(57)【要約】【課題】ＤＣバスに接続される蓄電池及びＤＣ／ＤＣコンバータの数を容易に増設可能とする。【解決手段】上流側・下流側の各ＤＣバスの間にダイオードが介在し、上流側ＤＣバスがアノード側、下流側ＤＣバスがカソード側にある。バイパススイッチは、ダイオードと並列に接続されている。上流側ＤＣバスに第１群のＤＣ／ＤＣコンバータが接続され、下流側ＤＣバスには第２群のＤＣ／ＤＣコンバータが接続される。下流側ＤＣバスと交流電路との間にはインバータが設けられる。系統連系時にはバイパススイッチを閉じて、自立運転時にはバイパススイッチを開く。バイパススイッチが開いている自立運転時において、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、交流電路の電力需要を全て賄える場合には下流側ＤＣバスの定電圧制御を行い、かつ、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータは、上流側ＤＣバスの電圧が下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行う。【選択図】図４
2019030104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイオードと、
コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのアノードに接続された上流側ＤＣバスと、
コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのカソードに接続された下流側ＤＣバスと、
前記ダイオードと並列に接続されたバイパススイッチと、
前記上流側ＤＣバスに接続され、双方向への変換動作が可能な第１群のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータの各々に接続された蓄電池と、
前記下流側ＤＣバスに接続され、双方向への変換動作が可能な第２群のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータの各々に接続された蓄電池と、
前記下流側ＤＣバスと交流電路との間に設けられ、双方向への変換動作が可能なインバータと、
前記交流電路との系統連系時には前記バイパススイッチを閉じて、自立運転時には前記バイパススイッチを開く制御部と、を備え、
前記自立運転時において、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記交流電路の電力需要を全て賄える場合には前記下流側ＤＣバスの定電圧制御を行い、かつ、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記上流側ＤＣバスの電圧が前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行う、
電源システム。
【請求項２】
前記自立運転時において、前記交流電路の電力需要増大により、前記下流側ＤＣバスの電圧が前記上流側ＤＣバスの電圧以下となったときは、前記ダイオードは導通し、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータが各ＤＣバスの定電圧制御を行う一方で、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、定電流を前記下流側ＤＣバスに供給する請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記上流側ＤＣバスに、発電装置が接続されている請求項１又は請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記上流側ＤＣバスに前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される蓄電池は、前記下流側ＤＣバスに前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される蓄電池と比較して相対的に劣化した蓄電池である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記バイパススイッチは半導体スイッチであり、前記ダイオードは、当該半導体スイッチの内蔵又は外付けの逆並列ダイオードである請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータに対して充放電電力を指示し、前記制御部としての機能も有する上位コントローラが設けられている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項７】
前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータの各群における一部のＤＣ／ＤＣコンバータがマスター機、他のＤＣ／ＤＣコンバータはスレーブ機としての機能を備え、前記マスター機が前記スレーブ機に対して放電電力又は充電電力を指示する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項８】
ダイオードと、
コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのアノードに接続された上流側ＤＣバスと、
コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのカソードに接続された下流側ＤＣバスと、
前記ダイオードと並列に接続されたバイパススイッチと、
直流電源と前記上流側ＤＣバスとの間に設けられ、双方向への変換動作が可能な第１群のＤＣ／ＤＣコンバータと、
直流電源と前記下流側ＤＣバスとの間に設けられ、双方向への変換動作が可能な第２群のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記下流側ＤＣバスと交流電路との間に設けられ、双方向への変換動作が可能なインバータと、
前記交流電路との系統連系時には前記バイパススイッチを閉じて、自立運転時には前記バイパススイッチを開く制御部と、を備え、
前記自立運転時において、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記交流電路の電力需要を全て賄える場合には前記下流側ＤＣバスの定電圧制御を行い、かつ、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記上流側ＤＣバスの電圧が前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行う、
電力変換装置。
【請求項９】
直流と交流との間で電力変換を行う電力変換装置に含まれている、複数のＤＣ／ＤＣコンバータと接続されたＤＣバスが、途中にダイオードを介して、アノード側が上流側ＤＣバス、カソード側が、インバータと接続された下流側ＤＣバスとなっていて、前記ダイオードに並列にバイパススイッチが接続されている電源システムの運用方法であって、
交流電路との系統連系時は、前記バイパススイッチを閉じて前記ＤＣバス全体を定電圧制御し、
自立運転時は、
前記上流側ＤＣバスの電圧を前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるよう制御することによって前記ダイオードを非導通に保ち、前記上流側ＤＣバスの電圧制御と前記下流側ＤＣバスの電圧制御とを互いに独立して実行し、
