特許 6646790 直流電力ネットワークシステム並びにＤＣ／ＤＣコンバータ装置及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6646790

(24)【登録日】2020年1月15日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】直流電力ネットワークシステム並びにＤＣ／ＤＣコンバータ装置及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20200203BHJP

   H02J 1/10 20060101ALI20200203BHJP

   H02J 13/00 20060101ALI20200203BHJP

   H02M 3/00 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   H02J1/00 306B

   H02J1/10

   H02J1/00 304H

   H02J13/00 311U

   H02M3/00 U

   H02M3/00 W

   H02M3/00 K

【請求項の数】12

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-515684(P2019-515684)

(86)(22)【出願日】2019年2月22日

(86)【国際出願番号】JP2019006924

【審査請求日】2019年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】500091520

【氏名又は名称】株式会社アイケイエス

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】特許業務法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】江村 文敏

(72)【発明者】

【氏名】築島 隆尋

(72)【発明者】

【氏名】平岡 貢一

(72)【発明者】

【氏名】高山 光正

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 一仁

(72)【発明者】

【氏名】今井 尊史

【審査官】 大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０１８２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４７２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４８１１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ １／００−１／１６

Ｈ０２Ｊ １３／００

Ｈ０２Ｍ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネットワーク内に設けられた１又は複数のＤＣ／ＤＣコンバータ装置と、前記ネットワーク内の各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置を集中管理する集中管理装置とを有する直流電力ネットワークシステムにおいて、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置は、
直流電力を双方向に移送可能な１つのＤＣ／ＤＣコンバータ、又は、一方の入出力端子が相互に接続された複数の当該ＤＣ／ＤＣコンバータからなるコンバータ部と、
前記コンバータ部の各入出力端子の電圧をそれぞれ計測する電圧計と、
前記コンバータ部の各前記入出力端子から一定電圧の電力を入出力するよう当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御する制御部と
を備え、
前記集中管理装置は、
各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の各前記入出力端子の目標電圧をそれぞれ指示し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の前記制御部は、
前記コンバータ部の各前記入出力端子について、前記集中管理装置から指示された当該入出力端子の目標電圧と、前記電圧計により計測された当該入出力端子の電圧との電圧差をそれぞれ算出し、
算出した前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記電圧差に基づいて、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の大きさ及び方向をそれぞれ制御する
ことを特徴とする直流電力ネットワークシステム。

【請求項2】

前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の前記制御部は、
前記コンバータ部が１つの前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子における前記電圧差同士の差分に応じた電力を一方の前記入出力端子から他方の前記入出力端子に移送するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記コンバータ部が複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子について、当該入出力端子における前記電圧差と、前記コンバータ部の各前記入出力端子の前記電圧差の平均値との差分に応じた電力を当該入出力端子から入出力するように対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の直流電力ネットワークシステム。

【請求項3】

前記集中管理装置は、
各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記目標電圧に加えて、当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力出力定数をそれぞれ指示し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の前記制御部は、
前記コンバータ部が１つの前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子における前記電圧差同士の差分に対して対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電力出力定数を乗じた大きさの前記電力を、一方の前記入出力端子から他方の前記入出力端子に移送するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の直流電力ネットワークシステム。

【請求項4】

前記集中管理装置は、
各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記目標電圧に加えて、当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力出力定数をそれぞれ指示し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の前記制御部は、
前記コンバータ部が複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子について、当該入出力端子における前記電圧差と、前記コンバータ部の各前記入出力端子の前記電圧差の平均値との差分に対して対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電力出力定数を乗じた大きさの前記電力を、当該入出力端子から入出力するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の直流電力ネットワークシステム。

【請求項5】

ＤＣ／ＤＣコンバータ装置において、
直流電力を双方向に移送可能な１つのＤＣ／ＤＣコンバータ、又は、一方の入出力端子が相互に接続された複数の当該ＤＣ／ＤＣコンバータからなるコンバータ部と、
前記コンバータ部の各入出力端子の電圧をそれぞれ計測する電圧計と、
前記コンバータ部の各前記入出力端子から一定電圧の電力を入出力するよう当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記コンバータ部の各前記入出力端子について、上位装置から指示された当該入出力端子の目標電圧と、前記電圧計により計測された当該入出力端子の電圧との電圧差をそれぞれ算出し、
算出した前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記電圧差に基づいて、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の大きさ及び方向をそれぞれ制御する
ことを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ装置。

【請求項6】

前記制御部は、
前記コンバータ部が１つの前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子における前記電圧差同士の差分に応じた電力を一方の前記入出力端子から他方の前記入出力端子に移送するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記コンバータ部が複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子について、当該入出力端子における前記電圧差と、前記コンバータ部の各前記入出力端子の前記電圧差の平均値との差分に応じた電力を当該入出力端子から入出力するように対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項５に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。

【請求項7】

前記上位装置は、
各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記目標電圧に加えて、当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力出力定数をそれぞれ指示し、
前記制御部は、
前記コンバータ部が１つの前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子における前記電圧差同士の差分に対して対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電力出力定数を乗じた大きさの前記電力を、一方の前記入出力端子から他方の前記入出力端子に移送するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項６に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。

【請求項8】

前記上位装置は、
各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記目標電圧に加えて、当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力出力定数をそれぞれ指示し、
前記制御部は、
前記コンバータ部が複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子について、当該入出力端子における前記電圧差と、前記コンバータ部の各前記入出力端子の前記電圧差の平均値との差分に対して対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電力出力定数を乗じた大きさの前記電力を、当該入出力端子から入出力するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項６に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置。

