JP2021100334A - Power supply system and power receiving and transforming facility - Google Patents

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Abstract

To provide a power supply system and a power receiving and transforming facility with simple configurations, with successful conversion efficiency, which do not impair landscapes in the surroundings, and whose maintenance and inspection are easy.SOLUTION: A power supply system 1 comprises: an AC distribution line 2 connected with AC drop wires 22 connected with each of a plurality of buildings 10 to transmit low voltage AC power: a DC distribution line 3 connected with DC drop wires 23 connected with solar panels 11 installed in each of the plurality of buildings to transmit distribution line DC power; and a power receiving and transforming facility 6. The power receiving and transforming facility comprises: a distribution transformer 61 which transforms the low voltage AC power and high voltage AC power of a power system 7; a DC bus 72; a first DC converter 62 which converts the distribution line DC power into in-facility DC power flowing in the DC bus; a storage battery 67; a second DC converter 63 which converts the in-facility DC power and charging and discharging power of the storage battery; and an inverter 66 which converts the low voltage AC power and the in-facility DC power.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力供給システムおよび受変電設備に関し、特に交流配電線と直流配電線とに接続された受変電設備、および、該受変電設備と直流／交流配電線を備える電力供給システムに関する。 The present invention relates to a power supply system and a power receiving / transforming facility, and more particularly to a power receiving / transforming facility connected to an AC distribution line and a DC distribution line, and a power supply system including the power receiving / transforming facility and a DC / AC distribution line.

太陽光発電で発電された直流電力をインバータで交流に変換して電力系統と接続する電力供給システムでは、発電余剰や発電電力量の急激な変動が、電力系統の周波数維持、電圧維持に悪影響を与える。そこでこの変動分を、蓄電池で充放電してピークシフト・変動吸収する事で、電力量の急激な変動を防止することが行われている。 In a power supply system that converts DC power generated by photovoltaic power generation into AC with an inverter and connects it to the power system, sudden fluctuations in power generation surplus and generated power adversely affect the frequency maintenance and voltage maintenance of the power system. give away. Therefore, by charging / discharging this fluctuation amount with a storage battery to perform peak shift / fluctuation absorption, it is possible to prevent sudden fluctuations in the amount of electric power.

特許文献１に従来技術の一例を示す。複数の建物Ｂ１のそれぞれに設けられた太陽光発電装置ＰＶにより発電された直流電力は、建物内に配置されたパワーコンディショナ１１により交流電力に変換されて、地域電力網Ｐｄに接続される。地域電力網Ｐｄは、共用電源２を有する別の建物Ｂ３に接続され、交流電力と直流電力との変換を行って共用電源２内の蓄電池ＳＣに充放電される。複数の建物Ｂ１や別の建物Ｂ３は、商用電源の電力系統Ｐｎにも接続されている。すなわち、特許文献１に記載の電力供給システムでは、太陽光発電装置ＰＶにより発電された直流電力は、交流電力に変換された後に再び直流電力に変換されて蓄電池ＳＣに充電される。このため、複数の建物Ｂ１のそれぞれにパワーコンディショナ（インバータ）を配置する必要がある。 Patent Document 1 shows an example of the prior art. The DC power generated by the photovoltaic power generation device PV provided in each of the plurality of buildings B1 is converted into AC power by the power conditioner 11 arranged in the building and connected to the regional power grid Pd. The regional power grid Pd is connected to another building B3 having a shared power source 2, converts AC power and DC power, and charges and discharges the storage battery SC in the shared power source 2. The plurality of buildings B1 and another building B3 are also connected to the power system Pn of the commercial power source. That is, in the power supply system described in Patent Document 1, the DC power generated by the photovoltaic power generation device PV is converted into AC power and then converted into DC power again to be charged in the storage battery SC. Therefore, it is necessary to arrange a power conditioner (inverter) in each of the plurality of buildings B1.

特許文献２に従来技術の別の例を示す。駐車スペース４１に設置された太陽電池シート１１により発電された直流電力はパワーコンディショナ１５で交流電力に変換され、蓄電装置１６で交流から直流に変換されて充電される。また、蓄電装置１６から放電・直流交流変換された交流電力を、給電装置１７を介して、駐車スペース４１に入庫した電気自動車５０に供給する。特許文献２に記載の電力供給システムでは、複数の駐車スペース４１で発電された直流電力は、共用のパワーコンディショナ１５でいったん交流電力に変換された後に、再び直流電力に変換されて蓄電装置１６に充電される。このように従来は、太陽光パネルと蓄電池とが、交流電力を介して電力の授受を行うことが一般的であった。 Patent Document 2 shows another example of the prior art. The DC power generated by the solar cell sheet 11 installed in the parking space 41 is converted into AC power by the power conditioner 15, and is converted from AC to DC by the power storage device 16 and charged. Further, the AC power discharged / DC-AC converted from the power storage device 16 is supplied to the electric vehicle 50 stored in the parking space 41 via the power supply device 17. In the power supply system described in Patent Document 2, the DC power generated in the plurality of parking spaces 41 is once converted into AC power by the shared power conditioner 15, and then converted into DC power again, and the power storage device 16 To be charged. As described above, conventionally, it has been common for a solar panel and a storage battery to transfer and receive electric power via AC electric power.

近年、住宅の屋根に設置した太陽光パネルと、住宅屋外あるいは屋内に設置した蓄電池を用いて電力の自給自足を行う事で電力料金を抑え、また災害により停電が発生した場合にも電力供給を継続する事で需要家にもメリットのある宅地開発が進められている。これらの宅地開発のうち大規模宅地開発では、配電線の引き込み系も地中化する事で景観を向上させ、付加価値を向上する事がなされている。図５に従来技術を利用して構成された電力供給システム５の概略的な構成を示す。 In recent years, by using solar panels installed on the roof of a house and storage batteries installed outside or indoors of a house to be self-sufficient in electricity, electricity charges can be reduced, and power can be supplied even in the event of a power outage due to a disaster. Residential land development that is beneficial to consumers is being promoted by continuing. Among these residential land developments, in large-scale residential land development, the landscape is improved and the added value is improved by undergrounding the lead-in system of the distribution line. FIG. 5 shows a schematic configuration of a power supply system 5 configured by using the prior art.

複数の建物１０（図５の例では５つの家屋）のそれぞれには、太陽光パネル１１が設置されている。各太陽光パネル１１は、直流引込線２３によって路上に配置されたインバータ７６と接続されている。インバータ７６は、太陽光パネル１１で発電された直流電力を交流電力に変換して、１００Ｖ／２００Ｖの低圧交流電力が流れる交流配電線２に供給する。また、交流配電線２と、交流負荷である各建物１０とは、交流引込線２２によって接続されている。さらに、交流配電線２は、インバータ７７を介して蓄電池６７と接続されている。蓄電池６７とインバータ７７とは、ともに建物１０の近傍の路上に設置されている。インバータ７７は、変換した直流電力を蓄電池６７に蓄電し、また逆に蓄電池６７に蓄電された直流電力を放電して、直流交流変換して、交流配電線２に供給することができる双方向インバータである。さらに、交流配電線２は、地中配電用のトランス塔２６に配置された配電トランス６１の二次側に接続されている。配電トランス６１の一次側は６ｋＶの高圧交流電力が流れる電力系統７に接続されている。配電トランス６１は、電力系統７を流れる高圧交流電力を、交流配電線２を流れる低圧交流電力に変換し、また逆に、交流配電線２を流れる低圧交流電力を、電力系統７を流れる高圧交流電力に変換することができる。さらに、交流配電線２は、インバータ７８を介して電気自動車などの直流負荷７３に直流電力を供給することができる。 Solar panels 11 are installed in each of the plurality of buildings 10 (five houses in the example of FIG. 5). Each solar panel 11 is connected to an inverter 76 arranged on the road by a DC drop line 23. The inverter 76 converts the DC power generated by the solar panel 11 into AC power and supplies it to the AC distribution line 2 through which low-voltage AC power of 100V / 200V flows. Further, the AC distribution line 2 and each building 10 which is an AC load are connected by an AC drop line 22. Further, the AC distribution line 2 is connected to the storage battery 67 via the inverter 77. Both the storage battery 67 and the inverter 77 are installed on the road near the building 10. The inverter 77 is a bidirectional inverter capable of storing the converted DC power in the storage battery 67, and conversely discharging the DC power stored in the storage battery 67, converting it to DC AC, and supplying it to the AC distribution line 2. Is. Further, the AC distribution line 2 is connected to the secondary side of the distribution transformer 61 arranged in the transformer tower 26 for underground distribution. The primary side of the distribution transformer 61 is connected to a power system 7 through which high-voltage AC power of 6 kV flows. The distribution transformer 61 converts high-voltage AC power flowing through the power system 7 into low-voltage AC power flowing through the AC distribution line 2, and conversely, converting low-voltage AC power flowing through the AC distribution line 2 into high-voltage AC power flowing through the power system 7. It can be converted into electric power. Further, the AC distribution line 2 can supply DC power to a DC load 73 such as an electric vehicle via an inverter 78.

特開２０１１−１３５６５１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-135651 特開２０１０−１９２７１４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-192714

上述したように従来は、太陽光パネル１１と蓄電池６７とが、インバータ７６、７７と交流配電線２を介して、電力の授受を行っているために変換損失が避けられないという課題があった。また、送電に関連する法規制により、交流送電の上限電圧は６００Ｖに制限されており、直流送電の上限電圧７５０Ｖよりも低いため、交流送電は直流送電よりも送電電力損失が大きくなる。 As described above, conventionally, there is a problem that conversion loss is unavoidable because the solar panel 11 and the storage battery 67 transfer and receive electric power via the inverters 76 and 77 and the AC distribution line 2. .. Further, the upper limit voltage of AC power transmission is limited to 600 V by laws and regulations related to power transmission, which is lower than the upper limit voltage of 750 V of DC power transmission, so that AC power transmission has a larger transmission power loss than DC power transmission.

