(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と直流負荷が接続される直流配電網と、交流電源と交流負荷が接続される交流配電網の間に接続され、相互の電力変換および供給を行う双方向電力変換装置であって、
前記直流配電網の直流の電力を交流に変換して前記交流配電網に供給するインバータ動作と、前記交流配電網の電力を直流に変換して前記直流配電網に供給する整流動作と、前記インバータ動作と前記整流動作のどちらも行わない待機動作のいずれかで動作する双方向変換部と、
前記直流配電網で供給されている直流配電網電圧を測定する直流測定部と、
前記直流測定部によって測定された直流配電網電圧から、該直流配電網電圧の変化率を算出し、該変化率と前記双方向変換部の動作の移行にかかる遅延時間とを用いて、前記待機動作から前記インバータ動作への移行の判定に用いる規定範囲の上限より低いインバータ動作閾値電圧と、前記待機動作から前記整流動作への移行の判定に用いる前記規定範囲の下限より高い整流動作閾値電圧を算出する動作電圧算出装置と、
前記直流測定部で測定された前記直流配電網電圧と前記動作電圧算出装置で算出された前記インバータ動作閾値電圧を用いた判定により前記双方向変換部を前記待機動作から前記インバータ動作に移行させ、前記直流配電網電圧と前記整流動作閾値電圧を用いた判定により前記双方向変換部を前記待機動作から前記整流動作に移行させる動作切替制御装置と、を有する双方向電力変換装置。
【請求項２】
前記動作電圧算出装置は、前記直流配電網電圧の規定範囲の上限値をＶＨ、下限値をＶＬとし、前記双方向変換ユニットの前記待機動作から前記インバータ動作への応答特性から予め定められた遅延時間をΔＴＨ、前記待機動作から前記整流動作への応答特性から予め定められた遅延時間をΔＴＬとし、前記直流配電網電圧の変化率をｄＶｄｃ／ｄｔとして、前記インバータ動作閾値電圧を（ＶＨ−ΔＴＨ・ｄＶｄｃ／ｄｔ）により求め、前記整流動作閾値電圧を（ＶＬ−ΔＴＬ・ｄＶｄｃ／ｄｔ）により求める、請求項１に記載の双方向電力変換装置。
【請求項３】
前記双方向変換ユニットから前記交流配電網へ供給される交流出力電流を測定する交流測定部を更に有し、
前記直流測定部は、前記双方向変換ユニットから前記直流配電網へ供給される直流出力電流を更に測定し、
前記動作切替制御装置は、前記待機動作において、前記直流配電網電圧が前記インバータ動作閾値電圧以上になると前記インバータ動作に移行し、前記直流配電網電圧が前記整流動作閾値電圧以下になると前記整流動作に移行し、前記インバータ動作において、前記直流測定部で測定された前記直流出力電流が所定の閾値を下回ると前記待機動作に戻り、前記整流動作において、前記交流測定部で測定された前記交流出力電流が所定の閾値を下回ると前記待機動作に戻る、請求項１または２に記載の双方向電力変換装置。
【請求項４】
直流電源と直流負荷が接続される直流配電網と、交流電源と交流負荷が接続される交流配電網の間に接続され、相互の電力変換および供給を行う双方向電力変換装置において、前記直流配電網の直流の電力を交流に変換して前記交流配電網に供給するインバータ動作と、前記交流配電網の電力を直流に変換して前記直流配電網に供給する整流動作と、前記インバータ動作と前記整流動作のどちらも行わない待機動作とを切り替えるための電力変換動作切替方法であって、
前記直流配電網で供給されている直流配電網電圧を測定し、
測定された前記直流配電網電圧から、該直流配電網電圧の変化率を算出し、
該変化率を用いて、前記待機動作から前記インバータ動作への移行の判定に用いるインバータ動作閾値電圧と、前記待機動作から前記整流動作への移行の判定に用いる整流動作閾値電圧を算出し、
前記直流配電網電圧と前記インバータ動作閾値電圧を用いた判定により前記待機動作から前記インバータ動作に移行し、