【請求項9】

ネットワーク内に設けられた１又は複数のＤＣ／ＤＣコンバータ装置と、前記ネットワーク内の各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置を集中管理する集中管理装置とを有する直流電力ネットワークシステムにおける前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御方法であって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置は、
直流電力を双方向に移送可能な１つのＤＣ／ＤＣコンバータ、又は、一方の入出力端子が相互に接続された複数の当該ＤＣ／ＤＣコンバータからなるコンバータ部と、
前記コンバータ部の各入出力端子の電圧をそれぞれ計測する電圧計と、
前記コンバータ部の各前記入出力端子から一定電圧の電力を入出力するよう当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御する制御部と
を有し、
前記集中管理装置が、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の各前記入出力端子の目標電圧をそれぞれ指示する第１のステップと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の前記制御部が、前記コンバータ部の各前記入出力端子について、前記集中管理装置から指示された当該入出力端子の目標電圧と、前記電圧計により計測された当該入出力端子の電圧との電圧差をそれぞれ算出し、算出した前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記電圧差に基づいて、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の大きさ及び方向をそれぞれ制御する第２のステップと
を備えることを特徴とするＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御方法。

【請求項10】

前記第２のステップにおいて、前記制御部は、
前記コンバータ部が１つの前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子における前記電圧差同士の差分に応じた電力を一方の前記入出力端子から他方の前記入出力端子に移送するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、前記コンバータ部が複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子について、当該入出力端子における前記電圧差と、前記コンバータ部の各前記入出力端子の前記電圧差の平均値との差分に応じた電力を当該入出力端子から入出力するように対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項９に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御方法。

【請求項11】

前記第１のステップにおいて、前記集中管理装置は、
各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記目標電圧に加えて、当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力出力定数をそれぞれ指示し、
前記第２のステップにおいて、前記制御部は、
前記コンバータ部が１つの前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子における前記電圧差同士の差分に対して対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電力出力定数を乗じた大きさの前記電力を、一方の前記入出力端子から他方の前記入出力端子に移送するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項１０に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御方法。

【請求項12】

前記第１のステップにおいて、前記集中管理装置は、
各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記目標電圧に加えて、当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの電力出力定数をそれぞれ指示し、
前記第２のステップにおいて、前記制御部は、
前記コンバータ部が複数の前記ＤＣ／ＤＣコンバータから構成される場合には、当該コンバータ部の各前記入出力端子について、当該入出力端子における前記電圧差と、前記コンバータ部の各前記入出力端子の前記電圧差の平均値との差分に対して対応する前記ＤＣ／ＤＣコンバータの前記電力出力定数を乗じた大きさの前記電力を、当該入出力端子から入出力するように当該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する
ことを特徴とする請求項１１に記載のＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は直流電力ネットワークシステム並びにＤＣ／ＤＣコンバータ装置及びその制御方法に関し、例えば、複数のＤＣ／ＤＣ（Direct Current / Direct Current）コンバータ装置を備える直流電力ネットワークに適用して好適なものである。

【背景技術】

【0002】

近年、太陽光発電システムに代表される再生エネルギーシステムや、電気自動車に代表されるＥＶ（Electric Vehicle）の普及に伴い、複数の直流電力間を接続することが多くなってきている。複数の直流電力間を接続する場合、接続される直流電力間の電位差を吸収するため、これら直流電力間にＤＣ／ＤＣコンバータを介在させるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流電圧を異なる電圧値の直流電圧に変換する電気機器であり、直流電力ネットワークや電子機器などにおいても広く用いられている。

【0003】

ＤＣ／ＤＣコンバータとしては、直流電力を一方向にのみ昇圧又は降圧して移送可能なタイプのものと、直流電力を双方向に昇圧又は降圧して移送可能なタイプのもの（双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ）とがある。ＥＶシステムなどのバッテリを備えるシステムでは、通常、バッテリを充放電するためにＤＣ／ＤＣコンバータとして双方向ＤＣ／ＤＣコンバータが用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７−１３０９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを介して負荷に直流電力を供給する直流電力ネットワークシステムを構築する場合、単体のＤＣ／ＤＣコンバータを考慮するだけでなく、これら複数のＤＣ／ＤＣコンバータ全体に対する制御が必要となるために制御が複雑化する。このためこれら複数のＤＣ／ＤＣコンバータを集中管理するＥＭＳ（Energy Management System）などの集中管理装置が別途必要となる。

【0006】

しかしながら、集中管理装置によって直流電力ネットワークシステム全体を管理する場合、集中管理装置はシステム内の個々のＤＣ／ＤＣコンバータをリアルタイムで逐次制御しなければならず、個々のＤＣ／ＤＣコンバータにおける電力の入出力方向も考慮しなければならないため、集中管理装置の負荷が大きく、また制御が煩雑となる問題があった。

【0007】

また集中管理装置の故障や、集中管理装置から各ＤＣ／ＤＣコンバータへの通信障害が発生した場合に、集中管理装置によるリアルタイムでの各ＤＣ／ＤＣコンバータの制御を行うことができず、停電が発生するなど安全性が低い問題もあった。

【0008】

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、制御を容易化し行い得る安全性の高い直流電力ネットワークシステム並びにＤＣ／ＤＣコンバータ装置及びその制御方法を提案しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる課題を解決するため本発明においては、ネットワーク内に設けられた１又は複数のＤＣ／ＤＣコンバータ装置と、前記ネットワーク内の各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置を集中管理する集中管理装置とを有する直流電力ネットワークシステムにおいて、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置は、直流電力を双方向に移送可能な１つのＤＣ／ＤＣコンバータ、又は、一方の入出力端子が相互に接続された複数の当該ＤＣ／ＤＣコンバータからなるコンバータ部と、前記コンバータ部の各入出力端子の電圧をそれぞれ計測する電圧計と、前記コンバータ部の各前記入出力端子から一定電圧の電力を入出力するよう当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御する制御部とを設け、前記集中管理装置が、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の各前記入出力端子の目標電圧をそれぞれ指示し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の前記制御部が、前記コンバータ部の各前記入出力端子について、前記集中管理装置から指示された当該入出力端子の目標電圧と、前記電圧計により計測された当該入出力端子の電圧との電圧差をそれぞれ算出し、算出した前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記電圧差に基づいて、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の大きさ及び方向をそれぞれ制御するようにした。