前記下流側ＤＣバスの電圧が前記上流側ＤＣバスの電圧以下に低下すると、前記ダイオードが導通して前記上流側ＤＣバスから前記下流側ＤＣバスに電力を送り込む、
電源システムの運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システム及びその運用方法並びに電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の蓄電池を用いた電源システムでは、複数の蓄電池の出力を、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータを介して、ＤＣバスに接続している。このような電源システムでは、例えば、特定のＤＣ／ＤＣコンバータのコントローラがマスター機となり、他のＤＣ／ＤＣコンバータのコントローラはスレーブ機となって、役割を分担する場合がある（例えば、特許文献１，２参照）。
また、共通のＤＣバスに複数種類の電源を接続した給電設備も提案されている（例えば、特許文献３，４参照）。複数種類の電源には、交流電路から交直変換した出力をＤＣバスに提供する電路も含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１４７１７１号
【特許文献２】特開２００８−１８７８８４号公報
【特許文献３】特開２０１５−１０６９９９号公報
【特許文献４】特開２０１６−６３７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１つのＤＣバスに複数の変換器が接続されている場合、それぞれが自由に変換動作を行うと、出力の干渉や発振が起きる可能性がある。かかる干渉等を防止するために、例えば特定のＤＣ／ＤＣコンバータのコントローラがマスター機となり、かつ、他のＤＣ／ＤＣコンバータのコントローラがスレーブ機となって、マスター機からスレーブ機に、放電電力を指示することができる。この場合、指示の信号の通信には例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信が用いられる。
【０００５】
しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータの台数が増えると、通信を一巡するのに時間がかかる。ＤＣバスの電圧を定電圧にする制御ループ時間内に、全てのＤＣ／ＤＣコンバータのスレーブ機に指示する必要があるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの台数には事実上の制限がある。マスター機を２台以上にすることも考えられるが、その場合には、ＤＣバス電圧が発振してしまう可能性がある。
【０００６】
かかる課題に鑑み、本発明は、ＤＣバスに対して接続される、蓄電池及びＤＣ／ＤＣコンバータの数を、容易に増設できる電源システム（電力変換装置を含む。）及びその運用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
《電源システム》
本発明の一表現に係る電源システムは、ダイオードと、コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのアノードに接続された上流側ＤＣバスと、コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのカソードに接続された下流側ＤＣバスと、前記ダイオードと並列に接続されたバイパススイッチと、前記上流側ＤＣバスに接続され、双方向への変換動作が可能な第１群のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータの各々に接続された蓄電池と、前記下流側ＤＣバスに接続され、双方向への変換動作が可能な第２群のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータの各々に接続された蓄電池と、前記下流側ＤＣバスと交流電路との間に設けられ、双方向への変換動作が可能なインバータと、前記交流電路との系統連系時には前記バイパススイッチを閉じて、自立運転時には前記バイパススイッチを開く制御部と、を備え、前記自立運転時において、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記交流電路の電力需要を全て賄える場合には前記下流側ＤＣバスの定電圧制御を行い、かつ、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記上流側ＤＣバスの電圧が前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行う、電源システムである。
【０００８】
《電力変換装置》
また、本発明の一表現に係る電力変換装置は、ダイオードと、コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのアノードに接続された上流側ＤＣバスと、コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのカソードに接続された下流側ＤＣバスと、前記ダイオードと並列に接続されたバイパススイッチと、直流電源と前記上流側ＤＣバスとの間に設けられ、双方向への変換動作が可能な第１群のＤＣ／ＤＣコンバータと、直流電源と前記下流側ＤＣバスとの間に設けられ、双方向への変換動作が可能な第２群のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記下流側ＤＣバスと交流電路との間に設けられ、双方向への変換動作が可能なインバータと、前記交流電路との系統連系時には前記バイパススイッチを閉じて、自立運転時には前記バイパススイッチを開く制御部と、を備え、前記自立運転時において、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記交流電路の電力需要を全て賄える場合には前記下流側ＤＣバスの定電圧制御を行い、かつ、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記上流側ＤＣバスの電圧が前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行う、電力変換装置である。
【０００９】
《電源システムの運用方法》
また、本発明の一表現に係る電源システムの運用方法は、直流と交流との間で電力変換を行う電力変換装置に含まれている、複数のＤＣ／ＤＣコンバータと接続されたＤＣバスが、途中にダイオードを介して、アノード側が上流側ＤＣバス、カソード側が、インバータと接続された下流側ＤＣバスとなっていて、前記ダイオードに並列にバイパススイッチが接続されている電源システムの運用方法であって、
交流電路との系統連系時は、前記バイパススイッチを閉じて前記ＤＣバス全体を定電圧制御し、自立運転時は、（ｉ）前記上流側ＤＣバスの電圧を前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるよう制御することによって前記ダイオードを非導通に保ち、前記上流側ＤＣバスの電圧制御と前記下流側ＤＣバスの電圧制御とを互いに独立して実行し、（ｉｉ）前記下流側ＤＣバスの電圧が前記上流側ＤＣバスの電圧以下に低下すると、前記ダイオードが導通して前記上流側ＤＣバスから前記下流側ＤＣバスに電力を送り込む、電源システムの運用方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＤＣバスに対して接続される、蓄電池及びＤＣ／ＤＣコンバータの数を、容易に増設することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電源システムの一例を示す単線接続図である。
