JPWO2011162025A1 - 直流配電システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明システムの第1実施形態について図1及び図2を基に説明する。
CO2削減モードについて、図5を基に説明する。CO2削減モードでは、太陽光発電装置2の発電量が負荷装置4の消費電力より多い場合、余った発電電力は優先的に蓄電池3に充電し、更に発電電力が余った場合は交流系統ESAに供給して売電を行う。また、太陽光発電装置2の発電量が負荷装置4の消費電力より少ない場合は、蓄電池3の電力を優先的に直流配電系統ESDに供給する。これにより、交流系統ESAからの供給電力、即ち、買電量をできるだけ減らすことができ、太陽光発電装置2の発電電力を最大限に利用することにより、CO2削減に貢献することができる。
Vac_s>Vch_s≧Vdch_s>Vdc_s
経済性優先モードについて、図6及び図7を基に説明する。経済性優先モードでは、電力消費にかかるコストが少なくなるように双方向DC−DCコンバータ12と第3電力変換装置13を動作させる。
Vch_s>Vac_s
Vdch_s>Vdc_s
Vdch_s≦Vch_s<Vdc_s
Vdch_s<Vdc_s
平坦化モードについて、図8を基に説明する。平坦化モードでは、交流系統ESAから直流配電系統ESDへの供給電力をできる限り平坦化するように動作させる。交流系統ESAからの供給電力のピーク、即ち、買電の電力のピークを抑えることで、電力会社において発電電力のピークを抑制することが期待できる。更に、マンション等の集合住宅において電力会社と電力購入契約を結ぶ場合に、買電電力のピーク値が大きいほど買電単価が高くなる場合があり、この場合には、買電電力のピーク値を抑えることで買電料金を安くすることができる。
蓄電池劣化軽減モードについて、図9を基に説明する。蓄電池劣化軽減モードでは、蓄電池3の寿命が長くなるように動作させる。
外部指令モードでは、外部から第1制御パラメータ及び第2制御パラメータの各設定値を取得する。このように構成することにより、例えば、外部動作モードを任意に追加することが可能になる。
本発明システム1の第2実施形態について、図10を基に説明する。上記第1実施形態のCO2削減モードでは、固定的に第1制御パラメータを設定したが、本実施形態のCO2削減モードでは、蓄電池3の残量に応じて第1制御パラメータの設定を切り替えるように設定する(第2運転モードに相当)。ここでは、第1制御パラメータである放電開始電圧Vdch_s及び充電開始電圧Vch_sを、蓄電池3の残量が多い程大きくなるように設定する。
本発明システム1の第3実施形態について、図11を基に説明する。上記第1実施形態の経済性優先モードでは、昼の時間帯と夜の時間帯で売電価格が異なる場合を想定したが、本実施形態では、更に、夜の時間帯において一定量以上の電力を購入すると買電価格が高くなる場合を想定して説明する。
本発明システム1の第4実施形態について、図12を基に説明する。
本発明システム1の別実施形態について説明する。
1A 本発明に係る直流配電システム
1B 本発明に係る直流配電システム
2 太陽光発電装置
3 蓄電池(第1電力貯蔵装置)
4 負荷装置
5 表示装置
6 蓄電池(第2電力貯蔵装置)
10 動作制御装置
10a 情報収集部
10b 動作モード設定部
10c 動作制御部
11 DC−DCコンバータ(第1電力変換装置)
12 双方向DC−DCコンバータ(第2電力変換装置)
13 第3電力変換装置
13a DC−ACインバータ
13b AC−DCコンバータ
14 双方向DC−DCコンバータ(第4電力変換装置)
100 従来技術に係る直流配電システム
101 系統連系ユニット
102 電力貯蔵ユニット
103 フライホイールユニット
104 風力発電ユニット
105 太陽光発電ユニット
106 負荷ユニット
ESD 直流配電系統
ESA 交流系統
Claims (15)
- 負荷装置に直流電力を供給する直流配電系統と、
前記直流配電系統に太陽光発電装置の発電電力を電圧変換して供給する第1電力変換装置と、
前記直流配電系統に常時接続された第1電力貯蔵装置と前記直流配電系統との間で電圧変換して、一方側から他方側へ電力供給する第2電力変換装置と、
