JP7843635B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
保有され、電力のAC/DC変換、DC/AC変換、及び電力の潮流制御等を行う。電力変換装置10は、通常、所定の位置に設置された状態において用いられる。ここで、災害等の異常時又は緊急時には、電力変換装置10が設置された所定の場所とは異なる場所において電力変換等を行いたいような場合がある。そのような場合、電力変換装置10の一部が取り外され、取り外された一部を所定の場所へ可搬することにより、可搬された一部の装置が所定の場所において電力変換等を行う。すなわち、本実施形態に係る電力変換装置10は、通常時には設置型の装置として特定の場所に固定して用いられ、災害等の異常時又は緊急時にはその一部を可搬型の装置として任意の場所に可搬して用いることができるものである。
図1から図5を参照しながら第1の実施形態に係る電力変換装置10について説明する。図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置10の概要について説明するための図である。同図を参照しながら、電力変換装置10の概要について説明する。電力変換装置10は、第1装置11と、第2装置12とを備える。第1装置11と第2装置12とは、それぞれ異なる筐体を備え、別個独立した装置として互いに分離可能である。第1装置11及び第2装置12が互いに分離されると、第1装置11は設置型装置として特定の場所に固定して用いられ、第2装置12は可搬型装置として任意の場所に可搬して用いられる。図1(A)は、第1装置11及び第2装置12が設置型装置として一体的に用いられる場合の一例であり、図1(B)は、第2装置12が独立して可搬型装置として用いられる場合の一例である。
操作取得部113は、ユーザからの操作を取得する。操作取得部113は、不図示のタッチパネルや音声入力装置、又は無線通信部等からユーザの操作を取得する。操作取得部113は取得した操作を制御部112に提供する。
表示制御部114は、制御部112により制御され、ユーザに情報を表示する。表示制御部114は不図示の液晶ディスプレイや音声出力装置、又は無線通信部等に対し情報を出力することによりユーザに情報を表示する。
電力系統接続部116は、分電盤31を介して電力系統30に接続される。電力系統接続部116は、分電盤31を介して電力系統30から交流電力を取得し、分電盤31を介して電力系統30に交流電力を供給する。電力系統接続部116は、分電盤31を介して電力系統30から供給された交流電力を、系統連系保護回路115を介して第2装置12に供給する。また、電力系統接続部116は、系統連系保護回路115を介して第2装置12から供給された交流電力を、分電盤31を介して電力系統30に供給する。
DC-AC変換器123は、絶縁型双方向のDC-AC変換器である。DC-AC変換器123は、第1装置11から直流電力を取得し、取得した直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を第1装置11に対して出力する。また、DC-AC変換器123は、第1装置11から交流電力を取得し、取得した交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を第1装置11に対して出力する。すなわちDC-AC変換器123は、電力系統30から供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電源20から供給される直流電力を交流電力に変換する。
制御部122は、第2直流電源接続部121に供給される電力の状態や、ユーザの操作等に基づいて、電力変換を制御する。制御部122は、操作取得部124からユーザの操作を取得し、表示制御部125に電力変換の状態や、自装置の設定状況等を表示させる。
表示制御部125は、制御部122により制御され、ユーザに情報を表示する。表示制御部125は不図示の液晶ディスプレイや音声出力装置、又は無線通信部等に対し情報を出力することによりユーザに情報を表示する。
以上説明した実施形態によれば、電力変換装置10は、電力系統30から直流電源20へ供給される電力の変換及び直流電源20から電力系統30へ供給される電力の変換を行う。電力変換装置10は第1装置11と第2装置12とを備えることにより、設置型装置又は可搬型装置のいずれかの態様において用いられる。第1装置11は、第1直流電源接続部111を備えることにより直流電源20と接続され、電力系統接続部116を備えることにより電力系統30に接続される。また、第2装置12は、第2直流電源接続部121を備えることにより直流電源20と接続され、電気機器接続部126を備えることにより電気機器40と接続される。また、第2装置12はDC-AC変換器123を備えることにより、電力系統30から供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電源20から供給される直流電力を交流電力に変換する。第2装置は第1装置11と電気的に切り離された状態において、第2直流電源接続部121が直流電源20と接続され、電気機器接続部126が電気機器40に接続される。また、第2装置12はDC-AC変換器123を備えるため、直流電源から20供給された直流電力をDC-AC変換し、変換した交流電力を電気機器40へ供給する。したがって、本実施形態によれば、第1装置11と第2装置12とは着脱可能に構成され、第2装置12は第1装置11と切り離された状態において電力変換及び供給が可能である。したがって、本実施形態によれば、緊急時に可搬して電力変換を行いたいような場合であっても、普段設置して使用している電力変換装置10の一部を可搬し、使用することができる。よって本実施形態によれば、普段設置して使用している電力変換装置10とは異なる装置を用意することを要せず、普段使用しない装置を保管しておくスペース及び費用を要しない。
