CN109804520B - 电力转换***、电力供给***及电力转换装置 - Google Patents

电力转换***、电力供给***及电力转换装置 Download PDF

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Abstract

实施方式提供能够有效利用直流发电装置的发电电力以及充电至蓄电装置的电力的电力转换***、电力供给***及电力转换装置。实施方式的电力转换***具备第一电力转换装置、第二电力转换装置、第三电力转换装置及控制装置。所述第一电力转换装置连接在直流发电装置与电力***之间。所述第二电力转换装置连接在蓄电装置与所述电力***之间。所述第三电力转换装置连接在所述直流发电装置与所述蓄电装置之间。所述控制装置基于所述直流发电装置所输出的直流电力以及设定的直流电力，设定所述第一电力转换装置、所述第二电力转换装置以及所述第三电力转换装置的动作。

Description

电力转换***、电力供给***及电力转换装置
技术领域
本发明的实施方式涉及电力转换***、电力供给***及电力转换装置。
背景技术
存在组合太阳能电池板等直流发电装置与蓄电池等蓄电装置而得的电力供给***。在这样的电力供给***中，电力转换装置连接至直流发电装置，将直流电力转换为交流电力并将交流电力供给至电力***等。电力转换***连接至蓄电装置，将直流电力转换为交流电力并将电力供给至电力***，将交流电力转换为直流电力并对蓄电装置充电。在这样的电力转换装置中，期待能够有效利用直流发电装置的发电电力以及充电至蓄电装置的电力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-171674号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的实施方式提供能够有效利用直流发电装置的发电电力以及充电至蓄电装置的电力的电力转换***、电力供给***及电力转换装置。
用于解决问题的手段
根据本发明的实施方式，电力转换***具备：第一电力转换装置，连接在输出直流电力的直流发电装置与电力***之间，将所述直流电力的至少一部分转换为交流电力并供给至所述电力***；第二电力转换装置，连接在能够充电以及放电的蓄电装置与所述电力***之间，从所述蓄电装置供给电力至所述电力***，从所述电力***供给电力至所述蓄电装置；第三电力转换装置，连接在所述直流发电装置与所述蓄电装置之间，供给对所述蓄电装置充电的电力；以及控制装置，基于所述直流电力的数据即第一数据以及所设定的直流电力的数据即第二数据，设定所述第一电力转换装置、所述第二电力转换装置以及第三电力转换装置的动作。所述控制装置为：在所述第一数据大于所述第二数据或等于所述第二数据的情况下，将基于所述第二数据设定所述第一电力转换装置所输出的交流电力的第一指令发送至所述第一电力转换装置，将基于所述第一数据与所述第二数据的差量设定第三电力转换装置对所述蓄电装置充电的电力的第二指令发送至所述第三电力转换装置。所述控制部为：在所述第一数据小于所述第二数据的情况下，将基于所述第一数据设定所述第一电力转换装置所输出的交流电力的第三指令发送至所述第一电力转换装置，将基于所述第二数据与所述第一数据的差量设定所述第二电力转换装置所输出的交流电力的第四指令发送至所述第二电力转换装置。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够提供能够有效利用直流发电装置的发电电力或者充电至蓄电装置的电力的电力转换***、电力供给***及电力转换装置。
附图说明
图1为示例出第一实施方式所涉及的电力供给***以及电力转换***的框图。
图2中(a)为示例出第一电力转换装置的一部分的电路图。图2中(b)为示例出第三电力转换部的一部分的电路图。
图3为用于描述第一实施方式所涉及的电力供给***以及电力转换***的动作的流程图的示例。
图4中(a)以及图4中(b)为示例出比较例的电力供给***的框图。
图5为示例出第二实施方式所涉及的电力供给***以及电力转换装置的框图。
图6为用于描述第二实施方式的电力转换装置的动作的流程图的示例。
图7为示例出第三实施方式所涉及的电力转换装置的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，描述本发明的各实施方式。
另外，附图是示意性的或概念性的，各部分的厚度与宽度的关系，部分之间的大小的比例等未必与实际相符。此外，有时即使在表示相同部分的情况下，表示的彼此的尺寸或比例也会因附图而不同。
另外，在本申请的说明书与各附图中，对于与已出的附图有关的已述的要素相同的要素赋予相同标记，适当地省略详细描述。
(第一实施方式)
图1为示例出本实施方式所涉及的电力供给***以及电力转换***的框图。
描述本实施方式的电力供给***50以及电力转换***2的结构。
如图1所示，电力供给***50具备直流发电装置1、电力转换***2和蓄电装置3。
电力转换***2将由直流发电装置1发出的直流电力转换为交流电力，并供给至电力***4以及负载5中的至少一方。有时直流发电装置1会与电力***4或负载5所要求的消耗电力的大小无关地输出直流电力。
