JP2018057216A - 電力変換装置、及び電力変換システム - Google Patents

Abstract

【課題】既存のパワーコンディショナに蓄電部を低コストで容易に後付けする。【解決手段】電力変換装置（２０）は、直流電源をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、当該昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に接続される直流バス（Ｂｄ）と電力系統（２）との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）を備える電力変換装置（１０）と連携する。電力変換装置（２０）の降圧回路（２１）は、直流バス（Ｂｄ）から入力される直流電力の電圧を降圧する。スイッチ（Ｓ２）は、蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を、昇圧回路（１１ｃ）に外部接続される放電側の端子（Ｔｄ）、または降圧回路（２１）に接続される充電側の端子（Ｔｃ）の一方に接続する。【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池等の直流電源から供給される電力を変換して出力する電力変換装置、及び電力変換システムに関する。

太陽光発電システムと蓄電システムとの連携システムには一体型と分離型（例えば、特許文献１参照）があるが、近年、柔軟にシステム変更が可能な分離型が注目されている。分離型では既設の太陽光発電システムに蓄電システムを後付けすることができる。

太陽光発電システムのパワーコンディショナに蓄電池を後付けする方法として、予めパワーコンディショナ内に、蓄電池の充放電用の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを搭載しておくか、事後的に双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを追加する方法が考えられる。

特開２０００−１１６０１０号公報

太陽光発電システムのパワーコンディショナ内に、蓄電池用の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを予め搭載することは、蓄電池設置前の導入コストを増加させる要因となる。一方、当該双方向ＤＣ−ＤＣコンバータを事後的に追加することは、蓄電池設置時の導入コストを増加させる要因となる。また既存のパワーコンディショナの設計に変更が必要となり、開発期間や開発コストを増加させる要因となる。

本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、既存のパワーコンディショナに蓄電部を低コストで容易に後付けすることができる電力変換装置、及び電力変換システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力変換装置は、直流電源をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路と、当該昇圧回路に接続される直流バスと電力系統との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータを備える電力変換装置と連携する電力変換装置であって、前記直流バスから入力される直流電力の電圧を降圧する降圧回路と、蓄電部に接続される端子を、前記昇圧回路に外部接続される放電側の端子、または前記降圧回路に接続される充電側の端子の一方に接続するスイッチと、を備える。

本発明によれば、既存のパワーコンディショナに蓄電部を低コストで容易に後付けすることができる。

本発明の実施の形態１に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。 図１の電力変換システムの動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態２に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態３に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態４に係る電力変換システムの構成を説明するための図である。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力変換システム１の構成を説明するための図である。電力変換システム１は、マルチストリング型の太陽光発電システムと、蓄電システムを連携したシステムである。マルチストリング型の太陽光発電システムは、複数の太陽電池３０ａ、３０ｂと、第１電力変換装置１０を備える。図１では、第１太陽電池３０ａと第２太陽電池３０ｂの２つのストリングを備える例を描いている。

第１電力変換装置１０は、複数の太陽電池３０ａ、３０ｂのパワーコンディショナであり、複数のＤＣ−ＤＣコンバータ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２、第２制御部２３及び第１スイッチＳ１を備える。図１では、直流バスＢｄに対して並列接続された３つのＤＣ−ＤＣコンバータ（第１ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ａ、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｂ及び第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃ）を備える例を描いている。

第１ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ａは、第１太陽電池３０ａの発電電力の電圧を昇圧して直流バスＢｄに出力する。第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｂは、第２太陽電池３０ｂの発電電力の電圧を昇圧して直流バスＢｄに出力する。第１ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｂは、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を搭載した昇圧チョッパで構成することができる。当該昇圧チョッパは、第１太陽電池３０ａ及び第２太陽電池３０ｂが最大電力点（最適動作点）で発電できるよう制御する。具体的には山登り法に従い電圧を所定のステップ幅で変化させて最大電力点を探索し、第１太陽電池３０ａ及び第２太陽電池３０ｂの出力電力が最大電力点を維持するよう制御する。

