(57)【要約】【課題】コンバータにおけるフィードバック制御を安定させる電力変換システムを得ること。【解決手段】電力変換システム１は、複数のコンバータと、系統連系インバータ５とを有する。各コンバータは、コンバータから出力される直流電力の電圧の値を設定された電圧指令値に一致させるフィードバック制御を行うフィードバック制御部２４，３４，４４を有する。フィードバック制御部２４，３４，４４は、当該フィードバック制御部２４，３４，４４が含まれているコンバータが有する平滑コンデンサ２２，３２，４２の静電容量値と、当該フィードバック制御部２４，３４，４４が含まれていないコンバータが有する平滑コンデンサ２２，３２，４２の静電容量値と系統連系インバータ５が有する平滑コンデンサ５１の静電容量値とのうちの少なくともひとつの静電容量値とをもとに、フィードバック制御の制御ゲインを決定する。【選択図】図１
2019146449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力源から出力された直流電力の電圧を変換する機能を有していて前記直流電力をもとにした直流電力を出力する複数のコンバータと、
前記複数のコンバータの各々が出力した直流電力を交流電力に変換する系統連系インバータとを備え、
前記複数のコンバータの各々は、
前記コンバータから出力される直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
前記出力される直流電力の電圧を計測する電圧計測部と、
前記電圧計測部によって計測された電圧の値を設定された電圧指令値に一致させるフィードバック制御を行うフィードバック制御部とを有し、
前記系統連系インバータは、前記複数のコンバータの各々が出力した直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサを有し、
前記複数のコンバータのうちの少なくともひとつのコンバータが有する前記フィードバック制御部は、前記少なくともひとつのコンバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値と、前記複数のコンバータのうちの前記少なくともひとつのコンバータ以外のコンバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値と前記系統連系インバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値とのうちの少なくともひとつの静電容量値とをもとに、前記フィードバック制御の制御ゲインを決定する
ことを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
前記少なくともひとつのコンバータと、前記複数のコンバータのうちの前記少なくともひとつのコンバータ以外のコンバータと前記系統連系インバータとのうちの少なくともひとつとは、前記フィードバック制御の制御ゲインを決定するための平滑コンデンサの静電容量値を示す情報を送受信する通信部を更に有し、
前記少なくともひとつのコンバータが有する前記フィードバック制御部は、前記通信部が受信した情報を用いて前記フィードバック制御の制御ゲインを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記少なくともひとつのコンバータが有する前記フィードバック制御部は、前記少なくともひとつのコンバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値を含む合計を、前記少なくともひとつのコンバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値で割った値に、あらかじめ設定されたゲインをかけて、前記フィードバック制御の制御ゲインを決定し、
前記合計は、前記少なくともひとつのコンバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値と、前記少なくともひとつの静電容量値とを加算することによって得られる値である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記少なくともひとつのコンバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値と前記少なくともひとつの静電容量値とを加算するシステム制御部を有するエネルギマネジメントシステムコントローラを更に備え、
前記少なくともひとつのコンバータが有する前記フィードバック制御部は、前記システム制御部によって得られた値をもとに、前記フィードバック制御の制御ゲインを決定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電力の電圧を変換するコンバータと直流電力を交流電力に変換する系統連系インバータとを有する電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムの普及に伴い、総発電電力における太陽光発電システムによる発電電力の比率が年々増加している。太陽光発電システムに代表される自然エネルギを利用する発電システムには、発電電力量が天候によって変動するという問題がある。この問題に対処するために、太陽電池と蓄電池とを併用するシステムが実用化されている。これに伴い、直流電力の電圧を変換する複数のコンバータを有し、複数の直流電力源から出力される直流電力をもとに直流電力を出力するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４５１５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンバータは、コンバータから出力される直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサを有する。従来のシステムでは、複数のコンバータは並列に接続されている。つまり、従来のシステムでは、複数の平滑コンデンサは並列に接続されている。複数のコンバータの各々は、コンバータから出力される直流電力の電圧の値を設定された電圧指令値に一致させるフィードバック制御を行う。
【０００５】
複数のコンバータが並列に接続されている場合、複数のコンバータの各々は、他のコンバータが有する平滑コンデンサの影響を受けるので、他のコンバータに並列に接続されておらず単独で動作する場合に比べて、フィードバック制御を安定して行うことができない。例えば、複数のコンバータの各々が行うフィードバック制御の応答速度は、複数のコンバータが並列に接続されていない場合に比べて遅くなる。
【０００６】
複数のコンバータと系統連系インバータとを有する電力変換システムにおいても、複数のコンバータの各々は、他のコンバータに並列に接続されておらずかつ系統連系インバータに接続されていない場合に比べて、フィードバック制御を安定して行うことができない。複数のコンバータと系統連系インバータとを有する電力変換システムにおいて、複数のコンバータの各々がフィードバック制御を安定して行うことを実現する技術が提供されることが要求されている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コンバータがフィードバック制御を安定して行う電力変換システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直流電力源から出力された直流電力の電圧を変換する機能を有していて前記直流電力をもとにした直流電力を出力する複数のコンバータと、前記複数のコンバータの各々が出力した直流電力を交流電力に変換する系統連系インバータとを有する。前記複数のコンバータの各々は、前記コンバータから出力される直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記出力される直流電力の電圧を計測する電圧計測部と、前記電圧計測部によって計測された電圧の値を設定された電圧指令値に一致させるフィードバック制御を行うフィードバック制御部とを有する。前記系統連系インバータは、前記複数のコンバータの各々が出力した直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサを有する。前記複数のコンバータのうちの少なくともひとつのコンバータが有する前記フィードバック制御部は、前記少なくともひとつのコンバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値と、前記複数のコンバータのうちの前記少なくともひとつのコンバータ以外のコンバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値と前記系統連系インバータが有する前記平滑コンデンサの静電容量値とのうちの少なくともひとつの静電容量値とをもとに、前記フィードバック制御の制御ゲインを決定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、コンバータがフィードバック制御を安定して行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる電力変換システムの構成を示す図
【図２】実施の形態１にかかる電力変換システムの蓄電池用コンバータが有するフィードバック制御部の構成を示す図
【図３】実施の形態１にかかる電力変換システムの太陽電池用コンバータが有するフィードバック制御部の構成を示す図
【図４】実施の形態１にかかる電力変換システムの電気自動車用コンバータが有するフィードバック制御部の構成を示す図
【図５】実施の形態１にかかる電力変換システムの系統連系インバータが有するフィードバック制御部の構成を示す図
【図６】実施の形態１にかかる電力変換システムにおける制御ゲインに関連する動作の手順を示すシーケンス図
【図７】実施の形態２にかかる電力変換システムの構成を示す図
【図８】実施の形態３にかかる電力変換システムの構成を示す図
【図９】実施の形態１にかかる電力変換システムが有するフィードバック制御部及びシステム制御部を構成する少なくとも一部の構成要素が処理回路によって実現される場合の処理回路を示す図
