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JP2011101523A - Power supply device - Google Patents

Power supply device Download PDF

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JP2011101523A
JP2011101523A JP2009255359A JP2009255359A JP2011101523A JP 2011101523 A JP2011101523 A JP 2011101523A JP 2009255359 A JP2009255359 A JP 2009255359A JP 2009255359 A JP2009255359 A JP 2009255359A JP 2011101523 A JP2011101523 A JP 2011101523A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device wherein the specification of a power distribution system is changed easily. <P>SOLUTION: The power supply device 1 is configured by accommodating power converters in a board device 10 as module devices 2a-2d respectively and connecting each module device 2a-2d to bus lines 11 provided in the board device 10. Each of the module devices 2a-2d is constituted by incorporating the internal circuit in the body which is set to the default unit size. The connecting ports for connecting the bus lines 11 are provided in the body of each module device 2a-2d, and the shape of the connecting port is common among all module devices 2a-2d. The internal circuitry of each module device 2a-2d has functions of: controlling each output power autonomously so that a load is supplied with power corresponding to the power demanded from the load by being connected to the bus lines 11; and operating according to an instruction provided externally through the channel 11b. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力電力を所望の出力電力に変換する電力変換器を有した電力供給装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device having a power converter that converts input power into desired output power.

従来から、たとえば住宅などの分電盤内に配設した大容量且つ高効率のAC/DCコンバータ(交流/直流変換装置)によって商用電源からの交流電力を直流電力に変換し、直流負荷(直流電力の供給を受けて動作する負荷)に対し分電盤から電力供給線を介して直流電力を配電する配電システムが提案されている(たとえば特許文献1参照)。   Conventionally, AC power from a commercial power source is converted into DC power by a large-capacity and high-efficiency AC / DC converter (AC / DC converter) disposed in a distribution board such as a house, and a DC load (DC A distribution system that distributes DC power from a distribution board via a power supply line to a load that operates upon receiving power supply has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に記載の配電システムは、二次電池や太陽電池等を分散電源として用いることにより、商用電源からの電力を変換して得られる直流電力だけでなく、これらの分散電源から得られる直流電力も併せて利用可能に構成される。これらの分散電源には、出力電圧を昇圧若しくは降圧する電力変換器としてDC/DCコンバータが設けられている。すなわち、複数台の電力変換器(AC/DCコンバータ、DC/DCコンバータ等)から負荷に電力供給されることになる。   The power distribution system described in Patent Document 1 uses not only DC power obtained by converting power from a commercial power supply but also DC power obtained from these distributed power supplies by using a secondary battery, a solar battery, or the like as a distributed power supply. Electricity can also be used together. These distributed power supplies are provided with a DC / DC converter as a power converter for stepping up or stepping down the output voltage. That is, power is supplied to the load from a plurality of power converters (AC / DC converter, DC / DC converter, etc.).

ここで、一般的な電力変換器は、電力の変換効率がその出力電流(出力電力)の大きさに応じて変化することが知られている。そこで、特許文献1においては、電力変換器たるAC/DCコンバータを最大の変換効率に近い状態で動作させるように、他の分散電源の出力を制御する構成を採用している。さらに、特許文献1には、負荷への供給電力の大きさに応じてAC/DCコンバータを複数台並設して用いることも記載されている。   Here, it is known that a general power converter changes the power conversion efficiency according to the magnitude of its output current (output power). Therefore, Patent Document 1 adopts a configuration in which the output of another distributed power source is controlled so that an AC / DC converter as a power converter is operated in a state close to the maximum conversion efficiency. Furthermore, Patent Document 1 also describes that a plurality of AC / DC converters are provided side by side in accordance with the magnitude of power supplied to the load.

特開2009−153301号公報JP 2009-153301 A

しかし、従来の配電システムにおいては、たとえば負荷の増設や負荷の入れ替えに伴い、負荷への供給電力が変化すると、既設の電力変換器のみでは負荷への供給電力を賄えなくなることがある。また、負荷への供給電力に合わせて電力の変換効率が高くなるように配電システムの仕様が決められている場合には、負荷への供給電力が大幅に変化することで、電力の変換効率が低下してしまうこともある。これらの問題を解決するためには負荷に合わせて配電システムの仕様を変更する必要があるが、そのためには配電システム全体を入れ替えることとなるので、既存の配電システムが無駄になり、コストの面でも無駄に高くなるという問題がある。   However, in the conventional power distribution system, for example, if the power supplied to the load changes due to the addition of the load or the replacement of the load, the existing power converter alone may not be able to cover the power supplied to the load. In addition, when the specifications of the power distribution system are determined so that the power conversion efficiency increases in accordance with the power supplied to the load, the power conversion efficiency can be improved by changing the power supplied to the load significantly. It may decrease. In order to solve these problems, it is necessary to change the specifications of the power distribution system according to the load, but to do so, the entire power distribution system must be replaced, so that the existing power distribution system is wasted and the cost is reduced. But there is a problem that it becomes uselessly expensive.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、配電システムの仕様の変更を容易に実現できる電力供給装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said reason, Comprising: It aims at providing the electric power supply apparatus which can implement | achieve the change of the specification of a power distribution system easily.

請求項1の発明は、それぞれ入力電力を所望の出力電力に変換する複数台の電力変換器からなる複数台のモジュール装置と、電力路および通信路からなりモジュール装置と電気的に接続される主幹路とを備え、主幹路に接続される電力供給線を通して負荷に電力を供給する電力供給装置であって、各モジュール装置が、主幹路を接続するための接続口を具備し、それぞれ単位寸法として規定された外形寸法若しくは単位寸法のモジュール装置を複数台並設したものに相当する外形寸法に形成されており、接続口を介して主幹路に着脱自在に取り付けられる器体と、器体内に収納され主幹路に対して接続される内部回路とを有し、内部回路が、負荷から要求されている電力に見合う電力が負荷に供給されるように各々の出力電力を自律制御する機能と、通信路を介した外部からの指令に従って動作する機能とを有することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, there are provided a plurality of module devices composed of a plurality of power converters each converting input power into desired output power, and a trunk that is composed of a power path and a communication path and is electrically connected to the module apparatus. A power supply device that supplies power to a load through a power supply line connected to the main trunk, each module device having a connection port for connecting the main trunk, each as a unit dimension Formed in an external dimension that corresponds to a plurality of module devices of specified external dimensions or unit dimensions arranged side by side, and is detachably attached to the main trunk via the connection port, and stored in the internal body And an internal circuit connected to the main road, and the internal circuit autonomously controls each output power so that power corresponding to the power required from the load is supplied to the load. And having a capacity and a function of operating in accordance with a command from the outside through the communication channel.

この構成によれば、電力変換器は、単位寸法として規定された外形寸法若しくは単位寸法のモジュール装置を複数台並設したものに相当する外形寸法の器体と、主幹路に接続される内部回路とを有するモジュール装置としてモジュール化されているので、電力変換器の増設や交換を容易に行うことができる。そのため、負荷に合わせて配電システムの仕様を容易に変更できるという利点がある。また、モジュール装置の内部回路は、負荷から要求されている電力に見合う電力が負荷に供給されるように各々の出力電力を自律制御する機能を有するので、モジュール装置を主幹路に接続するだけで当該モジュール装置により負荷への電力供給が可能となる。さらに、モジュール装置の内部回路は、通信路を介した外部からの指令に従って動作する機能も有するので、外部からの指令による複雑な制御も可能となる。   According to this configuration, the power converter has an external dimension corresponding to an external dimension defined as a unit dimension or a module device having an external dimension equivalent to a plurality of unit devices arranged in parallel, and an internal circuit connected to the main trunk. Therefore, it is possible to easily add or replace power converters. Therefore, there is an advantage that the specification of the power distribution system can be easily changed according to the load. In addition, the internal circuit of the module device has a function of autonomously controlling each output power so that power corresponding to the power required from the load is supplied to the load, so only connecting the module device to the main trunk line The module device enables power supply to the load. Furthermore, since the internal circuit of the module device also has a function of operating in accordance with an external command via the communication path, complicated control by an external command is also possible.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記主幹路に接続される複数台の前記モジュール装置のうち少なくとも2台のモジュール装置は一群の変換器群を構成し、当該変換器群の全モジュール装置から出力される供給電流の総和が総出力電流として負荷へ供給されており、各モジュール装置における電力の変換効率はそれぞれの供給電流の大きさに応じて変化し、各モジュール装置について供給電流と変換効率との対応関係が予め記憶されている効率記憶部と、変換器群の各モジュール装置への総出力電流の割り当ての規則を表す割当パターンが予め複数記憶されているパターン記憶部と、変換器群に要求する総出力電流を指示する総出力指示部と、総出力指示部で指示された総出力電流および効率記憶部に記憶されている変換効率を用いてパターン記憶部内の1つの割当パターンを適用パターンとして選択する分担決定部と、選択された適用パターンに従って各モジュール装置へ総出力電流が割り当てられるように各モジュール装置の出力を制御する割付制御部とを備え、分担決定部が、パターン記憶部内の各割当パターンに従って変換器群のモジュール装置へ総出力電流を割り当てた場合における変換器群全体での入力電力の総和を、効率記憶部内の変換効率を用いて割当パターンごとに算出し、当該入力電力の総和が最小となる割当パターンを適用パターンとして選択することを特徴とする。   The invention of claim 2 is the invention of claim 1, wherein at least two of the plurality of module devices connected to the main trunk constitute a group of converters, and The sum of the supply currents output from all the module devices is supplied to the load as the total output current, and the power conversion efficiency in each module device changes according to the magnitude of each supply current, and is supplied for each module device An efficiency storage unit in which a correspondence relationship between the current and the conversion efficiency is stored in advance, and a pattern storage unit in which a plurality of allocation patterns representing a rule of allocation of the total output current to each module device of the converter group are stored in advance The total output instruction unit for instructing the total output current required for the converter group, the total output current instructed by the total output instruction unit, and the conversion efficiency stored in the efficiency storage unit An assignment determination unit that selects one allocation pattern in the pattern storage unit as an application pattern, and an allocation control unit that controls the output of each module device so that a total output current is allocated to each module device according to the selected application pattern; And the sharing determination unit assigns the total output current to the module devices of the converter group according to each allocation pattern in the pattern storage unit, and calculates the conversion efficiency in the efficiency storage unit when the total power is input to the entire converter group. The calculation is performed for each allocation pattern, and an allocation pattern that minimizes the sum of the input power is selected as an application pattern.

