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公開番号2025101581
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218532
出願日2023-12-25
発明の名称制御装置および制御方法
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 20060101AFI20250630BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】直流配電システム全体での電力効率を向上させることが可能な制御装置を実現する。
【解決手段】制御装置(40)は、第1DC-DCコンバータ(25)および第2DC-DCコンバータ(35)における損失電力を、直流バスの二次電圧についての候補電圧値ごとに算出する第1損失算出部(43)および第2損失算出部(44)と、損失電力の和が最小になる候補電圧値を二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定部(45)と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
直流バスに接続され、第１直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第１電力変換装置、および、前記直流バスに接続され、第２直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第２電力変換装置を制御する制御装置であって、
前記第１電力変換装置の前記第１直流電源側の電圧を第１の一次電圧とし、前記第２電力変換装置の前記第２直流電源側の電圧を第２の一次電圧とし、前記第１電力変換装置および前記第２電力変換装置の前記直流バス側の電圧を二次電圧とした場合、
前記二次電圧について、下限電圧値と上限電圧値との間で複数の候補電圧値が予め設定され、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記第１電力変換装置における損失電力を算出する第１損失算出部と、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記第２電力変換装置における損失電力を算出する第２損失算出部と、
複数の前記候補電圧値のうち、前記第１電力変換装置における損失電力と、前記第２電力変換装置における損失電力との和が最小になる前記候補電圧値を、前記二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定部と、を備える制御装置。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
複数の前記候補電圧値ごとに、前記候補電圧値に対する前記第１の一次電圧の比率に基づいて、前記第１電力変換装置における電力効率を導出する第１効率導出部と、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記候補電圧値に対する前記第２の一次電圧の比率に基づいて、前記第２電力変換装置における電力効率を導出する第２効率導出部と、をさらに備え、
前記第１損失算出部は、前記第１電力変換装置における電力効率を１から減算した値に前記第１直流電源の放電電力または充放電電力を乗じることで、前記第１電力変換装置における損失電力を算出し、
前記第２損失算出部は、前記第２電力変換装置における電力効率を１から減算した値に前記第２直流電源の放電電力または充放電電力を乗じることで、前記第２電力変換装置における損失電力を算出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１効率導出部は、前記候補電圧値に対する前記第１の一次電圧の比率と前記第１電力変換装置の効率との対応関係を示すテーブルを参照して前記第１電力変換装置における電力効率を導出し、
前記第２効率導出部は、前記候補電圧値に対する前記第２の一次電圧の比率と前記第２電力変換装置の効率との対応関係を示すテーブルを参照して前記第２電力変換装置における電力効率を導出する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
直流バスに接続され、第１直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第１電力変換装置、および、前記直流バスに接続され、複数の第２直流電源から前記直流バスへの放電または充放電をそれぞれ行う複数の第２電力変換装置を制御する制御装置であって、
前記第１電力変換装置の前記第１直流電源側の電圧を第１の一次電圧とし、前記第１電力変換装置の前記直流バス側の電圧を二次電圧とした場合、
前記二次電圧について、下限電圧値と上限電圧値との間で複数の候補電圧値が予め設定され、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記第１電力変換装置における損失電力を算出する第１損失算出部と、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記複数の第２電力変換装置における損失電力を算出する第２損失算出部と、
複数の前記候補電圧値のうち、前記第１電力変換装置における損失電力と、前記複数の第２電力変換装置における損失電力との和が最小になる前記候補電圧値を、前記二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定部と、を備える制御装置。
【請求項５】
直流バスに接続され、第１直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第１電力変換装置、および、前記直流バスに接続され、第２直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第２電力変換装置を制御する制御方法であって、
前記第１電力変換装置の前記第１直流電源側の電圧を第１の一次電圧とし、前記第２電力変換装置の前記第２直流電源側の電圧を第２の一次電圧とし、前記第１電力変換装置および前記第２電力変換装置の前記直流バス側の電圧を二次電圧とした場合、
前記二次電圧について、下限電圧値と上限電圧値との間で複数の候補電圧値が予め設定され、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記第１電力変換装置における損失電力を算出する第１損失算出ステップと、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記第２電力変換装置における損失電力を算出する第２損失算出ステップと、
複数の前記候補電圧値のうち、前記第１電力変換装置における損失電力と、前記第２電力変換装置における損失電力との和が最小になる前記候補電圧値を、前記二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定ステップと、を含む制御方法。
【請求項６】
直流バスに接続され、第１直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第１電力変換装置、および、前記直流バスに接続され、複数の第２直流電源から前記直流バスへの放電または充放電をそれぞれ行う複数の第２電力変換装置を制御する制御方法であって、
前記第１電力変換装置の前記第１直流電源側の電圧を第１の一次電圧とし、前記第１電力変換装置の前記直流バス側の電圧を二次電圧とした場合、
