Yes)には、ステップS71に処理が移行する。これにより、ステップS81の処理によってDC/DCコンバータ3aの出力電力を低減させる制御が解除される。
In step S87, the
なお、ステップS85,S87の処理は、何れか一方のみが行われてもよい。
本変形例においては、ステップS81~S87の処理によってDC/DCコンバータ3aからの出力電力が制限されるため、ステップS81~S87の処理を行う場合の制御装置5Aの状態を直流出力制限の状態とも称する。Note that only one of the processes of steps S85 and S87 may be performed.
In this modification, since the output power from the DC/DC converter 3a is limited by the processing of steps S81 to S87, the state of the
以上の動作によれば、ステップS81の処理でDC/DCコンバータ3aの出力電力を低減させている場合に、第2制御部71によるステップS51~S67の処理によって直流バス10の電圧が高められるなどの結果、直流バス10の電圧から決定されるDC/DCコンバータ3aの出力電力の目標値が当該DC/DCコンバータ3aの基準出力電力と、これに接続された直流電源4aの基準出力電力との少なくとも一方の電力以上になると、出力電力を低減させる制御が解除される。従って、出力電力を低減させる必要が無くなった場合に適切に制御を切り替えることができる。
According to the above operation, when the output power of the DC/DC converter 3a is reduced in the processing of step S81, the voltage of the
また、直流バス10の測定電圧がいったん閾値電圧を超えて制御装置5Aが直流出力制限の状態になると、測定電圧から決定される出力電力の目標値に応じて制御装置5AがMPPTの状態になるので、制御装置5Aと制御装置7との間の通信を行わずに、制御装置5Aの状態遷移を、制御装置7による直流バス10の電圧制御と連動させることができる。また、測定電圧そのものではなく、測定電圧から決定される出力電力の目標値に応じて制御装置5AがMPPTの状態になるので、制御装置5Aの状態が頻繁に遷移するのを防止することができる。
Further, once the measured voltage of the
[5.3(3).電力システム1Aの状態遷移表]
図11は、電力システム1Aの状態遷移図を示す。[5.3(3). State transition table of
FIG. 11 shows a state transition diagram of the
電力システム1Aは、制御装置5AがMPPT、かつ、制御装置7が直流バス電圧維持の状態(S0)において、出力制限指令の信号が供給される、つまり三相インバータ2Aからの交流出力が出力制限電力を超えると、制御装置5AがMPPT、かつ、制御装置7が交流出力制限の状態(S1)となる。
In the
また、電力システム1Aは、制御装置5AがMPPT、かつ、制御装置7が交流出力制限の状態(S1)において、直流バス電圧の測定電圧が閾値電圧よりも大きくなると、制御装置5Aが直流出力制限、かつ、制御装置7が交流出力制限の状態(S2)となる。
In the
また、電力システム1Aは、制御装置5Aが直流出力制限、かつ、制御装置7が交流出力制限の状態(S2)において、DC/DCコンバータ3aからの直流出力電力の目標値が基準出力電力以上になると、制御装置5AがMPPT、かつ、制御装置7が交流出力制限の状態(S3)となる。
In the
また、電力システム1Aは、制御装置5AがMPPT、かつ、制御装置7が交流出力制限の状態(S3)において、出力制限の指令信号が供給されない、つまり三相インバータ2Aからの交流出力が出力制限電力以下であると、制御装置5AがMPPT、かつ、制御装置7が直流バス電圧維持の状態(S0)となる。
In the
ここで、以上の状態(S0~S3)のうち、制御装置5AがMPPT、かつ、制御装置7が交流出力制限の状態(S1,S3)においては、制御装置5Aおよび制御装置7が直流バス10の電圧制御を行っていない。従って、この状態においてDC/DCコンバータ3aから直流バス10への供給電力が直流バス10から三相インバータ2Aへの供給電力を下回ると、直流バス10の電圧が減少してしまう。この場合、制御装置5AはDC/DCコンバータ3aからの供給電力を増やすことができないのに対し、制御装置7は三相インバータ2Aへの供給電力を減らし得る。そのため、本変形例においては一例として、制御装置7がステップS63において直流バス10の測定電圧が低いほど、単相インバータ22に流す電流量の指令値を小さくしてよい。これにより、直流バス10の電圧低下が防止される。
Here, among the above states (S0 to S3), when the
なお、上記の第1の変形例においては、制御装置5AがステップS71~75の処理と、ステップS81~S87の処理とをそれぞれ行うこととして説明したが、何れか一方の処理のみを行うこととしてもよい。
In the above-described first modification, the
また、第1制御部51Aは、目標値がDC/DCコンバータ3aの基準出力電力以上である場合(ステップS85;Yes)や、目標値がDC/DCコンバータ3aに接続された直流電源4aの基準出力電力以上である場合(ステップS87;Yes)には、直流バス10の測定電圧が閾値電圧以下である場合(ステップS75;Yes)にMPPT制御を行うこととして説明したが、測定電圧が閾値電圧以下であるか否かの判定を行わずにMPPT制御を行ってもよい。一例として、第1制御部51Aは、ステップS85やステップS87の判定結果がYesの場合には、MPPT制御を行った後にステップS73の処理に移行してもよい。