この構成によれば、適用パターンに従って総出力電流の割り当てを行うことにより、他の割当パターンに従って割り当てを行う場合に比べ、変換器群を構成する複数台のモジュール装置全体としての電力の変換効率が高くなる。その結果、電力供給装置全体として電力変換の際に生じる損失を小さくできるという利点がある。   According to this configuration, by assigning the total output current according to the application pattern, the power conversion efficiency as a whole of the plurality of module devices constituting the converter group can be improved as compared with the case where assignment is performed according to another assignment pattern. Get higher. As a result, there is an advantage that the loss that occurs during power conversion can be reduced as a whole power supply apparatus.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記変換器群の各モジュール装置が、それぞれの発振制御モードに応じて供給電流と変換効率との対応関係が変化するスイッチング電源からなり、前記分担決定部が、変化後の変換効率を用いて適用パターンを選択することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein each module device of the converter group includes a switching power supply in which a correspondence relationship between a supply current and a conversion efficiency changes according to each oscillation control mode, The sharing determination unit selects an application pattern using the conversion efficiency after the change.

この構成によれば、モジュール装置の発振制御モードに関わらず入力電力の総和が最小となる割当パターンを適用パターンとして選択することが可能となり、変換器群を構成する複数台のモジュール装置全体としての電力の変換効率が高くなる。   According to this configuration, it becomes possible to select an allocation pattern that minimizes the total sum of input power regardless of the oscillation control mode of the module device as an application pattern, and as a whole, a plurality of module devices constituting the converter group The power conversion efficiency is increased.

請求項4の発明は、請求項1の発明において、分散電源としての太陽電池および蓄電池と、直流を交流に変換する機能を有したパワーコンディショナとを備えた配電システムに用いられ、蓄電池とパワーコンディショナとの間に前記モジュール装置である電力変換器を有し、当該電力変換器が前記主幹路に接続され、太陽電池および蓄電池からの電力をパワーコンディショナの入力とし、太陽電池と蓄電池との一方の出力に余剰電力があれば当該余剰電力をパワーコンディショナを介して商用電力系統に逆潮流させることを特徴とする。   Invention of Claim 4 is used for the power distribution system provided with the solar cell and storage battery as a distributed power supply, and the power conditioner which has the function to convert direct current into alternating current in invention of Claim 1, and the storage battery and power It has a power converter which is the module device between the conditioner, the power converter is connected to the main road, and the power from the solar battery and the storage battery is input to the power conditioner, and the solar battery and the storage battery If there is surplus power at one of the outputs, the surplus power is reversely flowed to the commercial power system via the power conditioner.

この構成によれば、太陽電池および蓄電池からの電力をパワーコンディショナの入力としているので、パワーコンディショナが太陽電池と蓄電池とで共用されることになり、太陽電池のみならず蓄電池の出力に余剰電力がある場合にも、当該余剰電力をパワーコンディショナを介して商用電力系統に逆潮流させることができる。   According to this configuration, since the power from the solar battery and the storage battery is used as the input of the power conditioner, the power conditioner is shared between the solar battery and the storage battery, and surplus not only in the solar battery but also in the output of the storage battery. Even when there is power, the surplus power can be reversely flowed to the commercial power system via the power conditioner.

請求項5の発明は、請求項4の発明において、前記パワーコンディショナが前記太陽電池と前記商用電力系統との間に設けられており、太陽電池と前記主幹路との間に電力変換器を有し、当該電力変換器が、太陽電池と前記蓄電池との間で双方向に電力の変換が可能であって、蓄電池の出力に余剰電力があれば当該余剰電力をパワーコンディショナを介して商用電力系統に逆潮流させることを特徴とする。   The invention of claim 5 is the invention of claim 4, wherein the power conditioner is provided between the solar cell and the commercial power system, and a power converter is provided between the solar cell and the main trunk. And the power converter is capable of bidirectional power conversion between the solar battery and the storage battery, and if there is surplus power at the output of the storage battery, the surplus power is commercialized via the power conditioner. It is characterized by causing reverse power flow to the power system.

この構成によれば、太陽電池と主幹路との間の電力変換器を双方向に電力変換可能なものとしたことで、当該電力変換器によって通常時には太陽電池の生じた電力を主幹路に出力し、蓄電池の出力に余剰電力が生じたときには当該余剰電力を商用電力系統に逆潮流させることができる。なお、太陽電池と主幹路との間の電力変換器は、双方向型の1台のモジュール装置で実現してもよいし、一方向型のモジュール装置を2台用いて実現するようにしてもよい。   According to this configuration, the power converter between the solar cell and the main trunk can be bidirectionally converted, so that the power converter normally outputs the power generated by the solar cell to the main trunk. And when surplus electric power arises in the output of a storage battery, the surplus electric power can be made to flow backward to a commercial power system. Note that the power converter between the solar cell and the main road may be realized by a single bidirectional module device, or by using two unidirectional module devices. Good.

本発明は、電力変換器が、単位寸法として規定された外形寸法若しくは単位寸法のモジュール装置を複数台並設したものに相当する外形寸法の器体と、主幹路に接続される内部回路とを有するモジュール装置としてモジュール化されているので、電力変換器の増設や交換を容易に行うことができる。したがって、負荷に合わせて配電システムの仕様の変更を容易に実現できるという利点がある。   The present invention provides a power converter having an outer dimension equivalent to an external dimension defined as a unit dimension or a module having an outer dimension equivalent to a plurality of unit devices having a unit dimension, and an internal circuit connected to the main road. Since the module device is modularized, the power converter can be easily added or replaced. Therefore, there is an advantage that the specification of the power distribution system can be easily changed according to the load.

本発明の実施形態1の配電システムの構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the power distribution system of Embodiment 1 of this invention. 同上の電力供給装置の他の構成例を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the other structural example of an electric power supply apparatus same as the above. 同上に用いるモジュール装置の変換効率−出力特性図である。It is a conversion efficiency-output characteristic figure of the module apparatus used for the same as the above. 同上の配電システムの要部の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the principal part of a power distribution system same as the above. 本発明の実施形態2の配電システムの構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the power distribution system of Embodiment 2 of this invention. 同上に用いるモジュール装置の構成を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the structure of the module apparatus used for the same as the above.

(実施形態1)
本実施形態の配電システムは、図1に示すように分散電源としての蓄電池3および太陽電池4と、蓄電池3や太陽電池4や商用電源ACからの電力を所望の電力に変換して出力する電力供給装置1とを備えている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the power distribution system of the present embodiment converts the power from the storage battery 3 and the solar battery 4 as a distributed power source, and the power from the storage battery 3, the solar battery 4, and the commercial power source AC into desired power and outputs the power. A supply device 1 is provided.

この配電システムは、電力供給装置1から出力される供給電流を、電力供給線5を介して複数の負荷(図示せず)に供給するように構成される。電力供給線5に接続される負荷は、直流電力の供給を受けて動作する直流負荷であって、たとえばLED(発光ダイオード)照明装置や住宅用警報機などからなる。さらに、交流分電盤6を介して商用電源ACに接続される交流系統の電力供給線7が設けられ、当該電力供給線7には交流電力の供給を受けて動作する交流負荷(図示せず)を接続できるようにしてある。これにより、直流負荷と交流負荷との双方に電力供給することが可能である。   This power distribution system is configured to supply the supply current output from the power supply device 1 to a plurality of loads (not shown) via the power supply line 5. The load connected to the power supply line 5 is a DC load that operates by receiving supply of DC power, and includes, for example, an LED (light emitting diode) lighting device, a home alarm device, or the like. Further, an AC power supply line 7 connected to the commercial power supply AC through the AC distribution board 6 is provided, and the power supply line 7 receives an AC power supply and operates with an AC load (not shown). ) Can be connected. Thereby, it is possible to supply electric power to both the DC load and the AC load.

電力供給装置1は、それぞれ入力電力を所望の出力電力に変換する複数台の電力変換器を有している。ここでは、電力供給装置1を構成する電力変換器として、商用電源(交流分電盤6)ACと電力供給線5との間に設けられ交流電力と直流電力とを相互に変換に可能な双方向型のAC/DCコンバータと、太陽電池4の出力を昇圧若しくは降圧するDC/DCコンバータと、蓄電池(二次電池)3に対する充放電を行うための双方向型のDC/DCコンバータとが設けられている。   The power supply device 1 includes a plurality of power converters that convert input power into desired output power. Here, as a power converter constituting the power supply device 1, both provided between the commercial power supply (AC distribution board 6) AC and the power supply line 5 and capable of mutually converting AC power and DC power. A bidirectional AC / DC converter, a DC / DC converter that boosts or lowers the output of the solar battery 4, and a bidirectional DC / DC converter for charging and discharging the storage battery (secondary battery) 3 are provided. It has been.

ところで、本実施形態の電力供給装置1は、宅内の定位置に固定される盤装置10を具備し、上述したような各電力変換器をそれぞれモジュール装置2a〜2d(以下、各々を特に区別しないときには単に「モジュール装置2」という)として盤装置10に収容するとともに、盤装置10の内部に設けたバスライン(主幹路)11に対して各モジュール装置2を接続することで構成される。ここで、直流系統の電力供給線5は高圧系(たとえばDC350V)と低圧系(たとえばDC48V)との2系統に分かれており、高圧系の電力供給線5はバスライン11に直接接続され、低圧系の電力供給線5はモジュール装置2dたる降圧用のDC/DCコンバータを介してバスライン11に接続される。   By the way, the power supply device 1 of the present embodiment includes a panel device 10 fixed at a fixed position in the house, and each of the power converters as described above is a module device 2a to 2d (hereinafter, no particular distinction is made). The module device 2 is sometimes housed in the panel device 10 as simply “module device 2” and connected to the bus line (main trunk path) 11 provided in the panel device 10. Here, the DC power supply line 5 is divided into two systems, a high voltage system (for example, DC 350 V) and a low voltage system (for example, DC 48 V). The high voltage system power supply line 5 is directly connected to the bus line 11, The system power supply line 5 is connected to the bus line 11 via a step-down DC / DC converter as the module device 2d.

本実施形態では、電力供給装置1に用いられる全てのモジュール装置2はいずれも既定の単位寸法に設定された器体(図示せず)に内部回路(図示せず)を組み込むことにより構成されており、その外形寸法および形状は共通とされる。盤装置10は、単位寸法のモジュール装置2を複数台並べて取付可能な取付スペース(図示せず)と、取付スペースに取り付けられたモジュール装置2をバスライン11に接続するための被接続口(図示せず)とを有している。また、各モジュール装置2の器体にはバスライン11を接続するための接続口(図示せず)がそれぞれ設けられ、当該接続口の形状、配置等も全てのモジュール装置2において共通とされる。そのため、いずれのモジュール装置2であっても、盤装置10の取付スペースに空きスペースさえあれば、当該取付スペースに対して取り付けるとともにバスライン11に接続することができる。   In the present embodiment, all the module devices 2 used in the power supply device 1 are configured by incorporating an internal circuit (not shown) into a container (not shown) set to a predetermined unit size. The external dimensions and shape are common. The panel device 10 includes a mounting space (not shown) in which a plurality of unit-sized module devices 2 can be mounted side by side, and a connection port (see FIG. 5) for connecting the module device 2 mounted in the mounting space to the bus line 11. Not shown). Each module device 2 is provided with a connection port (not shown) for connecting the bus line 11 to the body thereof, and the shape and arrangement of the connection port are common to all the module devices 2. . Therefore, any module device 2 can be attached to the mounting space and connected to the bus line 11 as long as there is an empty space in the mounting space of the panel device 10.

