JP6586517B2 - 電力制御装置、電力制御装置の制御方法、分散電源システム及び分散電源システムの制御方法 - Google Patents
電力制御装置、電力制御装置の制御方法、分散電源システム及び分散電源システムの制御方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、日本国特許出願2016−088630号(2016年4月26日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
本開示は、電力制御装置、電力制御装置の制御方法、分散電源システム及び分散電源システムの制御方法に関する。
近年、太陽電池、蓄電池及び燃料電池等といった分散電源を備えたシステムを、需要家施設に設置させることが普及しつつある。このようなシステムでは、商用電源系統(以下、「系統」と略記する)に連系して分散電源から電力を出力する連系運転と、系統と関わりなく分散電源から電力を出力する自立運転とを行っている。
ところで、上記システムに突入電流が生じると、そのシステム内の電子部品等がダメージを受けることがある。そこで、系統からシステム内に流れ込む突入電流を低減させるシステムが提案されている(特許文献1)。
本開示の一実施形態に係る電力制御装置は、分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータと、前記インバータを制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記系統の停電を検出すると、前記インバータから前記切替器に供給される電圧が第1電圧まで上昇するように前記インバータの出力電圧を制御する。第1電圧は、第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器が動作する電圧である。さらに、前記制御部は、該出力電圧が前記第1電圧に達すると、該出力電圧を前記第1電圧以下に維持させた後、該出力電圧が前記第1電圧を超える所定電圧まで上昇するように前記出力電圧を制御する。
本開示の一実施形態に係る電力制御装置は、分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータと、前記インバータを制御する制御部とを備える。前記制御部は、系統の停電を検出すると、第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器に供給される前記インバータの第1相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。前記第1電力は、前記系統から負荷機器(以下、「負荷」と略記する)に供給する電力である。さらに、前記制御部は、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータの第2相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。
本開示の一実施形態に係る電力制御装置の制御方法は、分散電源の電力を制御する電力制御装置の制御方法である。該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータを備える。前記電力制御装置の制御方法は、系統の停電を検出するステップを含む。さらに、前記電力制御装置の制御方法は、前記系統の停電を検出すると、前記インバータの出力電圧を、第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器が動作する第1電圧まで上昇させるステップを含む。前記第1電力は、前記系統から負荷に供給する電力である。加えて、前記電力変換装置の制御方法は、前記インバータの出力電圧が前記第1電圧に達すると、前記インバータの出力電圧を前記第1電圧以下に維持させてから前記第1電圧を超える所定電圧まで上昇させるステップを含む。
本開示の一実施形態に係る電力制御装置の制御方法は、分散電源の電力を制御する電力制御装置の制御方法である。該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備える。前記電力制御装置の制御方法は、系統の停電を検出するステップを含む。さらに、前記電力制御装置の制御方法は、前記系統の停電を検出すると、第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器に供給される前記インバータからの第1相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップを含む。前記第1電力は、系統から負荷に供給する電力である。加えて、前記電力制御装置の制御方法は、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータから前記切替器に供給される第2相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップを含む。
本開示の一実施形態に係る分散電システムは、分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える。前記電力制御装置は、前記分散電源の電力を変換するインバータと、該インバータを制御する制御部とを有する。前記制御部は、前記系統の停電を検出すると、前記インバータから前記切替器に供給される電圧が第1電圧まで上昇するように前記インバータの出力電圧を制御する。前記第1電圧は、系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える前記切替器が動作する電圧である。さらに、前記制御部は、該出力電圧が前記第1電圧に達すると、該出力電圧を前記第1電圧以下に維持させた後、該出力電圧が前記第1電圧を超える所定電圧まで上昇するように前記出力電圧を制御する。
