JP7354456B2 - 電力変換システム - Google Patents
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Description
(電力変換システム)
以下において、実施形態に係る電力変換システムについて説明する。図1は、電力変換システム1の全体構成図を示しており、図2は、電力変換システム1の回路構成図を示している。図2では、図1に示す一部の構成(例えば、PV10、BS20など)が省略されている。図2では、1つのDC/DC110が例示されている。
以下において、実施形態に係る制御例1について説明する。制御例1では、自立運転における中間電圧の制御について主として説明する。図3において、自立出力(PV)は、上述した自立出力162であり、自立出力(BS)は、上述した自立出力262である。中間電圧(PV)は、DCリンク部171(又は、連携リンク部175)の電圧であり、中間電圧(BS)は、DCリンク部271(又は、連携リンク部275)の電圧である。
以下において、実施形態に係る制御例2について説明する。制御例2は、PCS100の出力電力及びPCS200の出力電力を割り当てる制御である。制御例2は、PCS100とPCS200との連携によって必要となされる制御であり、PCS100及びPCS200に関する連携制御の一例であると考えてもよい。
以下において、実施形態に係る制御例3について説明する。制御例3では、連系状態における自立出力の使用について説明する。
以下において、実施形態に係る制御例4について説明する。制御例4では、電流計400の計測結果に基づいて以下の制御が実行されてもよい。ここでは、電流計400の計測結果を制御装置250が受信するケースについて説明する。
実施形態では、PCS100は、PCS100の外部に設けられるPCS200と接続可能に構成される連携端子165を有する。連携端子165は、DCリンク部171に接続される。このような構成によれば、BS20(及びPCS200)を増設する利用シーンを想定した場合に、DC電力からAC電力への変換ロスを抑制しながら、PCS100及びPCS200をDCリンクによって容易に接続することができる。
以下において、実施形態の変更例1について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。
変更例1では、分散電源を増設する利用シーンを想定しながらも、連携端子165を用いてコンデンサユニット200XをDCリンクによってPCS100に接続することができる。このような構成によれば、PCS100のDCリンク部171に接続されるコンデンサの容量が増大するため、コンデンサ140の負担が軽減し、コンデンサ140の長寿命化を図ることができる。ひいては、PCS100の長寿命化を図ることができる。
以下において、実施形態の変更例2について説明する。以下においては、実施形態に対する相違点について主として説明する。図5は、変更例2に係る電力変換システム1の全体構成図を示しており、図6は、変更例2に係る電力変換システム1の回路構成図を示している。図6では、図5に示す一部の構成(例えば、PV10、BS20など)が省略されている。図6では、1つのDC/DC110が例示されている。
以下において、変更例2に係る動作例について説明する。図7に示すように、動作例は、PCS100及びPCS200の運転状態、連携リンク切替部430の接続切替に関する状態遷移によって定められる。運転状態としては、停止状態、連系状態、自立状態が考えられる。停止状態は、連系状態ではない状態(連系停止状態)を含んでもよく、自立状態ではない状態(自立停止状態)を含んでもよい。停止状態は待機状態と称されてもよい。なお、「開」は、コンデンサ140とコンデンサ240との接続が非接続状態であることを意味し、「閉」は、コンデンサ140とコンデンサ240との接続が接続状態であることを意味する。
動作例1は、PCS100及びPCS200の双方が停止状態であり、「開」から「閉」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例1では、制御装置150は、コンデンサ140の電圧を取得し、制御装置250は、コンデンサ240の電圧を取得する。制御装置150は、コンデンサ240の電圧を制御装置250から取得する。制御装置150は、電圧の差異が閾値よりも小さい場合には、「開」から「閉」への切り替え信号を連携リンク切替部430に送信する。電圧の差異が閾値以上である場合には、電圧の差異が閾値よりも小さくなるまで、コンデンサ140又はコンデンサ240の充電が実行される。
動作例2は、PCS100及びPCS200の双方が停止状態であり、「閉」から「開」への切り替えが実行されるケースの動作例である。
動作例3は、PCS100及びPCS200の双方が連系状態であり、「開」から「閉」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例3の具体的な内容は動作例1と同様である。