各モジュール装置2には、バスライン11用の接続口とは別に、商用電源(交流分電盤6)ACや太陽電池4や蓄電池3を接続するための接続端子(図示せず)が設けられている。そのため、交流分電盤6や太陽電池4や蓄電池3からの配線は、盤装置10内に引き込まれ各モジュール装置2の接続端子に接続されることになる。   In addition to the connection port for the bus line 11, each module device 2 is provided with a connection terminal (not shown) for connecting the commercial power supply (AC distribution board 6) AC, the solar battery 4, and the storage battery 3. ing. Therefore, the wiring from the AC distribution board 6, the solar battery 4, and the storage battery 3 is drawn into the board device 10 and connected to the connection terminal of each module device 2.

バスライン11は、電力供給用の電力路11aと通信用の通信路11bとに分かれており、各モジュール装置2におけるバスライン11の接続口は、電力路11aと通信路11bとで別々であってもよいし共通であってもよい。ここでは、電力供給装置1は、バスライン11の通信路11bに接続された通信インタフェース12を盤装置10内に具備しており、通信インタフェース12に対して外部装置を接続することで、当該外部装置と通信路11bに接続された各モジュール装置2との間で通信が可能となる。なお、電力路11aには直流350V±10Vの電圧が印加されるものとする。   The bus line 11 is divided into a power supply path 11a for power supply and a communication path 11b for communication, and the connection port of the bus line 11 in each module device 2 is separate for the power path 11a and the communication path 11b. It may be common. Here, the power supply device 1 includes a communication interface 12 connected to the communication path 11 b of the bus line 11 in the panel device 10. By connecting an external device to the communication interface 12, the external power supply device 1 Communication is possible between the apparatus and each module apparatus 2 connected to the communication path 11b. It is assumed that a voltage of DC 350V ± 10V is applied to the power path 11a.

各モジュール装置2の内部回路は、それぞれバスライン11に接続されることにより、負荷から要求されている電力に見合う電力が負荷に供給されるように各々の出力電力を自律制御する機能と、通信路11bを介した外部からの指令に従って動作する機能とを有する。すなわち、電力供給装置1においては、モジュール装置2をバスライン11に対して接続すれば、特に設定等を行うことなく各モジュール装置2が独自に動作を開始し、負荷への電力供給が可能になる。さらに、通信インタフェース12を介した後述のコントローラとの通信により、各モジュール装置2の動作を外部から制御することも可能となる。   The internal circuit of each module device 2 is connected to the bus line 11 so that each output power is autonomously controlled so that power corresponding to the power requested from the load is supplied to the load, and communication. And a function of operating according to a command from the outside via the path 11b. In other words, in the power supply apparatus 1, if the module apparatus 2 is connected to the bus line 11, each module apparatus 2 starts its own operation without any setting or the like, and can supply power to the load. Become. Furthermore, it becomes possible to control the operation of each module device 2 from the outside by communication with a controller, which will be described later, via the communication interface 12.

ここで、各モジュール装置2は、自律制御により動作する際、負荷からの要求をみるためにバスライン11の電力路11a上の電圧をそれぞれ監視し、当該電圧の大きさに応じて出力の大きさおよび向きを決定するように動作する。つまり、電力路11a上の電圧が低下すれば負荷への供給電力が不足しており、反対に電圧が上昇すれば負荷への供給電力に余剰電力が発生していると推定し、出力の大きさおよび向きを決定する。   Here, when each module device 2 operates by autonomous control, each module device 2 monitors the voltage on the power path 11a of the bus line 11 in order to see the request from the load, and the magnitude of the output according to the magnitude of the voltage. Operates to determine height and orientation. That is, if the voltage on the power path 11a decreases, the power supplied to the load is insufficient. On the other hand, if the voltage increases, it is estimated that surplus power is generated in the power supplied to the load. Determine the height and orientation.

たとえば、商用電源ACと電力供給線5との間に設けられたAC/DCコンバータからなるモジュール装置2aは、電力路11a上の電圧が350V未満であれば商用電源ACからの交流電力を直流電力に変換して出力し、350V以上であれば商用電源AC側に交流電力を逆潮流(売電)する。蓄電池3に対して充放電を行うDC/DCコンバータからなるモジュール装置2cは、電力路11a上の電圧が閾値未満になると蓄電池3の放電を行い、閾値以上になれば蓄電池3の充電を行う。太陽電池4の出力を昇降圧するDC/DCコンバータからなるモジュール装置2bは、周知の最大電力点追従制御(MPPT制御)を行う。また、太陽電池4の出力などが時間帯によって変化する点に着目し、各モジュール装置2の動作特性を時間帯に応じて変化させるようにしてもよい。   For example, the module device 2a composed of an AC / DC converter provided between the commercial power source AC and the power supply line 5 can convert AC power from the commercial power source AC into DC power if the voltage on the power path 11a is less than 350V. If it is 350V or higher, AC power is reversely flowed (sold) to the commercial power source AC. The module device 2c composed of a DC / DC converter that charges and discharges the storage battery 3 discharges the storage battery 3 when the voltage on the power path 11a becomes less than the threshold value, and charges the storage battery 3 when the voltage exceeds the threshold value. The module device 2b composed of a DC / DC converter that steps up and down the output of the solar cell 4 performs known maximum power point tracking control (MPPT control). Moreover, paying attention to the point that the output of the solar cell 4 changes depending on the time zone, the operation characteristics of each module device 2 may be changed according to the time zone.

以上説明した構成の電力供給装置1によれば、種々の電力変換器をモジュール装置2として盤装置10に収容し接続することができるので、たとえば図2に示すように、負荷容量に応じて任意の電力変換器を構成要素として加えることが可能である。図2の例では、図1の例に比べて、商用電源AC用のAC/DCコンバータからなるモジュール装置2eと、太陽電池4用のDC/DCコンバータからなるモジュール装置2fと、蓄電池3の充放電用の双方向型のDC/DCコンバータからなるモジュール装置2gと、高圧系の電力供給線5用のDC/DCコンバータからなるモジュール装置2hとが追加されている。要するに、本実施形態の電力供給装置1では、負荷の増設や入れ替えに伴い、モジュール装置2の増設や入れ替え(交換)を容易に行うことができ、負荷に合わせて電力供給装置1の仕様を容易に変更することができる。そのため、従来のように、配電システム全体を入れ替える必要がなく、既存の配電システムが無駄になることもなく、コスト面でも低コストに抑えられるという利点がある。   According to the power supply device 1 having the above-described configuration, various power converters can be accommodated and connected to the panel device 10 as the module device 2, so that, for example, as shown in FIG. It is possible to add a power converter as a component. In the example of FIG. 2, compared to the example of FIG. 1, the module device 2 e composed of an AC / DC converter for commercial power supply AC, the module device 2 f composed of a DC / DC converter for a solar cell 4, and the storage battery 3 are charged. A module device 2g composed of a bidirectional DC / DC converter for discharging and a module device 2h composed of a DC / DC converter for the high-voltage power supply line 5 are added. In short, in the power supply device 1 of the present embodiment, the module device 2 can be easily added or replaced (exchanged) with the addition or replacement of the load, and the specifications of the power supply device 1 can be easily adjusted according to the load. Can be changed. Therefore, unlike the conventional case, there is no need to replace the entire power distribution system, the existing power distribution system is not wasted, and there is an advantage that the cost can be reduced at a low cost.

また、本実施形態ではいずれのモジュール装置2も外形寸法が共通の単位寸法であるものとして説明したが、この例に限らず、いずれかのモジュール装置2を単位寸法のモジュール装置2の複数台分の寸法としてもよい。この場合でも、当該モジュール装置2は、単位寸法のモジュール装置2複数台分に相当する取付スペースに対して取り付けることが可能である。   Further, in the present embodiment, it has been described that any of the module devices 2 has a common unit size, but the present invention is not limited to this example, and any one of the module devices 2 is divided into a plurality of module devices 2 having a unit size. It is good also as a dimension of. Even in this case, the module device 2 can be attached to an installation space corresponding to a plurality of module devices 2 having a unit size.

ところで、盤装置10に取り付けられる複数台のモジュール装置2a〜2dのうち、バスライン11の電力路11a上に電力を出力するモジュール装置2a,2b,2cは一群の変換器群20を構成する。これらの変換器群20を構成する全モジュール装置2a,2b,2cから出力される供給電流の総和は、総出力電流として負荷へ供給されることになる。   By the way, among the plurality of module devices 2 a to 2 d attached to the panel device 10, the module devices 2 a, 2 b, 2 c that output power on the power path 11 a of the bus line 11 constitute a group of converter groups 20. The sum of the supply currents output from all the module devices 2a, 2b, and 2c constituting these converter groups 20 is supplied to the load as a total output current.

ここで、各モジュール装置2a,2b,2cは、いわゆるスイッチング電源装置であって、図2に示すように交流電力を直流電力に変換する際の電力の変換効率が、出力される供給電流の大きさに応じて変化する変換効率−出力特性を有する。本実施形態では、各モジュール装置2はそれぞれ供給電流が定格電流値よりも低い最大効率値Ipのときに変換効率が最大となる変換効率−出力特性(変換効率曲線)を持つように構成されているものとする。すなわち、モジュール装置2における電力の変換効率は、供給電流が最大効率値Ipのときに最大となり最大効率値Ipから増大あるいは減少するのに伴って低下する。以下では、説明を簡単にするため、変換器群20を構成する全モジュール装置2a,2b,2cが共通の変換効率−出力特性を持つものと仮定する。   Here, each of the module devices 2a, 2b, and 2c is a so-called switching power supply device, and the conversion efficiency of power when converting AC power to DC power as shown in FIG. It has a conversion efficiency-output characteristic that changes depending on the length. In the present embodiment, each module device 2 is configured to have a conversion efficiency-output characteristic (conversion efficiency curve) that maximizes the conversion efficiency when the supplied current is the maximum efficiency value Ip lower than the rated current value. It shall be. In other words, the power conversion efficiency in the module device 2 is maximized when the supply current is at the maximum efficiency value Ip, and decreases with increasing or decreasing from the maximum efficiency value Ip. Hereinafter, in order to simplify the explanation, it is assumed that all the module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20 have a common conversion efficiency-output characteristic.

