(57)【要約】【課題】多数の分散電源から負荷への直流電力の供給の安定化を実現する。【解決手段】第１の直流バスに接続されている第１のコンバータおよび第２のコンバータと、第２の直流バスに接続されている複数のコンバータと、複数のコンバータおよび少なくとも１つのコンバータに接続されている分散電源とを備え、直流バスの電圧の電圧降下が生じた場合に、予め決定された優先順位に従って、複数のコンバータから出力された電力を前記第２の直流バスに順次供給し、および少なくとも１つのコンバータから出力された電力を前記第３の直流バスに順次供給するとともに、供給中の複数のコンバータおよび少なくとも１つのコンバータから負荷までの経路中に在るコンバータから出力された電力を前記第１の直流バスに供給する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散電源から出力された電力をコンバータに入力し、該コンバータから出力された直流電力を負荷に供給する給電システムであって、
前記負荷の入力に接続されている第１の直流バスと、
前記第１の直流バスに接続されている第１のコンバータおよび第２のコンバータと、
前記第１のコンバータの入力に接続されている第２の直流バスと、
前記第２の直流バスに接続されている複数のコンバータと、
前記複数のコンバータにそれぞれ接続されている分散電源と、
前記第２のコンバータの入力に接続されている第３の直流バスと、
前記第３の直流バスに接続されている少なくとも１つのコンバータと、
前記少なくとも１つのコンバータに接続されている分散電源とを備え、
前記複数のコンバータおよび前記少なくとも１つのコンバータは、予め決定された優先順位を有し、
前記第１の直流バス、前記第２の直流バス、および前記第３の直流バスの電圧の電圧降下が生じた場合に、前記予め決定された優先順位に従って、前記複数のコンバータから出力された電力を前記第２の直流バスに順次供給し、および前記少なくとも１つのコンバータから出力された電力を前記第３の直流バスに順次供給するとともに、供給中の前記複数のコンバータおよび前記少なくとも１つのコンバータから前記負荷までの経路中に在る前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータから出力された電力を前記第１の直流バスに供給することを特徴とする給電システム。
【請求項２】
前記負荷の入力に接続されている第４の直流バスと、
前記第４の直流バスに接続されている第３のコンバータおよび第４のコンバータとをさらに備え、
前記第１の直流バスは、前記第３のコンバータの入力に接続され、
前記第４のコンバータは、電力系統から出力された電力が入力され、
前記第４の直流バスの電圧の電圧降下が生じた場合に、前記予め決定された優先順位に従って、前記複数のコンバータから出力された電力を前記第２の直流バスに順次供給し、および前記少なくとも１つのコンバータから出力された電力を前記第３の直流バスに順次供給するとともに、供給中の前記複数のコンバータおよび前記少なくとも１つのコンバータから前記負荷までの経路中に在る、前記第１のコンバータ、前記第２のコンバータから出力された電力を前記第１の直流バスに供給し、および前記第３のコンバータから出力された電力を前記第４の直流バスに供給し、前記複数のコンバータおよび前記少なくとも１つのコンバータの全てから出力された電力を供給しているときに、前記電圧降下が生じている場合に前記第４のコンバータから出力された電力を前記第４の直流バスに供給することを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電システムに関し、より詳細には、複数の分散電源から出力する電力を制御して負荷に供給する給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、二酸化炭素の排出抑制や自然エネルギーの有効利用の観点から、分散電源を利用して負荷に給電する給電システムが知られている。本明細書では、分散電源は、例えば、太陽電池、蓄電池、燃料電池、ガスタービン発電機を含む。また、負荷は、例えば、サーバやルータ等のＩＣＴ（Information and Communication Technology：情報通信技術）装置を含む。
【０００３】
分散電源で出力された電力に係る電圧は、分散電源に接続されたコンバータによって調整され、調整された電力は負荷に供給される。負荷に供給される電力については、供給する分散電源を選択できることが望ましい。本明細書では、コンバータは、ＡＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータを含み、接続される分散電源の種類によって変化する。例えば、接続される分散電源が太陽電池、蓄電池、燃料電池の場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータが用いられ、接続される分散電源がガスタービン発電機の場合は、ＡＣ／ＤＣコンバータが用いられる。
【０００４】