本開示の一実施形態に係る分散電源システムは、分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える。前記電力制御装置は、前記分散電源の電力を変換するインバータと、該インバータを制御する制御部とを有する。前記制御部は、系統の停電を検出すると、系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器に供給される前記インバータの第1相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。さらに、前記制御部は、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータの第2相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。
本開示の一実施形態に係る分散電源システムの制御方法は、分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える分散電源システムの制御方法である。該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを有する。前記分散電源システムの制御方法は、前記電力制御装置によって、系統の停電を検出するステップを含む。さらに、前記分散電源の制御方法は、前記電力制御装置によって、前記系統の停電を検出すると、前記インバータの出力電圧を、前記系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器が動作する第1電圧まで上昇させるステップを含む。加えて、前記分散電源システムの制御方法は、前記電力制御装置によって、前記インバータの出力電圧が前記第1電圧に達すると、前記インバータの出力電圧を前記第1電圧以下に維持させてから前記第1電圧を超える所定電圧まで上昇させるステップを含む。
本開示の一実施形態に係る分散電源システムの制御方法は、分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える分散電源システムの制御方法である。該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備える。前記分散電源システムの制御方法は、前記電力制御装置によって、系統の停電を検出するステップを含む。さらに、前記分散電源システムの制御方法は、前記電力制御装置によって、前記系統の停電を検出すると、前記系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える前記切替器に供給される前記インバータからの第1相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップを含む。加えて、前記分散電源システムの制御方法は、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータから前記切替器に供給される第2相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップを含む。
ところで、従来のシステムでは、系統が停電したとき、自立運転を行って、分散電源から需要家施設の負荷に電力を供給している。このとき、従来のシステムでは、切替器によって電力を供給する経路を切替えている。
ここで、従来のシステムでは、電力を供給する経路を分散電源に切替えたときに生じる突入電流を低減させるため、分散電源の出力電圧を0V付近から徐々に上昇させている。しかし、上記切替器は、系統が停電しているとき、分散電源から供給される電力によって動作している。そのため、切替器は、分散電源から切替器に供給される電圧が切替器の動作電圧付近に達したときに、切替器内の経路を切替える。さらに、切替器内の経路が切替わったときに、分散電源から負荷への電力供給が開始される。従って、従来のシステムでは、負荷の電源投入が、ある程度高い電圧で開始されることになる。さらに、負荷への電源投入が開始された後も、従来のシステムでは、負荷に供給される電圧を、継続して所定電圧(例えば系統における電圧)まで上昇させている。これにより、従来のシステムでは、負荷の電源投入に伴い大きな突入電流が生じてしまうことがある。
本開示の目的は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、突入電流を低減させることができる電力制御装置、電力制御装置の制御方法、分散電源システム及び分散電源システムの制御方法を提供することにある。
なお、本明細書では、分散電源を、太陽電池、燃料電池及び蓄電池として説明するが、これに限定されない。分散電源は、例えば、風力、地熱及び水力等を用いて発電するものであってもよい。
(第1の実施形態)
[システム構成]
図1に、本開示の第1の実施形態に係る分散電源システム100の一例の概略構成を示す。各機能ブロックを結ぶ実線は電力線を示し、破線は制御線及び信号線を示す。制御線及び信号線が示す接続は、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。また、分散電源システム100が接続される、分電盤103、負荷200,201,202,203及び系統300が併せて図示されている。
