JP2012151923A - Power conversion apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion apparatus that is more efficient than before.SOLUTION: A power conversion apparatus 1A having a DC/DC converter section 2A for boosting a first DC voltage Vsupplied from a DC power supply 10A into a second DC voltage Vand an inverter section 3A for converting the second DC voltage Vinto a commercial AC voltage to be interconnected to a commercial power system 11 comprises: an interconnection point voltage detection section 6 for detecting a voltage value of an interconnection point voltage V; a desired value storage section 5 storing a desired value of the second DC voltage Vin association with the voltage value of the interconnection point voltage V; and a control section 4A for periodically acquiring the voltage value of the interconnection point voltage V, referring to the desired value storage section 5 to acquire the desired value corresponding to the voltage value, and controlling a switching element SW of the DC/DC converter section 2A such that the voltage value of the second DC voltage Vbecomes the desired value.

Description

本発明は、太陽電池、蓄電池等の直流電力を交流電力に変換して商用電力系統へ連系する電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device that converts DC power, such as a solar battery or a storage battery, into AC power and links it to a commercial power system.

従来の電力変換装置としては、例えば、図５に示す太陽光発電装置１Ｃが知られている。太陽光発電装置１Ｃは、太陽電池１０の直流電力を交流電力に変換して商用電力系統１１に連系するもので、同図に示すように、主にＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｃと、インバータ部３Ｃと、制御部４Ｃと、目標値記憶部５Ｃとを備えている。   As a conventional power conversion device, for example, a solar power generation device 1C shown in FIG. 5 is known. The solar power generation device 1C converts the DC power of the solar cell 10 into AC power and links it to the commercial power system 11, and as shown in the figure, mainly a DC / DC converter unit 2C and an inverter unit 3C, a control unit 4C, and a target value storage unit 5C.

ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｃはドライブ回路９を有し、ドライブ回路９は制御部４Ｃの制御下でスイッチング素子ＳＷの導通状態を切り替える。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｃは、太陽電池１０から供給された第１直流電圧ＶDC1を昇圧して第２直流電圧ＶDC2を出力する。インバータ部３Ｃは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｃから出力された第２直流電圧ＶDC2を商用電力系統１１の商用交流電圧に等しい連系点の電圧ＶAC（以下、“連系点電圧”という）に変換する。 The DC / DC converter unit 2C includes a drive circuit 9, and the drive circuit 9 switches the conduction state of the switching element SW under the control of the control unit 4C. As a result, the DC / DC converter unit 2C boosts the first DC voltage V DC1 supplied from the solar cell 10 and outputs the second DC voltage V DC2 . The inverter unit 3 </ b> C is a voltage V AC at a connection point where the second DC voltage V DC2 output from the DC / DC converter unit 2 </ b> C is equal to the commercial AC voltage of the commercial power system 11 (hereinafter referred to as “connection point voltage”) Convert to

また、制御部４Ｃは、連系点電圧検知部６によって検知された連系点電圧ＶACの電圧値と第２直流電圧検知部７によって検知された第２直流電圧ＶDC2の電圧値とを参照しながら、第２直流電圧ＶDC2の電圧値が目標値記憶部５Ｃに予め格納された目標値となるようにスイッチング素子ＳＷをスイッチング制御する。 Further, the control unit 4C determines the voltage value of the connection point voltage V AC detected by the connection point voltage detection unit 6 and the voltage value of the second DC voltage V DC2 detected by the second DC voltage detection unit 7. With reference to the switching element SW, the switching control is performed so that the voltage value of the second DC voltage V DC2 becomes the target value stored in advance in the target value storage unit 5C.

なお、このような太陽光発電装置１Ｃは、例えば特許文献１に開示されている。   Such a solar power generation device 1 </ b> C is disclosed in Patent Document 1, for example.

特開２００３−３２８９７号公報JP 2003-32897 A

ところで、従来の太陽光発電装置１Ｃのインバータ部３Ｃは降圧動作を基本としているので、第２直流電圧ＶDC2は連系点電圧ＶACの最大値よりも常に高くなければならない。その一方で、太陽光発電装置１Ｃは、第２直流電圧ＶDC2を高くしてＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｃにおける昇圧の度合いおよびインバータ部３Ｃにおける降圧の度合いが大きくなればなるほど、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｃおよびインバータ部３Ｃにおける損失が大きくなり、効率が低下する。 By the way, since the inverter part 3C of the conventional solar power generation device 1C is based on the step-down operation, the second DC voltage V DC2 must always be higher than the maximum value of the connection point voltage V AC . On the other hand, the solar power generation device 1C increases the second DC voltage V DC2 to increase the degree of step-up in the DC / DC converter unit 2C and the degree of step-down in the inverter unit 3C. The loss in 2C and the inverter unit 3C increases, and the efficiency decreases.