【図２】商用電力系統が停電するか又は商用電力系統とは断路して、自立運転を行う状態を示す単線接続図である。
【図３】図２と同様の図であるが、自立負荷の負荷電力が少ない場合を想定した単線接続図である。
【図４】図２と同様の図であるが、自立負荷の負荷電力が多い場合を想定した単線接続図である。
【図５】自立負荷が接続されていない場合の、ＤＣバスの電圧と、ダイオードに流れる電流とを表すグラフである。
【図６】自立負荷の負荷電力が比較的小さい場合の電圧・電流についての検証結果を示すグラフである。
【図７】自立負荷の負荷電力に軽負荷の期間と重負荷の期間とがある場合の電圧・電流についての検証結果を示すグラフである。
【図８】図７と同様に、自立負荷の負荷電力に軽負荷の期間と重負荷の期間とがある場合の電圧・電流についての検証結果を示すグラフである。
【図９】ダイオード特性を考慮した場合の、図８に対応する電圧・電流についての検証結果を示すグラフである。
【図１０】自立負荷の負荷電力が中途半端でダイオードが導通／非導通を繰り返す場合の電圧・電流についての検証結果を示すグラフである（ダイオード特性も考慮）。
【図１１】図１０と同様のグラフであるが、ダイオード特性を考慮しなかった場合のグラフである。
【図１２】各群のＤＣ／ＤＣコンバータのコントローラがマスター−スレーブの形をとる電源システムの一例を示す単線接続図である。
【図１３】他の発電装置として太陽光発電パネルを有する電源システムの一例を示す単線接続図である。
【図１４】既述のダイオードの代わりに電力用の半導体スイッチを使用した電源システムの一例を示す単線接続図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
【００１３】
（１）この電源システムは、ダイオードと、コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのアノードに接続された上流側ＤＣバスと、コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのカソードに接続された下流側ＤＣバスと、前記ダイオードと並列に接続されたバイパススイッチと、前記上流側ＤＣバスに接続され、双方向への変換動作が可能な第１群のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータの各々に接続された蓄電池と、前記下流側ＤＣバスに接続され、双方向への変換動作が可能な第２群のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータの各々に接続された蓄電池と、前記下流側ＤＣバスと交流電路との間に設けられ、双方向への変換動作が可能なインバータと、前記交流電路との系統連系時には前記バイパススイッチを閉じて、自立運転時には前記バイパススイッチを開く制御部と、を備え、前記自立運転時において、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記交流電路の電力需要を全て賄える場合には前記下流側ＤＣバスの定電圧制御を行い、かつ、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記上流側ＤＣバスの電圧が前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行う、電源システムである。
【００１４】
上記のように構成された電源システムでは、交流電路との系統連系時には、バイパススイッチを閉じることで互いに直結された上流側ＤＣバス及び下流側ＤＣバスの定電圧制御を行うことができる。これにより、各ＤＣバスの傘下にある全ての蓄電池を活用した充放電を実行することができる。
【００１５】
また、自立運転時には、バイパススイッチを開くことにより、上流側ＤＣバスと下流側ＤＣバスとで、ダイオードの特性を利用しつつ、互いに独立した制御を行うことができる。すなわち、自立運転時に、上流側ＤＣバスの電圧が下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行うことで、ダイオードは非導通となり、上流側ＤＣバスと、下流側ＤＣバスとで、互いに独立した制御を行うことができる。また、例えば交流電路の電力需要増大に応じて下流側ＤＣバスの電圧が上流側ＤＣバスの電圧以下に低下すれば、ダイオードは導通し、上流側ＤＣバスから下流側ＤＣバスに電力を送り込むことができる。
【００１６】
このように、ダイオード及びこれと並列なバイパススイッチを介してＤＣバスを拡張することで、ＤＣバスに対して接続される、蓄電池及びＤＣ／ＤＣコンバータの数を、容易に増設することができる。
【００１７】
（２）また、（１）の電源システムは、前記自立運転時において、前記交流電路の電力需要増大により、前記下流側ＤＣバスの電圧が前記上流側ＤＣバスの電圧以下となったときは、前記ダイオードは導通し、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータが各ＤＣバスの定電圧制御を行う一方で、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、定電流を前記下流側ＤＣバスに供給する、というものであってもよい。
下流側ＤＣバスの電圧が上流側ＤＣバスの電圧以下となったときは、ダイオードは導通し、上流側ＤＣバスから下流側ＤＣバスに電力を送り込むことができる。このとき、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは目標電圧が出せず、精一杯の定電流を出力する状態となるので、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータの定電圧制御との干渉を防止することができる。
【００１８】
（３）また、（１）又は（２）の電源システムにおいて、前記上流側ＤＣバスに、発電装置が接続されていてもよい。
このように上流側ＤＣバスに発電装置が接続されていると、ダイオードが非導通の間は、発電電力で蓄電池を充電することになる。全ての蓄電池が満充電になると、上流側ＤＣバスの電圧が上昇する。電圧が下流側ＤＣバスの電圧以上となって、その結果ダイオードが導通すると自然に、余剰電力が下流側ＤＣバスに提供される。
【００１９】
（４）また、（１）〜（３）のいずれかの電源システムにおいて、前記上流側ＤＣバスに前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される蓄電池は、前記下流側ＤＣバスに前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータを介して接続される蓄電池と比較して相対的に劣化した蓄電池であってもよい。
この場合、上流側ＤＣバス傘下の蓄電池の電力はダイオードが非導通の場合は使用されないので、下流側ＤＣバス傘下の蓄電池に比べて、放電に使用する頻度が少ない。従って、劣化した蓄電池の待機的な使用には好都合である。
【００２０】
（５）また、（１）〜（４）のいずれかの電源システムにおいて、前記バイパススイッチは半導体スイッチであり、前記ダイオードは、当該半導体スイッチの内蔵又は外付けの逆並列ダイオードであってもよい。
