JPWO2013094396A1 - 充放電装置およびこれを用いた充放電システム - Google Patents
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Abstract
蓄電池の充放電を効率よく行うことができる充放電装置およびこれを用いた充放電システムを提供する。充放電システムは、充放電装置と、蓄電池を有する蓄電池ユニットとを備える。充放電装置は、蓄電池の充放電路に設けられ電力変換を行う電力変換部を備えるとともに、電力変換部を用いた蓄電池の充放電を制御する制御部を有するコントローラを備える。コントローラの制御部は、電力変換部における入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、蓄電池の充放電を行わないように電力変換部を制御する。
Description
本発明は、蓄電池の充放電を制御する充放電装置およびこれを用いた充放電システムに関する。
従来から、太陽電池などで発電された電力を用いて蓄電池を充電する充放電システムが知られている(例えば日本国特許公開2009−159691号公報参照)。
ところで、蓄電池を充電する際に用いられるコンバータは、入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が入力電力に対して変化する特性を有している。
しかしながら、従来の充放電システムでは、コンバータの変換効率とは無関係に蓄電池の充電を行うため、電力を効率よく管理しているとはいえなかった。
そこで、本発明の目的は、蓄電池の充放電を効率よく行うことができる充放電装置およびこれを用いた充放電システムを提供することにある。
本発明の充放電装置は、蓄電池の充放電路に設けられ電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部を用いた前記蓄電池の充放電を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電力変換部における入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御することを特徴とする。
この充放電装置において、前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部を備え、前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力が予め決められた閾値以下である場合に前記変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御することが好ましい。
この充放電装置において、前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、前記電力変換部から出力される前記出力電力を測定する出力測定部とを備え、前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力と前記出力測定部で測定された前記出力電力とから前記変換効率を求め、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御することが好ましい。
この充放電装置において、前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、前記入力電力と前記変換効率との対応関係を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力に対応する前記変換効率を前記記憶部から選択し、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御することが好ましい。
この充放電装置において、前記制御部は、商用電力系統からの給電がない場合、前記変換効率にかかわらず前記蓄電池の充放電を行うように前記電力変換部を制御することが好ましい。
本発明の充放電システムは、前記充放電装置と、出力電力が変動する電源装置とを備えることを特徴とする。
この充放電システムにおいて、前記電力変換部が前記充放電装置に複数設けられており、複数の前記電力変換部の各々の前記入力電力の合計電力を取得する総入力取得部と、前記総入力取得部で取得された前記合計電力に応じて、複数の前記電力変換部の中から、電力変換を行う電力変換部を少なくとも1つ選択し、残りの電力変換部が電力変換を行わないように前記制御部に指示する管理部とをさらに備えることが好ましい。
この充放電システムにおいて、前記電力変換部は、前記蓄電池への充電用に前記入力電力を交流電力から直流電力へ変換し、前記蓄電池からの放電用に直流電力から交流電力へ変換して前記出力電力として出力する双方向DC/ACインバータと、前記蓄電池と前記双方向DC/ACインバータとの間に設けられて所定の直流電力へ電力変換する複数の双方向DC/DCコンバータとを備え、前記制御部は、前記入力電力に応じて、電力変換を行う双方向DC/DCコンバータを少なくとも1つ選択し、残りの双方向DC/DCコンバータが電力変換を行わないように制御することが好ましい。