[システム構成]
図1に、本開示の第1の実施形態に係る分散電源システム100の一例の概略構成を示す。各機能ブロックを結ぶ実線は電力線を示し、破線は制御線及び信号線を示す。制御線及び信号線が示す接続は、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。また、分散電源システム100が接続される、分電盤103、負荷200,201,202,203及び系統300が併せて図示されている。
分散電源システム100は、通常時、単相3線の系統300との連系運転を行う。分散電源システム100は、連系運転時、系統300から供給される電力と、分散電源(太陽電池10〜12、燃料電池13及び蓄電池14)からの電力とを、分電盤103を経由させ負荷200〜203に供給する。また、分散電源システム100は、系統300の停電時は自立運転を行う。分散電源システム100は、自立運転時、分散電源(太陽電池10〜12、燃料電池13及び蓄電池14)から分電盤103を経由して、負荷200〜203に電力を供給する。
分散電源システム100は、太陽電池10,11,12と、燃料電池13と、蓄電池14と、電力制御装置101と、切替器102とを備える。なお、図1に示す分散電源システム100は、3個の太陽電池と、1個の燃料電池と、1個の蓄電池とを備えるが、分散電源システム100が備える太陽電池、燃料電池及び蓄電池の個数は、これに限定されない。分散電源システム100が備える太陽電池、燃料電池及び蓄電池の個数は、それぞれ、任意の個数であってもよい。
太陽電池10〜12は、太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換することによって、直流電圧を発電する。太陽電池10〜12は、発電した直流電圧を電力制御装置101に供給する。
燃料電池13は、水素と空気中の酸素との化学反応によって、直流電圧を発電する。燃料電池13は、発電した直流電圧を電力制御装置101に供給する。
蓄電池14は、放電することによって電力制御装置101に直流電圧を供給する。また、蓄電池14は、電力制御装置101から供給される直流電圧によって充電される。
電力制御装置101は、太陽電池10〜12、燃料電池13及び蓄電池14の電力を制御する。例えば、電力制御装置101は、太陽電池10〜12、燃料電池13及び蓄電池14から出力される直流電圧を所定電圧に変換する。さらに、電力制御装置101は、所定電圧に変換された直流電圧を交流電圧に変換する。その後、電力制御装置101は、変換後の交流電圧を、切替器102に供給する。電力制御装置101の構成の詳細については後述する。
切替器102には、系統300からの電力と、電力制御装置101からの太陽電池10等の電力とが供給される。切替器102は、通常時、系統300からの電力と、太陽電池10等からの電力とを分電盤103に供給する。また、切替器102は、系統300が停電すると、切替器102内の経路を切替えて、太陽電池10等からの電力が分電盤103に供給されるようにする。なお、切替器102は、系統300が停電したとき、太陽電池10等から供給される電力によって動作する。切替器102の構成の詳細については後述する。
分電盤103は、系統300からの電力を切替器102に供給する。また、分電盤103は、切替器102から供給される電力を、負荷200〜203に分配する。分電盤103の構成の詳細については後述する。
負荷200〜203は、需要家施設に設置される。負荷200〜203は、分電盤103から供給される電力を消費する。負荷200〜203は、例えば、冷蔵庫、ドライヤー等の電気製品である。
以下、電力制御装置101の構成の詳細について説明する。
電力制御装置101は、DC/DCコンバータ20,21,22,23,24と、インバータ25と、スイッチSW1,SW2と、制御部30と、記憶部40とを備える。電力制御装置101は、いわゆるマルチDCリンクシステムを構成する。
DC/DCコンバータ20〜24は、それぞれ、制御部30の制御に基づき、DC/DC変換を行う。DC/DCコンバータ20〜24は、それぞれ、太陽電池10〜12、燃料電池13及び蓄電池14から供給される直流電圧を所定電圧に変換し、変換後の直流電圧をインバータ25に出力する。
また、DC/DCコンバータ23,24は、双方向のDC/DC変換を行うことができる。DC/DCコンバータ23は、DC/DCコンバータ20〜22,24及びインバータ25から供給される直流電圧を所定電圧に変換して燃料電池13に出力する。燃料電池13は、この処理により供給される電力を、燃料電池13を起動させるときに、ヒータ及び補機(各種ポンプ等)を起動させるための起動電力として使用する。また、DC/DCコンバータ24は、DC/DCコンバータ20〜23及びインバータ25から供給される直流電圧を所定電圧に変換して蓄電池14に出力する。蓄電池14は、この処理により供給される電力によって充電される。
インバータ25は、制御部30の制御に基づき、DC/DCコンバータ20〜24から供給される直流電圧を、一括して単相3線の交流電圧に変換する。インバータ25は、変換後の交流電圧を、スイッチSW1,SW2に出力する。
スイッチSW1は、例えば、連系スイッチである。スイッチSW2は、例えば、自立スイッチである。スイッチSW1,SW2は、それぞれ、リレー及びトランジスタ等により構成される。スイッチSW1,SW2は、それぞれ、制御部30の制御に基づき、オン/オフ状態を切替える。以下、制御部30の制御に基づく、スイッチSW1,SW2のオン/オフ状態の一例について簡単に説明する。
