WO2018180435A1 - 電力変換装置、電力変換システム、及び直流電源装置 - Google Patents

Abstract

電力変換装置（２）は、インバータ回路（２２０）と、制御部（２２１）とを備える。インバータ回路（２２０）は、直流電力を出力する直流電源装置（３）が接続される直流線路（ＤＣ１）から入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ回路（２２０）は、負荷（５）に交流電力を供給する動作と、交流電力系統（１００）に交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う。制御部（２２１）はインバータ回路（２２０）の制御を行う。制御部（２２１）は、直流線路（ＤＣ１）に接続される直流電源装置（３）に、交流電力系統（１００）の周波数に基づくノイズ情報を通信により送信する。

Description

電力変換装置、電力変換システム、及び直流電源装置

　本発明は、電力変換装置、電力変換システム、及び直流電源装置に関し、特に、直流を交流に変換する電力変換装置、電力変換システム、及び直流電源装置に関する。

　従来、分散電源を系統連系するパワーコンディショナと、追加電源を増設するための追加ユニットとを備えた電力制御システムがあった（例えば特許文献１参照）。

　パワーコンディショナは、分散電源が出力する電力の電圧を昇圧又は降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を交流に変換するインバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びインバータの出力を制御するパワコン制御部と、を備える。インバータの出力端には系統及び負荷が接続されており、インバータは系統と連系して負荷に電力を供給する。

　追加ユニットは、追加の分散電源が出力する電力の電圧を昇圧又は降圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する追加制御部と、を備えている。追加ユニットのＤＣ／ＤＣコンバータの出力端は、パワーコンディショナにおいてＤＣ／ＤＣコンバータとインバータとの接続箇所であるＤＣ中間リンク部分に電気的に接続される。

　パワコン制御部は、ＤＣ中間リンク部分の電圧を監視し、監視結果に基づいてパワーコンディショナ及び追加ユニットのＤＣ／ＤＣコンバータのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行っている。

特開２０１５－１２２９０６号公報

　特許文献１に記載の電力制御システムでは、パワーコンディショナが交流電源の系統に接続されているので、ＤＣ中間リンク部分（直流線路）に印加される直流電圧には、系統の交流電圧に起因したリップルノイズが発生する。パワコン制御部は、ＤＣ中間リンク部分の電圧の監視結果に基づいてＰＷＭ制御を行うので、リップルノイズによってＤＣ中間リンク部分の直流電圧の監視結果に誤差が発生すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御に悪影響が発生するという問題があった。

　本発明の目的は、計測誤差を低減できる電力変換装置、電力変換システム、及び直流電源装置を提供することにある。

　本発明の一態様の電力変換装置は、インバータ回路と、制御部と、を備える。インバータ回路は、直流電力を出力する直流電源装置が接続される直流線路から入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ回路は、負荷に交流電力を供給する動作と交流電力系統に交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う。制御部はインバータ回路の制御を行う。制御部は、直流線路に接続される直流電源装置に、交流電力系統の周波数に基づくノイズ情報を通信により送信する。

　本発明の一態様の電力変換装置は、インバータ回路と、制御部と、を備える。インバータ回路は、直流電力を出力する直流電源装置が接続される直流線路から入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ回路は、負荷に交流電力を供給する動作と交流電力系統に交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う。制御部はインバータ回路の制御を行う。制御部は、直流線路に接続される直流電源装置に、交流電力系統の周波数の情報を通信により送信する。

　本発明の一態様の電力変換システムは、電力変換装置と、電力変換装置の直流線路に直流電力を出力する直流電源装置と、を備える。

　本発明の一態様の直流電源装置は、第１接続部と、第２接続部と、コンバータ回路と、受信部と、処理部と、を備える。第１接続部は直流電源に接続される。第２接続部は、電力変換装置の直流線路に接続される。電力変換装置は、直流線路から入力される直流電力を交流電力に変換して、負荷に交流電力を供給する動作と交流電力系統に交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う。コンバータ回路は、第１接続部と第２接続部との間で直流電圧の電圧値を変換する。受信部は、電力変換装置から送信される交流電力系統の周波数に基づくノイズ情報を受信する。処理部は、受信部が受信したノイズ情報に基づいて計測期間を決定し、コンバータ回路の入力と出力との少なくとも一方の電気的特性値を計測する。

　本発明の一態様の直流電源装置は、第１接続部と、第２接続部と、コンバータ回路と、受信部と、処理部と、を備える。第１接続部は直流電源に接続される。第２接続部は、電力変換装置の直流線路に接続される。電力変換装置は、直流線路から入力される直流電力を交流電力に変換して、負荷に交流電力を供給する動作と交流電力系統に交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う。コンバータ回路は、第１接続部と第２接続部との間で直流電圧の電圧値を変換する。受信部は、電力変換装置から送信される前記交流電力系統の周波数の情報を受信する。処理部は、受信部が受信した周波数の情報に基づいて計測期間を決定し、コンバータ回路の入力と出力との少なくとも一方の電気的特性値を計測する。

　本発明によれば、計測誤差を低減できる電力変換装置、電力変換システム、及び直流電源装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電力変換システムのシステム構成図である。 図２は、本発明の一実施形態の変形例１に係る電力変換システムのシステム構成図である。