そこで、特許文献１に記載の太陽光発電装置１Ｃでは、図６に示すように、連系点電圧ＶACの実効値に比例して第２直流電圧ＶDC2の目標値を増加させている。これにより、第２直流電圧ＶDC2と連系点電圧ＶACの大小関係を維持し、かつ第２直流電圧ＶDC2が高くなり過ぎることにより生じる損失の低減を図っている。 Therefore, in the solar power generation device 1C described in Patent Document 1, as shown in FIG. 6, the target value of the second DC voltage V DC2 is increased in proportion to the effective value of the interconnection point voltage V AC . As a result, the magnitude relationship between the second DC voltage V DC2 and the interconnection point voltage V AC is maintained, and loss caused by the second DC voltage V DC2 becoming too high is reduced.

しかしながら、太陽光発電装置１Ｃでは、連系点電圧ＶACの実効値に応じて第２直流電圧ＶDC2の目標値が決まるので、図７に示すように、第２直流電圧ＶDC2は、連系点電圧ＶACのピークにおいては適当な余裕度αが加味された必要最小限の電圧値となっているが、他の部分においては余裕を見すぎた電圧値となっており、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｃおよびインバータ部３Ｃにおける損失の低減が十分ではなかった。 However, in the solar power generation device 1C, since the target value of the second DC voltage V DC2 is determined according to the effective value of the interconnection point voltage V AC , the second DC voltage V DC2 is connected as shown in FIG. At the peak of the system point voltage V AC, the minimum necessary voltage value with an appropriate margin α is taken into account, but in other parts, the voltage value is too large to be considered, and DC / DC Loss reduction in converter unit 2C and inverter unit 3C was not sufficient.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、従来のものよりもさらに効率が優れた電力変換装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The place made into the subject is providing the power converter device more efficient than the conventional thing.

上記課題を解決するために、本発明に係る電力変換装置は、直流電源から供給された第１直流電圧をスイッチング素子のスイッチング動作により昇圧して第２直流電圧とするＤＣ／ＤＣコンバータ部と、第２直流電圧を商用交流電圧に変換して商用電力系統に連系するインバータ部とを備えた電力変換装置であって、商用電力系統とインバータ部との連系点の瞬時電圧値を連続的に取得するとともに、取得した瞬時電圧値に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ部のスイッチング素子を制御して第２直流電圧を変化させることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, a power conversion device according to the present invention includes a DC / DC converter unit that boosts a first DC voltage supplied from a DC power source by a switching operation of a switching element to generate a second DC voltage; A power conversion device including an inverter unit that converts a second DC voltage into a commercial AC voltage and that is linked to a commercial power system, and continuously converts an instantaneous voltage value at a connection point between the commercial power system and the inverter unit. And the second DC voltage is changed by controlling the switching element of the DC / DC converter unit based on the acquired instantaneous voltage value.

この構成では、連続的に取得した連系点の瞬時電圧値に基づいて第２直流電圧が変化する。したがって、この構成によれば、連系点の電圧値の時間変化に合せて第２直流電圧を最適な電圧値に変化させることができるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ部およびインバータ部における損失を低減し、効率を改善することができる。   In this configuration, the second DC voltage changes based on the instantaneous voltage value of the connection point obtained continuously. Therefore, according to this configuration, the second DC voltage can be changed to an optimum voltage value in accordance with the time change of the voltage value at the interconnection point, so that the loss in the DC / DC converter part and the inverter part is reduced. , Can improve efficiency.

上記電力変換装置は、例えば、連系点の瞬時電圧値を検知する連系点電圧検知部と、第２直流電圧の目標値が瞬時電圧値に対応付けられて格納された目標値記憶部と、連系点電圧検知部で検知された瞬時電圧値をサンプリングするとともに目標値記憶部を参照して該瞬時電圧値に対応する目標値を取得し、第２直流電圧の電圧値が目標値となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ部のスイッチング素子を制御する制御部とを備えた構成とすることができる。   The power converter includes, for example, a connection point voltage detection unit that detects an instantaneous voltage value of a connection point, and a target value storage unit that stores a target value of the second DC voltage in association with the instantaneous voltage value. , Sampling the instantaneous voltage value detected by the interconnection point voltage detection unit and referring to the target value storage unit to obtain the target value corresponding to the instantaneous voltage value, and the voltage value of the second DC voltage is the target value Thus, a configuration including a control unit that controls the switching element of the DC / DC converter unit can be employed.