【図１０】実施の形態１にかかる電力変換システムが有するフィードバック制御部及びシステム制御部の少なくとも一部の機能がプロセッサによって実現される場合のプロセッサを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかる電力変換システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
まず、実施の形態１にかかる電力変換システム１の構成を説明する。図１は、実施の形態１にかかる電力変換システム１の構成を示す図である。電力変換システム１は、蓄電池６１から出力された直流電力の電圧を変換する機能を有していて当該直流電力をもとにした直流電力を出力する蓄電池用コンバータ２を有する。図１には、蓄電池６１も示されている。蓄電池６１は、直流電力源の例である。蓄電池６１は、直流電力を蓄える機能を有すると共に蓄えた直流電力を出力する機能を有する。蓄電池用コンバータ２は、複数のコンバータのうちのひとつのコンバータの例である。
【００１３】
電力変換システム１は、太陽電池６２から出力された直流電力の電圧を変換する機能を有していて当該直流電力をもとにした直流電力を出力する太陽電池用コンバータ３を更に有する。図１には、太陽電池６２も示されている。太陽電池６２は、直流電力源の例である。太陽電池６２は、光を直流電力に変換し、変換によって得られた直流電力を出力する機能を有する。太陽電池用コンバータ３は、複数のコンバータのうちのひとつのコンバータの例である。
【００１４】
電力変換システム１は、電気自動車６３から出力された直流電力の電圧を変換する機能を有していて当該直流電力をもとにした直流電力を出力する電気自動車用コンバータ４を更に有する。図１には、電気自動車６３も示されている。電気自動車６３は、直流電力源の例である。電気自動車６３は、直流電力を出力する機能を有する。電気自動車用コンバータ４は、複数のコンバータのうちのひとつのコンバータの例である。
【００１５】
電力変換システム１は、蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４の各々が出力した直流電力を交流電力に変換する系統連系インバータ５を更に有する。蓄電池用コンバータ２と、太陽電池用コンバータ３と、電気自動車用コンバータ４とは、系統連系インバータ５に並列に接続されている。系統連系インバータ５は、商用電力系統６４と、負荷６５とに接続されている。図１には、商用電力系統６４及び負荷６５も示されている。負荷６５は、商用電力系統６４にも接続されている。負荷６５の例は、エアーコンディショナ又は冷蔵庫である。系統連系インバータ５は、変換によって得られた交流電力を商用電力系統６４及び負荷６５に出力する機能を有する。
【００１６】
電力変換システム１は、筐体を更に有する。図１には、当該筐体は示されていない。蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３、電気自動車用コンバータ４及び系統連系インバータ５は、当該筐体に収められている。図１には、商用電力系統６４と負荷６５とを接続する電力線に設けられている電流計測用変流器６６も示されている。電流計測用変流器６６は、当該電力線を流れる電流を計測する。当該電流の例は、系統連系インバータ５から商用電力系統６４に逆潮流された電力の電流である。電流計測用変流器６６によって計測された電流の値を示す情報は、系統連系インバータ５によって受け取られる。
【００１７】
蓄電池用コンバータ２は、蓄電池６１から出力された直流電力の電圧を変換する機能を有していて当該直流電力をもとにした直流電力を出力するＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を有する。ＤＣは、“Direct  Current”の略語である。蓄電池用コンバータ２は、蓄電池用コンバータ２から出力される直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサ２２を更に有する。言い換えると、平滑コンデンサ２２は、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１が出力した直流電力の電圧を平滑化する。平滑コンデンサ２２によって電圧が平滑化された直流電力は、蓄電池用コンバータ２から系統連系インバータ５に出力される。
【００１８】
蓄電池用コンバータ２は、蓄電池用コンバータ２から出力される直流電力の電圧を計測する電圧計測部２３を更に有する。つまり、電圧計測部２３は、平滑コンデンサ２２の両端の電圧を計測する。蓄電池用コンバータ２は、電圧計測部２３によって計測された電圧の値を設定された電圧指令値に一致させるフィードバック制御を行うフィードバック制御部２４を更に有する。言い換えると、フィードバック制御部２４は、電圧計測部２３によって計測された電圧の値をもとにした制御指令であって、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部２１に出力する。電圧計測部２３によって計測された電圧の値を示す情報は、フィードバック制御部２４によって受け取られる。
【００１９】
太陽電池用コンバータ３は、太陽電池６２から出力された直流電力の電圧を変換する機能を有していて当該直流電力をもとにした直流電力を出力するＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を有する。太陽電池用コンバータ３は、太陽電池用コンバータ３から出力される直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサ３２を更に有する。言い換えると、平滑コンデンサ３２は、ＤＣ−ＤＣ電力変換部３１が出力した直流電力の電圧を平滑化する。平滑コンデンサ３２によって電圧が平滑化された直流電力は、太陽電池用コンバータ３から系統連系インバータ５に出力される。
【００２０】
太陽電池用コンバータ３は、太陽電池用コンバータ３から出力される直流電力の電圧を計測する電圧計測部３３を更に有する。つまり、電圧計測部３３は、平滑コンデンサ３２の両端の電圧を計測する。太陽電池用コンバータ３は、電圧計測部３３によって計測された電圧の値を設定された電圧指令値に一致させるフィードバック制御を行うフィードバック制御部３４を更に有する。言い換えると、フィードバック制御部３４は、電圧計測部３３によって計測された電圧の値をもとにした制御指令であって、ＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を制御するための制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部３１に出力する。電圧計測部３３によって計測された電圧の値を示す情報は、フィードバック制御部３４によって受け取られる。
【００２１】
電気自動車用コンバータ４は、電気自動車６３から出力された直流電力の電圧を変換する機能を有していて当該直流電力をもとにした直流電力を出力するＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を有する。電気自動車用コンバータ４は、電気自動車用コンバータ４から出力される直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサ４２を更に有する。言い換えると、平滑コンデンサ４２は、ＤＣ−ＤＣ電力変換部４１が出力した直流電力の電圧を平滑化する。平滑コンデンサ４２によって電圧が平滑化された直流電力は、電気自動車用コンバータ４から系統連系インバータ５に出力される。
【００２２】
電気自動車用コンバータ４は、電気自動車用コンバータ４から出力される直流電力の電圧を計測する電圧計測部４３を更に有する。つまり、電圧計測部４３は、平滑コンデンサ４２の両端の電圧を計測する。電気自動車用コンバータ４は、電圧計測部４３によって計測された電圧の値を設定された電圧指令値に一致させるフィードバック制御を行うフィードバック制御部４４を更に有する。言い換えると、フィードバック制御部４４は、電圧計測部４３によって計測された電圧の値をもとにした制御指令であって、ＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を制御するための制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部４１に出力する。電圧計測部４３によって計測された電圧の値を示す情報は、フィードバック制御部４４によって受け取られる。
【００２３】
系統連系インバータ５は、蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４の各々が出力した直流電力の電圧を平滑化する平滑コンデンサ５１を有する。系統連系インバータ５は、平滑コンデンサ５１によって電圧が平滑化された直流電力を交流電力に変換する機能を有するＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を更に有する。ＡＣは、“Alternating  Current”の略語である。ＤＣ−ＡＣ電力変換部５２が変換することによって得られた交流電力は、系統連系インバータ５から商用電力系統６４と負荷６５との一方又は双方に出力される。
【００２４】
系統連系インバータ５は、電流計測用変流器６６によって計測された電流の値を示す情報を電流計測用変流器６６から受け取って、当該情報が示す電流の値をもとに電力を計測する電力計測部５３を更に有する。系統連系インバータ５は、電力計測部５３によって計測された電力の値を設定された電力指令値に一致させるフィードバック制御を行うフィードバック制御部５４を更に有する。更に言うと、フィードバック制御部５４は、電力計測部５３によって計測された電力の値をもとにした制御指令であって、ＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を制御するための制御指令をＤＣ−ＡＣ電力変換部５２に出力する。電力計測部５３によって計測された電力の値を示す情報は、フィードバック制御部５４によって受け取られる。
【００２５】
