(57)【要約】【課題】充放電量が系統連系双方向ＡＣ／ＤＣ変換器の処理能力を超えた場合でも、直流バス電圧を安定に制御し、太陽電池の発電量を最大限に利用することが可能となるシステムを提供する。【解決手段】実施形態に係る複合蓄電システムは、交流電源系統３と直流バス４２の間に設けられ、直流バス電圧を第１の直流電圧指令値に制御するよう動作する双方向電力変換器１と、前記直流バス４２と蓄電池７の間に設けられ、前記蓄電池７の充放電を直流電圧指令値に基づいて制御する第１のＤＣ／ＤＣ変換器５と、前記直流バス４２と太陽電池１０の間に設けられ、前記太陽電池１０の発電量を直流電圧指令値に基づいて制御する第２のＤＣ／ＤＣ変換器８と、を備え、放電運転される前記蓄電池７に接続される前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器５の直流電圧指令値が、前記双方向電力変換器１の前記第１の電圧指令値より高い第２の電圧指令値に設定されている。【選択図】図１
2014099986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源系統と直流バスの間に設けられ、直流バス電圧を第１の直流電圧指令値に制御するよう動作する双方向電力変換器と、
前記直流バスと蓄電池の間に設けられ、前記蓄電池の充放電を直流電圧指令値に基づいて制御する第１のＤＣ／ＤＣ変換器と、
前記直流バスと太陽電池の間に設けられ、前記太陽電池の発電量を直流電圧指令値に基づいて制御する第２のＤＣ／ＤＣ変換器と、を備え、
放電運転される前記蓄電池に接続される前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器の直流電圧指令値が、前記双方向電力変換器の前記第１の電圧指令値より大きい第２の電圧指令値に設定されていることを特徴とする複合蓄電システム。
【請求項２】
前記第１及び第２のＤＣ／ＤＣ変換器はそれぞれ、出力電流を外部から可変できるリミット値に制限するリミット手段を具備することを特徴とする請求項１記載の複合蓄電システム。
【請求項３】
前記太陽電池に接続される前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器の直流電圧指令値が、前記蓄電池に接続される前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器の前記第２の直流電圧指令値よりも大きな値に設定されることを特徴とする請求項１記載の複合蓄電システム。
【請求項４】
充電運転される前記蓄電池に接続される前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器の直流電圧指令値が、前記双方向電力変換器の前記第１の直流電圧指令値より小さい値に設定されることを特徴とする請求項１記載の複合蓄電システム。
【請求項５】
前記双方向電力変換器および各ＤＣ／ＤＣ変換器の電圧制御に用いられる直流バスの電圧検出値が、共通の電圧検出手段から与えられることを特徴とする請求項１記載の複合蓄電システム。
【請求項６】
交流電源系統と直流バスの間に設けられ、直流バス電圧を第１の直流電圧指令値に制御するよう動作する双方向電力変換器と、前記直流バスと蓄電池の間に設けられ、前記蓄電池の充放電を直流電圧指令値に基づいて制御する第１のＤＣ／ＤＣ変換器と、前記直流バスと太陽電池の間に設けられ、前記太陽電池の発電量を直流電圧指令値に基づいて制御する第２のＤＣ／ＤＣ変換器と、を備えるシステムにおける前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器であって、
前記直流バスと前記蓄電池の間に接続された昇降圧チョッパと、
前記蓄電池の充放電電流と、前記直流バス電圧と、前記直流バスの直流電圧指令値に基づいて、前記昇降圧チョッパを制御する制御手段と、を具備し、
前記蓄電池が放電運転される場合の直流電圧指令値が第２の直流電圧指令値として設定され、前記第２の直流電圧指令値が前記双方向電力変換器の前記第１の電圧指令値より大きいことを特徴とするＤＣ／ＤＣ変換器。
【請求項７】
