JP2016123241A - Power conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力系統と発電機とを含むシステムの電力制御を行うパワーコンディショナに関する。 The present invention relates to a power conditioner that performs power control of a system including a power system and a generator.
発電機、例えばソーラーパネル、で発電された電力を家庭環境で使用する太陽光発電システムでは、通常の家庭用コンセントとは別に自立用コンセントが設けられている場合がある。この自立用コンセントは、電力系統の停電時に、電力系統に接続されたままの状態でパワーコンディショナが動作することは禁じられており、家庭用コンセントが使用できなくなるため、直接ソーラーパネルで発電された電力を使えるようにするために電力系統とは異なる経路として設けられている。しかしながら、ユーザがこの自立用コンセントを使用する場合、家庭用コンセントにつなげている負荷(例えば、電化製品)をユーザ自身が自立用コンセントへ接続する必要がある。また通常、家庭用コンセントにつなげている負荷が接続されることを想定しているため、供給電力も1500W以下に制限されている。 In a solar power generation system that uses electric power generated by a generator, such as a solar panel, in a home environment, a stand-alone outlet may be provided separately from a normal home outlet. This stand-alone outlet is not allowed to operate the power conditioner while it is connected to the power system in the event of a power outage. It is provided as a different route from the power system in order to use the remaining power. However, when the user uses this independent outlet, the user himself / herself needs to connect a load (for example, an electrical appliance) connected to the household outlet to the independent outlet. Further, since it is assumed that a load connected to a household outlet is normally connected, the power supply is also limited to 1500 W or less.
特許文献1には、自立用コンセントに負荷をつなぎかえる作業を不要とした配電システムが開示されている。特許文献1に記載の配電システムは、ソーラーパネルで発電された電力を家庭環境で使用できる電力へ変換するパワーコンディショナ、分電盤、及び給電路を切り替えるスイッチを備えている。分電盤には、パワーコンディショナ及び商用電力系統からの電力が供給される。そして、商用電力系統との連系運転時には、分電盤を介してパワーコンディショナ及び商用電力系統と負荷とが接続されるようにスイッチを切り替え、自立運転時には、パワーコンディショナと負荷とが直接接続されるようにスイッチを切り替える。これにより、停電等でパワーコンディショナが自立運転していても、それぞれの負荷に電力が供給されるため、自立用コンセントが不要となり、ユーザが負荷を自立用コンセントへつなげ直す必要がない。
しかしながら、特許文献1では、負荷と電力源との接続を切り替えるスイッチが必要となり、また、自立運転時にそれぞれの負荷へ電力を供給するための給電路が必要となり、配線が複雑となるといった問題がある。
However,
そこで、本発明の目的は、配線を複雑化せずに、自立運転時でも系統連系時と同じ出力端子から負荷へ電力を供給できるパワーコンディショナを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power conditioner that can supply power to the load from the same output terminal as that during grid connection without complicating wiring.
本発明に係るパワーコンディショナは、交流電力を入力する第1入力部と、直流電力を入力する第2入力部と、交流電力を出力する出力部と、前記第2入力部から入力された直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記第1入力部と前記出力部とを電気的に接続する第1経路と、前記インバータと前記出力部とを電気的に接続する第2経路と、前記第1経路に設けられ、前記第1経路を電気的に接続し、又は遮断する第1スイッチ素子と、前記第1入力部から交流電力が入力されているか否かを監視する入力監視部と、前記第1入力部から交流電力が入力されている場合、前記第1スイッチ素子をオンにし、前記第1入力部から交流電力が入力されていない場合、前記第1スイッチ素子をオフにする制御部とを備えたことを特徴とする。 The power conditioner according to the present invention includes a first input unit that inputs AC power, a second input unit that inputs DC power, an output unit that outputs AC power, and a DC input from the second input unit. An inverter that converts electric power into AC power; a first path that electrically connects the first input section and the output section; a second path that electrically connects the inverter and the output section; A first switch element that is provided in the first path and electrically connects or disconnects the first path; and an input monitoring unit that monitors whether AC power is input from the first input unit; A control unit that turns on the first switch element when AC power is input from the first input unit, and that turns off the first switch element when AC power is not input from the first input unit. It is characterized by having
この構成では、第1入力部から交流電力が入力される場合には、出力部からは第1入力部からの交流電力を出力し、第1入力部から交流電力が入力されない場合には、出力部からは、第2入力部からの直流電力を変換した交流電力を、第1入力部との電気的接続を介さずに出力する。これにより、第1入力部への交流電力の入力に有無に関わらずパワーコンディショナの出力部に接続された負荷に、交流電力を供給でき、第1入力部に交流電力が入力されない場合に、インバータから出力される電力が第1入力部に流出することがない。 In this configuration, when AC power is input from the first input unit, AC power from the first input unit is output from the output unit, and when AC power is not input from the first input unit, output is performed. From the unit, AC power obtained by converting DC power from the second input unit is output without an electrical connection with the first input unit. Thereby, AC power can be supplied to the load connected to the output unit of the power conditioner regardless of whether or not AC power is input to the first input unit, and when AC power is not input to the first input unit, The electric power output from the inverter does not flow out to the first input unit.