第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃは初期状態において、太陽電池が非接続のＤＣ−ＤＣコンバータである。第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃも、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｂと同様に、ＭＰＰＴ制御を搭載した昇圧チョッパで構成することができる。

双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２は、直流バスＢｄから入力される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を商用電力系統２（以下、単に系統２という）に接続された配電線に出力する。また双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２は、系統２から入力される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を直流バスＢｄに出力する。双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２は例えば、４つのスイッチング素子をブリッジ接続したブリッジ回路を含む。当該スイッチング素子のデューティを制御することにより、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２の出力を調整することができる。

第１電力変換装置１０と系統２間の配電線には負荷３が接続される。第１電力変換装置１０内には、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２と系統２を導通／非導通させるための第１スイッチＳ１が設けられる。第１スイッチＳ１がターンオンすると第１電力変換装置１０と系統２が連系し、ターンオフすると解列する。第１スイッチＳ１には、リレーや半導体スイッチを使用することができる。

第１制御部１３は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ａ、第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｂ、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃ、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２、及び第１スイッチＳ１を制御する。第１制御部１３の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。

マルチストリング型の太陽光発電システムと連携する蓄電システムは、蓄電部４０及び第２電力変換装置２０を備える。本実施の形態では、既に設置されている第１太陽電池３０ａ、第２太陽電池３０ｂ及び第１電力変換装置１０に、蓄電部４０及び第２電力変換装置２０を後付けする例を想定している。

蓄電部４０は、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、電気二重層キャパシタ、又はリチウムイオンキャパシタ等を含んで構成される。第２電力変換装置２０は、第２スイッチＳ２、第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１、及び第２制御部２３を備える。第２スイッチＳ２は、蓄電部４０に接続される端子Ｔｓを、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃに外部接続される放電側の端子Ｔｄ、または第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１に接続される充電側の端子Ｔｃの一方に選択的に接続するＣ接点スイッチである。第２スイッチＳ２にも、リレーや半導体スイッチを使用することができる。

第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は、直流バスＢｄから入力される直流電力の電圧を降圧する。第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１は例えば、降圧チョッパで構成することができる。第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の入力端子に接続される外部接続端子Ｔ４と、第１電力変換装置１０内の直流バスＢｄに接続される外部接続端子Ｔ２は直流ケーブルで接続される。

同様に、第２スイッチＳ２の放電側の端子Ｔｄに接続される外部接続端子Ｔ３と、第１電力変換装置１０内の第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃの入力端子に接続される外部接続端子Ｔ１も直流ケーブルで接続される。蓄電システムの連携前の状態では、第１電力変換装置１０内の第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃの入力端子に接続される外部接続端子Ｔ１は、太陽電池に接続されずに空き端子になっている。

第２制御部２３は、第２スイッチＳ２及び第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を制御する。第２制御部２３の構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。

第２電力変換装置２０の第２制御部２３と、第１電力変換装置１０の第１制御部１３が通信線Ｌｃで接続される。両者は、例えばＲＳ−４８５規格またはＴＣＰ／ＩＰ規格に準拠した通信方式に従い通信する。

図２は、図１の電力変換システム１の動作を説明するための図である。第１電力変換装置１０の第１制御部１３は、直流バスＢｄの電圧と設定値を比較する。当該設定値は、系統電圧（例えば、ＡＣ２００Ｖ）より高い電圧であって、できるだけ系統電圧に近い値（例えば、ＤＣ３２０Ｖ）に設定される。直流バスＢｄの電圧と系統電圧の差が小さいほど双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２での変換損失が少なく、高効率な電力変換が可能となる。

双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２に入力される電力量と、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２から出力される電力量が均衡しているとき、直流バスＢｄの電圧と上記設定値が略一致する。日射変動や負荷３の変動により、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２の入力電力量が出力電力量より少なくなると直流バスＢｄの電圧が低下し、反対に双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２の入力電力量が出力電力量より多くなると直流バスＢｄの電圧が上昇する。

