JP7789478B2 - Power generation system, control method and program - Google Patents
Power generation system, control method and programInfo
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Description
本発明は、太陽光発電システム等の発電機構と蓄電池システム等の蓄電機構とを構成に含む分散型の電源システム、制御方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a distributed power supply system that includes a power generation mechanism such as a solar power generation system and a power storage mechanism such as a battery system, as well as a control method and program.
近年、太陽光発電システム等の発電機構や蓄電池システム等の蓄電機構を構成に含み、商用の電力系統に連系して運用される分散型電源システムが普及してきている(例えば、特許文献1)。需要家においては、例えば、太陽光発電によって得られた電力を交流に変換して負荷や連系する電力系統に供給できるとともに、余剰電力を蓄電することで電力需要が逼迫する昼間に使用してピークシフトを行うことが可能になる。 In recent years, distributed power generation systems that include power generation mechanisms such as solar power generation systems and power storage mechanisms such as battery systems and that are connected to commercial power grids have become increasingly common (see, for example, Patent Document 1). Consumers can, for example, convert the electricity generated by solar power generation into alternating current and supply it to loads or the connected power grid, and store surplus electricity to use during the daytime when power demand is tight, enabling peak shifting.
ところで、分散型電源システムにおいて、商用の電力系統から供給された電力を用いることなく負荷が運転される自立運転の際には、太陽光発電等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、余剰電力が蓄電池システム等の備える蓄電池に充電されることになる。分散型電源システムにおいては、発電機構に接続される電力変換器と蓄電機構に接続される電力変換器とは直流バスによって接続されている。ここで、蓄電池が満充電状態になると、蓄電池側の電力変換器では、充電方向に流れる電流値を0Aに抑制することで、蓄電池の過充電状態を防止する。しかしながら、直流バスを充電方向に流れる電流が存在する場合には、一定の電力(微電力)による充電が継続されることになり、蓄電池の過電圧状態を引き起こす虞があった。 In a distributed power generation system, during stand-alone operation where a load operates without using power supplied from a commercial power grid, if the power generated by solar power generation or the like exceeds the load power, the surplus power is charged into a storage battery in a storage battery system or the like. In a distributed power generation system, the power converter connected to the power generation mechanism and the power converter connected to the storage mechanism are connected by a DC bus. Here, when the storage battery becomes fully charged, the power converter on the storage battery side prevents the storage battery from becoming overcharged by limiting the current flowing in the charging direction to 0 A. However, if there is current flowing in the charging direction through the DC bus, charging continues at a constant power (low power), which could cause the storage battery to become overvoltage.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電機構と蓄電機構とを備える分散型電源システムの自立運転時における蓄電池の過充電を防止する技術を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide technology that prevents overcharging of a storage battery during stand-alone operation of a distributed power generation system equipped with a power generation mechanism and a power storage mechanism.
上記の課題を解決するための開示の技術の一形態は、
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含み、前記需要家の電力系統に連系して運用される電源システムであって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第1電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第2電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力量が前記負荷で消費される負荷電力量を超え、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たすときには、前記第1電力変換部に対する制御指令として、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たす前の前記最大電力点追従制御における目標値を維持させるとともに、
前記第2電力変換部に対する充放電制御指令として、前記充放電制御を停止させるゲートブロック指示を行い、前記電力バスから供給される直流電力を遮断する、
ことを特徴とする。
One aspect of the disclosed technology for solving the above problem is:
A power supply system including a power generation device, a storage battery, and a power converter capable of independent operation that supplies power to a load of a consumer based on DC power supplied to a power bus from at least one of the power generation device and the storage battery, the power supply system being operated in connection with a power grid of the consumer,
The power converter includes a control unit that controls DC power supplied to the power bus;
a first power conversion unit that converts the voltage of DC power generated by the power generation device based on a control command related to maximum power point tracking control from the control unit and supplies the converted voltage to the power bus;
a second power conversion unit connected to the power bus, which converts the voltage of DC power supplied to the power bus based on a charge/discharge control command from the control unit regarding charge/discharge control, and charges the storage battery, or converts the voltage of DC power discharged from the storage battery and supplies the power bus,
When the amount of power generated by the power generation device exceeds the amount of load power consumed by the load and the state of charge of the storage battery satisfies a predetermined condition during the independent operation, the control unit maintains a target value in the maximum power point tracking control before the state of charge of the storage battery satisfies the predetermined condition as a control command to the first power conversion unit, and
a gate block instruction for stopping the charge/discharge control as a charge/discharge control command to the second power conversion unit, and cutting off the DC power supplied from the power bus;
It is characterized by:
これにより、電源システムにおいては、蓄電池である蓄電池ユニット23の充電状態が所定条件を満たす場合に、電力バスである直流バス25に供給される直流電力に関し、直流バス25から充電方向に供給される直流電力を遮断するように第2電力変換部である双方向DC/DCコンバータ24を制御できる。そして、直流バス25には、満充電状態前と同じように発電装置である太陽光発電モジュール21で発電された直流電力が供給されるように第1電力変換部であるDC/DCコンバータ22が制御できる。電源システムおいては、直流バス25から充電方向に供給される直流電力を遮断することができるため、自立運転時の直流バス25を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が確実に防止できる。そして、直流バス25には、満充電状態前と同じように太陽光発電モジュール21で発電された直流電力が供給できるため、発電電力に基づいて負荷である負荷70に電力を供給する自立運転が継続できる。 As a result, in the power supply system, when the state of charge of the storage battery unit 23, which is a storage battery, satisfies a predetermined condition, the bidirectional DC/DC converter 24, which is the second power conversion unit, can be controlled to cut off the DC power supplied in the charging direction from the DC bus 25, which is the power bus. The DC/DC converter 22, which is the first power conversion unit, can be controlled so that the DC bus 25 is supplied with DC power generated by the photovoltaic power generation module 21, which is the power generation device, just as before the full charge state. Because the power supply system can cut off the DC power supplied in the charging direction from the DC bus 25, it is possible to reliably prevent overcharging of the storage battery due to minute power flowing in the charging direction through the DC bus 25 during standalone operation. Because the DC bus 25 can be supplied with DC power generated by the photovoltaic power generation module 21 just as before the full charge state, standalone operation can be continued, in which power is supplied to the load 70 based on the generated power.
また、開示の技術の一形態においては、前記制御部は、前記電力バスに供給される直流電力の電圧低下を検知し、前記充放電制御を停止させるゲートブロック指示を解除させて前記蓄電池に充電された蓄電電力を前記電力バスに供給させる充放電制御指令を前記第2電力変換部に対して指示する、ようにしてもよい。これにより、制御部11は、直流バス25に供給される直流電圧の電圧低下に応じてゲートブロックを解除し、蓄電池ユニット23に蓄電された蓄電電力に基づく直流電力を直流バス25に供給できる。負荷70で消費される電力の変動や太陽電池モジュール21等の発電電力の変動に応じた、より細やかな蓄電電力に基づく電力量の補助が可能になる。 In one embodiment of the disclosed technology, the control unit may detect a voltage drop in the DC power supplied to the power bus and issue a charge/discharge control command to the second power conversion unit to release a gate block instruction that stops the charge/discharge control and supply the stored power charged in the storage battery to the power bus. This allows the control unit 11 to release the gate block in response to a voltage drop in the DC voltage supplied to the DC bus 25, and supply DC power based on the stored power stored in the storage battery unit 23 to the DC bus 25. This enables more precise power assistance based on stored power in response to fluctuations in the power consumed by the load 70 and fluctuations in the power generated by the solar cell module 21, etc.
また、開示の技術の一形態においては、前記制御部は、前記第2電力変換部に対する充放電制御指令として、前記第1電力変換部に対する前記最大電力点追従制御の目標値になる第1電圧値より低い第2電圧値を、前記充放電制御を停止させるゲートブロック指示を解除し、かつ、前記蓄電池に充電された蓄電電力に基づく直流電力の前記電力バスへの供給を開始するための目標電圧に指示する、ようにしてもよい。 Furthermore, in one form of the disclosed technology, the control unit may issue, as a charge/discharge control command to the second power conversion unit, a second voltage value that is lower than a first voltage value that is the target value for the maximum power point tracking control for the first power conversion unit, as a target voltage for canceling a gate block instruction that stops the charge/discharge control and starting the supply of DC power based on the stored power charged in the storage battery to the power bus.
これにより、双方向DC/DCコンバータ24に指示される放電方向の第2電圧値は、MPPT制御を継続するDC/DCコンバータ22の制御目標値である第1電圧値より低いため、直流バス25に供給される電力の電圧値が第2電圧値を下回ることを条件として、ゲートブロックを解除し、蓄電ユニット23に充電された電力を放電させて直流バス25に供給できる。電源システムは、太陽光発電モジュール21で発電された直流電力のみで負荷電力が供給できずに直流バス25の電圧低下を招く場合であっても、直流バス25の電圧値が第2電圧値を下回るタイミングで、双方向DC/DCコンバータ24の放電制御が開始できる。このため、負荷70で消費される電力の変動や太陽電池モジュール21等の発電電力の変動に応じて、双方向DC/DCコンバータ24のゲートブロックを解除し、蓄電電力に基づく電力量の補助が可能になる。 As a result, the second voltage value in the discharge direction instructed to the bidirectional DC/DC converter 24 is lower than the first voltage value, which is the control target value of the DC/DC converter 22 that continues MPPT control. Therefore, provided that the voltage value of the power supplied to the DC bus 25 falls below the second voltage value, the gate block is released and the power stored in the power storage unit 23 can be discharged and supplied to the DC bus 25. Even if the load power cannot be supplied solely with the DC power generated by the solar power generation module 21, causing a voltage drop on the DC bus 25, the power supply system can start discharging control of the bidirectional DC/DC converter 24 when the voltage value of the DC bus 25 falls below the second voltage value. Therefore, the gate block of the bidirectional DC/DC converter 24 can be released in response to fluctuations in the power consumed by the load 70 and fluctuations in the power generated by the solar power generation module 21, etc., making it possible to supplement the amount of power using stored power.
また、開示の技術の他の一形態は、
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含み、前記需要家の電力系統に連系して運用される電源システムの電力変換器が実行する制御方法であって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第1電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第2電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力量が前記負荷で消費される負荷電力量を超え、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たすときには、前記第1電力変換部に対する制御指令として、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たす前の前記最大電力点追従制御における目標値を維持させるとともに、
前記第2電力変換部に対する充放電制御指令として、前記充放電制御を停止させるゲートブロック指示を行い、前記電力バスから供給される直流電力を遮断する、
ことを実行する。
Furthermore, another aspect of the disclosed technology is:
A control method executed by a power converter of a power supply system that includes a power generation device, a storage battery, and a power converter capable of independent operation that supplies power to a load of a consumer on the basis of DC power supplied to a power bus from at least one of the power generation device and the storage battery, the power converter being interconnected to a power grid of the consumer, the control method comprising:
The power converter includes a control unit that controls DC power supplied to the power bus;
a first power conversion unit that converts the voltage of DC power generated by the power generation device based on a control command related to maximum power point tracking control from the control unit and supplies the converted voltage to the power bus;
a second power conversion unit connected to the power bus, which converts the voltage of DC power supplied to the power bus based on a charge/discharge control command from the control unit regarding charge/discharge control, and charges the storage battery, or converts the voltage of DC power discharged from the storage battery and supplies the power bus,
When the amount of power generated by the power generation device exceeds the amount of load power consumed by the load and the state of charge of the storage battery satisfies a predetermined condition during the independent operation, the control unit maintains a target value in the maximum power point tracking control before the state of charge of the storage battery satisfies the predetermined condition as a control command to the first power conversion unit, and
a gate block instruction for stopping the charge/discharge control as a charge/discharge control command to the second power conversion unit, and cutting off the DC power supplied from the power bus;
Do this.