分散電源システム100が連系運転を行うとき、制御部30の制御によって、スイッチSW1はオン状態となり、スイッチSW2はオフ状態となる。このような構成によって、太陽電池10〜12、燃料電池13及び蓄電池14の電力は、スイッチSW1を介して、切替器102に供給される。
分散電源システム100が自立運転を行うとき、制御部30の制御によって、スイッチSW1はオフ状態となり、スイッチSW2はオン状態となる。このような構成によって、太陽電池10〜12、燃料電池13及び蓄電池14の電力は、スイッチSW2を介して、切替器102に供給される。制御部30は、系統300の停電を検出すると、太陽電池10等を系統300から解列させて自立運転させるために、スイッチSW1,SW2をこのオン/オフ状態にする。
制御部30は、電力制御装置101全体を制御及び管理するものである。制御部30は、例えば、プロセッサにより構成することができる。制御部30は、記憶部40に記憶されているプログラムを読み出して実行し、様々な機能を実現させる。
制御部30は、例えば、系統300の停電を検出する。制御部30は、系統300の停電を検出すると、インバータ25から切替器102に供給される電圧が徐々に(連続的)上昇するよう、いわゆるソフトスタート制御を行う。その後、制御部30は、切替器102に供給される電圧が切替器102の動作電圧に達すると、該電圧を動作電圧以下に維持させた後、該電圧が動作電圧を超える所定電圧まで上昇するように制御する。これらの処理の詳細については後述する。
記憶部40は、電力制御装置101の処理に必要な情報、及び、電力制御装置101の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを記憶している。記憶部40は、例えば、切替器102の動作電圧(第1電圧)及び後述の所定時間t1を記憶している。動作電圧とは、系統300から負荷200〜203に供給する電力(第1電力)を、インバータ25からの電力(第2電力)に切替える切替器が動作する電圧である。
次に、切替器102の構成の詳細について説明する。
切替器102は、単相3線に対応するスイッチSW3と、電流センサ50とを有する。図1に示す電流センサ50は、切替器102の内部に配置されているが、電流センサ50は、切替器102以外の他の箇所(例えば分電盤103の内部)に配置されていてもよい。
スイッチSW3は、リレー及びトランジスタ等により構成される。スイッチSW3は、通常時(連系運転時)には、制御部30の制御に基づき、系統300からの電力と電力制御装置101から供給される太陽電池10等からの電力とを分電盤103に供給する。また、スイッチSW3は、系統300が停電すると、制御部30の制御に基づき、電力制御装置101から供給される太陽電池10等からの電力を、分電盤103に供給するように切替わる。
電流センサ50は、系統300と電力制御装置101との間に配置される。電流センサ50は、系統300の順潮流又は系統300への逆潮流の値を検出し、その検出した値を電力制御装置101に送信する。
次に、分電盤103の構成の詳細について説明する。
分電盤103は、ブレーカ60,61と、ブレーカ70,71,72,73とを有する。
ブレーカ60,61は、例えば、漏電ブレーカ(ELB:Earth Leakage
Circui Breaker)である。ブレーカ60,61は、電力線から接地への漏電電流を検出すると、電路を開放する。
Circui Breaker)である。ブレーカ60,61は、電力線から接地への漏電電流を検出すると、電路を開放する。
ブレーカ70〜73は、例えば、安全ブレーカ(MCB:Moldedcase Circuit Breaker)である。ブレーカ70〜73には、それぞれ、負荷200〜203が接続される。負荷200〜203には、それぞれ、太陽電池10〜12、燃料電池13、蓄電池14及び系統300からの電力が、ブレーカ70〜73を介して供給される。また、ブレーカ70〜73は、それぞれ、ケーブル等のショート及び負荷200〜203の故障によって、過電流が流れると電路を開放する。
次に、制御部30の処理の詳細について説明する。
制御部30は、系統300の停電を検出すると、インバータ25から切替器102に供給される電圧が徐々に上昇するよう、いわゆるソフトスタート制御を行う。さらに、インバータ25の出力電圧が動作電圧に達すると、制御部30は、該出力電圧を所定時間t1だけ動作電圧に維持させる。その後、制御部30は、該出力電圧が動作電圧を超える、系統300における所定電圧まで上昇するように制御する。
図2に、本開示の第1の実施形態に係る電力制御装置101の停電時における出力電圧の実効値の変化示す。縦軸はインバータ25の出力電圧の実効値(分電盤に供給される電圧)を示し、横軸は時刻を示す。図2では、時刻0が系統300に停電が発生した時刻とする。時刻0で制御部30によって系統300の停電が検出され、制御部30によってインバータ25の出力電圧が徐々に上昇するよう制御される。その後、インバータ25の出力電圧が切替器102の動作電圧に達する時刻Aで、切替器102内の経路が切替わり、太陽電池10等から電力制御装置101を介して負荷200〜203に電力が供給されるようになる。つまり、時刻Aで、負荷200〜203の電源投入が開始される。ここで、本実施形態では、負荷200〜203の電源投入が開始される時刻A以降、インバータ25の出力電圧、すなわち、負荷200〜203に供給される電圧が、所定時間t1だけ、ある程度低い電圧(動作電圧)に維持される。このような制御によって、本実施形態では、負荷200〜203の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
