JP2017041919A - Power conversion system - Google Patents

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Kikuo Izumi
喜久夫 泉
奥田 達也
Tatsuya Okuda
達也 奥田
禎之 井上
Sadayuki Inoue
禎之 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in which, on a power conversion system for adjusting by converting power of a power source such as a solar cell and a storage battery, when a failure occurs, a related portion connected to the failed portion is stopped or the total device is stopped even when there are sound portions, so that the sound portions cannot be effectively used.SOLUTION: By providing an input route switching part between a plurality of input parts of a power conversion system and a plurality of power conversion parts corresponding to the input parts, and separating a failed portion when a failure occurs and connecting a sound portion to other route, it becomes possible to change connections of a power circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力変換システムに関するもので、特に、発電装置あるいは蓄電装置などの複数の電源と、家庭用電気品などの負荷への出力部あるいは電力系統などへの出力部との間に接続され、電源の電力を変換して出力部に供給する電力変換システムに関するものである。   The present invention relates to a power conversion system, and in particular, is connected between a plurality of power sources such as a power generation device or a power storage device, and an output unit to a load such as a household electrical appliance or an output unit to a power system. The present invention relates to a power conversion system that converts power from a power source and supplies the power to an output unit.

太陽光発電装置などの発電装置にて電力を発生させ、その電力の一部を家庭用電気として使用し、残りを電力系統に供給することが行われている。太陽光発電装置の場合には、複数の太陽光発電モジュールを直列に接続して発電ユニットとして構成し、この発電ユニット毎に電力変換部を設け、電圧などの電力変換の調整を行った上で、それぞれの電力変換部の出力を直流電力母線に接続して電力供給源とした分散型発電システムが、特許文献1に示されている。   Electric power is generated by a power generation device such as a solar power generation device, a part of the power is used as household electricity, and the rest is supplied to an electric power system. In the case of a solar power generation device, a plurality of solar power generation modules are connected in series to form a power generation unit, and a power conversion unit is provided for each power generation unit, and adjustment of power conversion such as voltage is performed. Patent Document 1 discloses a distributed power generation system in which the output of each power converter is connected to a DC power bus and used as a power supply source.

太陽光発電装置などの発電装置によって創り出された電力を家庭用電気品に使用する場合、あるいは余剰電力を電力系統に供給する場合には、電圧などの電力変換の調整を電力変換システムにて行っている。また、蓄電池などのエネルギーを蓄積する蓄電装置に電力を蓄えておいて、その蓄電装置から必要に応じて家庭用電気品に電力を供給する場合にも、電力変換システムが使用され、出力の調整を行っている。   When power generated by a power generation device such as a solar power generation device is used for household electrical appliances, or when surplus power is supplied to the power system, power conversion such as voltage is adjusted by the power conversion system. ing. A power conversion system is also used when power is stored in a power storage device that stores energy, such as a storage battery, and power is supplied from the power storage device to household electrical appliances as needed. It is carried out.

電力変換システムは、それぞれ複数の入力部、電力変換部、出力部によって構成され、発電装置および蓄電装置などの電源に、それぞれ入力部が接続され、電力変換部において電源の電力を変換し、出力部から出力するように構成されている。
また、太陽光発電などによる発電装置の場合には、天候の変動による発電電力の変動を想定して、必要とされる電力容量よりも大きな電力を供給できる発電装置が配置され、蓄電装置においても、必要とされる電力容量よりも大きな電力容量の蓄電装置が配置されている。
Each of the power conversion systems includes a plurality of input units, a power conversion unit, and an output unit. Each input unit is connected to a power source such as a power generation device and a power storage device. The power conversion unit converts the power of the power source and outputs the power. It is comprised so that it may output from a part.
In addition, in the case of a power generation device using solar power generation or the like, a power generation device that can supply power larger than the required power capacity is arranged, assuming fluctuations in generated power due to weather fluctuations. A power storage device having a power capacity larger than the required power capacity is arranged.

特表2007‐520985号公報Special table 2007-520985

従来の、電力変換システムにおいては、複数の電源に対してそれぞれ電力変換部が接続されて、それぞれの電源の電力を変換して出力するように構成しているが、電力変換システムの前段階の電源、あるいは構成している電力変換部のどれかに故障が発生した場合には、装置全体を停止させるか、あるいは故障した電力変換部を含む一つのユニットを停止させていた。このため、どこかが故障した場合には、システムの必要電力容量を供給することが不可能となるため、システムを停止するか、必要電力容量以下で運転を継続するしかなく、このため、故障時を想定して、電源や電力変換部の容量を必要とされる電力容量よりも大きく予め設定する必要があり、発電装置あるいは蓄電装置全体のコスト増大の要因となっていた。   In a conventional power conversion system, a power conversion unit is connected to each of a plurality of power supplies, and the power of each power supply is converted and output. When a failure occurs in either the power supply or the power conversion unit that is configured, the entire apparatus is stopped or one unit including the failed power conversion unit is stopped. For this reason, if there is a failure, it becomes impossible to supply the required power capacity of the system, so the only way to stop the system or to continue operation below the required power capacity is Assuming the time, it is necessary to preset the capacity of the power source and the power conversion unit to be larger than the required power capacity, which has been a factor in increasing the cost of the power generation device or the entire power storage device.

本発明は、電力変換部を並列に複数備えた電力変換システムにおいて、電源あるいは電力変換部において故障が発生した場合を想定して、故障した部位だけを停止し、その故障した部位の前後に健全な部位が存在する場合には、健全な部位を有効に使用することによ
って、システムコストの小さな電力変換システムを提供することを目的とするものである。
In the power conversion system having a plurality of power conversion units in parallel, assuming that a failure has occurred in the power supply or the power conversion unit, the present invention stops only the failed part and is sound before and after the failed part. The purpose of this invention is to provide a power conversion system with low system cost by effectively using a healthy part when there is such a part.

本発明の電力変換システムにおいては、電源がそれぞれ接続される複数の入力部と、この複数の入力部のそれぞれに対応して設けられた複数の電力変換部と、入力部と電力変換部との間に設けられ、入力部と電力変換部との接続関係を所定の条件に応じて切替える入力経路切替え部とを備えたものである。   In the power conversion system of the present invention, a plurality of input units to which power sources are respectively connected, a plurality of power conversion units provided corresponding to each of the plurality of input units, and an input unit and a power conversion unit An input path switching unit that is provided between the input unit and the power conversion unit and switches the connection relationship according to a predetermined condition.

本発明によれば、電力変換部、出力部などの故障の際に、健全である電源や電力変換部などを有効に活用することができるため、装置の冗長性を高め、メンテナンス費用やシステムコストを低減することが可能となる。   According to the present invention, a sound power source, power conversion unit, etc. can be used effectively in the event of a failure of a power conversion unit, output unit, etc., so that the redundancy of the device is increased, and maintenance costs and system costs are increased. Can be reduced.

