WO2015098011A1

WO2015098011A1 - 電力変換システム、コンバータ装置、インバータ装置及び電力変換システムの製造方法

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Publication number: WO2015098011A1
Application number: PCT/JP2014/006148
Authority: WO
Inventors: 寺澤　章; 井平　靖久; 慶川口; 之広村田; 慶三西川
Original assignee: パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-07-02
Also published as: JP6414658B2; JP2015122885A; EP3089310A4; AU2018202081A1; NZ721418A; EP3089310B1; EP3089310A1; AU2018202081B2; AU2014372025A1

Abstract

電力変換システム（２０）は、複数の分散電源（１０）の各々の出力を直流電力に変換し、バスラインに出力する直流変換部（２１）と、商用系統（７０）に接続するための認証を有し、バスラインの直流電力を交流電力に変換して負荷及び商用系統（７０）に供給する単一のインバータ部（２２）と、バスラインの電圧を一定化させる制御部（２３）とを備える。

Description

電力変換システム、コンバータ装置、インバータ装置及び電力変換システムの製造方法

　本発明は、創エネルギーと蓄エネルギーとを活用する電力変換システム、コンバータ装置、インバータ装置及び電力変換システムの製造方法に関するものである。

　二酸化炭素排出量の削減やエネルギーの有効利用などの観点から、環境負荷を低減する取り組みが行われている。この取り組みにおいては、エネルギー消費を減らす省エネルギーのほかに、需要家において、エネルギーを作り出そうとする考え方（創エネルギー）がある。具体的には、太陽光発電等の再生可能エネルギーの活用や燃料電池を組み合わせたコジェネレーションシステムなどが想定されている。

　図１３に示すように、住宅において、太陽電池パネル１１を利用する場合を想定する。この場合には、太陽電池パネル１１からの直流電力を中継する接続箱９０を設け、中継された直流電力がパワーコンディショナ９１に供給される。このパワーコンディショナ９１は、宅内負荷（電力負荷）で使用するために、直流電力を交流電力に変換する。そして、交流電力は住宅分電盤３０に供給される。この交流電力の一部は、宅内負荷５０に利用されるとともに、電力メータ６０を介して、商用電力の商用系統７０に供給される。

　更に、創エネルギーとともに、蓄電池などを利用してエネルギーを貯め、必要なときに使えるようにしようという考え方（蓄エネルギー）もある。
　図１４に、創エネルギー、蓄エネルギーを活用する場合の例を示す。ここでは、太陽電池パネル１１、蓄電池１２、燃料電池１３を用いる場合を想定する。太陽電池パネル１１、蓄電池１２、燃料電池１３は、直流電力を供給するため、それぞれパワーコンディショナ９１～９３を用いる。各パワーコンディショナ９１～９３は、直流電圧を調整するコンバータや、直流電力を交流電力に変換する系統連系インバータを備える。

　このように一般家庭に設置される分散型発電機器を、系統に系統連系する場合、各機器の安全性を確保するとともに、系統連系の円滑化を図る必要がある。このため、所定機関（ＪＥＴ：電気安全環境研究所）による認証制度が設けられている。従って、各パワーコンディショナは系統に連系するインバータを内蔵しているため、パワーコンディショナ毎にＪＥＴ認証を取得する必要がある。

　また、発電部として太陽電池や燃料電池を利用する場合、太陽電池や燃料電池に対応する一対のコンバータと、太陽電池や燃料電池に共用されるインバータとを備える構成が検討されている（例えば、特許文献１参照）。これにより太陽光発電用ＤＣ／ＤＣコンバータと燃料電池用ＤＣ／ＤＣコンバータが直流電力を生成してインバータが直流電力を交流電力に変換して、変換された交流電力が系統に供給される。

特開２０１２－２１３２８４号公報

　図１４に示すように、創エネルギー用や蓄エネルギー用に、それぞれパワーコンディショナを導入する場合、パワーコンディショナの導入コストが高くなる。更に、創エネルギーおよび蓄エネルギーにおける直流を交流に変換した後で連携するため、系統連系するインバータで発生するエネルギーロスが生じ、エネルギーの有効活用が困難であった。更に、各パワーコンディショナはサイズが大きく、各家庭の屋内や屋側に、台数分の設置スペースの確保が困難であった。更に、各パワーコンディショナは系統に連系するインバータを内蔵しているため、パワーコンディショナ毎にＪＥＴ認証を取得する必要があった。