このような形態であっても、電源システムおいては、蓄電池である蓄電池ユニット23の所定条件を満たす場合に、電力バスである直流バス25に供給される直流電力に関し、直流バス25から充電方向に供給される直流電力を遮断するように第2電力変換部である双方向DC/DCコンバータ24を制御できる。そして、直流バス25には、満充電状態前と同じように発電装置である太陽光発電モジュール21で発電された直流電力が供給されるように第1電力変換部であるDC/DCコンバータ22が制御できる。電源システムおいては、直流バス25から充電方向に供給される直流電力を遮断することができるため、自立運転時の直流バス25を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が確実に防止できる。そして、直流バス25には、満充電状態前と同じように太陽光発電モジュール21で発電された直流電力が供給できるため、発電電力に基づいて負荷である負荷70に電力を供給する自立運転が継続できる。 Even in this configuration, when a predetermined condition for the storage battery unit 23, which is a storage battery, is met, the power supply system can control the bidirectional DC/DC converter 24, which is the second power conversion unit, to cut off the DC power supplied to the DC bus 25, which is a power bus, in the charging direction from the DC bus 25. The DC/DC converter 22, which is the first power conversion unit, can be controlled so that the DC bus 25 is supplied with DC power generated by the photovoltaic power generation module 21, which is a power generation device, just as before the fully charged state. Because the power supply system can cut off the DC power supplied in the charging direction from the DC bus 25, it is possible to reliably prevent overcharging of the storage battery due to minute power flowing in the charging direction through the DC bus 25 during standalone operation. Because the DC bus 25 can be supplied with DC power generated by the photovoltaic power generation module 21 just as before the fully charged state, standalone operation can be continued, in which power is supplied to the load 70 based on the generated power.
また、開示の技術の他の一形態は、
発電装置と、蓄電池と、前記発電装置と前記蓄電池の少なくとも一方から電力バスに供給された直流電力に基づいて需要家の負荷に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器とを含み、前記需要家の電力系統に連系して運用される電源システムの電力変換器に実行させるプログラムであって、
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第1電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第2電力変換部と、を備え、
前記制御部に、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力量が前記負荷で消費される負荷電力量を超え、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たすときには、前記第1電力変換部に対する制御指令として、前記蓄電池の充電状態が所定条件を満たす前の前記最大電力点追従制御における目標値を維持させるとともに、
前記第2電力変換部に対する充放電制御指令として、前記充放電制御を停止させるゲートブロック指示を行い、前記電力バスから供給される直流電力を遮断する、
ことを実行させる。
Furthermore, another aspect of the disclosed technology is:
a power converter capable of independent operation that supplies power to a load of a consumer based on DC power supplied to a power bus from at least one of the power generation device and the storage battery; and a program to be executed by the power converter of a power supply system that is operated in connection with a power grid of the consumer, the program comprising:
The power converter includes a control unit that controls DC power supplied to the power bus;
a first power conversion unit that converts the voltage of DC power generated by the power generation device based on a control command related to maximum power point tracking control from the control unit and supplies the converted voltage to the power bus;
a second power conversion unit connected to the power bus, which converts the voltage of DC power supplied to the power bus based on a charge/discharge control command from the control unit regarding charge/discharge control, and charges the storage battery, or converts the voltage of DC power discharged from the storage battery and supplies the power bus,
When the amount of power generated by the power generation device exceeds the amount of load power consumed by the load and the state of charge of the storage battery satisfies a predetermined condition during the independent operation, the control unit maintains, as a control command to the first power conversion unit, a target value in the maximum power point tracking control that was set before the state of charge of the storage battery satisfied the predetermined condition; and
a gate block instruction for stopping the charge/discharge control as a charge/discharge control command to the second power conversion unit, and cutting off the DC power supplied from the power bus;
Make it happen.
このような形態であっても、電源システムおいては、蓄電池である蓄電池ユニット23の充電状態が所定条件を満たす場合に、電力バスである直流バス25に供給される直流電力に関し、直流バス25から充電方向に供給される直流電力を遮断するように第2電力変換部である双方向DC/DCコンバータ24を制御できる。そして、直流バス25には、満充電状態前と同じように発電装置である太陽光発電モジュール21で発電された直流電力が供給されるように第1電力変換部であるDC/DCコンバータ22が制御できる。電
源システムおいては、直流バス25から充電方向に供給される直流電力を遮断することができるため、自立運転時の直流バス25を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が確実に防止できる。そして、直流バス25には、満充電状態前と同じように太陽光発電モジュール21で発電された直流電力が供給できるため、発電電力に基づいて負荷である負荷70に電力を供給する自立運転が継続できる。
Even in this configuration, when the state of charge of the storage battery unit 23, which is a storage battery, satisfies a predetermined condition, the power supply system can control the bidirectional DC/DC converter 24, which is a second power conversion unit, to cut off DC power supplied to the DC bus 25, which is a power bus, in the charging direction from the DC bus 25. The DC/DC converter 22, which is a first power conversion unit, can be controlled so that DC power generated by the photovoltaic power generation module 21, which is a power generation device, is supplied to the DC bus 25, just as it was before the full charge state. Because the power supply system can cut off DC power supplied in the charging direction from the DC bus 25, it is possible to reliably prevent overcharging of the storage battery due to minute power flowing in the charging direction through the DC bus 25 during stand-alone operation. Because DC power generated by the photovoltaic power generation module 21 can be supplied to the DC bus 25, just as it was before the full charge state, stand-alone operation can be continued, in which power is supplied to the load 70, which is a load, based on the generated power.
本発明によれば、発電機構と蓄電機構とを備える分散型電源システムの自立運転時における蓄電池の過充電が防止できる。 The present invention makes it possible to prevent overcharging of a storage battery during stand-alone operation of a distributed power generation system equipped with a power generation mechanism and a power storage mechanism.
〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の適用例に係る分散型電源システム20の概略構成を示すブロック図である。図1には、需要家の構内に設けられた商用の電力系統80と連系して負荷70や連系する電力系統80に交流電力を供給する分散型電源システム20が例示されている。本発明の適用例に係る分散型電源システム20は、発電機構としての太陽光発電システムと、蓄電機構としての蓄電池システムを含むハイブリッド型の電源システムである。
[Application example]
Hereinafter, application examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distributed power system 20 according to an application example of the present invention. Fig. 1 illustrates a distributed power system 20 that is interconnected with a commercial power grid 80 installed on a consumer's premises and supplies AC power to a load 70 and the interconnected power grid 80. The distributed power system 20 according to the application example of the present invention is a hybrid power system that includes a photovoltaic power generation system as a power generation mechanism and a storage battery system as a power storage mechanism.
図1に示すように、分散型電源システム20は、太陽光発電モジュール21と、蓄電池ユニット23と、パワーコンディショナ(以下、「PCS」ともいう)10を備える。PCS10は、電力変換部12と、制御部11と、DC/DCコンバータ22と、双方向DC/DCコンバータ24とを備える。PCS10のDC/DCコンバータ22は、太陽光発電モジュール21と接続される。また、PCS10の双方向DC/DCコンバータ24は、蓄電池ユニット23と接続される。DC/DCコンバータ22と双方向DC/DCコンバータ24とは直流バス25で接続される。PCS10の電力変換部12は直流バス25に接続され、当該直流バスを通じて供給された直流電力を電力系統80と同期のとれた交流電力に変換するとともに、電力系統80から供給された交流電力を直流電力に変換して直流バス25に出力する。 As shown in FIG. 1, the distributed power system 20 includes a solar power generation module 21, a storage battery unit 23, and a power conditioner (hereinafter also referred to as "PCS") 10. The PCS 10 includes a power conversion unit 12, a control unit 11, a DC/DC converter 22, and a bidirectional DC/DC converter 24. The DC/DC converter 22 of the PCS 10 is connected to the solar power generation module 21. The bidirectional DC/DC converter 24 of the PCS 10 is connected to the storage battery unit 23. The DC/DC converter 22 and the bidirectional DC/DC converter 24 are connected by a DC bus 25. The power conversion unit 12 of the PCS 10 is connected to the DC bus 25 and converts DC power supplied through the DC bus into AC power synchronized with the power grid 80, and also converts AC power supplied from the power grid 80 into DC power and outputs it to the DC bus 25.
PCS10の制御部11には、直流バス25に設けられた電力センサ26(電流センサ、電圧センサ)、太陽光発電モジュール21とDC/DCコンバータ22との間に設けら
れた電力センサ27(電流センサ、電圧センサ)、分電盤82と電力系統80とを繋ぐ電力線83に設けられた電力計81を含む各種のセンサの出力が入力される。制御部11では、上記各種センサを通じて検出された情報に基づいて、太陽光発電モジュール21の発電出力が最大となる最大電力(電流×電圧の値)点あるいは最適動作点でDC/DCコンバータ22が動作するように最大電力点追従制御(Maximum power point tracking、MPPT)が行われる。制御部11では、上記各種センサを通じて検出された負荷状況等や、予め設定された充放電に関するモード等に基づいて、充放電に関する制御処理が行われる。
The control unit 11 of the PCS 10 receives outputs from various sensors, including a power sensor 26 (current sensor, voltage sensor) provided on the DC bus 25, a power sensor 27 (current sensor, voltage sensor) provided between the photovoltaic power generation module 21 and the DC/DC converter 22, and a wattmeter 81 provided on a power line 83 connecting the distribution board 82 and the power grid 80. Based on information detected by the various sensors, the control unit 11 performs maximum power point tracking (MPPT) control so that the DC/DC converter 22 operates at the maximum power (value of current x voltage) point where the power output of the photovoltaic power generation module 21 is maximized or at the optimal operating point. The control unit 11 performs charge/discharge control processing based on the load conditions detected by the various sensors and preset charge/discharge modes.
適用例に係る分散型電源システム20においては、図2から図3に示すように、自立運転が行われる際には、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力がDC/DCコンバータ22を介して直流バス25に供給される。また、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、負荷電力を超える余剰電力が双方向DC/DCコンバータ24を介して蓄電池ユニット23に充電される。ここで、図4に示すように、双方向DC/DCコンバータ24への電流指令値(BATIリミット指令値)と実際の電流値(BATI)との間に、蓄電池ユニット23への充電方向に向かう一定の電力(微電力)が生じる場合には、当該微電力の電流が蓄電池ユニット23へ流れ込むことになり、蓄電池の過電圧状態が引き起こされる虞があった。 In the distributed power supply system 20 according to the application example, as shown in Figures 2 and 3, when autonomous operation is performed, power generated by the photovoltaic power generation modules 21 and the like is supplied to the DC bus 25 via the DC/DC converter 22. Furthermore, when the power generated by the photovoltaic power generation modules 21 and the like exceeds the load power, the surplus power exceeding the load power is charged to the storage battery unit 23 via the bidirectional DC/DC converter 24. Here, as shown in Figure 4, if a certain amount of power (micropower) in the direction of charging the storage battery unit 23 occurs between the current command value (BATI limit command value) to the bidirectional DC/DC converter 24 and the actual current value (BATI), this micropower current will flow into the storage battery unit 23, potentially causing an overvoltage state in the storage battery.
適用例に係る分散型電源システム20においては、図5から図9に示すように、蓄電池ユニット23の充電率が所定条件を満たすことを契機として、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力を優先させて直流バス25に出力するように双方向DC/DCコンバータ24およびDC/DCコンバータ22を制御する。具体的には、直流バス25から蓄電池ユニット23へ供給される充電方向の直流電力をゲートブロック処理で遮断し、太陽光発電モジュール21から直流バス25に供給される直流電力を優先させて負荷70に供給させる。また、双方向DC/DCコンバータ24に対する放電方向への直流バス電圧指令値をDC/DCコンバータ22に対する直流バス電圧指令値より低く設定する。ここで、所定条件とは、蓄電池ユニット23の充電状態を判定するための充電率に対する閾値であり、分散型電源システム20の規模や構成、蓄電池ユニット23の蓄電容量、自立運転時において負荷70に供給される負荷電力等によって予め設定される。所定条件の一例として、例えば、蓄電池ユニット23の満充電状態が例示できる。このような制御処理を行うことで、適用例に係る分散型電源システム20では、自立運転時の直流バス25を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。 In the distributed power system 20 according to the application example, as shown in Figures 5 to 9, when the charge rate of the storage battery unit 23 satisfies a predetermined condition, the bidirectional DC/DC converter 24 and the DC/DC converter 22 are controlled to prioritize power generated by the photovoltaic power generation module 21 and other devices and output it to the DC bus 25. Specifically, the DC power in the charging direction supplied from the DC bus 25 to the storage battery unit 23 is blocked by gate block processing, and the DC power supplied from the photovoltaic power generation module 21 to the DC bus 25 is prioritized and supplied to the load 70. Furthermore, the DC bus voltage command value in the discharging direction for the bidirectional DC/DC converter 24 is set lower than the DC bus voltage command value for the DC/DC converter 22. Here, the predetermined condition is a threshold value for the charge rate used to determine the charge state of the storage battery unit 23, and is set in advance based on the size and configuration of the distributed power system 20, the storage capacity of the storage battery unit 23, the load power supplied to the load 70 during autonomous operation, etc. An example of a predetermined condition is when the storage battery unit 23 is fully charged. By performing such control processing, the distributed power system 20 according to the application example can prevent overcharging of the storage battery due to minute amounts of power flowing in the charging direction through the DC bus 25 during independent operation.
