JPH0946926A - 分散形電源装置 - Google Patents

分散形電源装置

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JPH0946926A
JPH0946926A JP7216613A JP21661395A JPH0946926A JP H0946926 A JPH0946926 A JP H0946926A JP 7216613 A JP7216613 A JP 7216613A JP 21661395 A JP21661395 A JP 21661395A JP H0946926 A JPH0946926 A JP H0946926A
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JP
Japan
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power
converter
storage battery
power system
turned
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JP7216613A
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English (en)
Inventor
Takayuki Ohashi
孝之 大橋
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 商用電力系統との連系運転時には、インバー
タ2がMPPT制御によって運転され、太陽電池アレイ
1の直流出力電圧が常時変動するので、この太陽電池ア
レイ1の発電電力を直接蓄電池に供給して充電を行うこ
とは困難となる。このような問題を解決する分散形電源
装置を提供する。 【解決手段】 商用電力系統との連系運転時に、太陽電
池アレイ1の発電電力をDC−DCコンバータ8を介し
て蓄電池10,12に供給することにより、一定電圧で
充電を行うことができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等を利用
した発電装置を商用電力系統と連系運転させると共に、
この商用電力系統の異常時には発電装置を自立運転させ
蓄電池と共に非常用の負荷に電力を供給する分散形電源
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】病院や学校等の施設では、省エネルギー
化を図るために分散形電源装置を用いる場合がある。分
散形電源装置は、太陽電池等を利用した発電装置を施設
内に設置し、この発電装置で発電した直流電力をインバ
ータ(直流交流変換装置)で交流に変換し商用電力系統
と連系させて施設内の負荷(一般負荷)に供給するもの
である。そして、この分散形電源装置には、災害等によ
り商用電力系統に停電等の異常が発生したときにも、発
電装置を自立運転させて、この発電装置の直流電力をイ
ンバータで交流に変換し非常用の負荷(自立運転負荷)
に供給できるようにしたものがある。また、太陽電池等
を用いた発電装置では日射量等に応じて発電電力が変動
するため、この自立運転の際には、蓄電池を発電装置に
併設して電力を安定供給できるようにする。
【0003】上記分散形電源装置は、商用電力系統の異
常時には、夜間等に発電装置の発電量が不足すると蓄電
池が放電される。また、商用電力系統の正常時にも蓄電
池が自己放電する。従って、この分散形電源装置は、次
に商用電力系統に異常が発生したときに備えて、この商
用電力系統との連系運転を行う間に蓄電池の放電分を充
電しておく必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記分散形
電源装置は、商用電力系統との連系運転時に、インバー
タを最大電力追跡制御(以下「MPPT制御」という)
によって運転し、この発電装置での発電電力を最大限に
有効利用できるようにすることが多い。そして、このよ
うにインバータがMPPT制御されると、発電装置の直
流出力電圧も常時変動するので、この発電装置の出力を
直接蓄電池に接続して充電を行うことは困難となる。
【0005】そこで、従来の分散形電源装置では、商用
電力系統からの交流電力を充電器で直流に変換し、これ
を蓄電池に供給することにより充電を行っていた。この
ため、従来は、発電装置が発電した直流電力を一旦イン
バータで交流に変換し、さらに充電器で再び直流に戻し
てから蓄電池に供給するので、インバータや充電器での
損失が大きくなり、充電効率が悪くなるという問題があ
った。
【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、発電装置が発電した直流電力を直流直流変換
器を介して蓄電池に供給することにより、この蓄電池の
