特許 7563960 電源システム

(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】2024-09-30

(45)【発行日】2024-10-08

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/00 20060101AFI20241001BHJP

   H02J 3/32 20060101ALI20241001BHJP

   H02J 3/14 20060101ALI20241001BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20241001BHJP

   H02J 7/04 20060101ALI20241001BHJP

【ＦＩ】

H02M3/00 H

H02M3/00 W

H02J3/32

H02J3/14 160

H02J7/34 G

H02J7/04 C

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020202089

(22)【出願日】2020-12-04

(65)【公開番号】P2022089581

(43)【公開日】2022-06-16

【審査請求日】2023-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】520039179

【氏名又は名称】ＮＴＴアノードエナジー株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】臼井 健一

(72)【発明者】

【氏名】清川 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】細田 好昭

(72)【発明者】

【氏名】加賀谷 浩二

【審査官】三島木 英宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０４６４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３４９２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ３／００

Ｈ０２Ｊ ３／３２

Ｈ０２Ｊ ３／１４

Ｈ０２Ｊ ７／３４

Ｈ０２Ｊ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電力を直流電力に変換して負荷に出力するとともに、出力する当該直流電力の電圧を第１高圧電圧および前記第１高圧電圧よりも電圧が低い第１低圧電圧の間で切替え可能な第１変換部と、
前記第１変換部と並列に配置され、前記交流電力を前記直流電力とは別の直流電力に変換するとともに、出力する当該直流電力の電圧を第２高圧電圧、および、前記第２高圧電圧よりも電圧が低い第２低圧電圧の間で切替え可能な第２変換部と、
前記第２変換部の直流電力側と電気的に接続され、出力する電力の電圧である蓄電電圧が前記第１高圧電圧および前記第２高圧電圧よりも電圧が低く、かつ、前記第１低圧電圧および前記第２低圧電圧よりも電圧が高い蓄電部と、
前記第１変換部よりも前記蓄電部側および前記第２変換部よりも前記負荷側の間に配置され、前記第２変換部から前記負荷に向かう電流の流れを許容し、前記第１変換部から前記蓄電部に向かう電流の流れを規制する規制部と、が設けられ、
前記第１変換部および前記第２変換部は、
それぞれ前記第１高圧電圧および前記第２高圧電圧で直流電力を出力する第１モード、それぞれ前記第１低圧電圧および前記第２低圧電圧で直流電力を出力する第２モード、及びそれぞれ前記第１高圧電圧および前記第２低圧電圧で直流電力を出力する第３モードで運転可能に構成され、
前記第２モードを行った後に前記第３モードを行い、前記第３モードを行った後に前記第１モードを行うことを特徴とする電源システム。

【請求項2】

前記第２高圧電圧は、前記第１高圧電圧未満の電圧であり、
前記第２低圧電圧は、前記第１低圧電圧以上の電圧である請求項１記載の電源システム。

【請求項3】

更に記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された予め定められたスケジュールに基づいて前記第１変換部および前記第２変換部に対して制御信号を出力し、前記第１モード、前記第２モードおよび前記第３モードの切り替えを制御する制御部が更に設けられている請求項１または２に記載の電源システム。

【請求項4】

入力受付部を介して入力された前記第１モード、前記第２モードおよび前記第３モードの切替え入力に基づいて前記第１変換部および前記第２変換部に対して制御信号を出力し、前記第１モード、前記第２モードおよび前記第３モードの切り替えを制御する制御部が更に設けられている請求項１または２に記載の電源システム。

【請求項5】

前記蓄電部には、前記制御部へ前記蓄電部に関する情報を送信する情報送信部が設けられている請求項３または請求項４記載の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、直流電力の供給に用いて好適な電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の蓄電部を有する電源システムとして、直流電源ユニットおよび充電兼予備ユニット（以下「充電ユニット」とも表記する。）が設けられたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－０４６４５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の電源システムにおいては、例えば、直送ユニットと充電ユニットの電圧を同時に上げ下げすることで蓄電部に充電を行う「充電モード」と、蓄電部から放電させる「放電モード」を切換える充放電制御等が行われている。

