JP2015208089A - Power controller and power control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力制御装置および電力制御方法に関するものである。より詳細には、本発明は、逆潮流可能な電力を出力する太陽光発電などの分散電源、および蓄電池を系統に連系して、負荷に電力を供給可能な電力制御装置に関するものである。また、本発明は、このような電力制御装置による電力制御方法にも関するものである。 The present invention relates to a power control apparatus and a power control method. More specifically, the present invention relates to a distributed power source such as solar power generation that outputs power capable of reverse flow, and a power control apparatus that can supply power to a load by connecting a storage battery to the system. The present invention also relates to a power control method using such a power control apparatus.
従来、一般家庭で用いられる太陽光発電用のパワーコンディショナは、その太陽光発電による電力を制御電源として用いて動作するものが多かった。このようなパワーコンディショナは、夜間などの日射がない時間帯においては、系統と接続される連系リレーを解列して、一部の制御用電源を除いて停止する状態としていた。このようにすれば、夜間の待機電力を僅少に抑えることができるため、パワーコンディショナの効率を高めることができる(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, many power conditioners for photovoltaic power generation used in ordinary homes operate using electric power generated by the photovoltaic power generation as a control power source. In such a power conditioner, in a time zone where there is no solar radiation such as at night, the power relay connected to the system is disconnected and is in a state of being stopped except for some control power supplies. In this way, the standby power at night can be suppressed to a small extent, so that the efficiency of the power conditioner can be increased (see, for example, Patent Document 1).
近年、太陽電池のような発電装置と蓄電池など、複数の電源装置を組み合わせて取り扱う連系インバータ(パワーコンディショナ)が検討されている。このようなパワーコンディショナは、太陽電池のような発電装置のみ取り扱う場合のように、決まった時間に動作を停止させることはできず、基本的に夜間であっても動作を停止させず、24時間運転を行うこととなる。 In recent years, a connected inverter (power conditioner) that handles a combination of a plurality of power supply devices such as a power generation device such as a solar cell and a storage battery has been studied. Such a power conditioner cannot be stopped at a fixed time as in the case of handling only a power generation device such as a solar battery, and basically does not stop even at night. Time driving will be performed.
しかしながら、上述のように、パワーコンディショナにおいて停止期間なく継続運転を行うと、定常的な電力消費が発生する。このような定常的な電力消費は、電力の浪費防止の観点およびコストの観点などから、可能な限り抑制することが望ましい。 However, as described above, when the power conditioner is continuously operated without a stop period, steady power consumption occurs. Such steady power consumption is desirably suppressed as much as possible from the viewpoint of preventing waste of power and the viewpoint of cost.
本発明の目的は、複数の電源装置を組み合わせて取り扱うシステムの電力の変換効率を向上する電力制御装置および電力制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power control device and a power control method that improve the power conversion efficiency of a system that handles a plurality of power supply devices in combination.
上記目的を達成する第1の観点に係る発明は、
複数の直流電力供給部から供給される電力を制御する電力制御装置であって、
前記複数の直流電力供給部にそれぞれ接続される複数のDC/DCコンバータと、
前記複数のDC/DCコンバータに接続されるインバータと、
前記複数の直流電力供給部のうち1つの直流電力供給部から供給される電力が、当該1つの直流電力供給部に接続されたDC/DCコンバータおよび前記インバータの消費電力に満たないと判断する場合は、当該DC/DCコンバータを動作させないように制御する制御部と、
を備えるものである。
The invention according to the first aspect to achieve the above object is
A power control device for controlling power supplied from a plurality of DC power supply units,
A plurality of DC / DC converters respectively connected to the plurality of DC power supply units;
An inverter connected to the plurality of DC / DC converters;
When determining that the power supplied from one DC power supply unit among the plurality of DC power supply units is less than the power consumption of the DC / DC converter and the inverter connected to the one DC power supply unit Is a control unit that controls the DC / DC converter not to operate;
Is provided.
また、前記制御部は、前記複数の直流電力供給部に接続された複数のDC/DCコンバータの動作が全て停止している時、前記インバータの動作を停止するように制御してもよい。 Further, the control unit may perform control so as to stop the operation of the inverter when all of the operations of the plurality of DC / DC converters connected to the plurality of DC power supply units are stopped.