また、以下では太陽電池4の出力および蓄電池3の残容量が十分にあるものと仮定して説明する。ただし、実際には、たとえば夜間などは太陽電池4の出力が低下することとなり、太陽電池4の出力を昇圧若しくは降圧するDC/DCコンバータからなるモジュール装置2bの出力する供給電流は、太陽電池4の出力に応じた限度内で制限されることになる。つまり、モジュール装置2b,2cの出力は太陽電池4の出力および蓄電池3の残容量に応じた限度内に制限され、不足分を他のモジュール装置2aで補うことになる。   In the following description, it is assumed that the output of the solar battery 4 and the remaining capacity of the storage battery 3 are sufficient. However, in actuality, for example, the output of the solar cell 4 decreases at night, and the supply current output from the module device 2b including the DC / DC converter that boosts or lowers the output of the solar cell 4 is the solar cell 4 It will be limited within the limit according to the output of. That is, the outputs of the module devices 2b and 2c are limited within the limits corresponding to the output of the solar cell 4 and the remaining capacity of the storage battery 3, and the shortage is compensated by the other module device 2a.

外部装置であるコントローラ8(図4参照)は、通信インタフェース12を介してバスライン11の通信路11bに接続されており、各モジュール装置2から出力される供給電流や、蓄電池3の残容量、並びに負荷で消費される電力を監視し、各モジュール装置2の動作等を制御する。ここで、コントローラ8には、各モジュール装置2との間で通信インタフェース12を介してデータ伝送可能となるように通信機能が設けられる。   The controller 8 (see FIG. 4), which is an external device, is connected to the communication path 11b of the bus line 11 via the communication interface 12, and supplies the current output from each module device 2, the remaining capacity of the storage battery 3, In addition, the power consumed by the load is monitored, and the operation of each module device 2 is controlled. Here, the controller 8 is provided with a communication function so that data can be transmitted to and from each module device 2 via the communication interface 12.

次に、コントローラ8およびモジュール装置2a,2b,2cのより具体的な構成について図4を参照して説明する。   Next, more specific configurations of the controller 8 and the module devices 2a, 2b, and 2c will be described with reference to FIG.

各モジュール装置2a,2b,2cは、コントローラ8と通信を行う通信部21と、入力電力を所望の電力に変換して出力する電流制御回路22と、電流制御回路22をフィードバック制御する出力制御部23とを有する。なお、図4では1台のモジュール装置2aについてのみ内部構成を図示しているが、他のモジュール装置2b,2cについても同様の構成とする。   Each of the module devices 2a, 2b, and 2c includes a communication unit 21 that communicates with the controller 8, a current control circuit 22 that converts input power into desired power, and an output control unit that performs feedback control of the current control circuit 22. 23. In FIG. 4, the internal configuration is shown only for one module device 2a, but the other module devices 2b and 2c have the same configuration.

コントローラ8は、モジュール装置2a,2b,2cと通信を行う通信部81と、変換器群20から出力する必要のある総出力電流を算出する総出力指示部82とを備えている。総出力指示部82は、通信部81を介して収集した蓄電池3の残容量や充放電能力、太陽電池4の動作状況(発電量)と、負荷での消費電流との関係から、変換器群20のモジュール装置2a,2b,2cが出力すべき総出力電流を算出する。   The controller 8 includes a communication unit 81 that communicates with the module devices 2a, 2b, and 2c, and a total output instruction unit 82 that calculates a total output current that needs to be output from the converter group 20. The total output instruction unit 82 is a converter group based on the relationship between the remaining capacity and charge / discharge capacity of the storage battery 3 collected via the communication unit 81, the operating state (power generation amount) of the solar cell 4, and the current consumption at the load. The total output current to be output by the 20 module devices 2a, 2b, 2c is calculated.

さらに、コントローラ8は、各モジュール装置2a,2b,2cについて供給電流と変換効率との対応関係が予め記憶された効率記憶部83と、各モジュール装置2a,2b,2cへの総出力電流の割り当て方の規則を表す割当パターンが予め複数種類記憶されたパターン記憶部84とを有する。また、コントローラ8には、パターン記憶部84内に記憶されたいずれの割当パターンを適用して総出力電流の割り当てを行うのかを決定する分担決定部85と、分担決定部85で選択された割当パターンに従って実際に総出力電流の割り当ての指示を出す割付制御部86とが設けられる。   Further, the controller 8 assigns the total output current to the module devices 2a, 2b, and 2c, and the efficiency storage unit 83 in which the correspondence between the supply current and the conversion efficiency is stored in advance for each of the module devices 2a, 2b, and 2c. And a pattern storage unit 84 in which a plurality of types of allocation patterns representing the rules are stored in advance. The controller 8 also includes an assignment determination unit 85 that determines which assignment pattern stored in the pattern storage unit 84 is used to assign the total output current, and the assignment selected by the assignment determination unit 85. An allocation control unit 86 that actually gives an instruction to allocate the total output current according to the pattern is provided.

ここで、上述した図2の変換効率−出力特性に基づいて、たとえば下記表1のような供給電流と変換効率との対応関係を示す効率テーブルが記憶されることになる。表1の例では、モジュール装置2a,2b,2cの定格電流値(4.0〔A〕とする)までの供給電流に対応する電力変換効率が供給電流の0.1〔A〕刻みで表されている。つまり、各モジュール装置2a,2b,2cは、それぞれの出力する供給電流が最大効率値(ここでは2.0〔A〕)Ipのときにその電力変換効率が最大(ここでは75〔%〕)となる。以下、表1の効率テーブルを前提として説明する。   Here, based on the conversion efficiency-output characteristic of FIG. 2 described above, for example, an efficiency table indicating a correspondence relationship between the supply current and the conversion efficiency as shown in Table 1 below is stored. In the example of Table 1, the power conversion efficiency corresponding to the supply current up to the rated current value (4.0 [A]) of the module devices 2a, 2b, and 2c is expressed in increments of 0.1 [A] of the supply current. Has been. That is, each module device 2a, 2b, 2c has the maximum power conversion efficiency (here 75 [%]) when the output current supplied is the maximum efficiency value (here 2.0 [A]) Ip. It becomes. Hereinafter, description will be made on the assumption that the efficiency table of Table 1 is used.

Figure 2011101523
Figure 2011101523

パターン記憶部84に記憶される割当パターンは、変換器群20から総出力電流を出力させる際に、変換器群20を構成する複数台のモジュール装置2a,2b,2cのそれぞれに対して総出力電流をどのように割り当てるのかを指定するものである。つまり、割当パターンは、ある大きさの総出力電流を変換器群20に出力させるために、変換器郡20を構成する各モジュール装置2a,2b,2cに対してそれぞれ出力させる必要のある供給電流の大きさを決定するためのルールを表している。本実施形態においては、パターン記憶部84には下記表2に示す「No.1」〜「No.6」の6種類の割当パターンが記憶される。なお、「No.1」〜「No.6」の割当パターンは一例に過ぎず、これらの一部のみを割当パターンとして用いることや、その他の割当パターンを用いることも可能である。   The allocation pattern stored in the pattern storage unit 84 is the total output for each of the plurality of module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20 when the total output current is output from the converter group 20. It specifies how the current is allocated. That is, the allocation pattern is a supply current that needs to be output to each of the module devices 2a, 2b, and 2c constituting the converter group 20 in order to cause the converter group 20 to output a total output current of a certain magnitude. Represents a rule for determining the size of. In the present embodiment, the pattern storage unit 84 stores six types of allocation patterns “No. 1” to “No. 6” shown in Table 2 below. Note that the allocation patterns of “No. 1” to “No. 6” are merely examples, and only a part of them can be used as an allocation pattern, or other allocation patterns can be used.

Figure 2011101523
Figure 2011101523

表2における各割当パターンについて以下に説明する。表2の右端の「割り当て例」の欄は、総出力電流を5.0〔A〕とした場合に、各割当パターンにより各モジュール装置2a,2b,2cに割り当てられる電流値の一例を示している。   Each allocation pattern in Table 2 will be described below. The “assignment example” column at the right end of Table 2 shows an example of current values assigned to the module devices 2a, 2b, and 2c according to each assignment pattern when the total output current is 5.0 [A]. Yes.

「No.1」〜「No.6」の6種類の割当パターンは、「No.1」および「No.2」の偏重パターンと、「No.3」および「No.4」の全平均化パターンと、「No.5」および「No.6」の準平均化パターンとに大別される。   The six types of allocation patterns “No. 1” to “No. 6” include the uneven distribution patterns of “No. 1” and “No. 2” and the total average of “No. 3” and “No. 4”. The patterns are roughly classified into “No. 5” and “No. 6” quasi-averaged patterns.

まず、偏重パターン(No.1,2)は、変換器群20の少なくとも1台のモジュール装置2に対し、各々の変換効率が最大となる供給電流(最大効率値Ip)ずつ総出力電流を割り当てた上で、総出力電流の残余分をいずれか1台のモジュール装置2に割り当てるパターンである。そのため、この偏重パターンでは、個別のモジュール装置2a,2b,2cの変換効率を高くすることに重点が置かれることになる。   First, the bias pattern (Nos. 1 and 2) assigns a total output current to each at least one module device 2 in the converter group 20 by a supply current (maximum efficiency value Ip) that maximizes each conversion efficiency. In addition, this is a pattern in which the remainder of the total output current is assigned to any one of the module devices 2. Therefore, in this uneven weight pattern, an emphasis is placed on increasing the conversion efficiency of the individual module devices 2a, 2b, 2c.

ここに、「No.1」の第1パターンと「No.2」の第2パターンとでは、総出力電流の残余分の扱いが異なっている。つまり、第1パターンでは、既に最大効率値Ipの供給電流が割り当てられたモジュール装置2以外の1台のモジュール装置2に残余分の電流を割り当てる。したがって、残余分の電流が最大効率値Ip以下であれば、残余分の電流が割り当てられたモジュール装置2からは最大効率値Ip以下の供給電流が出力される。そのため、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、「No.1」の割当パターンでは総出力電流は各モジュール装置2a,2b,2cに2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられる。   Here, the first pattern of “No. 1” and the second pattern of “No. 2” are different in the handling of the remaining of the total output current. That is, in the first pattern, the remaining current is assigned to one module device 2 other than the module device 2 to which the supply current of the maximum efficiency value Ip has already been assigned. Therefore, if the surplus current is equal to or less than the maximum efficiency value Ip, the module device 2 to which the surplus current is assigned outputs a supply current that is equal to or less than the maximum efficiency value Ip. For this reason, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is 2 [A], 2 [A], 1 [ A] are assigned one by one.