【0005】

しかしながら、蓄電部の放電後に敢えて充電を行わないことは想定されていないため、放電後は必ず充電を行う制御が行われていた。そのため、放電後の任意の時間に蓄電部に充電を行うことが難しいという問題があった。

【0006】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、放電後の任意の時間に蓄電部への充電を可能にすることで、電気料金の低減を図りやすい電源システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の電源システムは、交流電力を直流電力に変換して負荷に出力するとともに、出力される直流電力の電圧を第１高圧電圧および前記第１高圧電圧よりも電圧が低い第１低圧電圧の間で切替え可能な第１変換部と、前記第１変換部と並列に配置され、前記交流電力を前記直流電力に変換するとともに、出力される直流電力の電圧を第２高圧電圧、および、前記第２高圧電圧よりも電圧が低い第２低圧電圧の間で切替え可能な第２変換部と、前記第１変換部の直流電力側および前記第２変換部の直流電力側の間に配置され、前記第２変換部から前記第１変換部に向かう電流の流れを許容し、前記第１変換部から前記第２変換部に向かう電流の流れを規制する規制部と、前記第２変換部の直流電力側と電気的に接続され、出力される電力の電圧である蓄電電圧が前記第１高圧電圧および前記第２高圧電圧よりも電圧が低く、かつ、前記第１低圧電圧および前記第２低圧電圧よりも電圧が高い蓄電部と、が設けられ、前記第１変換部および前記第２変換部は、それぞれ前記第１高圧電圧および前記第２高圧電圧で直流電力を出力する第１モード、それぞれ前記第１低圧電圧および前記第２低圧電圧で直流電力を出力する第２モード、及びそれぞれ前記第１高圧電圧および前記第２低圧電圧で直流電力を出力する第３モードで運転可能に構成される。

【0008】

本発明の電源システムによれば、第１変換部および第２変換部を、第１モード、第２モードおよび第３モードで運転可能とすることにより、蓄電部の放電後の任意の時間に蓄電部を充電することが可能となる。

【0009】

ここで、第１変換部および第２変換部がそれぞれ第１高圧電圧および第２高圧電圧で直流電力を出力する第１モードでは、負荷に対して給電が行われるとともに、蓄電部に充電が行われる。第１変換部および第２変換部がそれぞれ第１低圧電圧および第２低圧電圧で直流電力を出力する第２モードでは、蓄電部から放電された電力が負荷に対して供給される。第１変換部および第２変換部がそれぞれ１高圧電圧および第２低圧電圧で直流電力を出力する第３モードでは、負荷に対して給電が行われる一方で、蓄電部への充電は抑制される。

【0010】

そのため、本発明の電源システムでは、第２モードにおいて蓄電部が放電を行った後、蓄電部に給電を行うまでの間、第３モードにおいて負荷に給電を行い、蓄電部への充電を抑制することができる。第３モードの後の第１モードにより、負荷に給電すると共に蓄電部への充電を行うことができる。

【0011】

上記発明において前記第２高圧電圧は、前記第１高圧電圧未満の電圧であり、前記第２低圧電圧は、前記第１低圧電圧以上の電圧であることが好ましい。
このように第２高圧電圧を第１高圧電圧未満の電圧とすることにより、第１モードにおいて負荷への電力供給と、蓄電部への充電と、を両立させやすくなる。

【0012】

蓄電部から出力される蓄電電圧は、第３のモードにおいて第１変換部から出力される第１高圧電圧よりも低いため、第３モードにおいて蓄電部から負荷への放電を抑制しやすくなる。また、第２低圧電圧を、第１低圧電圧以下の電圧とすることにより、第２モードにおいて蓄電部から負荷への放電を行いやすくなる。

