JP2014033579A - Dc distribution system, wiring method, and construction method for dc distribution system - Google Patents
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Abstract
【課題】安定した直流配電を可能とする。
【解決手段】直流配線１０に接続されている直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５と、直流配線１０に接続され電流脈動の発生源となるインバータ１６と、直流配線１０に接続されこの直流配線１０の電圧一定制御を行うＤＣ／ＤＣコンバータ１７とを備えている。コンバータ１７と直流配線１０との接続点Ｊを挟んで、一方側の直流配線にＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５が接続され、他方側の直流配線にインバータ１６が接続されている。
【選択図】 図１To enable stable DC power distribution.
DC / DC converters 13, 14, 15 for a DC device connected to a DC wiring 10, an inverter 16 connected to the DC wiring 10 to be a source of current pulsation, and a DC wiring 10. A DC / DC converter 17 that performs constant voltage control of the DC wiring 10 is provided. The DC / DC converters 13, 14, and 15 are connected to one DC wiring, and the inverter 16 is connected to the other DC wiring, with a connection point J between the converter 17 and the DC wiring 10 interposed therebetween.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、直流配線を通じて直流電力を配電する直流配電システム、この直流配電システムを得るための配線方法及び工事方法に関する。 The present invention relates to a DC distribution system that distributes DC power through DC wiring, and a wiring method and a construction method for obtaining this DC distribution system.
現在、商用電源として交流電源が使用されているが、交流から直流に変換する際のエネルギーロスを抑制するため、各種の電気製品に直流で電力を配電する直流配電システムが導入されている（特許文献１参照）。
また、地球温暖化対策として自然エネルギーの活用も要望されており、太陽光発電が家庭に普及しつつある。そこで、太陽光発電で得た直流電力を蓄電池に蓄え、その電力を直接電気製品に供給する直流配電システムも利用されている。
Currently, AC power is used as a commercial power supply, but in order to suppress energy loss when converting from AC to DC, DC distribution systems that distribute power to various electrical products using DC are introduced (patents) Reference 1).
In addition, utilization of natural energy is also demanded as a measure against global warming, and solar power generation is becoming popular in households. Therefore, a DC power distribution system that stores DC power obtained by photovoltaic power generation in a storage battery and supplies the power directly to an electrical product is also used.
図９は、直流配電システムの概略構成を示す説明図である。このシステムでは、直流配線８１に、蓄電池８２、太陽光パネル８３、風力発電機８４及び直流負荷８５が、図の並びで接続されている他に、従来使用されている電気製品等の交流負荷８６も接続されている。
このような交流負荷８６を直流配電システム中において使用するためには、直流配線８１上の直流を交流へと変換するインバータ８６ａが必要となるが、このインバータ８６ａにより、交流負荷８６側の周波数の２倍の周波数成分を有する非線形の電流変動（以下、脈動電流という）が、直流負荷８５用のＤＣ／ＤＣコンバータ８５ａ等が接続されている直流配線８１に出現する。なお、この脈動電流の大きさは、交流負荷８６の電力使用量に比例する。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the DC power distribution system. In this system, a
In order to use such an
このような脈動電流が直流配線８１に作用すると、脈動電流の瞬間最大電流値が直流配線８１及びＤＣ／ＤＣコンバータ８５ａ等の規定電流値を超える可能性があり、ＤＣ／ＤＣコンバータ８５ａ側に安定した直流配電がされず、誤作動することも考えられる。
When such a pulsating current acts on the
そこで、本発明は、安定した直流配電が可能となる直流配電システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a DC distribution system that enables stable DC distribution.
（１）本発明の直流配電システムは、直流配線に接続されている直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記直流配線に接続されているインバータと、前記直流配線に接続され当該直流配線の電圧一定制御を行う定電圧制御器とを備え、前記定電圧制御器と前記直流配線との接続点を挟んで、一方側の前記直流配線に前記ＤＣ／ＤＣコンバータが接続され、他方側の前記直流配線に前記インバータが接続されていることを特徴とする。 (1) A DC power distribution system according to the present invention includes a DC / DC converter for a DC device connected to a DC wiring, an inverter connected to the DC wiring, and a voltage of the DC wiring connected to the DC wiring. A constant voltage controller that performs constant control, the DC / DC converter is connected to the DC wiring on one side across a connection point between the constant voltage controller and the DC wiring, and the DC on the other side The inverter is connected to the wiring.
