特開 2022-8714 電源システムの電気エネルギ出力制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022008714

(43)【公開日】2022-01-14

(54)【発明の名称】電源システムの電気エネルギ出力制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/18 20060101AFI20220106BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20220106BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20220106BHJP

【ＦＩ】

H02J3/18 114

H02J3/38 130

H02M7/48 E

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2015201699

(22)【出願日】2015-10-13

(71)【出願人】

【識別番号】510063904

【氏名又は名称】群光電能科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】楊 祖成

(72)【発明者】

【氏名】黄 昭睿

【テーマコード（参考）】

5G066

5H770

【Ｆターム（参考）】

5G066HB06

5G066HB08

5G066JA07

5G066JB04

5H770AA09

5H770AA15

5H770BA13

5H770CA05

5H770DA01

5H770DA11

5H770DA46

5H770DA47

5H770EA01

5H770GA19

5H770HA02Y

5H770HA03W

5H770HA03Y

5H770HA05Y

5H770HA09W

5H770HA14W

5H770HA19W

5H770HA19Y

5H770JA11W

5H770JA11Y

5H770JA13Y

5H770JA18W

5H770JA18Y

5H770KA01Y

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電源システム全体の効率を向上させることが可能な電源システムの電気エネルギ出力制御方法の提供。
【解決手段】電気エネルギ出力制御方法は、制御ユニットが、電気エネルギ変換ユニットにより出力される交流電気エネルギの位相オフセットを検出するステップと、エネルギ蓄積周期に入ると、制御ユニットが、第１力率に基づいて電気エネルギ変換ユニットに交流電気エネルギを出力させるとともに交流電気エネルギが無効電力領域であることを検出すると電気エネルギ変換ユニットを制御してエネルギ蓄積ユニットに交流電力グリッドの一部の電気エネルギを蓄積させるステップと、エネルギ放出周期に入ると、第２力率に基づいて電気エネルギ変換ユニットに交流電気エネルギを出力させるとともにエネルギ蓄積ユニットにより蓄積された電気エネルギを放出させて、併合された交流電気エネルギ及び電気エネルギを交流電力グリッドに出力するステップとを備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電力グリッドに適用される電源システムの電気エネルギ出力制御方法であって、
第１力率、第２力率及び平均力率が予め設定される制御ユニットが、前記電源システムの電気エネルギ変換ユニットにより出力される交流電気エネルギの位相オフセットを検出するステップと、
エネルギ蓄積周期に入ると、前記制御ユニットが、前記第１力率に基づいて前記電気エネルギ変換ユニットに前記交流電気エネルギを出力させるとともに前記交流電気エネルギが無効電力領域にあることを検出すると前記電気エネルギ変換ユニットを制御してエネルギ蓄積ユニットに前記交流電力グリッドの一部の電気エネルギを蓄積させるステップと、
エネルギ放出周期に入ると、前記制御ユニットが、前記第２力率に基づいて前記電気エネルギ変換ユニットに前記交流電気エネルギを出力させるとともに前記エネルギ蓄積ユニットにより蓄積された前記電気エネルギを放出させて、併合された前記交流電気エネルギ及び前記電気エネルギを前記交流電力グリッドに出力するステップと、を備え、
前記エネルギ蓄積周期及び前記エネルギ放出周期の力率の平均値は、前記平均力率と同一であることを特徴とする電源システムの電気エネルギ出力制御方法。

【請求項2】

前記制御ユニットによって、前記エネルギ蓄積ユニットにより蓄積される前記電気エネルギが検知されて第１所定値よりも大きいと判断されると、前記エネルギ放出周期に入るステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電源システムの電気エネルギ出力制御方法。

【請求項3】

前記制御ユニットによって、前記エネルギ蓄積ユニットにより蓄積される前記電気エネルギが検知されて第２所定値以下であると判断されると、前記エネルギ蓄積周期に入るステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電源システムの電気エネルギ出力制御方法。

【請求項4】

前記無効電力領域は、前記交流電気エネルギの電流波形と電圧波形とが異なる向きにあるセグメントであることを特徴とする請求項１に記載の電源システムの電気エネルギ出力制御方法。