In addition, when the target value is equal to or higher than the reference output power of the DC/DC converter 3a (step S85; Yes), or when the target value is the reference output power of the DC power supply 4a connected to the DC/DC converter 3a, the
また、制御装置5Aは太陽光発電装置としての直流電源4aに接続されたDC/DCコンバータ3aを制御することとして説明したが、蓄電池としての直流電源4cに接続されたDC/DCコンバータ3cを制御してもよい。DC/DCコンバータ3cに接続された制御装置5Aは、直流バス10の電圧変動に応じ、ステップS81の処理においてDC/DCコンバータ3cの出力電力の目標値を正負の電力としてよい。ここで述べる正負の電力は、蓄電池としての直流電源4cから直流バス10に電力を供給するパワーフローが正であってよく、直流バス10から蓄電池としての直流電源4cへ電力を供給するパワーフローが負であってよい。これにより、直流バス10の電圧に応じて直流電源4cが適宜、充放電を行う。
Further, although the
[6.第2の変形例]
[6.1.電力システム1B]
図12は、第2の変形例に係る電力システム1Bを示す。電力システム1Bは三相インバータ2Bを備え、三相インバータ2Bは制御装置5Bを有してよい。制御装置5Bは、電圧測定部20および第2制御部21に加え、記憶部55と、第1制御部51Bとを有してよい。[6. Second modification]
[6.1.
FIG. 12 shows a
記憶部55は、複数のDC/DCコンバータ3のそれぞれに対応付けて、閾値電圧以上の互いに異なる固有閾値電圧を記憶する。固有閾値電圧はそれぞれ絶対最大定格電圧よりも低い電圧であってよい。
The
第1制御部51Bは、制御信号Ctrl_DC/DCによって複数のDC/DCコンバータ3のそれぞれを制御する。第1制御部51Bは、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータ3のうちの一部のDC/DCコンバータ3のみの出力電力を低減してよい。第1制御部51Bは、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータ3の間で時間差をつけて各DC/DCコンバータ3の出力電力を低減させてよい。また、第1制御部51Bは、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータ3のうち、出力電力を低減するDC/DCコンバータ3の個数を段階的に増やしてよい。例えば、第1制御部51Bは、直流バス10の電圧が何れかの固有閾値電圧を超える場合に、当該固有閾値電圧に対応するDC/DCコンバータ3の出力電力を低減させてよい。直流バス10の電圧が絶対最大定格電圧を超える場合には、第1制御部51Bは各DC/DCコンバータ3を停止してよい。The
以上の電力システム1Bによれば、第1制御部51Bが複数のDC/DCコンバータ3のそれぞれを制御するので、第1制御部51が複数のDC/DCコンバータ3の一部のみを制御する上記実施形態の場合と異なり、複数のDC/DCコンバータ3の間で出力電力を調整しつつ制御を行うことができる。
According to the
また、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータ3のうち、出力電力が低減されるDC/DCコンバータ3の個数が段階的に増やされるので、直流バス10の電圧を確実に閾値電圧以下に抑えることができる。
Further, when the voltage of the
また、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、複数のDC/DCコンバータ3の間で時間差をつけて各DC/DCコンバータ3の出力電力が低減されるので、直流バス10の電圧が上昇する場合に、全てのDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されてしまうのを防止し、電力システム1Bの全体としての運転を確実に継続することができる。
Further, when the voltage of the
また、複数のDC/DCコンバータ3のそれぞれに対応付けて、別々の固有閾値電圧が記憶され、直流バス10の電圧が何れかの固有閾値電圧を超える場合に、当該固有閾値電圧に対応するDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されるので、直流バス10の電圧が上昇する場合に、全てのDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されてしまうのを防止し、電力システム1Bの全体としての運転を確実に継続することができる。
In addition, separate peculiar threshold voltages are stored in association with each of the plurality of DC/
[6.2.動作]
図13は、制御装置5Bの動作を示す。制御装置5Bは、ステップS31~S41の処理を行うことにより、直流バス10の電圧を基準電圧に維持する。なお、この動作の開始時には第2制御部21により各単相インバータ22の制御が継続されていてよい。また、第1制御部51Bにより、対応するDC/DCコンバータ3の制御が継続されていてよい。一例として、第1制御部51Bは、太陽光発電装置としての直流電源4a,4bから最大電力が供給されるように直流電源4a,4bとの間でMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御を行ってよい。また、第1制御部51Bは、直流バス10の電圧変動に応じ、太陽光発電装置としての直流電源4a,4bからの電力供給量に余剰分が発生した場合には蓄電池としての直流電源4cに充電を行わせ、不足分が発生した場合には直流電源4cに放電を行わせてよい。[6.2. motion]
