(57)【要約】  蓄電池の充放電を効率よく行うことができる充放電装置およびこれを用いた充放電システムを提供する。充放電システムは、充放電装置と、蓄電池を有する蓄電池ユニットとを備える。充放電装置は、蓄電池の充放電路に設けられ電力変換を行う電力変換部を備えるとともに、電力変換部を用いた蓄電池の充放電を制御する制御部を有するコントローラを備える。コントローラの制御部は、電力変換部における入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、蓄電池の充放電を行わないように電力変換部を制御する。
2013094396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池の充放電路に設けられ電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部を用いた前記蓄電池の充放電を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電力変換部における入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする充放電装置。
【請求項２】
前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部を備え、
前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力が予め決められた閾値以下である場合に前記変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の充放電装置。
【請求項３】
前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、
前記電力変換部から出力される前記出力電力を測定する出力測定部とを備え、
前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力と前記出力測定部で測定された前記出力電力とから前記変換効率を求め、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の充放電装置。
【請求項４】
前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、
前記入力電力と前記変換効率との対応関係を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力に対応する前記変換効率を前記記憶部から選択し、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の充放電装置。
【請求項５】
前記制御部は、商用電力系統からの給電がない場合、前記変換効率にかかわらず前記蓄電池の充放電を行うように前記電力変換部を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の充放電装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の充放電装置と、
出力電力が変動する電源装置と
を備えることを特徴とする充放電システム。
【請求項７】
前記電力変換部が前記充放電装置に複数設けられており、
複数の前記電力変換部の各々の前記入力電力の合計電力を取得する総入力取得部と、
前記総入力取得部で取得された前記合計電力に応じて、複数の前記電力変換部の中から、電力変換を行う電力変換部を少なくとも１つ選択し、残りの電力変換部が電力変換を行わないように前記制御部に指示する管理部とをさらに備える
ことを特徴とする請求項６記載の充放電システム。
【請求項８】
前記電力変換部は、前記蓄電池への充電用に前記入力電力を交流電力から直流電力へ変換し、前記蓄電池からの放電用に直流電力から交流電力へ変換して前記出力電力として出力する双方向ＤＣ／ＡＣインバータと、
前記蓄電池と前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータとの間に設けられて所定の直流電力へ電力変換する複数の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
前記制御部は、前記入力電力に応じて、電力変換を行う双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを少なくとも１つ選択し、残りの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが電力変換を行わないように制御することを特徴とする請求項６記載の充放電システム。
【請求項９】
前記電源装置は、太陽電池に対して最大電力点追従制御を行う太陽光発電装置であり、
前記太陽光発電装置は、前記太陽電池と、前記太陽電池が発電した直流電力を昇圧する昇圧部と、前記昇圧部から出力された前記直流電力を交流電力に変換する太陽電池側電力変換部とを備え、
前記充放電装置は、前記昇圧部と前記太陽電池側電力変換部との間の接点と前記蓄電池との間に挿入されて設けられる
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の充放電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の充放電を制御する充放電装置およびこれを用いた充放電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽電池などで発電された電力を用いて蓄電池を充電する充放電システムが知られている（例えば日本国特許公開２００９−１５９６９１号公報参照）。【０００３】