充電を少ない損失でかつ安定して行うことができる分散
形電源装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、上記課
題を解決するために、直流電力を発電する発電装置と、
直流電力を蓄積し供給する蓄電池と、商用電力系統の正
常時に、この発電装置が発電した直流電力を交流に変換
し商用電力系統と連系して一般負荷に供給すると共に、
商用電力系統の異常時に、これら発電装置及び/又は蓄
電池から出力される直流電力を交流に変換して自立運転
負荷に供給する直流交流変換装置とを備えた分散形電源
装置において、発電装置の出力が直流直流変換装置を介
して蓄電池に接続されると共に、この発電装置の出力と
開閉器を介したこの蓄電池とが並列に直流交流変換装置
の直流入力に接続されたことを特徴とする。
【0008】上記手段によれば、正常な商用電力系統と
の連系運転を行う場合に、開閉器をOFFにすると共
に、発電装置が発電した直流電力を直流直流変換装置を
介して蓄電池に供給することにより、この蓄電池の充電
を行うことができる。そして、この場合に、発電装置の
直流出力電圧が変動したとしても、直流直流変換装置に
よって蓄電池に供給する直流電圧を一定に保つことがで
きるので、安定した充電を行うことができる。
【0009】なお、この商用電力系統との連系運転時に
は、発電装置が発電した直流電力を直流交流変換装置で
交流に変換して一般負荷に供給する。また、商用電力系
統に異常が発生し自立運転を行う場合には、開閉器をO
Nにして、発電装置が発電した直流電力と蓄電池が供給
する直流電力とを直流交流変換装置で交流に変換し自立
運転負荷に供給する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
【0011】図1は本発明の一実施形態を示すものであ
って、分散形電源装置の構成を示す回路ブロック図であ
る。
【0012】本実施形態では、病院や学校等の施設に設
置した、太陽電池を利用する分散形電源装置について説
明する。この施設には、野外や屋上等の太陽光が照射す
る場所に発電装置として太陽電池アレイ1が設置されて
いる。太陽電池アレイ1は、太陽光を受光することによ
り直流電力を発電する太陽電池を平面状に多数配列させ
たものである。この太陽電池アレイ1の正負極の直流出
力は、インバータ2の直流入力端子P,Nにそれぞれ接
続されている。インバータ2は、直流電力を交流に変換
する電流制御型の直流交流変換装置である。このインバ
ータ2の交流出力端子U,Vは、一対の電磁接触器3,
3を介して商用電力系統の電源4に接続されると共に、
一対の電磁接触器5,5を介して自立運転負荷6にも接
続されている。そして、これらの電磁接触器3,3と電
磁接触器5,5は、図示しない継電器によってON/O
FFが制御され、商用電力系統の正常時に電磁接触器
3,3のみがONとなり、商用電力系統が停電等の異常
時には電磁接触器5,5のみがONとなる。従って、商
用電力系統の正常時には、太陽電池アレイ1が発電した
直流電力がインバータ2で交流に変換されて電磁接触器
3,3を介し商用電力系統の電源4に供給されるので、
この商用電力系統との連系運転により施設内の一般の負
荷に電力を供給することができ、商用電力系統を介して
外部にも電力を供給することが可能となる。また、商用
電力系統の異常時には、インバータ2で変換された交流
電力が電磁接触器5,5を介して自立運転負荷6に供給
されるので、商用電力系統とは独立した自立運転により
施設内に非常用に設けられた自立運転負荷6に電力を供
給することができる。
【0013】上記インバータ2には、直流電力検出用ト
ランスデューサ7が設けられている。直流電力検出用ト
ランスデューサ7は、インバータ2の直流入力端子P,
Nの入力電圧と入力電流を検出して直流電力を算出し、
インバータ2にこの算出結果を送る検出装置である。そ
して、インバータ2は、商用電力系統の正常時に、この
直流電力検出用トランスデューサ7が検出した直流電力
の値に基づいてMPPT制御を行うことにより、太陽電
池アレイ1での発電電力を最大限に有効利用できるよう
になっている。
【0014】上記太陽電池アレイ1の正負極の直流出力
は、DC−DCコンバータ8の正極入力端子と負極接地
端子に接続されている。DC−DCコンバータ8は、太
陽電池アレイ1が発電した直流電力を任意の電圧の直流
に変換する直流直流変換装置である。そして、このDC
−DCコンバータ8の正極出力端子と負極接地端子(太
陽電池アレイ1の負極の直流出力)との間には、電磁接
触器9を介した第1の蓄電池10と、電磁接触器11を
介した第2の蓄電池12とが並列に接続されている。ま
た、これらの蓄電池10,12の正極は、それぞれ電磁
接触器13,14を介してインバータ2の正極の直流入
力端子Pに接続されている。なお、電磁接触器9,1
1,13,14も、図示しない継電器によってON/O
