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公開番号2024120596
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-05
出願番号2023027489
出願日2023-02-24
発明の名称電力変換システム
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人
主分類H02J 3/38 20060101AFI20240829BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】蓄電部が接続された電力変換システムにおいて、電力変換システムから出力される由来別の電力量を高精度に計量する。
【解決手段】交流電力計(14)は、インバータ(12)と分電盤(3)の間に設置される。第1直流電力計(151)は、インバータ(12)と、第1DC/DCコンバータ(11a)と第2DC/DCコンバータ(11b)の合流点(N1)の間に設置される。第2直流電力計(152)は、合流点(N1)と第1DC/DCコンバータ(11a)の間に設置される。第3直流電力計(153)は、第1DC/DCコンバータ(11a)と発電装置(6)の間に設置される。第4直流電力計(154)は、合流点(N1)と第2DC/DCコンバータ(11b)の間に設置される。第5直流電力計(155)は、第2DC/DCコンバータ(11b)と定置型蓄電部(7)の間に設置される。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置に接続される第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、
定置型蓄電部に接続される第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、
直流端子側が前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの合流点に接続され、交流端子側が系統および負荷に接続された分電盤に接続されるインバータと、
前記インバータと前記分電盤の間に設置される交流電力計と、
前記インバータと前記合流点の間に設置される第１直流電力計と、
前記合流点と前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの間に設置される第２直流電力計と、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータと前記発電装置の間に設置される第３直流電力計と、
前記合流点と前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの間に設置される第４直流電力計と、
前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータと前記定置型蓄電部の間に設置される第５直流電力計と、
前記交流電力計と前記第１直流電力計－前記第５直流電力計でそれぞれ計測された電力をもとに、前記分電盤に出力される前記発電装置に由来する電力量を計量する制御部と、を備える、
電力変換システム。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記第１直流電力計で計測された前記インバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第２直流電力計で計測された前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第５直流電力計で計測された前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータから前記定置型蓄電部へ出力されている電力をもとに、前記定置型蓄電部へ充電される前記発電装置由来の電力と前記系統由来の電力を算出し、
前記定置型蓄電部へ充電される前記発電装置由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記発電装置由来の電力量に加算し、
前記定置型蓄電部へ充電される前記系統由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記系統由来の電力量に加算し、
前記定置型蓄電部に蓄積されている前記発電装置由来の電力量、前記系統由来の電力量、前記第５直流電力計で計測された前記定置型蓄電部から前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータへ出力されている電力、前記第４直流電力計で計測された前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力をもとに、前記定置型蓄電部から放電される前記発電装置由来の電力と前記系統由来の電力を算出し、
前記定置型蓄電部から放電される前記発電装置由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記発電装置由来の電力量から減算し、
前記定置型蓄電部から放電される前記系統由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記系統由来の電力量から減算する、
請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記定置型蓄電部に蓄積されている前記発電装置由来の電力量、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記系統由来の電力量、前記第５直流電力計で計測された前記定置型蓄電部から前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータへ出力されている電力、前記第４直流電力計で計測された前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第２直流電力計で計測された前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第１直流電力計で計測された前記合流点から前記インバータへ出力されている電力をもとに、前記第１直流電力計で計測された電力の内の前記発電装置由来の比率を算出し、
前記交流電力計で計測された電力に前記発電装置由来の比率を乗算して前記分電盤に出力される前記発電装置由来の電力を算出する、
請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記交流電力計と前記第１直流電力計－前記第５直流電力計は、特定計量器である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換システム。
【請求項５】
車載蓄電部と前記合流点の間に接続される第３ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記合流点と前記第３ＤＣ／ＤＣコンバータの間に設置される第６直流電力計と、
前記第３ＤＣ／ＤＣコンバータと前記車載蓄電部の間に設置される第７直流電力計と、をさらに備え、
前記制御部は、前記交流電力計と前記第１直流電力計－前記第７直流電力計でそれぞれ計測された電力をもとに、前記分電盤に出力される前記発電装置に由来する電力量を計量する、
請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１直流電力計で計測された前記インバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第２直流電力計で計測された前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第６直流電力計で計測された前記第３ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第５直流電力計で計測された前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータから前記定置型蓄電部へ出力されている電力をもとに、前記定置型蓄電部へ充電される前記発電装置由来の電力と前記系統由来の電力とその他由来の電力を算出し、
前記定置型蓄電部へ充電される前記発電装置由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記発電装置由来の電力量に加算し、
