JP6151649B2 - Power conversion device and power conversion method - Google Patents
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Description
本発明は、複数の分散電源と組み合わせて用いられる電力変換装置及び電力変換方法に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device and a power conversion method used in combination with a plurality of distributed power sources.
近年、需要家に分散電源を設け、系統と連系させて分散電源からも電力を供給する方式が普及しつつある。分散電源としては、燃料電池装置、太陽光発電装置及び蓄電池などが用いられている。 In recent years, a system in which a distributed power source is provided to a consumer and electric power is supplied from the distributed power source in connection with the system is becoming widespread. As the distributed power source, a fuel cell device, a solar power generation device, a storage battery, and the like are used.
従来、分散電源は、内部にインバータを有する構成が一般的であり、インバータによりDC(直流)電圧をAC(交流)電圧に変換する。例えば、特許文献1には、インバータを有する燃料電池装置の構成が記載されている。そのため、複数の分散電源を統合して用いる場合、各分散電源においてDC電圧をAC電圧に変換した後に、AC電圧で統合する構成が一般的である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a distributed power supply generally has a configuration having an inverter inside, and a DC (direct current) voltage is converted into an AC (alternating current) voltage by the inverter. For example, Patent Document 1 describes a configuration of a fuel cell device having an inverter. Therefore, when a plurality of distributed power sources are used in an integrated manner, a configuration in which a DC voltage is converted into an AC voltage in each distributed power source and then integrated with the AC voltage is common.
従来は、上記のような構成により複数の分散電源を統合することが一般的であるが、冗長性を低減し、より高度に複数の分散電源を統合することが望まれている。 Conventionally, it is common to integrate a plurality of distributed power sources with the above-described configuration, but it is desired to reduce redundancy and integrate a plurality of distributed power sources to a higher degree.
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、冗長性を低減し、より高度に複数の分散電源を統合することができる電力変換装置及び電力変換方法を提供することにある。 Therefore, the objective of this invention made | formed in view of this point is to provide the power converter device and power conversion method which can reduce redundancy and can integrate a some distributed power supply more highly.
上記課題を解決するため、本発明に係る電力変換装置は、少なくとも1つの発電装置、及び、少なくとも1つの蓄電池と組み合わせて用いられる電力変換装置であって、発電装置から供給される第1のDC電圧を、DCリンク電圧に昇圧可能な第1のDC/DCコンバータと、前記DCリンク電圧を第2のDC電圧に降圧して、蓄電池に供給可能な第2のDC/DCコンバータと、前記第1及び第2のDC/DCコンバータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、系統から解列して前記蓄電池を充電する充電モードとしている場合、前記第1のDC電圧及び前記第2のDC電圧の大小関係に基づいて、前記第1のDC/DCコンバータによる昇圧動作と、前記第2のDC/DCコンバータによる降圧動作とのいずれかのみを実行させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power converter according to the present invention is a power converter used in combination with at least one power generator and at least one storage battery, and is a first DC supplied from the power generator. A first DC / DC converter capable of boosting a voltage to a DC link voltage; a second DC / DC converter capable of stepping down the DC link voltage to a second DC voltage and supplying the same to a storage battery; And a control unit that controls the first and second DC / DC converters, and when the control unit is in a charging mode in which the storage battery is charged after being disconnected from the grid, the first DC voltage and the second DC / DC converter are controlled. Based on the magnitude relationship of the DC voltage, only the step-up operation by the first DC / DC converter or the step-down operation by the second DC / DC converter may be executed. The features.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記第1のDC/DCコンバータと前記第2のDC/DCコンバータとの双方が接続され、それぞれからの出力を一括して変換可能なインバータをさらに備え、前記インバータを介して系統連系可能であることが好ましい。 The power converter according to the present invention further includes an inverter in which both the first DC / DC converter and the second DC / DC converter are connected, and the output from each can be collectively converted. It is preferable that grid connection is possible via the inverter.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、前記第1のDC電圧が前記第2のDC電圧より高い場合は、前記第1のDC/DCコンバータには昇圧動作を実行させず、前記第2のDC/DCコンバータに降圧動作を実行させることが好ましい。 