第１電力変換装置１０の第１制御部１３は、直流バスＢｄの電圧が上記設定値より低い場合、通信線Ｌｃを介して第２電力変換装置２０の第２制御部２３に放電指令を送信する。第２制御部２３は当該放電指令を受信すると、第２スイッチＳ２の蓄電部４０に接続される端子Ｔｓを、放電側の端子Ｔｄに接続させる。

第１電力変換装置１０の第１制御部１３は、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃの入力電流値または出力電流値が目標電流値になるように電流制御する。第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃの入力側には、ＭＰＰＴ制御に使用する図示しない電圧センサと電流センサが接続されている。第１制御部１３は当該電流センサの計測値と電流指令値（目標電流値）の差分をゼロに近づけるための駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する。当該電流指令値は例えば、蓄電池の放電電力や充電電力が所望の値になるように電力変換システムの動作モードなどにより適宜設定される。また、直流バスＢｄの電圧を設定値に保つように、直流バスＢｄの電圧と上記設定値との差分の絶対値に比例した値に設定されても良い。更に、電流指令値は日射変動や負荷３の変動により適応的に変化させても良い。なお、電流指令値は予め設定された固定値であってもよい。その場合、第１制御部１３は、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃを定電流（ＣＣ）制御することになる。第１制御部１３は生成した駆動信号を、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃを構成する昇圧チョッパのスイッチング素子のゲート端子（またはベース端子）に出力する。第１制御部１３は、第１ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ａ及び第２ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｂに対してはＭＰＰＴ制御を実行する。

第１電力変換装置１０の第１制御部１３は、直流バスＢｄの電圧が上記設定値より高い場合、通信線Ｌｃを介して第２電力変換装置２０の第２制御部２３に、電流指令値を含む充電指令を送信する。当該電流指令値は、直流バスＢｄの電圧と上記設定値との差分の絶対値に比例した値に設定される。

第２制御部２３は当該充電指令を受信すると、第２スイッチＳ２の蓄電部４０に接続される端子Ｔｓを、充電側の端子Ｔｃに接続させる。第２制御部２３は、第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を定電流（ＣＣ）制御する。第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の入力側または出力側には、図示しない電圧センサと電流センサが接続されている。第２制御部２３は当該電流センサの計測値と、受信した電流指令値の差分をゼロに近づけるための駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成し、生成した駆動信号を、第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を構成する降圧チョッパのスイッチング素子のゲート端子（またはベース端子）に出力する。なお、蓄電部４０の残容量が上限値近辺まで増加した場合、第２制御部２３は、第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を定電圧（ＣＶ）制御に切り替えることができる。

図１に戻る。第２電力変換装置２０の第２制御部２３は、配電線に設置された電流センサＣＴ１から電流値を取得する。当該電流値が逆潮流を示す値のとき、第２制御部２３は、第２スイッチＳ２の蓄電部４０に接続される端子Ｔｓと、放電側の端子Ｔｄを電気的に切り離す。具体的には蓄電部４０の放電中は、第２スイッチＳ２の蓄電部４０に接続される端子Ｔｓの接続先を、放電側の端子Ｔｄから充電側の端子Ｔｃに切り替える。蓄電部４０の充電中は、第２スイッチＳ２の状態をそのまま維持する。

なお図２の説明は、第１太陽電池３０ａ及び第２太陽電池３０ｂの発電電力量を最大限に活用すべく第１電力変換装置１０の第１制御部１３が主体となって、蓄電部４０の充放電を決定する例を説明した。この点、蓄電部４０を最大限に活用すべく第２電力変換装置２０の第２制御部２３が主体となって、蓄電部４０の充放電を決定してもよい。例えば、電気料金が安価な深夜の時間帯に充電し、消費電力量がピークを付ける昼間の時間帯に放電するピークシフト制御を実行してもよい。

第２電力変換装置２０の第２制御部２３は、蓄電部４０を放電させる際、通信線Ｌｃを介して第１電力変換装置１０の第１制御部１３に、放電レートを含む放電指令を送信する。第１制御部１３は当該放電指令を受信すると、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃを、受信した放電レートでＣＣ制御する。

