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公開番号2025103911
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023221632
出願日2023-12-27
発明の名称電力変換装置、電力供給システム、および制御方法
出願人日新電機株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H02M 3/00 20060101AFI20250702BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】DC-DCコンバータを適切に制御可能な電力変換装置を実現する。
【解決手段】電力変換装置の制御部(52)は、太陽電池パネルの出力電力に基づいて基礎指令値を決定する基礎指令値決定部(521)と、パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する太陽電池パネルの出力電力低下が生じているか否かを判定する出力電力低下要因判定部と、(525)と、基礎指令値を補正する補正値を算出する補正値算出部(526)と、補正後指令値を算出する減算部(527)と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
太陽電池パネルとパワーコンディショナとを接続する直流母線に接続され、前記直流母線から蓄電装置への充電、および前記蓄電装置から前記直流母線への放電を行う電力変換装置であって、ＤＣ－ＤＣコンバータと、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記太陽電池パネルの出力電力に基づいて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御するための基礎指令値を決定する基礎指令値決定部と、
前記太陽電池パネルの出力電圧および出力電力から、前記パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する前記太陽電池パネルの出力電力低下が生じているか否かを判定する出力電力低下要因判定部と、
前記パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する前記太陽電池パネルの出力電力低下が生じていると判定された場合に、前記太陽電池パネルの出力電力の履歴に基づいて、前記基礎指令値を補正する補正値を算出する補正値算出部と、
前記補正値を前記基礎指令値から減算することで補正後指令値を算出する減算部と、を備え、
前記補正後指令値に基づいて前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記パワーコンディショナによる出力電力抑制時に、当該出力電力抑制が終了するまでの期間を抑制期間とした場合、
前記補正値算出部は、現在時刻を末尾とする、前記抑制期間に等しい期間内における前記太陽電池パネルの前記出力電力の最大値から現在値を減算した差分値を前記補正値として算出する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記パワーコンディショナによる出力電力抑制時に、当該出力電力抑制が終了するまでの期間を抑制期間とした場合、
前記補正値算出部は、現在時刻を末尾とする、前記抑制期間に等しい期間内における前記太陽電池パネルの前記出力電圧の現在値から最小値を減算した差分値に、当該差分値を電力に変換するためのゲインを乗じた値を、前記補正値として算出する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
太陽電池パネルと、
パワーコンディショナと、
直流母線と、
蓄電装置と、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
を備える電力供給システム。
【請求項５】
太陽電池パネルとパワーコンディショナとを接続する直流母線に接続され、前記直流母線から蓄電装置への充電、および前記蓄電装置から前記直流母線への放電を行う電力変換装置の制御方法であって、前記電力変換装置は、ＤＣ－ＤＣコンバータと、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御する制御部と、を備え、
前記太陽電池パネルの出力電力に基づいて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御するための基礎指令値を決定する基礎指令値決定ステップと、
前記太陽電池パネルの出力電圧および出力電力から、前記パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する前記太陽電池パネルの出力電力低下が生じているか否かを判定する出力電力低下要因判定ステップと、
前記パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する前記太陽電池パネルの出力電力低下が生じていると判定された場合に、前記太陽電池パネルの出力電力の履歴に基づいて、前記基礎指令値を補正する補正値を算出する補正値算出ステップと、
前記補正値を前記基礎指令値から減算することで補正後指令値を算出する減算ステップと、を含み、