电力转换***2在直流发电装置1所发出的直流电力的大小为针对电力***4或负载5供给的发电电力的计划值的大小以上时，将过量的电力充电至蓄电装置3。电力转换***2在直流发电装置1发出的直流电力的大小小于针对电力***4或负载5的发电电力的计划值的大小时，将电力的不足量从蓄电装置3供给至电力***4或负载5。电力供给***50能够均匀地针对电力***4或负载5供给电力。
电力供给***50能够在没有来自于直流发电装置1或电力***4的电力供给时，从蓄电装置3对负载5供给交流电力。
直流发电装置1连接至电力转换***2。直流发电装置1产生直流电力，并将所产生的直流电力供给至电力转换***2。直流发电装置1例如是太阳能电池板。直流发电装置1只要是能够将直流电力供给至电力转换***2的分散型电源即可。
电力转换***2包括第一电力转换装置10、第二电力转换装置20、第三电力转换装置30以及控制装置40。
第一电力转换装置10连接至直流发电装置1、电力***4、负载5以及控制装置40。第二电力转换装置20连接至蓄电装置3、电力***4、负载5以及控制装置40。第三电力转换装置30连接至直流发电装置1、蓄电装置3以及控制装置40。另外，所谓“连接”，包括使用连接器等可装卸地连接或通过螺栓等来固定端子。此外，在“连接”的情况下，并不限于线缆等方式的电连接，也包括经由通信线路能够以有线或者无线的方式进行信号的收发的状态。
第一电力转换装置10包括第一直流端子11、第一交流端子12、第一控制部13以及第一电力转换部14。第一电力转换部14经由第一直流端子11连接至直流发电装置1。第一电力转换部14经由第一交流端子12连接至电力***4以及负载5。第一电力转换部14连接至第一控制部13。第一控制部13检测所输入的电压以及电流，并例如按照直流发电装置1输出最大电力的方式进行控制。第一控制部13检测所输出的电压或线电流，并产生用于控制第一电力转换部14的控制信号。第一电力转换部14根据由第一控制部13产生的控制信号而动作。第一控制部13在输入电压、输入电流、输出电压或输出电流过大或过小时，通过使第一电力转换部14停止等来保护第一电力转换部14。
在第一电力转换部14中能够使用例如自激式转换电路。如图2中(a)所示，能够在第一电力转换部14中使用例如三相桥式电路。能够在三相桥式电路的各桥臂中使用自消弧型开关元件141u～141z。开关元件例如为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应管)等。在第一直流端子11之间连接有电容器142。电容器142平滑第一电力转换部14的输入电流，并抑制第一直流端子11之间的电压波动。在开关元件141u～141z的各桥臂的连接节点与第一交流端子12之间连接有滤波器143。滤波器143消除由开关产生的谐波。
返回至图1继续说明。第一控制部13与控制装置40连接。第一控制部13将输入至第一电力转换部14的电压以及电流的数据等发送至控制装置40(IV)。第一控制部13从控制装置40接收指令(I)。
第二电力转换装置20包括第二直流端子21、第二交流端子22、第二控制部23以及第二电力转换部24。第二直流端子21与蓄电装置3连接，并与第三电力转换装置30连接。第二交流端子22与第一交流端子12、电力***4以及负载5连接。第二控制部23根据来自于控制装置40的指令，控制第二电力转换装置20的输出电力，对第二电力转换装置20进行保护。第二电力转换装置20是将直流电力转换为交流电力，或将交流电力转换为直流电力的双向交直流电力转换装置。第二电力转换装置20进行从蓄电装置3的放电以及向蓄电装置3的充电。
第二电力转换装置20能够使用与第一电力转换装置10相同的自激式转换电路。在第二电力转换装置20的转换电路中，可以使用与第一电力转换装置10相同的电路，也可以使用与之不同的电路。在第一电力转换装置10以及第二电力转换装置20中，也可不限于上述三相桥式电路而使用其他电力转换电路。在转换电路中，例如能够使用多电平电力转换电路或其衍生电路等。
第二控制部23连接至控制装置40。第二控制部23接收来自于控制装置40的指令(II)。
第一电力转换装置10以及第二电力转换装置20所转换的交流电力可以是单相交流，也可以是三相交流。
第三电力转换装置30包括第三直流端子31、第四直流端子32、第三控制部33以及第三电力转换部34。第三电力转换部34经由第三直流端子31连接至直流发电装置1以及第一电力转换装置10。第三电力转换部34经由第四直流端子32连接至蓄电装置3以及第二电力转换装置20的第二直流端子21。第三控制部33根据来自于控制装置40的指令，控制第三电力转换部34的输出电力，保护第三电力转换装置30。第三电力转换装置30将由直流发电装置1输出的直流电压转换为不同的直流电压或直流电流并供给至蓄电装置3。第三电力转换装置30例如包括非绝缘型DC-DC变换器电路。
