JP6689093B2 - 系統連系パワーコンディショナー及び分散型電力供給ネットワーク - Google Patents

Description

本発明は、系統連系パワーコンディショナー及び分散型電力供給ネットワークに関する。

商用電力系統と連系する分散型電源システムは、例えば太陽電池等から発生される交流または直流の電力を系統連系パワーコンディショナーにより交流電力に変換し、変換後の交流電力を商用電力系統に接続されている家庭内負荷に供給する（例えば、特許文献１）。

特開２００５−３１２２８７号公報

従来、パワーコンディショナーによる直流電力の使用は、発電機器で発電された直流電力を交流電力に変換し、その後、直流電力に再度変換して使用している。このため、（直流→交流）又は（交流→直流）変換の段数が増加し、変換損失が大きくなる問題がある。
また、用途、機能に応じた種々のデバイスが存在する場合は、各デバイスのシステムに対応した電力源をそれぞれ確保する必要がある。このため、システムが煩雑化し、また、コストが増大する傾向がある。
さらに、パワーコンディショナーは発電装置、蓄電デバイス及び電力消費装置と接続した電力クラスタを形成し、複数の他の電力クラスタと接続したネットワークを構成した場合に、電力ルータとして機能する可能性がある。
本発明の目的は、パワーコンディショナーによる直流電力の使用において、（直流→交流）又は（交流→直流）変換による変換損失の増大を低減することにある。
また、本発明の目的は、パワーコンディショナーを含む電力クラスタを接続した分散型電力供給ネットワークを提供することにある。

本発明によれば、発電を行う直流電力供給装置と、蓄電装置と、系統電源とに接続される系統連系パワーコンディショナーであって、前記直流電力供給装置から供給される直流電力の電圧を直流電圧に変換して直流母線に出力する第１の電圧変換部と、前記蓄電装置と前記直流母線との間に接続され、当該蓄電装置の充電作動状態には、当該直流母線から受ける直流電力を変換して当該蓄電装置に供給し、当該蓄電装置の放電作動状態には当該蓄電装置から受ける直流電力を変換して当該直流母線に出力する第２の電圧変換部と、前記系統電源に接続される交流母線における交流電力を直流電力に変換して前記直流母線に出力するＡＣ／ＤＣ変換作動と、当該直流母線における直流電力を交流電力に変換して当該交流母線に出力するＤＣ／ＡＣ変換作動とを切り替えて作動が可能な系統連系用双方向インバータと、前記第１の電圧変換部、前記第２の電圧変換部、前記系統連系用双方向インバータの作動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする系統連系パワーコンディショナーが提供される。

ここで、前記第２の電圧変換部は、前記蓄電装置に接続される側と前記直流母線に接続される側とが絶縁される絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであることが好ましい。
また、前記直流電力供給装置は、太陽光発電装置、ＦＣＬ燃料電池を含むことが好ましい。
前記蓄電装置は、電気自動車（ＥＶ）搭載バッテリを含むことが好ましい。
さらに、前記直流母線に接続し、当該直流母線から受ける直流電力を変換して直流電力消費装置に供給する第３の電圧変換部を備えることが好ましい。
また、交流電力供給装置であるガス、コジェネ発電装置、地熱発電、従来型パワーコンディショナーの少なくとも１つと接続することができる。この場合、交流電力供給装置は、直流母線を介さずに接続される。

さらに、本発明によれば、発電を行う直流電力供給装置と、蓄電装置と、系統電源とに接続される系統連系パワーコンディショナーを含む電力クラスタを接続した分散型電力供給ネットワークであって、前記系統連系パワーコンディショナーは、前記直流電力供給装置から供給される直流電力の電圧を直流電圧に変換して直流母線に出力する第１の電圧変換部と、前記蓄電装置と前記直流母線との間に接続され、当該蓄電装置の充電作動状態には、当該直流母線から受ける直流電力を変換して当該蓄電装置に供給し、当該蓄電装置の放電作動状態には当該蓄電装置から受ける直流電力を変換して当該直流母線に出力する第２の電圧変換部と、前記系統電源に接続される交流母線における交流電力を直流電力に変換して前記直流母線に出力するＡＣ／ＤＣ変換作動と、当該直流母線における直流電力を交流電力に変換して当該交流母線に出力するＤＣ／ＡＣ変換作動とを切り替えて作動が可能な系統連系用双方向インバータと、前記第１の電圧変換部、前記第２の電圧変換部、前記系統連系用双方向インバータの作動を制御する制御手段と、を備え、前記電力クラスタ同士が電力を融通することを特徴とする分散型電力供給ネットワークが提供される。

