WO2023210326A1 - 電源システム - Google Patents

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WO2023210326A1
WO2023210326A1 PCT/JP2023/014557 JP2023014557W WO2023210326A1 WO 2023210326 A1 WO2023210326 A1 WO 2023210326A1 JP 2023014557 W JP2023014557 W JP 2023014557W WO 2023210326 A1 WO2023210326 A1 WO 2023210326A1
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power
converter
power supply
facility
pcs
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Application number
PCT/JP2023/014557
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English (en)
French (fr)
Inventor
佑介 名合
誠司 岡田
Original Assignee
京セラ株式会社
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers

Definitions

  • the present disclosure relates to a power supply system.
  • PCS power conversion system
  • PCS a PCS that has a converter that converts AC power output from an external power supply device (for example, an external solar cell and an external PCS) installed outside the PCS into DC power has been proposed.
  • an external power supply device for example, an external solar cell and an external PCS
  • Patent Document 1 a PCS that has a converter that converts AC power output from an external power supply device (for example, an external solar cell and an external PCS) installed outside the PCS into DC power.
  • One aspect of the disclosure includes a first converter that converts DC power output from a distributed power source installed in a facility to AC power, and a second converter that converts AC power output from an external power supply device to DC power. and a power interface for receiving AC power output from the external power supply device, and the facility has a grounding mechanism that grounds wiring within the facility when the facility is disconnected from the power system.
  • the first converter converts DC power output from the second converter into AC power, and the second converter is an isolated converter.
  • FIG. 1 is a diagram showing a power supply system 1 (grid-connected state) according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing the power supply system 1 (disconnected state) according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the power supply system 1 (disconnected state) according to modification example 1.
  • FIG. 4 is a diagram showing the power supply system 1 (disconnected state) according to modification example 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing the power supply system 1 (disconnected state) according to modification example 1.
  • the power supply system 1 includes a solar cell device (hereinafter referred to as PV) 110, a power storage device (hereinafter referred to as BT) 120, a load 140, and a measuring device 150.
  • the power supply system 1 includes a PCS (Power Conditioning System) 200 and a distribution board 300.
  • Power supply system 1 includes an interface 400 and an external power supply device 500.
  • the PV 110, BT 120, load 140, PCS 200, distribution board 300, and interface 400 may be devices that constitute a facility.
  • the PV 110, BT 120, load 140, PCS 200, distribution board 300, and interface 400 may be installed inside or outside the building where the facility is installed. Facilities include indoor electrical wiring and electrical equipment.
  • PV110 is a distributed power source that generates power depending on light such as sunlight.
  • PV 110 is configured by a solar panel.
  • the PV 110 is connected to a converter 210, and is connected through the converter 210 to a DC power line 200X through which the DC power output from the converter 230 flows.
  • BT120 is a distributed power source that charges and discharges power.
  • BT120 is configured by a power storage cell.
  • BT120 may be referred to as a stationary power storage device.
  • the BT 120 is connected to a converter 220, and is connected through the converter 220 to a DC power line 200X through which DC power output from the converter 230 flows.
  • the load 140 is a device that consumes power.
  • Load 140 may include video equipment, audio equipment, refrigerators, washing machines, air conditioners, personal computers, and the like.
  • Load 140 is electrically connected to distribution board 300 by AC wiring 300X within the facility.
  • AC wiring 300X may be referred to as in-house wiring 300X.
  • the measuring device 150 measures the power flow (AC power) from the power system 11 to the facility.
  • the measuring device 150 may measure reverse flow power (AC power) from the facility to the power system 11.
  • the measuring device 150 may be a reverse power flow prevention sensor for preventing reverse power flow from the facility to the power system 11.
  • PCS200 is a power conditioner compatible with PV110 and BT120.
  • the PCS 200 includes a converter 210, a converter 220, a converter 230, a converter 240, a control unit 250, a switch group (switch 261 to switch 263, switch 271 to switch 273), has.
  • the converter 210 converts the voltage of the DC power output from the PV 110.
  • Converter 210 may be referred to as a unidirectional DC/DC converter.
  • the converter 220 converts the voltage of the DC power output from the BT120.