本発明の実施の形態1による電力変換システムの概略的な構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the power conversion system by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による電力変換システムの具体的な構成例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the specific structural example of the power conversion system by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による電力変換システムの動作説明のため簡素化した説明図である。It is explanatory drawing simplified for description of operation | movement of the power conversion system by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による電力変換システムの故障部位と健全部位の接続切替え先を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the connection switching destination of the failure site | part of the power conversion system by Embodiment 1 of this invention, and a healthy site | part. 本発明の実施の形態1による電力変換システムの入力経路切替え部と出力経路切替え部の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the input path switching part and the output path switching part of the power conversion system by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における電源2故障時の、DC/DC変換器2の接続切替え制御動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the connection switching control operation | movement of the DC / DC converter 2 at the time of the power supply 2 failure in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の図3において、電源が全て発電装置の場合のDC/DC変換器2故障時の接続切替え動作を説明するためのフローチャートである。In FIG. 3 of Embodiment 1 of this invention, it is a flowchart for demonstrating the connection switching operation at the time of failure of the DC / DC converter 2 when all the power supplies are power generation devices. 本発明の実施の形態1の図3において、電源が全て蓄電装置の場合のDC/DC変換器2故障時の接続切替え動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 3 of the first embodiment of the present invention is a flowchart for explaining a connection switching operation when the DC / DC converter 2 fails when all the power sources are power storage devices. 本発明の実施の形態2による、より多くの発電量を出力するための切替え動作の制御例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of control of the switching operation | movement for outputting more electric power generation by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による電力変換システムのユニット構成の例を示した構成図である。It is the block diagram which showed the example of the unit structure of the power conversion system by Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1
図1は、本発明の実施の形態1による電力変換システムの概略的な構成を示す構成図である。この図に示すように、電力変換システム100は、太陽電池などの発電装置や、蓄電池や電気自動車(EV)などの蓄電装置による電源1が接続される入力部3を有し、この入力部3に接続される入力経路切替え部11と、入力経路切替え部11に接続され、DC/DC変換やDC/AC変換を行う電力変換部12と、電力変換部12に接続され、電力変換部12の出力を家電や電力系統に出力する経路を切替えるための出力経路切替え部13により構成されている。すなわち、入力部3と電力変換部12との間に入力経路切替え部11が設けられた構成となっている。
Embodiment 1
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a power conversion system according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in this figure, the power conversion system 100 has an input unit 3 to which a power generation device such as a solar cell or a power source 1 such as a storage battery or an electric vehicle (EV) is connected. Connected to the input path switching unit 11, connected to the input path switching unit 11, connected to the power conversion unit 12 that performs DC / DC conversion and DC / AC conversion, and connected to the power conversion unit 12. It is comprised by the output path | route switching part 13 for switching the path | route which outputs an output to a household appliance or an electric power grid | system. That is, the input path switching unit 11 is provided between the input unit 3 and the power conversion unit 12.

図2は、本発明の実施の形態1による電力変換システム100の具体的な構成例を示す図である。
この構成例においては、電力変換システム100における入力経路切替え部11は、第1の入力経路切替え部11a、第2の入力経路切替え部11b、第3の入力経路切替え部11cを示している。ここに示しているように、それぞれの入力経路切替え部11a、11b、11cは、第1の端子が発電装置や蓄電装置による電源1の入力部3に接続され、第2の端子が電力変換部12に接続され、第3および第4の端子が隣り合う入力経路切替え部11に接続されており、それぞれを切離すためのスイッチ素子と、他の入力経路に切替えた際の電圧差などによる過大電流の発生を抑制するためのクッション回路と逆阻止用素子とそれを双方向通電可能とするための短絡スイッチなどを備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific configuration example of the power conversion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
In this configuration example, the input path switching unit 11 in the power conversion system 100 shows a first input path switching unit 11a, a second input path switching unit 11b, and a third input path switching unit 11c. As shown here, each input path switching unit 11a, 11b, 11c has a first terminal connected to the input unit 3 of the power source 1 by the power generation device or the power storage device, and a second terminal a power conversion unit. 12, the third and fourth terminals are connected to the adjacent input path switching unit 11, and the switching element for separating each of the terminals and the voltage difference when switching to another input path are excessive. A cushion circuit for suppressing the generation of current, a reverse blocking element, and a short-circuit switch for enabling bidirectional energization thereof are provided.

なお、入力経路切替え部11および出力経路切替え部13の構成や接続先は、前述のものに限ったものではなく、例えば、入力経路切替え部11の一端が、電源1や電力変換部12に直接接続されても良く、隣りあう電源1と電力変換部12の電力経路を切替えできれば良い。また、クッション回路と逆阻止用素子は、場合によっては設けられていなくてもよく、設ける場合もその箇所は図2に示したものに限るものではない。また、電力変換部12に示したスイッチ素子についても、必ずしも設置しなくてもよい。   The configurations and connection destinations of the input path switching unit 11 and the output path switching unit 13 are not limited to those described above. For example, one end of the input path switching unit 11 is directly connected to the power source 1 or the power conversion unit 12. They may be connected and only need to be able to switch the power paths of the adjacent power source 1 and power converter 12. Further, the cushion circuit and the reverse blocking element may not be provided depending on the case, and the location thereof is not limited to that shown in FIG. Further, the switch elements shown in the power conversion unit 12 are not necessarily installed.

電力変換部12は、第1のDC/DC変換器12aa、第2のDC/DC変換器12ab、第3のDC/DC変換器12acと、第1のDC/AC変換器12ba、第2のDC/AC変換器12bbと、それぞれを接続する共通のDCバス12cとを備えている。
また、電力変換部12には、第1のDC/DC変換器12aaや第1のDC/AC変換器12baをDCバス12cや入力経路切替え部11もしくは出力経路切替え部13と切離すためのスイッチ素子とを備えている。
The power conversion unit 12 includes a first DC / DC converter 12aa, a second DC / DC converter 12ab, a third DC / DC converter 12ac, a first DC / AC converter 12ba, A DC / AC converter 12bb and a common DC bus 12c for connecting them are provided.
Further, the power conversion unit 12 includes a switch for separating the first DC / DC converter 12aa and the first DC / AC converter 12ba from the DC bus 12c, the input path switching unit 11, or the output path switching unit 13. Device.

第1のDC/DC変換器12aa、第1のDC/AC変換器12ba、スイッチ素子、入力経路切替え部11、出力経路切替え部13は、統合コントローラ15や外部コントローラと情報授受を行うコントローラ(図示せず)によって制御されている。出力経路切替え部13は,第1の端子が電力変換部12に接続され、第2の端子が電力系統や家電などの負荷による出力部2に接続され、第3の端子が隣り合う出力経路切替え部13に接続され、それぞれを切離すための手段としてスイッチ素子を備え、入力経路切替え部11と出力経路切替え部13は、電力変換部12に設けられたコントローラ14か、もしくは統合コントローラ15により制御されている。   The first DC / DC converter 12aa, the first DC / AC converter 12ba, the switch element, the input path switching unit 11, and the output path switching unit 13 are controllers that exchange information with the integrated controller 15 or an external controller (see FIG. (Not shown). The output path switching unit 13 has a first terminal connected to the power conversion unit 12, a second terminal connected to the output unit 2 due to a load such as a power system or home appliance, and a third terminal adjacent to the output path switching. The input path switching unit 11 and the output path switching unit 13 are controlled by the controller 14 provided in the power conversion unit 12 or the integrated controller 15. Has been.

なお、電力変換部12は、DC/DC変換器12aのみ、もしくはDC/AC変換器12bのみから構成されても良く、その場合には、DCバス12cは電力変換部12に含まれることになり、設ける必要がなくなる。
また、コントローラ14は、統合コントローラ15のみとしても良く、その場合は統合コントローラ15が電力変換部12と入力経路切替え部11、出力経路切替え部13を制御し、外部のコントローラ(図示せず)や発電装置や蓄電装置などの電源1と通信授受を行うことになる。
The power conversion unit 12 may be configured by only the DC / DC converter 12a or only the DC / AC converter 12b. In this case, the DC bus 12c is included in the power conversion unit 12. , No need to provide.
Further, the controller 14 may be the integrated controller 15 alone. In this case, the integrated controller 15 controls the power conversion unit 12, the input path switching unit 11, and the output path switching unit 13, and an external controller (not shown) or Communication is performed with the power source 1 such as a power generation device or a power storage device.

また、出力経路切替え部13には、入力経路切替え部11と同様に、他の出力経路に切替えた際の電圧差などによる過大電流の発生を抑制するためのクッション回路を設けても良い。クッション回路としては、経路切替え時に限流を行うための、抵抗などの限流素子を備えたもので、限流素子を備えることにより、経路切替時の過電流を防止することができ、装置停止や故障を招くことなく、接続経路を切替えることができる。また、いずれの部位にも接続可能とすることで、故障時の冗長性が高くなる。   Further, like the input path switching unit 11, the output path switching unit 13 may be provided with a cushion circuit for suppressing the occurrence of an excessive current due to a voltage difference or the like when switching to another output path. The cushion circuit is equipped with a current limiting element such as a resistor for current limiting at the time of path switching. By providing a current limiting element, overcurrent at the time of path switching can be prevented, and the device stops. The connection path can be switched without incurring a failure. Further, by making it possible to connect to any part, redundancy at the time of failure increases.