ところで、蓄電池を充電する際に用いられるコンバータは、入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が入力電力に対して変化する特性を有している。【０００４】
しかしながら、従来の充放電システムでは、コンバータの変換効率とは無関係に蓄電池の充電を行うため、電力を効率よく管理しているとはいえなかった。
【発明の開示】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、蓄電池の充放電を効率よく行うことができる充放電装置およびこれを用いた充放電システムを提供することにある。
【０００６】
本発明の充放電装置は、蓄電池の充放電路に設けられ電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部を用いた前記蓄電池の充放電を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電力変換部における入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御することを特徴とする。
【０００７】
この充放電装置において、前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部を備え、前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力が予め決められた閾値以下である場合に前記変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御することが好ましい。
【０００８】
この充放電装置において、前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、前記電力変換部から出力される前記出力電力を測定する出力測定部とを備え、前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力と前記出力測定部で測定された前記出力電力とから前記変換効率を求め、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御することが好ましい。
【０００９】
この充放電装置において、前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、前記入力電力と前記変換効率との対応関係を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力に対応する前記変換効率を前記記憶部から選択し、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御することが好ましい。
【００１０】
この充放電装置において、前記制御部は、商用電力系統からの給電がない場合、前記変換効率にかかわらず前記蓄電池の充放電を行うように前記電力変換部を制御することが好ましい。
【００１１】
本発明の充放電システムは、前記充放電装置と、出力電力が変動する電源装置とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この充放電システムにおいて、前記電力変換部が前記充放電装置に複数設けられており、複数の前記電力変換部の各々の前記入力電力の合計電力を取得する総入力取得部と、前記総入力取得部で取得された前記合計電力に応じて、複数の前記電力変換部の中から、電力変換を行う電力変換部を少なくとも１つ選択し、残りの電力変換部が電力変換を行わないように前記制御部に指示する管理部とをさらに備えることが好ましい。
【００１３】
この充放電システムにおいて、前記電力変換部は、前記蓄電池への充電用に前記入力電力を交流電力から直流電力へ変換し、前記蓄電池からの放電用に直流電力から交流電力へ変換して前記出力電力として出力する双方向ＤＣ／ＡＣインバータと、前記蓄電池と前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータとの間に設けられて所定の直流電力へ電力変換する複数の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、前記制御部は、前記入力電力に応じて、電力変換を行う双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを少なくとも１つ選択し、残りの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが電力変換を行わないように制御することが好ましい。
【００１４】
この充放電システムにおいて、前記電源装置は、太陽電池に対して最大電力点追従制御を行う太陽光発電装置であり、前記太陽光発電装置は、前記太陽電池と、前記太陽電池が発電した直流電力を昇圧する昇圧部と、前記昇圧部から出力された前記直流電力を交流電力に変換する太陽電池側電力変換部とを備え、前記充放電装置は、前記昇圧部と前記太陽電池側電力変換部との間の接点と前記蓄電池との間に挿入されて設けられることが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、蓄電池の充放電を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
【図１】実施形態１に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
