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公開番号2024058728
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-30
出願番号2022166003
出願日2022-10-17
発明の名称蓄電システム
出願人ニチコン株式会社
代理人弁理士法人みのり特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240422BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】接続箱を用いることなくPID現象の発生を抑制可能な蓄電システムを提供する。
【解決手段】発電電力が入力されるDC/DCコンバータ部10Aと、蓄電手段BTが接続される双方向DC/DCコンバータ20と、系統接続端子T1～T5に接続される双方向DC/ACインバータ30と、を備える蓄電システム1Aであって、入力端が双方向DC/ACインバータ30を介することなく系統接続端子T1,T3に接続される整流平滑回路50,51,52と、整流平滑回路50,51,52の出力端に接続される電圧印加回路53,54,55とを備え、電圧印加回路53,54,55は、整流平滑回路50,51,52で整流平滑した第1直流電圧を発電部PV1,PV2のマイナス極に印加し、発電量が所定値以下の時に発電部PV1,PV2のマイナス極の対地電圧をゼロ以上に上昇させることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統に接続される系統接続端子と、
発電部から直流の発電電力が入力されるＤＣ／ＤＣコンバータ部と、
蓄電手段が接続される双方向ＤＣ／ＤＣコンバータと、
直流側が前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部および前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、交流側が前記系統接続端子に接続される双方向ＤＣ／ＡＣインバータと、
を備える蓄電システムであって、
入力端が前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータを介することなく前記系統接続端子に導通接続される整流平滑回路と、
前記整流平滑回路の出力端に接続され、かつ前記発電部のマイナス極に導通接続される電圧印加回路と、を備え、
前記整流平滑回路は、前記電力系統の系統電圧を整流平滑した第１直流電圧を出力し、
前記電圧印加回路は、前記第１直流電圧を前記発電部の前記マイナス極に印加し、前記発電部から出力される発電量が所定値以下の時に前記発電部の前記マイナス極の対地電圧を上昇させる
ことを特徴とする蓄電システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記整流平滑回路は、
前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータを介することなく前記系統接続端子と前記電圧印加回路とを接続する電力ラインに介装された整流手段と、
前記整流手段と前記電圧印加回路との接続点にプラス端子が接続される平滑手段と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項３】
前記電圧印加回路は、前記整流平滑回路の前記出力端と前記発電部の前記マイナス極とを接続する電力ラインに介装された第１スイッチング素子を備え、
前記第１スイッチング素子は、前記発電量が前記所定値以下の場合にオン状態になり、前記発電量が前記所定値を超える場合にオフ状態になる
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項４】
前記発電部は、Ｎ個の発電手段（Ｎは２以上の整数）を備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一端側が前記Ｎ個の発電手段に接続されたＮ個のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記Ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータの他端側のマイナス端子に接続されたＮ個の第１ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、電流路の一端が前記整流平滑回路の前記出力端に接続された第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の前記電流路の他端と前記Ｎ個の発電手段の各マイナス極との間に設けられたＮ個の第２ダイオードとを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項５】
前記発電部は、Ｎ個の発電手段（Ｎは２以上の整数）を備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一端側が前記Ｎ個の発電手段に接続されたＮ個のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記Ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータの他端側のマイナス端子同士の接続点と前記双方向ＤＣ／ＡＣインバータの直流側のマイナス端子とを接続する電力ラインに介装された第１ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、電流路の一端が前記整流平滑回路の前記出力端に接続されるとともに、前記電流路の他端がダイオードを介することなく前記Ｎ個の発電手段の各マイナス極に接続された第１スイッチング素子を備え、
前記第１ダイオードには、第２スイッチング素子が並列接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。
【請求項６】
前記発電部は、Ｎ個の発電手段（Ｎは２以上の整数）を備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ部は、一端側が前記Ｎ個の発電手段に接続されたＮ個のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記Ｎ個のＤＣ／ＤＣコンバータの他端側のマイナス端子に接続されたＮ個の第１ダイオードとを備え、
前記電圧印加回路は、一端が前記整流平滑回路の前記出力端に接続された第１抵抗と、前記第１抵抗の他端と前記Ｎ個の発電手段の各マイナス極との間に設けられたＮ個の第２ダイオードとを備え、
前記第１ダイオードには、第２抵抗が並列接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムに関し、特に、太陽光発電機能を備えた蓄電システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
高効率化を目的としたトランスレス型（非絶縁型）の太陽光発電システムでは、昼間に太陽光発電システムのパワーコンディショナーが系統連系動作を行うと、太陽電池の内部回路と太陽電池のフレームグランド（以下、ＦＧ）との間に大きな電位差（太陽電池のマイナス極の電圧がＦＧに対して負）が発生する。この大きな電位差が長時間継続すると、発電能力が急激に劣化するＰＩＤ（Potential Induced Degradation）現象が発生する太陽電池が存在するが、太陽電池が発電していない夜間に太陽電池を商用の電力系統（以下、系統）から解列することで、太陽電池の内部回路とＦＧとの間の電位差が解消され、ＰＩＤ現象の発生は抑制される。
【０００３】
一方、ハイブリッド型の蓄電システムすなわち太陽光発電機能を備えた蓄電システムでは、夜間に太陽電池を系統から解列しない（太陽電池は２４時間系統に接続されている）ため、ＰＩＤ現象の発生を抑制することはできない。また、ＰＩＤ現象が発生しにくい太陽電池も存在するため、必ずしもＰＩＤ対策が必要になるとは限らない。
【０００４】
そこで、図５に示すハイブリッド型の蓄電システム１Ｄでは、ＰＩＤ現象が発生するおそれのある太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２を使用する場合、ＰＩＤ対策用の接続箱２を介して、太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２とパワーコンディショナー３とを接続している。
【０００５】
接続箱２は、リレーＲＬ１１，ＲＬ１２と、制御回路２ａと、制御電源２ｂと、電圧検出部２ｃと、逆流防止用のブリッジダイオードＤ１１，Ｄ１２とを備える。パワーコンディショナー３は、接続箱２を介して太陽電池ＰＶ１に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ４（４－１）と、接続箱２を介して太陽電池ＰＶ２に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ４（４－２）とを備える。
【０００６】
制御回路２ａは、制御電源２ｂから供給される電源電圧により起動し、電圧検出部２ｃで検出される電圧値（太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２から入力される発電電圧の電圧値）に応じて、リレーＲＬ１１，ＲＬ１２のオン／オフ制御を行う。例えば、制御回路２ａは、太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２が発電していない時（例えば、夜間）に、リレーＲＬ１１，ＲＬ１２をオフ状態にする。
【０００７】
リレーＲＬ１１，ＲＬ１２がオフ状態の時は、パワーコンディショナー３が系統連系動作を行っていても、太陽電池ＰＶ１，ＰＶ２の内部回路とＦＧとの間に電位差は発生しないため、ＰＩＤ現象の発生は抑制される。このように、接続箱を用いて太陽電池が発電していない時に太陽電池を系統から切り離す構成は、例えば、特許文献１～３にも開示されている。
【０００８】
しかしながら、ＰＩＤ対策として接続箱を用いた場合、システム全体の大型化および高コスト化を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１７－１６９４３６号公報
特開２０１７－１６９４３４号公報
特開２０１９－１０３２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、接続箱を用いることなくＰＩＤ現象の発生を抑制可能な蓄電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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