　また、特許文献１に記載された技術においては、構成全体でＪＥＴ認証を取得する必要があり、ユーザが要求する機器構成の実現や機能追加、機能削減に自由度が少なかった。
　本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、創エネルギーと蓄エネルギーとを、効率的に有効活用するための電力変換システム、コンバータ装置、インバータ装置及び電力変換システムの製造方法を提供することにある。

　本発明の一側面は、電力変換システムであって、複数の分散電源の各々の出力を直流電力に変換し、バスラインに出力する直流変換部と、商用系統に接続するための認証を有し、前記バスラインの直流電力を交流電力に変換して負荷及び商用系統に供給する単一のインバータ部と、前記バスラインの電圧を一定化させる制御部とを備える。

　上記構成において、前記分散電源は、バスラインの直流電力を用いて、エネルギー蓄積可能な蓄エネルギー手段を含み、前記インバータ部は、前記商用系統から取得した交流電力を直流電力に変換し、前記バスラインに供給可能な双方向インバータを含むことが好ましい。

　上記構成において、前記制御部は、前記バスラインの電圧を計測し、前記バスラインの電圧に基づいて前記直流変換部および前記インバータ部に、前記バスラインの電圧を一定化させる指示を通知することが好ましい。

　上記構成において、前記制御部は、前記直流変換部に設けられた制御部と、前記インバータ部に設けられた制御部とを含むことが好ましい。
　上記構成において、前記インバータ部が、複数の直流入力接続端子を有することが好ましい。

　上記構成において、前記直流変換部は、複数の分散電源にそれぞれ対応する複数の変換器を含み、複数の変換器の出力をまとめる直流接続部を更に備えることが好ましい。
　上記構成において、前記インバータ部は、商用系統に交流電力を供給する系統出力端子と、宅内負荷に交流電力を供給する自立出力端子を有することが好ましい。

　上記構成において、前記インバータ部は、前記バスラインの直流電力を用いて、直流出力を行なう直流出力端子を有することが好ましい。
　上記構成において、前記制御部は、前記直流変換部とインバータ部とが通信できないことを検知した場合には、通信ができない機器の動作を停止させることが好ましい。

　本発明の一側面は、直流電力を受け取り、インバータ装置が接続されたバスラインに直流電圧を供給するコンバータと、前記バスラインの電圧を計測する制御部とを備えたコンバータ装置であって、前記制御部は、前記バスラインの電圧を計測し、前記バスラインの電圧を一定化させるように前記コンバータを制御する。

　本発明の一側面は、直流電力を受け取り、インバータ装置が接続されたバスラインに直流電圧を供給するコンバータと、前記バスラインの電圧を計測する制御部とを備えたコンバータ装置であって、前記制御部は、バスラインの電圧を計測したインバータ装置からの指示に基づいて、前記バスラインの電圧を一定化させるように前記コンバータを制御する。

　本発明の一側面は、インバータ装置であって、コンバータに接続されたバスラインから直流電力を受け取り、商用系統に交流電力を供給するインバータと、前記バスラインの電圧を計測する制御部とを備えたインバータ装置であって、前記制御部は、前記バスラインの電圧を計測し、前記バスラインの電圧を一定化させるように、前記コンバータに対して指示を供給する。

　本発明の一側面は、電力変換システムの製造方法であって、直流電力を交流電力に変換し、負荷及び商用系統に供給するインバータ部について、前記商用系統に接続するための認証を取得する工程と、分散電源毎に、前記分散電源の出力を直流電力に変換する直流変換部を、バスラインに接続する工程と、前記バスラインに単一の前記インバータ部を接続し、前記インバータ部を商用系統に接続する工程と、前記バスラインの電圧を一定化させる制御部を接続する工程とを含む。

　本発明によれば、創エネルギーと蓄エネルギーとを、効率的に有効活用することができる。

第１の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第２の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第３の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第４の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第５の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第６の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第７の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第８の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第９の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第１０の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。第１１の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。他の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。従来の住宅内構成の説明図。従来の実施形態の電力変換システムの機能ブロックの説明図。