そこで、或る条件に基づいて複数の分散電源に優先順位を付け、優先順位を付けられた分散電源からの出力電力を優先順位の高い順番に負荷へ供給するシステムが、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０６４８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１に従来の給電システムの構成を示す。給電システム１は、商用交流系統２または複数の分散電源３から出力された電力を、コンバータを介して負荷４に供給する。複数の分散電源３は、分散電源３１、分散電源３２を含む。給電システム１は、商用交流系統２から出力された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータが内蔵された整流装置１１と、複数の分散電源３と、複数の分散電源３から出力された直流電力の電圧をそれぞれ調整する複数のコンバータ１２とを備える。複数のコンバータ１２は、コンバータ１２１、コンバータ１２２を含む。給電システム１は、直流バス１３と、整流装置１１に内蔵されたコンバータと複数のコンバータ１２から出力される電力を優先順位の高い順番に負荷４に供給する制御部１４とを備える。整流装置１１に内蔵されたコンバータと、複数のコンバータ１２と、負荷４とは、直流バス１３を介して接続されている。
【０００７】
図２に従来の給電システムにかかる、３種類のコンバータの動作の一例を示す。縦軸に直流バス１３の電圧を示し、横軸に右から分散電源３１に接続されたコンバータ１２１、分散電源３２に接続されたコンバータ１２２、商用交流系統２に接続された整流装置１１に内蔵されたコンバータを示す。分散電源３１、分散電源３２、商用交流系統２の順で優先順位が高いと仮定する。
【０００８】
制御部１４は、優先順位に基づいて、コンバータ１２１、コンバータ１２２、整流装置１１に内蔵されたコンバータの動作を制御する。負荷４の消費電力の増加または分散電源の供給電力量の低下が生じると、直流バス１３の電圧が変動する。そこで、制御部１４は、直流バス１３の電圧を測定して、測定した電圧に基づいてコンバータや整流装置に内蔵されたコンバータを稼動させる。
【０００９】
次にコンバータの動作の具体例を述べる。従来の給電システムには動作する電圧範囲が定められており、従来の給電システムが動作する電圧範囲を電圧α（Ｖ）から電圧ζ（Ｖ）とする。動作する電圧範囲は、負荷が動作する範囲ともいえる。α＞β＞γ＞δ＞ε＞ζと仮定する。
【００１０】
制御部１４は、直流バス１３の電圧がα（Ｖ）からβ（Ｖ）の間では、コンバータ１２１の動作を停止させる。直流バス１３の電圧がβ（Ｖ）からγ（Ｖ）の間は、コンバータ１２１における電力変化のために必要な電圧幅である。電力変化のために必要な電圧幅とは、コンバータに入力される電力とコンバータから出力される電力との調整を行うために必要な電圧幅である。例えば、直流バス１３の電圧がβ（Ｖ）になる場合、コンバータが稼動し始め、直流バス１３の電圧が（β−γ）／２（Ｖ）になる場合、コンバータが５０％稼動状態になり、γ（Ｖ）に到達すると、コンバータが１００％稼動状態になる。図２のグラフでは、単に「電力変化」と表す。制御部１４は、直流バス１３の電圧がγ（Ｖ）からζ（Ｖ）の間では、コンバータ１２１を１００％稼動させる。図２のグラフでは、単に「稼動」と表す。
【００１１】
制御部１４は、直流バス１３の電圧がα（Ｖ）からγ（Ｖ）の間では、コンバータ１２２の動作を停止させる。直流バス１３の電圧がγ（Ｖ）からδ（Ｖ）の間は、コンバータ１２２における電力変化のために必要な電圧幅である。制御部１４は、直流バス１３の電圧がδ（Ｖ）からζ（Ｖ）の間では、コンバータ１２２を１００％稼動させる。図２のグラフの記載については、コンバータ１２１の場合と同様である。
【００１２】
制御部１４は、直流バス１３の電圧がα（Ｖ）からδ（Ｖ）の間では、整流装置１１に内蔵されたコンバータの動作を停止させる。直流バス１３の電圧がδ（Ｖ）からε（Ｖ）の間は、整流装置１１に内蔵されたコンバータにおける電力変化のために必要な電圧幅である。制御部１４は、直流バス１３の電圧がε（Ｖ）からζ（Ｖ）の間では、整流装置１１に内蔵されたコンバータを１００％稼動させる。図２のグラフの記載については、コンバータ１２１の場合と同様である。
【００１３】
先ず、制御部１４は、優先順位が最も高い分散電源３１から電力を出力させるように、分散電源３１に接続されたコンバータ１２１に稼動する指示を出し、コンバータ１２１から出力された電力を負荷４に供給する。
【００１４】
次に、負荷４が電力を消費して直流バス１３の電圧がδ（Ｖ）となる場合、制御部１４で測定される電圧もδ（Ｖ）となるので、優先順位が２番目に高い分散電源３２に接続されたコンバータ１２２に１００％稼動させる指示を出し、コンバータ１２２から出力された電力を負荷４に供給する。
【００１５】
次に、負荷４が電力をさらに消費して直流バス１３の電圧がε（Ｖ）となる場合、制御部１４で測定される電圧もε（Ｖ）となる。そこで、制御部１４は、優先順位が３番目に高い商用交流系統２に接続された整流装置１１に内蔵されたコンバータに１００％稼動させる指示を出し、整流装置１１に内蔵されたコンバータから出力された電力を負荷４に供給する。