図6から図8を参照しながら第2の実施形態に係る電力変換装置10Aについて説明する。図6は、第2の実施形態に係る電力変換装置の概要について説明するための図である。同図を参照しながら、電力変換装置10Aの概要について説明する。電力変換装置10Aの説明において、電力変換装置10と同様の構成については同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。電力変換装置10Aは、第1装置11Aと第2装置12Aとを備える。電力変換装置10Aは、第2装置12Aが電気的に切り離された状態においても電力変換機能を有する点において電力変換装置10とは異なる。
なお、第2装置12Aは、上述した第2装置12と同様、直流電源20及び電気機器40間の電力の授受を制御するため、説明を省略する。
具体的には、制御部112Aは、直流電源20から供給される直流電力を第1装置11が備えるDC-AC変換器117により交流電力に変換した交流電力の位相と、直流電源20から供給される直流電力を第2装置12が備えるDC-AC変換器123により交流電力に変換した交流電力の位相とを制御する。より具体的には、制御部112Aは、第1装置11及び第2装置12が電気的に接続された状態において、直流電源20から供給される直流電力を第1装置11が備えるDC-AC変換器117により交流電力に変換した交流電力の位相と、直流電源20から供給される直流電力を第2装置12が備えるDC-AC変換器123により交流電力に変換した交流電力の位相とを同期させるよう制御する。
なお、第2装置12Aの機能構成については、図5を参照しながら説明した第2装置12と同様の構成であるため、同様の符号を付すことにより説明を省略する。
以上説明した実施形態によれば、電力変換装置10Aにおいて第1装置11Aは、第2装置12Aと電気的に切り離された状態において、電力系統30から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流電源20に供給する。また、第1装置11Aは、第2装置12Aと電気的に切り離された状態において、直流電源20から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力系統30に供給する。すなわち、電力変換装置10Aは、第2装置12Aが抜き去られた状態においても、第1装置11A単独で電力変換可能である。したがって、電力変換装置10Aによれば、電力変換装置10Aが設置されている地点と、第2装置12Aが仮設されている地点との両地点において、同時に電力変換することができる。
なお、上述した一例においては第1装置11Aに備えられた制御部112Aが位相制御するものとして説明したが、当該位相制御は第2装置12Aに備えられた制御部122により行われてもよい。
図9及び図10を参照しながら第3の実施形態に係る電力変換装置10Bについて説明する。図9は、第3の実施形態に係る電力変換装置の概要について説明するための図である。同図を参照しながら、電力変換装置10Bの概要について説明する。電力変換装置10Bの説明において、電力変換装置10と同様の構成については同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。電力変換装置10Bは、第1装置11Bと第2装置12Bとを備える。電力変換装置10Bは、設置型装置として用いられる際に電気機器40に電力を供給する機能を有する点において電力変換装置10とは異なる。電力変換装置10Bは電気機器40に電力を供給する機能を有することにより、停電等の異常発生時において直流電源20に蓄えられた直流電力を用いて電気機器40を駆動することができる。直流電源20に蓄えられた直流電力を用いて電気機器40を駆動することをV2Hとも記載する。
以上説明した実施形態によれば、第1装置11Bは、電力系統接続部116とは異なる接続部である自立出力用接続部118を備えることにより、直流電源20から供給された直流電力を変換した交流電力を、電力系統接続部116とは異なる出力先に対して出力する。すなわち、電力変換装置10Bは、自立出力用の接続端子を、通常時の出力端子とは独立して備える。したがって、本実施形態によれば、電力変換装置10Bは、停電時等の異常発生時であっても、自立出力用接続部118に接続された電気機器40に電力を供給することができる。