Further, in the power conversion device according to the present invention, the control unit does not cause the first DC / DC converter to perform a boost operation when the first DC voltage is higher than the second DC voltage. The step-down operation is preferably performed by the second DC / DC converter.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、前記第1のDC電圧が前記第2のDC電圧より低い場合は、前記第1のDC/DCコンバータに昇圧動作を実行させ、前記第2のDC/DCコンバータには降圧動作を実行させないことが好ましい。 Further, in the power conversion device according to the present invention, when the first DC voltage is lower than the second DC voltage, the control unit causes the first DC / DC converter to perform a boosting operation, and It is preferable that the second DC / DC converter not perform the step-down operation.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記第1のDC/DCコンバータは、チョークコイルの一端を接地するか否か切り替える第1のスイッチを備え、前記第2のDC/DCコンバータは、当該DC/DCコンバータの入出力間にてチョークコイルと直列に結合される第2のスイッチを備え、前記制御部は、前記第1のDC/DCコンバータに昇圧動作を実行させない場合は、前記第1のスイッチを常時オフとし、前記制御部は、前記第2のDC/DCコンバータに降圧動作を実行させない場合は、前記第2のスイッチを常時オンとすることが好ましい。 In the power converter according to the present invention, the first DC / DC converter includes a first switch for switching whether or not to ground one end of the choke coil, and the second DC / DC converter includes the first DC / DC converter. A second switch coupled in series with the choke coil is provided between the input and output of the DC / DC converter, and when the control unit does not cause the first DC / DC converter to perform a boosting operation, the first switch It is preferable that the switch is always turned off, and the control unit always turns on the second switch when the second DC / DC converter does not perform the step-down operation.
また、本発明に係る電力変換装置において、さらに、前記第1のDC/DCコンバータに並列に配置された第1のリレーと、前記第2のDC/DCコンバータに並列に配置された第2のリレーとを備え、前記制御部は、前記第1のDC/DCコンバータに昇圧動作を実行させない場合は、前記第1のリレーをオンさせて前記第1のDC/DCコンバータをバイパスし、前記制御部は、前記第2のDC/DCコンバータに降圧動作を実行させない場合は、前記第2のリレーをオンさせて前記第2のDC/DCコンバータをバイパスすることが好ましい。 In the power converter according to the present invention, the first relay disposed in parallel with the first DC / DC converter and the second relay disposed in parallel with the second DC / DC converter. A relay, and when the control unit does not cause the first DC / DC converter to perform a boosting operation, the control unit turns on the first relay to bypass the first DC / DC converter. Preferably, the unit bypasses the second DC / DC converter by turning on the second relay when the second DC / DC converter does not perform the step-down operation.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記第1のDC/DCコンバータに前記第1のDC電圧を供給する発電装置は太陽光発電装置であり、前記制御部は、前記第1のDC/DCコンバータに昇圧動作を実行させない場合、前記第2のDC/DCコンバータにMPPT制御を実行させるように制御することが好ましい。 Further, in the power conversion device according to the present invention, the power generation device that supplies the first DC voltage to the first DC / DC converter is a solar power generation device, and the control unit includes the first DC / DC converter. When the DC converter is not caused to perform the boosting operation, it is preferable to perform control so that the second DC / DC converter performs MPPT control.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、前記第2のDC/DCコンバータに降圧動作を実行させない場合、前記第1のDC/DCコンバータに前記蓄電池の定電流制御又は定電圧制御を実行させることが好ましい。 Further, in the power conversion device according to the present invention, when the control unit does not cause the second DC / DC converter to perform a step-down operation, the first DC / DC converter causes the constant current control or constant voltage of the storage battery to be performed. It is preferable to execute the control.
また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、前記太陽光発電装置の発電状況及び前記蓄電池の充電状況に応じて、前記MPPT制御を実行するか否かを決定することが好ましい。 Moreover, the power converter device which concerns on this invention WHEREIN: It is preferable that the said control part determines whether the said MPPT control is performed according to the electric power generation condition of the said solar power generation device, and the charging condition of the said storage battery.