【００１６】
また、負荷４が動作しなくなって直流バス１３の電圧がβ（Ｖ）となる場合、制御部１４で測定される電圧もβ（Ｖ）となる。そこで、制御部１４は、コンバータ１２１、コンバータ１２２、および整流装置１１に内蔵されたコンバータに停止する指示を出し、コンバータ１２１、コンバータ１２２、および整流装置１１に内蔵されたコンバータから出力された電力を負荷４に供給することを停止する。
【００１７】
したがって、優先順位の高い分散電源から順番に、分散電源に接続されたコンバータから負荷４に直流電力を供給することが可能になる。
【００１８】
しかしながら、図２に表したグラフにおいて、電力変化のために必要な電圧幅は、各コンバータが稼動するために必要な電圧幅であり、他のコンバータの電力変化のために必要な電圧幅と重複しないように設定しておく必要がある。
【００１９】
ここで、電力変化のために必要な電圧幅を他のコンバータの電圧幅と重複しないようにコンバータの台数を増設しようとすると、電力変化のために必要な電圧幅にコンバータの台数を乗じた値が、給電システムが動作する電圧範囲を超える可能性がある。給電システムが動作する電圧範囲を超えて給電システムを動作させようとすると、給電システムが機能しなくなるという問題があった。
【００２０】
また、電力変化のために必要な電圧幅を他のコンバータの電圧幅と重複しないようにコンバータの台数を増設して、電力変化のために必要な電圧幅にコンバータの台数を乗じた値が、給電システムが動作する電圧範囲を超えないように、給電システムが動作する電圧範囲を広げた場合を考える。すると、給電システムが動作する電圧範囲を広げれば広げるほど、増設したコンバータが稼動し始める電圧が低くなる場合があり、増設したコンバータの効率が低下する場合があるという問題があった。
【００２１】
さらに、電力変化のために必要な電圧幅を他のコンバータの電圧幅と重複しないようにコンバータの台数を増設して、電力変化のために必要な電圧幅にコンバータの台数を乗じた値が、給電システムが動作する電圧範囲を超えないように、電力変化のために必要な電圧幅を狭めた場合を考える。すると、電力変化のために必要な電圧幅を狭めると、上述した直流バスの電圧を測定する精度を高める必要が生じ、直流バスの電圧の測定の精度を高めると、その分コストが生じる問題があった。
【００２２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、分散電源に接続されたコンバータの台数を増加させても、分散電源から負荷への直流電力の供給の安定化を実現できる給電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】
【００２３】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、分散電源から出力された電力をコンバータに入力し、該コンバータから出力された直流電力を負荷に供給する給電システムであって、前記負荷の入力に接続されている第１の直流バスと、前記第１の直流バスに接続されている第１のコンバータおよび第２のコンバータと、前記第１のコンバータの入力に接続されている第２の直流バスと、前記第２の直流バスに接続されている複数のコンバータと、前記複数のコンバータにそれぞれ接続されている分散電源と、前記第２のコンバータの入力に接続されている第３の直流バスと、前記第３の直流バスに接続されている少なくとも１つのコンバータと、前記少なくとも１つのコンバータに接続されている分散電源とを備え、前記複数のコンバータおよび前記少なくとも１つのコンバータは、予め決定された優先順位を有し、前記第１の直流バス、前記第２の直流バス、および前記第３の直流バスの電圧の電圧降下が生じた場合に、前記予め決定された優先順位に従って、前記複数のコンバータから出力された電力を前記第２の直流バスに順次供給し、および前記少なくとも１つのコンバータから出力された電力を前記第３の直流バスに順次供給するとともに、供給中の前記複数のコンバータおよび前記少なくとも１つのコンバータから前記負荷までの経路中に在る前記第１のコンバータおよび前記第２のコンバータから出力された電力を前記第１の直流バスに供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、負荷に供給する直流電力を出力するコンバータを動作する台数を増加することが可能となり、負荷に給電する分散電源を設置する台数を増加することが可能となる。また、本発明によれば、多数の分散電源から電力を負荷に供給することができるため、負荷への安定的な電力供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の給電システムを示す構成図である。