FFが制御されるようになっている。
【0015】上記構成の分散形電源装置の動作を説明す
る。商用電力系統の正常時には、電磁接触器3,3をO
Nとし、電磁接触器5,5と電磁接触器13,14をO
FFとする。また、通常は電磁接触器9,11もOFF
として蓄電池10,12を切り離しておく。従って、こ
の場合には、太陽電池アレイ1が発電した直流電力がイ
ンバータ2で交流に変換され電磁接触器3,3を介して
電源4に供給されるので、商用電力系統との連系運転が
行われる。そして、この商用電力系統に接続される図示
しない一般の負荷は、発電電力が十分な場合には太陽電
池アレイ1から電力の供給を受け、日射量が少ないため
にこの発電電力が不足する場合に、商用電力系統から不
足分の電力の供給を受ける。また、この際に、インバー
タ2は、直流電力検出用トランスデューサ7が検出した
直流電力の値に基づいてMPPT制御を行うことによ
り、常に最大電力を商用電力系統の電源4に供給できる
ようにしている。
【0016】商用電力系統の異常時には、電磁接触器
5,5と電磁接触器13,14をONとし、電磁接触器
3,3と電磁接触器9,11をOFFとする。従って、
太陽電池アレイ1が発電した直流電力は、インバータ2
で交流に変換され電磁接触器5,5を介して自立運転負
荷6に供給される。また、日射量が少ないためにこの太
陽電池アレイ1の発電電力が不足する場合には、蓄電池
10,12の放電による直流電力がインバータ2で交流
に変換されて自立運転負荷6に供給される。なお、この
自立運転時には、インバータ2の一部のみを使用した
り、このインバータ2とは異なる小容量のインバータを
用いることもできる。
【0017】ここで、商用電力系統の異常時に蓄電池1
0,12が放電され、その後に正常に戻ると、これらの
蓄電池10,12を回復充電する必要が生じる。また、
商用電力系統の正常時に、蓄電池10,12が満充電の
状態で切り離されたとしても、自己放電により充電電力
が徐々に減少するので、この場合にも補充電を行う必要
が生じる。そこで、これらの蓄電池10,12に充電を
行う必要が生じた場合には、電磁接触器9,11をON
にして、太陽電池アレイ1が発電した直流電力をDC−
DCコンバータ8を介してこれらの蓄電池10,12に
供給し充電を行う。ただし、商用電力系統の正常時に
は、インバータ2のMPPT制御により太陽電池アレイ
1の直流出力電圧が常に変動する。しかしながら、DC
−DCコンバータ8は、入力電圧が変動しても出力電圧
を常に一定に制御することができるので、これによって
蓄電池10,12に安定した充電を行うことができる。
【0018】従って、本実施形態の分散形電源装置は、
商用電力系統の正常時に、インバータ2をMPPT制御
して商用電力系統との連系運転を行いながら、DC−D
Cコンバータ8により蓄電池10,12にも一定電圧を
供給し充電を行うことができる。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の分散形電源装置によれば、商用電力系統との連系運転
時に、発電装置が発電した直流電力を直流直流変換装置
を介して蓄電池に供給するので、直流交流変換装置のM
PPT制御によりこの発電装置の出力電圧が変動したと
しても、直流直流変換装置の出力電圧を一定に保ち蓄電
池を安定して充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すものであって、分散
形電源装置の構成を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
1 太陽電池アレイ 2 インバータ 6 自立運転負荷 7 直流電力検出用トランスデューサ 8 DC−DCコンバータ 10 蓄電池 12 蓄電池

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電力を発電する発電装置と、直流電
    力を蓄積し供給する蓄電池と、商用電力系統の正常時
    に、この発電装置が発電した直流電力を交流に変換し商
    用電力系統と連系して一般負荷に供給すると共に、商用
    電力系統の異常時に、これら発電装置及び/又は蓄電池
    から出力される直流電力を交流に変換して自立運転負荷
    に供給する直流交流変換装置とを備えた分散形電源装置
    において、 発電装置の出力が直流直流変換装置を介して蓄電池に接
    続されると共に、この発電装置の出力と開閉器を介した
    この蓄電池とが並列に直流交流変換装置の直流入力に接
    続されたことを特徴とする分散形電源装置。
JP7216613A 1995-08-01 1995-08-01 分散形電源装置 Pending JPH0946926A (ja)

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