動作例4は、PCS100及びPCS200の双方が連系状態であり、「閉」から「開」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例4の具体的な内容は動作例2と同様であってもよい。動作例4は、動作例2に加えて、以下に示す動作を含んでもよい。
動作例5は、PCS100及びPCS200のいずれか一方が連系状態であり、PCS100及びPCS200のいずれか他方が停止状態であり、「開」から「閉」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例5の具体的な内容は動作例1と同様である。但し、制御装置150は、PCS200が待機状態である否かを事前に制御装置250に確認してもよい。
動作例6は、PCS100及びPCS200のいずれか一方が連系状態であり、PCS100及びPCS200のいずれか他方が停止状態であり、「閉」から「開」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例6の具体的な内容は動作例2と同様である。
動作例7は、PCS100及びPCS200の双方が自立状態であり、「開」から「閉」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例7の具体的な内容は動作例1と同様であってもよい。動作例7は、動作例1に加えて、以下に示す動作を含んでもよい。
動作例8は、PCS100及びPCS200の双方が自立状態であり、「閉」から「開」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例8の具体的な内容は動作例2と同様であってもよい。動作例8は、動作例2に加えて、以下に示す動作を含んでもよい。
動作例9は、PCS100及びPCS200のいずれか一方が自立状態であり、PCS100及びPCS200のいずれか他方が停止状態であり、「開」から「閉」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例9の具体的な内容は動作例1と同様である。但し、制御装置150は、PCS200が待機状態である否かを事前に制御装置250に確認してもよい。さらに、動作例9は、動作例1に加えて、以下に示す動作を含んでもよい。
動作例10は、PCS100及びPCS200のいずれか一方が自立状態であり、PCS100及びPCS200のいずれか他方が停止状態であり、「閉」から「開」への切り替えが実行されるケースの動作例である。動作例10の具体的な内容は動作例2と同様であってもよい。
変更例2では、電力変換システム1は、PCS100のコンデンサ140とPCS200のコンデンサ240との接続を接続状態と非接続状態との間で切り替える連携リンク切替部430を有する。このような構成によれば、コンデンサ140とコンデンサ240との接続を切り替えることによって、PCS100及びPCS200を適切に連携することができる。
以下において、実施形態の変更例3について説明する。以下においては、変更例2に対する相違点について主として説明する。
以下において、実施形態の変更例4について説明する。以下においては、変更例2に対する相違点について主として説明する。
以下において、実施形態の変更例5について説明する。以下においては、変更例2に対する相違点について主として説明する。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
Claims (12)
- 少なくとも第1電力変換ユニットを備える電力変換システムであって、
前記第1電力変換ユニットは、
第1分散電源に接続された第1DC/DCコンバータと、
前記第1DC/DCコンバータに第1DCリンク部を介して接続された第1インバータと、
前記第1DCリンク部に接続された第1コンデンサと、
前記第1DCリンク部に接続された第1端子と、を有しており、
前記第1端子は、前記第1電力変換ユニットの外部に設けられた第2ユニットと接続可能に構成されており、
前記第1コンデンサと第2コンデンサとの接続を接続状態と非接続状態との間で切り替える連携リンク切替部を備え、
前記第2ユニットは、少なくとも前記第2コンデンサを有し、
前記第2ユニットは、第2電力変換ユニットであり、
前記第2電力変換ユニットは、
第2分散電源に接続された第2DC/DCコンバータと、
前記第2DC/DCコンバータに第2DCリンク部を介して接続された第2インバータと、
前記第2DCリンク部に接続された第2端子と、を有しており、
前記第2コンデンサは、前記第2DCリンク部に接続されており、
前記第2端子は、前記第2電力変換ユニットの外部に設けられる前記第1電力変換ユニットと接続可能に構成される、電力変換システム。 - 少なくとも第1電力変換ユニットを備える電力変換システムであって、
前記第1電力変換ユニットは、
第1分散電源に接続された第1DC/DCコンバータと、
前記第1DC/DCコンバータに第1DCリンク部を介して接続された第1インバータと、
前記第1DCリンク部に接続された第1コンデンサと、
前記第1DCリンク部に接続された第1端子と、を有しており、
前記第1端子は、前記第1電力変換ユニットの外部に設けられた第2ユニットと接続可能に構成されており、