また、前記インバータと電力系統とを接続または開放する連系リレーを備え、
前記制御部は、前記インバータの動作時には前記連系リレーを接続し、前記インバータの動作停止時には前記連系リレーを開放するように制御してもよい。
In addition, a connection relay that connects or opens the inverter and the power system,
The control unit may control the connection relay to be connected when the inverter is operating, and to open the connection relay when the operation of the inverter is stopped.
また、前記電力制御装置の動作を指示可能なエネルギー管理装置(例えばHEMS)に有線または無線により接続され、
前記制御部は、前記DC/DCコンバータの動作を停止するように制御する時は、当該電力制御装置の動作を停止する旨を前記エネルギー管理装置に通知するように制御してもよい。
In addition, it is connected to an energy management device (for example, HEMS) capable of instructing the operation of the power control device by wire or wirelessly,
When the control unit performs control to stop the operation of the DC / DC converter, the control unit may perform control to notify the energy management device that the operation of the power control device is to be stopped.
前記制御部は、前記エネルギー管理装置から前記電力制御装置の動作を開始するように指示された状態で前記DC/DCコンバータの動作を停止するように制御する場合に、当該電力制御装置の動作を開始しない旨を前記エネルギー管理装置に通知するように制御してもよい。 When the control unit controls to stop the operation of the DC / DC converter in a state instructed by the energy management device to start the operation of the power control device, the control unit performs the operation of the power control device. You may control to notify the said energy management apparatus that it does not start.
また、前記複数の直流電力供給部の少なくとも1つは太陽光発電部であり、当該複数の直流電力供給部の少なくとも1つは蓄電池であってもよい。 Further, at least one of the plurality of DC power supply units may be a solar power generation unit, and at least one of the plurality of DC power supply units may be a storage battery.
また、前記制御部は、前記蓄電池が充電される状態にあるものの、その充電電力が0Wである場合は、当該蓄電池に接続されたDC/DCコンバータの動作を停止するように制御してもよい。 Moreover, although the said storage part is in the state in which the said storage battery is charged, when the charge electric power is 0 W, you may control to stop operation | movement of the DC / DC converter connected to the said storage battery. .
また、上記目的を達成する第2の観点に係る発明は、
複数の直流電力供給部にそれぞれ接続される複数のDC/DCコンバータと、
前記複数のDC/DCコンバータに接続されるインバータと、を備え、
前記複数の直流電力供給部から供給される電力を制御する電力制御装置の電力制御方法であって、
前記複数の直流電力供給部のうち1つの直流電力供給部から供給される電力が、当該1つの直流電力供給部に接続されたDC/DCコンバータおよび前記インバータの消費電力に満たないと判断する場合は、当該DC/DCコンバータを動作させないように制御するステップを含むものである。
The invention according to the second aspect for achieving the above object is as follows:
A plurality of DC / DC converters respectively connected to a plurality of DC power supply units;
An inverter connected to the plurality of DC / DC converters,
A power control method of a power control device for controlling power supplied from the plurality of DC power supply units,
When determining that the power supplied from one DC power supply unit among the plurality of DC power supply units is less than the power consumption of the DC / DC converter and the inverter connected to the one DC power supply unit Includes a step of controlling the DC / DC converter not to operate.
本発明によれば、複数の電源装置を組み合わせて取り扱うシステムの電力の変換効率を向上する電力制御装置および電力制御方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power control apparatus and power control method which improve the power conversion efficiency of the system handled in combination with a some power supply device can be provided.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
上述したように、複数の電源装置を組み合わせて取り扱うパワーコンディショナのような電力制御装置は、太陽電池などの発電素子のみならず蓄電池の電力制御も行うため、通常は1日24時間休止することなく運転を行う。このため、電力制御装置に電力の入出力がほとんどない状態でも、連系運転を行うだけで、装置内に電力ロスが発生する。すなわち、パワーコンディショナが系統連系運転を行う場合、系統の電圧に合わせてDC/ACインバータが動作するため、発電および蓄電池放電電力がゼロであっても電力損失が発生することになる。したがって、電力制御装置を含むシステム全体としての変換効率は悪化してしまうという問題がある。 As described above, since a power control device such as a power conditioner that handles a plurality of power supply devices in combination performs power control not only for a power generation element such as a solar battery but also for a storage battery, it normally rests 24 hours a day. Drive without. For this reason, even when the power control apparatus has almost no power input / output, a power loss occurs in the apparatus only by performing the interconnection operation. That is, when the power conditioner performs grid interconnection operation, the DC / AC inverter operates in accordance with the voltage of the grid, so that power loss occurs even when the power generation and storage battery discharge power are zero. Therefore, there exists a problem that the conversion efficiency as the whole system containing a power control apparatus will deteriorate.