本発明に係るパワーコンディショナは、前記第2経路に設けられ、前記第2経路を電気的に接続又は遮断する第2スイッチ素子と、前記インバータの異常を検出する異常検出部と、を備え、前記制御部は、前記異常検出部が異常を検出した場合、前記第2スイッチ素子をオフにする、ことが好ましい。 The power conditioner according to the present invention includes a second switch element that is provided in the second path and electrically connects or disconnects the second path, and an abnormality detection unit that detects an abnormality of the inverter, Preferably, the control unit turns off the second switch element when the abnormality detection unit detects an abnormality.
この構成では、インバータが故障したときに、第2入力部と出力部とがショートし、第2入力部から入力された直流電力が出力部から出力されることを防ぐことができる。 In this configuration, when the inverter fails, the second input unit and the output unit are short-circuited, and direct current power input from the second input unit can be prevented from being output from the output unit.
本発明に係るパワーコンディショナは、前記第1経路及び前記第2経路は、前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子の前記出力部側の一端同士が接続されて、前記出力部に接続されていて、前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子の接続点と、前記出力部との間に設けられた第3スイッチ素子、をさらに備え、前記制御部は、前記異常検出部が異常を検出した場合、前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子をオフにする、ことが好ましい。 In the power conditioner according to the present invention, the first path and the second path are connected to the output section by connecting one ends of the first switch element and the second switch element on the output section side. And a third switch element provided between a connection point of the first switch element and the second switch element and the output unit, and the control unit detects that the abnormality detection unit is abnormal. When detected, it is preferable to turn off the second switch element and the third switch element.
この構成では、第2スイッチ素子がショート破壊した場合であっても、第3スイッチ素子をオフすることで、インバータが故障したときに、第2入力部と出力部とがショートすることを防ぐことができる。 In this configuration, even if the second switch element is short-circuit broken, the third switch element is turned off to prevent the second input unit and the output unit from being short-circuited when the inverter fails. Can do.
本発明に係るパワーコンディショナは、蓄電池が接続される入出力部と、前記第2入力部と前記インバータとの間に設けられたPVコンバータと、前記PVコンバータと前記インバータとの接続点と、前記入出力部との間に設けられた双方向DC/DCコンバータとを備えたことが好ましい。 The power conditioner according to the present invention includes an input / output unit to which a storage battery is connected, a PV converter provided between the second input unit and the inverter, a connection point between the PV converter and the inverter, It is preferable that a bidirectional DC / DC converter provided between the input / output unit is provided.
この構成では、入力された直流電力を蓄電池に充電でき、また、蓄電池に充電した電力を、出力部から出力できる。 In this configuration, the input DC power can be charged in the storage battery, and the power charged in the storage battery can be output from the output unit.