これに対し、第2パターンでは、既に最大効率値の供給電流が割り当てられたモジュール装置2のうちいずれか1台に残余分の電流を上乗せする。したがって、残余分の電流が割り当てられたモジュール装置2からは最大効率値Ipよりも大きい供給電流が出力される。そのため、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、「No.2」の割当パターンでは総出力電流は各モジュール装置2a,2b,2cに3〔A〕、2〔A〕、0〔A〕ずつ割り当てられる。   On the other hand, in the second pattern, the remaining current is added to any one of the module devices 2 to which the supply current of the maximum efficiency value has already been assigned. Therefore, a supply current larger than the maximum efficiency value Ip is output from the module device 2 to which the remaining current is allocated. Therefore, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is 3 [A], 2 [A], 0 [0] in each module device 2a, 2b, 2c in the allocation pattern of “No. 2”. A] are assigned one by one.

また、全平均化パターン(No.3,4)は、変換器群20を構成する全てのモジュール装置2a,2b,2cに対し、総出力電流をモジュール装置2a,2b,2c間での供給電流のばらつきが小さくなるように極力均等に割り当てるパターンである。要するに、全平均化パターンでは、変換器群20を構成するモジュール装置2a,2b,2cの台数で総出力電流の大きさを除算し、その結果が各モジュール装置2a,2b,2cへ割り振られる。そのため、この全平均化パターンでは、個別のモジュール装置2a,2b,2cの変換効率は重視されず、変換器郡20を構成する複数台のモジュール装置2a,2b,2cの動作のバランスに重点が置かれることになる。   Further, the total average pattern (No. 3, 4) is the total output current for all the module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20, and the supply current between the module devices 2a, 2b, 2c. This pattern is assigned evenly as much as possible so that the variation in the number is small. In short, in the total averaging pattern, the magnitude of the total output current is divided by the number of module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20, and the result is assigned to each module device 2a, 2b, 2c. Therefore, in this total averaging pattern, the conversion efficiency of the individual module devices 2a, 2b, 2c is not emphasized, and emphasis is placed on the balance of the operations of the plurality of module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20. Will be placed.

ここに、「No.3」の均等型パターンと「No.4」の残余型パターンとでは、小数レベルで均等に割り当てるのか整数レベルで均等に割り当てるのかが異なる。つまり、均等型パターンでは、全モジュール装置2a,2b,2cに対して総出力電流を割り当てる際に、各モジュール装置2a,2b,2cの供給電流が小数点以下(ここでは小数第1位までとする)の値まで均等になるように割り当てを行う。ここで小数点以下の残余が生じた場合には、当該残余分の電流についても全モジュール装置2a,2b,2cに極力均等に割り当てる。そのため、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、「No.3」の割当パターンでは総出力電流は各モジュール装置2a,2b,2cに1.7〔A〕、1.7〔A〕、1.6〔A〕ずつ割り当てられる。   Here, the uniform pattern of “No. 3” and the residual pattern of “No. 4” differ depending on whether they are equally allocated at the decimal level or even at the integer level. That is, in the uniform pattern, when the total output current is allocated to all the module devices 2a, 2b, and 2c, the supply current of each module device 2a, 2b, and 2c is set to the decimal point (here, up to the first decimal place). ) Is assigned so as to be equal to the value of). Here, when a remainder after the decimal point is generated, the remaining current is also allocated to all the module devices 2a, 2b, and 2c as evenly as possible. Therefore, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is 1.7 [A] and 1.7 [A] in each of the module devices 2a, 2b, and 2c in the “No. 3” allocation pattern. ] 1.6 [A].

これに対し、残余型パターンでは、全モジュール装置2a,2b,2cに対して総出力電流を割り当てる際に、各モジュール装置2a,2b,2cの供給電流の整数部分のみ均等になるように割り当てを行う。ここで残余が生じた場合には、当該残余分の電流のうち整数部分のみ全モジュール装置2a,2b,2cに極力均等に割り当てる。そのため、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、「No.4」の割当パターンでは総出力電流は各モジュール装置2a,2b,2cに2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられる。なお、残余分の電流に小数点以下の値が含まれている場合には、小数点以下の値をいずれか1台のモジュール装置2に上乗せして割り当てることとする。このとき小数点以下の電流値を割り当てるモジュール装置2としては、当該電流値を上乗せすることで電力変換効率が高くなるものを選択することが望ましい。   On the other hand, in the residual pattern, when assigning the total output current to all the module devices 2a, 2b, 2c, the assignment is made so that only the integer part of the supply current of each module device 2a, 2b, 2c is equal. Do. Here, when a residue occurs, only an integer part of the remaining current is allocated to all the module devices 2a, 2b, and 2c as evenly as possible. Therefore, for example, if the total output current is 5.0 [A], the total output current is 2 [A], 2 [A], 1 [ A] are assigned one by one. When the remaining current includes a value after the decimal point, the value after the decimal point is added to any one of the module devices 2 and assigned. At this time, as the module device 2 to which the current value after the decimal point is assigned, it is desirable to select one that increases the power conversion efficiency by adding the current value.

また、準平均化パターン(No.5,6)は、変換器群20を構成する一部(ここでは2台とする)のモジュール装置2に対し、総出力電流をこれらのモジュール装置2間での供給電流のばらつきが小さくなるように極力均等に割り当てるパターンである。要するに、準平均化パターンでは、変換器群20を構成する一部のモジュール装置2の台数(ここでは2台)で総出力電流の大きさを除算し、その結果がこれら一部のモジュール装置2へ割り振られる。そのため、この準平均化パターンでは、少なくとも1台のモジュール装置2は動作を停止することになる。割付制御部86にて行われる各モジュール装置2の出力の制御には、供給電流の大きさを制御することのみならず、このようにモジュール装置2の動作を停止させる制御も含む。ここで、「No.5」の均等型パターンと「No.6」の残余型パターンとの関係については、上述した全平均化パターン(No.3,4)の場合と同じであるから説明を省略する。   Further, the quasi-averaged pattern (Nos. 5 and 6) is obtained by changing the total output current between these module devices 2 with respect to a part of the module devices 2 constituting the converter group 20 (two in this case). This is a pattern that is assigned as evenly as possible so as to reduce the variation in the supply current. In short, in the quasi-averaged pattern, the magnitude of the total output current is divided by the number (two in this case) of some of the module devices 2 constituting the converter group 20, and the result is the result of these some of the module devices 2. Allocated to Therefore, in this quasi-averaged pattern, at least one module device 2 stops operating. The control of the output of each module device 2 performed by the allocation control unit 86 includes not only controlling the magnitude of the supply current but also controlling the operation of the module device 2 in this way. Here, the relationship between the uniform pattern of “No. 5” and the residual pattern of “No. 6” is the same as that of the above-described all average pattern (No. 3, 4). Omitted.

したがって、たとえば総出力電流が5.0〔A〕の場合、総出力電流は「No.5」の割当パターンでは各モジュール装置2a,2b,2cに2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられ、「No.6」の割当パターン2a,2b,2cでは2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てられることになる。   Therefore, for example, when the total output current is 5.0 [A], the total output current is 2 [A], 2 [A], 1 [1] in each module device 2a, 2b, 2c in the allocation pattern of “No. 5”. A] is allocated, and in the allocation pattern 2a, 2b, 2c of “No. 6”, 2 [A], 2 [A], and 1 [A] are allocated.

ところで、コントローラ8の分担決定部85は、パターン記憶部84内の上記6種類の各割当パターンを用いて総出力電流の割り当てを行った場合における変換器群20の全モジュール装置2a,2b,2cの入力電力の総和(以下「総入力電力」という)を算出する。さらに、分担決定部85は、総入力電力と変換器群20の全モジュール装置2a,2b,2cの出力電力の総和(以下「総出力電力」という)との関係から変換器群20全体での電力の変換効率(以下、「総変換効率」という)を算出し、総変換効率が最大となる割当パターンを求める。このようにして求まった総変換効率が最大の割当パターンは、実際の総出力電流の割り当てに用いられる適用パターンとなる。   By the way, the assignment determination unit 85 of the controller 8 allocates the total output current using each of the six types of allocation patterns in the pattern storage unit 84, and all the module devices 2a, 2b, 2c of the converter group 20 are allocated. Of the input power (hereinafter referred to as “total input power”). Furthermore, the sharing determination unit 85 determines the total conversion power in the entire converter group 20 from the relationship between the total input power and the sum of the output powers of all the module devices 2a, 2b, and 2c (hereinafter referred to as “total output power”). The power conversion efficiency (hereinafter referred to as “total conversion efficiency”) is calculated, and an allocation pattern that maximizes the total conversion efficiency is obtained. The allocation pattern having the maximum total conversion efficiency obtained in this manner is an application pattern used for actual total output current allocation.

具体的に説明すると、分担決定部85は、まず総出力指示部82から総出力電流値の指示を受け、当該総出力電流を各割当パターンに従って割り当てた場合についてそれぞれ変換器群20を構成する各モジュール装置2a,2b,2cの供給電流を求める。それから分担決定部85は、このように求めた各モジュール装置2a,2b,2cの供給電流を用いて、効率記憶部83内の効率テーブルに基づき、各モジュール装置2a,2b,2cにおける電力の変換効率を求める。これにより、各モジュール装置2a,2b,2cごとに供給電流と変換効率とが求まるので、これらと既知の出力電圧(電力路に印加する電圧)とを用いて各モジュール装置2a,2b,2cの入力電力を算出することができる。このように求まる全モジュール装置2a,2b,2cについての当該入力電力の総和が総入力電力となり、当該総入力電力と既知の総出力電力との関係で総変換効率を求めることができる。分担決定部85では、求めた総変換効率を割当パターンごとに一時記憶部(図示せず)に記憶する。   More specifically, the assignment determination unit 85 first receives an instruction of the total output current value from the total output instruction unit 82, and each of the converter groups 20 constituting the converter group 20 when the total output current is allocated according to each allocation pattern. The supply current of the module devices 2a, 2b, 2c is obtained. Then, the sharing determination unit 85 converts the power in each module device 2a, 2b, 2c based on the efficiency table in the efficiency storage unit 83 using the supply current of each module device 2a, 2b, 2c thus obtained. Seeking efficiency. As a result, the supply current and the conversion efficiency are obtained for each of the module devices 2a, 2b, and 2c, and the module devices 2a, 2b, and 2c are used using these and the known output voltage (voltage applied to the power path). Input power can be calculated. The total sum of the input powers for all the module devices 2a, 2b, and 2c thus obtained becomes the total input power, and the total conversion efficiency can be obtained from the relationship between the total input power and the known total output power. The sharing determination unit 85 stores the obtained total conversion efficiency in a temporary storage unit (not shown) for each allocation pattern.