また、上記課題を解決するため、本発明に係る電力変換方法は、発電装置から供給される第1のDC電圧をDCリンク電圧に昇圧可能な第1のDC/DCコンバータと、前記DCリンク電圧を第2のDC電圧に降圧して、蓄電池に供給可能な第2のDC/DCコンバータとを備える電力変換装置における電力変換方法であって、前記電力変換装置を系統から解列するステップと、前記第1のDC電圧及び前記第2のDC電圧の大小関係に基づいて、前記第1のDC/DCコンバータによる昇圧動作と、前記第2のDC/DCコンバータによる降圧動作とのいずれかのみを実行させるステップとを含むことを特徴とする。 In order to solve the above problem, a power conversion method according to the present invention includes a first DC / DC converter capable of boosting a first DC voltage supplied from a power generation device to a DC link voltage, and the DC link voltage. A power conversion method in a power conversion device including a second DC / DC converter capable of supplying the storage battery with a second DC / DC converter that can be stepped down to a second DC voltage, and disconnecting the power conversion device from a system; Based on the magnitude relationship between the first DC voltage and the second DC voltage, only one of the step-up operation by the first DC / DC converter and the step-down operation by the second DC / DC converter is performed. And the step of executing.
本発明によれば、冗長性を低減し、より高度に複数の分散電源を統合することができる。 According to the present invention, redundancy can be reduced and a plurality of distributed power sources can be more highly integrated.
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る電力変換システム100の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、電力変換システム100は、電力変換装置10と、太陽光発電装置30と、燃料電池装置40と、蓄電池50とを備える。なお、本実施形態においては、電力変換装置10に、太陽光発電装置、燃料電池装置及び蓄電池が1つずつ組み合わされている構成を例に挙げて説明するが、これはあくまでも一例である。これらの分散電源の個数は、それぞれ任意の個数とすることができる。また、発電装置の種類は、太陽光発電装置や燃料電池装置に限定されるものではなく各種の発電装置とすることができる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
電力変換装置10は、複数のDC/DCコンバータ11と、リンクコンデンサ12と、インバータ13と、連系リレー14と、制御部15とを備える。
The
図1に示す電力変換装置10の構成においては様々な制御モードが考えられるが、その1つとして、電力変換装置10を系統60から解列して、太陽光発電装置30や燃料電池装置40が発電した電力を全て蓄電池50に充電するモード(以下、「充電モード」と称する)とすることも考えられる。充電モードにおいては、効率良く蓄電池50を充電することが好ましい。本発明は、特に、充電モードにおける蓄電池50の充電効率の向上を目的とするものである。
In the configuration of the
各DC/DCコンバータ11は、それぞれ、各分散電源から入力されるDC電圧を適切なDC電圧に昇圧して統合する。昇圧されたDC電圧が統合されているノードを、以下「DCリンク」と称することとする。図1に示す例においては、DC/DCコンバータ11−1、11−2及び11−3は、それぞれ、太陽光発電装置30、燃料電池装置40及び蓄電池50と接続している。
Each DC / DC converter 11 boosts and integrates the DC voltage input from each distributed power supply to an appropriate DC voltage. A node in which the boosted DC voltage is integrated is hereinafter referred to as a “DC link”. In the example illustrated in FIG. 1, the DC / DC converters 11-1, 11-2, and 11-3 are connected to the solar
蓄電池50と接続されるDC/DCコンバータ11−3は、双方向のDC/DCコンバータである。DC/DCコンバータ11−3は、蓄電池50を充電する際、DCリンクにおけるDC電圧を蓄電池50の充電に適した電圧に降圧して蓄電池50を充電する。この際、制御部15は、定電流制御(CC制御)や定電圧制御(CV制御)によりDC/DCコンバータ11−3を制御して、蓄電池50を充電することができる。
The DC / DC converter 11-3 connected to the
また、DC/DCコンバータ11−1〜11−3は、昇圧又は降圧動作を実行しないモードで動作させることもできる。例えば、DC/DCコンバータ11−1を、昇圧を実行しないモードで実行させると、DC/DCコンバータ11−1は、太陽光発電装置30から供給されたDC電圧を、ほぼそのままの電圧でDCリンクに出力する。また、例えば、DC/DCコンバータ11−3を、降圧を実行しないモードで動作させると、DC/DCコンバータ11−3は、DCリンクの電圧を、ほぼそのままの電圧で蓄電池50に供給する。DC/DCコンバータ11を、昇圧又は降圧動作を実行しないモードで動作させることの技術的意味や、どのような場合にこのモードで動作させるかについては後述する。