【0013】

上記発明においては、記憶部に記憶された予め定められたスケジュールに基づいて前記第１変換部および前記第２変換部に対して制御信号を出力し、前記第１モード、前記第２モードおよび前記第３モードの切り替えを制御する制御部が更に設けられていることが好ましい。

【0014】

このように予め定められたスケジュールに基づいて第１モード、第２モードおよび第３モードの切り替え制御を行うことにより、例えば、電源システムの外部から切り替え制御を行うことが難しい環境下であっても、切り替え制御を行うことができる。

【0015】

上記発明においては、入力受付部を介して入力された前記第１モード、前記第２モードおよび前記第３モードの切替え入力に基づいて前記第１変換部および前記第２変換部に対して制御信号を出力し、前記第１モード、前記第２モードおよび前記第３モードの切り替えを制御する制御部が更に設けられていることが好ましい。

【0016】

このように入力された切替え入力に基づいて第１モード、第２モードおよび第３モードの切り替え制御を行うことにより、例えば、記憶部に記憶された予め定められたスケジュールに基づいて切り替え制御を行う場合と比較して、切り替え制御を柔軟に行いやすくなる。例えば、第１モード、第２モードおよび第３モードを行うタイミングや、それぞれのモードを継続する期間を、周囲の状況に応じて適宜変更することが容易となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明の電源システムによれば、第１変換部および第２変換部を、第１モード、第２モードおよび第３モードで運転可能とすることにより、蓄電部の放電後の任意の時間に蓄電部を充電することが可能となる。そのため、蓄電部を放電する時刻に関わらず、蓄電部の充電を電力料金が安い時間帯に行うことが可能となり、電気料金の低減を図りやすいという効果を奏する。

【0018】

上記発明において前記蓄電部には、前記制御部へ前記蓄電部に関する情報を送信する情報送信部が設けられていることが好ましい。
このように情報送信部を設けることにより、制御部に蓄電部に関する情報が入力される。制御部は、蓄電部に関する情報を参照しながら切り替え制御することが可能となる。ここで、蓄電部に関する情報としては、蓄電部における電圧や、充放電の際の電流や、残容量などの情報を例示することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係る電源システムを説明する模式図である。

【図2】図１の主制御部の構成を説明するブロック図である。

【図3】第１モードにおける直流電力の流れを説明する模式図である。

【図4】第１モードにおける各電圧の時間変化を説明するグラフである。

【図5】第１モードにおける各電圧の時間変化を説明する他のグラフである。

【図6】第２モードにおける直流電力の流れを説明する模式図である。

【図7】第２モードにおける各電圧の時間変化を説明するグラフである。

【図8】第３モードにおける直流電力の流れを説明する模式図である。

【図9】第３モードにおける各電圧の時間変化を説明するグラフである。

【図10】本発明の電源システムの他の例を説明する模式図である。

【図11】図１０の主制御部の構成を説明するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

この発明の一実施形態に係る電源システム１について、図１から図１１を参照しながら説明する。
電源システム１は、図１に示すように、電力を消費する負荷４０に供給するシステムである。本実施形態では、交流電力を所望の電圧の直流電力に変換して負荷４０に供給するシステムである例に適用して説明する。なお、電源システム１は、直流電力を所望の電圧の直流電力に変換して負荷４０に供給するシステムであってもよい。

【0021】

本実施形態では、負荷４０が通信設備である例に適用して説明する。負荷４０は、通信設備に限定されるものではなく、その他各種の電力を消費する機器のいずれかであってもよい。

【0022】

電源システム１には、図１に示すように、電源装置１０と、蓄電部３０と、が主に設けられている。
電源装置１０は、交流電力を所望の電圧の直流電力に変換して負荷４０に供給するものである。本実施形態では、交流電力は商用電源５０から電源装置１０に供給される例に適用して説明するが、商用電源５０以外の手段によって供給されるものであってもよい。