本発明によれば、パワーコンディショナーによる直流電力の使用において、（直流→交流）又は（交流→直流）変換による変換損失の増大が低減する。
また、本発明によれば、それぞれ系統連系パワーコンディショナーを備える複数の電力クラスタを接続した分散型電力供給ネットワークにおいて、系統連系パワーコンディショナーは、電力クラスタ間同士で電力の融通及び情報を制御する電力ルータ及び情報ルータとして機能する。

本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーの基本構成の一例を説明する図である。 太陽電池インターフェースユニットの基本動作の一例を説明する図である。 蓄電用双方向コンバータの基本動作の一例を説明する図である。 系統連系用双方向インバータの基本動作の一例を説明する図である。図４（ａ）は、系統→直流母線の例であり、図４（ｂ）は、直流母線→系統の例である。 系統連系パワーコンディショナーにおける（太陽電池パネル→ＥＶ充電）制御の一例を説明する図である。 系統連系パワーコンディショナーにおける（Ｌｉイオン電池→ＥＶ充電）制御の一例を説明する図である。 本実施の形態に係る分散型電力供給ネットワークにおける電力線の接続構成を説明する図である。 本実施の形態に係る分散型電力供給ネットワークにおける電力クラスタの一例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。すなわち、実施の形態の例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するための一例であり、実際の大きさを表すものではない。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。

（系統連系パワーコンディショナー）
図１は、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーの基本構成の一例を説明する図である。図１に記載された系統連系パワーコンディショナーは、発電を行う直流電力供給装置及び蓄電装置等と系統電源とを接続するため、直流母線（３８０ＶＤＣ）を介して接続されたマルチソースのユニットを搭載している。

本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、マルチソースのユニットとしては、直流電力供給装置から供給される直流電力の電圧を直流電圧に変換して直流母線に出力する第１の電圧変換部（太陽電池インターフェースユニット、ＦＣＬ燃料電池インターフェースユニット）と、蓄電装置と直流母線との間に接続され、蓄電装置の充電作動状態には、直流母線から受ける直流電力を変換して蓄電装置に供給し、蓄電装置の放電作動状態には蓄電装置から受ける直流電力を変換して直流母線に出力する第２の電圧変換部（ＥＶインターフェースユニット、蓄電用双方向コンバータインターフェースユニット）と、を搭載している。

また、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、系統電源に接続される交流母線における交流電力を直流電力に変換して直流母線に出力するＡＣ／ＤＣ変換作動と、直流母線における直流電力を交流電力に変換して交流母線に出力するＤＣ／ＡＣ変換作動とを切り替えて作動が可能な系統連系用双方向インバータ（ＡＣ／ＤＣ系統連系用双方向インバータ）を搭載している。

さらに、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、第１の電圧変換部、第２の電圧変換部、系統連系用双方向インバータの作動を制御する制御手段（システム管理ユニット）を搭載している。

図１に示すように、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、データサーバや携帯電話基地局等の直流電力消費装置に直流電力を接続できる第３の電圧変換部としての直流給電インターフェースユニットを搭載している。第３の電圧変換部の作動は、前述したシステム管理ユニットにより制御される。

図１に示すように、本実施の形態では、系統電源（系統：ＡＣ２００Ｖ １φ ３Ｗ）には、外部負荷として家庭内で使用する家電（エアコン、冷蔵庫、大型テレビ等）が接続されている。

さらに、図１に示すように、本実施の形態では、交流電力供給装置（ガス、コジェネ発電、地熱発電、風力発電等）により発電された電力を、必要に応じて系統電源（系統）側へ給電するために複数のユニット（ガス、コジェネ発電インターフェースユニット、地熱発電インターフェースユニット）を搭載している。
また、本実施の形態では、太陽電池パネル等と接続された従来型パワーコンディショナー（従来型パワコン）から系統電源（系統）側へ給電するための従来型パワコンインターフェースユニットを搭載している。

（直流電力供給装置）
ここで、本実施の形態において、発電を行う直流電力供給装置としては、太陽電池パネル、ＦＣＬ燃料電池等が挙げられる。蓄電装置としては、電気自動車（ＥＶ）に搭載されたバッテリやＬｉイオン電池等の蓄電デバイスが挙げられる。
次に、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーが搭載する複数のユニットを説明する。