なお、所定時間t1は、系統300が停電したときに、太陽電池10等の電力を供給する負荷200等の個数を考慮して設定することができる。
以下、停電時において、本実施形態に係る電力制御を行わない場合を比較例として示す。
(比較例)
図3に、比較例に係る電力制御装置の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す。縦軸はインバータの出力電圧の実効値(切替器に供給される電圧の実効値)を示し、横軸は時刻を示す。図3では、時刻0が系統に停電が発生した時刻とする。比較例では、インバータの出力電圧が分電盤の動作電圧に達しても、インバータの出力電圧をそのまま上昇させている。そのため、負荷の電源投入が開始される時刻A以降においても、負荷に供給される電圧が上昇し続ける。従って、時刻A以降において、負荷の電源投入に伴う突入電流が大きくなってしまう。
図3に、比較例に係る電力制御装置の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す。縦軸はインバータの出力電圧の実効値(切替器に供給される電圧の実効値)を示し、横軸は時刻を示す。図3では、時刻0が系統に停電が発生した時刻とする。比較例では、インバータの出力電圧が分電盤の動作電圧に達しても、インバータの出力電圧をそのまま上昇させている。そのため、負荷の電源投入が開始される時刻A以降においても、負荷に供給される電圧が上昇し続ける。従って、時刻A以降において、負荷の電源投入に伴う突入電流が大きくなってしまう。
これに対し、本実施形態では、時刻A以降は、負荷200〜203に供給される電圧を所定時間t1だけ、ある程度低い電圧(動作電圧)に維持させる。そのため、本実施形態では、負荷200〜203の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
[システム動作]
図4は、本開示の第1の実施形態に係る電力制御装置101の動作の一例を示すフローチャートである。
図4は、本開示の第1の実施形態に係る電力制御装置101の動作の一例を示すフローチャートである。
制御部30は、系統300の停電を検出する(ステップS101)。すると、制御部30は、インバータ25から切替器102に供給される電圧が、動作電圧まで徐々に上昇するように制御する(ステップS102)。さらに、インバータ25の出力電圧が動作電圧に達すると、制御部30は、該出力電圧を所定時間t1だけ動作付近に維持させる(ステップS103)。その後、制御部30は、該出力電圧が動作電圧を超える、系統300における所定電圧まで上昇するように制御する(ステップS104)。
なお、系統300が停電したときに、太陽電池10等から負荷200〜203に電力を供給するために切替わった切替器102の該切替えは、系統300の停電中は、保持される。従って、系統300の停電中に、負荷200〜203の過負荷によって、再度、インバータ25の出力電圧を上昇させるときは、0V付近からの電圧が最初から負荷200〜203に供給される。従って、系統300の停電中に、負荷200〜203の過負荷によって、再度、インバータ25の出力電圧を上昇させるときは、制御部30は、単にソフトスタート制御を行えばよい。
また、本明細書では、「第1電圧」を、切替器102の動作電圧として説明したが、これに限定されない。例えば、「第1電圧」として、切替器102の動作電圧付近の任意の電圧を用いることができる。
以上のように、第1の実施形態に係る電力制御装置101は、系統300が停電したときに、切替器102に供給されるインバータ25の出力電圧が動作電圧まで徐々に上昇するよう制御する。さらに、電力制御装置101は、該出力電圧が動作電圧に達すると、該出力電圧を所定時間t1だけ動作電圧に維持させるよう制御する。このような制御によって、切替器102内の経路が切替わり、負荷200〜203の電源投入が開始された後、ある程度低い電圧が負荷200〜203に供給され続ける。そのため、本実施形態では、負荷200〜203の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
さらに、本実施形態に係る電力制御装置101は、特別な回路を設けることなく、上記制御によって、突入電流を低減させることができる。従って、本実施形態では、電力制御装置101に特別な回路を設けることで、電力制御装置101内の回路構成が複雑化してしまうことを防ぐことができる。
(第2の実施形態)
[システム構成]
第2の実施形態に係る電力制御装置101は、第1の実施形態に係る電力制御装置101と同様の構成を採用できる。従って、以下では、図1を参照し、第1の実施形態との相違点について主に説明する。
[システム構成]
第2の実施形態に係る電力制御装置101は、第1の実施形態に係る電力制御装置101と同様の構成を採用できる。従って、以下では、図1を参照し、第1の実施形態との相違点について主に説明する。
制御部30は、第2の実施形態では、系統300の停電時において、インバータ25の出力電圧が動作電圧に達すると、該出力電圧を、動作電圧を下回るように低下させる。その後、制御部30は、該出力電圧が動作電圧を超える、系統300における所定電圧まで徐々に上昇するように制御する。