図3は、説明のため、図2における電力変換システム100を簡素化し、それぞれを区別しやすいように記載したものである。
図3に示すように、電源1は、第1の電源1a、第2の電源1b、第3の電源1cによって構成され、それぞれの電源1a、1b、1cがこの発明の対象としている電力変換システム100の入力部(図示せず)に接続されている。電力変換システム100では、第1の電源1aの入力を受けて、第1の入力経路切替え部11a、第1のDC/DC変換器12aが動作してDC/DC変換器12aの出力がDCバス12cに出力するように構成されている。電源側には、この図3に示すように、電源1からの電力を、第1から第3のDC/DC変換器12aa、12ab、12acに予め定めた条件に応じて接続関係を切替えるようにしている。また、電力を出力する側では、DCバス12cに第1のDC/AC変換器12ba、第2のDC/AC変換器12bb、第3のDC/AC変換器12bcが接続され、さらに、それぞれに出力経路切替え部13a、13b、13cが、第1の負荷2a、第2の負荷2b、および第3の負荷2cに接続されている。
FIG. 3 illustrates the power conversion system 100 in FIG. 2 so that it can be easily distinguished for the sake of explanation.
As shown in FIG. 3, the power source 1 includes a first power source 1a, a second power source 1b, and a third power source 1c, and each power source 1a, 1b, 1c is a power conversion system that is a subject of the present invention. It is connected to 100 input units (not shown). In the power conversion system 100, upon receiving the input of the first power supply 1a, the first input path switching unit 11a and the first DC / DC converter 12a operate and the output of the DC / DC converter 12a becomes the DC bus. It is configured to output to 12c. On the power supply side, as shown in FIG. 3, the connection relation of the power from the power supply 1 is switched to the first to third DC / DC converters 12aa, 12ab, 12ac according to predetermined conditions. ing. On the power output side, the first DC / AC converter 12ba, the second DC / AC converter 12bb, and the third DC / AC converter 12bc are connected to the DC bus 12c. The output path switching units 13a, 13b, and 13c are connected to the first load 2a, the second load 2b, and the third load 2c.

次に本発明の実施の形態1による電力変換システム100が故障した時の切替え動作について説明する。
図4は、図3における電力変換システム100の、各部位が故障した時に、入力経路切替え部11と出力経路切替え部13により、故障部位に連結される部位の接続切替え先を記載したリストを表すものである。なお、本発明の実施の形態1による電力変換システム100の入力経路切替え部11や出力経路切替え部13は、図5(a)に示すように、両側のいずれの電力変換部12、電源1、負荷や電力系統による出力部2にも接続可能なように、または図5(b)に示すように、片側の電力変換部12、電源1、負荷や電力系統による出力部2に接続可能なようにスイッチ素子により構成されている。
Next, switching operation when the power conversion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention fails will be described.
FIG. 4 shows a list in which connection switching destinations of parts connected to the failed part by the input path switching unit 11 and the output path switching unit 13 when each part fails in the power conversion system 100 in FIG. Is. Note that the input path switching unit 11 and the output path switching unit 13 of the power conversion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention include any one of the power conversion units 12 and the power supplies 1 on both sides as illustrated in FIG. It can be connected to the output unit 2 by the load or power system, or can be connected to the power conversion unit 12, the power source 1, and the output unit 2 by the load or power system as shown in FIG. 5B. It is comprised by the switch element.

本発明の電力変換システム100は、発電装置や蓄電装置などの電源1から出力される電力を、電力系統に適した電力に変換して、発電電力の売電、負荷への電力供給や、電力ピークカット動作などの買電電力調整動作を行うものである。また、災害時などの電力供給が途絶えた場合などに、家電やビル共用部分の機器などに電力を供給する役割を担う場合もある。このような用途にあっては、機器の部分故障時にその機器に接続される他の部位まで停止させる必要がある場合、停止させた期間だけ買電電力の増大や災害時の電力未供給などの課題が発生することになる。したがって、故障の発生の際には、可及的速やかに、故障部位を切りはずして、健全な部位によって運転を継続させるように構成している。   The power conversion system 100 of the present invention converts power output from a power source 1 such as a power generation device or a power storage device into power suitable for an electric power system, sells generated power, supplies power to a load, Electric power purchase adjustment operation such as peak cut operation is performed. In some cases, when the power supply is interrupted during a disaster or the like, the power is supplied to home appliances or equipment in the common part of the building. In such an application, if it is necessary to stop other parts connected to the device in the event of a partial failure of the device, such as an increase in purchased power or no supply of power at the time of a disaster, etc. There will be challenges. Therefore, when a failure occurs, the failure part is cut off as soon as possible and the operation is continued with a healthy part.

次に、入力経路切替え部11と出力経路切替え部13による接続の切替え動作を、図3における第2の電源1bが故障した場合を例にして説明する。
第2の電源1bの故障時には、第2の電源1bに接続されている第2のDC/DC変換器12abも停止する必要が生じるが、この第2のDC/DC変換器12abを有効に活用するため、第2の入力経路切替え部11bは、第2のDC/DC変換器12abと第2の電源1bとの接続線を切り離し、第2のDC/DC変換器12abと隣の第1の電源1aもしくは第3の電源1cとを接続するよう、経路切替えを実施する。
Next, the connection switching operation by the input path switching unit 11 and the output path switching unit 13 will be described by taking as an example a case where the second power source 1b in FIG. 3 fails.
When the second power source 1b fails, the second DC / DC converter 12ab connected to the second power source 1b also needs to be stopped. This second DC / DC converter 12ab is effectively utilized. Therefore, the second input path switching unit 11b disconnects the connection line between the second DC / DC converter 12ab and the second power source 1b, and the second DC / DC converter 12ab is adjacent to the first DC. Path switching is performed so as to connect the power source 1a or the third power source 1c.

また、第2のDC/DC変換器12abが故障した場合には、第2のDC/DC変換器12abに接続され、第2のDC/DC変換器12abによって供給されている第2の電源1bの電力を利用できなくなるので、この場合には、第2の電源1bを有効に活用するため、入力経路切替え部11bは、第2の電源1bと第2のDC/DC変換器12abとの接続線を切り離し、第2の電源1bと第1のDC/DC変換器12aaもしくは第3のDC/DC変換器12acとを接続する。また、第2のDC/DC変換器12abは、第2のDC/DC変換器12abの出力に配置されたスイッチにより、DCバス12cとの接続を切り離す。   When the second DC / DC converter 12ab fails, the second power supply 1b is connected to the second DC / DC converter 12ab and is supplied by the second DC / DC converter 12ab. In this case, the input path switching unit 11b connects the second power source 1b and the second DC / DC converter 12ab to effectively use the second power source 1b. The line is disconnected, and the second power supply 1b and the first DC / DC converter 12aa or the third DC / DC converter 12ac are connected. The second DC / DC converter 12ab disconnects the connection with the DC bus 12c by a switch arranged at the output of the second DC / DC converter 12ab.

本発明の電力変換システム100においては、前述のように故障部位を切り離し、故障部位に接続されている健全な部位を、他の健全な部位と接続することにより、健全な部位を有効に活用できる。
次に、本発明の電力変換システム100において、切離される故障部位と、使用される健全部位の運用について、前述の電源1bの故障時と、DC/DC変換器12abの故障時の動作をもとに説明する。
In the power conversion system 100 of the present invention, a healthy part can be effectively utilized by cutting off the failed part as described above and connecting the healthy part connected to the failed part with another healthy part. .
Next, in the power conversion system 100 of the present invention, regarding the operation of the faulty part to be disconnected and the healthy part to be used, the operations at the time of the failure of the power source 1b and the failure of the DC / DC converter 12ab are also described. And explained.

まず、第2の電源1bが故障した場合には、前述のように、第2のDC/DC変換器12abが第1の電源1aもしくは第3の電源1cに接続されることになる。この場合の接続の切替えは、電源や負荷の状況により決定されることになる。この決定の仕方は、通電可能な電力量などの制約を考慮して行う必要がある。   First, when the second power source 1b fails, as described above, the second DC / DC converter 12ab is connected to the first power source 1a or the third power source 1c. In this case, connection switching is determined by the power supply and load conditions. This determination method needs to be performed in consideration of constraints such as the amount of power that can be energized.