如图2中(b)所示，在该示例中，第三电力转换部34具有升降压型DC-DC变换器电路。在第三直流端子31的高电位侧与低电位侧之间串联连接有开关元件341a、341b。第四直流端子32的高电位侧与低电位侧之间串联连接有开关元件341c、341d。电感器342连接在开关元件341a、341b的连接节点与开关元件341c、341d的连接节点之间。电容器343连接在第三直流端子31的高电位侧与低电位侧之间。电容器344连接在第四直流端子32的高电位侧与低电位侧之间。
第三电力转换部34在从第三直流端子31输入的直流电压的值高于从第四直流端子32输出的直流电压的值时进行降压。第三电力转换部34在从第三直流端子31输入的直流电压的值低于从第四直流端子32输出的直流电压的值时进行升压。
在第三电力转换装置30的转换电路中，根据直流发电装置的输出电压以及蓄电装置充电时的电压来选定适当的电路形式。第三电力转换装置30的转换电路可以是升压型或降压型等。根据它们的电压或电力等，转换电路也可以是包括变压器的升降压电路。
第三控制部33连接至控制装置40。第三控制部33从控制装置40接收指令。
虽未图示，但是第一控制部13、第二控制部23以及第三控制部33能够彼此连接，进行数据交换。此外，第二控制部23以及第三控制部33可以针对控制装置40直接发送电压等的数据。
控制装置40连接至第一控制部13、第二控制部23、第三控制部33、输出电力检测部8以及蓄电装置3。在该示例中，控制装置40也连接至上级控制器7。控制装置40通过与第一控制部13、第二控制部23、第三控制部33、输出电力检测部8、蓄电装置3以及上级控制器7收发数据来控制电力供给***50以及电力转换***2的动作。
控制装置40、第一控制部13、第二控制部23以及第三控制部33各自的功能的分担不限于上述。控制装置40可以包括第一控制部13、第二控制部23以及第三控制部33各自的功能中的一部分或者全部。例如也可以是，第一控制部13以及第二控制部23的功能如上述分别包含于第一电力转换装置10以及第二电力转换装置20，第三控制部33的功能包含于控制装置40。例如，第三控制部33的功能的一部分可包含于控制装置40等。
蓄电装置3包括蓄电池3a与蓄电池管理部3b。关于蓄电池3a，例如通过串联连接铅蓄电池或锂离子电池等单元电池，将串联连接而得的连接体并联连接，实现所期望的蓄电容量。蓄电池管理部3b监视蓄电池3a的充电量，执行与蓄电池3a的种类相应的充电控制，基于充电量执行放电控制。蓄电池管理部3b经由控制装置40连接至第二电力转换装置20以及第三电力转换装置30。蓄电池管理部3b能够与第二电力转换装置20以及第三电力转换装置30进行与蓄电池3a的充电量有关的数据的收发。
电力***4例如是商用电源的输电线，电力***4所供应的电力为交流。电力***4的交流电压例如为6600V(有效值)。电力***4的交流电力的频率例如是50Hz或60Hz。电力***4可以是例如自用发电***中的输电线等。
第一电力转换装置10以及第二电力转换装置20经由断路器6连接至电力***4。断路器6将第一电力转换装置10和电力***4连接，并且具有将第二电力转换装置20和电力***4连接的接通状态，和将第一电力转换装置10以及第二电力转换装置20与电力***4断开的断开状态。断路器6的接通以及断开例如受电力***4的管理者控制。
负载5连接在电力转换***2与电力***4之间。如该例所示，负载5可以经由变压器9连接至电力***4。负载5为交流负载。负载5的额定电力与电力***4的交流电力对应。负载5例如为电子设备。负载5例如通过配电盘或分电盘等连接在第一电力转换装置10以及第二电力转换装置20各自与断路器6之间。当断路器6由于***事故等处于断开状态，电力***4与负载5被切断时，电力供给***50迁移至独立运转模式。在这种情况下，负载5从直流发电装置1以及蓄电装置3接受电力的供给。
上级控制器7管理电力供给***50的动作等。例如，控制电力供给***50的启动或停止。上级控制器7例如将与所计划的电力需求相应的发电电力的计划值供给至电力供给***50。例如，发电电力的计划值基于前一天的电力需求等来设定，并设定与每个时间段的电力需求相应的输出电力。
输出电力检测部8设在电力转换***2的输出与电力***4之间。输出电力检测部8检测电力转换***2所输出的电压以及电流，并将所检测出的电压以及电流的数据发送至控制装置40。控制装置40基于所接收的电压以及电流的数据，计算电力供给***50以及电力转换***2所输出的电力。输出电力检测部8也可以基于所检测出的电压以及电流的数据计算电力，并将计算而得的输出电力发送至控制装置40。
在本实施方式中，第三电力转换装置30不经由其他电力转换电路，直接将从直流发电装置1输出的直流电力充电至蓄电装置3。由此，能够抑制第三电力转换装置30充电时的电力损耗。因此，电力供给***50能够有效利用直流发电装置1的发电电力。
在将电力从蓄电装置3供给至电力***4以及负载5中的至少一方时，第二电力转换装置20不经由其他电力转换电路而直接从蓄电装置3供给交流电力。因此，电力供给***50能够有效利用充电至蓄电装置3的电力。
描述本实施方式的电力供给***50以及电力转换***2的动作。
在将直流发电装置1的发电电力供给至电力***4以及负载5时，第一电力转换装置10基于来自于控制装置40的指令，将由直流发电装置1输出的直流电力转换为交流电力。第一电力转换装置10将转换而得的交流电力供给至电力***4以及负载5。