【図２】実施形態１に係る太陽電池の発電量を示す図である。
【図３】実施形態１に係る充放電装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態１に係る電力変換部の入力電力と変換効率との関係を示す図である。
【図５】実施形態２に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
【図６Ａ】実施形態２に係る複数の充放電装置が並列に接続された場合の効率特性を示す図である。
【図６Ｂ】実施形態２に係る各電力変換部の効率特性を示す図である。
【図７】実施形態３に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
【図８Ａ】実施形態３に係る複数の充放電装置が並列に接続された場合の効率特性を示す図である。
【図８Ｂ】実施形態３に係る各電力変換部の効率特性を示す図である。
【図９】実施形態４に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
【図１０】実施形態５に係る充放電システムの構成を示す概略図である。
【図１１】実施形態５に係る充放電装置の回路構成を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施形態１）
実施形態１に係る充放電システム１は、図１に示すように、充放電装置２と、蓄電池ユニット３と、太陽電池４と、パワーコンディショナ（太陽電池制御部）５とを備えている。また、充放電システム１は、連携盤６と、逆潮流監視ユニット７とを備えている。充放電装置２と蓄電池ユニット３と逆潮流監視ユニット７とは互いに通信する機能を有している。充放電装置２と蓄電池ユニット３とで蓄電設備１０を構成する。太陽電池４とパワーコンディショナ５とで太陽光発電装置１１を構成する。なお、図１において、実線１２は交流電力の電力路を示し、具体的には、蓄電設備１０と連携盤６間の電力路や、太陽光発電装置１１と連携盤６と間の電力路、後述する商用電力系統８と連携盤６間の電力路などである。また、破線１３は直流電力の電力路を示し、具体的には、太陽電池４と後述する接続箱４１間の電力路や、接続箱４１とパワーコンディショナ５間の電力路、充放電装置２と蓄電池ユニット３間の電力路などである。さらに、一点鎖線１４は通信線を示し、具体的には、蓄電設備１０と逆潮流監視ユニット７間の通信線や、逆潮流監視ユニット７と連携盤６間の通信線、充放電装置２と蓄電池ユニット３間の通信線などである。【００１８】
このような充放電システム１は、充放電装置２において、電力変換部２１の変換効率がよいときのみ蓄電池ユニット３の蓄電池３１（図３参照）の充放電を行う。以下、充放電システム１の各構成要素について説明する。【００１９】
蓄電池ユニット３は、蓄電池３１（図３参照）を備えており、充放電装置２の制御によって蓄電池３１の充放電を行う。蓄電池３１は、例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池または鉛蓄電池などであり、太陽電池４の発電電力および商用電力系統８の商用電力を蓄電することができる。【００２０】
太陽電池４は、例えば住戸の屋根に設置され、太陽光エネルギーを利用して発電する太陽光発電によって直流電力を生成する。図２は、太陽電池４の１日における発電量（発電電力）の一例を示している。図２の（ａ）は晴れの場合、（ｂ）は曇りの場合、（ｃ）は雨の場合である。太陽電池４とパワーコンディショナ５との間には、図１に示すように、接続箱４１が設けられている。パワーコンディショナ５は、太陽電池４に対して最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）を行う。また、パワーコンディショナ５は、太陽電池４の発電電力（発電量）である直流電力を昇圧して交流電力に変換する。【００２１】
連携盤６は、主幹ブレーカ６１と、複数の分岐ブレーカ６２，６２，……とを備えている。主幹ブレーカ６１は、充放電装置２、パワーコンディショナ５および商用電力系統８から交流電力を取得し、各分岐ブレーカ６２に出力する。分岐ブレーカ６２は、コンセントを介して接続されている負荷（図示せず）へ電力を供給する。逆潮流監視ユニット７は、商用電力系統８への売電状況を監視する。【００２２】
充放電装置２は、図３に示すように、電力変換部２１と、コントローラ２２と、ゲート回路２３，２３とを備えている。また、充放電装置２は、解列リレー２４と、連系リレー２５と、ノイズフィルタ２６と、突入防止部２７と、リアクトル２８とを備えている。【００２３】
電力変換部２１は、蓄電池３１への充電用に入力電力を交流電力から直流電力へ変換し、蓄電池３１からの放電用に直流電力から交流電力へ変換して出力電力として出力する双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１１と、蓄電池ユニット３と双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１１との間に設けられて、充放電用に所定の直流電力へ電力変換する双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２とで構成されている。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１１は、４つのスイッチング素子２１３，２１３，……とで構成されている。各スイッチング素子２１３は、ゲート回路２３からの信号によりオンオフを切り替える。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２は、インダクタ２１４と、２つのスイッチング部２１５，２１５とで構成されている。各スイッチング部２１５は、スイッチング素子２１６と、スイッチング素子２１６に並列接続されたダイオード２１７とで構成されている。スイッチング素子２１６は、ゲート回路２３からの信号によりオンオフを切り替える。双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１１と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２との間にはコンデンサ２１８が設けられている。【００２４】