FIG. 13 shows the operation of the
ステップS31において電圧測定部20は、直流バス10の電圧を測定する。
In step S<b>31 , the
ステップS33において第2制御部21は、上述のステップS13と同様にして、測定電圧が基準電圧であるか否かを判定する。測定電圧が基準電圧であると判定された場合(ステップS33;Yes)には処理がステップS31に移行し、測定電圧が基準電圧ではないと判定された場合(ステップS33;No)には処理がステップS35に移行する。
In step S33, the
ステップS35において第2制御部21は、上述のステップS15と同様にして、各単相インバータ22の制御条件を変更することで、直流バス10の電圧を基準電圧に維持するように試みる。
In step S35, the
ステップS37において電圧測定部20は、直流バス10の電圧を測定する。
In step S<b>37 , the
ステップS39において第1制御部51Bは、測定電圧が何れかの固有閾値電圧を超えるか否かを判定する。測定電圧が何れかの固有閾値電圧を超えると判定された場合(ステップS39;Yes)には処理がステップS41に移行し、測定電圧が固有閾値電圧を超えないと判定された場合(ステップS39;No)には処理がステップS31に移行する。
In step S39, the
各固有閾値電圧は単一の電圧値であってよい。ここで、本実施形態では一例として、DC/DCコンバータ3の固有閾値電圧は、DC/DCコンバータ3に接続された直流電源4の最大出力電力に応じて設定されており、例えば、接続された直流電源4の最大出力電力が大きい順に、DC/DCコンバータ3の固有閾値電圧は大きく(または小さく)設定されている。
Each unique threshold voltage may be a single voltage value. Here, as an example in this embodiment, the characteristic threshold voltage of the DC/
ステップS41において第1制御部51Bは、測定電圧を下回った固有閾値電圧に対応するDC/DCコンバータ3の出力電力を低減させる。例えば、第1制御部51Bは、出力電力を現時点より小さい電力にしてよい。これにより、複数のDC/DCコンバータ3のうち、一部のDC/DCコンバータ3のみで出力電力が低減する。ステップS41の処理が完了したら、処理はステップS31に移行してよい。
In step S41, the
ここで、本実施形態では一例として、接続された直流電源4の最大出力電力の順序に従ってDC/DCコンバータ3の固有閾値電圧が設定されている。従って、ステップS39~S41の処理が繰り返される場合には、各DC/DCコンバータ3に接続された各直流電源4の最大出力電力に応じた順序で各DC/DCコンバータ3の出力電力が低減される。
Here, in this embodiment, as an example, the intrinsic threshold voltage of the DC/
以上の動作によれば、直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、接続された各直流電源4の最大出力電力に応じた順序で各DC/DCコンバータ3の出力電力が低減される。従って、直流電源4の最大出力電力が大きい順に各DC/DCコンバータ3の出力電力が低減される場合には、複数のDC/DCコンバータ3から直流バス10に供給される電力量を即座に大きく低減することができるため、直流バスの電圧を確実に閾値電圧以下に抑えて安全性を高めることができる。また、直流電源4の最大出力電力が小さい順に各DC/DCコンバータ3の出力電力が低減される場合には、複数のDC/DCコンバータ3から直流バス10に供給される電力量を徐々に大きく低減することができるため、電力システム1の全体としての出力電力を高く維持することができる。
According to the above operation, when the voltage of the
なお、上記の第2の変形例においては、記憶部55には複数のDC/DCコンバータ3のそれぞれに対応付けて互いに異なる固有閾値電圧が記憶され、第1制御部51Bは直流バス10の電圧が固有閾値電圧を超える場合に、当該固有閾値電圧に対応するDC/DCコンバータ3の出力電力を低減させることとして説明した。これに代えて、複数のDC/DCコンバータ3のそれぞれに対応付けて、互いに異なる固有上限時間が記憶部55に記憶され、第1制御部51Bは直流バス10の電圧が閾値電圧を超えた継続時間が何れかの固有上限時間を超える場合に、当該固有上限時間に対応するDC/DCコンバータ3の出力電力を低減させてもよい。これにより、電力システム1に具備される他の制御装置5との間で上限時間を異ならせることができるため、複数のDC/DCコンバータ3を個別の上限時間に基づいて制御することができる。よって、直流バス10の電圧が上昇する場合に、全てのDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されてしまうのを防止し、電力システム1の全体としての運転を確実に継続することができる。各DC/DCコンバータ3の固有上限時間は、例えば接続された直流電源4の最大出力電力に応じた順序に従って設定されてよい。
In the second modification, the
また、第1制御部51Bは直流バス10の電圧が閾値電圧を超える場合に、直流電源4の最大出力電力に応じた順序で各DC/DCコンバータ3の出力電力を低減することとして説明したが、ランダムな順序で各DC/DCコンバータ3の出力電力を低減させてもよいし、DC/DCコンバータ3ごとに出力電力を低減させた履歴を記憶しておいて、出力電力が低減された回数が少ないDC/DCコンバータ3を優先して低減の対象としてもよい。これらの場合にも、直流バス10の電圧が上昇する場合に、全てのDC/DCコンバータ3の出力電力が低減されてしまうのを防止し、電力システム1の全体としての運転を確実に継続することができる。