本発明によれば、定電圧制御器による電圧一定制御は、直流配線上の電圧変化を監視し、目標電圧値に対して電圧が上昇したことを検知するとその上昇量に応じて電圧を下げる制御を行い、また、目標電圧値に対して電圧が降下したことを検知するとその降下量に応じて電圧を上げる制御である。定電圧制御器による電圧一定制御は、直流配線上での電力変化量、つまり、直流配線上での電流変化量を吸収する制御でもある。
このため、インバータから定電圧制御器の接続点までの直流配線（前記他方側の直流配線）に電流脈動が出現しても、定電圧制御器によって直流配線の電圧一定制御が行われることで、接続点よりも一方側の直流配線では電流脈動を吸収することが可能となる。この結果、接続点よりも一方側であるＤＣ／ＤＣコンバータ用の直流配線に対して、安定した直流配電が可能となる。
According to the present invention, the constant voltage control by the constant voltage controller is a control that monitors the voltage change on the DC wiring and reduces the voltage according to the amount of increase when it detects that the voltage has increased with respect to the target voltage value. In addition, when it is detected that the voltage has dropped with respect to the target voltage value, the voltage is increased according to the amount of the drop. The constant voltage control by the constant voltage controller is also control for absorbing the amount of power change on the DC wiring, that is, the amount of current change on the DC wiring.
For this reason, even if a current pulsation appears in the DC wiring (the DC wiring on the other side) from the inverter to the connection point of the constant voltage controller, the constant voltage controller performs constant voltage control of the DC wiring, Current pulsation can be absorbed by the DC wiring on one side of the connection point. As a result, stable DC power distribution is possible with respect to the DC wiring for the DC / DC converter on one side of the connection point.
（２）また、本発明の直流配電システムは、直流配線に接続されている直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記直流配線に接続されているインバータと、前記直流配線に接続され当該直流配線の電圧一定制御を行う定電圧制御器とを備え、前記直流配線は、第一直流配線と第二直流配線との二組の配線を有し、前記定電圧制御器は、前記第一直流配線と前記第二直流配線との双方に接続され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第一直流配線に接続され、前記インバータは、前記第二直流配線に接続されていることを特徴とする。 (2) Further, the DC power distribution system of the present invention includes a DC / DC converter for a DC device connected to a DC wiring, an inverter connected to the DC wiring, and the DC wiring connected to the DC wiring. A constant voltage controller for performing constant voltage control, wherein the DC wiring has two sets of wiring, a first DC wiring and a second DC wiring, and the constant voltage controller The DC / DC converter is connected to the first DC wiring, and the inverter is connected to the second DC wiring. To do.
本発明によれば、第一直流配線及び第二直流配線と、定電圧制御器との接続点を挟んで、一方側となる直流配線（第一直流配線）にＤＣ／ＤＣコンバータが接続され、他方側となる直流配線（第二直流配線）にインバータが接続された構成が得られる。つまり、これは、前記（１）に記載の直流配電システムと同様の構成となり、同様の作用効果を奏することができる。
さらに、第一直流配線と第二直流配線とを併設した場合、例えば、この直流配電システムに、新たなＤＣ／ＤＣコンバータを追加する場合、このＤＣ／ＤＣコンバータを第一直流配線に接続すればよく、また、この直流配電システムに、新たなインバータを追加する場合、このインバータを第二直流配線に接続すればよい。
According to the present invention, the DC / DC converter is connected to the DC wiring (first DC wiring) on one side across the connection point between the first DC wiring and the second DC wiring and the constant voltage controller. Thus, a configuration is obtained in which the inverter is connected to the DC wiring (second DC wiring) on the other side. That is, this has the same configuration as that of the DC power distribution system described in (1), and can provide the same operational effects.
Furthermore, when the first DC wiring and the second DC wiring are provided, for example, when a new DC / DC converter is added to the DC power distribution system, the DC / DC converter is connected to the first DC wiring. In addition, when a new inverter is added to the DC power distribution system, the inverter may be connected to the second DC wiring.
（３）また、前記（１）又は（２）に記載の直流配電システムの前記定電圧制御器は、蓄電池用のＤＣ／ＤＣコンバータとすることができる。
この場合、蓄電池用のＤＣ／ＤＣコンバータを含む直流配電システムでは、新たに定電圧制御機を追加する必要はない。なお、このような蓄電池用のＤＣ／ＤＣコンバータとしては、定電圧制御機能を有する蓄電池用の双方向ＤＣ／ＤＣインバータが該当する。
(3) Moreover, the said constant voltage controller of the direct-current power distribution system as described in said (1) or (2) can be used as the DC / DC converter for storage batteries.
In this case, in the DC power distribution system including the DC / DC converter for the storage battery, it is not necessary to newly add a constant voltage controller. In addition, as such a DC / DC converter for a storage battery, a bidirectional DC / DC inverter for a storage battery having a constant voltage control function is applicable.
（４）また、本発明は、直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータ、インバータ、及び、電圧一定制御を行う定電圧制御器を、直流配線に接続する配線方法であって、前記定電圧制御器と前記直流配線との接続点を挟んで、一方側の前記直流配線に前記ＤＣ／ＤＣコンバータを接続し、他方側の前記直流配線に前記インバータを接続することを特徴とする。
本発明によれば、前記（１）に記載の直流配電システムが得られ、同様の作用効果を奏することができる。
(4) Further, the present invention is a wiring method for connecting a DC / DC converter for DC equipment, an inverter, and a constant voltage controller that performs constant voltage control to a DC wiring, and the constant voltage controller and The DC / DC converter is connected to the DC wiring on one side across the connection point with the DC wiring, and the inverter is connected to the DC wiring on the other side.