さらに、交流配電線２を介して、太陽光パネル１１、蓄電池６７、直流負荷７３、電力系統７が接続されているため、交流電力の需給調整を高速で制御する必要があった。すなわち、通常のピークカット制御以外に、太陽光パネル１１の発電量の変動吸収のための蓄電池６７の充放電電流制御を実施する必要があるが、太陽光パネル１１の発電量の変動は数秒単位という高速で変動するため、この制御を高速で実施する必要があった。さらに、電気自動車（ＥＶ）用急速充電器などの負荷量の大きな直流負荷７３を接続する場合、大きな需要が急速に立ち上がる（例えば、ＥＶ用急速充電器では１秒程度で５０ｋＷの需要が立ち上がる）ため、立ち上がり時に契約電力を大幅に超える過電流が流れて配線ブレーカが動作する可能性があった。そこで、太陽光パネル１１の発電量や直流負荷７３の負荷量に合わせて蓄電池６７からの放電を行い、急激な消費電流の増加を抑える制御を行う必要があった。例えば、ＥＶ用急速充電器の電流立ち上がりは１秒以下であるため、高速で同期してこれらの制御を行う必要があった。このため高速の通信設備や高速応答可能な制御装置を使用する必要があり、また系統連系を安全に行うために、すべてのインバータ７６、７７、７８に系統の周波数や位相、電圧の全ての面で齟齬なく並列運転する機能を搭載する必要があった。このため、大規模かつ複雑なシステム構成が必要であった。 Further, since the solar panel 11, the storage battery 67, the DC load 73, and the power system 7 are connected via the AC distribution line 2, it is necessary to control the supply and demand adjustment of the AC power at high speed. That is, in addition to the normal peak cut control, it is necessary to control the charge / discharge current of the storage battery 67 to absorb the fluctuation of the power generation amount of the solar panel 11, but the fluctuation of the power generation amount of the solar panel 11 is in units of several seconds. It was necessary to carry out this control at high speed because it fluctuates at high speed. Further, when a DC load 73 having a large load such as a quick charger for an electric vehicle (EV) is connected, a large demand rises rapidly (for example, a quick charger for EV raises a demand of 50 kW in about 1 second). Therefore, there is a possibility that the wiring breaker will operate due to an overcurrent that greatly exceeds the contracted power at the time of startup. Therefore, it is necessary to discharge the storage battery 67 according to the amount of power generated by the solar panel 11 and the amount of load of the DC load 73, and perform control to suppress a rapid increase in current consumption. For example, since the current rise of the EV quick charger is 1 second or less, it is necessary to perform these controls synchronously at high speed. Therefore, it is necessary to use high-speed communication equipment and a control device capable of high-speed response, and in order to safely perform grid interconnection, all inverters 76, 77, and 78 have all the frequencies, phases, and voltages of the grid. It was necessary to install a function to operate in parallel without any inconsistency in terms of surface. Therefore, a large-scale and complicated system configuration was required.

また、建物１０の屋根等に設置される太陽光パネル１１は、設置される方位がばらばらであるため、同じ日の同じ地点であっても実効的に利用可能な日射エネルギー量が大きく異なる。このため、最大電力を得るための駆動電圧が太陽光パネル１１毎に異なるが、これらを一括して一台のインバータ７６で駆動すると、駆動電圧が一定であるために、変換効率が低くなり、太陽光エネルギーを効率的に利用する事ができないという課題があった。この点について図６を参照しながら説明する。 Further, since the solar panels 11 installed on the roof of the building 10 or the like are installed in different directions, the amount of solar energy that can be effectively used differs greatly even at the same point on the same day. Therefore, the drive voltage for obtaining the maximum power differs for each solar panel 11, but if these are collectively driven by one inverter 76, the conversion efficiency becomes low because the drive voltage is constant. There was a problem that solar energy could not be used efficiently. This point will be described with reference to FIG.

図６は、典型的な単結晶太陽光パネルの駆動電圧（横軸）と出力電力（縦軸）との関係を示した図である。図において、線８０は、太陽光パネル１１の単位面積あたり日射エネルギー量が４００Ｗ／ｍ２のときの駆動電圧と出力電力との関係を、同様に線８１、８２、８３は、それぞれ日射エネルギー量が６００Ｗ／ｍ２、８００Ｗ／ｍ２、１ｋＷ／ｍ２のときの駆動電圧と出力電力との関係を示す。図から明らかなように最大出力電力を示す駆動電圧はエネルギー量が減少すると低電圧側に移動する。したがって、日射エネルギー量が異なる、例えば設置される方位がばらばらな太陽光パネルを一括して一台のインバータ７６で変換する（すなわち、同一の駆動電圧で変換する）と変換効率が低くなり、太陽光エネルギーを効率的に利用する事ができない。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the drive voltage (horizontal axis) and the output power (vertical axis) of a typical single crystal solar panel. In the figure, the line 80 shows the relationship between the drive voltage and the output power when the amount of solar energy per unit area of the solar panel 11 is 400 W / m 2 , and similarly, the lines 81, 82, and 83 show the amount of solar energy, respectively. The relationship between the drive voltage and the output power when is 600 W / m 2 , 800 W / m 2 , and 1 kW / m 2 is shown. As is clear from the figure, the drive voltage indicating the maximum output power moves to the low voltage side when the amount of energy decreases. Therefore, if solar panels with different amounts of solar energy, for example, installed in different directions, are collectively converted by one inverter 76 (that is, converted with the same drive voltage), the conversion efficiency becomes low and the sun Light energy cannot be used efficiently.

さらに、地中配電で配電トランス６１と各建物１０とを結ぶ場合、配電トランス６１に加えて、インバータ７６、７７や蓄電池６７を配電設備として路上に設置する必要があるため、景観上、通行上の妨げとなっていた。また、配電トランス６１、インバータ７６、７７、蓄電池６７などが異なる場所にあるため、保守点検が容易でないという課題もあった。 Further, when connecting the distribution transformer 61 and each building 10 by underground power distribution, it is necessary to install inverters 76, 77 and storage batteries 67 as power distribution equipment on the road in addition to the distribution transformer 61. Was a hindrance to. Further, since the distribution transformer 61, the inverters 76, 77, the storage battery 67, and the like are located in different places, there is a problem that maintenance and inspection are not easy.

このため、シンプルなシステム構成で、変換効率が良く、周囲の景観を損なうことなく、さらに保守点検が容易な電力供給システムが求められていた。 Therefore, there has been a demand for a power supply system having a simple system configuration, high conversion efficiency, no damage to the surrounding landscape, and easy maintenance and inspection.

上記課題は、複数の建物（１０）のそれぞれに接続された交流引込線（２２）に接続され、低圧交流電力を送電する交流配電線（２）と、複数の建物（１０）のそれぞれに設置された太陽光パネル（１１）に接続された直流引込線（２３）に接続され、配電線直流電力を送電する直流配電線（３）と、受変電設備（６）とを備え、受変電設備（６）は、低圧交流電力と電力系統（７）の高圧交流電力との変換を行う配電トランス（６１）と、直流バス（７２）と、配電線直流電力を、直流バス（７２）を流れる設備内直流電力に変換する第１の直流コンバータ（６２）と、蓄電池（６７）と、設備内直流電力と蓄電池（６７）の充放電電力との変換を行う第２の直流コンバータ（６３）と、低圧交流電力と設備内直流電力との変換を行うインバータ（６６）とを備える、電力供給システム（１）により解決することができる。 The above-mentioned problem is installed in each of a plurality of buildings (10) and an AC distribution line (2) which is connected to an AC service line (22) connected to each of a plurality of buildings (10) and transmits low-voltage AC power. A DC distribution line (3) connected to a DC service line (23) connected to a solar panel (11) to transmit DC power, and a power receiving / transforming facility (6) are provided, and a power receiving / transforming facility (6) is provided. ) Indicates the distribution transformer (61) that converts the low-voltage AC power and the high-voltage AC power of the power system (7), the DC bus (72), and the distribution line DC power in the facility that flows through the DC bus (72). A first DC converter (62) that converts to DC power, a storage battery (67), a second DC converter (63) that converts the DC power in the facility and the charge / discharge power of the storage battery (67), and low pressure. This can be solved by a power supply system (1) including an inverter (66) that converts AC power and DC power in the facility.

すなわち、複数の建物（１０）と受変電設備（６）との間に交流配電線（２）と直流配電線（３）とを設け、各建物の太陽光パネル（１１）で発電された直流電力を交流電力に変換せずに直流電力のままで受変電設備（６）に送電し、受変電設備（６）で交流電力に変換せずに直流コンバータ（６２、６３）を介して蓄電池（６７）に充放電することにより、効率が良く直流電力間の相互融通が可能となる。直流コンバータはインバータに比べると回路構成がシンプルであるため、システム構成を簡素化することができる。また、配電トランス、直流コンバータ、蓄電池、インバータなどを、受変電設備（６）に配置することが可能であることから、周囲の景観を損なうことなく、保守点検が容易な電力供給システムを提供することができる。 That is, an AC distribution line (2) and a DC distribution line (3) are provided between the plurality of buildings (10) and the power receiving / transforming facility (6), and the direct current generated by the solar panel (11) of each building is provided. The electric power is transmitted to the power receiving / transforming facility (6) as it is without converting it into AC power, and the storage battery (62, 63) is transmitted through the DC converter (62, 63) without being converted into AC power by the power receiving / transforming facility (6). By charging / discharging to 67), mutual interchange between DC powers becomes possible with high efficiency. Since the circuit configuration of the DC converter is simpler than that of the inverter, the system configuration can be simplified. Further, since the distribution transformer, DC converter, storage battery, inverter, etc. can be arranged in the power receiving / transforming facility (6), a power supply system that can be easily maintained and inspected without damaging the surrounding landscape is provided. be able to.

ここで、受変電設備（６）は、電力系統（７）から配電トランス（６１）に流れる電力量を測定する電力量測定装置（６８）と、測定された電力量に基づいて、インバータ（６６）が変換を行う電力量を制御する制御装置（６９）とをさらに備えることが望ましい。直流配電線（３）から交流配電線（２）へ変換する電力量を、電力需要に応じて制御することにより、電力系統（７）からの買電電力量を適切な量に維持することができ、また電力の効率的な利用が可能となる。 Here, the power receiving / transforming equipment (6) is an electric energy measuring device (68) for measuring the amount of electric power flowing from the electric power system (7) to the distribution transformer (61), and an inverter (66) based on the measured electric energy. ) Is further provided with a control device (69) for controlling the amount of power to be converted. By controlling the amount of power converted from the DC distribution line (3) to the AC distribution line (2) according to the power demand, the amount of power purchased from the power system (7) can be maintained at an appropriate amount. Also, efficient use of electric power becomes possible.

また、受変電設備（６）は、設備内直流電力を、受変電設備（６）の外部に配置された直流負荷（７３）に供給する電力に変換する第３の直流コンバータ（６４）をさらに備えることが望ましい。直流負荷（７３）への電力供給も交流電力線を介さずに、直流バスを流れる設備内直流電力を直流コンバータ（６４）で変換して供給することにより、シンプルなシステム構成で、効率が良く直流電力間の相互融通が可能となる。 Further, the power receiving / transforming equipment (6) further adds a third DC converter (64) that converts the DC power in the equipment into the power supplied to the DC load (73) arranged outside the power receiving / transforming equipment (6). It is desirable to prepare. The power supply to the DC load (73) is also done by converting the DC power in the equipment flowing through the DC bus with the DC converter (64) without going through the AC power line, so that the DC can be efficiently supplied with a simple system configuration. Mutual interchange between electric powers is possible.

また、電力供給システム（１）は、複数の第１の直流コンバータ（６２、６５）と複数の直流配電線（３、４）とを備え、太陽光パネル（１１、１２）は、最大出力電力を与える電圧にしたがってグループ分けされ、グループ毎に複数の直流配電線（３、４）のいずれかに接続され、複数の第１の直流コンバータ（６２、６５）のそれぞれは、対応する直流配電線（３、４）により送電される配電線直流電力を設備内直流電力に変換することが望ましい。最大電力を得るための駆動電圧が近似した太陽光パネル群毎に直流コンバータを設けることにより、太陽光パネルをより適切な電圧で駆動することができ、太陽光エネルギーを効率よく直流電力に変換することが可能となる。 Further, the power supply system (1) includes a plurality of first DC converters (62, 65) and a plurality of DC distribution lines (3, 4), and the solar panel (11, 12) has a maximum output power. Each group is connected to one of a plurality of DC distribution lines (3, 4), and each of the plurality of first DC converters (62, 65) is a corresponding DC distribution line. It is desirable to convert the DC power of the distribution line transmitted by (3, 4) into the DC power in the facility. By providing a DC converter for each solar panel group whose drive voltage is similar to obtain the maximum power, the solar panel can be driven at a more appropriate voltage, and solar energy is efficiently converted into DC power. It becomes possible.