このような電力変換部２１は、蓄電池３１の充放電路に挿入されて設けられ電力変換を行う。具体的には、充電時において、電力変換部２１は、太陽電池４からの入力電力を変換し、出力電力を蓄電池ユニット３（蓄電池３１）に出力する。一方、放電時においては、電力変換部２１は、蓄電池ユニット３（蓄電池３１）からの入力電力を変換し、出力電力を連携盤６に出力する。【００２５】
図４は、電力変換部２１での入力電力に対する変換効率を示す変換効率特性（効率カーブ）を示す。電力変換部２１の入力電力すなわち太陽電池４の発電電力が大きくなるほど、電力変換部２１の変換効率が大きくなっている。これにより、太陽電池４の発電電力が常に最大電力であるとき、すなわち、最大電力点追従制御により太陽電池４が常に最大電力点付近で動作しているときに、充放電装置２は、蓄電池ユニット３の蓄電池３１の充電を行うことになる。【００２６】
図３に示すコントローラ２２は、充電時において電力変換部２１に入力される入力電力を測定する入力測定部（図示せず）と、電力変換部２１を用いた蓄電池３１の充放電を制御する制御部（図示せず）とを備えている。【００２７】
前記制御部は、充電時および放電時において、電力変換部２１の変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、蓄電池３１の充電および放電を行わないように電力変換部２１を制御する。変換効率は、電力変換部２１における入力電力に対する出力電力の比率を表わす。【００２８】
具体的には、本実施形態のコントローラ２２において、前記制御部は、前記入力測定部で測定された入力電力が閾値以下である場合に変換効率が低いと判断し、蓄電池３１の充放電を行わないように電力変換部２１を制御する。上記閾値は、予め決められた値である。特に変換効率特性において変換効率が漸増する場合、簡易でありながら判定の妥当性が高くなるので、効果的である。【００２９】
ところで、商用電力系統８からの給電がない場合（例えば停電時など）、前記制御部は、変換効率にかかわらず蓄電池３１の充放電を行うように電力変換部２１を制御する。【００３０】
次に、本実施形態に係る充放電システム１の動作について説明する。ここでは、図２の例を用いて説明する。閾値は１５００Ｗとする。晴れのときでは、太陽電池４の発電量すなわち電力変換部２１の入力電力が１５００Ｗ以下になるのは、図示される時間帯だけで言えば、６時から７時半までと１６時半から１９時までである。曇りのときでは、昼間のところどころ１５００Ｗ以下となっている。一方、雨天のときでは、太陽電池４の発電量が２００Ｗ以下しかない。電力変換部２１の入力電力が１５００Ｗを超える場合、電力変換部２１の変換効率が良好であるため、充放電装置２は、蓄電池３１の充電を行うように電力変換部２１を制御する。一方、電力変換部２１の入力電力が１５００Ｗ以下である場合、電力変換部２１の変換効率が悪いため、充放電装置２は、蓄電池３１の充電をやめるように電力変換部２１を制御する。この場合、太陽電池４の発電電力を売電にまわしたり、太陽電池４の発電電力を負荷（図示せず）に供給して買電量を減らしたりすることができるので、経済効果を高めることができる。【００３１】
以上説明した本実施形態の充放電システム１は、充放電装置２において、電力変換部２１の入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が低い場合に蓄電池３１の充放電を行わないように電力変換部２１を制御する。これにより、本実施形態の充放電システム１では、変換効率のよいときのみ蓄電池３１を充放電させることができるので、変換ロスを抑えることができる。【００３２】
本実施形態の充放電システム１では、充放電装置２において、特に、電力変換部２１の変換効率が低い場合に蓄電池３１の充電を行わないように制御することによって、変換効率のよいときのみ蓄電池３１を充電することができるので、蓄電池３１の充電を効率よく行うことができる。一方、変換効率の低い場合、本実施形態の充放電システム１では、電力会社などに売電したり、負荷に供給して買電量を減らしたりすることができるので、経済効果を高めることができる。【００３３】
また、本実施形態の充放電システム１は、充放電装置２において、コントローラ２２の前記入力測定部で測定された入力電力が閾値以下である場合に電力変換部２１の変換効率が低いと判断する。これにより、本実施形態の充放電システム１では、電力変換部２１の変換効率が低い状態であることを容易に判断することができる。【００３４】
さらに、本実施形態の充放電システム１では、パワーコンディショナ（太陽電池制御部）５が太陽電池４に対して最大電力点追従制御を行うことによって、最大効率となる状態すなわち最大電力点付近で太陽電池４を動作させることができる。これにより、本実施形態の充放電システム１では、太陽電池４が最大効率となる状態で、蓄電池３１を充電することができる。特に充放電装置２の変換効率特性において変換効率が漸増する場合、充放電装置２において入力電力が大きくなるほど変換効率がよくなるので、最大電力点追従制御により太陽電池４の出力電力が可能な限り大きいほうが、充放電装置２の変換効率がよくなる。【００３５】
