JP7490993B2 - 蓄電パワーコンディショナ - Google Patents

Description

本発明は、蓄電パワーコンディショナに関する。

従来、発電装置と、変圧装置と、蓄電池ユニットと、蓄電パワーコンディショナとを備える蓄電システムが提案されていた（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この蓄電システムでは、発電装置によって発電された直流電力が変圧装置によって変圧され、蓄電パワーコンディショナに入力される。変圧装置から入力された直流電力は、蓄電パワーコンディショナによって変圧されて、蓄電池ユニットを充電し、又は、蓄電パワーコンディショナによって交流電力に変換されて、電力系統又は負荷に供給される。

ここでは、電力系統と連系して運転するモードと、停電時に電力系統と独立して自立運転するモードとが設けられており、自立運転するモードでは、蓄電パワーコンディショナから出力された交流電力を、特定負荷分電盤に接続された１００Ｖの特定負荷に供給することができる。

上述の技術では、蓄電パワーコンディショナと、蓄電パワーコンディショナから出力される交流電力が供給される機器と様々に組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成する際の自由度は十分ではなかった。

特開２０１９－１０３１９７号公報 特開２０１９－１０３１９８号公報

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、蓄電パワーコンディショナを含むシステムの構成の自由度を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、
直流電力が入力される入力部と、
直流電力の電圧を変圧する変圧部と、
前記変圧部によって変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力し、かつ、該蓄電池ユニットから直流電力が入力される第１入出力部と、
直流電力を交流電力に変換する変換部と、
前記変換部によって変換された交流電力を電力系統又は負荷に出力し、かつ、該電力系統から交流電力が入力される第２入出力部と、
前記変圧部、前記変換部及び前記第２入出力部を制御する制御部と、
を備え、
前記第２入出力部は、前記電力系統が接続される連系接続部と、前記交流電力が出力又は入力される機器が接続される少なくとも一つの接続部と、前記連系接続部、前記接続部及び前記変換部にそれぞれ接続される電路を切り替える電路切替部を有し、
前記制御部は、前記接続部に接続された前記機器を検出することを特徴とする蓄電パワーコンディショナである。

本発明によれば、第２入出力部には、電力系統が接続される連系接続部に加えて、交流電力が入力又は出力される機器が接続される接続部が少なくとも一つ設けられているので、蓄電パワーコンディショナから交流電力が入力され、又は、蓄電パワーコンディショナに交流電力を入力する種々の機器を接続部に接続することができる。そして、第２入出力部に、前記連系接続部、前記接続部及び前記変換部にそれぞれ接続される電路を切り替える電路切替部を設け、制御部が、接続部に接続された前記機器を検出するようにしたので、接続部に接続された機器に入力される交流電力が機器の定格になるように、制御部が変換部を制御することもできる。このように、蓄電パワーコンディショナとの間で交流電力が入力又は出力される機器を蓄電パワーコンディショナと様々に組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することができ、システム構成の自由度が向上する。

また、本発明においては、
前記制御部は、前記検出結果に基づいて、前記変換部から前記機器に出力される前記交流電力の電圧を変更するようにしてもよい。

これによれば、出力すべき交流電力の電圧が異なる機器と、蓄電パワーコンディショナとを組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することができるので、システム構成の自由度が向上する。電力系統と連系する連系運転を行う場合と、電力系統と独立した自立運転を行う場合に応じて、制御部が出力選択部を制御するので、連系運転を行う場合に交流電力を出力する機器と、自立運転を行う場合に交流電力を出力する機器とを組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することでき、システム構成の自由度が向上する。

また、本発明においては、
前記機器は、前記変換部から出力された前記交流電力が入力され、該交流電力の電圧を変更して、前記負荷に供給するトランスユニットであるようにしてもよい。

これによれば、負荷に応じた電圧に変圧して交流電力を供給するトランスユニットと、蓄電パワーコンディショナとを組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することができるので、システム構成の自由度が向上する。制御部は、出力部に接続された機器を検出し、検出結果に基づいて出力選択部を制御するので、出力部に接続された機器に応じて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することができ、システム構成の自由度が向上する。

また、本発明においては、
前記トランスユニットが接続される前記接続部には、該トランスユニットと、予め特定された特定負荷に交流電力を供給するための特定負荷用機器のいずれか一方が接続されるようにしてもよい。