交流電源系統と直流バスの間に設けられ、直流バス電圧を第１の直流電圧指令値に制御するよう動作する双方向電力変換器と、前記直流バスと蓄電池の間に設けられ、前記蓄電池の充放電を直流電圧指令値に基づいて制御する第１のＤＣ／ＤＣ変換器と、前記直流バスと太陽電池の間に設けられ、前記太陽電池の発電量を直流電圧指令値に基づいて制御する第２のＤＣ／ＤＣ変換器と、を備えるシステムにおける前記第２のＤＣ／ＤＣ変換器であって、
前記直流バスと前記太陽電池の間に接続された昇降圧チョッパと、
前記太陽電池の出力電流と、前記直流バス電圧と、前記直流バスの直流電圧指令値に基づいて、前記昇降圧チョッパを制御する制御手段と、を具備し、
前記直流バスの直流電圧指令値が、放電運転される前記蓄電池に接続される前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器の電圧指令値より大きな値に設定されることを特徴とするＤＣ／ＤＣ変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池と太陽電池を組み合わせた複合蓄電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池と太陽電池を組み合わせた複合蓄電システムにおいて、蓄電池と太陽電池のそれぞれがＤＣ／ＤＣ変換器を介して直流バスに接続され、同じく直流バスに接続された系統連系双方向ＡＣ／ＤＣ変換器により、電力系統に接続されるシステムがある。
【０００３】
このような複合蓄電システムは、蓄電池および太陽電池から、電力系統に対して電力を出力することが可能である。また、電力系統から電力を入力し、蓄電池に充電することが可能である。さらに、太陽電池が発電した電力を蓄電池に充電することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６９４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなシステムにおいて、系統連系ＡＣ／ＤＣ変換器の処理能力以上の電力が蓄電池および太陽電池から充放電された場合には、系統連系ＡＣ／ＤＣ変換器は直流バス電圧を指令値通りに制御することができなくなり、直流バス電圧が変動してしまう。特に放電量が過大となる場合には直流バス電圧が装置耐圧を超え、システムの破損につながる恐れがある。一般に、直流バス電圧が保護電圧レベルを超えた場合には、蓄電池および太陽電池用の両ＤＣ／ＤＣ変換器のゲート信号を遮断し、放電動作を停止することが行われるが、このとき、太陽電池が発電していた場合には、太陽電池の発電分が無効になってしまうことになる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、充放電量が系統連系双方向ＡＣ／ＤＣ変換器の処理能力を超えた場合でも、直流バス電圧を安定に制御し、太陽電池の発電量を最大限に利用することが可能となるシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る複合蓄電システムは、交流電源系統と直流バスの間に設けられ、直流バス電圧を第１の直流電圧指令値に制御するよう動作する双方向電力変換器と、前記直流バスと蓄電池の間に設けられ、前記蓄電池の充放電を直流電圧指令値に基づいて制御する第１のＤＣ／ＤＣ変換器と、前記直流バスと太陽電池の間に設けられ、前記太陽電池の発電量を直流電圧指令値に基づいて制御する第２のＤＣ／ＤＣ変換器と、を備え、放電運転される前記蓄電池に接続される前記第１のＤＣ／ＤＣ変換器の直流電圧指令値が、前記双方向電力変換器の前記第１の電圧指令値より高い第２の電圧指令値に設定されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る複合蓄電システムの構成を示す図である。
【図２】双方向電力変換器１の詳細構成を説明するための図である。
【図３】双方向電力変換器１のパルス幅変調制御動作を説明するための波形である。
【図４】第１のＤＣ／ＤＣ変換器５の詳細構成を説明するための図である。
【図５】第１のＤＣ／ＤＣ変換器５のパルス幅変調制御動作を説明するための波形である。