　＜第１の実施形態＞
　図１を用いて、第１の実施形態を説明する。
　図１に示すように、創エネルギーと蓄エネルギーとを有効活用するために、分散電源１０に接続された電力変換システム２０を用いる。この電力変換システム２０は、創蓄エネルギー変換部２１と系統連系インバータ部２２とをバスラインで接続するとともに、バス電圧制御部２３を接続することにより製造される。なお、系統連系インバータ部２２については、商用系統に接続するための認証を取得する。本実施形態では、分散電源１０として、太陽電池パネル１１、蓄電池１２、燃料電池１３、ＥＶ１４、ＰＨＶ１５を用いる場合を想定する。

　太陽電池パネル１１は、太陽光エネルギーを直流電力に変換する発電装置であり、創エネルギー手段として機能する。この太陽電池パネル１１は、複数の太陽電池セルを接続してなる太陽電池パネルを主要部として備える。

　蓄電池１２は、充電により電気を蓄えて電池として使用でき、繰り返し使用可能な蓄エネルギー手段である。
　燃料電池１３は、天然ガス等の水素を含む燃料ガスと、空気等の酸素を含む酸化剤ガスとを供給し、水素と酸素を化学反応させて直流電力を得る発電装置であり、創エネルギー手段として機能する。

　ＥＶ１４は、電動モーターで車を駆動させる電気自動車であり、創エネルギー手段として機能する。
　ＰＨＶ１５は、ガソリンエンジンを備えるとともに、家庭用電源からプラグ（差込器具）を利用して直接電力を供給し充電できるプラグインハイブリッドカー（plug-in hybridcar）である。ＰＨＶ１５は、車両への充電とともに、車両に蓄えた電力を住宅へ供給することにより、創エネルギー手段、蓄エネルギー手段として機能する。この場合、ＰＨＶ１５に搭載されたインバータにより車両から交流電力の供給制御を行なう。

　分散電源１０は、電力変換システム２０に接続される。この電力変換システム２０は、コンバータ装置と、直流変換部として機能する創蓄エネルギー変換部２１とを備える。この創蓄エネルギー変換部２１は、分散電源１０に対応して、変換器２１１～２１５を備えている。そして、変換器２１１～２１５は、バスラインを介して、インバータ装置として機能する系統連系インバータ部２２に接続されている。

　ここで、太陽電池パネル１１用の変換器２１１はＤＣ／ＤＣコンバータによって構成されており、太陽電池パネル１１の出力（直流）をバスラインの電圧（例えば、ＤＣ３５０Ｖ）に変換する処理を実行する。変換器２１１は、太陽光の日射状況の影響を受ける発電電力に応じたＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）動作を行なう。

　蓄電池１２用の変換器２１２はＤＣ／ＤＣコンバータによって構成されている。そして、蓄電池１２の出力（直流）をバスラインの電圧に変換してバスラインに供給したり、バスラインから供給される電力を蓄電池１２に供給したりする。

　燃料電池１３用の変換器２１３はＤＣ／ＤＣコンバータによって構成されており、燃料電池１３の出力（直流）をバスラインの電圧に変換してバスラインに供給する。
　ＥＶ１４用の変換器２１４はＤＣ／ＤＣコンバータによって構成されている。そして、ＥＶ１４の出力（直流）をバスラインの電圧に変換してバスラインに供給する。

　ＰＨＶ１５用の変換器２１５はＡＣ／ＤＣインバータによって構成されている。そして、ＰＨＶ１５の出力（交流）を直流に変換してバスラインに供給したり、バスラインから供給される直流電力を交流に変換して、ＰＨＶ１５に供給したりする。

　更に、変換器２１２～２１５は、バスラインの電圧が上昇したときには充電、バスラインの電圧が下降したときには放電といった充放電操作を行なうことにより、バスラインの電圧が一定になるように制御する。

　系統連系インバータ部２２はＪＥＴ認証された機器であり、インバータ２２１を備える。このインバータ２２１は、パルスのＤｕｔｙ比を用いて、直流電力を、商用系統７０に連系可能な電圧・周波数の交流電力（例えば、ＡＣ２０２Ｖ）に変換する。