この充放電システムにおいて、前記電源装置は、太陽電池に対して最大電力点追従制御を行う太陽光発電装置であり、前記太陽光発電装置は、前記太陽電池と、前記太陽電池が発電した直流電力を昇圧する昇圧部と、前記昇圧部から出力された前記直流電力を交流電力に変換する太陽電池側電力変換部とを備え、前記充放電装置は、前記昇圧部と前記太陽電池側電力変換部との間の接点と前記蓄電池との間に挿入されて設けられることが好ましい。
本発明によれば、蓄電池の充放電を効率よく行うことができる。
本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
実施形態1に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
実施形態1に係る太陽電池の発電量を示す図である。
実施形態1に係る充放電装置の構成を示すブロック図である。
実施形態1に係る電力変換部の入力電力と変換効率との関係を示す図である。
実施形態2に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
実施形態2に係る複数の充放電装置が並列に接続された場合の効率特性を示す図である。
実施形態2に係る各電力変換部の効率特性を示す図である。
実施形態3に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
実施形態3に係る複数の充放電装置が並列に接続された場合の効率特性を示す図である。
実施形態3に係る各電力変換部の効率特性を示す図である。
実施形態4に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
実施形態5に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
実施形態5に係る充放電装置の回路構成を示す概略図である。
(実施形態1)
実施形態1に係る充放電システム1は、図1に示すように、充放電装置2と、蓄電池ユニット3と、太陽電池4と、パワーコンディショナ(太陽電池制御部)5とを備えている。また、充放電システム1は、連携盤6と、逆潮流監視ユニット7とを備えている。充放電装置2と蓄電池ユニット3と逆潮流監視ユニット7とは互いに通信する機能を有している。充放電装置2と蓄電池ユニット3とで蓄電設備10を構成する。太陽電池4とパワーコンディショナ5とで太陽光発電装置11を構成する。なお、図1において、実線12は交流電力の電力路を示し、具体的には、蓄電設備10と連携盤6間の電力路や、太陽光発電装置11と連携盤6と間の電力路、後述する商用電力系統8と連携盤6間の電力路などである。また、破線13は直流電力の電力路を示し、具体的には、太陽電池4と後述する接続箱41間の電力路や、接続箱41とパワーコンディショナ5間の電力路、充放電装置2と蓄電池ユニット3間の電力路などである。さらに、一点鎖線14は通信線を示し、具体的には、蓄電設備10と逆潮流監視ユニット7間の通信線や、逆潮流監視ユニット7と連携盤6間の通信線、充放電装置2と蓄電池ユニット3間の通信線などである。
実施形態1に係る充放電システム1は、図1に示すように、充放電装置2と、蓄電池ユニット3と、太陽電池4と、パワーコンディショナ(太陽電池制御部)5とを備えている。また、充放電システム1は、連携盤6と、逆潮流監視ユニット7とを備えている。充放電装置2と蓄電池ユニット3と逆潮流監視ユニット7とは互いに通信する機能を有している。充放電装置2と蓄電池ユニット3とで蓄電設備10を構成する。太陽電池4とパワーコンディショナ5とで太陽光発電装置11を構成する。なお、図1において、実線12は交流電力の電力路を示し、具体的には、蓄電設備10と連携盤6間の電力路や、太陽光発電装置11と連携盤6と間の電力路、後述する商用電力系統8と連携盤6間の電力路などである。また、破線13は直流電力の電力路を示し、具体的には、太陽電池4と後述する接続箱41間の電力路や、接続箱41とパワーコンディショナ5間の電力路、充放電装置2と蓄電池ユニット3間の電力路などである。さらに、一点鎖線14は通信線を示し、具体的には、蓄電設備10と逆潮流監視ユニット7間の通信線や、逆潮流監視ユニット7と連携盤6間の通信線、充放電装置2と蓄電池ユニット3間の通信線などである。
このような充放電システム1は、充放電装置2において、電力変換部21の変換効率がよいときのみ蓄電池ユニット3の蓄電池31(図3参照)の充放電を行う。以下、充放電システム1の各構成要素について説明する。
蓄電池ユニット3は、蓄電池31(図3参照)を備えており、充放電装置2の制御によって蓄電池31の充放電を行う。蓄電池31は、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池または鉛蓄電池などであり、太陽電池4の発電電力および商用電力系統8の商用電力を蓄電することができる。