  • Converter 220 converts the voltage of the DC power output from converter 210, converter 230, and converter 240.
  • Converter 220 may be referred to as a bidirectional DC/DC converter.
  • Converter 230 converts AC power input from interface 400 into DC power.
  • Converter 230 may be referred to as an AC/DC converter.
  • converter 230 constitutes a second converter that converts AC power output from external power supply device 500 into DC power.
  • the converter 230 may have a function of converting DC power output from the converter 210, converter 220, or converter 240 into AC power. In such cases, converter 230 may be referred to as a bidirectional inverter.
  • the converter 230 is an insulated converter.
  • converter 230 may include an isolation transformer.
  • a half-bridge circuit, a full-bridge circuit, a flyback circuit, a forward circuit, a push-pull circuit, etc. may be used as the circuit for insulation.
  • the converter 240 converts the DC power output from the converter 210, converter 220, or converter 230 into AC power.
  • Converter 240 converts AC power supplied from power system 11 into DC power.
  • Converter 240 may be referred to as a bidirectional inverter.
  • converter 240 constitutes a first converter that converts DC power output from a distributed power source (for example, PV 110, BT 120) installed in a facility into AC power.
  • a distributed power source for example, PV 110, BT 120
  • converter 210, converter 220, converter 230, and converter 240 are electrically connected by a DC power line 200X through which DC power flows.
  • the DC power line 200X may be referred to as a DC link section 200X.
  • Control unit 250 controls the PCS 200.
  • Control unit 250 may include at least one processor.
  • At least one processor may be configured by a single integrated circuit (IC), or may be configured by two or more communicatively connected circuits (such as an integrated circuit and/or discrete circuits). .
  • control unit 250 may be a controller installed within the casing of the PCS, or may be a controller installed outside the casing of the PCS.
  • the control unit 250 may be a device (eg, EMS; Energy Management System) installed separately from the PCS 200.
  • control unit 250 constitutes a control unit that executes control to receive power from the external power supply device 500 (hereinafter referred to as specific control) after the in-house wiring 300X is grounded by the grounding mechanism 330.
  • specific control the following control can be considered.
  • control unit 250 may electrically connect interface 400 and converter 230 by controlling switch 263.
  • Control unit 250 may start outputting AC power from converter 230 by controlling converter 230.
  • the switch 261 is a switch that changes the electrical connection state between the PV 110 and the converter 210.
  • Switch 262 is a switch that changes the electrical connection state between BT 120 and converter 220.
  • Switch 263 is a switch that changes the electrical connection state between interface 400 and converter 230.
  • the switch 271 is a switch that switches the electrical connection state between the ELB 310 (power system 11) and the converter 240, which will be described later.
  • Switch 272 is a switch that changes the electrical connection state between facility breaker 320 and converter 240, which will be described later.
  • the switch 273 is a switch that switches between a connected state in which the facility is interconnected with the power grid 11 and a disconnected state in which the facility is disconnected from the power grid 11.
  • the distribution board 300 includes an ELB (Earth Leakage Breaker) 310 and an in-facility breaker 320.
  • ELB Earth Leakage Breaker
  • the ELB310 is a breaker that interrupts electrical leakage when it occurs.
  • ELB 310 is electrically connected to power system 11.
  • ELB 310 may be referred to as an earth leakage breaker.
  • the in-house breaker 320 is a breaker that cuts off the in-house wiring 300X when the current in the in-house wiring 300X exceeds a threshold value.
  • the in-facility breaker 320 is connected to the in-house wiring 300X.
  • Facility breaker 320 may be referred to as a safety breaker or a circuit breaker.
  • the facility includes a grounding mechanism 330 that grounds the in-house wiring 300X in a disconnected state in which the facility (PCS 200) is disconnected from the power system 11.
  • the grounding mechanism 330 has a grounding end 331 and a switch 332.
  • the switch 332 does not electrically connect the grounding terminal 331 and the distribution board 300 in the grid-connected state (see FIG. 1), but connects the grounding terminal 331 and the distribution board 300 electrically in the disconnected state. (see Figure 2).