前記補正後指令値に基づいて前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する、電力変換装置の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換装置、当該電力変換装置を備える電力供給システム、および電力変換装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、太陽電池パネル、パワーコンディショナ、および蓄電装置を備える電力供給システムにおいて、パワーコンディショナの動作を安定させることが可能な電力変換装置が開示されている。当該電力変換装置は、ＤＣ－ＤＣコンバータと、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御する制御部と、を備える。制御部は、パワーコンディショナへの入力電力の変化レートに、０より大きくかつ１未満の係数を乗じた値を絶対値の変動幅の上限として、ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御する指令値を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７２９４５５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されているような電力供給システムにおいては、太陽電池パネルの出力電力を抑制するために、パワーコンディショナに対して、入力電圧を上昇させる指令が電力会社からなされる場合がある。また、ＭＰＰＴ（ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇ）制御においては、太陽電池パネルの出力電圧がＰ－Ｖカーブの頂点を超えたと判断した場合に、出力電圧を大きく上昇させてＭＰＰＴを再検出する制御を行う場合がある。このような場合には、太陽電池パネルの出力電力が、意図的に抑制されることとなる。
【０００５】
しかし、太陽電池パネルの出力電力が意図的に抑制されるという情報が電力変換装置の制御部に送信されなければ、当該制御部は、日照量の減少などにより太陽電池パネルによる発電量が低下したものと誤認する。この場合、制御部は、当該低下を補償するためにＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を増加させる。
【０００６】
さらにこの場合、パワーコンディショナに入力される電力は低下しないため、パワーコンディショナ側では、太陽電池パネルの出力電力が抑制されていないものと認識される。このため、パワーコンディショナはさらに太陽電池パネルの出力電力を抑制し、電力変換装置の制御部はさらにＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を増加させ、最終的に太陽電池パネルの出力電力が０となる可能性がある。これにより、太陽電池パネルによる発電の機会損失が発生する。
【０００７】
また、この場合、太陽電池パネルおよび蓄電装置とパワーコンディショナとを接続する直流母線の電圧は太陽電池パネルの開放電圧に近い値となっており、かつ、パワーコンディショナには大きな電力が入力されている状態となる。このため、過電圧によるパワーコンディショナの過熱および破壊が生じる可能性がある。
【０００８】
本開示の一態様は、ＤＣ－ＤＣコンバータを適切に制御可能な電力変換装置などを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る電力変換装置は、太陽電池パネルとパワーコンディショナとを接続する直流母線に接続され、前記直流母線から蓄電装置への充電、および前記蓄電装置から前記直流母線への放電を行う電力変換装置であって、ＤＣ－ＤＣコンバータと、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記太陽電池パネルの出力電力に基づいて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御するための基礎指令値を決定する基礎指令値決定部と、前記太陽電池パネルの出力電圧および出力電力から、前記パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する前記太陽電池パネルの出力電力低下が生じているか否かを判定する出力電力低下要因判定部と、前記パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する前記太陽電池パネルの出力電力低下が生じていると判定された場合に、前記太陽電池パネルの出力電力の履歴に基づいて、前記基礎指令値を補正する補正値を算出する補正値算出部と、前記補正値を前記基礎指令値から減算することで補正後指令値を算出する減算部と、を備え、前記補正後指令値に基づいて前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する。
【００１０】
また、本開示の一態様に係る電力変換装置の制御方法は、太陽電池パネルとパワーコンディショナとを接続する直流母線に接続され、前記直流母線から蓄電装置への充電、および前記蓄電装置から前記直流母線への放電を行う電力変換装置の制御方法であって、前記電力変換装置は、ＤＣ－ＤＣコンバータと、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御する制御部と、を備え、前記太陽電池パネルの出力電力に基づいて、前記ＤＣ－ＤＣコンバータの出力電力を制御するための基礎指令値を決定する基礎指令値決定ステップと、前記太陽電池パネルの出力電圧および出力電力から、前記パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する前記太陽電池パネルの出力電力低下が生じているか否かを判定する出力電力低下要因判定ステップと、前記パワーコンディショナによる出力電力抑制に起因する前記太陽電池パネルの出力電力低下が生じていると判定された場合に、前記太陽電池パネルの出力電力の履歴に基づいて、前記基礎指令値を補正する補正値を算出する補正値算出ステップと、前記補正値を前記基礎指令値から減算することで補正後指令値を算出する減算ステップと、を含み、前記補正後指令値に基づいて前記ＤＣ－ＤＣコンバータを制御する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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