例えば、5kWを定格とするパワーコンディショナにおいて、変換効率を94%とすると、その電力損失は300Wとなる。この300Wの電力損失には、電流量に応じて増減する損失と、電流量によらず発生する固定損失とに分類することができる。後者の固定損失は、機器によっては100W程度になるものもある。5kWの太陽光発電システムにおいては、期待できる平均発電量は、1日当たり概ね15kWh程度である。このシステムにおいて、例えば夜間(仮に12時間)も連系運転を行うと、その電力損失は、100W×12h=1.2kWhすなわち全発電量の1割近くになる。したがって、このようなシステムでは、太陽光発電を行う直流電源などを制御電源として、太陽光発電を行わない夜間はパワーコンディショナを停止させる。 For example, in a power conditioner rated at 5 kW, if the conversion efficiency is 94%, the power loss is 300 W. This 300 W power loss can be classified into a loss that increases or decreases according to the amount of current and a fixed loss that occurs regardless of the amount of current. The latter fixed loss may be about 100 W depending on the device. In a 5 kW solar power generation system, the expected average power generation amount is approximately 15 kWh per day. In this system, for example, when the interconnection operation is performed at night (temporarily 12 hours), the power loss is 100 W × 12 h = 1.2 kWh, that is, nearly 10% of the total power generation amount. Therefore, in such a system, the power conditioner is stopped at night when solar power generation is not performed using a direct current power source that performs solar power generation as a control power source.
一方、蓄電池を含む複数の電源装置を取り扱うパワーコンディショナにおいては、蓄電池の充放電の必要に応じて動作する必要性から、1日24時間の連続運転を行うため、交流電源または蓄電池などを制御電源としている。そのため、このようなシステムでは、制御動作の有無にかかわらず、また発電および充放電の程度にかかわらず、1日に2.4kWh(100W×24h=2.4kWh)程度の電力損失が発生することになる。 On the other hand, in a power conditioner that handles a plurality of power supply devices including a storage battery, an AC power supply or a storage battery is controlled in order to perform continuous operation for 24 hours a day from the necessity of operating according to the necessity of charging / discharging the storage battery. Power is used. Therefore, in such a system, a power loss of about 2.4 kWh (100 W × 24 h = 2.4 kWh) occurs every day regardless of the presence or absence of control operation and the level of power generation and charging / discharging. become.
したがって、本実施形態においては、このような固定損失を抑制するため、必要のない場合には、DC/DCコンバータの動作を停止(例えばゲートブロック)させたり、機器を停止(インバータの動作停止および連系リレーのオフ)させたりする。本実施形態では、このように変換効率の悪化を極力抑制して、システム全体としての変更効率を向上させる。 Therefore, in this embodiment, in order to suppress such a fixed loss, when not necessary, the operation of the DC / DC converter is stopped (for example, a gate block) or the device is stopped (the inverter is stopped and the operation is stopped). Or turn off the interconnection relay). In this embodiment, the deterioration of conversion efficiency is suppressed as much as possible, and the change efficiency of the entire system is improved.