また、電力供給システム（１）は、複数の直流配電線（３、４）を備え、太陽光パネル（１１、１２）は、最大出力電力を与える電圧にしたがってグループ分けされ、グループ毎に複数の直流配電線（３、４）のいずれかに接続され、複数の直流配電線（３、４）は、線路損失による電圧降下が互いに異なり、電圧降下の差は、直流配電線（３、４）に接続された太陽光パネル（１１、１２）の最大出力電力を与える電圧の差と等しく、複数の直流配電線（３、４）は、同一の第１の直流コンバータ（６２）に接続されていることが望ましい。最大電力を得るための駆動電圧が近似した太陽光パネル群毎に直流配電線を設け、直流配電線の線路損失による電圧降下と、太陽光パネル群どうしの最大出力電力を与える電圧の差とをほぼ等しくすることにより、複数の直流配電線を同一の第１の直流コンバータに接続しても、全て太陽光パネルを、最大電力を得るための駆動電圧の近傍で動作させることが可能となる。このため、直流コンバータの数を増やす必要がなく、シンプルな構成で太陽光エネルギーを効率よく電力に変換することが可能となる。 Further, the power supply system (1) includes a plurality of DC distribution lines (3, 4), and the solar panels (11, 12) are grouped according to the voltage that gives the maximum output power, and a plurality of DC distribution lines (3, 4) are grouped. Connected to any of the DC distribution lines (3, 4), the plurality of DC distribution lines (3, 4) have different voltage drops due to line loss, and the difference in voltage drop is the DC distribution lines (3, 4). The plurality of DC distribution lines (3, 4) are connected to the same first DC converter (62), which is equal to the difference in the voltage giving the maximum output power of the solar panels (11, 12) connected to. It is desirable to be there. A DC distribution line is provided for each solar panel group whose drive voltage is similar to obtain the maximum power, and the voltage drop due to the line loss of the DC distribution line and the difference in the voltage that gives the maximum output power between the solar panel groups are calculated. By making them substantially equal, even if a plurality of DC distribution lines are connected to the same first DC converter, all the solar panels can be operated in the vicinity of the drive voltage for obtaining the maximum power. Therefore, it is not necessary to increase the number of DC converters, and it is possible to efficiently convert solar energy into electric power with a simple configuration.

また、上記課題は、同様な特徴を有する受変電設備によっても、解決することができる。 Further, the above problem can also be solved by a power receiving / transforming facility having similar characteristics.

本発明の第１の実施態様に係る電力供給システム１の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply system 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 電力供給システム１の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of a power supply system 1. 本発明の第２の実施態様に係る電力供給システム８の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply system 8 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施態様に係る電力供給システム９の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the power supply system 9 which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 従来の電力供給システム５の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional power supply system 5. 太陽光パネルの駆動電圧と出力電力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the drive voltage of a solar panel and output power.

第１の実施態様
本願発明の第１の実施態様である電力供給システム１の概略構成を図１に示す。道路を挟んで図の上側に４軒、下側に５軒の建物１０が並んで造成されている。上側の４軒の建物１０のすぐ右側には、５０平方メートルの共用緑地があり、共用緑地に受変電設備６が設置されている。 First Embodiment FIG. 1 shows a schematic configuration of a power supply system 1 according to a first embodiment of the present invention. Four buildings 10 are arranged side by side on the upper side of the figure and five buildings 10 are constructed on the lower side across the road. Immediately to the right of the four buildings 10 on the upper side, there is a common green space of 50 square meters, and the power receiving and transforming facility 6 is installed in the common green space.

各建物１０の南面と東面の屋根にそれぞれ８直列ずつ配置された太陽光（ＰＶ）パネル１１が設置されている。太陽光パネル１１は単結晶タイプ、公称最大出力３２０Ｗ、公称開放電圧４０．５Ｖ、外形寸法１．７ｍ×１ｍの製品を、８直列したものを用いた。すなわち、各建物１０には、公称最大電力２．５６ｋＷ（３２０Ｗ×８直列）の発電能力を有する太陽光パネル１１が２つずつ設置されている。 Eight series of solar (PV) panels 11 are installed on the roofs on the south and east sides of each building 10. As the solar panel 11, eight products of a single crystal type, a nominal maximum output of 320 W, a nominal open circuit voltage of 40.5 V, and an external dimension of 1.7 m × 1 m were used in series. That is, two solar panels 11 having a power generation capacity of a nominal maximum power of 2.56 kW (320 W × 8 series) are installed in each building 10.

上下の建物１０の間の道路には複数のハンドホール２１が配置されている。ハンドホール２１間を貫通して、１５０ｓｑの５芯ＣＶケーブルで構成された交流配電線２と直流配電線３とが延びている。各ハンドホール２１から、各建物１０に２８ｓｑの交流引込線２２と直流引込線２３とが敷設されている。各交流引込線２２は交流配電線２と各建物１０とを接続し、交流配電線２で送電される１００Ｖ／２００Ｖの低圧交流電力を、交流負荷である各建物１０に配電する。各直流引込線２３は直流配電線３と各建物１０に配置された太陽光パネル１１をと接続し、太陽光パネル１１で発電された３２４Ｖ（４０．５Ｖ×８）の配電線直流電力を直流配電線３に供給する。したがって、直流配電線３には、計算上は２．５６ｋＷ×１８＝４６．１ｋＷの発電能力を有する太陽光パネルが接続された事になるが、実際の発電出力は最大でも４０ｋＷ程度であった。交流配電線２および直流配電線３は、受変電設備６に接続されている。 A plurality of hand holes 21 are arranged on the road between the upper and lower buildings 10. An AC distribution line 2 and a DC distribution line 3 composed of a 150 sq 5-core CV cable extend through the hand holes 21. From each hand hole 21, a 28 sq AC drop line 22 and a DC drop line 23 are laid in each building 10. Each AC drop line 22 connects the AC distribution line 2 and each building 10, and distributes 100V / 200V low-voltage AC power transmitted by the AC distribution line 2 to each building 10 which is an AC load. Each DC service line 23 connects the DC distribution line 3 and the solar panel 11 arranged in each building 10, and distributes the DC power of the 324V (40.5V × 8) distribution line generated by the solar panel 11 to the DC distribution line. It is supplied to the electric wire 3. Therefore, a solar panel having a power generation capacity of 2.56 kW × 18 = 46.1 kW was connected to the DC distribution line 3 in calculation, but the actual power generation output was about 40 kW at the maximum. .. The AC distribution line 2 and the DC distribution line 3 are connected to the power receiving / transforming facility 6.

なお、上述した構成は、建物１０を建設する前の造成の段階でハンドホール２１や建物１０への引き込み管路、ハンドホール間を接続する管路やその中を通る交流配電線２と直流配電線３を設置し、建物１０の建設完了後に太陽光パネル１１や分電盤、交流引込線２２、直流引込線２３などを設置して接続した。本実施態様ではこのようにマルチドロップ型の配線構成としたが、ハンドホールの数量を減らして分岐線の数を増やしたり、あるいはインバータ類の筐体にスター状に引き込んでも良い。 In the above-described configuration, the hand hole 21, the lead-in line to the building 10, the line connecting between the hand holes, the AC distribution line 2 passing through the hand hole, and the DC distribution line are distributed at the stage of construction before the building 10. The electric wire 3 was installed, and after the construction of the building 10 was completed, the solar panel 11, the distribution board, the AC service line 22, the DC service line 23, and the like were installed and connected. In this embodiment, the multi-drop type wiring configuration is adopted as described above, but the number of hand holes may be reduced to increase the number of branch lines, or the wiring may be drawn into the housing of the inverters in a star shape.

造成した９件の建物１０は、１件の高圧需要家として電力会社と高圧受電契約を締結している。このため、共用緑地に配置された受変電設備６には、４０ｋＷの配電トランス６１が設置されている。配電トランス６１は、電力系統７から三相３線式の６ｋＶの高圧交流電力を一次側で受電し、単相３線式１００Ｖ／２００Ｖの低圧交流電力に変換して、二次側に接続された交流配電線２に供給する。配電トランス６１はまた、交流配電線２に流れる低圧交流電力を高圧交流電力に変換して電力系統７に出力することもできる双方向トランスである。 The nine buildings 10 constructed have a high-voltage power receiving contract with the electric power company as one high-voltage consumer. Therefore, a 40 kW distribution transformer 61 is installed in the power receiving / transforming facility 6 arranged in the common green area. The distribution transformer 61 receives the high-voltage AC power of 6 kV of the three-phase three-wire system from the power system 7 on the primary side, converts it into the low-voltage AC power of the single-phase three-wire system 100 V / 200 V, and is connected to the secondary side. It is supplied to the AC distribution line 2. The distribution transformer 61 is also a bidirectional transformer capable of converting low-voltage AC power flowing through the AC distribution line 2 into high-voltage AC power and outputting it to the power system 7.

受変電設備６には、配電トランス６１とともに、系統連系インバータ６６、太陽光パネル用直流コンバータ６２、蓄電池用直流コンバータ６３、直流負荷用直流コンバータ６４、蓄電池６７、電力量測定装置６８および電力制御装置（ＥＭＳ）６９を備える。インバータ６６および各直流コンバータ６２、６３、６４は、３８０Ｖの設備内直流電力が流れる直流バス７２で接続されている。 In the power receiving / transforming equipment 6, together with the distribution transformer 61, the grid interconnection inverter 66, the DC converter 62 for the solar panel, the DC converter 63 for the storage battery, the DC converter 64 for the DC load, the storage battery 67, the electric energy measuring device 68, and the power control A device (EMS) 69 is provided. The inverter 66 and the DC converters 62, 63, 64 are connected by a DC bus 72 through which DC power in the equipment of 380 V flows.

系統連系インバータ６６は、交流側の出力が系統連系技術規程に従った、定格出力５０ｋＷのインバータである。インバータ６６の交流側の出力は単相３線式１００Ｖ／２００Ｖであり、配電トランス６１の二次側と交流配電線２に接続されている。また、直流側の出力は３８０Ｖの設備内直流電力で、直流バス７２に接続されている。系統連系インバータ６６は、配電トランス６１の二次側の低圧交流電力を、直流バス７２の設備内直流電力に変換し、また逆に、直流バス７２の設備内直流電力を、配電トランス６１の二次側の低圧交流電力に変換することができる双方向インバータである。 The grid interconnection inverter 66 is an inverter whose AC output is in accordance with the grid interconnection technical regulations and has a rated output of 50 kW. The output on the AC side of the inverter 66 is a single-phase three-wire system 100V / 200V, and is connected to the secondary side of the distribution transformer 61 and the AC distribution line 2. Further, the output on the DC side is 380 V in-equipment DC power, which is connected to the DC bus 72. The grid interconnection inverter 66 converts the low-voltage AC power on the secondary side of the distribution transformer 61 into the DC power in the equipment of the DC bus 72, and conversely, converts the DC power in the equipment of the DC bus 72 into the DC power in the equipment of the distribution transformer 61. It is a bidirectional inverter that can be converted to low-voltage AC power on the secondary side.