前記第1コンデンサと第2コンデンサとの接続を接続状態と非接続状態との間で切り替える連携リンク切替部を備え、
前記第2ユニットは、少なくとも前記第2コンデンサを有し、
前記連携リンク切替部は、前記第1分散電源の出力電力がないと想定される時間において、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの接続を前記非接続状態に切り替える、電力変換システム。 - 少なくとも第1電力変換ユニットを備える電力変換システムであって、
前記第1電力変換ユニットは、
第1分散電源に接続された第1DC/DCコンバータと、
前記第1DC/DCコンバータに第1DCリンク部を介して接続された第1インバータと、
前記第1DCリンク部に接続された第1コンデンサと、
前記第1DCリンク部に接続された第1端子と、を有しており、
前記第1端子は、前記第1電力変換ユニットの外部に設けられた第2ユニットと接続可能に構成されており、
前記第1コンデンサと第2コンデンサとの接続を接続状態と非接続状態との間で切り替える連携リンク切替部を備え、
前記第2ユニットは、少なくとも前記第2コンデンサを有し、
前記連携リンク切替部は、所定条件が満たされる場合に、前記第1分散電源の出力電力がないと想定される時間において、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの接続を前記接続状態に切り替える、電力変換システム。 - 少なくとも第1電力変換ユニットを備える電力変換システムであって、
前記第1電力変換ユニットは、
第1分散電源に接続された第1DC/DCコンバータと、
前記第1DC/DCコンバータに第1DCリンク部を介して接続された第1インバータと、
前記第1DCリンク部に接続された第1コンデンサと、
前記第1DCリンク部に接続された第1端子と、を有しており、
前記第1端子は、前記第1電力変換ユニットの外部に設けられた第2ユニットと接続可能に構成されており、
前記第1コンデンサと第2コンデンサとの接続を接続状態と非接続状態との間で切り替える連携リンク切替部と、
前記連携リンク切替部と電気的に並列に設けられたリレー機構と、を備え、
前記第2ユニットは、少なくとも前記第2コンデンサを有し、
前記リレー機構は、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの間の突入電流を抑制する機構である、電力変換システム。 - 前記第2電力変換ユニットを前記第2ユニットとして備える、請求項1に記載の電力変換システム。
- 前記電力変換システムが電力系統から解列された自立運転状態において使用可能な端子として、
前記電力変換システムの出力電圧が第1出力電圧である第1自立出力と、
前記電力変換システムの出力電圧が前記第1出力電圧よりも低い第2出力電圧である第2自立出力と、を備える、請求項1又は請求項5に記載の電力変換システム。 - 前記第1自立出力が用いられる場合に、前記第1自立出力に電気的に接続されるDCリンク部の電圧を第1中間電圧に制御し、前記第2自立出力が用いられる場合に、前記第2自立出力に電気的に接続されるDCリンク部の電圧を前記第1中間電圧よりも低い第2中間電圧に制御する制御部を備える、請求項6に記載の電力変換システム。
- 前記制御部は、前記第1自立出力及び前記第2自立出力の双方が用いられる場合に、前記第1自立出力及び前記第2自立出力に接続されるDCリンク部の電圧を前記第1中間電圧に制御する、請求項7に記載の電力変換システム。
- 前記連携リンク切替部は、前記第1自立出力及び前記第2自立出力のいずれか一方のみが用いられる場合に、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの接続を前記接続状態に切り替える、請求項7又は請求項8に記載の電力変換システム。
- 前記連携リンク切替部は、前記第1コンデンサの電圧と前記第2コンデンサの電圧との差異が閾値よりも小さい状態で、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの接続を前記接続状態に切り替える、請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の電力変換システム。
- 前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとを接続する連携リンク部の電流を計測する電流計測部を備える、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の電力変換システム。
- 前記電流計測部の計測結果に基づいて、前記連携リンク切替部が正常に動作しているか否かを判定する制御部を備える、請求項11に記載の電力変換システム。
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- 2021-08-13 JP JP2022544459A patent/JP7354456B2/ja active Active
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