【請求項5】

前記エネルギ蓄積周期の時間の長さは、前記エネルギ放出周期の時間の長さと異なることを特徴とする請求項１に記載の電源システムの電気エネルギ出力制御方法。

【請求項6】

前記第１力率は、前記平均力率よりも小さく、
前記第２力率は、前記平均力率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電源システムの電気エネルギ出力制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気エネルギ出力制御方法に関し、特に、光起電力電源システムに用いられる電気エネルギ出力制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、太陽電池は、再生可能なエネルギとして非常に普及している。一般に、太陽電池アレイの出力端が光起電インバータに接続され、当該太陽電池アレイにおいて発生した直流電力が交流電力に変換されるようになっている。

【0003】

一般に、従来の太陽電池アレイ及び光起電インバータを備えた電源システムにおいては、動作の過程において発生した無効電力を削減可能な無効電力補償回路を設けることによって、電源システム全体の力率を向上させるようにしている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記従来の電源システムでは、無効電力補償回路によって電源システムの入力電圧を上げると、過電圧の問題が生じる。このため、従来の電源システムでは、このような過電圧の問題を解消するため、電気エネルギを回収する電気エネルギ回収装置を別途設ける必要があった。
しかしながら、無効電力補償回路に加えて電気エネルギ回収装置を設けると、電源システムの体積（設置範囲）が増加するばかりか、回路が複雑になる、といった問題が生じる。

【0005】

本発明は、電源システム全体の効率を向上させることが可能な電源システムの電気エネルギ出力制御方法を提供する。

【0006】

本発明に係る電源システムの電気エネルギ出力制御方法は、交流電力グリッドに適用される。本発明による電源システムの電気エネルギ出力制御方法は、第１力率、第２力率及び平均力率が予め設定される制御ユニットが、電源システムの電気エネルギ変換ユニットにより出力される交流電気エネルギの位相オフセットを検出するステップと、エネルギ蓄積周期に入ると、制御ユニットが、第１力率に基づいて電気エネルギ変換ユニットに交流電気エネルギを出力させるとともに、交流電気エネルギが無効電力領域にあることを検出すると電気エネルギ変換ユニットを制御してエネルギ蓄積ユニットに交流電力グリッドの一部の電気エネルギを蓄積させるステップと、エネルギ放出周期に入ると、制御ユニットが、第２力率に基づいて電気エネルギ変換ユニットに交流電気エネルギを出力させるとともにエネルギ蓄積ユニットにより蓄積された電気エネルギを放出させて、併合された交流電気エネルギ及び電気エネルギを交流電力グリッドに出力するステップと、を備え、エネルギ蓄積周期及びエネルギ放出周期の力率の平均値は、平均力率と同一である。

【0007】

本発明に係る電源システムの電気エネルギ出力制御方法において、無効電力領域は、交流電気エネルギの電流波形と電圧波形とが異なる向きにあるセグメントであり、第１力率は、平均力率よりも小さく、第２力率は、平均力率よりも大きい。

【0008】

さらに、制御ユニットによって、エネルギ蓄積ユニットにより蓄積される電気エネルギが検知されて第１所定値よりも大きいと判断されると、エネルギ放出周期に入り、エネルギ蓄積ユニットにより蓄積される電気エネルギが検知されて第２所定値以下であると判断されると、エネルギ蓄積周期に入り、エネルギ蓄積周期の時間の長さは、エネルギ放出周期の時間の長さと異なるようにしてもよい。

【0009】

本発明に係る電源システムの電気エネルギ出力制御方法では、電源システムがエネルギ蓄積周期に入ると、制御ユニットは、第１力率による交流電気エネルギを出力させるとともに、交流電気エネルギが無効電力領域にあると、電気エネルギ変換ユニットを制御して交流電力グリッドの一部の電気エネルギをエネルギ蓄積ユニットに蓄積させる。その後、電源システムがエネルギ放出周期に入ると、制御ユニットは、電源システムが第２力率による交流電気エネルギを出力させるとともに、電気エネルギ変換ユニットを制御してエネルギ蓄積ユニットの電気エネルギを放出させて、エネルギ蓄積ユニットが放出する電流を、電源システムが出力する交流電気エネルギとともに交流電力グリッドに出力する。