本発明に係るパワーコンディショナでは、前記第1入力部には、電力系統からの交流電力が入力され、前記第2入力部には、発電機からの直流電力が入力され、前記入力監視部は、前記電力系統の異常を監視することが好ましい。 In the power conditioner according to the present invention, AC power from a power system is input to the first input unit, DC power from a generator is input to the second input unit, and the input monitoring unit is It is preferable to monitor abnormality of the power system.
この構成では、自立運転時(例えば、停電時)に、負荷には発電機からの電力を第1入力部との電気的接続を介さずに供給できるため、負荷には系統連系時と同じ出力部から電力を供給できる。また、停電時に、発電機から電力系統側への電力が流れ込みを防止できる。 In this configuration, the power from the generator can be supplied to the load without an electrical connection with the first input unit during self-sustained operation (for example, during a power failure). Electric power can be supplied from the output unit. In addition, it is possible to prevent power from flowing from the generator to the power system side during a power failure.
本発明に係るパワーコンディショナは、前記出力部から出力される交流電力の電圧値及び電流値の少なくとも一方を検出する検出部と、前記検出部が検出した電圧値又は電流値に基づいて、前記出力部から出力する交流電力が供給される外部機器へ、制御信号を出力する制御信号出力部とを備えたことが好ましい。 The power conditioner according to the present invention is based on a detection unit that detects at least one of a voltage value and a current value of AC power output from the output unit, and a voltage value or a current value detected by the detection unit, It is preferable to include a control signal output unit that outputs a control signal to an external device to which AC power output from the output unit is supplied.
この構成では、例えば、出力電力の電力量が低い場合に、電力を供給している外部機器の駆動を停止させ、負荷側の消費電力を抑えることができる。 In this configuration, for example, when the amount of output power is low, driving of an external device that supplies power can be stopped to reduce power consumption on the load side.
本発明によれば、パワーコンディショナの出力部に負荷を接続するだけで、第1入力部から入力される交流電力の入力の有無に関わらず、同じ出力部からその負荷に交流電力が供給できる。 According to the present invention, only by connecting a load to the output part of the power conditioner, AC power can be supplied to the load from the same output part regardless of whether or not AC power is input from the first input part. .
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るパワーコンディショナ1が配線された電源システムを示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram illustrating a power supply system in which the
パワーコンディショナ1には、第1入力部IN1、第2入力部IN2及び出力部OUTを備えている。第1入力部IN1には電力系統101が接続され、交流電力が入力される。第2入力部IN2には光発電パネル102が接続され、光発電パネル102が発電した直流電力が入力される。出力部OUTは交流電力を出力する。出力部OUTには分電盤103が接続され、パワーコンディショナ1から分電盤103へ交流電力が供給される。
The