According to the present invention, the DC power distribution system described in the above (1) can be obtained, and the same operational effects can be achieved.
（５）また、本発明は、直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータ、インバータ、及び、電圧一定制御を行う定電圧制御器を、直流配線に接続する配線方法であって、前記直流配線として、第一直流配線と第二直流配線とを二組設置し、前記定電圧制御器を、前記第一直流配線と前記第二直流配線との双方に接続し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを、前記第一直流配線に接続し、前記インバータを、前記第二直流配線に接続することを特徴とする。
本発明によれば、前記（２）に記載の直流配電システムが得られ、同様の作用効果を奏することができる。
(5) Further, the present invention is a wiring method for connecting a DC / DC converter for DC equipment, an inverter, and a constant voltage controller that performs constant voltage control to a DC wiring, Two sets of one DC wiring and second DC wiring are installed, the constant voltage controller is connected to both the first DC wiring and the second DC wiring, and the DC / DC converter is connected to the DC / DC converter, The first DC wiring is connected, and the inverter is connected to the second DC wiring.
According to the present invention, the DC power distribution system described in (2) can be obtained, and the same operational effects can be achieved.
（６）また、本発明は、既設の直流配線に接続されている直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータと、当該直流配線に接続されているインバータと、当該直流配線に接続され当該直流配線の電圧一定制御を行う定電圧制御器とを備えた直流配電システムの工事方法であって、前記既設の直流配線とは別の新設直流配線を、当該既設の直流配線に沿って設置し、前記定電圧制御器を前記新設直流配線にも接続し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ又は前記インバータを、前記新設直流配線に接続し直すことを特徴とする。
本発明によれば、前記（２）に記載の直流配電システムが得られ、同様の作用効果を奏することができる。
(6) Further, the present invention provides a DC / DC converter for a DC device connected to an existing DC wiring, an inverter connected to the DC wiring, and a voltage of the DC wiring connected to the DC wiring. A DC power distribution system construction method comprising a constant voltage controller that performs constant control, wherein a new DC wiring different from the existing DC wiring is installed along the existing DC wiring, and the constant voltage The controller is also connected to the new DC wiring, and the DC / DC converter or the inverter is reconnected to the new DC wiring.
According to the present invention, the DC power distribution system described in (2) can be obtained, and the same operational effects can be achieved.
本発明によれば、定電圧制御器の電圧一定制御により、定電圧制御器と直流配線との接続点よりも一方側の直流配線では電流脈動を吸収することが可能となり、この接続点よりも一方側であるＤＣ／ＤＣコンバータ用の直流配線に対して、安定した直流配電が可能となる。 According to the present invention, the constant voltage control of the constant voltage controller makes it possible to absorb current pulsation in the DC wiring on one side of the connection point between the constant voltage controller and the DC wiring. Stable DC power distribution is possible with respect to the DC wiring for the DC / DC converter on one side.
以下、本発明の実施の形態を説明する。
〔直流配電システム（第一実施形態）について〕
図１は、直流配電システム（第一実施形態）の概略構成を示す説明図である。この直流配電システムには、直流配線１０、複数の直流機器、これら直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータ、交流負荷６、及び、この交流負荷６用のＤＣ／ＡＣインバータ１６が含まれている。直流配線１０は、例えば、数キロにわたって設置されているものであり、後にも説明するが、一定の電圧（例えば３５０Ｖ）に制御されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
[DC distribution system (first embodiment)]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a DC power distribution system (first embodiment). The DC power distribution system includes a
前記直流機器として、本実施形態では、太陽光パネル３、風力発電機４及び直流負荷５が設けられており、太陽光パネル３、風力発電機４及び直流負荷５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５を介して、直流配線１０に接続されている。このように、直流配線１０には、直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５が接続されている。