  • the grounding mechanism 330 connects one phase of the in-house wiring 300X, that is, the neutral wire of the converter 240 (generally called terminal N) and the grounding end 331. This is the same whether the self-sustaining output of converter 240 is 100V or 200V.
  • the interface 400 is an interface that is electrically connected to the PCS 200 (specifically, the converter 230). Interface 400 is an interface to which external power supply device 500 is electrically connected. In the embodiment, interface 400 constitutes a power interface for receiving AC power output from external power supply device 500.
  • the interface 400 may be placed inside the PCS 200 or may be placed on the outer wall of a building that constitutes the facility.
  • the interface 400 may have a connector shape or a terminal shape.
  • the external power supply device 500 includes a PCS 510 and an external power supply 520.
  • External power supply device 500 may be a non-insulated power supply device.
  • PCS 510 converts DC power output from external power supply 520 into AC power.
  • PCS 510 may convert AC power output from PCS 200 into DC power.
  • the PCS 510 may be a non-insulated PCS.
  • the external power source 520 is a power source such as a solar cell or a power storage device.
  • the power supply system 1 operates as a converter 230 that converts AC power output from an external power supply device 500 into DC power under the premise that the facility has a grounding mechanism 330 that grounds the in-house wiring 300X in a disconnected state. It has an isolated converter.
  • the converter 240 that performs power conversion with a larger power than the converter 230 is used as an insulation configuration for suppressing a ground fault between the PCS 510 of the external power supply device 500 and the ground terminal 331.
  • a smaller configuration can be adopted compared to an insulated case. That is, a ground fault between the PCS 510 and the ground terminal 331 of the external power supply device 500 can be appropriately suppressed.
  • control unit 250 executes specific control to receive power from the external power supply device 500 after the grounding mechanism 330 grounds the in-house wiring 300X. According to such a configuration, an unsafe state in which power is received from external power supply device 500 before in-house wiring 300X is grounded by grounding mechanism 330 can be prevented.
  • Modification example 1 of the embodiment will be described below. In the following, differences from the embodiment will be mainly explained.
  • the PCS 200 is not connected to the PV 110 and may be connected to the BT 120. That is, the PCS 200 does not need to include the converter 210 and the switch 261 compared to the examples shown in FIGS. 1 and 2.
  • the external power supply device 500 may be a device having a PCS 510A and a PV 520A.
  • PCS510A converts the DC power output from PV520A into AC power.
  • the PCS510A may be a non-insulated PCS.
  • PV520A is an external power source that generates power according to light such as sunlight.
  • PCS 200 is not connected to the BT 120 and may be connected to the PV 110. That is, PCS 200 may not include converter 220 and switch 262 compared to the examples shown in FIGS. 1 and 2.
  • the external power supply device 500 may be a device having a PCS 510B and a BT520B.
  • PCS510B converts the DC power output from BT520B into AC power, and also converts the AC power output from converter 230 into DC power. That is, the PCS 510B may be a bidirectional inverter.
  • PCS510B may be a non-insulated PCS.
  • BT520B is an external power supply that charges and discharges power.
  • PCS 200 is not connected to the BT 120 and may be connected to the PV 110. That is, PCS 200 may not include converter 220 and switch 262 compared to the examples shown in FIGS. 1 and 2.
  • the external power supply device 500 may be a device having a PCS510C and a PV520C.
  • PCS510C converts the DC power output from PV520C into AC power.
  • the PCS510C may be a non-insulated PCS.
  • PV520C is an external power source that generates power according to light such as sunlight.
  • the ground capacitance of PV520C may be greater than the ground capacitance of PV110.
  • the PV520C is an external power source that generates power in response to light such as sunlight.
  • PV520C is an example of an external solar cell that has a ground capacitance greater than that of PV110.
  • PV110 may be a crystalline solar cell
  • PV520C may be an amorphous solar cell
  • the setting value used for ground fault detection of the PCS 200 is set based on the ground capacitance of the PV 110 that can be connected to the PCS 200.
  • the PCS200's ground fault detection function may malfunction.
  • a ground fault between the PCS 510C of the external power supply device 500 and the ground terminal 331 can be appropriately suppressed.
  • PV110 and BT120 were illustrated as distributed power sources installed in facilities.