本発明における電力変換システム100の第2の電源1bの故障時の動作においては、前述のように第1の電源1aと第3の電源1cの状態に応じて、健全である第2のDC/DC変換器12bの接続を切替えて、運用することにより、第2の電源1bが故障した時にも、システムの必要電力容量を供給、もしくは電源容量に見合った最大限の電力を供給可能とするものである。   In the operation at the time of failure of the second power source 1b of the power conversion system 100 according to the present invention, as described above, the second DC / s that are sound according to the states of the first power source 1a and the third power source 1c. By switching and operating the connection of the DC converter 12b, even when the second power source 1b breaks down, it is possible to supply the necessary power capacity of the system or supply the maximum power corresponding to the power source capacity. It is.

図6は、本発明の実施の形態1の図3における第2の電源1bが故障した時の、第2のDC/DC変換器12abの接続切替え制御動作を説明するためのフローチャートである。電力変換システム100を制御する制御システム(図示せず)における制御コントローラは、第2の電源1bの故障を検知すると、第1の電源1aの電力供給能力と第3の電源1cの電力供給能力を比較し、例えば、第1の電源1aの電力供給能力が大きい場合には、その電源に接続されている第1のDC/DC変換部12aaの供給可能電力と、第2のDC/DC変換部12abからDCバス12cへの必要出力電力を比較する。結果として、第2のDC/DC変換器12abの供給可能電力が、DCバス12cへの必要供給電力よりも小さい場合、入力経路切替え部11により、第2のDC/DC変換器12abは第1の電源1aへと接続され、第1の電源1aが第1のDC/DC変換器12aaの供給可能電力によりその出力に制限を受けている場合には、第1の電源1aからは、元々接続されていた第1のDC/DC変換器12aaの供給可能電力値に第2のDC/DC変換器12abの供給可能電力値を加算した電力値が供給可能となり、故障時でもシステムの必要電力容量、もしくは最大の電力供給能力が得られることになる。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the connection switching control operation of the second DC / DC converter 12ab when the second power source 1b in FIG. 3 of Embodiment 1 of the present invention fails. When a controller in a control system (not shown) that controls the power conversion system 100 detects a failure of the second power source 1b, the controller supplies the power supply capability of the first power source 1a and the power supply capability of the third power source 1c. In comparison, for example, when the power supply capability of the first power supply 1a is large, the suppliable power of the first DC / DC conversion unit 12aa connected to the power supply and the second DC / DC conversion unit The required output power from 12ab to the DC bus 12c is compared. As a result, when the suppliable power of the second DC / DC converter 12ab is smaller than the required supply power to the DC bus 12c, the input path switching unit 11 causes the second DC / DC converter 12ab to When the first power source 1a is limited in its output by the power that can be supplied from the first DC / DC converter 12aa, the first power source 1a is originally connected to the power source 1a. The power value obtained by adding the suppliable power value of the second DC / DC converter 12ab to the suppliable power value of the first DC / DC converter 12aa that has been made can be supplied, and the required power capacity of the system even in the event of a failure Or, the maximum power supply capacity can be obtained.

一方、第2のDC/DC変換器12abの供給可能電力値が、DCバス12cへの必要供給電力値よりも大きい場合には、前述の比較した第1のDC/DC変換部12aaの供給可能電力値とDCバス12cへの必要供給電力値を比較し、第1のDC/DC変換器12aaを並列接続するか否かを決定する。第1のDC/DC変換器12aaおよび第3のDC/DC変換器12acの供給可能電力値もDCバス12cへの必要供給電力値よりも大きい場合には、第2のDC/DC変換器12abは双方から切り離され、動作を停止する。動作を停止することで、第2のDC/DC変換器12abの発生する損失を低減することが可能となる。   On the other hand, when the suppliable power value of the second DC / DC converter 12ab is larger than the necessary suppliable power value to the DC bus 12c, the above-described compared first DC / DC converter 12aa can be supplied. The power value is compared with the necessary supply power value to the DC bus 12c, and it is determined whether or not the first DC / DC converter 12aa is connected in parallel. If the suppliable power value of the first DC / DC converter 12aa and the third DC / DC converter 12ac is also larger than the required supply power value to the DC bus 12c, the second DC / DC converter 12ab Is disconnected from both sides and stops operating. By stopping the operation, it is possible to reduce the loss generated by the second DC / DC converter 12ab.

ここで、第1の電源1aの電力供給能力、もしくは第3の電源1cの電力供給能力は、太陽光発電装置の場合には、日射強度や各部の温度や残容量によって異なってくるため、これらの情報を電力変換部12に備えられたコントローラ14が各電源1からの通信、もしくは検出回路から得られる温度、電圧などの情報から推測して統合コントローラ15に伝達し、統合コントローラ15が電源1の状態を判別、比較して第2のDC/DC変換器12abの接続先を示す信号を電力変換部12のコントローラ14に送信する。電力変換部12の保有するコントローラ14は、この信号を受けて切替え先を制御する。 また、例えば第1の電源1aが発電装置であって、第3の電源1cが蓄電装置の場合には、第1の電源1aからの供給が制約を受けないように優先的に判断してもよい。さらに、発電装置優先か蓄電装置優先かをユーザーが予め設定しておいて、ユーザー指定の電源が制約を受けないように、優先的に設定するようにしてもよい。   Here, the power supply capability of the first power source 1a or the power supply capability of the third power source 1c varies depending on the solar radiation intensity, the temperature of each part, and the remaining capacity. The controller 14 provided in the power converter 12 infers from the communication from each power supply 1 or the information such as temperature and voltage obtained from the detection circuit and transmits the estimated information to the integrated controller 15. The signal indicating the connection destination of the second DC / DC converter 12ab is transmitted to the controller 14 of the power converter 12. The controller 14 possessed by the power conversion unit 12 receives this signal and controls the switching destination. Further, for example, when the first power source 1a is a power generation device and the third power source 1c is a power storage device, it may be preferentially determined so that supply from the first power source 1a is not restricted. Good. Furthermore, the power generation device priority or the power storage device priority may be set in advance by the user so that the user-specified power source is not restricted.

次に、第2のDC/DC変換器12abが故障した時の動作について、説明する。
すでに説明したように、第2のDC/DC変換器12abが故障すると、第2の電源1bは、第1のDC/DC変換部12aaもしくは第3のDC/DC変換部12acに切替えて接続される。
Next, the operation when the second DC / DC converter 12ab fails will be described.
As described above, when the second DC / DC converter 12ab fails, the second power source 1b is switched to the first DC / DC converter 12aa or the third DC / DC converter 12ac and connected. The

本発明の電力変換システム100では、前述のとおり、電力系統に余剰の電力を供給することを目的としているところにも使用されるので、周辺機器の故障により、発電装置や蓄電装置が使用不可能となると、余剰電力を供給できなくなるため発電や買電抑制による電力料金の削減量が低減し、結果としてランニングコストが上昇することになる。
本発明の実施の形態1による電力変換システム100の第2のDC/DC変換器12abが故障した場合であっても、故障した第2のDC/DC変換器12abに接続される第2の電源1bを切り離し、第1のDC/DC変換器12aaもしくは第3のDC/DC変換器12acに接続することにより、第2の電源1bの電力を有効に活用することができる。
Since the power conversion system 100 of the present invention is also used for the purpose of supplying surplus power to the power system, as described above, the power generation device and the power storage device cannot be used due to the failure of the peripheral device. Then, since surplus power cannot be supplied, the amount of reduction in power charges due to power generation and power purchase suppression is reduced, resulting in an increase in running cost.
Even if the second DC / DC converter 12ab of the power conversion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention fails, the second power supply connected to the failed second DC / DC converter 12ab By disconnecting 1b and connecting it to the first DC / DC converter 12aa or the third DC / DC converter 12ac, the power of the second power source 1b can be used effectively.

