特許 7322866 蓄電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-31

(45)【発行日】2023-08-08

(54)【発明の名称】蓄電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/32 20060101AFI20230801BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20230801BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20230801BHJP

   H02J 7/35 20060101ALI20230801BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20230801BHJP

【ＦＩ】

H02J3/32

H02J7/10 P

H02J3/38 130

H02J7/35 K

H02J7/34 J

H02J7/35 B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020198614

(22)【出願日】2020-11-30

(62)【分割の表示】P 2017229667の分割

【原出願日】2017-11-29

(65)【公開番号】P2021045042

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2020-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】湊 惇朗

(72)【発明者】

【氏名】大橋 勝己

(72)【発明者】

【氏名】米田 新

(72)【発明者】

【氏名】土道 和美

(72)【発明者】

【氏名】田邊 勝隆

(72)【発明者】

【氏名】山田 潤一郎

(72)【発明者】

【氏名】坪田 康弘

【審査官】大濱 伸也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３５８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２２９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１５８８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３０３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１３８６２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１３１４２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４－７／３６

Ｈ０２Ｊ ３／３２

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

変圧装置と蓄電パワーコンディショナーとを備える蓄電システムであって、
前記変圧装置は、
発電装置から出力された直流電力が入力される第１入力部と、
前記第１入力部に入力された直流電力の電圧を第１所定電圧に変圧する第１変圧部と、
前記第１所定電圧に変圧された直流電力を前記蓄電パワーコンディショナーに出力する第１出力部と、
を有し、
前記蓄電パワーコンディショナーは、
前記第１出力部から出力された直流電力が入力される第２入力部と、
前記第２入力部に入力された直流電力の前記第１所定電圧を第２所定電圧に変圧する第２変圧部と、
前記第２所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力し、かつ、前記蓄電池ユニットから直流電力が入力される第１入出力部と、
前記第２入力部に入力された直流電力を交流電力に変換する変換部と、
交流電力を電力系統及び負荷の少なくとも一方に出力し、かつ、前記電力系統から交流電力が入力される第２入出力部と、
前記第２入力部に入力された直流電力が所定電力以下であるか否かを判定する判定部と、
前記第２入力部に対する直流電力の入力状態に応じて、前記第２変圧部の出力及び前記変換部の出力を制御する第１制御部と、
を有し、
前記変換部は、前記第２入出力部に入力された交流電力を直流電力に変換し、
前記第２変圧部は、前記変換部によって変換された直流電力の電圧を前記第２所定電圧に変圧し、かつ、前記第１入出力部に入力された直流電力の電圧を第３所定電圧に変圧し、
前記変換部は、前記第２変圧部によって前記第３所定電圧に変圧された直流電力を交流電力に変換し、
前記第２入力部に入力された直流電力が前記所定電力以下である場合、前記第２変圧部の出力が開始されて前記第１入出力部から前記蓄電池ユニットに直流電力が出力され、
前記第２入力部に入力された直流電力が前記所定電力よりも大きい場合、前記第２変圧
部の出力が開始されて前記第１入出力部から前記蓄電池ユニットに直流電力が出力され、かつ、前記変換部の出力が開始されて前記第２入出力部から前記電力系統及び前記負荷の少なくとも一方に交流電力が出力される、
蓄電システム。

【請求項2】

前記第１制御部は、前記第２入力部に対する直流電力の入力状態に応じて、
前記第２変圧部を制御し、前記第１所定電圧を前記第２所定電圧に変換するという第１制御、及び、
前記変換部を制御し、前記第２入力部に入力された直流電力を交流電力に変換するという第２制御、
の少なくとも一方を行う、
請求項１に記載の蓄電システム。

【請求項3】

前記発電装置は複数である、
請求項１又は２に記載の蓄電システム。

【請求項4】

前記変圧装置は、
前記蓄電パワーコンディショナーとの間で通信を行う第１通信部と、
前記第１変圧部の制御を行う第２制御部と、
を有し、
前記蓄電パワーコンディショナーは、
前記変圧装置との間で通信を行う第２通信部と、
を有し、
前記第２通信部は、所定の電圧値を前記変圧装置に送信し、
前記第１通信部は、前記所定の電圧値を前記蓄電パワーコンディショナーから受信し、
前記第２制御部は、前記所定の電圧値に基づいて、前記第１変圧部の変圧動作を制御する、
請求項１から３の何れか一項に記載の蓄電システム。