在利用直流发电装置1的发电电力对蓄电装置3充电时，电力以直流发电装置1、第三电力转换装置30、蓄电装置3的顺序输送。具体地，第三电力转换装置30基于控制装置40的指令对从直流发电装置1输出的直流电力的电压进行降压或升压，并供给至蓄电装置3。
当蓄电池3a的充电余量足够多时，控制装置40向第三控制部33发送指令以便不对蓄电装置3进行充电。例如，当充电余量为充满电的80％以上时，停止充电。
在将蓄电装置3的直流电力供给至电力***4以及负载5的至少一方时，电力以蓄电装置3、第二电力转换装置20、电力***4以及负载5的顺序被转换。具体地，第二电力转换装置20根据来自于控制装置40的指令，将从蓄电装置3输出的直流电力转换为交流电力并供给至电力***4以及负载5。
在蓄电池3a的充电余量非常少时，控制装置40向第二控制部23发送指令，以便不从蓄电装置3放电。例如在充电余量低于20％时，停止放电。
在将电力***4的电力充电至蓄电装置3时，电力以电力***4、第二电力转换装置20、蓄电装置3的顺序传输。第二电力转换装置20根据来自于控制装置40的指令，将从电力***4供给的交流电力转换为直流电力并输出至蓄电装置3。
当蓄电池3a的充电余量足够多时，控制装置40向第二控制部23发送指令，以便不进行向蓄电装置3的充电。例如，当充电余量为充满电的80％以上时，停止充电。
控制装置40例如能够经由第一控制部13获取从直流发电装置1输出的电流以及电压的数据。控制装置40基于所获取的电流以及电压的数据计算出直流发电装置1所输出的发电电力。控制装置40判定所计算出的发电电力是否为预先设定的发电电力的计划值以上。控制装置40经由蓄电池管理部3b基于蓄电装置3的余量判定是否为决定的预定值以上。控制装置40针对第一电力转换装置10、第二电力转换装置20以及第三电力转换装置30中的每一个，发送与判定结果相应的动作所相关的指令。
图3为用于描述本实施方式所涉及的电力供给***以及电力转换装置的动作的流程图的示例。
使用图3的流程图来描述本实施方式的电力转换***2的一系列动作。通过第二电力转换装置20从电力***4向蓄电装置3充电与上述重复，因此省略其详细描述。
在步骤S1中，控制装置40判定由直流发电装置1输出的发电电力Pgen是否为预先设定的发电电力的计划值Pplan以上。在判定为发电电力Pgen为计划值Pplan以上时，控制装置40将处理转至下一步骤S2。在判定为发电电力Pgen小于计划值Pplan时，控制装置40将处理转至步骤S9。
在步骤S2中，控制装置40判定蓄电装置3的余量是否能够充电。可充电的余量，例如事先设定为充满电的80％。例如，预先设定的阈值SOCth1是充满电的80％。可以由控制装置40具有阈值SOCth1。也可以由蓄电池管理部3b具有阈值SOCth1，蓄电池管理部3b将表示可充电含义的标记发送至控制装置40。在判定为蓄电装置3的余量可充电时，控制装置40将处理转至步骤S3。在判定为蓄电装置3的余量不可充电时，控制装置40将处理转至步骤S6。
在步骤S3中，控制装置40以第一电力转换装置10以发电电力的计划值Pplan进行输出的方式对第一控制部13下达指令。
在步骤S4中，控制装置40以第二电力转换装置20不进行充放电的方式对第二控制部23下达指令。
在步骤S5中，控制装置40以第三电力转换装置30将与发电电力Pgen中的相对于计划值Pplan的剩余电力充电至蓄电装置3的方式对第三控制部33下达指令。该剩余电力近似等于发电电力Pgen与计划值Pplan之差。
当在步骤S2中，判定为蓄电装置3不可充电时，在步骤S6中，控制装置40以第一电力转换装置10按照计划值Pplan进行输出的方式对第一控制部13下达指令。在这种情况下，因为发电电力Pgen大于计划值Pplan，所以第一控制部13设定为根据计划值Pplan限制所输出的电流值。或者，可以根据计划值Pplan调整输出电流的位相，来设定要输出的有效电力。
在步骤S7中，控制装置40以第二电力转换装置20不进行充放电的方式对第二控制部23下达指令。
在步骤S8中，控制装置40以第三电力转换装置20不进行充电动作的方式对第三控制部33下达指令。
当在步骤S1中判定为发电电力Pgen小于计划值Pplan时，在步骤S9中，控制装置40经由蓄电池管理部3b判断蓄电装置3是否为可放电的余量。可放电的余量，例如预先设定为充满电的20％。所预先设定的阈值SOCth2例如是充满电的20％。关于蓄电装置3是否可放电，控制装置40基于从蓄电池管理部3b接收的表示余量的数据来判定。或者，控制装置40也可以经由从蓄电池管理部3b发送的表示可放电的标记来判定。在蓄电装置3具有可放电的余量时，控制装置40将处理转至步骤S10。在蓄电装置3不具有可放电的余量时，控制装置40将处理转至步骤S13。
在步骤S10中，控制装置40以第一电力转换装置10将发电电力Pgen全部转换为交流电力并输出的方式对第一控制部13下达指令。
在步骤S11中，控制装置40以第二电力转换装置20从蓄电装置3将相对于计划值Pplan的不足电力量转换为交流电力并输出的方式对第二控制部23下达指令。
