JP2013099188A - Power converter, power storage system, and control method for the same - Google Patents

Power converter, power storage system, and control method for the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power storage system capable of suppressing arc discharge at the time of shutdown of a power storage device with a compact and low-cost system configuration.SOLUTION: A power storage system comprises: a DC bus 1 disposed between a system power 40 and a DC load 5; a power storage device 3 outputting power source voltage to the DC bus 1; a bidirectional DC/AC converter 42 for converting power between the DC bus 1 and the system power 40; and a switch 7 for connecting/disconnecting the DC bus 1 with/from the power storage device 3. Power supply disconnecting means for disconnecting the power storage device 3 from the DC bus 1 controls the power conversion operation of the bidirectional DC/AC converter 42 so that the charging/discharging current of the power storage device 3 becomes zero, and when the charging/discharging current of the power storage device 3 has become zero by the control of the power conversion operation, the power storage device 3 is disconnected from the DC bus 1 with the switch 7.

Description

この発明は、蓄電システムおよびその制御方法に関し、より特定的には、蓄電システムにおいて、蓄電装置と直流バスとの間の電路を遮断するための技術に関する。   The present invention relates to a power storage system and a control method therefor, and more specifically to a technique for interrupting an electric path between a power storage device and a DC bus in the power storage system.

近年、太陽電池、風力発電装置および燃料電池のような分散電源装置が普及し始めている。現状では、分散電源装置が発電した直流電力を交流電力に変換し、さらに、その交流電力を、電力を消費する機器において直流電力に変換して使用する。このように、直流−交流変換および交流−直流変換が行なわれるため、その電力変換のたびに電力損失が生じる。そこで、分散電源装置が発電する直流電力を交流電力に変換することなく、直流電力のまま送電して機器で使用することにより、変換損失を低減させる蓄電システムが提案されている。   In recent years, distributed power supply devices such as solar cells, wind power generators, and fuel cells have begun to spread. At present, the DC power generated by the distributed power supply device is converted into AC power, and the AC power is converted into DC power and used in a device that consumes the power. Thus, since DC-AC conversion and AC-DC conversion are performed, a power loss occurs at each power conversion. Therefore, a power storage system has been proposed that reduces conversion loss by transmitting DC power as it is and using it in equipment without converting the DC power generated by the distributed power supply device into AC power.

このような蓄電システムとして、たとえば特開２０１１−９７８１８号公報（特許文献１）には、複数の電力源としての太陽電池、商用電源および蓄電池と、これらの複数の電力源にそれぞれ対応して設けられ、接続された電力源から供給される電力を基に所定の電圧レベルの直流電力を出力する複数の出力用コンバータと、複数の出力用コンバータの出力電圧を制御する出力電圧制御部と、出力電圧制御部に指令値を与えて出力電圧制御動作を指示するシステム制御部とを備えた配電システムが開示される。この特許文献１に記載される配電システムは、複数の出力用コンバータとして、太陽電池に接続される太陽電池用コンバータと、蓄電池に接続される蓄電池用コンバータと、商用電源に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータとを備えている。そして、各出力用コンバータの出力電圧を個別に制御するために、出力用コンバータごとに独立したフィードバック制御系が設けられている。   As such a power storage system, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-97818 (Patent Document 1) includes a solar battery, a commercial power source, and a storage battery as a plurality of power sources, and corresponding to each of the plurality of power sources. A plurality of output converters that output DC power of a predetermined voltage level based on power supplied from a connected power source, an output voltage control unit that controls output voltages of the plurality of output converters, and an output A power distribution system is disclosed that includes a system control unit that gives a command value to the voltage control unit to instruct an output voltage control operation. The power distribution system described in Patent Document 1 includes, as a plurality of output converters, a solar battery converter connected to a solar battery, a storage battery converter connected to a storage battery, and an AC / DC connected to a commercial power source. And a converter. In order to individually control the output voltage of each output converter, an independent feedback control system is provided for each output converter.

しかしながら、この特許文献１に記載の配電システムでは、電力源ごとに出力用コンバータを設ける必要があるため、出力用コンバータで発生する変換損失が増大する、また、システムのコストアップが発生するという問題があった。   However, in the power distribution system described in Patent Document 1, since it is necessary to provide an output converter for each power source, there is a problem in that conversion loss generated in the output converter increases and the cost of the system increases. was there.

このような問題を解決するためには、蓄電池のような電圧安定化能力の高い電源を、コンバータを介さず直流バスに直結することによって、直流バスの電圧を無制御で安定化させることが可能となる。   In order to solve such problems, it is possible to stabilize the voltage of the DC bus without control by directly connecting a power source with high voltage stabilization capability such as a storage battery to the DC bus without using a converter. It becomes.

一方で、蓄電池を直流バスに直結させる構成では、システム内に異常が検知された場合には、蓄電池を過充電や過放電などから保護するために蓄電池を直流バスから遮断する必要が生じる。しかしながら、直流電流は交流電流とは異なり零点を持たないため、高電圧・高電流下において、開閉器によって直流電流を遮断する際に、開閉器内の接点にアーク放電が発生する虞がある。   On the other hand, in the configuration in which the storage battery is directly connected to the DC bus, when an abnormality is detected in the system, it is necessary to shut off the storage battery from the DC bus in order to protect the storage battery from overcharge and overdischarge. However, since direct current does not have a zero point unlike alternating current, there is a possibility that arc discharge occurs at the contact in the switch when the direct current is interrupted by the switch under high voltage and high current.

直流電流を遮断する際に発生するアーク放電を抑制する技術として、たとえば特開２００６−３２０７７号公報（特許文献２）には、直流電流を遮断する直流遮断器と並列に転流回路を設ける構成が開示される。この転流回路には、転流スイッチ、リアクトルおよび転流コンデンサが直列接続され、転流コンデンサが負荷側に設けられている。上記構成において、直流回路に事故電流が流れた場合には、主遮断器が開放される一方で、転流スイッチが閉じられ、事故電流に転流回路からの振動性の転流電流を重畳して主遮断器で事故電流を遮断する。   As a technique for suppressing arc discharge generated when a direct current is interrupted, for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2006-32077 (Patent Document 2) includes a commutation circuit provided in parallel with a direct current circuit breaker that interrupts a direct current. Is disclosed. In this commutation circuit, a commutation switch, a reactor, and a commutation capacitor are connected in series, and the commutation capacitor is provided on the load side. In the above configuration, when an accident current flows in the DC circuit, the main circuit breaker is opened, while the commutation switch is closed, and the oscillating commutation current from the commutation circuit is superimposed on the accident current. Then shut off the accident current with the main circuit breaker.

また、特開２０１０−８０２００号公報（特許文献３）には、直流電源と負荷との間に接続された遮断器と、遮断器と負荷との間に介在され、遮断器から負荷への電流の流れを許容するダイオードと、ダイオードに対して並列に設けられ、遮断器側がベースに接続されるとともに負荷側がエミッタに接続されるトランジスタと、インダクタとキャパシタとの直列回路の一端を直流電源と遮断器との間に接続し、他端をトランジスタのコレクタに接続する外部並列回路とを備えた直流遮断装置が開示される。この特許文献３では、直流電流を遮断した際に発生するアーク放電は、外部並列回路のキャパシタの作用により外部並列回路に流れ、アーク電流が減少することにより早期に除去される。そして、アーク電流が除去されると、トランジスタのベース電圧もなくなるため、トランジスタの電気的導通が遮断され、このトランジスタの遮断機能により、外部並列回路への電流の流れ込みが素子され、回路の完全停止が図られる。   Japanese Patent Laying-Open No. 2010-80200 (Patent Document 3) discloses a circuit breaker connected between a DC power source and a load, and a current from the circuit breaker to the load interposed between the circuit breaker and the load. One end of a series circuit of an inductor and a capacitor, which is provided in parallel to the diode, which is provided in parallel to the diode, a transistor whose breaker side is connected to the base and whose load side is connected to the emitter, and an inductor and a capacitor is cut off from the DC power supply A DC circuit breaker is disclosed that includes an external parallel circuit that is connected to the collector and has the other end connected to the collector of the transistor. In Patent Document 3, arc discharge that occurs when a direct current is interrupted flows to the external parallel circuit due to the action of the capacitor of the external parallel circuit, and is removed early as the arc current decreases. When the arc current is removed, the base voltage of the transistor also disappears, so that the transistor's electrical continuity is cut off, and the transistor's cutoff function causes the current to flow into the external parallel circuit, thereby completely stopping the circuit. Is planned.

特開２００１−９７８１８号公報JP 2001-97818 A 特開２００６−３２０７７号公報JP 2006-32077 A 特開２０１０−８０２００号公報JP 2010-80200 A

しかしながら、上記の特許文献２および３に記載される直流遮断装置においては、遮断時に発生するアーク放電を分流させるために、遮断器に対して並列に転流回路もしくは外部並列回路を設ける必要がある。そのため、直流遮断装置の大型化およびコストアップが課題となっていた。さらに、特許文献２では、直流電流を遮断するためには、主遮断器、副遮断器および転流スイッチの各々を動作させるシーケンス制御が必要となるため、直流遮断装置を複雑かつ高価なものとしていた。   However, in the DC circuit breakers described in Patent Documents 2 and 3, it is necessary to provide a commutation circuit or an external parallel circuit in parallel to the circuit breaker in order to divert arc discharge generated at the time of circuit breakage. . Therefore, the enlargement and cost increase of the DC circuit breaker have been problems. Furthermore, in Patent Document 2, sequence control for operating each of the main circuit breaker, the sub circuit breaker, and the commutation switch is necessary in order to cut off the direct current, so that the DC cut-off device is made complicated and expensive. It was.

そして、このような直流遮断装置を上述した蓄電システムに適用すると、システム全体の大型化およびコストアップを招くという不具合が懸念される。なお、このような直流電流を遮断する際に発生するアーク放電を抑制する対策について、上記の特許文献１に記載の配電システムは何ら言及していない。   When such a DC interrupting device is applied to the above-described power storage system, there is a concern that the entire system is increased in size and cost. In addition, about the countermeasure which suppresses the arc discharge generate | occur | produced when interrupting | blocking such a direct current, the power distribution system of said patent document 1 is not mentioned at all.

それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、蓄電装置の遮断時に発生するアーク放電を、小型および低コストのシステム構成で抑制することが可能な蓄電システムを提供することである。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a power storage system capable of suppressing arc discharge generated when the power storage device is shut off with a small and low-cost system configuration. Is to provide.

この発明のある局面に従えば、蓄電システムであって、直流電力を伝達するための直流バスと、電源電圧を直流バスに出力する蓄電装置と、直流バスおよび系統電力の間で電力変換する電力変換装置と、直流バスおよび蓄電装置の間を接続／遮断するための開閉器と、蓄電装置を直流バスから遮断するための電源遮断手段とを備える。電源遮断手段は、蓄電装置の充放電電流が零となるように電力変換装置の電力変換動作を制御する電力変換制御手段と、電力変換制御手段による前記電力変換動作の制御中に、開閉器により蓄電装置を直流バスから遮断する開閉制御手段とを含む。   According to one aspect of the present invention, a power storage system, a DC bus for transmitting DC power, a power storage device that outputs a power supply voltage to the DC bus, and power that converts power between the DC bus and system power A conversion device, a switch for connecting / disconnecting the DC bus and the power storage device, and a power shut-off means for disconnecting the power storage device from the DC bus are provided. The power shut-off means includes a power conversion control means for controlling the power conversion operation of the power conversion device so that the charge / discharge current of the power storage device becomes zero, and a switch during the control of the power conversion operation by the power conversion control means. Open / close control means for shutting off the power storage device from the DC bus.