前記直流配電網電圧と前記整流動作閾値電圧を用いた判定により前記待機動作から前記整流動作に移行する、電力変換動作切替方法。
【請求項５】
前記直流配電網電圧の規定範囲の上限値をＶＨ、下限値をＶＬとし、前記待機動作から前記インバータ動作への応答特性から予め定められた遅延時間をΔＴＨ、前記待機動作から前記整流動作への応答特性から予め定められた遅延時間をΔＴＬとし、前記直流配電網電圧の変化率をｄＶｄｃ／ｄｔとして、前記インバータ動作閾値電圧を（ＶＨ−ΔＴＨ・ｄＶｄｃ／ｄｔ）により求め、前記整流動作閾値電圧を（ＶＬ−ΔＴＬ・ｄＶｄｃ／ｄｔ）により求める、請求項４に記載の電力変換動作切替方法。
【請求項６】
前記双方向変換ユニットから前記交流配電網へ供給される交流出力電流と、前記双方向変換ユニットから前記直流配電網へ供給される直流出力電流を測定し、
前記待機動作において、前記直流配電網電圧が前記インバータ動作閾値電圧以上になると前記インバータ動作に移行し、前記直流配電網電圧が前記整流動作閾値電圧以下になると前記整流動作に移行し、前記インバータ動作において、前記直流出力電流が所定の閾値を下回ると前記待機動作に戻り、前記整流動作において、前記交流出力電流が所定の閾値を下回ると前記待機動作に戻る、請求項４または５に記載の電力変換動作切替方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流配電網と交流配電網の間の相互電力変換を行う双方向電力変換装置、およびその電力変換動作切替方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の直流電源と複数の直流負荷が接続される直流配電網と、商用電源と複数の交流負荷が接続される交流配電網との間に双方向電力変換装置を配置し、その双方向電力変換装置で相互の電力変換を行うことで直流配電網の供給電圧を安定させる技術があった（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、従来技術による双方向電力変換装置の構成を示すブロック図である。図４を参照すると、双方向電力変換装置１は直流配電網６および交流配電網１０の双方に接続されている。直流配電網６には直流負荷７、燃料電池８、および太陽光発電９が接続されている。燃料電池８および太陽光発電９は直流電源である。また、交流配電網１０には交流負荷１１が接続されている。さらに、交流配電網１０には双方向電力変換装置１との接続点に商用電源１２が接続されている。商用電源１２は一例としてＡＣ２００Ｖのものである。
【０００４】
ここでは、双方向電力変換装置１の直流から交流への電力変換動作をインバータ動作といい、交流から直流への電力変換動作を整流動作ということにする。また、インバータ動作も整流動作も行わない状態を待機動作ということにする。双方向電力変換装置１は、直流電源から直流負荷７に供給される直流配電網電圧が上昇するとインバータ動作に移行し、直流配電網電圧が低下すると整流動作に移行することで直流配電網電圧を安定させる。
【０００５】
双方向電力変換装置１は、双方向変換ユニット２、動作切替制御装置３、直流電圧電流測定器４、および交流電圧電流測定器５を有している。
【０００６】
双方向変換ユニット２は、動作切替制御装置３からの指示に従って、インバータ動作、整流動作、または待機動作を行う。インバータ動作において、双方向変換ユニット２は直流配電網６の電力を交流に変換して交流配電網１０に供給する。整流動作において、双方向変換ユニット２は交流配電網１０の電力を直流に変換して直流配電網６に供給する。待機動作において、双方向変換ユニット２はインバータ動作と整流動作のどちらも行わない。
【０００７】