  • the distributed power source installed in the facility may include one or more distributed power sources selected from a fuel cell device, a wind power generation device, a hydroelectric power generation device, a geothermal power generation device, and a biomass power generation device.
  • the external power supply device 500 may be a device including one or more distributed power sources selected from a fuel cell device, a wind power generation device, a hydroelectric power generation device, a geothermal power generation device, and a biomass power generation device and a PCS.
  • External power supply device 500 may be an engine generator without a PCS.
  • the disarrayed state may be read as the self-supporting state.
  • “External” may mean at least external to PCS 200.
  • “External” may mean the outside of the facility where the PCS 200 is installed.
  • Power supply device may be considered a term indicating a device that includes a power source and a PCS, or may be considered a term indicating a power source that does not require a PCS.
  • a predetermined protocol for example, RS485, ECHONET Lite (registered trademark)
  • RS485, ECHONET Lite registered trademark
  • the PCS when the PCS is disconnected from the power system (hereinafter referred to as the disconnected state), it is required to ground the wiring within the facility where the PCS is installed (for example, grounding the neutral wire N).
  • the first feature is a first converter that converts DC power output from distributed power sources installed in the facility into AC power, and a second converter that converts AC power output from an external power supply device into DC power. and a power interface for receiving AC power output from the external power supply device, and the facility has a grounding mechanism that grounds wiring within the facility when the facility is disconnected from the power system.
  • the first converter converts DC power output from the second converter into AC power, and the second converter is an isolated converter.
  • a second feature is a power supply system according to the first feature, including a control unit that executes control to receive power from the external power supply device after the wiring in the facility is grounded by the grounding mechanism.
  • a third feature is a power supply system in which, in the first feature or the second feature, the second converter is a converter that converts DC power output from the distributed power source into AC power.