光発電パネル102は、本発明に係る「発電機」に相当する。発電機は、光発電パネル102以外に、風力発電機又はガス発電機等であってもよい。分電盤103は、主幹ブレーカ103Aと、主幹ブレーカ103Aに接続された複数の分岐ブレーカ103Bとを有している。出力部OUTから出力された交流電力は、主幹ブレーカ103Aへ入力され、そこから各分岐ブレーカ103Bへ供給される。各分岐ブレーカ103Bは不図示のAC出力端子(ACコンセント等)に接続されている。そのAC出力端子には、負荷111,112,113,114が接続される。負荷としては、電子レンジ、洗濯機、エアコンなどが挙げられる。
The
パワーコンディショナ1は、第1入力部IN1から出力部OUTへの給電路(本発明に係る「第1経路」に相当)に設けられたスイッチ素子S1を備えている。スイッチ素子S1は、本発明に係る「第1スイッチ素子」に相当する。電力系統101に異常がない平時では、スイッチ素子S1はオンされる。そして、第1入力部IN1から入力された交流電力は、出力部OUTから分電盤103へ供給される。また、電力系統101が異常の場合には、スイッチ素子S1はオフされる。ここで、電力系統101の異常とは、例えば、停電であり、以下では、電力系統101の異常は停電として説明する。
The
パワーコンディショナ1は、第2入力部IN2から出力部OUTへの給電路(本発明に係る「第2経路」に相当)に設けられたDC/ACインバータ11を備えている。DC/ACインバータ11は、第2入力部IN2から入力された直流電力を交流電力に変換する。DC/ACインバータ11と出力部OUTとは常時電気的に接続されている。このため、停電の有無に関係なく、第2入力部IN2から入力された直流電力は、DC/ACインバータ11で交流電力に変換され、その交流電力が出力部OUTから分電盤103へ供給される。
The
前記のように、停電の場合には、スイッチ素子S1はオフされる。このため、光発電パネル102で発電された電力が、停電時に電力系統101側に流れ込むことを防止できる。
As described above, in the case of a power failure, the switch element S1 is turned off. For this reason, the electric power generated by the
パワーコンディショナ1は制御部12を備えている。制御部12は、出力監視部121、入力監視部122、停電判定部123、スイッチング制御部124及び通信部125を有している。
The
出力監視部121は、出力部OUTから出力される交流電力の電圧値及び電流値を監視する。出力監視部121は、本発明に係る「検出部」に相当する。なお、出力監視部121は、電圧値及び電流値の何れか一方のみを監視してもよい。
The
入力監視部122は、第1入力部に現れる交流電力の電源周波数を監視する。停電判定部123は、入力監視部122による監視結果から、停電の有無を判定する。停電していない平時では、第1入力部IN1には電力系統101と、DC/ACインバータ11からの出力との両方が接続され、電源周波数は所定の周波数(例えば60Hz)で安定している。そして、停電した場合、第1入力部IN1にはDC/ACインバータ11からの出力のみが流れ込むことになる。一般的にパワーコンディショナ1は、複数台連系時の単独運転防止のため、DC/ACインバータ11が出力する交流電力の電源周波数は所定の幅を有して掃引されている。したがって、停電した場合と、停電していない場合とでは、第1入力部IN1に現れる交流電力の電源周波数が変位する。これを利用して、停電判定部123は、第1入力部IN1に現れる交流電力の電源周波数が変位したか否かにより、停電の有無を判定する。
The
スイッチング制御部124は、停電判定部123による判定結果に基づいて、スイッチ素子S1をスイッチング制御する。停電判定部123が停電していないと判定した場合、スイッチング制御部124は、スイッチ素子S1をオンにする。これにより、第1入力部IN1から入力された交流電力、及び、DC/ACインバータ11で直流電力から変換された交流電力が、出力部OUTから分電盤103へ供給される。停電判定部123が停電したと判定した場合、スイッチング制御部124は、スイッチ素子S1をオフにする。これにより、DC/ACインバータ11で直流電力から変換された交流電力のみが、出力部OUTから分電盤103へ供給される。したがって、停電の有無に関係なく分電盤103へは、常に交流電力が供給される。
The switching
通信部125は、負荷111〜114が通信機能を有している場合、負荷111〜114とデータ通信する。そして、通信部125は、負荷111〜114に対し、動作の停止を指示する停止信号、又は、停止した動作の再始動を指示する駆動信号等を出力する。通信部125は、本発明に係る「制御信号出力部」に相当する。
The
例えば、停電時には、出力部OUTからは、光発電パネル102で発電された電力のみがDC/ACインバータ11で交流電力に変換された後に出力されるため、出力部OUTからの出力電力は、光発電パネル102が発電した電力量あるいはDC/ACインバータ11の出力容量に制限される。そして、出力監視部121による監視の結果、出力部OUTからの出力電圧値がある閾値を超えて低下した場合、又は、出力電流値がある閾値を超えて増大した場合、通信部125は、負荷111〜114に対して停止信号を出力する。これにより、停電時の負荷側の電力消費を抑えることができる。また、停電から復旧(復電)した場合、通信部125は、動作を停止させた負荷111〜114へ駆動信号を出力する。
For example, at the time of a power failure, only the power generated by the