【発明の効果】

【0010】

以上のように、本発明に係る電源システムの電気エネルギ出力制御方法によれば、電源システム全体の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電源システムの回路を示すブロック図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るエネルギ蓄積ユニット及び電気エネルギ変換ユニットの回路図である。

【図3】本発明に係る電源システムから出力される交流電気エネルギを示す波形図である。

【図4】本発明に係る電源システムから出力される交流電気エネルギを示す他の波形図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係るエネルギ蓄積ユニット及び電気エネルギ変換ユニットを示す回路図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係る電源システムの電気エネルギ出力制御方法を示すフローチャートである。

【図7】本発明の第２実施形態に係る電源システムの電気エネルギ出力制御方法を示すフローチャートである。

【図8】本発明の第３実施形態に係る電源システムの回路を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の電源システムの回路を示すブロック図である。
図１に示すように、電源システム１は、直流供給装置２と交流電力グリッド３との間に設けられ、直流電気エネルギ（直流電圧ＶＤＣ及び直流電流ＩＤＣを含む）を電源システム１に供給することに用いられる。なお、直流供給装置２は、例えば、太陽電池モジュールであってもよい。電源システム１は、直流電気エネルギを交流電気エネルギ（交流電圧ＶＡＣ及び交流電流ＩＡＣを含む）に変換して交流電力グリッド３にフィードすることに用いられる。電源システム１は、電気エネルギ変換ユニット１０、エネルギ蓄積ユニット１２及び制御ユニット１４を有している。

【0013】

電気エネルギ変換ユニット１０は、光起電インバータ（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｉｎｖｅｒｔｅｒ）によって実現することが可能である。エネルギ蓄積ユニット１２は、直流供給装置２と電気エネルギ変換ユニット１０との間に設けられ、直流供給装置２及び電気エネルギ変換ユニット１０に電気的に接続されている。ここで、エネルギ蓄積ユニット１２は、直流供給装置２に並列接続されている。

【0014】

制御ユニット１４は、電気エネルギ変換ユニット１０及びエネルギ蓄積ユニット１２に電気的に接続されている。制御ユニット１４には、第１力率、第２力率及び平均力率が予め設定されている。ここで、第１力率は、平均力率よりも小さく、第２力率は、平均力率より大きく設定されている。

【0015】

制御ユニット１４は、エネルギ蓄積ユニット１２に蓄積される電気エネルギの検出を行うほか、電気エネルギ変換ユニット１０によって出力される、交流電気エネルギの交流電圧ＶＡＣ及び交流電流ＩＡＣの位相オフセットの検出も行う。制御ユニット１４は、例えば、制御器１４０及び位相検出器１４４を有してもよい。制御器１４０は、電気エネルギ変換ユニット１０、エネルギ蓄積ユニット１２及び位相検出器１４４のそれぞれに電気的に接続される。位相検出器１４４は、電気エネルギ変換ユニット１０によって出力された交流電気エネルギの交流電圧ＶＡＣ及び交流電流ＩＡＣの位相オフセットを検出することに用いられる。なお、本発明を実際に実施する際、制御器１４０は、位相検出器１４４を有することなく、位相検出の機能を実現することが可能である。例えば、制御器１４０は、交流電圧ＶＡＣ及び交流電流ＩＡＣを検出した後、演算により交流電圧ＶＡＣ及び交流電流ＩＡＣの位相オフセットを取得することができる。