この構成では、サンプリングした瞬時電圧値に対応する目標値が新たな目標値に設定され、第２直流電圧の電圧値が該新たな目標値となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ部が制御される。したがって、この構成によれば、連系点の電圧値の時間変化に合せて第２直流電圧を最適な電圧値に変化させることができるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ部およびインバータ部における損失を低減し、効率を改善することができる。   In this configuration, the target value corresponding to the sampled instantaneous voltage value is set as a new target value, and the DC / DC converter unit is controlled so that the voltage value of the second DC voltage becomes the new target value. Therefore, according to this configuration, the second DC voltage can be changed to an optimum voltage value in accordance with the time change of the voltage value at the interconnection point, so that the loss in the DC / DC converter part and the inverter part is reduced. , Can improve efficiency.

上記電力変換装置は、第１直流電圧の電圧値を検知する第１直流電圧検知部をさらに備え、制御部は、第２直流電圧の目標値が第１直流電圧の電圧値以下である場合に、スイッチング素子の制御を停止することが好ましい。   The power converter further includes a first DC voltage detection unit that detects a voltage value of the first DC voltage, and the control unit is configured such that the target value of the second DC voltage is equal to or less than the voltage value of the first DC voltage. It is preferable to stop the control of the switching element.

この構成によれば、第１直流電圧の電圧値と第２直流電圧の目標値とを比較することによりＤＣ／ＤＣコンバータ部を動作させる必要があるか否かを判断し、必要がないと判断した場合にスイッチング素子の制御が停止されるので、スイッチング素子のスイッチング損失を低減し、効率をさらに改善することができる。   According to this configuration, it is determined whether or not the DC / DC converter unit needs to be operated by comparing the voltage value of the first DC voltage and the target value of the second DC voltage. In this case, since the control of the switching element is stopped, the switching loss of the switching element can be reduced and the efficiency can be further improved.

上記電力変換装置を太陽光発電装置として使用する場合は、直流電源を太陽電池とすればよい。   When the power converter is used as a solar power generator, the DC power source may be a solar battery.

また、上記電力変換装置を蓄電装置として使用する場合は、直流電源を商用電力系統の電力で充電される蓄電池とし、ＤＣ／ＤＣコンバータ部を、蓄電池の放電時においては第１直流電圧を昇圧して第２直流電圧とする昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作する一方、蓄電池の充電時においては第２直流電圧を降圧して第１直流電圧とする降圧ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとし、蓄電池の放電時に限って制御部がスイッチング素子の昇圧制御を行うようにすればよい。   When the power conversion device is used as a power storage device, the DC power source is a storage battery charged with power from the commercial power system, and the DC / DC converter unit boosts the first DC voltage when the storage battery is discharged. Bi-directional DC / DC that operates as a step-down DC / DC converter that operates as a step-up DC / DC converter that converts the second direct-current voltage into a first direct-current voltage by stepping down the second direct-current voltage when charging the storage battery. A converter may be used, and the control unit may perform step-up control of the switching element only when the storage battery is discharged.

本発明によれば、従来のものよりもさらに効率が優れた電力変換装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power converter device which was further more efficient than the conventional thing can be provided.

本発明に係る電力変換装置の第１実施形態である太陽光発電装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a photovoltaic power generation apparatus that is a first embodiment of a power conversion apparatus according to the present invention. 第１実施形態に係る電力変換装置における連系点電圧の電圧値と第２直流電圧の目標値との対応関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correspondence of the voltage value of the connection point voltage in the power converter device which concerns on 1st Embodiment, and the target value of a 2nd DC voltage. 第１実施形態に係る電力変換装置における各種電圧の時間変化を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the time change of the various voltages in the power converter device which concerns on 1st Embodiment. 本発明に係る電力変換装置の第２実施形態である蓄電装置の回路図である。It is a circuit diagram of the electrical storage apparatus which is 2nd Embodiment of the power converter device which concerns on this invention. 従来の電力変換装置である太陽光発電装置の回路図である。It is a circuit diagram of the solar power generation device which is the conventional power converter. 従来の電力変換装置における連系点電圧の実効値と第２直流電圧の目標値との対応関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correspondence of the effective value of the connection point voltage in the conventional power converter device, and the target value of the 2nd DC voltage. 従来の電力変換装置における各種電圧の時間変化を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the time change of the various voltages in the conventional power converter device.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る電力変換装置の好ましい実施形態について説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a power conversion device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