Also, the
また、制御装置5Bが第2制御部21および記憶部55を有することとして説明したが、これらの少なくとも一方を有しないこととしてもよい。制御装置5Bが第2制御部21を有しない場合には、第2制御部21は制御装置5Bの外部に設けられてもよい。制御装置5Bが記憶部55を有しない場合には、制御装置5Bは、上述したようにランダムな順序で各DC/DCコンバータ3の出力電力を低減してもよいし、ラックマウント型のPCS装置11に対する各DC/DCコンバータ3の接続位置に応じた順序で各DC/DCコンバータ3の出力電力を低減してもよい。
Further, although it has been described that the
また、制御装置5Bが第2制御部21を有することとして説明したが、上記の第1の変形例における第2制御部71を有してもよい。この場合、制御装置5Bは、ステップS31~S35の処理に代えて、ステップS71~S87の処理を行ってよい。また、制御装置5Bが第1制御部51Bを有することとして説明したが、上記の第1の変形例における第1制御部51Aを有してもよい。この場合、制御装置5Bは、ステップS39において測定電圧が何れかの固有閾値電圧を超えないと判定された場合(ステップS39;No)に、測定電圧より大きい固有閾値電圧に対応するDC/DCコンバータ3a,3bに対しMPPT制御を行ってよい。また、制御装置5Bは、ステップS39において測定電圧が何れかの固有閾値電圧を超えると判定された場合(ステップS39;Yes)に、測定電圧を下回った固有閾値電圧に対応するDC/DCコンバータ3に対し、ステップS81~S87の処理を行ってよい。
Further, although the
[7.その他の変形例]
なお、上記の実施形態および変形例においては、電力システム1,1A,1Bは、U相、V相およびW相のそれぞれについて単相インバータ22を有する三相インバータ2を備えることとして説明したが、単相インバータ22のみを有してもよいし、DC/DCコンバータ回路23のみを有してもよいし、単相インバータ回路24のみを有してもよい。また、三相インバータ2は各相について単一の単相インバータ22を有することとして説明したが、直列または並列に接続された複数の単相インバータ22を有してもよい。[7. Other Modifications]
In the above embodiments and modifications,
また、単相インバータ22がフルブリッジ回路241を有するフルブリッジインバータ回路であることとして説明したが、ハーフブリッジ回路を有するハーフブリッジインバータ回路であってもよい。
Further, although the single-
また、電力システム1,1A,1Bは直流電源4を備えることとして説明したが、直流電源4を備えずに、直流電源4に外部接続されてもよい。
Moreover, although the
また、本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、(1)操作が実行されるプロセスの段階または(2)操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および/またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび/またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路(IC)および/またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理AND、論理OR、論理XOR、論理NAND、論理NOR、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブルロジックアレイ(PLA)等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。 Additionally, various embodiments of the invention may be described with reference to flowchart illustrations and block diagrams, where blocks represent (1) steps in a process in which operations are performed or (2) roles that perform operations. may represent a section of equipment that has Certain steps and sections may be implemented by dedicated circuitry, programmable circuitry provided with computer readable instructions stored on a computer readable medium, and/or processor provided with computer readable instructions stored on a computer readable medium. you can Dedicated circuitry may include digital and/or analog hardware circuitry, and may include integrated circuits (ICs) and/or discrete circuitry. Programmable circuits include logic AND, logic OR, logic XOR, logic NAND, logic NOR, and other logic operations, memory elements such as flip-flops, registers, field programmable gate arrays (FPGAs), programmable logic arrays (PLAs), etc. and the like.
コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリメモリ(ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EPROMまたはフラッシュメモリ)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ(EEPROM)、静的ランダムアクセスメモリ(SRAM)、コンパクトディスクリードオンリメモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイ(RTM)ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。 Computer-readable media may include any tangible device capable of storing instructions to be executed by a suitable device, such that computer-readable media having instructions stored thereon may be designated in flowcharts or block diagrams. It will comprise an article of manufacture containing instructions that can be executed to create means for performing the operations described above. Examples of computer-readable media may include electronic storage media, magnetic storage media, optical storage media, electromagnetic storage media, semiconductor storage media, and the like. More specific examples of computer readable media include floppy disks, diskettes, hard disks, random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable read only memory (EPROM or flash memory), Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM), Static Random Access Memory (SRAM), Compact Disc Read Only Memory (CD-ROM), Digital Versatile Disc (DVD), Blu-ray (RTM) Disc, Memory Stick, Integration Circuit cards and the like may be included.
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ(ISA)命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはSmalltalk、JAVA(登録商標)、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「C」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、1または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。 The computer readable instructions may be assembler instructions, Instruction Set Architecture (ISA) instructions, machine instructions, machine dependent instructions, microcode, firmware instructions, state setting data, or object oriented programming such as Smalltalk, JAVA, C++, etc. language, and any combination of one or more programming languages, including conventional procedural programming languages, such as the "C" programming language or similar programming languages. good.
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク(WAN)を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。 Computer readable instructions may be transferred to a processor or programmable circuitry of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus, either locally or over a wide area network (WAN), such as a local area network (LAN), the Internet, or the like. ) and may be executed to create means for performing the operations specified in the flowcharts or block diagrams. Examples of processors include computer processors, processing units, microprocessors, digital signal processors, controllers, microcontrollers, and the like.
図14は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ2200の例を示す。コンピュータ2200にインストールされたプログラムは、コンピュータ2200に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の1または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該1または複数のセクションを実行させることができ、および/またはコンピュータ2200に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ2200に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、CPU2212によって実行されてよい。
FIG. 14 illustrates an
本実施形態によるコンピュータ2200は、CPU2212、RAM2214、グラフィックコントローラ2216、およびディスプレイデバイス2218を含み、それらはホストコントローラ2210によって相互に接続されている。コンピュータ2200はまた、通信インタフェース2222、ハードディスクドライブ2224、DVD-ROMドライブ2226、およびICカードドライブのような入/出力ユニットを含み、それらは入/出力コントローラ2220を介してホストコントローラ2210に接続されている。コンピュータはまた、ROM2230およびキーボード2242のようなレガシの入/出力ユニットを含み、それらは入/出力チップ2240を介して入/出力コントローラ2220に接続されている。
CPU2212は、ROM2230およびRAM2214内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ2216は、RAM2214内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にCPU2212によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス2218上に表示されるようにする。
通信インタフェース2222は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ2224は、コンピュータ2200内のCPU2212によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。DVD-ROMドライブ2226は、プログラムまたはデータをDVD-ROM2201から読み取り、ハードディスクドライブ2224にRAM2214を介してプログラムまたはデータを提供する。ICカードドライブは、プログラムおよびデータをICカードから読み取り、および/またはプログラムおよびデータをICカードに書き込む。
ROM2230はその中に、アクティブ化時にコンピュータ2200によって実行されるブートプログラム等、および/またはコンピュータ2200のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入/出力チップ2240はまた、様々な入/出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入/出力コントローラ2220に接続してよい。