（第１の電圧変換部）
本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、第１の電圧変換部として、太陽電池パネルと接続される太陽電池インターフェースユニットと、ＦＣＬ燃料電池と接続されるＦＣＬ燃料電池インターフェースユニットを搭載している。

（太陽電池インターフェースユニット）
図２は、太陽電池インターフェースユニットの基本動作の一例を説明する図である。図２に示すように、本実施の形態における第１の電圧変換部としての太陽電池インターフェースユニットは、直流電力供給装置としての太陽電池パネル（太陽光発電装置）から供給される直流電力の電圧を、ダイオード２１とスイッチ素子２２を備えたＤＣ／ＤＣコンバータ部により直流電圧に変換して直流母線に出力する。本実施の形態では、太陽電池インターフェースユニットは、太陽電池パネルにより発電された直流電力を直流母線の電圧まで昇圧する機能があり、その際、照度や温度状況により変化する発電電力を常に最大にするＭＰＰＴ制御（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ：最大電力点追従）を行う。

（ＦＣＬ燃料電池インターフェースユニット）
また、本実施の形態では、第１の電圧変換部の他の実施形態として、ＦＣＬ燃料電池と接続されるＦＣＬ燃料電池インターフェースユニットを搭載し、ＦＣＬ燃料電池と接続し、直流母線側に電力供給が行われる。

（第２の電圧変換部）
本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、第２の電圧変換部としてリチウム（Ｌｉ）イオン電池等に代表される蓄電デバイスと接続される蓄電用双方向コンバータインターフェースユニットと、電気自動車（ＥＶ）と接続されるＥＶインターフェースユニットとを搭載している。

（蓄電用双方向コンバータインターフェースユニット）
図３は、蓄電用双方向コンバータインターフェースユニット（蓄電用双方向コンバータと記す）の基本動作の一例を説明する図である。図３に示すように、本実施の形態における第２の電圧変換部としての蓄電用双方向コンバータインターフェースユニットは、リチウム（Ｌｉ）イオン電池等に代表される蓄電デバイス（蓄電装置）と直流母線との間に接続され、蓄電デバイスの充電作動状態には、直流母線から受ける直流電力を変換して蓄電デバイスに供給し、蓄電デバイスの放電作動状態には蓄電デバイスから受ける直流電力を変換して直流母線に出力する。

本実施の形態では、蓄電用双方向コンバータインターフェースユニットとして、ダイオード３１と高周波トランス３２を備えた絶縁ＤＣ／ＤＣコンバータ部が使用され、ＢＭＵ（バッテリマネジメントユニット）からの情報により、指定のプロトコルに基づき、直流母線から蓄電デバイスに充電及び放電を行い、スムーズな電流切り替えを実現する。尚、本実施の形態では、蓄電デバイスに蓄電された電力は、直流母線から系統電源（系統）側へ電力を供給することも可能である。

（ＥＶインターフェースユニット）
また、本実施の形態では、第２の電圧変換部の他の実施形態として、電気自動車（ＥＶ）と接続されるＥＶインターフェースユニットを搭載している。ＥＶインターフェースユニットを介して電気自動車（ＥＶ）と接続することにより、電気自動車（ＥＶ）に搭載されている蓄電池（バッテリ）を利用するＶ２Ｈ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｔｏ Ｈｏｍｅ）やＶ２Ｇ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｔｏ Ｇｒｉｄ）が可能である。

（系統連系用双方向インバータ）
本実施の形態における系統連系用双方向インバータとして搭載しているＡＣ／ＤＣ系統連系用双方向インバータは、系統電源に接続される交流母線における交流電力を直流電力に変換して直流母線に出力するＡＣ／ＤＣ変換作動と、直流母線における直流電力を交流電力に変換して交流母線に出力するＤＣ／ＡＣ変換作動とを切り替えて作動する。

（ＡＣ／ＤＣ系統連系用双方向インバータ）
図４は、ＡＣ／ＤＣ系統連系用双方向インバータ（双方向インバータと記す）の基本動作の一例を説明する図である。図４（ａ）は、系統電源（系統）→直流母線の例であり、図４（ｂ）は、直流母線→系統電源（系統）の例である。図４（ａ）に示すように、各インターフェースユニットに接続される負荷状況や発電状況に応じて電力が必要な場合は、系統側より、連系保護部及び双方向インバータ部を介し、直流母線に対し電力を供給する。