Further, the DC / DC converters 11-1 to 11-3 can be operated in a mode in which the step-up or step-down operation is not executed. For example, when the DC / DC converter 11-1 is executed in a mode that does not perform boosting, the DC / DC converter 11-1 uses the DC link supplied from the solar
リンクコンデンサ12は、DCリンクの電圧を平滑化して安定させる。なお、各DC/DCコンバータ11内に、DCリンクの電圧の安定化のためのコンデンサを更に設けてもよい。
The
インバータ13は、DCリンクにおけるDC電圧をAC電圧に変換する。また、系統60から供給されたAC電圧をDC電圧に変換することもできる。
The
連系リレー14は、インバータ13と系統60との接続状態を切り換える。すなわち、連系リレー14は、電力変換装置10を系統60と連系させるか、又は、系統60から解列させるかを切り換える。電力変換装置10は、通常時には系統60に連系されているが、充電モードにおいては、系統60から解列される。
The
電力変換装置10が系統60に連系されている際は、安定した連系を実現するため、DCリンクの電圧は系統60のAC電圧のピーク・トゥ・ピーク(Peak to Peak)値よりも高い電圧に保持する必要がある。しかしながら、充電モードにおいて、電力変換装置10が系統60から解列されている場合は、DCリンクの電圧を、系統60のAC電圧のピーク・トゥ・ピーク値よりも高い電圧に保持する必要はない。したがって、DCリンクの電圧は、DC/DCコンバータ11を効率よく動作させることが可能な任意の電圧とすることができる。
When the
制御部15は、電力変換装置10全体を制御及び管理するものであり、例えばプロセッサにより構成することができる。制御部15が行う制御については、さらに後述する。
The
太陽光発電装置30は、太陽光を利用して発電することができる。太陽光発電装置30は太陽電池を備えており、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する。
The solar
燃料電池装置40は、外部から供給される水素及び酸素などのガスを電気化学反応させる燃料電池によって発電を行う。 The fuel cell device 40 generates electric power by a fuel cell that causes an electrochemical reaction of gas such as hydrogen and oxygen supplied from the outside.
蓄電池50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50は、系統60、太陽光発電装置30又は燃料電池装置40等から供給される電力を充電することもできる。また、蓄電池50から放電される電力も、電力変換装置10から、電力を消費する各種の負荷に供給することができる。
The
(充電モードにおける動作)
以下、充電モードにおいて、電力変換装置10を系統60から解列させ、蓄電池50を充電する場合の動作について説明する。一例として、太陽光発電装置30により発電された電力で蓄電池50を充電する場合について説明する。
(Operation in charge mode)
Hereinafter, in the charging mode, the operation when the
本発明の第1実施形態に係る電力変換システム100は、図1に示すように、太陽光発電装置30、燃料電池装置40及び蓄電池50が、内部にDC/AC変換を行うためのインバータを有する構成ではない。したがって、例えば、太陽光発電装置30により発電された電力で蓄電池50を充電する場合、DC/AC変換された電圧を、再度、AC/DC変換して充電する必要はない。すなわち、太陽光発電装置30により発電されたDC電力により、DC/DCコンバータ11−1及びDC/DCコンバータ11−3を介して、AC電圧に変換することなく蓄電池50を充電することができる。したがって、非常に効率良く蓄電池50を充電することができる。
As shown in FIG. 1, the
また、本発明の第1実施形態に係る電力変換システム100においては、充電モード時に、制御部15が連系リレー14をオフさせて、電力変換装置10を系統60から解列するため、DCリンクの電圧を所定の高い電圧に保持する必要がなくなる。したがって、太陽光発電装置30によって発電された電力のDC電圧を、DC/DCコンバータ11−1が所定の高い電圧まで昇圧する必要がなくなる。
Further, in the
この場合、DCリンクの電圧は任意の電圧とできるので、DC/DCコンバータ11−1とDC/DCコンバータ11−3のいずれか一方のみを動作させ、太陽光発電装置30と蓄電池50との間で動作するDCコンバータの段数を一段とすることで、さらに効率良く蓄電池50を充電することができる。
In this case, since the voltage of the DC link can be an arbitrary voltage, only one of the DC / DC converter 11-1 and the DC / DC converter 11-3 is operated, and the
図2を参照して、DC/DCコンバータ11−1とDC/DCコンバータ11−3のいずれか一方のみを動作させ、他方を動作させない場合の動作について説明する。図2は、DC/DCコンバータ11−1については昇圧用の回路の一部を示し、DC/DCコンバータ11−3については降圧用の回路の一部を示している。また、図2においては、燃料電池装置40及びDC/DCコンバータ11−2の記載を省略している。 With reference to FIG. 2, an operation when only one of the DC / DC converter 11-1 and the DC / DC converter 11-3 is operated and the other is not operated will be described. FIG. 2 shows a part of the step-up circuit for the DC / DC converter 11-1 and part of the step-down circuit for the DC / DC converter 11-3. Moreover, in FIG. 2, the description of the fuel cell device 40 and the DC / DC converter 11-2 is omitted.
