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公開番号2024098415
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-23
出願番号2023001926
出願日2023-01-10
発明の名称電源装置
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02J 7/35 20060101AFI20240716BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】安価に二酸化炭素の排出量削減に寄与可能な電源装置を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る交流を直流にして出力する変電所および負荷となる電気車に接続されるき電回路に接続される電源装置であって、き電回路に接続され、き電回路の電圧を任意の電圧に変換する第1の電力変換器と、第1の電力変換器に接続され、太陽光パネルと、電気自動車用充電器のうちの1つまたは両方と接続される第1の蓄電池と、太陽光パネルが発電した電力を電気自動車用充電器または第1の蓄電池に供給されるように第1の電力変換器および第1の蓄電池を制御する制御部と、を備え、電気自動車用充電器は、太陽光パネルが発電した電力および第1の蓄電池から放電される電力のうちの少なくとも1つを用いて、電気自動車用充電器に接続される電気自動車を充電する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
交流を直流にして出力する変電所および負荷となる電気車に接続されるき電回路に接続される電源装置であって、
前記き電回路に接続され、前記き電回路の電圧を任意の電圧に変換する第１の電力変換器と、
前記第１の電力変換器に接続され、太陽光パネルと、電気自動車用充電器のうちの１つまたは両方と接続される第１の蓄電池と、
前記太陽光パネルが発電した電力を前記電気自動車用充電器または前記第１の蓄電池に供給されるように前記第１の電力変換器および前記第１の蓄電池を制御する制御部と、
を備え、
前記電気自動車用充電器は、前記太陽光パネルが発電した電力および前記第１の蓄電池から放電される電力のうちの少なくとも１つを用いて、前記電気自動車用充電器に接続される電気自動車を充電する、
電源装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記第１の蓄電池の充電率が高い程、前記き電回路に対する充電閾値電圧および電閾値電圧の少なくとも一方が上昇するように前記電力変換器および前記第１の蓄電池を制御する、請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の蓄電池の充電率が低い程、前記き電回路に対する充電閾値電圧および電閾値電圧の少なくとも一方が下降するように前記電力変換器および前記第１の蓄電池を制御する、請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１の蓄電池に接続され、前記第１の蓄電池の放電電圧を任意の直流電圧に変換する第２の電力変換器をさらに備える、請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第１の蓄電池に接続され、前記第１の蓄電池の放電電圧を任意の交流電圧に変換するインバータをさらに備え、
前記太陽光パネルおよび電気自動車用充電器のうちの１つまたは両方は、前記インバータを介して前記第１の蓄電池と接続される、請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
前記第１の蓄電池に接続され、前記第１の蓄電池の放電電圧を任意の交流電圧に変換するインバータと、
前記インバータの交流出力側に接続される第１の変圧器と、
前記第１の変圧器に接続され、前記第１の変圧器から出力される交流電圧を直流電圧に変換し、前記第１の電力変換器および前記第１の蓄電池を監視制御するための制御電源を供給する直流電源装置と、
をさらに備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記直流電源装置は、前記太陽光パネルが発電した電力から電力供給される、請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
前記変電所が前記き電回路に電力供給ができない場合、前記制御部は、前記太陽光パネルが発電した電力を前記第１の蓄電池に充電し、前記蓄電池に充電された電力を前記第１の電力変換器を介して前記き電回路に供給する、請求項１に記載の電源装置。
【請求項９】
前記第１の蓄電池に接続され、前記第１の蓄電池の放電電圧を任意の交流電圧に変換し、前記制御部により制御されるインバータと、
前記インバータの交流出力側および交流電力が供給される商用交流電路と接続される第１の変圧器と、
前記制御部は、前記第１の蓄電池の充電率が高くなるにつれて、前記電気車によって発生した回生電力を前記商用交流電路に供給し、前記第１の蓄電池の充電率が低くなるにつれて前記商用交流電路から前記第１の蓄電池への電力供給を増加するように前記第１の電力変換器、前記第１の蓄電池、および前記インバータを制御する、請求項１に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記第１の蓄電池、前記太陽光パネル、前記電気自動車用充電器に接続され、第２の電力変換器を備える第２の蓄電池をさらに備え、前記第２の蓄電池は、前記制御部により制御される、請求項１に記載の電源装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電源装置に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
台風などの風水害、地震やエネルギー安全保障の観点から社会インフラ設備のレジリエンス（強靭化）が求められるようになった。また、世界的な脱二酸化炭素の指向は、交通システムにおける化石燃料からの脱却や、より一層の省エネルギー化を求めている。電気鉄道においては、蓄電池技術を応用して、余剰回生電力として機械ブレーキで熱として消費されてきたエネルギーを蓄電池に貯蔵し、加速時に再利用する技術が用いられるようになってきた。
【０００３】
また、自動車については急速な電気自動車化が進んでいる。ディーゼルエンジンで駆動していたバスを、電気自動車化されたＥＶバスとして運用されるようにもなってきた。さらに、クリーンな発電電源とされる太陽光や風力発電などの自然エネルギーを用いて、ＥＶバスに車載された蓄電池を充電し、走行時にエネルギーを使用するように運用される。
【０００４】
例えば、特許文献１では、電気自動車を充電するための変換器と、蓄電池、太陽光発電システムおよび交流系統連系用のインバータが直流母線を通じて接続され、不安定な自然エネルギーである太陽光発電を蓄電池や系統連系用インバータが補完することが示されている。
【０００５】
特許文献２では、駅に蓄電池を設置することで非常用電源を確保し、鉄道システムのインフラレジリエンスに資する内容が記載されている。
【０００６】
非特許文献１では、変電所が接続される交流系統に大規模な太陽光発電を接続し、直流変電所の整流器と直流き電線を経由して、鉄道システムで使用することが述べられている。
【０００７】
さらに、非特許文献２では、駅に蓄電池を設置することで非常用電源を確保し、鉄道システムのインフラレジリエンス（強靭化）に資する内容が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
国際公開２０２２／００４６１１号
特開２０２２－１１２５５３号公報
【非特許文献】
【０００９】
２０２２年電気学会産業応用部門大会直流き電回路に接続する大規模蓄電装置を活用した鉄道デマンドのＰＶ出力特性追従
２０２２年電気学会産業応用部門大会直流電気鉄道に接続されたEV充電システムの有用回生エネルギーの評価
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示される技術では、多数の電気自動車の充電、大出力の電気自動車の充電をする場合、大規模な充電用電源システムを構築する必要があるという問題がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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