【図２】従来の給電システムにかかる、コンバータの動作の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる給電システムを示す構成図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる給電システムにかかる、直流バス６３１におけるコンバータの動作の一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる給電システムにかかる、直流バス６３２におけるコンバータの動作の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる給電システムにかかる、直流バス６３３におけるコンバータの動作の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる給電システムにかかる、直流バス６３４におけるコンバータの動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
（給電システムの構成）  
図３に本発明の一実施形態にかかる給電システムの構成を示す。本発明の一実施形態にかかる給電システム６は、商用交流系統２または複数の分散電源５から出力された電力を、コンバータを介して負荷４に供給する。複数の分散電源５は、分散電源５１、分散電源５２、分散電源５３、分散電源５４、分散電源５５、分散電源５６を含む。
【００２８】
本発明の一実施形態にかかる給電システム６は、商用交流系統２から出力された交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータが内蔵された整流装置６１と、複数の分散電源５と、複数の分散電源５から出力された直流電力の電圧をそれぞれ調整する複数のコンバータ６２とを備える。複数のコンバータ６２は、コンバータ６２１、コンバータ６２２、コンバータ６２３、コンバータ６２４、コンバータ６２５、コンバータ６２６、コンバータ６２７、コンバータ６２８、コンバータ６２９を含む。
【００２９】
複数のコンバータ６２および整流装置６１に内蔵されたコンバータには、例えば、電力が直流バスを介して逆流しないようにダイオードがそれぞれ設けられる。
【００３０】
また、複数のコンバータ６２および整流装置６１に内蔵されたコンバータのそれぞれには、例えば、スイッチを備えられ、各スイッチは、直流バスに接続され、直流バスの電圧に基づいてＯＮするような構成となっている。例えば、コンバータのスイッチがＯＮする電圧は、予め決定された優先順位に従ってそれぞれ決定される。直流バスの電圧が変化すると、各スイッチに印加される電圧も変化し、スイッチがＯＮする電圧が印加されると、コンバータのスイッチがＯＮする。
【００３１】
ここで優先順位とは、負荷に供給される電力が出力される電源またはコンバータを、一定の基準によって優劣を決める順位をいう。一定の基準とは、例えば、環境に優しいか、電力代が安いか、等である。また、本実施形態では、優先順位は、直流バス毎に電源またはコンバータの順位が付けられる。
【００３２】
分散電源の中でも、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーを利用した発電は、発電装置を設置するための初期投資こそ掛かるが、一度設置すれば電気料金が掛からない。したがって、再生可能エネルギーを用いた発電は、優先順位が高くなる。
【００３３】
また、分散電源のうち、燃料電池およびガスタービン発電機は、例えば、ガスを燃料として発電しているので、通常の商用交流系統から供給される電力の電気料金よりも料金を安く抑えられるといった特長がある。したがって、燃料電池およびガスタービン発電機を用いた発電の優先順位は、再生可能エネルギーを用いた発電の次の優先順位になると考えられる。
【００３４】
商用交流系統は、安定して供給することができるが、分散電源から出力した電力より利点が少ないため、優先順位が低くなると考えられる。
【００３５】
なお、分散電源のうち、蓄電池は、太陽光発電、風力発電、燃料電池、ガスタービン発電機などの分散電源、および商用交流系統から出力した電力に基づく直流電力の余剰分を充電するので、充電した直流電力の元になる電力を出力した電源の種類、将来的な電力余剰量の見込み、等によって、優先順位が変化する。
【００３６】
分散電源５１から出力された電力は、コンバータ６２１に入力され、コンバータ６２１で電圧を調整される。分散電源５２から出力された電力は、コンバータ６２２に入力され、コンバータ６２２で電圧を調整される。分散電源５３から出力された電力は、コンバータ６２３に入力され、コンバータ６２３で電圧を調整される。コンバータ６２１から出力された電力と、コンバータ６２２から出力された電力と、コンバータ６２３から出力された電力は、コンバータ６２７に入力される。
【００３７】
分散電源５４から出力された電力は、コンバータ６２４に入力され、コンバータ６２４で電圧を調整される。分散電源５５から出力された電力は、コンバータ６２５に入力され、コンバータ６２５で電圧を調整される。コンバータ６２４から出力された電力と、コンバータ６２５から出力された電力は、コンバータ６２８に入力される。
【００３８】