【0023】

また、電源装置１０は、蓄電部３０に蓄電される直流電力を供給するものである。さらに、電源装置１０は、電源装置１０への交流電力の供給が停止した際に、蓄電部３０から放電された直流電力を負荷４０に供給するものである。

【0024】

電源装置１０には、図１に示すように、第１変換部１１と、第２変換部１２と、規制部１３と、主制御部（制御部）２１と、が主に設けられている。本実施形態では、第１変換部１１および第２変換部１２が電源装置１０の内部で並列に配置されている例に適用して説明する。

【0025】

また、第１変換部１１は１台であってもよいし、複数台であってもよい。第２変換部１２は１台であってもよいし、複数台であってもよい。本実施形態では、第１変換部１１および第２変換部１２のそれぞれが複数台である例に適用して説明する。

【0026】

具体的には、複数の第１変換部１１が並列に配置されるとともに、複数の第２変換部１２が並列に配置されている。そして、複数の第１変換部１１のグループと、複数の第２変換部１２のグループとが、並列に配置されている。

【0027】

第１変換部１１は、電源装置１０に入力された交流電力を直流電力に変換して負荷４０に出力する変換器である。第１変換部１１は、主制御部２１から入力される制御信号に基づいて、出力される直流電力の電圧を第１高圧電圧ＶＨ１および第１高圧電圧ＶＨ１よりも電圧が低い第１低圧電圧ＶＬ１の間で切替える構成を有している。

【0028】

第２変換部１２は、電源装置１０に入力された交流電力を直流電力に変換して蓄電部３０に出力する変換器である。第２変換部１２は、主制御部２１から入力される制御信号に基づいて、出力される直流電力の電圧を第２高圧電圧ＶＨ２および第２高圧電圧ＶＨ２よりも電圧が低い第２低圧電圧ＶＬ２の間で切替える構成を有している。

【0029】

なお、第２高圧電圧ＶＨ２は、第１高圧電圧ＶＨ１未満の電圧であり、第２低圧電圧ＶＬ２は、第２高圧電圧ＶＨ２未満の電圧であり、かつ、第１低圧電圧ＶＬ１以上の電圧である。つまり、電圧の高低関係は、次の通りである。第１高圧電圧ＶＨ１＞第２高圧電圧ＶＨ２＞第２低圧電圧ＶＬ２≧第１低圧電圧ＶＬ１。

【0030】

本実施形態では、第１高圧電圧ＶＨ１の値が第２高圧電圧ＶＨ２の値よりも高い例に適用して説明するが、第１高圧電圧ＶＨ１の値は、第２高圧電圧ＶＨ２の値以上であってもよい。

【0031】

なお、第１変換部１１および第２変換部１２としては、公知の構成を有する変換器を用いることができ、変換器の形式や、電力の変換方式や、電圧の切り替え方式などを特に限定するものではない。

【0032】

規制部１３は、第１変換部１１グループの直流電力側と、第２変換部１２グループの直流電力側と、の間に配置される電子部品である。規制部１３は、第２変換部１２グループから第１変換部１１グループに向かう電流の流れを許容し、第１変換部１１グループから第２変換部１２グループに向かう電流の流れを規制する電子部品である。本実施形態では、規制部１３がダイオードである例に適用して説明する。

【0033】

主制御部２１は、第１変換部１１および第２変換部１２に対して、それぞれ出力する直流電力の電圧を制御する制御信号を出力するものである。本実施形態では、主制御部２１がＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである例に適用して説明する。

【0034】

上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、図２に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を協働させて演算部２２や、入力受付部２３として機能させるものである。なお、図２では、理解を容易にするために第１変換部１１および第２変換部１２の代表を１つずつ図示している。