図11及び図12を参照しながら第4の実施形態に係る電力変換装置10Cについて説明する。図11は、第4の実施形態に係る電力変換装置の概要について説明するための図である。同図を参照しながら、電力変換装置10Cの概要について説明する。電力変換装置10Cの説明において、電力変換装置10と同様の構成については同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。第4の実施形態では、電力変換装置10Cが可搬型装置として用いられる場合の一例について説明する。
DC-AC変換部1232は、例えば200[V]程度の定電圧に変換された直流電力を、100[V]の交流電力に変換する。DC-AC変換部1232は、変換した交流電力を電気機器接続部126を介して電気機器40に供給する。
以上説明した実施形態によれば、第2装置12Cに含まれるDC-AC変換器123Cは、一方が直流電源20に接続されるDC-DC変換部1231と、DC-DC変換部1231の他方と電力系統30との間に接続されるDC-AC変換部1232とを備える。すなわち、第2装置12Cが備えるDC-AC変換器123Cは、DC-DC変換部1231とDC-AC変換部1232とに分割可能に備えられる。したがって第2装置12Cが備える共通部120-1及びDA変換スロット120-2は、互いに分離可能である。よって、本実施形態によれば、第2装置12Cは、V2L給電することが可能であり、DA変換スロット120-2を他のスロットに入れ替えることにより、異なる機能を実装したり、機能を拡張したりすることができる。
図13及び図14を参照しながら第5の実施形態に係る電力変換装置10Dについて説明する。図13は、第5の実施形態に係る電力変換装置の概要について説明するための図である。同図を参照しながら、電力変換装置10Dの概要について説明する。電力変換装置10Dの説明において、電力変換装置10Cと同様の構成については同様の符号を付すことにより説明を省略する場合がある。第5の実施形態では、電力変換装置10Dが可搬型装置として用いられる場合の一例について説明する。
DC-DC変換部1233は、DC-DC変換部1231により例えば200[V]程度の定電圧に変換された直流電力を、一定電流となる電圧に変換する。DC-DC変換部1233は、一定電流となる電圧に変換した直流電力を、電気機器接続部126を介して直流電源20Bに供給する。
以上説明した実施形態によれば、第2装置12Dは、一方が直流電源20に接続されるDC-DC変換部1231と、DC-DC変換部1231の他方と直流電源20との間に接続されるDC-DC変換部1233とを備える。すなわち、第2装置12Dが備えるDC-DC変換器127は、DC-DC変換部1231とDC-DC変換部1233とに分割可能に備えられる。したがって第2装置12Dが備える共通部120-1及びDD変換スロット120-3は、互いに分離可能である。よって、本実施形態によれば、第2装置12Dは、V2V給電することが可能である。また、第2装置12Dによれば、DD変換スロット120-3を他のスロットに入れ替えることにより、異なる機能を実装したり、機能を拡張したりすることができる。
以上、第1の実施形態に係る電力変換装置10から第5の実施形態に係る電力変換装置10Dについて説明した。電力変換装置10から電力変換装置10Dは、いずれも制御部の制御により実現可能である。すなわち、第1装置11に備えられる制御部112及び制御部122は、それぞれ互いの装置に接続されているかを判定し、更に制御部122は、DC-AC変換部1232又はDC-DC変換部1233のいずれのスロットが挿入されているかを判定することにより、V2H、V2L及びV2Vの機能を実現することが可能である。
なお、以下の説明において電力変換装置10から電力変換装置10Dをそれぞれ区別しない場合、単に電力変換装置10と記載する場合がある。
(ステップS11)まず、電力変換装置10は設置型装置に可搬型装置が挿入されているか否かを判定する。具体的には、電力変換装置10は不図示の安全スイッチを備え、電力変換装置10に第2装置12が挿入されている場合は当該安全スイッチが導通(オン)し、電力変換装置10に第2装置12が挿入されていない場合は当該安全スイッチが切断(オフ)する。第1装置11に備えられた制御部112は、当該安全スイッチの導通状態を取得する。制御部112は、取得した導通状態に応じて設置型装置に可搬型装置が挿入されているか否かを判定する。設置型装置に可搬型装置が挿入されている場合(すなわち、ステップS11;YES)、処理をステップS13に進める。設置型装置に可搬型装置が挿入されていない場合(すなわち、ステップS11;NO)、処理をステップS21に進める。
なお、安全スイッチとは、機械的接点を有するマイクロスイッチであってもよいし、フォトインタラプタ等を用いた電気的スイッチであってもよい。
(ステップS17)電力変換装置10は、商用電源からEVへ電力供給を行う。すなわち、電力変換装置10は、電力系統30から供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流電源20に供給する。電力変換装置10は、商用電源からEVへの給電終了後、処理をステップS40に進める。