プログラムが、DVD-ROM2201またはICカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ2224、RAM2214、またはROM2230にインストールされ、CPU2212によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ2200に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ2200の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。
A program is provided by a computer-readable medium such as a DVD-
例えば、通信がコンピュータ2200および外部デバイス間で実行される場合、CPU2212は、RAM2214にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース2222に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース2222は、CPU2212の制御下、RAM2214、ハードディスクドライブ2224、DVD-ROM2201、またはICカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。
For example, when communication is performed between the
また、CPU2212は、ハードディスクドライブ2224、DVD-ROMドライブ2226(DVD-ROM2201)、ICカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がRAM2214に読み取られるようにし、RAM2214上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。CPU2212は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。
In addition, the
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。CPU2212は、RAM2214から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索/置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をRAM2214に対しライトバックする。また、CPU2212は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第2の属性の属性値に関連付けられた第1の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、CPU2212は、第1の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第2の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第1の属性に関連付けられた第2の属性の属性値を取得してよい。
Various types of information, such as various types of programs, data, tables, and databases, may be stored on recording media and subjected to information processing.
上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ2200上またはコンピュータ2200近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはRAMのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ2200に提供する。
The programs or software modules described above may be stored in a computer readable medium on or near
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the scope of the claims that forms with such modifications or improvements can also be included in the technical scope of the present invention.
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The execution order of each process such as actions, procedures, steps, and stages in devices, systems, programs, and methods shown in claims, specifications, and drawings is etc., and it should be noted that they can be implemented in any order unless the output of a previous process is used in a later process. Regarding the operation flow in the claims, specification, and drawings, even if explanations are made using "first," "next," etc. for the sake of convenience, it means that it is essential to carry out in this order. isn't it.
1 電力システム、 2 三相インバータ、 3 DC/DCコンバータ、 4 直流電源、 5 制御装置、 10 直流バス、 11 装置、 20 電圧測定部、 21 第2制御部、 22 単相インバータ、 23 DC/DCコンバータ回路、 24 単相インバータ回路、 25 セル、 31 第1正側端子、 32 第2正側端子、 33 ダイオード、 34 スイッチング素子、 35 スイッチング素子、 36 平滑コンデンサ、 37 インダクタ、 50 電圧測定部、 51 第1制御部、 52 変更部、 55 記憶部、 230 トランス、 231 平滑コンデンサ、 232 フルブリッジ回路、 233 正側配線、 234 フルブリッジ回路、 240 平滑コンデンサ、 241 フルブリッジ回路、 251 正側端子、 252 交流出力端子、 2200 コンピュータ、 2201 DVD-ROM、 2210 ホストコントローラ、 2212 CPU、 2214 RAM、 2216 グラフィックコントローラ、 2218 ディスプレイデバイス、 2220 入/出力コントローラ、 2222 通信インタフェース、 2224 ハードディスクドライブ、 2226 DVD-ROMドライブ、 2230 ROM、 2240 入/出力チップ、 2242 キーボード、 2301 一次コイル、 2302 二次コイル、 2321 スイッチング素子、 2322 スイッチング素子、 2323 スイッチング素子、 2324 スイッチング素子、 2341 スイッチング素子、 2342 スイッチング素子、 2343 スイッチング素子、 2344 スイッチング素子、 2411 スイッチング素子、 2412 スイッチング素子、 2413 スイッチング素子、 2414 スイッチング素子
REFERENCE SIGNS
Claims (16)
インバータとの間での電力の授受により基準電圧に維持される直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータのうち、対応する何れか一つのDC/DCコンバータを制御する第1制御部と、
前記直流バスの電圧を測定する電圧測定部と、
を備え、
前記第1制御部は、
前記基準電圧よりも高い閾値電圧を前記直流バスの電圧が超えた継続時間が上限時間を超える場合に、対応する前記DC/DCコンバータの出力電力を低減させ、
当該制御装置は、
前記上限時間を経時的に変化させる変更部をさらに備える制御装置。 a controller,
Among a plurality of DC/DC converters respectively provided between a DC bus maintained at a reference voltage by exchanging power with an inverter and a plurality of DC power sources supplying DC power to the DC bus, corresponding A first control unit that controls any one DC / DC converter to
a voltage measuring unit that measures the voltage of the DC bus;
with
The first control unit is
reducing the output power of the corresponding DC/DC converter when the duration of the DC bus voltage exceeding the threshold voltage higher than the reference voltage exceeds the upper limit time;
The controller is
The control device further includes a changing unit that changes the upper limit time over time .