　そして、インバータ２２１は、住宅分電盤３０を介して、交流電力を商用系統７０に供給する。この交流電力の電力量は、住宅分電盤３０、商用系統７０間に設けられた電力メータによって計測される。また、住宅分電盤３０には、宅内負荷が接続され、交流電力が供給される。

　電力変換システム２０は、バスラインの電圧を制御するバス電圧制御部２３を備える。このバス電圧制御部２３は、バスラインの電圧を計測する。そして、バス電圧制御部２３は、各変換器２１１～２１５に対して、バスラインの電圧が予め定められた値になるように一定化させる指示を通知することにより、各変換器２１１～２１５の動作を制御する。また、通信ができない場合には、バス電圧制御部２３は、通信が確立できない変換器２１１～２１５、系統連系インバータ部２２の動作を停止する。

　第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）第１の実施形態では、複数の変換器２１１～２１５が、一つの系統連系インバータ部２２に接続されている。これにより、直流によって発電や蓄電された電力を、インバータにより、効率的に交流に変換することができる。更に、変換器２１１～２１５に対して系統連系インバータ部２２が共用されるので、インバータの設置スペースの低減や、電力ロスの抑制を図ることができる。更に、創蓄エネルギー変換部２１と系統連系インバータ部２２とが構造上分離されているため、系統接続時に必要なＪＥＴ認証も、系統連系インバータ部２２に限定することができるので、分散電源１０の組み合わせ自由度を高めることができる。従って、創エネルギーや蓄エネルギーを活用した創蓄連携動作を効率的に実現することができる。

　（２）第１の実施形態では、通信ができない場合には、バス電圧制御部２３は、通信が確立できない変換器２１１～２１５、系統連系インバータ部２２の動作を停止する。これにより、各機器の異常時にも対応することができる。例えば、バスラインの過電圧や過電流発生を抑制し、実装部品の破壊故障を未然に防止することができる。

　＜第２の実施形態＞
　次に、図２を用いて、第２の実施形態を説明する。第１の実施形態においては、分散電源１０による電力を、商用系統７０に供給した。第２の実施形態では、系統連系インバータ部２２は、電力を供給するとともに、商用系統７０から電力を取得でき、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図２に示すように、系統連系インバータ部２２は、双方向インバータ２２２を含む。
　そして、蓄エネルギー用の分散電源１０において、エネルギー蓄積が十分でない場合には、商用系統７０からの電力を取得して蓄積する。

　具体的には、バス電圧制御部２３が、分散電源１０を構成する蓄エネルギー機器におけるエネルギー蓄積状態を検知する。第２の実施形態では、蓄電池１２、ＰＨＶ１５におけるエネルギー蓄積状態を検知する。そして、エネルギー蓄積状態が所定の蓄積基準に達していない場合には、バス電圧制御部２３は、双方向インバータ２２２に対して、商用系統７０からの電力供給を指示する。この場合、双方向インバータ２２２は、商用交流電力を直流電力に変換してバスラインに供給する。そして、エネルギー蓄積状態が所定の蓄積基準に達していない蓄電池１２、ＰＨＶ１５に対して、エネルギー蓄積を行なう。そして、バス電圧制御部２３は、エネルギー蓄積状態が蓄積基準に達した場合には、商用系統７０からの電力供給を停止する。

　第２の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（３）第２の実施形態では、系統連系インバータ部２２は、双方向インバータ２２２を含む。これにより、必要に応じて、蓄エネルギー手段（例えば、蓄電池１２やＰＨＶ１５）に対して、商用系統７０から電力を供給することができる。例えば、深夜の安価な電力を昼間に活用したり、太陽光の余剰発電電力を蓄電池に蓄えたりすることができる。従って、蓄エネルギー機器からの電力供給が必要な場合を考慮して、エネルギー蓄積を行ない、的確な創蓄連携動作を実現することができる。

