JP7473898B2 - 給電装置およびそれを備える給電システム - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に従う直流給電装置の構成を示す回路ブロック図である。図1において、この直流給電装置は、スイッチ1、電流検出器CD1~CD4、AC/DC変換器2、給電線3、制御回路4、およびパワーコンディショナ5,6を備え、商用交流電源11、太陽電池12、およびバッテリ13から電力を受けて直流負荷14に直流電力を供給する。直流給電装置、太陽電池12、およびバッテリ13は、給電システムの一実施例を構成する。
実施の形態1において、制御回路4とパワーコンディショナ5間の停電検出信号DPの授受の遅れによって制御部37での発電量指令値Pcの切り替えが遅れた場合、太陽電池12の発電量Poが負荷電力PLよりも大きいときに商用交流電源11の停電が発生すると、給電線3に対する電力供給量が過大になり、給電線3の直流電圧VDが過大になって直流給電装置、直流負荷14が破損する恐れがある。この実施の形態2では、この問題の解決が図られる。
図6は、実施の形態3に従う直流給電装置の要部を示すブロック図であって、図1と対比される図である。図6を参照して、この直流給電装置が実施の形態1の直流給電装置と異なる点は、N個のバッテリ13に対応するN組のパワーコンディショナ6Aおよび電流検出器CD4と、M個の太陽電池12に対応するM組のパワーコンディショナ5Aおよび電流検出器CD2とが設けられている点である。ここで、Nは2以上の整数であり、Mは自然数であり、本実施の形態3ではN=M=3の場合について説明する。
図10は、実施の形態4に従う直流給電装置の要部を示すブロック図であって、図7と対比される図である。図10を参照して、この直流給電装置が実施の形態3の直流給電装置と異なる点は、選択部51が選択部60で置換されている点である。選択部60は、比較器61~63および信号発生部64を含む。
図11は、実施の形態5に従う直流給電装置の構成を示す回路ブロック図であって、図1と対比される図である。図11を参照して、この直流給電装置が実施の形態1の直流給電装置と異なる点は、DC/AC変換器70、電流検出器CD5、および制御回路71が追加されている点である。この直流給電装置は、交流負荷72に交流電力を供給する無停電電源装置を構成する。
図13は、実施の形態6に従う交流給電装置の構成を示す回路ブロック図であって、図1と対比される図である。図13を参照して、この交流給電装置が実施の形態1の直流給電装置と異なる点は、スイッチ1、電流検出器CD1、AC/DC変換器2、および制御回路4が高速スイッチ80および制御回路81で置換され、パワーコンディショナ5,6がそれぞれパワーコンディショナ5C,6Bで置換されている点である。
Claims (10)
- 電源から負荷に電力を供給するための給電線と、
太陽電池によって生成される電力を前記給電線に供給する第1の電力変換器と、
電力貯蔵装置と前記給電線との間で電力を授受する第2の電力変換器と、
前記電源の健全時には、前記太陽電池の出力が最大になるように前記第1の電力変換器を制御し、前記電源の停電時には、前記太陽電池が負荷電力よりも小さな第1の電力を出力するように前記第1の電力変換器を制御する第1の制御部と、
前記電源の健全時には、前記電力貯蔵装置の端子間電圧が第1の参照電圧になるように前記第2の電力変換器を制御し、前記電源の停電時には、前記給電線の電圧が第2の参照電圧になるように前記第2の電力変換器を制御する第2の制御部とを備える、給電装置。 - 前記第1の制御部は、前記電源の停電時に前記給電線の電圧が予め定められた上限電圧よりも上昇した場合には、前記太陽電池が前記第1の電力よりも小さな電力を出力するように前記第1の電力変換器を制御する、請求項1に記載の給電装置。
- それぞれN個の前記電力貯蔵装置と前記給電線との間で電力を授受するN個の前記第2の電力変換器と、
それぞれN個の前記第2の電力変換器を制御するN個の前記第2の制御部と、
前記電源の停電時にN個の前記第2の制御部を順次選択する選択部とを備え、
Nは2以上の整数であり、
各前記第2の制御部は、
前記選択部によって選択されていない場合には、対応する前記電力貯蔵装置の端子間電圧が前記第1の参照電圧になるように、対応する前記第2の電力変換器を制御して対応する前記電力貯蔵装置を充電させ、
前記選択部によって選択されている場合には、前記給電線の電圧が前記第2の参照電圧になるように、対応する前記第2の電力変換器を制御して対応する前記電力貯蔵装置を放電させる、請求項1または請求項2に記載の給電装置。 - 前記第1の制御部は、前記電源の停電時には、前記第1の電力と、前記選択部によって選択されていない(N-1)個の前記第2の制御部に対応する(N-1)個の前記電力貯蔵装置を充電するために必要な第2の電力との和である第3の電力を前記太陽電池が出力するように前記第1の電力変換器を制御する、請求項3に記載の給電装置。
- 前記選択部は、予め定められた時間が経過する毎に、現在選択している前記第2の制御部と異なる前記第2の制御部を選択する、請求項3または請求項4に記載の給電装置。
- 前記選択部は、現在選択している前記第2の制御部に対応する前記電力貯蔵装置の端子間電圧が予め定められた下限電圧よりも低下したことに応じて、現在選択している前記第2の制御部と異なる前記第2の制御部を選択する、請求項3または請求項4に記載の給電装置。
- 前記第1および第2の電力変換器は、それぞれ第1および第2のDC/DC変換器であり、
前記第2の参照電圧は、予め定められた直流電圧であり、
前記電源は、商用交流電源と前記給電線との間で電力を授受するAC/DC変換器であり、
前記電源の健全時は前記商用交流電源の健全時であり、前記電源の停電時は前記商用交流電源の停電時であり、
前記商用交流電源の健全時には、前記給電線の電圧が前記第2の参照電圧になるように前記AC/DC変換器を制御し、前記商用交流電源の停電時には前記AC/DC変換器の運転を停止させる第3の制御部をさらに備える、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の給電装置。 - 前記給電線から受ける直流電力を交流電力に変換して交流負荷に供給するDC/AC変換器をさらに備える、請求項7に記載の給電装置。
- 前記第1の電力変換器は、前記太陽電池によって生成される直流電力を交流電力に変換して前記給電線に供給する第1のDC/AC変換器であり、
前記第2の電力変換器は、前記電力貯蔵装置と前記給電線との間で電力を授受する第2のDC/AC変換器であり、
前記第2の参照電圧は、予め定められた交流電圧であり、
前記電源は商用交流電源であり、
前記電源の健全時は前記商用交流電源の健全時であり、前記電源の停電時は前記商用交流電源の停電時であり、
前記商用交流電源と前記給電線との間に接続され、前記商用交流電源の健全時にはオンされ、前記商用交流電源の停電時にはオフされるスイッチをさらに備える、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の給電装置。 - 請求項1または請求項2に記載の給電装置と、
前記太陽電池と、
前記電力貯蔵装置とを備える、給電システム。
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