DC/DCコンバータ11−1は、昇圧用の回路として、チョークコイル111と、ダイオード112と、チョークコイル111の一端を接地するか否か切り替えるスイッチ113とを備える。スイッチ113は、例えばFET(Field Effect Transistor)などの半導体トランジスタである。制御部15は、スイッチ113を周期的にオン/オフさせることにより、DC/DCコンバータ11−1に昇圧動作を行わせ、太陽光発電装置30から供給されるDC電圧をDCリンク電圧に昇圧することができる。
The DC / DC converter 11-1 includes a choke coil 111, a
DC/DCコンバータ11−1に昇圧動作を実行させない場合、制御部15は、スイッチ113を常時オフさせる。
When the DC / DC converter 11-1 is not allowed to perform the boosting operation, the
DC/DCコンバータ11−3は、降圧用の回路として、チョークコイル114と、ダイオード115と、DC/DCコンバータ11−3の入出力間にてチョークコイル114と直列に結合されるスイッチ116を備える。スイッチ116は、例えばFETなどの半導体トランジスタである。制御部15は、スイッチ116を周期的にオン/オフさせることにより、DC/DCコンバータ11−3に降圧動作を行わせ、DCリンクの電圧を降圧して蓄電池50に供給し、蓄電池50を充電することができる。
The DC / DC converter 11-3 includes a choke coil 114, a
DC/DCコンバータ11−3に降圧動作を実行させない場合、制御部15は、スイッチ116を常時オンさせる。
When not causing the DC / DC converter 11-3 to perform the step-down operation, the
制御部15は、DC/DCコンバータ11からDC/DCコンバータ11の両端の電圧の情報を取得することができる。制御部15は、DC/DCコンバータ11−1から太陽光発電装置30によって発電された電力のDC電圧の情報を取得し、当該DC電圧と蓄電池50を充電するための充電電圧とを比較する。
The
制御部15は、太陽光発電装置30によって発電された電力のDC電圧が蓄電池50の充電電圧より高い場合は、蓄電池50と接続するDC/DCコンバータ11−3の降圧動作のみを実行させ、太陽光発電装置30に接続するDC/DCコンバータ11−1の昇圧動作は実行させない。
When the DC voltage of the electric power generated by the solar
また、制御部15は、太陽光発電装置30によって発電された電力のDC電圧が蓄電池50の充電電圧より低い場合は、太陽光発電装置30に接続するDC/DCコンバータ11−1の昇圧動作のみを実行させ、蓄電池50と接続するDC/DCコンバータ11−3の降圧動作は実行させない。
In addition, when the DC voltage of the electric power generated by the solar
通常、制御部15は、太陽光発電装置30から最大電力を取り出すため、太陽光発電装置30に接続するDC/DCコンバータ11−1に対しMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御を行う。しかしながら、太陽光発電装置30によって発電された電力のDC電圧が蓄電池50の充電電圧より高く、DC/DCコンバータ11−1に昇圧動作を実行させない場合は、DC/DCコンバータ11−3にMPPT制御を実行させるように制御することもできる。
Normally, the
また、制御部15は、太陽光発電装置30によって発電された電力のDC電圧が蓄電池50の充電電圧より低く、DC/DCコンバータ11−3に降圧動作を実行させない場合は、DC/DCコンバータ11−1にCC制御やCV制御を実行させるように制御することもできる。
Moreover, the
また、制御部15は、CC制御やCV制御といった蓄電池50に対する充電制御の電力と、太陽光発電装置30のMPPT制御による最大発電電力とを比較し、MPPT制御を実行するか否かを決定することもできる。
Moreover, the
例えば、制御部15は、MPPT制御による最大発電電力が充電制御の電力より大きい場合は、MPPT制御を行わずに充電制御に必要な電力のポイントでの太陽光発電装置30の発電を行い、MPPT制御による最大発電電力が充電制御の電力より小さい場合は、MPPT制御を行って、太陽光発電装置30が発電できる最大の電力を全て用いて蓄電池50を充電するようにしてもよい。
For example, when the maximum generated power by the MPPT control is larger than the power for the charging control, the
[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態に係る電力変換装置20の動作を説明する図である。第2実施形態に係る電力変換装置20は、DC/DCコンバータ11−1の入出力端に並列に配置されたリレー16と、DC/DCコンバータ11−3の入出力端に並列に配置されたリレー17とを備える点で、第1実施形態に係る電力変換装置10と相違する。なお、図2と同様に、燃料電池装置40及びDC/DCコンバータ11−2の記載は省略している。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the
第2実施形態は、第1実施形態と、DC/DCコンバータ11−1に昇圧動作を実行させない場合の制御、及び、DC/DCコンバータ11−3に降圧動作を実行させない場合の制御が異なる。 The second embodiment is different from the first embodiment in the control when the DC / DC converter 11-1 does not execute the step-up operation and the control when the DC / DC converter 11-3 does not execute the step-down operation.
