JP6885478B2 - 電力変換装置、パワーコンディショナ、パワーコンディショナシステム、および電源システム - Google Patents
電力変換装置、パワーコンディショナ、パワーコンディショナシステム、および電源システム Download PDFInfo
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Description
本実施の形態には、少なくとも以下のものが含まれる。
上記の構成によれば、非絶縁型DC/DC部よりも変換効率が多少劣る絶縁型DC/DC部の数を抑えることができる。従って、電力変換装置全体としての効率を高めることができる。
上記の構成によれば、交流電路から電力を供給して蓄電池を充電することができる。また、逆に、直流電源から交流電路への電力供給が可能となる。さらに、交流電路に商用電力系統が接続されている場合は、系統連系による売電が可能となる。
上記の構成によれば、すべての電源および負荷に関して必要な電力変換機能を全て搭載したコンパクトな複合型のパワーコンディショナを提供することができる。
上記の構成によれば、1台の大容量電力変換装置で基地局に給電するよりも、複数の電力変換装置で出力を分担できる。そのため、個々の電力変換装置では、基地局への給電電流を抑制することができる。従って、給電路が距離的に長い場合にも電圧降下を抑制することができる。
(8)本実施形態に係る電源システムは、上記構成の電力変換装置と太陽光発電パネルと蓄電池と、を含む。
以下に、図面を参照しつつ、好ましい実施の形態について説明する。
図1は、本実施の形態にかかる電力変換装置の構成を表した概略図である。本実施の形態にかかる電力変換装置(パワーコンディショナ)10は、電源としての1または複数の太陽光発電パネル30A,30Bおよび蓄電池ユニット40と接続されて、太陽光発電パネル30A,30Bの発電によって生じた電力、または蓄電池ユニット40に蓄電された電力を、直流によって基地局20に供給する。1または複数の太陽光発電パネル30A,30Bを代表させて太陽光発電パネル30と称する。
また、蓄電池ユニット40とDCバス11との間には非絶縁型のDC/DC部13が設けられる。蓄電池41に蓄電された電力が基地局20に供給される場合、DC/DC部13は、蓄電池41からの直流電圧をDCバス11の直流電圧に変換する。太陽光発電パネル30によって発電された電力が蓄電池41に蓄電される場合、DC/DC部13は、DCバス11の直流電圧を蓄電池41の直流電圧に変換する。
発電機または商用電力系統である交流電源50から電力が電力変換装置10に供給される場合、つまり交流電路から電力変換装置10に電力が供給される場合、DC/AC部16は交流電圧をDCバス11の直流電圧に変換する。交流電圧は、一例として200Vである。交流電源50が商用電力系統であって、太陽光発電パネル30によって発電された電力が交流電源50に供給される場合、つまり、交流電路に電力変換装置10から電力が供給(逆潮)される場合、DC/AC部16は、DCバス11の直流電圧を商用電力系統の交流電圧に変換する。なお、電力変換装置10に交流電源50が接続されていることは必須ではなく、太陽光発電パネル30の発電量および蓄電池41の蓄電量に十分な余裕がある場合には、交流電源50が接続されていなくてもよい。
本実施の形態にかかる電力変換装置10では、DCバス11の電源(太陽光発電パネル30および蓄電池ユニット40)側に絶縁型のDC/DC部を設けるのではなく、負荷(基地局20)側にのみ絶縁型のDC/DC部(DC/DC部15A)が設けられる。そのため、図3に表されたような従来の電力変換装置よりも絶縁型のDC/DC部の個数が抑えられる。絶縁型のDC/DC部は非絶縁型のDC/DC部より電力変換の効率が多少劣るため、その個数が抑えられることによって、電力変換装置10における電力変換の効率が従来の電力変換装置の電力変換の効率よりも向上する。
複数の電力変換装置を含むシステムを構築し、該システムから1つの基地局20に対して直流によって電力が供給されてもよい。以下の説明では、第1の実施の形態で説明された部品および構成要素と同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。
図2は、第2の実施の形態における、複数の電力変換装置10A,10B,…を含んだシステム構成の一例を表した図である。図2を参照して、第2の実施の形態においては、電源としての1または複数の太陽光発電パネル30A,30Bおよび蓄電池ユニット40Aに接続された電力変換装置10Aと、太陽光発電パネル30C,30Dおよび蓄電池ユニット40Bに接続された電力変換装置10Bと、…の複数組の電力変換装置が設けられている。電力変換装置10A,10B,…は、それぞれ絶縁型のDC/DC部15C,15Dを介して、基地局20に接続されたDCバス14に接続されている。これにより、各電力変換装置10A,10B,…からの直流電力はそれぞれ絶縁型のDC/DC15C,15D部によって変換されて、DCバス14を通って基地局20に供給される。
本実施の形態にかかるシステムに複数の電力変換装置10A,10B,…が含まれることによって、複数の電力変換装置で基地局20に供給する電力を分担できる。そのため、1台の大容量電力変換装置のみで基地局20に電力を供給するよりも、個々の電力変換装置が基地局20に供給する電流を抑制することができる。従って、低電圧での給電路であるDCバス14が長くなった場合であっても電圧降下を抑制することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて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。
11,14,114 DCバス
12,12A,12B,13,112A,112B,113,15A〜15D DC/DC部
16 DC/AC部
17 制御部
20,120 基地局
30,30A〜D,130A,130B 太陽光発電パネル
40,40A,40B,140 蓄電池ユニット
41 蓄電池
42 ジャンクションボックス
50 交流電源
51 絶縁トランス
60 計測ユニット
116 整流器
150 交流電源
151 変圧器
Claims (8)
- 通信の基地局に電力を供給する複合型の電力変換装置であって、
非接地の第1のDCバスと、
太陽光発電パネルと前記第1のDCバスとの間に設けられる第1の非絶縁型DC/DC部と、
蓄電池と前記第1のDCバスとの間に設けられる第2の非絶縁型DC/DC部と、
2電路のうち一方が接地され、前記第1のDCバスより低電圧であって、前記第1のDCバスとは異なる極性の電圧が印加される第2のDCバスと、
前記第2のDCバスを介して前記基地局と接続され、前記第2のDCバスと前記第1のDCバスとの間に設けられる絶縁型DC/DC部と、を備える、電力変換装置。 - 前記第1のDCバスには所定の直流電圧が印加され、
前記第1の非絶縁型DC/DC部及び前記第2の非絶縁型DC/DC部は、前記第1のDCバスの直流電圧が所定値となるよう、それぞれ、前記太陽光発電パネルによる直流電圧及び前記蓄電池からの直流電圧を変換する、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1のDCバスと交流電路との間に設けられるDC/AC部をさらに備える、請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置。
- 前記第1のDCバスと前記絶縁型DC/DC部との間に設けられる第3の非絶縁型DC/DC部をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置が収められる筐体とを含む、パワーコンディショナ。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置が複数組設けられ、それぞれの前記絶縁型DC/DC部から1つの前記基地局へ給電路を合流させる、パワーコンディショナシステム。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置と、
前記蓄電池と、を含む、電源システム。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置と、
前記太陽光発電パネルと、
前記蓄電池と、を含む、電源システム。
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