好ましくは、蓄電システムは、充放電電流を検出するための充放電電流検出部をさらに備える。電力変換装置は、電力変換動作の実行時、充放電電流に系統電力の周波数に応じた周波数の交流成分を発生するように構成される。電力変換制御手段は、充放電電流検出部の検出値を用いて、充放電電流の波形が零を経由するように電力変換動作を制御する。開閉制御手段は、電力変換制御手段による電力変換動作の制御中に、開閉器により蓄電装置を直流バスから遮断する。   Preferably, the power storage system further includes a charge / discharge current detection unit for detecting the charge / discharge current. The power conversion device is configured to generate an alternating current component having a frequency corresponding to the frequency of the system power in the charge / discharge current when executing the power conversion operation. The power conversion control means controls the power conversion operation using the detection value of the charge / discharge current detector so that the waveform of the charge / discharge current passes through zero. The switching control means shuts off the power storage device from the DC bus by the switch during the control of the power conversion operation by the power conversion control means.

好ましくは、電源遮断手段は、蓄電装置の遮断指令を開閉器に出力する前に、遮断予告信号を電力変換装置に出力するように構成される。電力変換制御手段は、遮断予告信号を受けたときに、電力変換動作の制御を開始する。開閉制御手段は、遮断指令を受けると、電力変換動作の制御中に、開閉器により蓄電装置を直流バスから遮断する。   Preferably, the power cut-off means is configured to output a cut-off notice signal to the power conversion device before outputting a cut-off command for the power storage device to the switch. The power conversion control means starts control of the power conversion operation when receiving the cutoff notice signal. When receiving the shut-off command, the open / close control means shuts off the power storage device from the DC bus by the switch during the control of the power conversion operation.

好ましくは、電力変換装置は、直流バスおよび系統電力の間に設けられたフルブリッジインバータを含む。   Preferably, the power conversion device includes a full bridge inverter provided between the DC bus and the system power.

この発明の別の局面に従えば、蓄電システムの制御方法であって、蓄電システムは、直流電力を伝達するための直流バスと、電源電圧を直流バスに出力する蓄電装置と、直流バスおよび系統電力の間で電力変換する電力変換装置と、直流バスおよび蓄電装置の間を接続／遮断するための開閉器とを含む。制御方法は、蓄電装置の充放電電流が零となるように電力変換装置の電力変換動作を制御するステップと、電力変換動作を制御するステップの実行中に、開閉器により蓄電装置を直流バスから遮断するステップとを備える。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a power storage system, wherein the power storage system includes a direct current bus for transmitting direct current power, a power storage device that outputs a power supply voltage to the direct current bus, a direct current bus, and a system. A power conversion device for converting power between power and a switch for connecting / cutting off between the DC bus and the power storage device are included. The control method includes: controlling the power conversion operation of the power conversion device so that the charge / discharge current of the power storage device becomes zero; and controlling the power conversion operation from the DC bus by the switch during the execution of the step of controlling the power conversion operation. And a step of blocking.

この発明によれば、蓄電装置の遮断時に発生するアーク放電を、小型および低コストのシステム構成で抑制することができる。   According to the present invention, arc discharge that occurs when the power storage device is shut off can be suppressed with a small and low-cost system configuration.

この発明の実施の形態に従う蓄電システムの全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of the electrical storage system according to embodiment of this invention. 図１における双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の詳細な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed structure of the bidirectional | two-way DC / AC converter in FIG. 図２における制御部の制御構造を示す図である。It is a figure which shows the control structure of the control part in FIG. 双方向ＤＣ／ＡＣ変換器における電力変換動作の制御態様について説明する図である（その１）。It is a figure explaining the control aspect of the power conversion operation | movement in a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 1). 双方向ＤＣ／ＡＣ変換器における電力変換動作の制御態様について説明する図である（その２）。It is a figure explaining the control aspect of the power conversion operation | movement in a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 2). 双方向ＤＣ／ＡＣ変換器における電力変換動作の制御態様について説明する図である（その３）。It is a figure explaining the control aspect of the power conversion operation | movement in a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 3). 蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その１）It is a figure explaining the aspect which transfers electric power between an electrical storage apparatus and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 1) 蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その２）。It is a figure explaining the aspect which transfers electric power between an electrical storage apparatus and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 2). 蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その３）。It is a figure explaining the aspect which transfers electric power between an electrical storage apparatus and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 3). 直流負荷、蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その１）。It is a figure explaining the aspect which transmits / receives electric power among DC load, an electrical storage apparatus, and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 1). 直流負荷、蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その２）。It is a figure explaining the aspect which transmits / receives electric power among DC load, an electrical storage apparatus, and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 2). 太陽光発電システム、直流負荷、蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その１）。It is a figure explaining the aspect which transmits / receives electric power among a solar energy power generation system, DC load, an electrical storage apparatus, and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 1). 太陽光発電システム、直流負荷、蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その２）。It is a figure explaining the aspect which transmits / receives electric power among a solar energy power generation system, DC load, an electrical storage apparatus, and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 2). 太陽光発電システム、直流負荷、蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その３）。It is a figure explaining the aspect which delivers and receives electric power among a solar energy power generation system, DC load, an electrical storage apparatus, and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 3). 太陽光発電システム、直流負荷、蓄電装置および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の間で電力の授受を行なう態様を説明する図である（その４）。It is a figure explaining the aspect which transmits / receives electric power among a solar energy power generation system, DC load, an electrical storage apparatus, and a bidirectional | two-way DC / AC converter (the 4). 本発明の実施の形態に従う蓄電システムに適用される双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of the bidirectional | two-way DC / AC converter applied to the electrical storage system according to embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

（蓄電システムの構成）
図１は、この発明の実施の形態に従う蓄電システムの全体の構成を概略的に示す図である。 (Configuration of power storage system)
FIG. 1 schematically shows an overall configuration of a power storage system according to the embodiment of the present invention.

図１を参照して、本実施の形態に従う蓄電システムは、直流バス１と、太陽光発電システム２と、蓄電装置３と、系統電力システム４と、直流負荷５と、電池監視ユニット６と、開閉器７とを備える。   Referring to FIG. 1, a power storage system according to the present embodiment includes a DC bus 1, a solar power generation system 2, a power storage device 3, a grid power system 4, a DC load 5, a battery monitoring unit 6, And a switch 7.

直流バス１は、直流負荷５に直流電力を供給する。直流負荷５は、一例として、家庭で使用される空調機、冷蔵庫、洗濯機、テレビ、照明装置またはパーソナルコンピュータのような電気機器である。あるいは、オフィスで使用されるコンピュータ、複写機またはファクシミリのような電気機器や、または、店舗で使用されるショーケースまたは照明装置のような電気機器であってもよい。直流バス１には、太陽光発電システム２、蓄電装置３および系統電力システム４が接続されている。   The DC bus 1 supplies DC power to the DC load 5. The DC load 5 is, for example, an electric device such as an air conditioner, a refrigerator, a washing machine, a television, a lighting device, or a personal computer used at home. Alternatively, it may be an electric device such as a computer, a copier or a facsimile used in an office, or an electric device such as a showcase or a lighting device used in a store. A solar power generation system 2, a power storage device 3, and a system power system 4 are connected to the DC bus 1.

なお、本実施の形態に従う蓄電システムにおいては、直流バス１、太陽光発電システム２、蓄電装置３、系統電力システム４および直流負荷５をそれぞれ１個ずつ備える場合について説明するが、これらの個数には制限がなく、１個でも複数個であってもよい。   In the power storage system according to the present embodiment, a case will be described in which each of DC bus 1, solar power generation system 2, power storage device 3, grid power system 4, and DC load 5 is provided. There is no limitation, and one or more may be used.

直流バス１は、電力線対である正母線ＰＬおよび負母線ＮＬで構成される。
太陽光発電システム２は、太陽電池２０と、ＤＣ／ＤＣ変換器３０とを含む。ＤＣ／ＤＣ変換器３０は、太陽電池２０と直流バス１との間に配置されており、太陽電池２０から受ける直流電力を電圧変換して直流バス１へ供給する。ＤＣ／ＤＣ変換器３０における電圧変換動作は、太陽電池２０の出力電圧と、直流バス１の電圧（正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間の線間電圧）とに応じて、図示しない制御部からのスイッチング指令に従って制御される。 DC bus 1 is composed of a positive bus PL and a negative bus NL, which are a pair of power lines.
The photovoltaic power generation system 2 includes a solar cell 20 and a DC / DC converter 30. The DC / DC converter 30 is disposed between the solar cell 20 and the DC bus 1, converts the DC power received from the solar cell 20 into a voltage, and supplies it to the DC bus 1. The voltage conversion operation in the DC / DC converter 30 is performed by a control unit (not shown) according to the output voltage of the solar battery 20 and the voltage of the DC bus 1 (the line voltage between the positive bus PL and the negative bus NL). It is controlled according to the switching command.

蓄電装置３は、再充電可能な電力貯蔵要素であり、代表的にリチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池で構成される。蓄電装置３は、複数の電池セルを直列接続して構成されており、一例として、定格電圧３８０Ｖおよび１０Ａｈを有している。   The power storage device 3 is a rechargeable power storage element, and typically includes a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel metal hydride battery. The power storage device 3 is configured by connecting a plurality of battery cells in series, and has rated voltages of 380 V and 10 Ah as an example.

図１に示す構成において、蓄電装置３は、直流バス１に「直結」されており、直流バス１との間で直流電力の授受を行なう。ここで、「直結」とは、直流バス１と蓄電装置３との間に、ＤＣ／ＤＣ変換器のような電力変換器が介在していないことを意味する。したがって、直流バス１の電圧は、蓄電装置３の電源電圧とほぼ等しくなる。このように蓄電装置３を直流バス１に直結する構成としたことにより、蓄電装置３が有する高い電圧安定化能力を活かして、急激な負荷変動による直流バス１の電圧変動を抑制することが可能となる。   In the configuration shown in FIG. 1, the power storage device 3 is “directly connected” to the DC bus 1, and exchanges DC power with the DC bus 1. Here, “directly connected” means that a power converter such as a DC / DC converter is not interposed between the DC bus 1 and the power storage device 3. Therefore, the voltage of DC bus 1 is substantially equal to the power supply voltage of power storage device 3. By adopting a configuration in which the power storage device 3 is directly connected to the DC bus 1 in this way, it is possible to suppress voltage fluctuations of the DC bus 1 due to sudden load fluctuations by utilizing the high voltage stabilization capability of the power storage device 3. It becomes.

開閉器７は、蓄電装置３と直流バス１との間に配設される。開閉器７は、電池監視ユニット６からのシャットダウン信号ＳＤが非活性化（導通指令に相当する。）されると、蓄電装置３と直流バス１とを電気的に接続し、シャットダウン信号ＳＤが活性化（遮断指令に相当する。）されると、蓄電装置３と直流バス１との間の電路を遮断する。   The switch 7 is disposed between the power storage device 3 and the DC bus 1. When the shutdown signal SD from the battery monitoring unit 6 is deactivated (corresponding to a conduction command), the switch 7 electrically connects the power storage device 3 and the DC bus 1 and activates the shutdown signal SD. When it is converted (corresponding to a cut-off command), the electric circuit between the power storage device 3 and the DC bus 1 is cut off.