図5に、本開示の第2の実施形態に係る電力制御装置101の停電時における出力電圧の実効値の変化示す。縦軸はインバータ25の出力電圧の実効値(切替器102に供給される電圧の実効値)を示し、横軸は時刻を示す。図5では、時刻0が系統300に停電が発生した時刻とする。時刻0で制御部30によって系統300の停電が検出され、制御部30によってインバータ25の出力電圧が徐々に上昇するよう制御される。その後、インバータ25の出力電圧が切替器102の動作電圧に達する時刻Aで、切替器102内の経路が切替わる。つまり、時刻Aで、太陽電池10等から負荷200〜203に電力を供給することが可能になる。また、時刻A以降は、切替器102内の経路は、太陽電池10等の電力が負荷200〜203に供給されるよう維持される。さらに、時刻Aで、インバータ25の出力電圧、すなわち、負荷200〜203に供給される電圧は、0V付近まで低下するよう制御される。その後、該出力電圧は、徐々に上昇するよう制御される。
このように、第2の実施形態では、切替器102内の経路が切替わった後、負荷200〜203に供給される電圧は、0V付近まで低下させられた後、徐々に上昇するよう制御される。これにより、負荷200〜203の電源投入が0V付近から開始されるようになる。そのため、第2実施形態では、負荷200〜203の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
[システム動作]
以下、本開示の第2の実施形態に係る電力制御装置101の動作について説明する。図6は、本開示の第2の実施形態に係る分散電源システム1の動作の一例を示すフローチャートである。
以下、本開示の第2の実施形態に係る電力制御装置101の動作について説明する。図6は、本開示の第2の実施形態に係る分散電源システム1の動作の一例を示すフローチャートである。
図6に示すステップS201,S202の処理は、図4に示すステップS101,102の処理と同様であるため、説明を省略する。
制御部30は、インバータ25の出力電圧が動作電圧に達する。すると、制御部30は、該出力電圧を、動作電圧を下回るように低下させる(ステップS203)。制御部30は、例えば、インバータ25の出力電圧を0V付近まで低下させる。その後、制御部30は、該出力電圧が動作電圧を超える、系統300における所定電圧まで上昇するように制御する(ステップS204)。
第2の実施形態に係る電力制御装置101において、その他の構成及び効果は、第1の実施形態に係る電力制御装置101と同様である。
(第3の実施形態)
[システム構成]
第3の実施形態に係る電力制御装置101は、第1の実施形態に係る電力制御装置101と同様の構成を採用できる。従って、以下では、図1を参照し、第3の実施形態との相違点について主に説明する。
[システム構成]
第3の実施形態に係る電力制御装置101は、第1の実施形態に係る電力制御装置101と同様の構成を採用できる。従って、以下では、図1を参照し、第3の実施形態との相違点について主に説明する。
記憶部40は、第2の実施形態において、所定時間t2を記憶している。
負荷200〜203は、それぞれ、単相3線における第1相(例えばU相)又は第2相(例えばW相)の電力を消費する。以下では、負荷200,201が第1相の電力を消費するものとし、負荷203が第2相の電力を消費するものとする。
制御部30は、第3の実施形態では、系統300の停電を検出すると、インバータ25から切替器102に供給される第1相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。系統300の停電を検出してから所定時間t2が経過した後、制御部30は、インバータ25から切替器102に供給される第2相の第2電圧が所定電圧まで上昇するように制御する。
図7に、本開示の第3の実施形態に係る電力制御装置101の停電時における出力電圧の実効値の変化を示す。縦軸はインバータ25の出力電圧の実効値(切替器102に供給される電圧の実効値)を示し、横軸は時刻を示す。図7では、時刻0が系統300に停電が発生した時刻とする。時刻0で制御部30によって系統300の停電が検出され、制御部30によってインバータ25から切替器102に供給される第1相の電圧が徐々に上昇するよう制御される。さらに、系統300の停電を検出してから所定時間t2が経過した後、すなわち、時刻t2で、制御部30によってインバータ25から切替器102に供給される第2相の電圧が徐々に上昇するよう制御される。このような制御によって、第1相の電力を消費する負荷200,201の電源投入が開始されるタイミングと、第2相の電力を消費する負荷202,203の電源投入が開始されるタイミングが、ずれるようになる。
このように、第3の実施形態では、第1相と第2相の電圧を上昇させるタイミングをずらすことで、第1相の電力を消費する負荷200,201と第2相の電力を消費する負荷202,203の電源投入が開始されるタイミングをずらしている。このような制御によって、第3の実施形態に係る電力制御装置101は、負荷200〜203の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。また、第1相と第2相との加算電圧を使用する負荷が接続されている場合でも、同様に、当該負荷の電源投入に伴う突入電流を低減させることができる。
なお、所定時間t2は、第1相の電力を消費する負荷200,201の個数と第2相の電力を消費する負荷202,203の個数等を考慮して設定することができる。
[システム動作]
以下、本開示の第3の実施形態に係る電力制御装置101の動作について説明する。図8は、本開示の第3の実施形態に係る分散電源システム1の動作の一例を示すフローチャートである。
