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公開番号2025122766
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018395
出願日2024-02-09
発明の名称電力供給システム
出願人株式会社豊田中央研究所,ダイハツ工業株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類H02J 3/38 20060101AFI20250815BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】部品の増加を抑制しつつ、系統連系運転時と自立運転時で同じ定格電力を出力できる電力供給システムを提供する。
【解決手段】第1リレーRy1及び第2リレーRy2の動作によって、系統連系運転及び自立運転のいずれか一方が選択され、系統連系運転の際には、第1リレーRy1が2つの第1リアクトルを直列に接続させることによって、DC/AC電力変換器2と負荷4の間に、直列に接続された2つの第1リアクトルL1と、第1コンデンサC1と、第2リアクトルL2と、で構成されたLCLフィルタが形成され、自立運転の際には、第1リレーRy2が2つの第1リアクトルL1を並列に接続させることによって、DC/AC電力変換器2と負荷4の間に、並列に接続された2つの第1リアクトルL1と、第2コンデンサC2と、で構成されたLCフィルタが形成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統との連系運転が可能なＤＣ／ＡＣ電力変換器を備え、
前記電力系統及び前記ＤＣ／ＡＣ電力変換器から負荷に電力を供給する系統連系運転と、前記ＤＣ／ＡＣ電力変換器から前記負荷に電力を供給する自立運転と、を切り替えることができる電力供給システムであって、
第１リレー、第２リレー、第３リレー、第１リアクトル、第２リアクトル、第１コンデンサ及び第２コンデンサを備え、
前記第１リレー及び前記第２リレーの動作によって、前記系統連系運転及び前記自立運転のいずれか一方が選択され、
前記系統連系運転の際には、前記第１リレーが２つの前記第１リアクトルを直列に接続させることによって、前記ＤＣ／ＡＣ電力変換器と前記負荷の間に、直列に接続された２つの前記第１リアクトルと、前記第１コンデンサと、前記第２リアクトルと、で構成されたＬＣＬフィルタが形成され、
前記自立運転の際には、前記第１リレーが２つの前記第１リアクトルを並列に接続させて、前記第３リレーが接点を閉鎖することによって、前記ＤＣ／ＡＣ電力変換器と前記負荷の間に、並列に接続された２つの前記第１リアクトルと、前記第２コンデンサと、で構成されたＬＣフィルタが形成されることを特徴とする電力供給システム。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力供給システムであって、
前記系統連系運転の際に形成される前記ＬＣＬフィルタの共振周波数と、前記自立運転の際に形成される前記ＬＣフィルタの共振周波数とが、同じ周波数となるように、前記第１コンデンサ及び前記第２コンデンサの静電容量が設定されていることを特徴とする電力供給システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力供給システムであって、
単相２線式、単相３線式及び３相４線式のいずれの配電方式にも適用可能であることを特徴とする電力供給システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統との連系運転が可能なＤＣ／ＡＣ電力変換器を備え、系統連系運転と自立運転とを切り替えることができる電力供給システムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
図８は、非特許文献１で開示された従来技術の電力供給システム３０の構成を示す図である。図８に示すように、電力供給システム３０は、電力系統１との連系運転が可能なＤＣ／ＡＣ電力変換器２を備える。ＤＣ／ＡＣ電力変換器２には、例えば太陽光発電や蓄電池などの直流電源３が接続される。ＤＣ／ＡＣ電力変換器２は、直流電源３から供給された直流（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）電圧を交流（ＡｌｔｅｒｎａｔｉｎｇＣｕｒｒｅｎｔ）電圧へ変換するインバータである。電力供給システム３０は、電力系統１及びＤＣ／ＡＣ電力変換器２から一般負荷４ａに電力を供給する系統連系運転と、ＤＣ／ＡＣ電力変換器２から重要負荷４ｂに電力を供給する自立運転と、を切り替えることができる第１リレーＲｙ１を備える。電力供給システム３０は、第１リアクトルＬ１を２つ備え、第１コンデンサＣ１、第２リアクトルＬ２及び第２リレーＲｙ２を１つずつ備える。