［第１実施形態（太陽光発電装置）］
まず、本発明に係る電力変換装置の第１実施形態として、太陽光発電装置について説明する。図１に示すように、太陽光発電装置１Ａは、太陽電池１０Ａの直流電力を交流電力に変換して商用電力系統１１に連系するもので、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ａと、インバータ部３Ａと、制御部４Ａと、目標値記憶部５とを備えている。また、太陽電池１０Ａから供給された第１直流電圧ＶDC1の電圧値は第１直流電圧検知部８によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ａから出力された第２直流電圧ＶDC2の電圧値は第２直流電圧検知部７によって、連系点電圧ＶACの電圧値は連系点電圧検知部６によってそれぞれ検知される。 [First embodiment (solar power generation device)]
First, a solar power generation device will be described as a first embodiment of a power conversion device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the photovoltaic power generation apparatus 1A converts the direct current power of the solar battery 10A into alternating current power and links it to the commercial power system 11, and includes a DC / DC converter unit 2A, an inverter unit 3A, The control unit 4A and the target value storage unit 5 are provided. The voltage value of the first DC voltage V DC1 supplied from the solar cell 10A is set by the first DC voltage detection unit 8, and the voltage value of the second DC voltage V DC2 output from the DC / DC converter unit 2A is set to the second value. The DC voltage detection unit 7 detects the voltage value of the connection point voltage V AC by the connection point voltage detection unit 6.

ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ａは、コイルＬ、ダイオードＤ、コンデンサＣ、スイッチング素子ＳＷおよびドライブ回路９を有し、ドライブ回路９は制御部４Ａの制御下でスイッチング素子ＳＷの導通状態を切り替える。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ａは、太陽電池１０Ａから供給された第１直流電圧ＶDC1を昇圧して第２直流電圧ＶDC2を出力する。 The DC / DC converter unit 2A includes a coil L, a diode D, a capacitor C, a switching element SW, and a drive circuit 9. The drive circuit 9 switches the conduction state of the switching element SW under the control of the control unit 4A. Thereby, the DC / DC converter unit 2A boosts the first DC voltage V DC1 supplied from the solar cell 10A and outputs the second DC voltage V DC2 .

インバータ部３Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ａから出力された第２直流電圧ＶDC2を連系点電圧ＶAC（商用電力系統１１の商用交流電圧）に変換する。 The inverter unit 3A converts the second DC voltage V DC2 output from the DC / DC converter unit 2A into a connection point voltage V AC (commercial AC voltage of the commercial power system 11).

目標値記憶部５には、第２直流電圧ＶDC2の目標値が連系点電圧ＶACの電圧値に対応付けられて予め格納されている。図２に示すように、第２直流電圧ＶDC2の目標値は連系点電圧ＶACの電圧値が増加するにつれて一次関数的に増加する。 In the target value storage unit 5, the target value of the second DC voltage V DC2 is stored in advance in association with the voltage value of the interconnection point voltage V AC . As shown in FIG. 2, the target value of the second DC voltage V DC2 increases in a linear function as the voltage value of the interconnection point voltage V AC increases.

制御部４Ａは、連系点電圧検知部６によって検知された連系点電圧ＶACの電圧値を取得するとともに、目標値記憶部５を参照して該電圧値に対応した目標値を取得する。取得した目標値は、新たな目標値に設定される。例えば、連系点電圧ＶACの電圧値が３１０［Ｖ］の場合は、３４７［Ｖ］（＝３１０×余裕度α；余裕度α＝１．１２の場合）が第２直流電圧ＶDC2の新たな目標値として設定される。また、連系点電圧ＶACの電圧値が２００［Ｖ］の場合は、２２４［Ｖ］（＝２００×余裕度α；余裕度α＝１．１２の場合）が第２直流電圧ＶDC2の新たな目標値として設定される。 Control unit 4A obtains acquires the voltage value of the detected interconnection point voltage V AC by linking point voltage detecting unit 6, a target value corresponding to the voltage value with reference to the target value storage unit 5 . The acquired target value is set as a new target value. For example, when the voltage value of the interconnection point voltage V AC is 310 [V], 347 [V] (= 310 × the margin α; when the margin α = 1.12) is the second DC voltage V DC2 . It is set as a new target value. When the voltage value of the interconnection point voltage V AC is 200 [V], 224 [V] (= 200 × margin α; when the margin α = 1.12) is the second DC voltage V DC2 . It is set as a new target value.

続いて、制御部４Ａは、第２直流電圧検知部７によって検知された第２直流電圧ＶDC2の電圧値を参照しながら、第２直流電圧ＶDC2の電圧値が設定された目標値に等しくなるよう、ドライブ回路９を介してスイッチング素子ＳＷをスイッチング制御する。 Subsequently, the control unit 4A refers to the voltage value of the second DC voltage V DC2 detected by the second DC voltage detection unit 7, and the voltage value of the second DC voltage V DC2 is equal to the set target value. Thus, the switching of the switching element SW is controlled via the drive circuit 9.