また、図４（ｂ）に示すように、発電された電力が余剰な場合は、双方向インバータ部及び連系保護部を介し、直流母線から系統側に電力を供給する。本実施の形態では、これらのモードの切り替えは、ソフトウェア制御によりシームレスに行うことが可能である。連系動作は、ＪＥＴ認証可能な太陽光パワーコンディショナーと同等の機能を有している。

図５は、系統連系パワーコンディショナーにおける（太陽電池パネル→ＥＶ充電）制御の一例を説明する図である。本実施の形態としてのマルチソースのパワーコンディショナーには、複数のユニットが接続されている。これらの複数のユニットを制御するのは、システム管理ユニットにより行われる。例えば、太陽電池パネルから電気自動車（ＥＶ）に充電する場合は、図５に示すように、システム管理ユニットから太陽電池インターフェースユニットに命令１が出力される。そして、電気の流れ１に示すように、太陽電池パネル→太陽電池インターフェースユニット→（直流母線）→ＥＶインターフェースユニット→電気自動車（ＥＶ）に電気が供給される。

図６は、系統連系パワーコンディショナーにおける（Ｌｉイオン電池→ＥＶ充電）制御の一例を説明する図である。図６に示すように、本実施の形態では、Ｌｉイオン電池から電気自動車（ＥＶ）に充電する場合は、システム管理ユニットから蓄電用双方向コンバータインターフェースユニットに命令２が出力される。そして、電気の流れ２に示すように、Ｌｉイオン電池→蓄電用双方向コンバータインターフェースユニット→（直流母線）→ＥＶインターフェースユニット→電気自動車（ＥＶ）に電気が供給される。この様に、システム管理ユニットは、複数のユニットに命令を出力し、電気の流れを制御する。

（交流電力供給装置）
図１に示すように、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、交流電力供給装置と接続した複数のユニットを搭載し、交流電力供給装置により発電された電力を、必要に応じて系統電源（系統）側へ給電することができる。
交流電力供給装置としては、ガス、コジェネ発電、地熱発電、風力発電が挙げられる。本実施の形態では、交流電力供給装置と接続するユニットとしては、ガス、コジェネ発電と接続するガス、コジェネ発電インターフェースユニット、地熱発電と接続する地熱発電インターフェースユニットを搭載している。ガス、コジェネ発電インターフェースユニットを介してガス、コジェネ発電と変圧器を接続することにより、系統電源（系統）側へ電力が必要な場合は、ガス、コジェネ発電から変圧器を接続して供給する。また、ＡＣ／ＤＣ系統連系用双方向インバータにて変換し、直流母線へ入力することも可能である。また、地熱発電インターフェースを介して地熱発電と変圧器を接続することにより、系統電源（系統）側へ電力が必要な場合は、ガス、地熱発電から変圧器を接続して供給する。ＡＣ／ＤＣ系統連系用双方向インバータにて変換し、直流母線へ入力することも可能である。尚、同様に、風力発電の場合は、風力発電により発電した電力は系統連系パワーコンディショナーに供給される。このような電力は、蓄電池に蓄電することができ、または系統電源側に供給し、売電することも可能である。

（従来型パワコンインターフェースユニット）
図１に示すように、本実施の形態では、従来型パワーコンディショナー（従来型パワコン）を接続する従来型パワコンインターフェースユニットを搭載している。本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーに従来型パワコンインターフェースユニットを介して従来型パワコンと接続することにより、系統電源（系統）側へ電力が必要な場合は、従来型パワコンからそのまま無変換で供給する。また、ＡＣ／ＤＣ系統連系用双方向インバータにて変換し、直流母線へ入力することも可能である。さらに、従来型パワコン側へ電力が必要な場合は、系統電源（系統）から電力が供給される。ＡＣ／ＤＣ系統連系用双方向インバータにて変換し、直流母線から従来型パワコン側に入力することもできる。尚、モードの切り替えを手動で切り替えることも可能である。

本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、従来のパワーコンディショナーには搭載されない蓄電デバイス、システム管理ユニット（制御手段）を搭載することにより、リアルタイムで電力需要を把握し、状況に応じてピークシフトやピークカットなど最適なエネルギーの融通が可能である。また、使用予測や気候変動に基づくプログラミング機能、各種通信が可能であり、直流母線を設けることにより、交流電力変換前の直流電力を使用することが可能なため、変換の段数が減少することによる低損失を実現することができる。