DC/DCコンバータ11−1に昇圧動作を実行させない場合、制御部15は、リレー16をオンさせてDC/DCコンバータ11−1の入出力間をバイパスする。また、DC/DCコンバータ11−3に降圧動作を実行させない場合、制御部15は、リレー17をオンさせてDC/DCコンバータ11−3の入出力間をバイパスする。
When not causing the DC / DC converter 11-1 to perform the boosting operation, the
このように、本発明の実施形態によれば、電力変換装置10が、発電装置からDC電圧の供給を受ける第1のDC/DCコンバータ11−1と、蓄電池にDC電圧を供給する第2のDC/DCコンバータ11−3を備える構成であり、より高度に複数の分散電源を統合することができる。また、連系リレー14が電力変換装置10を系統60から解列して充電モードとすることにより、DCリンク電圧を系統60との連系を考慮した高い電圧に保持する必要がなくなるため、DCリンク電圧を蓄電池50の充電に適した電圧まで下げることができ、蓄電池50の充電効率を向上させることができる。また、制御部15が、充電モードにおいて、第1のDC/DCコンバータ11−1の昇圧動作と第2のDC/DCコンバータ11−3の降圧動作のいずれかのみを実行させることにより、電圧変換を行うDC/DCコンバータを1段とすることができ、蓄電池50の充電効率を向上させることができる。
Thus, according to the embodiment of the present invention, the
また、第1のDC/DCコンバータ11―1に並列に配置された第1のリレー16と、第2のDC/DCコンバータ11−3に並列に配置された第2のリレー17とを設けて、制御部15が、第1のDC/DCコンバータ11−1に昇圧動作を実行させない場合は、第1のリレー16をオンさせて第1のDC/DCコンバータ11−1をバイパスし、第2のDC/DCコンバータ11−3に降圧動作を実行させない場合は、第2のリレー17をオンさせて第2のDC/DCコンバータ11−3をバイパスすることにより、DC/DCコンバータ11−1及び11−3の内部のチョークコイルやスイッチによる損失を低減することができるため、さらに、蓄電池50の充電効率を向上させることができる。
Also, a
本発明を諸図面や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や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。 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 modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention.
10 電力変換装置
11 DC/DCコンバータ
12 リンクコンデンサ
13 インバータ
14 連系リレー
15 制御部
16 リレー
17 リレー
20 電力変換装置
30 太陽光発電装置
40 燃料電池装置
50 蓄電池
60 系統
100 電力変換システム
111 チョークコイル
112 ダイオード
113 スイッチ
114 チョークコイル
115 ダイオード
116 スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
発電装置から供給される第1のDC電圧を、DCリンク電圧に昇圧可能な第1のDC/DCコンバータと、
前記DCリンク電圧を第2のDC電圧に降圧して、蓄電池に供給可能な第2のDC/DCコンバータと、
前記第1及び第2のDC/DCコンバータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、系統から解列して前記蓄電池を充電する充電モードとしている場合、前記第1のDC電圧及び前記第2のDC電圧の大小関係に基づいて、前記第1のDC/DCコンバータによる昇圧動作と、前記第2のDC/DCコンバータによる降圧動作とのいずれかのみを実行させることを特徴とする電力変換装置。 A power conversion device used in combination with at least one power generation device and at least one storage battery,
A first DC / DC converter capable of boosting the first DC voltage supplied from the power generation device to a DC link voltage;
A second DC / DC converter capable of stepping down the DC link voltage to a second DC voltage and supplying it to a storage battery;
A controller for controlling the first and second DC / DC converters,
When the control unit is in a charging mode in which the storage battery is disconnected from the grid, the first DC / DC converter is based on a magnitude relationship between the first DC voltage and the second DC voltage. A power conversion device that executes only one of the step-up operation by the second step and the step-down operation by the second DC / DC converter.