電池監視ユニット６は、過充電、過放電および温度上昇などから蓄電装置３を保護するために、蓄電装置３の状態を監視する。具体的には、充放電電流検出部６０は、直流バス１に介挿され、蓄電装置３に対して入出力される充放電電流Ｉｂを検出し、その検出値を電池監視ユニット６へ出力する。充放電電圧検出部６２は、蓄電装置３の充放電電圧Ｖｂを検出し、その検出値を電池監視ユニット６へ出力する。温度検出部６４は、蓄電装置３の温度Ｔｂを検出し、その検出値を電池監視ユニット６へ出力する。なお、充放電電流検出部６０は、蓄電装置３からの放電電流を、正値の充放電電流Ｉｂとして検出し、蓄電装置３への充電電流を、負値の充放電電流Ｉｂとして検出する。電池監視ユニット６は、充放電電流検出部６０からの充放電電流Ｉｂ、充放電電圧検出部６２からの充放電電圧Ｖｂの検出値および温度検出部６４からの電池温度Ｔｂの検出値に基づいて、蓄電装置３の状態（充電状態および温度状態）を監視する。電池監視ユニット６は、蓄電装置３の過充電／過放電、過電流および温度異常、蓄電装置３の水没、および、逆電力継電器からの逆潮流の検知信号などの有無を監視する。そして、蓄電装置３の異常が検知されると、電池監視ユニット６は、蓄電装置３を保護するためにシャットダウン信号ＳＤを活性化（遮断指令）することにより、開閉器７によって蓄電装置３と直流バス１との間の電路を遮断する。   The battery monitoring unit 6 monitors the state of the power storage device 3 in order to protect the power storage device 3 from overcharge, overdischarge, temperature rise, and the like. Specifically, charging / discharging current detection unit 60 detects charging / discharging current Ib that is inserted in DC bus 1 and input / output to / from power storage device 3, and outputs the detected value to battery monitoring unit 6. . The charge / discharge voltage detection unit 62 detects the charge / discharge voltage Vb of the power storage device 3 and outputs the detected value to the battery monitoring unit 6. Temperature detector 64 detects temperature Tb of power storage device 3 and outputs the detected value to battery monitoring unit 6. The charge / discharge current detection unit 60 detects the discharge current from the power storage device 3 as a positive charge / discharge current Ib, and detects the charge current to the power storage device 3 as a negative charge / discharge current Ib. The battery monitoring unit 6 is based on the charge / discharge current Ib from the charge / discharge current detector 60, the detected value of the charge / discharge voltage Vb from the charge / discharge voltage detector 62, and the detected value of the battery temperature Tb from the temperature detector 64. The state (charging state and temperature state) of the power storage device 3 is monitored. The battery monitoring unit 6 monitors the presence / absence of an overcharge / overdischarge of the power storage device 3, an overcurrent and temperature abnormality, a submergence of the power storage device 3, and a reverse power flow detection signal from the reverse power relay. When the abnormality of the power storage device 3 is detected, the battery monitoring unit 6 activates the shutdown signal SD (protection command) to protect the power storage device 3, thereby causing the switch 7 to connect the direct current with the power storage device 3. The electric circuit between the bus 1 is cut off.

さらに電池監視ユニット６は、上述のシャットダウン信号ＳＤを活性化（遮断指令）するのに先行して、蓄電装置３の遮断を予告するためのシャットダウン予告信号ＳＤＮを活性化する。この活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮは、系統電力システム４内の双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２へ送信される。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、電池監視ユニット６からシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、後述する方法によって、蓄電装置３の充放電電流Ｉｂが零となるように、電力変換動作を実行する。   Furthermore, prior to activating (shutdown command) the above-described shutdown signal SD, the battery monitoring unit 6 activates a shutdown notice signal SDN for notifying the shutoff of the power storage device 3. The activated shutdown notice signal SDN is transmitted to the bidirectional DC / AC converter 42 in the grid power system 4. When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6, the bidirectional DC / AC converter 42 executes a power conversion operation so that the charge / discharge current Ib of the power storage device 3 becomes zero by a method described later.

（系統電力システムの構成）
図１に示す構成において、系統電力システム４は、直流バス１との間で直流電力の授受を行なう。系統電力システム４は、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２と、系統電力４０とを含む。 (System power system configuration)
In the configuration shown in FIG. 1, system power system 4 exchanges DC power with DC bus 1. The grid power system 4 includes a bidirectional DC / AC converter 42 and grid power 40.

系統電力４０は、電力会社等から受電する電力（たとえば、ＡＣ２００Ｖとする）である。系統電力４０は、例えば、単相３線式の商用交流電力系統から供給される。単相３線式の商用交流電力系統は、中性線が抵抗を介して接地されており、中性線以外の２線（Ｒ相線ＲＬおよびＴ相線ＴＬ）を使用してＡＣ２００Ｖを供給する。   System power 40 is power received from an electric power company or the like (for example, AC 200V). The system power 40 is supplied from, for example, a single-phase three-wire commercial AC power system. In the single-phase three-wire commercial AC power system, the neutral wire is grounded via a resistor, and AC200V is supplied using two wires other than the neutral wire (R-phase wire RL and T-phase wire TL). To do.

双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、直流バス１および系統電力４０の間に接続される。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、直流バス１から受ける直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給する。また、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。本実施の形態に従う蓄電システムにおいては、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を介して電力会社等から系統電力を買う（買電）するとともに、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を介して余剰電力を電力会社等に売る（売電）することを可能に構成されている。   Bidirectional DC / AC converter 42 is connected between DC bus 1 and system power 40. The bidirectional DC / AC converter 42 converts the DC power received from the DC bus 1 into AC power and supplies it to the system power 40. The bidirectional DC / AC converter 42 converts AC power received from the system power 40 into DC power and supplies it to the DC bus 1. In the power storage system according to the present embodiment, system power is purchased from an electric power company or the like (power purchase) via bidirectional DC / AC converter 42, and surplus power is obtained via bidirectional DC / AC converter 42. It is configured to be able to sell (electricity sale) to an electric power company or the like.

なお、図１では、買電時に双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に流れる電流をＩｂｕｙ、売電時に双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に流れる電流をＩｓｅｌｌと表記する。また、直流負荷５に供給される電流をＩｌｏａｄと表記し、太陽光発電システム２から直流バス１に供給される電流をＩｐｖと表記する。買電時においては、電流Ｉｐｖおよび電流Ｉｂｕｙの和から電流Ｉｌｏａｄを差し引いた電流が、蓄電装置３の充電電流となる。また、売電時においては、電流Ｉｐｖおよび蓄電装置３の放電電流の和から電流Ｉｌｏａｄを差し引いた電流が、電流Ｉｓｅｌｌとなる。電流ＩｓｅｌｌおよびＩｂｕｙをどのような値にするかについては、蓄電システムの使用者または管理者が自在に設定することができる。   In FIG. 1, the current flowing through the bidirectional DC / AC converter 42 during power purchase is denoted as Ibuy, and the current flowing through the bidirectional DC / AC converter 42 during power sale is denoted as Icell. Further, the current supplied to the DC load 5 is expressed as Iload, and the current supplied from the solar power generation system 2 to the DC bus 1 is expressed as Ipv. At the time of power purchase, a current obtained by subtracting the current Iload from the sum of the current Ipv and the current Ibuy becomes the charging current of the power storage device 3. At the time of power sale, a current obtained by subtracting the current Iload from the sum of the current Ipv and the discharge current of the power storage device 3 is the current Isel. The values of the currents Isel and Ibuy can be freely set by the user or administrator of the power storage system.

（双方向ＤＣ／ＡＣ変換器の構成）
次に、図面を参照して、この発明の実施の形態に従う電力変換装置の一形態である双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２の構成について説明する。 (Configuration of bidirectional DC / AC converter)
Next, with reference to the drawings, the configuration of bidirectional DC / AC converter 42 which is an embodiment of the power conversion device according to the embodiment of the present invention will be described.

図２は、図１における双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２の詳細な構成を示す回路図である。
図２を参照して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、双方向インバータ４００と、連系リアクトル４１０，４１２と、自経路電流検出部４２０と、直流電圧検出部４３０と、交流電圧検出部４３２と、制御部４４０とを含む。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the bidirectional DC / AC converter 42 in FIG.
Referring to FIG. 2, bidirectional DC / AC converter 42 includes bidirectional inverter 400, interconnection reactors 410 and 412, own path current detection unit 420, DC voltage detection unit 430, and AC voltage detection unit. 432 and a control unit 440.

双方向インバータ４００は、売電時には、制御部４４０からのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４に応じて、直流バス１から受けた直流電力を交流電力に変換して系統電力４０に出力する。また、双方向インバータ４００は、買電時には、制御部４４０からのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４に応じて、系統電力４０から受けた交流電力を直流電力に変換して直流バス１に出力する。   The bidirectional inverter 400 converts the DC power received from the DC bus 1 into AC power and outputs it to the system power 40 according to the switching control signals S1 to S4 from the control unit 440 at the time of power sale. Bidirectional inverter 400 converts AC power received from system power 40 into DC power and outputs it to DC bus 1 in accordance with switching control signals S1 to S4 from control unit 440 during power purchase.

具体的には、双方向インバータ４００は、スイッチング素子であるトランジスタＱ１〜Ｑ４と、ダイオードＤ１〜Ｄ４とを含む。トランジスタＱ１，Ｑ２は、直流バス１を構成する正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ１とトランジスタＱ２との中間点はＲ相線ＲＬに接続される。連系リアクトル４１０は、Ｒ相線ＲＬに介挿接続される。   Specifically, bidirectional inverter 400 includes transistors Q1 to Q4, which are switching elements, and diodes D1 to D4. Transistors Q1 and Q2 are connected in series between positive bus PL and negative bus NL constituting DC bus 1. An intermediate point between transistors Q1 and Q2 is connected to R-phase line RL. Interconnection reactor 410 is connected to R-phase line RL.

トランジスタＱ３，Ｑ４は、正母線ＰＬおよび負母線ＮＬの間に直列に接続される。トランジスタＱ３とトランジスタＱ４との中間点はＴ相線ＴＬに接続される。連系リアクトル４１２は、Ｔ相線ＴＬに介挿接続される。各トランジスタＱ１〜Ｑ４のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１〜Ｄ４がそれぞれ接続されている。トランジスタＱ１〜Ｑ４およびダイオードＤ１〜Ｄ４は、フルブリッジ回路を構成する。   Transistors Q3 and Q4 are connected in series between positive bus PL and negative bus NL. An intermediate point between transistors Q3 and Q4 is connected to T-phase line TL. Interconnected reactor 412 is connected to T-phase line TL. Between the collectors and emitters of the transistors Q1 to Q4, diodes D1 to D4 that flow current from the emitter side to the collector side are respectively connected. Transistors Q1-Q4 and diodes D1-D4 constitute a full bridge circuit.

なお、トランジスタＱ１〜Ｑ４として、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。または、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いてもよい。   For example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) can be used as the transistors Q1 to Q4. Alternatively, a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) may be used.