この場合、簡易にバイパススイッチとダイオードとを設けることができる。また、素子としての寿命が長い。
【００２１】
（６）また、（１）〜（５）のいずれかの電源システムにおいて、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータに対して充放電電力を指示し、前記制御部としての機能も有する上位コントローラが設けられていてもよい。
このような上位コントローラが、上流側・下流側の各ＤＣバスの傘下にあるＤＣ／ＤＣコンバータについて、充放電電力を指示することにより、所望の制御を実現することができる。
【００２２】
（７）また、（１）〜（５）のいずれかの電源システムにおいて、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータの各群における一部のＤＣ／ＤＣコンバータがマスター機、他のＤＣ／ＤＣコンバータはスレーブ機としての機能を備え、前記マスター機が前記スレーブ機に対して放電電力又は充電電力を指示するようにしてもよい。
例えばバイパススイッチを開いた状態の自立運転時には、上流側ＤＣバスと下流側ＤＣバスとで、互いに独立した制御を行うことができるので、上流側・下流側の各ＤＣバスの傘下にあるＤＣ／ＤＣコンバータについて、マスター機の指示に基づいて、放電を行うことができる。また、マスター機の指示に基づいて充電を行うことも可能である。
【００２３】
（８）また、この電力変換装置は、ダイオードと、コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのアノードに接続された上流側ＤＣバスと、コンデンサによる容量を持つプラス側電路が、前記ダイオードのカソードに接続された下流側ＤＣバスと、前記ダイオードと並列に接続されたバイパススイッチと、直流電源と前記上流側ＤＣバスとの間に設けられ、双方向への変換動作が可能な第１群のＤＣ／ＤＣコンバータと、直流電源と前記下流側ＤＣバスとの間に設けられ、双方向への変換動作が可能な第２群のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記下流側ＤＣバスと交流電路との間に設けられ、双方向への変換動作が可能なインバータと、前記交流電路との系統連系時には前記バイパススイッチを閉じて、自立運転時には前記バイパススイッチを開く制御部と、を備え、前記自立運転時において、前記第２群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記交流電路の電力需要を全て賄える場合には前記下流側ＤＣバスの定電圧制御を行い、かつ、前記第１群のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記上流側ＤＣバスの電圧が前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行う、電力変換装置である。
【００２４】
上記のように構成された電力変換装置では、交流電路との系統連系時には、バイパススイッチを閉じることで互いに直結された上流側ＤＣバス及び下流側ＤＣバスの定電圧制御を行うことができる。これにより、各ＤＣバスの傘下にある全ての蓄電池を活用した充放電を実行することができる。
【００２５】
また、自立運転時には、バイパススイッチを開くことにより、上流側ＤＣバスと下流側ＤＣバスとで、ダイオードの特性を利用しつつ、互いに独立した制御を行うことができる。すなわち、自立運転時に、上流側ＤＣバスの電圧が下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行うことで、ダイオードは非導通となり、上流側ＤＣバスと、下流側ＤＣバスとで、互いに独立した制御を行うことができる。また、例えば交流電路の電力需要増大に応じて下流側ＤＣバスの電圧が上流側ＤＣバスの電圧以下に低下すれば、ダイオードは導通し、上流側ＤＣバスから下流側ＤＣバスに電力を送り込むことができる。
【００２６】
このように、ダイオード及びこれと並列なバイパススイッチを介してＤＣバスを拡張することで、ＤＣバスに対して接続される、蓄電池及びＤＣ／ＤＣコンバータの数を、容易に増設することができる。
【００２７】
（９）一方、これは、直流と交流との間で電力変換を行う電力変換装置に含まれている、複数のＤＣ／ＤＣコンバータと接続されたＤＣバスが、途中にダイオードを介して、アノード側が上流側ＤＣバス、カソード側が、インバータと接続された下流側ＤＣバスとなっていて、前記ダイオードに並列にバイパススイッチが接続されている電源システムの運用方法であって、
交流電路との系統連系時は、前記バイパススイッチを閉じて前記ＤＣバス全体を定電圧制御し、自立運転時は、（ｉ）前記上流側ＤＣバスの電圧を前記下流側ＤＣバスの電圧より低くなるよう制御することによって前記ダイオードを非導通に保ち、前記上流側ＤＣバスの電圧制御と前記下流側ＤＣバスの電圧制御とを互いに独立して実行し、（ｉｉ）前記下流側ＤＣバスの電圧が前記上流側ＤＣバスの電圧以下に低下すると、前記ダイオードが導通して前記上流側ＤＣバスから前記下流側ＤＣバスに電力を送り込む、電源システムの運用方法である。
【００２８】
上記のような電源システムの運用方法では、交流電路との系統連系時には、バイパススイッチを閉じることで互いに直結された上流側ＤＣバス及び下流側ＤＣバスの定電圧制御を行うことができる。これにより、各ＤＣバスの傘下にある全ての蓄電池を活用した充放電を実行することができる。
【００２９】
また、自立運転時には、バイパススイッチを開くことにより、上流側ＤＣバスと下流側ＤＣバスとで、ダイオードの特性を利用しつつ、互いに独立した制御を行うことができる。すなわち、自立運転時に、上流側ＤＣバスの電圧が下流側ＤＣバスの電圧より低くなるように定電圧制御を行うことで、ダイオードは非導通となり、上流側ＤＣバスと、下流側ＤＣバスとで、互いに独立した制御を行うことができる。また、例えば交流電路の電力需要増大に応じて下流側ＤＣバスの電圧が上流側ＤＣバスの電圧以下に低下すれば、ダイオードは導通し、上流側ＤＣバスから下流側ＤＣバスに電力を送り込むことができる。
【００３０】
このように、ダイオード及びこれと並列なバイパススイッチを介してＤＣバスを拡張することで、ＤＣバスに対して接続される、蓄電池及びＤＣ／ＤＣコンバータの数を、容易に増設することができる。
【００３１】
［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る電源システム（その運用方法及び電力変換装置も含む。）について、図面を参照して説明する。
【００３２】
《電源システムの構成例》
図１は、電源システム１００の一例を示す単線接続図である。図において、上流側ＤＣバス１と下流側ＤＣバス２との間にはダイオード３が挿入されている。上流側ＤＣバス１は、ダイオード３のアノードに接続されている。下流側ＤＣバス２は、ダイオード３のカソードに接続されている。各ＤＣバス１，２については、ＤＣバスの２線（Ｐ線、Ｎ線）のうち、プラス側の電路を示している。マイナス側電路は、接地マーク（▽）で示されている。ダイオード３には、バイパススイッチ４が並列に接続されている。図示しているバイパススイッチ４は閉じている状態である。
【００３３】
