(57)【要約】【課題】本発明は、蓄電池の種類に関わらず、蓄電池の充電量を有効に利用することができる電源システムを提供する。【解決手段】本発明は、蓄電池１と、電力変換部（電力変換回路３）と、系統切換部（切換器４）と、制御部（制御回路５）とを備える電源システム１０である。電力変換部は、蓄電池１に充電された直流電力を、第１交流電圧または第１交流電圧に比べて低い電圧値の第２交流電圧の交流電力に変換する。系統切換部は、第１交流電圧の商用電力系統７と、第２交流電圧の自立電力系統とを切換える。制御部は、商用電力系統７を監視し、電力変換部で変換する交流電力の電圧、および系統切換部での系統の切換を制御する。制御部は、商用電力系統７に異常が生じている場合、電力変換部で変換する交流電力の電圧を第１交流電圧から第２交流電圧に切換え、蓄電池１から電力を供給する系統を自立電力系統に切換える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池と、
前記蓄電池に充電された直流電力を、第１交流電圧または前記第１交流電圧に比べて低い電圧値の第２交流電圧の交流電力に変換する電力変換部と、
前記第１交流電圧の商用電力系統と、前記商用電力系統から自立して電力を供給することが可能な前記第２交流電圧の自立電力系統とを切換える系統切換部と、
前記商用電力系統を監視し、前記電力変換部で変換する交流電力の電圧、および前記系統切換部での系統の切換を制御する制御部と
を備える電源システムであって、
前記制御部は、前記商用電力系統に異常が生じた場合、前記電力変換部で変換する交流電力の電圧を前記第１交流電圧から前記第２交流電圧に切換え、前記蓄電池から電力を供給する系統を前記自立電力系統に切換える、電源システム。
【請求項２】
前記電力変換部は、前記蓄電池に充電された直流電力を、前記第１交流電圧の交流電力に変換するために、基準電圧以上の前記蓄電池の供給電圧が必要で、
前記蓄電池は、充電量が減少するにしたがい前記供給電圧が低下する充電量−供給電圧特性を有し、前記基準電圧を境に、充電量の高い側の高充電量領域と、充電量の低い側の低充電量領域とに充電量を分けることが可能である、請求項１に記載の電源システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記蓄電池の前記供給電圧が前記基準電圧より低い電圧に設定してある停止電圧以下となった場合、前記蓄電池からの電力の供給を停止する、請求項２に記載の電源システム。
【請求項４】
前記蓄電池は、前記高充電量領域の充電量と、前記低充電量領域の充電量とが略同じになる前記充電量−供給電圧特性を有する、請求項２または請求項３に記載の電源システム。
【請求項５】
前記蓄電池は、マンガン酸リチウム電池である、請求項２または請求項３に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムに関し、特に、蓄電池に充電された直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電の普及に伴い、従来、住宅、店舗、オフィスビルなどの建物において、発電した直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給する電源システムが開発されている。さらに、太陽光発電が発電した電力を充電する蓄電池をさらに備えて、太陽光発電が発電しない夜間でも、蓄電池に充電した直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給する電源システムが開発されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１に記載してある電源システムでは、複数の電力源（太陽電池や商用電源）にそれぞれ対応して出力用コンバータが設けられ、出力電圧制御部で出力用コンバータの出力電圧を制御し、システム制御部で出力電圧制御部の出力電圧制御動作の指示をする。つまり、出力電圧制御部は、予め決定した複数の電力源の出力優先順位（太陽電池＞商用電源＞蓄電池）に従って、各出力用コンバータの出力電圧が各コンバータ間で所定の電圧差を持つように、出力電圧を制御する。そして、システム制御部は、１つの出力電圧指令値を出力電圧制御部に与えて複数の出力用コンバータの出力電圧を連動して変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９７８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電源システムに用いる蓄電池には、充電量ＳＯＣ（State  of  Charge）が減少するにしたがい供給電圧が低下する充電量−供給電圧特性を有する蓄電池（たとえば、マンガン酸リチウム電池など）と、充電量ＳＯＣの変化によらず略一定となる充電量−供給電圧特性を有する蓄電池（たとえば燐酸鉄リチウム電池など）とがある。