以下、本開示の第3の実施形態に係る電力制御装置101の動作について説明する。図8は、本開示の第3の実施形態に係る分散電源システム1の動作の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部30は、系統300の停電を検出する(ステップS301)。制御部30は、インバータ25から切替器102に供給される第1相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する(ステップS302)。さらに、制御部30は、系統300の停電を検出してから所定時間t2が経過した後(ステップS303)、インバータ25から切替器102に供給される第2相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する(ステップS304)。
第3の実施形態に係る電力制御装置101において、その他の構成及び動作は、第1の実施形態に係る電力制御装置101と同様である。
本開示内容の制御は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアによって実行される、一連の動作として示される。コンピュータシステムその他のハードウェアには、例えば、汎用コンピュータ、PC(Personal Computer)、専用コンピュータ、ワークステーション、又はその他のプログラム可能なデータ処理装置が含まれる。各実施形態では、種々の動作は、プログラム命令(ソフトウェア)で実装された専用回路(例えば、特定機能を実行するために相互接続された個別の論理ゲート)によって実行されることに留意されたい。また、種々の動作は、1つ以上のプロセッサによって実行される論理ブロック及びプログラムモジュール等によっても実行されることに留意されたい。論理ブロック及びプログラムモジュール等を実行する一以上のプロセッサには、例えば、1つ以上のマイクロプロセッサ、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)が含まれる。また、一以上のプロセッサには、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)が含まれる。また、一以上のプロセッサには、例えば、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)が含まれる。また、一以上のプロセッサには、例えば、コントローラ、マイクロコントローラ、電子機器、ここに記載する機能を実行可能に設計されたその他の装置、及び/又は、これらいずれかの組合せが含まれる。ここに示す実施形態は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード又はこれらいずれかの組合せによって実装される。
ここで用いられるネットワークには、他に特段の断りがない限りは、インターネット、アドホックネットワーク、LAN(Local Area Network)、セルラーネットワーク、もしくは他のネットワーク又はこれらいずれかの組合せが含まれる。
100 分散電源システム
101 電力制御装置
102 切替器
103 分電盤
10,11,12 太陽電池(分散電源)
13 燃料電池(分散電源)
14 蓄電池(分散電源)
20,21,22,23,24 DC/DCコンバータ
25 インバータ
30 制御部
40 記憶部
50 電流センサ
60,61 ブレーカ
70,71,72,73,74 ブレーカ
SW1,SW2,SW3 スイッチ
200,201,202,203 負荷
300 系統
101 電力制御装置
102 切替器
103 分電盤
10,11,12 太陽電池(分散電源)
13 燃料電池(分散電源)
14 蓄電池(分散電源)
20,21,22,23,24 DC/DCコンバータ
25 インバータ
30 制御部
40 記憶部
50 電流センサ
60,61 ブレーカ
70,71,72,73,74 ブレーカ
SW1,SW2,SW3 スイッチ
200,201,202,203 負荷
300 系統
Claims (12)
- 分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータと、
前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、系統の停電を検出すると、前記インバータから前記切替器に供給される電圧が、系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器が動作する第1電圧まで上昇するように前記インバータの出力電圧を制御し、該出力電圧が前記第1電圧に達すると、該出力電圧を前記第1電圧以下に維持させた後、該出力電圧が前記第1電圧を超える所定電圧まで上昇するように前記出力電圧を制御する、電力制御装置。 - 前記制御部は、前記インバータの出力電圧が前記第1電圧に達すると、該出力電圧を所定時間だけ前記第1電圧に維持させるように制御する、請求項1に記載の電力制御装置。
- 前記第1電圧を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記インバータの出力電圧が前記第1電圧に達すると、該出力電圧を前記第1電圧を下回るように低下させた後、該出力電圧を上昇させるように制御する、請求項1に記載の電力制御装置。 - 分散電源の電力を変換し、変換後の電力を切替器に供給するインバータと、