自経路電流検出部４２０は、Ｔ相線ＴＬに介挿され、直流バス１と双方向インバータ４００との間で授受される電力の電流値（自経路電流）Ｉａｃを検出し、その検出結果を制御部４４０へ出力する。   Self-path current detection unit 420 is inserted in T-phase line TL, detects the current value (self-path current) Iac of power exchanged between DC bus 1 and bidirectional inverter 400, and the detection result is Output to the control unit 440.

直流電圧検出部４３０は、正母線ＰＬと負母線ＮＬとの間に接続され、直流バス１と双方向インバータ４００の間で授受される直流電力の電圧Ｖｄｃを検出し、その検出結果を制御部４４０へ出力する。交流電圧検出部４３２は、Ｒ相線ＲＬとＴ相線ＴＬとの間に接続され、系統電力４０の交流電圧Ｖａｃを検出し、その検出結果を制御部４４０へ出力する。   DC voltage detector 430 is connected between positive bus PL and negative bus NL, detects voltage Vdc of DC power transferred between DC bus 1 and bidirectional inverter 400, and the detection result is a controller. To 440. AC voltage detection unit 432 is connected between R-phase line RL and T-phase line TL, detects AC voltage Vac of system power 40, and outputs the detection result to control unit 440.

制御部４４０は、自経路電流検出部４２０から受けた自経路電流値Ｉａｃと、直流電圧検出部４３０から受けた直流電圧Ｖｄｃと、交流電圧検出部４３２から受けた交流電圧Ｖａｃと、充放電電流検出部６０から受けた充放電電流Ｉｂと、電池監視ユニット６から受けたシャットダウン予告信号ＳＤＮとに基づいて、後述する制御構造に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ４のオン・オフを制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成し、双方向インバータ４００を制御する。   Control unit 440 includes self-path current value Iac received from self-path current detection unit 420, direct-current voltage Vdc received from direct-current voltage detection unit 430, alternating-current voltage Vac received from alternating-current voltage detection unit 432, and charging / discharging current. A switching control signal for controlling on / off of transistors Q1-Q4 in accordance with a control structure to be described later, based on charge / discharge current Ib received from detection unit 60 and shutdown notice signal SDN received from battery monitoring unit 6 S1 to S4 are generated and the bidirectional inverter 400 is controlled.

図３は、図２における制御部４４０の制御構造を示す図である。
図３を参照して、制御部４４０は、減算部５００，５１０と、制御目標値選択部５２０と、切替部５３０と、スイッチング制御信号生成部５４０とを含む。 FIG. 3 is a diagram showing a control structure of the control unit 440 in FIG.
Referring to FIG. 3, control unit 440 includes subtraction units 500 and 510, control target value selection unit 520, switching unit 530, and switching control signal generation unit 540.

制御目標値選択部５２０は、自経路電流Ｉａｃの電流目標値Ｉａｃ＊を決定する。この電流目標値Ｉａｃ＊は、たとえば日時に応じて異なる電流値となるように事前に決定し、図示しない記憶部に格納しておくことができる。あるいは、制御部４４０と蓄電システムの外部との間で通信を行なうことによって、所望の電流値を適宜取得するようにしてもよい。なお、電流目標値Ｉａｃ＊は、買電時の自経路電流Ｉｂｕｙの電流目標値Ｉｂｕｙ＊と、売電時の自経路電流Ｉｓｅｌｌの電流目標値Ｉｓｅｌｌ＊とを含む。   Control target value selection unit 520 determines current target value Iac * of self-path current Iac. This target current value Iac * can be determined in advance so as to have a different current value according to the date and time, for example, and can be stored in a storage unit (not shown). Or you may make it acquire a desired electric current value suitably by communicating between the control part 440 and the exterior of an electrical storage system. The current target value Iac * includes a current target value Ibuy * of the own path current Ibuy at the time of power purchase and a current target value Isel * of the own path current Isel at the time of power sale.

制御目標値選択部５２０は、さらに、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊を決定する。この電流目標値Ｉｂ＊は、予め「０Ａ」に設定されている。   Control target value selection unit 520 further determines a current target value Ib * of charge / discharge current Ib. This current target value Ib * is set in advance to “0A”.

制御目標値選択部５２０は、電池監視ユニット６から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けたときには、切替信号を非活性化して切替部５３０へ出力する。一方、シャットダウン予告信号ＳＤＮが非活性化されているときには、制御目標値選択部５２０は、切替信号を活性化して切替部５３０へ出力する。   Control target value selection unit 520 deactivates the switching signal and outputs it to switching unit 530 when it receives the shutdown notice signal SDN activated from battery monitoring unit 6. On the other hand, when shutdown notification signal SDN is inactivated, control target value selection unit 520 activates the switching signal and outputs the switching signal to switching unit 530.

減算部５００は、自経路電流Ｉａｃと電流目標値Ｉａｃ＊との差から電流偏差ΔＩａｃを演算し、切替部５３０へ出力する。減算部５１０は、充放電電流Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との差から電流偏差ΔＩｂを演算し、切替部５３０へ出力する。   Subtraction unit 500 calculates current deviation ΔIac from the difference between self path current Iac and current target value Iac *, and outputs the result to switching unit 530. Subtraction unit 510 calculates current deviation ΔIb from the difference between charge / discharge current Ib and current target value Ib * (= 0 A), and outputs the result to switching unit 530.

切替部５３０は、制御目標値選択部５２０から出力された切替信号に基づいて、減算部５００から受けた電流偏差ΔＩａｃおよび減算部５１０から受けた電流偏差ΔＩｂのいずれか一方を選択してスイッチング制御信号生成部５４０へ出力する。具体的には、切替部５３０は、切替信号が活性化されているとき、すなわち、シャットダウン予告信号ＳＤＮが非活性化されているときには、減算部５００から受けた電流偏差ΔＩａｃを選択してスイッチング制御信号生成部５４０へ出力する。一方、切替部５３０は、切替信号が非活性化されているとき、すなわちシャットダウン予告信号ＳＤＮが活性化されているときには、減算部５１０から受けた電流偏差ΔＩｂを選択してスイッチング制御信号生成部５４０へ出力する。   Switching unit 530 selects one of current deviation ΔIac received from subtraction unit 500 and current deviation ΔIb received from subtraction unit 510 based on the switching signal output from control target value selection unit 520 to perform switching control. The signal is output to the signal generator 540. Specifically, the switching unit 530 selects the current deviation ΔIac received from the subtracting unit 500 and performs switching control when the switching signal is activated, that is, when the shutdown notice signal SDN is deactivated. The signal is output to the signal generator 540. On the other hand, switching unit 530 selects current deviation ΔIb received from subtraction unit 510 when switching signal is inactivated, that is, when shutdown notice signal SDN is activated, and switching control signal generation unit 540. Output to.

スイッチング制御信号生成部５４０は、少なくとも比例要素（Ｐ：proportional element）および積分要素（Ｉ：integral element）を含んで構成され、切替部５３０から電流偏差を受けると、この入力された電流偏差に応じて操作信号を生成する。そして、スイッチング制御信号生成部５４０は、この操作信号に基づいて双方向インバータ４００のトランジスタＱ１〜Ｑ４のオンデューティーを規定するデューティー指令を生成すると、この生成したデューティー指令と搬送波とを比較して、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成して、双方向インバータ４００を制御する。   The switching control signal generation unit 540 is configured to include at least a proportional element (P) and an integral element (I), and receives a current deviation from the switching unit 530, and according to the input current deviation. To generate an operation signal. Then, when the switching control signal generation unit 540 generates a duty command that defines the on-duty of the transistors Q1 to Q4 of the bidirectional inverter 400 based on the operation signal, the switching control signal generation unit 540 compares the generated duty command with a carrier wave, The switching control signals S1 to S4 are generated to control the bidirectional inverter 400.

スイッチング制御信号生成部５４０は、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４の生成において、系統電力４０と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２との間で授受される交流電力（交流電圧Ｖａｃ、交流電流（自経路電流）Ｉａｃ）に対して、力率改善（Power Factor Correction）制御を実行する。具体的には、スイッチング制御信号生成部５４０は、交流電圧Ｖａｃの位相に交流電流Ｉａｃの位相を合わせるように、交流電流Ｉａｃの波形を補正することによって力率を改善する。   The switching control signal generation unit 540 generates AC power (AC voltage Vac, AC current (self-path current) between the system power 40 and the bidirectional DC / AC converter 42 in generating the switching control signals S1 to S4. ) Power factor correction control is executed for Iac). Specifically, switching control signal generation unit 540 improves the power factor by correcting the waveform of AC current Iac so that the phase of AC current Iac matches the phase of AC voltage Vac.

なお、図３では、スイッチング制御信号生成部５４０は、交流電圧検出部４３２により検出される交流電圧Ｖａｃに基づいて、交流電流Ｉａｃの波形を補正する構成を例示したが、商用電力系統から供給される交流電圧Ｖａｃのゼロクロス点は既知であることから、ゼロクロス点から導出される系統周波数の正弦波電流を目標電流とすることで、図３に示す制御構造から交流電圧検出部４３２を省略することも可能である。   In FIG. 3, the switching control signal generation unit 540 exemplifies a configuration for correcting the waveform of the alternating current Iac based on the alternating voltage Vac detected by the alternating voltage detection unit 432. However, the switching control signal generation unit 540 is supplied from the commercial power system. Since the zero cross point of the AC voltage Vac is known, the AC voltage detection unit 432 can be omitted from the control structure shown in FIG. 3 by using the sine wave current of the system frequency derived from the zero cross point as the target current. Is also possible.

以上のように、シャットダウン予告信号ＳＤＮが非活性化されているとき、すなわち、蓄電装置３の異常が検知されていないときには、制御部４４０は、自経路電流Ｉａｃが所定の電流目標値Ｉａｃ＊（Ｉｓｅｌｌ＊／Ｉｂｕｙ＊）となるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成して双方向インバータ４００を制御する。   As described above, when shutdown notice signal SDN is inactive, that is, when abnormality of power storage device 3 is not detected, control unit 440 determines that self-path current Iac is a predetermined current target value Iac * ( The switching control signals S1 to S4 are generated so as to be “Isell * / Ibuy *) to control the bidirectional inverter 400.

これに対して、シャットダウン予告信号ＳＤＮが活性化されているとき、すなわち、蓄電装置３の異常が検知されたときには、制御部４４０は、充放電電流Ｉｂが電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａとなるようにスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を生成して双方向インバータ４００を制御する。   In contrast, when shutdown notice signal SDN is activated, that is, when abnormality of power storage device 3 is detected, control unit 440 causes charging / discharging current Ib to become current target value Ib * = 0A. Switching control signals S1 to S4 are generated to control the bidirectional inverter 400.

このように、シャットダウン予告信号ＳＤＮが活性化されたときには、制御部４４０は、充放電電流Ｉｂが零となるように双方向インバータ４００を制御する。そして、電池監視ユニット６は、シャットダウン予告信号ＳＤＮが活性化された時点からの充放電電流検出部６０の検出値を監視する。充放電電流Ｉｂが零となったことが検出されると、電池監視ユニット６は、シャットダウン信号ＳＤを活性化する。このシャットダウン信号ＳＤの活性化に応じて、開閉器７によって蓄電装置３と直流バス１との間の電路が遮断される。   Thus, when the shutdown notice signal SDN is activated, the control unit 440 controls the bidirectional inverter 400 so that the charge / discharge current Ib becomes zero. Then, the battery monitoring unit 6 monitors the detection value of the charge / discharge current detection unit 60 from the time when the shutdown notice signal SDN is activated. When it is detected that the charge / discharge current Ib has become zero, the battery monitoring unit 6 activates the shutdown signal SD. In response to the activation of the shutdown signal SD, the switch 7 interrupts the electrical path between the power storage device 3 and the DC bus 1.