　＜第３の実施形態＞
　次に、図３を用いて、第３の実施形態を説明する。第３の実施形態においては、バス電圧制御部２３により、バスラインの電圧を制御した。第３の実施形態では、電力変換システム２０を構成するインバータやコンバータに、それぞれ独立した制御部が設けられ、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図３に示すように、系統連系インバータ部２２の双方向インバータ２２２に設けられた制御部２３１は、バスラインの電圧を検知して、インバータ制御を行なう。また、変換器２１１に設けられた制御部２３２は、太陽電池パネル１１の発電状態に応じて、電力変換を行なう。各変換器２１２～２１５に設けられた制御部２３２は、バスラインの電圧を計測して、所定の電圧になるように、電力の供給又は蓄積を行なう。例えば、バスラインの電圧が低い場合には、分散電源１０から電力を供給して、バスラインの電圧を昇圧させる。一方、バスラインの電圧が高い場合には、分散電源１０に対して電力を供給して、バスラインの電圧を降圧させる。

　第３の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（４）第３の実施形態では、双方向インバータ２２２、変換器２１１～２１５にそれぞれ制御部２３１，２３２を設ける。これにより、各機器を統合して管理するバス電圧制御部を設けることなく、各機器において自立してバスラインの電圧を制御させることができる。この場合、制御部２３２を備えた変換器を系統連系インバータ部２２に接続することにより、分散電源１０を追加できるので、システム拡張の自由度を確保することができる。

　＜第４の実施形態＞
　次に、図４を用いて、第４の実施形態を説明する。第３の実施形態においては、電力変換システム２０を構成するインバータやコンバータに、それぞれ独立した制御部２３１，２３２を設けた。第４の実施形態では、電力変換システム２０を構成するインバータやコンバータに、主従関係を設定した制御部が設けられ、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図４に示すように、系統連系インバータ部２２には、双方向インバータ２２２に主制御部２３３を設ける。また、各変換器２１１～２１５には、従制御部２３４を設ける。そして、主制御部２３３と各従制御部２３４とは通信を行なう。

　主制御部２３３は、バスラインの電圧を検知して、インバータ制御を行なう。更に、主制御部２３３は、各変換器２１１～２１５の従制御部２３４に対して、動作制御を指示する。例えば、バスラインの電圧が低い場合には、主制御部２３３は、蓄エネルギー手段である分散電源１０から電力を供給して、バスラインの電圧を昇圧させる指示を行なう。一方、バスラインの電圧が高い場合には、主制御部２３３は、蓄エネルギー手段である分散電源１０に対して電力を供給して、バスラインの電圧を降圧させる指示を行なう。従制御部２３４は、主制御部２３３からの指示に基づいて、変換器２１１～２１５の動作制御を行なう。

　第４の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（５）第４の実施形態では、電力変換システム２０を構成する系統連系インバータ部２２に主制御部２３３を設けるとともに、分散電源１０の各変換器２１１～２１５に従制御部２３４を設ける。これにより、主制御部２３３、複数の従制御部２３４を連携させて、電力変換システム２０を制御することができる。この場合、複数の従制御部２３４を備えた変換器を系統連系インバータ部２２に接続することにより、分散電源１０を追加できるので、システム拡張の自由度を確保することができる。

　＜第５の実施形態＞
　次に、図５を用いて、第５の実施形態を説明する。第１～第４の実施形態においては、創蓄エネルギー変換部２１において変換器２１１～２１５が一体となるように構成された。第５の実施形態では、創蓄エネルギー変換部２１の変換器２１１～２１５が、個別に系統連系インバータ部２２に接続され、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図５に示すように、系統連系インバータ部２２に、変換器２１１～２１５に対する接続インターフェースとして、複数の直流入力接続端子を有する端子台２２５を設ける。各端子台２２５は、双方向インバータ２２２に接続する。なお、商用系統７０から電力供給を行なわない場合には、双方向インバータ２２２に代えて、一方向のインバータ２２１を用いることも可能である。

　そして、それぞれの端子台２２５に、分散電源１０に接続された変換器２１１～２１５を、個別に接続する。この場合、インバータや変換器の制御は、第１～第４の実施形態におけるバス電圧制御方法を用いることができる。これらのバス電圧制御方法により、バスラインの電圧を一定に保つように個別に動作させる。

　第５の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（６）第５の実施形態では、系統連系インバータ部２２に、各変換器２１１～２１５に対する端子台２２５を設ける。これにより、各家庭に設置された分散電源１０の状況（設置数）に応じた変換器２１１～２１５を設置し、系統連系インバータ部２２に接続することができる。従って、導入時のカスタマイズや、導入後の追加や削減が容易になる。