前記インバータを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、系統の停電を検出すると、系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器に供給される前記インバータの第1相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御し、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータの第2相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する、電力制御装置。 - 分散電源の電力を制御する電力制御装置の制御方法であって、該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備え、
系統の停電を検出するステップと、
前記系統の停電を検出すると、前記インバータの出力電圧を、前記系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器が動作する第1電圧まで上昇させるステップと、
前記インバータの出力電圧が前記第1電圧に達すると、前記インバータの出力電圧を前記第1電圧以下に維持させてから前記第1電圧を超える所定電圧まで上昇させるステップと
を含む電力制御装置の制御方法。 - 分散電源の電力を制御する電力制御装置の制御方法であって、該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備え、
系統の停電を検出するステップと、
前記系統の停電を検出すると、前記系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器に供給される前記インバータからの第1相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップと、
前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータから前記切替器に供給される第2相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップと
を含む電力制御装置の制御方法。 - 分散電源と、
切替器と、
分散電源の電力を変換するインバータと、該インバータを制御する制御部とを有する電力制御装置と、を備え、
前記制御部は、系統の停電を検出すると、前記インバータから前記切替器に供給される電圧が、前記系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える前記切替器が動作する第1電圧まで上昇するように前記インバータの出力電圧を制御し、該出力電圧が前記第1電圧に達すると、該出力電圧を前記第1電圧以下に維持させた後、該出力電圧が前記第1電圧を超える所定電圧まで上昇するように前記出力電圧を制御する、分散電源システム。 - 前記制御部は、前記インバータの出力電圧が前記第1電圧に達すると、該出力電圧を所定時間だけ前記第1電圧に維持させるように制御する、請求項7に記載の分散電源システム。
- 前記電力制御装置は、前記第1電圧を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記インバータの出力電圧が前記第1電圧に達すると、該出力電圧を前記第1電圧を下回るように低下させた後、該出力電圧を上昇させるように制御する、請求項7に記載の分散電源システム。 - 分散電源と、
切替器と、
分散電源の電力を変換するインバータと、該インバータを制御する制御部とを有する電力制御装置と、を備え、
前記制御部は、系統の停電を検出すると、前記系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器に供給される前記インバータの第1相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御し、前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータの第2相の電圧が所定電圧まで上昇するように制御する、分散電源システム。 - 分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える分散電源システムの制御方法であって、該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備え、
前記電力制御装置によって、系統の停電を検出するステップと、
前記電力制御装置によって、前記系統の停電を検出すると、前記インバータの出力電圧を、前記系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える切替器が動作する第1電圧まで上昇させるステップと、
前記電力制御装置によって、前記インバータの出力電圧が前記第1電圧に達すると、前記インバータの出力電圧を前記第1電圧以下に維持させてから前記第1電圧を超える所定電圧まで上昇させるステップと
を含む、分散電源システムの制御方法。 - 分散電源と、切替器と、電力制御装置とを備える分散電源システムの制御方法であって、該電力制御装置は、該分散電源の電力を変換するインバータを備え、
前記電力制御装置によって、系統の停電を検出するステップと、
前記電力制御装置によって、前記系統の停電を検出すると、前記系統から負荷に供給する第1電力を前記インバータからの第2電力に切替える前記切替器に供給される前記インバータからの第1相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップと、
前記系統の停電を検出してから所定時間が経過した後、前記インバータから前記切替器に供給される第2相の電圧を所定電圧まで上昇させるステップと
を含む、分散電源システムの制御方法。
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