なお、本実施形態の変形例として、充放電装置２は、変換効率を実際に求めて低いか否かを判断してもよい。本変形例の充放電装置２のコントローラ２２は、電力変換部２１から出力される出力電力を測定する出力測定部（図示せず）を備えている。本変形例のコントローラ２２の前記制御部は、コントローラ２２の前記入力測定部で測定された入力電力と前記出力測定部で測定された出力電力とから変換効率を求め、上記変換効率が予め決められた基準値以下である場合に上記変換効率が低いと判断し、蓄電池３１の充放電を行わないように電力変換部２１を制御する。【００３６】
以上説明した本変形例の充放電装置２は、上述のように、コントローラ２２の前記入力測定部で測定された入力電力と前記出力測定部で測定された出力電力とから求められた変換効率が閾値以下である場合に電力変換部２１の変換効率が低いと判断する。これにより、本変形例の充放電装置２においても、本実施形態と同様に、電力変換部２１の変換効率が低い状態であることを容易に判断することができる。【００３７】
また、本実施形態の他の変形例として、充放電装置２は、図４に示すような入力電力と変換効率との対応関係を用いて変換効率が低いか否かを判断してもよい。本変形例の充放電装置２は、入力電力と変換効率との対応関係を記憶する記憶部（図示せず）をさらに備えている。本変形例のコントローラ２２の前記制御部は、コントローラ２２の前記入力測定部で測定された入力電力に対応する変換効率を前記記憶部から選択し、上記変換効率が予め決められた基準値以下である場合に上記変換効率が低いと判断し、蓄電池３１の充放電を行わないように電力変換部２１を制御する。【００３８】
以上説明した本変形例の充放電装置２は、上述のように、コントローラ２２の前記入力測定部で測定された入力電力に対応する変換効率を前記記憶部から選択し、上記変換効率が閾値以下である場合に電力変換部２１の変換効率が低いと判断する。これにより、本変形例の充放電装置２においても、本実施形態と同様に、電力変換部２１の変換効率が低い状態であることを容易に判断することができる。【００３９】
（実施形態２）
実施形態２に係る充放電システム１は、図５に示すように、充放電装置２において、複数（図示例では５つ）の電力変換部２１，２１，……と、その複数の電力変換部２１，２１，……とそれぞれ１対１で対応する複数（図示例では同様に５つ）の蓄電池ユニット３，３，……（蓄電池３１，３１，……）を備えている点で、実施形態１に係る充放電システム１（図１参照）と相違する。なお、実施形態１の充放電システム１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図５において、実線１２は交流電力の電力路を示し、破線１３は直流電力の電力路を示し、一点鎖線１４は通信線を示す。【００４０】
本実施形態の充放電システム１は、総入力取得部７１と、管理部７２とを備えている。【００４１】
総入力取得部７１は、複数の電力変換部２１，２１，……の各々の入力電力の合計電力を取得する。なお、総入力取得部７１は、複数の電力変換部２１，２１，……の入力電力を測定する独自の電力測定手段を備えていてもよいし、各電力変換部２１から入力電力の情報を取得して合算してもよい。また、本実施形態の総入力取得部７１は、図５に示すように、充放電装置２とは別体に設けられていているが、充放電装置２内に設けられていてもよい。【００４２】
管理部７２は、総入力取得部７１で取得された合計電力に応じて、複数の電力変換部２１，２１，……の中から、電力変換を行う電力変換部２１を少なくとも１つ選択し、残りの電力変換部２１が電力変換を行わないようにコントローラ２２に指示する。なお、本実施形態の管理部７２は、図５に示すように、充放電装置２とは別体に設けられて充放電装置２と通信するようにしているが、充放電装置２内に設けられていてもよい。【００４３】
また、本実施形態の充放電システム１は、昇圧部５１と、太陽電池側電力変換部５２とを備えている。昇圧部５１は、例えば最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ）機能を有するＤＣ／ＤＣコンバータであり、太陽電池４の発電電力を昇圧する。太陽電池側電力変換部５２は、例えば双方向ＤＣ／ＡＣインバータであり、昇圧部５１から出力された直流電力を交流電力に変換する。本実施形態では、太陽電池４と昇圧部５１と太陽電池側電力変換部５２とで太陽光発電装置１１を構成する。つまり、本実施形態の各電力変換部２１は、実施形態１における直流−交流変換および交流−直流変換を行うための双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１１を備える必要はない。【００４４】
本実施形態の充放電装置２において、複数の電力変換部２１，２１，……は、昇圧部５１と太陽電池側電力変換部５２との間の接点と蓄電池ユニット３（蓄電池３１）との間に挿入されて設けられている。なお、実施形態１の充放電装置２（図１参照）と同様の機能については説明を省略する。【００４５】
次に、本実施形態に係る充放電システム１の動作について説明する。本実施形態の充放電システム１は、充放電装置２の電力変換部２１を選択して蓄電池３１の充放電を行う。【００４６】
図６Ａは、５つの電力変換部２１，２１，……を並列に接続された場合の効率特性を示し、図６Ｂは、各電力変換部２１単体の効率特性を示す。例えば入力電力が１ｋＷである場合の効率を比較すると、図６Ａでは８２％であるのに対し、図６Ｂでは９４％である。これにより、１つの電力変換部２１を用いた場合の効率のほうかよいので、１つの電力変換部２１を単独運転させるように残りの電力変換部２１，２１，……を停止させる。【００４７】