在步骤S12中，控制装置40以第三电力转换装置30不进行充电动作的方式对第三控制部33下达指令。
当在步骤S9中判定为蓄电装置3不具有可放电的余量时，在步骤S13中，控制装置40以第一电力转换装置10将所供给的发电电力Pgen全部转换为交流电力并输出的方式对第一控制部13下达指令。
在步骤S14中，控制装置40以第二电力转换装置20不进行充放电动作的方式对第二控制部23下达指令。
在步骤S15中，控制装置40以第三电力转换装置不进行充电动作的方式对第三控制部33下达指令。
将本实施方式的电力供给***以及电力转换***的效果与比较例的电力供给***相比较的同时进行描述。
图4中(a)以及图4中(b)为示例出比较例的电力供给***的框图。
如图4中(a)所示，在比较例的电力供给***150a中，在直流发电装置1与电力***4之间连接有第一电力转换装置110。第一电力转换装置110输入通过直流发电装置1发出的直流电力，转换为交流电力并供给至电力***4。
在比较例的电力供给***150a中，在蓄电装置3与电力***4之间连接有第二电力转换装置120a。第二电力转换装置120a为双向逆变器。在第一电力转换装置110所供给的交流电力小于电力***4所要求的交流电力时，第二电力转换装置120a输入蓄电装置3的直流电力，转换为交流电力并输出。
在第一电力转换装置110所输出的交流电力大于电力***4所要求的交流电力时，第二电力转换装置120a输入从第一电力转换装置110所输出的交流电力中减去电力***4所要求的交流电力而得的交流电力。第二电力转换装置120a将差量的交流电力转换为直流电力，并对蓄电装置3充电。
如上所述，比较例的电力供给***150a在从直流发电装置1对蓄电装置3充电时，用于充电的电力经由级联连接的第一电力转换装置110以及第二电力转换装置120a供给至蓄电装置3。因此，从直流发电装置1输出的发电电力的一部分成为第一电力转换装置110以及第二电力转换装置120a的损耗，对蓄电装置3的充电效率降低。
如图4(b)所示，在其他比较例的电力供给***150b中，第二电力转换装置120b连接在直流发电装置1与蓄电装置3之间。第二电力转换装置120b为双向DC-DC变换器。
第二电力转换装置120b在直流发电装置1所输出的直流电力的大小小于电力***4所要求的交流电力的大小时，输入蓄电装置3的直流电力，并供给至第一电力转换装置110。第一电力转换装置110将从直流发电装置1以及第二电力转换装置120b供给的直流电力转换为交流电力，并供给至电力***4。
在直流发电装置1所输出的直流电力的大小大于电力***4所要求的交流电力的大小时，第二电力转换装置120b输入从直流发电装置1所输出的直流电力的大小中减去电力***4所要求的电力大小而得的电力。第二电力转换装置120b将差量的电力转换为与蓄电池相应的直流电力，并对蓄电装置3充电。
如上所述，比较例的电力供给***150b在从蓄电装置3放电至电力***4时，放电电力经由级联连接的第二电力转换装置120b以及第一电力转换装置110供给至电力***4。因此，从蓄电装置3供给的电力的一部分成为第一电力转换装置110以及第二电力转换装置120b的损耗，对蓄电装置3的利用效率降低。
与此相对，根据本实施方式的电力供给***50以及电力转换***2，从直流发电装置1输出的直流电力经由第三电力转换装置30充电至蓄电装置3，因此仅发生一级转换器的损耗。此外，即使在从蓄电装置3向电力***4供给电力时，因为是经由第二电力转换装置20放电，所以只不过发生一级转换器的损耗。由此，在本实施方式的电力供给***50以及电力转换***2中，能够有效活用直流发电装置1的发电电力，并且能够有效利用蓄电装置3的充电量。
(第二实施方式)
图5为示例出本实施方式所涉及的电力供给***以及电力转换装置的框图。
在上述的第一实施方式的情况下，电力供给***50在直流发电装置1输出足够的发电电力时，向电力***供给电力，并对蓄电装置充电。在本实施方式的情况下，在直流发电装置1的输出不足以逆潮流至电力***时，控制装置下达指令使第三电力转换装置对蓄电装置充电。此外，在本实施方式中，在直流发电装置1的输出进一步降低时，控制装置允许第二电力转换装置从蓄电装置供给电力至负载。
在本实施方式的电力供给***250以及电力转换***202中，控制装置240的结构与第一实施方式的情况不同，其他结构要素与第一实施方式的情况相同。对相同结构要素赋予相同标记，并省略详细说明。
本实施方式的电力转换***202具备控制装置240。控制装置240经由第一控制部13获取直流发电装置1所输出的电压的数据Vdc1。控制装置240具有与电压的数据Vdc1相对应的第一阈值电压数据Vth1。控制装置240在所获取的电压的数据Vdc1小于第一阈值电压数据Vth1时，对第三控制部33下达指令使第三电力转换装置30对蓄电装置3充电。
控制装置240为了根据电压的数据Vdc1对第三电力转换装置30下达向蓄电装置3充电的指令，需要从蓄电装置3获取充电许可。
控制装置240在对第三电力转换装置30发送向蓄电装置3充电的指令时，可以对第一控制部13发送停止第一电力转换装置10的指令。