【0010】

また本発明においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置において、直流電力を双方向に移送可能な１つのＤＣ／ＤＣコンバータ、又は、一方の入出力端子が相互に接続された複数の当該ＤＣ／ＤＣコンバータからなるコンバータ部と、前記コンバータ部の各入出力端子の電圧をそれぞれ計測する電圧計と、前記コンバータ部の各前記入出力端子から一定電圧の電力を入出力するよう当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御する制御部とを設け、前記制御部が、前記コンバータ部の各前記入出力端子について、上位装置から指示された当該入出力端子の目標電圧と、前記電圧計により計測された当該入出力端子の電圧との電圧差をそれぞれ算出し、算出した前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記電圧差に基づいて、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の大きさ及び方向をそれぞれ制御するようにした。

【0011】

さらに本発明においては、ネットワーク内に設けられた１又は複数のＤＣ／ＤＣコンバータ装置と、前記ネットワーク内の各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置を集中管理する集中管理装置とを有する直流電力ネットワークシステムにおける前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御方法であって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置は、直流電力を双方向に移送可能な１つのＤＣ／ＤＣコンバータ、又は、一方の入出力端子が相互に接続された複数の当該ＤＣ／ＤＣコンバータからなるコンバータ部と、前記コンバータ部の各入出力端子の電圧をそれぞれ計測する電圧計と、前記コンバータ部の各前記入出力端子から一定電圧の電力を入出力するよう当該コンバータ部を構成する各前記ＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御する制御部とを有し、前記集中管理装置が、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、当該ＤＣ／ＤＣコンバータ装置における前記コンバータ部の各前記入出力端子の目標電圧をそれぞれ指示する第１のステップと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ装置の前記制御部が、前記コンバータ部の各前記入出力端子について、前記集中管理装置から指示された当該入出力端子の目標電圧と、前記電圧計により計測された当該入出力端子の電圧との電圧差をそれぞれ算出し、算出した前記コンバータ部の前記入出力端子ごとの前記電圧差に基づいて、各前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の大きさ及び方向をそれぞれ制御する第２のステップとを設けるようにした。

【0012】

本発明の直流電力ネットワークシステム並びにＤＣ／ＤＣコンバータ装置及びその制御方法によれば、上位装置（集中管理装置）がＤＣ／ＤＣコンバータ装置をリアルタイムで制御する必要がなくＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対してＤＣ／ＤＣコンバータ部の各入出力端子の目標電圧を指定するだけでよいため、上位装置によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御を容易化させることができる。また、その後、上位装置に障害が発生したり、上位装置及びＤＣ／ＤＣコンバータ装置間に通信障害が発生したとしても、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置が上位装置により設定された目標電圧に基づいて動作し続けるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置が動作せずに停電が発生するような事態が生じるおそれはない。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、制御を容易化し行い得る安全性の高い直流電力ネットワークシステム並びにＤＣ／ＤＣコンバータ装置及びその制御方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施の形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置の原理説明に供するブロック図である。

【図2】第１の実施の形態による直流電力ネットワークシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図3】第１の実施の形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置の構成を示すブロック図である。

【図4】第１の実施の形態の制御部により実行される制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図5】第２の実施の形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置の原理説明に供するブロック図である。

【図6】第２の実施の形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置の構成を示すブロック図である。

【図7】第２の実施の形態の制御部により実行される制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図8】第２の実施の形態の制御部により実行される制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図9】他の実施の形態の説明に供するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

【0016】

（１）第１の実施の形態
（１−１）原理
図１に示すように、直流電力を双方向に移送可能な汎用の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１において、一方の入出力端子（以下、これを第１の入出力端子と呼ぶ）１Ａ側の電圧値がＶ_A、他方の入出力端子（以下、これを第２の入出力端子と呼ぶ）１Ｂ側の電圧値がＶ_Bである場合について考える。

【0017】

ここでは、かかる双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１は、出力電圧を一定に保つ定電圧機能（ＣＶ機能）が搭載されているものとする。また双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１には、ＣＶ機能における目標電圧の設定値（以下、これをＣＶ設定値と呼ぶ）として、第１の入出力端子１Ａ側にはＶ_{A_s}、第２の入出力端子１Ｂ側にはＶ_{B_s}を設定するものとする。

【0018】

ここで、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１における第１の入出力端子１Ａ側における電圧値Ｖ_A及びＣＶ設定値Ｖ_{A_s}間の電圧差をΔＶ_A、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１における第２の入出力端子１Ｂ側における電圧値Ｖ_B及びＣＶ設定値Ｖ_{B_s}間の電圧差をΔＶ_B、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１の電力出力定数をＫとし、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１の第１の入出力端子１Ａ側から第２の入出力端子１Ｂ側に電力を移送する方向を正方向とすると、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１から出力される電力Ｐは、次式

【数1】

のように表すことができる。

【0019】

なお（１）式における電圧差ΔＶ_Aは、次式

【数2】

により表され、電圧差ΔＶ_Aは、次式

【数3】

により表される。

【0020】

これら（１）〜（３）式からも明らかなように、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１では、第１及び第２の入出力端子１Ａ，１Ｂにそれぞれ設定するＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}の大きさを調整することによって、かかる電力Ｐの大きさ及び方向を制御することができる。

【0021】

例えば、第１の入出力端子１Ａに対するＣＶ設定値Ｖ_{A_s}を下げ、又は、第２の入出力端子１Ｂに対するＣＶ設定値Ｖ_{B_s}を上げることによって第２の入出力端子１Ｂ側に出力される電力Ｐの値を上げることができ、逆に、第１の入出力端子１Ａに対するＣＶ設定値Ｖ_{A_s}を上げ、又は、第２の入出力端子１Ｂに対するＣＶ設定値Ｖ_{B_s}を下げることによって第２の入出力端子１Ｂ側に出力される電力Ｐの値を下げることができる。

