JP6162624B2

JP6162624B2 - Power control apparatus, power control system, and power control method

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Publication number: JP6162624B2
Application number: JP2014035779A
Authority: JP
Inventors: 智裕三木
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: JP2015162932A; JP2017169446A; JP6289714B2

Description

本発明は、電力制御装置、電力制御システム、および電力制御方法に関するものである。より詳細には、本発明は、複数の太陽電池が発電する電力を蓄電池に充電し、蓄電池に充電した電力を放電するように制御する電力制御装置、このような電力制御装置を含む電力制御システム、および、このような電力制御装置の電力制御方法に関するものである。 The present invention relates to a power control device, a power control system, and a power control method. More specifically, the present invention relates to a power control device that controls power generated by a plurality of solar cells to charge a storage battery and discharges the power charged in the storage battery, and a power control system including such a power control device. And a power control method of such a power control apparatus.

従来、例えば複数の太陽電池など複数の分散電源を統合して系統連系するパワーコンディショナが知られている。このようなパワーコンディショナでは、複数の分散電源のそれぞれに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータが、各分散電源から出力される電力の電圧を調整する。このように電圧調整された電力は統合（ＤＣ中間リンク）されてインバータに入力され、このインバータが入力された電力を直流から交流に変換する。このようなパワーコンディショナは、種々のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a power conditioner that integrates a plurality of distributed power sources such as a plurality of solar cells and interconnects them. In such a power conditioner, a DC / DC converter connected to each of a plurality of distributed power supplies adjusts the voltage of power output from each distributed power supply. The power thus regulated is integrated (DC intermediate link) and input to the inverter, and the inverter converts the input power from direct current to alternating current. Various types of such power conditioners have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開２００７−２０２６０号公報JP 2007-20260 A

図１０は、複数の分散電源をＤＣ中間リンクする従来のパワーコンディショナの典型的な例を示す図である。図１０に示す例では、２つの太陽電池１２２，１２４が発電する電力を、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４で昇圧し、ＤＣ中間リンクしてから、インバータ３０により直流から交流に変換して、負荷２００に供給可能な構成となっている。このような構成において、分散電源として蓄電池１４０を接続するには、昇圧および降圧に対応した双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７０を介する必要がある。図１０に示す例では、太陽電池１２２，１２４が発電した電力の電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４で一旦昇圧した後、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ７０で降圧することにより、蓄電池１４０に充電する。 FIG. 10 is a diagram illustrating a typical example of a conventional power conditioner in which a plurality of distributed power sources are DC intermediate linked. In the example shown in FIG. 10, the electric power generated by the two solar cells 122 and 124 is boosted by the DC / DC converters 22 and 24, respectively, DC-interlinked, and then converted from direct current to alternating current by the inverter 30. The load 200 can be supplied. In such a configuration, in order to connect the storage battery 140 as a distributed power source, it is necessary to pass through the bidirectional DC / DC converter 70 corresponding to step-up and step-down. In the example shown in FIG. 10, the voltage of the electric power generated by the solar cells 122 and 124 is once increased by the DC / DC converters 22 and 24 and then reduced by the bidirectional DC / DC converter 70 to charge the storage battery 140. To do.

このように、従来、太陽光発電をした電力を蓄電池に充電する電力制御装置においては、太陽電池が発電した電力を一旦昇圧した後、蓄電池に充電するために降圧するため、効率が悪かった。 Thus, conventionally, in the power control device that charges the storage battery with the power generated by the solar power generation, the power generated by the solar battery is once boosted and then lowered to charge the storage battery, so that the efficiency is low.

したがって、本発明の目的は、複数の太陽電池の発電電力を効率良く蓄電池に充電することができる電力制御装置、このような電力制御装置を含む電力制御システム、および、このような電力制御装置の電力制御方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power control device that can efficiently charge a storage battery with power generated by a plurality of solar cells, a power control system including such a power control device, and a power control device of such a power control device. It is to provide a power control method.