系統連系インバータ５は、蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御部２４と、太陽電池用コンバータ３のフィードバック制御部３４と、電気自動車用コンバータ４のフィードバック制御部４４と、系統連系インバータ５のフィードバック制御部５４とに接続されているシステム制御部５５を更に有する。システム制御部５５は、蓄電池用コンバータ２が有する平滑コンデンサ２２の静電容量値と、太陽電池用コンバータ３が有する平滑コンデンサ３２の静電容量値と、電気自動車用コンバータ４が有する平滑コンデンサ４２の静電容量値と、系統連系インバータ５が有する平滑コンデンサ５１の静電容量値とを加算して平滑コンデンサの静電容量値の合計を算出する。
【００２６】
図２は、実施の形態１にかかる電力変換システム１の蓄電池用コンバータ２が有するフィードバック制御部２４の構成を示す図である。フィードバック制御部２４は、電圧計測部２３によって計測された電圧の値から設定された電圧指令値を差し引いて減算値を得る減算部２４１を有する。図２では、電圧計測部２３によって計測された電圧の値は、「電圧計測値」と記載されている。
【００２７】
フィードバック制御部２４は、減算部２４１によって得られた減算値をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御指令を生成して制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部２１に出力する電圧制御補償器２４２を更に有する。
【００２８】
フィードバック制御部２４は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５から出力された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受け取る制御ゲイン設定部２４３を更に有する。制御ゲイン設定部２４３は、受け取った情報をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御ゲインを算出し、算出した制御ゲインを特定する情報を電圧制御補償器２４２に出力する。電圧制御補償器２４２は、減算部２４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部２４３から出力された情報が示す制御ゲインとをもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御指令を生成する。
【００２９】
フィードバック制御部２４は、平滑コンデンサ２２の静電容量値を示す情報を記憶する記憶部２４４を更に有する。記憶部２４４が記憶する静電容量値を示す情報は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５に出力される。
【００３０】
図３は、実施の形態１にかかる電力変換システム１の太陽電池用コンバータ３が有するフィードバック制御部３４の構成を示す図である。フィードバック制御部３４は、電圧計測部３３によって計測された電圧の値から設定された電圧指令値を差し引いて減算値を得る減算部３４１を有する。図３では、電圧計測部３３によって計測された電圧の値は、「電圧計測値」と記載されている。
【００３１】
フィードバック制御部３４は、減算部３４１によって得られた減算値をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を制御するための制御指令を生成して制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部３１に出力する電圧制御補償器３４２を更に有する。
【００３２】
フィードバック制御部３４は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５から出力された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受け取る制御ゲイン設定部３４３を更に有する。制御ゲイン設定部３４３は、受け取った情報をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を制御するための制御ゲインを算出し、算出した制御ゲインを特定する情報を電圧制御補償器３４２に出力する。電圧制御補償器３４２は、減算部３４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部３４３から出力された情報が示す制御ゲインとをもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を制御するための制御指令を生成する。
【００３３】
フィードバック制御部３４は、平滑コンデンサ３２の静電容量値を示す情報を記憶する記憶部３４４を更に有する。記憶部３４４が記憶する静電容量値を示す情報は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５に出力される。
【００３４】
図４は、実施の形態１にかかる電力変換システム１の電気自動車用コンバータ４が有するフィードバック制御部４４の構成を示す図である。フィードバック制御部４４は、電圧計測部４３によって計測された電圧の値から設定された電圧指令値を差し引いて減算値を得る減算部４４１を有する。図４では、電圧計測部４３によって計測された電圧の値は、「電圧計測値」と記載されている。
【００３５】
フィードバック制御部４４は、減算部４４１によって得られた減算値をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を制御するための制御指令を生成して制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部４１に出力する電圧制御補償器４４２を更に有する。
【００３６】
フィードバック制御部４４は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５から出力された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受け取る制御ゲイン設定部４４３を更に有する。制御ゲイン設定部４４３は、受け取った情報をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を制御するための制御ゲインを算出し、算出した制御ゲインを特定する情報を電圧制御補償器４４２に出力する。電圧制御補償器４４２は、減算部４４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部４４３から出力された情報が示す制御ゲインとをもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を制御するための制御指令を生成する。
【００３７】
フィードバック制御部４４は、平滑コンデンサ４２の静電容量値を示す情報を記憶する記憶部４４４を更に有する。記憶部４４４が記憶する静電容量値を示す情報は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５に出力される。
【００３８】
図５は、実施の形態１にかかる電力変換システム１の系統連系インバータ５が有するフィードバック制御部５４の構成を示す図である。フィードバック制御部５４は、電力計測部５３によって計測された電力の値から設定された電力指令値を差し引いて減算値を得る減算部５４１を有する。図５では、電力計測部５３によって計測された電力の値は、「電力計測値」と記載されている。
【００３９】
フィードバック制御部５４は、減算部５４１によって得られた減算値をもとにＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を制御するための制御指令を生成して制御指令をＤＣ−ＡＣ電力変換部５２に出力する電力制御補償器５４２を更に有する。
【００４０】
フィードバック制御部５４は、システム制御部５５から出力された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受け取る制御ゲイン設定部５４３を更に有する。制御ゲイン設定部５４３は、受け取った情報をもとにＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を制御するための制御ゲインを算出し、算出した制御ゲインを特定する情報を電力制御補償器５４２に出力する。電力制御補償器５４２は、減算部５４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部５４３から出力された情報が示す制御ゲインとをもとにＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を制御するための制御指令を生成する。
【００４１】
フィードバック制御部５４は、平滑コンデンサ５１の静電容量値を示す情報を記憶する記憶部５４４を更に有する。記憶部５４４が記憶する静電容量値を示す情報は、システム制御部５５に出力される。
【００４２】
次に、実施の形態１にかかる電力変換システム１の動作を説明する。蓄電池用コンバータ２の記憶部２４４は、記憶している平滑コンデンサ２２の静電容量値を示す情報を系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５に出力する。太陽電池用コンバータ３の記憶部３４４は、記憶している平滑コンデンサ３２の静電容量値を示す情報をシステム制御部５５に出力する。電気自動車用コンバータ４の記憶部４４４は、記憶している平滑コンデンサ４２の静電容量値を示す情報をシステム制御部５５に出力する。系統連系インバータ５の記憶部５４４は、記憶している平滑コンデンサ５１の静電容量値を示す情報をシステム制御部５５に出力する。
【００４３】
システム制御部５５は、平滑コンデンサ２２、平滑コンデンサ３２、平滑コンデンサ４２及び平滑コンデンサ５１の各々の静電容量値を示す情報を受け取り、平滑コンデンサ２２、平滑コンデンサ３２、平滑コンデンサ４２及び平滑コンデンサ５１の各々の静電容量値を加算して、平滑コンデンサの静電容量値の合計を算出する。システム制御部５５は、平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を、フィードバック制御部２４が有する制御ゲイン設定部２４３と、フィードバック制御部３４が有する制御ゲイン設定部３４３と、フィードバック制御部４４が有する制御ゲイン設定部４４３と、フィードバック制御部５４が有する制御ゲイン設定部５４３とに出力する。