分散電源５６から出力された電力は、コンバータ６２６に入力され、コンバータ６２６で電圧を調整される。コンバータ６２７から出力された電力と、コンバータ６２８から出力された電力と、コンバータ６２６から出力された電力は、コンバータ６２９に入力される。
【００３９】
整流装置６１に内蔵されたコンバータから出力された電力と、コンバータ６２９から出力された電力は、負荷４に供給される。整流装置６１に内蔵されたコンバータと負荷４との間には、負荷の種類に応じたコンバータが設置されるが、本明細書では省略する。
【００４０】
整流装置６１に内蔵されたコンバータと、コンバータ６２９と、負荷４とは、直流バス６３１を介して接続されている。コンバータ６２６と、コンバータ６２７と、コンバータ６２８と、コンバータ６２９とは、直流バス６３２を介して接続されている。コンバータ６２１と、コンバータ６２２と、コンバータ６２３と、コンバータ６２７とは、直流バス６３３を介して接続されている。コンバータ６２４と、コンバータ６２５と、コンバータ６２８とは、直流バス６３４を介して接続されている。
【００４１】
（コンバータの稼動）  
本発明では、コンバータの優先順位を予め決定して、決定された優先順位に基づいてコンバータを稼動させる。
【００４２】
ここで、分散電源５１を太陽光発電機、分散電源５２を風力発電機、分散電源５３をガスタービン発電機、分散電源５４を第１の燃料電池、分散電源５５を第２の燃料電池、分散電源５６を蓄電池とそれぞれ仮定する。そして、太陽光発電機、風力発電機、ガスタービン発電機、第１の燃料電池、第２の燃料電池、蓄電池、商用交流系統２の順で優先順位が高いと仮定する。
【００４３】
したがって、直流バス６３３に接続されているコンバータの優先順位については、優先順位が最も高い分散電源５１に接続されているコンバータ６２１が、直流バス６３３における優先順位の最も高いコンバータとなり、優先順位が２番目の分散電源５２に接続されているコンバータ６２２が、直流バス６３３における優先順位の２番目のコンバータとなり、優先順位が３番目の分散電源５３に接続されているコンバータ６２３が、直流バス６３３における優先順位の３番目のコンバータとなる。
【００４４】
また、直流バス６３４に接続されているコンバータの優先順位については、優先順位が４番目の分散電源５４に接続されているコンバータ６２４が、直流バス６３４における優先順位の最も高いコンバータとなり、優先順位が５番目の分散電源５５に接続されているコンバータ６２５が、直流バス６３４における優先順位の２番目のコンバータとなる。
【００４５】
そして、優先順位が１番目の分散電源５１に接続されているコンバータ６２１と優先順位が２番目の分散電源５２に接続されているコンバータ６２２と優先順位が３番目の分散電源５３に接続されているコンバータ６２３とに接続されているコンバータ６２７と、優先順位が４番目の分散電源５４に接続されているコンバータ６２４と優先順位が５番目の分散電源５５に接続されているコンバータ６２５とに接続されているコンバータ６２８と、優先順位が６番目の分散電源５６に接続されているコンバータ６２６とを比較すると、直流バス６３２に接続されているコンバータの優先順位は、コンバータ６２７、コンバータ６２８、コンバータ６２６の順に高くなる。
【００４６】
また、分散電源５に接続された複数のコンバータに接続されたコンバータ６２９と、商用交流系統２に接続された整流装置６１に内蔵されたコンバータとを比較すると、直流バス６３１に接続されているコンバータの優先順位は、コンバータ６２９、整流装置６１に内蔵されたコンバータの順に高くなる。
【００４７】
次にコンバータの動作の具体例を述べる。本発明の一実施形態の給電システムが直流バス６３１において動作する電圧範囲を電圧ａ（Ｖ）から電圧ｆ（Ｖ）とし、直流バス６３２において動作する電圧範囲を電圧ｇ（Ｖ）から電圧ｌ（Ｖ）とする。また、本発明の一実施形態の給電システムが直流バス６３３において動作する電圧範囲を電圧ｍ（Ｖ）から電圧ｒ（Ｖ）とし、直流バス６３２において動作する電圧範囲を電圧ｓ（Ｖ）から電圧ｘ（Ｖ）とする。そして、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄ＞ｅ＞ｆ、ｇ＞ｈ＞ｉ＞ｊ＞ｋ＞ｌ、ｍ＞ｎ＞ｏ＞ｐ＞ｑ＞ｒ、ｓ＞ｔ＞ｕ＞ｖ＞ｗ＞ｘ、と仮定する。
【００４８】
図４から図７に本発明の一実施形態の給電システムにかかる、コンバータの動作の一例を示す。図４に本発明の一実施形態の給電システムにかかる、直流バス６３１における２種類のコンバータの動作の一例を示す。縦軸に直流バス６３１の電圧を示し、横軸に右からコンバータ６２９、整流装置６１に内蔵されたコンバータを示す。
【００４９】
予め、優先順位が高い順番に、コンバータのスイッチをＯＮする電圧を高くする。負荷４が消費する電力によって直流バス６３１の電圧が変動する。また、直流バス６３１の電圧が変動すると、後段の直流バス６３２の電圧、直流バス６３３の電圧、直流バス６３４の電圧も変動する。
【００５０】