　以下に説明する実施形態は、本発明の種々の実施形態の一つに過ぎない。本発明の実施形態は、下記実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外も含み得る。また、下記の実施形態は、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

　（１）構成
　図１は、本実施形態に係る電力変換システム１のシステム構成図である。

　本実施形態の電力変換システム１は、需要家施設１０に設けられ、交流電力系統１００と連系して需要家施設１０内の負荷５に電力を供給する。また、電力変換システム１は、太陽光発電装置１１で発電された電力を交流電力系統１００に出力（逆潮流）することもできる。ここにおいて、需要家施設１０は、エネルギー資源の供給事業者からエネルギー資源の供給を受ける需要家の施設である。本実施形態では、戸建住宅を需要家施設１０の一例として説明する。

　電力変換システム１は、電力変換装置２の直流線路ＤＣ１に電気的に接続される直流電源装置３と、直流線路ＤＣ１から入力される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置２と、を備える。

　直流電源装置３には蓄電池ユニット１２が接続されている。直流電源装置３は、蓄電池ユニット１２から入力（放電）される直流電圧の電圧値を変換して直流線路ＤＣ１に出力する。また、直流電源装置３は、直流線路ＤＣ１から入力される直流電圧の電圧値を変換して蓄電池ユニット１２に出力、すなわち蓄電池ユニット１２を充電する。

　次に、電力変換システム１の各部の構成を説明する。

　（１．１）電力変換装置
　電力変換装置２は、太陽光発電装置１１から入力される直流電圧の電圧値を変換して直流線路ＤＣ１に出力するＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１と、直流線路ＤＣ１から入力される直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣコンバータ２２と、を備える。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１は、第１コンバータ回路２１１（電力変換装置のコンバータ回路）と、第１制御処理部２１２と、第１計測部２１３と、を備える。

　第１コンバータ回路２１１は、例えば昇圧型のチョッパ回路を備え、太陽光発電装置１１から入力される直流電圧を所定の電圧値（例えばＤＣ３００Ｖ）の直流電圧に変換して直流線路ＤＣ１に出力する。第１コンバータ回路２１１は、直流電圧の電圧値を変換する変換回路であればよく、降圧型、昇降圧型のチョッパ回路でもよい。

　第１計測部２１３は、例えば、第１コンバータ回路２１１から直流線路ＤＣ１に出力される直流電圧を分圧する分圧回路と、分圧回路で分圧された電圧値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータとを備える。第１計測部２１３は、所定のサンプリング間隔（例えば数ｍＳの時間間隔）で、第１コンバータ回路２１１の出力電圧を計測する。

　第１制御処理部２１２は第１コンバータ回路２１１の出力を制御する。第１制御処理部２１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリとを有するマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することによって、第１制御処理部２１２の機能が実現される。ＣＰＵが実行するプログラムは、例えば、マイクロコンピュータのメモリにあらかじめ記憶されているが、インターネットなどの電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。

　第１制御処理部２１２は、システム管理部２２３から入力されるノイズ情報に基づいて、交流電力系統１００の交流電圧（例えばＡＣ１００／２００［Ｖ］、５０／６０［Ｈｚ］の交流電圧）の１周期の時間を計測期間とするように、計測期間を決定する。ここでいう「計測期間」とは、第１制御処理部２１２が第１計測部２１３の計測値の平均を求める期間の時間長のことであり、第１制御処理部２１２は第１計測部２１３の計測値の平均を求める処理を計測期間の周期で繰り返し行う。

　第１制御処理部２１２は、第１計測部２１３の計測値を計測期間において平均化することで、第１コンバータ回路２１１の出力電圧の平均値（実効値）を求める。第１計測部２１３の計測値には交流電力系統１００の交流電圧に起因したリップルノイズが含まれる可能性がある。このリップルノイズの周波数は、交流電力系統１００の交流電圧又は交流電流の周波数の約２倍であり、第１制御処理部２１２は、第１計測部２１３の計測値を交流電圧の１周期の計測期間で平均化しているので、リップルノイズによる計測誤差を低減できる。計測期間は、交流電力系統１００の交流電圧の１周期の時間に限定されず、交流電圧の（１／２）周期（半周期）の逓倍（正の整数倍）の時間であればよく、適宜変更が可能である。計測期間が交流電圧の（１／２）周期の逓倍の時間であれば、計測期間の開始時点が交流電圧のゼロクロス点に同期している必要はなく、計測期間の開始時点は任意のタイミングでよい。また、第１制御処理部２１２は、交流電圧の（１／２）周期の逓倍の計測期間で、第１コンバータ回路２１１の出力電圧（計測値）の中央値を求めてもよく、リップルノイズによる計測誤差を低減できる。

　第１制御処理部２１２は、第１計測部２１３の計測結果をもとに出力電圧を計測しているが、出力電圧、出力電流、出力電力の１つ又は複数を電気的特性値として計測してもよい。また、第１制御処理部２１２は、所定の期間における出力電力量を電気的特性値として計測してもよい。第１コンバータ回路２１１の出力電流を計測する場合、第１計測部２１３は、第１コンバータ回路２１１から直流線路ＤＣ１に出力される電流値を計測するための電流センサ（例えばホール素子など）を備えていればよい。第１制御処理部２１２は、第１計測部２１３によって計測された出力電流を計測期間ごとに平均化することで、出力電流の平均値を測定する。また、第１コンバータ回路２１１の出力電力を計測する場合、第１計測部２１３は、第１コンバータ回路２１１の出力電流と出力電圧の両方を計測すればよい。第１制御処理部２１２は、第１計測部２１３によって計測された出力電流と出力電圧とから出力電力を演算し、出力電力の計算結果を計測期間ごとに平均化することで、出力電力の平均値を測定する。