【図６】蓄電池７が放電を行っている場合の直流電圧制御ブロックおよびリミット回路の動作を説明するブロック図である。
【図７】蓄電池７が充電を行っている場合の直流電圧制御ブロックおよびリミット回路の動作を説明するブロック図である。
【図８】第２のＤＣ／ＤＣ変換器８の詳細構成を説明するための図である。
【図９】直流電圧制御部３８およびリミット回路３１の詳細構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係る複合蓄電システムについて、図面を参照して説明する。  
図１は実施形態に係る複合蓄電システムの構成を示す図である。  
系統連系双方向電力変換器（ＡＣ／ＤＣ）１（以下、双方向電力変換器１という）は、その交流出力側がインダクタンス２を介して、交流系統３に接続される。インダクタンス２と交流系統３の間には、負荷４１が接続されている。双方向電力変換器１の直流バス４２側には直流平滑コンデンサ４が並列に接続される。
【００１０】
第１のＤＣ／ＤＣ変換器５は昇降圧チョッパであって、一方の側が直流バス４２に接続され、もう一方の側はリアクトル６を介して蓄電池７に接続される。第２のＤＣ／ＤＣ変換器８は昇降圧チョッパであって、一方の側が直流バス４２に接続され、もう一方の側はリアクトル９を介して太陽電池（ソーラパネル）１０に接続される。尚、ここでは、双方向電力変換器１、第１のＤＣ／ＤＣ変換器５および、第２のＤＣ／ＤＣ変換器８はそれぞれ単一である例を示したが、それぞれ複数であっても構わない。
【００１１】
制御部４０は、双方向電力変換器１、第１のＤＣ／ＤＣ変換器５、第２のＤＣ／ＤＣ変換器８を総合的に制御する。制御部４０は設定部４０ａを有し、この設定部は双方向電力変換器１、第１のＤＣ／ＤＣ変換器５、第２のＤＣ／ＤＣ変換器８のそれぞれに対する直流電圧指令値（後述される）などの設定値が予め格納されている。これら設定値はキーボード等を用いて変更可能である。また制御部４０は、第１のＤＣ／ＤＣ変換器５に充放電を指令する。例えば制御部４０は、スケジュール表（外部からユーザにより予め設定されている）に基づき、内臓タイマを参照し充電動作開始／停止（停止は充電完了した時の停止が優先する）を第１のＤＣ／ＤＣ変換器５に指令する。これにより、例えば電気料金の安い夜間に、蓄電池を充電させることができる。また制御部４０は、直流バス４２の電圧Ｖｄｃが過電圧となり、太陽電池１０が発電をしている場合、第２のＤＣ／ＤＣ変換器により発電動作を抑制あるいは停止する。
【００１２】
図２は双方向電力変換器１の詳細構成を説明するための図である。双方向電力変換器１は、例えば三相電圧形電力変換器１１を主要部として含む。三相電圧形電力変換器１１は、一般的にパルス幅変調制御により半導体素子をスイッチングし、直流電圧を三相交流電圧に変換、あるいは三相交流電圧を直流電圧に変換する。
【００１３】
パルス幅変調制御の一例を図３のパルス幅変調制御波形により説明する。図２の三相電圧形電力変換器１１は、各相毎に直流平滑コンデンサ４の正側端子に接続されるＩＧＢＴ等の自己消弧形半導体素子Ｑ１とダイオードＤ１の並列接続回路と、直流平滑コンデンサ４の負側端子に接続されるＩＧＢＴ等の自己消弧形半導体素子Ｑ２とダイオードＤ２の並列接続回路とを含み、各並列接続回路の交流出力点は相互接続される。
【００１４】
ここで、３相のうちのＵ相に着目し、正側自己消弧形半導体素子にゲート信号として与えられるスイッチング信号Ｇｕと、負側自己消弧形半導体素子にゲート信号として与えられるスイッチング信号Ｇｘの生成方法について図３により説明する。Ｕ相の交流出力電圧指令である変調波ＳＩＮと、三相共通の搬送波であるＴＲを逐次比較することにより、
ＳＩＮ  ＞  ＴＲ
である期間には、Ｇｕ＝１、Ｇｘ＝０のスイッチング信号を生成する。ここでスイッチング信号が１である場合には、対応する自己消弧形半導体素子を導通状態とするゲート信号が与えられ、スイッチング信号が０である場合には、対応する自己消弧形半導体素子を非導通状態とするゲート信号が与えられる。
【００１５】
ＳＩＮ  ＜  ＴＲ
である期間には、Ｇｕ＝０、Ｇｘ＝１のスイッチング信号を生成する。パルス幅変調制御は三相毎に実行され、例えば直流電圧が三相交流電圧に変換される。
【００１６】