【００４４】
蓄電池用コンバータ２において、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１は、フィードバック制御部２４から出力された制御指令をもとに蓄電池６１から出力された直流電力の電圧を変換し、変換後の直流電力を平滑コンデンサ２２に出力する。平滑コンデンサ２２は、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１が出力した直流電力の電圧を平滑化する。電圧計測部２３は、平滑コンデンサ２２の両端の電圧を計測し、計測した電圧の値を示す情報をフィードバック制御部２４に出力する。
【００４５】
フィードバック制御部２４において、減算部２４１は、電圧計測部２３によって計測された電圧の値から設定された電圧指令値を差し引いて減算値を得る。制御ゲイン設定部２４３は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５から出力された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受け取り、受け取った情報をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御ゲインを算出する。制御ゲイン設定部２４３は、算出した制御ゲインを特定する情報を電圧制御補償器２４２に出力する。
【００４６】
電圧制御補償器２４２は、減算部２４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部２４３から出力された情報が示す制御ゲインとをもとに、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御指令を生成する。電圧制御補償器２４２は、生成した制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部２１に出力する。
【００４７】
太陽電池用コンバータ３において、ＤＣ−ＤＣ電力変換部３１は、フィードバック制御部３４から出力された制御指令をもとに太陽電池６２から出力された直流電力の電圧を変換し、変換後の直流電力を平滑コンデンサ３２に出力する。平滑コンデンサ３２は、ＤＣ−ＤＣ電力変換部３１が出力した直流電力の電圧を平滑化する。電圧計測部３３は、平滑コンデンサ３２の両端の電圧を計測し、計測した電圧の値を示す情報をフィードバック制御部３４に出力する。
【００４８】
フィードバック制御部３４において、減算部３４１は、電圧計測部３３によって計測された電圧の値から設定された電圧指令値を差し引いて減算値を得る。制御ゲイン設定部３４３は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５から出力された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受け取り、受け取った情報をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を制御するための制御ゲインを算出する。制御ゲイン設定部３４３は、算出した制御ゲインを特定する情報を電圧制御補償器３４２に出力する。
【００４９】
電圧制御補償器３４２は、減算部３４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部３４３から出力された情報が示す制御ゲインとをもとに、ＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を制御するための制御指令を生成する。電圧制御補償器３４２は、生成した制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部３１に出力する。
【００５０】
電気自動車用コンバータ４において、ＤＣ−ＤＣ電力変換部４１は、フィードバック制御部４４から出力された制御指令をもとに電気自動車６３から出力された直流電力の電圧を変換し、変換後の直流電力を平滑コンデンサ４２に出力する。平滑コンデンサ４２は、ＤＣ−ＤＣ電力変換部４１が出力した直流電力の電圧を平滑化する。電圧計測部４３は、平滑コンデンサ４２の両端の電圧を計測し、計測した電圧の値を示す情報をフィードバック制御部４４に出力する。
【００５１】
フィードバック制御部４４において、減算部４４１は、電圧計測部４３によって計測された電圧の値から設定された電圧指令値を差し引いて減算値を得る。制御ゲイン設定部４４３は、系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５から出力された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受け取り、受け取った情報をもとにＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を制御するための制御ゲインを算出する。制御ゲイン設定部４４３は、算出した制御ゲインを特定する情報を電圧制御補償器４４２に出力する。
【００５２】
電圧制御補償器４４２は、減算部４４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部４４３から出力された情報が示す制御ゲインとをもとに、ＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を制御するための制御指令を生成する。電圧制御補償器４４２は、生成した制御指令をＤＣ−ＤＣ電力変換部４１に出力する。
【００５３】
蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４の各々が出力した直流電力は結合され、系統連系インバータ５において、平滑コンデンサ５１は、結合後の直流電力の電圧を平滑化する。ＤＣ−ＡＣ電力変換部５２は、平滑コンデンサ５１によって電圧が平滑化された直流電力を交流電力に変換する。ＤＣ−ＡＣ電力変換部５２は、変換によって得られた交流電力を負荷６５に出力する。ＤＣ−ＡＣ電力変換部５２は、変換によって得られた交流電力のうちの負荷６５によって消費される電力以外の余剰の電力を商用電力系統６４に逆潮流する。
【００５４】
電力計測部５３は、電流計測用変流器６６によって計測された商用電力系統６４に逆潮流された電力の電流の値と、商用電力系統６４に逆潮流された電力の電圧の値とをもとに、商用電力系統６４に逆潮流された電力の値を計測する。なお、商用電力系統６４に逆潮流された電力の電圧を計測する手段は、図示されていない。
【００５５】
フィードバック制御部５４において、減算部５４１は、電力計測部５３によって計測された電力の値から設定された電力指令値を差し引いて減算値を得る。制御ゲイン設定部５４３は、システム制御部５５から出力された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受け取り、受け取った情報をもとにＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を制御するための制御ゲインを算出する。制御ゲイン設定部５４３は、算出した制御ゲインを特定する情報を電力制御補償器５４２に出力する。
【００５６】
電力制御補償器５４２は、減算部５４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部５４３から出力された情報が示す制御ゲインとをもとに、ＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を制御するための制御指令を生成する。電力制御補償器５４２は、生成した制御指令をＤＣ−ＡＣ電力変換部５２に出力する。
【００５７】
次に、フィードバック制御部２４が有する記憶部２４４及び制御ゲイン設定部２４３と、フィードバック制御部３４が有する記憶部３４４及び制御ゲイン設定部３４３と、フィードバック制御部４４が有する記憶部４４４及び制御ゲイン設定部４４３と、フィードバック制御部５４が有する記憶部５４４、制御ゲイン設定部５４３及びシステム制御部５５との動作の詳細を説明する。図６は、実施の形態１にかかる電力変換システム１における制御ゲインに関連する動作の手順を示すシーケンス図である。
【００５８】
蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御部２４が有する記憶部２４４は、記憶している平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢを示す情報を系統連系インバータ５が有するシステム制御部５５に出力する（Ｓ１）。太陽電池用コンバータ３のフィードバック制御部３４が有する記憶部３４４は、記憶している平滑コンデンサ３２の静電容量値ＣＰＶを示す情報をシステム制御部５５に出力する（Ｓ２）。
【００５９】
電気自動車用コンバータ４のフィードバック制御部４４が有する記憶部４４４は、記憶している平滑コンデンサ４２の静電容量値ＣＥＶを示す情報をシステム制御部５５に出力する（Ｓ３）。系統連系インバータ５のフィードバック制御部５４が有する記憶部５４４は、記憶している平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶを示す情報をシステム制御部５５に出力する（Ｓ４）。
【００６０】
システム制御部５５は、記憶部２４４、記憶部３４４、記憶部４４４及び記憶部５４４から出力された情報を受け取り、受け取った情報をもとに、平滑コンデンサ２２、平滑コンデンサ３２、平滑コンデンサ４２及び平滑コンデンサ５１の静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを算出する（Ｓ５）。
【００６１】
システム制御部５５は、算出された平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを示す情報を、蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御部２４が有する制御ゲイン設定部２４３と、太陽電池用コンバータ３のフィードバック制御部３４が有する制御ゲイン設定部３４３と、電気自動車用コンバータ４のフィードバック制御部４４が有する制御ゲイン設定部４４３と、系統連系インバータ５のフィードバック制御部５４が有する制御ゲイン設定部５４３とに出力する（Ｓ６）。