上述のようにして分担決定部85で選択された適用パターン(いずれかの割当パターン)は、割付制御部86に通知される。適用パターンの通知を受けた割付制御部86は、当該適用パターンに従って総出力電流の割り当てを行い、各モジュール装置2a,2b,2cから出力すべき供給電流の大きさを求める。割付制御部86は、求めた供給電流の大きさを表す電流指令を、通信部81を通して各モジュール装置2a,2b,2cに送信する。   The application pattern (any allocation pattern) selected by the assignment determination unit 85 as described above is notified to the allocation control unit 86. Upon receiving the notification of the application pattern, the allocation control unit 86 assigns the total output current according to the application pattern, and obtains the magnitude of the supply current to be output from each module device 2a, 2b, 2c. The allocation control unit 86 transmits a current command representing the obtained magnitude of the supplied current to each module device 2a, 2b, 2c through the communication unit 81.

コントローラ(割付制御部86)8からの電流指令を通信部21にて受けたモジュール装置2a,2b,2cにおいては、出力制御部23が電流指令に従って電流制御回路22を制御する。これにより、電流指令にて指定された供給電流が、各モジュール装置2a,2b,2cから出力される。   In the module devices 2a, 2b, and 2c that have received the current command from the controller (assignment control unit 86) 8 at the communication unit 21, the output control unit 23 controls the current control circuit 22 according to the current command. Thereby, the supply current designated by the current command is output from each of the module devices 2a, 2b, 2c.

コントローラ8は、総出力電流の大きさが所定の許容範囲を超えて変化する度に適用パターンの選択を行い、各モジュール装置2a,2b,2cへの総出力電流の再割り当てを行うものとする。ただし、これに限らず、適用パターンの選択並びに総出力電流の再割り当てを定期的に行うようにしてもよい。   The controller 8 selects an application pattern each time the magnitude of the total output current changes beyond a predetermined allowable range, and reassigns the total output current to each module device 2a, 2b, 2c. . However, the present invention is not limited to this, and the selection of the application pattern and the reallocation of the total output current may be performed periodically.

以上説明した構成によれば、変換器群20の各モジュール装置2a,2b,2cからは、適用パターンに従って各モジュール装置2a,2b,2cに割り当てられた大きさの供給電流が出力されることになる。ここで、適用パターンは複数種類の割当パターンの中から総変換効率が最大となるように選択された割当パターンであるので、当該適用パターンに従うことにより変換器群20を構成するモジュール装置2a,2b,2c全体での電力の変換効率が比較的高くなる。その結果、変換器群20での電力変換の際に生じる損失を小さく抑えることができ、電力供給装置全体としても電力の変換効率を向上できるという利点がある。   According to the configuration described above, each module device 2a, 2b, 2c of the converter group 20 outputs a supply current having a magnitude allocated to each module device 2a, 2b, 2c according to the application pattern. Become. Here, since the application pattern is an assignment pattern selected so as to maximize the total conversion efficiency from among a plurality of types of assignment patterns, the module devices 2a and 2b constituting the converter group 20 by following the application pattern. , 2c as a whole has a relatively high power conversion efficiency. As a result, there is an advantage that the loss generated during the power conversion in the converter group 20 can be reduced, and the power conversion efficiency of the entire power supply apparatus can be improved.

ところで、本実施形態のように変換器群20を構成する全モジュール装置2a,2b,2cで変換効率−出力特性が共通である場合には、適用パターンに従って割り当てられる各供給電流をいずれのモジュール装置2a,2b,2cに割り付けても総変換効率は一定である。すなわち、供給電流の組合せが適用パターンに従ってさえいれば、各供給電流の割り当て先をモジュール装置2a,2b,2c間で入れ替えても総変換効率に変化は生じない。たとえば、「No.1」の割当パターンでは5〔A〕の総出力電流を2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てる場合に、供給電流を1〔A〕とするモジュール装置2a,2b,2cがいずれであっても総変換効率は同じである。   By the way, when the conversion efficiency-output characteristics are common in all the module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20 as in the present embodiment, each module device is assigned with each supply current assigned according to the application pattern. The total conversion efficiency is constant even if it is assigned to 2a, 2b, 2c. That is, as long as the combination of supply currents follows the application pattern, the total conversion efficiency does not change even if the assignment destinations of the supply currents are exchanged between the module devices 2a, 2b, and 2c. For example, in the allocation pattern of “No. 1”, when the total output current of 5 [A] is allocated 2 [A], 2 [A], and 1 [A] at a time, the module device sets the supply current to 1 [A]. Regardless of 2a, 2b, 2c, the total conversion efficiency is the same.

そこで、本実施形態の他の構成例として、分担決定部85について割り当てられるべき供給電流の組合せを決定する組合せ決定部(図示せず)と、各供給電流をいずれのモジュール装置2a,2b,2cに割り当てるのかを決定する固有割当部(図示せず)とを有する構成とすることが考えられる。この構成では、まず組合せ決定部にて割当パターンに従って総変換効率が最大となる供給電流の組合せを決定した後、固有割当部にて供給電流の割り当て先を含めた適用パターンを決定することになる。   Therefore, as another configuration example of the present embodiment, a combination determination unit (not shown) that determines a combination of supply currents to be assigned to the sharing determination unit 85, and each module device 2a, 2b, 2c It is conceivable to have a configuration including a unique allocation unit (not shown) for determining whether to allocate to each other. In this configuration, the combination determining unit first determines the combination of supply currents that maximizes the total conversion efficiency according to the allocation pattern, and then the specific allocation unit determines the application pattern including the supply current allocation destination. .

この場合に、固有割当部で割り当てる供給電流の割り当て先をランダムに決定することも考えられるが、モジュール装置2a,2b,2cに優先度を付与し、優先度の高いものから順に大きな供給電流が割り当てられるようにすることが望ましい。ここで、優先度は固定的に決定されるのではなく、一部のモジュール装置2a,2b,2cに負担が偏らないように変動的に決定されるものとする。   In this case, it may be possible to randomly determine the supply current allocation destination to be allocated by the specific allocation unit, but priorities are given to the module devices 2a, 2b, and 2c, and a large supply current increases in descending order of priority. It is desirable to be assigned. Here, the priority is not fixedly determined, but is variably determined so that the load is not biased to some of the module devices 2a, 2b, and 2c.

具体的には、各モジュール装置2a,2b,2cからの供給電流量の積算値をモジュール装置2a,2b,2cごとに監視する積算監視部(図示せず)と、積算監視部の監視結果に基づき優先度を決定する優先度決定部(図示せず)とをコントローラ8に設ける。   Specifically, an integrated monitoring unit (not shown) that monitors the integrated value of the amount of current supplied from each of the module devices 2a, 2b, and 2c for each module device 2a, 2b, and 2c, and the monitoring result of the integrated monitoring unit A priority determining unit (not shown) for determining the priority based on the controller 8 is provided in the controller 8.

積算監視部では、変換器群20を構成する各モジュール装置2a,2b,2cについて供給電流を監視し、当該供給電流量の積算値〔Ah〕をテーブル上で管理する。積算は定期的(たとえば1秒ごと)に行われる。なお、供給電流量の積算値は、コントローラ8ではなく各モジュール装置2a,2b,2cでそれぞれ行うようにしてもよい。優先度決定部は、上記積算値が小さい順に優先度が高くなるように各モジュール装置2a,2b,2cの優先度を決定する。優先度は定期的に更新される。   The integration monitoring unit monitors the supply current for each of the module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20, and manages the integration value [Ah] of the supply current amount on the table. Integration is performed periodically (for example, every second). Note that the integrated value of the supplied current amount may be determined by each of the module devices 2a, 2b, and 2c instead of the controller 8. The priority determination unit determines the priorities of the module devices 2a, 2b, and 2c so that the priorities increase in ascending order of the integrated values. The priority is updated regularly.

以上説明したようにモジュール装置2a,2b,2cの優先度により割り当て先を決定する構成では、供給電流量の積算値が小さいモジュール装置2a,2b,2cから順に大きな供給電流が割り当てられるため、モジュール装置2a,2b,2c間での供給電流量のばらつきを小さくできる。すなわち、稼働時間を均等に分散して複数台のモジュール装置2a,2b,2cの稼働率の平均化を図ることにより、一部のモジュール装置2a,2b,2cに負担が偏ることを防止できる。そのため、一部のモジュール装置2a,2b,2cが酷使されることによりその寿命が短くなることを回避でき、モジュール装置2a,2b,2cの交換等を要せずに配電システムを継続使用できる期間が長くなる。   As described above, in the configuration in which the allocation destination is determined based on the priority of the module devices 2a, 2b, and 2c, since the large supply current is allocated in order from the module devices 2a, 2b, and 2c having the smallest integrated value of the supply current amount, the module Variations in the amount of supplied current among the devices 2a, 2b, 2c can be reduced. That is, by distributing the operating time evenly and averaging the operating rates of the plurality of module devices 2a, 2b, 2c, it is possible to prevent the burden on some of the module devices 2a, 2b, 2c from being biased. Therefore, it is possible to avoid shortening the service life of some of the module devices 2a, 2b, and 2c due to overuse, and a period in which the power distribution system can be continuously used without requiring replacement of the module devices 2a, 2b, and 2c. Becomes longer.

また、各モジュール装置2a,2b,2cのスイッチングの発振制御モードに応じて各モジュール装置2a,2b,2cの変換効率−出力特性(変換効率曲線)が変化することがある。たとえば、PWM(Pulse Width Modulation)制御にて各モジュール装置2a,2b,2cの出力を制御する場合に、スイッチングの周波数が変化すると変換効率−出力特性も変化する。さらに、PWM制御にて出力を行う発振期間と出力を停止する発振停止期間とを交互に繰り返すバースト制御を行う場合には、バースト制御のタイミングの変化に伴い変換効率−出力特性が変化する。そこで、コントローラ8では、これらの発振制御モードの変化後の各モジュール装置2a,2b,2cの変換効率−出力特性を発振制御モードの変化と対応付けて予め記憶し、発振制御モードの変化に応じて適用する変換効率−出力特性を可変とすることが望ましい。   Further, the conversion efficiency-output characteristic (conversion efficiency curve) of each module device 2a, 2b, 2c may change depending on the switching oscillation control mode of each module device 2a, 2b, 2c. For example, when the output of each module device 2a, 2b, 2c is controlled by PWM (Pulse Width Modulation) control, if the switching frequency changes, the conversion efficiency-output characteristics also change. Further, when performing burst control in which an oscillation period in which output is performed by PWM control and an oscillation stop period in which output is stopped are alternately repeated, conversion efficiency-output characteristics change with a change in timing of burst control. Therefore, the controller 8 stores in advance the conversion efficiency-output characteristics of the module devices 2a, 2b, and 2c after the change in the oscillation control mode in association with the change in the oscillation control mode, and responds to the change in the oscillation control mode. It is desirable to make the conversion efficiency-output characteristics variable.