太陽電池4は、例えば住戸の屋根に設置され、太陽光エネルギーを利用して発電する太陽光発電によって直流電力を生成する。図2は、太陽電池4の1日における発電量(発電電力)の一例を示している。図2の(a)は晴れの場合、(b)は曇りの場合、(c)は雨の場合である。太陽電池4とパワーコンディショナ5との間には、図1に示すように、接続箱41が設けられている。パワーコンディショナ5は、太陽電池4に対して最大電力点追従制御(MPPT:Maximum Power Point Tracking)を行う。また、パワーコンディショナ5は、太陽電池4の発電電力(発電量)である直流電力を昇圧して交流電力に変換する。
連携盤6は、主幹ブレーカ61と、複数の分岐ブレーカ62,62,……とを備えている。主幹ブレーカ61は、充放電装置2、パワーコンディショナ5および商用電力系統8から交流電力を取得し、各分岐ブレーカ62に出力する。分岐ブレーカ62は、コンセントを介して接続されている負荷(図示せず)へ電力を供給する。逆潮流監視ユニット7は、商用電力系統8への売電状況を監視する。
充放電装置2は、図3に示すように、電力変換部21と、コントローラ22と、ゲート回路23,23とを備えている。また、充放電装置2は、解列リレー24と、連系リレー25と、ノイズフィルタ26と、突入防止部27と、リアクトル28とを備えている。
電力変換部21は、蓄電池31への充電用に入力電力を交流電力から直流電力へ変換し、蓄電池31からの放電用に直流電力から交流電力へ変換して出力電力として出力する双方向DC/ACインバータ211と、蓄電池ユニット3と双方向DC/ACインバータ211との間に設けられて、充放電用に所定の直流電力へ電力変換する双方向DC/DCコンバータ212とで構成されている。双方向DC/ACインバータ211は、4つのスイッチング素子213,213,……とで構成されている。各スイッチング素子213は、ゲート回路23からの信号によりオンオフを切り替える。双方向DC/DCコンバータ212は、インダクタ214と、2つのスイッチング部215,215とで構成されている。各スイッチング部215は、スイッチング素子216と、スイッチング素子216に並列接続されたダイオード217とで構成されている。スイッチング素子216は、ゲート回路23からの信号によりオンオフを切り替える。双方向DC/ACインバータ211と双方向DC/DCコンバータ212との間にはコンデンサ218が設けられている。
このような電力変換部21は、蓄電池31の充放電路に挿入されて設けられ電力変換を行う。具体的には、充電時において、電力変換部21は、太陽電池4からの入力電力を変換し、出力電力を蓄電池ユニット3(蓄電池31)に出力する。一方、放電時においては、電力変換部21は、蓄電池ユニット3(蓄電池31)からの入力電力を変換し、出力電力を連携盤6に出力する。
図4は、電力変換部21での入力電力に対する変換効率を示す変換効率特性(効率カーブ)を示す。電力変換部21の入力電力すなわち太陽電池4の発電電力が大きくなるほど、電力変換部21の変換効率が大きくなっている。これにより、太陽電池4の発電電力が常に最大電力であるとき、すなわち、最大電力点追従制御により太陽電池4が常に最大電力点付近で動作しているときに、充放電装置2は、蓄電池ユニット3の蓄電池31の充電を行うことになる。
図3に示すコントローラ22は、充電時において電力変換部21に入力される入力電力を測定する入力測定部(図示せず)と、電力変換部21を用いた蓄電池31の充放電を制御する制御部(図示せず)とを備えている。
前記制御部は、充電時および放電時において、電力変換部21の変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、蓄電池31の充電および放電を行わないように電力変換部21を制御する。変換効率は、電力変換部21における入力電力に対する出力電力の比率を表わす。
具体的には、本実施形態のコントローラ22において、前記制御部は、前記入力測定部で測定された入力電力が閾値以下である場合に変換効率が低いと判断し、蓄電池31の充放電を行わないように電力変換部21を制御する。上記閾値は、予め決められた値である。特に変換効率特性において変換効率が漸増する場合、簡易でありながら判定の妥当性が高くなるので、効果的である。
ところで、商用電力系統8からの給電がない場合(例えば停電時など)、前記制御部は、変換効率にかかわらず蓄電池31の充放電を行うように電力変換部21を制御する。
次に、本実施形態に係る充放電システム1の動作について説明する。ここでは、図2の例を用いて説明する。閾値は1500Wとする。晴れのときでは、太陽電池4の発電量すなわち電力変換部21の入力電力が1500W以下になるのは、図示される時間帯だけで言えば、6時から7時半までと16時半から19時までである。曇りのときでは、昼間のところどころ1500W以下となっている。一方、雨天のときでは、太陽電池4の発電量が200W以下しかない。電力変換部21の入力電力が1500Wを超える場合、電力変換部21の変換効率が良好であるため、充放電装置2は、蓄電池31の充電を行うように電力変換部21を制御する。一方、電力変換部21の入力電力が1500W以下である場合、電力変換部21の変換効率が悪いため、充放電装置2は、蓄電池31の充電をやめるように電力変換部21を制御する。この場合、太陽電池4の発電電力を売電にまわしたり、太陽電池4の発電電力を負荷(図示せず)に供給して買電量を減らしたりすることができるので、経済効果を高めることができる。