蓄電装置３の異常が検知された場合には、蓄電装置３の保護の観点から蓄電装置３を直流バス１から遮断させる必要があるが、充放電電流Ｉｂは零点を持たないため、開閉器７により蓄電装置３と直流バス１との間の電路を遮断する際に、開閉器７の接点にアーク放電が発生する虞がある。   When an abnormality of the power storage device 3 is detected, the power storage device 3 needs to be disconnected from the DC bus 1 from the viewpoint of protection of the power storage device 3. However, since the charge / discharge current Ib does not have a zero point, the switch 7 Therefore, when the electric circuit between the power storage device 3 and the DC bus 1 is interrupted, there is a possibility that arc discharge occurs at the contact of the switch 7.

そこで、本実施の形態に従う蓄電システムでは、蓄電装置３を遮断するのに先行して、蓄電装置３の充放電電流Ｉｂが零となるように双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を制御する。そして、充放電電流Ｉｂが零となったことに応じて蓄電装置３を直流バス１から遮断する。これにより、蓄電装置３を直流バス１から遮断するときにアーク放電が発生するのを抑制できる。   Therefore, in the power storage system according to the present embodiment, prior to shutting down power storage device 3, bidirectional DC / AC converter 42 is controlled such that charge / discharge current Ib of power storage device 3 becomes zero. Then, in response to charge / discharge current Ib becoming zero, power storage device 3 is disconnected from DC bus 1. Thereby, it is possible to suppress occurrence of arc discharge when power storage device 3 is disconnected from DC bus 1.

以下、図４〜図６を参照して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２における電力変換動作の制御態様について説明する。   Hereinafter, the control mode of the power conversion operation in the bidirectional DC / AC converter 42 will be described with reference to FIGS.

図４には、本発明の実施の形態に従う蓄電システムの動作態様の一例として、太陽光発電システム２から受ける直流電力によって蓄電装置３を充電している状態が示される。具体的には、図４（ａ）を参照して、太陽光発電システム２から出力される３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して蓄電装置３に供給されている。同図には、この状態での直流バス１の直流電圧Ｖｄｃ、充放電電流Ｉｂおよび、系統電力４０と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２との間で授受される交流電力（交流電圧Ｖａｃ、交流電流Ｉａｃ）の時間波形が示される。この時間波形図において、充放電電流Ｉｂは蓄電装置３への充電電流（Ｉｂ＜０）に相当する。   FIG. 4 shows a state where power storage device 3 is charged with DC power received from solar power generation system 2 as an example of the operation mode of the power storage system according to the embodiment of the present invention. Specifically, with reference to FIG. 4A, 3 kW DC power output from the solar power generation system 2 is supplied to the power storage device 3 via the DC bus 1. In this figure, the DC voltage Vdc, charge / discharge current Ib of the DC bus 1 in this state, and AC power (AC voltage Vac, AC) exchanged between the system power 40 and the bidirectional DC / AC converter 42 are shown. The time waveform of the current Iac) is shown. In this time waveform diagram, the charge / discharge current Ib corresponds to the charge current (Ib <0) to the power storage device 3.

図４（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図４（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２においては、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊が０Ａに設定される。そして、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. 4A, the power storage system is shown in FIG. 4B. Switch to state. In bidirectional DC / AC converter 42, current target value Ib * of charge / discharge current Ib is set to 0A. Then, the power conversion operation is controlled based on the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0 A).

このような制御を行なうことにより、太陽光発電システム２から出力される３ｋＷの直流電力はすべて双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に供給されることとなる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、太陽光発電システム２から直流バス１を経由して供給される３ｋＷの直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ売電する。   By performing such control, all 3 kW DC power output from the photovoltaic power generation system 2 is supplied to the bidirectional DC / AC converter 42. The bidirectional DC / AC converter 42 converts 3 kW DC power supplied from the solar power generation system 2 via the DC bus 1 into AC power and sells the power to the grid power 40.

なお、図４（ｂ）の時間波形図において、直流電圧Ｖｄｃおよび充放電電流Ｉｂには、系統電力４０の周波数に応じた周波数の交流成分が重畳される。双方向インバータ４００における電力変換動作は、フルブリッジインバータを構成するトランジスタＱ１〜Ｑ４のうち、トランジスタＱ１およびＱ４を１組のスイッチペアとし、トランジスタＱ２およびＱ３をもう１組のスイッチペアとして、系統電力４０の半周期ごとに、これら２組のスイッチペアを交互にオン・オフさせることにより行なわれる。このトランジスタＱ１〜Ｑ４のスイッチング動作により、双方向インバータ４００の直流側、すなわち直流バス１を流れる直流電流には系統電力４０の周波数に応じた交流成分が重畳する。その結果、直流バス１に直結される蓄電装置３の充放電電流Ｉｂにおいても交流成分が重畳される。図４（ｂ）では、充放電電流Ｉｂは、直流成分である０Ａを中心として脈動が生じている。   In the time waveform diagram of FIG. 4B, an AC component having a frequency corresponding to the frequency of the system power 40 is superimposed on the DC voltage Vdc and the charge / discharge current Ib. The power conversion operation in the bidirectional inverter 400 is performed by using the transistors Q1 and Q4 of the transistors Q1 to Q4 constituting the full bridge inverter as one set of switch pairs and the transistors Q2 and Q3 as another set of switch pairs. This is done by alternately turning on and off these two switch pairs every 40 half cycles. By the switching operation of the transistors Q1 to Q4, an AC component corresponding to the frequency of the system power 40 is superimposed on the DC current of the bidirectional inverter 400, that is, the DC current flowing through the DC bus 1. As a result, an AC component is also superimposed on the charge / discharge current Ib of the power storage device 3 directly connected to the DC bus 1. In FIG. 4B, the charging / discharging current Ib has a pulsation centered on 0 A which is a direct current component.

図示しない電池監視ユニット６は、充放電電流検出部６０による充放電電流Ｉｂの検出値を監視し、充放電電流Ｉｂが零となるタイミングで開閉器７により蓄電装置３と直流バス１との間の電路を遮断する。   The battery monitoring unit 6 (not shown) monitors the detection value of the charging / discharging current Ib by the charging / discharging current detector 60, and the switch 7 switches between the power storage device 3 and the DC bus 1 at the timing when the charging / discharging current Ib becomes zero. Shut off the electrical circuit.

図５には、本発明の実施の形態に従う蓄電システムの動作態様の他の例として、太陽光発電システム２から受ける直流電力によって蓄電装置３を充電するとともに直流負荷５を駆動している状態が示される。具体的には、図５（ａ）を参照して、太陽光発電システム２から出力される６ｋＷの直流電力のうち、３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して直流負荷５へ供給され、残りの３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して蓄電装置３に供給されている。同図には、この状態での直流バス１の直流電圧Ｖｄｃ、充放電電流Ｉｂおよび、系統電力４０と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２との間で授受される交流電力（交流電圧Ｖａｃ、交流電流Ｉａｃ）の時間波形が示される。この時間波形図において、充放電電流Ｉｂは蓄電装置３の充電電流（Ｉｂ＜０）に相当する。   FIG. 5 shows a state in which power storage device 3 is charged with DC power received from photovoltaic power generation system 2 and DC load 5 is driven as another example of the operation mode of the power storage system according to the embodiment of the present invention. Indicated. Specifically, referring to FIG. 5A, 3 kW of DC power output from the solar power generation system 2 is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1 and the rest. 3 kW of DC power is supplied to the power storage device 3 via the DC bus 1. In this figure, the DC voltage Vdc, charge / discharge current Ib of the DC bus 1 in this state, and AC power (AC voltage Vac, AC) exchanged between the system power 40 and the bidirectional DC / AC converter 42 are shown. The time waveform of the current Iac) is shown. In this time waveform diagram, the charge / discharge current Ib corresponds to the charge current (Ib <0) of the power storage device 3.

図５（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図５（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２においては、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊が０Ａに設定される。そして、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. 5A, the power storage system is shown in FIG. 5B. Switch to state. In bidirectional DC / AC converter 42, current target value Ib * of charge / discharge current Ib is set to 0A. Then, the power conversion operation is controlled based on the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0 A).

このような制御を行なうことにより、太陽光発電システム２から出力される６ｋＷの直流電力のうち、３ｋＷの直流電力が直流負荷５へ供給され、残りの３ｋＷの直流電力が双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に供給されることとなる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、供給される３ｋＷの直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ売電する。図５（ｂ）の時間波形図は、図４（ｂ）の時間波形図とほぼ同様となる。すなわち、直流電圧Ｖｄｃおよび充放電電流Ｉｂには系統電力４０の周波数に応じた周波数の交流成分が重畳される。電池監視ユニット６は、充放電電流検出部６０による充放電電流Ｉｂの検出値が零となるタイミングで開閉器７により蓄電装置３と直流バス１との間の電路を遮断する。   By performing such control, among the 6 kW DC power output from the photovoltaic power generation system 2, 3 kW DC power is supplied to the DC load 5, and the remaining 3 kW DC power is converted into bidirectional DC / AC conversion. Will be supplied to the container 42. The bidirectional DC / AC converter 42 converts the supplied 3 kW DC power into AC power and sells it to the system power 40. The time waveform diagram of FIG. 5B is substantially the same as the time waveform diagram of FIG. That is, an AC component having a frequency corresponding to the frequency of the system power 40 is superimposed on the DC voltage Vdc and the charge / discharge current Ib. The battery monitoring unit 6 interrupts the electric circuit between the power storage device 3 and the DC bus 1 by the switch 7 at the timing when the detected value of the charging / discharging current Ib by the charging / discharging current detector 60 becomes zero.

図６には、本発明の実施の形態に従う蓄電システムの動作態様の他の例として、系統電力４０からの交流電力を双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２により直流電力に変換して蓄電装置３を充電している状態が示される。具体的には、図６を参照して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２から出力される３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して蓄電装置３に供給されている。同図には、この状態での直流バス１の直流電圧Ｖｄｃ、充放電電流Ｉｂおよび、系統電力４０と双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２との間で授受される交流電力（交流電圧Ｖａｃ、交流電流Ｉａｃ）の時間波形が示される。この時間波形図において、充放電電流Ｉｂは蓄電装置３の充電電流（Ｉｂ＜０）に相当する。   In FIG. 6, as another example of the operation mode of the power storage system according to the embodiment of the present invention, AC power from system power 40 is converted into DC power by bidirectional DC / AC converter 42 to store power storage device 3. Shows charging status. Specifically, referring to FIG. 6, 3 kW DC power output from bidirectional DC / AC converter 42 is supplied to power storage device 3 via DC bus 1. In this figure, the DC voltage Vdc, charge / discharge current Ib of the DC bus 1 in this state, and AC power (AC voltage Vac, AC) exchanged between the system power 40 and the bidirectional DC / AC converter 42 are shown. The time waveform of the current Iac) is shown. In this time waveform diagram, the charge / discharge current Ib corresponds to the charge current (Ib <0) of the power storage device 3.