本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーは、各種の発電デバイスからの電力を、系統電源側に供給し売電する機能、蓄電池に一旦蓄電し、その後、売電する機能、家電等の消費に蓄電した電力を供給する機能等が基本機能となる。尚、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーを既設の太陽光発電所に組み込む場合は、既存の従来型パワコンと系統電源との間に、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーを入れて、太陽光パネル集電箱と既存のパワーコンディショナーの間に設置する場合がある。

次に、本実施の形態に係る系統連系パワーコンディショナーを利用した分散型電力供給ネットワークについて説明する。
図７は、本実施の形態に係る分散型電力供給ネットワークにおける電力線の接続構成を説明する図である。図７に示すように、系統電力網にそれぞれ接続した複数の電力クラスタ（ＣＬ−１，ＣＬ−２，ＣＬ−３，ＣＬ−４）が相互に接続されて分散型電力供給ネットワークが構成されている。各電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）は、系統連系パワーコンディショナー（ＰＣＳ−１，ＰＣＳ−２，ＰＣＳ−３，ＰＣＳ−４）に接続した太陽電池パネル等の発電装置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）と、バッテリ等の蓄電デバイス（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）と、家電等の電力消費装置（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４）とを要素として備えている。

複数の電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）は、電力線（ＥＳ−１，ＥＳ−２，ＥＳ−３，ＥＳ−４）を介して系統電力網にそれぞれ接続し、併せて、各電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）が、共有電力線（ＩＥ−１，ＩＥ−２，ＩＥ−３，ＩＥ−４）を介して相互に接続している。

図７において、電力線と共有電力線の矢印は電力の流れを表している。各電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）内において、発電装置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）により発電された電力は、系統連系パワーコンディショナー（ＰＣＳ−１，ＰＣＳ−２，ＰＣＳ−３，ＰＣＳ−４）を介して蓄電デバイス（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）または電力消費装置（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４）に送られる。電力消費装置（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４）では、太陽電池パネル等の発電装置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）、蓄電デバイス（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）または系統電力網からの電力を消費する。蓄電デバイス（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）は、発電装置（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）で発電されたものの電力消費装置（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４）で消費されなかった電力が蓄電される。

図７に示すように、本実施の形態に係る分散型電力供給ネットワークにおいて、電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）同士は、共有電力線（ＩＥ−１，ＩＥ−２，ＩＥ−３，ＩＥ−４）を介して相互に接続している。複数の電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）がそれぞれ搭載する系統連系パワーコンディショナー（ＰＣＳ−１，ＰＣＳ−２，ＰＣＳ−３，ＰＣＳ−４）は、電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）間同士で電力の融通及び情報を制御する電力ルータ及び情報ルータとして機能し、分散型電力供給ネットワーキングを進めるうえで、効果的なデバイス（発電セル＋ルータ機能）となる。複数の電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）同士が電力を融通することにより、分散型電力供給ネットワークが構成されている。

図８は、本実施の形態に係る分散型電力供給ネットワークにおける電力クラスタの一例を説明する図である。図８に示す電力クラスタは、系統連系パワーコンディショナーに搭載された太陽電池インターフェースユニット、蓄電用双方向コンバータインターフェースユニット、ＥＶインターフェースユニット、コジェネインターフェースユニット、直流給電インターフェースユニット及び従来型パワコンインターフェースユニットと系統連系用双方向インバータの作動を制御する制御手段（システム管理ユニット）を搭載し、さらに、ネットワーク内における情報交換を制御する通信制御装置を備えている。

複数の電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）は、相互に情報および電力のやり取りが行われる。例えば、電力クラスタ（ＣＬ−１）と電力クラスタ（ＣＬ−２）に、それぞれ太陽電池パネルと蓄電池が接続されており、電力クラスタ（ＣＬ−３）と電力クラスタ（ＣＬ−４）に、それぞれ電力消費をする工場又は家屋を接続している場合を想定する。
電力クラスタ（ＣＬ−２）において、太陽電池パネルにより発電する電力と蓄電池の電力では不足する状況が生じると、電力クラスタ（ＣＬ−２）から電力クラスタ（ＣＬ−１）に対して電力不足の情報を流す。電力クラスタ（ＣＬ−１）は電力クラスタ（ＣＬ−２）からの情報により、電力を電力クラスタ（ＣＬ−２）に供給することができる。