第2の電源1bの運用方法は、第2の電源1bが発電装置であるか蓄電装置であるかのより異なるため、ここではそれぞれの場合について、以下に説明する。まずは、電源1が全て発電装置である場合について説明する。
電源1が発電装置である場合、発電装置の発電電力を出来る限り出力させることが、電力料金の削減量の増加につながる。また、災害時の電力供給を行う場合には、外部からの電力供給が断たれるため、運用可能な電力の総量は、発電装置の発電電力に依存する。このことから、その発電電力をでき得る限り出力した方が、より長期間にわたり電力供給を維持できる。
Since the operation method of the second power source 1b differs depending on whether the second power source 1b is a power generation device or a power storage device, each case will be described below. First, the case where all the power supplies 1 are power generation devices will be described.
When the power source 1 is a power generation device, outputting the generated power of the power generation device as much as possible leads to an increase in the amount of reduction in power charges. In addition, when power is supplied during a disaster, the external power supply is cut off, and the total amount of power that can be operated depends on the power generated by the power generator. From this, it is possible to maintain power supply for a longer period by outputting the generated power as much as possible.

図7は、本発明の実施の形態1の図3において、電源1が全て発電装置の場合において、第2のDC/DC変換器12abが故障した時の接続切替え動作を説明するためのフローチャートである。電力変換システム100を制御する制御システム(図示せず)における制御コントローラは、第2のDC/DC変換器12abの故障を検知すると、他の第1のDC/DC変換器12aaおよび第3のDC/DC変換器12acの供給電力余裕分を比較する。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the connection switching operation when the second DC / DC converter 12ab fails in the case where the power source 1 is entirely a power generation device in FIG. 3 of the first embodiment of the present invention. is there. When a controller in a control system (not shown) that controls the power conversion system 100 detects a failure of the second DC / DC converter 12ab, the other first DC / DC converter 12aa and the third DC are detected. The power supply margin of the DC / DC converter 12ac is compared.

結果として、第1のDC/DC変換器12aaの供給可能電力値から第1の電源1aからの供給可能電力値を減算した結果の電力値が、第3のDC/DC変換器12acの供給可能電力値から第3の電源1cからの供給可能電力値を減算した結果の電力値よりも大きな値となる場合には、第1のDC/DC変換器12aaの入力に、第1の電源1aと並列に第2の電源1bを接続するよう経路切替えを行う。   As a result, the power value obtained as a result of subtracting the power value that can be supplied from the first power source 1a from the power value that can be supplied from the first DC / DC converter 12aa can be supplied to the third DC / DC converter 12ac. When the power value is greater than the power value obtained by subtracting the power value that can be supplied from the third power source 1c from the power value, the first power source 1a and the first power source 1a are connected to the input of the first DC / DC converter 12aa. The path is switched so as to connect the second power source 1b in parallel.

また、第1のDC/DC変換器12aaの供給可能電力値から第1の電源1aからの供給可能電力値を減算した結果の電力値が、第3のDC/DC変換器12acの供給可能電力値から第3の電源1cからの供給可能電力値を減算した結果の電力値よりも小さな値となる場合には、第3のDC/DC変換器12acの入力に、第3の電源1cと並列に第2の電源1bを接続するよう経路切替えを行う。   Further, the power value obtained by subtracting the power value that can be supplied from the first power source 1a from the power value that can be supplied from the first DC / DC converter 12aa is the power that can be supplied from the third DC / DC converter 12ac. In the case where the value becomes smaller than the power value obtained by subtracting the suppliable power value from the third power source 1c from the value, the input to the third DC / DC converter 12ac is connected in parallel with the third power source 1c. The path is switched so as to connect the second power source 1b.

ここで、第1の電源1a、第3の電源1cの電力供給能力およびDC/DC変換器12aの供給可能電力は日射強度や各部の温度などによって異なってくるため、これらの情報を電力変換部12に備えたコントローラ14が各電源1からの通信、もしくは検出回路から得られる温度、電圧などの情報から推測して統合コントローラ15に伝達し、統合コントローラ15が電源1の状態を判別、比較してDC/DC変換器12aの接続先を示す信号を各電力変換部12に送信する。電力変換部12の保有するコントローラ14は、この信号を受けて電力変換部12の切替え先を制御する。   Here, the power supply capability of the first power source 1a and the third power source 1c and the power that can be supplied by the DC / DC converter 12a vary depending on the solar radiation intensity, the temperature of each part, etc. 12 is inferred from communication from each power supply 1 or information such as temperature and voltage obtained from the detection circuit and transmitted to the integrated controller 15, and the integrated controller 15 determines and compares the state of the power supply 1. Then, a signal indicating the connection destination of the DC / DC converter 12a is transmitted to each power conversion unit 12. The controller 14 possessed by the power conversion unit 12 receives this signal and controls the switching destination of the power conversion unit 12.

また、発電装置のインピーダンス差や特性差(例えば、太陽光発電における最大電力点特性)によって、並列接続時に、各電源1から取り得る最大電力を取り出せない場合がある。このような場合には、発電装置の出力電力特性を検出する手段を設け、比較・判定することにより、例えば、第1の電源1aを切り離して、第2の電源1bを接続するなど、より発電電力の得られるような接続方法を取ることもできる。   Moreover, the maximum electric power which can be taken from each power supply 1 may not be taken out at the time of parallel connection by the impedance difference and characteristic difference (for example, the maximum power point characteristic in solar power generation) of a power generator. In such a case, a means for detecting the output power characteristic of the power generation device is provided, and by comparing and determining, for example, the first power source 1a is disconnected and the second power source 1b is connected. It is also possible to adopt a connection method that can obtain power.

次に、電源1が全て蓄電装置である場合について説明する。電源1が蓄電装置である場合には、その特性として電圧源である場合が多い。電圧源の並列接続においては、並列接続する蓄電装置間の電位差が十分に縮まっていないと、高電圧側から定電圧側へ過大電流が流れる危険がある。蓄電池などでは電圧差を埋めるのに大きな電流が必要であることから、過大電流が長時間継続する恐れもある。   Next, the case where all the power sources 1 are power storage devices will be described. When the power source 1 is a power storage device, it is often a voltage source as its characteristics. In parallel connection of voltage sources, if the potential difference between the power storage devices connected in parallel is not sufficiently reduced, there is a risk that an excessive current flows from the high voltage side to the constant voltage side. In a storage battery or the like, since a large current is required to fill the voltage difference, an excessive current may continue for a long time.

また、蓄電装置においては、災害時以外の平常時は、電力量よりも電力容量を有効に活用することが重要になる。すなわち、例えばピークカット動作のように、夜間の、電力消費が比較的少ない時間帯になるべく蓄電(充電)し、昼間のように、電力消費が大きい時間帯にできる限り放電する用途の場合には、昼間の電力消費を蓄電した電力で賄いきれることが望ましいため、昼間の電力消費総量を夜間に蓄電しておく必要がある。しかしながら、故障などにより蓄電装置の電力容量が減少すると、昼間の電力消費を賄いきれないといった不都合が生じる。したがって、蓄電装置を切替えする場合には、並列接続とせず、電源1毎にDC/DC変換器12aに接続し、蓄電装置の電力容量をなるべく消費するように動作させる。また、蓄電池は使用頻度によって劣化が加速するため、各蓄電池は平均的に使用されるのが望ましい。このような場合を鑑みて、故障時にも蓄電容量は,昼間の電力消費を蓄電した電力で賄いきれるよう、昼間の電力消費よりも大きな電力容量に設定するため、システムコスト増大の要因となっていた。   Further, in power storage devices, it is important to use power capacity more effectively than electric power during normal times other than disasters. In other words, in the case of an application that charges (charges) as much as possible during nighttime, when the power consumption is relatively low, such as peak cut operation, and discharges as much as possible during the time when power consumption is high, such as during the daytime. Since it is desirable to cover the daytime power consumption with the stored power, the total amount of daytime power consumption needs to be stored at night. However, when the power capacity of the power storage device decreases due to a failure or the like, there arises a disadvantage that the daytime power consumption cannot be covered. Therefore, when the power storage device is switched, the power source 1 is connected to the DC / DC converter 12a instead of being connected in parallel, and the power capacity of the power storage device is operated as much as possible. Moreover, since the deterioration of the storage battery is accelerated depending on the frequency of use, it is desirable that each storage battery is used on average. In view of such a case, the storage capacity is set to a larger power capacity than the daytime power consumption so that the daytime power consumption can be covered by the stored power even in the event of a failure, which is a factor in increasing the system cost. It was.