なお、上記実施形態では、モジュール装置2a,2b,2cの変換効率−出力特性を効率テーブルとして効率記憶部83に記憶する例を示したが、この例に限らず、たとえば供給電流と変換効率との対応関係を示す演算式を効率記憶部83に記憶するようにしてもよい。この場合、分担決定部83は、当該演算式を用いて各モジュール装置2a,2b,2cの変換効率を求めることができる。
(実施形態2)
本実施形態の配電システムは、蓄電池3の余剰電力を商用電源AC側(商用系統)に逆潮流可能とした点が実施形態1の配電システムと相違する。
In the above-described embodiment, an example in which the conversion efficiency-output characteristics of the module devices 2a, 2b, and 2c are stored in the efficiency storage unit 83 as an efficiency table is shown. However, the present invention is not limited to this example. An arithmetic expression indicating the correspondence relationship may be stored in the efficiency storage unit 83. In this case, the sharing determination unit 83 can obtain the conversion efficiency of each of the module devices 2a, 2b, and 2c using the arithmetic expression.
(Embodiment 2)
The power distribution system of the present embodiment is different from the power distribution system of the first embodiment in that the surplus power of the storage battery 3 can be reversely flowed to the commercial power source AC side (commercial system).

本実施形態では、図5に示すように太陽電池4が直流を交流に変換する機能を有したパワーコンディショナ9を介して交流分電盤6に接続されており、太陽電池4の余剰電力をパワーコンディショナ9で交流に変換し商用系統に逆潮流(売電)できるように構成されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the solar cell 4 is connected to the AC distribution board 6 via a power conditioner 9 having a function of converting direct current to alternating current. It is configured so that it can be converted into alternating current by the power conditioner 9 and reversely flowed (sold) into the commercial system.

ここで、電力供給装置1は、商用電源ACと電力路11aとの間に設けられ交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータからなるモジュール装置2a’と、太陽電池4と電力路11aとの間に設けられた双方向型のDC/DCコンバータからなるモジュール装置2b’と、蓄電池3と電力路11aとの間に設けられた双方向型のDC/DCコンバータからなるモジュール装置2cとを有している。   Here, the power supply device 1 includes a module device 2a ′ that is provided between the commercial power supply AC and the power path 11a, and that includes an AC / DC converter that converts AC power into DC power, a solar cell 4, and a power path 11a. A module device 2b ′ composed of a bidirectional DC / DC converter provided between the two and a module device 2c composed of a bidirectional DC / DC converter provided between the storage battery 3 and the power path 11a. Have.

太陽電池4と電力路11aとの間のモジュール装置2b’は、たとえば図6に示すように第1〜4のスイッチング素子Q1〜Q4からなる第1フルブリッジ回路と第5〜8のスイッチング素子Q5〜Q8からなる第2フルブリッジ回路とをトランスT1を挟んで略対称に設けることにより構成される。第1フルブリッジ回路の出力とトランスT1との間には、インダクタL1およびコンデンサC1の直列回路が挿入される。この構成により、蓄電池3の充電時には、第1フルブリッジ回路を動作させ、太陽電池4の出力(平滑コンデンサC10の両端電圧)V1をトランスT1および第2フルブリッジ回路の寄生ダイオードを介して蓄電池3側に伝達する。一方、蓄電池3の放電時には、第2フルブリッジ回路を動作させ、蓄電池3の出力(平滑コンデンサC20の両端電圧)V2をトランスT1および第1フルブリッジ回路の寄生ダイオードを介して太陽電池4側に伝達する。   The module device 2b ′ between the solar cell 4 and the power path 11a includes, for example, a first full bridge circuit including first to fourth switching elements Q1 to Q4 and fifth to eighth switching elements Q5 as shown in FIG. The second full bridge circuit consisting of ~ Q8 is provided approximately symmetrically across the transformer T1. A series circuit of an inductor L1 and a capacitor C1 is inserted between the output of the first full bridge circuit and the transformer T1. With this configuration, when the storage battery 3 is charged, the first full bridge circuit is operated, and the output of the solar battery 4 (the voltage across the smoothing capacitor C10) V1 is passed through the transformer T1 and the parasitic diode of the second full bridge circuit. To the side. On the other hand, when the storage battery 3 is discharged, the second full bridge circuit is operated, and the output (the voltage across the smoothing capacitor C20) V2 of the storage battery 3 is transferred to the solar battery 4 side via the transformer T1 and the parasitic diode of the first full bridge circuit. introduce.

さらに、電力供給装置1は、CPUを主構成とするコントローラ8と、各種の表示が可能な表示部13とを盤装置10内に有しており、コントローラ8および表示部13が通信路11bを介して各モジュール装置2と接続されている。電力路11aにはサーキットプロテクタ14を介して配電用の接続端子15が接続され、また、コントローラ8には通信用の接続端子16が接続されている。   Furthermore, the power supply device 1 has a controller 8 mainly composed of a CPU and a display unit 13 capable of various displays in the panel device 10, and the controller 8 and the display unit 13 have a communication path 11b. And connected to each module device 2. A connection terminal 15 for power distribution is connected to the power path 11a via a circuit protector 14, and a connection terminal 16 for communication is connected to the controller 8.

以上説明したように太陽電池4と電力路11aとの間のモジュール装置2b’を双方向型のDC/DCコンバータとすることで、太陽電池4の出力を蓄電池3に充電できる一方、負荷側で余剰電力があるときには蓄電池3からパワーコンディショナ9を介して商用電源AC側に逆潮流可能となる。すなわち、太陽電池4および蓄電池3からの電力をパワーコンディショナ9の入力としているので、パワーコンディショナ9が太陽電池4と蓄電池3とで共用されることになる。したがって、日中など太陽電池4から十分な出力が得られるときには太陽電池4の出力にて蓄電池3を充電し、太陽電池4の出力低下時に、蓄電池3から商用電源AC側への逆潮流が可能となる。   As described above, the module device 2b 'between the solar cell 4 and the power path 11a is a bidirectional DC / DC converter, so that the output of the solar cell 4 can be charged to the storage battery 3, while the load side When there is surplus power, it is possible to reversely flow from the storage battery 3 to the commercial power supply AC via the power conditioner 9. That is, since the power from the solar battery 4 and the storage battery 3 is used as the input of the power conditioner 9, the power conditioner 9 is shared by the solar battery 4 and the storage battery 3. Therefore, when sufficient output can be obtained from the solar battery 4 such as during the day, the storage battery 3 is charged with the output of the solar battery 4, and when the output of the solar battery 4 is reduced, a reverse power flow from the storage battery 3 to the commercial power supply AC is possible. It becomes.

なお、本実施形態では、太陽電池4と電力路11aとの間に設けた双方向型のDC/DCコンバータを1台のモジュール装置2b’で実現する例を示したが、この例に限らず、一方向型のDC/DCコンバータからなるモジュール装置を2台用いて太陽電池4と蓄電池3との間で双方向の電力変換を実現するようにしてもよい。   In the present embodiment, an example in which the bidirectional DC / DC converter provided between the solar cell 4 and the power path 11a is realized by one module device 2b ′ is not limited to this example. Alternatively, bidirectional power conversion may be realized between the solar cell 4 and the storage battery 3 by using two module devices each including a unidirectional DC / DC converter.

その他の構成および機能は実施形態1と同様である。   Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.

(実施形態3)
本実施形態の配電システムは、変換器群20を構成する複数台のモジュール装置2a,2b,2cのうち少なくとも1台が、他とは異なる変換効率−出力特性(変換効率曲線)を持つ点が実施形態1の配電システムと相違する。
(Embodiment 3)
The power distribution system of this embodiment is characterized in that at least one of the plurality of module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20 has a conversion efficiency-output characteristic (conversion efficiency curve) different from the others. This is different from the power distribution system of the first embodiment.

すなわち、本実施形態では、複数台のモジュール装置2a,2b,2cに割り当てる供給電流の組合せだけでなく、各供給電流をそれぞれいずれのモジュール装置2a,2b,2cに割り付けるかによっても総変換効率は変化する。たとえば、実施形態1で説明した「No.1」の割当パターンにおいては、5〔A〕の総出力電流を2〔A〕、2〔A〕、1〔A〕ずつ割り当てる場合に、供給電流を1〔A〕とするモジュール装置2a,2b,2cがいずれであるかによって総変換効率は変化する。   That is, in this embodiment, the total conversion efficiency is not only determined by the combination of supply currents assigned to the plurality of module devices 2a, 2b, 2c, but also by which module device 2a, 2b, 2c is assigned to each supply current. Change. For example, in the allocation pattern of “No. 1” described in the first embodiment, when the total output current of 5 [A] is allocated 2 [A], 2 [A], and 1 [A] each, the supply current is The total conversion efficiency varies depending on which of the module devices 2a, 2b, and 2c is 1 [A].

そこで、本実施形態においては、実施形態1で説明した表2の「N0.1」〜「No.6」の6種類の割当パターン(以下、「上位パターン」という)をさらに供給電流の割り当て先の別で細かく分類したパターン(以下、「下位パターン」という)を、割当パターンとして用いるものとする。分担決定部85では、このように細かく分類された割当パターン のそれぞれについて総変換効率を算出し、当該総変換効率が最大となった割当パターンを適用パターンとして選択する。   Therefore, in the present embodiment, six types of allocation patterns (hereinafter referred to as “upper pattern”) of “N0.1” to “No. 6” in Table 2 described in the first embodiment are further assigned to supply currents. The patterns finely classified (hereinafter referred to as “lower pattern”) are used as allocation patterns. The assignment determination unit 85 calculates the total conversion efficiency for each of the allocation patterns finely classified in this way, and selects the allocation pattern having the maximum total conversion efficiency as an application pattern.