  • a fourth feature is that in any one of the first to third features, the distributed power source is a solar cell, the external power source of the external power supply device is an external solar cell, and the external power source is a solar cell.
  • the ground capacitance of the solar cell is larger than the ground capacitance of the solar cell in the power supply system.
  • a fifth feature is that in any one of the first to fourth features, the external power supply device is a power supply system that is a non-insulated external power supply device.

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Abstract

電源システムは、施設に設置される分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器と、外部電源装置から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器と、前記外部電源装置から出力される交流電力を受け取るための電力インタフェースと、を備え、前記施設は、前記施設が電力系統から解列された状態において前記施設内の配線を接地する接地機構を有しており、前記第1変換器は、前記第2変換器から出力される直流電力を交流電力に変換し、前記第2変換器は、絶縁型の変換器である。

Description

電源システム
　本開示は、電源システムに関する。
　近年、蓄電池や太陽電池などの分散電源の利用が注目を集めている。例えば、蓄電池から出力される電力及び蓄電池に入力される電力を変換する電力変換装置（以下、PCS; Power Conditioning System）が知られている。
　さらに、このようなPCSとしては、PCSの外部に設置される外部電源装置（例えば、外部太陽電池及び外部PCS）から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器を有するPCSが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２０２１－１７５３３６号公報
　開示の一態様は、施設に設置される分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器と、外部電源装置から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器と、前記外部電源装置から出力される交流電力を受け取るための電力インタフェースと、を備え、前記施設は、前記施設が電力系統から解列された状態において前記施設内の配線を接地する接地機構を有しており、前記第1変換器は、前記第2変換器から出力される直流電力を交流電力に変換し、前記第2変換器は、絶縁型の変換器である、電源システムである。
図１は、実施形態に係る電源システム1（連系状態）を示す図である。 図２は、実施形態に係る電源システム1（解列状態）を示す図である。 図３は、変更例1に係る電源システム1（解列状態）を示す図である。 図４は、変更例1に係る電源システム1（解列状態）を示す図である。 図５は、変更例1に係る電源システム1（解列状態）を示す図である。
　以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものである。
　［実施形態］
　（電源システム）
　以下において、実施形態に係る電源システムについて説明する。図１及び図２に示すように、電源システム1は、太陽電池装置（以下、PV）110と、蓄電装置（以下、BT）120と、負荷140と、計測装置150と、を有する。電源システム1は、PCS（Power Conditioning System）200と、分電盤300と、を有する。電源システム1は、インタフェース400及び外部電源装置500を有する。
　特に限定されるものではないが、PV110、BT120、負荷140、PCS200、分電盤300、インタフェース400は、施設を構成する装置であってもよい。なお、PV110、BT120、負荷140、PCS200、分電盤300、インタフェース400は、施設が設置される建物の内側又は外側に設置されてもよい。施設は屋内電気配線や電気機器である。
　PV110は、太陽光などの光に応じて発電をする分散電源である。例えば、PV110は、太陽光パネルによって構成される。実施形態では、PV110は、変換器210に接続され、変換器230から出力される直流電力が流れる直流電力線200Xに変換器210を通じて接続される。
　BT120は、電力の充電及び電力の放電をする分散電源である。例えば、BT120は、蓄電セルによって構成される。BT120は、定置蓄電装置と称されてもよい。実施形態では、BT120は、変換器220に接続され、変換器230から出力される直流電力が流れる直流電力線200Xに変換器220を通じて接続される。
　負荷140は、電力を消費する機器である。負荷140は、映像機器、音響機器、冷蔵庫、洗濯機、エアーコンディショナ、パーソナルコンピュータなどを含んでもよい。負荷140は、施設内の交流配線300Xによって分電盤300と電気的に接続される。交流配線300Xは、宅内配線300Xと称されてもよい。
　計測装置150は、電力系統11から施設への潮流電力（交流電力）を計測する。計測装置150は、施設から電力系統11への逆潮流電力（交流電力）を計測してもよい。計測装置150は、施設から電力系統11への逆潮流電力を防止するための逆潮流防止センサであってもよい。