(ステップS35)第2装置12にDA変換スロット120-2又はDD変換スロット120-3のいずれも挿入されていない場合、ユーザは電力変換装置10を用いた電力変換をすることができない。したがって、第2装置12に備えられた表示制御部125は、「利用不可」である旨を表示する。電力変換装置10は、表示制御部125に「利用不可」である旨を表示した後、処理をステップS40に進める。
Claims (6)
- 電力系統から直流電源へ供給される電力の変換及び直流電源から電力系統へ供給される電力の変換を行う電力変換装置であって、
直流電源に接続される第1直流電源接続部と、電力系統に接続される電力系統接続部とを有する第1装置と、
直流電源に接続される第2直流電源接続部と、電気機器に接続される電気機器接続部と、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換し、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するDC-AC変換器とを含む第2装置とを備え、
前記第2装置は、前記第1装置と電気的に切り離された状態において、前記第2直流電源接続部が直流電源と接続され前記電気機器接続部が電気機器に接続され、直流電源から供給された直流電力をDC-AC変換し、変換した交流電力を電気機器へ供給し、
前記第1装置は、前記第2装置と電気的に切り離された場合、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換せず、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換しない、
電力変換装置。 - 前記第1装置は、前記第2装置と電気的に切り離された状態において、電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を直流電源に供給し、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電力系統に供給する
請求項1に記載の電力変換装置。 - 直流電源から供給される直流電力を前記第1装置により交流電力に変換した交流電力の位相と、直流電源から供給される直流電力を前記第2装置により交流電力に変換した交流電力の位相とを制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記第1装置及び前記第2装置が電気的に接続された状態において、直流電源から供給される直流電力を前記第1装置により交流電力に変換した交流電力の位相と、直流電源から供給される直流電力を前記第2装置により交流電力に変換した交流電力の位相とを同期させる
請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記第1装置は、前記電力系統接続部とは異なる接続部であって、直流電源から供給された直流電力を変換した交流電力を出力する自立出力用接続部を更に備える
請求項1に記載の電力変換装置。 - 電力系統と接続されているか否かを判定する系統連系判定部を更に備え、
前記電力系統接続部は、前記系統連系判定部により電力系統と接続されていないと判定された場合、直流電源から供給された直流電力が変換された交流電力を電気機器へ供給し、
前記自立出力用接続部は、前記系統連系判定部により電力系統と接続されていると判定された場合、直流電源から供給された直流電力が変換された交流電力を電気機器へ供給する
請求項4に記載の電力変換装置。 - 前記第2装置に含まれる前記DC-AC変換器は、一方が直流電源に接続されるDC-DC変換部と、前記DC-DC変換部の他方と電気機器との間に接続されるDC-AC変換部とを備える
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電力変換装置。
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| JP2022062537A JP7843635B2 (ja) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | 電力変換装置 |
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| JP2023152491A JP2023152491A (ja) | 2023-10-17 |
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Citations (4)
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| JP2013110879A (ja) | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Panasonic Corp | 電力変換装置 |
| JP2016187291A (ja) | 2015-03-27 | 2016-10-27 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電力供給システム及び電力変換装置 |
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2022
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