【0016】

次に、図２を参照して本発明の実施の形態を説明する。図２は本発明の第１実施形態に係るエネルギ蓄積ユニット及び電気エネルギ変換ユニットの回路図である。なお、説明の都合上、図２には、直流供給装置２、交流電力グリッド３及び制御器１４０をさらに示している。
電気エネルギ変換ユニット１０は、スイッチ素子Ｍ１、Ｍ２、エネルギ蓄積素子１００、ダイオードＤ１、Ｄ２及び出力フィルタ１０２を有している。スイッチ素子Ｍ１、Ｍ２は、直列接続されるとともに直流供給装置２に並列接続される。エネルギ蓄積素子１００は、スイッチ素子Ｍ１とスイッチ素子Ｍ２との間（即ち、端点ａ）に電気的に接続される。
本実施形態において、スイッチ素子Ｍ１、Ｍ２は、それぞれ、金属酸化物半導体場効果トランジスタであり、エネルギ蓄積素子１００は、インダクタである。スイッチ素子Ｍ１のソース電極は、スイッチ素子Ｍ２のドレイン電極に接続されている。スイッチ素子Ｍ１のドレイン電極及びスイッチ素子Ｍ２のソース電極は、それぞれ、エネルギ蓄積ユニット１２の両端点に接続される。スイッチ素子Ｍ１、Ｍ２のゲート電極は、それぞれ、制御器１４０に接続される。ダイオードＤ１（ダイオードＤ２）は、スイッチ素子Ｍ１（スイッチ素子Ｍ２）のドレイン電極とソース電極との間に跨るようにつなげられている。ここで、ダイオードＤ１、Ｄ２の陰極はそれぞれスイッチ素子Ｍ１、Ｍ２のドレイン電極に接続される一方、ダイオードＤ１、Ｄ２の陽極はそれぞれスイッチ素子Ｍ１、Ｍ２のソース電極に接続される。出力フィルタ１０２はエネルギ蓄積素子１００と交流電力グリッド３との間に電気的に接続される。

【0017】

エネルギ蓄積ユニット１２は、コンデンサＣ１、Ｃ２を有し、コンデンサＣ１、Ｃ２は、直列接続され、コンデンサＣ１、Ｃ２から構成される直列分岐とスイッチ素子Ｍ１、Ｍ２から構成される直列分岐とは並列接続される。

【0018】

図１及び図２に示すように、制御ユニット１４の制御器１４０は、電気エネルギを出力するとき、第１力率または第２力率に基づいてスイッチ素子Ｍ１、Ｍ２のデューティサイクルを制御する。

【0019】

また、制御ユニット１４の位相検出器１４４は、交流電気エネルギの交流電圧ＶＡＣ及び交流電流ＩＡＣの位相を検出し、制御器１４０は、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積された電気エネルギを検出する。ここで、電源システム１は、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積される電気エネルギが、第１所定値よりも大きい場合、エネルギ放出周期に入る一方、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積された電気エネルギが第１所定値以下である場合、エネルギ蓄積周期に入るように構成されている。または、電源システム１は、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積された電気エネルギが第２所定値以下である場合、エネルギ蓄積周期に入る一方、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積されたエネルギが第２所定値よりも大きい場合、エネルギ放出周期に入るように構成されている。なお、第１所定値は、第２所定値よりも大きく設定されている。

【0020】

エネルギ蓄積周期（図３及び図４に示すｔ１セグメント）において、制御ユニット１４は、第１力率に基づいて電気エネルギ変換ユニット１０に交流電気エネルギを出力させる。また、制御ユニット１４は、交流電気エネルギの交流電流波形及び交流電圧波形の異なる向きにあるセグメント無効電力領域（図３及び図４に示すＡ１領域）において、スイッチ素子Ｍ１、Ｍ２のデューティサイクルを制御する。制御ユニット１４は、端点ａの電圧を持続して交流電力グリッド３の即時電圧よりも小さくし、交流電力グリッド３の一部の電気エネルギを電源システム１に入れてエネルギ蓄積ユニット１２に蓄積する。ここで、端点ａの電圧は、下記に示す式によって動作されるように構成してもよい（以下のＤ１はスイッチ素子Ｍ１のデューティサイクル、Ｄ２はスイッチ素子Ｍ２の開閉周期、Ｖ_Ｃ１はコンデンサＣ１の電圧、Ｖ_Ｃ２はコンデンサＣ２の電圧をそれぞれ示している）。

【0021】

制御ユニット１４は、エネルギ放出周期（図３及び図４に示すｔ２セグメントにおいて、第２力率に基づいて電気エネルギ変換ユニット１０によって交流電気エネルギが出力されるようにする。これに加え、制御ユニット１４は、電気エネルギ変換ユニット１０におけるスイッチ素子Ｍ１、Ｍ２のデューティサイクルを制御して、端点ａの電圧を持続的に交流電力グリッド３の即時電圧よりも大きくし、かつ、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積される電気エネルギを交流電気エネルギに併合して上記交流電気エネルギとともに交流電力グリッド３に出力する。