以上説明したように実施の形態１によれば、既存の太陽光発電システムの第１電力変換装置１０に蓄電部４０を低コストで容易に後付けすることができる。放電時は第１電力変換装置１０内の空いている昇圧回路（第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃ）を使用し、充電時は第２電力変換装置２０内の降圧回路（第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１）を使用する。従って、第１電力変換装置１０及び第２電力変換装置２０内に、蓄電部４０の充放電用の双方向コンバータを設ける必要がない。よって、コスト及び回路面積の増加を抑えることができる。単方向の昇圧回路または降圧回路は、双方向コンバータと比較して、コスト及び回路面積を大きく削減させることができる。

また第１電力変換装置１０は、既存のマルチストリング型のパワーコンディショナと同じハードウェア構成であり、第１制御部１３に第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃの電流制御を行うためのファームウェアを追加するだけで足りる。従って開発コストや生産コストを抑えることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る電力変換システム１の構成を説明するための図である。以下、図１に示した実施の形態１に係る電力変換システム１との相違点を説明する。実施の形態２では第１電力変換装置１０に、直流バスＢｄに接続される外部接続端子Ｔ２は設ける必要がない。

第２電力変換装置２０は、第４ＤＣ−ＤＣコンバータ２１の代わりに単方向ＡＣ−ＤＣコンバータ２２を備える。単方向ＡＣ−ＤＣコンバータ２２は、第１電力変換装置１０と系統２間の配電線の接続点Ｎ１から入力される交流電力の電圧を整流して降圧する。単方向ＡＣ−ＤＣコンバータ２２は例えば、整流回路と降圧チョッパの組み合わせ回路で構成することができる。整流回路は例えば、ダイオードブリッジ回路で構成することができる。

単方向ＡＣ−ＤＣコンバータ２２の出力端子は、第２スイッチＳ２の充電側の端子Ｔｃに接続されている。充電側の端子Ｔｃが蓄電部４０に接続される端子Ｔｓと接続されているとき、単方向ＡＣ−ＤＣコンバータ２２は整流して降圧した直流電力を蓄電部４０に充電する。実施の形態２では第２電力変換装置２０に、上記配電線から交流電力の入力を受ける構成であるため、第１電力変換装置１０の直流バスＢｄから直流電力の入力を受けるための外部接続端子Ｔ４は設ける必要がない。

実施の形態２では、上記配電線上において電流センサＣＴ１を、上記接続点Ｎ１より系統２側に設置する必要がある。上記接続点Ｎ１より第１電力変換装置１０側に設置すると、逆潮流の有無を正確に検出することができなくなる。

実施の形態２に係る電力変換システム１の動作は、実施の形態１に係る電力変換システム１の動作と同じであり、第１電力変換装置１０の第１制御部１３が主体となる充放電制御も、第２電力変換装置２０の第２制御部２３が主体となる充放電制御も可能である。前者において実施の形態２では、第１制御部１３から放電指令のみを第２制御部２３に送信する設定でもよい。

実施の形態２では蓄電部４０の充電により、双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ１２から見た負荷が増大する。この負荷の増大は、直流バスＢｄの電圧を低下させる方向に作用する。

以上説明したように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。さらに実施の形態２では第１電力変換装置１０に外部接続端子Ｔ２を設ける必要がない。従って、より既存の構成に近くなり、既存のパワーコンディショナの転用が容易である。また第１電力変換装置１０が休止中でも、系統２から蓄電部４０に直接、充電することができる。なお実施の形態１の構成は、太陽電池３０ａ、３０ｂで発電された直流電力を、直流電力のまま蓄電部４０に充電する経路が存在するため、発電電力を充電する際の効率が向上するメリットがある。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る電力変換システム１の構成を説明するための図である。以下、図１に示した実施の形態１に係る電力変換システム１との相違点を説明する。実施の形態３では第１電力変換装置１０は、第３スイッチＳ３をさらに備える。第３スイッチＳ３は、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃの入力端子に接続される端子Ｔｉを、第３太陽電池３０ｃが接続される太陽電池用の端子Ｔｐ、または蓄電部４０に接続される蓄電システム用の端子Ｔｅの一方に選択的に接続するＣ接点スイッチである。第３スイッチＳ３にも、リレーや半導体スイッチを使用することができる。