電源システム１００には、多数の蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６及びＢ２１〜Ｂ２６が設けられている。また、蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６及びＢ２１〜Ｂ２６に対応して、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１１〜ＣＶ１６及びＣＶ２１〜ＣＶ２６が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１１〜ＣＶ１６及びＣＶ２１〜ＣＶ２６はいずれも双方の変換動作が可能であり、対応する蓄電池を充電し、又は、放電させることができる。
なお、電源システム１００から蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６及びＢ２１〜Ｂ２６を除いた部分が電力変換装置９０である。
【００３４】
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１１，ＣＶ１２の出力は平滑用のコンデンサＣ１１を介して上流側ＤＣバス１に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１１，ＣＶ１２の充電又は放電の際のスイッチングは、例えば、コントローラＣＴ１１によって制御される。
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１３，ＣＶ１４の出力は平滑用のコンデンサＣ１２を介して上流側ＤＣバス１に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１３，ＣＶ１４の充電又は放電の際のスイッチングは、例えば、コントローラＣＴ１２によって制御される。
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１５，ＣＶ１６の出力は平滑用のコンデンサＣ１３を介して上流側ＤＣバス１に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１５，ＣＶ１６の充電又は放電の際のスイッチングは、例えば、コントローラＣＴ１３によって制御される。
【００３５】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２１，ＣＶ２２の出力は平滑用のコンデンサＣ２１を介して下流側ＤＣバス２に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２１，ＣＶ２２の充電又は放電の際のスイッチングは、例えば、コントローラＣＴ２１によって制御される。
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２３，ＣＶ２４の出力は平滑用のコンデンサＣ２２を介して下流側ＤＣバス２に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２３，ＣＶ２４の充電又は放電の際のスイッチングは、例えば、コントローラＣＴ２２によって制御される。
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２５，ＣＶ２６の出力は平滑用のコンデンサＣ２３を介して下流側ＤＣバス２に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２５，ＣＶ２６の充電又は放電の際のスイッチングは、例えば、コントローラＣＴ２３によって制御される。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１１〜ＣＶ１６は、上流側ＤＣバス１に接続される第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１を構成している。
ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２１〜ＣＶ２６は、下流側ＤＣバス２に接続される第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２を構成している。
下流側ＤＣバス２と交流電路６との間には、双方向の変換動作が可能なインバータ５が設けられている。インバータ５は、例えばその内部に、制御部５ｃを備えている。交流電路６には、需要家の負荷８が接続され、さらに商用電力系統７が接続されている。
【００３７】
コントローラＣＴ１１〜ＣＴ１３，ＣＴ２１〜ＣＴ２３は、例えば、上位コントローラ５０から充電／放電及び充電量／放電量に関する指示を受けて、各コントローラが担当するＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。なお、この例では１つのコントローラが２つのＤＣ／ＤＣコンバータを制御するが、コントローラは、各ＤＣ／ＤＣコンバータに個別に搭載することもできる。また、コントローラは、対応するＤＣ／ＤＣコンバータの一部であるとも言える。
【００３８】
上位コントローラ５０は、この例のように、上流側ＤＣバス１、下流側ＤＣバス２に対して統括的に設けてもよいし、上流側ＤＣバス１、下流側ＤＣバス２に対して別々に設けてもよい。なお、上位コントローラ５０は、インバータ５の制御部５ｃとも、制御に関する通信を行うようにしてもよい。バイパススイッチ４は、例えば、上位コントローラ５０、又は、インバータ５の制御部５ｃから開閉の指示を受けて動作する。
【００３９】
《系統連系時》
ここで、電源システム１００が例えば商用電力系統７と系統連系している時（但し、基本的に逆潮はしない。）は、図示のように、バイパススイッチ４は閉じている。従って、上流側ＤＣバス１と下流側ＤＣバス２とは互いに直結されていて、同電位である。インバータ５の出力電圧は交流電路６の電圧により決まるので、インバータ５は、互いに接続された上流側ＤＣバス１及び下流側ＤＣバス２の電圧を定電圧に保つ制御を行っている。このような系統連系の状態では、交流電路６から電力を得て、各蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６，Ｂ２１〜Ｂ２６を充電するか、又は、各蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６，Ｂ２１〜Ｂ２６を放電させて、インバータ５で変換した交流電力を負荷８に供給することができる。
【００４０】
《自立運転時》
図２は、商用電力系統７が停電するか又は商用電力系統７とは断路して、自立運転を行う状態を示す単線接続図である。図１との回路上の違いは、バイパススイッチ４が開路していること、及び、交流電路６には自立負荷（自立運転で使用したい特定負荷）８ｓが接続されていることである。
【００４１】
図２においては、例えば上位コントローラ５０から自立運転の指示が各ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１１〜ＣＶ１６，ＣＶ２１〜ＣＶ２６及びインバータ５に与えられている。自立運転時のインバータ５は出力電圧を定電圧に制御している。上流側ＤＣバス１及び下流側ＤＣバス２の電圧については、インバータ５ではなく、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１及び第２群のＤＣ／ＤＣコンバータが定電圧に制御している。
【００４２】
