特許ウォッチ

公開番号2025083955
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2023197660
出願日2023-11-21
発明の名称配電システムおよび配電方法
出願人日新電機株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H02J 1/00 20060101AFI20250526BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】発電装置や蓄電装置が複数接続される大規模なシステムにおいて、電力の融通を可能とした技術を提供する。
【解決手段】第1DCクラスタ(1)は、第1DCバス(19)の電圧が第1範囲内の場合、切替回路(18)およびDCグリッド(4)を介して放電要求を出力する。また、第2DCクラスタ(2)は、第2DCバス(29)の電圧が第2範囲内の場合、第1DCクラスタ(1)からの放電要求に応じて、切替回路(28)およびDCグリッド(4)を介して第1DCクラスタ(1)に電力を供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のＤＣクラスタが、ＤＣグリッドを介して接続される配電システムであって、
第１ＤＣクラスタは、少なくとも第１発電装置、第１蓄電装置、第１負荷、第１ＤＣバスおよび第１切替回路を備え、前記第１発電装置および前記第１蓄電装置のそれぞれが、電力変換器を介して前記第１ＤＣバスに接続され、当該第１ＤＣバスが前記第１切替回路を介して前記ＤＣグリッドに接続されており、
第２ＤＣクラスタは、少なくとも第２発電装置、第２蓄電装置、第２負荷、第２ＤＣバスおよび第２切替回路を備え、前記第２発電装置および前記第２蓄電装置のそれぞれが、電力変換器を介して前記第２ＤＣバスに接続され、当該第２ＤＣバスが前記第２切替回路を介して前記ＤＣグリッドに接続されており、
前記第１蓄電装置が接続される電力変換器は、前記第１切替回路が切断されている状態で、前記第１ＤＣバスの電圧が第１範囲内になると、前記第１切替回路を接続して前記ＤＣグリッドを介して放電要求を出力し、
前記第２蓄電装置が接続される電力変換器は、前記第２切替回路が切断されている状態で、前記第２ＤＣバスの電圧が前記第１範囲を上回る第２範囲内である場合に、前記第１ＤＣクラスタからの前記放電要求に応じて、前記第２切替回路を接続して前記ＤＣグリッドを介して前記第１ＤＣクラスタに電力を供給する、配電システム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第１蓄電装置が接続される電力変換器は、
前記第１ＤＣバスの電圧が前記第１範囲内になると、前記第１切替回路によって前記第１ＤＣバスと前記ＤＣグリッドとを接続して、当該ＤＣグリッドの電圧を前記第１ＤＣバスの電圧とすることにより前記放電要求を出力する、請求項１に記載の配電システム。
【請求項３】
前記第２蓄電装置が接続される電力変換器は、
前記第１ＤＣクラスタからの前記放電要求に応じる場合に、前記第２ＤＣバスの電圧を前記第２範囲を上回る第３範囲内になるまで上げることによって、前記第２発電装置が接続される電力変換器に、前記第２発電装置からの電力の出力を停止させ、
その後、前記第２ＤＣバスの電圧を前記ＤＣグリッドの電圧と同じになるまで下げてから、
前記第２切替回路によって前記第２ＤＣバスと前記ＤＣグリッドとを接続して、前記第１ＤＣクラスタへの電力の供給を開始する、請求項２に記載の配電システム。
【請求項４】
前記第２発電装置が接続される電力変換器は、
前記第２切替回路によって前記第２ＤＣバスと前記ＤＣグリッドとが接続された後に、前記第２発電装置による電力の出力を再開させる、請求項３に記載の配電システム。
【請求項５】
前記第１蓄電装置が接続される電力変換器は、
前記第１蓄電装置の充電量が第１所定値以上になると、前記ＤＣグリッドの電圧を前記第２範囲を上回る第４範囲内になるまで上げることによって、前記第２ＤＣクラスタに対して放電の停止要求を出力する、請求項３に記載の配電システム。