　PCS200は、PV110及びBT120に対応するパワーコンディショナである。具体的には、PCS200は、変換器210と、変換器220と、変換器230と、変換器240と、制御部250と、スイッチ群（スイッチ261～スイッチ263、スイッチ271～スイッチ273）と、を有する。
　変換器210は、PV110から出力される直流電力の電圧を変換する。変換器210は、片方向DC/DCコンバータと称されてもよい。
　変換器220は、BT120から出力される直流電力の電圧を変換する。変換器220は、変換器210、変換器230及び変換器240から出力される直流電力の電圧を変換する。変換器220は、双方向DC/DCコンバータと称されてもよい。
　変換器230は、インタフェース400から入力される交流電力を直流電力に変換する。変換器230は、AC/DCコンバータと称されてもよい。実施形態では、変換器230は、外部電源装置500から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器を構成する。
　特に限定されるものではないが、変換器230は、変換器210、変換器220又は変換器240から出力される直流電力を交流電力に変換する機能を有していてもよい。このようなケースにおいて、変換器230は、双方向インバータと称されてもよい。
　ここで、変換器230は、絶縁型の変換器である。例えば、変換器230は、絶縁トランスを有してもよい。特に限定されるものではないが、絶縁のための回路としては、ハーフブリッジ回路、フルブリッジ回路、フライバック回路、フォーワード回路、プッシュプル回路などが用いられてもよい。
　変換器240は、変換器210、変換器220又は変換器230から出力される直流電力を交流電力に変換する。変換器240は、電力系統11から供給される交流電力を直流電力に変換する。変換器240は、双方向インバータと称されてもよい。実施形態では、変換器240は、施設に設置される分散電源（例えば、PV110、BT120）から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器を構成する。
　ここで、変換器210、変換器220、変換器230及び変換器240は、直流電力が流れる直流電力線200Xによって電気的に接続される。直流電力線200Xは、DCリンク部200Xと称されてもよい。
　制御部250は、PCS200を制御する。制御部250は、少なくとも１つのプロセッサを含んでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、単一の集積回路（IC）によって構成されてもよく、通信可能に接続された２以上の回路（集積回路及び又はディスクリート回路（Discrete Circuits）など）によって構成されてもよい。
　特に限定されるものではないが、制御部250は、PCSの筐体内に設置されるコントローラであってもよく、PCSの筐体外に設置されるコントローラであってもよい。制御部250は、PCS200とは別体として設置される装置（例えば、EMS; Energy Management System）であってもよい。
　実施形態では、制御部250は、接地機構330によって宅内配線300Xを接地した後において、外部電源装置500から電力を受け取る制御（以下、特定制御）を実行する制御部を構成する。特定制御としては、以下に示す制御が考えられる。例えば、制御部250は、スイッチ263を制御することによって、インタフェース400と変換器230との間を電気的に接続してもよい。制御部250は、変換器230を制御することによって、変換器230から交流電力の出力を開始してもよい。
　スイッチ261は、PV110と変換器210との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ262は、BT120と変換器220との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ263は、インタフェース400と変換器230との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。
　スイッチ271は、後述するELB310（電力系統11）と変換器240との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ272は、後述する施設内ブレーカ320と変換器240との間の電気的な接続状態を切り替えるスイッチである。スイッチ273は、施設が電力系統11と連系された連系状態と施設が電力系統11から解列された解列状態とを切り替えるスイッチである。
　分電盤300は、ELB（Earth Leakage Breaker）310と、施設内ブレーカ320と、を有する。
　ELB310は、漏電が発生した場合に、漏電を遮断するブレーカである。ELB310は、電力系統11と電気的に接続される。ELB310は、漏電ブレーカと称されてもよい。
　施設内ブレーカ320は、宅内配線300Xの電流が閾値を超えた場合に、宅内配線300Xを遮断するブレーカである。施設内ブレーカ320は、宅内配線300Xに接続される。施設内ブレーカ320は、安全ブレーカと称されてもよく、サーキットブレーカと称されてもよい。
　実施形態では、施設は、施設（PCS200）が電力系統11から解列された解列状態において宅内配線300Xを接地する接地機構330を有する。接地機構330は、接地端331及びスイッチ332を有する。例えば、スイッチ332は、連系状態において接地端331と分電盤300とを電気的に接続せずに（図１を参照）、解列状態において接地端331と分電盤300とを電気的に接続する（図２を参照）。
　なお、図１及び図２では特に示していないが、接地機構330は、宅内配線300Xの片相、すなわち、変換器240の中性線（一般に端子Nと呼ばれる）と接地端331を接続する。これは、変換器240の自立運転出力が100Vである場合も、200Vである場合も同じである。