図1は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置を概略的に示す機能ブロック図である。 FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a power control apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る電力制御装置1は、太陽電池130および蓄電池140に接続され、これらから直流電力を供給される。また、電力制御装置1は、負荷200に接続され、必要に応じて系統300と連系運転を行うことにより、負荷200に交流電力を供給することができる。さらに、電力制御装置1は、エネルギー管理装置400(例えばHome Energy Management System(HEMS)など)にも接続される。
As shown in FIG. 1, the power control device 1 according to the embodiment of the present invention is connected to a
本発明の実施形態に係る電力制御装置1は、図1に示すように、制御部10、インバータ20、DC/DCコンバータ30,40、および連系リレー50を備えている。電力制御装置1は、さらに、中間リンクコンデンサ、電圧センサ、および電流センサなども備えているが、これらの要素については詳細な説明を省略する。また、以下の説明において、従来よく知られている要素および機能部については、適宜、説明を簡略化または省略する。
As shown in FIG. 1, the power control apparatus 1 according to the embodiment of the present invention includes a control unit 10, an
制御部10は、電力制御装置1の各機能部をはじめとして電力制御装置1の全体を制御および管理する。制御部10は、例えばマイコンまたはプロセッサなどで構成することができる。特に、本実施形態において、制御部10は、インバータ20、DC/DCコンバータ30、DC/DCコンバータ40、および連系リレー50を制御および管理する。このため、制御部10は、これらの各機能部に制御ラインにより接続されている。なお、図1においては、制御ラインおよび情報伝達ラインは破線により示し、電力ラインは実線により示してある。
The control unit 10 controls and manages the entire power control device 1 including each functional unit of the power control device 1. The control part 10 can be comprised, for example with a microcomputer or a processor. In particular, in the present embodiment, the control unit 10 controls and manages the
本実施形態において、制御部10は、DC/DCコンバータ30を制御することにより、太陽電池130が発電する電力を制御する。また、本実施形態において、制御部10は、DC/DCコンバータ40を制御することにより、蓄電池140が放電する電力および蓄電池140に充電される電力を制御する。さらに、本実施形態において、制御部10は、インバータ20を制御することにより、電力制御装置1が出力する電力を制御する。制御部10によるこれらの制御については、後述する。
In the present embodiment, the control unit 10 controls the power generated by the
インバータ20は、太陽電池130および蓄電池140の少なくとも一方が出力する直流電力を、交流電力に変換して出力する。このため、インバータ20は、DC/DCコンバータ30とDC/DCコンバータ40とを並列接続した出力端に、さらに接続されている。また、インバータ20が直流電力を交流電力に変換した出力端は、宅内などの負荷200および系統300に接続される。負荷200は、図1においては、1つのみ例示してあるが、家庭の宅内などで電力を必要とする、任意の個数の各種の負荷とすることができる。図1に示すように、インバータ20は、系統300に接続されることにより、太陽電池130および蓄電池140を系統300に連系して、負荷200に電力を供給可能に構成される。
The
DC/DCコンバータ30は、太陽電池130が発電する直流電力の電圧を昇降圧することにより制御する。このため、DC/DCコンバータ30は、太陽電池130が発電する電力の出力端に接続される。また、太陽電池130からDC/DCコンバータ30に出力される電力は、例えばDC/DCコンバータ30内部の検出装置によって電圧および電流が検出される。このようにして検出された電圧および電流は、直接的または間接的に、制御部10に通知されるようにする。
The DC /
太陽電池130は、太陽光を利用して発電することができ、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する。本実施形態において、太陽電池130は、例えば家の屋根などにソーラパネルを設置して、太陽光を利用して発電するような態様を想定している。しかしながら、本発明において、太陽電池130は、太陽光のエネルギーを電力に変換できるものであれば、任意のものを採用することができる。図1においては、太陽電池130を1つのみ例示してあるが、任意の個数の各種の太陽電池を接続することができる。
The
DC/DCコンバータ40は、蓄電池140が入出力する直流電力の電圧を昇降圧することにより制御する。このため、DC/DCコンバータ40は、蓄電池140が充放電する電力の出力端に接続される。蓄電池140からDC/DCコンバータ40に出力される電力、およびDC/DCコンバータ40から蓄電池140に入力される電力は、例えばDC/DCコンバータ40内部の検出装置によって電圧および電流が検出される。このようにして検出された電圧および電流は、直接的または間接的に、制御部10に通知される。
The DC / DC converter 40 controls the voltage of the DC power input / output by the
蓄電池140は、充電された電力を放電することにより、電力を供給することができる。また、蓄電池140は、系統300または太陽電池130等から供給される電力を充電することもできる。この蓄電池140は、入力される電力を充電し、出力する電力を放電することが可能な例えばリチウムイオン電池のような任意の蓄電池とすることができる。図1においては、蓄電池140を1つのみ例示してあるが、任意の個数の各種の蓄電池を接続することができる。
The
蓄電池140に電力を充電する際、インバータ20は、コンバータとして動作する。すなわち、この場合、インバータ20は、交流の電力を直流の電力に変換し、変換された電力を蓄電池140に充電する。
When charging the
