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公開番号2025171708
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024077326
出願日2024-05-10
発明の名称電力変換システム、制御方法、コンピュータプログラム
出願人住友電気工業株式会社
代理人弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
主分類H02M 7/12 20060101AFI20251113BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】パワーコンディショナの交流出力を、整流回路を必要とせずに接続可能な電力変換システムを提供する。
【解決手段】電力変換システムは、第1DC/DCコンバータおよび第2DC/DCコンバータと、前記第1DC/DCコンバータの二次側および前記第2DC/DCコンバータの二次側に接続されるDCバスと、前記第1DC/DCコンバータおよび前記第2DC/DCコンバータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第1DC/DCコンバータの一次側に交流発電装置の第1端子が接続され、前記第2DC/DCコンバータの一次側に前記交流発電装置の第2端子が接続された場合に、前記第1DC/DCコンバータおよび前記第2DC/DCコンバータがAC/DCコンバータとして機能するように、前記第1DC/DCコンバータおよび前記第2DC/DCコンバータを制御する。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの二次側および前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの二次側に接続されるＤＣバスと、
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に交流発電装置の第１端子が接続され、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に前記交流発電装置の第２端子が接続された場合に、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータがＡＣ／ＤＣコンバータとして機能するように、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、電力変換システム。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記制御装置は、
前記交流発電装置の前記第１端子からの出力電圧が正であり、前記交流発電装置の前記第２端子からの出力電圧が負であるときには、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを前記一次側から前記二次側へ電流を流す第１モードに制御し、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを前記二次側から前記一次側へ電流を流す第２モードに制御し、
前記交流発電装置の前記第１端子からの出力電圧が負であり、前記交流発電装置の前記第２端子からの出力電圧が正であるときには、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを前記第２モードに制御し、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを前記第１モードに制御する、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれは、ダイオードを含み、
前記ダイオードの陰極は前記一次側の正極に接続され、前記ダイオードの陽極は前記一次側の負極に接続される、請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項４】
蓄電装置が一次側に接続され、前記ＤＣバスが二次側に接続された第３ＤＣ／ＤＣコンバータをさらに備え、
前記制御装置は、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの前記二次側の電圧を時間経過にしたがって上昇させる、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータのそれぞれが前記交流発電装置から引き込む電流を時間経過にしたがって増大させ、
前記第３ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記ＤＣバスからの電流によって前記蓄電装置を充電する、
請求項４に記載の電力変換システム。
【請求項６】
交流負荷が一次側に接続され、前記ＤＣバスが二次側に接続されたインバータをさらに備え、
前記蓄電装置の充電量が閾値以上である場合に、前記インバータは前記一次側へ交流電力を出力する、
請求項４に記載の電力変換システム。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記交流発電装置が第１電流値で出力するように前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、
前記交流発電装置が前記第１電流値で出力した結果、前記交流発電装置が所定の電流値以上の電流値を検知した場合に、前記交流発電装置が前記第１電流値より小さい第２電流値で出力するように前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記交流発電装置が前記第１電流値で出力しても、前記交流発電装置が前記所定の電流値以上の電流値を検知していない場合に、前記交流発電装置が前記直流電流を前記第１電流値より大きい第３電流値で出力するように前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、
請求項７に記載の電力変換システム。
【請求項９】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に交流発電装置の第１端子が接続され、第２ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に前記交流発電装置の第２端子が接続された場合に、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを、前記交流発電装置の交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータとして機能するように、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する、制御方法。
【請求項１０】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に交流発電装置の第１端子が接続され、第２ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に前記交流発電装置の第２端子が接続された場合に、
コンピュータに、
前記交流発電装置の前記第１端子からの出力電圧が正であり、前記交流発電装置の前記第２端子からの出力電圧が負であるときに、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを前記一次側からＤＣバスに接続された二次側へ電流を流す第１モードに制御し、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを前記ＤＣバスに接続された二次側から前記一次側へ電流を流す第２モードに制御するステップと、
前記交流発電装置の前記第１端子からの出力電圧が負であり、前記交流発電装置の前記第２端子からの出力電圧が正であるときに、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータを前記第２モードに制御し、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを前記第１モードに制御するステップと、
を実行させるための、
コンピュータプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換システム、制御方法、コンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
太陽電池パネルにて発電された電力を変換する電力変換装置（パワーコンディショナ）に二次電池が接続された電力変換システムが知られている（特許文献１）。この電力変換システムにおいては、太陽電池パネルで発電された電力の余剰電力を二次電池に蓄電し、日照不足のときに二次電池に蓄電した電力を放電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１０２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二次電池が接続されていないパワーコンディショナを保有する需要家が、二次電池が接続されたパワーコンディショナ（以下、「ハイブリッドパワーコンディショナ」ともいう）を新たに導入する場合、製品寿命が残っている既設のパワーコンディショナを新設のハイブリッドパワーコンディショナに接続することが考えられる。
【０００５】
例えば、既設のパワーコンディショナの交流出力と、新設のハイブリッドパワーコンディショナの直流入力との間に整流回路を設ければ、既設のパワーコンディショナをハイブリッドパワーコンディショナに接続できる。しかしながら、このような構成では、整流回路を増設するためのコストが生じる。また、整流回路による電力損失が発生するおそれがある。
【０００６】
本開示は、かかる従来の問題点に鑑み、パワーコンディショナの交流出力を、整流回路を必要とせずに接続可能な電力変換システム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】
本開示の一態様に係る電力変換システムは、第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの二次側および前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの二次側に接続されるＤＣバスと、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に交流発電装置の第１端子が接続され、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に前記交流発電装置の第２端子が接続された場合に、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータがＡＣ／ＤＣコンバータとして機能するように、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、パワーコンディショナの交流出力を、整流回路を必要とせずに接続可能な電力変換システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本開示の一実施形態に係る電力変換システムを含む太陽電池発電システムのブロック図である。
図２Ａは、実施形態１に係る電力変換システムの一例を示す回路図である。
図２Ｂは、図２Ａに示す回路の電流経路を示す回路図である。
図２Ｃは、図２Ａに示す回路の電流経路を示す回路図である。
図２Ｄは、ＡＣ／ＤＣコンバータ９の制御フローを示すフローチャートである。
図３Ａは、実施形態２に係る電力変換システムの一例を示す回路図である。
図３Ｂは、図３Ａに示す回路の電流経路を示す回路図である。
図３Ｃは、図３Ａに示す回路の電流経路を示す回路図である。
図４Ａは、実施形態３に係る電力変換システムの一例を示す回路図である。
図４Ｂは、図４Ａに示す回路の電流経路を示す回路図である。
図４Ｃは、図４Ａに示す回路の電流経路を示す回路図である。
図５は、実施形態４に係る制御装置が実行する制御のフローチャートである。
図６は、ブラックスタート時における電力変換システムのタイミングチャートである。
図７は、実施形態５に係る制御装置が実行する制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本開示の実施形態の概要＞
以下、本開示の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）本実施形態の電力変換システムは、第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび第２ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの二次側および前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの二次側に接続されるＤＣバスと、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に交流発電装置の第１端子が接続され、前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータの一次側に前記交流発電装置の第２端子が接続された場合に、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータがＡＣ／ＤＣコンバータとして機能するように、前記第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記第２ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
本実施形態の電力変換システムによれば、第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび第２ＤＣ／ＤＣコンバータによってＡＣ／ＤＣコンバータが構成されるため、整流回路を必要とせずに、交流発電装置の交流出力を第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび第２ＤＣ／ＤＣコンバータへ接続できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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