これによれば、トランスユニットが接続される出力部には、トランスユニットか特定負荷用機器のいずれか一方が選択的に接続されるので、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成する際に、コストを抑えるとともに設置領域の大きさも抑えることができる。出力すべき交流電力の電圧が異なる機器と、蓄電パワーコンディショナとを組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することができるので、システム構成の自由度が向上する。

また、本発明においては、
生成した交流電力を前記第２入出力部に入力する交流電力生成装置を、前記トランスユ
ニットが接続された前記接続部とは異なる前記接続部に接続した場合に、前記制御部は、該交流電力生成装置から入力された前記交流電力が前記トランスユニットに出力されないように前記電路切替部を制御するようにしてもよい。

これによれば、交流電力生成装置を、トランスユニットが接続された接続部とは異なる接続部に接続した場合にも、トランスユニットには交流電力生成装置から入力された交流電力が出力されないように、制御部が電路切替部を制御することができるので、トランスユニット及び交流電力生成装置と、蓄電パワーコンディショナとを組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することができ、システム構成の自由度が向上する。負荷に応じた電圧に変圧して交流電力を供給するトランスユニットと、蓄電パワーコンディショナとを組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することができるので、システム構成の自由度が向上する。

また、本発明においては、
前記制御部は、前記電力系統と連系する連系運転を行う場合と、該電力系統と独立した自立運転を行う場合に応じて、前記電路切替部を制御するようにしてもよい。

これによれば、電力系統と連系する連系運転を行う場合と、電力系統と独立した自立運転を行う場合に応じて、制御部が電路切替部を制御するので、連系運転を行う場合に交流電力を出力する機器と、自立運転を行う場合に交流電力を出力する機器とを組み合わせて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することでき、システム構成の自由度が向上する。トランスユニットが接続される出力部には、トランスユニットか特定負荷用機器のいずれか一方が選択的に接続されるので、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成する際に、コストを抑えるとともに設置領域の大きさも抑えることができる。

また、本発明においては、
前記制御部は、前記検出結果に基づいて、前記電路切替部を制御するようにしてもよい。

これによれば、制御部は、接続部に接続された機器を検出し、検出結果に基づいて電路切替部を制御するので、接続部に接続された機器に応じて、蓄電パワーコンディショナを含むシステムを構成することができ、システム構成の自由度が向上する。

本発明によれば、蓄電パワーコンディショナを含むシステムの構成の自由度を向上させることが可能となる。

本発明の実施例における蓄電システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施例における蓄電システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施例における他の構成の蓄電システムを示すブロック図である。 本発明の実施例における他の構成の蓄電システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施例における自立出力の変更処理の手順を示すフローチャートである。

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の適用例に係る蓄電システム１の一例を示す図である。蓄電システム１
は、発電装置２と、変圧装置３と、蓄電パワーコンディショナ４と、蓄電池ユニット５とを備える。発電装置２は、発電可能な装置であり、例えば、太陽電池（ＰＶ）ユニット、燃料電池（ＦＣ）ユニット及び風力発電ユニット等である。発電装置２は、発電した直流電力を変圧装置３に入力する。変圧装置３は、発電装置２から入力された直流電力を第１所定電圧に変圧して出力する。発電装置２から出力された直流電力は入力部３１に入力される。

蓄電パワーコンディショナ４は、入力部４１と、変圧部４２と、入出力部４３と、変換部４４と、入出力部４５と、制御部４６と、通信部４７とを有する。変圧装置３の出力部３３から出力された第１所定電圧の直流電力が、入力部４１に入力される。変圧部４２は、入力部４１に入力された直流電力の第１所定電圧を第２所定電圧に変圧する。変圧部４２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。入出力部４３は、第２所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に入力する。また、蓄電池ユニット５から出力された直流電力が、入出力部４３に入力される。入出力部４３は、本発明の第１入出力部の一例である。変圧部４２は、入出力部４３に入力された直流電力の電圧を第１所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。変換部４４は、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータである。変換部４４は、変圧部４２から出力された直流電力を交流電力に変換する。