連系リレー50は、電力系統300と電力制御装置1との接続および解列を切り替えるためのスイッチである。すなわち、連系リレー50は、インバータ20と電力系統300とを接続または開放する。図1に示すように、連系リレー50は、系統300と、インバータ20との間に接続される。また、連系リレー50は、制御部10の制御によってオン/オフを切り替えることができる。
The
また、図1に示すように、電力制御装置1の制御部10は、エネルギー管理装置400に接続されている。この接続は有線または無線の任意の方法によるものとすることができる。すなわち、電力制御装置1は、有線または無線によりエネルギー管理装置400に接続される。また、この接続は、例えばエコーネットライト(ECHONET Lite)などの各種のプロトコルに準拠したものとすることができる。制御部10は、このようにエネルギー管理装置400に接続されることにより、例えば外部のサーバなどと通信を行うことができる。制御部10は、このようにエネルギー管理装置400を経て、例えば天気予報などの各種情報を含む気象情報および時刻情報などをはじめとして、各種の情報を取得することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the control unit 10 of the power control apparatus 1 is connected to an
本実施形態においては、DC/DCコンバータ30に接続される電源を、太陽電池130として説明する。しかしながら、本発明において、DC/DCコンバータ30に接続可能な電源は、太陽電池に限定されない。本発明において、DC/DCコンバータ30に接続される電源は、例えば再生可能エネルギーに基づく発電を行う発電部のような、各種の電源とすることができる。例えば、DC/DCコンバータ30に接続される電源は、風力発電装置などのような発電部、またはSOFCのような燃料電池などとしてもよい。
In the present embodiment, a power source connected to the DC /
以下の説明においては、本実施形態に係る電力制御装置1は、図1に示すように、太陽電池130および蓄電池140を系統300に連系して、負荷200に電力を供給可能に構成される。図1において、電力制御装置1は、太陽電池130および蓄電池140の2つの直流電源のみに接続されているが、本発明に係る電力制御装置は、このような構成に限定されない。本発明に係る電力制御装置は、各種の直流電源を複数接続することができる。
In the following description, the power control apparatus 1 according to the present embodiment is configured to connect the
このように、本実施形態に係る電力制御装置1は、太陽電池130および蓄電池140のような複数の直流電力供給部から供給される電力を制御する。すなわち、本実施形態に係る電力制御装置1において、複数の直流電力供給部の少なくとも1つは太陽電池130とし、当該複数の直流電力供給部の少なくとも1つは蓄電池140とすることができる。また、電力制御装置1において、複数のDC/DCコンバータ30,40は、太陽電池130および蓄電池140のような複数の直流電力供給部にそれぞれ接続される。また、インバータ20は、複数のDC/DCコンバータ30,40に接続される。
Thus, the power control apparatus 1 according to the present embodiment controls power supplied from a plurality of DC power supply units such as the
本実施形態においては、電力制御装置1の動作にあたって、制御部10が制御を行う基準として用いる閾値を設定する。以下、このような閾値について説明する。 In the present embodiment, a threshold value used as a reference for the control unit 10 to control when the power control apparatus 1 operates is set. Hereinafter, such a threshold will be described.
まず、太陽電池130の発電に関する閾値について説明する。
First, the threshold regarding the power generation of the
太陽電池130がある程度の電力を発電していたとしても、その発電電力が電力制御装置1によって内部損失される電力を超えていなければ、電力制御装置1からは太陽電池130の発電電力は出力されない。すなわち、太陽電池130がある閾値以下の電力で発電しても、電力制御装置1内部にて電力損失として消費されるため、太陽電池130の発電する電力を外部に供給することはできない。
Even if the
そこで、制御部10は、蓄電池140に接続したDC/DCコンバータ40の充放電電力を0Wとした場合に、インバータ20から出力される電力が0Wを超える時点において、太陽電池130に接続したDC/DCコンバータ30へ入力される電力を計測する。そして、制御部10は、このようにして計測された電力値を、閾値P0として記憶する。閾値を記憶する際には、例えば制御部10に内蔵される記憶部に記憶したり、または別個用意した記録媒体に記憶したり、種々の手段を用いることができる。
Therefore, when the charge / discharge power of the DC / DC converter 40 connected to the
次に、蓄電池140の放電に関する閾値について説明する。
Next, the threshold regarding discharge of the
蓄電池140がある程度の電力を放電していたとしても、その放電電力が電力制御装置1によって内部損失される電力を超えていなければ、電力制御装置1からは蓄電池140の放電電力は出力されない。すなわち、蓄電池140がある閾値以下の電力で放電しても、電力制御装置1内部にて電力損失として消費されるため、蓄電池140の放電する電力を外部に供給することはできない。
Even if the
そこで、制御部10は、太陽電池130に接続したDC/DCコンバータ30の出力電電力を0Wとした場合に、インバータ20から出力される電力が0Wを超える時点において、蓄電池140に接続したDC/DCコンバータ40へ入力される電力を計測する。そして、制御部10は、このようにして計測された電力値を、閾値Wdとして記憶する。閾値を記憶する際には、上述同様、種々の手段を用いることができる。
Therefore, when the output electric power of the DC /
次に、本実施形態に係る電力制御装置1の動作について説明する。図2は、本実施形態に係る電力制御装置1の動作を説明するフローチャートである。 Next, the operation of the power control apparatus 1 according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the power control apparatus 1 according to the present embodiment.