具体的には、まず、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１においては、各ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１１〜ＣＶ１６が昇圧動作を行い、上流側ＤＣバス１の電圧が例えば３３０Ｖになるよう制御している。一方、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２においては、各ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２１〜ＣＶ２６が昇圧動作を行い、下流側ＤＣバス２の電圧が例えば３８０Ｖになるよう制御している。
【００４３】
この場合、ダイオード３のアノードが３３０Ｖ、カソードが３８０Ｖとなって逆電圧の状態となるので、ダイオード３は非導通となる。また、バイパススイッチ４は開いている。従って、上流側ＤＣバス１と下流側ＤＣバス２とは電気的に分離され、互いに異なる電圧すなわち互いに異なる定電圧制御が可能な状態となる。この状態では、上流側ＤＣバス１の電力はインバータ５に提供されず、下流側ＤＣバス２の電力のみがインバータ５に提供される。インバータ５は、直流を交流に変換して、自立負荷８ｓに電力を供給することができる。
【００４４】
《自立運転で負荷電力が少ない場合》
図３は、図２と同様の図であるが、自立負荷８ｓの負荷電力が少ない場合を想定した単線接続図である。図において、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２から下流側ＤＣバス２に出力できる電力が、自立負荷８ｓの負荷電力より大きい場合、下流側ＤＣバス２の電圧は低下せず、蓄電池Ｂ２１〜Ｂ２６の放電電力のみで、必要な負荷電力を賄うことができる。上流側ＤＣバス１は、３３０Ｖを保った状態で待機している。
【００４５】
《自立運転で負荷電力が多い場合》
図４は、図２と同様の図であるが、自立負荷８ｓの負荷電力が多い場合を想定した単線接続図である。図において、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２から下流側ＤＣバス２に出力できる電力より、自立負荷８ｓの負荷電力の方が大きい場合、下流側ＤＣバス２の電圧は低下する。電圧が低下して３３０Ｖ以下になると、ダイオード３が導通し、上流側ＤＣバス１から下流側ＤＣバス２へ電力が流れ込んでくる。これにより、上流側ＤＣバス１及び下流側ＤＣバス２の双方からインバータ５を介して自立負荷８ｓへ電力を供給し、必要な負荷電力を賄うことができる。
【００４６】
このとき、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１は、上流側ＤＣバス１及び、これと繋がっている下流側ＤＣバス２の電圧を３３０Ｖに維持する定電圧制御を行っている。一方、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２は、目標値である３８０Ｖが出せずに、全出力で精一杯の定電流を出力する状態となる。すなわち、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２は、事実上、定電圧制御を行っていないので、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１による定電圧制御との干渉は生じない。
【００４７】
《ここまでのまとめ》
以上のように、本実施形態の電源システム１００は、電力変換のための諸要素の他、ダイオード３と、上流側ＤＣバス１と、下流側ＤＣバス２と、ダイオード３と並列に接続されたバイパススイッチ４とを備えている。また、交流電路６との系統連系時にはバイパススイッチ４を閉じて、自立運転時にはバイパススイッチ４を開く制御部（上位コントローラ５０又はインバータ５の制御部５ｃ）を備えている。そして、自立運転時において、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２は、交流電路６の電力需要を全て賄える場合には下流側ＤＣバス２の定電圧制御を行い、かつ、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１は、上流側ＤＣバス１の電圧が下流側ＤＣバス２の電圧より低くなるように定電圧制御を行うこと、を基本としている。
【００４８】
このように構成された電源システム１００では、交流電路６との系統連系時には、バイパススイッチ４を閉じることで互いに直結された上流側ＤＣバス１及び下流側ＤＣバス２の定電圧制御を行うことができる。これにより、各ＤＣバス１，２の傘下にある全ての蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６，Ｂ２１〜Ｂ２６を活用した充放電を実行することができる。
【００４９】
また、自立運転時には、バイパススイッチ４を開くことにより、上流側ＤＣバス１と下流側ＤＣバス２とで、ダイオード３の特性を利用しつつ、互いに独立した制御を行うことができる。すなわち、自立運転時に、上流側ＤＣバス１の電圧が下流側ＤＣバスの電圧２より低くなるように定電圧制御を行うことで、ダイオード３は非導通となり、上流側ＤＣバス１と、下流側ＤＣバス２とで、互いに独立した制御を行うことができる。また、例えば交流電路６の電力需要増大に応じて下流側ＤＣバス２の電圧が上流側ＤＣバス１の電圧以下に低下すれば、ダイオード３は導通し、上流側ＤＣバス１から下流側ＤＣバス２に電力を送り込むことができる。
【００５０】
自立運転時において、ダイオード３が導通したときは、ダイオード３を通して第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１が、各ＤＣバス１，２の定電圧制御を行い、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２は、定電流を下流側ＤＣバス２に供給する状態となる。このとき、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２は目標電圧が出せず、精一杯の定電流を出力する状態となるので、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１の定電圧制御との干渉を防止することができる。
【００５１】
このように、ダイオード３及びこれと並列なバイパススイッチ４を介してＤＣバスを拡張することで、ＤＣバスに対して接続される、蓄電池及びＤＣ／ＤＣコンバータの数を、容易に増設することができる。
【００５２】
なお、上位コントローラ５０がある場合には、上流側・下流側の各ＤＣバス１，２の傘下にあるＤＣ／ＤＣコンバータＢ１１〜Ｂ１６，Ｂ２１〜Ｂ２６について、充放電電力を指示することにより、所望の制御を実現することができる。
【００５３】
《検証》
次に、電源システム１００の自立運転時における、電圧・電流についてのシミュレーションによる検証結果の例を示す。
図５は、自立負荷が接続されていない場合の、ＤＣバスの電圧と、ダイオードに流れる電流とを表すグラフである。上段のグラフがＤＣバスの電圧であり、電圧の高い方（上側）が下流側ＤＣバス１の電圧、電圧の低い方（下側）が、上流側ＤＣバス２の電圧である。図示のように、概ね一定値である。また、下段はダイオード３に流れる電流である。図示のように、０である。
【００５４】