上記のパルス幅変調制御はＰＷＭ制御ブロック１２により実行される。ＰＷＭ制御ブロック１２には、変調波ＳＩＮとして、電圧指令値Ｖ＊が入力される。電圧指令値Ｖ＊は電流制御ブロック１３により生成される。電流制御ブロック１３では、有効電流指令値ＩＰ＊と有効電流検出値ＩＰの偏差および、無効電流指令値ＩＱ＊と無効電流検出値ＩＱの偏差を元に、比例積分制御等の手段により電圧指令値Ｖ＊を生成する。有効電流検出値ＩＰおよび無効電流検出値ＩＱは、有効無効電流演算ブロック１４によって演算される。有効無効電流演算ブロック１４には、電流検出ブロック１５よって検出される交流電流と、電源位相演算ブロック１６によって演算される電源位相θが入力され、三相／ｄｑ変換等により、直流の有効電流検出値および無効電流検出値が演算される。電源位相演算ブロック１６には、電圧検出ブロック１７によって検出される交流電圧が入力され、ＰＬＬ制御等により、電源位相θが演算される。無効電流指令値ＩＱ＊は設定値として与えられ、例えば力率１とする場合には、
ＩＱ＊  ＝  ０
が設定される。有効電流指令値ＩＰ＊は、直流電圧制御ブロック１８により生成される。
【００１７】
直流電圧制御ブロック１８では、直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊と直流電圧検出値Ｖｄｃの偏差を元に、比例積分制御等の手段により有効電流指令値ＩＰ＊を生成する。直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊は直流バス電圧Ｖｄｃの指令値であり、例えば制御部４０により設定部４０ａに格納されている値が設定される。直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊は一例として３００Ｖに設定される。直流電圧検出値は、直流電圧検出ブロック１９により検出される直流バス電圧Ｖｄｃすなわち直流平滑コンデンサ電圧である。
【００１８】
以上の構成により、双方向電力変換器１は、直流バス電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊となるように、電力変換を行う。例えば直流バス電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊より低い時、ＡＣ／ＤＣ変換を行い、直流バス電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊より高い時、ＤＣ／ＡＣ変換を行う。
【００１９】
図４は第１のＤＣ／ＤＣ変換器５の詳細構成を説明するための図である。ＤＣ／ＤＣ変換器５は、チョッパ２０を主要要素として含む。チョッパ２０は、一般的にパルス幅変調制御により半導体素子をスイッチングし、直流電圧を別の直流電圧に変換する昇降圧チョッパである。
【００２０】
パルス幅変調制御の一例を図５のパルス幅変調制御波形により説明する。図４のチョッパ２０は、直流平滑コンデンサ４の正側端子に接続されるＩＧＢＴ等の自己消弧形半導体素子Ｑ３とダイオードＤ３の並列接続回路と、直流平滑コンデンサ４の負側端子に接続されるＩＧＢＴ等の自己消弧形半導体素子Ｑ４とダイオードＤ４の並列接続回路との相互接続点がリアクトル６を介して蓄電池７に接続される。
【００２１】
ここで、正側自己消弧形半導体素子Ｑ３にゲート信号として与えられるスイッチング信号Ｇｐと、負側自己消弧形半導体素子Ｑ４にゲート信号として与えられるスイッチング信号Ｇｎの生成方法について図５により説明する。電圧指令である変調波Ｖ＊と、搬送波であるＴＲを逐次比較することにより、
Ｖ＊  ＞  ＴＲ
である期間には、Ｇｐ＝１、Ｇｎ＝０のスイッチング信号を生成する。ここでスイッチング信号が１である場合には、対応する自己消弧形半導体素子を導通状態とするゲート信号が与えられ、スイッチング信号が０である場合には、対応する自己消弧形半導体素子を非導通状態とするゲート信号が与えられる。
【００２２】
Ｖ＊  ＜  ＴＲ
である期間には、Ｇｐ＝０、Ｇｎ＝１のスイッチング信号を生成する。パルス幅変調制御により、直流電圧が別の直流電圧に変換される。
【００２３】