　第１制御処理部２１２は、第１コンバータ回路２１１の出力電圧の平均値（実効値）を求める処理を連続的に繰り返し、平均値が所定の電圧値となるように、第１コンバータ回路２１１が備えるスイッチング素子のＰＷＭ制御を行う。

　ＤＣ／ＡＣコンバータ２２は、インバータ回路２２０と、制御部２２１とを備える。

　インバータ回路２２０は、例えばフルブリッジ方式のインバータ回路であり、直流線路ＤＣ１から入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ回路２２０は、交流電力系統１００と連系して負荷５に交流電力を供給する動作と、交流電力系統１００に交流電力を出力する動作と、の少なくとも一方を行う。インバータ回路２２０は、フルブリッジ型のインバータ回路に限定されず、ハーフブリッジ型のインバータ回路でもよい。

　制御部２２１はインバータ制御処理部２２２とシステム管理部２２３とを備える。制御部２２１は全体としてインバータ回路２２０を制御する。

　インバータ制御処理部２２２は、システム管理部２２３から入力される制御信号に基づいて、インバータ回路２２０の出力を制御する。インバータ制御処理部２２２は、例えば、ＣＰＵとメモリとを有するマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することによって、インバータ制御処理部２２２の機能が実現される。ＣＰＵが実行するプログラムは、例えば、マイクロコンピュータのメモリにあらかじめ記憶されているが、インターネットなどの電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。

　システム管理部２２３は、電力変換システム１の全体的な制御を行っており、第１コンバータ回路２１１及びインバータ回路２２０と直流電源装置３が有する第２コンバータ回路３１（直流電源装置のコンバータ回路）の動作を制御する。システム管理部２２３は、例えば、ＣＰＵとメモリとを有するマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することによって、システム管理部２２３の機能が実現される。ＣＰＵが実行するプログラムは、例えば、マイクロコンピュータのメモリにあらかじめ記憶されているが、インターネットなどの電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。なお、システム管理部２２３とインバータ制御処理部２２２とは１つのマイクロコンピュータで実現されてもよい。

　また、システム管理部２２３は、通信部２２４及び計測部２２５を備えている。

　通信部２２４は、直流電源装置３との間で無線通信により通信を行う。通信部２２４は、無線局の免許が不要な小電力無線の通信モジュールを備えている。この種の小電力無線については、用途などに応じて使用する周波数帯域や空中線電力などの仕様が各国で規定されている。日本国においては、９２０ＭＨｚ帯、４２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯などの電波を使用する小電力無線（特定小電力無線）が規定されている。なお、通信部２２４は、小電力無線の通信インタフェースに限定されず、適宜変更が可能であり、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）規格に準拠した通信インタフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信インタフェースなどでもよい。

　また、通信部２２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１の第１制御処理部２１２と通信する機能も備えている。通信部２２４と第１制御処理部２１２との通信は有線方式でも無線方式でもよい。

　計測部２２５は、交流電力系統１００の交流電圧を計測する。計測部２２５は、例えば交流電力系統１００の交流電圧を分圧する分圧回路を備え、分圧回路によって分圧された電圧から交流電力系統１００の交流電圧を計測する。計測部２２５は、ホールＩＣ、カレントトランスなどを用いて交流電力系統１００の交流電流を計測してもよく、交流電圧と交流電流の両方を計測してもよい。

　システム管理部２２３は、計測部２２５によって計測された交流電圧又は交流電流の周波数に基づいて、交流電力系統１００の周波数（電源周波数）を計測する。ここにおいて、交流電力系統１００の周波数とは、交流電力系統１００の交流電圧又は交流電流の周波数である。そして、システム管理部２２３は、交流電力系統１００の周波数に基づくノイズ情報を通信部２２４（送信部）から直流電源装置３に所定の時間間隔（例えば１００ｍＳ間隔）で送信する。ここで、交流電力系統１００の周波数に基づくノイズ情報とは、例えば周波数の計測結果である。

　また、システム管理部２２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１及び直流電源装置３の動作を制御するための制御信号を、通信部２２４から第１制御処理部２１２及び直流電源装置３の第２制御処理部３２に送信する。システム管理部２２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１及び直流電源装置３を運転／停止させる制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１及び直流電源装置３の出力電力を指示する制御信号などを通信部２２４から第１制御処理部２１２及び第２制御処理部３２に送信する。

　また、システム管理部２２３には、例えばディップスイッチのような操作部４が接続されており、スイッチのオン／オフに応じたデータがシステム管理部２２３に入力される。

　（１．２）直流電源装置
　直流電源装置３は、第１接続部３０１と、第２接続部３０２と、第２コンバータ回路３１（コンバータ回路）と、第２制御処理部３２（処理部）と、第２計測部３３と、通信部３４（受信部）と、を備える。直流電源装置３は、蓄電池ユニット１２を充電又は放電する充放電装置である。