さらに、本実施形態の直流配電システムは、蓄電池７を備えており、さらに、直流配線１０に接続されている定電圧制御器として、蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７を備えている。この直流配電システムにおける電力の需要と供給のバランスは、自立状態では蓄電池７を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ１７によって行われ、さらに、直流配線１０上の電圧は一定に制御される。
In the present embodiment, as the DC device, a
Further, the DC power distribution system of the present embodiment includes a
太陽光パネル３及び風力発電機４は直流電力を発電する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４それぞれは、発電された電力の電圧を直流配線１０の電圧に変換する。直流負荷５は、例えば直流電力によって作動する電気機器であり、独自の電圧（例えば１０Ｖ）で作動するように構成されたものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５は、この電圧に変圧する。
The
交流負荷６は、例えば、交流電力によって作動する電気機器であり、独自の電圧と周波数で作動するように構成されたものである。このような交流負荷６に対して、一定電圧（例えば３５０Ｖ）とされる直流配線１０から電力を供給するために、前記ＤＣ／ＡＣインバータ１６が直流配線１０に接続されている。
The AC load 6 is, for example, an electric device that is operated by AC power, and is configured to operate at a unique voltage and frequency. The DC /
図２は、この交流負荷６側と直流配線１０側との電圧・電流波形を示す説明図であり、（Ａ）は交流負荷６側の電圧波形、（Ｂ）は交流負荷６側の電流波形、（Ｃ）は直流配線１０側の電圧波形、（Ｄ）直流配線１０側の電流波形である。なお、図２（Ｄ）に示す直流配線１０側の電流波形は、図１の点Ｃにおける波形である。
2A and 2B are explanatory diagrams showing voltage / current waveforms on the AC load 6 side and the
直流配線１０は電圧一定制御（図２（Ｃ））が行われることから、交流負荷６の使用電力により、直流配線１０の電流波形には、図２（Ｄ）に示すように、交流負荷６側の周波数の２倍の周波数成分を有する電流脈動（電流リップル）が出現する。なお、この電流脈動の大きさは、交流負荷６の電力使用量に比例することとなる。このように、この直流配電システムでは、電圧一定制御が行われていることから、交流負荷６による直流配線１０上の電力量の変化は電流値によって表れ、ＤＣ／ＡＣインバータ１６は、電流脈動の発生源となる。
Since the
図１において、蓄電池７は、直流配線１０からの電力を充電可能であり、かつ、直流配線１０への放電が可能であり、この蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７が、この充放電の制御を行うと共に、直流配線１０の電圧一定制御を行う機能を有している。
また、図１において、直流配線１０に対するこのコンバータ１７の接続点Ｊから、一方側（図１では上側）の直流配線を第一直流配線１１と定義し、他方側（図１では下側）の直流配線を第二直流配線１２と定義すると、本実施形態の直流配電システムは、コンバータ１７と直流配線１０との接続点Ｊを挟んで、一方側の第一直流配線１１にＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５が接続されており、他方側の第二直流配線１２にＤＣ／ＡＣインバータが接続された構成となっている。
In FIG. 1, the
In FIG. 1, the DC wiring on one side (upper side in FIG. 1) from the connection point J of the
以上より、本実施形態の直流配電システムは、直流配線１０に接続されている直流機器（３，４，５）用のＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５と、この直流配線１０に接続され電流脈動の発生源となる交流負荷６用のＤＣ／ＡＣインバータ１６と、この直流配線１０に接続され直流配線１０の電圧一定制御を行う蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７とを備えている。そして、直流配線１０は、第一直流配線１１と第二直流配線１２との二組の配線を有しており、コンバータ１７は、第一直流配線１１と第二直流配線１２との双方に接続されており、コンバータ１３，１４，１５は、第一直流配線１１に接続され、インバータ１６は、第二直流配線１２に接続された直流配電システムとなる。
As described above, the DC power distribution system of the present embodiment is connected to the
そして、蓄電池７用のコンバータ１７による電圧一定制御は、直流配線１０上の電圧変化を監視し、目標電圧値に対して電圧が上昇したことを検知するとその上昇量に応じて蓄電池７が充電することで電圧を下げる制御を行い、また、目標電圧値に対して電圧が降下したことを検知するとその降下量に応じて蓄電池７が放電することで電圧を上げる制御である。すなわち、この電圧一定制御は、直流配線１０上での電力変化量、つまり、直流配線１０上での電流変化量を吸収する制御でもある。
The constant voltage control by the
このため、電流脈動の発生源となるインバータ１６から接続点Ｊまでの第二直流配線１２に、前記のような電流脈動が出現しても、蓄電池７用のコンバータ１７によって直流配線１０の前記電圧一定制御が行われることで、接続点Ｊよりも一方側である第一直流配線１１ではこの電流脈動を吸収することが可能となり、この第一直流配線１１（図１の点Ｂ）における電流波形は、図３に示すようになり、図２（Ｄ）と比べて平滑化される。したがって、接続点Ｊよりも一方側であるＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５が接続されている直流配線１０（第一直流配線１１）に対して、安定した直流配電が可能となる。
For this reason, even if the current pulsation as described above appears in the second DC wiring 12 from the
〔直流配電システムを構成するための配線方法〕
図１に示す直流配電システムを構成するための配線方法を説明する。この直流配電システムを構成するためには、直流機器（３，４，５）用のＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５、ＤＣ／ＡＣインバータ１６、及び、電圧一定制御を行う蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７を、直流配線１０に接続することで行われる。特に、図１に示すシステムの構成とするための配線方法は、コンバータ１７と直流配線１０とを接続すると共に、この接続した点（接続点Ｊ）を挟んで、一方側の第一直流配線１１にＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４，１５それぞれを介して直流機器（３，４，５）を接続し、他方側の第二直流配線１２にインバータ１６を介して交流負荷６を接続することで行われる。