図2に示す電力制御装置1の動作が開始すると、制御部10は、太陽電池130の発電可能電力(あるいは出力)が、上述の閾値P0を超えているか否かを判定する(ステップS11)。すなわち、ステップS11では、太陽電池130が、閾値P0を超える電力を発電可能な状態になっているか否かを判定する。ステップS11において太陽電池130の発電可能電力(あるいは出力)が上述の閾値P0を超えていると判定されたら、制御部10は、太陽電池130に接続したDC/DCコンバータ30の動作をオンにする(ステップS12)。ステップS12に移行する際は、太陽電池130の発電可能電力(あるいは出力)をPとすると、P>P0となる。
When the operation of the power control device 1 shown in FIG. 2 starts, the control unit 10 determines whether or not the power that can be generated (or the output) of the
一方、ステップS11において太陽電池130の発電可能電力(あるいは出力)が上述の閾値P0を超えていないと判定された場合、その出力で太陽電池130により発電された電力は、電力制御装置1内部にて電力ロスとして消費されてしまい、外部に供給することはできない。したがって、ステップS11において太陽電池130の発電可能電力(あるいは出力)が上述の閾値P0を超えていないと判定されたら、制御部10は、太陽電池130に接続したDC/DCコンバータ30の動作を停止(例えばゲートブロック)する(ステップS13)。ステップS13に移行する際は、太陽電池130の発電可能電力(あるいは出力)をPとすると、0≦P≦P0となる。
On the other hand, when it is determined in step S11 that the power that can be generated by the solar cell 130 (or the output) does not exceed the above-described threshold value P0, the power generated by the
次に、制御部10は、蓄電池140の放電を要求されている場合、要求された蓄電池140の放電電力(出力)が、上述の閾値Wdを超えているか否かを判定する(ステップS14)。このような蓄電池140の放電の要求は、各種の態様が想定される。例えば、制御部10に蓄電池140の充放電スケジュールを記憶しておき、所定の時刻に達したら、制御部10自らが、蓄電池140の放電の要求(充放電スケジュール)に従って制御を行うことができる。このような充放電スケジュールは、制御部10が内蔵するメモリに記憶してもよいし、電力制御装置1の内外の他の記憶手段に記憶してもよい。また、例えばエネルギー管理装置400から蓄電池140の充放電の要求を受信することにより、制御部10が、受信した充放電の要求に基づいて、制御を行ってもよい。また、このような蓄電池140の充放電の要求は、例えば外部のネットワークなどから受信してもよい。後述する蓄電池140の充電の要求においても、同様に各種の態様を想定することができる。
Next, when the discharge of the
ステップS14において要求された蓄電池140の放電の電力(出力)が上述の閾値Wdを超えていると判定されたら、制御部10は、蓄電池140に接続したDC/DCコンバータ40の動作をオンにする(ステップS15)。この場合、ステップS15に移行する際は、要求された蓄電池140の放電する電力(出力)をWとすると、W>Wdとなる。
If it is determined in step S14 that the requested discharge power (output) of the
一方、ステップS14において要求された蓄電池140の出力が上述の閾値Wdを超えていないと判定された場合、その出力で蓄電池140から放電された電力は、電力制御装置1内部にて電力ロスとして消費されてしまい、外部に供給することはできない。したがって、ステップS14において要求された蓄電池140の出力が上述の閾値Wdを超えていないと判定されたら、制御部10は、蓄電池140に接続したDC/DCコンバータ40の動作を停止(例えばゲートブロック)する(ステップS16)。この場合、ステップS16に移行する際は、要求された蓄電池140の放電する電力(出力)をWとすると、0≦W≦Wdとなる。
On the other hand, when it is determined in step S14 that the requested output of the
また、ステップS14において、蓄電池140の充電を要求されている場合、蓄電池140に対する充電量にかかわらず、ある程度の固定した内部損失は発生する。したがって、蓄電池140の充電を要求された場合、制御部10は、蓄電池140に接続したDC/DCコンバータ40の動作を、要求に応じてオンにする(ステップS15)。この場合、ステップS15に移行する際は、要求された蓄電池140に充電する電力をWとすると、W<0となる(出力(正)ではなく入力(負)になる)。
Further, when charging of the
一方、ステップS14において、蓄電池140の充電を要求されている場合であって、要求された充電制御が0Wである場合、蓄電池140は充放電を行う必要がない。しかしながら、この場合、蓄電池140の充放電電力が0Wであっても、DC/DCコンバータ40および、インバータ20がコンバータとしての動作を行うため、電力が消費される。したがって、要求された充電制御が0Wである場合、制御部10は、蓄電池140に接続したDC/DCコンバータ40の動作を停止(例えばゲートブロック)する(ステップS16)。この場合、ステップS16に移行する際は、要求された蓄電池140に充電する電力をWとすると、W=0である。
On the other hand, when charging of the