上記目的を達成する第１の観点に係る発明は、
複数の太陽電池が発電する電力を複数の電池モジュールで構成される蓄電池に充電するように制御し、当該蓄電池の電力を放電するように制御する電力制御装置であって、
前記蓄電池の充電時は、前記複数の太陽電池が発電した電力をそれぞれ電流制御した電力により、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールが個別に充電されるように制御し、
前記蓄電池の放電時は、前記複数の電池モジュールが直列接続されるように制御する制御部を備えるものである。 The invention according to the first aspect to achieve the above object is
A power control device that controls power to be generated by a plurality of solar cells to charge a storage battery composed of a plurality of battery modules, and controls to discharge the power of the storage battery,
At the time of charging the storage battery, by controlling the power generated by the plurality of solar cells, respectively, and controlling the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells,
At the time of discharging the storage battery, a control unit that controls the plurality of battery modules to be connected in series is provided.

また、前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数の電流制御部と、を備え、
前記制御部の制御により、前記蓄電池の充電時において、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記複数の太陽電池が発電する電力の電圧を最大電力点追従（ＭＰＰＴ）制御によりそれぞれ昇圧し、
前記複数の電流制御部は、前記複数の太陽電池が発電する電力のうち前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータに供給されない電力をそれぞれ電流制御することにより、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールが個別に充電されるように制御してもよい。 A plurality of DC / DC converters connected to each of the plurality of solar cells;
A plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
Under the control of the control unit, when charging the storage battery,
The plurality of DC / DC converters respectively boost the voltage of power generated by the plurality of solar cells by maximum power point tracking (MPPT) control,
The plurality of current control units perform current control on power that is not supplied to the plurality of DC / DC converters among electric power generated by the plurality of solar cells, and thereby the plurality of current control units respectively correspond to the plurality of solar cells. You may control so that a battery module is charged separately.

また、前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数の電流制御部を備え、
前記制御部の制御により、前記蓄電池の放電時において、
前記複数の電流制御部は、前記複数の太陽電池が発電する電力が、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールに供給されないように制御してもよい。 Also, comprising a plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
By the control of the control unit, at the time of discharging the storage battery,
The plurality of current control units may perform control so that power generated by the plurality of solar cells is not supplied to the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells.

また、前記複数の電池モジュールをそれぞれ直列接続可能にするスイッチが接続され、
前記制御部の制御により、
前記蓄電池の充電時は前記スイッチを解放して前記複数の電池モジュールが個別に充電されるようにし、
前記蓄電池の放電時は前記スイッチを接続して前記複数の電池モジュールが直列接続されるように構成してもよい。 In addition, a switch that allows the plurality of battery modules to be connected in series is connected,
By the control of the control unit,
When charging the storage battery, release the switch so that the plurality of battery modules are individually charged,
When the storage battery is discharged, the switches may be connected so that the plurality of battery modules are connected in series.

また、前記制御部の制御により、前記蓄電池の充電時において、
前記複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールがそれぞれ満充電になるタイミングに基づいて、当該複数の太陽電池が発電した電力をそれぞれ電流制御してもよい。 In addition, by the control of the control unit, when charging the storage battery,
The electric power generated by the plurality of solar cells may be current-controlled based on the timing at which the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells are fully charged.

上記目的を達成する第２の観点に係る発明は、
複数の太陽電池と、
複数の電池モジュールで構成される蓄電池と、
前記複数の太陽電池が発電する電力を前記複数の電池モジュールで構成される蓄電池に充電するように制御し、当該蓄電池の電力を放電するように制御する電力制御装置と、
を含む電力制御システムであって、
前記電力制御装置は、
前記蓄電池の充電時、前記複数の太陽電池が発電した電力をそれぞれ電流制御した電力により、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールが個別に充電されるように制御し、
前記蓄電池の放電時、前記複数の電池モジュールが直列接続されるように制御するものである。 The invention according to the second aspect to achieve the above object is
A plurality of solar cells;
A storage battery composed of a plurality of battery modules;
A power control device that controls the power generated by the plurality of solar cells to be charged in a storage battery configured by the plurality of battery modules, and controls the discharge of the power of the storage battery;
A power control system comprising:
The power control device
When charging the storage battery, by controlling the power generated by each of the plurality of solar cells, and controlling the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells,
When the storage battery is discharged, the plurality of battery modules are controlled to be connected in series.