【００６２】
制御ゲイン設定部２４３は、下記の式（１）を用いて、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御指令を生成するための制御ゲインＫ２ＬＩＢを算出する（Ｓ７）。制御ゲインＫ２ＬＩＢは、電力変換システム１が有する蓄電池用コンバータ２におけるフィードバック制御の制御ゲインである。つまり、フィードバック制御部２４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬをもとに、蓄電池用コンバータ２におけるフィードバック制御の制御ゲインを決定する。下記の式（１）において、Ｋ１ＬＩＢは、蓄電池用コンバータ２が単独で動作する場合のフィードバック制御のあらかじめ設定されたゲインである。
Ｋ２ＬＩＢ＝Ｋ１ＬＩＢ×（ＣＴＯＴＡＬ／ＣＬＩＢ）  ・・・  （１）
【００６３】
上記の式（１）から理解できる通り、フィードバック制御部２４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢで割った値にあらかじめ設定されたゲインをかけて、蓄電池用コンバータ２におけるフィードバック制御の制御ゲインＫ２ＬＩＢを決定する。
【００６４】
制御ゲイン設定部３４３は、下記の式（２）を用いて、ＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を制御するための制御指令を生成するための制御ゲインＫ２ＰＶを算出する（Ｓ８）。制御ゲインＫ２ＰＶは、電力変換システム１が有する太陽電池用コンバータ３におけるフィードバック制御の制御ゲインである。つまり、フィードバック制御部３４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬをもとに、太陽電池用コンバータ３におけるフィードバック制御の制御ゲインを決定する。下記の式（２）において、Ｋ１ＰＶは、太陽電池用コンバータ３が単独で動作する場合のフィードバック制御のあらかじめ設定されたゲインである。
Ｋ２ＰＶ＝Ｋ１ＰＶ×（ＣＴＯＴＡＬ／ＣＰＶ）  ・・・  （２）
【００６５】
上記の式（２）から理解できる通り、フィードバック制御部３４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを平滑コンデンサ３２の静電容量値ＣＰＶで割った値にあらかじめ設定されたゲインをかけて、太陽電池用コンバータ３におけるフィードバック制御の制御ゲインＫ２ＰＶを決定する。
【００６６】
制御ゲイン設定部４４３は、下記の式（３）を用いて、ＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を制御するための制御指令を生成するための制御ゲインＫ２ＥＶを算出する（Ｓ９）。制御ゲインＫ２ＥＶは、電力変換システム１が有する電気自動車用コンバータ４におけるフィードバック制御の制御ゲインである。つまり、フィードバック制御部４４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬをもとに、電気自動車用コンバータ４におけるフィードバック制御の制御ゲインを決定する。下記の式（３）において、Ｋ１ＥＶは、電気自動車用コンバータ４が単独で動作する場合のフィードバック制御のあらかじめ設定されたゲインである。
Ｋ２ＥＶ＝Ｋ１ＥＶ×（ＣＴＯＴＡＬ／ＣＥＶ）  ・・・  （３）
【００６７】
上記の式（３）から理解できる通り、フィードバック制御部４４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを平滑コンデンサ４２の静電容量値ＣＥＶで割った値にあらかじめ設定されたゲインをかけて、電気自動車用コンバータ４におけるフィードバック制御の制御ゲインＫ２ＥＶを決定する。
【００６８】
制御ゲイン設定部５４３は、下記の式（４）を用いて、ＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を制御するための制御指令を生成するための制御ゲインＫ２ＩＮＶを算出する（Ｓ１０）。制御ゲインＫ２ＩＮＶは、電力変換システム１が有する系統連系インバータ５におけるフィードバック制御の制御ゲインである。つまり、フィードバック制御部５４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬをもとに、系統連系インバータ５におけるフィードバック制御の制御ゲインを決定する。下記の式（４）において、Ｋ１ＩＮＶは、系統連系インバータ５が単独で動作する場合のフィードバック制御のあらかじめ設定されたゲインである。
Ｋ２ＩＮＶ＝Ｋ１ＩＮＶ×（ＣＴＯＴＡＬ／ＣＩＮＶ）  ・・・  （４）
【００６９】
上記の式（４）から理解できる通り、フィードバック制御部５４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶで割った値にあらかじめ設定されたゲインをかけて、系統連系インバータ５におけるフィードバック制御の制御ゲインＫ２ＩＮＶを決定する。
【００７０】
次に、上記の式（１）から式（４）について、上記の式（１）を例にして説明する。まず、蓄電池用コンバータ２が単独で動作する場合のフィードバック制御のあらかじめ設定されたゲインＫ１ＬＩＢについて説明する。制御ゲイン設定部２４３を有するフィードバック制御部２４は、蓄電池用コンバータ２に含まれている。蓄電池用コンバータ２は、上述の通り、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１と、平滑コンデンサ２２と、電圧計測部２３と、フィードバック制御部２４とを有する。
【００７１】
蓄電池用コンバータ２が単独で動作する場合の蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御系は、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１と、平滑コンデンサ２２と、電圧計測部２３と、フィードバック制御部２４とによって構成される。フィードバック制御のゲインＫ１ＬＩＢは、蓄電池用コンバータ２が単独で動作する場合において、当該フィードバック制御系にあらかじめ決められた応答特性を発揮させる値である。
【００７２】
電力変換システム１は、蓄電池用コンバータ２と、太陽電池用コンバータ３と、電気自動車用コンバータ４と、系統連系インバータ５とを有する。蓄電池用コンバータ２と、太陽電池用コンバータ３と、電気自動車用コンバータ４とは、系統連系インバータ５に並列に接続されている。つまり、平滑コンデンサ２２は、太陽電池用コンバータ３が有する平滑コンデンサ３２と、電気自動車用コンバータ４が有する平滑コンデンサ４２と、系統連系インバータ５が有する平滑コンデンサ５１とに接続されている。
【００７３】
すなわち、電力変換システム１において、蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御系は、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１と、平滑コンデンサ２２と、電圧計測部２３と、フィードバック制御部２４と、太陽電池用コンバータ３が有する平滑コンデンサ３２と、電気自動車用コンバータ４が有する平滑コンデンサ４２と、系統連系インバータ５が有する平滑コンデンサ５１とを含む。
【００７４】
そのため、電力変換システム１における蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御系の平滑コンデンサの容量は、蓄電池用コンバータ２が単独で動作する場合の蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御系の平滑コンデンサの容量より多い。具体的には、電力変換システム１における蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御系の平滑コンデンサの容量は、平滑コンデンサ２２、平滑コンデンサ３２、平滑コンデンサ４２及び平滑コンデンサ５１の静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬである。
【００７５】
フィードバック制御系における制御の応答速度は、当該フィードバック制御系の平滑コンデンサの容量に反比例する。そのため、制御ゲイン設定部２４３は、上記の式（１）の通り、蓄電池用コンバータ２が単独で動作する場合のフィードバック制御のあらかじめ設定されたゲインＫ１ＬＩＢを（ＣＴＯＴＡＬ／ＣＬＩＢ）倍して、電力変換システム１における蓄電池用コンバータ２におけるフィードバック制御の制御ゲインＫ２ＬＩＢを算出する。これにより、電力変換システム１における蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御系の制御の応答速度は、蓄電池用コンバータ２が単独で動作する場合の蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御系の制御の応答速度と実質的に同等となる。更に言うと、電力変換システム１において、蓄電池用コンバータ２におけるフィードバック制御は安定する。
【００７６】
制御ゲイン設定部２４３は、上記の式（１）を用いて算出した制御ゲインＫ２ＬＩＢを蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御部２４が有する電圧制御補償器２４２に出力する（Ｓ１１）。電圧制御補償器２４２は、減算部２４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部２４３から出力された情報が示す制御ゲインＫ２ＬＩＢとをもとにフィードバック制御演算を行い、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御指令を生成する。
【００７７】