図６は、自立負荷の負荷電力が比較的小さい場合の電圧・電流についての検証結果を示すグラフである。３つのグラフのうち上段は、上流側ＤＣバス１の電圧（下側）及び下流側ＤＣバス２の電圧（上側）を示している。中段は、ダイオード３に流れる電流を示している。下段は、下流側ＤＣバス２から自立負荷に引かれるＤＣ負荷電流（流出がマイナス）を示している。自立負荷への給電は、開始時間が約２５ｍｓの時点、終了時間が約１２５ｍｓの時点である。開始時間から、下流側ＤＣバス２の電圧（上段の上側）は小さく変動する。上流側ＤＣバス１の電圧（上段の下側）は一定と言ってよい状態である。ダイオード３には電流（中段）は流れない。下流側ＤＣバス２からは、ＤＣ負荷電流（下段）が流出し、自立負荷で消費する交流電流波形を反映した脈流波形となる。
【００５５】
図７は、自立負荷の負荷電力に軽負荷の期間と重負荷の期間とがある場合の電圧・電流についての検証結果を示すグラフである。３つのグラフのうち上段は、上流側ＤＣバス１の電圧（下側）及び下流側ＤＣバス２の電圧（上側）を示している（中央で重なっている。）。中段は、ダイオード３に流れる電流を示している。下段は、下流側ＤＣバス２から自立負荷に引かれるＤＣ負荷電流（流出がマイナス）を示している。軽負荷への給電は２０ｍｓ以降、重負荷への給電は４０ｍｓ〜１００ｍｓである。
【００５６】
軽負荷への給電開始（２０ｍｓ）以降、下流側ＤＣバス２の電圧（上段の上側）は少し下がり、ＤＣ負荷電流（下段）にも少し変化が見られる。そして、重負荷への給電開始（４０ｍｓ）以降、下流側ＤＣバス２の電圧は急激に下がり、上流側ＤＣバス１の電圧まで低下すると、ダイオード３に電流が流れ初める。自立負荷が交流であるため、各波形にも交流電流を反映した波が現れる。上流側ＤＣバス１の電圧（上段の下側）も少し変動する。重負荷が終了（１００ｍｓ）すると、下流側ＤＣバス２の電圧が回復して上流側ＤＣバス１より高くなり、ダイオード３は非導通に戻る。以後は、下流側ＤＣバス２のみから軽負荷に給電される状態となる。
【００５７】
図８は、図７と同様に、自立負荷の負荷電力に軽負荷の期間と重負荷の期間とがある場合の電圧・電流についての検証結果を示すグラフである。軽負荷への給電は２０ｍｓ以降、重負荷への給電は４０ｍｓ〜１００ｍｓである。３つのグラフのうち上段及び中段は、縦軸のスケールが若干異なるものの、図７と同じである。下段は、上流側ＤＣバス１に属する蓄電池の電流総和及び下流側ＤＣバス２に属する蓄電池の電流総和を示している。
【００５８】
０．０４ｓから０．１２ｓまでの間で概ね一定値に張り付いている方が、下流側ＤＣバス２に属する蓄電池の電流総和である。すなわち、重負荷になると第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２は定電圧出力ではなく、精一杯の定電流を出力する状態となる。一方、上流側ＤＣバス１に属する蓄電池の電流総和は脈流状に変動しており、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１により定電圧制御が行われている。なお、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２が定電流を出力しているとき、この電流と、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１に属する蓄電池の電流総和とは併走しないので、お互いに干渉もしない。ダイオード３が非導通の時は、上流側ＤＣバス１と下流側ＤＣバス２とは互いに隔離されており、独立した制御が可能である。
【００５９】
なお、上記検証では、ダイオード３の特性を、理想ダイオードとして計算したが、ダイオード特性は、例えば、平均順電流５０００Ａ、順方向電圧０．８５Ｖ、抵抗値０．２６８ｍΩである。このようなダイオード特性も考慮してみた。
【００６０】
図９は、ダイオード特性を考慮した場合の、図８に対応する電圧・電流についての検証結果を示すグラフである。結果的には、図８と特に差は無い。特に差が無い原因としては、負荷電流の交流低周波リプルによる変動が大きいため、ダイオードの特性が表れにくいためであると解される。
【００６１】
次に、図１０は、自立負荷の負荷電力が中途半端で、ダイオード３が導通／非導通を繰り返す場合の電圧・電流についての検証結果を示すグラフである（ダイオード特性も考慮）。また、図１１は、図１０と同様のグラフであるが、ダイオード特性を考慮しなかった場合のグラフである。
【００６２】
図１０，図１１において、３つのグラフのうち上段は、上流側ＤＣバス１の電圧（波打っている方）及び下流側ＤＣバス２の電圧（変化が少ない方）を示している。中段は、ダイオード３に流れる電流を示している。下段は、上流側ＤＣバス１に属する蓄電池の電流総和（下側）及び下流側ＤＣバス２に属する蓄電池の電流総和（上側）を示している。
【００６３】
この場合も、必要時のみダイオードが導通し、それ以外は非導通となって上流側ＤＣバス１と下流側ＤＣバス２とが互いに分離される。また、第１群、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１，ＣＶ２の制御周期は例えば１ｍｓｅｃ程度であるのに対して低周波リプル１００Ｈｚ（周期１０ｍｓｅｃ）が十分に大きいため、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１の制御と、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２の制御とは、互いに干渉しない。
【００６４】
《その他の実施形態》
（マスター機・スレーブ機）
上述の実施形態では、上位コントローラ５０が各コントローラＣＴ１１〜ＣＴ１３，ＣＴ２１〜ＣＴ２３に充放電に関する指示を出す構成としたが、上位コントローラの役目を、各群のＤＣ／ＤＣコンバータに設けられているコントローラに行わせてもよい。
【００６５】
図１２は、このような電源システム１００の一例を示す単線接続図である。図において、コントローラＣＴ１１は、第１群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１における、例えばＣＡＮ通信のマスター機となり、他のコントローラＣＴ１２，ＣＴ１３はスレーブ機となる。マスター機は自己の管理するＤＣ／ＤＣコンバータに対する制御を行うほか、スレーブ機に対しては、充放電の電力に関する指示を与える。同様に、コントローラＣＴ２１は、第２群のＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２におけるマスター機となり、他のコントローラＣＴ２２，ＣＴ２３はスレーブ機となる。マスター機は自己の管理するＤＣ／ＤＣコンバータに対する制御を行うほか、スレーブ機に対しては、充放電の電力に関する指示を与える。
【００６６】
例えば、バイパススイッチを開いた状態の自立運転時には、上流側ＤＣバス１と下流側ＤＣバス２とで、互いに独立した制御を行うことができるので、上流側・下流側の各ＤＣバスの傘下にあるＤＣ／ＤＣコンバータについて、マスター機の指示に基づいて、適切に放電を行うことができる。
【００６７】
（他の発電装置との組み合わせ）
図１３は、他の発電装置として太陽光発電パネル９，１０を有する電源システム１００の一例を示す単線接続図である。図２〜４との違いは、太陽光発電パネル９が、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１９を介して、上流側ＤＣバス１に接続されている点、及び、太陽光発電パネル１０が、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２０を介して、下流側ＤＣバス２に接続されている点である。
【００６８】