　第１接続部３０１は、直流電源である蓄電池ユニット１２に接続される。

　第２接続部３０２は、電力変換装置２の直流線路ＤＣ１に電線６を介して電気的に接続される。

　第２コンバータ回路３１は、例えば昇降圧型の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、第１接続部３０１と第２接続部３０２との間で直流電圧の電圧値を変換する。第２コンバータ回路３１は、蓄電池ユニット１２から放電する場合は、蓄電池ユニット１２から入力される直流の電圧値を所定の電圧値に変換（昇圧）し、電線６を介して直流線路ＤＣ１に出力する。第２コンバータ回路３１は、蓄電池ユニット１２を充電する場合は、直流線路ＤＣ１から電線６を介して入力される直流の電圧値を変換（降圧）して、蓄電池ユニット１２に出力、つまり蓄電池ユニット１２を充電する。

　第２計測部３３は、例えば、第２コンバータ回路３１が直流線路ＤＣ１に出力する直流電圧又は直流線路ＤＣ１から第２コンバータ回路３１に入力される直流電圧を分圧する分圧回路と、分圧回路で分圧された電圧値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータとを備える。第２計測部３３は、所定のサンプリング間隔（例えば数ｍＳの時間間隔）で、第２コンバータ回路３１の出力電圧を計測する。

　通信部３４（受信部）は、電力変換装置２から送信されるノイズ情報を受信する。通信部３４は、電力変換装置２の通信部２２４と同じ通信方式の通信モジュールを備えており、電力変換装置２との間で無線通信により通信を行う。

　第２制御処理部３２は第２コンバータ回路３１の出力を制御する。第２制御処理部３２は、例えば、ＣＰＵとメモリとを有するマイクロコンピュータを備えている。ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することによって、第２制御処理部３２の機能が実現される。ＣＰＵが実行するプログラムは、例えば、マイクロコンピュータのメモリにあらかじめ記憶されているが、インターネットなどの電気通信回線を通じて提供されてもよいし、メモリカード等の記録媒体に記録されて提供されてもよい。

　第２制御処理部３２は、通信部３４が電力変換装置２から定期的に受信するノイズ情報（本実施形態では交流電力系統１００の交流電圧の１周期の時間の情報）をもとに、交流電圧の１周期の時間を、計測期間として決定する。

　第２制御処理部３２は、第２計測部３３の計測値を計測期間において平均化することで、第２コンバータ回路３１の出力電圧の平均値（実効値）を求める。第２計測部３３の計測値には交流電力系統１００の交流電圧に起因したリップルノイズが含まれる可能性があるが、第２制御処理部３２は、第２計測部３３の計測値を交流電圧の１周期の計測期間で平均化しているので、リップルノイズによる計測誤差を低減できる。計測期間は、交流電力系統１００の交流電圧の１周期の時間に限定されず、（１／２）周期の逓倍の時間であればよく、適宜変更が可能である。また、計測期間が（１／２）周期の逓倍の時間であれば、計測期間の開始時点が交流電圧のゼロクロス点に同期している必要はなく、計測期間の開始時点は任意のタイミングでよい。なお、第２制御処理部３２は、交流電圧の（１／２）周期の逓倍の計測期間で、第２コンバータ回路３１の出力電圧（計測値）の中央値を求めてもよく、リップルノイズによる計測誤差を低減できる。

　第２制御処理部３２は、第２計測部３３の計測結果をもとに、第２コンバータ回路３１の出力電圧を計測しているが、出力電圧、出力電流、出力電力の１つ又は複数を電気的特性値として計測してもよい。また、第２制御処理部３２は、所定の期間における出力電力量を電気的特性値として計測してもよい。第２コンバータ回路３１の出力電流を計測する場合、第２計測部３３は、第２コンバータ回路３１から直流線路ＤＣ１に出力される電流値を計測するための電流センサ（例えばホール素子など）を備えていればよい。第２制御処理部３２は、第２計測部３３によって計測された出力電流を計測期間ごとに平均化することで、出力電流の平均値を測定する。また、第２コンバータ回路３１の出力電力を計測する場合、第２計測部３３は、第２コンバータ回路３１の出力電流と出力電圧の両方を計測すればよい。第２制御処理部３２は、第２計測部３３によって計測された出力電流と出力電圧とから出力電力を演算し、出力電力の計算結果を計測期間ごとに平均化することで、出力電力の平均値を測定する。また、第２コンバータ回路３１が蓄電池ユニット１２を充電する場合、第１制御処理部２１２は、第１計測部２１３の計測結果をもとに入力電圧、入力電流、入力電力の１つ又は複数を電気的特性値として計測してもよい。

　第２制御処理部３２は、第２計測部３３の計測結果をもとに、第２コンバータ回路３１の出力を制御するように、第２コンバータ回路３１が備えるスイッチング素子のＰＷＭ制御を行う。