【0022】

また第１の入出力端子１Ａ側の電圧差ΔＶ_Aが第２の入出力端子１Ｂ側の電圧差ΔＶ_Bよりも大きくなるようにこれらの第１及び第２の入出力端子１Ａ，１Ｂに対するＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}の値を設定することによって、第２の入出力端子１Ｂ側から電力Ｐを出力するように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１を動作させることができる。

【0023】

逆に、第１の入出力端子１Ａ側の電圧差ΔＶ_1Aが第２の入出力端子１Ｂ側の電圧差ΔＶ_Bよりも小さくなるようにこれらの第１及び第２の入出力端子１Ａ，１Ｂに対するＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}の値を設定することによって、第１の入出力端子１Ａ側から電力Ｐを出力するように双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ１を動作させることができる。

【0024】

以下、このような双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの制御方式を利用した本実施の形態の直流電力ネットワークについて説明する。

【0025】

（１−２）第１の実施の形態による直流電力ネットワークシステムの構成
図２は、本実施の形態による直流電力ネットワークシステム１０を示す。この直流電力ネットワークシステム１０は、電力線１１を介して相互に接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２と、これら複数のＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２を集中管理するＥＭＳ１３とがネットワーク１４を介して接続されて構成される。

【0026】

各ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２は、図３に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ部２４を構成するＤＣ／ＤＣコンバータ２０と、第１の電圧計２１、第２の電圧計２２及び制御部２３とを備えて構成される。

【0027】

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、汎用の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、制御部２３の制御に基づいて、第１の入出力端子２０Ａ側の直流電力を昇圧又は降圧して第２の入出力端子２０Ｂ側に移送し、又は、第２の入出力端子２０Ｂ側の直流電力を昇圧又は降圧して第１の入出力端子２０Ａ側に移送する。

【0028】

第１の電圧計２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側に接続された汎用の電圧計であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側の電圧を計測し、計測結果を制御部２３に出力する。また第２の電圧計２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第２の入出力端子２０Ｂ側に接続された電圧計であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第２の入出力端子２０Ｂ側の電圧を計測し、計測結果を制御部２３に出力する。

【0029】

制御部２３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の出力電圧を一定に保つＣＶ機能に加えて、出力電流を一定に保つ定電流機能（ＣＣ機能）が搭載される。ただし、ＣＣ機能はＤＣ／ＤＣコンバータの安全性を考慮して搭載されたもので、本実施の形態においては必須の機能ではない。

【0030】

制御部２３は、第１電圧計２１により計測されたＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側の電圧と、第２電圧計２２により計測されたＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第２の入出力端子２０Ｂ側の電圧と、ＥＭＳ１３からネットワーク１４を介して与えられる制御コマンドとに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２０をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。

【0031】

実際上、本実施の形態の場合、ＥＭＳ１３は、制御部２３に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側のＣＶ設定値Ｖ_{A_s}及び第２の入出力端子２０Ｂ側のＣＶ設定値Ｖ_{B_s}と、電力出力定数Ｋとをそれぞれ指定した制御コマンドを適宜送信する。

【0032】

そして、この制御コマンドを受信した制御部２３は、制御対象のＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側のＣＶ設定値Ｖ_{A_s}及び当該ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第２の入出力端子２０Ｂ側のＣＶ設定値Ｖ_{B_s}と、電力出力定数Ｋとをその制御コマンドにおいて指定された値に内部設定し、内部設定したこれらの値に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２０の動作をＰＷＭ制御する。

【0033】

図４は、このような制御部２３により実行される制御処理の処理手順を示す。制御部２３は、ＥＭＳ１３から送信されてきた上述の制御コマンドを受信すると、この図４に示す制御処理を開始し、まず、制御コマンドにおいて指定されたＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側及び第２の入出力端子２０Ｂ側の各ＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}と、電力出力定数ＫとをＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する際のパラメータ値としてそれぞれ内部設定する（Ｓ１）。

【0034】

続いて、制御部２３は、第１の電圧計２１により計測されたＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側の電圧の計測値（以下、これを第１の電圧計測値Ｖ_Aと呼ぶ）と、第２の電圧計２２により計測されたＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第２の入出力端子２０Ｂ側の電圧の計測値（以下、これを第２の電圧計測値Ｖ_Bと呼ぶ）とをそれぞれ取得する（Ｓ２）。

【0035】

そして制御部２３は、ステップＳ１で内部設定したＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側のＣＶ設定値Ｖ_{A_s}及びステップＳ２で取得した入力側電圧計測値Ｖ_A間の電圧差ΔＶ_Aと、ステップＳ１で内部設定したＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第２の入出力端子２０Ｂ側のＣＶ設定値Ｖ_{B_s}及びステップＳ２で取得した出力側電圧計測値Ｖ_B間の電圧差ΔＶ_Bとをそれぞれ上述の（２）式及び（３）式により算出する（Ｓ３）。

【0036】

次いで、制御部２３は、次式

【数4】

で表されるステップＳ３で算出した第１の入出力端子２０Ａ側の電圧差ΔＶ_Aと、第２の入出力端子２０Ｂ側の電圧差ΔＶ_Bとの差分Ｄを算出し（Ｓ４）、算出した差分Ｄの値が０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ５）。

【0037】

そして制御部２３は、この判断で肯定結果を得ると、第２の入出力端子２０Ｂ側に上述の（１）式で表される大きさの電力Ｐを出力するようＤＣ／ＤＣコンバータ２０をＰＷＭ制御し（Ｓ６）、この後ステップＳ２に戻る。そして制御部２３は、この後、ステップＳ２以降の処理を繰り返し実行する。