図６に示す状態において双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２においては、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊が０Ａに設定される。そして、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。   In the state shown in FIG. 6, when the bidirectional DC / AC converter 42 receives the shutdown notice signal SDN activated from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1), the bidirectional DC / AC converter 42 receives the charge / discharge current. The current target value Ib * of Ib is set to 0A. Then, the power conversion operation is controlled based on the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0 A).

なお、図６では、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、系統電力４０から受ける交流電力を直流電力に変換して直流バス１へ供給する。この時の電力変換動作は、系統電力４０の半周期ごとに、ダイオードＤ１およびＤ４からなるブリッジ回路と、ダイオードＤ２およびＤ３からなるブリッジ回路とが交互に交流電力を直流電力に整流することにより行なわれる。そして、ダイオードＤ１〜Ｄ４による全波整流により、双方向インバータ４００の直流側、すなわち直流バス１を流れる直流電流には系統電力４０の周波数に応じた交流成分が重畳する。その結果、直流バス１に直結される蓄電装置３の充放電電流Ｉｂにも交流成分が重畳されるため、図６に示す時間波形図では、充放電電流Ｉｂの波形は、零付近を経由して脈動する電流波形となっている。したがって、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に対して、上述した充放電電流Ｉｂを電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａとするための制御を行なわなくとも、充放電電流検出部６０による充放電電流Ｉｂの検出値が零付近となるタイミングで開閉器７により蓄電装置３と直流バス１との間の電路を遮断することにより、開閉器７におけるアーク放電の発生を抑制できる。   In FIG. 6, the bidirectional DC / AC converter 42 converts AC power received from the system power 40 into DC power and supplies it to the DC bus 1. The power conversion operation at this time is performed by alternately rectifying AC power into DC power by a bridge circuit composed of diodes D1 and D4 and a bridge circuit composed of diodes D2 and D3 every half cycle of the system power 40. It is. Then, by the full-wave rectification by the diodes D1 to D4, an AC component corresponding to the frequency of the system power 40 is superimposed on the DC current of the bidirectional inverter 400, that is, the DC current flowing through the DC bus 1. As a result, an AC component is also superimposed on the charging / discharging current Ib of the power storage device 3 directly connected to the DC bus 1, and therefore the waveform of the charging / discharging current Ib passes near zero in the time waveform diagram shown in FIG. The pulsating current waveform. Therefore, the charge / discharge current Ib of the charge / discharge current detector 60 is not controlled without performing control for setting the charge / discharge current Ib to the current target value Ib * = 0A. By interrupting the electric circuit between the power storage device 3 and the DC bus 1 by the switch 7 at the timing when the detected value becomes near zero, the occurrence of arc discharge in the switch 7 can be suppressed.

開閉器７でのアーク放電の発生を抑制するためには、充放電電流Ｉｂが零付近に減少させてから開閉器７を開放する必要がある。そのため、本実施の形態では、シャットダウン信号ＳＤに先行して活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊を０Ａに設定して双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２における電力変換動作を制御する構成としている。   In order to suppress the occurrence of arc discharge in the switch 7, it is necessary to open the switch 7 after the charge / discharge current Ib is reduced to near zero. For this reason, in this embodiment, when the shutdown notice signal SDN activated prior to the shutdown signal SD is received, the current target value Ib * of the charge / discharge current Ib is set to 0 A to set the bidirectional DC / AC converter. The power conversion operation in 42 is controlled.

一方、本発明の実施の形態に従う蓄電システムでは、直流バス１に蓄電装置３を直結するとともに、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を、フルブリッジインバータ（双方向インバータ４００）により構成したことにより、双方向インバータ４００の電力変換動作によって蓄電装置３の充放電電流Ｉｂには系統電力４０の周波数に応じた周波数の交流成分が重畳される。したがって、この充放電電流Ｉｂが零もしくは零付近を経由する電流波形となっていれば、必ずしも充放電電流Ｉｂの直流成分を零に一致させなくても、アーク放電の発生を抑制することができる。   On the other hand, in the power storage system according to the embodiment of the present invention, the power storage device 3 is directly connected to the DC bus 1, and the bidirectional DC / AC converter 42 is configured by a full bridge inverter (bidirectional inverter 400). By the power conversion operation of the bidirectional inverter 400, an AC component having a frequency corresponding to the frequency of the system power 40 is superimposed on the charge / discharge current Ib of the power storage device 3. Therefore, if the charge / discharge current Ib has a current waveform passing through zero or near zero, the occurrence of arc discharge can be suppressed without necessarily matching the DC component of the charge / discharge current Ib to zero. .

したがって、図６の時間波形図に示されるように、シャットダウン予告信号ＳＤＮが活性化されたときの充放電電流Ｉｂが零を経由する電流波形であれば、充放電電流Ｉｂを零とするための制御が不要となり、充放電電流Ｉｂが零となるタイミングで蓄電装置３を直ちに遮断することができる。   Therefore, as shown in the time waveform diagram of FIG. 6, if the charge / discharge current Ib is zero when the shutdown notice signal SDN is activated, the charge / discharge current Ib is set to zero. Control is unnecessary, and the power storage device 3 can be immediately shut off at the timing when the charge / discharge current Ib becomes zero.

また、上記の説明では、充放電電流Ｉｂが零付近で開閉器７を開放すると述べてきたが、実際の充放電電流Ｉｂが零を経由して脈動している状態であれば、開閉器７をどのタイミングで開放しても、開放後に充放電電流Ｉｂが零を経由するタイミングを迎えた時点でアーク消弧されるため、開閉器７を安全に開放することができる。   In the above description, the switch 7 is opened when the charge / discharge current Ib is close to zero. However, if the actual charge / discharge current Ib is pulsating via zero, the switch 7 At any timing, the arc is extinguished at the time when the charging / discharging current Ib passes through zero after opening, so that the switch 7 can be opened safely.

以下では、本発明の実施の形態に従う蓄電システムの動作態様のバリエーションと、各々の動作態様に適用される双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２の制御とについて、図面を用いて説明する。   Below, the variation of the operation | movement aspect of the electrical storage system according to embodiment of this invention and control of the bidirectional | two-way DC / AC converter 42 applied to each operation | movement aspect are demonstrated using drawing.

最初に、図７から図９には、太陽光発電システム２、蓄電装置３および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２の間で電力の授受を行なう態様のバリエーションが示される。具体的には、図７（ａ）を参照して、太陽光発電システム２から出力される６ｋＷの直流電力のうち、３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２へ供給され、残りの３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して蓄電装置３に供給されている。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、直流バス１から受ける３ｋＷの直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給（売電）する。   First, FIG. 7 to FIG. 9 show variations of modes in which power is transferred between the solar power generation system 2, the power storage device 3, and the bidirectional DC / AC converter 42. Specifically, referring to FIG. 7A, among the 6 kW DC power output from the solar power generation system 2, 3 kW DC power is converted into the bidirectional DC / AC converter 42 via the DC bus 1. The remaining 3 kW of DC power is supplied to the power storage device 3 via the DC bus 1. The bi-directional DC / AC converter 42 converts 3 kW DC power received from the DC bus 1 into AC power and supplies it to the system power 40 (power sale).

図７（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図７（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、太陽光発電システム２から出力される６ｋＷの直流電力はすべて双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に供給されることとなる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、供給される６ｋＷの直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ売電する。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. 7A, the power storage system is shown in FIG. 7B. Switch to state. The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. As a result, all 6 kW DC power output from the solar power generation system 2 is supplied to the bidirectional DC / AC converter 42. The bidirectional DC / AC converter 42 converts the supplied 6 kW DC power into AC power and sells it to the system power 40.

図８（ａ）では、太陽光発電システム２から出力される１ｋＷの直流電力と、蓄電装置３から供給される２ｋＷの直流電力とが直流バス１を介して双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に供給されている。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、直流バス１から受ける合計３ｋＷの直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ供給（売電）する。   In FIG. 8A, 1 kW DC power output from the photovoltaic power generation system 2 and 2 kW DC power supplied from the power storage device 3 are transmitted to the bidirectional DC / AC converter 42 via the DC bus 1. Have been supplied. The bidirectional DC / AC converter 42 converts a total of 3 kW of DC power received from the DC bus 1 into AC power and supplies it to the grid power 40 (sells power).

そして、図８（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図８（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、太陽光発電システム２から出力される１ｋＷの直流電力のみが双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に供給されることとなる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、供給される１ｋＷの直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ売電する。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown warning signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. The state is switched to The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. As a result, only 1 kW DC power output from the photovoltaic power generation system 2 is supplied to the bidirectional DC / AC converter 42. The bidirectional DC / AC converter 42 converts the supplied 1 kW DC power into AC power and sells it to the system power 40.

図９（ａ）では、太陽光発電システム２から出力される２ｋＷの直流電力と、系統電力４０から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して供給（買電）される２ｋＷの直流電力とが直流バス１を介して蓄電装置３に供給されている。   In FIG. 9A, 2 kW DC power output from the photovoltaic power generation system 2 and 2 kW DC power supplied (purchased) from the grid power 40 via the bidirectional DC / AC converter 42 Is supplied to the power storage device 3 via the DC bus 1.

そして、図９（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図９（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、太陽光発電システム２から出力される２ｋＷの直流電力を交流電力に変換して系統電力４０へ売電するように切替えられる。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. The state is switched to The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. Thereby, the bidirectional DC / AC converter 42 is switched to convert 2 kW DC power output from the photovoltaic power generation system 2 into AC power and sell it to the grid power 40.

次に、図１０および図１１には、直流負荷５、蓄電装置３および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２の間で電力の授受を行なう態様のバリエーションが示される。具体的には、図１０（ａ）を参照して、系統電力４０から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して供給（買電）される３ｋＷの直流電力と、蓄電装置３から供給される１ｋＷの直流電力とを合わせた合計３ｋＷの直流電力が、直流バス１を介して直流負荷５に供給されている。   Next, FIG. 10 and FIG. 11 show variations of modes in which power is transferred between the DC load 5, the power storage device 3, and the bidirectional DC / AC converter 42. Specifically, referring to FIG. 10A, 3 kW DC power supplied (purchased) from system power 40 via bidirectional DC / AC converter 42, and supplied from power storage device 3. A total of 3 kW of DC power combined with 1 kW of DC power is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1.

そして、図１０（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図１０（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、系統電力４０から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して供給される直流電力は２ｋＷから３ｋＷに増加する。そして、この３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して直流負荷５に供給される。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. The state is switched to The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. As a result, the DC power supplied from the system power 40 via the bidirectional DC / AC converter 42 increases from 2 kW to 3 kW. The 3 kW DC power is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1.

図１１（ａ）では、蓄電装置３から供給される５ｋＷの直流電力のうち、３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して直流負荷５に供給され、残りの２ｋＷの直流電力が双方向ＤＣ／ＡＤ変換器４２を経由して系統電力４０に売電されている。   In FIG. 11A, of the 5 kW DC power supplied from the power storage device 3, 3 kW DC power is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1, and the remaining 2 kW DC power is converted to bidirectional DC / The power is sold to the grid power 40 via the AD converter 42.