控制装置240具有相对于电压的数据Vdc1的第二阈值电压数据Vth2。控制装置240在所获取的电压的数据Vdc1小于第二阈值电压Vth2时，以停止第三电力转换装置30的动作的方式对第三控制部33下达指令。控制装置240进一步以第二电力转换装置20对负载5供给电力的方式对第二控制部23下达指令。在这种情况下，可以将电力供给***250从电力***4解除连接这一点追加至条件中。
在电力的数据Vdc1为第一阈值电压Vth1以上时，电力转换***202做与第一实施方式的情况相同的动作。
在本实施方式的电力供给***250中，如该例所示，可设有日照强度计251。在直流发电装置1为太阳能电池板的情况下设置日照强度计251。日照强度计251测量太阳能电池板所接受的日照强度，并例如将日照强度的数据发送至上级控制器7。日照强度的数据例如在预先设定的时刻进行测量，并发送至上级控制器7。由于太阳能电池板的发电电力根据日照强度而变化，因此电力供给***250能够使用日照强度的数据，间接识别发电电力的大小。
图6为用于描述本实施方式的动作的流程图的示例。
如图6所示，在步骤S20中，控制装置240比较所获取的直流发电装置1所输出的电压的数据Vdc1与第一阈值电压数据Vth1。在电压的数据Vdc1为第一阈值电压Vth1以上时，控制装置240将处理转至图4的步骤S1。在电压的数据Vdc1小于第一阈值电压Vth1时，控制装置240将处理迁移至步骤S21。
在步骤S21中，控制装置240以停止第一电力转换装置10的动作的方式对第一控制部13下达指令。
在步骤S22中，控制装置240比较电压的数据Vdc1与第二阈值电压数据Vth2。在电压的数据Vdc1为第二阈值电压Vth2以上时，控制装置240将处理转至步骤S23。在电压的数据Vdc1小于第二阈值电压Vth2时，控制装置240将处理迁移至步骤S26。
在步骤S23中，控制装置240经由蓄电池管理部3b判断蓄电装置3是否具有可充电的余量。在蓄电装置3的余量可充电时，控制装置240将处理转至步骤S24。在蓄电装置3的余量为充电停止等级时，控制装置240将处理转至步骤S25。
在步骤S24中，控制装置240以第三电力转换装置30对蓄电装置3充电的方式对第三控制部33下达指令。
在步骤S25中，控制装置240以第三电力转换装置30停止充电动作的方式对第三控制部33下达指令。
另外，在步骤S24、S25中，虽然第二电力转换装置20可以处于可动作的状态，但是优选的是，处于由控制装置240停止动作的状态。能够通过栅极块(gate block)等使第二电力转换装置20停止来抑制电力转换***202整体的电力消耗。
当在步骤S22中判定为电压的数据Vdc1小于第二阈值电压数据Vth2的情况下，在步骤S26中，控制装置240经由蓄电池管理部3b判定是否能够从蓄电装置3放电。在蓄电装置3具有可放电的余量时，控制装置240将处理转至步骤S27。在蓄电装置3的余量为放电停止等级时，控制装置240将处理转至步骤S28。
在步骤S27中，控制装置240以第二电力转换装置20将来自于蓄电装置3的直流电力转换为交流电力并供给至负载5的方式对第二控制部23下达指令。
可以进一步追加电力供给***250从电力***4解除连接的情况，作为用于第二电力转换装置20转换来自于蓄电装置3的放电电力并输出交流电力的条件。在电力***4由于事故等而切断的情况等下，电力供给***250能够通过第二电力转换装置20供给电力至负载5。
在步骤S28中，控制装置240以停止第二电力转换装置20的动作的方式对第二控制部23下达指令。
在步骤S27、S28中，第三电力转换装置30可以处于能够动作的状态，也可以从抑制***整体的电力消耗的观点出发，处于由控制装置240停止动作的状态。
在上述中，在直流发电装置1的发电电力低下，与此相伴输出电压降低的情况下，规定了第一电力转换装置10至第三电力转换装置30的动作。在本实施方式中，在直流发电装置1的发电电力小于预定值时，能够对蓄电装置3充电，从蓄电装置3放电。因此，只要能够直接或间接地检测出发电电力的低下，便能够不限于直流电压的数据Vdc1而使用其他数据。
在直流发电装置1为太阳能电池板时，因为直流发电装置1的发电电力根据日照强度而变化，所以可以代替直流发电装置1所输出的电压而使用由日照强度计251所输出的日照强度的数据。通过使日照强度的阈值对应于上述两个阈值Vth1、Vth2，即使在阴天等日照少的情况下，也能够对蓄电装置3充电。此外，由于控制装置能够根据日照强度计251的数据检测出夜间，因此能够例如在解除连接时使第二电力转换装置20动作，供给备用电力至负载5。
描述本实施方式的电力供给***以及电力转换***的效果。
在本实施方式的电力供给***250以及电力转换***202中，控制装置240检测出直流发电装置1的输出的低下，第三电力转换装置30不经由第一电力转换装置10以及第二电力转换装置20而连接至蓄电装置3。因此，因为能够通过第三电力转换装置30直接对蓄电装置3充电，所以能够更加有效地活用直流发电装置1的发电能力。
在本实施方式的电力供给***250以及电力转换***202中，控制装置240检测出直流发电装置的输出的进一步低下，第二电力转换装置20不经由第一电力转换装置10而直接连接至蓄电装置3。因此，能够有效地活用充电至蓄电装置3的电力。