直流電圧電流測定器４は、直流配電網６で供給されている直流配電網電圧Ｖｄｃと、双方向変換ユニット２からの直流出力電流Ｉｄｃとを測定し、動作切替制御装置３に通知する。
【０００８】
交流電圧電流測定器５は、交流配電網１０で供給されている直流配電網電圧Ｖａｃと、双方向変換ユニット２からの交流出力電流Ｉａｃとを測定し、動作切替制御装置３に通知する。
【０００９】
動作切替制御装置３は、直流電圧電流測定器４および交流電圧電流測定器５から通知された測定値に基づいて、直流配電網電圧Ｖｄｃを最大電圧ＶＨと最小電圧ＶＬの間の範囲（ＶＬ≦Ｖｄｃ≦ＶＨ）に維持するように、インバータ動作、整流動作、または待機動作のいずれかを選択し、双方向電力変換装置１に指示する。
【００１０】
図５は、従来の双方向電力変換装置の動作を示すフローチャートである。この動作は主に動作切替制御装置３から双方向変換ユニット２への制御による。
【００１１】
図５を参照すると、双方向電力変換装置１は、運転を開始すると、まず待機動作となる（ステップ９０１）。待機動作において、双方向電力変換装置１は、直流配電網電圧Ｖｄｃが最大電圧ＶＨ以上か否か判定する（ステップ９０２）。
【００１２】
直流配電網電圧Ｖｄｃが最大電圧ＶＨ以上であれば、双方向電力変換装置１は、インバータ動作を開始し（ステップ９０３）、直流配電網電圧ＶｄｃがＶＬ＜ＶＴ＜ＶＨを満たすＶＴとなるように直流から交流への電力変換を行う（ステップ９０４）。
【００１３】
続いて、双方向電力変換装置１は、交流出力電流Ｉａｃが最少交流出力電流Ｉｍａｃ以上か否か判定する（ステップ９０５）。交流出力電流Ｉａｃが最少交流出力電流Ｉｍａｃ以上であれば、双方向電力変換装置１は、ステップ９０４に戻ってインバータ動作を継続する。
【００１４】
直流配電網内の電力需給バランスが均衡して交流出力電流Ｉａｃが最少交流出力電流Ｉｍａｃを下回ると、双方向電力変換装置１は、ステップ９０１に戻って待機動作に移行する。
【００１５】
ステップ９０２において、直流配電網電圧Ｖｄｃが最大電圧ＶＨより小さければ、双方向電力変換装置１は、直流配電網電圧Ｖｄｃが最小電圧ＶＬ以下か否か判定する（ステップ９０６）。
【００１６】
直流配電網電圧Ｖｄｃが最小電圧ＶＬ以下であれば、双方向電力変換装置１は、清流動作を開始し（ステップ９０７）、直流配電網電圧ＶｄｃがＶＬ＜ＶＴ＜ＶＨを満たすＶＴとなるように交流から直流への電力変換を行う（ステップ９０８）。
【００１７】
続いて、双方向電力変換装置１は、直流出力電流Ｉｄｃが最小直流出力電流Ｉｍｄｃ以上か否か判定する（ステップ９０９）。直流出力電流Ｉｄｃが最少直流出力電流Ｉｍｄｃ以上であれば、双方向電力変換装置１は、ステップ９０８に戻って整流動作を継続する。
【００１８】
直流配電網内の電力需給バランスが均衡して交流出力電流Ｉｄｃが最少直流出力電流Ｉｍｄｃを下回ると、双方向電力変換装置１は、ステップ９０１に戻って待機動作に移行する。
【００１９】
図６は、従来の双方向電力変換装置の動作例を示すタイミングチャートである。図６を参照すると、直流配電網電圧ＶｄｃがＶＬ＜Ｖｄｃ＜ＶＨの範囲内の間、双方向電力変換装置１は待機動作を継続する。待機動作では、直流から交流への変換も交流から直流への変換も行われないので、直流出力電流Ｉｄｃおよび交流出力電流Ｉａｃはゼロである。
【００２０】
その後、直流配電網電圧Ｖｄｃが上昇して最大電圧ＶＨに達すると、双方向電力変換装置１は、インバータ動作に移行する。インバータ動作に移行すると、交流出力電流Ｉａｃが最少交流出力電流Ｉｍａｃ以上となる。インバータ動作を継続することで交流出力電流Ｉａｃが徐々に低下し、最少交流出力電流Ｉｍａｃを下回ると、双方向電力変換装置１は再び待機動作に戻る。
【００２１】