前記直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータと、
それぞれ前記複数のDC/DCコンバータのうち、対応する何れか一つのDC/DCコンバータを制御する、請求項1または2に記載の複数の制御装置と、
を備えるシステム。 an inverter that maintains the DC bus at a reference voltage by transferring power to and from the DC bus;
a plurality of DC/DC converters respectively provided between the DC bus and a plurality of DC power sources that supply DC power to the DC bus;
A plurality of control devices according to claim 1 or 2 , each controlling a corresponding one of the plurality of DC/DC converters;
A system with
請求項3に記載のシステム。 When the voltage of the DC bus exceeds the threshold voltage, the plurality of control devices reduce the output power of each DC/DC converter with a time lag among the plurality of DC/DC converters.
4. The system of claim 3 .
前記第2制御部は、出力制限の指令信号を受信したことに応じ、前記インバータから出力される出力電力を低減させる、
請求項3または4に記載のシステム。 Further comprising another control device having a second control unit that controls the inverter,
The second control unit reduces the output power output from the inverter in response to receiving an output restriction command signal.
5. A system according to claim 3 or 4 .
前記直流バスの電圧を測定する電圧測定部と、
前記複数のDC/DCコンバータのそれぞれに対応付けて、互いに異なる固有上限時間を記憶する記憶部と、
を備え、
前記第1制御部は、前記基準電圧よりも高い閾値電圧を前記直流バスの電圧が超えた継続時間が何れかの前記固有上限時間を超える場合に、当該固有上限時間に対応する前記DC/DCコンバータの出力電力を低減させる制御装置。 Control each of a plurality of DC/DC converters provided between a DC bus maintained at a reference voltage by transferring power to and from an inverter and a plurality of DC power supplies that supply DC power to the DC bus. a first control unit that
a voltage measuring unit that measures the voltage of the DC bus;
a storage unit that stores different unique upper limit times in association with each of the plurality of DC/DC converters;
with
When the duration of the voltage of the DC bus exceeding a threshold voltage higher than the reference voltage exceeds any of the peculiar upper time limits, the first control unit controls the DC/DC A controller that reduces the output power of the converter .
前記直流バスと、当該直流バスに直流出力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータと、
前記複数のDC/DCコンバータのそれぞれを制御する、請求項6に記載の制御装置と、
を備えるシステム。 an inverter that maintains the DC bus at a reference voltage by transferring power to and from the DC bus;
a plurality of DC/DC converters respectively provided between the DC bus and a plurality of DC power supplies that supply DC outputs to the DC bus;
7. The control device according to claim 6 , which controls each of the plurality of DC/DC converters;
A system with
前記インバータを制御する第2制御部をさらに有し、
前記第2制御部は、出力制限の指令信号を受信したことに応じ、前記インバータから出力される出力電力を低減させる、
請求項7に記載のシステム。 The control device is
further comprising a second control unit that controls the inverter,
The second control unit reduces the output power output from the inverter in response to receiving an output restriction command signal.
8. The system of claim 7 .
前記太陽光発電装置に接続された前記DC/DCコンバータを制御する前記第1制御部は、当該太陽光発電装置をさらに制御可能であり、前記直流バスの電圧が前記閾値電圧以下の場合、および、前記DC/DCコンバータの出力電力を低減させない場合の少なくとも一方の場合に、前記太陽光発電装置から最大電力が供給されるようにMPPT制御を行う、
請求項3から5、8および9のいずれか一項に記載のシステム。 At least part of the plurality of DC power sources are solar power generation devices,
The first control unit that controls the DC/DC converter connected to the photovoltaic power generation device can further control the photovoltaic power generation device, and when the voltage of the DC bus is equal to or lower than the threshold voltage, and , in at least one case where the output power of the DC/DC converter is not reduced, perform MPPT control so that the maximum power is supplied from the photovoltaic power generation device;
System according to any one of claims 3 to 5, 8 and 9 .