【０００６】
充電量ＳＯＣが減少するにしたがい供給電圧が低下する充電量−供給電圧特性を有する蓄電池を電源システムに用いる場合、蓄電池に充電された直流電力を昇圧することなく交流電力に直接変換して電力系統に供給するとき、充電量ＳＯＣの低下により蓄電池の供給電圧が低下すると、必要とする電圧の交流電力を電力系統に供給することができなくなる。
【０００７】
たとえば、電源システムは、２００Ｖの交流電力を電力系統に安定して供給するために、蓄電池の供給電圧として約３４０Ｖ以上の電圧が必要となる。充電量ＳＯＣが低下して、蓄電池の供給電圧が約３４０Ｖ未満となると、電源システムは、２００Ｖの交流電力を電力系統に安定して供給することができなくなり、電力の供給が停止することになる。そのため、従来の電源システムでは、供給電圧が約３４０Ｖ未満となる蓄電池の充電量ＳＯＣの部分を使用することができず、蓄電池の充電量を有効に利用することができないという問題があった。
【０００８】
また、充電量ＳＯＣの変化によらず略一定となる充電量−供給電圧特性を有する蓄電池を電源システムに用いる場合、前述のように蓄電池の充電量を有効に利用することができないという問題は生じないが、蓄電池自体が高価となるので製造コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
それゆえに、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、蓄電池の種類に関わらず、蓄電池の充電量を有効に利用することができる電源システム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】
【００１０】
本発明は、蓄電池と、蓄電池に充電された直流電力を、第１交流電圧または第１交流電圧に比べて低い電圧値の第２交流電圧の交流電力に変換する電力変換部と、第１交流電圧の商用電力系統と、商用電力系統から自立して電力を供給することが可能な第２交流電圧の自立電力系統とを切換える系統切換部と、商用電力系統を監視し、電力変換部で変換する交流電力の電圧、および系統切換部での系統の切換を制御する制御部とを備える電源システムであって、制御部は、商用電力系統に異常が生じている場合、電力変換部で変換する交流電力の電圧を第１交流電圧から第２交流電圧に切換え、蓄電池から電力を供給する系統を自立電力系統に切換える。
【００１１】
好ましくは、電力変換部は、蓄電池に充電された直流電力を、第１交流電圧の交流電力に変換するために、基準電圧以上の蓄電池の供給電圧が必要で、蓄電池は、充電量が減少するにしたがい供給電圧が低下する充電量−供給電圧特性を有し、基準電圧を境に、充電量の高い側の高充電量領域と、充電量の低い側の低充電量領域とに充電量を分けることが可能である。
【００１２】
好ましくは、制御部は、蓄電池の供給電圧が基準電圧より低い電圧に設定してある停止電圧以下となった場合、蓄電池からの電力の供給を停止する。
【００１３】
好ましくは、蓄電池は、高充電量領域の充電量と、低充電量領域の充電量とが略同じになる充電量−供給電圧特性を有する。
【００１４】
好ましくは、蓄電池は、マンガン酸リチウム電池である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る電源システムは、商用電力系統に異常が生じている場合、電力変換部で変換する交流電力の電圧を第１交流電圧から第２交流電圧に切換え、蓄電池から電力を供給する系統を自立電力系統に切換えるので、充電量−供給電圧特性が異なる種類の蓄電池に関わらず、蓄電池の充電量を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源システムの構成を示すブロック図である。
【図２】蓄電池の充電量ＳＯＣに対する供給電圧の変化を示すグラフである。