第１制御部１３は、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃに接続された端子Ｔｉが太陽電池用の端子Ｔｐに接続されているとき、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃに対してＭＰＰＴ制御を実行し、蓄電システム用の端子Ｔｅに接続されているとき第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃに対して電流制御を実行する。

第１制御部１３は例えば、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃに接続された端子Ｔｉを太陽電池用の端子Ｔｐに接続するか、蓄電システム用の端子Ｔｅに接続するかをユーザの操作に応じて選択する。また第１制御部１３は通信線Ｌｃを介して、第２制御部２３からの放電指令を受信したとき、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃに接続された端子Ｔｉを蓄電システム用の端子Ｔｅに接続し、第２制御部２３からの放電指令が解除されたとき、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃに接続された端子Ｔｉを太陽電池用の端子Ｔｐに接続してもよい。

また第１制御部１３は、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃに接続された端子Ｔｉを太陽電池用の端子Ｔｐに接続するか、蓄電システム用の端子Ｔｅに接続するかを時間帯に応じて切り替えてもよい。例えば、日射時間帯は太陽電池用の端子Ｔｐに接続し、非日射時間帯は蓄電システム用の端子Ｔｅに接続する。また日射センサを設け、計測された日射量が所定値以上のとき太陽電池用の端子Ｔｐに接続し、所定値未満のとき蓄電システム用の端子Ｔｅに接続してもよい。

以上説明したように実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。さらに実施の形態１と比較して、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃをより有効に活用することができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４に係る電力変換システム１の構成を説明するための図である。以下、図３に示した実施の形態２に係る電力変換システム１との相違点を説明する。実施の形態４では第１電力変換装置１０は、第３スイッチＳ３をさらに備える。第３スイッチＳ３の接続関係および制御方法は、実施の形態３と同様である。

以上説明したように実施の形態４によれば、実施の形態２と同様の効果を奏する。さらに実施の形態２と比較して、第３ＤＣ−ＤＣコンバータ１１ｃをより有効に活用することができる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

上述の実施の形態３、４に係る電力変換システム１では、マルチストリング型の太陽電池システムを使用する例を説明したが、集中型の太陽電池システムを使用してもよい。即ち、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を１つしか搭載しないパワーコンディショナにも適用可能である。

また上述の上述の形態１−４では、第１電力変換装置１０に太陽電池を接続する例を説明したが、太陽電池に限るものではなく、燃料電池などの他の直流電源が接続されてもよい。

なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。

［項目１］
直流電源（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、当該昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に接続される直流バス（Ｂｄ）と電力系統（２）との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）を備える電力変換装置（１０）と連携する電力変換装置（２０）であって、
前記直流バス（Ｂｄ）から入力される直流電力の電圧を降圧する降圧回路（２１）と、
蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を、前記昇圧回路（１１ｃ）に外部接続される放電側の端子（Ｔｄ）、または前記降圧回路（２１）に接続される充電側の端子（Ｔｃ）の一方に接続するスイッチ（Ｓ２）と、
を備えることを特徴とする電力変換装置（２０）。
これによれば、電力変換装置（１０）に、蓄電部（４０）が接続された電力変換装置（２０）を低コストで簡単に後付けすることができる。
［項目２］
連携先の電力変換装置（１０）から受信する指令が放電指令の場合、前記スイッチ（Ｓ２）の前記蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を前記放電側の端子（Ｔｄ）に接続させ、充電指令の場合、前記蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を前記充電側の端子（Ｔｃ）に接続させる制御部（２３）を、
さらに備えることを特徴とする項目１に記載の電力変換装置（２０）。
これによれば、放電経路と充電経路を別にすることができ、蓄電部（４０）用の双方向ＤＣ−ＡＣコンバータの設置を不要にできる。
［項目３］
前記制御部（２３）は、前記蓄電部（４０）から放電するとき、前記連携先の電力変換装置（１０）に、前記放電側の端子（Ｔｄ）と外部接続された昇圧回路（１１ｃ）を電流制御するよう指示する指令を送信することを特徴とする項目２に記載の電力変換装置（２０）。
これによれば、連携先の電力変換装置（１０）の昇圧回路（１１ｃ）を用いて、電流放電することができる。
［項目４］
前記制御部（２３）は、前記双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）と前記電力系統（２）との間の配電線に流れる電流を検出する電流センサ（ＣＴ１）から取得する値が逆潮流を示す値のとき、前記蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）と前記放電側の端子（Ｔｄ）を電気的に切り離すよう制御することを特徴とする項目２または３に記載の電力変換装置（２０）。
これによれば、蓄電部（４０）から電力系統（２）への逆潮流を防止することができる。
［項目５］
直流電源（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、
当該昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に接続される直流バス（Ｂｄ）と電力系統（２）との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）と、
前記昇圧回路（１１ｃ）は、太陽電池（３０ｃ）が接続されているときＭＰＰＴ制御を実行し、蓄電部（４０）が接続されているとき電流制御を実行することを特徴とする電力変換装置（１０）。
これによれば、蓄電部（４０）が接続された電力変換装置（２０）を容易に後付け可能な電力変換装置（１０）を実現することができる。
［項目６］
前記電力変換装置（１０）は、
前記直流バス（Ｂｄ）から入力される直流電力の電圧を降圧する降圧回路（２１）と、蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）に、前記昇圧回路（１１ｃ）に外部接続される放電側の端子（Ｔｄ）、または前記降圧回路（２１）に接続される充電側の端子（Ｔｃ）の一方を接続するスイッチ（Ｓ２）を備える電力変換装置（２０）と連携し、
前記直流バス（Ｂｄ）の電圧に応じて、連携先の電力変換装置（２０）に放電指令または充電指令を送信する制御部（１３）を、
さらに備えることを特徴とする項目５に記載の電力変換装置（１０）。
これによれば、太陽電池（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の発電能力を最大限に活用することができる。
［項目７］
直流電源（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路昇圧回路（１１ｃ）と、当該昇圧回路（１１ｃ）に接続される直流バス（Ｂｄ）と電力系統（２）との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）を備える電力変換装置（１０）と連携する電力変換装置（２０）であって、