　インタフェース400は、PCS200（具体的には、変換器230）に電気的に接続されるインタフェースである。インタフェース400は、外部電源装置500が電気的に接続されるインタフェースである。実施形態では、インタフェース400は、外部電源装置500から出力される交流電力を受け取るための電力インタフェースを構成する。
　特に限定されるものではないが、インタフェース400は、PCS200の内部に配置されてもよく、施設を構成する建物の外壁に配置されてもよい。インタフェース400は、コネクタ形状を有していてもよく、端子形状を有していてもよい。
　外部電源装置500は、PCS510と、外部電源520と、を有する。外部電源装置500は、非絶縁型の電源装置であってもよい。PCS510は、外部電源520から出力される直流電力を交流電力に変換する。PCS510は、PCS200から出力される交流電力を直流電力に変換してもよい。PCS510は、非絶縁型のPCSであってもよい。外部電源520は、太陽電池及び蓄電装置などの電源である。
　（作用及び効果）
　実施形態では、電源システム1は、施設が解列状態において宅内配線300Xを接地する接地機構330を有する前提下において、外部電源装置500から出力される交流電力を直流電力に変換する変換器230として絶縁型の変換器を有する。このような構成によれば、外部電源装置500のPCS510と接地端331との間の地絡を抑制するための絶縁構成として、変換器230よりも大きい電力の電力変換を実行する変換器240を絶縁型とするケースと比べて小型の構成を採用することができる。すなわち、外部電源装置500のPCS510と接地端331との間の地絡を適切に抑制することができる。
　実施形態では、制御部250は、接地機構330によって宅内配線300Xを接地した後において、外部電源装置500から電力を受け取る特定制御を実行する。このような構成によれば、接地機構330によって宅内配線300Xが接地される前に外部電源装置500から電力を受け取ってしまうような不安全状態を防止できる。
　［変更例1］
　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、上述したPCS200のバリエーションについて説明する。PCS200のバリエーションとしては、以下に示すオプションが挙げられる。
　オプション1では、図３に示すように、PCS200は、PV110に接続されておらず、BT120に接続されてもよい。すなわち、PCS200は、図１及び図２に示す例と比べると、変換器210及びスイッチ261を有していなくてもよい。
　このようなケースにおいて、外部電源装置500は、PCS510A及びPV520Aを有する装置であってもよい。PCS510Aは、PV520Aから出力される直流電力を交流電力に変換する。PCS510Aは、非絶縁型のPCSであってもよい。PV520Aは、太陽光などの光に応じて発電をする外部電源である。
　オプション2では、図４に示すように、PCS200は、BT120に接続されておらず、PV110に接続されてもよい。すなわち、PCS200は、図１及び図２に示す例と比べると、変換器220及びスイッチ262を有していなくてもよい。
　このようなケースにおいて、外部電源装置500は、PCS510B及びBT520Bを有する装置であってもよい。PCS510Bは、BT520Bから出力される直流電力を交流電力に変換するとともに、変換器230から出力される交流電力を直流電力に変換する。すなわち、PCS510Bは、双方向のインバータであってもよい。PCS510Bは、非絶縁型のPCSであってもよい。BT520Bは、電力の充電及び電力の放電をする外部電源である。
　オプション3では、図５に示すように、PCS200は、BT120に接続されておらず、PV110に接続されてもよい。すなわち、PCS200は、図１及び図２に示す例と比べると、変換器220及びスイッチ262を有していなくてもよい。
　このようなケースにおいて、外部電源装置500は、PCS510C及びPV520Cを有する装置であってもよい。PCS510Cは、PV520Cから出力される直流電力を交流電力に変換する。PCS510Cは、非絶縁型のPCSであってもよい。PV520Cは、太陽光などの光に応じて発電をする外部電源である。PV520Cの対地静電容量は、PV110の対地静電容量よりも大きくてもよい。変更例1では、PV520Cは、太陽光などの光に応じて発電をする外部電源である。PV520Cは、PV110の対地静電容量よりも大きい対地静電容量を有する外部太陽電池の一例である。
　特に限定されるものではないが、PV110は、結晶系太陽電池であってもよく、PV520Cは、非結晶系太陽電池であってもよい。
　なお、オプション3において、PCS200に接続され得るPV110の対地静電容量に基づいて、PCS200の地絡検知で用いる設定値が設定されることが想定される。このようなケースにおいて、結晶系太陽電池のPV110の対地静電容量よりも大きい対地静電容量を有する非結晶系太陽電池のPV520Cが接続される場合に、PCS200の地絡検知機能の誤作動を抑制するために、PCS200の地絡検知で用いる設定値を変更する必要があるが、変換器230が絶縁型の変換器であるため、PCS200の地絡検知で用いる設定値を変更することなく、外部電源装置500のPCS510Cと接地端331との間の地絡を適切に抑制することができることに留意すべきである。
　［その他の実施形態］
　本開示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。
　上述した開示では、施設に設置される分散電源として、PV110及びBT120について例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。施設に設置される分散電源は、燃料電池装置、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置及びバイオマス発電装置の中から選択された1以上の分散電源を含んでもよい。