なお、一つの制御装置(不図示)によって負荷111〜114が管理及び制御されている場合、通信部125は、その制御装置と通信を行うようにしてもよい。この場合、例えば、制御装置は、各負荷111〜114の消費電力を管理し、通信部125から停止信号を受信すると、消費電力の高い負荷、又は、動作を停止しても支障がない負荷から順に、動作を停止させる。これにより、効果的に負荷111〜114の消費電力を抑えることができる。
When the
また、通信部125は、電力会社が提供するサーバと通信し、サーバから電力供給に関する情報を受信するようにしてもよい。電力供給に関する情報とは、例えば、電力不足による電力消費を抑える要求、停電スケジュール等である。そして、通信部125は、電力供給に関する情報を受信すると、負荷111〜114に対して、停止信号を出力する。また、本実施形態では、スイッチ素子S1を1つのスイッチとして図示しているが、2つのスイッチを直列に接続したものであってもよい。
The
図2は、制御部12の動作を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the
制御部12は、スイッチ素子S1をオンにする(S1)。これにより、出力部OUTからは、第1入力部IN1からの電力と、第2入力部IN2から電力とが出力される。次に、制御部12は、第1入力部IN1に現れる交流電力の電源周波数が変位したか否かにより、停電の有無を判定する(S2)。
The
停電していないと判定した場合(S2:NO)、制御部12はS2の処理を実行する。停電していると判定した場合(S2:YES)、制御部12は、スイッチ素子S1をオフにする(S3)。これにより、第2入力部IN2から入力された電力のみが出力部OUTから出力される。したがって、停電時であっても、出力部OUTから分電盤103へ電力が供給される。また、スイッチ素子S1がオフであるため、停電時に、電力系統101側へ電力が流れ込むことはない。
When it determines with not having a power failure (S2: NO), the
次に、制御部12は、復電したか否かを判定する(S4)。復電していない場合(S4:NO)、制御部12はS4の処理を実行する。復電した場合(S4:YES)、制御部12は、S1の処理に戻り、スイッチ素子S1をオンにする。これにより、第1入力部IN1と第2入力部IN2とから入力された電力は、出力部OUTから分電盤103へ供給される。
Next, the
なお、S2で停電と判定した場合、制御部12は、出力部OUTからの出力電圧値がある閾値を超えて低下した場合、又は、出力電流値がある閾値を超えて増大した場合、負荷111〜114に対して停止信号を出力する。これにより、停電時の負荷の消費電力を抑えることができる。そして、S4で復電したと判定した場合、制御部12は、動作を停止させた負荷111〜114へ駆動信号を出力する。
When it is determined in S2 that there is a power failure, the
以上説明したように、本実施形態では、分電盤103をパワーコンディショナ1に接続するだけで、停電の有無に関係なく、分電盤103へは交流電力が常時供給される。したがって、分電盤103に接続される負荷111〜114には電力が常時供給される。このため、停電時に電力が供給される自立用コンセントを設けた従来技術のように、停電時に負荷を使用するために、負荷を自立用コンセントに繋ぎ変える手間を省くことができる。また、パワーコンディショナ1内に、給電路を切り替えるスイッチを設けているため、パワーコンディショナ1と分電盤103との間の配線が複雑とならない。このため、配線済みの建物であっても、本実施形態に係るパワーコンディショナ1を用いることで、再配線の必要がない。
As described above, in the present embodiment, AC power is always supplied to the
また、停電時にスイッチ素子S1をオフすることで、第2入力部IN2から入力された電力が、電力系統101側へ流れ込むことを防止できる。このため、停電時に電力系統101周りを作業する際の危険を回避できる。
Moreover, by turning off the switch element S1 at the time of a power failure, it is possible to prevent the power input from the second input unit IN2 from flowing into the
なお、本実施形態では、パワーコンディショナ1は、負荷111〜114等と通信を行う制御部12を有しているが、通信部125を有さなくてもよい。
In the present embodiment, the
(実施形態2)
図3は、実施形態2に係るパワーコンディショナ2が配線された電源システムを示す図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram illustrating a power supply system in which the
パワーコンディショナ2は、DC/ACインバータ11と出力部OUTとの間に設けられたスイッチ素子S2を備えている。スイッチ素子S2は、本発明に係る「第2スイッチ素子」に相当する。スイッチ素子S2は、スイッチング制御部124によりスイッチング制御される。
The
制御部12は、実施形態1で説明した機能に加え、DC/ACインバータ11の故障(例えば、ショート破壊)を検出する故障判定部126をさらに備えている。故障検出部126は、本発明に係る「異常検出部」に相当する。故障検出部126は、例えば、DC/ACインバータ11内部の半導体素子のターンオフ時に過電流が流れたことを検出することで、DC/ACインバータ11の故障を検出する。