【図３】放電電流量ごとの蓄電池の充電量ＳＯＣに対する供給電圧の変化を示すグラフである。
【図４】温度ごとの蓄電池の充電量ＳＯＣに対する供給電圧の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る電源システムにおいて、商用電力系統に異常が生じている場合の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る電源システムの系統正常時における切換器の動作を説明するための概略図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る電源システムの系統異常時における切換器の動作を説明するための概略図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る電源システムの系統正常時における電力変換回路の動作を説明するための概略図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る電源システムの系統異常時における電力変換回路の動作を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る電源システムにおいて、商用電力系統が正常に復帰した場合の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る電源システムの構成を示すブロック図である。図１に示す電源システム１０は、蓄電池１、太陽電池（ＰＶ：Photovoltaic  power  generation）２と、電力変換回路（ＡＣ／ＤＣ）３、切換器４、および制御回路５を含んでいる。電源システム１０は、切換器４を介して交流１００Ｖの負荷６、および交流２００Ｖの商用電力系統７と接続してある。
【００１８】
なお、本発明の実施の形態では、太陽電池２を含み、太陽電池２で発電した電力を蓄電池１に充電し、太陽電池２が発電しない夜間などに蓄電池１に充電した電力を商用電力系統７に供給する電源システム１０の構成について説明するが本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、電源システム１０は、太陽電池２に代えて風力を用いて電力を発電する風力発電機を含んでも、発電機自体を含まない電源システムであってもよい。
【００１９】
また、電源システム１０は、蓄電池１が供給する直流電力、または太陽電池２が発電する直流電力の電圧を昇圧することなく、交流電力に直接変換している。つまり、電源システム１０は、昇圧回路を備えずに、蓄電池１、または太陽電池２が電力変換回路３に直接接続する構成である。
【００２０】
蓄電池１は、マンガン酸リチウム電池であり、充電量ＳＯＣが減少するにしたがい供給電圧が低下する充電量−供給電圧特性を有する。図２は、蓄電池１の充電量ＳＯＣに対する供給電圧の変化を示すグラフである。なお、図２に示すグラフは、横軸が充電量ＳＯＣ、縦軸が供給電圧である。図２に示すグラフでは、充電量ＳＯＣが低下するにしたがい、供給電圧が大きく低下している。図２には、充電量ＳＯＣの変化によらず略一定となる充電量−供給電圧特性を有する燐酸鉄リチウム電池も図示している。燐酸鉄リチウム電池は、充電量ＳＯＣが９０％から１０％まで低下しても、供給電圧はあまり変化していない。
【００２１】
図２には、電力変換回路３で２００Ｖの交流電圧に変換することが可能となる最低電圧の約３４０Ｖに基準電圧を、蓄電池１の安全のため約４００Ｖに上限電圧をそれぞれ図示してある。マンガン酸リチウム電池は、図２から分かるように、基準電圧を境に、充電量の高い側の高充電量領域（約５５％〜約１００％まで）と、充電量の低い側の低充電量領域（約５％〜約５５％まで）とに充電量を分けることが可能である。なお、燐酸鉄リチウム電池は、基準電圧を境に、高充電量領域と低充電量領域とに充電量を分けることができない。
【００２２】
図１に戻って、太陽電池２は、内部にｐｎ接合が形成されたシリコン単結晶またはシリコン多結晶からなる半導体基板の受光面および受光面の反対側の裏面にそれぞれ表電極および裏電極が形成されたものである。太陽電池２の受光面に太陽光が入射することで、太陽電池２は電力を発電する。
【００２３】