太陽光パネル用直流コンバータ６２は、出力端が３８０Ｖの設備内直流電力が流れる直流バス７２に接続され、入力端が、太陽光パネル１１の出力を集線した配電線直流電力が流れる直流配電線３に接続されている。太陽光パネル用直流コンバータ６２は、直流配電線３を流れる配電線直流電力を、直流バス７２を流れる設備内直流電力に変換する単方向の直流直流コンバータである。 The DC converter 62 for a solar panel is connected to a DC bus 72 having an output end of 380 V in which DC power flows in the facility, and an input end is a distribution line concentrating the output of the solar panel 11. It is connected to the. The DC converter 62 for a solar panel is a unidirectional DC / DC converter that converts the DC power of the distribution line flowing through the DC distribution line 3 into the DC power in the facility flowing through the DC bus 72.

蓄電池用直流コンバータ６３は、定格入出力５０ｋＷの直流直流コンバータである。直流コンバータ６３の一端が直流バス７２に接続され、他端が蓄電池６７に接続されている。直流コンバータ６３は、直流バス７２の設備内直流電力を、蓄電池６７の充電電力に、また逆に、蓄電池６７の放電電力を、直流バス７２の設備内直流電力に変換することが可能な双方向コンバータである。蓄電池６７は、定格２Ｖ、公称容量１０００Ａｈの鉛蓄電池を１０８直列接続して構成されている。蓄電池６７の充電率は、通信回線を介してリアルタイムでＥＭＳ６９に送信される。 The DC converter 63 for a storage battery is a DC / DC converter having a rated input / output of 50 kW. One end of the DC converter 63 is connected to the DC bus 72, and the other end is connected to the storage battery 67. The DC converter 63 can convert the DC power in the equipment of the DC bus 72 into the charging power of the storage battery 67, and conversely, convert the discharge power of the storage battery 67 into the DC power in the equipment of the DC bus 72. It is a converter. The storage battery 67 is configured by connecting 108 lead storage batteries having a rating of 2V and a nominal capacity of 1000Ah in series. The charge rate of the storage battery 67 is transmitted to the EMS 69 in real time via the communication line.

直流負荷用直流コンバータ６４は、直流直流コンバータであり、一端が３８０Ｖの直流バス７２に接続され、他端がコネクタ７４に接続され、コネクタ７４を介して受変電設備６の外部に配置された直流負荷７３に直流電力を供給することができる。直流コンバータ６４は、直流バス７２の設備内直流電力を、直流負荷７３に供給する電力に変換する単方向コンバータである。 The DC load DC converter 64 is a DC DC converter, one end of which is connected to a 380 V DC bus 72, the other end of which is connected to a connector 74, and a DC component arranged outside the power receiving / transforming facility 6 via the connector 74. DC power can be supplied to the load 73. The DC converter 64 is a unidirectional converter that converts the DC power in the equipment of the DC bus 72 into the power supplied to the DC load 73.

電力量測定装置６８は、電力系統７と配電トランス６１の一次側との間に接続され、電力系統７から配電トランス６１に流入する電力、すなわち買電電力量を測定する装置である。測定された買電電力量は、通信回線を介してＥＭＳ６９に送信される。 The electric energy measuring device 68 is a device connected between the electric power system 7 and the primary side of the distribution transformer 61 and measures the electric power flowing into the distribution transformer 61 from the electric power system 7, that is, the amount of purchased electric power. The measured power purchase amount is transmitted to the EMS 69 via the communication line.

ＥＭＳ６９は、電力量測定装置６８で測定された買電電力量に基づいて、系統連系インバータ６６を制御する制御装置である。ＥＭＳ６９は、メモリ、タイマ、およびプロセッサを備え、電力量測定装置６８から逐次供給される買電電力量のデータをメモリに記録し、また記録された過去の買電電力量から将来の電力需要を推定し、推定された電力需要に基づいて系統連系インバータ６６が変換を行う電力量を制御する。 The EMS 69 is a control device that controls the grid interconnection inverter 66 based on the amount of purchased power measured by the electric energy measuring device 68. The EMS 69 includes a memory, a timer, and a processor, records the data of the electric energy purchased sequentially supplied from the electric energy measuring device 68 in the memory, and estimates the future electric power demand from the recorded past electric energy purchased. , The grid interconnection inverter 66 controls the amount of power to be converted based on the estimated power demand.

なお、本実施態様の電力供給システム１は、配電トランス６１、系統連系インバータ６６、直流コンバータ６２、６３、６４、蓄電池６７、電力量測定装置６８およびＥＭＳ６９など受変電設備６の構成を単一の筐体に格納しているが、一部の構成要素を別の筐体に配置してもよい。 The power supply system 1 of the present embodiment has a single configuration of the power receiving / transforming equipment 6 such as the distribution transformer 61, the grid interconnection inverter 66, the DC converters 62, 63, 64, the storage battery 67, the electric energy measuring device 68, and the EMS 69. Although it is stored in the housing of, some components may be arranged in another housing.

例えば、直流負荷用直流コンバータ６４をＥＶ用急速充電器７３内に配置し、直流バス７２の設備内直流電力をコネクタを介して、隣接するＥＶ用急速充電器７３の筐体内に配置された直流コンバータ６４に供給するように構成してもよい。すなわち、直流バス７２の電圧と、コネクタから直流負荷に供給する電圧を同じ電圧になるように、直流バス７２および直流負荷７３のうちの少なくとも一方を設計することによって、受変電設備６の構成を複数の筐体・装置にまたがって配置することができる。 For example, the DC load DC converter 64 is arranged in the EV quick charger 73, and the DC power in the equipment of the DC bus 72 is distributed in the housing of the adjacent EV quick charger 73 via the connector. It may be configured to supply to the converter 64. That is, by designing at least one of the DC bus 72 and the DC load 73 so that the voltage of the DC bus 72 and the voltage supplied from the connector to the DC load are the same, the configuration of the power receiving / transforming facility 6 is configured. It can be arranged across a plurality of housings / devices.

同様のことは、蓄電池用直流コンバータ６３にもいえる。すなわち、直流バス７２の電圧と蓄電池６７の充放電電圧とを同じ電圧になるように、直流バス７２および蓄電池６７のうちの少なくとも一方を設計することによって、受変電設備６の構成を複数の筐体・装置にまたがって配置することができる。 The same can be said for the DC converter 63 for storage batteries. That is, by designing at least one of the DC bus 72 and the storage battery 67 so that the voltage of the DC bus 72 and the charge / discharge voltage of the storage battery 67 are the same, the configuration of the power receiving / transforming facility 6 can be configured as a plurality of housings. It can be placed across the body / device.

次に、電力供給システム１の動作について説明する。建物１０に設置された太陽光パネル１１は、日射エネルギー量に応じて発電を行う。発電された直流電力は、直流引込線２３によって送電され、ハンドホール２１で直流配電線３に集線される。直流配電線３は配電線直流電力を受変電設備６に送電する。また、受変電設備６から供給される低圧交流電力は、交流配電線２で送電される。低圧交流電力はハンドホール２１で交流引込線２２に分岐して、各建物１０に配電される。 Next, the operation of the power supply system 1 will be described. The solar panel 11 installed in the building 10 generates electricity according to the amount of solar radiation energy. The generated DC power is transmitted by the DC drop line 23, and is concentrated on the DC distribution line 3 at the hand hole 21. The DC distribution line 3 transmits the distribution line DC power to the power receiving / transforming facility 6. Further, the low-voltage AC power supplied from the power receiving / transforming facility 6 is transmitted by the AC distribution line 2. The low-voltage AC power is branched into the AC drop line 22 at the hand hole 21 and distributed to each building 10.

受変電設備６において、直流配電線３によって送電された配電線直流電力は、太陽光パネル用直流コンバータ６２が受電して、設備内直流電圧に変換して直流バス７２に供給する。太陽光パネル用直流コンバータ６２は、太陽光パネル側の電圧を最大電流が得られるまで変化させ、最大電流が得られた後はその周辺で周期的に変化させる、いわゆるＭＰＰＴ制御を行う。太陽光パネル用直流コンバータ６２の直流バス側は受電端の電圧に追従し、かつ、太陽光パネル１１からの入力に応じた電力を直流バス７２に供給する。すなわち、太陽光パネル用直流コンバータ６２はその瞬間の日射エネルギーに応じた電力を直流バス７２に注入し、その値は変動する。また上述したＭＰＰＴ制御は太陽光パネル用直流コンバータ６２が自律的に実施するため、ＥＭＳ６９による制御は不要である。 In the power receiving / transforming facility 6, the distribution line DC power transmitted by the DC distribution line 3 is received by the solar panel DC converter 62, converted into the DC voltage in the facility, and supplied to the DC bus 72. The DC converter 62 for a solar panel performs so-called MPPT control in which the voltage on the solar panel side is changed until the maximum current is obtained, and then the voltage is periodically changed around the voltage after the maximum current is obtained. The DC bus side of the DC converter 62 for the solar panel follows the voltage at the receiving end and supplies electric power to the DC bus 72 in response to the input from the solar panel 11. That is, the DC converter 62 for a solar panel injects electric power corresponding to the solar radiation energy at that moment into the DC bus 72, and the value fluctuates. Further, since the above-mentioned MPPT control is autonomously performed by the DC converter 62 for the solar panel, the control by the EMS 69 is unnecessary.

直流負荷用直流コンバータ６４は、直流バス７２の設備内直流電力を、受変電設備６の外部に配置された直流負荷７３に供給する電力に変換して、コネクタ７４に流す。コネクタ７４に、受変電設備６の外部に配置された直流負荷７３を接続することにより、直流負荷７３は、変換された電力を受け取ることができる。例えば、直流負荷７３として５０ｋＷの電気自動車（ＥＶ）用急速充電器を利用する場合、ＥＶ用急速充電器７３を受変電設備６に隣接して配置し、ＥＶ用急速充電器７３の電源端子とコネクタ７４を接続する。直流コンバータ６４は、設備内直流電力をＥＶ用急速充電器７３の電源電圧に変換する。変換された直流電力は、コネクタ７４を介してＥＶ用急速充電器７３に供給される。ＥＶ用急速充電器７３は、供給された直流電力を使って、ＥＶ用急速充電器７３に接続されているＥＶを充電することができる。 The DC load DC converter 64 converts the DC power in the equipment of the DC bus 72 into the power supplied to the DC load 73 arranged outside the power receiving / transforming equipment 6 and sends it to the connector 74. By connecting the DC load 73 arranged outside the power receiving / transforming facility 6 to the connector 74, the DC load 73 can receive the converted power. For example, when a 50 kW quick charger for an electric vehicle (EV) is used as the DC load 73, the EV quick charger 73 is arranged adjacent to the power receiving / transforming facility 6 and is connected to the power supply terminal of the EV quick charger 73. Connect the connector 74. The DC converter 64 converts the DC power in the equipment into the power supply voltage of the EV quick charger 73. The converted DC power is supplied to the EV quick charger 73 via the connector 74. The EV quick charger 73 can use the supplied DC power to charge the EV connected to the EV quick charger 73.