以上説明した本実施形態の充放電システム1は、充放電装置2において、電力変換部21の入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が低い場合に蓄電池31の充放電を行わないように電力変換部21を制御する。これにより、本実施形態の充放電システム1では、変換効率のよいときのみ蓄電池31を充放電させることができるので、変換ロスを抑えることができる。
本実施形態の充放電システム1では、充放電装置2において、特に、電力変換部21の変換効率が低い場合に蓄電池31の充電を行わないように制御することによって、変換効率のよいときのみ蓄電池31を充電することができるので、蓄電池31の充電を効率よく行うことができる。一方、変換効率の低い場合、本実施形態の充放電システム1では、電力会社などに売電したり、負荷に供給して買電量を減らしたりすることができるので、経済効果を高めることができる。
また、本実施形態の充放電システム1は、充放電装置2において、コントローラ22の前記入力測定部で測定された入力電力が閾値以下である場合に電力変換部21の変換効率が低いと判断する。これにより、本実施形態の充放電システム1では、電力変換部21の変換効率が低い状態であることを容易に判断することができる。
さらに、本実施形態の充放電システム1では、パワーコンディショナ(太陽電池制御部)5が太陽電池4に対して最大電力点追従制御を行うことによって、最大効率となる状態すなわち最大電力点付近で太陽電池4を動作させることができる。これにより、本実施形態の充放電システム1では、太陽電池4が最大効率となる状態で、蓄電池31を充電することができる。特に充放電装置2の変換効率特性において変換効率が漸増する場合、充放電装置2において入力電力が大きくなるほど変換効率がよくなるので、最大電力点追従制御により太陽電池4の出力電力が可能な限り大きいほうが、充放電装置2の変換効率がよくなる。
なお、本実施形態の変形例として、充放電装置2は、変換効率を実際に求めて低いか否かを判断してもよい。本変形例の充放電装置2のコントローラ22は、電力変換部21から出力される出力電力を測定する出力測定部(図示せず)を備えている。本変形例のコントローラ22の前記制御部は、コントローラ22の前記入力測定部で測定された入力電力と前記出力測定部で測定された出力電力とから変換効率を求め、上記変換効率が予め決められた基準値以下である場合に上記変換効率が低いと判断し、蓄電池31の充放電を行わないように電力変換部21を制御する。
以上説明した本変形例の充放電装置2は、上述のように、コントローラ22の前記入力測定部で測定された入力電力と前記出力測定部で測定された出力電力とから求められた変換効率が閾値以下である場合に電力変換部21の変換効率が低いと判断する。これにより、本変形例の充放電装置2においても、本実施形態と同様に、電力変換部21の変換効率が低い状態であることを容易に判断することができる。
また、本実施形態の他の変形例として、充放電装置2は、図4に示すような入力電力と変換効率との対応関係を用いて変換効率が低いか否かを判断してもよい。本変形例の充放電装置2は、入力電力と変換効率との対応関係を記憶する記憶部(図示せず)をさらに備えている。本変形例のコントローラ22の前記制御部は、コントローラ22の前記入力測定部で測定された入力電力に対応する変換効率を前記記憶部から選択し、上記変換効率が予め決められた基準値以下である場合に上記変換効率が低いと判断し、蓄電池31の充放電を行わないように電力変換部21を制御する。
以上説明した本変形例の充放電装置2は、上述のように、コントローラ22の前記入力測定部で測定された入力電力に対応する変換効率を前記記憶部から選択し、上記変換効率が閾値以下である場合に電力変換部21の変換効率が低いと判断する。これにより、本変形例の充放電装置2においても、本実施形態と同様に、電力変換部21の変換効率が低い状態であることを容易に判断することができる。
(実施形態2)
実施形態2に係る充放電システム1は、図5に示すように、充放電装置2において、複数(図示例では5つ)の電力変換部21,21,……と、その複数の電力変換部21,21,……とそれぞれ1対1で対応する複数(図示例では同様に5つ)の蓄電池ユニット3,3,……(蓄電池31,31,……)を備えている点で、実施形態1に係る充放電システム1(図1参照)と相違する。なお、実施形態1の充放電システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図5において、実線12は交流電力の電力路を示し、破線13は直流電力の電力路を示し、一点鎖線14は通信線を示す。