次に、制御部10は、太陽電池130に接続したDC/DCコンバータ30または蓄電池140に接続したDC/DCコンバータ40のいずれかが動作しているか否か判定する(ステップS17)。ステップS17においてDC/DCコンバータ30またはDC/DCコンバータ40のいずれかが動作している場合、制御部10は、インバータ20が動作するように制御し、連系リレー50をオンにするように制御する(ステップS18)。
Next, the control unit 10 determines whether either the DC /
一方、ステップS17において、太陽電池130に接続したDC/DCコンバータ30および蓄電池140DC/DCコンバータ40のいずれも動作しない(例えばゲートブロックしている)ときは、電力制御装置1は連系運転を行う必要はない。したがって、この場合、制御部10は、インバータ20の動作を停止し、連系リレー50をオフにするように制御する(ステップS19)。
On the other hand, when neither the DC /
このように、制御部10は、複数の直流電力供給部130,140のうち1つから供給される電力が、当該1つの直流電力供給部に接続されたDC/DCコンバータ30,40およびインバータ20の消費電力を超えない時は、当該DC/DCコンバータの動作を停止する。ここで、制御部10は、複数の直流電力供給部130,140に接続された複数のDC/DCコンバータ30,40の動作が全て停止している時、インバータ20の動作を停止するように制御する。また、制御部10は、要求された充電制御が0Wである場合は、DC/DCコンバータ40の動作を停止するように制御する。また、制御部10は、インバータ20の動作時には連系リレー50を接続し、インバータ20の動作停止時には連系リレー50を開放するように制御する。
As described above, the control unit 10 is configured such that the power supplied from one of the plurality of DC
上述したように、図2においてステップS14からステップS16に移行する場合、要求された蓄電池140の放電電力の出力がWdを超えていないか、または要求された蓄電池140の充電制御が0Wである。これらのような場合、制御部10は、充放電の要求を受けているにもかかわらず、蓄電池140に接続したDC/DCコンバータ40の動作を停止(ゲートブロック)している。したがって、例えばエネルギー管理装置400から充放電の要求を受けているような場合、制御部10は、要求された通りの動作を行わない旨を、要求を送信した対象に通知するのが好適である。すなわち、制御部10は、エネルギー管理装置400から電力制御装置1の動作を開始するように指示された際に、DC/DCコンバータの動作を停止する時は、電力制御装置1の動作を開始しない旨をエネルギー管理装置400に通知するように制御するのが好適である。これは、充放電の要求を送信したのがエネルギー管理装置400以外の他の要素であっても、同じように処理することが望ましい。
As described above, when the process proceeds from step S14 to step S16 in FIG. 2, the output of the requested discharge power of the
以上説明したように、本実施形態に係る電力制御装置1は、複数の直流発電部(例えば太陽電池130および蓄電池140)を備え、直流電力を交流電力に変換して系統に連系する。本実施形態においては、例えば太陽電池130および蓄電池140のような直流発電素子の出力電力がある閾値以下である場合、対応するDC/DCコンバータの動作を停止する。また、本実施形態においては、例えば太陽電池130および蓄電池140のような直流発電素子の出力電力が、どちらもある閾値以下である場合、連系リレー50を解列し、インバータ20の動作を停止させる。
As described above, the power control apparatus 1 according to the present embodiment includes a plurality of DC power generation units (for example, the
一方、本実施形態においては、例えば太陽電池130のような発電装置の発電可能電力がある閾値以上、または蓄電池140の充放電電力の要求がある閾値範囲外の場合、対応するDC/DCコンバータの動作を開始する。この場合、本実施形態においては、連系リレー50を接続し、インバータ20の動作を開始する。
On the other hand, in the present embodiment, for example, when the electric power that can be generated by the power generation device such as the
このように、本実施形態では、制御動作の必要に応じて、太陽電池130のDC/DCコンバータ30、蓄電池140のDC/DCコンバータ40、およびインバータ20を停止させたり、連系リレー50を解列したりする。したがって、本実施形態においては、機器内における内部損失を極力低減することができるため、全体としてエネルギー損失の少ない高効率の電力制御を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the DC /
本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units, steps, etc. are combined or divided into one. It is possible. In addition, each of the embodiments of the present invention described above is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and is implemented by appropriately combining the features or omitting some of the features. You can also.