インバータとの間での電力の授受により基準電圧に維持される直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータのうち、対応する何れか一つのDC/DCコンバータを制御する制御段階と、
前記直流バスの電圧を測定する電圧測定段階と、
を備え、
前記制御段階では、
前記基準電圧よりも高い閾値電圧を前記直流バスの電圧が超えた継続時間が上限時間を超える場合に、対応する前記DC/DCコンバータの出力電力を低減させ、
当該制御方法は、
前記上限時間を経時的に変化させる変更段階をさらに備える制御方法。 A control method comprising:
Among a plurality of DC/DC converters respectively provided between a DC bus maintained at a reference voltage by exchanging power with an inverter and a plurality of DC power sources supplying DC power to the DC bus, corresponding a control stage for controlling any one DC/DC converter that
a voltage measuring step of measuring the voltage of the DC bus;
with
In the control stage,
reducing the output power of the corresponding DC/DC converter when the duration of the DC bus voltage exceeding the threshold voltage higher than the reference voltage exceeds the upper limit time;
The control method is
A control method further comprising changing the upper limit time over time .
前記直流バスの電圧を測定する電圧測定段階と、
前記複数のDC/DCコンバータのそれぞれに対応付けて、互いに異なる固有上限時間を記憶する記憶段階と、
を備え、
前記制御段階では、前記基準電圧よりも高い閾値電圧を前記直流バスの電圧が超えた継続時間が何れかの前記固有上限時間を超える場合に、当該固有上限時間に対応する前記DC/DCコンバータの出力電力を低減させる制御方法。 Control each of a plurality of DC/DC converters provided between a DC bus maintained at a reference voltage by transferring power to and from an inverter and a plurality of DC power supplies that supply DC power to the DC bus. a control step to
a voltage measuring step of measuring the voltage of the DC bus;
a storage step that stores different unique upper limit times in association with each of the plurality of DC/DC converters;
with
In the control step , when the duration of the voltage of the DC bus exceeding a threshold voltage higher than the reference voltage exceeds any of the specific upper time limits, the DC/DC converter corresponding to the specific upper limit time period. A control method that reduces the output power .
インバータとの間での電力の授受により基準電圧に維持される直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータのうち、対応する何れか一つのDC/DCコンバータを制御する第1制御部と、
前記直流バスの電圧を測定する電圧測定部と
を実現させ、
前記第1制御部は、
前記基準電圧よりも高い閾値電圧を前記直流バスの電圧が超えた継続時間が上限時間を超える場合に、対応する前記DC/DCコンバータの出力電力を低減させ、
前記コンピュータに、
前記上限時間を経時的に変化させる変更部をさらに実現させるプログラム。 to the computer,
Among a plurality of DC/DC converters respectively provided between a DC bus maintained at a reference voltage by exchanging power with an inverter and a plurality of DC power sources supplying DC power to the DC bus, corresponding A first control unit that controls any one DC / DC converter to
and a voltage measuring unit that measures the voltage of the DC bus,
The first control unit is
reducing the output power of the corresponding DC/DC converter when the duration of the DC bus voltage exceeding the threshold voltage higher than the reference voltage exceeds the upper limit time;
to the computer;
A program that further implements a changing unit that changes the upper limit time over time .
インバータとの間での電力の授受により基準電圧に維持される直流バスと、当該直流バスに直流電力を供給する複数の直流電源との間にそれぞれ設けられる複数のDC/DCコンバータのそれぞれを制御する第1制御部と、
前記直流バスの電圧を測定する電圧測定部と、
前記複数のDC/DCコンバータのそれぞれに対応付けて、互いに異なる固有上限時間を記憶する記憶部と
を実現させ、
前記第1制御部は、前記基準電圧よりも高い閾値電圧を前記直流バスの電圧が超えた継続時間が何れかの前記固有上限時間を超える場合に、当該固有上限時間に対応する前記DC/DCコンバータの出力電力を低減させるプログラム。 to the computer,
Control each of a plurality of DC/DC converters provided between a DC bus maintained at a reference voltage by transferring power to and from an inverter and a plurality of DC power supplies that supply DC power to the DC bus. a first control unit that
a voltage measuring unit that measures the voltage of the DC bus ;
a storage unit that stores different unique upper limit times in association with each of the plurality of DC/DC converters;
to realize
When the duration of the voltage of the DC bus exceeding a threshold voltage higher than the reference voltage exceeds any of the peculiar upper time limits, the first control unit controls the DC/DC Program to reduce the output power of the converter .
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