In addition to the functions described in the first embodiment, the
スイッチ素子S2は、平時はオンされる。そして、DC/ACインバータ11の故障を検出した場合、スイッチ素子S2はオフされる。これにより、第2入力部IN2から入力された直流電力が、交流電力に変換されることなく出力部OUTから分電盤103へ供給されることを防止できる。
The switch element S2 is turned on during normal times. When a failure of the DC /
なお、DC/ACインバータ11の故障判定は、所定時間毎に実行される。また、本実施形態では、スイッチ素子S1,S2を1つのスイッチとして図示しているが、それぞれ2つのスイッチを直列に接続したものであってもよい。
Note that the failure determination of the DC /
本実施形態におけるスイッチ素子S1のスイッチング制御については、実施形態1と同様であるため、説明は省略する。 Since the switching control of the switch element S1 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
(実施形態3)
図4は、実施形態3に係るパワーコンディショナ3が配線された電源システムを示す図である。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a diagram illustrating a power supply system in which the power conditioner 3 according to the third embodiment is wired.
パワーコンディショナ3は、スイッチ素子S1,S2の接続点と、出力部OUTとの間に設けられたスイッチ素子S3を備えている。スイッチ素子S3は、本発明に係る「第3スイッチ素子」に相当する。スイッチ素子S3は、スイッチング制御部124によりスイッチング制御される。スイッチ素子S2,S3は、平時はオンされる。そして、DC/ACインバータ11が故障した場合、スイッチ素子S2,S3はオフされる。
The power conditioner 3 includes a switch element S3 provided between the connection point of the switch elements S1 and S2 and the output part OUT. The switch element S3 corresponds to a “third switch element” according to the present invention. The switching element S3 is subjected to switching control by the switching
これにより、第2入力部IN2から入力された直流電力が、交流電力に変換されることなく出力部OUTから分電盤103へ供給されることを防止できる。また、DC/ACインバータ11と出力部OUTとの間に2つのスイッチ素子S2,S3を設けることで、何れか一方がショート異常(オフしているにもかかわらず、オン状態なる)となっても、他方が正常にオフできれば、第2入力部IN2から入力された直流電力が出力部OUTから分電盤103へ供給されることを防止できる。
Thereby, it is possible to prevent the DC power input from the second input unit IN2 from being supplied from the output unit OUT to the
なお、スイッチ素子S3は、停電でない場合オンされるが、DC/ACインバータ11が故障したと判定された場合、強制的にオフするようにしてもよい。また、スイッチ素子S2がショート異常でないか否かを検出し、ショート異常でない場合には、スイッチ素子S3をオフしないようにしてもよい。また、本実施形態では、スイッチ素子S1〜S3をそれぞれ1つのスイッチとして図示しているが、2つのスイッチを直列に接続したものであってもよい。
The switch element S3 is turned on when it is not a power failure, but may be forcibly turned off when it is determined that the DC /
本実施形態におけるスイッチ素子S1のスイッチング制御については、実施形態1と同様であるため、説明は省略する。 Since the switching control of the switch element S1 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, the description thereof is omitted.
(実施形態4)
図4は、実施形態4に係るパワーコンディショナ4が配線された電源システムを示す図である。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a diagram illustrating a power supply system in which the power conditioner 4 according to the fourth embodiment is wired.