実施形態2に係る充放電システム1は、図5に示すように、充放電装置2において、複数(図示例では5つ)の電力変換部21,21,……と、その複数の電力変換部21,21,……とそれぞれ1対1で対応する複数(図示例では同様に5つ)の蓄電池ユニット3,3,……(蓄電池31,31,……)を備えている点で、実施形態1に係る充放電システム1(図1参照)と相違する。なお、実施形態1の充放電システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図5において、実線12は交流電力の電力路を示し、破線13は直流電力の電力路を示し、一点鎖線14は通信線を示す。
本実施形態の充放電システム1は、総入力取得部71と、管理部72とを備えている。
総入力取得部71は、複数の電力変換部21,21,……の各々の入力電力の合計電力を取得する。なお、総入力取得部71は、複数の電力変換部21,21,……の入力電力を測定する独自の電力測定手段を備えていてもよいし、各電力変換部21から入力電力の情報を取得して合算してもよい。また、本実施形態の総入力取得部71は、図5に示すように、充放電装置2とは別体に設けられていているが、充放電装置2内に設けられていてもよい。
管理部72は、総入力取得部71で取得された合計電力に応じて、複数の電力変換部21,21,……の中から、電力変換を行う電力変換部21を少なくとも1つ選択し、残りの電力変換部21が電力変換を行わないようにコントローラ22に指示する。なお、本実施形態の管理部72は、図5に示すように、充放電装置2とは別体に設けられて充放電装置2と通信するようにしているが、充放電装置2内に設けられていてもよい。
また、本実施形態の充放電システム1は、昇圧部51と、太陽電池側電力変換部52とを備えている。昇圧部51は、例えば最大電力点追従制御(MPPT)機能を有するDC/DCコンバータであり、太陽電池4の発電電力を昇圧する。太陽電池側電力変換部52は、例えば双方向DC/ACインバータであり、昇圧部51から出力された直流電力を交流電力に変換する。本実施形態では、太陽電池4と昇圧部51と太陽電池側電力変換部52とで太陽光発電装置11を構成する。つまり、本実施形態の各電力変換部21は、実施形態1における直流−交流変換および交流−直流変換を行うための双方向DC/ACインバータ211を備える必要はない。
本実施形態の充放電装置2において、複数の電力変換部21,21,……は、昇圧部51と太陽電池側電力変換部52との間の接点と蓄電池ユニット3(蓄電池31)との間に挿入されて設けられている。なお、実施形態1の充放電装置2(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。
次に、本実施形態に係る充放電システム1の動作について説明する。本実施形態の充放電システム1は、充放電装置2の電力変換部21を選択して蓄電池31の充放電を行う。
図6Aは、5つの電力変換部21,21,……を並列に接続された場合の効率特性を示し、図6Bは、各電力変換部21単体の効率特性を示す。例えば入力電力が1kWである場合の効率を比較すると、図6Aでは82%であるのに対し、図6Bでは94%である。これにより、1つの電力変換部21を用いた場合の効率のほうかよいので、1つの電力変換部21を単独運転させるように残りの電力変換部21,21,……を停止させる。
以上説明した本実施形態の充放電システム1は、複数の電力変換部21,21,……の中から少なくとも1つを選択して、選択された電力変換部21と対応する蓄電池31の充放電を行わせる。これにより、複数の電力変換部21,21,……のすべてを動作させる場合よりも、効率よく動作させることができる。すなわち、複数の電力変換部21,21,……の組み合わせによって最大効率での動作が可能である。
また、本実施形態の充放電システム1では、昇圧部51と太陽電池側電力変換部52との間の接点と蓄電池ユニット3(蓄電池31)との間に充放電装置2が挿入されて設けられている。これにより、本実施形態の各電力変換部21は、実施形態1における双方向DC/ACインバータ211を備える必要はなく、直流−交流変換および交流−直流変換を行わずに、太陽電池4の発電電力を用いて蓄電池31を充放電することができるので、変換ロスを低減することができる。
(実施形態3)
実施形態3に係る充放電システム1は、図7に示すように、充放電装置2において、2つの電力変換部21,21と、その2つの電力変換部21,21と対応する1つの蓄電池ユニット3(蓄電池31)を備えている点で、実施形態2に係る充放電システム1(図5参照)と相違する。つまり、本実施形態の充放電システム1は、1つの蓄電池ユニット3に対して複数(図示例では2つ)の電力変換部21,21が設けられている。なお、実施形態2の充放電システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図7において、実線12は交流電力の電力路を示し、破線13は直流電力の電力路を示し、一点鎖線14は通信線を示す。