【0035】

演算部２２は、第１変換部１１および第２変換部１２を制御する制御信号を生成するものである。制御信号は、第１変換部１１および第２変換部１２に対して、それぞれ第１高圧電圧ＶＨ１および第２高圧電圧ＶＨ２で直流電力を出力させる第１モードＭ１、それぞれ第１低圧電圧ＶＬ１および第２低圧電圧ＶＬ２で直流電力を出力させる第２モードＭ２、及びそれぞれ第１高圧電圧ＶＨ１および第２低圧電圧ＶＬ２で直流電力を出力させる第３モードＭ３の少なくとも３種類の信号である。

【0036】

第１モードＭ１は、負荷４０に直流電力を供給するとともに蓄電部３０に充電を行うモードである。第２モードＭ２は、商用電源５０から負荷４０への電力供給を停止し、蓄電部３０から放電した直流電力を負荷４０に供給するモードである。第３モードＭ３は、負荷４０に直流電力を供給するとともに蓄電部３０への充電を抑制するモードである。

【0037】

入力受付部２３は、第１モードＭ１、第２モードＭ２および第３モードＭ３を切り替える切替え信号が入力されるものである。入力受付部２３は、入力された切り替え信号を演算部２２に出力可能に接続されている。

【0038】

また、入力受付部２３は、図１に示すように、情報通信可能な外部ネットワーク２６を介してパーソナルコンピュータ等の情報端末や、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）や、ＣＥＭＳ（Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などの入力部２５から切り替え信号が入力されるものである。

【0039】

外部ネットワーク２６は、電源システム１の外部に設置されたネットワークであって、有線による情報通信、無線による情報通信、および有線と無線を組わせた情報通信を行うネットワークのいずれであってもよい。

【0040】

なお、本実施形態では、入力受付部２３が外部ネットワーク２６を介して入力部２５と情報通信可能に接続された例に適用して説明するが、入力受付部２３は、外部ネットワークを介することなく入力部２５と直接に情報通信可能に接続されていてもよい。

【0041】

蓄電部３０は、直流電力が充電されるとともに、蓄電された直流電力を放電するものである。充電される直流電力は第２変換部１２から出力されたものである。放電された直流電力は負荷４０に供給される。

【0042】

蓄電部３０には、蓄電制御部（情報通信部）３１と、蓄電池３２と、が主に設けられている。
蓄電制御部３１は、蓄電池３２を制御するコントローラである。また、蓄電制御部３１は、蓄電池３２における電圧や、充電または放電時の電流や、残容量などの蓄電部３０に関する情報を取得し、主制御部２１に取得した情報を送信するものである。

【0043】

なお、本実施形態では蓄電部３０に蓄電制御部３１が設けられている例に適用して説明するが、蓄電部３０には蓄電制御部３１が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。

【0044】

蓄電池３２は、直流電力が充電されるとともに、蓄電された直流電力を放電するものである。蓄電池３２としては充電および放電が可能な二次電池であればよく、蓄電池の種類や、形式などを特に限定するものでなない。本実施形態では蓄電池３２がリチウムイオン電池である例に適用して説明する。

【0045】

次に、上記の構成からなる電源システム１における充電および放電について、図３から図９を参照しながら説明する。まず第１モードＭ１における充電および放電について説明し、その次に第２モードＭ２における充電および放電について説明し、最後に第３モードＭ３における充電および放電について説明する。

【0046】

まず、第１モードＭ１における充電および放電について説明する。外部ネットワーク２６を介して入力部２５から主制御部２１に第１モードＭ１への切り替え信号が入力される。主制御部２１は、入力された切り替え信号に基づいて、第１変換部１１および第２変換部１２へ出力する制御信号を生成する。生成された制御信号は、第１変換部１１および第２変換部１２へ出力される。

【0047】

制御信号が入力された第１変換部１１は、図３に示すように、第１高圧電圧ＶＨ１の直流電力を出力する。第１変換部１１から出力された直流電力は、負荷４０に供給される。また、制御信号が入力された第２変換部１２は、第２高圧電圧ＶＨ２の直流電力を出力する。第２変換部１２から出力された直流電力は、蓄電部３０に充電される。