入出力部４５は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。入出力部４５は、本発明の第２入出力部の一例である。また、電力系統６から出力された交流電力が、入出力部４５に入力される。電力系統６からは、単相三線式の交流電力が連系入出力端子４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃを介して入力される。ここでは、連系入出力端子４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃには、それぞれＵ相、Ｏ相、Ｗ相の電力線が接続される。連系入出力端子４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃと変換部４４との間には、蓄電パワーコンディショナ４を、電力系統６と連系又は解列するための連系リレー４５３が設けられている。また、変換部４４には、自立リレー４５５が、連系リレー４５３と並列に接続されている。自立リレー４５５は、電力系統６と連系する場合には開放され、電力系統６を解列して、電力系統６と独立して自立運転する場合に接続される。自立リレー４５５の一端は、変換部４４に接続され、他端は切替リレー４５６に接続されている。切替リレー４５６の入力側は、電力系統６のＵ相及びＯ相に接続される系統側接点ｂと、自立リレー４５５に接続され自立側接点ａとの間で切り替えることができる。切替リレー４５６の出力側は自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに接続される。自立出力端子４５４ａ、４５４ｂは、本発明の接続部の一例である。ここでは、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂには特定負荷分電盤１１が接続され、特定負荷分電盤１１には特定負荷７１が接続される。自立リレー４５５の他端には、切替リレー４５６に並列に自立入力リレー４５８が設けられている。自立入力リレー４５８の一端は、自立リレー４５５の他端及び切替リレー４５６の自立側端子ａに接続されている。そして、自立入力リレー４５８の他端は自立入力端子４５７ａ、４５７ｂに接続される。ここでは、自立入力端子４５７ａ、４５７ｂには、自立入力用のＰＶパワーコンディショナ１６及びＰＶ１７が接続されている。入出力部４５に設けられた連系リレー４５３、自立リレー４５５、切替リレー４５６及び自立入力リレー４５８は、制御部４６によって制御される。連系入出力端子４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃは、本発明の連系接続部の一例である。また、自立出力端子４５４ａ及び４５４ｂは、本発明の自立出力端子４５４ａ、４５４ｂとは異なる接続部の一例である。また、連系リレー４５３、自立リレー４５５、切替リレー４５６及び自立入力リレー４５８は、本発明の電路切替部の一例であり、これらの切り替え又は開閉は、本発明の電路切替部による電路の切り替えでもある。特定負荷分電盤１１は、本発明の特定負荷用機器の一例である。また、自立入力用のＰＶパワーコンディショナ１６は、本発明の交流電力生成装置の一例である。

変換部４４は、入出力部４５に入力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を
出力する。変圧部４２は、変換部４４から出力された直流電力の電圧を第２所定電圧に変圧する。制御部４６は、変圧部４２、変換部４４及び入出力部４５を制御する。通信部４７は、有線又は無線を介して、蓄電池ユニット５及び変圧装置３との間で通信を行う。蓄電池ユニット５及び変圧装置３から受信した情報は、制御部４６に伝えられる。

蓄電池ユニット５は、充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池やその他各種の二次電池を適用可能である。第１所定電圧及び第３所定電圧は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する際に適した電圧である。第２所定電圧は、直流電力を蓄電池ユニット５に入力する際に適した電圧である。第１所定電圧と第２所定電圧とは異なる値である。第１所定電圧と第３所定電圧とは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

蓄電パワーコンディショナ４には、上述したように、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂにトランスユニット１２を接続することができる。また、図１に示すように、蓄電パワーコンディショナ４の自立出力端子４５４ａ、４５４ｂには、特定負荷分電盤１１を接続することができる。蓄電パワーコンディショナ４は、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに特定負荷分電盤１１が接続された場合と、図３に示すようにトランスユニット１２が接続された場合とで、自立運転時に自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに出力する交流電力（自立出力）の電圧を切り替える。すなわち、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂにトランスユニット１２が接続されたことを制御部４６が検出した場合の自立出力は、トランスユニットの定格に従い、例えば単相二線２００Ｖであ
る。特定負荷分電盤１１を接続した場合の自立出力は単相二線１００Ｖである。トランスユニット１２は、単相二線２００Ｖの交流電力を単相三線２００Ｖに変圧し、全負荷切替分電盤１３を介して、負荷７に単相二線１００Ｖ又は２００Ｖの電力を供給する。蓄電パワーコンディショナ４は、自立運転時に、トランスユニット１２が接続されていない場合には、自立出力として単相二線１００Ｖを出力するが、トランスユニット１２が接続されたことを検出すると、制御部４６は、変換部４４を制御して、単相二線２００Ｖの交流電力を出力させる。