前記双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）と前記電力系統（２）との間の配電線から入力される交流電力の電圧を整流して降圧するＡＣ−ＤＣコンバータ（２２）と、
蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を、前記昇圧回路（１１ｃ）に外部接続される放電側の端子（Ｔｄ）、または前記ＡＣ−ＤＣコンバータ（２２）に接続される充電側の端子（Ｔｃ）の一方に接続するスイッチ（Ｓ２）と、
を備えることを特徴とする電力変換装置（２０）。
これによれば、電力変換装置（１０）に、蓄電部（４０）が接続された電力変換装置（２０）を低コストで簡単に後付けすることができる。
［項目８］
前記蓄電部（４０）から放電するとき、前記スイッチ（Ｓ２）の前記蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を前記放電側の端子（Ｔｄ）に接続させ、前記蓄電部（４０）に充電するとき、前記蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を前記充電側の端子（Ｔｃ）に接続させる制御部（２３）を、
さらに備えることを特徴とする項目７に記載の電力変換装置（２０）。
これによれば、放電経路と充電経路を別にすることができ、蓄電部（４０）用の双方向コンバータの設置を不要にできる。
［項目９］
前記制御部（２３）は、前記蓄電部（４０）から放電するとき、前記連携先の電力変換装置（１０）に、前記放電側の端子（Ｔｄ）と外部接続された昇圧回路（１１ｃ）を電流制御するよう指示する指令を送信することを特徴とする項目８に記載の電力変換装置（２０）。
これによれば、連携先の電力変換装置（１０）の昇圧回路（１１ｃ）を用いて、電流放電することができる。
［項目１０］
前記制御部（２３）は、前記双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）と前記電力系統（２）との間の配電線の、前記ＡＣ−ＤＣコンバータ（２２）の接続点（Ｎ１）より前記電力系統（２）側を流れる電流を検出する電流センサ（ＣＴ１）から取得する値が逆潮流を示す値のとき、前記蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）と前記放電側の端子（Ｔｄ）を電気的に切り離すよう制御することを特徴とする項目８または９に記載の電力変換装置（２０）。
これによれば、蓄電部（４０）から電力系統（２）への逆潮流を防止することができる。
［項目１１］
直流電源（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、当該昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に接続される直流バス（Ｂｄ）と電力系統（２）との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）を有する第１電力変換装置（１０）と、
前記直流バス（Ｂｄ）から入力される直流電力の電圧を降圧する降圧回路（２１）と、蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を、前記昇圧回路（１１ｃ）に外部接続される放電側の端子（Ｔｄ）、または前記降圧回路（２１）に接続される充電側の端子（Ｔｃ）の一方に接続するスイッチ（Ｓ１）を有する第２電力変換装置（２０）と、
を備えることを特徴とする電力変換システム（１）。
これによれば、第１電力変換装置（１０）に、蓄電部（４０）が接続された第２電力変換装置（２０）を低コストで簡単に後付けすることができる。
［項目１２］
直流電源（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、当該昇圧回路（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に接続される直流バス（Ｂｄ）と電力系統（２）との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）を有する第１電力変換装置（１０）と、
前記双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ（１２）と前記電力系統（２）との間の配電線から入力される交流電力の電圧を整流して降圧するＡＣ−ＤＣコンバータ（２２）と、蓄電部（４０）に接続される端子（Ｔｓ）を、前記昇圧回路（１１ｃ）に外部接続される放電側の端子（Ｔｄ）、または前記ＡＣ−ＤＣコンバータ（２２）に接続される充電側の端子（Ｔｃ）の一方に接続するスイッチ（Ｓ２）を有する第２電力変換装置（２０）と、
を備えることを特徴とする電力変換システム（１）。
これによれば、第１電力変換装置（１０）に、蓄電部（４０）が接続された第２電力変換装置（２０）を低コストで簡単に後付けすることができる。