【0038】

これに対して、制御部２３は、ステップＳ５の判断で否定結果を得ると、ステップＳ４で算出した差分Ｄ₁の値が０未満であるか否かを判断する（Ｓ７）。そして制御部２３は、この判断で肯定結果を得ると、第１の入出力端子２０Ａ側に次式

【数5】

で表される大きさの電力Ｐを出力するようＤＣ／ＤＣコンバータ２０をＰＷＭ制御し（Ｓ８）、この後ステップＳ２に戻る。そして制御部２３は、この後、ステップＳ２以降の処理を繰り返し実行する。

【0039】

また制御部２３は、ステップＳ７の判断で否定結果を得ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の第１の入出力端子２０Ａ側及び第２の入出力端子２０Ｂ側のいずれにも電力を出力しないようＤＣ／ＤＣコンバータ２０をＰＷＭ制御し（Ｓ９）、この後、ステップＳ２に戻る。そして制御部２３は、この後、ステップＳ２以降の処理を繰り返し実行する。

【0040】

（１−３）本実施の形態の効果
以上の構成を有する本実施の形態の直流電力ネットワークシステム１０では、ＥＭＳ１３は、各ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２をリアルタイムで逐次制御する必要がなく、各ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２に対してＤＣ／ＤＣコンバータ２０の各入出力端子２０Ａ，２０ＢのＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の電力出力定数Ｋとを指定した制御コマンドを適宜ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２に送信すれば良いため、ＥＭＳ１３の負荷を軽減させることができる。

【0041】

また本直流電力ネットワークシステム１０では、かかるＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}及び電力出力定数Ｋを指示するだけでＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２の出力電力の大きさ及び方向を制御することができるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２の出力電力の大きさや方向の切り替えが容易であり、ＥＭＳ１３によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２の制御を容易化させることができる。

【0042】

さらに本直流電力ネットワークシステム１０では、例えば、ＥＭＳ１３に障害が発生したり、ＥＭＳ１３及び各ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２間の通信障害が発生した場合においても各ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２がＥＭＳ１３により設定されたＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}及び電力出力定数Ｋに従って動作し続けるため、ＥＭＳ１３の故障や、ＥＭＳ１３及び各ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２間の通信障害に起因する停電等が発生するおそれがない。

【0043】

よって本実施の形態によれば、制御を容易化し行い得る安全性の高い直流電力ネットワークシステム１０を構築することができる。

【0044】

さらに、本直流電力ネットワークシステム１０では、ＥＭＳ１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２ごとにＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}及び電力出力定数Ｋをそれぞれ設定するだけでシステム内のすべてのＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２を個別に制御することができるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２間の個体差を考慮する必要がなく、またシステムへのＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２の追加も容易に行うことができる。また、この制御は、実計測値と設定値の差分を基本に実行するため、計測器の設定及びメンテナンスが容易である。

【0045】

さらに本直流電力ネットワークシステム１０によれば、ネットワーク内で負荷変動や、これに伴う電力変動が発生した場合にも対応するＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２のＣＶ設定値Ｖ_{A_s}，Ｖ_{B_s}及び電力出力定数Ｋを変更するだけで自動的にエネルギーバランスが調整されるという効果をも得ることができる。

【0046】

（２）第２の実施の形態
（２−１）原理
次に、図５に示すように、それぞれ直流電力を双方向に移送可能な第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１，３２，３３をＴ字状に接続したコンバータ部３０の制御方式について説明する。

【0047】

このコンバータ部３０において、第１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１における第２及び第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３２，３３と接続されていない入出力端子３０Ａ側の電圧がＶ_1A、第２の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３２における第１及び第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１，３３と接続されていない入出力端子３２Ａ側の電圧がＶ_2A、第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３における第１及び第２の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１，３２と接続されていない入出力端子３３Ａ側の電圧がＶ_3Aである場合について考える。なお、以下においては、これら第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３において他の第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３と接続されていない入出力端子３１Ａ，３２Ａ，３３Ａをそれぞれ外部入出力端子３１Ａ〜３３Ａと呼ぶものとする。

【0048】

ここでは、かかる第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３は、出力電圧を一定に保つ定電圧機能（ＣＶ機能）が搭載されているものとする。また第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３の各外部入出力端子３１Ａ〜３３Ａに対して、それぞれＣＶ機能における目標電圧（ＣＶ設定値）としてＶ_{1A_s}，Ｖ_{2A_s}，Ｖ_{3A_sが}設定されていると共に、第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３の電力出力定数として、それぞれＫ_１，Ｋ_２，Ｋ_３が設定されているものとする。

【0049】

ここで、第１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の外部入出力端子４１Ａ側の電圧値Ｖ_1A及びＣＶ設定値Ｖ_{1A_s}間の電圧差をΔＶ_1A、第２の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の外部入出力端子３２Ａ側の電圧値Ｖ_2A及びＣＶ設定値Ｖ_{2A_s}間の電圧差をΔＶ_2A、第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の外部入出力端子３３Ａ側の電圧値Ｖ_3A及びＣＶ設定値Ｖ_{3A_s}間の電圧差をΔＶ_3Aとする。また第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３において、外部入出力端子３１Ａ〜３３Ａ側に電流が流れる方向を正方向とする。

【0050】

この場合、第１の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の外部入出力端子側３１Ａから出力される電力Ｐ₁は、次式

【数6】

のように表すことができる。また第２の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の外部入出力端子２１Ａ側から出力される電力Ｐ₂は、次式

【数7】

のように表すことができ、第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の外部入出力端子３３Ａ側から出力される電力Ｐ₃は、次式