このように、蓄電パワーコンディショナ４は、自立運転時に、特定負荷分電盤１１に接続された特定負荷７１に電力を供給するだけでなく、特定負荷分電盤１１に対する自立出力とは異なる交流電力を入力する必要があるトランスユニット１２が接続されたことを検出すると、自立出力をトランスユニット１２に適した交流電力に切り替えることにより、トランスユニット１２を含めた蓄電システム１の運転が可能となる。すなわち、本発明によれば、蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１の構成の自由度が向上する。また、特定負荷分電盤１１とトランスユニット１２を共通の自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに接続するので、設置スペースを抑えることができ、コストも抑えることができる。

〔実施例１〕
以下では、本発明の実施例に係る蓄電パワーコンディショナ４について、図面を用いて、より詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている装置及びシステムの構成は各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

＜システム構成＞
図１は、本発明の実施例に係る蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１の概略構成を示すブロック図である。図２は、本発明の実施例に係る蓄電システム１の全体構成を示す図である。
蓄電システム１は、発電装置２と、変圧装置３と、蓄電パワーコンディショナ４と、蓄電池ユニット５とを備える。発電装置２は、発電可能な装置であり、例えば、太陽電池（
ＰＶ）ユニット、燃料電池（ＦＣ）ユニット及び風力発電ユニット等である。発電装置２は、発電した直流電力を変圧装置３に入力する。変圧装置３は、入力部３１と、変圧部３２と、出力部３３と、制御部３４と、通信部３５とを有する。発電装置２から出力された直流電力は入力部３１に入力される。変圧部３２は、入力部３１に入力された直流電力を第１所定電圧に変圧する。変圧部３２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。出力部３３は、第１所定電圧に変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナ４に入力する。制御部３４は、変圧部３２を制御する。制御部３４は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを有する。制御部３４は、１つのＣＰＵ又はＭＰＵで構成されてもよいし、複数のＣＰＵ又は複数のＭＰＵが組み合わされて構成されてもよい。ＣＰＵ又はＭＰＵは、単一のプロセッサに限定されるわけではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。制御部３４はメモリに実行可能に展開されたプログラムに従って各種の処理を実行する。通信部３５は有線又は無線を介して蓄電パワーコンディショナ４との間で通信を行う。蓄電システム１は、複数の発電装置２を備えてもよい。変圧装置３は、複数の発電装置２のそれぞれに接続された複数の入力部３１と、複数の変圧部３２と、複数の出力部３３とを有してもよい。

蓄電パワーコンディショナ４は、入力部４１と、変圧部４２と、入出力部４３と、変換部４４と、入出力部４５と、制御部４６と、通信部４７とを有する。変圧装置３の出力部３３から出力された第１所定電圧の直流電力が、入力部４１に入力される。変圧部４２は、入力部４１に入力された直流電力の第１所定電圧を第２所定電圧に変圧する。変圧部４２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。入出力部４３は、第２所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に入力する。また、蓄電池ユニット５から出力された直流電力が、入出力部４３に入力される。変圧部４２は、入出力部４３に入力された直流電力の電圧を第１所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。変換部４４は、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータである。変換部４４は、入力部４１又は変圧部４２から出力された直流電力を交流電力に変換する。

入出力部４５は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。また、電力系統６から出力された交流電力が、入出力部４５に入力される。電力系統６からは、単相三線式の交流電力が連系入出力端子４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃを介して入力される。ここでは、連系入出力端子４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃには、電力系統６のＵ相、Ｏ相、Ｗ相の電力線がそれぞれ接続される。連系入出力端子４５２ａ、４５２ｂ及び４５２ｃと変換部４４とを接続する電路４５０１には、蓄電パワーコンディショナ４を、電力系統６と連系又は解列するために、電路４５０１を開閉する連系リレー４５３が設けられている。また、入出力部４５には、変換部４４と連系リレー４５３との間の電路４５０１に一端が接続され、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに他端が接続される電路４５０２が設けられている。電路４５０２は、電路４５０１を介して変換部４４と自立出力端子４５４ａ、４５４ｂとを接続する。電路４５０２の変換部４４側には、電路４５０２を開閉する自立リレー４５５が設けられている。そして、電路４５０２の自立出力端子４５４ａ、４５４ｂ側には、切替リレー４５６が設けられている。切替リレー４５６は、電路４５０３を介して、電力系統６のＵ相に接続される電路４５０１ｕ及びＯ相に接続される電路４５０１ｏに接続される。切替リレー４５６は、一端が自立出力端子４５４ａ、４５４ｂ側の電路４５０２に接続され、他端が、自立リレー４５５側で電路４５０２に接続される端子ａ及びａと、電路４５０３に接続される端子ｂ及びｂとの間で切り替えられるようになっている。また、自立リレー４５５と切替リレー４５６との間の電路４５０２に一端が接続され、自立入力端子４５７ａ、４５７ｂに他端が接続される電路４５０４が設けられている。電路４５０４には、電路４５０４を開閉する自立入力リレー４５８が設けられている。