上記のパルス幅変調制御はＰＷＭ制御ブロック２２により実行される。ＰＷＭ制御ブロック２２には、変調波として、電圧指令値Ｖ＊が入力される。電圧指令値Ｖ＊は電流制御ブロック２３により生成される。電流制御ブロック２３では、電流指令値Ｉｄｃ＊＊と電流検出値Ｉｄｃの偏差を元に、比例積分制御等の手段により電圧指令値Ｖ＊を生成する。電流検出値Ｉｄｃは電流検出ブロック２５により検出される蓄電池側の電流が与えられる。電流指令値Ｉｄｃ＊＊は、リミット回路２１により生成される。リミット回路２１では、電流指令値Ｉｄｃ＊と電流リミット値Ｉｄｃｌｉｍ＊より、電流指令値Ｉｄｃ＊＊を生成する。電流指令値Ｉｄｃ＊は直流電圧制御ブロック２８により生成される。直流電圧制御ブロック２８では、直流電圧指令値Ｖｄｃ２＊と直流電圧検出値Ｖｄｃの偏差を元に、比例積分制御等の手段により電流指令値Ｉｄｃ＊を生成する。直流電圧指令値Ｖｄｃ２＊は直流バス電圧Ｖｄｃの上限あるいは下限の指令値であり、例えば制御部４０によって設定される。直流電圧検出値は、直流電圧検出ブロック１９により検出される直流バス電圧すなわち直流平滑コンデンサ電圧である。
【００２４】
図６は蓄電池７が放電を行っている場合の直流電圧制御ブロック２８およびリミット回路２１の動作を説明するブロック図である。ここでは放電の場合の電流極性を正としている。放電時、直流電圧指令値Ｖｄｃ２＊として、直流バス電圧Ｖｄｃの上限値Ｖｄｃ２ａ＊（例えば３１０Ｖ）、及びリミット回路２１の放電電流リミット値Ｉｄｃｌｉｍ１＊が制御部４０により設定される。この上限値Ｖｄｃ２ａ＊は、双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊より大きな値である。
【００２５】
減算器４３は、直流電圧指令値Ｖｄｃ２ａ＊から直流バス電圧Ｖｄｃを減算する。減算結果はＰＩ処理部４４によりＰＩ（比例積分）処理され、電流指令値Ｉｄｃ＊が生成される。リミット回路２１は電流指令値Ｉｄｃ＊に上限及び下限を設定することで電流指令値Ｉｄｃ＊を制限し、電流指令値Ｉｄｃ＊＊を出力する。放電電流リミット値Ｉｄｃｌｉｍ１＊は正の値が設定され、Ｉｄｃ＊に対して上限値として作用する。通常（直流バス電圧Ｖｄｃが電圧指令値Ｖｄｃ２ａ＊より低い時）は、蓄電池の放電量はＩｄｃｌｉｍ１＊に従って制御されることになる。放電電流がリミット値Ｉｄｃｌｉｍ１＊に制限されている場合には、比例積分制御のうちの積分動作を停止させて、積分値が過大になることを防いでいる。
【００２６】
ここで、例えば太陽電池の発電量の増加等の理由で、直流バス電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値Ｖｄｃ２ａより大きくなった場合、減算器４３の値は負となり、ＰＩ制御部４４の出力が減少し、リミット回路２１の出力も減少する。この状態が続くと、電流指令値Ｉｄｃ＊＊が負の値となり、チョッパ２０の動作が放電から充電に切り替わる。充電電流の下限値は負の最大値−Ｉｄｃ＿ｍａｘが設定される。充電電流がリミット値−Ｉｄｃ＿ｍａｘに制限されている場合には、比例積分制御のうちの積分動作を停止させて、積分値が過大になることを防いでいる。  
以上のようにして、直流バス電圧Ｖｄｃは、直流電圧指令値の上限値Ｖｄｃ２ａ＊近傍以下の値となるように制御される。
【００２７】
図７は蓄電池７が充電を行っている場合の直流電圧制御ブロック２８およびリミット回路２１の動作を説明するブロック図である。ここでは充電の場合の電流極性を負としている。充電時、直流電圧指令値Ｖｄｃ２＊として直流バス電圧Ｖｄｃの下限値Ｖｄｃ２ｂ＊（例えば２９０Ｖ）、及びリミット回路２１の充電電流リミット値Ｉｄｃｌｉｍ２＊が制御部４０により設定される。この下限値Ｖｄｃ２ｂ＊は、双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊より小さな値である。リミット回路の電流リミット値Ｉｄｃｌｉｍ２＊は負の値が設定され、Ｉｄｃ＊に対して下限値として作用する。
【００２８】
通常（直流バス電圧Ｖｄｃが電圧指令値Ｖｄｃ２ｂ＊より高い時）は、蓄電池の充電量はＩｄｃｌｉｍ２＊に従って制御されることになる。充電電流がリミット値Ｉｄｃｌｉｍ２＊に制限されている場合には、比例積分制御のうちの積分動作を停止させて、積分値が過大になることを防いでいる。