実施形態3に係る充放電システム1は、図7に示すように、充放電装置2において、2つの電力変換部21,21と、その2つの電力変換部21,21と対応する1つの蓄電池ユニット3(蓄電池31)を備えている点で、実施形態2に係る充放電システム1(図5参照)と相違する。つまり、本実施形態の充放電システム1は、1つの蓄電池ユニット3に対して複数(図示例では2つ)の電力変換部21,21が設けられている。なお、実施形態2の充放電システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図7において、実線12は交流電力の電力路を示し、破線13は直流電力の電力路を示し、一点鎖線14は通信線を示す。
本実施形態の充放電装置2は、2回路が並列接続されており、条件に応じて1回路をオフにして蓄電池ユニット3の蓄電池31の充電および放電を行う。本実施形態の各充放電装置2は、双方向DC/DCコンバータを備えている。
図8Aは、2つの電力変換部21,21を並列に動作させたことによる効率特性を示し、図8Bは、いずれかの電力変換部21の単独の効率特性を示す。例えば入力電力が2kWである場合の効率を比較すると、図8Aでは88%であるのに対し、図8Bでは93%である。これにより、いずれかの電力変換部21の単独動作のほうが効率がよい。なお、本実施形態の総入力取得部71および管理部72は、コントローラ22に内蔵されている。
以上説明した本実施形態の充放電システム1においても、実施形態2と同様に、複数の電力変換部21,21の中から少なくとも1つを選択して蓄電池31の充放電を行わせる。ただし、実施形態2とは異なり、充放電が行われる対象は、他の選択されなかった電力変換部21とで兼用する蓄電池31である。これにより、複数の電力変換部21,21のすべてを動作させる場合よりも、効率よく動作させることができる。すなわち、複数の電力変換部21,21の組み合わせによって最大効率での動作が可能である。
(実施形態4)
実施形態4に係る充放電システム1は、図9に示すように充放電装置2が連携盤6に接続されている点で、実施形態2に係る充放電システム1(図5参照)と相違する。なお、実施形態2の充放電システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図9において、実線12は交流電力の電力路を示し、破線13は直流電力の電力路を示し、一点鎖線14は通信線を示す。
実施形態4に係る充放電システム1は、図9に示すように充放電装置2が連携盤6に接続されている点で、実施形態2に係る充放電システム1(図5参照)と相違する。なお、実施形態2の充放電システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図9において、実線12は交流電力の電力路を示し、破線13は直流電力の電力路を示し、一点鎖線14は通信線を示す。
本実施形態の充放電装置2は、実施形態2の双方向DC/DCコンバータに代えて双方向DC/ACインバータを備えている。なお、実施形態2の充放電装置2(図5参照)と同様の機能については説明を省略する。
以上説明した本実施形態の充放電システム1においても、実施形態2と同様に、複数の電力変換部21,21,……の中から少なくとも1つを選択して、選択された電力変換部21と対応する蓄電池31の充放電を行わせる。これにより、複数の電力変換部21,21,……のすべてを動作させる場合よりも、効率よく動作させることができる。すなわち、複数の電力変換部21,21,……の組み合わせによって最大効率での動作が可能である。
(実施形態5)
実施形態5に係る充放電システム1は、図10に示すような充放電装置2が連携盤6に接続されている点で、実施形態3に係る充放電システム1(図7参照)と相違する。なお、実施形態3の充放電システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図10において、実線12は交流電力の電力路を示し、破線13は直流電力の電力路を示し、一点鎖線14は通信線を示す。
実施形態5に係る充放電システム1は、図10に示すような充放電装置2が連携盤6に接続されている点で、実施形態3に係る充放電システム1(図7参照)と相違する。なお、実施形態3の充放電システム1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図10において、実線12は交流電力の電力路を示し、破線13は直流電力の電力路を示し、一点鎖線14は通信線を示す。
本実施形態の充放電装置2は、図11に示すように、1つの電力変換部21内に複数(図示例では2つ)の双方向DC/DCコンバータ212,212を備えている。つまり、1つの双方向DC/ACインバータ211は、2つの双方向DC/DCコンバータ212,212において兼用されている。なお、実施形態3の充放電装置2(図7参照)と同様の機能については説明を省略する。