また、制御部４Ａは、第１直流電圧検知部８によって検知された第１直流電圧ＶDC1の電圧値と設定された目標値とを比較し、目標値が第１直流電圧ＶDC1以下である場合、すなわち昇圧の必要がない場合は、スイッチング素子ＳＷのスイッチング制御を停止する。この場合、第２直流電圧ＶDC2の電圧値は第１直流電圧ＶDC1の電圧値にほぼ等しくなる。 Further, the control unit 4A compares the voltage value of the first DC voltage V DC1 detected by the first DC voltage detection unit 8 with the set target value, and the target value is equal to or less than the first DC voltage V DC1. In this case, that is, when there is no need for boosting, the switching control of the switching element SW is stopped. In this case, the voltage value of the second DC voltage V DC2 is substantially equal to the voltage value of the first DC voltage V DC1 .

ここで、本発明では、連系点電圧ＶACの正弦波状時間変化に追従して第２直流電圧ＶDC2を変化させている。このため、制御部４Ａは、連系点電圧ＶACの一周期を１６等分した時間である１．２５［ｍｓ］（商用電力系統１１の周波数が５０［Ｈｚ］の場合）おきに連系点電圧ＶACの電圧値（瞬時電圧値）を取得し、新たな目標値を設定する。 Here, in the present invention, the second DC voltage V DC2 is changed following the sinusoidal time change of the interconnection point voltage V AC . For this reason, the control unit 4A connects every 1.25 [ms] (when the frequency of the commercial power system 11 is 50 [Hz]), which is a time obtained by dividing one cycle of the connection point voltage V AC into 16 equal parts. get point voltage V AC voltage value (instantaneous voltage value), to set a new target value.

なお、連系点電圧ＶACの電圧値の取得周期（サンプリング周期）は、半周期を少なくとも２等分した時間であればよい。すなわち、商用電力系統１１の周波数が５０［Ｈｚ］の場合、サンプリング周期は、５［ｍｓ］以下であればよい。但し、第２直流電圧ＶDC2の電圧値は連系点電圧ＶACの最大電圧値より高いことが要求されるため、半周期の２等分した時間をサンプリング周期とした場合には、余裕度αの値を大きめに設定し、第２直流電圧ＶDC2の目標値を高く設定する必要がある。そのため、効率改善の観点から、目標値電圧波形を商用電力系統１１の電圧波形と近似させるため、分割数は高いことが望ましい。 Note that the acquisition period (sampling period) of the voltage value of the interconnection point voltage V AC may be a time obtained by dividing the half period into at least two equal parts. That is, when the frequency of the commercial power system 11 is 50 [Hz], the sampling period may be 5 [ms] or less. However, since the voltage value of the second DC voltage V DC2 is required to be higher than the maximum voltage value of the connection point voltage V AC , the margin is obtained when the half of the half period is set as the sampling period. It is necessary to set α to a larger value and to set a higher target value for the second DC voltage V DC2 . Therefore, in order to improve the efficiency, the target value voltage waveform is approximated to the voltage waveform of the commercial power system 11, so that the number of divisions is desirably high.

図３は、太陽光発電装置１Ａにおける各種電圧の時間変化を示す波形図である。同図に示すように、本実施形態に係る太陽光発電装置１Ａでは、連系点電圧ＶACが変化すると、その変化に合せて新たな目標値が設定され、第２直流電圧ＶDC2の電圧値も目標値通りに変化していく。したがって、太陽光発電装置１Ａによれば、第２直流電圧ＶDC2の電圧値を余裕度αが加味された必要最小限の電圧値とし続けることができ、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ａおよびインバータ部３Ａにおける損失を低減し、効率を改善することができる。 FIG. 3 is a waveform diagram showing temporal changes of various voltages in the solar power generation device 1A. As shown in the figure, the photovoltaic device 1A according to the present embodiment, when the interconnection node voltage V AC changes, set a new target value in accordance with the change thereof, the second DC voltage V DC2 voltage The value also changes according to the target value. Therefore, according to the solar power generation device 1A, the voltage value of the second DC voltage V DC2 can be kept to the minimum necessary voltage value with the allowance α added, and the DC / DC converter unit 2A and the inverter unit 3A Loss can be reduced and efficiency can be improved.

また、同図に示すように、本実施形態に係る太陽光発電装置１Ａでは、目標値が第１直流電圧ＶDC1の電圧値（例えば、２２０［Ｖ］）以下である場合にスイッチング素子ＳＷのスイッチング制御が停止させられるので、その間のスイッチング素子ＳＷのスイッチング損失をゼロにすることができる。 Moreover, as shown in the figure, in the photovoltaic power generation apparatus 1A according to the present embodiment, when the target value is equal to or lower than the voltage value of the first DC voltage V DC1 (for example, 220 [V]), the switching element SW Since the switching control is stopped, the switching loss of the switching element SW during that time can be made zero.