今度は、直流配電網電圧Ｖｄｃが低下して最小電圧ＶＬに達すると、双方向電力変換装置１は、整流動作に移行する。整流動作に移行すると、直流出力電流Ｉｄｃが最少直流出力電流Ｉｍｄｃ以上となる。整流動作を継続することで直流出力電流Ｉｄｃが徐々に低下し、最少直流出力電流Ｉｍｄｃを下回ると、双方向電力変換装置１は再び待機動作に戻る。
【特許文献１】特開２０００−３４１８８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、上述した従来技術では、待機動作からインバータ動作へ動作モードを切り替えるとき、直流配電網電圧の測定時間や双方向変換ユニット２の起動にかかる時間に起因する遅延により、直流配電網電圧Ｖｄｃが規定範囲の上限である最大電圧ＶＨを超えた状態となることがあった。
【００２３】
また、上述した従来技術では、待機動作から整流動作へ動作モードを切り替えるとき、同じく遅延により、直流配電網電圧Ｖｄｃが規定範囲の下限である最小電圧ＶＬを下回った状態となることがあった。
【００２４】
図７は、従来の双方向電力変換装置の直流配電網電圧が規定範囲を超えるときの様子を示すタイミングチャートである。
【００２５】
図７を参照すると、直流配電網電圧Ｖｄｃが最大電圧ＶＨ以上となり、双方向電力変換装置１が待機動作からインバータ動作への移行を決めてから実際に移行するまでに遅延時間ΔＴＨがかかっている。その遅延時間ΔＴＨに起因して直流配電網電圧Ｖｄｃが最大電圧ＶＨを超えた状態が続き、電圧ΔＶＨのオーバーシュート電圧が現れている。
【００２６】
また、直流配電網電圧Ｖｄｃが最小電圧ＶＬ以下となり、双方向電力変換装置１が待機動作から整流動作への移行を決めてから実際に移行するまでに遅延時間ΔＴＬがかかっている。その遅延時間ΔＴＬに起因して直流配電網電圧Ｖｄｃが最小電圧ＶＬを下回った状態が続き、電圧ΔＶＬのアンダーシュート電圧が現れている。
【００２７】
本発明の目的は、動作モードの移行時に直流配電網電圧の規定範囲からの逸脱を抑制することができる双方向電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記目的を達成するために、本発明の双方向電力変換装置は、
直流電源と直流負荷が接続される直流配電網と、交流電源と交流負荷が接続される交流配電網の間に接続され、相互の電力変換および供給を行う双方向電力変換装置であって、
前記直流配電網の直流の電力を交流に変換して前記交流配電網に供給するインバータ動作と、前記交流配電網の電力を直流に変換して前記直流配電網に供給する整流動作と、前記インバータ動作と前記整流動作のどちらも行わない待機動作のいずれかで動作する双方向変換部と、
前記直流配電網で供給されている直流配電網電圧を測定する直流測定部と、
前記直流測定部によって測定された直流配電網電圧から、該直流配電網電圧の変化率を算出し、該変化率と前記双方向変換部の動作の移行にかかる遅延時間とを用いて、前記待機動作から前記インバータ動作への移行の判定に用いる規定範囲の上限より低いインバータ動作閾値電圧と、前記待機動作から前記整流動作への移行の判定に用いる前記規定範囲の下限より高い整流動作閾値電圧を算出する動作電圧算出装置と、
前記直流測定部で測定された前記直流配電網電圧と前記動作電圧算出装置で算出された前記インバータ動作閾値電圧を用いた判定により前記双方向変換部を前記待機動作から前記インバータ動作に移行させ、前記直流配電網電圧と前記整流動作閾値電圧を用いた判定により前記双方向変換部を前記待機動作から前記整流動作に移行させる動作切替制御装置と、を有している。
【００２９】
したがって、本発明によれば、変化率と遅延時間から算出した閾値で動作モードを移行させるので、直流配電網電圧が予測される変動を示したときに規定範囲にある間に動作モードを移行させることができ、直流配電網電圧が規定範囲から逸脱するのを抑制することができる。
【００３０】