蓄電池用直流コンバータ６３は、直流バス７２の設備内直流電力を、蓄電池６７の充放電電力に変換して蓄電池６７を充電し、また逆に、蓄電池６７から放電された電力を設備内直流電力に変換して直流バス７２に供給する。蓄電池用直流コンバータ６３は、変換する方向（すなわち、蓄電池６７に充電するか放電するか）および変換する電力量を自律的に制御する。より具体的には、蓄電池用直流コンバータ６３の直流バス７２側は、直流バス７２の電圧が所定の設備内直流電圧（本実施態様では３８０Ｖ）となるようにＣＶ運転制御すなわち電圧一定制御での運転をする。蓄電池用直流コンバータ６３は、直流バス７２の電圧を逐次監視し、設備内直流電力の需要が増加して直流バス７２の電圧が下降すると、蓄電池６７に貯蓄された電力を放電して変換し、直流バス７２に供給する。設備内直流電力の需要量が増えると、増加量に応じて変換する電力量も増加させる。逆に、設備内直流電力の需要が減少すると、変換する電力量も減少させ、さらに需要が減少すると、変換方向を変えて直流バス７２の設備内直流電力を蓄電池６７の充電電圧に変換して、蓄電池６７を充電する。この自律的な制御は蓄電池用直流コンバータ６３の制御回路の内部で閉じた制御であるため、太陽光パネル１１の発電電力量の急速な変動や、ＥＶ用急速充電器などの直流負荷７３の急速な電流立ち上がりにも容易に対応できる。また、蓄電池用直流コンバータ６３外部への通信、例えばＥＭＳ６９への通信が不要であるため、シンプルな構成で高速な制御が可能となる。 The DC converter 63 for a storage battery converts the DC power in the equipment of the DC bus 72 into the charge / discharge power of the storage battery 67 to charge the storage battery 67, and conversely, converts the power discharged from the storage battery 67 into the DC power in the equipment. It is converted and supplied to the DC bus 72. The DC converter 63 for a storage battery autonomously controls the conversion direction (that is, whether to charge or discharge the storage battery 67) and the amount of power to be converted. More specifically, the DC bus 72 side of the DC converter 63 for a storage battery is subjected to CV operation control, that is, constant voltage control so that the voltage of the DC bus 72 becomes a predetermined DC voltage in the facility (380 V in this embodiment). Drive. The DC converter 63 for a storage battery sequentially monitors the voltage of the DC bus 72, and when the demand for DC power in the facility increases and the voltage of the DC bus 72 drops, the power stored in the storage battery 67 is discharged and converted. It is supplied to the DC bus 72. As the demand for DC power in the equipment increases, the amount of power to be converted increases according to the increase. On the contrary, when the demand for DC power in the equipment decreases, the amount of power to be converted also decreases, and when the demand further decreases, the conversion direction is changed to convert the DC power in the equipment of the DC bus 72 into the charging voltage of the storage battery 67. , Charges the storage battery 67. Since this autonomous control is closed inside the control circuit of the DC converter 63 for the storage battery, the rapid fluctuation of the generated power amount of the solar panel 11 and the rapid fluctuation of the DC load 73 such as the quick charger for EV It can easily handle a large current rise. Further, since communication to the outside of the DC converter 63 for storage batteries, for example, communication to EMS69 is not required, high-speed control is possible with a simple configuration.

系統連系インバータ６６は、直流バス７２を流れる設備内直流電力を低圧交流電力に変換して交流配電線２に供給し、また逆に、交流配電線２を流れる低圧交流電力を設備内直流電力に変換して直流バス７２に供給する。系統連系インバータ６６の動作、例えば電力変換の方向（すなわち低圧交流電力から設備内直流電力に変換するか、その逆か）や変換する電力量は、ＥＭＳ６９によって制御される。この制御方法の詳細は後述する。 The grid interconnection inverter 66 converts the DC power in the facility flowing through the DC bus 72 into low-voltage AC power and supplies it to the AC distribution line 2, and conversely, the low-voltage AC power flowing through the AC distribution line 2 is converted into the DC power in the facility. Is converted to and supplied to the DC bus 72. The operation of the grid interconnection inverter 66, for example, the direction of power conversion (that is, conversion from low-voltage AC power to DC power in the facility or vice versa) and the amount of power to be converted are controlled by the EMS 69. The details of this control method will be described later.

配電トランス６１は、電力系統７を流れる高圧交流電力を低圧交流電力に変換して交流配電線２に供給し、また逆に交流配電線２に流れる低圧交流電力を高圧交流電力に変換して電力系統７に出力する。配電トランス６１が高圧交流電力から低圧交流電力に変換する電力量（買電電力量）は、系統連系インバータ６６が設備内直流電力を低圧交流電力に変換しているときは、各建物１０が消費する交流電力量とインバータ６６から供給される交流電力量の差分の買電電力量となり、系統連系インバータ６６が低圧交流電力を設備内直流電力に変換しているときは、各建物１０が消費する交流電力量とインバータ６６に供給される交流電力量の合計の買電電力量となる。系統連系インバータ６６の変換電力量はＥＭＳ６９によって制御されるため、配電トランス６１の変換電力量も間接的にＥＭＳ６９によって制御されることになる。買電電力量は、電力量測定装置６８によって測定され、通信回線を介してリアルタイムで制御装置６９に送信される。 The distribution transformer 61 converts the high-voltage AC power flowing through the power system 7 into low-voltage AC power and supplies it to the AC distribution line 2, and conversely converts the low-voltage AC power flowing through the AC distribution line 2 into high-voltage AC power to generate power. Output to system 7. The amount of power (purchased power) that the distribution transformer 61 converts from high-voltage AC power to low-voltage AC power is consumed by each building 10 when the grid interconnection inverter 66 converts DC power in the facility to low-voltage AC power. The amount of AC power purchased is the difference between the amount of AC power to be generated and the amount of AC power supplied from the inverter 66. When the grid interconnection inverter 66 converts low-voltage AC power to DC power in the facility, the amount of AC power consumed by each building 10. And the total amount of AC power supplied to the inverter 66 is the amount of power purchased. Since the conversion power amount of the grid interconnection inverter 66 is controlled by the EMS69, the conversion power amount of the distribution transformer 61 is also indirectly controlled by the EMS69. The electric energy purchased is measured by the electric energy measuring device 68 and transmitted to the control device 69 in real time via the communication line.

次に、ＥＭＳ６９による系統連系インバータ６６の制御方法について、特に、交流配電ネットワーク内の需給バランスを維持する観点から、図２のフローチャート９０を参照しながら説明する。ＥＭＳ６９は、通信回線を介して電力量測定装置６８から買電電力量のデータを逐次受信し、ＥＭＳ６９内部のタイマが示す時刻とともにメモリに記録する（ステップ９１）。記録された過去の買電電力量に基づいて、プロセッサが将来の電力需要を推定し、所定時間単位の買電電力量を推定する（ステップ９２）。 Next, a method of controlling the grid interconnection inverter 66 by the EMS 69 will be described with reference to the flowchart 90 of FIG. 2, particularly from the viewpoint of maintaining the supply-demand balance in the AC distribution network. The EMS 69 sequentially receives the data of the electric energy purchased from the electric energy measuring device 68 via the communication line, and records it in the memory together with the time indicated by the timer inside the EMS 69 (step 91). Based on the recorded past power purchase amount, the processor estimates the future power demand and estimates the power purchase amount in a predetermined time unit (step 92).

電力会社との契約では、毎時０分から３０分および３０分から６０分までの３０分単位の買電電力量で契約内容が規定されることが多い。ＥＭＳ６９は、毎時０分および毎時３０分からの買電電力量のデータに基づいて、当該時間帯の総買電電力量をリアルタイムで予測する。例えば、９時００分から９時０３分までの３分間の買電電力量のデータに基づいて、９時００分から９時３０分までの３０分間の買電電力量を推定する。また、９時０４分には９時００分から９時０４分までの４分間の買電電力量のデータに基づいて、９時００分から９時３０分までの３０分間の買電電力量を推定する。メモリに記録されている前日の同じ時間帯のデータや前年の同時期のデータをさらに加味して、所定の３０分間の買電電力量を推定してもよい。 In contracts with electric power companies, the content of the contract is often defined by the amount of electricity purchased in units of 30 minutes from 0 to 30 minutes and 30 to 60 minutes per hour. The EMS 69 predicts the total amount of power purchased in the time zone in real time based on the data of the amount of power purchased from 0 minutes per hour and 30 minutes per hour. For example, the amount of power purchased for 30 minutes from 9:00 to 9:30 is estimated based on the data of the amount of power purchased for 3 minutes from 9:00 to 9:03. Further, at 9:04, the amount of power purchased for 30 minutes from 9:00 to 9:30 is estimated based on the data of the amount of power purchased for 4 minutes from 9:00 to 9:04. The amount of power purchased for a predetermined 30 minutes may be estimated by further adding the data of the same time zone of the previous day and the data of the same period of the previous year recorded in the memory.

次に、ＥＭＳ６９は、推定された３０分間の買電電力量と、予め定められた第１の電力量とを比較する（ステップ９３）。第１の電力量は、買電電力量が電力会社との契約電力量を超えないように制御するための閾値となる電力量であるため、契約電力量または契約電力量から所定のマージンを差し引いた電力量に設定することが望ましい。推定買電電力量が第１の電力量を超える場合には、直流バス７２を流れる設備内直流電力を低圧交流電力に変換して交流配電線２に供給するよう、系統連系インバータ６６を制御する（ステップ９４）。変換する電力量は、推定買電電力量と第１の電力量との差分にしたがって決定し、差分が大きくなるほど変換電力量も大きくなるように制御する。変換される直流電力量が太陽光パネル１１による発電電力量を超える場合には、設備内直流電力需要の増加により直流バス７２の電圧が低下する。その結果、蓄電池用直流コンバータ６３は自律的に、蓄電池６７を放電して、放電された電力を設備内直流電力に変換して直流バス７２に供給し、直流バス７２の電圧を維持する。 Next, the EMS 69 compares the estimated power purchase amount for 30 minutes with the predetermined first power amount (step 93). Since the first electric energy is a threshold electric energy for controlling the purchased electric energy so as not to exceed the contracted electric energy with the electric power company, a predetermined margin is subtracted from the contracted electric energy or the contracted electric energy. It is desirable to set the electric energy. When the estimated power purchase amount exceeds the first power amount, the grid interconnection inverter 66 is controlled so as to convert the DC power in the facility flowing through the DC bus 72 into low-voltage AC power and supply it to the AC distribution line 2. (Step 94). The amount of power to be converted is determined according to the difference between the estimated amount of purchased power and the first amount of power, and is controlled so that the larger the difference, the larger the amount of converted power. When the amount of DC power to be converted exceeds the amount of power generated by the solar panel 11, the voltage of the DC bus 72 decreases due to an increase in the demand for DC power in the equipment. As a result, the DC converter 63 for the storage battery autonomously discharges the storage battery 67, converts the discharged power into DC power in the facility, supplies the DC bus 72, and maintains the voltage of the DC bus 72.