［第２実施形態（蓄電装置）］
続いて、本発明に係る電力変換装置の第２実施形態として、蓄電装置について説明する。蓄電装置１Ｂは、放電時においては蓄電池１０Ｂの直流電力を交流電力に変換して商用電力系統１１に連系し、充電時においては商用電力系統１１の交流電力を直流電力に変換して該直流電力で蓄電池１０Ｂを充電するもので、図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｂと、インバータ部３Ｂと、制御部４Ｂと、目標値記憶部５とを備えている。また、蓄電池１０Ｂの端子間電圧である第１直流電圧ＶDC1の電圧値は第１直流電圧検知部８によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｂとインバータ部３Ｂの間の電圧である第２直流電圧ＶDC2の電圧値は第２直流電圧検知部７によって、連系点電圧ＶACの電圧値は連系点電圧検知部６によってそれぞれ検知される。 [Second Embodiment (Power Storage Device)]
Subsequently, a power storage device will be described as a second embodiment of the power conversion device according to the present invention. The power storage device 1B converts the DC power of the storage battery 10B into AC power at the time of discharging and connects it to the commercial power system 11, and converts the AC power of the commercial power system 11 into DC power at the time of charging. The battery 10B is charged with electric power, and as shown in FIG. 4, a DC / DC converter unit 2B, an inverter unit 3B, a control unit 4B, and a target value storage unit 5 are provided. The voltage value of the first DC voltage V DC1 that is the voltage between the terminals of the storage battery 10B is obtained by the first DC voltage detection unit 8 by the second DC voltage V that is the voltage between the DC / DC converter unit 2B and the inverter unit 3B. the voltage value of the DC2 second DC voltage detecting unit 7, the voltage value of the connecting point voltage V AC is detected respectively by the interconnection point voltage detecting unit 6.

ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｂは、コイルＬ、コンデンサＣ1、Ｃ2、スイッチング素子ＳＷ1、ＳＷ2、ダイオードＤ1、Ｄ2およびドライブ回路９、９’を有する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。ドライブ回路９、９’は、制御部４Ｂの制御下でそれぞれスイッチング素子ＳＷ1、ＳＷ2の導通状態を切り替える。 The DC / DC converter unit 2B is a bidirectional DC / DC converter having a coil L, capacitors C 1 and C 2 , switching elements SW 1 and SW 2 , diodes D 1 and D 2 and drive circuits 9 and 9 ′. The drive circuits 9 and 9 ′ switch the conduction states of the switching elements SW 1 and SW 2 under the control of the control unit 4B.

ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｂは、蓄電池１０Ｂの放電時においては、スイッチング素子ＳＷ2が非導通状態とされたままスイッチング素子ＳＷ1がスイッチング制御されることでコンデンサＣ1側から入力された第１直流電圧ＶDC1を昇圧して第２直流電圧ＶDC2を出力する昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作し、蓄電池１０Ｂの充電時においては、スイッチング素子ＳＷ1が非導通状態とされたままスイッチング素子ＳＷ2がスイッチング制御されることでコンデンサＣ2側から入力された第２直流電圧ＶDC2を降圧して第１直流電圧ＶDC1を出力する降圧ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作する。 DC / DC converter unit 2B, at the time of discharge of the storage battery 10B, a first direct current switching element switching element SW 1 remain SW 2 is a non-conductive state is inputted from the capacitor C 1 side by being switching control operates as a step-up DC / DC converter to output a second DC voltage V DC2 boosts the voltage V DC1, at the time of charging the battery 10B, it remains the switching element SW 2 switching element SW 1 is non-conductive By switching control, it operates as a step-down DC / DC converter that steps down the second DC voltage V DC2 input from the capacitor C 2 side and outputs the first DC voltage V DC1 .

インバータ部３Ｂは、蓄電池１０Ｂの放電時においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｂから出力された第２直流電圧ＶDC2を連系点電圧ＶACに変換するＤＣ／ＡＣインバータとして動作し、蓄電池１０Ｂの充電時においては、商用電力系統１１から供給された連系点電圧ＶACを第２直流電圧ＶDC2に変換するＡＣ／ＤＣインバータとして動作する双方向インバータである。 The inverter unit 3B operates as a DC / AC inverter that converts the second DC voltage V DC2 output from the DC / DC converter unit 2B to the interconnection point voltage V AC when the storage battery 10B is discharged. At the time of charging, the inverter is a bidirectional inverter that operates as an AC / DC inverter that converts the interconnection point voltage V AC supplied from the commercial power system 11 into the second DC voltage V DC2 .

目標値記憶部５には、第１実施形態と同様に、第２直流電圧ＶDC2の目標値が連系点電圧ＶACの電圧値に対応付けられて予め格納されている（図２参照）。この目標値は、蓄電池１０Ｂの放電時にのみ参照される。 Similar to the first embodiment, the target value storage unit 5 stores the target value of the second DC voltage V DC2 in advance in association with the voltage value of the interconnection point voltage V AC (see FIG. 2). . This target value is referenced only when the storage battery 10B is discharged.

