JP2019168769A - 電力変換装置及び方法、並びに電力変換システム - Google Patents
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Abstract
Description
以下の説明及び図面では、同一の部品には同一の参照番号を付してある。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
本発明の実施形態に係る電力変換装置及び方法並びに電力変換システムの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
〈構成〉
図1を参照して、第1の実施形態に係る電力変換システム50は、バッテリ52及びPV54と、商用電力系統58に接続された電力変換装置の1例であるパワーコンディショナ56とを含む。
電力変換システム50は通常は通常モードで動作する。図1に示すPV54で直流電力が発電され、第2のコンバータ部72により昇圧される。電流・電圧センサ76、78及び80等はいずれも各位置における電流値及び電圧値を測定しその値を示す信号を制御部82に与える。
第1の実施形態では、通常はPV54の発電電力をインバータ部74の交流出力側に配分し、PV54の発電電力が過大になったときには電力をバッテリ52の充電に用いる。いわば交流優先の制御方法である。しかしそうした方法だけが可能なわけではない。第1の実施形態において、通常はPV54の発電電力をバッテリ52の充電に用い、PV54の発電電力が過大になったときにインバータ部74の交流出力側にその電力を配分するようにもできる。したがってこの方式はいわば「充電優先」と呼ぶことができる。図5及び図6はそうした処理を実現するためのものである。図5は図3に、図6は図4に、それぞれ対応する。ハードウェアは図1に示したものをそのまま用いることができる。この実施形態でも、動作は通常モードで始まる。
第1の実施形態及び第2の実施形態は、それぞれ交流優先及び充電優先と呼ぶことができる制御方式である。しかし、両者を組み合わせることもできる。設備の管理者が何らかの事情でいずれかの方式を変更する可能性があるときには、この方式が有効である。
第1〜第3の実施形態では、基本的にはPV54の発電電力をできるだけ売電することを目標としている。それは、現状では太陽光発電のみ売電が認められていること、売電単価が有利であり、太陽光発電の電力を自家消費に回さず、自家消費分の電力を外部の商用電力から購入した方が経済上の効率が良いためである。
52 バッテリ
54 PV
56、282 パワーコンディショナ
58 商用電力系統
70 第1のコンバータ部
72 第2のコンバータ部
74 インバータ部
76、78、80 電流・電圧センサ
82、230、290 制御部
102、104、106、108、110、112、114、130、132、134、136、138、160、162、164、166、168、170、172、174、200、202、204、206、250、252、254、256、258、260、262 ステップ
232、292 設定部
284 電力センサ
286 負荷
Claims (8)
- 発電設備と、第1の電力配分先及び第2の電力配分先との間に設けられ、前記発電設備からの直流電力を、前記第1の電力配分先及び前記第2の電力配分先に配分する出力変換装置であって、
前記直流電力を前記第1の電力配分先に配分する第1の電力変換部と、
前記直流電力を前記第2の電力配分先に配分する第2の電力変換部と、
前記第1の電力変換部による前記第1の電力配分先への配分電力が所定の上限を超えているか否かを判定する第1の判定部と、
前記第1の判定部による判定結果に基づいて、前記第1の電力変換部と前記第2の電力変換部とを制御する制御処理部とを含み、
前記制御処理部は、
前記第1の判定部による判定が否定であるときに、前記直流電力を変換して前記第1の電力配分先に配分するよう前記第1の電力変換部を制御する第1の制御部と、
前記第1の判定部による判定が肯定であるときに、前記第1の電力配分先への電力の配分が前記所定の上限内に収まるように前記第1の電力変換部を制御しながら、前記第2の電力配分先への電力の配分を行う第2の制御部と、
前記第2の電力配分先への配分電力が所定の上限以上か否かを判定する第2の判定部と、
前記第1の判定部の判定が肯定であり、かつ前記第2の判定部による判定が肯定であるときに、前記発電設備による直流電力の発電を抑制する発電抑制部とを含む、電力変換装置。 - 前記第1の電力配分先は交流電路であり、
前記第2の電力配分先はバッテリであり、