〔実施例1〕
以下では、本発明の具体的な実施の形態について、図面を用いて、より詳細に説明する。
Example 1
Specific embodiments of the present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
<システム構成>
図1は、本発明の実施例に係る分散型電源システム20の概略構成を示すブロック図である。本実施例における分散型電源システム20は、発電機構としての太陽光発電システムと、蓄電機構としての蓄電池システムを含むハイブリッド型の電源システムである。図1に示すように、分散型電源システム20は、需要家の構内に設けられた商用の電力系統80と連系して負荷70や連系する電力系統80に交流電力を供給する電力供給システム1を構成する。分散型電源システム20は、分電盤82を介して商用の電力系統80および負荷70に接続される。なお、本実施例においては、発電機構として太陽光発電システムの形態を用いて説明するが、分散型電源システム20は、太陽光発電システム以外の他の形態の発電システムを採用してもよい。他の形態の発電システムとして、風力や水力等の自然エネルギーを用いた発電システムや、燃料を用いた自家発電システム等が例示される。
<System Configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a distributed power system 20 according to an embodiment of the present invention. The distributed power system 20 in this embodiment is a hybrid power system including a solar power generation system as a power generation mechanism and a battery system as a power storage mechanism. As shown in FIG. 1 , the distributed power system 20 constitutes a power supply system 1 that is interconnected with a commercial power grid 80 installed on a consumer's premises and supplies AC power to a load 70 and the interconnected power grid 80. The distributed power system 20 is connected to the commercial power grid 80 and the load 70 via a distribution panel 82. While this embodiment will be described using a solar power generation system as a power generation mechanism, the distributed power system 20 may employ other types of power generation systems besides a solar power generation system. Examples of other types of power generation systems include power generation systems that use natural energy, such as wind power or hydropower, and private power generation systems that use fuel.
本実施例の分散型電源システム20は、太陽光発電モジュール21と、蓄電池ユニット23と、パワーコンディショナ(以下、「PCS」ともいう)10を備える。本実施例においては、パワーコンディショナ10は「電力変換器」の一例に相当する。PCS10は、電力変換部12と、制御部11と、DC/DCコンバータ22と、双方向DC/DCコンバータ24とを備える。PCS10のDC/DCコンバータ22は、発電機構を構成する太陽光発電モジュール21と接続される。また、PCS10の双方向DC/DCコンバータ24は、蓄電機構を構成する蓄電池ユニット23と接続される。本実施例の分散型電源システム20においては、PCS10と太陽光発電モジュール21とは太陽光発電システムを構成し、PCS10と蓄電池ユニット23とは蓄電池システムを構成する。本実施例の分散型電源システム20は「電源システム」に相当する。 The distributed power system 20 of this embodiment includes a solar power generation module 21, a storage battery unit 23, and a power conditioner (hereinafter also referred to as "PCS") 10. In this embodiment, the power conditioner 10 corresponds to an example of a "power converter." The PCS 10 includes a power conversion unit 12, a control unit 11, a DC/DC converter 22, and a bidirectional DC/DC converter 24. The DC/DC converter 22 of the PCS 10 is connected to the solar power generation module 21 that constitutes the power generation mechanism. The bidirectional DC/DC converter 24 of the PCS 10 is connected to the storage battery unit 23 that constitutes the power storage mechanism. In the distributed power system 20 of this embodiment, the PCS 10 and the solar power generation module 21 constitute a solar power generation system, and the PCS 10 and the storage battery unit 23 constitute a storage battery system. The distributed power system 20 of this embodiment corresponds to a "power supply system."
本実施例に係るPCS10のDC/DCコンバータ22と双方向DC/DCコンバータ24とは直流バス25で接続される。PCS10の電力変換部12は直流バス25に接続され、当該直流バスを通じて供給された直流電力を交流電力に変換する。電力変換部12は、直流バス25を通じて供給された直流電力を電力系統80と同期のとれた交流電力に変換するDC/ACコンバータ、電力系統80から供給された交流電力を直流電力に変換して直流バス25に出力するAC/DCコンバータを含み構成される。本実施例においては、発電機構を構成する太陽光発電モジュール21は「発電装置」の一例であり、蓄電機構を構成する蓄電池ユニット23は「蓄電池」の一例である。また、本実施例に係るパワーコンディショナ(PCS)10が備えるDC/DCコンバータ22は「第1電力変換部」に相当し、双方向DC/DCコンバータ24は「第2電力変換部」に相当する。また、本実施例に係るDC/DCコンバータ22と双方向DC/DCコンバータ24とが接続される直流バス25は「電力バス」に相当する。 The DC/DC converter 22 and bidirectional DC/DC converter 24 of the PCS 10 in this embodiment are connected by a DC bus 25. The power conversion unit 12 of the PCS 10 is connected to the DC bus 25 and converts DC power supplied through the DC bus into AC power. The power conversion unit 12 includes a DC/AC converter that converts DC power supplied through the DC bus 25 into AC power synchronized with the power grid 80, and an AC/DC converter that converts AC power supplied from the power grid 80 into DC power and outputs it to the DC bus 25. In this embodiment, the solar power generation module 21 constituting the power generation mechanism is an example of a "power generation device," and the storage battery unit 23 constituting the power storage mechanism is an example of a "storage battery." The DC/DC converter 22 provided in the power conditioner (PCS) 10 in this embodiment corresponds to the "first power conversion unit," and the bidirectional DC/DC converter 24 corresponds to the "second power conversion unit." Furthermore, the DC bus 25 to which the DC/DC converter 22 and the bidirectional DC/DC converter 24 in this embodiment are connected corresponds to the "power bus."
DC/DCコンバータ22は、太陽光発電モジュール21で発電された直流電力を昇圧して直流バス25に供給するためのユニットである。蓄電池ユニット23は、定格等で定められた所定容量の電力を蓄積する蓄電池であり、当該定格等により充放電の回数が制限される。双方向DC/DCコンバータ24は、直流バス25を通じて供給された蓄電池ユニット23へ充電される電力の電圧や、蓄電池ユニット23から直流バス25に出力される放電電力の電圧を双方向に変換するユニットである。DC/DCコンバータ22、蓄電池ユニット23や双方向DC/DCコンバータ24には、制御部11からの制御指令を受けて動作するマイコン等が組み込まれている。 The DC/DC converter 22 is a unit that boosts the DC power generated by the solar power generation module 21 and supplies it to the DC bus 25. The storage battery unit 23 is a storage battery that stores a predetermined amount of power determined by its rating, etc., and the number of times it can be charged and discharged is limited by this rating, etc. The bidirectional DC/DC converter 24 is a unit that bidirectionally converts the voltage of the power supplied via the DC bus 25 to charge the storage battery unit 23, and the voltage of the discharged power output from the storage battery unit 23 to the DC bus 25. The DC/DC converter 22, storage battery unit 23, and bidirectional DC/DC converter 24 each incorporate a microcomputer or the like that operates in response to control commands from the control unit 11.
PCS10の制御部11は、プロセッサ(CPU等)、メモリ、ゲートドライバ、通信インタフェース回路等を含んで構成されるユニットである。制御部11には、直流バス25に設けられた電力センサ26(電流センサ、電圧センサ)、太陽光発電モジュール21とDC/DCコンバータ22との間に設けられた電力センサ27(電流センサ、電圧センサ)、分電盤82と電力系統80とを繋ぐ電力線83に設けられた電力計81を含む各種のセンサの出力が入力される。制御部11では、上記各種センサを通じて検出された情報に基づいて、太陽光発電モジュール21の発電出力が最大となる最大電力(電流×電圧の値)点あるいは最適動作点でDC/DCコンバータ22が動作するように最大電力点追従制御(Maximum power point tracking、MPPT)が行われる。 The control unit 11 of the PCS 10 is a unit comprising a processor (e.g., CPU), memory, gate drivers, a communication interface circuit, etc. The control unit 11 receives outputs from various sensors, including a power sensor 26 (current sensor, voltage sensor) provided on the DC bus 25, a power sensor 27 (current sensor, voltage sensor) provided between the solar power generation module 21 and the DC/DC converter 22, and a power meter 81 provided on the power line 83 connecting the distribution board 82 and the power grid 80. Based on the information detected by the various sensors, the control unit 11 performs maximum power point tracking (MPPT) so that the DC/DC converter 22 operates at the maximum power (value of current x voltage) point where the power output of the solar power generation module 21 is at its maximum or optimal operating point.
また、制御部11では、上記各種センサを通じて検出された負荷状況等や、予め設定された充放電に関するモード等に基づいて、充放電に関する制御処理(蓄電制御処理ともいう)が行われる。例えば、制御部11は、放電を行う場合には、双方向DC/DCコンバータ24を通じて蓄電池ユニット23から放電された電力を変換して直流バス25へ供給するように制御し、放電を停止する場合には、蓄電池ユニット23からの放電を停止させて直流バス25に放電される電力を停止するように制御する。 The control unit 11 also performs control processing related to charging and discharging (also referred to as power storage control processing) based on the load conditions detected by the various sensors described above and preset charging and discharging modes. For example, when discharging, the control unit 11 controls the bidirectional DC/DC converter 24 to convert the power discharged from the storage battery unit 23 and supply it to the DC bus 25, and when discharging is to be stopped, the control unit 11 controls the storage battery unit 23 to stop discharging and stop the power being discharged to the DC bus 25.
さらに、制御部11は、上記モードや負荷状況、蓄電池ユニット23の充電状態等に基づいて、充電を行うと判定した場合には、電力系統80やDC/DCコンバータ22を通じて直流バス25に供給された太陽光発電モジュール21の電力を変換し、蓄電池ユニット23へ充電するように制御する。制御部11からの上記蓄電制御処理に関する制御指令を受け、蓄電池ユニット23および双方向DC/DCコンバータ24の動作が制御される。 Furthermore, when the control unit 11 determines that charging should be performed based on the above mode, load conditions, the charging state of the storage battery unit 23, etc., it converts the power of the photovoltaic power generation module 21 supplied to the DC bus 25 via the power grid 80 and the DC/DC converter 22 and controls the power to be charged to the storage battery unit 23. The operation of the storage battery unit 23 and the bidirectional DC/DC converter 24 is controlled in response to control commands related to the above power storage control process from the control unit 11.