前記定置型蓄電部へ充電される前記系統由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記系統由来の電力量に加算し、
前記定置型蓄電部へ充電される前記その他由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記その他由来の電力量に加算し、
前記定置型蓄電部に蓄積されている前記発電装置由来の電力量、前記系統由来の電力量、前記その他由来の電力量、前記第５直流電力計で計測された前記定置型蓄電部から前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータへ出力されている電力、前記第４直流電力計で計測された前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力をもとに、前記定置型蓄電部から放電される前記発電装置由来の電力と前記系統由来の電力と前記その他由来の電力を算出し、
前記定置型蓄電部から放電される前記発電装置由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記発電装置由来の電力量から減算し、
前記定置型蓄電部から放電される前記系統由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記系統由来の電力量から減算し、
前記定置型蓄電部から放電される前記その他由来の電力を、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記その他由来の電力量から減算する、
請求項５に記載の電力変換システム。
【請求項７】
前記制御部は、
前記定置型蓄電部に蓄積されている前記発電装置由来の電力量、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記系統由来の電力量、前記定置型蓄電部に蓄積されている前記その他由来の電力量、前記第５直流電力計で計測された前記定置型蓄電部から前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータへ出力されている電力、前記第４直流電力計で計測された前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第２直流電力計で計測された前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータから前記合流点へ出力されている電力、前記第１直流電力計で計測された前記合流点から前記インバータへ出力されている電力をもとに、前記第１直流電力計で計測された電力の内の前記発電装置由来の比率を算出し、
前記交流電力計で計測された電力に前記発電装置由来の比率を乗算して前記分電盤に出力される前記発電装置由来の電力を算出する、
請求項６に記載の電力変換システム。
【請求項８】
前記交流電力計と前記第１直流電力計－前記第７直流電力計は、特定計量器である、
請求項５から７のいずれか１項に記載の電力変換システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電部が接続される電力変換システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
２０２３年現在、日本では建設資材高騰や円安の影響により住宅価格が高騰している。それに伴い、ＺＥＨ(Zero Energy House)の実現に向けて太陽光発電システムを設置する場合、初期投資が不要なＰＰＡ（Power Purchase Agreement）サービスを活用する事例が増えている。ＰＰＡサービスは、住宅等に設置された太陽光発電システムをＰＰＡ事業者が所有する形態をとり、太陽光発電の自家消費分の料金を、契約者に請求する仕組みである。太陽光発電システムのメンテナンスもＰＰＡ事業者が行う。近年、顧客の囲い込みを目的に大手電力会社がＰＰＡサービスを提供するケースも増えている。
【０００３】
従来、ＰＰＡ事業者は、パワーコンディショナと分電盤の間にスマートメータを設置して、自家消費課金のための電力量を計測していた。このスマートメータは１０年おきに交換が必要であり、ＰＰＡ事業者にとって負担になっていた。２０２２年４月、エネルギー供給強靭化法が施行され、ＰＰＡ事業者の負担軽減につながる、パワーコンディショナの電力計測結果を用いた電力取引が許可された。
【０００４】
２０２３年現在、日本では資源価格高騰や円安の影響により系統電力価格が高止まりしており、単位ｋＷｈあたりの系統電力価格が、単位ｋＷｈあたりの太陽光発電電力の売電価格を上回る状態が続いている。固定価格買取制度（ＦＩＴ）による太陽光発電電力の買取価格は年々低下しており、今後も太陽光発電電力の売電価格が系統電力価格を下回る状態が続くことが予測される。
【０００５】
そこで太陽光発電電力を蓄電池に貯めて自家消費するニーズが高まっている。それに伴い、太陽光発電システムと蓄電システムを連携させたシステム（以下、ハイブリッド蓄電システム）が普及してきている（例えば、特許文献１参照）。ＰＰＡ事業者も、契約者に提供する経済価値を向上させるためにハイブリッド蓄電システムの展開を強化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－１１８２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
太陽電池の他に定置型蓄電池や車載蓄電池が入力側に接続されるマルチ入力パワーコンディショナでは、定置型蓄電池や車載蓄電池に充電された電力の由来が不明であるため、マルチ入力パワーコンディショナの出力電力をスマートメータで計量しても従量課金することが難しかった。２０２３年現在、ＰＰＡ事業は基本的に月額定額課金を採用している。多くのＰＰＡ事業者は月額定額課金から従量課金への移行を望んでいる。したがって、実際に自家消費された、再生可能エネルギー由来の電力を高精度に計量することが求められている。
【０００８】
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、蓄電部が接続された電力変換システムにおいて、電力変換システムから出力される由来別の電力量を高精度に計量する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示のある態様の電力変換システムは、再生可能エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置に接続される第１ＤＣ／ＤＣコンバータと、定置型蓄電部に接続される第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、直流端子側が前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの合流点に接続され、交流端子側が系統および負荷に接続された分電盤に接続されるインバータと、前記インバータと前記分電盤の間に設置される交流電力計と、前記インバータと前記合流点の間に設置される第１直流電力計と、前記合流点と前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの間に設置される第２直流電力計と、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータと前記発電装置の間に設置される第３直流電力計と、前記合流点と前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの間に設置される第４直流電力計と、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータと前記定置型蓄電部の間に設置される第５直流電力計と、前記交流電力計と前記第１直流電力計－前記第５直流電力計でそれぞれ計測された電力をもとに、前記分電盤に出力される前記発電装置に由来する電力量を計量する制御部と、を備える。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本開示の表現を装置、システム、方法、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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