【0048】

さらに、規制部１３が設けられているため、第１変換部１１から出力された直流電力が蓄電部３０へ向かって流れにくい。また、第１高圧電圧ＶＨ１の値が第２高圧電圧ＶＨ２の値よりも高いため、第２変換部１２から出力された直流電力が負荷４０へ向かって流れにくい。

【0049】

ここで、蓄電部３０の蓄電池３２が充電されている場合に第１モードＭ１の制御を行ったときの電圧の時間変化について図４を参照しながら説明する。この場合、第１変換部１１から出力される直流電力の第１高圧電圧ＶＨ１の値は一定となる。また、第２変換部１２から出力される直流電力の第２高圧電圧ＶＨ２の値も一定となる。蓄電池３２は充電されているため、蓄電池３２の蓄電電圧ＶＢも一定となる。なお、第２高圧電圧ＶＨ２の値は、蓄電電圧ＶＢの値に応じて制御される。

【0050】

また、蓄電部３０の蓄電池３２が充電されていない場合に第１モードＭ１の制御を行ったときの電圧の時間変化について図５を参照しながら説明する。この場合、第１変換部１１から出力される直流電力の第１高圧電圧ＶＨ１の値は一定となる。その一方で、第２高圧電圧ＶＨ２の値、および、蓄電電圧ＶＢの値は、蓄電池３２が充電されるに従い値が高くなる。蓄電池３２が充電されると、第２高圧電圧ＶＨ２の値、および、蓄電電圧ＶＢの値は一定となる。

【0051】

なお、蓄電池３２に対する充電方法は、公知の充電方法を用いることができる。本実施形態では、蓄電池３２の蓄電電圧ＶＢと充電電流とを考慮した充電（ＣＣＣＶ充電：定電流定電圧充電）方法を用いて充電する例に適用して説明する。

【0052】

次に、第２モードＭ２における充電および放電について説明する。外部ネットワーク２６を介して入力部２５から主制御部２１に第２モードＭ２への切り替え信号が入力される。主制御部２１は、入力された切り替え信号に基づいて、第１変換部１１および第２変換部１２へ出力する制御信号を生成する。生成された制御信号は、第１変換部１１および第２変換部１２へ出力される。

【0053】

制御信号が入力された第１変換部１１は、図６に示すように、第１低圧電圧ＶＬ１の直流電力を出力する。また、制御信号が入力された第２変換部１２は、第２低圧電圧ＶＬ２の直流電力を出力する。

【0054】

蓄電部３０からは、蓄電電圧ＶＢの直流電力が出力される。出力された直流電力は、負荷４０に供給される。ここで、蓄電電圧ＶＢの値は、第１低圧電圧ＶＬ１の値、および、第２低圧電圧ＶＬ２の値よりも高いため、蓄電部３０から出力された直流電力は、規制部１３を負荷４０に向かって流れる。

【0055】

ここで、第２モードＭ２の制御を行ったときの電圧の時間変化について図７を参照しながら説明する。図７において時間Ｔ２が、第２モードＭ２の制御を開始したタイミングである。時間Ｔ２よりも前では、第１変換部１１から出力される直流電力の電圧は第１高圧電圧ＶＨ１であり、第２変換部１２から出力される直流電力の電圧は第２高圧電圧ＶＨ２である。

【0056】

第２モードＭ２の制御が開始されると、第１変換部１１から出力される直流電力の電圧は第１低圧電圧ＶＬ１となり、第２変換部１２から出力される直流電力の電圧は第２低圧電圧ＶＬ２となる。

【0057】

また、第２モードＭ２の制御が開始されると、蓄電部３０から放電が開始され、放電された直流電力が負荷４０に供給される。蓄電部３０から供給される直流電力の蓄電電圧ＶＢは、第２モードＭ２の制御直後から時間の経過とともに低下する。蓄電電圧ＶＢの低下は、その値が第２低圧電圧ＶＬ２になるまで、もしくは第１モードＭ１または第３モードＭ３に切り替わるまで続く。