図2は、自立運転時における電力の流れを説明する説明図である。分散型電源システム20において、自立運転の際には、斜め斜線でハッチングされた矢印A1に示すように、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力がDC/DCコンバータ22を介して直流バス25に供給される。DC/DCコンバータ22は、制御部11からの制御指令に基づいてMPPT制御を行い、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力を所定の電圧値に変換して直流バス25に出力する。直流バス25に接続されたPCS10の電力変換部12は、制御部11からの制御指令に基づいて、直流バス25に供給された直流電力を力系統80と同期のとれた交流電力に変換して負荷70に供給する(出力電圧制御(OUTV制御)、出力電流制御(OUTI制御))。また、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、負荷電力を超える余剰電力が双方向DC/DCコンバータ24を介して蓄電池ユニット23に充電される。双方向DC/DCコンバータ24は、制御部11からの制御指令に基づいて直流バス電圧制御(BATI制御)を行い、直流バス25に供給された直流電力の電圧を変換して蓄電池ユニット23を充電する。 Figure 2 is an explanatory diagram illustrating the flow of power during autonomous operation. In the distributed power system 20, during autonomous operation, as indicated by the diagonally hatched arrow A1, power generated by the solar power generation modules 21 and the like is supplied to the DC bus 25 via the DC/DC converter 22. The DC/DC converter 22 performs MPPT control based on control commands from the control unit 11, converts the power generated by the solar power generation modules 21 and the like to a predetermined voltage value, and outputs it to the DC bus 25. The power conversion unit 12 of the PCS 10 connected to the DC bus 25 converts the DC power supplied to the DC bus 25 to AC power synchronized with the power grid 80 based on control commands from the control unit 11, and supplies it to the load 70 (output voltage control (OUTV control), output current control (OUTI control)). Furthermore, if the power generated by the solar power generation modules 21 and the like exceeds the load power, the surplus power exceeding the load power is charged to the storage battery unit 23 via the bidirectional DC/DC converter 24. The bidirectional DC/DC converter 24 performs DC bus voltage control (BATI control) based on control commands from the control unit 11, converts the voltage of the DC power supplied to the DC bus 25, and charges the storage battery unit 23.
図3は、自立運転時における制御動作を説明する説明図である。図3においては、電力センサ26(電流センサ、電圧センサ)を介して検出された直流バス電圧に対するDC/DCコンバータ22(単方向DDとも言う)の制御形態が例示される。図3に示すように、自立運転時にはDC/DCコンバータ22は制御部11からの制御指令(直流バス電圧指令値)に基づいてMPPT制御を行い、太陽光発電モジュール21等で発電された電力を所定の電圧値に昇圧して直流バス25に出力する。制御部11は、電力センサ26(電流センサ、電圧センサ)を介して検出された直流バス電圧が所定値A2を超える場合には、直流バス電圧の上昇を抑制するようにDC/DCコンバータ22を制御する。直流バス電圧の上昇を抑制により、DC/DCコンバータ22から直流バス25に供給される直流電力の電圧値は、直流バス電圧指令値で指定された電圧値近傍で安定することになる。 Figure 3 is an explanatory diagram illustrating control operations during autonomous operation. Figure 3 illustrates the control form of the DC/DC converter 22 (also called a unidirectional DD) in response to the DC bus voltage detected via the power sensor 26 (current sensor, voltage sensor). As shown in Figure 3, during autonomous operation, the DC/DC converter 22 performs MPPT control based on a control command (DC bus voltage command value) from the control unit 11, boosting the power generated by the photovoltaic power generation module 21, etc., to a predetermined voltage value and outputting it to the DC bus 25. When the DC bus voltage detected via the power sensor 26 (current sensor, voltage sensor) exceeds the predetermined value A2, the control unit 11 controls the DC/DC converter 22 to suppress an increase in the DC bus voltage. By suppressing the increase in the DC bus voltage, the voltage value of the DC power supplied from the DC/DC converter 22 to the DC bus 25 stabilizes near the voltage value specified by the DC bus voltage command value.
図2で説明したように、自立運転が行われる際には、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、負荷電力を超える余剰電力が双方向DC/DCコンバータ24を介して蓄電池ユニット23に充電される。蓄電池ユニット23は、自身の充電状態が満充電(SOC(State of Charge)が100パーセント)状
態であることを検知し、制御部11に通知する。制御部11は、蓄電池ユニット23からの満充電状態を示す通知を受け、蓄電池ユニット23への充電を抑制するように、双方向DC/DCコンバータ24に対する直流バス電圧制御を行う。具体的には、双方向DC/DCコンバータ24に対する直流バス電圧制御指令として、充電方向の電流値が「0A」になるように、電流指令値(BATIリミット指令値)を出力する。双方向DC/DCコンバータ24は、制御部11からの制御指令に基づいて蓄電池ユニット23への充電方向にある電流値を「0A」に低下させる。
As described with reference to FIG. 2 , when the power generated by the photovoltaic power generation module 21 or the like exceeds the load power during stand-alone operation, the surplus power exceeding the load power is charged to the storage battery unit 23 via the bidirectional DC/DC converter 24. The storage battery unit 23 detects that its state of charge is fully charged (SOC (State of Charge) is 100%) and notifies the control unit 11. The control unit 11 receives the notification indicating the fully charged state from the storage battery unit 23 and performs DC bus voltage control on the bidirectional DC/DC converter 24 to suppress charging to the storage battery unit 23. Specifically, the control unit 11 outputs a current command value (BATI limit command value) as a DC bus voltage control command to the bidirectional DC/DC converter 24 so that the current value in the charging direction becomes "0 A." Based on the control command from the control unit 11, the bidirectional DC/DC converter 24 reduces the current value in the charging direction to the storage battery unit 23 to "0 A."
図4は、充電方向に流れる一定の電力に伴う蓄電池ユニット23の過充電を説明する説明図である。図4においては、実線で表された双方向DC/DCコンバータ24への電流指令値(BATIリミット指令値)と、破線で表された実際の電流値(BATI)との相対的な大小関係が例示される。図4に示すように、双方向DC/DCコンバータ24への電流指令値(BATIリミット指令値)と実際の電流値(BATI)との間に、蓄電池ユ
ニット23への充電方向に向かう一定の電力(微電力ともいう)が生じる場合には、当該微電力の電流が蓄電池ユニット23へ流れ込むことになる(図4の例では、数A)。このような一定電力が生じる要因として、例えば、分散型電源システム20が備える各種センサや各種計測器の計測誤差が例示される。つまり、双方向DC/DCコンバータ24においては、制御部11からの電流指令値(BATIリミット指令値)に基づいて充電方向の電流値(BATI)を「0A」に制御していても、微電力による蓄電池ユニット23への充電が継続されることになる。蓄電池ユニット23においては、満充電状態になった後も、充電方向に流れる微電力の電流によって徐々に充電され、蓄電池の過電圧状態が引き起こされる虞があった。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating overcharging of the storage battery unit 23 due to a constant power flowing in the charging direction. FIG. 4 illustrates the relative magnitude relationship between the current command value (BATI limit command value) to the bidirectional DC/DC converter 24, represented by a solid line, and the actual current value (BATI), represented by a dashed line. As shown in FIG. 4 , if a constant power (also referred to as micropower) flowing in the charging direction of the storage battery unit 23 occurs between the current command value (BATI limit command value) to the bidirectional DC/DC converter 24 and the actual current value (BATI), the micropower current will flow into the storage battery unit 23 (several amperes in the example of FIG. 4 ). Examples of factors that can cause this constant power include measurement errors in the various sensors and measuring instruments included in the distributed power system 20. That is, in the bidirectional DC/DC converter 24, even if the current value (BATI) in the charging direction is controlled to "0 A" based on the current command value (BATI limit command value) from the control unit 11, the storage battery unit 23 continues to be charged by the minute current flowing in the charging direction even after the storage battery unit 23 has reached a fully charged state, which may cause an overvoltage state of the storage battery.
図5は、本実施例に係る分散型電源システム20の制御動作を説明する説明図である。本実施例に係る分散型電源システム20は、自立運転時に蓄電池ユニット23の充電率が所定条件を満たす場合に、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力を優先させて直流バス25に出力するように双方向DC/DCコンバータ24およびDC/DCコンバータ22を制御する。ここで、所定条件とは、蓄電池ユニット23の充電状態を判定するための充電率が所定の閾値を超えることであり、分散型電源システム20の規模や構成、蓄電池ユニット23の蓄電容量、自立運転時において負荷70に供給される負荷電力等によって予め設定される。所定条件の一例として、例えば、蓄電池ユニット23の満充電状態が例示できる(この場合の閾値はマージンを考慮して95パーセント程度が望ましい)。以下、蓄電池ユニット23の満充電状態を所定条件として説明する。 Figure 5 is an explanatory diagram illustrating the control operation of the distributed power system 20 according to this embodiment. When the charge rate of the storage battery unit 23 satisfies a predetermined condition during independent operation, the distributed power system 20 according to this embodiment controls the bidirectional DC/DC converter 24 and the DC/DC converter 22 so that power generated by the photovoltaic power generation module 21 or the like is given priority and output to the DC bus 25. Here, the predetermined condition refers to the charge rate for determining the state of charge of the storage battery unit 23 exceeding a predetermined threshold, which is set in advance based on the size and configuration of the distributed power system 20, the storage capacity of the storage battery unit 23, the load power supplied to the load 70 during independent operation, and the like. An example of the predetermined condition is the storage battery unit 23 being fully charged (in this case, the threshold is preferably about 95 percent, taking into account a margin). Below, the fully charged state of the storage battery unit 23 is described as the predetermined condition.
図5の実線吹き出しA4に示すように、制御部11は、蓄電池ユニット23からの満充電状態を示す通知を契機として双方向DC/DCコンバータ24に対してゲートブロック指令を制御指令として出力する。蓄電池ユニット23と接続される双方向DC/DCコンバータ24は、制御部11からの制御指令(ゲートブロック指令)に基づいてBATI制御を停止させ、直流バス25に供給された充電方向の直流電力を遮断する。なお、太陽光発電モジュール21等の発電機構に接続されるDC/DCコンバータ22では、MPPT制御が継続され、当該発電機構によって発電された発電電力に基づく直流電力が直流バス25に供給される。 As shown in solid-line speech bubble A4 in Figure 5, the control unit 11 outputs a gate block command as a control command to the bidirectional DC/DC converter 24 in response to a notification from the storage battery unit 23 indicating a fully charged state. The bidirectional DC/DC converter 24 connected to the storage battery unit 23 stops BATI control based on the control command (gate block command) from the control unit 11, and cuts off the DC power in the charging direction supplied to the DC bus 25. Note that the DC/DC converter 22 connected to a power generation mechanism such as the solar power generation module 21 continues MPPT control, and DC power based on the power generated by the power generation mechanism is supplied to the DC bus 25.
図5の斜め斜線でハッチングされた矢印A3に示すように、PCS10の電力変換部12は、制御部11からの制御指令に基づいて、直流バス25に供給された直流電力を電力系統80と同期のとれた交流電力に変換して負荷70に供給する(出力電圧制御(OUTV制御)、出力電流制御(OUTI制御))。本実施例に係る分散型電源システム20においては、直流バス25から蓄電機構(蓄電池ユニット23)側へ充電方向に供給される直流電力を遮断し、発電機構(太陽光発電モジュール21)から直流バス25に供給される直流電力を優先させて負荷70に供給できる。このため、本実施例に係る分散型電源システム20においては、直流バス25を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止可能になる。 As indicated by the diagonally hatched arrow A3 in Figure 5, the power conversion unit 12 of the PCS 10 converts the DC power supplied to the DC bus 25 into AC power synchronized with the power grid 80 and supplies it to the load 70 based on control commands from the control unit 11 (output voltage control (OUTV control), output current control (OUTI control)). In the distributed power system 20 of this embodiment, DC power supplied in the charging direction from the DC bus 25 to the power storage mechanism (storage battery unit 23) is cut off, and DC power supplied from the power generation mechanism (photovoltaic power generation module 21) to the DC bus 25 is given priority and supplied to the load 70. Therefore, in the distributed power system 20 of this embodiment, overcharging of the storage battery due to weak power flowing in the charging direction through the DC bus 25 can be prevented.
また、本実施例に係る分散型電源システム20においては、双方向DC/DCコンバータ24に対する制御指令として、ゲートブロック指令とともに放電方向の直流バス電圧指令値を低下させる指示を行うとしてもよい。本実施例に係る分散型電源システム20においては、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力や、負荷70に供給される負荷電力の変動に応じて、双方向DC/DCコンバータ24に対するゲートブロックを解除し、蓄電池ユニット23に蓄電された電力を直流バス20に供給することが可能になる。 Furthermore, in the distributed power system 20 according to this embodiment, a control command to the bidirectional DC/DC converter 24 may be issued along with a gate block command to decrease the DC bus voltage command value in the discharge direction. In the distributed power system 20 according to this embodiment, the gate block for the bidirectional DC/DC converter 24 can be released in response to fluctuations in the power generated by the photovoltaic power generation module 21, etc., and the load power supplied to the load 70, and the power stored in the storage battery unit 23 can be supplied to the DC bus 20.