【０００３】
系統連系運転の際には、第１リレーＲｙ１が図８に示す上側の接点に接触することにより、ＤＣ／ＡＣ電力変換器２と一般負荷４ａの間に、直列に接続された２つの第１リアクトルＬ１と、第１コンデンサＣ１と、第２リアクトルＬ２と、で構成されるＬＣＬフィルタが形成される。そして、第１リアクトルＬ１の電流の検出値に基づいて、ＤＣ／ＡＣ電力変換器２の制御器２１が直流電源３と電力系統１の間の電力の調整を行う。
【０００４】
自立運転の際には、第１リレーＲｙ１が図８に示す下側の接点に接触して第２リレーＲｙ２が接点を閉鎖することにより、ＤＣ／ＡＣ電力変換器２と重要負荷４ｂの間に、直列に接続された２つの第１リアクトルＬ１と、第１コンデンサＣ１と、で構成されるＬＣフィルタが形成される。そして、制御器２１が重要負荷４ｂへ供給する電力を制御する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
安川電機“太陽光発電用パワーコンディショナEnewell-SOL P3A ブロック図”＜URL：https://www.e-mechatronics.com/product/environment/esol-p3/block/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８に示す従来技術の電力供給システム３０では、系統連系運転の際には一般負荷４ａに電力を供給するが、自立運転の際には重要負荷４ｂのみに電力を供給する。そのため、自立運転の場合でも全ての負荷へ電力を供給できる構成の電力供給システムが求められる。また、自立運転の際にＬＣフィルタを形成する第１リアクトルＬ１及び第１コンデンサＣ１は、自立運転に適した専用設計ではないため、３相負荷に対応しておらず、自立運転時の電力供給システム３０の定格電力が、系統連系運転時と比較して小さくなることがある。例えば、３相系統連系運転時の定格電力が最大９．９ｋＷであるのに対して、自立運転時の定格電力が単相最大４ｋＷ又は最大４ｋＷ×２となる場合がある。
【０００７】
これらの課題を解決するため、図９に示す比較例１の電力供給システム４０が考えられる。図９は、比較例１の電力供給システム４０の構成を示す図である。図９に示すように、電力供給システム４０は、電力系統１との連系運転が可能なＤＣ／ＡＣ電力変換器２を備える。ＤＣ／ＡＣ電力変換器２には直流電源３が接続される。電力供給システム４０は、電力系統１及びＤＣ／ＡＣ電力変換器２から負荷４に電力を供給する系統連系運転と、ＤＣ／ＡＣ電力変換器２から負荷４に電力を供給する自立運転と、を切り替えることができる第１リレーＲｙ１及び第２リレーＲｙ２を備える。電力供給システム４０は、第１リアクトルＬ１を４つ備え、第２リアクトルＬ２、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２及び第３リレーＲｙ３を１つずつ備える。
【０００８】
系統連系運転の際には、第１リレーＲｙ１が図９に示す上側の接点に接触して、第２リレーＲｙ２が図１０に示す右側の接点に接触することにより、ＤＣ／ＡＣ電力変換器２と負荷４の間に、直列に接続した２つの第１リアクトルＬ１と、第１コンデンサＣ１と、第２リアクトルＬ２と、で構成されるＬＣＬフィルタが形成される。そして、電流の検出値に基づいて、ＤＣ／ＡＣ電力変換器２の制御器２１が直流電源３と電力系統１の間の電力の調整を行う。
【０００９】
自立運転の際には、第１リレーＲｙ１が図９に示す下側の接点に接触して、第２リレーＲｙ２が図１０に示す左側の接点に接触して、第３リレーＲｙ３が接点を閉鎖することにより、ＤＣ／ＡＣ電力変換器２と負荷４の間に、並列に接続した２つの第１リアクトルＬ１と、第１コンデンサＣ１と、で構成されるＬＣフィルタが形成される。そして、制御器２１が負荷４へ供給する電力を制御する。このように比較例１の電力供給システム４０は、自立運転の際に重要負荷４ｂのみに電力を供給する従来技術の電力供給システム３０とは異なり、自立運転の際にも全ての負荷４へ電力を供給する。
【００１０】
また、比較例１の電力供給システム４０は、従来技術の電力供給システム３０とは異なり、自立運転の際にＬＣフィルタを形成する第１リアクトルＬ１及び第２コンデンサＣ２が自立運転に適した専用設計となっている。そのため、比較例１の電力供給システム４０は、自立運転の際にも、系統連系運転の際と同じ定格電力を出力できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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