また、前記動作電圧算出装置は、前記直流配電網電圧の規定範囲の上限値をＶＨ、下限値をＶＬとし、前記双方向変換ユニットの前記待機動作から前記インバータ動作への応答特性から予め定められた遅延時間をΔＴＨ、前記待機動作から前記整流動作への応答特性から予め定められた遅延時間をΔＴＬとし、前記直流配電網電圧の変化率をｄＶｄｃ／ｄｔとして、前記インバータ動作閾値電圧を（ＶＨ−ΔＴＨ・ｄＶｄｃ／ｄｔ）により求め、前記整流動作閾値電圧を（ＶＬ−ΔＴＬ・ｄＶｄｃ／ｄｔ）により求めることにしてもよい。
【００３１】
また、前記双方向変換ユニットから前記交流配電網へ供給される交流出力電流を測定する交流測定部を更に有し、
前記直流測定部は、前記双方向変換ユニットから前記直流配電網へ供給される直流出力電流を更に測定し、
前記動作切替制御装置は、前記待機動作において、前記直流配電網電圧が前記インバータ動作閾値電圧以上になると前記インバータ動作に移行し、前記直流配電網電圧が前記整流動作閾値電圧以下になると前記整流動作に移行し、前記インバータ動作において、前記直流測定部で測定された前記直流出力電流が所定の閾値を下回ると前記待機動作に戻り、前記整流動作において、前記交流測定部で測定された前記交流出力電流が所定の閾値を下回ると前記待機動作に戻ることにしてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、変化率と遅延時間から算出した閾値で動作モードを移行させるので、直流配電網電圧が規定範囲内にある間に動作モードを移行させることができ、直流配電網電圧が規定範囲から逸脱するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施形態による双方向電力変換装置の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、双方向電力変換装置２０は直流配電網６および交流配電網１０の双方に接続されている。直流配電網６には直流負荷７、燃料電池８、および太陽光発電９が接続されている。燃料電池８および太陽光発電９は直流電源である。また、交流配電網１０には交流負荷１１が接続されている。さらに、交流配電網１０には双方向電力変換装置１との接続点に商用電源１２が接続されている。商用電源１２は一例としてＡＣ２００Ｖのものである。
【００３５】
ここでは、双方向電力変換装置２０の直流から交流への電力変換動作をインバータ動作といい、交流から直流への電力変換動作を整流動作ということにする。また、インバータ動作も整流動作も行わない状態を待機動作ということにする。双方向電力変換装置２０は、直流電源から直流負荷７に供給される直流配電網電圧が上昇するとインバータ動作に移行し、直流配電網電圧が低下すると整流動作に移行することで直流配電網電圧を安定させる。
【００３６】
双方向電力変換装置２０は、双方向変換ユニット２、動作切替制御装置２２、直流電圧電流測定器４、交流電圧電流測定器５、および動作電圧算出装置２１を有している。
【００３７】
双方向変換ユニット２は、動作切替制御装置２２からの指示に従って、インバータ動作、整流動作、または待機動作を行う。インバータ動作において、双方向変換ユニット２は直流配電網６の電力を交流に変換して交流配電網１０に供給する。整流動作において、双方向変換ユニット２は交流配電網１０の電力を直流に変換して直流配電網６に供給する。待機動作において、双方向変換ユニット２はインバータ動作と整流動作のどちらも行わない。
【００３８】
直流電圧電流測定器４は、直流配電網６で供給されている直流配電網電圧Ｖｄｃと、双方向変換ユニット２からの直流出力電流Ｉｄｃとを測定し、直流配電網電圧Ｖｄｃと直流出力電流Ｉｄｃを動作切替制御装置２２に通知し、直流配電網電圧Ｖｄｃを動作電圧算出装置２１に通知する。