１ 電力変換システム、 ２ 系統、 ３ 負荷、 １０ 第１電力変換装置、 １１ａ 第１ＤＣ−ＤＣコンバータ、 １１ｂ 第２ＤＣ−ＤＣコンバータ、 １１ｃ 第３ＤＣ−ＤＣコンバータ、 １２ 双方向ＤＣ−ＡＣコンバータ、 １３ 第１制御部、 Ｂｄ 直流バス、 Ｓ１ 第１スイッチ、 ３０ａ 第１太陽電池、 ３０ｂ 第２太陽電池、 ３０ｃ 第３太陽電池、 ２０ 第２電力変換装置、 ２１ 第４ＤＣ−ＤＣコンバータ、 ２２ 単方向ＡＣ−ＤＣコンバータ、 ２３ 第２制御部、 Ｓ２ 第２スイッチ、 ４０ 蓄電部、 Ｓ３ 第３スイッチ、 ＣＴ１ 電流センサ、 Ｌｃ 通信線。

Claims (12)

1. 直流電源をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路と、当該昇圧回路に接続される直流バスと電力系統との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータを備える電力変換装置と連携する電力変換装置であって、
   前記直流バスから入力される直流電力の電圧を降圧する降圧回路と、
   蓄電部に接続される端子を、前記昇圧回路に外部接続される放電側の端子、または前記降圧回路に接続される充電側の端子の一方に接続するスイッチと、
   を備えることを特徴とする電力変換装置。
2. 連携先の電力変換装置から受信する指令が放電指令の場合、前記スイッチの前記蓄電部に接続される端子を前記放電側の端子に接続させ、充電指令の場合、前記蓄電部に接続される端子を前記充電側の端子に接続させる制御部を、
   さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記制御部は、前記蓄電部から放電するとき、前記連携先の電力変換装置に、前記放電側の端子と外部接続された昇圧回路を電流制御するよう指示する指令を送信することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記制御部は、前記双方向ＤＣ−ＡＣコンバータと前記電力系統との間の配電線に流れる電流を検出する電流センサから取得する値が逆潮流を示す値のとき、前記蓄電部に接続される端子と前記放電側の端子を電気的に切り離すよう制御することを特徴とする請求項２または３に記載の電力変換装置。
5. 直流電源をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路と、
   当該昇圧回路に接続される直流バスと電力系統との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータと、
   前記昇圧回路は、太陽電池が接続されているときＭＰＰＴ(Maximum Power Point Tracking) 制御を実行し、蓄電部が接続されているとき電流制御を実行することを特徴とする電力変換装置。
6. 前記電力変換装置は、
   前記直流バスから入力される直流電力の電圧を降圧する降圧回路と、蓄電部に接続される端子に、前記昇圧回路に外部接続される放電側の端子、または前記降圧回路に接続される充電側の端子の一方を接続するスイッチを備える電力変換装置と連携し、
   前記直流バスの電圧に応じて、連携先の電力変換装置に放電指令または充電指令を送信する制御部を、
   さらに備えることを特徴とする請求項５に記載の電力変換装置。
7. 直流電源をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路と、当該昇圧回路に接続される直流バスと電力系統との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータを備える電力変換装置と連携する電力変換装置であって、
   前記双方向ＤＣ−ＡＣコンバータと前記電力系統との間の配電線から入力される交流電力の電圧を整流して降圧するＡＣ−ＤＣコンバータと、
   蓄電部に接続される端子を、前記昇圧回路に外部接続される放電側の端子、または前記ＡＣ−ＤＣコンバータに接続される充電側の端子の一方に接続するスイッチと、
   を備えることを特徴とする電力変換装置。
8. 前記蓄電部から放電するとき、前記スイッチの前記蓄電部に接続される端子を前記放電側の端子に接続させ、前記蓄電部に充電するとき、前記蓄電部に接続される端子を前記充電側の端子に接続させる制御部を、
   さらに備えることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
9. 前記制御部は、前記蓄電部から放電するとき、前記連携先の電力変換装置に、前記放電側の端子と外部接続された昇圧回路を電流制御するよう指示する指令を送信することを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
10. 前記制御部は、前記双方向ＤＣ−ＡＣコンバータと前記電力系統との間の配電線の、前記ＡＣ−ＤＣコンバータの接続点より前記電力系統側を流れる電流を検出する電流センサから取得する値が逆潮流を示す値のとき、前記蓄電部に接続される端子と前記放電側の端子を電気的に切り離すよう制御することを特徴とする請求項８または９に記載の電力変換装置。
11. 直流電源をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路と、当該昇圧回路に接続される直流バスと電力系統との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータを有する第１電力変換装置と、
    前記直流バスから入力される直流電力の電圧を降圧する降圧回路と、蓄電部に接続される端子を、前記昇圧回路に外部接続される放電側の端子、または前記降圧回路に接続される充電側の端子の一方に接続するスイッチを有する第２電力変換装置と、
    を備えることを特徴とする電力変換システム。
12. 直流電源をそれぞれ接続可能な少なくとも１つの昇圧回路と、当該昇圧回路に接続される直流バスと電力系統との間に介在する双方向ＤＣ−ＡＣコンバータを有する第１電力変換装置と、
    前記双方向ＤＣ−ＡＣコンバータと前記電力系統との間の配電線から入力される交流電力の電圧を整流して降圧するＡＣ−ＤＣコンバータと、蓄電部に接続される端子を、前記昇圧回路に外部接続される放電側の端子、または前記ＡＣ−ＤＣコンバータに接続される充電側の端子の一方に接続するスイッチを有する第２電力変換装置と、
    を備えることを特徴とする電力変換システム。

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