ここで、蓄電池６７を放電し続けると残量が無くなり、交流配電線２への電力供給や直流バス７２の電圧を維持できなくなる。そこで、買電電力量に余裕があり、かつ蓄電池６７の充電率が小さい場合には、蓄電池６７への充電を行う必要がある。具体的には、ステップ９３で推定買電電力量が予め定められた第１の電力量以下の場合（すなわち、買電電力量が電力会社との契約電力量を超えるおそれが小さい場合）には、推定買電電力量と、予め定められた第２の電力量との比較を行う（ステップ９５）。第２の電力量は、蓄電池６７への充電開始の閾値となる買電電力量であるため、電力会社との契約電力量よりも十分に小さな値とすることが望ましい。 Here, if the storage battery 67 is continuously discharged, the remaining amount is exhausted, and the power supply to the AC distribution line 2 and the voltage of the DC bus 72 cannot be maintained. Therefore, when there is a margin in the amount of power purchased and the charging rate of the storage battery 67 is small, it is necessary to charge the storage battery 67. Specifically, when the estimated power purchase amount is equal to or less than the predetermined first power amount in step 93 (that is, when the possibility that the power purchase amount exceeds the contracted power amount with the electric power company is small), the estimation is performed. A comparison is made between the purchased power amount and the predetermined second power amount (step 95). Since the second electric energy is the purchased electric energy that serves as a threshold for starting charging of the storage battery 67, it is desirable that the electric energy is sufficiently smaller than the contracted electric energy with the electric power company.

推定買電電力量が第２の電力量を下回る場合（すなわち、買電電力量が電力会社との契約電力量に対して余裕がある場合）には、さらに、ＥＭＳ６９が蓄電池６７から受信した充電率と、予め定められた所定の充電率とを比較する（ステップ９６）。所定の充電率は、充電開始の閾値となる充電率である。所定の充電率が大きすぎると、蓄電池６７が充放電を頻繁に繰り返すことになるため、蓄電池６７の寿命が短くなってしまう。逆に、所定の充電率が小さすぎると、電力需要の高い状態が続くと蓄電池６７に蓄電されている電力が枯渇して、需給バランス調整が維持できなくなってしまう。このため、両者のバランスをとれた値に設定する必要がある。 When the estimated power purchase amount is less than the second power amount (that is, when the power purchase amount has a margin for the contracted power amount with the electric power company), the charge rate received from the storage battery 67 by the EMS 69 is further increased. , Compare with a predetermined charge rate (step 96). The predetermined charge rate is a charge rate that serves as a threshold value for starting charging. If the predetermined charging rate is too large, the storage battery 67 will be repeatedly charged and discharged, and the life of the storage battery 67 will be shortened. On the contrary, if the predetermined charging rate is too small, the electric power stored in the storage battery 67 will be exhausted if the electric power demand continues to be high, and the supply-demand balance adjustment cannot be maintained. Therefore, it is necessary to set a value that balances both.

蓄電池６７の充電率が予め定められた電力量を下回る場合（すなわち、蓄電池６７の充電が必要な場合）には、交流配電線２を流れる低圧交流電力を、設備内直流電力に変換して直流バス７２に供給するよう、系統連系インバータ６６を制御する（ステップ９７）。直流バス７２により設備内直流電力の供給が増えると、直流バス７２の電圧が上昇する。その結果、蓄電池用直流コンバータ６３は自律的に、設備内直流電力を蓄電池６７の充電電力に変換して蓄電池６７を充電し、直流バス７２の電圧を維持する。ＥＭＳ６９は、蓄電池６７の充電によって増加する買電電力量が、推定買電電力量と第２の電力量との差分となるように、系統連系インバータ６６を制御する。この制御により、蓄電池６７の充電中に買電電力量が第２の電力量を超えることが防止することができ、充電中に電力需要が急上昇する事象が生じたとしても、買電電力量が電力会社との契約電力量を超えるリスクを小さくすることができる。 When the charge rate of the storage battery 67 is lower than the predetermined amount of electric power (that is, when the storage battery 67 needs to be charged), the low-voltage AC power flowing through the AC distribution line 2 is converted into DC power in the facility to direct current. The grid interconnection inverter 66 is controlled so as to be supplied to the bus 72 (step 97). When the supply of DC power in the equipment is increased by the DC bus 72, the voltage of the DC bus 72 rises. As a result, the DC converter 63 for the storage battery autonomously converts the DC power in the facility into the charging power of the storage battery 67 to charge the storage battery 67 and maintain the voltage of the DC bus 72. The EMS 69 controls the grid interconnection inverter 66 so that the amount of power purchased increased by charging the storage battery 67 is the difference between the estimated amount of power purchased and the second amount of power. By this control, it is possible to prevent the amount of electric power purchased from exceeding the second amount of electric power during charging of the storage battery 67, and even if an event occurs in which the electric power demand suddenly rises during charging, the amount of electric power purchased is the electric power company. It is possible to reduce the risk of exceeding the contracted electric energy with.

以上で説明したように、電力供給システム１は、複数の建物１０と受変電設備６との間に交流配電線２と直流配電線３とを備え、各建物の太陽光パネル１１で発電された直流電力を交流電力に変換せずに直流電力のままで受変電設備６に送り、受変電設備６で交流電力に変換せずに蓄電池６７や直流負荷７３と直流電力を相互融通することができるため、電力の効率的な利用が可能となる。また、太陽光パネル１１の出力をいったん蓄電池６７に貯めて他の時間帯に放電させるピークシフト対策として使用する場合でも、直流のまま電力移動ができたため、従来構成よりも変換損失が小さい。 As described above, the power supply system 1 includes an AC distribution line 2 and a DC distribution line 3 between the plurality of buildings 10 and the power receiving / transforming facility 6, and power is generated by the solar panel 11 of each building. The DC power can be sent to the power receiving / transforming facility 6 as it is without being converted into AC power, and the DC power can be interchanged with the storage battery 67 or the DC load 73 without being converted into AC power at the power receiving / transforming facility 6. Therefore, efficient use of electric power becomes possible. Further, even when the output of the solar panel 11 is temporarily stored in the storage battery 67 and used as a measure against peak shift to be discharged in another time zone, the conversion loss is smaller than that of the conventional configuration because the power can be transferred as it is in direct current.

また、直流コンバータはインバータに比べると回路構成がシンプルであり、直流コンバータの自律制御により、インバータやコンバータ間を高速で通信する通信装置や、系統連系のための複雑な制御システムをインバータ・コンバータ装置毎に設ける必要がないため、システム構成をコンパクト化することができる。 In addition, the circuit configuration of the DC converter is simpler than that of the inverter, and by autonomous control of the DC converter, the inverter converter can be used for communication devices that communicate between inverters and converters at high speed, and complicated control systems for grid interconnection. Since it is not necessary to provide each device, the system configuration can be made compact.

さらに、配電トランス、直流コンバータ、蓄電池、インバータなどを、受変電設備６内に配置可能であることから、周囲の景観を損なうことなく、保守点検も容易である。 Further, since the distribution transformer, the DC converter, the storage battery, the inverter and the like can be arranged in the power receiving / transforming facility 6, maintenance and inspection can be easily performed without damaging the surrounding landscape.

第２の実施態様
本願発明の第２の実施態様である電力供給システム８の概略構成を図２に示す。重複した説明を避けるため、第１の実施態様の電力供給システム１の構成要素と同様な働きをする構成要素については、同じ参照符号を付して説明を省略する。電力供給システム８は、太陽光パネル用直流コンバータ６２、６５と直流配電線３、４を、それぞれ複数個ずつ備える点に特徴がある。 Second Embodiment FIG. 2 shows a schematic configuration of the power supply system 8 according to the second embodiment of the present invention. In order to avoid duplicate explanations, the components having the same functions as the components of the power supply system 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The power supply system 8 is characterized in that a plurality of DC converters 62 and 65 for solar panels and a plurality of DC distribution lines 3 and 4 are provided.

第１の実施態様と同様に、道路を挟んで図の上側に４軒、下側に５軒の建物１０が並んで造成され、上側の４軒の建物１０のすぐ右側には、５０平方メートルの共用緑地があり、共用緑地に受変電設備６が配置されて、上下の建物１０の間の道路には複数のハンドホール２１が配置されている。交流配電線２および直流配電線３、４は、受変電設備６に接続されている。 Similar to the first embodiment, four buildings 10 are arranged side by side on the upper side and five buildings 10 on the lower side across the road, and 50 square meters are immediately to the right of the four buildings 10 on the upper side. There is a common green space, the power receiving and transforming equipment 6 is arranged in the common green space, and a plurality of hand holes 21 are arranged on the road between the upper and lower buildings 10. The AC distribution line 2 and the DC distribution lines 3 and 4 are connected to the power receiving / transforming facility 6.

太陽光パネル１１、１２は単結晶タイプ、公称最大出力３２０Ｗ、公称開放電圧４０．５Ｖ、外形寸法１．７ｍ×１ｍの製品を、９直列したものと７直列したものを用意した。この９直列の太陽光パネル１１を９軒の建物１０の南側の屋根面１３に設置し、７直列した太陽光パネル１２を東側の屋根面１４に配置した。南面の方が太陽光パネルの枚数が多いのは、建物１０の屋根が南面の方が面積が大きかったからである。 For the solar panels 11 and 12, we prepared a single crystal type product with a nominal maximum output of 320 W, a nominal open circuit voltage of 40.5 V, and external dimensions of 1.7 m x 1 m, 9 in series and 7 in series. The 9-series solar panels 11 were installed on the roof surface 13 on the south side of the 9 buildings 10, and the 7-series solar panels 12 were arranged on the roof surface 14 on the east side. The number of solar panels on the south side is larger because the roof of the building 10 has a larger area on the south side.

ハンドホール２１間を、１本の交流配電線２と２本の直流配電線３、４とが延びている。各ハンドホール２１から、各建物１０に１本の交流引込線２２と２本の直流引込線２３、２４とが敷設されている。各交流引込線２２は交流配電線２と各建物１０とを接続し、交流配電線２で送電される１００Ｖ／２００Ｖの低圧交流電力を、交流負荷である各建物１０に分配する。直流引込線２３は直流配電線３と各建物１０の南側の屋根面１３に設置された太陽光パネル１１をと接続し、太陽光パネル１１で発電された配電線直流電力を直流配電線３に供給する。直流引込線２４は直流配電線４と各建物１０の東側の屋根面１４に設置された太陽光パネル１２をと接続し、太陽光パネル１２で発電された配電線直流電力を直流配電線４に供給する。 One AC distribution line 2 and two DC distribution lines 3 and 4 extend between the hand holes 21. From each hand hole 21, one AC drop line 22 and two DC drop lines 23 and 24 are laid in each building 10. Each AC drop line 22 connects the AC distribution line 2 and each building 10, and distributes 100V / 200V low-voltage AC power transmitted by the AC distribution line 2 to each building 10 which is an AC load. The DC service line 23 connects the DC distribution line 3 and the solar panel 11 installed on the roof surface 13 on the south side of each building 10, and supplies the distribution line DC power generated by the solar panel 11 to the DC distribution line 3. To do. The DC service line 24 connects the DC distribution line 4 and the solar panel 12 installed on the roof surface 14 on the east side of each building 10, and supplies the distribution line DC power generated by the solar panel 12 to the DC distribution line 4. To do.