【００３９】
交流電圧電流測定器５は、交流配電網１０で供給されている直流配電網電圧Ｖａｃと、双方向変換ユニット２からの交流出力電流Ｉａｃとを測定し、動作切替制御装置３に通知する。
【００４０】
動作電圧算出装置２１は、直流電圧電流測定器４によって測定された直流配電網電圧Ｖｄｃから、待機動作からインバータ動作への移行の判定に用いるインバータ動作閾値電圧ＶＨ′または待機動作から整流動作への移行の判定に用いる整流動作閾値電圧ＶＬ′を算出し、動作切替制御装置２２に通知する。
【００４１】
インバータ動作閾値電圧ＶＨ′の算出において、動作電圧算出装置２１は、まず、双方向変換ユニット２の待機動作からインバータ動作への切り替えにかかる遅延時間ΔＴＨに対して十分に短い任意の時間での直流配電網電圧Ｖｄｃの変化率（直流電圧時間変化率）ΔＶ／Δｔを算出する。例えば、双方向変換ユニット２の遅延時間ΔＴＨが１０ミリ秒程度であれば、動作電圧算出装置２１は１ミリ秒程度の間の直流電圧時間変化率ΔＶ／Δｔを算出すればよい。遅延時間ΔＴＨは、待機動作からインバータ動作への切り替え応答特性より設定することができる。
【００４２】
そして、直流配電網電圧Ｖｄｃを維持する規定範囲の上限が最大電圧ＶＨであるとすると、動作電圧算出装置２１は、その直流電圧時間変化率ΔＶ／Δｔを用いて、インバータ動作開始電圧ＶＨ’＝ＶＨ−ΔＴＨ×ΔＶ／Δｔを算出する。
【００４３】
また、整流動作閾値電圧ＶＬ′の算出において、動作電圧算出装置２１は、まず、双方向変換ユニット２の待機動作から整流動作への切り替えにかかる遅延時間ΔＴＬに対して十分に短い任意の時間での直流配電網電圧Ｖｄｃの変化率（直流電圧時間変化率）ΔＶ／Δｔを算出する。例えば、双方向変換ユニット２の遅延時間が１０ミリ秒程度であれば、動作電圧算出装置２１は１ミリ秒程度の間の直流電圧時間変化率ΔＶ／Δｔを算出すればよい。遅延時間ΔＴＬは、待機動作から整流動作への切り替え応答特性より設定することができる。
【００４４】
そして、直流配電網電圧Ｖｄｃを維持する規定範囲の下限が最小電圧ＶＬであるとすると、動作電圧算出装置２１は、直流電圧時間変化率ΔＶ／Δｔを用いて、インバータ動作開始電圧ＶＬ’＝ＶＬ−ΔＴＬ×ΔＶ／Δｔを算出する。
【００４５】
なお、待機動作から整流動作への遅延時間ΔＴＬが、待機動作からインバータ動作への遅延時間ΔＴＨと同程度であれば、インバータ動作閾値電圧ＶＨ′の算出と整流動作閾値電圧ＶＬ′の算出とで直流電圧時間変化率ΔＶ／Δｔの演算は同じものとすることができる。
【００４６】
動作切替制御装置２２は、直流電圧電流測定器４および交流電圧電流測定器５から通知された測定値と、動作電圧算出装置２１から通知されたインバータ動作閾値電圧ＶＨ′および整流動作閾値電圧ＶＬ′とに基づいて、インバータ動作、整流動作、または待機動作のいずれかを選択し、双方向電力変換装置１に指示する。
【００４７】
図２は、本実施形態による双方向電力変換装置の動作を示すフローチャートである。この動作は主に動作切替制御装置２２から双方向変換ユニット２への制御による。
【００４８】
図２を参照すると、双方向電力変換装置２０は、運転を開始すると、まず待機動作となる（ステップ１０１）。待機動作において、双方向電力変換装置２０は、直流配電網電圧Ｖｄｃが最大電圧ＶＨ′以上か否か判定する（ステップ１０２）。
【００４９】
直流配電網電圧Ｖｄｃが最大電圧ＶＨ′以上であれば、双方向電力変換装置２０は、インバータ動作を開始し（ステップ１０３）、直流配電網電圧ＶｄｃがＶＬ＜ＶＴ＜ＶＨを満たすＶＴとなるように直流から交流への電力変換を行う（ステップ１０４）。
【００５０】
続いて、双方向電力変換装置２０は、交流出力電流Ｉａｃが最少交流出力電流Ｉｍａｃ以上か否か判定する（ステップ１０５）。交流出力電流Ｉａｃが最少交流出力電流Ｉｍａｃ以上であれば、双方向電力変換装置２０は、ステップ１０４に戻ってインバータ動作を継続する。