【0022】

図３においては、エネルギ蓄積周期の時間の長さは、エネルギ放出周期の時間の長さと同一であり、図４においては、エネルギ蓄積周期の時間の長さはエネルギ放出周期の時間の長さに異なるようにしている。しかしながら、エネルギ蓄積周期の時間の長さとエネルギ放出周期の時間の長さとは、同一であるか否かを問わず、エネルギ蓄積周期及びエネルギ放出周期の力率平均値は、平均力率と同一でなければならない。

【0023】

次に、図５を参照して本発明の実施の形態を説明する。図５は本発明の第２実施形態に係るエネルギ蓄積ユニット及び電気エネルギ変換ユニットの回路図である。なお、説明の都合上、図５には、直流供給装置２、交流電力グリッド３及び制御器１４０をさらに示している。
エネルギ蓄積ユニット１２は、直流供給装置２に並列接続されるコンデンサＣ３を有している。電気エネルギ変換ユニット１０は、スイッチ素子Ｍ３、Ｍ４、ダイオードＤ３、Ｄ４、出力フィルタ１０２、エネルギ蓄積素子１０４及び位相変換器１０６を有し、出力フィルタ１０２は位相変換器１０６に並列接続されている。

【0024】

本実施形態において、スイッチ素子Ｍ３、Ｍ４は、金属酸化物半導体場効果トランジスタであり、エネルギ蓄積素子１０４は、一次巻線１０４０及び二次巻線１０４２を含む分離型変圧器である。一次巻線１０４０の一端は、エネルギ蓄積ユニット１２に接続される一方、他端は、スイッチ素子Ｍ３のドレイン電極及びダイオードＤ３の陰極に接続されている。スイッチ素子Ｍ３のゲート電極は、制御器１４０に電気的に接続され、スイッチ素子Ｍ３のソース電極は、エネルギ蓄積ユニット１２及びダイオードＤ３の陽極に電気的に接続される。二次巻線１０４２の一端は、出力フィルタ１０２に接続される一方、二次巻線１０４２の他端は、スイッチ素子Ｍ４のドレイン電極及びダイオードＤ４の陰極に接続されている。また、スイッチ素子Ｍ４のゲート電極は、制御器１４０に電気的に接続され、スイッチ素子Ｍ４のソース電極は、出力フィルタ１０２に電気的に接続される。

【0025】

図１及び図５に示すように、制御ユニット１４は、電気エネルギを出力するとき、第１力率または第２力率に基づいてスイッチ素子Ｍ３、Ｍ４のスイッチ状態を制御する。

【0026】

制御ユニット１４の位相検出器１４４は、交流電気エネルギの交流電圧ＶＡＣ及び交流電流ＩＡＣの位相を検出するとともに、制御器１４０は、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積される電気エネルギを検出する。
ここで、電源システム１は、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積される電気エネルギが第１所定値よりも大きい場合、エネルギ放出周期に入るとともに、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積される電気エネルギが第１所定値以下である場合、エネルギ蓄積周期に入るように構成される。または、電源システム１は、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積される電気エネルギが第２所定値以下である場合、エネルギ蓄積周期に入るとともに、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積される電気エネルギが第２所定値よりも大きい場合、エネルギ放出周期に入るように構成される。

【0027】

制御ユニット１４は、エネルギ蓄積周期（図３及び図４に示すｔ１セグメント）において、第１力率により電気エネルギ変換ユニット１０によって第１力率による交流電気エネルギが出力されるようにする。制御ユニット１４は、交流電気エネルギの交流電流波形及び交流電圧波形の異なる向きにあるセグメントが限定する無効電力領域（図３及び図４に示すＡ１領域）において、まず、スイッチ素子Ｍ４を導通する一方、スイッチ素子Ｍ３を遮断して、交流電力グリッド３の一部の電気エネルギを二次巻線１０４２に蓄積する。そして、スイッチ素子Ｍ３を導通する一方、スイッチ素子Ｍ４を遮断して、二次巻線１０４２に蓄積された電気エネルギを一次巻線１０４０に結合して、エネルギ蓄積ユニット１２に蓄積する。