電力変換回路３は、蓄電池１が供給する直流電力、または太陽電池２が発電する直流電力を商用電力系統７に供給するために、交流電力に変換するインバータ回路である。電力変換回路３は、双方向インバータ回路で、蓄電池１が供給する直流電力を交流電力に変換して商用電力系統７に供給することができるとともに、商用電力系統７の交流電力を直流電力に変換して蓄電池１を充電することもできる。また、電力変換回路３は、蓄電池１の直流電力の電圧を昇圧することなく、交流電力に変換している。
【００２４】
切換器４は、電力変換回路３で変換した交流電力を供給する電力系統を、商用電力系統７または商用電力系統７から自立して電力を供給することが可能な自立電力系統に切換える。なお、商用電力系統７には交流２００Ｖが供給され、自立電力系統には交流１００Ｖが供給され、負荷６が接続されている。
【００２５】
制御回路５は、電力変換回路３で変換する交流電力の電圧、および切換器４での系統の切換を制御する。また、制御回路５は、切換器４を介して商用電力系統７を監視し、商用電力系統７に停電などの系統異常を判断する。
【００２６】
さらに、図２に示すマンガン酸リチウム電池の蓄電池１について、放電電流量や温度による蓄電池１の充電量ＳＯＣに対する供給電圧の変化を説明する。図３は、放電電流量ごとの蓄電池１の充電量ＳＯＣに対する供給電圧の変化を示すグラフである。図４は、温度ごとの蓄電池１の充電量ＳＯＣに対する供給電圧の変化を示すグラフである。
【００２７】
図３に示すグラフから分かるように、蓄電池１は、放電電流量が多くなると各充電量ＳＯＣに対する供給電圧が低下する。具体的に、蓄電池１が１時間で充電量をすべて使い切る放電電流量を１Ｃとすると、放電電流量が１Ｃの場合、放電電流量が０．３Ｃや０．５Ｃの場合に比べて各充電量ＳＯＣに対する供給電圧が低く、放電電流量が２Ｃの場合に比べて各充電量ＳＯＣに対する供給電圧が高くなる。なお、放電電流量に関わらず、充電量ＳＯＣに対する供給電圧の変化の割合は同じである。
【００２８】
図４に示すグラフから分かるように、蓄電池１は、温度が低下すると各充電量ＳＯＣに対する供給電圧が低下する。具体的に、蓄電池１は、６０℃、４０℃、２５℃、０℃の順に各充電量ＳＯＣに対する供給電圧が低くなる。なお、２５℃から０℃のときの変化が、４０℃から２５℃のときなどの変化に比べて大きい。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る電源システム１０では、蓄電池１が、マンガン酸リチウム電池を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、マンガン酸リチウム電池と同じ充電量−供給電圧特性を有する電池であればよい。具体的に、充電量が減少するにしたがい供給電圧が低下する充電量−供給電圧特性を有し、基準電圧を境に、充電量の高い側の高充電量領域と、充電量の低い側の低充電量領域とに充電量を分けることが可能な蓄電池１である。さらに、蓄電池１は、高充電量領域の充電量と、低充電量領域の充電量とが略同じになる充電量−供給電圧特性を有している。
【００３０】
次に、電源システム１０の動作について説明する。
図５は、本発明の実施の形態に係る電源システム１０において、商用電力系統７に異常が生じている場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、図５に示すフローチャートでは、制御回路５が、商用電力系統７に停電などの異常が生じているか否かを監視する（ステップＳ５１）。次に、制御回路５は、商用電力系統７に異常（系統異常）が生じているか否かを判断する（ステップＳ５２）。具体的に、制御回路５は、監視している商用電力系統７の電圧あるいは周波数が規定の範囲を超えて変化していることを検出した場合、商用電力系統７に異常が生じていると判断する。ここで、規定の範囲として、たとえば電圧であれば出力電圧（交流２００Ｖ）の±１０％の範囲、周波数であれば出力周波数（６０Ｈｚ）の±５Ｈｚの範囲である。
【００３１】
制御回路５は、ステップＳ５２で商用電力系統７に異常が生じていないと判断した場合（ステップＳ５２：ＮＯ）、ステップＳ５１に戻って商用電力系統７の監視を継続する。
【００３２】
制御回路５は、ステップＳ５２で商用電力系統７に異常が生じていると判断した場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、電力変換回路３から商用電力系統７への電力の供給を停止する（ステップＳ５３）。
【００３３】