図6は、本実施例における直流バス25に供給される直流電力の電圧値を説明する説明図である。図6においては、満充電の前後における、DC/DCコンバータ22および双
方向DC/DCコンバータ24への、それぞれについての制御指令(直流バス電圧指令値)の推移が例示される。図6において、一点鎖線で表される制御指令は、双方向DC/DCコンバータ24(双方向DDともいう)に対する直流バス電圧指令値を表し、実線で表される制御指令は、DC/DCコンバータ22(単方向DDともいう)に対する直流バス電圧指令値を表す。以下、双方向DC/DCコンバータ24に対する直流バス電圧指令値と、DC/DCコンバータ22に対する直流バス電圧指令値とを区別するため、前者を「双方向指令値」とも称し、後者を「単方向指令値」とも称す。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating the voltage value of DC power supplied to the DC bus 25 in this embodiment. FIG. 6 illustrates the transition of control commands (DC bus voltage command values) for the DC/DC converter 22 and the bidirectional DC/DC converter 24 before and after full charge. In FIG. 6 , the control command represented by the dashed dotted line represents the DC bus voltage command value for the bidirectional DC/DC converter 24 (also referred to as a bidirectional DD), and the control command represented by the solid line represents the DC bus voltage command value for the DC/DC converter 22 (also referred to as a unidirectional DD). Hereinafter, to distinguish between the DC bus voltage command value for the bidirectional DC/DC converter 24 and the DC bus voltage command value for the DC/DC converter 22, the former will also be referred to as a "bidirectional command value" and the latter will also be referred to as a "unidirectional command value."
図6に示すように、蓄電池ユニット23が満充電状態になるまでは(通常時)、DC/DCコンバータ22では制御部11からの制御指令(単方向指令値)に基づいてMPPT制御が行われ、太陽光発電モジュール21等で発電された電力が所定の電圧値に昇圧されて直流バス25に出力される。双方向DC/DCコンバータ24では発電電力が負荷電力を超える場合には、双方向指令値に基づいて充電方向のBATI制御が行われ、負荷電力を超える余剰電力が蓄電池ユニット23に充電される。通常時においては、双方向DD24に対する充電方向の双方向指令値、および単方向DD22に対する単方向指令値には同じ電圧値が指示される。 As shown in FIG. 6, until the storage battery unit 23 is fully charged (under normal circumstances), the DC/DC converter 22 performs MPPT control based on a control command (unidirectional command value) from the control unit 11, and the power generated by the solar power generation module 21, etc. is boosted to a predetermined voltage value and output to the DC bus 25. When the generated power exceeds the load power, the bidirectional DC/DC converter 24 performs BATI control in the charging direction based on the bidirectional command value, and the surplus power exceeding the load power is charged to the storage battery unit 23. Under normal circumstances, the same voltage value is specified for the bidirectional command value for the charging direction for the bidirectional DD 24 and the unidirectional command value for the unidirectional DD 22.
蓄電池ユニット23が満充電状態になると、制御部11は、双方向DC/DCコンバータ24に倍する制御指令としてゲートブロック指令を行うとともに、満充電前の双方向指令値に対して相対的に電圧値を低下させた放電方向の単双方向指令値を双方向DC/DCコンバータ24に出力する。一点鎖線の吹き出しA6、A7に示すように、満充電前の双方向指令値から数V程度低下させた満充電後の双方向指令値が双方向DC/DCコンバータ24に対して出力される。なお、双方向DC/DCコンバータ24に対する双方向指令値の低下幅は、分散型電源システム20の構成や規模、自立運転時に電力供給の対象になる負荷70の消費電力量等に応じて適宜に設定される。そして、制御部11は、DC/DCコンバータ22に対し、実線吹き出しA5に示すように、満充電前に指定された直流バス電圧指令値に基づいてMPPT制御を継続するように制御指令(単方向指令値)を出力する。直流バス25には、太陽光発電モジュール21等で発電された電力に基づく直流電力が継続して供給される。 When the storage battery unit 23 reaches a fully charged state, the control unit 11 issues a gate block command to the bidirectional DC/DC converter 24 as a control command to double the voltage, and outputs a unidirectional command value in the discharge direction to the bidirectional DC/DC converter 24, which is a voltage value relatively lower than the bidirectional command value before full charge. As indicated by dashed-dotted bubbles A6 and A7, a bidirectional command value after full charge, which is lower by several volts from the bidirectional command value before full charge, is output to the bidirectional DC/DC converter 24. The amount of reduction in the bidirectional command value for the bidirectional DC/DC converter 24 is appropriately set depending on the configuration and scale of the distributed power system 20, the power consumption of the load 70 to which power is supplied during autonomous operation, and other factors. Then, as indicated by solid-line bubble A5, the control unit 11 outputs a control command (unidirectional command value) to the DC/DC converter 22 to continue MPPT control based on the DC bus voltage command value specified before full charge. DC power based on power generated by the photovoltaic power generation module 21 and other devices continues to be supplied to the DC bus 25.
図7は、本実施例の分散型電源システム20の制御動作の推移を示すタイムチャートである。図7においては、満充電以降の負荷変動等に伴うDC/DCコンバータ22(単方向DD)および双方向DC/DCコンバータ24(双方向DD)の制御動作の推移が例示される。図7の上部には、自立運転時における蓄電池ユニット23の充電状態を示すSOC曲線B1が例示されている。自立運転時における蓄電池ユニット23はタイミングt1において満充電状態になる。 Figure 7 is a time chart showing the progression of control operations of the distributed power supply system 20 of this embodiment. Figure 7 illustrates the progression of control operations of the DC/DC converter 22 (unidirectional DD) and the bidirectional DC/DC converter 24 (bidirectional DD) in response to load fluctuations and the like after full charge. The upper part of Figure 7 illustrates an SOC curve B1 that indicates the state of charge of the storage battery unit 23 during independent operation. During independent operation, the storage battery unit 23 reaches a fully charged state at timing t1.
図7に示すように、本実施例の分散型運転システム20においては、蓄電池ユニット23の満充電を契機として、制御部11は、双方向DDに対する制御指令としてゲートブロック指令を行い、充電方向に向かう直流バス25の電力を遮断する。そして、制御部11は、直流バス電圧指令値(双方向指令値)B4に示すように、双方向DDから直流バス25に供給される放電方向の直流電力の電圧値を低下させる直流バス電圧指令値(双方向指令値)を指示する。 As shown in FIG. 7, in the distributed operation system 20 of this embodiment, when the storage battery unit 23 is fully charged, the control unit 11 issues a gate block command as a control command to the bidirectional DD, cutting off power on the DC bus 25 in the charging direction. Then, the control unit 11 issues a DC bus voltage command value (bidirectional command value) that reduces the voltage value of the DC power in the discharging direction supplied from the bidirectional DD to the DC bus 25, as shown in DC bus voltage command value (bidirectional command value) B4.
また、制御部11においては、直流バス電圧指令値(単方向指令値)B2に示すように、満充電前に指定された直流バス電圧指令値に基づいてMPPT制御を継続する制御指令が、単方向DDに出力される。本実施例の分散型運転システム20では、DC/DCコンバータ22は満充電前に指定された直流バス電圧指令値に基づいてMPPT制御が継続され、太陽光発電モジュール21等で発電された電力に基づく直流電力が直流バス25に供給される。分散型電源システム20における電力変換部12では、単方向DDから直流バ
ス25に供給された直流電力に基づいて負荷70に電力を供給するための電力変換が行われ自立運転が継続される。そして、満充電以降の分散型運転システム20においては、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合であっても、双方向DC/DCコンバータ24のゲートブロック処理により直流バス25を充電方向に流れる電力が遮断されるため、蓄電池ユニット23が過充電状態になることはない。
Furthermore, the control unit 11 outputs a control command to the unidirectional DD to continue MPPT control based on the DC bus voltage command value specified before full charge, as indicated by the DC bus voltage command value (unidirectional command value) B2. In the distributed operation system 20 of this embodiment, the DC/DC converter 22 continues MPPT control based on the DC bus voltage command value specified before full charge, and DC power based on power generated by the photovoltaic power generation module 21 and the like is supplied to the DC bus 25. The power conversion unit 12 in the distributed power system 20 performs power conversion to supply power to the load 70 based on the DC power supplied from the unidirectional DD to the DC bus 25, thereby continuing independent operation. In the distributed operation system 20 after full charge, even if the power generated by the photovoltaic power generation module 21 and the like exceeds the load power, the gate block processing of the bidirectional DC/DC converter 24 blocks power flowing in the charging direction through the DC bus 25, preventing the storage battery unit 23 from being overcharged.
図7のタイムチャートにおいて、負荷電力B7に示すように、負荷70に供給するべく電力がt2のタイミングで増加するものと想定する。直流バス電圧指令値(単方向DD)B2に示すように、単方向DDにおいては、満充電前のときに指示された制御指令(単方向指令値)が維持される。同様にして、直流バス電圧指令値(双方向DD)B4に示すように、双方向DDにおいても、満充電のときに指示された制御指令(双方向DDから直流バス25に供給される放電方向の直流電力の電圧値を低下させる直流バス電圧指令値)が維持される。 In the time chart of Figure 7, as shown by load power B7, it is assumed that the power to be supplied to load 70 increases at timing t2. As shown by DC bus voltage command value (unidirectional DD) B2, the control command (unidirectional command value) issued before full charge is maintained in the unidirectional DD. Similarly, as shown by DC bus voltage command value (bidirectional DD) B4, the control command issued at full charge (DC bus voltage command value that reduces the voltage value of the DC power in the discharge direction supplied from the bidirectional DD to the DC bus 25) is also maintained in the bidirectional DD.
この状態では、負荷70で消費される電力が増加すると、実際の直流バス電圧B3に示すように、直流バス25に供給されている直流電力の電圧値が低下することになる。負荷電力B7に示すように、負荷70で消費される電力増加が継続されると、直流バス25に供給される直流電力の電圧値はさらに低下し、満充電時に双方向DDに指示された放電方向の直流バス電圧指令値を下回ることになる。双方向DDにおいては、双方向DD電力B6に示すように、直流バス25の電圧値が放電方向の直流バス電圧指令値を下回るタイミングt3で、満充電時に指示されたゲートブロックが解除されるとともに、蓄電池ユニット23に蓄電された電力を放電するためのBATI制御が開始される。双方向DDにおいては、満充電のときに指示された制御指令(双方向指令値)を目標値として放電方向のBATI制御が行われ、蓄電池ユニット23に蓄電された電力に基づく直流電力が直流バス25に供給される。 In this state, if the power consumed by the load 70 increases, the voltage value of the DC power supplied to the DC bus 25 will decrease, as shown in the actual DC bus voltage B3. If the power consumed by the load 70 continues to increase, as shown in the load power B7, the voltage value of the DC power supplied to the DC bus 25 will further decrease and fall below the DC bus voltage command value for the discharge direction instructed to the bidirectional DD at full charge. In the bidirectional DD, as shown in the bidirectional DD power B6, at timing t3 when the voltage value of the DC bus 25 falls below the DC bus voltage command value for the discharge direction, the gate block instructed at full charge is released and BATI control for discharging the power stored in the storage battery unit 23 is initiated. In the bidirectional DD, BATI control for the discharge direction is performed using the control command (bidirectional command value) instructed at full charge as the target value, and DC power based on the power stored in the storage battery unit 23 is supplied to the DC bus 25.