直流バス６３１の電圧がａ（Ｖ）からｂ（Ｖ）の間では、コンバータ６２９のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２９の動作は、停止する。直流バス６３１の電圧がｂ（Ｖ）からｃ（Ｖ）の間は、コンバータ６２９における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス６３１の電圧がｃ（Ｖ）からｆ（Ｖ）の間では、コンバータ６２９のスイッチをＯＮし、コンバータ６２９は、１００％稼動する。図４のグラフの記載については、図２に示すコンバータ１２１の場合と同様である。
【００５１】
直流バス６３１の電圧がａ（Ｖ）からｄ（Ｖ）の間では、整流装置６１に内蔵されたコンバータのスイッチをＯＦＦし、整流装置６１に内蔵されたコンバータの動作は、停止する。直流バス６３１の電圧がｄ（Ｖ）からｅ（Ｖ）の間は、整流装置６１に内蔵されたコンバータにおける電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス６３１の電圧がｅ（Ｖ）からｆ（Ｖ）の間では、整流装置６１に内蔵されたコンバータのスイッチをＯＮし、整流装置６１に内蔵されたコンバータは、１００％稼動する。
【００５２】
図５に本発明の一実施形態の給電システムにかかる、直流バス６３２における３種類のコンバータの動作の一例を示す。縦軸に直流バス６３２の電圧を示し、横軸に右からコンバータ６２７、コンバータ６２８、コンバータ６２６を示す。
【００５３】
直流バス６３２の電圧がｇ（Ｖ）からｈ（Ｖ）の間では、コンバータ６２７のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２７の動作は、停止する。直流バス６３２の電圧がｈ（Ｖ）からｉ（Ｖ）の間は、コンバータ６２７における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス６３２の電圧がｉ（Ｖ）からｌ（Ｖ）の間では、コンバータ６２７のスイッチをＯＮし、コンバータ６２７は、１００％稼動する。図５のグラフの記載については、図２に示すコンバータ１２１の場合と同様である。
【００５４】
直流バス６３２の電圧がｇ（Ｖ）からｉ（Ｖ）の間では、コンバータ６２８のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２８の動作は、停止する。直流バス６３２の電圧がｉ（Ｖ）からｊ（Ｖ）の間は、コンバータ６２８における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス６３２の電圧がｊ（Ｖ）からｌ（Ｖ）の間では、コンバータ６２８のスイッチをＯＮし、コンバータ６２８は、１００％稼動する。
【００５５】
直流バス６３２の電圧がｇ（Ｖ）からｊ（Ｖ）の間では、コンバータ６２６のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２６の動作は、停止する。直流バス６３２の電圧がｊ（Ｖ）からｋ（Ｖ）の間は、コンバータ６２６における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス６３２の電圧がｋ（Ｖ）からｌ（Ｖ）の間では、コンバータ６２６のスイッチをＯＮし、コンバータ６２６は、１００％稼動する。
【００５６】
図６に本発明の一実施形態の給電システムにかかる、直流バス６３３における３種類のコンバータの動作の一例を示す。縦軸に直流バス６３３の電圧を示し、横軸に右からコンバータ６２１、コンバータ６２２、コンバータ６２３を示す。
【００５７】
直流バス６３３の電圧がｍ（Ｖ）からｎ（Ｖ）の間では、コンバータ６２１のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２１の動作は、停止する。直流バス６３３の電圧がｎ（Ｖ）からｏ（Ｖ）の間は、コンバータ６２１における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス６３３の電圧がｏ（Ｖ）からｒ（Ｖ）の間では、コンバータ６２１のスイッチをＯＮし、コンバータ６２１は、１００％稼動する。図６のグラフの記載については、図２に示すコンバータ１２１の場合と同様である。
【００５８】
直流バス６３３の電圧がｍ（Ｖ）からｏ（Ｖ）の間では、コンバータ６２２のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２２の動作は、停止する。直流バス６３３の電圧がｏ（Ｖ）からｐ（Ｖ）の間は、コンバータ６２２における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス６３３の電圧がｐ（Ｖ）からｒ（Ｖ）の間では、コンバータ６２２のスイッチをＯＮし、コンバータ６２２は、１００％稼動する。
【００５９】