また、前記電力制御装置は、
前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数の電流制御部と、を備え、
前記蓄電池の充電時において、
前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータは、前記複数の太陽電池が発電する電力の電圧を最大電力点追従制御によりそれぞれ昇圧し、
前記複数の電流制御部は、前記複数の太陽電池が発電する電力のうち前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータに供給されない電力をそれぞれ電流制御することにより、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールが個別に充電されるように制御してもよい。 The power control device includes:
A plurality of DC / DC converters connected to each of the plurality of solar cells;
A plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
When charging the storage battery,
The plurality of DC / DC converters respectively boost the voltage of power generated by the plurality of solar cells by maximum power point tracking control,
The plurality of current control units perform current control on power that is not supplied to the plurality of DC / DC converters among electric power generated by the plurality of solar cells, and thereby the plurality of current control units respectively correspond to the plurality of solar cells. You may control so that a battery module is charged separately.

また、前記電力制御装置は、前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数の電流制御部を備え、
前記蓄電池の放電時において、
前記複数の電流制御部は、前記複数の太陽電池が発電する電力が、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールに供給されないように制御してもよい。 Further, the power control device includes a plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
At the time of discharging the storage battery,
The plurality of current control units may perform control so that power generated by the plurality of solar cells is not supplied to the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells.

上記目的を達成する第３の観点に係る発明は、
複数の太陽電池が発電する電力を複数の電池モジュールで構成される蓄電池に充電するように制御し、当該蓄電池の電力を放電するように制御する電力制御装置の電力制御方法であって、
前記蓄電池の充電時は、前記複数の太陽電池が発電した電力をそれぞれ電流制御した電力により、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールが個別に充電されるように制御するステップと、
前記蓄電池の放電時は、前記複数の電池モジュールが直列接続されるように制御するステップと、を含むものである。 The invention according to the third aspect for achieving the above object is:
It is a power control method of a power control device that controls power to be generated by a plurality of solar cells to be charged in a storage battery composed of a plurality of battery modules, and controls to discharge the power of the storage battery,
When charging the storage battery, control is performed so that the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells are individually charged with power obtained by current-controlling the power generated by the plurality of solar cells. ,
And controlling the plurality of battery modules to be connected in series when the storage battery is discharged.

また、前記電力制御装置は、
前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数のＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数の電流制御部と、を備え、
前記蓄電池の充電時において、
前記複数の太陽電池が発電する電力の電圧を最大電力点追従制御によりそれぞれ昇圧するように前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータを制御するステップと、
前記複数の太陽電池が発電する電力のうち前記複数のＤＣ／ＤＣコンバータに供給されない電力をそれぞれ電流制御することにより、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールが個別に充電されるように前記複数の電流制御部を制御するステップと、を含んでもよい。 The power control device includes:
A plurality of DC / DC converters connected to each of the plurality of solar cells;
A plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
When charging the storage battery,
Controlling the plurality of DC / DC converters so as to respectively increase the voltage of the power generated by the plurality of solar cells by maximum power point tracking control;
The plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells are individually charged by performing current control on the power that is not supplied to the plurality of DC / DC converters among the power generated by the plurality of solar cells. The step of controlling the plurality of current control units may be included.

また、前記電力制御装置は、前記複数の太陽電池のそれぞれに接続される複数の電流制御部を備え、
前記蓄電池の放電時において、
前記複数の太陽電池が発電する電力が、当該複数の太陽電池にそれぞれ対応する前記複数の電池モジュールに供給されないように前記複数の電流制御部を制御するステップを含んでもよい。 Further, the power control device includes a plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
At the time of discharging the storage battery,
The method may include a step of controlling the plurality of current control units so that power generated by the plurality of solar cells is not supplied to the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells.

本発明によれば、複数の太陽電池の発電電力を効率良く蓄電池に充電することができる電力制御装置、このような電力制御装置を含む電力制御システム、および、このような電力制御装置の電力制御方法を提供することができる。 According to the present invention, a power control device capable of efficiently charging a storage battery with power generated by a plurality of solar cells, a power control system including such a power control device, and power control of such a power control device A method can be provided.