このように、本実施例の分散型電源システム20においては、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力のみで負荷電力が供給できずに直流バス25の電圧低下を招く場合であっても、直流バス25の電圧値が双方向DDに対する双方向指令値を下回るタイミングt3で放電方向のBATI制御が開始できる。本実施例においては、双方向DDに対する制御指令として双方向指令値(図7、「A」)を指示することにより、負荷70で消費される電力の変動量に応じて、単方向DDから直流バス25に供給される電力を補助することが可能になる。なお、双方向DDに対するゲートブロックの解除指示は、例えば、双方向DDに対する放電方向の放電電流指令値によるものであってもよい(図7、「B」)。 As such, in the distributed power system 20 of this embodiment, even if the load power cannot be supplied solely by the power generated by the photovoltaic power generation modules 21, etc., resulting in a voltage drop on the DC bus 25, BATI control in the discharge direction can be initiated at timing t3 when the voltage value of the DC bus 25 falls below the bidirectional command value for the bidirectional DD. In this embodiment, by issuing a bidirectional command value ("A" in Figure 7) as a control command for the bidirectional DD, it is possible to supplement the power supplied from the unidirectional DD to the DC bus 25 in accordance with the amount of fluctuation in the power consumed by the load 70. Note that the command to release the gate block for the bidirectional DD may be, for example, a discharge current command value in the discharge direction for the bidirectional DD ("B" in Figure 7).
図7の負荷電力B7に示すように、タイミングt4において負荷70で消費される電力量が減少したものと想定する。実際の直流バス電圧B3に示すように、負荷70で消費される電力量の減少に応じて、直流バス25の電圧値は回復し、満充電のときに双方向DDに指示された制御指令(双方向指令値)で指示された電圧値を再び超えることになる。そして制御部11は、実際の直流バス電圧B3に示すように、直流バス25の電圧値が単方向DDに対するMPPT制御の目標値(単方向指令値)に回復したタイミングt5で、双方向DDに対する制御指令を行う。直流バス電圧指令値(双方向DD)B4に示すように、満充電のときに低下させたBATI制御の放電方向の電圧目標値を、満充電前の充電方向の電圧目標値(双方向指令値)に再び設定する。双方向電力B6のタイミングt6に示すように、双方向DDは、制御部11からの双方向指令値に基づいて充電方向のBATI制御を開始させ、余剰電力に基づく蓄電ユニット23の充電を再び開始させる。本実施例に係る分散型運転システム20においては、蓄電ユニット23の満充電状態を示すタイミングt7で、上述した制御動作が繰り返される。 As shown in Figure 7, assume that the amount of power consumed by the load 70 decreases at time t4, as indicated by the load power B7. As indicated by the actual DC bus voltage B3, the voltage value of the DC bus 25 recovers in response to the decrease in the amount of power consumed by the load 70, and again exceeds the voltage value specified by the control command (bidirectional command value) issued to the bidirectional DD at full charge. Then, at time t5, when the voltage value of the DC bus 25 recovers to the target value (unidirectional command value) of the MPPT control for the unidirectional DD, as indicated by the actual DC bus voltage B3, the control unit 11 issues a control command to the bidirectional DD. As indicated by the DC bus voltage command value (bidirectional DD) B4, the voltage target value for the discharge direction of the BATI control, which was reduced at full charge, is reset to the voltage target value (bidirectional command value) for the charge direction before full charge. As shown at timing t6 for bidirectional power B6, the bidirectional DD starts BATI control in the charging direction based on the bidirectional command value from the control unit 11, and resumes charging of the energy storage unit 23 using surplus power. In the distributed operation system 20 according to this embodiment, the above-described control operation is repeated at timing t7, which indicates that the energy storage unit 23 is fully charged.
<制御部構成>
図8は、本実施例に係るPCS10の制御部11のハードウェア構成の一例を示す図である。図8に示すように、制御部11は、接続バス106によって相互に接続されたプロセッサ101、主記憶装置102、補助記憶装置103、通信IF104、入出力IF105を構成要素に含むコンピュータである。主記憶装置102および補助記憶装置103は、制御部11が読み取り可能な記録媒体である。上記の構成要素はそれぞれ複数に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。なお、蓄電池ユニット23や双方向DC/DCコンバータ24、DC/DCコンバータ22が備えるマイコンは、制御部11と実質的に同等のハードウェア構成によって実現される。
<Controller configuration>
8 is a diagram illustrating an example of the hardware configuration of the control unit 11 of the PCS 10 according to this embodiment. As shown in FIG. 8, the control unit 11 is a computer including, as components, a processor 101, a main memory device 102, an auxiliary memory device 103, a communication IF 104, and an input/output IF 105, all of which are interconnected by a connection bus 106. The main memory device 102 and the auxiliary memory device 103 are recording media readable by the control unit 11. Each of the above components may be provided in multiple units, or some of the components may not be provided. Note that the microcomputers provided in the storage battery unit 23, the bidirectional DC/DC converter 24, and the DC/DC converter 22 are realized by hardware configurations substantially equivalent to that of the control unit 11.
プロセッサ101は、制御部11全体の制御を行う中央処理演算装置である。プロセッサ101は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro-Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等である。プロセッサ101は、例えば、補助記憶装置103に記憶されたプログラムを主記憶装置102の作業領域に実行可能に展開し、当該プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことで所定の目的に合致した機能を提供する。但し、プロセッサ101が提供する一部または全部の機能が、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、GPU(Graphics Processing Unit
)等によって提供されてもよい。同様にして、一部または全部の機能が、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、数値演算プロセッサ等の専用LSI(large scale integration)、その他のハードウェア回路で実現されてもよい。
The processor 101 is a central processing unit that controls the entire control unit 11. The processor 101 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro-Processing Unit), or a DSP (Digital Signal Processor). The processor 101, for example, deploys a program stored in the auxiliary storage device 103 in an executable manner in a working area of the main storage device 102, and controls peripheral devices through the execution of the program, thereby providing functions that meet a predetermined purpose. However, it should be noted that some or all of the functions provided by the processor 101 may be implemented by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a GPU (Graphics Processing Unit), or the like.
) etc. Similarly, some or all of the functions may be realized by a dedicated LSI (large scale integration) such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or a numerical calculation processor, or other hardware circuit.
主記憶装置102および補助記憶装置103は、制御部11のメモリを構成する。主記憶装置102は、プロセッサ101が実行するプログラム、当該プロセッサが処理するデータ等を記憶する。主記憶装置102は、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。補助記憶装置103は、プロセッサ101等により実行されるプログラムや、動作の設定情報などを記憶する記憶媒体である。補助記憶装置103は、例えば、HDD(Hard-disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、フラッシュメモリ、USBメモリ、SD
(Secure Digital)メモリカード等を含む。通信IF104は、通信ネットワークとの通信インタフェースである。通信IF104は、接続される通信ネットワークとの接続方式に応じて適宜の構成を採用できる。本実施例においては、通信IF104を介して接続されたDC/DCコンバータ22、蓄電池ユニット23、双方向DC/DCコンバータ24との間で各種の制御指令が通知される。入出力IF15は、PCS10の備える入力デバイス、出力デバイスとの間でデータの入出力を行うインタフェースである。入出力IF15を通じて、LCD等の表示デバイスや、PCS10に接続されたプリンタ等の出力デバイスに出力される。また、入出力IF15を通じて、操作指示が受け付けられ、当該操作指示に基づいて操作者の意図する処理が行われる。さらに、本実施例においては、入出力IF15を通じて接続された、直流バス25に設けられた電力センサ26(電流センサ、電圧センサ)や電力センサ27、電力計81を含む各種のセンサの出力信号が制御部11に入力される。
The main memory device 102 and the auxiliary memory device 103 constitute the memory of the control unit 11. The main memory device 102 stores programs executed by the processor 101, data processed by the processor, etc. The main memory device 102 includes a flash memory, a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory). The auxiliary memory device 103 is a storage medium that stores programs executed by the processor 101, etc., operation setting information, etc. The auxiliary memory device 103 is, for example, a hard-disk drive (HDD), a solid-state drive (SSD), an erasable programmable ROM (EPROM), a flash memory, a USB memory, an SD card, etc.
(Secure Digital) memory cards and the like. The communication IF 104 is a communication interface with the communication network. The communication IF 104 can have an appropriate configuration depending on the connection method with the communication network. In this embodiment, various control commands are communicated between the DC/DC converter 22, the storage battery unit 23, and the bidirectional DC/DC converter 24, which are connected via the communication IF 104. The input/output IF 15 is an interface for inputting and outputting data between the input and output devices of the PCS 10. Data is output via the input/output IF 15 to a display device such as an LCD or an output device such as a printer connected to the PCS 10. Operation instructions are also accepted via the input/output IF 15, and processing intended by the operator is performed based on the operation instructions. Furthermore, in this embodiment, output signals from various sensors, including a power sensor 26 (current sensor, voltage sensor), a power sensor 27, and a power meter 81, which are connected to the DC bus 25, are input to the control unit 11 via the input/output IF 15.
<処理の流れ>
図9は、本実施例に係る制御部11で提供される過充電防止処理の一例を示すフローチャートである。図9のフローにおいては、直流バス25から蓄電機構側に供給される充電方向の直流電力を遮断し、発電機構側から直流バス25に供給される直流電力を優先させて負荷70に供給させる処理が行われる。本実施例に係るPCS10の制御部11においては、過充電防止処理は自立運転時に実行される。
<Processing flow>
Fig. 9 is a flowchart showing an example of an overcharge prevention process provided by the control unit 11 according to this embodiment. In the flow of Fig. 9, a process is performed in which the DC power supplied from the DC bus 25 to the power storage mechanism side in the charging direction is cut off, and the DC power supplied from the power generation mechanism side to the DC bus 25 is given priority and supplied to the load 70. In the control unit 11 of the PCS 10 according to this embodiment, the overcharge prevention process is executed during independent operation.
処理の開始後、分散型電源システム20において、太陽光発電モジュール21等で発電された電力に基づく自立運転が行われる(ステップS101)。すなわち、DC/DCコ
ンバータ22は制御部11からの制御指令(直流バス電圧指令値)に基づいてMPPT制御を行い、太陽光発電モジュール21等で発電された電力を所定の電圧値に昇圧して直流バス25に出力する。また、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力が負荷電力を超える場合には、双方向DC/DCコンバータ24は、制御部11からの制御指令に基づいて直流バス電圧制御(BATI制御)を行い、直流バス25に供給された直流電力の電圧を変換して蓄電池ユニット23を充電する。ステップS101の処理後、処理はステップS102に進む。
After the process starts, the distributed power system 20 performs independent operation based on the power generated by the photovoltaic power generation modules 21 and the like (step S101). That is, the DC/DC converter 22 performs MPPT control based on a control command (DC bus voltage command value) from the control unit 11, boosts the power generated by the photovoltaic power generation modules 21 and the like to a predetermined voltage value, and outputs the boosted power to the DC bus 25. Furthermore, when the power generated by the photovoltaic power generation modules 21 and the like exceeds the load power, the bidirectional DC/DC converter 24 performs DC bus voltage control (BATI control) based on a control command from the control unit 11, converts the voltage of the DC power supplied to the DC bus 25, and charges the storage battery unit 23. After the process of step S101, the process proceeds to step S102.