図１に示す蓄電システム１では、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに、特定負荷分電盤１１が接続されているが、図３に示すように、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに、トラ
ンスユニット１２を接続することができる。このときトランスユニット１２には、全負荷切替分電盤１３を介して負荷７が接続される。自立入力端子４５７ａ、４５７ｂには、自立入力用のＰＶパワーコンディショナ１６及び自立入力用のＰＶ１７を接続することができる。

入出力部４５に設けられた連系リレー４５３、自立リレー４５５、切替リレー４５６及び自立入力リレー４５８は、制御部４６によって制御される。電力系統６と連系して蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１を運転する場合には、連系リレー４５３は閉じられ、変換部４４と電力系統６は電路４５０１によって接続される。図１では省略しているが、詳細には、電力系統６は、連系入出力端子４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃに接続される電路と分岐して、後述する全負荷切替分電盤１３を介して、主分電盤に接続される。そして、主分電盤には負荷７が接続されており、電力系統６と連系して蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１を運転する場合には、電力系統６から供給される交流電力は、この主分電盤を介して、負荷７に供給される。電力系統６と連系して蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１を運転する場合には、自立リレー４５５及び自立入力リレー４５８は開かれ、切替リレー４５６は、接点ｂ側に接続される。

電力系統６と解列して蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１を運転する場合には、連系リレー４５３は開かれ、変換部４４と電力系統６を接続する電路４５０１は遮断される。そして、自立リレー４５５が閉じられ、切替リレー４５６は接点ａ側に切り替えられ、変換部４４と、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂとが接続される。ここでは、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂには、特定負荷分電盤１１が接続されている。特定負荷分電盤１１には、自立運転時に稼働させる予め特定された特定負荷が接続される。このとき、変換部４４から、電路４５０２を通じ、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂを介して、単相二線１００Ｖの交流電力が出力される。

入出力部４５の自立入力端子４５７ａ、４５７ｂには、自立入力用ＰＶ１７が接続された自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６を接続することができる。自立入力用ＰＶが接続された自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６を接続した蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１を、電力系統６と解列して運転する場合には、自立入力リレー４５８を閉じる。これによって、自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６が、変換部４４及び特定負荷分電盤１１と接続されるので、自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６から出力される交流電力が、特定負荷分電盤１１を介して、特定負荷７１に供給され、または、変換部４４によって直流電力に変換され、変圧部４２で変圧され、入出力部４３から出力され、蓄電池ユニット５を充電する。

変換部４４は、入出力部４５に入力された交流電力を直流電力に変換して、直流電力を出力する。変圧部４２は、変換部４４から出力された直流電力の電圧を第２所定電圧に変圧する。制御部４６は、変圧部４２、変換部４４及び入出力部４５を制御する。制御部４６は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを有する。制御部４６は、１つのＣＰＵ又はＭＰＵで構成されてもよいし、複数のＣＰＵ又は複数のＭＰＵが組み合わされて構成されてもよい。ＣＰＵ又はＭＰＵは、単一のプロセッサに限定されるわけではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。制御部４６はメモリに実行可能に展開されたプログラムに従って各種の処理を実行する。通信部４７は、有線又は無線を介して、蓄電池ユニット５、変圧装置３及び自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６との間で通信を行う。蓄電池ユニット５、変圧装置３及び自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６から受信した情報は、制御部４６に伝えられる。

蓄電池ユニット５は、充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池やその他各種の二次電池を適用可能である。第１所定電圧及び第３所定電圧は、交流電力を電
力系統６又は負荷７に出力する際に適した電圧である。第２所定電圧は、直流電力を蓄電池ユニット５に入力する際に適した電圧である。第１所定電圧と第２所定電圧とは異なる値である。第１所定電圧と第３所定電圧とは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。