本発明の実施形態に係る電力制御装置を含む電力制御システムを概略的に示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram schematically showing a power control system including a power control apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る電力制御装置の充電時の制御を説明する図である。It is a figure explaining the control at the time of charge of the electric power control apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電力制御装置の放電時の制御を説明する図である。It is a figure explaining the control at the time of discharge of the power control device concerning this embodiment. 本実施形態に係る電流制御部およびＤＣ／ＤＣコンバータの構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the current control part and DC / DC converter which concern on this embodiment. ＭＰＰＴ制御について説明する図である。It is a figure explaining MPPT control. 本実施形態に係る電力制御装置の充電時の制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control at the time of charge of the electric power control apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電力制御装置の放電時の制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control at the time of discharge of the electric power control apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電力制御装置のＭＰＰＴによる充電時の制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control at the time of charge by MPPT of the electric power control apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電力制御装置の負荷追従による充電時の制御を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the control at the time of charge by the load following of the electric power control apparatus which concerns on this embodiment. 従来の電力制御装置の典型例を示す図である。It is a figure which shows the typical example of the conventional power control apparatus.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る電力制御装置を含む電力制御システムを概略的に示す機能ブロック図である。 FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a power control system including a power control apparatus according to an embodiment of the present invention.

図１に示すように、本発明の実施形態に係る電力制御システム１は、電力制御装置１００と、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６と、蓄電池１４０と、を含んで構成される。電力制御システム１において、電力制御装置１００は、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力を、蓄電池１４０に充電することができる。また、電力制御装置１００は、蓄電池１４０に充電された電力を放電して、負荷２００などに供給することができる。また、電力制御装置１００は、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力のうち余剰する電力を、系統３００に売電することができる。 As shown in FIG. 1, the power control system 1 according to the embodiment of the present invention includes a power control device 100, a plurality of solar cells 122, 124, 126, and a storage battery 140. In the power control system 1, the power control apparatus 100 can charge the storage battery 140 with power generated by the plurality of solar cells 122, 124, and 126. In addition, the power control apparatus 100 can discharge the power charged in the storage battery 140 and supply it to the load 200 or the like. Moreover, the power control apparatus 100 can sell surplus power among the power generated by the plurality of solar cells 122, 124, 126 to the grid 300.

本実施形態において、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６は、それぞれ一般的な太陽電池モジュールなどとすることができる。すなわち、太陽電池１２２，１２４，１２６は、太陽光エネルギーを電力に変換して出力する。この太陽電池１２２，１２４，１２６は、それぞれ従来の太陽電池と同じ構成のものを採用することができるため、詳細な説明は省略する。 In the present embodiment, each of the plurality of solar cells 122, 124, 126 can be a general solar cell module. That is, the solar cells 122, 124, 126 convert the solar energy into electric power and output it. Since these solar cells 122, 124, and 126 can adopt the same configuration as that of a conventional solar cell, detailed description thereof is omitted.

本実施形態において、蓄電池１４０は、複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６で構成される。これら複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６は、それぞれ対応する太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力を充電することができる。また、電池モジュール１４２，１４４，１４６は、それぞれに充電された電力を放電することができるが、本実施形態においては、蓄電池１４０を放電する際は、後述のように電池モジュール１４２，１４４，１４６を直列接続する。この電池モジュール１４２，１４４，１４６は、それぞれ従来の蓄電池に用いられる電池モジュールと同じ構成のものを採用することができるため、詳細な説明は省略する。 In the present embodiment, the storage battery 140 includes a plurality of battery modules 142, 144, 146. The plurality of battery modules 142, 144, and 146 can be charged with electric power generated by the corresponding solar cells 122, 124, and 126, respectively. Further, the battery modules 142, 144, and 146 can discharge the charged electric power, respectively. However, in the present embodiment, when the storage battery 140 is discharged, the battery modules 142, 144, and 146 will be described later. Are connected in series. Since these battery modules 142, 144, and 146 can adopt the same configuration as the battery module used in the conventional storage battery, detailed description thereof is omitted.

負荷２００は、図１においては簡略化して示してある。この負荷２００は、各家庭における家電製品など、種々のものとすることができる。また、負荷２００を構成する機器の数も任意の個数とすることができる。 The load 200 is shown in a simplified manner in FIG. The load 200 can be various, such as home appliances in each home. Further, the number of devices constituting the load 200 can also be an arbitrary number.

次に、本実施形態に係る電力制御装置１００について説明する。 Next, the power control apparatus 100 according to the present embodiment will be described.