[Wiring method for configuring a DC power distribution system]
A wiring method for configuring the DC power distribution system shown in FIG. 1 will be described. In order to configure this DC distribution system, DC /
〔直流配電システム（第二実施形態）について〕
図４は、直流配電システム（第二実施形態）の概略構成を示す説明図である。第一実施形態と同様に、この直流配電システム（図４）には、直流配線１０、複数の直流機器、これら直流機器用のＤＣ／ＤＣコンバータ、交流負荷、この交流負荷用のＤＣ／ＡＣインバータ、蓄電池７、及び、定電圧制御器としての蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７が含まれている。
[DC distribution system (second embodiment)]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a DC power distribution system (second embodiment). As in the first embodiment, this DC power distribution system (FIG. 4) includes a
前記直流機器として、太陽光パネル３及び風力発電機４が設けられており、太陽光パネル３及び風力発電機４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４を介して、直流配線１０に接続されている。
図１の直流配電システムと比較すると、図１の直流負荷５が無く、この代わりに交流負荷（６ａ，６ｂ）が２つ設けられている点が異なり、さらに、各直流機器（３，４）と交流負荷（６ａ，６ｂ）と蓄電池７及びこれらのためのインバータ及びコンバータの配置が異なる。各部の機能等については図１のシステムと同じであり、ここではその機能の説明を省略する。
また、直流配線１０は、二本の直流ケーブルＬ１，Ｌ２からなる第一直流配線１１と、二本の直流ケーブルＬ３，Ｌ４からなる第二直流配線１２との二組の配線（合計四本の直流ケーブルＬ１〜Ｌ４）を有している点では同じであるが、図４では、これら第一直流配線１１と第二直流配線１２とが併設されている点、つまり、四本の直流ケーブルＬ１〜Ｌ４が併設されている点で異なる。
As the DC device, a
Compared with the DC power distribution system of FIG. 1, the DC load 5 of FIG. 1 is not provided, but two AC loads (6a, 6b) are provided instead. Further, each DC device (3, 4) is different. The arrangement of the AC load (6a, 6b), the
In addition, the
すなわち、図４に示す直流配電システムでは、一方から他方に向かって連続して（直線的に）直流配線１０が数キロにわたって配設されており、この直流配線１０の長手方向に沿って、一方側（図４の上側）から順番に、交流負荷６ａ、交流負荷６ｂ、風力発電機４及び蓄電池７が配置されており、そして、太陽光パネル３が少し離れたエリアに設置されている。
この配置は、各設備の機能を適切に発揮させるために合致した条件により決定されている。つまり、太陽光パネル３は、日当たりが良い土地に設置され、風力発電機４は、風通りの良い例えば高所に設置されている。そして、本実施形態では交流負荷６ｂを、交流電力で動作する家電（電気機器）を有する家屋としており、太陽光パネル３と離れている住居用エリアに、家屋（交流負荷６ａ，６ｂ）が建てられている。なお、太陽光パネル３が離れたエリアに設置されていることから、第一直流配線１１及び第二直流配線１２それぞれは、太陽光パネル３側に向かって分岐している。
そして、本実施形態では、家屋（交流負荷６ａ，６ｂ）用のＤＣ／ＡＣインバータ１６ａ，１６ｂが、電流脈動の発生源となる。
That is, in the DC power distribution system shown in FIG. 4, the
This arrangement is determined according to conditions that are met in order to appropriately exhibit the functions of the respective facilities. That is, the
In the present embodiment, the DC /
また、本実施形態の直流配電システムでは、直流配線１０は、第一直流配線１１と第二直流配線１２との二組の配線（合計四本の直流ケーブルＬ１〜Ｌ４）を有しているが、これら二組の配線（合計四本の直流ケーブルＬ１〜Ｌ４）は、まとめられて地中等の配線設置ラインに設置されている。また、各ケーブル（例えばＬ１）には分岐ケーブル（Ｌ１ｘ）が含まれるが、これら分岐ケーブル（Ｌ１ｘ〜Ｌ４ｘ）も、まとめられて地中等の配線設置ラインに設置されている。
なお、本実施形態では、ケーブルの本数に関して、分岐ケーブル（Ｌ１ｘ）はケーブル（例えばＬ１）に含まれることとし、分岐ケーブル（Ｌ１ｘ）を含む直流ケーブル（Ｌ１）の本数を、一本として扱う。
Further, in the DC power distribution system of the present embodiment, the
In this embodiment, regarding the number of cables, the branch cable (L1x) is included in the cable (for example, L1), and the number of DC cables (L1) including the branch cable (L1x) is handled as one.
そして、定電圧制御器としての蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７は、第一直流配線１１と第二直流配線１２との双方に接続されている。つまり、コンバータ１７は四本の直流ケーブルＬ１〜Ｌ４と電気的に接続されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４は、それぞれ第一直流配線１１に接続されている。つまり、コンバータ１３，１４はそれぞれ直流ケーブルＬ１，Ｌ２と電気的に接続されている。
電流脈動の発生源となるインバータ１６ａ，１６ｂは、それぞれ第二直流配線１２に接続されている。つまり、インバータ１６ａ，１６ｂはそれぞれ直流ケーブルＬ３，Ｌ４と電気的に接続されている。
A DC /
The DC /
以上より、直流ケーブルＬ１はコンバータ用グランドラインとなり、直流ケーブルＬ２はコンバータ用電源ラインとなり、直流ケーブルＬ３はインバータ用グランドラインとなり、直流ケーブルＬ４はインバータ用電源ラインとなる。 As described above, the DC cable L1 serves as a converter ground line, the DC cable L2 serves as a converter power line, the DC cable L3 serves as an inverter ground line, and the DC cable L4 serves as an inverter power line.