以下に、図２を参照して、本実施例に係る蓄電システム１の全体構成を説明する。蓄電システム１は、発電装置２と、変圧装置３と、蓄電パワーコンディショナ４と、蓄電池ユニット５と、操作部８と、表示部９と、通信部１０と、特定負荷分電盤１１、特定負荷７１とを備える。変圧装置３は、蓄電パワーコンディショナ４に着脱可能である。蓄電パワーコンディショナ４に変圧装置３を取り付けていない場合であっても、蓄電パワーコンディショナ４は単独で動作可能である。図２の例では、変圧装置３の個数は１つであるが、これに限定されず、変圧装置３は複数であってもよく、変圧装置３の個数は増減可能である。

操作部８は、蓄電パワーコンディショナ４に指示信号を入力し、蓄電パワーコンディショナ４を操作するリモートコントローラである。操作部８は、キーボード、マウス、キーボード及び操作ボタン等の入力機器で構成されてもよい。操作部８は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラやＶＰＰ（Virtual Power Plant）コントローラを有していてもよい。ＨＥＭＳは、家庭の消費電力を管理するシステムである。ＶＰＰは、複数の小規模発電設備をネットワークにより一括管理するシステムである。表示部９は、各種の情報を表示する。表示部９は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等である。通信部１０はネットワーク１４に接続されたサーバ１５との間で通信を行うインターフェースである。通信部１０には、例えば、ルータやモデムが含まれる。ネットワーク１４には、例えば、インターネット等の公衆ネットワークやＬＡＮ（Local Area Network）が含まれる。停電時に、特定負荷分電盤１１に接続された特定負荷７１に対して、蓄電池ユニット５と、発電装置２又は自立入力用ＰＶ１７から電力を供給できる。図２に示す蓄電システム１の構成要素の全てが必須というわけではなく、蓄電システム１を実現する上で、適宜、蓄電システム１の構成要素の追加又は削除がなされてもよい。

＜他のシステム構成＞
図３を参照して、本実施例に係る蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１において、システム構成が異なる例について説明する。図４は、構成が異なる蓄電システム１の全体構成を示す。

蓄電パワーコンディショナ４では、図３に示すように、特定負荷分電盤１１に替えて、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂにトランスユニット１２を接続することができる。例として、トランスユニット１２の定格は単相二線２００Ｖとする。トランスユニット１２は全負荷切替分電盤１３を介して負荷７が接続される。このとき、変換部４４からは、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂを介して、単相二線２００Ｖの交流電力が出力される。そして、トランスユニット１２は、この単相二線２００Ｖの交流電力を単相三線２００Ｖに変圧して全負荷切替分電盤に出力する。図３では省略しているが、図４に示すように、全負荷切替分電盤１３と負荷７との間には、主分電盤１８が接続される。電力系統６と全負荷切替分電盤１３とは、電力系統６と蓄電パワーコンディショナ４の連系入力端子４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃとを接続する電力線６１から分岐した電力線６２によって接続されている。全負荷切替分電盤１３には、電力系統６から電力線６２を通じて単相三線２００Ｖの交流電力が入力されている。全負荷切替分電盤１３は、連系運転時には、電力系統６から入力される交流電力を負荷７に供給し、自立運転時には、トランスユニット１２から入力された交流電力を負荷７に供給するよう電路を切り替える。

上述したように、蓄電パワーコンディショナ４の自立出力端子４５４ａ、４５４ｂには、特定負荷分電盤１１（図１及び図２参照）と、トランスユニット１２（図３及び図４参照）を選択的に接続することができ、特定負荷分電盤１１が接続された場合と、トランスユニット１２が接続された場合とで、自立運転時における変換部４４から自立出力端子４５４ａ、４５４ｂを介して出力される交流電力の電圧が切り替えられる。

＜出力電圧変更処理＞
以下に、図５を参照して、自立運転時における変換部４４から自立出力端子４５４ａ、４５４ｂを介して出力される交流電力の電圧の変更処理について説明する。
図５に示す処理は、自立運転が開始された場合に実施される。自立運転は、停電や設備の異常等により電力系統６からの交流電力の供給の停止を検出した場合に、自動的に連系運転を停止し、自立運転を開始するように運転モードを切り替えてもよいし、ユーザが後述の表示部９によって電力系統６からの交流電力の供給が停止したことを認識した場合に、操作部８によって連系運転を停止し、自立運転を開始するように指示してもよい。また、サーバ１５からネットワーク１４を経由して、連系運転を停止し、自立運転を開始する旨の指令を、通信部１０に送信し、これを受信した操作部８が蓄電パワーコンディショナ４に連系運転を停止し、自立運転を開始するように指示してもよい。