【請求項5】

前記第２通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を前記変圧装置に送信し、
前記第１通信部は、前記蓄電パワーコンディショナーから前記制御信号を受信し、
前記第２制御部は、前記制御信号に基づいて、前記第１変圧部の運転開始、運転停止及び出力開始を制御する、
請求項４に記載の蓄電システム。

【請求項6】

前記変圧装置の個数は、増減可能である、
請求項１から５の何れか一項に記載の蓄電システム。

【請求項7】

請求項１から３の何れか一項に記載の蓄電システムにおける変圧装置であって、
前記蓄電パワーコンディショナーとの間で通信を行う第１通信部と、
前記第１変圧部の制御を行う第２制御部と、
を有し、
前記第１通信部は、所定の電圧値を前記蓄電パワーコンディショナーから受信し、
前記第２制御部は、前記所定の電圧値に基づいて、前記第１変圧部の変圧動作を制御する、
変圧装置。

【請求項8】

前記第１通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を前記蓄電パワーコンディショナーから受信し、
前記第２制御部は、前記制御信号に基づいて、前記第１変圧部の運転開始、運転停止及び出力開始を制御する、
請求項７に記載の変圧装置。

【請求項9】

請求項１から３の何れか一項に記載の蓄電システムにおける蓄電パワーコンディショナーであって、
前記変圧装置との間で通信を行う第２通信部を有し、
前記第２通信部は、所定の電圧値を前記変圧装置に送信する、
蓄電パワーコンディショナー。

【請求項10】

前記第２通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を前記変圧装置に送信する、
請求項９に記載の蓄電パワーコンディショナー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

太陽電池により得られた直流（ＤＣ）電力の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータによって昇圧し、直流電力を交流（ＡＣ）電力に変換してから電力系統に出力するパワーコンディショナーが知られている（例えば、特許文献１参照）。太陽電池アレイにより得られた電力を交流に変換して交流負荷（電気製品）及び／又は電力系統に供給できると共に、余剰電力を蓄電池に充電できるハイブリッド型のパワーコンディショナー（例えば、特許文献２参照）が実用化されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－０８９５４１号公報

【文献】特開２０１２－２２２９０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

図５は、従来の蓄電システムの構成図である。蓄電パワーコンディショナー１０１に蓄電池ユニット１０２及び電力系統１０３が接続されている。ＰＶ（太陽光発電）パワーコンディショナー１０４に複数のＰＶユニット１０５及び電力系統１０３が接続されている。蓄電パワーコンディショナー１０１は、蓄電池ユニット１０２から出力される直流電力の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１から入力された直流電力を交流電力に変換して電力系統１０３に出力するＤＣ／ＡＣインバータ１１２とを備える。ＰＶパワーコンディショナー１０４は、ＰＶユニット１０５から出力される直流電力の電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１２１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２１から入力された直流電力を交流電力に変換して電力系統１０３に出力するＤＣ／ＡＣインバータ１２２とを備える。