【0028】

制御ユニット１４は、エネルギ放出周期（図３及び図４に示すｔ２セグメント）において、第２力率に基づいて電気エネルギ変換ユニット１０によって交流電気エネルギが出力されるようにする。制御ユニット１４は、まず、スイッチ素子Ｍ３を導通する一方、スイッチ素子Ｍ４を遮断して、エネルギ蓄積ユニット１２によって蓄積された電気エネルギを一次巻線１０４０に蓄積する。そして、スイッチ素子Ｍ４を導通する一方、スイッチ素子Ｍ３を遮断して、エネルギ蓄積ユニット１２によって放出される電気エネルギを上記交流電気エネルギに併合して、上記交流電気エネルギとともに交流電力グリッド３に出力する。ここで、エネルギ蓄積周期及びエネルギ放出周期の力率平均値は、平均力率と同一でなければならない。

【0029】

このように、本発明に係る電源システム１は、制御ユニット１４を用いて、電源システム１がエネルギ蓄積周期に入ると、第１力率による交流電気エネルギを出力させるのと同時に、交流電気エネルギが無効電力領域である場合、制御ユニット１４が、電気エネルギ変換ユニット１０を制御して交流電力グリッド３の一部の電気エネルギをエネルギ蓄積ユニット１２に蓄積させる。
その後、電源システム１がエネルギ放出周期に入ると、制御ユニット１４が、第２力率による交流電気エネルギを電源システム１から出力させるともに、電気エネルギ変換ユニット１０を制御してエネルギ蓄積ユニット１２により蓄積された電気エネルギを放出させるようにする。そして、エネルギ蓄積ユニット１２から放出される電気エネルギを、電源システム１から出力される交流電気エネルギとともに交流電力グリッド３に出力する。

【0030】

次に、図６及び図７を参照して本発明の実施の形態を説明する。図６及び図７は、それぞれ、本発明の第１実施形態及び第２実施形態の電源システムの電気エネルギ出力制御方法を示すフローチャートである。ここで、図６と図７とは、電気エネルギシステムがエネルギ蓄積周期及びエネルギ放出周期に操作する判断根拠（判断基準）がそれぞれ異なっている。

【0031】

図６に示すように、制御ユニット１４は、まず、電源システム１により出力される交流電気エネルギの交流電源及び交流電圧の位相オフセットと、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギとを検出する（ステップＳ１００）。そして、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギが第１所定値より大きいか否かを判断し（ステップＳ１０２）、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギが第１所定値以下である場合、エネルギ蓄積周期に入り、電気エネルギ変換ユニット１０が第１力率による交流電気エネルギを出力する（ステップＳ１０４）。
そして、電気エネルギ変換ユニット１０により出力される交流電気エネルギが無効電力領域であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。電気エネルギ変換ユニット１０により出力される交流電気エネルギが無効電力領域である場合、制御ユニット１４は、電気エネルギ変換ユニット１０が交流電力グリッド３の一部の電気エネルギをエネルギ蓄積ユニット１２に蓄積するようにする（ステップＳ１０８）。
その後、ステップＳ１００に戻り、電源システム１により出力される交流電気エネルギの交流電源と交流電圧の位相オフセットと、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギを再び検出し、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギが第１所定値より大きい場合、エネルギ放出周期に入り、電気エネルギ変換ユニット１０が第２力率による交流電気エネルギを出力するようにする（ステップＳ１１０）。