　（２）動作
　本実施形態の電力変換システム１の動作について以下に説明する。

　システム管理部２２３は、通信部２２４から直流電源装置３及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１に制御信号を送信し、直流電源装置３及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１の出力を制御する。また、システム管理部２２３は、計測部２２５の計測結果をもとに交流電力系統１００の周波数（交流電圧又は交流電流の周波数）を定期的に監視する。そして、システム管理部２２３は、通信部２２４から直流電源装置３及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１に、交流電力系統１００の周波数に基づくノイズ情報を所定の時間間隔で送信する。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１の第１制御処理部２１２が、システム管理部２２３からノイズ情報を受信すると、交流電力系統１００の交流電圧の１周期の時間を、計測期間として決定する。第１制御処理部２１２は、計測期間ごとに第１計測部２１３の計測結果を平均化することで、第１コンバータ回路２１１の出力電圧の平均値を求める。第１制御処理部２１２は、出力電圧の平均値が所定の電圧値（例えば、制御信号によって指示された電圧値）となるように、第１コンバータ回路２１１のスイッチング素子をＰＷＭ制御する。第１制御処理部２１２は、計測期間ごとに第１計測部２１３の計測結果を平均化することで出力電圧の平均値を求めているので、交流電圧に起因したリップルノイズによる計測誤差を低減でき、計測誤差による第１コンバータ回路２１１の出力の変動を抑制できる。

　また、直流電源装置３の第２制御処理部３２が、システム管理部２２３からノイズ情報を受信すると、交流電力系統１００の交流電圧の１周期の時間を、計測期間として決定する。第２制御処理部３２は、計測期間ごとに第２計測部３３の計測結果を平均化することで、第２コンバータ回路３１の出力電圧の平均値を求める。第２制御処理部３２は、出力電圧の平均値が所定の電圧値（例えば、制御信号によって指示された電圧値）となるように、第２コンバータ回路３１のスイッチング素子をＰＷＭ制御する。第２制御処理部３２は、計測期間ごとに第２計測部３３の計測結果を平均化することで出力電圧の平均値を求めているので、交流電圧に起因したリップルノイズによる計測誤差を低減でき、計測誤差による第２コンバータ回路３１の出力の変動を抑制できる。

　このように、電力変換装置２のシステム管理部２２３が直流電源装置３及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１にノイズ情報を通信により送信しているので、直流電源装置３及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１が交流電力系統１００の周波数を検出する回路を備える必要がない。

　（３）変形例
　以下に、上記実施形態の変形例に係る電力変換装置を列記する。なお、以下に説明する変形例の各構成は、上記実施形態で説明した各構成と適宜組み合わせて適用可能である。

　（３．１）変形例１
　図２は、変形例１に係る電力変換システム１Ａのシステム構成図である。以下、上記実施形態と同様の構成については、共通の符号を付して適宜説明を省略する。

　上記実施形態の電力変換システム１では電力変換装置２がＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１を備えていたが、変形例１の電力変換システム１Ａでは電力変換装置２ＡがＤＣ／ＡＣコンバータ２２のみを備えている。そして、電力変換装置２Ａの直流線路ＤＣ１に２つの直流電源装置３，３Ａが電線６，６Ａを介して接続されている。直流電源装置３には蓄電池ユニット１２が接続されており、直流電源装置３Ａには太陽光発電装置１１が接続されている。

　直流電源装置３Ａは、直流電源装置３と同様の構成を備えている。直流電源装置３Ａの第１接続部３０１Ａ、第２接続部３０２Ａ、第２制御処理部３２Ａ、第２計測部３３Ａ、通信部３４Ａは、それぞれ、直流電源装置３の第１接続部３０１、第２接続部３０２、第２制御処理部３２、第２計測部３３、通信部３４に対応しており、その説明は省略する。また、直流電源装置３Ａの第２コンバータ回路３１Ａは、片方向の電圧変換のみを行う点以外は直流電源装置３の第２コンバータ回路３１と同様であるので、その説明は省略する。

　変形例１では、直流電源から入力される直流電圧を所定の電圧値の直流電圧に変換する直流電源装置３，３Ａと、ＤＣ／ＡＣコンバータ２２のみを備えた電力変換装置２Ａをそれぞれモジュール化している。電力変換装置２Ａの直流線路ＤＣ１には、所望の直流電源装置３，３Ａを接続可能であり、電力変換装置２Ａは直流電源装置３，３Ａから入力される直流電力を交流電力に変換する。

　変形例１では、電力変換装置２Ａに、２つの直流電源装置３，３Ａが接続されているが、電力変換装置２Ａには１つの直流電源装置が接続されてもよいし、３つ以上の直流で源装置が接続されてもよい。

　（３．２）変形例２
　上記実施形態及び変形例１では、電力変換装置２，２Ａの計測部２２５が、交流電力系統１００の周波数を計測しているが、操作部４を用いて周波数が入力されてもよい。

　操作部４は例えばディップスイッチであり、所定のビットの値が「０」であれば周波数が５０Ｈｚであり、所定のビットの値が「１」であれば周波数が６０Ｈｚである。

　システム管理部２２３は、操作部４から上記ビットの値を読み込み、ビットの値から交流電力系統１００の交流電圧の周波数が５０Ｈｚであるか６０Ｈｚであるかを判定する。

　そして、システム管理部２２３は、周波数の判定結果を、交流電力系統１００の周波数に基づくノイズ情報として通信部２２４から直流電源装置３に通信により送信する。変形例２では、システム管理部２２３は、電源の投入時及び操作部４による設定の変更時に、ノイズ情報を通信部２２４から直流電源装置３に送信すればよく、上記実施形態及び変形例１に比べて通信のトラフィックを低減できる。