電力制御装置１００は、制御部１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６，２８、インバータ３０、および電流制御部４２，４４，４６を備えている。 The power control apparatus 100 includes a control unit 10, DC / DC converters 22, 24, 26, and 28, an inverter 30, and current control units 42, 44, and 46.

制御部１０は、電力制御装置１００を構成する各機能部をはじめとして、電力制御装置１００の全体を制御および管理する。制御部１０による本実施形態に係る制御については、さらに後述する。 The control unit 10 controls and manages the entire power control apparatus 100 including each functional unit constituting the power control apparatus 100. Control according to the present embodiment by the control unit 10 will be further described later.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６は、太陽電池１２２，１２４，１２６にそれぞれ接続される。これらＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６は、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電した電力の電圧をそれぞれ変換する。本実施形態において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６は、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電した電力の電圧を昇圧することができる。インバータ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６により昇圧されてから統合（ＤＣ中間リンク）された直流電力を、交流に変換する。このようにして交流に変換されて電力制御装置１００から出力される電力は、負荷２００または系統３００に供給することができる。 DC / DC converters 22, 24, and 26 are connected to solar cells 122, 124, and 126, respectively. These DC / DC converters 22, 24, and 26 convert the voltages of the electric power generated by the solar cells 122, 124, and 126, respectively. In the present embodiment, the DC / DC converters 22, 24 and 26 can boost the voltage of the power generated by the solar cells 122, 124 and 126. The inverter 30 converts the DC power that has been boosted by the DC / DC converters 22, 24, 26 and then integrated (DC intermediate link) into AC. Thus, the electric power converted into alternating current and output from the power control apparatus 100 can be supplied to the load 200 or the system 300.

電流制御部４２，４４，４６は、太陽電池１２２，１２４，１２６にそれぞれ接続される。より詳細には、電流制御部４２，４４，４６の一端は、太陽電池１２２，１２４，１２６とＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６との間の接続線に接続される。すなわち、電流制御部４２，４４，４６の一端には、太陽電池１２２，１２４，１２６からＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６にそれぞれ供給される電力から分流した電力が供給される。これら電流制御部４２，４４，４６の動作については、さらに後述する。また、電流制御部４２，４４，４６の他端は、それぞれ蓄電池１４０を構成する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６に接続される。 Current control units 42, 44, and 46 are connected to solar cells 122, 124, and 126, respectively. More specifically, one end of each of the current control units 42, 44, 46 is connected to a connection line between the solar cells 122, 124, 126 and the DC / DC converters 22, 24, 26. In other words, one end of the current control units 42, 44, 46 is supplied with power shunted from the power supplied from the solar cells 122, 124, 126 to the DC / DC converters 22, 24, 26, respectively. The operation of these current control units 42, 44, 46 will be further described later. Further, the other ends of the current control units 42, 44, 46 are connected to a plurality of battery modules 142, 144, 146 constituting the storage battery 140, respectively.

電池モジュール１４２と１４４との間には、スイッチ５２が接続される。また、電池モジュール１４４と１４６との間には、スイッチ５４はが接続される。したがって、これらスイッチ５２，５４がオン（接続）になっている時は、電池モジュール１４２，１４４，１４６は直列接続される。一方、これらスイッチ５２，５４がオフすなわちオープン（解放）になっている時は、電池モジュール１４２，１４４，１４６はそれぞれ互いに接続されない状態になる。このように、蓄電池１４０は、複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６をそれぞれ直列接続可能にするスイッチ５２，５４を備えている。 A switch 52 is connected between the battery modules 142 and 144. Further, the switch 54 is connected between the battery modules 144 and 146. Therefore, when these switches 52 and 54 are on (connected), the battery modules 142, 144 and 146 are connected in series. On the other hand, when the switches 52 and 54 are off, that is, open (released), the battery modules 142, 144, and 146 are not connected to each other. As described above, the storage battery 140 includes the switches 52 and 54 that allow the plurality of battery modules 142, 144, and 146 to be connected in series.