制御ゲイン設定部３４３は、上記の式（２）を用いて算出した制御ゲインＫ２ＰＶを太陽電池用コンバータ３のフィードバック制御部３４が有する電圧制御補償器３４２に出力する（Ｓ１２）。電圧制御補償器３４２は、減算部３４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部３４３から出力された情報が示す制御ゲインＫ２ＰＶとをもとにフィードバック制御演算を行い、ＤＣ−ＤＣ電力変換部３１を制御するための制御指令を生成する。
【００７８】
制御ゲイン設定部４４３は、上記の式（３）を用いて算出した制御ゲインＫ２ＥＶを電気自動車用コンバータ４のフィードバック制御部４４が有する電圧制御補償器４４２に出力する（Ｓ１３）。電圧制御補償器４４２は、減算部４４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部４４３から出力された情報が示す制御ゲインＫ２ＥＶとをもとにフィードバック制御演算を行い、ＤＣ−ＤＣ電力変換部４１を制御するための制御指令を生成する。
【００７９】
制御ゲイン設定部５４３は、上記の式（４）を用いて算出した制御ゲインＫ２ＩＮＶを系統連系インバータ５のフィードバック制御部５４が有する電力制御補償器５４２に出力する（Ｓ１４）。電力制御補償器５４２は、減算部５４１によって得られた減算値と、制御ゲイン設定部５４３から出力された情報が示す制御ゲインＫ２ＩＮＶとをもとにフィードバック制御演算を行い、ＤＣ−ＡＣ電力変換部５２を制御するための制御指令を生成する。
【００８０】
上述の通り、電力変換システム１において、フィードバック制御部２４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢで割った値にあらかじめ設定されたゲインをかけて、蓄電池用コンバータ２におけるフィードバック制御の制御ゲインＫ２ＬＩＢを決定する。フィードバック制御系における制御の応答速度は、当該フィードバック制御系の平滑コンデンサの容量に反比例する。フィードバック制御部２４が上述の通りに制御ゲインＫ２ＬＩＢを決定するので、蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御の応答速度は、蓄電池用コンバータ２が単独で動作する場合の蓄電池用コンバータ２のフィードバック制御の応答速度と実質的に同等となる。すなわち、電力変換システム１において、蓄電池用コンバータ２におけるフィードバック制御は安定する。
【００８１】
フィードバック制御部３４及びフィードバック制御部４４の各々は、フィードバック制御部２４と同様に、制御ゲインを決定する。そのため、電力変換システム１において、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４の各々におけるフィードバック制御は安定する。すなわち、電力変換システム１は、蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４の各々におけるフィードバック制御を安定させることができる。
【００８２】
更に言うと、蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４の各々におけるフィードバック制御が安定するので、電力変換システム１は、蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４の各々が出力する電力の電圧を安定させることができる。加えて、各コンバータにおけるフィードバック制御が安定するので、電力変換システム１は、複数の直流電力源から出力された直流電力をもとにする交流電力を安定して出力することができ、ひいては運転を継続することができる。
【００８３】
さらに、フィードバック制御部５４は、フィードバック制御部２４と同様に、制御ゲインを決定する。そのため、系統連系インバータ５におけるフィードバック制御は安定する。すなわち、電力変換システム１は、系統連系インバータ５におけるフィードバック制御を安定させることができる。
【００８４】
一般的に、系統連系インバータは、商用電力系統のシステムの保安を目的とした連系保護機能を有している。例えば、系統連系インバータは、商用電力系統への逆潮流電力を抑制する逆電力継電器の機能を有する。逆電力継電器の機能を有する系統連系インバータでは、フィードバック制御部は、連系点での逆潮流電力の発生を防ぐために、商用電力系統への逆潮流電力が常時０未満となるようにフィードバック制御によりＤＣ−ＡＣ電力変換部が出力する電力を制御する。
【００８５】
商用電力系統への逆潮流電力が商用電力系統に接続された負荷の変化によって変化するため、負荷の変化に追従することができる比較的高速なフィードバック制御が要求される。例えば、一般社団法人日本電気協会が発行する系統連系規程は、０．５秒以内の比較的高速な応答を要求している。従来の技術では、複数のコンバータが並列に接続されると各コンバータが出力する電力の電圧のフィードバック制御系の応答が変化するため、当該系統連系規程が要求する比較的高速な応答を保証することはできない。
【００８６】
電力変換システム１では、フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４及びフィードバック制御部５４は、上述の通り、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを用いて制御ゲインを決定する。そのため、設計者は、逆潮流電力についての比較的高速な応答制御を安定して行うことができる電力変換システムを設計することができる。すなわち、本発明は、商用電力系統のシステムの保安を確実に達成することができるという効果を発揮する。
【００８７】
なお、上述した実施の形態１では、フィードバック制御部２４は、平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬを平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢで割った値にあらかじめ設定されたゲインをかけて、蓄電池用コンバータ２におけるフィードバック制御の制御ゲインＫ２ＬＩＢを決定する。
【００８８】
例えば、電気自動車用コンバータ４が有する平滑コンデンサ４２の静電容量値ＣＥＶと系統連系インバータ５が有する平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶとの双方が、フィードバック制御部２４を有する蓄電池用コンバータ２が有する平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢに比べて比較的小さい場合を想定する。この場合、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御指令を生成するための制御ゲインＫ２ＬＩＢを算出する際の平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬは、平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢと太陽電池用コンバータ３が有する平滑コンデンサ３２の静電容量値ＣＰＶとを加算することによって得られる合計に置き換えられてもよい。
【００８９】
例えば、太陽電池用コンバータ３が有する平滑コンデンサ３２の静電容量値ＣＰＶと電気自動車用コンバータ４が有する平滑コンデンサ４２の静電容量値ＣＥＶとの双方が、フィードバック制御部２４を有する蓄電池用コンバータ２が有する平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢに比べて比較的小さい場合を想定する。この場合、ＤＣ−ＤＣ電力変換部２１を制御するための制御指令を生成するための制御ゲインＫ２ＬＩＢを算出する際の平滑コンデンサの静電容量値の合計ＣＴＯＴＡＬは、平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢと系統連系インバータ５が有する平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶとを加算することによって得られる合計に置き換えられてもよい。
【００９０】
このように、複数のコンバータのうちの少なくともひとつのコンバータが有するフィードバック制御部は、当該少なくともひとつのコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値と、複数のコンバータのうちの当該少なくともひとつのコンバータ以外のコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値と系統連系インバータ５が有する平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶとのうちの少なくともひとつの静電容量値とをもとに、フィードバック制御の制御ゲインを決定してもよい。
【００９１】
具体的には、当該少なくともひとつのコンバータが有するフィードバック制御部は、当該少なくともひとつのコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値を含む合計を、当該少なくともひとつのコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値で割った値に、あらかじめ設定されたゲインをかけて、フィードバック制御の制御ゲインを決定してもよい。上記の合計は、当該少なくともひとつのコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値と、上記の少なくともひとつの静電容量値とを加算することによって得られる値である。
【００９２】
当該少なくともひとつのコンバータが有するフィードバック制御部が上述の通りに制御ゲインを決定しても、当該少なくともひとつのコンバータにおけるフィードバック制御は従来より安定する。当該少なくともひとつのコンバータは、蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４のいずれであってもよい。
【００９３】