この直流配電システムによれば、第一直流配線１１及び第二直流配線１２と、定電圧制御器としてのコンバータ１７との接続点Ｊを挟んで、一方側となる第一直流配線１１にＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４が接続され、他方側となる第二直流配線１２にインバータ１６ａ，１６ｂが接続された構成が得られる。
According to the DC power distribution system, the
したがって、前記実施形態と同様に、電流脈動の発生源となるインバータ１６ａ，１６ｂから接続点Ｊまでの第二直流配線１２に、電流脈動が出現しても、蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７によって直流配線１０の電圧一定制御が行われることで、接続点Ｊよりも一方側である第一直流配線１１ではこの電流脈動を吸収することが可能となり、この第一直流配線１１における電流波形は、図３に示すようになり平滑化される。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４が接続されている第一直流配線１１に対して、安定した直流配電が可能となる。
Therefore, similarly to the above embodiment, even if a current pulsation appears in the second DC wiring 12 from the
さらに、本実施形態の場合、第一直流配線１１と第二直流配線１２とが併設されていることから、例えば、この直流配電システムに、新たなＤＣ／ＤＣコンバータや、電流脈動の発生源となるような新たなインバータが追加される場合、つまり、新たな直流負荷や、新たな交流負荷（家屋）が設置される場合であっても、これらを第一直流配線１１と第二直流配線１２とのうちの一方を選択して接続すればよい。
Furthermore, in the case of this embodiment, since the
すなわち、現状の直流配電システム（図４）に対して、図５に示すように、新たな交流負荷（家屋）６ｃ及び新たな太陽光パネル２３が追加される場合、この交流負荷（家屋）６ｃ用のＤＣ／ＡＣインバータ１６ｃを、既設の第二直流配線１２に接続し、この太陽光パネル２３用のＤＣ／ＤＣコンバータ３３を、既設の第一直流配線１１に接続すればよい。このように、新たな機器を直流配電システムに追加することが容易となる。
That is, when a new AC load (house) 6c and a new
〔直流配電システムを構成するための配線方法〕
図４に示す直流配電システムを構成するための配線方法を説明する。この直流配電システムを構成するためには、直流機器３，４用のＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４、ＤＣ／ＡＣインバータ１６ａ，１６ｂ、及び、電圧一定制御を行う蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７を、直流配線１０に接続することで行われる。特に、図４に示すシステムの構成とするための配線方法は、直流配線１０として、第一直流配線１１と第二直流配線１２とが二組設置されており、つまり、合計四本の直流ケーブルＬ１〜Ｌ４が設置されており、コンバータ１７を、第一直流配線１１と第二直流配線１２との双方（ケーブルＬ１〜Ｌ４）に接続すると共に、コンバータ１３，１４を介して直流機器（３，４）を、第一直流配線１１（ケーブルＬ１，Ｌ２）に接続し、インバータ１６ａ，１６ｂを介して交流負荷６ａ，６ｂを、第二直流配線１２（ケーブルＬ３，Ｌ４）に接続することで行われる。
[Wiring method for configuring a DC power distribution system]
A wiring method for configuring the DC power distribution system shown in FIG. 4 will be described. In order to configure this DC power distribution system, DC /
以上より、電流脈動を平滑化するための構成を得るためには、電圧一定制御を行うコンバータ１７と直流配線１０との接続点Ｊを挟んで、第一直流配線１１及び第二直流配線１２を設ける必要があるが、この配線方法によれば、これら第一直流配線１１及び第二直流配線１２を併せて設置し、コンバータ１７、コンバータ１３，１４及びインバータ１６ａ，１６ｂを、第一直流配線１１と第二直流配線１２とのうちの一方を選択して接続すればよい。すなわち、コンバータ等の各機器を巡るようにして直流配線を設置するような、難しい配線計画が不要となる。
As described above, in order to obtain a configuration for smoothing the current pulsation, the
〔直流配電システムの工事方法〕
図６は、既設（従来）の直流配電システムの説明図である。なお、この図６に示す各設備の配置は、図４に示す各設備と比べると、太陽光パネル３以外は同じである。図６では、説明を容易とするために太陽光パネル３が、交流負荷６ａ，６ｂと近いエリアに設置されているものとする。
この既設の直流配電システムでは、ＤＣ／ＡＣインバータ１６ａ，１６ｂ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７が、二本の直流ケーブルＬ１，Ｌ２からなる既設の直流配線５１に接続されている。
この場合、インバータ１６ａ，１６ｂは、電流脈動の発生源となることから、図９の従来例で説明したのと同様に、交流負荷６ａ，６ｂ側の周波数の２倍の周波数成分を有する脈動電流が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４が接続されている既設の直流配線５１に出現してしまう。
[DC distribution system construction method]
FIG. 6 is an explanatory diagram of an existing (conventional) DC power distribution system. In addition, arrangement | positioning of each installation shown in this FIG. 6 is the same except the
In this existing DC power distribution system, the DC /
In this case, since the
そこで、このような既設の直流配線５１に接続されている、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４、電流脈動の発生源となるインバータ１６ａ，１６ｂ及びコンバータ１７を備えた既設の直流配電システムを、本発明の直流配電システム（図４の実施形態）に改変するための工事方法は、図７に示すように、この既設の直流配線５１とは別である新設の直流配線５２を、既設の直流配線５１に沿って設置する。この新設の直流配線５２は、二本の直流ケーブルＬ３，Ｌ４からなる。