図１においては、スイッチ５２，５４がそれぞれ蓄電池１４０の内部に含まれる構成を示したが、本発明に係る電力制御システム１はこのような構成に限定されない。例えば、スイッチ５２，５４を蓄電池１４０の外部に設置してもよい。この場合、例えば、スイッチ５２，５４を、蓄電池１４０の付近または電力制御装置１００の付近に設置したり、あるいはスイッチ５２，５４が電力制御装置１００に内蔵されるようにしてもよい。 Although FIG. 1 shows a configuration in which the switches 52 and 54 are respectively included in the storage battery 140, the power control system 1 according to the present invention is not limited to such a configuration. For example, the switches 52 and 54 may be installed outside the storage battery 140. In this case, for example, the switches 52 and 54 may be installed in the vicinity of the storage battery 140 or in the vicinity of the power control apparatus 100, or the switches 52 and 54 may be built in the power control apparatus 100.

スイッチ６０は、蓄電池１４０の放電時にオン（接続）にすることにより、蓄電池１４０の放電する電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８側に供給することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、蓄電池１４０が放電した電力の電圧を、他のＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６の出力電圧（中間リンク電圧）に合わせて調整する。 The switch 60 can supply power discharged from the storage battery 140 to the DC / DC converter 28 side by being turned on (connected) when the storage battery 140 is discharged. The DC / DC converter 28 adjusts the voltage of the power discharged from the storage battery 140 according to the output voltage (intermediate link voltage) of the other DC / DC converters 22, 24, 26.

上述した各スイッチ５２，５４，６０は、オフすなわちオープン（解放）状態を形成するに際し、電力が物理的に遮断される構成に限定されるものではない。このようなスイッチは、例えば、流れる電流および電圧が遮断されるような構成であれば、任意のものを採用することができる。 Each of the switches 52, 54, 60 described above is not limited to a configuration in which power is physically interrupted when an off (open) state is formed. As such a switch, for example, any switch can be adopted as long as the flowing current and voltage are cut off.

本実施形態において、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６，２８、インバータ３０、電流制御部４２，４４，４６、スイッチ５２，５４，６０を制御する。図１において、制御部１０が各機能部を制御するための制御ラインを破線により示してある。また、本実施形態に係る電力制御システム１は、蓄電池１４０を構成する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６等の電圧等を測定するための各種センサを含んで構成されるが、これらの各種センサは図の簡略化のため省略する。 In the present embodiment, the control unit 10 controls the DC / DC converters 22, 24, 26, 28, the inverter 30, the current control units 42, 44, 46, and the switches 52, 54, 60. In FIG. 1, the control line for the control part 10 to control each function part is shown with the broken line. In addition, the power control system 1 according to the present embodiment includes various sensors for measuring voltages and the like of the plurality of battery modules 142, 144, and 146 that constitute the storage battery 140. Are omitted for simplification of the figure.

次に、蓄電池１４０に充電する際の電力制御装置１００による動作について説明する。 Next, the operation of the power control device 100 when charging the storage battery 140 will be described.

図２は、本実施形態に係る電力制御装置１００における蓄電池１４０の充電時の制御を説明する図である。図２においては、電力の流れを太い実線により示してある。 FIG. 2 is a diagram for explaining control during charging of the storage battery 140 in the power control apparatus 100 according to the present embodiment. In FIG. 2, the flow of electric power is indicated by a thick solid line.

図２に示すように、電力制御装置１００において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６は、それぞれ接続された太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力の電圧を昇圧する。そして、このように昇圧された電力を統合したものを、インバータ３０が直流から交流に変換して、負荷２００および／または系統３００に供給する。 As shown in FIG. 2, in the power control apparatus 100, the DC / DC converters 22, 24, and 26 boost the voltage of the power generated by the connected solar cells 122, 124, and 126. Then, the inverter 30 converts the electric power boosted in this way from DC to AC and supplies it to the load 200 and / or the system 300.

また、図２に示すように、電力制御装置１００において、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力は、それぞれ電流制御部４２，４４，４６に分流される。このように分流された電力は、それぞれ電流制御部４２，４４，４６によって電流制御されることにより、それぞれ対応する電池モジュール１４２，１４４，１４６に充電される。 Further, as shown in FIG. 2, in the power control apparatus 100, the power generated by the solar cells 122, 124, 126 is shunted to the current control units 42, 44, 46, respectively. The electric power thus divided is subjected to current control by the current control units 42, 44, and 46, respectively, so that the corresponding battery modules 142, 144, and 146 are charged.