パワーコンディショナ4は、第2入力部IN2とDC/ACインバータ11との間に設けられたPVコンバータ13を備えている。PVコンバータ13は、第2入力部IN2から入力された直流電力の電圧を一定の出力値に変換する。PVコンバータ13で変換された電力は、DC/ACインバータ11により交流電力に変換され、出力部OUTから分電盤103へ供給される。
The power conditioner 4 includes a
パワーコンディショナ4は、入出力部IOと、スイッチ素子S4と、双方向DC/DCコンバータ14とを備えている。双方向DC/DCコンバータ14の一端は、DC/ACインバータ11及びPVコンバータ13の接続に接続され、他端はスイッチ素子S4を介して、入出力部IOに接続されている。
The power conditioner 4 includes an input / output unit IO, a switch element S4, and a bidirectional DC /
入出力部IOには蓄電池104が接続される。入出力部IOは、蓄電池104へ直流電力を出力する。出力された直流電力は、蓄電池104に充電される。また、入出力部IOは、蓄電池104に充電された直流電力を入力する。
A
双方向DC/DCコンバータ14は、第2入力部IN2から入力された直流電力を昇圧又は降圧し、入出力部IOへ出力する。また、双方向DC/DCコンバータ14は、入出力部IOから入力された直流電力を昇圧又は降圧し、DC/ACインバータ11へ出力する。DC/ACインバータ11は、双方向DC/DCコンバータ14からの直流電力を交流電力に変換し、出力部OUTへ出力する。
The bidirectional DC /
スイッチ素子S4は、制御部12のスイッチング制御部124(図1参照)によりスイッチング制御される。スイッチ素子S4がオンされると、蓄電池104へ電力を出力し、又は、蓄電池104から充電電力を入力する。パワーコンディショナ2は、例えば、蓄電池104が満充電になった場合に、スイッチ素子S4をオフするようにしてもよい。また、パワーコンディショナ2は、光発電パネル102による発電が十分でない場合に、スイッチ素子S4をオンにし、蓄電池104の充電電力を分電盤103へ出力するようにしてもよい。
The switching element S4 is subjected to switching control by the switching control unit 124 (see FIG. 1) of the
なお、スイッチ素子S1,S2,S3のスイッチング制御については、実施形態1〜3と同様であるため、説明は省略する。 Note that switching control of the switch elements S1, S2, and S3 is the same as in the first to third embodiments, and thus the description thereof is omitted.
このように、本実施形態に係るパワーコンディショナ4は、光発電パネル102で発電した電力を蓄電池104に充電し、また、蓄電池104に充電した電力を分電盤103へ出力する。そして、本実施形態では、実施形態1〜3と同じように、自立運転時に第1入力部IN1への電気的接続を介さずに蓄電池104に充電した電力を同じ出力部OUTから負荷111〜114へ供給できるため、停電時に負荷を使用する際に、従来技術のように負荷を自立用コンセントに繋ぎ変える手間を省くことができる。また、パワーコンディショナ4内に、給電路を切り替えるスイッチを設けているため、パワーコンディショナ4と分電盤103との間の配線が複雑とならない。このため、配線済みの建物であっても、本実施形態に係るパワーコンディショナ4を用いることで、再配線の必要がない。
As described above, the power conditioner 4 according to the present embodiment charges the
なお、本実施形態で説明した、PVコンバータ13、双方向DC/DCコンバータ14、スイッチ素子S4の構成は、実施形態1〜3のパワーコンディショナ1〜3に適用してもよい。
The configurations of the
1,2,3,4…パワーコンディショナ
11…DC/ACインバータ
12…制御部
13…PVコンバータ
14…DC/DCコンバータ
101…電力系統
102…光発電パネル
103…分電盤
103A…主幹ブレーカ
103B…分岐ブレーカ
104…蓄電池
111,112,113,114…負荷(外部機器)
121…出力監視部(検出部)
122…入力監視部
123…停電判定部
124…スイッチング制御部
125…通信部
126…故障検出部(異常検出部)
IN1…第1入力部
IN2…第2入力部
IO…入出力部
OUT…出力部
S1…スイッチ素子(第1スイッチ素子)
S2…スイッチ素子(第2スイッチ素子)
S3…スイッチ素子(第3スイッチ素子)
S4…スイッチ素子
1, 2, 3, 4 ...
121 ... Output monitoring unit (detection unit)
122 ...