次に、制御回路５は、商用電力系統７から切断を行なう（ステップＳ５４）。具体的に、制御回路５が、切換器４を制御して、商用電力系統７から切断を行なう動作について説明する。
【００３４】
図６は、本発明の実施の形態に係る電源システム１０の系統正常時における切換器４の動作を説明するための概略図である。図７は、本発明の実施の形態に係る電源システム１０の系統異常時における切換器４の動作を説明するための概略図である。
【００３５】
図６に示す電源システム１０は、電力変換回路３と商用電力系統７とが単相三線で接続され、電力変換回路３と商用電力系統７との間に切換器４を設けてある。切換器４は、交流２００Ｖの商用電力系統７と、交流１００Ｖの自立電力系統とを切換え、交流電力を商用電力系統７または負荷６に供給することが可能である。なお、切換器４は、電力系統を商用電力系統７から自立電力系統に切換えた時のみ自立電力系統から電力を供給する構成であっても、電力系統を商用電力系統７に接続した状態で自立電力系統から電力を供給することが可能な構成であってもよい。
【００３６】
図６に示す切換器４は、電力系統を商用電力系統７に接続した状態で自立電力系統から電力を供給することが可能な構成で、単相三線のうちの二線に負荷６を接続することで自立電力系統とし、商用電力系統７との接続、切断とを切換えるスイッチ４１を有している。
【００３７】
そのため、切換器４は、系統正常時、スイッチ４１をオン状態にして商用電力系統７と接続し、電力変換回路３から供給される交流２００Ｖを、商用電力系統７に供給するとともに、単相三線のうちの二線から交流１００Ｖを、自立電力系統に接続した負荷６に供給する。
【００３８】
切換器４は、系統異常時、図７に示すようにスイッチ４１をオフ状態にして商用電力系統７から切断し、電力変換回路３から供給される交流２００Ｖを、商用電力系統７に供給せずに、自立電力系統に接続した負荷６にのみ供給する。
【００３９】
図５に戻って、制御回路５は、電力変換回路３で変換する交流電力の電圧を交流２００Ｖから交流１００Ｖへ切換える（ステップＳ５５）。具体的に、制御回路５が、電力変換回路３を制御して、変換する交流電力の電圧を切換える動作について説明する。
【００４０】
図８は、本発明の実施の形態に係る電源システム１０の系統正常時における電力変換回路３の動作を説明するための概略図である。図９は、本発明の実施の形態に係る電源システム１０の系統異常時における電力変換回路３の動作を説明するための概略図である。
【００４１】
図８に電力変換回路３は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路３１、配線を切換えるスイッチ３２を含んでいる。インバータ回路３１は、複数のトランジスタを含み、それぞれのトランジスタが予め定められたタイミングでスイッチングすることで直流電力を交流電力に変換している。スイッチ３２は、インバータ回路３１に接続した二線のうちの一線と、ＧＮＤに接続した一線との接続を切換えることができる。
【００４２】
電力変換回路３は、系統正常時、インバータ回路３１が直流電力を２００Ｖの交流電力に変換し、スイッチ３２がインバータ回路３１に接続した二線と、ＧＮＤに接続した一線との単相三線で交流２００Ｖを商用電力系統７に供給する。
【００４３】
電力変換回路３は、系統異常時、図９に示すようにインバータ回路３１が直流電力を１００Ｖの交流電力に変換し、スイッチ３２がインバータ回路３１に接続した二線のうちの一線と、ＧＮＤに接続した一線とを接続して、単相三線のうちの二線で交流１００Ｖを自立電力系統に供給する。なお、負荷６は、電力変換回路３が交流１００Ｖを供給する二線に接続してある。
【００４４】
電源システム１０は、図５に示したように、電力系統に異常が生じると、切換器４で電力系統を商用電力系統７から自立電力系統に切換え、電力変換回路３で変換する交流電力の電圧を交流２００Ｖから交流１００Ｖへ切換える。そのため、電源システム１０に含まれる蓄電池１は、電力変換回路３に供給する電圧（供給電圧）が基準電圧未満であってもよい。
【００４５】
電源システム１０は、系統正常時、２００Ｖの交流電力を商用電力系統７に供給するため、基準電圧である約３４０Ｖ以上の直流電力を蓄電池１から電力変換回路３に供給する必要がある。これは、商用電力系統７の電圧変動許容値が±１０％程度であるため、２００Ｖの交流電力の場合、電圧変動許容値が交流１８２Ｖ〜交流２２２Ｖとなり、交流２２２Ｖに変換するために必要な直流電圧が３１４Ｖとなるからである。なお、電力変換回路３内での１０％程度のインピーダンス電圧降下を考慮すると、交流２２２Ｖに変換するために必要な直流電圧は、約３４０Ｖ以上の直流電力となる。この約３４０Ｖを基準電圧とし、蓄電池１の供給電圧が基準電圧以上の電圧であれば、電力変換回路３は、蓄電池１の供給電圧を２００Ｖの交流電圧に変換することが可能である。