ステップS102では、蓄電池ユニット23の充電率が所定条件を満たすか否かが判定される。このような判定条件は、分散型電源システム20の規模や構成、蓄電池ユニット23の蓄電容量、自立運転時の負荷70に供給される負荷電力等によって予め設定される。判定条件の典型例として、蓄電池ユニット23の充電状態が満充電(SOC(State of
Charge)が95パーセントから100パーセント)状態であるか否かが判定される。制
御部11においては、通信IF104を通じて取得された蓄電池ユニット23の満充電状態を示す通知に基づいて当該蓄電池ユニットの充電状態が判定される。ステップS102において、蓄電池ユニット23の充電率が所定条件を満たす場合(充電状態が満充電状態)の場合には(ステップS102、“Yes”)、処理はステップS103に進み、そうでない場合には(ステップS102、“No”)、処理はステップS101に戻る。ステップS103においては、蓄電池ユニット23に接続される双方向DC/DCコンバータ24に対するゲートブロック指令が制御指令として出力されると処理はステップS104に進む。双方向DC/DCコンバータ24では、制御部11からの制御指令(ゲートブロック指令)に基づいてBATI制御を停止させ、充電方向の直流バス25から蓄電池ユニット23に供給される直流電力が遮断される。
In step S102, it is determined whether the charge rate of the storage battery unit 23 satisfies a predetermined condition. Such a determination condition is set in advance based on the scale and configuration of the distributed power supply system 20, the storage capacity of the storage battery unit 23, the load power supplied to the load 70 during independent operation, etc. A typical example of the determination condition is whether the state of charge of the storage battery unit 23 is fully charged (SOC (State of Charge)
In step S103, the control unit 11 determines whether the charge rate of the storage battery unit 23 is in a fully charged state (95 to 100 percent). The control unit 11 determines the charge state of the storage battery unit 23 based on the notification indicating the fully charged state of the storage battery unit 23 obtained through the communication IF 104. In step S102, if the charge rate of the storage battery unit 23 satisfies a predetermined condition (if the charge state is fully charged) (step S102, "Yes"), the process proceeds to step S103. If not (step S102, "No"), the process returns to step S101. In step S103, if a gate block command is output as a control command to the bidirectional DC/DC converter 24 connected to the storage battery unit 23, the process proceeds to step S104. The bidirectional DC/DC converter 24 stops the BATI control based on the control command (gate block command) from the control unit 11, and the DC power supplied to the storage battery unit 23 from the DC bus 25 in the charge direction is cut off.
ステップS104においては、満充電以後のゲートブロックを解除させるための条件が制御指令として双方向DC/DCコンバータ24に出力される。すなわち、満充電前の直流バス電圧指令値より電圧値を数V程度低下させた、放電方向の直流バス電圧指令値が制御指令として指示される。図6および図7を用いて説明したように、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力のみで負荷電力が供給できずに直流バス25の電圧低下を招く場合であっても、直流バス25の電圧値が双方向DC/DCコンバータ24に対する放電方向の直流バス電圧指令値を下回るタイミングで放電方向のBATI制御が開始できる。 In step S104, the conditions for releasing the gate block after full charge are output as a control command to the bidirectional DC/DC converter 24. That is, a DC bus voltage command value in the discharge direction, which is a voltage value several volts lower than the DC bus voltage command value before full charge, is specified as a control command. As explained using Figures 6 and 7, even if the load power cannot be supplied solely with the power generated by the photovoltaic power generation module 21, etc., causing a voltage drop on the DC bus 25, BATI control in the discharge direction can be started when the voltage value on the DC bus 25 falls below the DC bus voltage command value in the discharge direction for the bidirectional DC/DC converter 24.
なお、満充電以後のゲートブロックを解除させるための条件は、放電方向の放電電流指令値であってもよい。PCS10の制御部11は、直流バス25に設けられた電力センサ26(電流センサ、電圧センサ)のセンサ出力値を入出力IF15を通じて取得する。そして、取得された電力センサ26の出力値に基づいて、直流バス25の電圧値がDC/DCコンバータ22に対する直流バス電圧指令値より低い場合には、放電方向の放電電流指令値を、満充電以後の双方向DC/DCコンバータ24に対する制御指令として出力すればよい。双方向DC/DCコンバータ24は、制御部11からの上記制御指令に基づいてゲートブロックを解除し、放電方向のBATI制御を開始させる。ステップS104の処理後、ステップS105に処理は進む。 The condition for releasing the gate block after full charge may be a discharge current command value in the discharge direction. The control unit 11 of the PCS 10 acquires the sensor output value of the power sensor 26 (current sensor, voltage sensor) provided on the DC bus 25 via the input/output IF 15. Then, based on the acquired output value of the power sensor 26, if the voltage value of the DC bus 25 is lower than the DC bus voltage command value for the DC/DC converter 22, the discharge current command value in the discharge direction can be output as a control command for the bidirectional DC/DC converter 24 after full charge. The bidirectional DC/DC converter 24 releases the gate block based on the control command from the control unit 11 and starts BATI control in the discharge direction. After processing step S104, processing proceeds to step S105.
ステップS105においては、満充電前のDC/DCコンバータ22に対する直流バス電圧指令値に基づくMPPT制御が継続される。すなわち、制御部11は、DC/DCコンバータ22に対し、満充電前のDC/DCコンバータ22に対する直流バス電圧指令値を維持するように制御指令を出力する。DC/DCコンバータ22では、制御部11からの制御指令に基づいて満充電前の直流バス電圧指令値を目標値とするMPPT制御が維持され、太陽光発電モジュール21等で発電された電力の電圧値が変換された直流電力が直流バス25に供給される。分散型電源システム20の電力変換部12では、直流バス25
に供給された直流電力が、電力系統80と同期のとれた交流電力に変換されて負荷70に供給される。ステップS105の処理後、本ルーチンを一旦終了する。
In step S105, MPPT control based on the DC bus voltage command value for the DC/DC converter 22 before full charge is continued. That is, the control unit 11 outputs a control command to the DC/DC converter 22 to maintain the DC bus voltage command value for the DC/DC converter 22 before full charge. The DC/DC converter 22 maintains MPPT control with the DC bus voltage command value before full charge as a target value based on the control command from the control unit 11, and DC power obtained by converting the voltage value of power generated by the photovoltaic power generation module 21, etc. is supplied to the DC bus 25. The power conversion unit 12 of the distributed power system 20 controls the DC bus 25
The DC power supplied to the load 70 is converted into AC power synchronized with the power grid 80 and supplied to the load 70. After the process of step S105, this routine is temporarily ended.
以上、説明したように、本実施例に係る分散型電源システム20おいては、蓄電池ユニット23の充電率が所定条件を満たす(充電状態が満充電状態)場合に、直流バス25に供給される直流電力に関し、太陽光発電モジュール21等で発電された電力を優先させて出力するように双方向DC/DCコンバータ24およびDC/DCコンバータ22が制御できる。分散型電源システム20を構成するPCS10の制御部11は、例えば、蓄電池ユニット23からの満充電状態を示す通知を契機として双方向DC/DCコンバータ24に対して充電方向のゲートブロック指令を制御指令として出力できる。双方向DC/DCコンバータ24では、制御部11からのゲートブロック指令に基づいてBATI制御を停止させ、直流バス25から蓄電池ユニット23へ供給される直流電力が遮断できる。また、制御部11は、DC/DCコンバータ22に対し、満充電前の直流バス電圧指令値を維持し、太陽光発電モジュール21等で発電された発電電力に基づくMPPT制御を継続させるように制御指令を出力できる。この結果、本実施例に係る分散型電源システム20においては、直流バス25から蓄電機構側に供給される直流電力を遮断し、発電機構側から直流バス25に供給される直流電力を優先させて負荷70に供給できる。本実施例に係る分散型電源システム20によれば、自立運転時の直流バス25を充電方向に流れる微電力による蓄電池の過充電が防止できる。 As described above, in the distributed power system 20 according to this embodiment, when the charge rate of the storage battery unit 23 satisfies a predetermined condition (i.e., the storage battery unit 23 is fully charged), the bidirectional DC/DC converter 24 and the DC/DC converter 22 can be controlled to prioritize the output of power generated by the photovoltaic power generation module 21, etc., with respect to the DC power supplied to the DC bus 25. The control unit 11 of the PCS 10 constituting the distributed power system 20 can, for example, output a gate block command for the charge direction as a control command to the bidirectional DC/DC converter 24 in response to a notification from the storage battery unit 23 indicating a fully charged state. The bidirectional DC/DC converter 24 can stop BATI control based on the gate block command from the control unit 11, thereby cutting off the DC power supplied from the DC bus 25 to the storage battery unit 23. Furthermore, the control unit 11 can output a control command to the DC/DC converter 22 to maintain the DC bus voltage command value before full charge and continue MPPT control based on the power generated by the photovoltaic power generation module 21, etc. As a result, in the distributed power generation system 20 according to this embodiment, the DC power supplied from the DC bus 25 to the power storage mechanism side is cut off, and the DC power supplied from the power generation mechanism side to the DC bus 25 can be given priority and supplied to the load 70. The distributed power generation system 20 according to this embodiment can prevent overcharging of the storage battery due to minute power flowing in the charging direction through the DC bus 25 during independent operation.
また、本実施例においては、分散型電源システム20を構成するPCS10の制御部11は、蓄電池ユニット23からの充電率が所定条件を満たすことを契機として双方向DC/DCコンバータ24に対して、放電方向のBATI制御の目標値である直流バス電圧指令値(双方向指令値)を制御指令として出力できる。ここで、満充電後に出力される放電方向の直流バス電圧指令値の電圧値は、満充電前の充電方向の直流バス電圧指令値の電圧値より数V程度低下させている。このため、太陽光発電モジュール21等によって発電された発電電力のみで負荷電力が供給できずに直流バス25の電圧低下を招く場合であっても、直流バス25の電圧値が双方向DC/DCコンバータ24に対する放電方向の直流バス電圧指令値を下回るタイミングで放電方向のBATI制御が開始できる。本実施例においては、双方向DC/DCコンバータ24に対する制御指令として放電方向の直流バス電圧指令値を指示することにより、負荷70で消費される電力の変動量や太陽光発電モジュール21等で発電される電力に応じて、双方向DC/DCコンバータ24を介して直流バス25に供給される電力量を補助することが可能になる。 In addition, in this embodiment, the control unit 11 of the PCS 10 constituting the distributed power system 20 can output a DC bus voltage command value (bidirectional command value), which is the target value for BATI control in the discharge direction, as a control command to the bidirectional DC/DC converter 24 when the charge rate from the storage battery unit 23 satisfies a predetermined condition. Here, the voltage value of the DC bus voltage command value in the discharge direction output after full charge is lowered by several volts than the voltage value of the DC bus voltage command value in the charge direction before full charge. Therefore, even if the load power cannot be supplied solely by the power generated by the photovoltaic power generation module 21, etc., resulting in a voltage drop on the DC bus 25, BATI control in the discharge direction can be initiated when the voltage value of the DC bus 25 falls below the DC bus voltage command value in the discharge direction for the bidirectional DC/DC converter 24. In this embodiment, by specifying a DC bus voltage command value in the discharge direction as a control command to the bidirectional DC/DC converter 24, it is possible to supplement the amount of power supplied to the DC bus 25 via the bidirectional DC/DC converter 24 in accordance with the amount of fluctuation in power consumed by the load 70 and the power generated by the solar power generation module 21, etc.
(その他)
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本実施の形態の開示はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組合せて実施することができる。例えば、本実施例で開示された形態は、バッテリ等の蓄電池と回生エネルギーを用いた発電機構とを備える電気自動車(EV、Electric Vehicle)に適用してもよい。さらに、発電機構として太陽光発電モジュールを備えたソーラーカー、燃料電池を搭載する燃料電池自動車に適用されるとしてもよい。このような形態であっても、蓄電池ユニット23の充電率が所定条件を満たすことを契機として、蓄電池の過充電が防止可能になる。
(others)
The above-described embodiment is merely an example, and the disclosure of the present embodiment may be modified as appropriate within the scope of the gist thereof. The processes and means described in this disclosure may be freely combined and implemented as long as no technical contradictions arise. For example, the embodiment disclosed in this embodiment may be applied to an electric vehicle (EV) equipped with a storage battery such as a battery and a power generation mechanism using regenerative energy. Furthermore, the embodiment may be applied to a solar car equipped with a solar power generation module as a power generation mechanism, or a fuel cell car equipped with a fuel cell. Even in such an embodiment, overcharging of the storage battery can be prevented when the charging rate of the storage battery unit 23 satisfies a predetermined condition.
また、1つの装置が行うものとして説明した処理が、複数の装置によって分担して実行されてもよい。あるいは、異なる装置が行うものとして説明した処理が、1つの装置によって実行されても構わない。コンピュータシステムにおいて、各機能をどのようなハードウェア構成によって実現するかは柔軟に変更可能である。 Furthermore, processing described as being performed by one device may be shared and executed by multiple devices. Alternatively, processing described as being performed by different devices may be executed by a single device. In a computer system, the hardware configuration used to realize each function can be flexibly changed.