まず、制御部４６は、連系リレー４５３を開く（ステップＳ１）。
次に、制御部４６は、自立リレー４５５を閉じる（ステップＳ２）。
次に、制御部４６は、切替リレー４５６をｂ接点側からａ接点側に切り替える（ステップＳ３）。

次に、制御部４６は、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂにトランスユニット１２が接続されているかを判断する（ステップＳ４）。自立出力端子４５４ａ、４５４ｂにトランスユニット１２が接続されているか否かを判断する方法は特に限定されない。例えば、トランスユニット１２に内蔵されたＣＴ等のセンサ１２１の信号を取得する、トランスユニット１２が自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに接続されることによる蓄電パワーコンディショナ４の所定部位の電位の変化を検出する等により、制御部４６がトランスユニット１２接続されているか否かを判断することができる。
ステップＳ４において、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂにトランスユニット１２が接続されていないと判断された場合には、制御部４６は、変換部４４の出力を単相二線１００Ｖに設定し（ステップＳ５）、処理を終了する。
ステップＳ４において、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂにトランスユニット１２が接続されていると判断された場合には、制御部４６は、自立入力端子４５７ａ、４５７ｂに自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６が接続さているか否かを判断する（ステップＳ６）。自立入力端子４５７ａ、４５７ｂに自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６に接続されているか否かを判断する方法は特に限定されない。例えば、制御部４６から通信部４７を介して自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６に所定のコマンドを送信し、それに対する自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６の応答に基づいて判断することができる。

ステップＳ６において、自立入力端子４５７ａ、４５７ｂに自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６が接続されていると判断された場合には、制御部４６は、自立入力リレー４５８を開き（ステップＳ７）、電路４５０２と自立入力端子４５７ａ、４５７ｂとを接続する電路４５０４を遮断し、ステップＳ８に進む。
ステップＳ６において、自立入力端子４５７ａ、４５７ｂに自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６が接続されていないと判断された場合には、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、制御部４６は、変換部４４の出力を切り替えて単相二線２００Ｖに
設定し、処理を終了する。

このように、蓄電パワーコンディショナ４は、自立運転時に、特定負荷分電盤１１に接続された特定負荷７１に電力を供給するだけでなく、特定負荷分電盤１１に対する自立出力とは異なる交流電力を入力する必要があるトランスユニット１２が接続されたことを検出すると、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂからの出力をトランスユニット１２に適した交流電力に切り替えることにより、トランスユニット１２を含めた蓄電システム１の運転が可能となる。すなわち、本発明によれば、蓄電パワーコンディショナ４を含む蓄電システム１の構成の自由度が向上する。また、特定負荷分電盤１１とトランスユニット１２を共通の自立出力端子４５４ａ、４５４ｂに接続するので、設置スペースが抑えることができ、コストも抑えることができる。

上述の実施例ではトランスユニット１２が自立出力端子４５４ａ、４５４ｂ接続されているか否かを自立運転開始時に行っているが、連系運転時に、トランスユニット１２が接続されているか否かを制御部４６が判断するようにしてもよい。トランスユニット１２が自立出力端子４５４ａ、４５４ｂが接続されている場合には、連系運転時に切替リレー４５６を接点ａ側に接続し、電力系統６から供給された交流電力を、トランスユニット１２に接続しないようにする。
このとき、電力系統６から出力された交流電力は、トランスユニット１２を介さず、電力線６２を通じて全負荷切替分電盤１３へ至り負荷７に供給される。
また、変換部４４からの出力電力は、電路４５０１、電力線６１、電力線６２を通じて全負荷切替分電盤１３に至り負荷７に供給される。

上述した蓄電システム１では、蓄電パワーコンディショナ４には、発電装置２及び変圧装置３と、自立入力用ＰＶ１７及び自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６とを接続し、自立出力端子４５４ａ、４５４ｂには特定負荷分電盤１１又はトランスユニット１２のいずれか一方を接続している。蓄電システム１の構成は、これに限定されない。発電装置２及び変圧装置３と、自立入力用ＰＶ１７及び自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６とを、選択的に蓄電パワーコンディショナ４に接続するようにしてもよい。すなわち、蓄電パワーコンディショナ４に発電装置２及び変圧装置３を接続する場合には、自立入力用ＰＶ１７及び自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６を接続せず、蓄電パワーコンディショナ４に自立入力用ＰＶ１７及び自立入力用ＰＶパワーコンディショナ１６を接続する場合には、発電装置２及び変圧装置３を接続しないようにしてもよい。