　（３．３）その他の変形例
　上記実施形態及び変形例１では、システム管理部２２３は、交流電力系統１００の周波数に基づくノイズ情報として、計測部２２５で計測された周波数の計測結果を送信しているが、ノイズ情報はこれに限定されない。日本国においては交流電力系統１００の周波数（以下、系統基本周波数という）は５０Ｈｚ及び６０Ｈｚのいずれかである。したがって、システム管理部２２３は、計測部２２５の計測結果から判別した系統基本周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）をノイズ情報として通信部２２４から直流電源装置３に通信により送信してもよい。例えば、計測部２２５の計測結果が５０．０１Ｈｚの場合、システム管理部２２３は、系統基本周波数を５０Ｈｚと判別し、ノイズ情報として５０という値を送信してもよい。また、システム管理部２２３は、計測部２２５の計測結果から判別した系統基本周波数が５０Ｈｚの場合は「０」を、６０Ｈｚの場合は「１」をノイズ情報として通信部２２４から直流電源装置３に送信してもよく、データ量を少なくできる。また、システム管理部２２３は、計測部２２５の計測結果から判別した系統基本周波数の交流の１周期の時間、又は系統基本周波数の交流の（１／２）周期の逓倍の時間を、周波数に基づくノイズ情報として通信部２２４から直流電源装置３に送信してもよい。

　また、電力変換装置２は、通信部２２４から直流電源装置３及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１に交流電力系統１００の周波数に基づくノイズ情報を所定の時間間隔で送信しているが、直流電源装置３及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１の初期稼働時にのみ送信してもよい。

　通信部２２４は、直流電源装置３及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１にノイズ情報を無線通信で送信しているが、通信方式は無線通信に限定されず、有線通信でもよい。有線通信の場合、通信部２２４は、例えば電力線搬送通信方式で通信を行ってもよいし、専用の通信線を介して通信を行ってもよい。

　上記実施形態及び変形例１、２では、直流電源として、発電装置である太陽光発電装置１１と、定置型の蓄電池ユニット１２とを例示したが、直流電源は、燃料電池、風力発電装置などの発電装置でもよいし、電動車両の蓄電池でもよい。電動車両は、例えばハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、電気自動車などである。

　なお、上記実施形態及び変形例１、２において、直流電源装置３，３Ａ及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１が、直流線路ＤＣ１の直流電圧に重畳するリップルノイズから、交流電力系統１００の周波数を求め、その結果から計測期間を決定してもよい。直流電源装置３，３Ａ及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路２１が、直流線路ＤＣ１の直流電圧に重畳するリップルノイズから交流電力系統１００の周波数を検出できれば、電力変換装置２，２Ａからノイズ情報を送信する必要がなく、通信トラフィックを低減できる。

　上記実施形態及び変形例１、２では、需要家施設１０が戸建て住宅である場合を説明したが、需要家施設１０は集合住宅の住戸でもよいし、オフィスビルや商業ビルのテナントでもよい。

　（まとめ）
　以上説明したように、第１の態様の電力変換装置（２，２Ａ）は、インバータ回路（２２０）と、制御部（２２１）とを備える。インバータ回路（２２０）は、直流線路（ＤＣ１）から入力される直流電力を交流電力に変換する。直流線路（ＤＣ１）には、直流電力を出力する直流電源装置（３，３Ａ）が接続される。インバータ回路（２２０）は、負荷（５）に交流電力を供給する動作と、交流電力系統（１００）に交流電力を出力する動作と、の少なくとも一方を行う。制御部（２２１）は、直流線路（ＤＣ１）に接続される直流電源装置（３，３Ａ）に、交流電力系統（１００）の周波数に基づくノイズ情報を通信により送信する。

　この構成によれば、直流電源装置（３，３Ａ）は、電力変換装置（２，２Ａ）から通信により送信されるノイズ情報をもとに、交流電力系統（１００）の交流電圧に起因して発生するリップルノイズの周波数を把握できる。したがって、直流電源装置（３，３Ａ）において、リップルノイズを低減する処理を行うことができ、それによって計測誤差を低減できる。

　第２の態様の電力変換装置（２，２Ａ）は、第１の態様において、交流電力系統（１００）の交流電圧と交流電流との少なくとも一方から交流電力系統（１００）の周波数を計測する計測部（２２５）を、更に備えることとしてもよい。制御部（２２１）は、計測部（２２５）の計測結果から得た周波数に基づくノイズ情報を直流電源装置（３，３Ａ）に送信することとしてもよい。

　この構成によれば、交流電力系統１００の周波数の変動によって、リップルノイズの周波数が変動する場合でも、直流電源装置（３，３Ａ）において、リップルノイズの周波数の変動を把握できる。

　第３の態様の電力変換装置（２，２Ａ）は、第１の態様において、交流電力系統（１００）の周波数を入力するための操作部（４）を、更に備えることとしてもよい。制御部（２２１）は、操作部（４）で設定された周波数に基づくノイズ情報を直流電源装置（３，３Ａ）に送信することとしてもよい。