一般地，与太阳能电池板的每发电量的成本相比，能够充电至蓄电装置的每电力量的成本通常较高。因此，因为直流发电装置1的蓄电容量设定为小于太阳能电池板的发电量，所以第二电力转换装置20以及第三电力转换装置30的容量能够小于第一电力转换装置10。如上述所示，在本实施方式的电力供给***250以及电力转换***202中，由于在直流发电装置1的输出低时，能够通过第二电力转换装置20或第三电力转换装置30直接充放电，因此电力供给***250能够更加高效地活用发电电力或充电电力。
(第三实施方式)
图7为示例出本实施方式所涉及的电力转换装置的框图。
在上述实施方式的情况下，电力转换***包括多个电力转换装置以及控制装置。这些装置中的每一个都可作为功能块构成。也就是说，电力供给***350具备单个电力转换装置。
如图7所示，本实施方式的电力供给***350具备电力转换装置302、直流发电装置1和蓄电装置3。电力转换装置302具备第一电力转换电路310、第二电力转换电路320、第三电力转换电路330以及控制电路340。电力转换装置302包括端子303a～303d。
电力转换装置302经由端子303a连接至直流发电装置1。电力转换装置302经由端子303b连接至蓄电装置3。电力转换装置302经由端子303c连接至电力***4以及负载5。电力转换装置302经由端子303d连接至输出电力检测部8、上级控制器7以及蓄电装置3。
第一电力转换电路310包括第一直流端子11、第一交流端子12、第一控制部13和第一电力转换部14。第一电力转换部14经由第一直流端子11连接至端子303a。第一电力转换部14经由第一交流端子12连接至端子303c。
第二电力转换电路320包括第二直流端子21、第二交流端子22、第二控制部23和第二电力转换部24。第二电力转换电路320经由第二直流端子21连接至端子303b。第二电力转换电路320经由第二交流端子22连接至端子303c。
第三电力转换电路330包括第三直流端子31、第四直流端子32、第三控制部33和第三电力转换部34。第三电力转换电路330经由第三直流端子31连接至端子303a。第三电力转换电路330经由第四直流端子32连接至端子303b。
控制电路340与第一控制部13、第二控制部23以及第三控制部33连接。控制电路340经由端子303d连接至输出电力检测部8、上级控制器7以及蓄电装置3。
第一电力转换电路310、第二电力转换电路320、第三电力转换电路330以及控制电路340分别与上述其他的实施方式的第一电力转换装置10、第二电力转换装置20、第三电力转换装置30以及控制装置40对应。
本实施方式的电力转换装置302例如用于小容量的电力供给***。例如，上述的其他的实施方式的电力转换***用于数百千瓦以上的大容量的电力供给***，即所谓的百万瓦级太阳能等，与此相对本实施方式的电力转换装置有时用于家用太阳能发电***等。另外，无论上述情况如何，都能够任意地选择电力转换装置或电力转换***。
控制电路340、第一控制部13、第二控制部23以及第三控制部33各自的功能的分担不限于上述。控制电路340可以包括第一控制部13、第二控制部23以及第三控制部33各自的功能中的一部分或者全部。例如也可以是，第一控制部31以及第二控制部23的功能如上述分别包含于第一电力转换电路310以及第二电力转换电路320，第三控制部33的功能包含于控制电路340。例如，第三控制部33的功能的一部分可包含于控制电路340等。
根据实施方式，能够提供能够有效利用直流发电装置的发电电力以及充电至蓄电装置的电力的电力转换***、电力供给***及电力转换装置。
以上，参照具体示例描述了本发明的实施方式。但是，本发明并不限定于这些具体示例。例如，关于第一至第三电力转换装置等的各要素的具体结构，只要是本领域技术人员能够通过适当地从公知范围中选择以同样实施本发明并获得相同的效果，便包括在本发明的范围内。
此外，只要包含本发明的主旨，在技术上可行的范围内组合各具体示例的任意两个要素以上而成的方案也包含于本发明的范围内。
此外，本领域技术人员以作为本发明的实施方式如上所述的电力转换***、电力供给***以及电力转换装置为基础，可以适当地设计变更并实施的所有电力转换***、电力供给***以及电力转换装置只要包含本发明的主旨，便属于本发明的范围。
此外，在本发明的思想的范畴中，本领域技术人员可以想到各种改变例以及修改例，并理解这些改变例以及修改例也属于本发明的范围。
虽描述了本发明的一些实施方式，但这些实施方式是作为示例而提出的，并非意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以各种其他方式来实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、替换和改变。这些实施方式或其变形包含于发明的范围或主旨中，并包含于权利要求书所记载的发明及其等同范围内。

Claims (8)

1.一种电力转换***，具备：
第一电力转换装置，连接在输出直流电力的直流发电装置与电力***之间，将所述直流电力的至少一部分转换为交流电力并供给至所述电力***；