このような電源システム１００では、バイパススイッチ４が閉じているときは、太陽光発電パネル９，１０による発電電力を、上流側ＤＣバス１及び下流側ＤＣバス２に供給して、蓄電池の充電や、系統連系による需要家への給電を行うことができる。また、太陽光発電の発電電力分は商用電力系統への逆潮も可能である。一方、バイパススイッチ４が開いている自立運転時は、前述のように、上流側ＤＣバス１の電圧（例えば３３０Ｖ）は下流側ＤＣバス２の電圧（例えば３８０Ｖ）より低くなるよう制御されている。
【００６９】
自立運転時は、まず、蓄電池Ｂ２１〜Ｂ２６を電源とする出力及び太陽光発電パネル１０の発電電力が下流側ＤＣバス２に供給され、供給できる電力より、交流電路６に接続される自立負荷の電力需要が少ない場合は、下流側ＤＣバス２の電圧（３８０Ｖ）は維持されており、ダイオード３は導通しない。自立負荷の電力需要が増大して下流側ＤＣバス２の電圧が下がり、上流側ＤＣバス１の電圧以下になると、上流側ＤＣバス１から下流側ＤＣバス２に電力が送り込まれる。
【００７０】
一方、自立負荷の電力需要が増大して下流側ＤＣバス２の電圧が下がった結果、上流側ＤＣバス１の電圧以下になる、という事態が生じなくても、ダイオード３が導通する場合がある。例えば、ダイオード３が非導通の間、上流側は下流側とは関係なく動作している。すなわち、上流側では、太陽光発電パネル９の発電電力が上流側ＤＣバス１に供給され、蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６は充電されている。全ての蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６が満充電となり、さらに太陽光発電パネル９が発電を継続している場合は、上流側ＤＣバス１の電圧が徐々に上昇していく。
【００７１】
そして、上流側ＤＣバス１の電圧が下流側ＤＣバス２の電圧以上（例えば３８０Ｖ以上）になると、ダイオード３が導通する。これにより、太陽光発電パネル９の発電電力が下流側ＤＣバス２に送り込まれ、下流側で必要な電力の一部を、上流側の太陽光発電パネル９が負担することができる。
【００７２】
このように、上流側ＤＣバス１に太陽光発電パネル９のような発電装置が接続されていると、ダイオード３が非導通の間は、発電電力で蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６を充電することになる。全ての蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６が満充電になると、上流側ＤＣバス１の電圧が上昇し、その結果ダイオード３が導通すると自然に溢れるように、余剰電力が下流側ＤＣバス２に提供される。
【００７３】
（劣化蓄電池の活用）
なお、ここまで述べたように、自立運転時に、下流側ＤＣバス２に供給される電力が優先的に使用され、負荷が重くなると、ダイオード３が導通して、上流側ＤＣバス１に供給される電力が下流側ＤＣバス２に送り込まれる形となる。従って、使用頻度については、上流側ＤＣバス１傘下の蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６は、下流側ＤＣバス２傘下の蓄電池Ｂ２１〜Ｂ２６より低い。
【００７４】
従って、上流側ＤＣバス１にＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ１１〜ＣＶ１６を介して接続される蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６は、使用可能であるが劣化した蓄電池であってもよい。比較で表現すれば、蓄電池Ｂ１１〜Ｂ１６は、下流側ＤＣバス２にＤＣ／ＤＣコンバータＣＶ２１〜ＣＶ２６を介して接続される蓄電池Ｂ２１〜Ｂ２６と比較して相対的に劣化した蓄電池であってもよい。すなわち、上流側ＤＣバス１の電力はダイオード３が非導通の場合は使用されないので、下流側ＤＣバス２の電力に比べて、使用頻度が少ないことを考慮すれば、上流側は、劣化した蓄電池の待機的な使用に適するとも言える。例えば、ハイブリッド車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）の普及により、何年か使用されて車両用としては「現役」を退いた蓄電池が増大することが予想される。そのような蓄電池の活用の一形態として、このような使用も考えられる。なお、使用可能であるが劣化した蓄電池とは、例えば、ＳＯＨ（State of Health）３０％以下のものを言う。
【００７５】
（半導体スイッチ）
図１４は、既述のダイオード３の代わりに電力用の半導体スイッチを使用した電源システム１００の一例を示す単線接続図である。半導体スイッチ３４以外の回路構成は、図１等と同じである。半導体スイッチ３４としては、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を使用することができる。このような半導体スイッチ３４は、バイパススイッチの役目をするスイッチ本体４ｓと、逆並列ダイオード３ｄ（内蔵又は外付け）とを有する。この場合、簡易にバイパススイッチとダイオードとを設けることができる。また、素子としての寿命が長い利点がある。
【００７６】
《その他》
なお、上述の各単線接続図に示す回路構成については、その少なくとも一部を、相互に任意に組み合わせてもよい。
また、蓄電池とＤＣ／ＤＣコンバータとの繋ぎ方は色々あり、互いに並列に接続された複数の蓄電池が１台のＤＣ／ＤＣコンバータに接続される場合もある。個々のＤＣ／ＤＣコンバータからＤＣバスへの繋ぎ方も、図示したのは例示に過ぎず、その他種々可能である。
【００７７】
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７８】
１  上流側ＤＣバス
２  下流側ＤＣバス
３  ダイオード
３ｄ  逆並列ダイオード
４  バイパススイッチ
４ｓ  スイッチ本体
５  インバータ
５ｃ  制御部
６  交流電路
７  商用電力系統
８  負荷
８ｓ  自立負荷
９，１０  太陽光発電パネル
３４  半導体スイッチ
５０  上位コントローラ
９０  電力変換装置
１００  電源システム
Ｂ１１〜Ｂ１６，Ｂ２１〜Ｂ２６  蓄電池
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３  コンデンサ
ＣＴ１１〜ＣＴ１３，ＣＴ２１〜ＣＴ２３  コントローラ
ＣＶ１  第１群のＤＣ／ＤＣコンバータ
ＣＶ２  第２群のＤＣ／ＤＣコンバータ
ＣＶ１１〜ＣＶ１６，ＣＶ２１〜ＣＶ２６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
ＣＶ１９，ＣＶ２０  ＤＣ／ＤＣコンバータ
【図１】
2019030104.tif 000003
【図２】
2019030104.tif 000004
【図３】
2019030104.tif 000005
【図４】
2019030104.tif 000006
【図５】
2019030104.tif 000007
【図６】
2019030104.tif 000008
【図７】
2019030104.tif 000009
【図８】
2019030104.tif 000010
【図９】
2019030104.tif 000011
【図１０】
2019030104.tif 000012
【図１１】
2019030104.tif 000013
【図１２】
2019030104.tif 000014
【図１３】
2019030104.tif 000015
【図１４】
2019030104.tif 000016