受変電設備６には、２台の太陽光パネル用直流コンバータ６２、６５が設置されている。太陽光パネル用直流コンバータ６２の太陽光パネル側の入力に直流配電線３が接続され、太陽光パネル用直流コンバータ６５の太陽光パネル側の入力に直流配電線４が接続されている。太陽光パネル用直流コンバータ６２、６５の他端は、ともに直流バス７２に接続されている。太陽光パネル用直流コンバータ６２、６５は、直流配電線３、４を流れる配電線直流電力を、直流バス７２を流れる設備内直流電力に変換する単方向の直流直流コンバータである。２台の太陽光パネル用直流コンバータ６２、６５は、第１の実施態様と同様に自律的なＭＰＰＴ制御を行う。配電トランス６１、系統連系インバータ６６、蓄電池用直流コンバータ６３、直流負荷用直流コンバータ６４、蓄電池６７、電力量測定装置６８およびＥＭＳ６９の構成と動作は、第１の実施態様の電力供給システム１と同様である。 Two DC converters 62 and 65 for solar panels are installed in the power receiving / transforming facility 6. The DC distribution wire 3 is connected to the input on the solar panel side of the DC converter 62 for the solar panel, and the DC distribution wire 4 is connected to the input on the solar panel side of the DC converter 65 for the solar panel. The other ends of the DC converters 62 and 65 for solar panels are both connected to the DC bus 72. The DC converters 62 and 65 for solar panels are unidirectional DC DC converters that convert the DC power of the distribution lines flowing through the DC distribution lines 3 and 4 into the DC power in the equipment flowing through the DC bus 72. The two DC converters 62 and 65 for solar panels perform autonomous MPPT control as in the first embodiment. The configuration and operation of the distribution transformer 61, the grid interconnection inverter 66, the DC converter 63 for the storage battery, the DC converter 64 for the DC load, the storage battery 67, the electric energy measuring device 68, and the EMS 69 are the same as those of the power supply system 1 of the first embodiment. The same is true.

本実施態様の電力供給システム８では、公称最大電力２．８８ｋＷ（３２０Ｗ×９直列）動作電圧２９３．４Ｖ(３２．６Ｖ×９)の９並列の太陽光パネル１１が太陽光パネル用直流コンバータ６２に集線し、残りの公称最大電力２．２４ｋＷ（３２０Ｗ×７直列）動作電圧２２８．２Ｖ(３２．６Ｖ×７)の９並列の太陽光パネル１２が、太陽光パネル用直流コンバータ６５に集線される。 In the power supply system 8 of the present embodiment, 9 parallel solar panels 11 having a nominal maximum power of 2.88 kW (320 W × 9 series) and an operating voltage of 293.4 V (32.6 V × 9) are DC converters for solar panels 62. 9 parallel solar panels 12 with a remaining nominal maximum power of 2.24 kW (320 W x 7 series) and an operating voltage of 228.2 V (32.6 V x 7) are concentrated in the DC converter 65 for solar panels. To.

東向きの斜面と南向きの斜面とは、日射エネルギー量が異なる。図６で説明したように、太陽光パネルが最大電力を与える駆動電圧は、日射エネルギー量が減少すると低電圧側に移動する。このため、太陽光パネルを最大出力電力を与える電圧にしたがってグループ分けし、グループ毎に異なる直流配電線３、４に接続して、それぞれ異なる太陽光パネル用直流コンバータ６２、６５に接続する。太陽光パネル用直流コンバータ６２、６５は、それぞれのグループに最適な電圧で太陽光パネルを駆動して、対応する直流配電線３、４により送電される配電線直流電力を設備内直流電力に変換する。すなわち、南向きの屋根面１３に配置された９つの太陽光パネル１１どうしは、日射エネルギー量が近似するため、最大電力を与える駆動電圧も近似する。同様に東向きの屋根面１４に配置された９つの太陽光パネル１２どうしも、日射エネルギー量が近似するため、最大電力を与える駆動電圧が近似する。よって、南向きの屋根面１３に配置された９つの太陽光パネル１１のグループと、東向きの屋根面１４に配置された９つの太陽光パネル１２との２つの群にグループ分けし、前者を直流配電線３に接続して直流コンバータ６２で駆動し、後者を直流配電線４に接続して直流コンバータ６５で駆動する。このように、太陽光パネルを、最大電力を与える駆動電圧にしたがってグループ分けして駆動することにより、太陽光エネルギーより効率よく直流電力に変換することが可能となる。グループ分けは、本実施態様のように設置された方位による分類に限らず、設置場所、設置角度、太陽光パネルの種類や製品などに基づいて分類してもよい。 The amount of solar energy differs between the east-facing slope and the south-facing slope. As described with reference to FIG. 6, the drive voltage to which the solar panel gives the maximum power moves to the low voltage side when the amount of solar energy decreases. Therefore, the solar panels are grouped according to the voltage that gives the maximum output power, connected to different DC distribution lines 3 and 4 for each group, and connected to different DC converters 62 and 65 for solar panels, respectively. The DC converters 62 and 65 for the solar panel drive the solar panel with the optimum voltage for each group, and convert the distribution line DC power transmitted by the corresponding DC distribution lines 3 and 4 into the DC power in the facility. To do. That is, since the nine solar panels 11 arranged on the roof surface 13 facing south have similar amounts of solar energy, the drive voltage that gives the maximum power also approximates. Similarly, the nine solar panels 12 arranged on the roof surface 14 facing east also approximate the amount of solar radiation energy, so that the drive voltage that gives the maximum power also approximates. Therefore, the former is divided into two groups, that is, nine solar panels 11 arranged on the roof surface 13 facing south and nine solar panels 12 arranged on the roof surface 14 facing east. It is connected to the DC distribution wire 3 and driven by the DC converter 62, and the latter is connected to the DC distribution wire 4 and driven by the DC converter 65. In this way, by driving the solar panels in groups according to the drive voltage that gives the maximum power, it is possible to convert the solar panels into DC power more efficiently than the solar energy. The grouping is not limited to the classification based on the installation orientation as in the present embodiment, but may be classified based on the installation location, installation angle, type of solar panel, product, and the like.

第１の実施態様で説明した、１台の太陽光パネル用直流コンバータ６２のみで変換を行う電力供給システム１では、直流コンバータ６２の出力は定格から求めた値よりも小さく、最大でも４０ｋＷ程度であったが、本実施態様の電力供給システム８では、太陽光パネルの枚数が同じであるにも関わらず、４４ｋＷの出力が観測された。このことから、最大出力電力を与える電圧にしたがって分けられたグループ毎に、太陽光パネル用直流コンバータ６２、６５を設ける構成の効果が確認された。 In the power supply system 1 that converts only one DC converter 62 for a solar panel described in the first embodiment, the output of the DC converter 62 is smaller than the value obtained from the rating, and the maximum is about 40 kW. However, in the power supply system 8 of the present embodiment, an output of 44 kW was observed even though the number of solar panels was the same. From this, it was confirmed that the effect of the configuration in which the DC converters 62 and 65 for the solar panel are provided for each group divided according to the voltage that gives the maximum output power.

第３の実施態様
本願発明の第３の実施態様である電力供給システム９の概略構成を図４に示す。重複した説明を避けるため、第１の実施態様の電力供給システム１や第２の実施態様の電力供給システム８の構成要素と同様な働きをする構成要素については、同じ参照符号を付して説明を省略する。電力供給システム９も、太陽光パネル１１，１２を最大出力電力を与える電圧にしたがってグループ分けすることや、グループ毎に異なる直流配電線３、４’に接続すること、交流引込線２２を介して交流配電線２を流れる低圧交流電流を各建物１０に送電すること、交流配電線２および直流配電線３、４’を受変電設備６に接続することなどは、電力供給システム８と共通する。しかしながら、電力供給システム９は、複数の直流配電線３、４’が同一の太陽光パネル用直流コンバータ６２に接続されている点が、電力供給システム８と異なる。太陽光パネル用直流コンバータ６２は、直流配電線３、４’を流れる配電線直流電力を、直流バス７２を流れる設備内直流電力に変換する単方向の直流直流コンバータである。受変電設備６の配電トランス６１、系統連系インバータ６６、太陽光パネル用直流コンバータ６２、蓄電池用直流コンバータ６３、直流負荷用直流コンバータ６４、蓄電池６７、電力量測定装置６８およびＥＭＳ６９の構成と動作は、第１の実施態様と同様である。 Third Embodiment FIG. 4 shows a schematic configuration of the power supply system 9 which is the third embodiment of the present invention. In order to avoid duplicate explanations, the components having the same functions as the components of the power supply system 1 of the first embodiment and the power supply system 8 of the second embodiment are described with the same reference numerals. Is omitted. The power supply system 9 also divides the solar panels 11 and 12 into groups according to the voltage that gives the maximum output power, connects to different DC distribution lines 3 and 4'for each group, and AC via an AC drop line 22. It is common with the power supply system 8 that the low-voltage AC current flowing through the distribution line 2 is transmitted to each building 10, and that the AC distribution line 2 and the DC distribution lines 3 and 4'are connected to the power receiving / transforming facility 6. However, the power supply system 9 is different from the power supply system 8 in that a plurality of DC distribution lines 3 and 4'are connected to the same DC converter 62 for solar panels. The DC converter 62 for a solar panel is a unidirectional DC-DC converter that converts the distribution line DC power flowing through the DC distribution lines 3 and 4'to the in-equipment DC power flowing through the DC bus 72. Configuration and operation of the power distribution transformer 61 of the power receiving / transforming equipment 6, the grid interconnection inverter 66, the DC converter 62 for the solar panel, the DC converter 63 for the storage battery, the DC converter 64 for the DC load, the storage battery 67, the power amount measuring device 68, and the EMS 69. Is the same as in the first embodiment.

太陽光パネル用１１、１２は、最大出力電力を与える電圧にしたがってグループ分けされる。建物１０の南向きの屋根面１３に設置された９つの太陽光パネル用１１のグループは、直流引込線２３を介して直流配電線３に接続され、建物１０の東向きの屋根面１４に設置された９つの太陽光パネル用１２のグループは、直流引込線２４を介して直流配電線４’に接続される。２つの直流配電線３、４’は、ともにＣＶケーブルで構成され、受変電設備６内の同一の太陽光パネル用直流コンバータ６２に接続される。 The solar panels 11 and 12 are grouped according to the voltage that gives the maximum output power. The nine groups of 11 solar panels installed on the south-facing roof surface 13 of the building 10 are connected to the DC distribution line 3 via the DC drop line 23, and are installed on the east-facing roof surface 14 of the building 10. The nine groups of 12 solar panels are connected to the DC distribution line 4'via the DC drop line 24. The two DC distribution lines 3, 4'are both configured by a CV cable and are connected to the same DC converter 62 for a solar panel in the power receiving and transforming facility 6.