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
直流電力が入力される入力部（４１）と、
直流電力の電圧を変圧する変圧部（４２）と、
前記変圧部（４２）によって変圧された直流電力を蓄電池ユニット（５）に出力し、かつ、該蓄電池ユニットから直流電力が入力される第１入出力部（４３）と、
直流電力を交流電力に変換する変換部（４４）と、
前記変換部（４４）によって変換された交流電力を電力系統（６）又は負荷（７）に出力し、かつ、該電力系統（６）から交流電力が入力される第２入出力部（４５）と、
前記変圧部（４２）、前記変換部（４４）及び前記第２入出力部（４５）を制御する制御部（４６）と、
を備え、
前記第２入出力部（４５）は、前記電力系統（６）が接続される連系接続部（４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃ）と、前記交流電力が出力又は入力される機器（１１、１２、１６）が接続される少なくとも一つの接続部（４５４ａ、４５４ｂ、４５７ａ、４５７ｂ）と
、前記連系接続部（４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃ）、前記接続部（４５４ａ、４５４ｂ、４５７ａ、４５７ｂ）及び前記変換部（４４）にそれぞれ接続される電路（４５０１、４５０２、４５０３、４５０４）を切り替える電路切替部（４５３、４５５、４５６、４５８）を有し、
前記制御部（４６）は、前記接続部に接続された前記機器（１１、１２，１６）を検出することを特徴とする蓄電パワーコンディショナ（４）。

１ ： 蓄電システム
４ ：蓄電パワーコンディショナ
５ ：蓄電池ユニット
６ ：電力系統
７ ：負荷
４１ ：入力部
４２ ：変圧部
４３ ：入出力部
４４ ：変換部
４５ ：入出力部
４６ ：制御部
４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃ ：連系入出力端子
４５３ ：連系リレー
４５４ａ、４５４ｂ ：自立出力端子
４５５ ：自立リレー
４５６ ：切替リレー
４５７ａ、４５７ｂ ：自立入力端子
４５８ ：自立入力リレー
１１ ：特定負荷分電盤
１２ ：トランスユニット
７１ ：特定負荷

Claims (5)

1. 直流電力が入力される入力部と、
   直流電力の電圧を変圧する変圧部と、
   前記変圧部によって変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力し、かつ、該蓄電池ユニットから直流電力が入力される第１入出力部と、
   直流電力を交流電力に変換する変換部と、
   前記変換部によって変換された交流電力を電力系統又は負荷に出力し、かつ、該電力系統から交流電力が入力される第２入出力部と、
   前記変圧部、前記変換部及び前記第２入出力部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第２入出力部は、前記電力系統が接続される連系接続部と、前記交流電力が出力又は入力される機器が接続される少なくとも一つの接続部と、前記連系接続部、前記接続部及び前記変換部にそれぞれ接続される電路を切り替える電路切替部を有し、
   前記制御部は、前記接続部に接続された前記機器を検出し、検出された該機器が、前記変換部から出力された前記交流電力が入力され、該交流電力の電圧を変更して前記負荷に供給するトランスユニットである場合に、該検出結果に基づいて、前記変換部から前記第２入出力部に出力される前記交流電力の電圧を変更することを特徴とする蓄電パワーコンディショナ。
2. 前記トランスユニットが接続される前記接続部には、該トランスユニットと、予め特定された特定負荷に交流電力を供給するための特定負荷用機器のいずれか一方が接続されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電パワーコンディショナ。
3. 生成した交流電力を前記第２入出力部に入力する交流電力生成装置を、前記トランスユニットが接続された前記接続部とは異なる前記接続部に接続した場合に、前記制御部は、該交流電力生成装置から入力された前記交流電力が前記トランスユニットに出力されないように前記電路切替部を制御することを特徴とする請求項１に記載の蓄電パワーコンディショナ。
4. 前記制御部は、前記電力系統と連系する連系運転を行う場合と、該電力系統と独立した自立運転を行う場合に応じて、前記電路切替部を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の蓄電パワーコンディショナ。
5. 前記制御部は、前記検出結果に基づいて、前記電路切替部を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電パワーコンディショナ。
   

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