【0058】

蓄電電圧ＶＢの値が第２低圧電圧ＶＬ２の値まで低下した後は、蓄電部３０からの放電は停止する。蓄電電圧ＶＢの値が、第２低圧電圧ＶＬ２の値よりも低下する場合には、蓄電部３０への充電が開始される。そのため、蓄電電圧ＶＢの値は、第２低圧電圧ＶＬ２と同じ値となる。

【0059】

第２低圧電圧ＶＬ２の値は、蓄電部３０に予め定められた蓄電容量が残る値ように定められた値を例示することができる。このようにすることで、商用電源５０が停電した場合に備えて蓄電部３０からの放電を停止させることができる。つまり、停電時に蓄電部３０から負荷４０へ直流電力の供給が可能となる。

【0060】

蓄電電圧ＶＢの値が第２低圧電圧ＶＬ２の値まで低下した後、もしくは第２低圧電圧ＶＬ２まで低下するまでに、第１モードＭ１、または、第３モードＭ３に移行し、負荷４０への直流電力の供給を継続してもよい。この場合、第１モードＭ１に移行したときには、蓄電部３０への充電が行われる。また、第３モードＭ３に移行したときには、蓄電部３０への充電が抑制される。

【0061】

最後に、第３モードＭ３における充電および放電について説明する。外部ネットワーク２６を介して入力部２５から主制御部２１に第３モードＭ３への切り替え信号が入力される。主制御部２１は、入力された切り替え信号に基づいて、第１変換部１１および第２変換部１２へ出力する制御信号を生成する。生成された制御信号は、第１変換部１１および第２変換部１２へ出力される。

【0062】

制御信号が入力された第１変換部１１は、図８に示すように、第１高圧電圧ＶＨ１の直流電力を出力する。また、制御信号が入力された第２変換部１２は、第２低圧電圧ＶＬ２の直流電力を出力する。

【0063】

第１変換部１１から出力された直流電力は、負荷４０に供給される。その一方で、蓄電部３０には供給されない。第２低圧電圧ＶＬ２の値が蓄電電圧ＶＢの値よりも低い場合には、第２変換部１２から蓄電部３０への充電は抑制される。

【0064】

ここで、第３モードＭ３の制御を行ったときの電圧の時間変化について図９を参照しながら説明する。図９において時間Ｔ３が、第３モードＭ３の制御を開始したタイミングである。

【0065】

時間Ｔ３よりも前では、第１変換部１１から出力される直流電力の電圧は第１低圧電圧ＶＬ１であり、第２変換部１２から出力される直流電力の電圧は第２低圧電圧ＶＬ２である。蓄電部３０からは放電が行われ、蓄電電圧ＶＢは時間の経過とともに低下している。

【0066】

第３モードＭ３の制御が開始されると、第１変換部１１から出力される直流電力の電圧は第１高圧電圧ＶＨ１となる。第２変換部１２から出力される直流電力の電圧は第２低圧電圧ＶＬ２のままである。

【0067】

蓄電電圧ＶＢは時間Ｔ３における値であって、蓄電電圧ＶＢは第１高圧電圧ＶＨ１と第２低圧電圧ＶＬ２との間の値となる。そのため、蓄電部３０からは放電されず、かつ、充電もされない。

【0068】

上記の構成の電源システム１によれば、第１変換部１１および第２変換部１２を、第１モードＭ１、第２モードＭ２および第３モードＭ３で運転可能とすることにより、蓄電部３０の放電後の任意の時間に蓄電部３０を充電することが可能となる。