２つの直流配電線３、４’は、太陽光パネルから直流コンバータ６２までのケーブル長が異なる。すなわち、直流配電線４’には、電圧降下調整用の冗長なケーブル７９が設けられており、直流配電線４’はこのケーブル７９の長さの分だけ、直流配電線３よりも電圧降下が大きくなる。すなわち、２つの直流配電線３、４’は、線路損失による電圧降下が互いに異なる。直流配電線４’に接続されている太陽光パネル１２は、直流配電線３に接続されている太陽光パネル１１よりも最大出力電力を与える電圧が低いが、この最大出力電力を与える駆動電圧の差分と、直流配電線４’の冗長なケーブル７９による電圧降下分が等しくなるように、電圧降下調整用ケーブル７９のケーブル長を調整する。すると、同一の直流コンバータ６２で双方のグループを駆動しても、グループごとに異なる駆動電圧で太陽光パネル１１、１２を駆動することが可能となる。このため、直流コンバータの数を増やす必要がなく、シンプルな構成で太陽光エネルギーを効率よく電力に変換することが可能となる。 The two DC distribution lines 3, 4'have different cable lengths from the solar panel to the DC converter 62. That is, the DC distribution wire 4'is provided with a redundant cable 79 for adjusting the voltage drop, and the DC distribution wire 4'has a voltage drop higher than that of the DC distribution wire 3 by the length of the cable 79. growing. That is, the two DC distribution lines 3 and 4'have different voltage drops due to line loss. The solar panel 12 connected to the DC distribution line 4'has a lower voltage that gives the maximum output power than the solar panel 11 connected to the DC distribution line 3, but the drive voltage that gives the maximum output power The cable length of the voltage drop adjusting cable 79 is adjusted so that the difference and the voltage drop due to the redundant cable 79 of the DC distribution line 4'are equal to each other. Then, even if both groups are driven by the same DC converter 62, it is possible to drive the solar panels 11 and 12 with different drive voltages for each group. Therefore, it is not necessary to increase the number of DC converters, and it is possible to efficiently convert solar energy into electric power with a simple configuration.

なお、本実施態様では太陽光パネルを２つのグループに分けているが、３つ以上のグループに分けてもよい。この場合には、最大出力電力を与える電圧が最も高い太陽パネルのグループを基準として、その他のグループの最大出力電力を与える電圧との差分に相当する電圧降下が得られるように、各グループに接続された直線配電線の電圧降下調整用ケーブル７９の長さを調整する。 In this embodiment, the solar panels are divided into two groups, but they may be divided into three or more groups. In this case, the group of solar panels with the highest voltage that gives the maximum output power is used as a reference, and each group is connected so that a voltage drop corresponding to the difference from the voltage that gives the maximum output power of the other groups can be obtained. Adjust the length of the voltage drop adjusting cable 79 of the straight distribution line.

以上、本願発明にかかる電力供給システムおよび受変電設備に関する説明を行ったが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。例えば、上述した実施態様では、直流負荷としてＥＶ用急速充電器を挙げているが、それ以外の直流負荷でもよい。また、配電線直流電力の電圧を直流送電の上限電圧である７５０Ｖまたは７５０Ｖに近い電圧とすることによって、送電電力損失を抑えることができ、電力のさらなる効率的な利用が可能となる。この場合、設備内直流電力の電圧は、７５０Ｖ以上であっても、７５０Ｖよりも小さくてもよい。このように、配電線直流電力の電圧と設備内直流電力の電圧は、いずれが大きくてもよい。 Although the power supply system and the power receiving / transforming equipment according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and all aspects included in the concept of the present invention and the scope of claims. including. For example, in the above-described embodiment, the EV quick charger is mentioned as the DC load, but other DC loads may be used. Further, by setting the voltage of the distribution line DC power to a voltage close to the upper limit voltage of 750V or 750V for DC transmission, the transmission power loss can be suppressed and the power can be used more efficiently. In this case, the voltage of the DC power in the equipment may be 750 V or more or smaller than 750 V. As described above, either the voltage of the DC power of the distribution line or the voltage of the DC power in the equipment may be larger.

１、５、８、９ 電力供給システム
２ 交流配電線
３、４、４’ 直流配電線
６ 受変電設備
７ 電力系統
１０ 建物
１１、１２ 太陽光（ＰＶ）パネル
１３、１４ 屋根面
２１ ハンドホール
２２ 交流引込線
２３、２４ 直流引込線
２６ トランス塔
６１ 配電トランス
６２、６３、６４、６５ 直流コンバータ
６６、７６、７７、７８ インバータ
６７ 蓄電池
６８ 電力量測定装置
６９ 電力制御装置（ＥＭＳ）
７１ 高圧交流電力線
７２ 直流バス
７３ 直流負荷（ＥＶ用急速充電器）
７４ コネクタ
７９ 電圧降下調整用ケーブル 1, 5, 8, 9 Power supply system 2 AC distribution line 3, 4, 4'DC distribution line 6 Power receiving and transforming equipment 7 Power system 10 Building 11, 12 Solar (PV) panel 13, 14 Roof surface 21 Hand hole 22 AC service line 23, 24 DC service line 26 Transformer tower 61 Distribution transformer 62, 63, 64, 65 DC converter 66, 76, 77, 78 Inverter 67 Storage battery 68 Electric energy measuring device 69 Power control device (EMS)
71 High-voltage AC power line 72 DC bus 73 DC load (quick charger for EV)
74 Connector 79 Voltage drop adjustment cable

Claims (6)

複数の建物のそれぞれに接続された交流引込線に接続され、低圧交流電力を送電する交流配電線と、
前記複数の建物のそれぞれに設置された太陽光パネルに接続された直流引込線に接続され、配電線直流電力を送電する直流配電線と、
受変電設備と、
を備え、
前記受変電設備は、
前記低圧交流電力と電力系統の高圧交流電力との変換を行う配電トランスと、
直流バスと、
前記配電線直流電力を、前記直流バスを流れる設備内直流電力に変換する第１の直流コンバータと、
蓄電池と、
前記設備内直流電力と前記蓄電池の充放電電力との変換を行う第２の直流コンバータと、
前記低圧交流電力と前記設備内直流電力との変換を行うインバータと、
を備える、
電力供給システム。 AC distribution lines that are connected to AC drop lines connected to each of multiple buildings and transmit low-voltage AC power,
A DC distribution line that is connected to a DC drop line connected to a solar panel installed in each of the plurality of buildings and transmits DC power.
Power receiving and transforming equipment
With
The power receiving and transforming equipment
A distribution transformer that converts the low-voltage AC power and the high-voltage AC power of the power system,
DC bus and
A first DC converter that converts the DC power of the distribution line into the DC power in the equipment flowing through the DC bus, and
With a storage battery
A second DC converter that converts the DC power in the equipment and the charge / discharge power of the storage battery, and
An inverter that converts the low-voltage AC power and the DC power in the equipment,
To prepare
Power supply system. 前記受変電設備は、
前記電力系統から前記配電トランスに流れる電力量を測定する電力量測定装置と、
測定された前記電力量に基づいて、前記インバータが変換を行う電力量を制御する制御装置と、
をさらに備える、請求項１に記載の電力供給システム。 The power receiving and transforming equipment
An electric energy measuring device that measures the amount of electric power flowing from the electric power system to the distribution transformer, and
A control device that controls the amount of electric power converted by the inverter based on the measured amount of electric power.
The power supply system according to claim 1, further comprising. 前記受変電設備は、前記設備内直流電力を、前記受変電設備の外部に配置された直流負荷に供給する電力に変換する第３の直流コンバータをさらに備える、請求項１または２に記載の電力供給システム。 The power according to claim 1 or 2, wherein the power receiving / transforming equipment further includes a third DC converter that converts the DC power in the equipment into power supplied to a DC load arranged outside the power receiving / transforming equipment. Supply system. 複数の第１の直流コンバータと複数の前記直流配電線とを備え、
前記太陽光パネルは、最大出力電力を与える電圧にしたがってグループ分けされ、グループ毎に複数の前記直流配電線のいずれかに接続され、
前記複数の第１の直流コンバータのそれぞれは、対応する前記直流配電線により送電される前記配電線直流電力を前記設備内直流電力に変換する、
請求項１から３までのいずれかに記載の電力供給システム。 A plurality of first DC converters and a plurality of the DC distribution lines are provided.
The solar panels are grouped according to a voltage that gives maximum output power, and each group is connected to one of a plurality of the DC distribution lines.
Each of the plurality of first DC converters converts the distribution line DC power transmitted by the corresponding DC distribution line into the in-equipment DC power.
The power supply system according to any one of claims 1 to 3. 複数の前記直流配電線を備え、
前記太陽光パネルは、最大出力電力を与える電圧にしたがってグループ分けされ、グループ毎に複数の前記直流配電線のいずれかに接続され、
前記複数の直流配電線は、線路損失による電圧降下が互いに異なり、
前記電圧降下の差は、前記直流配電線に接続された前記太陽光パネルの前記最大出力電力を与える電圧の差と等しく、
複数の前記直流配電線は、同一の前記第１の直流コンバータに接続されている、
請求項１から３までのいずれかに記載の電力供給システム。 Equipped with the plurality of DC distribution lines
The solar panels are grouped according to a voltage that gives maximum output power, and each group is connected to one of a plurality of the DC distribution lines.
The plurality of DC distribution lines have different voltage drops due to line loss.
The difference in the voltage drop is equal to the difference in the voltage that gives the maximum output power of the solar panel connected to the DC distribution line.
The plurality of DC distribution lines are connected to the same first DC converter.
The power supply system according to any one of claims 1 to 3. 交流配電線および直流配電線に接続される受変電設備であって、
前記交流配電線を流れる低圧交流電力と電力系統の高圧交流電力との変換を行う配電トランスと、
直流バスと、
前記直流配電線を流れる配電線直流電力を、前記直流バスを流れる設備内直流電力に変換する第１の直流コンバータと、
蓄電池と、
前記設備内直流電力と前記蓄電池の充放電電力との変換を行う第２の直流コンバータと、
前記低圧交流電力と前記設備内直流電力との変換を行うインバータと、
を備える、受変電設備。 Power receiving and transforming equipment connected to AC distribution lines and DC distribution lines.
A distribution transformer that converts low-voltage AC power flowing through the AC distribution line and high-voltage AC power in the power system,
DC bus and
A first DC converter that converts the DC power of the distribution line flowing through the DC distribution line into the DC power in the facility flowing through the DC bus.
With a storage battery
A second DC converter that converts the DC power in the equipment and the charge / discharge power of the storage battery, and
An inverter that converts the low-voltage AC power and the DC power in the equipment,
Power receiving and transforming equipment.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012125063A (en) * 2010-12-08 2012-06-28 Sony Corp Power management system
JP2012137830A (en) * 2010-12-24 2012-07-19 Ntt Facilities Inc Solar power generation system
JP2012256092A (en) * 2011-06-07 2012-12-27 Sharp Corp Photovoltaic power generating system
JP2016063721A (en) * 2014-09-22 2016-04-25 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ Power transmission system, power transmission controller, power transmission control method, and program
JP2019161706A (en) * 2018-03-07 2019-09-19 日新電機株式会社 Power transfer system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012125063A (en) * 2010-12-08 2012-06-28 Sony Corp Power management system
JP2012137830A (en) * 2010-12-24 2012-07-19 Ntt Facilities Inc Solar power generation system
JP2012256092A (en) * 2011-06-07 2012-12-27 Sharp Corp Photovoltaic power generating system
JP2016063721A (en) * 2014-09-22 2016-04-25 株式会社Ｎｔｔファシリティーズ Power transmission system, power transmission controller, power transmission control method, and program
JP2019161706A (en) * 2018-03-07 2019-09-19 日新電機株式会社 Power transfer system

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