【0005】

既存のＰＶパワーコンディショナー１０４に蓄電パワーコンディショナー１０１を後付するニーズが高まっている。また、既存の蓄電パワーコンディショナー１０１にＰＶパワーコンディショナー１０４を後付するニーズがある。蓄電パワーコンディショナー１０１とＰＶパワーコンディショナー１０４とを併設すると、蓄電パワーコンディショナー１０１のＤＣ／ＡＣインバータ１１２とＰＶパワーコンディショナー１０４のＤＣ／ＡＣインバータ１２２とが重複することになる。そのため、コストが高くなると共に、蓄電パワーコンディショナー１０１及びＰＶパワーコンディショナー１０４の設置領域が大きくなる。このような状況に鑑み、本発明は、蓄電システムの低コスト化、小型化及び高変換効率化を促進することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明では、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、変圧装置と蓄電パワーコンディショナーとを備える蓄電システムであって、変圧装置は、発電装置から出力された直流電力が入力される第１入力部と、第１入力部に入力された直流電力の電圧を第１所定電圧に変圧する第１変圧部と、第１所定電圧に変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナーに出力する第１出力部と、を有し、蓄電パワーコンディショナーは、第１出力部から出力された直流電力が入力される第２入力部と、第２入力部に入力された直流電力の第１所定電圧を第２所定電圧に変圧する第２変圧部と、第２所
定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニットに出力し、かつ、蓄電池ユニットから直流電力が入力される第１入出力部と、第２入力部に入力された直流電力を交流電力に変換する変換部と、交流電力を電力系統又は負荷に出力し、かつ、電力系統から交流電力が入力される第２入出力部と、を有し、変換部は、第２入出力部に入力された交流電力を直流電力に変換し、第２変圧部は、変換部によって変換された直流電力の電圧を第２所定電圧に変圧し、かつ、第１入出力部に入力された直流電力の電圧を第３所定電圧に変圧し、変換部は、第２変圧部によって第３所定電圧に変圧された直流電力を交流電力に変換する、蓄電システムである。

【0007】

蓄電システムによれば、蓄電パワーコンディショナーの変換部が、変圧装置から蓄電パワーコンディショナーに入力された直流電力を交流電力に変換する。そのため、変圧装置は、直流電力を交流電力に変換する変換装置を有していない。したがって、蓄電システムによれば、変圧装置に変換装置を設けないことにより、変圧装置の小型化及び低コスト化が図られ、蓄電システムの小型化、低コスト化及び高変換効率化を促進することができる。

【0008】

蓄電システムにおいて、変圧装置は、蓄電パワーコンディショナーとの間で通信を行う第１通信部と、第１変圧部の制御を行う制御部と、を有し、蓄電パワーコンディショナーは、変圧装置との間で通信を行う第２通信部と、を有し、第２通信部は、所定の電圧値を変圧装置に送信し、第１通信部は、所定の電圧値を蓄電パワーコンディショナーから受信し、制御部は、所定の電圧値に基づいて、第１変圧部の変圧動作を制御してもよい。蓄電システムによれば、蓄電パワーコンディショナーから変圧装置に送信された所定の電圧値に基づいて、第１変圧部の変圧動作を制御することができる。

【0009】

蓄電システムにおいて、第２通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を変圧装置に送信し、第１通信部は、蓄電パワーコンディショナーから制御信号を受信し、制御部は、制御信号に基づいて、第１変圧部の運転開始、運転停止及び出力開始を制御してもよい。蓄電システムによれば、蓄電パワーコンディショナーから変圧装置に送信された制御信号に基づいて、第１変圧部の運転開始、運転停止及び出力開始を制御することができる。

【0010】

蓄電システムにおいて、変圧装置の個数は、増減可能であってもよい。本発明は、蓄電システムにおける変圧装置であって、蓄電パワーコンディショナーとの間で通信を行う第１通信部と、第１変圧部の制御を行う制御部と、を有し、第１通信部は、所定の電圧値を蓄電パワーコンディショナーから受信し、制御部は、所定の電圧値に基づいて、第１変圧部の変圧動作を制御する、変圧装置であってもよい。変圧装置において、第１通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を蓄電パワーコンディショナーから受信し、制御部は、制御信号に基づいて、第１変圧部の運転開始、運転停止及び出力開始を制御してもよい。

【0011】

本発明は、蓄電システムにおける蓄電パワーコンディショナーであって、変圧装置との間で通信を行う第２通信部を有し、第２通信部は、所定の電圧値を変圧装置に送信する、蓄電パワーコンディショナーであってもよい。蓄電パワーコンディショナーにおいて、第２通信部は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を変圧装置に送信してもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、蓄電システムの低コスト化、小型化及び高変換効率化を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態に係る蓄電システムの一例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係る蓄電システムの全体構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る変圧装置の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係る蓄電パワーコンディショナーの一例を示す図である。

【図5】図５は、従来の蓄電システムの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施形態について図を参照しながら説明する。以下に示す実施形態は、本願の一態様であり、本願の技術的範囲を限定するものではない。