直流バス６３３の電圧がｍ（Ｖ）からｐ（Ｖ）の間では、コンバータ６２３のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２３の動作は、停止する。直流バス６３３の電圧がｐ（Ｖ）からｑ（Ｖ）の間は、コンバータ６２３における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス６３３の電圧がｑ（Ｖ）からｒ（Ｖ）の間では、コンバータ６２３のスイッチをＯＮし、コンバータ６２３は、１００％稼動する。
【００６０】
図７に本発明の一実施形態の給電システムにかかる、直流バス６３４における２種類のコンバータの動作の一例を示す。縦軸に直流バス６３４の電圧を示し、横軸に右からコンバータ６２４、コンバータ６２５を示す。
【００６１】
直流バス３６４の電圧がｓ（Ｖ）からｔ（Ｖ）の間では、コンバータ６２４のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２４の動作は、停止する。直流バス３６４の電圧がｔ（Ｖ）からｕ（Ｖ）の間は、コンバータ６２４における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス３６４の電圧がｕ（Ｖ）からｘ（Ｖ）の間では、コンバータ６２４のスイッチをＯＮし、コンバータ６２４は、１００％稼動する。図７のグラフの記載については、図２に示すコンバータ１２１の場合と同様である。
【００６２】
直流バス３６４の電圧がｓ（Ｖ）からｕ（Ｖ）の間では、コンバータ６２５のスイッチをＯＦＦし、コンバータ６２５の動作は、停止する。直流バス３６４の電圧がｕ（Ｖ）からｖ（Ｖ）の間は、コンバータ６２５における電力変化のために必要な電圧幅である。直流バス３６４の電圧がｖ（Ｖ）からｘ（Ｖ）の間では、コンバータ６２５のスイッチをＯＮし、コンバータ６２５は、１００％稼動する。
【００６３】
（給電システムの動作）  
以下、本発明の一実施形態の給電システムの動作の一例について述べる。先ず、直流バス６３３における優先順位が高い分散電源から順次電力を出力させるように、コンバータ６２１、コンバータ６２２、およびコンバータ６２３から出力された電力を直流バス６３３に順次供給するとともに、供給中のコンバータ６２１、コンバータ６２２、およびコンバータ６２３から負荷４までの経路中に在るコンバータ６２７から出力された電力を直流バス６３２に供給し、およびコンバータ６２９から出力された電力を直流バス６３１に供給する。すなわち、分散電源５１に接続されたコンバータ６２１のスイッチと、直流バス６３２における優先順位が最も高いコンバータ６２７のスイッチと、および直流バス６３１における優先順位が最も高いコンバータ６２９のスイッチとがＯＮし、分散電源５１から出力された電力を、コンバータ６２７と、コンバータ６２７と、コンバータ６２９とを介して負荷４に供給する。
【００６４】
次に、負荷４の消費電力の増加または分散電源の供給電力量の低下が生じると、直流バス６３１の電圧が変動し、直流バス６３２の電圧が変動する。ここで、直流バス６３２の電圧が変動して、直流バス６３３の電圧が変動し、直流バス６３３の電圧がｐ（Ｖ）となる場合、コンバータ６２２のスイッチに印加される電圧もｐ（Ｖ）となる。そして、コンバータ６２２のスイッチはＯＮし、分散電源５２から出力された電力は、コンバータ６２２と、コンバータ６２７と、コンバータ６２９とを介して負荷４に供給される。
【００６５】
次に、負荷４の消費電力の増加または分散電源の供給電力量の低下がさらに生じて直流バス６３２の電圧がさらに変動して、直流バス６３３の電圧がｑ（Ｖ）となる場合、コンバータ６２３のスイッチに印加される電圧もｑ（Ｖ）となる。そして、コンバータ６２３のスイッチはＯＮし、分散電源５３から出力された電力は、コンバータ６２３と、コンバータ６２７と、コンバータ６２９とを介して負荷４に供給される。
【００６６】
負荷４の消費電力が増加または分散電源の供給電力量が低下すると、同様に、直流バス６３１の電圧が変動し、直流バス６３１の電圧が変動すると、直流バス６３２の電圧が変動する。ここで、直流バス６３２の電圧が変動してｊ（Ｖ）となる場合、コンバータ６２８のスイッチに印加される電圧もｊ（Ｖ）となる。このとき、直流バス６３４の電圧がｕ（Ｖ）となる場合、コンバータ６２４のスイッチに印加される電圧もｕ（Ｖ）となる。そこで、直流バス６３４における優先順位に従って、コンバータ６２４およびコンバータ６２５から出力された電力を直流バス６３４に順次供給するとともに、供給中のコンバータ６２４およびコンバータ６２５から負荷４までの経路中に在るコンバータ６２８から出力された電力を直流バス６３２に供給し、およびコンバータ６２９から出力された電力を直流バス６３１に供給する。すなわち、コンバータ６２４のスイッチ、コンバータ６２８のスイッチ、およびコンバータ６２９のスイッチがＯＮし、分散電源５４から出力された電力は、コンバータ６２４と、コンバータ６２８と、コンバータ６２９とを介して負荷４に供給される。
【００６７】
次に、直流バス６３２の電圧がｊ（Ｖ）となるときに、直流バス６３４の電圧がｖ（Ｖ）となる場合、コンバータ６２５のスイッチに印加される電圧もｖ（Ｖ）となる。そして、コンバータ６２８およびコンバータ６２５のスイッチは、それぞれＯＮし、分散電源５５から出力された電力は、コンバータ６２５と、コンバータ６２８と、コンバータ６２９とを介して負荷４に供給される。