【0032】

図７に示すように、制御ユニット１４は、まず、電源システム１により出力される交流電気エネルギの交流電源及び交流電圧の位相オフセットと、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギを検出する（ステップＳ２００）。エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギが第２所定値以下であるか否かを判断し（ステップＳ２０２）、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギが第２所定値以下である場合、エネルギ蓄積周期に入り、電気エネルギ変換ユニット１０が第１力率で交流電気エネルギを出力する（ステップＳ２０４）。
そして、電気エネルギ変換ユニット１０により出力される交流電気エネルギが無効電力領域にあるか否かを判断する（ステップＳ２０６）。電気エネルギ変換ユニット１０により出力される交流電気エネルギが無効電力領域である場合、制御ユニット１４は、電気エネルギ変換ユニット１０が交流電力グリッド３の一部の電気エネルギをエネルギ蓄積ユニット１２に蓄積するようにする（ステップＳ２０８）。
その後、ステップＳ２００に戻り、電源システム１により出力される交流電気エネルギの交流電源及び交流電圧の位相オフセットと、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギを再び検出し、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積される電気エネルギが第２所定値よりも大きい場合、エネルギ放出周期に入り、電気エネルギ変換ユニット１０が第２力率による交流電気エネルギを出力するようにする（ステップＳ２１０）。

【0033】

次に、図８を参照して本発明の実施形態を説明する。図８は本発明の第３実施形態に係る電源システムの回路を示すブロック図である。
図８に示すように、電源システム１は、直流供給装置２と交流電力グリッド３との間に設けられている。また、電源システム１は、平均力率による交流電気エネルギを出力させるために直流供給装置２及び交流電力グリッド３の間に電気的に接続されている。図８に示す電源システムと図１に示す電源システムとは、図８に示す制御ユニット１４がエネルギ蓄積ユニット１２の電圧レベルを検出することなく、開回路になるように制御するための一定の力率による摂動周期を提供する点が異なっている。

【0034】

電源システム１は、電気エネルギ変換ユニット１０、エネルギ蓄積ユニット１２及び制御ユニット１４を有している。また、電源システム１は、第１力率または第２力率による交流電気エネルギが出力されるよう、電気エネルギ変換ユニット１０が交流電力グリッド３に電気的に接続されている。エネルギ蓄積ユニット１２は、直流供給装置２と電気エネルギ変換ユニット１０との間に設けられ、直流供給装置２及び電気エネルギ変換ユニット１０に電気的に接続される。

【0035】

制御ユニット１４は、電気エネルギ変換ユニット１０に電気的に接続され、制御ユニット１４には、第１力率、第２力率及び平均力率が予め設定されている。ここで、第１力率は平均力率より小さく、第２力率は平均力率より大きく設定されている。

【0036】

電気エネルギ変換ユニット１０は、エネルギ蓄積周期またはエネルギ放出周期に操作することができ、エネルギ蓄積周期及びエネルギ放出周期の力率の平均値は、平均力率に同一である。

【0037】

エネルギ蓄積周期に入ると、制御ユニット１４は、第１力率に基づいて電気エネルギ変換ユニット１０によって交流電気エネルギが出力されるようにする。また、制御ユニット１４は、交流電気エネルギが無効電力領域である場合、電気エネルギ変換ユニット１０を制御して、交流電力グリッド３の一部の電気エネルギを、電源システム１に入れて（投入して）エネルギ蓄積ユニット１２に蓄積する。

【0038】

エネルギ放出周期に入ると、制御ユニット１４は第２力率に基づいて電気エネルギ変換ユニット１０が交流電気エネルギを出力するようにする。同時に、エネルギ蓄積ユニット１２により蓄積された電気エネルギを放出する。ここで、エネルギ蓄積ユニット１２により放出された電気エネルギを交流電気エネルギに併合してこれらを交流電力グリッド３に出力する。

【0039】

上記実施形態により本発明を説明したが、本発明はこれに限定させるものではなく、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、様々な変更及び修飾をすることが可能である。すなわち、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって規定されるものを基準とすることを付け加えておく。

【符号の説明】

【0040】

１ 電源システム
１０ 電気エネルギ変換ユニット
１００、１０４ エネルギ蓄積素子
１０２ 出力フィルタ
１０４０ 一次巻線
１０４２ 二次巻線
１０６ 位相変換器
１２ エネルギ蓄積ユニット
１４ 制御ユニット
１４０ 制御器
１４４ 位相検出器
２ 直流供給装置
３ 交流電力グリッド
Ａ１ 無効電力領域
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ ダイオード
ＩＡＣ 交流電流
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４ スイッチ素子
ＶＡＣ 交流電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】