以上説明した本実施形態の充放電システム1において、コントローラ22の前記制御部は、1つの電力変換部21内の複数の双方向DC/DCコンバータ212,212の中から少なくとも1つを選択して、蓄電池31の充放電を行わせるように制御する。そして、前記制御部は、残りの双方向DC/DCコンバータが電力変換を行わないように制御する。これにより、複数の双方向DC/DCコンバータ212,212のすべてを動作させる場合よりも、効率よく動作させることができる。すなわち、複数の双方向DC/DCコンバータ212,212の組み合わせによって最大効率での動作が可能である。
本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。
Claims (9)
- 蓄電池の充放電路に設けられ電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部を用いた前記蓄電池の充放電を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電力変換部における入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする充放電装置。 - 前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部を備え、
前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力が予め決められた閾値以下である場合に前記変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の充放電装置。 - 前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、
前記電力変換部から出力される前記出力電力を測定する出力測定部とを備え、
前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力と前記出力測定部で測定された前記出力電力とから前記変換効率を求め、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の充放電装置。 - 前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、
前記入力電力と前記変換効率との対応関係を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力に対応する前記変換効率を前記記憶部から選択し、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の充放電装置。 - 前記制御部は、商用電力系統からの給電がない場合、前記変換効率にかかわらず前記蓄電池の充放電を行うように前記電力変換部を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の充放電装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の充放電装置と、
出力電力が変動する電源装置と
を備えることを特徴とする充放電システム。 - 前記電力変換部が前記充放電装置に複数設けられており、
複数の前記電力変換部の各々の前記入力電力の合計電力を取得する総入力取得部と、
前記総入力取得部で取得された前記合計電力に応じて、複数の前記電力変換部の中から、電力変換を行う電力変換部を少なくとも1つ選択し、残りの電力変換部が電力変換を行わないように前記制御部に指示する管理部とをさらに備える
ことを特徴とする請求項6記載の充放電システム。 - 前記電力変換部は、前記蓄電池への充電用に前記入力電力を交流電力から直流電力へ変換し、前記蓄電池からの放電用に直流電力から交流電力へ変換して前記出力電力として出力する双方向DC/ACインバータと、
前記蓄電池と前記双方向DC/ACインバータとの間に設けられて所定の直流電力へ電力変換する複数の双方向DC/DCコンバータとを備え、
前記制御部は、前記入力電力に応じて、電力変換を行う双方向DC/DCコンバータを少なくとも1つ選択し、残りの双方向DC/DCコンバータが電力変換を行わないように制御することを特徴とする請求項6記載の充放電システム。 - 前記電源装置は、太陽電池に対して最大電力点追従制御を行う太陽光発電装置であり、
前記太陽光発電装置は、前記太陽電池と、前記太陽電池が発電した直流電力を昇圧する昇圧部と、前記昇圧部から出力された前記直流電力を交流電力に変換する太陽電池側電力変換部とを備え、
前記充放電装置は、前記昇圧部と前記太陽電池側電力変換部との間の接点と前記蓄電池との間に挿入されて設けられる
ことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の充放電システム。
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