【請求項６】
前記第２蓄電装置が接続される電力変換器は、
前記第２蓄電装置の充電量が第２所定値以下になると、前記ＤＣグリッドの電圧を前記第２範囲を上回る第４範囲内になるまで上げて、前記第１ＤＣクラスタに対して放電停止を通知する、請求項３に記載の配電システム。
【請求項７】
前記第１発電装置および前記第１蓄電装置のそれぞれが接続される電力変換器は、
前記ＤＣグリッドの電圧が前記第４範囲内になると、前記第１ＤＣバスの電圧が０Ｖになるまで下げ、
前記第１蓄電装置が接続される電力変換器は、前記第１切替回路によって前記第１ＤＣバスと前記ＤＣグリッドとを切り離す、請求項５または６に記載の配電システム。
【請求項８】
前記第２発電装置および前記第２蓄電装置のそれぞれが接続される電力変換器は、
前記ＤＣグリッドの電圧が前記第４範囲内になると、前記第２ＤＣバスの電圧が０Ｖになるまで下げ、
前記第２蓄電装置が接続される電力変換器は、前記第２切替回路によって前記第２ＤＣバスと前記ＤＣグリッドとを切り離す、請求項５または６に記載の配電システム。
【請求項９】
複数のＤＣクラスタが、ＤＣグリッドを介して接続される配電システムの配電方法であって、
第１ＤＣクラスタは、少なくとも第１発電装置、第１蓄電装置、第１負荷、第１ＤＣバスおよび第１切替回路を備え、前記第１発電装置および前記第１蓄電装置のそれぞれが、電力変換器を介して前記第１ＤＣバスに接続され、当該第１ＤＣバスが前記第１切替回路を介して前記ＤＣグリッドに接続されており、
第２ＤＣクラスタは、少なくとも第２発電装置、第２蓄電装置、第２負荷、第２ＤＣバスおよび第２切替回路を備え、前記第２発電装置および前記第２蓄電装置のそれぞれが、電力変換器を介して前記第２ＤＣバスに接続され、当該第２ＤＣバスが前記第２切替回路を介して前記ＤＣグリッドに接続されており、
前記第１蓄電装置が接続される電力変換器が、前記第１切替回路が切断されている状態で、前記第１ＤＣバスの電圧が第１範囲内になると、前記第１切替回路を接続して前記ＤＣグリッドを介して放電要求を出力する工程と、
前記第２蓄電装置が接続される電力変換器は、前記第２切替回路が切断されている状態で、前記第２ＤＣバスの電圧が前記第１範囲を上回る第２範囲内である場合に、前記第１ＤＣクラスタからの前記放電要求に応じて、前記第２切替回路を接続して前記ＤＣグリッドを介して前記第１ＤＣクラスタに電力を供給する工程と、
を含む配電方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、配電システムおよび配電方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、発電装置、充電装置、負荷等が直流電路に接続されたシステムの開発が行われている。これに関連する技術として、下記の特許文献１に開示された発明がある。
【０００３】
特許文献１は、複数の装置、直流電路及び制御装置を備えるエネルギーシステムを開示している。複数の装置は、第１発電装置、第１出力装置及び第２出力装置を有する。第１発電装置は、直流電路に電力を供給する。第１出力装置は、直流電路から電力を取り出して系統電源に向けて出力する。第２出力装置は、直流電路から電力を取り出して負荷に向けて出力する。制御装置は、電圧の高さに応じた複数の電圧区分のうちのいずれの区分に直流電路の電圧が属するのかに基づいて、複数の装置の運転状態を切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－９２３６３号公報（２０２３年７月３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、制御装置が、電圧の高さに応じた複数の電圧区分のうちのいずれの区分に直流電路の電圧が属するのかに基づいて、複数の装置の運転状態を切り替える。しかしながら、特許文献１は、特許文献１に開示されたエネルギーシステムが複数接続されるような大規模なシステムに対応することはできない。