【００４６】
そのため、蓄電池１は、系統正常時、安全のための上限電圧の約４００Ｖから、基準電圧の約３４０Ｖまでの間で、直流電力を電力変換回路３に供給し、直流電力が基準電圧の約３４０Ｖ未満になると充電を行なっている。しかし、蓄電池１が、図２に示すマンガン酸リチウム電池である場合、上限電圧の約４００Ｖから、基準電圧の約３４０Ｖまでの間の直流電力を供給することができる充電量ＳＯＣが約５５％〜約１００％まで（高充電量領域）である。つまり、蓄電池１は、系統正常時、充電した電力量の約半分しか利用することができない。
【００４７】
しかし、電源システム１０は、系統異常時、電力変換回路３で変換する交流電力の電圧を交流２００Ｖから交流１００Ｖへ切換えるので、蓄電池１の供給電圧が基準電圧の約３４０Ｖ未満になっても、電力変換回路３は、蓄電池１の供給電圧を１００Ｖの交流電圧に変換することが可能である。つまり、電源システム１０は、系統正常時に利用されない充電量ＳＯＣの約５５％以下（低充電量領域）の部分を利用して、商用電力系統７の停電などの系統異常時、自立電力系統に接続した負荷６に１００Ｖの交流電力を供給する。電源システム１０は、低充電量領域を系統異常時のサブ電源として利用することができる。
【００４８】
なお、電源システム１０が、１００Ｖの交流電力を自立電力系統に供給するためには、前述した理由と同じく、約１７０Ｖ以上の直流電力を蓄電池１から電力変換回路３に供給する必要がある。ただし、蓄電池１から電力変換回路３に供給する直流電力の電圧が約１７０Ｖ未満になると、１００Ｖの交流電力を自立電力系統に安定して供給することができなくなるので、電源システム１０は停止する。
【００４９】
蓄電池１は、系統異常時、停止電圧の約１７０Ｖまで直流電力を電力変換回路３に供給し、停止電圧の約１７０Ｖ未満になると供給を停止することになる。蓄電池１が、図２に示すマンガン酸リチウム電池である場合、停止電圧の約１７０Ｖまでに、充電量ＳＯＣの約５％〜約５５％まで（低充電量領域）の部分も含まれるので、蓄電池１の充電量を有効に利用することができる。
【００５０】
なお、図２に示す燐酸鉄リチウム電池であれば、上限電圧の約４００Ｖから、基準電圧の約３４０Ｖまでの間に、充電量ＳＯＣの約５％〜約１００％までの部分が含まれるため、系統正常時に２００Ｖの交流電力を商用電力系統に供給するだけでも、蓄電池の充電量を有効に利用することができる。しかし、燐酸鉄リチウム電池は、高価で、燐酸鉄リチウム電池などの蓄電池を用いた電源システムは、製造コストが高くなる。
【００５１】
また、電源システム１０は、系統正常時と系統異常時とで、供給する交流電力の電圧を交流２００Ｖから交流１００Ｖに切換えることで、系統正常時に蓄電池１の高充電量領域をメイン電源として利用し、系統異常時に蓄電池１の低充電量領域をサブ電源として利用していると考えることができる。具体的に、電源システム１０は、蓄電池１が、図２に示すマンガン酸リチウム電池である場合、系統正常時に利用できる充電量ＳＯＣ（約５５％まで）をすべて利用していたときに系統異常となっても、供給する交流電力の電圧を交流２００Ｖから交流１００Ｖに切換え、残りの約５５％未満の充電量ＳＯＣを利用することができる。しかし、電源システム１０は、蓄電池１を図２に示す燐酸鉄リチウム電池にした場合、系統正常時に利用できる充電量ＳＯＣ（約５％まで）をすべて利用していたときに系統異常となると、充電量ＳＯＣが５％未満であるため系統異常時に交流電力を供給することができない。
【００５２】
次に、商用電力系統７が正常に復帰した場合の電源システム１０の動作を説明する。
図１０は、本発明の実施の形態に係る電源システム１０において、商用電力系統７が正常に復帰した場合の動作を説明するためのフローチャートである。まず、図１０に示すフローチャートでは、制御回路５が、商用電力系統７に停電などの異常が生じているか否かを監視する（ステップＳ１０１）。次に、制御回路５は、商用電力系統７が正常に復帰しているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。具体的に、制御回路５は、監視している商用電力系統７の電圧あるいは周波数が規定の範囲内に戻ったことを検出した場合、商用電力系統７の系統が復帰したと判断する。ここで、規定の範囲として、たとえば電圧であれば出力電圧（交流２００Ｖ）の±１０％の範囲、周波数であれば出力周波数（６０Ｈｚ）の±５Ｈｚの範囲である。