放電時において、制御部４Ｂは、連系点電圧検知部６によって検知された連系点電圧ＶACの電圧値を取得するとともに、目標値記憶部５を参照して該電圧値に対応した目標値を取得し、新たな目標値を設定する。そして、制御部４Ｂは、第２直流電圧検知部７によって検知された第２直流電圧ＶDC2の電圧値を参照しながら、第２直流電圧ＶDC2の電圧値が設定された目標値に等しくなるよう、ドライブ回路９を介してスイッチング素子ＳＷ1をスイッチング制御する。 At the time of discharging, the control unit 4B acquires the voltage value of the connection point voltage V AC detected by the connection point voltage detection unit 6, and refers to the target value storage unit 5 to correspond to the voltage value. Get the value and set a new target value. Then, the control unit 4B refers to the voltage value of the second DC voltage V DC2 detected by the second DC voltage detection unit 7, and the voltage value of the second DC voltage V DC2 becomes equal to the set target value. Thus, the switching control of the switching element SW 1 is performed via the drive circuit 9.

また、制御部４Ｂは、第１直流電圧検知部８によって検知された第１直流電圧ＶDC1の電圧値と設定された目標値とを比較し、目標値が第１直流電圧ＶDC1以下である場合、すなわち昇圧の必要がない場合は、スイッチング素子ＳＷ1のスイッチング制御を停止する。この場合、第２直流電圧ＶDC2の電圧値は第１直流電圧ＶDC1の電圧値にほぼ等しくなる。 Further, the control unit 4B compares the voltage value of the first DC voltage V DC1 detected by the first DC voltage detection unit 8 with the set target value, and the target value is equal to or less than the first DC voltage V DC1. In this case, that is, when boosting is not necessary, the switching control of the switching element SW 1 is stopped. In this case, the voltage value of the second DC voltage V DC2 is substantially equal to the voltage value of the first DC voltage V DC1 .

制御部４Ｂが所定時間（例えば１．２５［ｍｓ］）おきに連系点電圧ＶACの電圧値（瞬時電圧値）を取得し、新たな目標値を設定する点は、第１実施形態に係る太陽光発電装置１Ａと同様である。 Control unit 4B acquires a predetermined time (e.g., 1.25 [ms]) every interconnection point voltage V AC voltage value (instantaneous voltage value), the point of setting a new target value, the first embodiment This is the same as the solar power generation apparatus 1A.

本実施形態に係る蓄電装置１Ｂによれば、蓄電池１０Ｂの放電時に第１実施形態に係る太陽光発電装置１Ａと同様の作用効果を得ることができる。すなわち、第２直流電圧ＶDC2の電圧値を余裕度αが加味された必要最小限の電圧値とし続けることができ、しかも昇圧の必要がない場合はスイッチング素子ＳＷ1のスイッチング損失をゼロにすることができるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２Ｂおよびインバータ部３Ｂにおける損失を低減し、効率を改善することができる。 According to the power storage device 1B according to the present embodiment, the same operational effects as those of the solar power generation device 1A according to the first embodiment can be obtained when the storage battery 10B is discharged. That is, the voltage value of the second DC voltage V DC2 can be kept at the minimum necessary voltage value with the allowance α added, and if no boosting is required, the switching loss of the switching element SW 1 is made zero. Therefore, the loss in the DC / DC converter unit 2B and the inverter unit 3B can be reduced and the efficiency can be improved.

以上、本発明に係る電力変換装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。   As mentioned above, although preferable embodiment of the power converter device which concerns on this invention was described, this invention is not limited to these structures.

例えば、各実施形態では、第１直流電圧ＶDC1の電圧値と目標値との大小関係に基づいてスイッチング素子ＳＷ（ＳＷ1）のスイッチング制御を停止させたが、図３から明らかなように、第１直流電圧ＶDC1がかなり低い場合は、スイッチング制御を停止させることができる時間が短くなり、このような制御を行うメリットを十分に享受することができない。したがって、このような場合は、第１直流電圧検知部８を省略し、上記大小関係の判断を行わないこととする方が、装置の簡素化の観点から好ましい。 For example, in each embodiment, the switching control of the switching element SW (SW 1 ) is stopped based on the magnitude relationship between the voltage value of the first DC voltage V DC1 and the target value. As is apparent from FIG. When the first DC voltage V DC1 is considerably low, the time during which the switching control can be stopped is shortened, and the merit of performing such control cannot be fully enjoyed. Therefore, in such a case, it is preferable from the viewpoint of simplification of the apparatus that the first DC voltage detection unit 8 is omitted and the determination of the magnitude relation is not performed.