【０００６】
本発明の一態様は、発電装置や蓄電装置が複数接続される大規模なシステムにおいて、電力の融通を可能とした技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る配電システムは、複数のＤＣクラスタが、ＤＣグリッドを介して接続される配電システムであって、第１ＤＣクラスタは、少なくとも第１発電装置、第１蓄電装置、第１負荷、第１ＤＣバスおよび第１切替回路を備え、前記第１発電装置および前記第１蓄電装置のそれぞれが、電力変換器を介して前記第１ＤＣバスに接続され、当該第１ＤＣバスが前記第１切替回路を介して前記ＤＣグリッドに接続されており、第２ＤＣクラスタは、少なくとも第２発電装置、第２蓄電装置、第２負荷、第２ＤＣバスおよび第２切替回路を備え、前記第２発電装置および前記第２蓄電装置のそれぞれが、電力変換器を介して前記第２ＤＣバスに接続され、当該第２ＤＣバスが前記第２切替回路を介して前記ＤＣグリッドに接続されており、前記第１蓄電装置が接続される電力変換器は、前記第１切替回路が切断されている状態で、前記第１ＤＣバスの電圧が第１範囲内になると、前記第１切替回路を接続して前記ＤＣグリッドを介して放電要求を出力し、前記第２蓄電装置が接続される電力変換器は、前記第２切替回路が切断されている状態で、前記第２ＤＣバスの電圧が前記第１範囲を上回る第２範囲内である場合に、前記第１ＤＣクラスタからの前記放電要求に応じて、前記第２切替回路を接続して前記ＤＣグリッドを介して前記第１ＤＣクラスタに電力を供給する。
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る配電方法は、複数のＤＣクラスタが、ＤＣグリッドを介して接続される配電システムの配電方法であって、第１ＤＣクラスタは、少なくとも第１発電装置、第１蓄電装置、第１負荷、第１ＤＣバスおよび第１切替回路を備え、前記第１発電装置および前記第１蓄電装置のそれぞれが、電力変換器を介して前記第１ＤＣバスに接続され、当該第１ＤＣバスが前記第１切替回路を介して前記ＤＣグリッドに接続されており、第２ＤＣクラスタは、少なくとも第２発電装置、第２蓄電装置、第２負荷、第２ＤＣバスおよび第２切替回路を備え、前記第２発電装置および前記第２蓄電装置のそれぞれが、電力変換器を介して前記第２ＤＣバスに接続され、当該第２ＤＣバスが前記第２切替回路を介して前記ＤＣグリッドに接続されており、前記第１蓄電装置が接続される電力変換器が、前記第１切替回路が切断されている状態で、前記第１ＤＣバスの電圧が第１範囲内になると、前記第１切替回路を接続して前記ＤＣグリッドを介して放電要求を出力する工程と、前記第２蓄電装置が接続される電力変換器は、前記第２切替回路が切断されている状態で、前記第２ＤＣバスの電圧が前記第１範囲を上回る第２範囲内である場合に、前記第１ＤＣクラスタからの前記放電要求に応じて、前記第２切替回路を接続して前記ＤＣグリッドを介して前記第１ＤＣクラスタに電力を供給する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、発電装置や蓄電装置が複数接続される大規模なシステムにおいて、電力の融通を可能とした技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る配電システムの構成例を示すブロック図である。
本発明の一実施形態に係る配電システムに含まれる各装置の動作区分を説明するための図である。
ＤＣクラスタ間における充放電を説明するための図である。
充電側の第１ＤＣクラスタおよび放電側の第２ＤＣクラスタの動作区分を説明するための図である。
各ＤＣクラスタの全体的な動作を説明するためのフローチャートである。
充電側のＤＣクラスタの動作を説明するためのフローチャートである。
放電側のＤＣクラスタの動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許