【００５３】
制御回路５は、ステップＳ１０２で商用電力系統７が正常に復帰していないと判断した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻って商用電力系統７の監視を継続する。
【００５４】
制御回路５は、ステップＳ１０２で商用電力系統７が正常に復帰していると判断した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、電力変換回路３から自立電力系統への電力の供給を停止する（ステップＳ１０３）。
【００５５】
次に、制御回路５は、商用電力系統７へ接続を行なう（ステップＳ１０４）。具体的に、制御回路５が、切換器４を制御して、図６に示すスイッチ４１をオン状態にして商用電力系統７と接続する。
【００５６】
次に、制御回路５は、電力変換回路３で変換する交流電力の電圧を交流１００Ｖから交流２００Ｖへ切換える（ステップＳ１０５）。具体的に、制御回路５が、電力変換回路３を制御して、図８に示すスイッチ３２がインバータ回路３１に接続した二線のうちの一線と、ＧＮＤに接続した一線とを接続せずに、単相三線で交流２００Ｖを商用電力系統７に供給する。
【００５７】
以上のように、本発明の実施の形態に係る電源システム１０では、制御回路５が、商用電力系統７に異常が生じている場合、電力変換回路３で変換する交流電力の電圧を交流２００Ｖ（第１交流電圧）から交流１００Ｖ（第２交流電圧）に切換え、切換器４で蓄電池１から電力を供給する系統を自立電力系統に切換えるので、充電量−供給電圧特性が異なる種類の蓄電池（たとえば、マンガン酸リチウム電池や燐酸鉄リチウム電池）に関わらず、蓄電池の充電量を有効に利用することができる。
【００５８】
マンガン酸リチウム電池を蓄電池１に用いる電源システム１０では、商用電力系統７に異常が生じている場合、電力変換回路３で変換する交流電力の電圧を交流２００Ｖから交流１００Ｖに切換えることで、蓄電池１の高充電量領域のみだけでなく低充電量領域も利用することができる。特に、蓄電池１の低充電量領域は、系統正常時に利用せずに、蓄電池１が空になることを防いでいるので、電源システム１０は、系統異常時のような万一の際、蓄電池１の低充電量領域を利用して非常用電力の供給を可能にしている。
【００５９】
なお、前述の電源システム１０では、制御回路５が、商用電力系統７の停電のような系統異常時に、電力変換回路３で変換する交流電力の電圧を交流１００Ｖとし、切換器４で交流電力を供給する電力系統を自立電力系統に切換える構成について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、電源システム１０は、系統正常時か、系統異常時かに関係なく、蓄電池１の電圧が基準電圧より大きいか、以下かによって、制御回路５が電力変換回路３で変換する交流電力の電圧を選択し、切換器４で切換える電力系統を制御してもよい。
【００６０】
また、蓄電池１は、高充電量領域の充電量ＳＯＣと、低充電量領域の充電量ＳＯＣとが略同じとなる充電量−供給電圧特性を有することで、常に充電量ＳＯＣの約半分を非常用電力として利用することができる。
【００６１】
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、上記した説明ではなく、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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６２】
１  蓄電池、２  太陽電池、３  電力変換回路、４  切換器、５  制御回路、６  負荷、７  商用電力系統、１０  電源システム、３１  インバータ回路、３２，４１  スイッチ。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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