Therefore, an existing DC power distribution system including the DC /
そして、図８に示すように、既設の直流配線５１に接続されている定電圧制御器としてのコンバータ１７を、新設の直流配線５２にも接続し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４又はインバータ１６ａ，１６ｂを、新設の直流配線５２に接続し直す。本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４についてはそのまま既設の直流配線５１（直流ケーブルＬ１，Ｌ２）に接続したままとし、インバータ１６ａ，１６ｂを、既設の直流配線５１（直流ケーブルＬ１，Ｌ２）との接続を止めて、新設の直流配線５２（直流ケーブルＬ３，Ｌ４）に接続し直す。
Then, as shown in FIG. 8, the
これにより、図４（図１）に示した直流配電システムと同様に、直流配線１０は、既設の直流配線５１（第一直流配線）と新設の直流配線５２（第二直流配線）との二組の配線（合計四本の直流ケーブルＬ１〜Ｌ４）を有しており、定電圧制御器としてのコンバータ１７は、既設の直流配線５１と新設の直流配線５２との双方に接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４は、既設の直流配線５１に接続されており、電流脈動の発生源となるインバータ１６ａ，１６ｂは、新設の直流配線５２に接続されている直流配電システムが得られる。
As a result, as in the DC power distribution system shown in FIG. 4 (FIG. 1), the
前記のとおり、図６に示す既設（従来）の直流配電システムでは、交流負荷６ａ，６ｂ側の周波数の２倍の周波数成分を有する脈動電流が既設の直流配線５１に出現してしまい、コンバータ１３，１４が誤作動する等の不具合が発生するおそれがあったが、図８に示す新たな直流配電システムによれば、電流脈動の発生源となるインバータ１６ａ，１６ｂから接続点Ｊまでの第二直流配線１２に、電流脈動が出現しても、蓄電池７用のＤＣ／ＤＣコンバータ１７によって直流配線１０の電圧一定制御が行われることで、接続点Ｊよりも一方側である第一直流配線１１ではこの電流脈動を吸収することが可能となり、この第一直流配線１１における電流波形は平滑化される。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３，１４が接続されている第一直流配線１１に対して、安定した直流配電が可能となる。
As described above, in the existing (conventional) DC distribution system shown in FIG. 6, a pulsating current having a frequency component twice the frequency on the AC loads 6a and 6b side appears in the existing
以上の前記各実施形態に係る直流配電システムによれば、定電圧制御器の電圧一定制御により、電流脈動を吸収することが可能となり、ＤＣ／ＤＣコンバータ用の直流配線に対して、安定した直流配電が可能となる。さらに、サージや突入電流等の急峻な変動に対して効果的に作用することができる。
また、従来（図９）のように、脈動電流が直流配線に作用すると、脈動電流の瞬間最大電流値が直流配線及びＤＣ／ＤＣコンバータ等の規定電流値を超える可能性があることから、安全を考慮すると、容量の大きな直流配線やブレーカ等の電気機器が必要となり、直流配電システムがハイスペックとなってコスト増加を招き、また、各機器の大型化にも繋がるという問題点がある。しかし、前記各実施形態に係る直流配電システムによれば、電流脈動を抑えることで最大電流値を低減することが可能となるので、容量の大きな直流配線等とするように特別にスペックのレベルを高める必要がなく、従来用いられている機器を使用することができる。
According to the DC power distribution system according to each of the above embodiments, current pulsation can be absorbed by constant voltage control of the constant voltage controller, and stable direct current can be obtained with respect to the DC wiring for the DC / DC converter. Power distribution is possible. Furthermore, it can act effectively against steep fluctuations such as surge and inrush current.
In addition, when the pulsating current acts on the DC wiring as in the prior art (FIG. 9), the instantaneous maximum current value of the pulsating current may exceed the specified current values of the DC wiring and DC / DC converter. Considering the above, there is a problem that electric devices such as a large-capacity DC wiring and a breaker are necessary, and the DC distribution system becomes high-spec, resulting in an increase in cost and leading to an increase in size of each device. However, according to the DC power distribution system according to each of the above embodiments, it is possible to reduce the maximum current value by suppressing current pulsation. There is no need to increase it, and a conventionally used device can be used.