【0069】

ここで、第１変換部１１および第２変換部１２がそれぞれ第１高圧電圧ＶＨ１および第２高圧電圧ＶＨ２で直流電力を出力する第１モードＭ１では、負荷４０に対して給電が行われるとともに、蓄電部３０に充電が行われる。第１変換部１１および第２変換部１２がそれぞれ第１低圧電圧ＶＬ１および第２低圧電圧ＶＬ２で直流電力を出力する第２モードＭ２では、蓄電部３０から放電された電力が負荷４０に対して供給される。第１変換部１１および第２変換部１２がそれぞれ第１高圧電圧ＶＨ１および第２低圧電圧ＶＬ２で直流電力を出力する第３モードＭ３では、負荷４０に対して給電が行われる一方で、蓄電部３０への充電は抑制される。

【0070】

そのため、電源システム１では、第２モードＭ２において蓄電部３０が放電を行った後、蓄電部３０に給電を行うまでの間、第３モードＭ３において負荷４０に給電を行い、蓄電部３０への充電を抑制することができる。第３モードＭ３の後の第１モードＭ１により、負荷４０に給電すると共に蓄電部３０への充電を行うことができる。

【0071】

上記の構成の電源システム１によれば、第２高圧電圧ＶＨ２を第１高圧電圧ＶＨ１未満の電圧とすることにより、第１モードＭ１において負荷４０への電力供給と、蓄電部３０への充電と、を両立させやすくなる。第２低圧電圧ＶＬ２を、第２高圧電圧ＶＨ２未満の電圧とすることにより、第３モードＭ３において蓄電部３０から負荷４０への放電を抑制しやすくなる。また、第１低圧電圧ＶＬ１及び第２低圧電圧ＶＬ２は、ともに、蓄電部３０から放電される蓄電電圧ＶＢよりも低く、第２低圧電圧ＶＬ２を、第１低圧電圧ＶＬ１以下の電圧とすることにより、第２モードＭ２において蓄電部３０から負荷４０への放電を行いやすくなる。

【0072】

入力された切替え入力に基づいて第１モードＭ１、第２モードＭ２および第３モードＭ３の切り替え制御を行うことにより、例えば、予め定められたスケジュールに基づいて切り替え制御を行う場合と比較して、切り替え制御を柔軟に行いやすくなる。例えば、第１モードＭ１、第２モードＭ２および第３モードＭ３を行うタイミングや、それぞれのモードを継続する期間を、周囲の状況に応じて適宜変更することが容易となる。

【0073】

蓄電制御部３１を設けることにより、主制御部２１に蓄電部３０に関する情報が入力される。主制御部２１は、蓄電部３０に関する情報を参照しながら切り替え制御することが可能となる。

【0074】

なお、上述の実施形態では、電源装置１０の主制御部２１に、切替え信号が入力される入力受付部２３が設けられている例に適用して説明したが、図１０および図１１に示すように、主制御部（制御部）１２１に第１モードＭ１、第２モードＭ２および第３モードＭ３の切り替えスケジュールが記憶された記憶部１２３が、入力受付部２３の代わりに設けられていてもよい。

【0075】

この場合、主制御部１２１は記憶部１２３に記憶されたスケジュールに基づいて第１モードＭ１、第２モードＭ２および第３モードＭ３を切り替える制御を行う。
なお、記憶部１２３に記憶されるスケジュールは、予め定められたものであってもよいし、電源システム１の管理者などが適宜定めたものであってもよい。さらにスケジュールは、変更可能に記憶されてもよいし、変更不可に記憶されてもよい。

【0076】

記憶部１２３に記憶されたスケジュールに基づいて第１モードＭ１、第２モードＭ２および第３モードＭ３の切り替え制御を行うことにより、例えば、電源システム１の外部から切り替えを指示することが難しい環境下であっても、切り替え制御を行うことができる。

【符号の説明】

【0077】

１…電源システム、 １１…第１変換部、 １２…第２変換部、 １３…規制部、 ２１，１２１…主制御部（制御部）、 ２３…入力受付部、 ３０…蓄電部、 ３１…蓄電制御部（情報通信部）、 ４０…負荷、 １２３…記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】