同様に、系統連系インバータ５が有するフィードバック制御部５４は、系統連系インバータ５が有する平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶと、複数のコンバータのうちの少なくともひとつのコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値とをもとに、フィードバック制御の制御ゲインを決定してもよい。具体的には、フィードバック制御部５４は、平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶを含む合計を、平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶで割った値に、あらかじめ設定されたゲインをかけて、フィードバック制御の制御ゲインを決定してもよい。この場合の合計は、平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶと、当該少なくともひとつのコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値とを加算することによって得られる値である。
【００９４】
フィードバック制御部５４が上述の通りに制御ゲインを決定しても、フィードバック制御部５４におけるフィードバック制御は従来より安定する。
【００９５】
上述した実施の形態１では、系統連系インバータ５はシステム制御部５５を有する。しかしながら、蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３及び電気自動車用コンバータ４のいずれかがシステム制御部５５を有してもよい。要するに、システム制御部５５は、電力変換システム１に含まれていればよい。
【００９６】
フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の機能は、ひとつの制御部によって実現されてもよい。ひとつの制御部は、マイクロコンピュータによって実現されてもよい。ひとつの制御部は、電力変換システム１に含まれていればよい。
【００９７】
上述した実施の形態１における電圧指令値は、あらかじめ設定された値であってもよいし、システム制御部５５によって設定された値であってもよい。
【００９８】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２にかかる電力変換システム１Ａの構成を示す図である。電力変換システム１Ａは、蓄電池用コンバータ２Ａと、太陽電池用コンバータ３Ａと、電気自動車用コンバータ４Ａと、系統連系インバータ５Ａとを有する。電力変換システム１Ａは、図示されていないが４個の筐体を有する。４個の筐体の各々は、蓄電池用コンバータ２Ａ、太陽電池用コンバータ３Ａ、電気自動車用コンバータ４Ａ及び系統連系インバータ５Ａのうちのひとつを有する。更に言うと、蓄電池用コンバータ２Ａ、太陽電池用コンバータ３Ａ、電気自動車用コンバータ４Ａ及び系統連系インバータ５Ａの各々は、４個の筐体のうちのいずれかひとつの筐体に収められている。実施の形態２では、実施の形態１との相違点を主に説明する。
【００９９】
蓄電池用コンバータ２Ａは、実施の形態１における蓄電池用コンバータ２が有するすべての構成要素と、平滑コンデンサの静電容量値を示す情報を送受信する通信部２５とを有する。太陽電池用コンバータ３Ａは、実施の形態１における太陽電池用コンバータ３が有するすべての構成要素と、平滑コンデンサの静電容量値を示す情報を送受信する通信部３５とを有する。
【０１００】
電気自動車用コンバータ４Ａは、実施の形態１における電気自動車用コンバータ４が有するすべての構成要素と、平滑コンデンサの静電容量値を示す情報を送受信する通信部４５とを有する。系統連系インバータ５Ａは、実施の形態１における系統連系インバータ５が有するすべての構成要素と、平滑コンデンサの静電容量値を示す情報を送受信する通信部５６とを有する。
【０１０１】
通信部２５は、平滑コンデンサ２２の静電容量値を示す情報を通信部５６に送信する。通信部３５は、平滑コンデンサ３２の静電容量値を示す情報を通信部５６に送信する。通信部４５は、平滑コンデンサ４２の静電容量値を示す情報を通信部５６に送信する。通信部５６は、通信部２５から平滑コンデンサ２２の静電容量値を示す情報を受信し、通信部３５から平滑コンデンサ３２の静電容量値を示す情報を受信し、通信部４５から平滑コンデンサ４２の静電容量値を示す情報を受信する。
【０１０２】
システム制御部５５は、通信部５６によって受信された情報をもとに平滑コンデンサの静電容量値の合計を算出する。通信部５６は、システム制御部５５によって算出された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を通信部２５、通信部３５及び通信部４５に送信する。通信部２５、通信部３５及び通信部４５の各々は、通信部５６から平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受信する。
【０１０３】
蓄電池用コンバータ２Ａが有するフィードバック制御部２４は、通信部２５によって受信された情報をもとに制御ゲインを決定する。太陽電池用コンバータ３Ａが有するフィードバック制御部３４は、通信部３５によって受信された情報をもとに制御ゲインを決定する。電気自動車用コンバータ４Ａが有するフィードバック制御部４４は、通信部４５によって受信された情報をもとに制御ゲインを決定する。
【０１０４】
上述の通り、蓄電池用コンバータ２Ａ、太陽電池用コンバータ３Ａ、電気自動車用コンバータ４Ａ及び系統連系インバータ５Ａの各々は、４個の筐体のうちのいずれかひとつの筐体に含まれている。そのため、電力変換システム１Ａでは、蓄電池用コンバータ２Ａ、太陽電池用コンバータ３Ａ、電気自動車用コンバータ４Ａ及び系統連系インバータ５Ａの各々を設置する際の自由度が、実施の形態１にかかる電力変換システム１が有する蓄電池用コンバータ２、太陽電池用コンバータ３、電気自動車用コンバータ４及び系統連系インバータ５の各々を設置する際の自由度より高いという効果が得られる。
【０１０５】
例えば、電力変換システム１Ａのユーザは、蓄電池用コンバータ２Ａを屋外に配置された蓄電池６１に比較的近い場所に設置し、太陽電池用コンバータ３Ａを太陽電池６２に比較的近い場所に設置し、電気自動車用コンバータ４Ａをガレージに比較的近い場所に設置し、系統連系インバータ５Ａを屋内の分電盤に比較的近い場所に設置することができる。つまり、電力変換システム１Ａは、ユーザに、蓄電池用コンバータ２Ａ、太陽電池用コンバータ３Ａ、電気自動車用コンバータ４Ａ及び系統連系インバータ５Ａの各々を設置する場所の自由度を与えることができる。
【０１０６】
上記の太陽電池６２に比較的近い場所の例は、屋根である。蓄電池用コンバータ２Ａは、蓄電池６１が収められている筐体に収められてもよい。
【０１０７】
なお、上述した実施の形態２では、蓄電池用コンバータ２Ａ、太陽電池用コンバータ３Ａ、電気自動車用コンバータ４Ａ及び系統連系インバータ５Ａの各々が通信部を有する。例えば、太陽電池用コンバータ３Ａが有する平滑コンデンサ３２の静電容量値ＣＰＶと電気自動車用コンバータ４Ａが有する平滑コンデンサ４２の静電容量値ＣＥＶとの双方が、フィードバック制御部２４を有する蓄電池用コンバータ２Ａが有する平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢに比べて比較的小さい場合、通信部３５及び通信部４５は設けられなくてもよい。
【０１０８】
つまり、複数のコンバータのうちの少なくともひとつのコンバータと、複数のコンバータのうちの当該少なくともひとつのコンバータ以外のコンバータと系統連系インバータとのうちの少なくともひとつとだけが、フィードバック制御の制御ゲインを決定するための平滑コンデンサの静電容量値を示す情報を送受信する通信部を有してもよい。当該少なくともひとつのコンバータが有するフィードバック制御部は、通信部が受信した情報を用いてフィードバック制御の制御ゲインを決定する。
【０１０９】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３にかかる電力変換システム１Ｂの構成を示す図である。電力変換システム１Ｂは、実施の形態２にかかる電力変換システム１Ａと同様に、蓄電池用コンバータ２Ａと、太陽電池用コンバータ３Ａと、電気自動車用コンバータ４Ａと、系統連系インバータ５Ｂとを有する。系統連系インバータ５Ｂは、蓄電池用コンバータ２Ａ、太陽電池用コンバータ３Ａ及び電気自動車用コンバータ４Ａが収められている筐体とは別の筐体に収められている。実施の形態３では、実施の形態２との相違点を主に説明する。
【０１１０】
電力変換システム１Ｂは、システム制御部５５を有するエネルギマネジメントシステムコントローラ７を更に有する。系統連系インバータ５Ｂは、平滑コンデンサの静電容量値を示す情報を送受信する通信部５６Ｂを有する。系統連系インバータ５Ｂは、システム制御部５５を有さない。エネルギマネジメントシステムコントローラ７は、平滑コンデンサの静電容量値を示す情報を送受信する通信部７１を更に有する。
【０１１１】
通信部２５は、平滑コンデンサ２２の静電容量値を示す情報を通信部７１に送信する。通信部３５は、平滑コンデンサ３２の静電容量値を示す情報を通信部７１に送信する。通信部４５は、平滑コンデンサ４２の静電容量値を示す情報を通信部７１に送信する。通信部５６Ｂは、平滑コンデンサ５１の静電容量値を示す情報を通信部７１に送信する。通信部７１は、通信部２５から平滑コンデンサ２２の静電容量値を示す情報を受信し、通信部３５から平滑コンデンサ３２の静電容量値を示す情報を受信し、通信部４５から平滑コンデンサ４２の静電容量値を示す情報を受信し、通信部５６Ｂから平滑コンデンサ５１の静電容量値を示す情報を受信する。
【０１１２】
システム制御部５５は、通信部７１によって受信された情報をもとに平滑コンデンサの静電容量値の合計を算出する。通信部７１は、システム制御部５５によって算出された平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を通信部２５、通信部３５、通信部４５及び通信部５６Ｂに送信する。通信部２５、通信部３５、通信部４５及び通信部５６Ｂの各々は、通信部７１から平滑コンデンサの静電容量値の合計を示す情報を受信する。
【０１１３】