以下、具体例を挙げて説明する。ここでは、変換器群20を構成する3台のモジュール装置2a,2b,2c全てで相互に変換効率−出力特性が異なり、それぞれ供給電流が2〔A〕、3〔A〕、4〔A〕のときにその電力変換効率が最大(つまり、それぞれの最大効率値Ipが2〔A〕、3〔A〕、4〔A〕)となる場合を想定する。   Hereinafter, a specific example will be described. Here, all three module devices 2a, 2b, 2c constituting the converter group 20 have mutually different conversion efficiency-output characteristics, and the supplied currents are 2 [A], 3 [A], 4 [A], respectively. In this case, it is assumed that the power conversion efficiency is maximum (that is, each maximum efficiency value Ip is 2 [A], 3 [A], 4 [A]).

分担決定部85は、総出力電流の指示を受け、「N0.1」〜「No.6」の6種類の各上位パターンをさらに複数の下位パターンで分類した各割当パターンについて、総変換効率を求める。たとえば総出力電流が7〔A〕であるとすれば、「No.1」の偏重パターンは、さらに3台のモジュール装置2a,2b,2cのいずれに対して最大効率値Ipとなる供給電流を割り当てるかによって、3通りの下位パターンに分類される。つまり、各モジュール装置2a,2b,2cに対してそれぞれ2〔A〕、3〔A〕、2〔A〕ずつ割り当てる第1の下位パターンと、0〔A〕、3〔A〕、4〔A〕ずつ割り当てる第2の下位パターンと、2〔A〕、1〔A〕、4〔A〕ずつ割り当てる第3の下位パターンとがある。分担決定部85は、これらの各下位パターンについて、それぞれ総変換効率を算出する。   The assignment determination unit 85 receives the instruction of the total output current, and calculates the total conversion efficiency for each allocation pattern obtained by further classifying the six types of upper patterns “N0.1” to “No. 6” into a plurality of lower patterns. Ask. For example, if the total output current is 7 [A], the uneven weight pattern of “No. 1” indicates that the supply current that provides the maximum efficiency value Ip for any of the three module devices 2a, 2b, and 2c. Depending on whether it is assigned, it is classified into three sub patterns. That is, the first sub-pattern that assigns 2 [A], 3 [A], 2 [A] to each module device 2a, 2b, 2c and 0 [A], 3 [A], 4 [A There are second lower patterns to be assigned one by one and third lower patterns to be assigned 2 [A], 1 [A], and 4 [A] one by one. The sharing determination unit 85 calculates the total conversion efficiency for each of these subordinate patterns.

以上説明した本実施形態の構成によれば、異なる変換効率−出力特性を持つモジュール装置2a,2b,2cを組み合わせて変換器群20を構成するような場合でも、変換器群20全体としての変換効率を高くすることができる。しかも、供給電流の割り当て先も考慮して細かく分類された下位パターンを用いることにより、上位パターンのみを用いる場合に比べて、総変換効率が最大となる割当パターンを選択する際の選択肢が多くなる。その結果、総変換効率の点からより最適な適用パターンにて総出力電流の割り当てを行うことができるという利点がある。   According to the configuration of the present embodiment described above, even when the converter group 20 is configured by combining the module devices 2a, 2b, and 2c having different conversion efficiency-output characteristics, the conversion of the converter group 20 as a whole is performed. Efficiency can be increased. In addition, by using the subordinate pattern that is finely classified in consideration of the supply current allocation destination, there are more choices when selecting the allocation pattern that maximizes the total conversion efficiency than when only the upper pattern is used. . As a result, there is an advantage that the total output current can be allocated with a more optimal application pattern in terms of the total conversion efficiency.

その他の構成および機能は実施形態1と同様である。   Other configurations and functions are the same as those of the first embodiment.

ところで、上記各実施形態では、電力変換器をモジュール装置2として説明したが、電力変換器以外の装置、たとえば電力計測装置などをモジュール化してモジュール装置2として電力供給装置1に付加できる構成としてもよい。   By the way, in each said embodiment, although the power converter was demonstrated as the module apparatus 2, as a structure which can modularize apparatuses other than a power converter, for example, a power measuring device, etc., and can add to the power supply apparatus 1 as the module apparatus 2. Good.

1 電力供給装置
2a〜2d モジュール装置
3 蓄電池
4 太陽電池
5 電力供給線
9 パワーコンディショナ
10 盤装置
11 バスライン(主幹路)
11a 電力路
11b 通信路
20 変換器群
82 総出力指示部
83 効率記憶部
84 パターン記憶部
85 分担決定部
86 割付制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply apparatus 2a-2d Module apparatus 3 Storage battery 4 Solar cell 5 Power supply line 9 Power conditioner 10 Panel apparatus 11 Bus line (main trunk line)
11a Power path 11b Communication path 20 Converter group 82 Total output instruction section 83 Efficiency storage section 84 Pattern storage section 85 Sharing determination section 86 Allocation control section

Claims (5)

それぞれ入力電力を所望の出力電力に変換する複数台の電力変換器からなる複数台のモジュール装置と、電力路および通信路からなりモジュール装置と電気的に接続される主幹路とを備え、主幹路に接続される電力供給線を通して負荷に電力を供給する電力供給装置であって、各モジュール装置は、主幹路を接続するための接続口を具備し、それぞれ単位寸法として規定された外形寸法若しくは単位寸法のモジュール装置を複数台並設したものに相当する外形寸法に形成されており、接続口を介して主幹路に着脱自在に取り付けられる器体と、器体内に収納され主幹路に対して接続される内部回路とを有し、内部回路は、負荷から要求されている電力に見合う電力が負荷に供給されるように各々の出力電力を自律制御する機能と、通信路を介した外部からの指令に従って動作する機能とを有することを特徴とする電力供給装置。   A plurality of module devices each composed of a plurality of power converters that convert input power into desired output power, and a main trunk that includes a power path and a communication path and is electrically connected to the module apparatus. A power supply device that supplies power to a load through a power supply line connected to the module, wherein each module device has a connection port for connecting a main road, and each has an external dimension or unit defined as a unit dimension. It is formed in an external dimension equivalent to multiple modules of the same size, and is mounted in a removable manner to the main trunk via a connection port, and is housed in the main body and connected to the main trunk An internal circuit, and the internal circuit autonomously controls each output power so that power corresponding to the power required by the load is supplied to the load, and via a communication path. Power supply apparatus characterized by and a function of operating in accordance with a command from the outside. 前記主幹路に接続される複数台の前記モジュール装置のうち少なくとも2台のモジュール装置は一群の変換器群を構成し、当該変換器群の全モジュール装置から出力される供給電流の総和が総出力電流として負荷へ供給されており、各モジュール装置における電力の変換効率はそれぞれの供給電流の大きさに応じて変化し、各モジュール装置について供給電流と変換効率との対応関係が予め記憶されている効率記憶部と、変換器群の各モジュール装置への総出力電流の割り当ての規則を表す割当パターンが予め複数記憶されているパターン記憶部と、変換器群に要求する総出力電流を指示する総出力指示部と、総出力指示部で指示された総出力電流および効率記憶部に記憶されている変換効率を用いてパターン記憶部内の1つの割当パターンを適用パターンとして選択する分担決定部と、選択された適用パターンに従って各モジュール装置へ総出力電流が割り当てられるように各モジュール装置の出力を制御する割付制御部とを備え、分担決定部は、パターン記憶部内の各割当パターンに従って変換器群のモジュール装置へ総出力電流を割り当てた場合における変換器群全体での入力電力の総和を、効率記憶部内の変換効率を用いて割当パターンごとに算出し、当該入力電力の総和が最小となる割当パターンを適用パターンとして選択することを特徴とする請求項1記載の電力供給装置。   At least two module devices among the plurality of module devices connected to the main trunk constitute a group of converters, and the total output current supplied from all the module devices of the converter group is a total output. It is supplied to the load as a current, and the power conversion efficiency in each module device changes according to the magnitude of the respective supply current, and the correspondence between the supply current and the conversion efficiency is stored in advance for each module device. An efficiency storage unit, a pattern storage unit in which a plurality of assignment patterns representing rules for assigning the total output current to each module device of the converter group are stored in advance, and a total indicating the total output current required for the converter group One allocation pattern in the pattern storage unit using the output instruction unit, the total output current instructed by the total output instruction unit, and the conversion efficiency stored in the efficiency storage unit An assignment determination unit that is selected as an application pattern, and an assignment control unit that controls the output of each module device so that the total output current is assigned to each module device according to the selected application pattern. When the total output current is allocated to the module device of the converter group according to each allocation pattern in the unit, the total input power in the entire converter group is calculated for each allocation pattern using the conversion efficiency in the efficiency storage unit, 2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein an allocation pattern that minimizes a sum of input power is selected as an application pattern. 前記変換器群の各モジュール装置は、それぞれの発振制御モードに応じて供給電流と変換効率との対応関係が変化するスイッチング電源からなり、前記分担決定部は、変化後の変換効率を用いて適用パターンを選択することを特徴とする請求項2記載の電力供給装置。   Each module device of the converter group includes a switching power supply in which a correspondence relationship between a supply current and a conversion efficiency changes according to each oscillation control mode, and the sharing determination unit is applied using the changed conversion efficiency. The power supply device according to claim 2, wherein a pattern is selected. 分散電源としての太陽電池および蓄電池と、直流を交流に変換する機能を有したパワーコンディショナとを備えた配電システムに用いられ、蓄電池とパワーコンディショナとの間に前記モジュール装置である電力変換器を有し、当該電力変換器が前記主幹路に接続され、太陽電池および蓄電池からの電力をパワーコンディショナの入力とし、太陽電池と蓄電池との一方の出力に余剰電力があれば当該余剰電力をパワーコンディショナを介して商用電力系統に逆潮流させることを特徴とする請求項1記載の電力供給装置。   A power converter that is used in a power distribution system including a solar battery and a storage battery as a distributed power source, and a power conditioner having a function of converting direct current to alternating current, and is the module device between the storage battery and the power conditioner The power converter is connected to the main road, the power from the solar battery and storage battery is input to the power conditioner, and if there is surplus power at one output of the solar battery and storage battery, the surplus power is The power supply device according to claim 1, wherein a reverse power flow is made to the commercial power system via the power conditioner. 前記パワーコンディショナは前記太陽電池と前記商用電力系統との間に設けられており、太陽電池と前記主幹路との間に電力変換器を有し、当該電力変換器は、太陽電池と前記蓄電池との間で双方向に電力の変換が可能であって、蓄電池の出力に余剰電力があれば当該余剰電力をパワーコンディショナを介して商用電力系統に逆潮流させることを特徴とする請求項4記載の電力供給装置。
The power conditioner is provided between the solar cell and the commercial power system, and includes a power converter between the solar cell and the main trunk, and the power converter includes the solar cell and the storage battery. The power can be converted bidirectionally between the two, and if there is surplus power in the output of the storage battery, the surplus power is reversely flowed to the commercial power system via the power conditioner. The power supply device described.
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