【0015】

＜適用例＞
図１は、実施形態に係る蓄電システム１の一例を示す図である。蓄電システム１は、発電装置２と、変圧装置３と、蓄電パワーコンディショナー４と、蓄電池ユニット５と、を備える。発電装置２は、発電可能な装置であり、例えば、太陽電池（ＰＶ）ユニット、燃料電池（ＦＣ）ユニット及び風力発電ユニット等である。発電装置２は、発電した直流電力を変圧装置３に入力する。変圧装置３は、入力部３１と、変圧部３２と、出力部３３とを有する。発電装置２から出力された直流電力が入力部３１に入力される。入力部３１は、第１入力部の一例である。変圧部３２は、入力部３１に入力された直流電力の電圧を第１所定電圧に変圧する。変圧部３２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。変圧部３２は、第１変圧部の一例である。出力部３３は、第１所定電圧に変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナー４に入力する。出力部３３は、出力部の一例である。蓄電システム１は、複数の発電装置２を備えてもよい。変圧装置３は、複数の発電装置２のそれぞれに接続された複数の入力部３１と、複数の変圧部３２と、複数の出力部３３とを有してもよい。

【0016】

蓄電パワーコンディショナー４は、入力部４１と、変圧部４２と、入出力部４３と、変換部４４と、入出力部４５とを有する。変圧装置３の出力部３３から出力された直流電力が、入力部４１に入力される。入力部４１は、第２入力部の一例である。変圧部４２は、入力部４１に入力された直流電力の第１所定電圧を第２所定電圧に変圧する。変圧部４２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。変圧部４２は、第２変圧部の一例である。入出力部４３は、第２所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に出力する。また、蓄電池ユニット５から出力された直流電力が、入出力部４３に入力される。入出力部４３は、第１入出力部の一例である。変圧部４２は、入出力部４３に入力された直流電力の電圧を第３所定電圧に変圧する。変換部４４は、入力部４１に入力された直流電力を交流電力に変換する。変換部４４は、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータである。変換部４４は、変圧部４２によって第３所定電圧に変圧された直流電力を交流電力に変換する。入出力部４５は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。入出力部４５は、第２入出力部の一例である。また、電力系統６から出力された交流電力が、入出力部４５に入力される。変換部４４は、入出力部４５に入力された交流電力を直流電力に変換する。変圧部４２は、変換部４４によって変換された直流電力の電圧を第２所定電圧に変圧する。

【0017】

蓄電池ユニット５は、充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池やその他各種の二次電池を適用可能である。第１所定電圧及び第３所定電圧は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する際に適した電圧である。第２所定電圧は、直流電力を蓄電池ユニット５に出力する際に適した電圧である。第１所定電圧と第２所定電圧とは異なる値である。第１所定電圧と第３所定電圧とは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。蓄電パワーコンディショナー４の変換部４４が、変圧装置３から蓄電パワーコン
ディショナー４に入力された直流電力を交流電力に変換する。そのため、変圧装置３は、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータを有していない。したがって、蓄電システム１によれば、変圧装置３にＤＣ／ＡＣインバータを設けないことにより、変圧装置３の小型化及び低コスト化が図られ、蓄電システム１の小型化、低コスト化及び高変換効率化を促進することができる。

【0018】

＜実施例＞
図２は、実施形態に係る蓄電システム１の全体構成の一例を示す図である。蓄電システム１は、発電装置２と、変圧装置３と、蓄電パワーコンディショナー４と、蓄電池ユニット５と、操作部８と、表示部９と、通信部１０と、特定負荷分電盤１１とを備える。発電装置２は、発電可能な装置であり、例えば、ＰＶユニット、ＦＣユニット及び風力発電ユニット等である。発電装置２は、複数のＰＶユニット、複数のＦＣユニット及び複数の風力発電ユニット等を有してもよい。発電装置２は、発電した直流電力を変圧装置３に入力する。発電装置２と変圧装置３とは、ケーブル等によって相互に接続される。変圧装置３は、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータを有する。変圧装置３は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータを有してもよい。変圧装置３は、発電装置２から入力された直流電力の電圧を変圧し、変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナー４に入力する。変圧装置３と蓄電パワーコンディショナー４とは、ケーブル等によって相互に接続される。変圧装置３は、蓄電パワーコンディショナー４に着脱可能である。蓄電パワーコンディショナー４に変圧装置３を取り付けていない場合であっても、蓄電パワーコンディショナー４は単独で動作可能である。図２の例では、変圧装置３の個数は１つであるが、図２の例に限定されない。変圧装置３は複数であってもよく、変圧装置３の個数は増減可能である。