交流系統と前記直流配電系統との間で電力変換して、一方側から他方側へ電力供給する第3電力変換装置と、
を備えた直流配電システムであって、
前記直流配電システムの動作モードを設定するための動作モード決定情報に応じて、前記動作モードを設定する動作モード設定部と、
前記動作モード設定部によって設定された前記動作モードに応じて、前記第2電力変換装置に第1制御パラメータを、前記第3電力変換装置に第2制御パラメータを夫々設定する動作制御部と、を備え、
第2電力変換装置は、前記直流配電系統の電圧と前記第1制御パラメータに応じて、電力供給方向、運転開始及び運転停止の制御を行い、
第3電力変換装置は、前記直流配電系統の電圧と前記第2制御パラメータに応じて、電力供給方向、運転開始及び運転停止の制御を行うことを特徴とする直流配電システム。 - 負荷装置に直流電力を供給する直流配電系統と、
前記直流配電系統に太陽光発電装置の発電電力を電圧変換して供給する第1電力変換装置と、
前記直流配電系統に常時接続された第1電力貯蔵装置と前記直流配電系統との間で電圧変換して、一方側から他方側へ電力供給する第2電力変換装置と、
交流系統と前記直流配電系統との間で電力変換して、一方側から他方側へ電力供給する第3電力変換装置と、
を備えた直流配電システムであって、
前記直流配電システムの動作モードを設定するための動作モード決定情報に応じて、前記動作モードを設定する動作モード設定部と、
前記動作モード設定部によって設定された前記動作モードに応じて、第1制御パラメータと第2制御パラメータを夫々設定する動作制御部と、を備え、
前記動作制御部は、前記直流配電系統の電圧と前記第1制御パラメータに応じて、第2電力変換装置の電力供給方向、運転開始及び運転停止の制御を行い、前記直流配電系統の電圧と前記第2制御パラメータに応じて、第3電力変換装置の電力供給方向、運転開始及び運転停止の制御を行うことを特徴とする直流配電システム。 - 前記第1制御パラメータは、前記直流配電系統から前記第1電力貯蔵装置への電力供給を開始する前記直流配電系統の電圧を規定する充電開始電圧、及び、前記第1電力貯蔵装置から前記直流配電系統への電力供給を開始する前記直流配電系統の電圧を規定する放電開始電圧を含み、
前記第2制御パラメータは、前記直流配電系統から前記交流系統への電力供給を開始する前記直流配電系統の電圧を規定する交流化開始電圧、及び、前記交流系統から前記直流配電系統への電力供給を開始する前記直流配電系統の電圧を規定する直流化開始電圧を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の直流配電システム。 - 前記第1制御パラメータ及び前記第2制御パラメータを設定するためのパラメータ設定情報を取得する情報収集部を備え、
前記動作制御部は、前記動作モード設定部によって前記動作モードが変更された場合に、前記情報収集部が取得した前記パラメータ設定情報に基づいて前記第1制御パラメータ及び前記第2制御パラメータを設定することを特徴とする請求項3に記載の直流配電システム。 - 前記動作モードは、前記交流系統から前記直流配電系統に供給される電力量を少なくする第1運転モードを含み、
前記動作制御部は、前記第1運転モードが設定されると、前記交流化開始電圧が前記充電開始電圧より大きく、前記放電開始電圧が前記直流化開始電圧より大きくなるように、前記第1制御パラメータ及び前記第2制御パラメータを設定することを特徴とする請求項3または4に記載の直流配電システム。 - 前記動作モードは、前記第1電力貯蔵装置の電力貯蔵量に応じて前記第1制御パラメータの設定を切り替える第2運転モードを含み、
前記第2運転モードが設定されている間、前記第2電力変換装置から前記第1電力貯蔵装置の貯蔵電力量を適宜取得する第1情報収集部を備え、
前記動作制御部は、前記第2運転モードが設定されている間、前記充電開始電圧及び前記放電開始電圧を、前記貯蔵電力量に応じて適宜設定することを特徴とする請求項3〜5の何れか1項に記載の直流配電システム。 - 前記交流系統は、商用交流電源に接続され、
前記動作モードは、電力料金を抑制する第3運転モードを含み、