　＜第６の実施形態＞
　次に、図６を用いて、第６の実施形態を説明する。第５の実施形態においては、系統連系インバータ部２２に、複数の端子台２２５を設けた。第６の実施形態では、バスラインにおいて、系統連系インバータ部２２への直流入出力を１系統にまとめた構成であり、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図６に示すように、創蓄エネルギー変換部２１と系統連系インバータ部２２との間に、直流接続部としてのＤＣ接続部２４を設ける。このＤＣ接続部２４は、系統連系インバータ部２２に接続するための端子台２４１と、この端子台２４１に接続された複数の端子台２４２とを備える。

　そして、各端子台２４２に、分散電源１０に接続された変換器２１１～２１５のうちの１つを接続する。この場合にも、インバータや変換器の制御は、第１～第４の実施形態におけるバス電圧制御方法を用いることができる。

　第６の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（７）第６の実施形態では、系統連系インバータ部２２と変換器２１１～２１５との間にＤＣ接続部２４を設ける。これにより、入力端子が少ない系統連系インバータ部２２を用いる場合であっても、複数の変換器２１１～２１５を接続して分散電源１０を有効活用することができる。

　＜第７の実施形態＞
　次に、図７を用いて、第７の実施形態を説明する。第６の実施形態においては、ＤＣ接続部２４を用いて、創蓄エネルギー変換部２１と系統連系インバータ部２２とを接続した。第７の実施形態では、創蓄エネルギー変換部２１には、直流出力を１系統にまとめる端子台が設けられ、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図７に示すように、創蓄エネルギー変換部２１に、各変換器２１１～２１５に接続された端子台２１７を設ける。そして、端子台２１７と、系統連系インバータ部２２の端子台２２５とを接続する。この場合にも、インバータや変換器の制御は、第１～第４の実施形態におけるバス電圧制御方法を用いることができる。

　第７の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（８）第７の実施形態では、創蓄エネルギー変換部２１に、複数の変換器２１１～２１５に接続された端子台２１７を設ける。これにより、創蓄エネルギー変換部２１に系統連系インバータ部２２を接続することにより、複数の変換器を接続して分散電源１０を有効活用することができる。

　＜第８の実施形態＞
　次に、図８を用いて、第８の実施形態を説明する。第７の実施形態においては、創蓄エネルギー変換部２１において、直流出力を１系統にまとめる端子台２１７を設けた。第８の実施形態では、創蓄エネルギー変換部２１は、同じ種類の複数の分散電源の直流出力を１系統にまとめ、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図８に示すように、太陽電池パネル用の創蓄エネルギー変換部２１ａは、太陽電池パネル１１毎の変換器２１１を含む。この創蓄エネルギー変換部２１ａは、複数の共通分散電力の入力を１系統にまとめて、まとめられた複数の共通分散電力を端子台から供給する。同様に、蓄電池１２、燃料電池１３、ＥＶ１４、ＰＨＶ１５毎に、創蓄エネルギー変換部２１ｂ～２１ｅを設ける。創蓄エネルギー変換部２１ｂ～２１ｅには、それぞれの分散電源１０に対応した変換器２１２～２１５を設ける。また、系統連系インバータ部２２には、複数の端子台２２５を設ける。そして、各端子台２２５を創蓄エネルギー変換部２１ａ～２１ｅに接続する。この場合にも、インバータや変換器の制御は、第１～第４の実施形態におけるバス電圧制御方法を用いることができる。

　第８の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（９）第８の実施形態では、共通した複数の分散電源１０にそれぞれ接続する複数の変換器２１１を設けた創蓄エネルギー変換部２１ａを用いる。これにより、創蓄エネルギー変換部２１ａにおいて、共通した複数の分散電源をまとめて、系統連系インバータ部２２に接続することができる。