【0019】

蓄電パワーコンディショナー４は、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータと、ＤＣ／ＡＣインバータとを有する。蓄電パワーコンディショナー４は、変圧装置３から入力された直流電力の電圧を変圧し、変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に入力する。蓄電池ユニット５は、充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池やその他各種の二次電池を適用可能である。蓄電パワーコンディショナー４から蓄電池ユニット５に直流電力が入力されることにより、蓄電池ユニット５が充電される。蓄電池ユニット５が放電することにより、蓄電池ユニット５から蓄電パワーコンディショナー４に直流電力が入力される。蓄電パワーコンディショナー４は、蓄電池ユニット５から入力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。

【0020】

また、蓄電パワーコンディショナー４は、変圧装置３から入力された直流電力の電圧を変圧すると共に、変圧された直流電力を交流電力に変換し、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。蓄電パワーコンディショナー４は、電力系統６から入力された交流電力を直流電力に変換すると共に、直流電力の電圧を変圧し、変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に入力する。

【0021】

操作部８は、蓄電パワーコンディショナー４に指示信号を入力し、蓄電パワーコンディショナー４を操作するリモートコントローラである。操作部８は、キーボード、マウス、キーパッド及び操作ボタン等の入力機器で構成されてもよい。操作部８は、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラを有してもよい。ＨＥＭＳは、家庭の消費
電力を管理するシステムである。ＶＰＰは、複数の小規模発電設備をネットワークにより一括管理するシステムである。表示部９は、各種の情報を表示する。表示部９は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等である。通信部１０は、ネットワーク１２に接続されたサーバ１３との間で通信を行うインターフェースである。通信部１０
には、例えば、ルータやモデムが含まれる。ネットワーク１２には、例えば、インターネット等の公衆ネットワークやＬＡＮ（Local Area Network）が含まれる。特定負荷分電盤１１を設けることにより、停電時に、特定負荷分電盤１１に接続された電気製品（特定負荷）へ発電装置２及び蓄電池ユニット５から自動で電力を供給できる。図２に示す蓄電システム１の構成要素の全てが必須という訳ではなく、蓄電システム１を実現する上で、適宜、蓄電システム１の構成要素の追加又は削除がされてもよい。

【0022】

図３は、実施形態に係る変圧装置３の一例を示す図である。図３の例では、変圧装置３に複数のＰＶユニット２１が接続されている。図３の例に限らず、複数のＰＶユニット２１に替えて、複数のＦＣユニット及び複数の風力発電ユニット等を変圧装置３に接続してもよい。変圧装置３は、複数の入力部３１と、複数の変圧部３２と、複数の出力部３３と、制御部３４と、通信部３５とを有する。複数の出力部３３に替えて、共通の出力部３３としてもよい。入力部３１は、ＰＶユニット２１との接続に用いられる接続端子を有する。ＰＶユニット２１から出力された直流電力が入力部３１に入力される。変圧部３２は、直流電力の電圧を変圧（昇圧又は降圧）する変圧回路である。変圧部３２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。変圧部３２は、入力部３１に入力された直流電力の電圧を第１所定電圧に変圧する。第１所定電圧は、例えば、ＰＶユニット２１から出力された直流電力の電圧に１０Ｖを足した値又は電力系統６の系統電圧のピーク値に所定係数を掛けた値のうちの大きい値である。なお、変圧装置３にＦＣユニット又は風力発電ユニットが接続されている場合、第１所定電圧の値を適宜変更してもよい。