第二电力转换装置，连接在能够充电以及放电的蓄电装置与所述电力***之间，从所述蓄电装置供给电力至所述电力***，从所述电力***供给电力至所述蓄电装置；
第三电力转换装置，连接在所述直流发电装置与所述蓄电装置之间，供给对所述蓄电装置充电的电力；以及
控制装置，基于所述直流电力的数据即第一数据以及所设定的直流电力的数据即第二数据，设定所述第一电力转换装置、所述第二电力转换装置以及第三电力转换装置的动作，
所述控制装置为：
在所述第一数据大于所述第二数据或等于所述第二数据的情况下，
将基于所述第二数据设定所述第一电力转换装置所输出的交流电力的第一指令发送至所述第一电力转换装置，
将基于所述第一数据与所述第二数据的差量设定所述第三电力转换装置对所述蓄电装置充电的电力的第二指令发送至所述第三电力转换装置，
在所述第一数据小于所述第二数据的情况下，
将基于所述第一数据设定所述第一电力转换装置所输出的交流电力的第三指令发送至所述第一电力转换装置，
将基于所述第二数据与所述第一数据的差量设定所述第二电力转换装置所输出的交流电力的第四指令发送至所述第二电力转换装置。
2.如权利要求1所述的电力转换***，
所述控制装置为：
获取所述蓄电装置的电力余量的数据即第三数据，
在所述第三数据大于第一阈值的情况下，
将停止所述第三电力转换装置对所述蓄电装置充电的第五指令发送至所述第三电力转换装置。
3.如权利要求1所述的电力转换***，
所述控制装置为：
获取所述蓄电装置的电力余量的数据即第三数据，
在所述第三数据小于第二阈值的情况下，
将停止所述第二电力转换装置转换并输出从所述蓄电装置供给的电力的第六指令发送至所述第二电力转换装置。
4.如权利要求1所述的电力转换***，
所述控制装置为：
在所述第一数据小于第三阈值的情况下，其中所述第三阈值具有小于所述第二数据的值，
将所述第一电力转换装置停止动作的第七指令发送至所述第一电力转换装置，
将基于所述第一数据设定所述第三电力转换装置对所述蓄电装置充电的电力的第八指令发送至所述第三电力转换装置。
5.如权利要求1所述的电力转换***，
所述控制装置为：
在所述第一数据小于第四阈值的情况下，
将允许所述第二电力转换装置转换并输出从所述蓄电装置供给的电力的第九指令发送至所述第二电力转换装置。
6.如权利要求5所述的电力转换***，还具备：
负载装置，连接在所述第二电力转换装置与所述电力***之间，消耗交流电力，
所述第二电力转换装置在从所述电力***解除连接后供给电力至所述负载装置。
7.一种电力供给***，具备：
直流发电装置，输出直流电力；
蓄电装置，能够充电以及放电；
第一电力转换装置，连接在所述直流发电装置与电力***之间，将所述直流电力的至少一部分转换为交流电力并供给至所述电力***；
第二电力转换装置，连接在所述蓄电装置与所述电力***之间，从所述蓄电装置供给电力至所述电力***，从所述电力***供给电力至所述蓄电装置；
第三电力转换装置，连接在所述直流发电装置与所述蓄电装置之间，供给对所述蓄电装置充电的电力；以及
控制装置，基于所述直流电力的数据即第一数据以及所设定的直流电力的数据即第二数据，设定所述第一至第三电力转换装置的动作，
所述控制装置为：
在所述第一数据大于所述第二数据或等于所述第二数据的情况下，
将基于所述第二数据设定所述第一电力转换装置所输出的交流电力的第一指令发送至所述第一电力转换装置，
将基于所述第一数据与所述第二数据的差量设定所述第三电力转换装置对所述蓄电装置充电的电力的第二指令发送至所述第三电力转换装置，
在所述第一数据小于所述第二数据的情况下，
将基于所述第一数据设定所述第一电力转换装置所输出的交流电力的第三指令发送至所述第一电力转换装置，
将基于所述第二数据与所述第一数据的差量设定所述第二电力转换装置所输出的交流电力的第四指令发送至所述第二电力转换装置。
8.一种电力转换装置，具备：
第一电力转换部，连接在输出直流电力的直流发电装置与电力***之间，将所述直流电力的至少一部分转换为交流电力并供给至所述电力***；
第二电力转换部，连接在能够充电以及放电的蓄电装置与所述电力***之间，从所述蓄电装置供给电力至所述电力***，从所述电力***供给电力至所述蓄电装置；
第三电力转换部，连接在所述直流发电装置与所述蓄电装置之间，供给对所述蓄电装置充电的电力；以及
控制部，基于所述直流电力的数据即第一数据以及所设定的直流电力的数据即第二数据，设定所述第一至第三电力转换部的动作，
所述控制部为：
在所述第一数据大于所述第二数据或等于所述第二数据的情况下，
将基于所述第二数据设定所述第一电力转换部所输出的交流电力的第一指令发送至所述第一电力转换部，
将基于所述第一数据与所述第二数据的差量设定所述第三电力转换部对所述蓄电装置充电的电力的第二指令发送至所述第三电力转换部，
在所述第一数据小于所述第二数据的情况下，
将基于所述第一数据设定所述第一电力转换部所输出的交流电力的第三指令发送至所述第一电力转换部，
将基于所述第二数据与所述第一数据的差量设定所述第二电力转换部所输出的交流电力的第四指令发送至所述第二电力转换部。
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