前記インバータを介して系統連系可能であることを特徴とする電力変換装置。 The power converter according to claim 1, further comprising: an inverter to which both the first DC / DC converter and the second DC / DC converter are connected and capable of collectively converting outputs from each. ,
A power conversion device capable of system interconnection via the inverter.
前記第1のDC/DCコンバータは、チョークコイルの一端を接地するか否か切り替える第1のスイッチを備え、
前記第2のDC/DCコンバータは、当該DC/DCコンバータの入出力間にてチョークコイルと直列に結合される第2のスイッチを備え、
前記制御部は、前記第1のDC/DCコンバータに昇圧動作を実行させない場合は、前記第1のスイッチを常時オフとし、
前記制御部は、前記第2のDC/DCコンバータに降圧動作を実行させない場合は、前記第2のスイッチを常時オンとすることを特徴とする電力変換装置。 In the power converter according to any one of claims 1 to 4,
The first DC / DC converter includes a first switch for switching whether to ground one end of the choke coil,
The second DC / DC converter includes a second switch coupled in series with the choke coil between the input and output of the DC / DC converter,
The control unit always turns off the first switch when the first DC / DC converter does not perform a boosting operation.
The control unit always turns on the second switch when the second DC / DC converter does not perform the step-down operation.
前記第1のDC/DCコンバータに並列に配置された第1のリレーと、
前記第2のDC/DCコンバータに並列に配置された第2のリレーとを備え、
前記制御部は、前記第1のDC/DCコンバータに昇圧動作を実行させない場合は、前記第1のリレーをオンさせて前記第1のDC/DCコンバータをバイパスし、
前記制御部は、前記第2のDC/DCコンバータに降圧動作を実行させない場合は、前記第2のリレーをオンさせて前記第2のDC/DCコンバータをバイパスすることを特徴とする電力変換装置。 In the power converter according to any one of claims 1 to 4, further,
A first relay disposed in parallel with the first DC / DC converter;
A second relay disposed in parallel with the second DC / DC converter,
When the control unit does not cause the first DC / DC converter to perform a boost operation, the control unit turns on the first relay to bypass the first DC / DC converter;
The control unit turns on the second relay to bypass the second DC / DC converter when the second DC / DC converter does not perform the step-down operation. .
前記第1のDC/DCコンバータに前記第1のDC電圧を供給する発電装置は太陽光発電装置であり、
前記制御部は、前記第1のDC/DCコンバータに昇圧動作を実行させない場合、前記第2のDC/DCコンバータにMPPT制御を実行させるように制御することを特徴とする電力変換装置。 In the power converter according to any one of claims 1 to 6,
The power generator that supplies the first DC voltage to the first DC / DC converter is a solar power generator,
The control unit controls the second DC / DC converter to perform MPPT control when the first DC / DC converter does not perform the step-up operation.
前記電力変換装置を系統から解列するステップと、
前記第1のDC電圧及び前記第2のDC電圧の大小関係に基づいて、前記第1のDC/DCコンバータによる昇圧動作と、前記第2のDC/DCコンバータによる降圧動作とのいずれかのみを実行させるステップとを含むことを特徴とする電力変換方法。 A first DC / DC converter capable of boosting the first DC voltage supplied from the power generation device to a DC link voltage; and a second DC / DC converter capable of stepping down the DC link voltage to a second DC voltage and supplying the second DC voltage to the storage battery. A power conversion method in a power conversion device comprising the DC / DC converter of
Disconnecting the power converter from the grid;
Based on the magnitude relationship between the first DC voltage and the second DC voltage, only one of the step-up operation by the first DC / DC converter and the step-down operation by the second DC / DC converter is performed. And a step of executing the power conversion method.
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