【００２９】
ここで、例えば負荷４１の負荷量の増加等の理由で、直流バス電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値Ｖｄｃ２ｂより低くなった場合、減算器４３の値は正、ＰＩ制御部４４の出力が増加し、リミット回路２１の出力も増加する。この状態が続くと、電流指令値Ｉｄｃ＊＊が正の値となり、チョッパ２０の動作が充電から放電に切り替わる。放電電流の上限値は正の最大値Ｉｄｃ＿ｍａｘが設定される。放電電流がリミット値Ｉｄｃ＿ｍａｘに制限されている場合には、比例積分制御のうちの積分動作を停止させて、積分値が過大になることを防いでいる。  
以上のようにして、直流バス電圧Ｖｄｃは、直流電圧指令値の下限値Ｖｄｃ２ｂ＊近傍以上の値となるように制御される。
【００３０】
図８は第２のＤＣ／ＤＣ変換器８の詳細構成を説明するための図である。図４の構成とは蓄電池が太陽電池となっている点が異なるが、制御ブロック構成については同様である。しかしＤＣ／ＤＣ変換器８では、図４の蓄電池と異なり太陽電池には充電動作が無く、直流バスに対する電力供給動作のみである。
【００３１】
図９は直流電圧制御部３８およびリミット回路３１の詳細構成を示すブロック図である。ここでは発電の場合の電流極性を正としている。直流電圧指令値Ｖｄｃ３＊は、図６の蓄電池用の直流電圧指令値の上限値Ｖｄｃ２ａ＊より大きな値（例えば３２０Ｖ）が設定されている。リミット回路３１の電流リミット値Ｉｄｃｌｉｍ３＊は正の値が設定され、Ｉｄｃ＊に対して上限値として作用する。また下限値はゼロが設定される点が図６とは異なる。通常（直流バス電圧が直流電圧指令値Ｖｄｃ３＊より低い場合）は、太陽電池の発電量はＩｄｃｌｉｍ３＊に従って制御されることになる。
【００３２】
ここで、例えば負荷４１の負荷量の減少等の理由により、直流バス電圧Ｖｄｃが電圧指令値ｖｄｃ３＊より高くなると、減算器４５の出力が負となり、ＰＩ制御部４５の出力が減少し、リミット回路３１の出力も減少する。すなわち、電流指令値Ｉｄｃ＊＊が減少し、さらには０となり、太陽電池１０の発電が制限され、直流バス電圧Ｖｄｃの更なる上昇が抑制される。
【００３３】
以上のように本実施形態によれば、双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊が、ＤＣ／ＤＣ変換器５の直流電圧指令値Ｖｄｃ２ａ＊、ＤＣ／ＤＣ変換器８の直流電圧指令値Ｖｄｃ３＊よりも小さい値に設定される。これにより、蓄電池７の放電量及び／又は太陽電池１０の発電量が双方向電力変換器１の処理能力を超えた場合でも、直流バス電圧を規定値以下に制御して、過電圧を防止することが可能となる。
【００３４】
通常は双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊に従って直流バス電圧は制御されている。蓄電池７の放電量及び／又は太陽電池１０の発電量が、双方向電力変換器１の処理能力を超えた場合には、直流バス電圧は上昇する。しかし、双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊よりも大きい値に設定された直流電圧指令値に従って、ＤＣ／ＤＣ変換器５は蓄電池の放電量を制御し、ＤＣ／ＤＣ変換器８は太陽電池の発電量を制御するので、直流バス電圧は規定値以下に制御される。また、系統事故時等により、双方向電力変換器１が正常に動作出来なくなる場合にも、上記動作により、直流バス電圧を規定値以下の値に制御し、過電圧を防止することが可能である。
【００３５】
また本実施形態によれば、太陽電池１０に接続されるＤＣ／ＤＣ変換器８の直流電圧指令値Ｖｄｃ３＊が、蓄電池７に接続されるＤＣ／ＤＣ変換器５の直流電圧指令値Ｖｄｃ２ａ＊よりも大きな値に設定される。蓄電池７が放電し、太陽電池１０が発電している場合、直流バス電圧Ｖｄｃが蓄電池７のＤＣ／ＤＣ変換器８の直流電圧指令値Ｖｄｃ２ａ＊（例えば３１０Ｖ）を超えると、蓄電池７は放電から充電に動作を切り換えるが、太陽電池１０の発電は維持される。これにより、蓄電池７の放電量及び／又は太陽電池１０の発電量が双方向電力変換器１の処理能力を超えた場合でも、太陽電池の発電電力は系統あるいは蓄電池７に供給されるので、有効に利用することが可能となる。