前記第3運転モードが設定されると、所定の時間帯別に設定された前記商用交流電源の買電価格及び売電価格の料金情報を取得する第2情報収集部を備え、
前記動作制御部は、前記第3運転モードが設定されている間、前記売電価格が高く設定されている時間帯では、前記充電開始電圧を前記交流化開始電圧より大きく、且つ、前記放電開始電圧を前記直流化開始電圧より大きく設定し、
前記売電価格が低く設定されている時間帯では、前記充電開始電圧を前記直流化開始電圧より小さく設定することを特徴とする請求項3〜6の何れか1項に記載の直流配電システム。 - 前記第1制御パラメータは、前記直流配電系統から前記第1電力貯蔵装置へ電力供給する場合における充電電流値を含み、
前記動作制御部は、前記充電電流値を、前記直流配電系統の電圧の低下に応じて減少するように設定することを特徴とする請求項7に記載の直流配電システム。 - 前記第2制御パラメータは、前記第3電力変換装置において前記交流系統から前記直流配電系統へ供給される電流の最大直流化電流値を含むことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の直流配電システム。
- 前記動作モードは、前記交流系統から前記直流配電系統への供給電力を平坦化する第4運転モードを含み、
前記第4運転モードが設定されると、前記負荷装置の消費電力の実績値と前記太陽光発電装置の発電量の実績値を取得する第3情報収集部を備え、
前記動作制御部は、前記第4運転モードが設定されると、前記消費電力の実績値と前記発電量の実績値に応じて、前記最大直流化電流値を設定することを特徴とする請求項9に記載の直流配電システム。 - 前記第1制御パラメータは、前記直流配電系統から前記第1電力貯蔵装置へ電力供給する場合における充電電流値、前記第1電力貯蔵装置から前記直流配電系統へ電力供給する場合における最大放電電流値を含むことを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の直流配電システム。
- 前記動作モードは、前記第1電力貯蔵装置を通常より急速に充電させる急速充電モードと、前記動作モード設定部で予め設定された通常充放電モードと、前記第1電力貯蔵装置を通常より緩やかに放電させる少量放電モードを含み、
前記第1電力貯蔵装置の劣化情報を取得する第4情報収集部を備え、
前記動作モード設定部は、前記劣化情報に基づいて前記第1電力貯蔵装置が劣化しているか否かを判定し、前記第1電力貯蔵装置が劣化していると判定した場合は、前記動作モードを急速充電モードに設定し、前記第1電力貯蔵装置が満充電になると前記動作モードを前記少量放電モードに設定し、前記第1電力貯蔵装置の放電が終了すると前記動作モードを前記急速充電モードに設定し、前記第1電力貯蔵装置が満充電になると、前記通常充放電モードに設定し、
前記動作制御部は、前記急速充電モードが設定されると、前記第1電力貯蔵装置の特性に応じて前記充電電流値を前記通常充放電モードにおける前記充電電流値より大きい値に設定し、
前記少量放電モードが設定されると、前記第1電力貯蔵装置の特性に応じて前記最大放電電流値を前記通常充放電モードにおける前記最大放電電流値より小さい値に設定することを特徴とする請求項11に記載の直流配電システム。 - 前記動作制御部は、前記第1電力変換装置に第3制御パラメータを設定し、
前記第1電力変換装置は、前記直流配電系統の電圧と前記第3制御パラメータに応じて、出力電力が最大となるように動作する通常動作と、出力電圧値が一定の値となるように動作する定電圧動作の切り替えを行うことを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載の直流配電システム。 - 前記第3制御パラメータは、前記定電圧動作を開始する前記直流配電系統の電圧を規定する定電圧運転開始電圧を含むことを特徴とする請求項13に記載の直流配電システム。
- 前記直流配電系統との接続切断を自在に構成された第2電力貯蔵装置と前記直流配電系統との間で電圧変換して、一方側から他方側へ電力供給する第4電力変換装置を備えることを特徴とする請求項1〜14の何れか1項に記載の直流配電システム。
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