　＜第９の実施形態＞
　次に、図９を用いて、第９の実施形態を説明する。第８の実施形態においては、系統連系インバータ部２２を、住宅分電盤３０を介して、商用系統７０に接続した。第９の実施形態では、住宅分電盤３０とともに自立分電盤３２が設けられ、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図９に示すように、系統連系インバータ部２２において、２系統の端子Ｔ１，Ｔ２を設ける。各端子Ｔ１，Ｔ２には、インバータ２２１に接続されたスイッチ部Ｑ１またはＱ２を設ける。そして、端子Ｔ１の出力は、住宅分電盤３０を介して商用系統７０に接続される。また、端子Ｔ２は、自立出力端子として機能し、電力切替ユニット３１を介して自立分電盤３２に接続される。この電力切替ユニット３１は、住宅分電盤３０にも接続されている。この電力切替ユニット３１は、商用系統７０の停電を検出して、系統出力を自立出力に切り替える。また、商用系統７０の復電を検出して、自立出力を系統出力に切り替える。

　第９の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１０）第９の実施形態では、系統連系インバータ部２２において、２系統の出力を設ける。そして、系統連系インバータ部２２の１系統を、電力切替ユニット３１を介して、自立分電盤３２に接続する。これにより、商用系統７０の停電時には、分散電源１０の電力を宅内負荷に供給することができる。

　＜第１０の実施形態＞
　次に、図１０を用いて、第１０の実施形態を説明する。第９の実施形態においては、住宅分電盤３０とともに自立分電盤３２を設けた。第１０の実施形態では、系統連系インバータ部に直流出力部が設けられ、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図１０に示すように、バスラインに、スイッチ部Ｑ３を介して接続された端子Ｔ３を設け、直流出力を行なう。更に、スイッチ部Ｑ３に降圧コンバータを接続して、この降圧コンバータの電圧を、端子Ｔ３から供給するようにしてもよい。

　第１０の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１１）第１０の実施形態では、バスラインに、スイッチ部Ｑ３を介して接続された端子Ｔ３を設ける。これにより、バスラインの直流電力を外部に供給して、直流機器に使用することができる。

　＜第１１の実施形態＞
　次に、図１１を用いて、第１１の実施形態を説明する。第１０の実施形態においては、系統連系インバータ部２２に直流出力部を設けた。第１１の実施形態では、複数の電力変換システム２０を連係させ、同様の部分については詳細な説明を省略する。

　図１１に示すように、各電力変換システム２０の系統連系インバータ部２２の端子Ｔ３同士を接続する。この場合、各電力変換システム２０の制御部は、電力変換システム２０の状態情報を示す信号を供給する。この信号出力には、例えば、バスラインを利用した電力線通信を用いることができる。そして、各系統連系インバータ部２２の制御部は、他の電力変換システム２０から取得した状態情報に基づいて、バスラインの電圧を制御する。ここで、一方の蓄エネルギーの分散電源１０において満充電となった場合、他の電力変換システム２０に接続された蓄エネルギー手段（蓄電池１３，ＰＨＶ１５等）に充電させる。また、分散電源１０において蓄エネルギーが不足する場合には、他の電力変換システム２０に接続された蓄エネルギー手段（蓄電池１３，ＰＨＶ１５等）から電力を取得する。

　第１１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１２）第１１の実施形態では、複数の電力変換システム２０を、端子Ｔ３を介して接続する。これにより、直流によって、複数の電力変換システム２０を連携させることができる。従って、この連携により、創エネルギーや蓄エネルギーの冗長性を確保することができる。

　なお、第１～第１１の実施形態は以下のように変更してもよい。
　・各実施形態においては、通信線による有線通信や電力線通信により、創蓄エネルギー変換部２１と系統連系インバータ部２２とが通信を行なう。通信方法は、有線通信に限定されるものではなく、無線通信を用いることも可能である。

　・各実施形態においては、電力変換システム２０は、住宅分電盤３０を介して、商用系統７０に接続される。そして、電力変換システム２０は、商用系統７０との間で電力の供給や取得を行なう。ここで、電力変換システム２０において、デマンドレスポンスに対応できるようにしてもよい。このデマンドレスポンスにおいては、電力価格や系統信頼性において、需要家の電力の使用を抑制するように電力消費パターンを変化させる。

　具体的には、系統連系インバータ部２２において、電力消費量に関する情報を蓄積する。そして、系統連系インバータ部２２は、電力消費量と電力料金体系とに基づいて、電気料金が安くなるように、分散電源の活用を制御する。例えば、商用系統７０から供給された電力の消費量が多くなることにより、電気料金が高くなる場合には、分散電源による創蓄エネルギーを用いて、宅内負荷に対応する。一方、電力料金が安い場合には、商用系統７０からの電力を利用して、分散電源１０におけるエネルギーの蓄積を優先する。