【数8】

のように表すことができる。

【0051】

なお（６）〜（８）式における電圧差ΔＶ_1Aは、次式

【数9】

により表され、電圧差ΔＶ_2Aは、次式

【数10】

により表され、電圧差ΔＶ_3Aは、次式

【数11】

により表される。

【0052】

これら（６）〜（１１）式からも明らかなように、図４の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ部３０では、第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３の外部入出力端子３１Ａ〜３３Ａにそれぞれ設定するＣＶ設定値Ｖ_{1A_s}，Ｖ_{2A_s}，Ｖ_{3A_s}の大きさを調整することによって、コンバータ部３０の各外部入出力端子３１Ａ〜３３Ａからそれぞれ出力される電力Ｐ₁、Ｐ₂，Ｐ₃の大きさ及び出力方向を制御することができる。

【0053】

例えば、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３１の外部入出力端子３１Ａ側から第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３２の外部入出力端子３２Ａ側及び第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３３の外部入出力端子３３Ａ側に電力が移送されている状態において、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３１の外部入出力端子３１Ａに対するＣＶ設定値Ｖ_{1A_s}を下げ、又は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３２の外部入出力端子３２Ａに対するＣＶ設定値Ｖ_{2A_s}や第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３３の外部入出力端子３３Ａに対するＣＶ設定値Ｖ_{3A_s}を上げることによって、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ３２の外部入出力端子３２Ａ側に出力する電力Ｐ₂の値や第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３３の外部入出力端子３３Ａ側に出力する電力Ｐ₃の値を上げることができる。

【0054】

また第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３１の外部入出力端子３１Ａ側の電圧差ΔＶ_1Aが、第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３の外部入出力端子３１Ａ〜３３Ａ側の各電圧差ΔＶ_1A〜ΔＶ_3Aの平均値よりも大きくなるようにこれら第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ３１〜３３の外部入出力端子３１Ａ〜３３Ａに対するＣＶ設定値Ｖ_{1A_s}〜Ｖ_{3A_s}の値を設定することによって、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ３１の外部入出力端子３１Ａ側から電力Ｐ₁を出力するようにＤＣ／ＤＣコンバータ部３０を動作させることができる。

【0055】

（２−２）第２の実施の形態によるＤＣ／ＤＣコンバータシステムの構成
図６は、図３について上述した第１の実施の形態のＤＣ／ＤＣコンバータ装置１２に代えて、図２の直流電力ネットワークシステム１０に適用可能な第２の実施の形態によるＤＣ／ＤＣコンバータ装置４０を示す。このＤＣ／ＤＣコンバータ装置４０は、第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１，４２，４３から構成されるコンバータ部４４と、第１〜第２の電圧計４５，４５，４６と、制御部４８及びコンバータ部制御部４９とを備えて構成される。

【0056】

第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３は、いずれもＣＶ／ＣＣ機能（定電圧／定電流制御機能）が搭載された双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである。第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３は、コンバータ部制御部４９の制御に基づいて、一方の入出力端子でなる外部入出力端子４１Ａ，４２Ａ，４３Ａ側の直流電力を昇圧又は降圧して他方の入出力端子４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ側に移送し、又は、他方の入出力端子４１Ｂ〜４３Ｂ側の直流電力を昇圧又は降圧して外部入力端子４１Ａ〜４３Ａ側に移送する。

【0057】

第１の電圧計４５は、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１の外部入出力端子４１Ａ側に接続された汎用の電圧計であり、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１の外部入出力端子４１Ａ側の電圧を計測し、計測結果を制御部４８に出力する。また第２の電圧計４６は、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２の外部入出力端子４２Ａ側に接続された汎用の電圧計であり、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２の外部入出力端子４２Ａ側の電圧を計測し、計測結果を制御部４８に出力する。同様に、第３の電圧計４７は、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の外部入出力端子４３Ａ側に接続された汎用の電圧計であり、第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の外部入出力端子４３Ａ側の電圧を計測し、計測結果を制御部４８に出力する。

【0058】

制御部４８は、第１〜第３の電力計４５〜４７の計測結果と、本ＤＣ／ＤＣコンバータ装置４０が存在する直流電力ネットワークシステム内のすべてのＤＣ／ＤＣコンバータ装置を統括管理するＥＭＳ５０からネットワーク５１を介して与えられる制御コマンドとに基づいて、コンバータ部制御部４９を介して第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３を制御する制御装置である。

【0059】

実際上、本実施の形態の場合、ＥＭＳ５０は、制御部４８に対して、第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の外部入力端子４１Ａ〜４３ＡのＣＶ設定値Ｖ_{1A_s}、Ｖ_{2A_s}、Ｖ_{3A_s}と、第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の電力出力定数Ｋ_１、Ｋ_２，Ｋ_３とをそれぞれ指定した制御コマンドを適宜送信する。

【0060】

そして、この制御コマンドを受信した制御部４８は、制御対象の第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の外部入力端子４１Ａ〜４３Ａの各ＣＶ設定値Ｖ_{1A_s}〜Ｖ_{3A_s}と、第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の電力出力定数Ｋ_１〜Ｋ_３とをその制御コマンドにおいて指定された値に内部設定する。

【0061】

また制御部４８は、これらの値に基づいて、第１〜第３の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の各外部入出力端子側４１Ａ〜４３Ａからそれぞれ出力すべき電力Ｐ₁〜Ｐ₃の値を（６）〜（８）式によりそれぞれ算出し、算出結果をしたこれら電力Ｐ₁〜Ｐ₃の値をコンバータ部制御部４９にそれぞれ送信する。

【0062】

またコンバータ部制御部４９は、制御部４８から与えられた第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の各外部入出力端子側４１Ａ〜４３Ａから、それぞれ制御部４８により指定された大きさの電力Ｐ₁〜Ｐ₃を出力するようこれら第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３をＰＷＭ制御する。

【0063】

図７は、このような制御部４８により実行される制御処理の処理手順を示す。この制御処理は、ＥＭＳ５０から送信されてきた上述の制御コマンドを制御部４８が受信すると開始される。そして制御部４８は、まず、制御コマンドにおいて指定された第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の各外部入出力端子４１Ａ〜４３Ａに対するＣＶ設定値Ｖ_{1A_s}〜Ｖ_{3A_s}と、これら第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の電力出力定数Ｋ₁〜Ｋ₃とをコンバータ部４４を制御する際のパラメータ値としてそれぞれ内部設定する（Ｓ１０）。