【００３６】
通常は双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊に従って直流バス電圧Ｖｄｃは制御されている。放電量が双方向電力変換器１の処理能力を超えた場合には、直流バス電圧は上昇する。しかし、双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊よりも大きい値に設定された蓄電池のＤＣ／ＤＣ変換器５の直流電圧指令値Ｖｄｃ２ａ＊に従って、ＤＣ／ＤＣ変換器５は蓄電池７の放電量を制御し、直流バス電圧Ｖｄｃを規定値以下の値になるように制御する。このとき、蓄電池７のＤＣ／ＤＣ変換器５の直流電圧指令値Ｖｄｃ２ａ＊よりも大きな直流電圧指令値Ｖｄｃ３＊が設定された太陽電池１０のＤＣ／ＤＣ変換器８は、電流電圧指令値Ｖｄｃ３＊に従って動作するので、太陽電池１０の発電量を有効に利用することが可能となる。
【００３７】
また本実施形態によれば、双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊が、充電運転される蓄電池７に接続されるＤＣ／ＤＣ変換器５の直流電圧指令値Ｖｄｃ２ｂ＊よりも大きい値に設定される。充電量が双方向電力変換器１の処理能力を超え、直流バス電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値Ｖｄｃ２ｂ＊（例えば２９０Ｖ）より低下する場合、ＤＣ／ＤＣ変換器５は充電量を抑制し、やがて動作を充電から放電に切り替える。従って、直流バス電圧Ｖｄｃを規定値以上の値に制御することが可能となる。
【００３８】
通常は双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊に従って直流バス電圧Ｖｄｃは制御されている。充電量が双方向電力変換器１の処理能力を超えた場合には、直流バス電圧は下降する。このとき、双方向電力変換器１の直流電圧指令値Ｖｄｃ１＊よりも小さい値に設定された蓄電池のＤＣ／ＤＣ変換器の直流電圧指令値Ｖｄｃ２ｂ＊に従って、ＤＣ／ＤＣ変換器５は蓄電池７の充電量を抑制し、やがて動作を充電から放電に切り替え、直流バス電圧Ｖｄｃを規定値以上の値に制御する。また、系統事故時等により、双方向電力変換器１が正常に動作出来なくなる場合にも、上記動作により、直流バス電圧Ｖｄｃを規定値以上の値に制御することが可能である。
【００３９】
また、双方向電力変換器１および各ＤＣ／ＤＣ変換器の電圧制御に用いられる直流バスの電圧検出を、共通の電圧検出ブロック１９により行うことにより、電圧検出値のばらつきを無くすことが可能となる。この効果により、これまで述べた、双方向電力変換器１、蓄電池７および太陽電池１０の各ＤＣ／ＤＣ変換器５、８に設定される各直流電圧指令値の分解能を上げることが可能となり、結果として、直流バス電圧の変動幅を小さくすることが可能となる。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１…双方向電力変換器１、２…インダクタンス、３…交流系統、４…直流平滑コンデンサ、５、８…ＤＣ／ＤＣ変換器、６、９…リアクトル、７…蓄電池、１０…太陽電池、１１…三相電圧形インバータ、１２…ＰＷＭ制御ブロック、１３…電流制御ブロック、１４…有効無効電流演算ブロック、１５…電流検出ブロック、１６…電源位相演算ブロック、１７…電圧検出ブロック、１８…直流電圧制御制御ブロック、１９…直流電圧検出ブロック、２０…チョッパ、２１…リミット回路。
【図１】
2014099986.tif 000003
【図２】
2014099986.tif 000004
【図３】
2014099986.tif 000005
【図４】
2014099986.tif 000006
【図５】
2014099986.tif 000007
【図６】
2014099986.tif 000008
【図７】
2014099986.tif 000009
【図８】
2014099986.tif 000010
【図９】
2014099986.tif 000011