【００６８】
負荷４の消費電力が増加または分散電源の供給電力量が低下すると、同様に、直流バス６３１の電圧が変動し、直流バス６３２の電圧が変動する。ここで、直流バス６３２の電圧が変動してｋ（Ｖ）となる場合、コンバータ６２６のスイッチに印加される電圧もｋ（Ｖ）となる。ここで、コンバータ６２６は、図３に示す複数の分散電源の中で優先順位が５番目に高い分散電源５５に接続されたコンバータでもある。コンバータ６２６のスイッチはＯＮし、分散電源５６から出力された電力は、コンバータ６２６と、コンバータ６２９とを介して負荷４に供給される。
【００６９】
負荷４の消費電力が増加または分散電源の供給電力量が低下すると、同様に、直流バス６３１の電圧が変動する。直流バス６３１の電圧が変動してｅ（Ｖ）となる場合、整流装置６１に内蔵されたコンバータのスイッチに印加される電圧もｅ（Ｖ）となる。ここで、整流装置６１は、図３に示す複数の電源の中で優先順位が最も低い商用交流系統２に接続された整流装置６１でもある。そこで、例えば、複数のコンバータ６２の全てから出力された電力を供給しているときに、直流バス６３１において電圧降下が生じている場合に整流装置６１に内蔵されたコンバータから出力された電力を直流バス６３１に供給する。すなわち、整流装置６１に内蔵されたコンバータのスイッチがＯＮし、商用交流系統２から出力された電力は、整流装置６１に内蔵されたコンバータを介して負荷４に供給される。
【００７０】
よって、優先順位の高いコンバータから順番に、コンバータから負荷４に直流電力を供給することが可能になる。
【００７１】
したがって、優先順位の高い順番に、分散電源に接続されたコンバータから負荷４に直流電力を供給することが可能になり、優先順位の高い分散電源から電力を供給することが可能になる。
【００７２】
なお、本実施形態では、商用交流系統２の優先順位を最も低くしたが、商用交流系統２の優先順位を最も高くしてもよく、これに限られない。
【００７３】
本実施形態によれば、負荷に供給する直流電力を出力するコンバータを動作する台数を増加することが可能となり、負荷に給電する分散電源を設置する台数を増加することが可能となる。また、本実施形態によれば、多数の分散電源から電力を負荷に供給することができるため、負荷への安定的な電力供給が可能となる。
【００７４】
本発明の別の実施形態では、コンバータから出力される電力を、給電システムにさらに備えられた制御部で制御し、制御部で各コンバータのスイッチがＯＮする電圧の値を設定する方法であっても良い。例えば、制御部は、予め決定された優先順位に従って、各コンバータのスイッチがＯＮする電圧を決定しておく。制御部は、各コンバータにスイッチがＯＮする電圧値を送信し、各コンバータのスイッチのＯＮする電圧を設定するようにしてもよい。
【００７５】
また、本発明の別の実施形態では、各コンバータにスイッチを設ける代わりに、コンバータから出力される電力を、給電システムにさらに備えられた制御部で制御する方法でも良い。制御部は、予め、優先順位とコンバータが稼動する電圧とを紐付け、決定された優先順位を各コンバータに送信し、受信した優先順位に紐付いたコンバータが稼動する電圧でコンバータを稼動するようにしてもよい。
【００７６】
さらに、本発明の別の実施形態では、各コンバータにスイッチを設けず、給電システムに制御部も設けないような、コンバータから出力される電力を制御する方法であっても良い。具体的には、各コンバータにディップスイッチ等の入力部を設け、予め優先順位に従ってコンバータの直流バス側の電圧を、入力部においてそれぞれ設定しておく。なお、各コンバータは、常時稼動し、接続された直流バスの電圧が設定された電圧以下の時に直流バスに電力を供給する。これにより、負荷の電力消費量が増大する等によって直流バスの電圧が変化し、各コンバータから直流バスに電力の供給される電圧に到達すると、コンバータから直流バスに電力が順次供給される。この構成により、本発明の実施形態よりもシンプルな構成で、本発明の実施形態と同様の効果を実現することが可能となる。さらに、負荷が消費する電力の急激な変動や、分散電源から出力される電力の急激な低下が発生しても、各コンバータが常時稼動しているため、各コンバータからの電力の出力の瞬断を引き起こすことなく、負荷に電力を安定して供給することが可能となる。
【符号の説明】
【００７７】
１、６  給電システム
２  商用交流系統
３、３１、３２、３３、５、５１、５２、５３、５４、５５、５６  分散電源
４  負荷
１１、６１  整流装置
１２、１２１、１２２、１２３、１２ｎ、６２１、６２２、６２３、６２４、６２５、６２６、６２７、６２８、６２９  コンバータ
１３、６３１、６３２、６３３、６３４  直流バス
１４  制御部
【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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