【0023】

出力部３３は、蓄電パワーコンディショナー４との接続に用いられる接続端子を有する。出力部３３は、第１所定電圧に変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナー４に入力する。複数のＰＶユニット２１の各々と複数の入力部３１の各々と相互に接続されている。複数の入力部３１の各々と複数の変圧部３２の各々とが相互に接続されている。複数の変圧部３２の各々と複数の出力部３３の各々とが相互に接続されている。複数の出力部３３が、蓄電パワーコンディショナー４の入力部４１に接続されている。複数のＰＶユニット２１は、変圧装置３から取り外し可能である。複数のＰＶユニット２１を取り外して、複数のＦＣユニット及び複数の風力発電ユニット等を変圧装置３に接続してもよい。

【0024】

制御部３４は、複数の変圧部３２を制御する。制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-processing Unit）等のプロセッサ及びＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリを有する。制御部３４は、１つのＣＰＵ又はＭＰＵで構成されてもよいし、複数のＣＰＵ及び複数のＭＰＵが組み合わされて構成されてもよい。ＣＰＵ及びＭＰＵは、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。制御部３４は、メモリに実行可能に展開されたコンピュータプログラムにしたがって、各種の処理を実行する。通信部３５は、有線又は無線を介して蓄電パワーコンディショナー４との間で通信を行う。通信部３５は、蓄電パワーコンディショナー４に各種の情報を送信し、蓄電パワーコンディショナー４から各種の情報を受信する。蓄電パワーコンディショナー４から受信した情報は、制御部３４に伝わる。

【0025】

通信部３５は、制御信号を蓄電パワーコンディショナー４から受信する。通信部３５は、制御信号を受信した場合、蓄電パワーコンディショナー４に応答信号を送信する。制御信号は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む。制御部３４は、制御信号に基づいて、変圧部３２の運転開始、運転停止及び出力開始を制御する。出力開始指令は、所定の電圧値を含む。制御部３４は、出力開始指令に含まれる所定の電圧値に基づいて、変圧部３２の変圧動作を制御する。制御部３４の制御の下、変圧部３２は、入力部３１に入力された直流電力の電圧を第１所定電圧に変圧する。制御部
３４は、複数の変圧部３２を一括して制御してもよいし、複数の変圧部３２を独立して制御してもよい。例えば、複数の変圧部３２が同時に運転を開始するように、制御部３４は、複数の変圧部３２を制御してもよい。例えば、複数の変圧部３２のうちの一部が運転を開始し、複数の変圧部３２のうちの他の一部が運転を停止するように、制御部３４は、複数の変圧部３２を制御してもよい。出力部３３は、第１所定電圧に変圧された直流電力を蓄電パワーコンディショナー４に入力する。

【0026】

図４は、実施形態に係る蓄電パワーコンディショナー４の一例を示す図である。蓄電パワーコンディショナー４は、入力部４１と、変圧部４２と、入出力部４３と、変換部４４と、入出力部４５と、制御部４６と、通信部４７とを有する。入力部４１は、変圧装置３との接続に用いられる接続端子を有する。変圧部４２は、直流電力の電圧を変圧する変圧回路である。変圧部４２は、例えば、非絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータ又は絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータである。入出力部４３は、蓄電池ユニット５との接続に用いられる接続端子を有する。変換部４４は、直流電力を交流電力に変換又は交流電力を直流電力に変換する回路である。変換部４４は、例えば、ＤＣ／ＡＣインバータである。入出力部４５は、分電盤（図示せず）との接続に用いられる端子を有する。分電盤は、蓄電パワーコンディショナー４と電力系統６及び負荷７との間に配置されている。蓄電パワーコンディショナー４は、複数の入力部４１を有していてもよく、複数の変圧装置３を蓄電パワーコンディショナー４に接続してもよい。