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、上述した実施形態に係る電力制御装置1のような電力制御装置による電力制御方法として実現することもできる。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized as a power control method by a power control device such as the power control device 1 according to the above-described embodiment.
また、上述した実施形態では、電力制御装置1の動作を行う前提として、制御部10が制御を行う基準として用いる閾値(P0,Wd)を測定することにより設定する態様を説明した。しかしながら、本発明はこのような態様に限定されない。これらの閾値は、電力制御装置1において実測するのではなく、例えばエネルギー管理装置400または外部ネットワークなどから供給されるような態様を想定することもできる。また、このようにして供給された閾値は、例えば電力制御装置1における各種の動作または制御に基づいて補正されるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, as an assumption that the operation of the power control apparatus 1 is performed, the aspect in which the control unit 10 sets the threshold value (P0, Wd) used as a reference for control has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment. These threshold values may be assumed to be supplied from, for example, the
1 電力制御装置
10 制御部
20 インバータ
30,40 DC/DCコンバータ
50 連系リレー
130 太陽電池
140 蓄電池
200 負荷
300 系統
400 エネルギー管理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power control apparatus 10
Claims (8)
前記複数の直流電力供給部にそれぞれ接続される複数のDC/DCコンバータと、
前記複数のDC/DCコンバータに接続されるインバータと、
前記複数の直流電力供給部のうち1つの直流電力供給部から供給される電力が、当該1つの直流電力供給部に接続されたDC/DCコンバータおよび前記インバータの消費電力に満たないと判断する場合は、当該DC/DCコンバータを動作させないように制御する制御部と、
を備える電力制御装置。 A power control device for controlling power supplied from a plurality of DC power supply units,
A plurality of DC / DC converters respectively connected to the plurality of DC power supply units;
An inverter connected to the plurality of DC / DC converters;
When determining that the power supplied from one DC power supply unit among the plurality of DC power supply units is less than the power consumption of the DC / DC converter and the inverter connected to the one DC power supply unit Is a control unit that controls the DC / DC converter not to operate;
A power control apparatus comprising:
前記制御部は、前記インバータの動作時には前記連系リレーを接続し、前記インバータの動作停止時には前記連系リレーを開放するように制御する、請求項1または2に記載の電力制御装置。 A connection relay that connects or opens the inverter and the power system,
3. The power control device according to claim 1, wherein the control unit controls the connection relay to be connected when the inverter is operating, and opens the connection relay when the operation of the inverter is stopped.
前記制御部は、前記DC/DCコンバータの動作を停止するように制御する時は、当該電力制御装置の動作を停止する旨を前記エネルギー管理装置に通知するように制御する、請求項1から3のいずれか一項に記載の電力制御装置。 Wired or wirelessly connected to an energy management device capable of instructing the operation of the power control device,
The control unit, when controlling to stop the operation of the DC / DC converter, controls to notify the energy management device that the operation of the power control device is to be stopped. The power control apparatus according to any one of the above.
前記複数のDC/DCコンバータに接続されるインバータと、を備え、
前記複数の直流電力供給部から供給される電力を制御する電力制御装置の電力制御方法であって、
前記複数の直流電力供給部のうち1つの直流電力供給部から供給される電力が、当該1つの直流電力供給部に接続されたDC/DCコンバータおよび前記インバータの消費電力に満たないと判断する場合は、当該DC/DCコンバータを動作させないように制御するステップを含む、電力制御方法。 A plurality of DC / DC converters respectively connected to a plurality of DC power supply units;
An inverter connected to the plurality of DC / DC converters,
A power control method of a power control device for controlling power supplied from the plurality of DC power supply units,
When determining that the power supplied from one DC power supply unit among the plurality of DC power supply units is less than the power consumption of the DC / DC converter and the inverter connected to the one DC power supply unit Is a power control method including a step of controlling the DC / DC converter not to operate.
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