図8は、本発明の実施の形態1の図3において、電源1が全て蓄電装置の場合において、第2のDC/DC変換器12abが故障した時の接続切替え動作を説明するためのフローチャートである。電力変換システム100を制御する制御システム(図示せず)における制御コントローラは、第2のDC/DC変換器12abの故障を検知すると、システムが放電を実施しているか蓄電を実施しているかを判断し、電源1の残容量を比較する。結果として、以下のように切替え制御を行う。   FIG. 8 is a flowchart for explaining the connection switching operation when the second DC / DC converter 12ab fails in the case where the power source 1 is entirely a power storage device in FIG. 3 of the first embodiment of the present invention. is there. When a controller in a control system (not shown) that controls the power conversion system 100 detects a failure of the second DC / DC converter 12ab, it determines whether the system is discharging or storing electricity. Then, the remaining capacity of the power source 1 is compared. As a result, switching control is performed as follows.

システムの放電量とシステムの充電量とを比較し、システムの放電量がシステムの充電量よりも大きい場合には、第1の電源1aの電力容量、第2の電源1bの電力容量、第3の電源1cの電力容量を比較し、電力容量として上位2つの電源1を異なる第1のDC/DC変換器12aaまたは第3のDC/DC変換器12acに接続する。例えば、第1の電源1aの電力容量値が、第2の電源1bの電力容量値よりも大きく、第2の電源1bの電力容量値が、第3の電源1cの電力容量値よりも大きい場合には、第1の電源1aを第1のDC/DC変換器12aaに接続し、第2の電源1bを第3のDC/DC変換器12acに接続、第3の電源1cをDC/DC変換器12a、DCバス12cから切り離す。なお電力容量が同じ場合には、切替え時の電力変動をなるべく軽減するため、切替えは実施しない。   When the system discharge amount is compared with the system charge amount, and the system discharge amount is larger than the system charge amount, the power capacity of the first power source 1a, the power capacity of the second power source 1b, The power capacities of the power supplies 1c are compared, and the upper two power supplies 1 are connected to different first DC / DC converters 12aa or third DC / DC converters 12ac as power capacities. For example, when the power capacity value of the first power source 1a is larger than the power capacity value of the second power source 1b, and the power capacity value of the second power source 1b is larger than the power capacity value of the third power source 1c. The first power source 1a is connected to the first DC / DC converter 12aa, the second power source 1b is connected to the third DC / DC converter 12ac, and the third power source 1c is DC / DC converted. The device 12a is disconnected from the DC bus 12c. When the power capacity is the same, switching is not performed in order to reduce power fluctuation at the time of switching as much as possible.

以上により、より電力残容量の大きな蓄電池から放電することが可能であるため、電力変換システムはより大きな電力を放電出力することが可能となる。また、平均的に各蓄電池から電力を放電できるようになるため、電力容量が偏ることなく、蓄電池の劣化度合いの偏りを抑制できる。さらに、蓄電池を並列接続しないため、過大電流が流れることもない。   As described above, since it is possible to discharge from a storage battery having a larger remaining power, the power conversion system can discharge and output larger power. Moreover, since it becomes possible to discharge electric power from each storage battery on average, it is possible to suppress unevenness in the degree of deterioration of the storage battery without uneven power capacity. Furthermore, since the storage batteries are not connected in parallel, an excessive current does not flow.

次に、システムの放電量がシステムの充電量よりも小さい場合について説明する。
第1の電源1aの電力容量、第2の電源1bの電力容量、第3の電源1cの電力容量を比較し、電力容量値として下位2つの電源を異なるDC/DC変換器12aに接続する。例えば、第1の電源1aの電力容量値が、第2の電源1bの電力容量値よりも小さく、第2の電源1bの電力容量値が、第3の電源1cの電力容量値よりも小さい場合には、第2の電源1bを第1のDC/DC変換器12aaに接続し、第3の電源1cを第3のDC/DC変換器12acに接続し、第1の電源1aを第1のDC/DC変換器12aaから切り離す。なお電力容量が同じ場合には、切替え時の電力変動をなるべく軽減するため、切替えは実施しない。
Next, a case where the system discharge amount is smaller than the system charge amount will be described.
The power capacity of the first power supply 1a, the power capacity of the second power supply 1b, and the power capacity of the third power supply 1c are compared, and the lower two power supplies are connected to different DC / DC converters 12a as power capacity values. For example, when the power capacity value of the first power source 1a is smaller than the power capacity value of the second power source 1b, and the power capacity value of the second power source 1b is smaller than the power capacity value of the third power source 1c. The second power supply 1b is connected to the first DC / DC converter 12aa, the third power supply 1c is connected to the third DC / DC converter 12ac, and the first power supply 1a is connected to the first DC / DC converter 12aa. Disconnect from the DC / DC converter 12aa. When the power capacity is the same, switching is not performed in order to reduce power fluctuation at the time of switching as much as possible.

以上により、より電力残容量の小さな蓄電池を優先的に充電することが可能であるため、平均的に各蓄電池への充電でき、蓄電池の劣化度合いの偏りを抑制できる。さらに、蓄電池を並列接続しないため、過大電流が流れることもない。   As described above, it is possible to preferentially charge a storage battery having a smaller remaining power capacity, so that it is possible to charge each storage battery on average, and to suppress a bias in the degree of deterioration of the storage battery. Furthermore, since the storage batteries are not connected in parallel, an excessive current does not flow.

次に、電源1として発電装置と蓄電装置が混在する場合について説明する。
本発明の電力変換システム100は、電源1として発電装置と蓄電装置が混在する場合には、基本的には発電装置の出力を優先しながら、上述した判定を行って経路切替えを実施する。ただし、災害時に電力系統からの電力供給が途絶えた場合、夜間、ユーザー設定による優先電源の指令がある場合は、蓄電装置の出力を優先しながら、上述した判定を行って経路切替えを実施する。
Next, a case where a power generation device and a power storage device coexist as the power source 1 will be described.
When the power generation device and the power storage device coexist as the power source 1, the power conversion system 100 according to the present invention performs the path switching by performing the above-described determination basically giving priority to the output of the power generation device. However, when the power supply from the power system is interrupted at the time of a disaster, or when there is a priority power supply command by a user setting at night, the above-mentioned determination is performed while giving priority to the output of the power storage device, and the path is switched.

本発明の実施の形態1による電力変換システム100においては、前記のように各部位の故障時に、故障の部位を切り離し、健全な部位の接続を切替えるため、健全な部位を有効に活用することができ、冗長性を持つための余分な電源や電力変換部を持つ必要がなく、システムコストを低減することが可能となる。   In the power conversion system 100 according to Embodiment 1 of the present invention, as described above, when a failure occurs in each part, the failure part is separated and the connection of the healthy part is switched, so that the healthy part can be effectively used. In addition, it is not necessary to have an extra power source or power conversion unit for redundancy, and the system cost can be reduced.

この電力変換システム100では、図3に構成している各部を区分して示したように、従来の電力変換システムに対して、それぞれ独立して隣り合う電力変換部を相互接続する入力経路切替え部11を追加するもので、この入力経路切替え部11を着脱自在な構成として、通常は、電力変換部をそれぞれ独立して動作させるようにして、故障が生じた場合にのみ、入力経路切替え部11を取付けて故障に対応することができる。
すなわち、図3は、入力経路切替え部を取付けた状態を表しており、この図3から入力経路切替え部11a、11b、11cおよびそれらを相互に接続する線を削除したものが一般的な使用状態の電力変換システムの構成となる。
なお、前述のコントローラは、追加する入力経路切替え部のブロック内に含むように構成することになる。
In this power conversion system 100, as shown in FIG. 3 in which each unit is divided, an input path switching unit that interconnects adjacent power conversion units independently of the conventional power conversion system. 11, the input path switching unit 11 is detachable. Normally, the input path switching unit 11 is operated only when a failure occurs by operating the power conversion units independently. Can be attached to deal with the failure.
That is, FIG. 3 shows a state in which the input path switching unit is attached, and a general usage state is obtained by deleting the input path switching units 11a, 11b, and 11c and the lines connecting them to each other from FIG. This is the configuration of the power conversion system.
The above-described controller is configured to be included in the block of the input path switching unit to be added.