以上説明した本実施形態の充放電システム１は、複数の電力変換部２１，２１，……の中から少なくとも１つを選択して、選択された電力変換部２１と対応する蓄電池３１の充放電を行わせる。これにより、複数の電力変換部２１，２１，……のすべてを動作させる場合よりも、効率よく動作させることができる。すなわち、複数の電力変換部２１，２１，……の組み合わせによって最大効率での動作が可能である。【００４８】
また、本実施形態の充放電システム１では、昇圧部５１と太陽電池側電力変換部５２との間の接点と蓄電池ユニット３（蓄電池３１）との間に充放電装置２が挿入されて設けられている。これにより、本実施形態の各電力変換部２１は、実施形態１における双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１１を備える必要はなく、直流−交流変換および交流−直流変換を行わずに、太陽電池４の発電電力を用いて蓄電池３１を充放電することができるので、変換ロスを低減することができる。【００４９】
（実施形態３）
実施形態３に係る充放電システム１は、図７に示すように、充放電装置２において、２つの電力変換部２１，２１と、その２つの電力変換部２１，２１と対応する１つの蓄電池ユニット３（蓄電池３１）を備えている点で、実施形態２に係る充放電システム１（図５参照）と相違する。つまり、本実施形態の充放電システム１は、１つの蓄電池ユニット３に対して複数（図示例では２つ）の電力変換部２１，２１が設けられている。なお、実施形態２の充放電システム１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図７において、実線１２は交流電力の電力路を示し、破線１３は直流電力の電力路を示し、一点鎖線１４は通信線を示す。【００５０】
本実施形態の充放電装置２は、２回路が並列接続されており、条件に応じて１回路をオフにして蓄電池ユニット３の蓄電池３１の充電および放電を行う。本実施形態の各充放電装置２は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを備えている。【００５１】
図８Ａは、２つの電力変換部２１，２１を並列に動作させたことによる効率特性を示し、図８Ｂは、いずれかの電力変換部２１の単独の効率特性を示す。例えば入力電力が２ｋＷである場合の効率を比較すると、図８Ａでは８８％であるのに対し、図８Ｂでは９３％である。これにより、いずれかの電力変換部２１の単独動作のほうが効率がよい。なお、本実施形態の総入力取得部７１および管理部７２は、コントローラ２２に内蔵されている。【００５２】
以上説明した本実施形態の充放電システム１においても、実施形態２と同様に、複数の電力変換部２１，２１の中から少なくとも１つを選択して蓄電池３１の充放電を行わせる。ただし、実施形態２とは異なり、充放電が行われる対象は、他の選択されなかった電力変換部２１とで兼用する蓄電池３１である。これにより、複数の電力変換部２１，２１のすべてを動作させる場合よりも、効率よく動作させることができる。すなわち、複数の電力変換部２１，２１の組み合わせによって最大効率での動作が可能である。【００５３】
（実施形態４）
実施形態４に係る充放電システム１は、図９に示すように充放電装置２が連携盤６に接続されている点で、実施形態２に係る充放電システム１（図５参照）と相違する。なお、実施形態２の充放電システム１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図９において、実線１２は交流電力の電力路を示し、破線１３は直流電力の電力路を示し、一点鎖線１４は通信線を示す。【００５４】
本実施形態の充放電装置２は、実施形態２の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに代えて双方向ＤＣ／ＡＣインバータを備えている。なお、実施形態２の充放電装置２（図５参照）と同様の機能については説明を省略する。【００５５】
以上説明した本実施形態の充放電システム１においても、実施形態２と同様に、複数の電力変換部２１，２１，……の中から少なくとも１つを選択して、選択された電力変換部２１と対応する蓄電池３１の充放電を行わせる。これにより、複数の電力変換部２１，２１，……のすべてを動作させる場合よりも、効率よく動作させることができる。すなわち、複数の電力変換部２１，２１，……の組み合わせによって最大効率での動作が可能である。【００５６】
（実施形態５）
実施形態５に係る充放電システム１は、図１０に示すような充放電装置２が連携盤６に接続されている点で、実施形態３に係る充放電システム１（図７参照）と相違する。なお、実施形態３の充放電システム１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。図１０において、実線１２は交流電力の電力路を示し、破線１３は直流電力の電力路を示し、一点鎖線１４は通信線を示す。【００５７】
本実施形態の充放電装置２は、図１１に示すように、１つの電力変換部２１内に複数（図示例では２つ）の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２，２１２を備えている。つまり、１つの双方向ＤＣ／ＡＣインバータ２１１は、２つの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２，２１２において兼用されている。なお、実施形態３の充放電装置２（図７参照）と同様の機能については説明を省略する。【００５８】