【0027】

制御部４６は、変圧部４２及び変換部４４を制御する。制御部４６は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを有する。制御部４６は、１つのＣＰＵ又はＭＰＵで構成されてもよいし、複数のＣＰＵ及び複数のＭＰＵが組み合わされて構成されてもよい。ＣＰＵ及びＭＰＵは、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。制御部４６は、メモリに実行可能に展開されたコンピュータプログラムにしたがって、各種の処理を実行する。通信部４７は、有線又は無線を介して変圧装置３との間で通信を行う。通信部４７は、変圧装置３に各種の情報を送信し、変圧装置３から各種の情報を受信する。変圧装置３から受信した情報は、制御部４６に伝わる。通信部４７は、運転開始指令、運転停止指令及び出力開始指令のうちの少なくとも一つを含む制御信号を変圧装置３に送信する。出力開始指令は、所定の電圧値を含む。通信部４７は、応答信号を変圧装置３から受信する。

【0028】

制御部４６は、変圧部４２の運転及び出力を制御すると共に、変換部４４の運転及び出力を制御する。
〈第１制御〉
第１制御は、直流電力が入力部４１に入力された場合の制御である。制御部４６の制御の下、変圧部４２は、入力部４１に入力された直流電力の第１所定電圧を第２所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。入出力部４３は、第２所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に入力する。直流電力が蓄電池ユニット５に入力されることにより、蓄電池ユニット５が充電される。

【0029】

〈第２制御〉
第２制御は、直流電力が入力部４１に入力された場合の制御である。制御部４６の制御の下、変換部４４は、入力部４１に入力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力を出力する。入出力部４５は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。

【0030】

〈第３制御〉
第３制御は、直流電力が入出力部４３に入力された場合の制御である。蓄電池ユニット５が放電することにより、直流電力が蓄電池ユニット５から入出力部４３に入力される。制御部４６の制御の下、変圧部４２は、入出力部４３に入力された直流電力の電圧を第３
所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。制御部４６の制御の下、変換部４４は、変圧部４２から出力された直流電力を交流電力に変換し、交流電力を出力する。入出力部４５は、交流電力を電力系統６又は負荷７に出力する。第３所定電圧は、例えば、電力系統６の系統電圧のピーク値に所定係数を掛けた値である。第１所定電圧が、電力系統６の系統電圧のピーク値に所定係数を掛けた値である場合、第１所定電圧と第３所定電圧とが同じ値である。第１所定電圧が、ＰＶユニット２１から出力された直流電力の電圧に１０Ｖを足した値である場合、第１所定電圧と第３所定電圧とが異なる値である。

【0031】

〈第４制御〉
第４制御は、電力系統６から交流電力が入出力部４５に入力された場合の制御である。制御部４６の制御の下、変換部４４は、入出力部４５に入力された交流電力を直流電力に変換し、直流電力を出力する。制御部４６の制御の下、変圧部４２は、変換部４４から出力された直流電力の電圧を第２所定電圧に変圧し、直流電力を出力する。入出力部４３は、第２所定電圧に変圧された直流電力を蓄電池ユニット５に入力する。直流電力が蓄電池ユニット５に入力されることにより、蓄電池ユニット５が充電される。

【0032】

停電の有無によって、蓄電パワーコンディショナー４の運転モードとして、連系運転モード又は自立運転モードが選択される。また、ユーザは、蓄電パワーコンディショナー４の運転モードとして、例えば、連系運転モード又は自立運転モードを選択してもよい。蓄電パワーコンディショナー４の運転モードの選択は、操作部８を用いて行われてもよい。蓄電パワーコンディショナー４は、操作部８からの入力を受け付けることにより、蓄電パワーコンディショナー４の運転モードを切り替えてもよい。

【0033】

蓄電パワーコンディショナー４の運転モードとして、連系運転モードが選択された場合について説明する。以下では、変圧装置３は、変圧部３２の運転開始指令及び変圧部３２の出力指令を含む制御信号を受信しており、変圧部３２の出力が開始されていることを前提とする。制御部４６は、入力部４１に直流電力が入力されているか否かを判定する。入力部４１に直流電力が入力されていない場合（入力電力＝０ｋＷ）、制御部４６は、通信部４７を介して、変圧部３２の運転停止指令を含む制御信号を変圧装置３に送信する。この場合、変圧装置３の制御部３４は、変圧部３２の運転停止指令に基づいて、変圧部３２の運転を停止する。蓄電池ユニット５の充電状況に応じて、蓄電池ユニット５の充電又は放電が行われてもよい。入力部４１に直流電力が入力されていない場合、入出力部４５に入力された交流電力から変換された直流電力を用いて、蓄電池ユニット５の充電が行われてもよい。