実施の形態2
本発明の実施の形態2による電力変換システムの構成は、実施の形態1に示した図1、図2と同様である。
本発明の実施の形態2による電力変換システム100では、その接続切替え動作を、故障時以外にも適用し、発電装置や蓄電装置を有効活用できるようにしたものである。以下に動作について説明する。
Embodiment 2
The configuration of the power conversion system according to the second embodiment of the present invention is the same as that shown in FIGS. 1 and 2 described in the first embodiment.
In the power conversion system 100 according to the second embodiment of the present invention, the connection switching operation is applied to other than the time of failure so that the power generation device and the power storage device can be effectively used. The operation will be described below.

まず、より多くの発電量を出力するための切替え動作について説明する。
電力変換部12は、サイズや導入コストによる制約のために、通電可能な電力に制限が設けられるのが一般的である。また、電力変換部12が温度や電力系統の変動の影響などで、通電可能な電力がさらに制限される場合がある。この制限により、発電装置による発電電力が十分に放電できない場合がある。
本発明の実施の形態2による電力変換システム100では、より多くの発電量を出力可能とするため、以下のようにして経路を切替える。
First, the switching operation for outputting a larger amount of power generation will be described.
In general, the power converter 12 is limited in the power that can be energized due to restrictions due to size and introduction cost. In addition, the power that can be supplied to the power conversion unit 12 may be further limited due to the influence of temperature and power system fluctuations. Due to this limitation, the power generated by the power generator may not be sufficiently discharged.
In the power conversion system 100 according to the second embodiment of the present invention, in order to be able to output a larger amount of power generation, the path is switched as follows.

図9は、より多くの発電量を出力するための切替え動作の制御例を示すフローチャートである。電力変換システムを含む電力制御システムにおいて、電力変換部の出力制限状態を制御コントローラが検出すると、このフローが開始することになり、隣接する電力変換部の出力制限状態と電源種別を判別する。出力制限がされていない状態で、かつ隣接する電源が発電装置である場合には、出力制限が行われている電源と隣接する電源を並列接続し、出力制限が行われている電力変換部と隣接する電力変換部を並列接続する。また、隣接する電源が蓄電装置である場合には、概蓄電装置に接続されている電力変換部と蓄電装置を切り離し、概電力変換部に出力制限が行われている発電装置からの出力を入力し、電力変換部を並列駆動する。   FIG. 9 is a flowchart illustrating a control example of the switching operation for outputting a larger amount of power generation. In the power control system including the power conversion system, when the control controller detects the output restriction state of the power conversion unit, this flow starts, and the output restriction state and the power source type of the adjacent power conversion unit are determined. When the output is not limited and the adjacent power source is a power generation device, the power source that is output limited and the adjacent power source are connected in parallel, and the power conversion unit that is output limited Adjacent power converters are connected in parallel. When the adjacent power source is a power storage device, the power conversion unit connected to the general power storage device is disconnected from the power storage device, and the output from the power generation device whose output is restricted is input to the general power conversion unit. The power converters are driven in parallel.

本発明の実施の形態2では、説明したように入力切替えを行うことにより、発電装置が電力変換部の都合により出力制限される場合に、出力制限されていない電力変換部を利用することで、発電装置が出力制限されることを抑制でき、より多くの発電量を出力することができる。   In Embodiment 2 of the present invention, by performing input switching as described above, when the power generation device is output limited due to the convenience of the power conversion unit, by using a power conversion unit that is not output limited, It is possible to suppress the power generation device from being limited in output, and it is possible to output a larger amount of power generation.

次に、蓄電池を有効活用するための切替え動作について説明する。
発熱などによる寿命劣化や破壊を防止する必要があり、瞬間的に供給可能な電力と定常的に供給可能な電力に差がある。一般的には電力変換部は、装置コストの増大を防止するため、瞬間的に供給可能な電力ではなく、定常的に供給可能な電力を基準として、その取扱い電力が決定される。ところが、災害時などの電力供給が断たれ、発電装置や蓄電装置からの電力供給のみで負荷を駆動する場合、起動などの瞬時過負荷時に定常的に供給可能な電力では電力不足となる場合がある。このため、本発明の実施の形態2における電力変換部では、災害時の運転開始時や、夜間などの発電装置が発電を停止している場合に、発電装置から電力変換部を切り離し、蓄電装置に接続し、蓄電装置に元々接続されている電力変換部に並列接続することで、蓄電装置から瞬間的に出力可能な電力を増強する。
Next, a switching operation for effectively using the storage battery will be described.
It is necessary to prevent life deterioration and destruction due to heat generation and the like, and there is a difference between power that can be supplied instantaneously and power that can be supplied constantly. In general, in order to prevent the apparatus cost from increasing, the power conversion unit determines the power to be handled on the basis of the power that can be constantly supplied, not the power that can be supplied instantaneously. However, when the power supply is cut off at the time of a disaster and the load is driven only by the power supply from the power generation device or power storage device, the power that can be constantly supplied during an instantaneous overload such as startup may become insufficient. is there. For this reason, in the power conversion unit according to Embodiment 2 of the present invention, the power conversion unit is disconnected from the power generation device when the power generation device at the start of operation at the time of disaster or when the power generation device is stopped at night or the like. Is connected in parallel to the power conversion unit that is originally connected to the power storage device, thereby increasing the power that can be instantaneously output from the power storage device.

また、蓄電池の劣化状態を検出し、蓄電池の劣化が最も激しい蓄電池を切り離し、蓄電池の劣化が比較的少ない蓄電池に、劣化の激しい蓄電池に接続されていた電力変換部を接続し、もともと接続されている電力変換部と並列駆動することで、蓄電池の劣化ばらつきを抑制する。これにより、蓄電池の劣化ばらつきによる装置寿命の延命などを実現できる。   In addition, it detects the deterioration state of the storage battery, disconnects the storage battery with the most severe deterioration of the storage battery, connects the storage battery with relatively little deterioration of the storage battery to the power conversion unit connected to the storage battery with the strong deterioration, and is originally connected By driving in parallel with the power conversion unit, the deterioration variation of the storage battery is suppressed. Thereby, the life extension of the apparatus due to variation in deterioration of the storage battery can be realized.

本発明の実施の形態2による電力変換システムでは、上記のようにして、発電装置と蓄電装置、負荷などの状況に応じて経路切替えを行うことで、発電装置と蓄電装置を有効に活用することができるため、電力変換システムのシステムコストを低減することが可能となる。   In the power conversion system according to the second embodiment of the present invention, as described above, the power generation device and the power storage device are effectively used by performing path switching according to the state of the power generation device, the power storage device, and the load. Therefore, the system cost of the power conversion system can be reduced.

実施の形態3
本発明の実施の形態3による電力変換システムの構成は、実施の形態1に示した図1、図2と同様である。
本発明の実施の形態3による電力変換システム100では、入力経路切替え部11、電力変換部12、出力経路切替え部13を個別にユニット化し、各ユニットに異なる電源1とのインターフェースを備えたものである。このように、それぞれが分離および接続の可能なユニットで構成することにより、システム構成を広く選択することが容易にできるようになり、専用設計無しでシステム構築できることによって、システム構築費用を低減することが可能になる。
Embodiment 3
The configuration of the power conversion system according to the third embodiment of the present invention is the same as that shown in FIGS. 1 and 2 shown in the first embodiment.
In the power conversion system 100 according to the third embodiment of the present invention, the input path switching unit 11, the power conversion unit 12, and the output path switching unit 13 are individually unitized, and each unit has an interface with a different power source 1. is there. In this way, by configuring each unit as a unit that can be separated and connected, it becomes easy to select a wide range of system configurations, and the system can be constructed without a dedicated design, thereby reducing system construction costs. Is possible.