　この構成によれば、交流電力系統（１００）の周波数を計測する計測部が不要になる。

　第４の態様の電力変換装置（２，２Ａ）では、第１～３のいずれかの態様において、直流電源装置（３，３Ａ）は、ノイズ情報に基づいて計測期間を決定することとしてもよい。直流電源装置（３，３Ａ）は、直流線路（ＤＣ１）からの入力と直流線路（ＤＣ１）への出力との少なくとも一方の電気的特性値を計測期間ごとに計測することとしてもよい。

　この構成によれば、直流電源装置（３，３Ａ）は、電力変換装置（２，２Ａ）から通信により送信されたノイズ情報をもとに計測期間を決定し、計測期間ごとに電気的特性値を計測するので、リップルノイズを低減することができる。

　第５の態様の電力変換装置（２）は、第１～４のいずれかの態様において、直流電源（１１，１２）から入力される直流電圧を所定の電圧値の直流電圧に変換して直流線路（ＤＣ１）に出力するコンバータ回路（２１１）を、更に備えることとしてもよい。

　この構成によれば、コンバータ回路（２１１）に接続される直流電源（１１）と、直流電源装置（３，３Ａ）に接続される直流電源（１２，１１）とから、直流電力の供給を受けることができる。

　第２～第５の態様に係る構成については、電力変換装置（２，２Ａ）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

　第６の態様の電力変換装置（２，２Ａ）は、インバータ回路（２２０）と、制御部（２２１）とを備える。インバータ回路（２２０）は、直流線路（ＤＣ１）から入力される直流電力を交流電力に変換する。直流線路（ＤＣ１）には、直流電力を出力する直流電源装置（３，３Ａ）が接続される。インバータ回路（２２０）は、負荷（５）に交流電力を供給する動作と、交流電力系統（１００）に交流電力を出力する動作と、の少なくとも一方を行う。制御部（２２１）は、直流線路（ＤＣ１）に接続される直流電源装置（３，３Ａ）に、交流電力系統（１００）の周波数の情報を通信により送信する。

　この構成によれば、直流電源装置（３，３Ａ）は、電力変換装置（２，２Ａ）から通信により送信される周波数の情報をもとに、交流電力系統（１００）の交流電圧に起因して発生するリップルノイズの周波数を把握できる。したがって、直流電源装置（３，３Ａ）において、リップルノイズを低減する処理を行うことができ、それによって計測誤差を低減できる。なお、交流電力系統（１００）の周波数の情報は、周波数の情報のみに限定されず、周波数の逆数である周期の情報でもよい。

　第７の態様の電力変換システム（１，１Ａ）は、第１～６のいずれかの態様の電力変換装置（２，２Ａ）と、電力変換装置（２，２Ａ）の直流線路（ＤＣ１）に直流電力を出力する直流電源装置（３，３Ａ）と、を備える。

　この構成によれば、直流電源装置（３，３Ａ）での計測誤差を低減することができる。

　第８の態様の直流電源装置（３，３Ａ）は、第１接続部（３０１，３０１Ａ）と、第２接続部（３０２，３０２Ａ）と、コンバータ回路（３１，３１Ａ）と、受信部（３４，３４Ａ）と、処理部（３２，３２Ａ）と、を備える。第１接続部（３０１，３０１Ａ）は直流電源（１１，１２）に接続される。第２接続部（３０２，３０２Ａ）は電力変換装置（２，２Ａ）の直流線路（ＤＣ１）に接続される。電力変換装置（２，２Ａ）は、直流線路（ＤＣ１）から入力される直流電力を交流電力に変換して、負荷（５）に交流電力を供給する動作と交流電力系統（１００）に交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う。コンバータ回路（３１，３１Ａ）は、第１接続部（３０１，３０１Ａ）と第２接続部（３０２，３０２Ａ）との間で直流電圧の電圧値を変換する。受信部（３４，３４Ａ）は、電力変換装置（２，２Ａ）から送信される交流電力系統（１００）の周波数に基づくノイズ情報を受信する。処理部（３２，３２Ａ）は、受信部（３４，３４Ａ）が受信した情報に基づいて計測期間を決定し、コンバータ回路（３１，３１Ａ）の入力と出力との少なくとも一方の電気的特性値を計測する。

　この構成によれば、直流電源装置（３，３Ａ）での計測誤差を低減することができる。

　第９の態様の直流電源装置（３，３Ａ）は、第１接続部（３０１，３０１Ａ）と、第２接続部（３０２，３０２Ａ）と、コンバータ回路（３１，３１Ａ）と、受信部（３４，３４Ａ）と、処理部（３２，３２Ａ）と、を備える。第１接続部（３０１，３０１Ａ）は直流電源（１１，１２）に接続される。第２接続部（３０２，３０２Ａ）は電力変換装置（２，２Ａ）の直流線路（ＤＣ１）に接続される。電力変換装置（２，２Ａ）は、直流線路（ＤＣ１）から入力される直流電力を交流電力に変換して、負荷（５）に交流電力を供給する動作と交流電力系統（１００）に交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う。コンバータ回路（３１，３１Ａ）は、第１接続部（３０１，３０１Ａ）と第２接続部（３０２，３０２Ａ）との間で直流電圧の電圧値を変換する。受信部（３４，３４Ａ）は、電力変換装置（２，２Ａ）から送信される交流電力系統（１００）の周波数の情報を受信する。処理部（３２，３２Ａ）は、受信部（３４，３４Ａ）が受信した周波数の情報に基づいて計測期間を決定し、コンバータ回路（３１，３１Ａ）の入力と出力との少なくとも一方の電気的特性値を計測する。