蓄電池用コンバータ２Ａが有するフィードバック制御部２４は、通信部２５によって受信された情報をもとに制御ゲインを決定する。太陽電池用コンバータ３Ａが有するフィードバック制御部３４は、通信部３５によって受信された情報をもとに制御ゲインを決定する。電気自動車用コンバータ４Ａが有するフィードバック制御部４４は、通信部４５によって受信された情報をもとに制御ゲインを決定する。系統連系インバータ５Ｂが有するフィードバック制御部５４は、通信部５６Ｂによって受信された情報をもとに制御ゲインを決定する。
【０１１４】
通信部５６Ｂは、電流計測用変流器６６によって計測された電流の値を示す情報を通信部７１に送信する。当該情報は、エネルギマネジメントシステムコントローラ７において管理される。当該電流の例は、系統連系インバータ５Ｂから商用電力系統６４に逆潮流された電力の電流である。
【０１１５】
上述の通り、エネルギマネジメントシステムコントローラ７は、電流計測用変流器６６によって計測された電流の値を示す情報を系統連系インバータ５Ｂから受信する。したがって、電力変換システム１Ｂは、エネルギマネジメントシステムコントローラ７に電流計測用変流器６６を設置することを省略することができる効果をもたらす。
【０１１６】
なお、上述した実施の形態３では、通信部７１は、通信部２５から平滑コンデンサ２２の静電容量値を示す情報を受信し、通信部３５から平滑コンデンサ３２の静電容量値を示す情報を受信し、通信部４５から平滑コンデンサ４２の静電容量値を示す情報を受信し、通信部５６Ｂから平滑コンデンサ５１の静電容量値を示す情報を受信する。システム制御部５５は、通信部７１によって受信された情報をもとに平滑コンデンサの静電容量値の合計を算出する。
【０１１７】
例えば、太陽電池用コンバータ３Ａが有する平滑コンデンサ３２の静電容量値ＣＰＶと電気自動車用コンバータ４Ａが有する平滑コンデンサ４２の静電容量値ＣＥＶとの双方が、フィードバック制御部２４を有する蓄電池用コンバータ２Ａが有する平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢに比べて比較的小さい場合、システム制御部５５は、平滑コンデンサ３２の静電容量値ＣＰＶと平滑コンデンサ４２の静電容量値ＣＥＶとを用いることなく平滑コンデンサの静電容量値の合計を算出してもよい。
【０１１８】
上記の場合、システム制御部５５は、平滑コンデンサ２２の静電容量値ＣＬＩＢと系統連系インバータ５Ｂが有する平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶとを加算して平滑コンデンサの静電容量値の合計を算出する。このように、システム制御部５５は、複数のコンバータのうちの少なくともひとつのコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値と、複数のコンバータのうちの当該少なくともひとつのコンバータ以外のコンバータが有する平滑コンデンサの静電容量値と系統連系インバータ５Ｂが有する平滑コンデンサ５１の静電容量値ＣＩＮＶとのうちの少なくともひとつの静電容量値とを加算して合計を算出してもよい。
【０１１９】
いずれにしても、複数のコンバータの各々のフィードバック制御部は、システム制御部によって得られた値をもとに、フィードバック制御の制御ゲインを決定する。
【０１２０】
図９は、実施の形態１にかかる電力変換システム１が有するフィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５を構成する少なくとも一部の構成要素が処理回路８１によって実現される場合の処理回路８１を示す図である。つまり、フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の機能の少なくとも一部は、処理回路８１によって実現されてもよい。
【０１２１】
処理回路８１は、専用のハードウェアである。処理回路８１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、又はこれらを組み合わせたものである。フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の一部は、残部とは別個の専用のハードウェアであってもよい。
【０１２２】
図１０は、実施の形態１にかかる電力変換システム１が有するフィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の少なくとも一部の機能がプロセッサ８２によって実現される場合のプロセッサ８２を示す図である。つまり、フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の少なくとも一部の機能は、メモリ８３に格納されるプログラムを実行するプロセッサ８２によって実現されてもよい。
【０１２３】
プロセッサ８２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）である。図１０には、メモリ８３も示されている。
【０１２４】
フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の少なくとも一部の機能がプロセッサ８２によって実現される場合、当該一部の機能は、プロセッサ８２と、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェア及びファームウェアとの組み合わせによって実現される。
【０１２５】
ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ８３に格納される。プロセッサ８２は、メモリ８３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の少なくとも一部の機能を実現する。
【０１２６】
フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の少なくとも一部の機能がプロセッサ８２によって実現される場合、電力変換システム１は、フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の少なくとも一部によって実行されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８３を有する。
【０１２７】
メモリ８３に格納されるプログラムは、フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の少なくとも一部が実行する手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【０１２８】
メモリ８３は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等である。
【０１２９】
フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の複数の機能について、当該複数の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、当該複数の機能の残部をソフトウェア又はファームウェアで実現してもよい。このように、フィードバック制御部２４、フィードバック制御部３４、フィードバック制御部４４、フィードバック制御部５４及びシステム制御部５５の複数の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現することができる。
【０１３０】
通信部２５、通信部３５、通信部４５、通信部５６、通信部５６Ｂ及び通信部７１を構成する少なくとも一部の構成要素は、処理回路８１と同等の処理回路によって実現されてもよい。通信部２５、通信部３５、通信部４５、通信部５６、通信部５６Ｂ及び通信部７１の少なくとも一部の機能は、プロセッサ８２と同等のプロセッサによって実現されてもよい。
【０１３１】
通信部２５、通信部３５、通信部４５、通信部５６、通信部５６Ｂ及び通信部７１の少なくとも一部の機能がプロセッサによって実現される場合、電力変換システム１Ａ又は電力変換システム１Ｂは、通信部２５、通信部３５、通信部４５、通信部５６、通信部５６Ｂ又は通信部７１の少なくとも一部によって実行されるステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを有する。当該メモリは、メモリ８３と同等のものである。
【０１３２】
記憶部２４４、記憶部３４４、記憶部４４４及び記憶部５４４の各々の少なくとも一部は、例えば半導体メモリである。
【０１３３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１，１Ａ，１Ｂ  電力変換システム、２，２Ａ  蓄電池用コンバータ、３，３Ａ  太陽電池用コンバータ、４，４Ａ  電気自動車用コンバータ、５，５Ａ，５Ｂ  系統連系インバータ、７  エネルギマネジメントシステムコントローラ、２１，３１，４１  ＤＣ−ＤＣ電力変換部、２２，３２，４２，５１  平滑コンデンサ、２３，３３，４３  電圧計測部、２４，３４，４４，５４  フィードバック制御部、２５，３５，４５，５６，５６Ｂ，７１  通信部、５２  ＤＣ−ＡＣ電力変換部、５３  電力計測部、５５  システム制御部、６１  蓄電池、６２  太陽電池、６３  電気自動車、６４  商用電力系統、６５  負荷、６６  電流計測用変流器、８１  処理回路、８２  プロセッサ、８３  メモリ、２４１，３４１，４４１，５４１  減算部、２４２，３４２，４４２  電圧制御補償器、２４３，３４３，４４３，５４３  制御ゲイン設定部、２４４，３４４，４４４，５４４  記憶部、５４２  電力制御補償器。
【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６】
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【図７】
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【図８】
2019146449.tif 000010
【図９】
2019146449.tif 000011
【図１０】
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