図10は、本発明の実施の形態3による電力変換システム100のユニット構成の例を示したものである。図中、両方向矢印は接続可能であることを示している。入力経路切替え部ユニット11は、蓄電装置インターフェースと、発電装置インターフェースのいずれかもしくは両方と、入力の経路を切替える経路切替え回路部により構成される。電力変換部ユニット12は、蓄電装置インターフェース、発電装置インターフェースのいずれかもしくは両方、および出力負荷インターフェース、電力系統インターフェースのいずれかもしくは両方と、電力変換部により構成される。出力経路切替え部ユニット13は、出力負荷インターフェースもしくは電力系統インターフェースのいずれかもしくは両方と、出力経路切替え回路から構成される。電力変換システム100のそれぞれのユニットに対して、蓄電装置、発電装置、負荷、電力系統は、図10に示したように相互接続可能としている。   FIG. 10 shows an example of the unit configuration of the power conversion system 100 according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, a double-headed arrow indicates that connection is possible. The input path switching unit 11 includes a power storage device interface, one or both of the power generation device interfaces, and a path switching circuit unit that switches an input path. The power conversion unit 12 includes a power conversion unit and / or a power generation device interface, an output load interface and / or a power system interface, and a power conversion unit. The output path switching unit 13 includes an output load interface and / or an electric power system interface, and an output path switching circuit. For each unit of the power conversion system 100, the power storage device, the power generation device, the load, and the power system can be interconnected as shown in FIG.

この図10に示すように、発電装置インターフェース、蓄電装置インターフェース、負荷インターフェース、電力系統インターフェースは、分離および接続の可能な構成としており、それぞれの入出力系統を適宜接続することによって、全体の機能を果たすことができ、不要なインターフェースについては、取り外し可能であり、取り外した際にも他のユニットと接続して動作可能である。   As shown in FIG. 10, the power generation device interface, the power storage device interface, the load interface, and the power system interface are configured to be separable and connectable. By appropriately connecting the respective input / output systems, the overall function can be achieved. An unnecessary interface can be removed, and can be connected to other units and operated even when the interface is removed.

また、各ユニットはそれぞれの構成毎に複数の電力容量であるユニットを用意してもよく、この場合、様々な入出力の電力要求を実現することができる。
さらに、各ユニットの構成は、図10に限定されるものではなく、例えば電力変換部ユニット12として、蓄電装置インターフェースを除くものとしても良く、蓄電装置インターフェースや電力変換部を取り外し可能とし、要求に応じて取り外してユニットのコスト低減を図っても良い。
本発明の実施の形態3における電力変換システム100は、以上のような構成にすることで、発電装置や蓄電装置、負荷や電力系統といった、様々な入出力要求に対して、ユニットの組合せにより要求を実現することが可能となる。
In addition, each unit may be provided with a unit having a plurality of power capacities for each configuration. In this case, various input / output power requirements can be realized.
Furthermore, the configuration of each unit is not limited to that shown in FIG. 10. For example, the power conversion unit 12 may exclude the power storage device interface, and the power storage device interface and the power conversion unit can be removed. Accordingly, the unit may be removed to reduce the cost of the unit.
The power conversion system 100 according to the third embodiment of the present invention is configured as described above, thereby requesting various input / output requests such as a power generation device, a power storage device, a load, and a power system by combining units. Can be realized.

以上の実施形態を説明する図面において、それぞれ同一符号は、各々同一又は相当部分を示し、関係する部分については、各々関連番号をつけている。
また、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、実施の形態の任意の構成要素を適宜、変更または省略することが可能である。
In the drawings for explaining the above embodiments, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, respectively, and related parts are given related numbers.
Further, within the scope of the present invention, the present invention can be freely combined with the embodiments, and arbitrary components of the embodiments can be appropriately changed or omitted.

1 電源、1a 第1の電源、1b 第2の電源、1c 第3の電源
2 出力部、3 入力部、11 入力経路切替え部、11a 第1の入力経路切替え部、11b 第2の入力経路切替え部、11c 第3の入力経路切替え部、
12 電力変換部、12a DC/DC変換器、12aa 第1のDC/DC変換器、
12ab 第2のDC/DC変換器、12c 第3のDC/DC変換器、
12c DCバス、13 出力経路切替え部、14 コントローラ、
15 統合コントローラ、100 電力変換システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply, 1a 1st power supply, 1b 2nd power supply, 1c 3rd power supply 2 Output part, 3 input part, 11 Input path switching part, 11a 1st input path switching part, 11b 2nd input path switching 11c third input path switching unit,
12 power converter, 12a DC / DC converter, 12aa first DC / DC converter,
12ab second DC / DC converter, 12c third DC / DC converter,
12c DC bus, 13 output path switching unit, 14 controller,
15 integrated controller, 100 power conversion system

Claims (9)

電源がそれぞれ接続される複数の入力部と、前記入力部のそれぞれに対応して設けられた複数の電力変換部と、前記入力部と前記電力変換部との間に設けられ、前記入力部と前記電力変換部との接続関係を所定の条件に応じて切替える入力経路切替え部とを備えたことを特徴とする電力変換システム。   A plurality of input units to which power sources are respectively connected, a plurality of power conversion units provided corresponding to each of the input units, and provided between the input unit and the power conversion unit, An power conversion system comprising: an input path switching unit that switches a connection relationship with the power conversion unit according to a predetermined condition. 前記入力経路切替え部が着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。   The power conversion system according to claim 1, wherein the input path switching unit is configured to be detachable. 前記電源が第1の電源と第2の電源であって、前記入力部が第1の入力部と第2の入力部を有し、前記電力変換部が第1の電力変換部と第2の電力変換部とを有し、前記第1の電源が故障の場合、前記第1の電源に接続された前記第1の入力部と前記第1の電力変換部との接続を切り離し、前記第2の電源に接続された前記第2の入力部を前記第1の電力変換部に接続するように前記入力経路切替え部によって接続関係を切替えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。   The power source is a first power source and a second power source, the input unit includes a first input unit and a second input unit, and the power converter unit includes a first power converter unit and a second power unit. A power converter, and disconnecting the connection between the first input unit connected to the first power source and the first power converter when the first power source is faulty; 2. The power according to claim 1, wherein the connection relationship is switched by the input path switching unit so that the second input unit connected to the power source is connected to the first power conversion unit. Conversion system. 前記入力経路切替え部の開閉の際に限流を行う限流素子を含む回路を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。   The power conversion system according to claim 1, further comprising a circuit including a current limiting element that performs current limiting when the input path switching unit is opened and closed. 複数の前記電力変換部の通電可能電力を比較し、通電可能電力が最大となるよう、前記入力経路切替え部において入力経路を切替えることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。   2. The power conversion system according to claim 1, wherein the energizable power of the plurality of power conversion units is compared, and the input path is switched in the input path switching unit so that the energizable power becomes a maximum. 複数の前記入力部に接続される前記電源が複数の蓄電装置であって、前記蓄電装置の劣化情報を取得し、劣化の少ない前記蓄電装置から優先的に充放電を行うように前記入力経路切替え部にて入力経路を切替えることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。   The power supply connected to a plurality of the input units is a plurality of power storage devices, acquires deterioration information of the power storage device, and switches the input path so as to preferentially charge / discharge from the power storage device with less deterioration The power conversion system according to claim 1, wherein the input path is switched by the unit. 前記電源が、発電装置である第1の電源と蓄電装置である第2の電源である場合に、前記発電装置と前記蓄電装置のいずれかの出力を優先するために前記入力経路切替え部によって入力経路の切替え操作を行うことを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。   When the power source is a first power source that is a power generation device and a second power source that is a power storage device, input is performed by the input path switching unit in order to prioritize the output of either the power generation device or the power storage device The power conversion system according to claim 1, wherein a path switching operation is performed. 前記入力経路切替え部および複数の前記電力変換部が、分離可能なユニットにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電力変換システム。   The power conversion system according to claim 1, wherein the input path switching unit and the plurality of power conversion units are configured by separable units. 前記分離可能なユニットによって構成された前記入力経路切替え部および前記電力変換部が、取り外し可能な、発電装置インターフェース、蓄電装置インターフェース、負荷インターフェース、電力系統インターフェースを備えたことを特徴とする請求項8に記載の電力変換システム。   9. The input path switching unit and the power conversion unit configured by the separable unit include a detachable power generation device interface, a power storage device interface, a load interface, and a power system interface. The power conversion system described in 1.
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