《コンピュータが読み取り可能な記録媒体》
情報処理装置その他の機械、装置(以下、コンピュータ等)に上記何れかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。
<<Computer-readable recording medium>>
A program that causes an information processing device or other machine or device (hereinafter referred to as a computer, etc.) to realize any of the above functions can be recorded on a computer-readable recording medium. Then, the computer, etc. can provide the function by reading and executing the program from the recording medium.
ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R/W、DVD、ブルーレイディスク、DAT、8mmテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやROM等がある。 Here, a computer-readable recording medium refers to a recording medium that stores information such as data and programs electrically, magnetically, optically, mechanically, or chemically, and that can be read by a computer. Examples of such recording media that can be removed from a computer include flexible disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, CD-R/Ws, DVDs, Blu-ray discs, DAT, 8mm tape, and memory cards such as flash memory. Additionally, examples of recording media that are fixed to a computer include hard disks and ROMs.
なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
<発明1>
発電装置(21)と、蓄電池(23)と、前記発電装置(21)と前記蓄電池(23)の少なくとも一方から電力バス(25)に供給された直流電力に基づいて需要家の負荷(70)に電力を供給する自立運転が可能な電力変換器(10)とを含み、前記需要家の電力系統(80)に連系して運用される電源システム(20)であって、
前記電力変換器(10)は、前記電力バス(25)に供給される直流電力を制御する制御部(11)と、
前記制御部(11)からの最大電力点追従制御に関する制御指令に基づいて前記発電装置(21)で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バス(25)に供給する第1電力変換部(22)と、
前記電力バス(25)に接続され、前記制御部(11)からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バス(25)に供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池(23)に充電し、または、前記蓄電池(23)から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バス(25)に供給する第2電力変換部(24)と、を備え、
前記制御部(11)は、前記自立運転の際に、前記発電装置(21)の発電電力量が前記負荷(70)で消費される負荷電力量を超え、前記蓄電池(23)の充電状態が所定条件を満たすときには、前記第1電力変換部(22)に対する制御指令として、前記蓄電池(23)の充電状態が所定条件を満たす前の前記最大電力点追従制御における目標値を維持させるとともに、
前記第2電力変換部(24)に対する充放電制御指令として、前記充放電制御を停止させるゲートブロック指示を行い、前記電力バス(25)から供給される直流電力を遮断する、
ことを特徴とする電源システム(20)。
In the following, the constituent elements of the present invention will be described with reference to the reference numerals in the drawings in order to make it possible to compare the constituent elements of the present invention with the configurations of the embodiments.
<Invention 1>
A power supply system (20) including a power generation device (21), a storage battery (23), and a power converter (10) capable of independent operation that supplies power to a consumer load (70) based on DC power supplied to a power bus (25) from at least one of the power generation device (21) and the storage battery (23), the power supply system (20) being operated in connection with a power grid (80) of the consumer,
The power converter (10) includes a control unit (11) that controls DC power supplied to the power bus (25);
a first power conversion unit (22) that converts the voltage of DC power generated by the power generation device (21) based on a control command related to maximum power point tracking control from the control unit (11) and supplies the converted voltage to the power bus (25);
a second power conversion unit (24) connected to the power bus (25) and converting the voltage of DC power supplied to the power bus (25) based on a charge/discharge control command from the control unit (11) regarding charge/discharge control to charge the storage battery (23), or converting the voltage of DC power discharged from the storage battery (23) to supply the power bus (25),
When the amount of power generated by the power generation device (21) exceeds the amount of load power consumed by the load (70) and the state of charge of the storage battery (23) satisfies a predetermined condition during the independent operation, the control unit (11) maintains a target value in the maximum power point tracking control before the state of charge of the storage battery (23) satisfies the predetermined condition as a control command to the first power conversion unit (22), and
a gate block instruction for stopping the charge/discharge control as a charge/discharge control command to the second power conversion unit (24), and cutting off the DC power supplied from the power bus (25);
A power supply system (20).
1 電力供給システム
10 パワーコンディショナ(PCS)
11 制御部
12 電力変換部
20 分散型電源システム(電源システム)
21 太陽光発電モジュール(発電装置)
22 DC/DCコンバータ(第1電力変換部)
23 蓄電池ユニット(蓄電池)
24 双方向DC/DCコンバータ(第2電力変換部)
25 直流バス(電力バス)
26 電力センサ
70 負荷
80 電力系統
81 電力計
101 プロセッサ
102 主記憶装置
103 補助記憶装置
104 通信IF
105 入出力IF
106 接続バス
1 Power supply system 10 Power conditioner (PCS)
11 Control unit 12 Power conversion unit 20 Distributed power supply system (power supply system)
21. Solar power generation module (power generation device)
22 DC/DC converter (first power conversion unit)
23 Battery unit (battery)
24 Bidirectional DC/DC converter (second power conversion unit)
25 DC bus (power bus)
26 Power sensor 70 Load 80 Power system 81 Power meter 101 Processor 102 Main memory device 103 Auxiliary memory device 104 Communication IF
105 Input/Output IF
106 Connection bus
Claims (3)
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第1電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第2電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力量が前記負荷で消費される負荷電力量を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が95パーセントを超えるときには、前記第2電力変換部に対してゲートブロック指示を行い、
前記第2電力変換部は、前記ゲートブロック指示に基づいて、前記電力バスの電圧制御を停止して、前記電力バスから前記蓄電池へ供給される充電方向の直流電力を遮断し、
前記制御部は、前記ゲートブロック指示を行った後、前記電力バスに供給される直流電力の電圧低下を検知した場合、前記第2電力変換部に対して前記ゲートブロック指示を解除させる指示を行い、
前記第2電力変換部は、前記ゲートブロック指示を解除させる指示に基づいて、前記電力バスの電圧制御を開始し、前記蓄電池に充電された蓄電電力を前記電力バスに供給する、
ことを特徴とする電源システム。 A power supply system including a power generation device, a storage battery, and a power converter capable of independent operation that supplies power to a consumer load based on DC power supplied to a power bus from at least one of the power generation device and the storage battery,
The power converter includes a control unit that controls DC power supplied to the power bus;
a first power conversion unit that converts the voltage of DC power generated by the power generation device based on a control command from the control unit and supplies the converted voltage to the power bus;
a second power conversion unit connected to the power bus, which converts the voltage of DC power supplied to the power bus based on a charge/discharge control command from the control unit regarding charge/discharge control, and charges the storage battery, or converts the voltage of DC power discharged from the storage battery and supplies the power bus,
the control unit issues a gate block instruction to the second power conversion unit when, during the independent operation, the amount of power generated by the power generation device exceeds the amount of load power consumed by the load, and the storage battery is in a fully charged state or when the charging rate of the storage battery exceeds 95 percent;
the second power conversion unit stops voltage control of the power bus based on the gate block instruction and cuts off DC power in a charging direction supplied from the power bus to the storage battery ;
when the control unit detects a voltage drop of the DC power supplied to the power bus after issuing the gate block instruction, the control unit issues an instruction to the second power conversion unit to cancel the gate block instruction;
the second power conversion unit starts voltage control of the power bus based on an instruction to release the gate block instruction, and supplies the stored power charged in the storage battery to the power bus.
A power supply system characterized by:
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換
して前記電力バスに供給する第1電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第2電力変換部と、を備え、
前記制御部は、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力量が前記負荷で消費される負荷電力量を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が95パーセントを超えるときには、前記第2電力変換部に対してゲートブロック指示を行い、
前記第2電力変換部は、前記ゲートブロック指示に基づいて、前記電力バスの電圧制御を停止して、前記電力バスから前記蓄電池へ供給される充電方向の直流電力を遮断し、
前記制御部は、前記ゲートブロック指示を行った後、前記電力バスに供給される直流電力の電圧低下を検知した場合、前記第2電力変換部に対して前記ゲートブロック指示を解除させる指示を行い、
前記第2電力変換部は、前記ゲートブロック指示を解除させる指示に基づいて、前記電力バスの電圧制御を開始し、前記蓄電池に充電された蓄電電力を前記電力バスに供給する、
ことを実行する制御方法。 A control method executed by a power converter of a power supply system including a power generation device, a storage battery, and a power converter capable of independent operation that supplies power to a load of a consumer based on DC power supplied to a power bus from at least one of the power generation device and the storage battery, the method comprising:
The power converter includes a control unit that controls DC power supplied to the power bus;
a first power conversion unit that converts the voltage of DC power generated by the power generation device based on a control command from the control unit and supplies the converted voltage to the power bus;
a second power conversion unit connected to the power bus, which converts the voltage of DC power supplied to the power bus based on a charge/discharge control command from the control unit regarding charge/discharge control, and charges the storage battery, or converts the voltage of DC power discharged from the storage battery and supplies the power bus,
the control unit issues a gate block instruction to the second power conversion unit when, during the independent operation, the amount of power generated by the power generation device exceeds the amount of load power consumed by the load, and the storage battery is in a fully charged state or when the charging rate of the storage battery exceeds 95 percent;
the second power conversion unit stops voltage control of the power bus based on the gate block instruction and cuts off DC power in a charging direction supplied from the power bus to the storage battery ;
when the control unit detects a voltage drop of the DC power supplied to the power bus after issuing the gate block instruction, the control unit issues an instruction to the second power conversion unit to cancel the gate block instruction;
the second power conversion unit starts voltage control of the power bus based on an instruction to release the gate block instruction, and supplies the stored power charged in the storage battery to the power bus.
A control method for performing this.
前記電力変換器は、前記電力バスに供給される直流電力を制御する制御部と、
前記制御部からの制御指令に基づいて前記発電装置で発電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第1電力変換部と、
前記電力バスに接続され、前記制御部からの充放電制御に関する充放電制御指令に基づいて前記電力バスに供給された直流電力の電圧を変換して前記蓄電池に充電し、または、前記蓄電池から放電された直流電力の電圧を変換して前記電力バスに供給する第2電力変換部と、を備え、
前記制御部に、前記自立運転の際に、前記発電装置の発電電力量が前記負荷で消費される負荷電力量を超え、前記蓄電池が満充電状態であるときまたは前記蓄電池の充電率が95パーセントを超えるときには、前記第2電力変換部に対してゲートブロック指示を行うこと、
前記第2電力変換部に、前記ゲートブロック指示に基づいて、前記電力バスの電圧制御を停止して、前記電力バスから前記蓄電池へ供給される充電方向の直流電力を遮断すること、
前記制御部に、前記ゲートブロック指示が行われた後、前記電力バスに供給される直流電力の電圧低下が検知された場合、前記第2電力変換部に対して前記ゲートブロック指示を解除させる指示を行うこと、
前記第2電力変換部に、前記ゲートブロック指示を解除させる指示に基づいて、前記電力バスの電圧制御を開始し、前記蓄電池に充電された蓄電電力を前記電力バスに供給すること、
を実行させるプログラム。 A program to be executed by a power converter of a power supply system including a power generation device, a storage battery, and a power converter capable of independent operation that supplies power to a load of a consumer based on DC power supplied to a power bus from at least one of the power generation device and the storage battery,
The power converter includes a control unit that controls DC power supplied to the power bus;
a first power conversion unit that converts the voltage of DC power generated by the power generation device based on a control command from the control unit and supplies the converted voltage to the power bus;
a second power conversion unit connected to the power bus, which converts the voltage of DC power supplied to the power bus based on a charge/discharge control command from the control unit regarding charge/discharge control, and charges the storage battery, or converts the voltage of DC power discharged from the storage battery and supplies the power bus,
the control unit issues a gate block instruction to the second power conversion unit when, during the independent operation, the amount of power generated by the power generation device exceeds the amount of load power consumed by the load, and the storage battery is in a fully charged state or the charging rate of the storage battery exceeds 95 percent;
causing the second power conversion unit to stop voltage control of the power bus based on the gate block instruction and cut off DC power in a charging direction supplied from the power bus to the storage battery ;
the control unit instructs the second power conversion unit to cancel the gate block instruction when a voltage drop of the DC power supplied to the power bus is detected after the gate block instruction is issued;
starting voltage control of the power bus based on an instruction to the second power conversion unit to cancel the gate block instruction, and supplying the stored power charged in the storage battery to the power bus;
A program that executes the following.
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