【0064】

続いて、制御部４８は、第１の電圧計４５により計測された第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１の外部入出力端子４１Ａ側の電圧の計測値（以下、これを第１の電圧計測値Ｖ_1Aと呼ぶ）と、第２の電圧計４６により計測された第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２の外部入出力端子４２Ａ側の電圧の計測値（以下、これを第２の電圧計測値Ｖ_2Aと呼ぶ）と、第３の電圧計４７により計測された第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の外部入出力端子４３Ａ側の電圧の計測値（以下、これを第３の電圧計測値Ｖ_3Aと呼ぶ）とをそれぞれ取得する（Ｓ１１）。

【0065】

そして制御部４８は、ステップＳ１０で内部設定した第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１の外部入出力端子４１Ａ側のＣＶ設定値Ｖ_{1A_s}及びステップＳ１１で取得した第１の電圧計測値Ｖ_1A間の電圧差ΔＶ_1Aと、ステップＳ１０で内部設定した第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２の外部入出力端子４２Ａ側のＣＶ設定値Ｖ_{2A_s}及びステップＳ１１で取得した第２の電圧計測値Ｖ_2B間の電圧差ΔＶ_2Aと、ステップＳ１０で内部設定した第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の外部入出力端子４３Ａ側のＣＶ設定値Ｖ_{3A_s}及びステップＳ１１で取得した第３の電圧計測値Ｖ_3B間の電圧差ΔＶ_3Aとを、それぞれ上述の（９）式〜（１１）式により算出する（Ｓ１２）。

【0066】

次いで、制御部４８は、ステップＳ１０で内部設定した第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１の電力出力定数Ｋ₁と、ステップＳ１２で取得した電圧差ΔＶ_1Aとに基づいて第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１の外部入出力端子４１Ａから出力すべき電力Ｐ₁の値を算出し、算出結果をコンバータ部制御部４９に出力することにより、当該コンバータ部制御部４９を介して第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１の動作を制御する（Ｓ１３）。

【0067】

また制御部４８は、ステップＳ１０で内部設定した第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２の電力出力定数Ｋ₂と、ステップＳ１２で取得した電圧差ΔＶ_2Aとに基づいて第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２の外部入出力端子４２Ａから出力すべき電力Ｐ₂の値を算出し、算出結果をコンバータ部制御部４９に出力することにより、当該コンバータ部制御部４９を介して第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２の動作を制御する（Ｓ１４）。

【0068】

さらに制御部４８は、ステップＳ１０で内部設定した第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の電力出力定数Ｋ₃と、ステップＳ１２で取得した電圧差ΔＶ_3Aとに基づいて第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の外部入出力端子４３Ａから出力すべき電力Ｐ₃の値を算出し、算出結果をコンバータ部制御部４９に出力することにより、当該コンバータ部制御部４９を介して第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の動作を制御する（Ｓ１５）。

【0069】

そして制御部４８は、ステップＳ１５の処理が完了するとステップＳ１１に戻り、この後ステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理を上述と同様にして繰り返し実行する。

【0070】

なおステップＳ１３〜ステップＳ１５の各ステップにおける制御部４８の具体的な処理内容を図８に示す。制御部４８は、図７のステップＳ１３、ステップＳ１４又はステップＳ１５に進むと、この図８に示す制御処理を開始し、まず、次式

【数12】

のようにして、図７のステップＳ１２で算出したそのとき制御対象としている第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の電圧差ΔＶ_nA（ｎ＝１，２，３）と、これら電圧差ΔＶ_1A〜ΔＶ_3Aの平均値との差分Ｄ_nを算出する（Ｓ２０）。

【0071】

続いて、制御部４８は、ステップＳ２０で算出した差分Ｄ_nの値が０よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２１）。そして制御部４８は、この判断で肯定結果を得ると、そのときの制御対象が第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１のときには（６）式、制御対象が第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２のときには（７）式、制御対象が第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３のときには（８）式で表される大きさの電力Ｐ_n（ｎ＝１，２，３）をその第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の外部入出力端子４１Ａ〜４３Ａ側から入力するようコンバータ部制御部４９に指示を与え（Ｓ２２）、この後、この図８の処理を終了して図７の制御処理に戻る。かくして、このときコンバータ部制御部４９は、そのときの制御対象の第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の外部入力端子４１Ａ〜４３Ａ側から指定された電力Ｐ_nを入力するようその第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３をＰＷＭ制御する。

【0072】

これに対して、制御部４８は、ステップＳ２１の判断で否定結果を得ると、ステップＳ２０で算出した差分Ｄ_nの値が０未満であるか否かを判断する（Ｓ２３）。そして制御部４８は、この判断で肯定結果を得ると、そのときの制御対象が第１のＤＣ／ＤＣコンバータ４１のときには（６）式、制御対象が第２のＤＣ／ＤＣコンバータ４２のときには（７）式、制御対象が第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４３のときには（８）式で表される大きさの電力Ｐ_n（ｎ＝１，２，３）をその第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の外部入出力端子４１Ａ〜４３Ａから出力するようコンバータ部制御部４９に指示を与え（Ｓ２４）、この後、この図８の処理を終了して図７の制御処理に戻る。かくして、このときコンバータ部制御部４９は、そのときの制御対象の第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の外部入力端子４１Ａ〜４３Ａに指定された電力Ｐ_nを出力するようその第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３をＰＷＭ制御する。