【0034】

連系運転モードが選択され、入力部４１に直流電力が入力されている場合、制御部４６は、入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量以下であるか否かを判定する。入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量以下である場合、変換部４４の出力が開始され、入出力部４５から電力系統６又は負荷７に交流電力が出力される。また、入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量以下である場合、変換部４４の出力が開始され、入出力部４５から電力系統６及び負荷７に交流電力が出力されてもよい。蓄電池ユニット５の充電状況に応じて、蓄電池ユニット５の充電又は放電が行われてもよい。入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量以下である場合、入力部４１に入力された直流電力及び入出力部４５に入力された交流電力から変換された直流電力を用いて、蓄電池ユニット５の充電が行われてもよい。

【0035】

連系運転モードが選択され、入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量よりも大きい場合、変圧部４２の出力及び変換部４４の出力が開始される。これにより、入出力部４３から蓄電池ユニット５に直流電力が出力されると共に、
入出力部４５から電力系統６又は負荷７に交流電力が出力される。したがって、入力部４１に入力された直流電力を用いて、蓄電池ユニット５の充電が行われる。また、変圧部４２及び変換部４４の出力が開始され、入出力部４３から蓄電池ユニット５に直流電力が出力されると共に、入出力部４５から電力系統６及び負荷７に交流電力が出力されてもよい。

【0036】

蓄電パワーコンディショナー４の運転モードとして、自立運転モードが選択された場合について説明する。以下では、変圧装置３は、変圧部３２の運転開始指令及び変圧部３２の出力指令を含む制御信号を受信しており、変圧部３２の出力が開始されていることを前提とする。制御部４６は、入力部４１に直流電力が入力されているか否かを判定する。入力部４１に直流電力が入力されていない場合（入力電力＝０ｋＷ）、制御部４６は、通信部４７を介して、変圧部３２の運転停止指令を含む制御信号を変圧装置３に送信する。この場合、変圧装置３の制御部３４は、変圧部３２の運転停止指令に基づいて、変圧部３２の運転を停止する。

【0037】

自立運転モードが選択され、入力部４１に直流電力が入力されている場合、制御部４６は、入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量以下であるか否かを判定する。入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量以下である場合、変換部４４の出力が開始され、入出力部４５から負荷７に交流電力が出力される。また、入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量以下である場合、変換部４４の出力が開始され、入出力部４５から負荷７のうちの特定負荷に交流電力が出力されてもよい。蓄電池ユニット５の充電状況に応じて、蓄電池ユニット５の充電又は放電が行われてもよい。

【0038】

自立運転モードが選択され、入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量よりも大きい場合、変換部４４の出力が開始され、入出力部４５から負荷７に交流電力が出力される。また、入力部４１に入力された直流電力が蓄電パワーコンディショナー４の定格容量よりも大きい場合、変換部４４の出力が開始され、入出力部４５から負荷７のうちの特定負荷に交流電力が出力されてもよい。蓄電池ユニット５の充電状況に応じて、蓄電池ユニット５の充電又は放電が行われてもよい。

【0039】

蓄電システム１によれば、蓄電パワーコンディショナー４の変換部４４が、変圧装置３から蓄電パワーコンディショナー４に入力された直流電力を交流電力に変換する。そのため、変圧装置３は、直流電力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣインバータを有していない。したがって、蓄電システム１によれば、変圧装置３にＤＣ／ＡＣインバータを設けないことにより、変圧装置３の小型化及び低コスト化が図られ、蓄電システム１の小型化、低コスト化及び高変換効率化を促進することができる。

【符号の説明】

【0040】

１ 蓄電システム
２ 発電装置
３ 変圧装置
４ 蓄電パワーコンディショナー
５ 蓄電池ユニット
６ 電力系統
７ 負荷
２１ ＰＶユニット
３１、４１ 入力部
３２、４２ 変圧部
３３ 出力部
３４、４６ 制御部
３５、４７ 通信部
４３、４５ 入出力部
４４ 変換部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】