IN1 ... first input unit IN2 ... second input unit IO ... input / output unit OUT ... output unit S1 ... switch element (first switch element)
S2: Switch element (second switch element)
S3: Switch element (third switch element)
S4: Switch element
Claims (6)
直流電力を入力する第2入力部と、
交流電力を出力する出力部と、
前記第2入力部から入力された直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記第1入力部と前記出力部とを電気的に接続する第1経路と、
前記インバータと前記出力部とを電気的に接続する第2経路と、
前記第1経路に設けられ、前記第1経路を電気的に接続し、又は遮断する第1スイッチ素子と、
前記第1入力部から交流電力が入力されているか否かを監視する入力監視部と、
前記第1入力部から交流電力が入力されている場合、前記第1スイッチ素子をオンにし、前記第1入力部から交流電力が入力されていない場合、前記第1スイッチ素子をオフにする制御部と、
を備えたパワーコンディショナ。 A first input unit for inputting AC power;
A second input unit for inputting DC power;
An output unit for outputting AC power;
An inverter that converts DC power input from the second input unit into AC power;
A first path that electrically connects the first input unit and the output unit;
A second path for electrically connecting the inverter and the output unit;
A first switch element provided in the first path, for electrically connecting or blocking the first path;
An input monitoring unit for monitoring whether AC power is input from the first input unit;
A control unit that turns on the first switch element when AC power is input from the first input unit, and that turns off the first switch element when AC power is not input from the first input unit. When,
Power conditioner with
前記インバータの異常を検出する異常検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記異常検出部が異常を検出した場合、前記第2スイッチ素子をオフにする、
請求項1に記載のパワーコンディショナ。 A second switch element that is provided in the second path and electrically connects or disconnects the second path;
An abnormality detection unit for detecting an abnormality of the inverter;
With
The controller is
When the abnormality detection unit detects an abnormality, the second switch element is turned off.
The power conditioner according to claim 1.
前記第1スイッチ素子及び前記第2スイッチ素子の接続点と、前記出力部との間に設けられた第3スイッチ素子、
をさらに備え、
前記制御部は、
前記異常検出部が異常を検出した場合、前記第2スイッチ素子及び前記第3スイッチ素子をオフにする、
請求項2に記載のパワーコンディショナ。 The first path and the second path are connected to the output unit by connecting one end of the first switch element and the second switch element on the output unit side,
A third switch element provided between a connection point of the first switch element and the second switch element and the output unit;
Further comprising
The controller is
When the abnormality detection unit detects an abnormality, the second switch element and the third switch element are turned off.
The power conditioner according to claim 2.
前記第2入力部と前記インバータとの間に設けられたPVコンバータと、
前記PVコンバータと前記インバータとの接続点と、前記入出力部との間に設けられた双方向DC/DCコンバータと、
を備えた請求項1から3の何れかに記載のパワーコンディショナ。 An input / output unit to which the storage battery is connected;
A PV converter provided between the second input unit and the inverter;
A bidirectional DC / DC converter provided between a connection point between the PV converter and the inverter and the input / output unit;
The power conditioner in any one of Claim 1 to 3 provided with these.
前記第2入力部には発電機からの直流電力が入力され、
前記入力監視部は、前記電力系統の異常を監視する、
請求項1から4の何れかに記載のパワーコンディショナ。 AC power from the power system is input to the first input unit,
DC power from a generator is input to the second input unit,
The input monitoring unit monitors an abnormality of the power system,
The power conditioner in any one of Claim 1 to 4.
前記検出部が検出した電圧値又は電流値に基づいて、前記出力部から出力する交流電力が供給される外部機器へ、制御信号を出力する制御信号出力部と、
を備えた請求項1から5の何れかに記載のパワーコンディショナ。 A detection unit for detecting at least one of a voltage value and a current value of AC power output from the output unit;
Based on the voltage value or current value detected by the detection unit, a control signal output unit that outputs a control signal to an external device to which AC power output from the output unit is supplied;
The power conditioner in any one of Claim 1 to 5 provided with these.
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