【0073】

一方、制御部４８は、ステップＳ２３の判断で否定結果を得ると、そのときの制御対象の第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の外部入出力端子４１Ａ〜４３Ａからの電力の入出力を停止するようコンバータ部制御部４９に指示を与え（Ｓ２５）、この後、この図８の処理を終了して図７の制御処理に戻る。かくして、このときコンバータ部制御部４９は、そのときの制御対象の第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３の外部入力端子４１Ａ〜４３Ａから電力を入出力しないようにその第１〜第３のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３を制御する。

【0074】

（２−３）本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態のＤＣ／ＤＣコンバータ装置３０によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ部４４が複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３から構成される場合においても、個々のＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３を第１の実施の形態と同様に制御することでＤＣ／ＤＣコンバータ装置３０全体を制御することができ、かくして第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0075】

（３）他の実施の形態
なお上述の第１及び第２の実施の形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０，４１〜４３が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータである場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０，４１〜４３が電力を一方向にのみ昇圧又は減圧して移送可能なＤＣ／ＤＣコンバータである場合にも本発明を適用することができる。

【0076】

また上述の第２の実施の形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ部４４を３つのＤＣ／ＤＣコンバータ４１〜４３により構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図９に示すように、それぞれ一方の入出力端子６１₁Ｂ，６１₂Ｂ，……，６１_nＢが相互に接続された複数のＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁，６１₂，……，６１_nによりＤＣ／ＤＣコンバータ部６０を構成するようにしてもよい。

【0077】

この場合、ＥＭＳ１３は、各ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に対して、そのＤＣ／ＤＣコンバータ装置のＤＣ／ＤＣコンバータ部６０の入出力端子を構成する各ＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nの外部入出力端子（他のＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nと接続されていない方の入出力端子６１₁Ａ，６１₂Ａ，……，６１_nＡ）のＣＶ設定値Ｖ_{1_s}，Ｖ_{2_s}，……，Ｖ_{n_s}と、これらＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nの電力出力定数Ｋ₁，Ｋ₂，……，Ｋ_nとを指定した制御コマンドを適宜送信すればよい。

【0078】

またＤＣ／ＤＣコンバータ装置の制御部６２は、この制御コマンドに基づいて、以下のようにしてＤＣ／ＤＣコンバータ部６０を構成する各ＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nをそれぞれ制御すればよい。

【0079】

すなわち、制御部６２は、まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ部６０を構成する各ＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nの外部入出力端子６１₁Ａ〜６１_nＡ（ＤＣ／ＤＣコンバータ部６０の入出力端子）について、当該外部入出力端子６１₁Ａ〜６１_nＡに接続された電力計６３₁，６３₂，……，６３_nにより計測された電圧値をＶ_1A，Ｖ_2A，……，Ｖ_nAと、その外部入出力端子６１₁Ａ〜６１_nＡに対するＣＶ設定値Ｖ_{1_s}〜Ｖ_{n_s}との電圧差ΔＶ_k（ｋ＝１，２，……，ｎ）を次式

【数13】

によりそれぞれ算出するようにする。

【0080】

また制御部６２は、これらＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nの外部入出力端子６１₁Ａ〜６１_nＡにそれぞれ入出力すべき各電力Ｐ_k（ｋ＝１，２，……，ｎ）を次式

【数14】

によりそれぞれ算出するようにする。なお（１４）式において、右辺の括弧内の第２項はＤＣ／ＤＣコンバータ部６０を構成する各ＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nにおける電圧差ΔＶ_1A，ΔＶ_2A，……ΔＶ_nAの平均値である。

【0081】

そして制御部６２は、算出した電力Ｐ_kが０よりも大きい場合には対応するＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nの外部入出力端子６１₁Ａ〜６１_nＡから（１４）式で与えられる電力Ｐ_kを入力し、算出した電力Ｐ_kが０未満の場合にはその外部入出力端子６１₁Ａ〜６１_nＡから（１４）式で与えられる電力Ｐ_kを出力し、算出した電力Ｐ_kが0である場合にはその外部入出力端子６１₁Ａ〜６１_nＡからの電力の入出力を停止するように各ＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nを制御するようにする。

【0082】

このようにすれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ部６０が４つ以上のＤＣ／ＤＣコンバータ６１₁〜６１_nにより構成されている場合にも、ＤＣ／ＤＣコンバータ装置を第２の実施の形態と同様に制御することができる。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明は複数のＤＣ／ＤＣコンバータ装置を備える直流電力ネットワークに適用することができる。

【符号の説明】

【0084】

１，２０，３１〜３３，４１〜４３，６１₁〜６１_n……ＤＣ／ＤＣコンバータ、１Ａ，１Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ，３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ……入出力端子、１０……直流電力ネットワークシステム、１２，４０……ＤＣ／ＤＣコンバータ装置、１３，５０……ＥＭＳ、２１，２２，４５〜４７，６３₁〜６３_n……電圧計、２３，４８，６２……制御部、２４，４４，６０……コンバータ部、４９……コンバータ部制御部、Ｖ_A，Ｖ_B，Ｖ_1A〜Ｖ_nA……電圧値、Ｖ_{A_S}，Ｖ_{B_s}，Ｖ_{1A_s}〜Ｖ_{nA_s}……ＣＶ設定値、Ｋ，Ｋ₁〜Ｋ_n……電力出力定数。

【要約】

ＤＣ／ＤＣコンバータ装置に、それぞれ直流電力を双方向に移送可能な１つのＤＣ／ＤＣコンバータ、又は、一方の入出力端子が相互に接続された複数の当該ＤＣ／ＤＣコンバータからなるコンバータ部と、コンバータ部の各入出力端子の電圧をそれぞれ計測する電圧計と、ＤＣ／ＤＣコンバータ部の各ＤＣ／ＤＣコンバータをそれぞれ制御する制御部とを設け、制御部が、コンバータ部の各入出力端子について、上位装置（集中管理装置）から与えられる目標電圧と、電圧計により計測された当該入出力端子の電圧との電圧差に基づいて、各ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力の大きさ及び方向をそれぞれ制御するようにした。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】