この場合、制御部１０は、図２に示すように、スイッチ５２，５４，６０がオフすなわちオープン（解放）になるように制御する。スイッチ６０が解放されることにより、蓄電池１４０に充電される電力が電力制御装置１００側に放電されることはない。また、スイッチ５２，５４が解放されることにより、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電した電力は、それぞれ対応する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６に個別に充電される。このため、本実施形態において、蓄電池１４０が満充電になるまでの時間は、蓄電池１４０を全体として充電する場合に比べて短くなる。 In this case, as shown in FIG. 2, the control unit 10 performs control so that the switches 52, 54, and 60 are turned off, that is, opened (released). When the switch 60 is released, the power charged in the storage battery 140 is not discharged to the power control apparatus 100 side. Moreover, by releasing the switches 52 and 54, the electric power generated by the plurality of solar cells 122, 124, and 126 is individually charged to the corresponding plurality of battery modules 142, 144, and 146, respectively. For this reason, in this embodiment, the time until the storage battery 140 is fully charged is shorter than when the storage battery 140 is charged as a whole.

このように、本実施形態に係る電力制御装置１００は、蓄電池１４０の充電時は、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電した電力をそれぞれ電流制御する。そして、電力制御装置１００は、このように電流制御した電力により、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６にそれぞれ対応する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６が個別に充電されるように制御する。また、電力制御装置１００は、蓄電池１４０の充電時において、複数の電流制御部４２，４４，４６は、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力のうち複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６に供給されない電力をそれぞれ電流制御する。このような制御により、電力制御装置１００は、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６にそれぞれ対応する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６が個別に充電されるように制御する。また、電力制御装置１００において、蓄電池１４０の充電時はスイッチ５２，５４を解放して複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６が個別に充電されるようにする。 As described above, the power control apparatus 100 according to the present embodiment performs current control on the power generated by the plurality of solar cells 122, 124, and 126 when the storage battery 140 is charged. Then, the power control apparatus 100 performs control so that the plurality of battery modules 142, 144, and 146 respectively corresponding to the plurality of solar cells 122, 124, and 126 are individually charged by the power that is current-controlled in this way. In addition, when the storage battery 140 is charged, the power control device 100 is configured such that the plurality of current control units 42, 44, 46 are a plurality of DC / DC converters 22, out of the power generated by the plurality of solar cells 122, 124, 126. The electric power not supplied to 24 and 26 is current-controlled, respectively. Through such control, the power control apparatus 100 performs control so that the plurality of battery modules 142, 144, and 146 corresponding to the plurality of solar cells 122, 124, and 126 are individually charged. In the power control apparatus 100, when the storage battery 140 is charged, the switches 52 and 54 are released so that the battery modules 142, 144, and 146 are individually charged.

次に、蓄電池１４０から電力を放電する際の電力制御装置１００による動作について説明する。 Next, the operation of the power control apparatus 100 when discharging power from the storage battery 140 will be described.

図３は、本実施形態に係る電力制御装置１００における蓄電池１４０の放電時の制御を説明する図である。図３においても、電力の流れを太い実線により示してある。 FIG. 3 is a diagram for explaining control at the time of discharging the storage battery 140 in the power control apparatus 100 according to the present embodiment. Also in FIG. 3, the flow of electric power is indicated by a thick solid line.

図３に示すように、電力制御装置１００において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６は、それぞれ接続された太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力の電圧を昇圧する。そして、このように昇圧された電力を統合したものを、インバータ３０が直流から交流に変換して、負荷２００および／または系統３００に供給する。 As shown in FIG. 3, in the power control apparatus 100, the DC / DC converters 22, 24, and 26 boost the voltage of the power generated by the connected solar cells 122, 124, and 126. Then, the inverter 30 converts the electric power boosted in this way from DC to AC and supplies it to the load 200 and / or the system 300.

また、蓄電池１４０の放電時は、図３に示すように、電流制御部４２，４４，４６が、電流を流さないように、すなわち電流制御部４２，４４，４６がオープン（解放）と同様の働きを行うように制御する。したがって、この場合、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力の分流は、それぞれ対応する電池モジュール１４２，１４４，１４６に充電されない。 Further, when the storage battery 140 is discharged, as shown in FIG. 3, the current control units 42, 44, 46 do not flow current, that is, the current control units 42, 44, 46 are the same as when open (released). Control to work. Therefore, in this case, the diversion of the electric power generated by the solar cells 122, 124, 126 is not charged in the corresponding battery modules 142, 144, 146, respectively.