そして、図１１（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図１１（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、系統電力４０から受ける交流電力を３ｋＷの直流電力に変換して直流バス１へ供給する。そして、この３ｋＷの直流電力が直流バス１を介して直流負荷５に供給される。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. The state is switched to The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. Thereby, the bidirectional DC / AC converter 42 converts the AC power received from the system power 40 into 3 kW DC power and supplies it to the DC bus 1. The 3 kW DC power is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1.

最後に、図１２から図１５には、太陽光発電システム２、直流負荷５、蓄電装置３および双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２の間で電力の授受を行なう態様のバリエーションが示される。具体的には、図１２（ａ）を参照して、太陽光発電システム２から出力される６ｋＷの直流電力と、蓄電装置３から供給される１ｋＷの直流電力とを合わせた合計７ｋＷの直流電力のうち、４ｋＷの直流電力が直流バス１を介して直流負荷５に供給され、残りの３ｋＷの直流電力が双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して系統電力４０へ売電されている。   Finally, FIGS. 12 to 15 show variations of modes in which power is transferred between the solar power generation system 2, the DC load 5, the power storage device 3, and the bidirectional DC / AC converter 42. Specifically, referring to FIG. 12A, a total of 7 kW of DC power including 6 kW of DC power output from the photovoltaic power generation system 2 and 1 kW of DC power supplied from the power storage device 3 is combined. Among them, 4 kW DC power is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1, and the remaining 3 kW DC power is sold to the system power 40 via the bidirectional DC / AC converter 42.

そして、図１２（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図１２（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、直流バス１から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して系統電力４０へ売電される直流電力は３ｋＷから２ｋＷに減少する。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. The state is switched to The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. As a result, the DC power sold from the DC bus 1 to the grid power 40 via the bidirectional DC / AC converter 42 is reduced from 3 kW to 2 kW.

図１３（ａ）では、太陽光発電システム２から出力される６ｋＷの直流電力のうち、２ｋＷの直流電力が直流バス１を介して直流負荷５に供給され、１ｋＷの直流電力が直流バス１を介して蓄電装置３に供給され、残りの２ｋＷの直流電力が双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して系統電力４０へ売電されている。   In FIG. 13A, 2 kW of DC power output from the solar power generation system 2 is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1, and 1 kW of DC power passes through the DC bus 1. The remaining 2 kW of DC power is sold to the grid power 40 via the bidirectional DC / AC converter 42.

そして、図１３（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図１３（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、直流バス１から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して系統電力４０へ売電される直流電力は３ｋＷから４ｋＷに増加する。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown warning signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. The state is switched to The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. As a result, the DC power sold from the DC bus 1 to the grid power 40 via the bidirectional DC / AC converter 42 increases from 3 kW to 4 kW.

図１４（ａ）では、太陽光発電システム２から出力される１ｋＷの直流電力と、系統電力４０から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して供給（買電）される５ｋＷの直流電力とを合わせた合計６ｋＷの直流電力のうち、４ｋＷの直流電力が直流バス１を介して直流負荷５に供給され、残りの２ｋＷの直流電力が直流バス１を介して蓄電装置３に供給されている。   In FIG. 14A, 1 kW DC power output from the photovoltaic power generation system 2 and 5 kW DC power supplied (purchased) from the grid power 40 via the bidirectional DC / AC converter 42 4 kW DC power is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1, and the remaining 2 kW DC power is supplied to the power storage device 3 via the DC bus 1. .

そして、図１４（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図１４（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、系統電力４０から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して直流バス１へ供給される直流電力は５ｋＷから３ｋＷに減少する。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. The state is switched to The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. As a result, the DC power supplied from the system power 40 to the DC bus 1 via the bidirectional DC / AC converter 42 is reduced from 5 kW to 3 kW.

図１５（ａ）では、太陽光発電システム２から出力される１ｋＷの直流電力と、系統電力４０から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して供給（買電）される２ｋＷの直流電力と、蓄電装置３から供給される１ｋＷの直流電力とを合わせた合計４ｋＷの直流電力が、直流バス１を介して直流負荷５に供給されている。   In FIG. 15A, 1 kW DC power output from the photovoltaic power generation system 2 and 2 kW DC power supplied (purchased) from the grid power 40 via the bidirectional DC / AC converter 42 A total of 4 kW of DC power combined with 1 kW of DC power supplied from the power storage device 3 is supplied to the DC load 5 via the DC bus 1.

そして、図１５（ａ）に示す状態において、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が電池監視ユニット６（図１）から活性化されたシャットダウン予告信号ＳＤＮを受けると、蓄電システムは図１５（ｂ）に示す状態に切替わる。双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、充放電電流Ｉｂの電流目標値Ｉｂ＊＝０Ａに設定され、充放電電流検出部６０の検出値Ｉｂと電流目標値Ｉｂ＊（＝０Ａ）との電流偏差に基づいて電力変換動作が制御される。これにより、系統電力４０から双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を経由して直流バス１へ供給される直流電力は２ｋＷから３ｋＷに増加する。   When the bidirectional DC / AC converter 42 receives the activated shutdown notice signal SDN from the battery monitoring unit 6 (FIG. 1) in the state shown in FIG. The state is switched to The bidirectional DC / AC converter 42 is set to the current target value Ib * = 0A of the charge / discharge current Ib, and the current deviation between the detection value Ib of the charge / discharge current detection unit 60 and the current target value Ib * (= 0A). Based on this, the power conversion operation is controlled. As a result, the DC power supplied from the system power 40 to the DC bus 1 via the bidirectional DC / AC converter 42 increases from 2 kW to 3 kW.

［変更例］
本発明の実施の形態に従う蓄電システムでは、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２を、双方向インバータ４００および連系リアクトル４１０，４１２を備える構成としたが（図２参照）、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２の構成はこれに限定されるものではない。たとえば、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２に代えて、図１６に示される双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２Ａを適用してもよい。 [Example of change]
In the power storage system according to the embodiment of the present invention, bidirectional DC / AC converter 42 is configured to include bidirectional inverter 400 and interconnection reactors 410 and 412 (see FIG. 2). The configuration of the device 42 is not limited to this. For example, instead of the bidirectional DC / AC converter 42, a bidirectional DC / AC converter 42A shown in FIG. 16 may be applied.

図１６を参照して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２Ａは、ＤＣ／ＡＣ変換回路４７０と、ＤＣ／ＡＣ変換回路４７０の直流側に接続された平滑用コンデンサ４６０と、平滑用コンデンサ４６０と直流バス１との間に設けられたＤＣ／ＤＣ変換回路４５０とを備える。   Referring to FIG. 16, bidirectional DC / AC converter 42A includes DC / AC conversion circuit 470, smoothing capacitor 460 connected to the DC side of DC / AC conversion circuit 470, smoothing capacitor 460 and DC. And a DC / DC conversion circuit 450 provided between the bus 1 and the bus 1.

ＤＣ／ＡＣ変換回路４７０は、双方向インバータ４００と、連系リアクトル４１０，４１２とを含む。ＤＣ／ＡＣ変換回路４７０の回路構成は、図２に示した双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２の回路構成と同じである。   DC / AC conversion circuit 470 includes a bidirectional inverter 400 and interconnected reactors 410 and 412. The circuit configuration of the DC / AC conversion circuit 470 is the same as the circuit configuration of the bidirectional DC / AC converter 42 shown in FIG.

平滑用コンデンサ４６０は、双方向インバータ４００の直流側電圧の電圧変動を減少させる。   Smoothing capacitor 460 reduces the voltage fluctuation of the DC side voltage of bidirectional inverter 400.

ＤＣ／ＤＣ変換回路４５０は、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであり、フルブリッジ回路を構成するトランジスタＱ５〜Ｑ８と、トランスＴｒと、フルブリッジ回路を構成するトランジスタＱ９〜Ｑ１２とを含む。トランジスタＱ５〜Ｑ１２にそれぞれ対応して、逆並列ダイオードＤ５〜Ｄ１２が設けられる。トランジスタＱ５〜Ｑ８のオンオフは、制御部４４０Ａからのスイッチング制御信号Ｓ５〜Ｓ８に応じて制御される。トランジスタＱ９〜Ｑ１２のオンオフは、制御部４４０Ａからのスイッチング制御信号Ｓ９〜Ｓ１２に応じて制御される。   The DC / DC conversion circuit 450 is an insulated DC / DC converter, and includes transistors Q5 to Q8 that constitute a full bridge circuit, a transformer Tr, and transistors Q9 to Q12 that constitute a full bridge circuit. Corresponding to transistors Q5 to Q12, antiparallel diodes D5 to D12 are provided, respectively. On / off of the transistors Q5 to Q8 is controlled according to switching control signals S5 to S8 from the control unit 440A. On / off of the transistors Q9 to Q12 is controlled according to switching control signals S9 to S12 from the control unit 440A.

トランジスタＱ５〜Ｑ８からなるフルブリッジ回路は、直流バス１からの直流電圧Ｖｄｃを交流電圧に変換して、トランスＴｒの一次側コイルに出力する。   The full bridge circuit including the transistors Q5 to Q8 converts the DC voltage Vdc from the DC bus 1 into an AC voltage and outputs the AC voltage to the primary coil of the transformer Tr.

トランスＴｒの二次側コイルには、一次側コイルの電圧に応じた交流電圧が発生する。二次側コイルに生じる交流電圧の振幅は、一次側コイルの交流電圧と、一次側コイルおよび二次側コイルの巻線比とによって決まる。   An AC voltage corresponding to the voltage of the primary coil is generated in the secondary coil of the transformer Tr. The amplitude of the AC voltage generated in the secondary side coil is determined by the AC voltage of the primary side coil and the turn ratio of the primary side coil and the secondary side coil.

トランジスタＱ９〜Ｑ１２からなるフルブリッジ回路は、二次側コイルに発生した交流電圧を直流電圧に変換して平滑用コンデンサ４６０に出力する。   The full bridge circuit including the transistors Q9 to Q12 converts the AC voltage generated in the secondary coil into a DC voltage and outputs the DC voltage to the smoothing capacitor 460.

なお、図１６に示す双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２Ａによれば、ＤＣ／ＡＣ変換回路４７０の直流側の電圧および電流に含まれる交流成分は、平滑用コンデンサ４６０によって吸収される。そのため、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２Ａの直流側に交流成分の電流を重畳させないように制御することも可能である。そのような制御方式において、充放電電流Ｉｂが零となるように双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２Ａの電力変換動作を制御すると、充放電電流Ｉｂは、図４〜図６で示したような交流成分を含まず、直流成分（０Ａ）のみを含む。したがって、充放電電流検出部６０による充放電電流Ｉｂの検出値が零となるタイミングで開閉器７により蓄電装置３と直流バス１との間の電路が遮断される。   Note that according to the bidirectional DC / AC converter 42A shown in FIG. 16, the AC component included in the voltage and current on the DC side of the DC / AC conversion circuit 470 is absorbed by the smoothing capacitor 460. Therefore, it is also possible to control so that an AC component current is not superimposed on the DC side of the bidirectional DC / AC converter 42A. In such a control method, when the power conversion operation of the bidirectional DC / AC converter 42A is controlled so that the charge / discharge current Ib becomes zero, the charge / discharge current Ib is the alternating current as shown in FIGS. Contains no DC component (0A). Therefore, the electric circuit between the power storage device 3 and the DC bus 1 is interrupted by the switch 7 at the timing when the detected value of the charging / discharging current Ib by the charging / discharging current detection unit 60 becomes zero.