　・各実施形態においては、創蓄エネルギー変換部２１、系統連系インバータ部２２を、直接又はＤＣ接続部２４を介して接続した。ここで、創蓄エネルギー変換部２１と系統連系インバータ部２２との間に電力遮断手段を設けるようにしてもよい。第８の実施形態においては、電力遮断手段を設けた構成を説明する。

　図１２に示すように、創蓄エネルギー変換部２１と系統連系インバータ部２２の端子台２２５との間に、それぞれブレーカ２５を設ける。これにより、電圧異常が生じた変換器２１１～２１５を、系統連系インバータ部２２から切り離すことができる。

Claims

　電力変換システムであって、
　複数の分散電源の各々の出力を直流電力に変換し、バスラインに出力する直流変換部と、
　商用系統に接続するための認証を有し、前記バスラインの直流電力を交流電力に変換して負荷及び商用系統に供給する単一のインバータ部と、
　前記バスラインの電圧を一定化させる制御部と
を備える、電力変換システム。
　前記分散電源は、バスラインの直流電力を用いて、エネルギー蓄積可能な蓄エネルギー手段を含み、
　前記インバータ部は、前記商用系統から取得した交流電力を直流電力に変換し、前記バスラインに供給可能な双方向インバータを含む、請求項１記載の電力変換システム。
　前記制御部は、前記バスラインの電圧を計測し、前記バスラインの電圧に基づいて前記直流変換部および前記インバータ部に、前記バスラインの電圧を一定化させる指示を通知する、請求項１又は２に記載の電力変換システム。
　前記制御部は、前記直流変換部に設けられた制御部と、前記インバータ部に設けられた制御部とを含む、請求項１又は２に記載の電力変換システム。
　前記インバータ部が、複数の直流入力接続端子を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電力変換システム。
　前記直流変換部は、複数の分散電源にそれぞれ対応する複数の変換器を含み、
　複数の変換器の出力をまとめる直流接続部を更に備える請求項１～４のいずれか一項に記載の電力変換システム。
　前記インバータ部は、商用系統に交流電力を供給する系統出力端子と、宅内負荷に交流電力を供給する自立出力端子を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の電力変換システム。
　前記インバータ部は、前記バスラインの直流電力を用いて、直流出力を行なう直流出力端子を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の電力変換システム。
　前記制御部は、前記直流変換部とインバータ部とが通信できないことを検知した場合には、通信ができない機器の動作を停止させる、請求項１～８のいずれか一項に記載の電力変換システム。
　直流電力を受け取り、インバータ装置が接続されたバスラインに直流電圧を供給するコンバータと、
　前記バスラインの電圧を計測する制御部とを備えたコンバータ装置であって、
　前記制御部は、前記バスラインの電圧を計測し、前記バスラインの電圧を一定化させるように前記コンバータを制御する、コンバータ装置。
　直流電力を受け取り、インバータ装置が接続されたバスラインに直流電圧を供給するコンバータと、
　前記バスラインの電圧を計測する制御部とを備えたコンバータ装置であって、
　前記制御部は、バスラインの電圧を計測したインバータ装置からの指示に基づいて、前記バスラインの電圧を一定化させるように前記コンバータを制御する、コンバータ装置。
　インバータ装置であって、
　コンバータに接続されたバスラインから直流電力を受け取り、商用系統に交流電力を供給するインバータと、
　前記バスラインの電圧を計測する制御部とを備えたインバータ装置であって、
　前記制御部は、前記バスラインの電圧を計測し、前記バスラインの電圧を一定化させるように、前記コンバータに対して指示を供給する、インバータ装置。
　電力変換システムの製造方法であって、
　直流電力を交流電力に変換し、負荷及び商用系統に供給するインバータ部について、前記商用系統に接続するための認証を取得する工程と、
　分散電源毎に、前記分散電源の出力を直流電力に変換する直流変換部を、バスラインに接続する工程と、
　前記バスラインに単一の前記インバータ部を接続し、前記インバータ部を商用系統に接続する工程と、
　前記バスラインの電圧を一定化させる制御部を接続する工程と
を含む、電力変換システムの製造方法。