前記第1の電力変換部は、前記発電設備の直流電力を前記交流電路への重畳に適した交流電力に変換して前記交流電路に出力するインバータ部を含み、
前記第2の電力変換部は、前記発電設備からの直流電力で前記バッテリを充電するコンバータ部を含み、
前記第1の判定部は、前記第1の電力変換部による出力電力が所定の上限以上か否かを判定し、
前記第2の判定部は、前記第2の電力変換部による前記バッテリの充電が所定の充電電力許容値を超えているか否かを判定する、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1の電力配分先は、さらに、前記交流電路と並列に前記インバータ部の出力に接続された負荷を含み、
前記第1の判定部は、前記第1の電力変換部による出力電力が前記負荷の消費電力以上か否かを判定する、請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記第1の電力配分先はバッテリであり、
前記第2の電力配分先は交流電路であり、
前記第1の電力変換部は、前記発電設備の直流電力で前記バッテリを充電するコンバータ部を含み、
前記第2の電力変換部は、前記発電設備の直流電力を前記交流電路への重畳に適した交流電力に変換して前記交流電路に出力するインバータ部を含み、
前記第1の判定部は、前記第1の電力変換部による前記バッテリへの充電が所定の充電電力許容値を超えているか否かを判定し、
前記第2の判定部は、前記第2の電力変換部による前記交流電路への出力電力が上限以上であるか否かを判定する、請求項1に記載の電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
設定値にしたがって第1の動作モード及び第2の動作モードのいずれでも動作可能であり、
前記第1の動作モードでは、前記第1の電力配分先は交流電路、前記第2の電力配分先はバッテリであり、
前記第2の動作モードでは、前記第1の電力配分先は前記バッテリ、前記第2の電力配分先は前記交流電路である、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記発電設備からの直流電力を前記第1の電力配分先及び前記第2の電力配分先に配分するために、前記発電設備からの直流電力に対する昇圧を行う昇圧回路をさらに含み、
前記制御処理部は、前記発電設備の発電抑制時には前記昇圧回路による昇圧動作を停止させ、前記第1の電力変換部及び前記第2の電力変換部の入力に前記発電設備の出力電力を直結する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 発電設備と、第1の電力配分先及び第2の電力配分先との間に設けられ、前記発電設備からの直流電力を、前記第1の電力配分先及び第2の電力配分先に配分する出力変換装置の制御方法であって、
前記電力変換装置は、
前記直流電力を前記第1の電力配分先に配分する第1の電力変換部と、
前記直流電力を前記第2の電力配分先に配分する第2の電力変換部とを含み、
前記制御方法は、前記第1の電力変換部による前記第1の電力配分先への配分電力が所定の上限を超えているか否かを判定する第1の判定ステップと、
前記第1の判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記第1の電力変換部と前記第2の電力変換部とを制御する制御処理ステップとを含み、
前記制御処理ステップは、
前記第1の判定ステップにおける判定が否定であるときに、前記直流電力を変換して前記第1の電力配分先に配分するよう前記第1の電力変換部を制御する第1の制御ステップと、
前記第1の判定ステップにおける判定が肯定であるときに、前記第1の電力配分先への電力の配分が前記所定の上限内に収まるように前記第1の電力変換部を制御しながら、前記第2の電力配分先への電力の配分を行う第2の制御ステップと、
前記第2の電力配分先への配分電力が所定の上限以上か否かを判定する第2の判定ステップと、
前記第1の判定ステップにおける判定が肯定であり、かつ前記第2の判定ステップにおける判定が肯定であるときに、前記発電設備による直流電力の発電を抑制するステップとを含む、電力変換装置の制御方法。 - 請求項1に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置の前記第1の電力配分先又は前記第2の電力配分先のいずれかとして前記電力変換装置に接続されるバッテリと、
前記電力変換装置に前記直流電力を供給するよう前記電力変換装置に接続される発電設備とを含む、電力変換システム。
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