以上説明した本実施形態の充放電システム１において、コントローラ２２の前記制御部は、１つの電力変換部２１内の複数の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２，２１２の中から少なくとも１つを選択して、蓄電池３１の充放電を行わせるように制御する。そして、前記制御部は、残りの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが電力変換を行わないように制御する。これにより、複数の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２，２１２のすべてを動作させる場合よりも、効率よく動作させることができる。すなわち、複数の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ２１２，２１２の組み合わせによって最大効率での動作が可能である。【００５９】
本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月9日(2013.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
蓄電池の充放電路に設けられ電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部を用いた前記蓄電池の充放電を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電力変換部における入力電力に対する出力電力の比率を表わす変換効率が所定条件によって低いと判断した場合、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御し、
当該充放電装置は、さらに
前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、
前記電力変換部から出力される前記出力電力を測定する出力測定部とを備え、
前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力と前記出力測定部で測定された前記出力電力とから前記変換効率を求め、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする充放電装置。
【請求項４】
前記電力変換部に入力される前記入力電力を測定する入力測定部と、
前記入力電力と前記変換効率との対応関係を記憶する記憶部とを備え、
前記制御部は、前記入力測定部で測定された前記入力電力に対応する前記変換効率を前記記憶部から選択し、当該変換効率が予め決められた基準値以下である場合に当該変換効率が低いと判断し、前記蓄電池の充放電を行わないように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする請求項３記載の充放電装置。
【請求項５】
前記制御部は、商用電力系統からの給電がない場合、前記変換効率にかかわらず前記蓄電池の充放電を行うように前記電力変換部を制御することを特徴とする請求項３または４に記載の充放電装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の充放電装置と、
出力電力が変動する電源装置と
を備えることを特徴とする充放電システム。
【請求項７】
前記電力変換部が前記充放電装置に複数設けられており、
複数の前記電力変換部の各々の前記入力電力の合計電力を取得する総入力取得部と、
前記総入力取得部で取得された前記合計電力に応じて、複数の前記電力変換部の中から、電力変換を行う電力変換部を少なくとも１つ選択し、残りの電力変換部が電力変換を行わないように前記制御部に指示する管理部とをさらに備える
ことを特徴とする請求項６記載の充放電システム。
【請求項８】
前記電力変換部は、前記蓄電池への充電用に前記入力電力を交流電力から直流電力へ変換し、前記蓄電池からの放電用に直流電力から交流電力へ変換して前記出力電力として出力する双方向ＤＣ／ＡＣインバータと、
前記蓄電池と前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータとの間に設けられて所定の直流電力へ電力変換する複数の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
前記制御部は、前記入力電力に応じて、電力変換を行う双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを少なくとも１つ選択し、残りの双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが電力変換を行わないように制御することを特徴とする請求項６記載の充放電システム。
【請求項９】
前記電源装置は、太陽電池に対して最大電力点追従制御を行う太陽光発電装置であり、
前記太陽光発電装置は、前記太陽電池と、前記太陽電池が発電した直流電力を昇圧する昇圧部と、前記昇圧部から出力された前記直流電力を交流電力に変換する太陽電池側電力変換部とを備え、
前記充放電装置は、前記昇圧部と前記太陽電池側電力変換部との間の接点と前記蓄電池との間に挿入されて設けられる
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の充放電システム。
【国際調査報告】
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