　この構成によれば、直流電源装置（３，３Ａ）での計測誤差を低減することができる。

　第１０の態様の直流電源装置（３，３Ａ）では、第８又は第９の態様において、直流電源（１１，１２）は、直流電力を発生する発電装置（１１）及び蓄電池（１２）のいずれかであることとしてもよい。

　この構成によれば、所望の直流電源を接続して使用することができる。

　第１０の態様に係る構成については、直流電源装置（３，３Ａ）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

　１，１Ａ　電力変換システム
　２，２Ａ　電力変換装置
　３，３Ａ　直流電源装置
　４　操作部
　５　負荷
　１１　太陽光発電装置（直流電源）
　１２　蓄電池ユニット（直流電源）
　３１，３１Ａ　第２コンバータ回路（直流電源装置のコンバータ回路）
　３２，３２Ａ　第２制御処理部（処理部）
　３４，３４Ａ　通信部（受信部）
　１００　交流電力系統
　２１１　第１コンバータ回路（電力変換装置のコンバータ回路）
　２２０　インバータ回路
　２２１　制御部
　２２２　インバータ制御処理部
　２２３　システム管理部
　２２４　通信部
　２２５　計測部
　３０１，３０１Ａ　第１接続部
　３０２，３０２Ａ　第２接続部
　ＤＣ１　直流線路

Claims (10)

1. 　直流電力を出力する直流電源装置が接続される直流線路から入力される前記直流電力を交流電力に変換して、負荷に前記交流電力を供給する動作と交流電力系統に前記交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行うインバータ回路と、
   　前記インバータ回路の制御を行う制御部と、を備え、
   　前記制御部は、前記直流線路に接続される前記直流電源装置に、前記交流電力系統の周波数に基づくノイズ情報を通信により送信する
   　電力変換装置。
2. 　前記交流電力系統の交流電圧と交流電流との少なくとも一方から前記交流電力系統の周波数を計測する計測部を、更に備え、
   　前記制御部は、前記計測部の計測結果から得た前記周波数に基づく前記ノイズ情報を前記直流電源装置に通信により送信する
   　請求項１記載の電力変換装置。
3. 　前記交流電力系統の周波数を入力するための操作部を、更に備え、
   　前記制御部は、前記操作部で設定された前記周波数に基づく前記ノイズ情報を前記直流電源装置に通信により送信する
   　請求項１記載の電力変換装置。
4. 　前記直流電源装置は、前記ノイズ情報に基づいて計測期間を決定し、前記直流線路からの入力と前記直流線路への出力との少なくとも一方の電気的特性値を前記計測期間ごとに計測する
   　請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
5. 　直流電源から入力される直流電圧を所定の電圧値の直流電圧に変換して前記直流線路に出力するコンバータ回路を、更に備える
   　請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
6. 　直流電力を出力する直流電源装置が接続される直流線路から入力される前記直流電力を交流電力に変換して、負荷に前記交流電力を供給する動作と交流電力系統に前記交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行うインバータ回路と、
   　前記インバータ回路の制御を行う制御部と、を備え、
   　前記制御部は、前記直流線路に接続される前記直流電源装置に、前記交流電力系統の周波数の情報を通信により送信する
   　電力変換装置。
7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
   　前記電力変換装置の前記直流線路に前記直流電力を出力する前記直流電源装置と、を備える
   　電力変換システム。
8. 　直流電源に接続される第１接続部と、
   　直流線路から入力される直流電力を交流電力に変換して負荷に前記交流電力を供給する動作と交流電力系統に前記交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う電力変換装置の前記直流線路に接続される第２接続部と、
   　前記第１接続部と前記第２接続部との間で直流電圧の電圧値を変換するコンバータ回路と、
   　前記電力変換装置から送信される前記交流電力系統の周波数に基づくノイズ情報を受信する受信部と、
   　前記受信部が受信した前記ノイズ情報に基づいて計測期間を決定し、前記コンバータ回路の入力と出力との少なくとも一方の電気的特性値を計測する処理部と、を備える
   　直流電源装置。
9. 　直流電源に接続される第１接続部と、
   　直流線路から入力される直流電力を交流電力に変換して負荷に前記交流電力を供給する動作と交流電力系統に前記交流電力を出力する動作との少なくとも一方を行う電力変換装置の前記直流線路に接続される第２接続部と、
   　前記第１接続部と前記第２接続部との間で直流電圧の電圧値を変換するコンバータ回路と、
   　前記電力変換装置から送信される前記交流電力系統の周波数の情報を受信する受信部と、
   　前記受信部が受信した前記周波数の情報に基づいて計測期間を決定し、前記コンバータ回路の入力と出力との少なくとも一方の電気的特性値を計測する処理部と、を備える
   　直流電源装置。
10. 　前記直流電源は、直流電力を発生する発電装置及び蓄電池のいずれかである
    　請求項８又は９に記載の直流電源装置。

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