また、参考として説明するが、電流脈動を平滑化するために、例えば図１に示す点Ｃの位置に直流リアクトル等のフィルタ（ローパスフィルタ）を設け（図示せず）、交流成分を抑制してもよい。 In order to smooth the current pulsation, for example, a filter (low-pass filter) such as a DC reactor (not shown) is provided at the position of the point C shown in FIG. 1 to suppress the AC component. Also good.
前記各実施形態では、発電源として太陽光パネルと風力発電機との場合を説明したが、他の型式のものであってもよい。
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
In each of the above embodiments, the case where a solar panel and a wind power generator are used as the power generation source has been described, but other types may be used.
In addition, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of rights of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes all modifications within the scope equivalent to the configurations described in the claims.
３：太陽光パネル ４：風力発電機 ５：直流負荷 ６：交流負荷 ６ａ，６ｂ：交流負荷 ７：蓄電池 １０：直流配線 １１：第一直流配線 １２：第二直流配線 １３，１４，１５：ＤＣ／ＤＣコンバータ １６，１６ａ，１６ｂ：ＤＣ／ＡＣインバータ １７：ＤＣ／ＤＣコンバータ（定電圧制御器） ５１：既設の直流配線 ５２：新設の直流配線 Ｊ：接続点
3: Solar Panel 4: Wind Power Generator 5: DC Load 6:
Claims (6)
前記定電圧制御器と前記直流配線との接続点を挟んで、一方側の前記直流配線に前記ＤＣ／ＤＣコンバータが接続され、他方側の前記直流配線に前記インバータが接続されていることを特徴とする直流配電システム。 A DC / DC converter for a DC device connected to the DC wiring, an inverter connected to the DC wiring, and a constant voltage controller connected to the DC wiring and performing constant voltage control of the DC wiring. Prepared,
The DC / DC converter is connected to the DC wiring on one side and the inverter is connected to the DC wiring on the other side across a connection point between the constant voltage controller and the DC wiring. DC power distribution system.
前記直流配線は、第一直流配線と第二直流配線との二組の配線を有し、
前記定電圧制御器は、前記第一直流配線と前記第二直流配線との双方に接続され、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記第一直流配線に接続され、
前記インバータは、前記第二直流配線に接続されていることを特徴とする直流配電システム。 A DC / DC converter for a DC device connected to the DC wiring, an inverter connected to the DC wiring, and a constant voltage controller connected to the DC wiring and performing constant voltage control of the DC wiring. Prepared,
The DC wiring has two sets of wiring, a first DC wiring and a second DC wiring,
The constant voltage controller is connected to both the first DC wiring and the second DC wiring,
The DC / DC converter is connected to the first DC wiring,
The inverter is connected to the second DC wiring, the DC power distribution system.
前記定電圧制御器と前記直流配線との接続点を挟んで、一方側の前記直流配線に前記ＤＣ／ＤＣコンバータを接続し、他方側の前記直流配線に前記インバータを接続することを特徴とする配線方法。 A wiring method for connecting a DC / DC converter for a DC device, an inverter, and a constant voltage controller that performs constant voltage control to a DC wiring,
The DC / DC converter is connected to the DC wiring on one side and the inverter is connected to the DC wiring on the other side across a connection point between the constant voltage controller and the DC wiring. Wiring method.
前記直流配線として、第一直流配線と第二直流配線とを二組設置し、
前記定電圧制御器を、前記第一直流配線と前記第二直流配線との双方に接続し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータを、前記第一直流配線に接続し、
前記インバータを、前記第二直流配線に接続することを特徴とする配線方法。 A wiring method for connecting a DC / DC converter for a DC device, an inverter, and a constant voltage controller that performs constant voltage control to a DC wiring,
As the DC wiring, two sets of first DC wiring and second DC wiring are installed,
Connecting the constant voltage controller to both the first DC wiring and the second DC wiring;
Connecting the DC / DC converter to the first DC wiring;
A wiring method comprising connecting the inverter to the second DC wiring.
前記既設の直流配線とは別の新設直流配線を、当該既設の直流配線に沿って設置し、
前記定電圧制御器を前記新設直流配線にも接続し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ又は前記インバータを、前記新設直流配線に接続し直すことを特徴とする直流配電システムの工事方法。 A DC / DC converter for a DC device connected to an existing DC wiring, an inverter connected to the DC wiring, a constant voltage controller connected to the DC wiring and performing constant voltage control of the DC wiring; A method for constructing a DC power distribution system comprising
Install a new DC wiring different from the existing DC wiring along the existing DC wiring,
Connect the constant voltage controller to the new DC wiring,
A construction method for a DC power distribution system, wherein the DC / DC converter or the inverter is reconnected to the newly installed DC wiring.
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