また、各実施形態では、１．２５［ｍｓ］おきに制御部４Ａ（４Ｂ）が連系点電圧ＶACの電圧値を取得することとしたが、この時間は適宜変更することができる。ただし、この時間を長く設定し過ぎると、第２直流電圧ＶDC2が連系点電圧ＶACに追従しなくなり本発明の作用効果が得られにくくなるので注意が必要である。 In each embodiment, the control unit 4A (4B) acquires the voltage value of the interconnection point voltage V AC every 1.25 [ms]. However, this time can be changed as appropriate. However, if this time is set too long, the second DC voltage V DC2 does not follow the interconnection point voltage V AC , so that it is difficult to obtain the effects of the present invention.

１Ａ 太陽光発電装置（電力変換装置）
１Ｂ 蓄電装置（電力変換装置）
２Ａ、２Ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ部
３Ａ、３Ｂ インバータ部
４Ａ、４Ｂ 制御部
５ 目標値記憶部
６ 連系点電圧検知部
７ 第２直流電圧検知部
８ 第１直流電圧検知部
９、９’ ドライブ回路 1A Photovoltaic power generator (power converter)
1B Power storage device (power conversion device)
2A, 2B DC / DC converter unit 3A, 3B Inverter unit 4A, 4B Control unit 5 Target value storage unit 6 Interconnection point voltage detection unit 7 Second DC voltage detection unit 8 First DC voltage detection unit 9, 9 ′ Drive circuit

Claims (5)

直流電源から供給された第１直流電圧をスイッチング素子のスイッチング動作により昇圧して第２直流電圧とするＤＣ／ＤＣコンバータ部と、前記第２直流電圧を商用交流電圧に変換して商用電力系統に連系するインバータ部とを備えた電力変換装置であって、
前記商用電力系統と前記インバータ部との連系点の瞬時電圧値を連続的に取得するとともに、取得した前記瞬時電圧値に基づいて前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の前記スイッチング素子を制御して前記第２直流電圧を変化させることを特徴とする電力変換装置。 A DC / DC converter unit that boosts the first DC voltage supplied from the DC power source by a switching operation of the switching element to generate a second DC voltage, and converts the second DC voltage into a commercial AC voltage to a commercial power system. A power conversion device including an inverter unit that is connected,
The instantaneous voltage value of the connection point between the commercial power system and the inverter unit is continuously acquired, and the switching element of the DC / DC converter unit is controlled based on the acquired instantaneous voltage value to 2. A power converter that changes a DC voltage. 前記連系点の前記瞬時電圧値を検知する連系点電圧検知部と、
前記第２直流電圧の目標値が前記瞬時電圧値に対応付けられて格納された目標値記憶部と、
前記連系点電圧検知部で検知された前記瞬時電圧値をサンプリングするとともに前記目標値記憶部を参照して該瞬時電圧値に対応する目標値を取得し、前記第２直流電圧の電圧値が前記目標値となるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部の前記スイッチング素子を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 A connection point voltage detection unit for detecting the instantaneous voltage value of the connection point;
A target value storage unit in which a target value of the second DC voltage is stored in association with the instantaneous voltage value;
The instantaneous voltage value detected by the interconnection point voltage detection unit is sampled and a target value corresponding to the instantaneous voltage value is obtained by referring to the target value storage unit, and the voltage value of the second DC voltage is obtained. A control unit for controlling the switching element of the DC / DC converter unit so as to be the target value;
The power converter according to claim 1, further comprising: 前記第１直流電圧の電圧値を検知する第１直流電圧検知部をさらに備え、
前記制御部は、前記第２直流電圧の目標値が前記第１直流電圧の電圧値以下である場合に、前記スイッチング素子の制御を停止することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。 A first DC voltage detector for detecting a voltage value of the first DC voltage;
The power converter according to claim 2, wherein the control unit stops the control of the switching element when a target value of the second DC voltage is equal to or less than a voltage value of the first DC voltage. . 前記直流電源が、太陽電池であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the DC power source is a solar battery. 前記直流電源が、前記商用電力系統の電力で充電される蓄電池であり、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部が、前記蓄電池の放電時においては前記第１直流電圧を昇圧して前記第２直流電圧とする昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作する一方、前記蓄電池の充電時においては前記第２直流電圧を降圧して前記第１直流電圧とする降圧ＤＣ／ＤＣコンバータとして動作する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記制御部は、前記蓄電池の放電時に前記スイッチング素子の制御を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電力変換装置。 The DC power supply is a storage battery that is charged with power from the commercial power system,
The DC / DC converter unit operates as a step-up DC / DC converter that boosts the first DC voltage to the second DC voltage when the storage battery is discharged, while the first DC voltage is charged when the storage battery is charged. 2 is a bidirectional DC / DC converter that operates as a step-down DC / DC converter that steps down a DC voltage to the first DC voltage;
The said control part controls the said switching element at the time of discharge of the said storage battery, The power converter device in any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
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