【００５１】
直流配電網内の電力需給バランスが均衡して交流出力電流Ｉａｃが最少交流出力電流Ｉｍａｃを下回ると、双方向電力変換装置２０は、ステップ１０１に戻って待機動作に移行する。
【００５２】
ステップ１０２において、直流配電網電圧Ｖｄｃが最大電圧ＶＨ′より小さければ、双方向電力変換装置２０は、直流配電網電圧Ｖｄｃが最小電圧ＶＬ′以下か否か判定する（ステップ１０６）。
【００５３】
直流配電網電圧Ｖｄｃが最小電圧ＶＬ′以下であれば、双方向電力変換装置２０は、清流動作を開始し（ステップ１０７）、直流配電網電圧ＶｄｃがＶＬ＜ＶＴ＜ＶＨを満たすＶＴとなるように交流から直流への電力変換を行う（ステップ１０８）。
【００５４】
続いて、双方向電力変換装置２０は、直流出力電流Ｉｄｃが最小直流出力電流Ｉｍｄｃ以上か否か判定する（ステップ１０９）。直流出力電流Ｉｄｃが最少直流出力電流Ｉｍｄｃ以上であれば、双方向電力変換装置２０は、ステップ１０８に戻って整流動作を継続する。
【００５５】
直流配電網内の電力需給バランスが均衡して交流出力電流Ｉｄｃが最少直流出力電流Ｉｍｄｃを下回ると、双方向電力変換装置２０は、ステップ１０１に戻って待機動作に移行する。
【００５６】
図３は、本実施形態による双方向電力変換装置の動作モード切替時の直流配電網電圧の過渡変動を示すグラフである。本実施形態によれば、動作モードを切り替えるとき、応答特性から予め設定した遅延時間と直流配電網電圧の変化率から、予測される変動を示した場合に直流配電網電圧が規定範囲にある間に動作モードを切り替えることができるように設定した閾値を用いて、動作モードの切り替え判定をする。そのため、本実施形態の双方向電力変換装置は、図３に示すように、直流配電網電圧を最大電圧ＶＨと最小電圧ＶＬの間の範囲に維持し、安定動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態による双方向電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態による双方向電力変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態による双方向電力変換装置の動作モード切替時の直流配電網電圧の過渡変動を示すグラフである。
【図４】従来技術による双方向電力変換装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の双方向電力変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】従来の双方向電力変換装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図７】従来の双方向電力変換装置の直流配電網電圧が規定範囲を超えるときの様子を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
２    双方向変換ユニット
４    直流電圧電流測定器
５    交流電圧電流測定器
６    直流配電網
７    直流負荷
８    燃料電池
９    太陽光発電
１０    交流配電網
１１    交流負荷
１２    商用電源
２０    双方向電力変換装置
２１    動作電圧算出装置
２２    動作切替制御装置
１０１〜１０９    ステップ
【図１】
0004708266.tif 000002
【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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