さらに、電力クラスタ（ＣＬ−１）からの電力供給量では不十分な場合は、電力クラスタ（ＣＬ−２）は電力クラスタ（ＣＬ−３）や電力クラスタ（ＣＬ−４）に対しても電力不足の情報を流すことにより、電力クラスタ（ＣＬ−３）又は電力クラスタ（ＣＬ−４）は電力クラスタ（ＣＬ−２）に電力を供給することができる。
このように、複数の電力クラスタ（ＣＬ−１〜ＣＬ−４）は、分散型電力供給ネットワークを構成するメンバーとして情報ネットワーク上にＩＤを持ち、電力と情報のルータ機能を付加することにより、各メンバーの電力の過不足の情報を得ることができ、電力が不足しているメンバーに電力を供給する（電力融通）ことができる。

また、例えば、電力クラスタ（ＣＬ−１）における系統連系パワーコンディショナー（ＰＣＳ−１）は、接続している太陽電池パネル等の発電装置（Ｓ１）で発電した電力を、同様に接続している蓄電デバイス（Ｂ１）の容量の制限で、蓄電できない状況が生じる場合がある。その場合は、系統連系パワーコンディショナー（ＰＣＳ−１）がネットワーク上の電力クラスタ（ＣＬ−２）における系統連系パワーコンディショナー（ＰＣＳ−２）に蓄電依頼を発信することにより、ネットワーク内で「電力を保持」又は「融通蓄電」等の電力の一時保管を可能にしている。

２１，３１…ダイオード、２２…スイッチ素子

Claims (7)

1. 発電を行う直流電力供給装置と、蓄電装置と、系統電源とに接続される系統連系パワーコンディショナーであって、
   前記直流電力供給装置から供給される直流電力の電圧を直流電圧に変換して直流母線に出力する第１の電圧変換部と、
   前記蓄電装置と前記直流母線との間に接続され、当該蓄電装置の充電作動状態には、当該直流母線から受ける直流電力を変換して当該蓄電装置に供給し、当該蓄電装置の放電作動状態には当該蓄電装置から受ける直流電力を変換して当該直流母線に出力する第２の電圧変換部と、
   前記系統電源に接続される交流母線における交流電力を直流電力に変換して前記直流母線に出力するＡＣ／ＤＣ変換作動と、当該直流母線における直流電力を交流電力に変換して当該交流母線に出力するＤＣ／ＡＣ変換作動とを切り替えて作動が可能な系統連系用双方向インバータと、
   前記第１の電圧変換部、前記第２の電圧変換部、前記系統連系用双方向インバータの作動を制御する制御手段と、
   前記交流母線に接続し、交流電力供給装置により発電される電力を前記系統電源側に給電するための複数のユニットと、
   備えることを特徴とする系統連系パワーコンディショナー。
2. 前記第２の電圧変換部は、前記蓄電装置に接続される側と前記直流母線に接続される側とが絶縁される絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであることを特徴とする請求項１に記載の系統連系パワーコンディショナー。
3. 前記直流電力供給装置は、太陽光発電装置、ＦＣＬ燃料電池を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の系統連系パワーコンディショナー。
4. 前記蓄電装置は、電気自動車（ＥＶ）搭載バッテリを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の系統連系パワーコンディショナー。
5. 前記直流母線に接続し、当該直流母線から受ける直流電力を変換して直流電力消費装置に供給する第３の電圧変換部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の系統連系パワーコンディショナー。
6. 前記交流電力供給装置は、ガス、コジェネ発電装置、地熱発電、従来型パワーコンディショナーの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の系統連系パワーコンディショナー。
7. 発電を行う直流電力供給装置と、蓄電装置と、系統電源とに接続される系統連系パワーコンディショナーを含む電力クラスタを接続した分散型電力供給ネットワークであって、
   前記系統連系パワーコンディショナーは、
   前記直流電力供給装置から供給される直流電力の電圧を直流電圧に変換して直流母線に出力する第１の電圧変換部と、
   前記蓄電装置と前記直流母線との間に接続され、当該蓄電装置の充電作動状態には、当該直流母線から受ける直流電力を変換して当該蓄電装置に供給し、当該蓄電装置の放電作動状態には当該蓄電装置から受ける直流電力を変換して当該直流母線に出力する第２の電圧変換部と、
   前記系統電源に接続される交流母線における交流電力を直流電力に変換して前記直流母線に出力するＡＣ／ＤＣ変換作動と、当該直流母線における直流電力を交流電力に変換して当該交流母線に出力するＤＣ／ＡＣ変換作動とを切り替えて作動が可能な系統連系用双方向インバータと、
   前記第１の電圧変換部、前記第２の電圧変換部、前記系統連系用双方向インバータの作動を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記電力クラスタ同士が電力を融通することを特徴とする分散型電力供給ネットワーク。

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