以上のように、この発明の実施の形態に従う蓄電システムによれば、蓄電装置が直流バスに直結される構成において、蓄電装置と直流バスとの間の電路を遮断するのに先行して、蓄電装置の充放電電流が零となるように、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器を制御する。これにより、蓄電装置を遮断するときには充放電電流が零を経由する電流に制御されているため、開閉器にアーク放電が発生するのを抑制できる。したがって、従来の直流遮断装置において遮断器と並列に設けられていた転流回路や外部並列回路の設置が不要となる。この結果、蓄電装置の遮断時に発生するアーク放電を、小型および低コストのシステム構成で抑制することが可能となる。   As described above, according to the power storage system according to the embodiment of the present invention, in the configuration in which the power storage device is directly connected to the DC bus, the power storage is performed prior to cutting off the electric circuit between the power storage device and the DC bus. The bidirectional DC / AC converter is controlled so that the charging / discharging current of the apparatus becomes zero. Thus, when the power storage device is shut off, the charging / discharging current is controlled to a current passing through zero, so that it is possible to suppress the occurrence of arc discharge in the switch. Accordingly, it is not necessary to install a commutation circuit or an external parallel circuit that is provided in parallel with the circuit breaker in the conventional DC circuit breaker. As a result, it is possible to suppress arc discharge that occurs when the power storage device is shut off with a small and low-cost system configuration.

また、本実施の形態では、電力変換装置として、直流バスおよび系統電力の間に、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器を設置する構成としたが、直流バスおよび系統電力の間に、ＤＣ／ＡＣ変換器およびＡＣ／ＤＣ変換器を並列に設置する構成に対しても、本発明による電力変換制御を適用することができる。   In the present embodiment, the power converter is configured such that a bidirectional DC / AC converter is installed between the DC bus and the system power. However, DC / AC conversion is performed between the DC bus and the system power. The power conversion control according to the present invention can also be applied to a configuration in which a converter and an AC / DC converter are installed in parallel.

また、本実施の形態では、蓄電システムの一例として、直流電力を伝達するための直流バス１に、蓄電装置３、太陽光発電システム２、系統電力システム４および直流負荷５が接続される構成について説明したが、本発明の適用はこのような蓄電システムに限定されるものではない。具体的には、直流バス１に直結された蓄電装置３を遮断するのに先行して蓄電装置３の充放電電流を零とするための電力変換装置が搭載されていれば、本発明を適用することが可能である点について確認的に記載する。たとえば、図１とは異なる蓄電システムの構成（たとえば、太陽光発電システム２を含まない構成や、直流負荷５を含まない構成）についても本発明は適用可能である。   In the present embodiment, as an example of a power storage system, a configuration in which power storage device 3, solar power generation system 2, system power system 4, and DC load 5 are connected to DC bus 1 for transmitting DC power. Although described, application of the present invention is not limited to such a power storage system. Specifically, the present invention is applied if a power conversion device for zeroing the charge / discharge current of the power storage device 3 is mounted prior to shutting off the power storage device 3 directly connected to the DC bus 1. Describe the points that can be done. For example, the present invention can be applied to a configuration of a power storage system different from that in FIG. 1 (for example, a configuration not including the solar power generation system 2 or a configuration not including the DC load 5).

さらに、本実施の形態では、蓄電装置３の異常が検知されたときに電池監視ユニット６から出力されるシャットダウン予告信号ＳＤＮに応答して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２が充放電電流Ｉｂが零となるように電力変換動作を実行する構成について例示したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。具体的には、系統電力システム４内に異常が検知されたことによって、蓄電装置３と直流バス１との間の電路を遮断させる場面においても、本発明は適用可能である。その一例として、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２において直流側の電圧が上昇する過電圧や過電流が発生している場合には、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電装置３を保護するために、シャットダウン信号ＳＤを活性化（遮断指令）して開閉器７に出力する。このシャットダウン信号ＳＤを活性化するのに先行して、双方向ＤＣ／ＡＣ変換器４２は、蓄電装置３の充放電電力Ｉｂが零となるように電力変換動作を実行する。   Furthermore, in the present embodiment, in response to the shutdown notice signal SDN output from the battery monitoring unit 6 when an abnormality of the power storage device 3 is detected, the bidirectional DC / AC converter 42 generates the charge / discharge current Ib. Although the configuration for executing the power conversion operation to be zero has been illustrated, the application of the present invention is not limited to such a configuration. Specifically, the present invention can also be applied to a scene where the electric path between the power storage device 3 and the DC bus 1 is interrupted by detecting an abnormality in the grid power system 4. As an example, when an overvoltage or overcurrent in which the DC side voltage increases in the bidirectional DC / AC converter 42, the bidirectional DC / AC converter 42 protects the power storage device 3. Then, the shutdown signal SD is activated (interruption command) and output to the switch 7. Prior to activating the shutdown signal SD, the bidirectional DC / AC converter 42 performs a power conversion operation so that the charge / discharge power Ib of the power storage device 3 becomes zero.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

１ 直流バス、２ 太陽光発電システム、３ 蓄電装置、４ 系統電力システム、５ 直流負荷、６ 電池監視ユニット、７ 開閉器、２０ 太陽電池、３０ ＤＣ／ＤＣ変換器、４０ 系統電力、４２，４２Ａ 双方向ＤＣ／ＡＣ変換器、６０ 充放電電流検出部、６２ 充放電電圧検出部、６４ 温度検出部、４００ 双方向インバータ、４１０，４１２ 連系リアクトル、４２０ 自経路電流検出部、４３０ 直流電圧検出部、４３２ 交流電圧検出部、４４０，４４０Ａ 制御部、４５０ ＤＣ／ＡＣ変換回路、４６０ 平滑用コンデンサ、４７０ ＤＣ／ＤＣ変換回路、５００，５１０ 減算部、５２０ 制御目標値選択部、５３０ 切替部、５４０ スイッチング制御信号生成部。   1 DC bus, 2 photovoltaic power generation system, 3 power storage device, 4 system power system, 5 DC load, 6 battery monitoring unit, 7 switch, 20 solar battery, 30 DC / DC converter, 40 system power, 42, 42A Bidirectional DC / AC converter, 60 charge / discharge current detector, 62 charge / discharge voltage detector, 64 temperature detector, 400 bidirectional inverter, 410, 412 interconnected reactor, 420 self-path current detector, 430 DC voltage detection Unit, 432 AC voltage detection unit, 440, 440A control unit, 450 DC / AC conversion circuit, 460 smoothing capacitor, 470 DC / DC conversion circuit, 500, 510 subtraction unit, 520 control target value selection unit, 530 switching unit, 540 A switching control signal generator.

Claims (5)

直流電力を伝達するための直流バスと、
電源電圧を前記直流バスに出力する蓄電装置と、
前記直流バスおよび系統電力の間で電力変換する電力変換装置と、
前記直流バスおよび前記蓄電装置の間を接続／遮断するための開閉器と、
前記蓄電装置を前記直流バスから遮断するための電源遮断手段とを備え、
前記電源遮断手段は、
前記蓄電装置の充放電電流が零となるように前記電力変換装置の電力変換動作を制御する電力変換制御手段と、
前記電力変換制御手段による前記電力変換動作の制御中に、前記開閉器により前記蓄電装置を前記直流バスから遮断する開閉制御手段とを含む、蓄電システム。 A DC bus for transmitting DC power;
A power storage device that outputs a power supply voltage to the DC bus;
A power converter for converting power between the DC bus and system power;
A switch for connecting / disconnecting between the DC bus and the power storage device;
A power shut-off means for shutting off the power storage device from the DC bus,
The power shut-off means is
Power conversion control means for controlling the power conversion operation of the power conversion device so that the charge / discharge current of the power storage device becomes zero;
An electrical storage system comprising: an opening / closing control unit configured to shut off the electrical storage device from the DC bus by the switch during the control of the power conversion operation by the power conversion control unit. 前記充放電電流を検出するための充放電電流検出部をさらに備え、
前記電力変換装置は、前記電力変換動作の実行時、前記充放電電流に前記系統電力の周波数に応じた周波数の交流成分を発生するように構成され、
前記電力変換制御手段は、前記充放電電流検出部の検出値を用いて、前記充放電電流の波形が零を経由するように前記電力変換動作を制御し、
前記開閉制御手段は、前記電力変換制御手段による前記電力変換動作の制御中に、前記開閉器により前記蓄電装置を前記直流バスから遮断する、請求項１に記載の蓄電システム。 A charge / discharge current detector for detecting the charge / discharge current;
The power conversion device is configured to generate an alternating current component having a frequency corresponding to a frequency of the grid power in the charge / discharge current when the power conversion operation is performed,
The power conversion control means uses the detection value of the charge / discharge current detection unit to control the power conversion operation so that the waveform of the charge / discharge current passes through zero,
2. The power storage system according to claim 1, wherein the open / close control unit shuts off the power storage device from the DC bus by the switch during the control of the power conversion operation by the power conversion control unit. 前記電源遮断手段は、前記蓄電装置の遮断指令を前記開閉器に出力する前に、遮断予告信号を前記電力変換装置に出力するように構成され、
前記電力変換制御手段は、前記遮断予告信号を受けたときに、前記電力変換動作の制御を開始し、
前記開閉制御手段は、前記遮断指令を受けると、前記電力変換動作の制御中に、前記開閉器により前記蓄電装置を前記直流バスから遮断する、請求項２に記載の蓄電システム。 The power cutoff means is configured to output a cutoff notice signal to the power converter before outputting a shutdown command of the power storage device to the switch,
The power conversion control means starts control of the power conversion operation when receiving the cutoff notice signal,
3. The power storage system according to claim 2, wherein, when receiving the shut-off command, the switching control means shuts off the power storage device from the DC bus by the switch during the control of the power conversion operation. 前記電力変換装置は、前記直流バスおよび前記系統電力の間に設けられたフルブリッジインバータを含む、請求項２に記載の蓄電システム。   The power storage system according to claim 2, wherein the power conversion device includes a full bridge inverter provided between the DC bus and the grid power. 蓄電システムの制御方法であって、
前記蓄電システムは、
直流電力を伝達するための直流バスと、
電源電圧を前記直流バスに出力する蓄電装置と、
前記直流バスおよび系統電力の間で電力変換する電力変換装置と、
前記直流バスおよび前記蓄電装置の間を接続／遮断するための開閉器とを含み、
前記制御方法は、
前記蓄電装置の充放電電流が零となるように前記電力変換装置の電力変換動作を制御するステップと、
前記電力変換動作を制御するステップの実行中に、前記開閉器により前記蓄電装置を前記直流バスから遮断するステップとを備える、蓄電システムの制御方法。 A method for controlling a power storage system, comprising:
The power storage system includes:
A DC bus for transmitting DC power;
A power storage device that outputs a power supply voltage to the DC bus;
A power converter for converting power between the DC bus and system power;
A switch for connecting / disconnecting between the DC bus and the power storage device,
The control method is:
Controlling a power conversion operation of the power converter so that a charge / discharge current of the power storage device becomes zero;
A method of controlling the power storage system, comprising: disconnecting the power storage device from the DC bus by the switch during execution of the step of controlling the power conversion operation.
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