　上述した開示では、外部電源装置500として、蓄電装置及びPCSを含む装置、太陽電池装置及びPCSを含む装置を例示した。しかしながら、上述した開示はこれに限定されるものではない。外部電源装置500は、燃料電池装置、風力発電装置、水力発電装置、地熱発電装置及びバイオマス発電装置の中から選択された1以上の分散電源及びPCSを含む装置であってもよい。外部電源装置500は、PCSを有していないエンジン発電機であってもよい。
　上述した開示では特に触れていないが、解列状態は、自立状態と読み替えてもよい。「外部」は、少なくともPCS200の外部であることを意味してもよい。「外部」は、PCS200が設置される施設の外部を意味してもよい。「電源装置」は、電源及びPCSを含む装置を示す用語であると考えてもよく、PCSを必要としない電源を示す用語であると考えてもよい。
　上述した開示では特に触れていないが、変換器220、変換器230、変換器240、制御部250及び各種計測装置などのユニット間の通信は、所定プロトコル（例えば、RS485、ECHONET Lite（登録商標））に準拠して実行されてもよい。
　上述した開示は、以下に示す課題及び効果を有していてもよい。
　一般的にPCSが電力系統から解列された状態（以下、解列状態）においては、PCSが設置される施設内の配線を接地することが求められる（例えば、中性線Nの接地）。
　発明者等は、鋭意検討の結果、解列状態において中性線Nの接地が求められる場合に、何ら対策を施さなければ、施設内の配線の接地端とPCSとの間で地絡が生じうることを見出した。
　上述した開示によれば、施設内の配線の接地端とPCSとの間で生じる地絡を適切に抑制し得る電源システムを提供することができる。
　［付記］
　上述した開示は以下のように表されてもよい。
　第1の特徴は、施設に設置される分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器と、外部電源装置から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器と、前記外部電源装置から出力される交流電力を受け取るための電力インタフェースと、を備え、前記施設は、前記施設が電力系統から解列された状態において前記施設内の配線を接地する接地機構を有しており、前記第1変換器は、前記第2変換器から出力される直流電力を交流電力に変換し、前記第2変換器は、絶縁型の変換器である、電源システムである。
　第2の特徴は、第1の特徴において、前記接地機構によって前記施設内の配線を接地した後において、前記外部電源装置から電力を受け取る制御を実行する制御部を備える、電源システムである。
　第3の特徴は、第1の特徴又は第2の特徴において、前記第2変換器は、前記分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する変換器である、電源システムである。
　第4の特徴は、第1の特徴乃至第3の特徴のいずれか1つにおいて、前記分散電源は、太陽電池であり、前記外部電源装置が有する外部電源は、外部太陽電池であり、前記外部太陽電池の対地静電容量は、前記太陽電池の対地静電容量よりも大きい、電源システムである。
　第5の特徴は、第1の特徴乃至第4の特徴のいずれか1つにおいて、前記外部電源装置は、非絶縁型の外部電源装置である、電源システムである。
　1…電源システム、11…電力系統、110…PV、120…BT、140…負荷、150…計測装置、200…PCS、200X…直流電力線（DCリンク部）、210…変換器、220…変換器、230…変換器、240…変換器、250…制御部、261～263…スイッチ、271～273…スイッチ、300…分電盤、300X…交流配線（宅内配線）、310…ELB、320…施設内ブレーカ、330…接地機構、331…接地端、332…スイッチ、400…インタフェース、500…外部電源装置、510, 510A, 510B, 510C…PCS、520…外部電源、520A…PV、520B…BT、520C…PV

Claims (5)

  1. 　施設に設置される分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する第1変換器と、
    　外部電源装置から出力される交流電力を直流電力に変換する第2変換器と、
    　前記外部電源装置から出力される交流電力を受け取るための電力インタフェースと、を備え、
    　前記施設は、前記施設が電力系統から解列された状態において前記施設内の配線を接地する接地機構を有しており、
    　前記第1変換器は、前記第2変換器から出力される直流電力を交流電力に変換し、
    　前記第2変換器は、絶縁型の変換器である、電源システム。
  2. 　前記接地機構によって前記施設内の配線を接地した後において、前記外部電源装置から電力を受け取る制御を実行する制御部を備える、請求項１に記載の電源システム。
  3. 　前記第2変換器は、前記分散電源から出力される直流電力を交流電力に変換する変換器である、請求項１に記載の電源システム。
  4. 　前記分散電源は、太陽電池であり、
    　前記外部電源装置が有する外部電源は、外部太陽電池であり、
    　前記外部太陽電池の対地静電容量は、前記太陽電池の対地静電容量よりも大きい、請求項１に記載の電源システム。
  5. 　前記外部電源装置は、非絶縁型の外部電源装置である、請求項１に記載の電源システム。
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JP2014068504A (ja) * 2012-09-27 2014-04-17 Toshiba Corp 分電盤及び分散電源システム
JP2021175336A (ja) * 2020-04-29 2021-11-01 住友電気工業株式会社 電力変換装置、電力変換システム、電源システム、及び、電力変換装置の接続方法

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