前記二次電圧について、下限電圧値と上限電圧値との間で複数の候補電圧値が予め設定され、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記第１電力変換装置における損失電力を算出する第１損失算出ステップと、
複数の前記候補電圧値ごとに、前記複数の第２電力変換装置における損失電力を算出する第２損失算出ステップと、
複数の前記候補電圧値のうち、前記第１電力変換装置における損失電力と、前記複数の第２電力変換装置における損失電力との和が最小になる前記候補電圧値を、前記二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定ステップと、を含む制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の一態様は、直流配電システムを制御する制御装置および制御方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、交流電力を直流電力に変換する際の変換効率を高めることができる直流配電システムが開示されている。当該直流配電システムは、交流電源の交流電力を直流電力に変換して負荷が接続された配電路に供給する電力変換装置と、配電路に接続された補助電源装置と、を備える。
【０００３】
補助電源装置は、二次電池と、配電路から得た電力を元にして二次電池に充電電流を出力する充電装置と、二次電池に蓄えられた電力を配電路に供給する放電装置とを有する。さらに、補助電源装置は、電力変換装置が供給する直流電力量を検出する電力検出装置と、電力検出装置の検出結果に基づいて充電装置および放電装置を制御する制御装置とを有する。制御装置は、電力検出装置で検出した直流電力量が電力変換装置における変換効率をより高くする値となるように、充電装置が出力する充電電流の大きさを調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－１５９７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている直流配電システムでは、当該直流配電システムが複数のＤＣ－ＤＣコンバータを備える場合において、システム全体での電力効率が低下する可能性がある。
【０００６】
本開示の一態様は、直流配電システム全体での電力効率を向上させることが可能な制御装置などを実現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、本開示の一態様に係る制御装置は、直流バスに接続され、第１直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第１電力変換装置、および、前記直流バスに接続され、第２直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第２電力変換装置を制御する制御装置であって、前記第１電力変換装置の前記第１直流電源側の電圧を第１の一次電圧とし、前記第２電力変換装置の前記第２直流電源側の電圧を第２の一次電圧とし、前記第１電力変換装置および前記第２電力変換装置の前記直流バス側の電圧を二次電圧とした場合、前記二次電圧について、下限電圧値と上限電圧値との間で複数の候補電圧値が予め設定され、複数の前記候補電圧値ごとに、前記第１電力変換装置における損失電力を算出する第１損失算出部と、複数の前記候補電圧値ごとに、前記第２電力変換装置における損失電力を算出する第２損失算出部と、複数の前記候補電圧値のうち、前記第１電力変換装置における損失電力と、前記第２電力変換装置における損失電力との和が最小になる前記候補電圧値を、前記二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定部と、を備える。
【０００８】
また、本開示の一態様に係る制御装置は、直流バスに接続され、第１直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第１電力変換装置、および、前記直流バスに接続され、複数の第２直流電源から前記直流バスへの放電または充放電をそれぞれ行う複数の第２電力変換装置を制御する制御装置であって、前記第１電力変換装置の前記第１直流電源側の電圧を第１の一次電圧とし、前記第１電力変換装置の前記直流バス側の電圧を二次電圧とした場合、前記二次電圧について、下限電圧値と上限電圧値との間で複数の候補電圧値が予め設定され、複数の前記候補電圧値ごとに、前記第１電力変換装置における損失電力を算出する第１損失算出部と、複数の前記候補電圧値ごとに、前記複数の第２電力変換装置における損失電力を算出する第２損失算出部と、複数の前記候補電圧値のうち、前記第１電力変換装置における損失電力と、前記複数の第２電力変換装置における損失電力との和が最小になる前記候補電圧値を、前記二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定部と、を備える。
【０００９】
また、本開示の一態様に係る制御方法は、直流バスに接続され、第１直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第１電力変換装置、および、前記直流バスに接続され、第２直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第２電力変換装置を制御する制御方法であって、前記第１電力変換装置の前記第１直流電源側の電圧を第１の一次電圧とし、前記第２電力変換装置の前記第２直流電源側の電圧を第２の一次電圧とし、前記第１電力変換装置および前記第２電力変換装置の前記直流バス側の電圧を二次電圧とした場合、前記二次電圧について、下限電圧値と上限電圧値との間で複数の候補電圧値が予め設定され、複数の前記候補電圧値ごとに、前記第１電力変換装置における損失電力を算出する第１損失算出ステップと、複数の前記候補電圧値ごとに、前記第２電力変換装置における損失電力を算出する第２損失算出ステップと、複数の前記候補電圧値のうち、前記第１電力変換装置における損失電力と、前記第２電力変換装置における損失電力との和が最小になる前記候補電圧値を、前記二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定ステップと、を含む。
【００１０】
また、本開示の一態様に係る制御方法は、直流バスに接続され、第１直流電源から前記直流バスへの放電または充放電を行う第１電力変換装置、および、前記直流バスに接続され、複数の第２直流電源から前記直流バスへの放電または充放電をそれぞれ行う複数の第２電力変換装置を制御する制御方法であって、前記第１電力変換装置の前記第１直流電源側の電圧を第１の一次電圧とし、前記第１電力変換装置の前記直流バス側の電圧を二次電圧とした場合、前記二次電圧について、下限電圧値と上限電圧値との間で複数の候補電圧値が予め設定され、複数の前記候補電圧値ごとに、前記第１電力変換装置における損失電力を算出する第１損失算出ステップと、複数の前記候補電圧値ごとに、前記複数の第２電力変換装置における損失電力を算出する第２損失算出ステップと、複数の前記候補電圧値のうち、前記第１電力変換装置における損失電力と、前記複数の第２電力変換装置における損失電力との和が最小になる前記候補電圧値を、前記二次電圧の制御目標値として決定する目標値決定ステップと、を含む。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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