この場合、制御部１０は、図３に示すように、スイッチ５２，５４，６０がオンすなわち接続状態になるように制御する。スイッチ６０が接続されることにより、蓄電池１４０に充電された電力を電力制御装置１００側に放電することができる。また、スイッチ５２，５４が接続されることにより、蓄電池１４０を構成する電池モジュール１４２，１４４，１４６は直列接続される。このため、本実施形態において、蓄電池１４０は、電池モジュール１４２，１４４，１４６を個別に放電する場合に比べて、大きな電圧を出力することができる。このようにして蓄電池１４０から放電された電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８によって中間リンク電圧に合わせて調整されて、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力とともに、負荷２００に供給することができる。 In this case, as shown in FIG. 3, the control unit 10 performs control so that the switches 52, 54, and 60 are turned on, that is, connected. By connecting the switch 60, the power charged in the storage battery 140 can be discharged to the power control apparatus 100 side. Further, the battery modules 142, 144, and 146 constituting the storage battery 140 are connected in series by connecting the switches 52 and 54. For this reason, in this embodiment, the storage battery 140 can output a large voltage compared with the case where the battery modules 142, 144, and 146 are discharged individually. The power discharged from the storage battery 140 in this way is adjusted according to the intermediate link voltage by the DC / DC converter 28 and can be supplied to the load 200 together with the power generated by the solar cells 122, 124, and 126. .

このように、本実施形態に係る電力制御装置１００は、蓄電池１４０の放電時は、複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６が直列接続されるように制御する。また、蓄電池１４０の放電時において、複数の電流制御部４２，４４，４６は、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力のうち複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６に供給されない電力が、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６にそれぞれ対応する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６に供給されないように制御する。また、電力制御装置１００において、蓄電池１４０の放電時はスイッチ５２，５４を接続して複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６が直列接続されるようにする。 Thus, the power control apparatus 100 according to the present embodiment controls the battery modules 142, 144, and 146 to be connected in series when the storage battery 140 is discharged. Further, when the storage battery 140 is discharged, the plurality of current control units 42, 44, 46 are not supplied to the plurality of DC / DC converters 22, 24, 26 among the electric power generated by the plurality of solar cells 122, 124, 126. Control is performed so that power is not supplied to the plurality of battery modules 142, 144, 146 corresponding to the plurality of solar cells 122, 124, 126, respectively. In the power control apparatus 100, when the storage battery 140 is discharged, the switches 52 and 54 are connected so that the plurality of battery modules 142, 144, and 146 are connected in series.

次に、本実施形態による電流制御部４２，４４，４６について説明する。 Next, the current control units 42, 44, and 46 according to the present embodiment will be described.

図４は、図１〜３に示したＤＣ／ＤＣコンバータ２２および電流制御部４２の構成を説明する図である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４，２６および電流制御部４４，４６の構成についても、図４と同様とすることができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of DC / DC converter 22 and current control unit 42 shown in FIGS. The configurations of the DC / DC converters 24 and 26 and the current control units 44 and 46 can be the same as those in FIG.

図４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、コンデンサ８１、インダクタ８２、スイッチング素子８３、およびコンデンサ８４を備えている。このような構成により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、太陽電池１２２が発電した電力の電圧を、中間リンク電圧に昇圧して出力する。また、図４に示すように、電流制御部４２は、電流制限部９１およびコンデンサ９２を備えている。 As shown in FIG. 4, the DC / DC converter 22 includes a capacitor 81, an inductor 82, a switching element 83, and a capacitor 84. With such a configuration, the DC / DC converter 22 boosts and outputs the voltage of the power generated by the solar cell 122 to the intermediate link voltage. Further, as shown in FIG. 4, the current control unit 42 includes a current limiting unit 91 and a capacitor 92.

図４に示すような構成により、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６は、蓄電池１４０の充電時、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力の電圧を最大電力点追従（ＭＰＰＴ）制御によりそれぞれ昇圧する。 With the configuration as shown in FIG. 4, the plurality of DC / DC converters 22, 24, and 26 use the maximum power point tracking (MPPT) for the voltage of the power generated by the plurality of solar cells 122, 124, and 126 when charging the storage battery 140. ) Boost each by control.

ＭＰＰＴ制御は、図５（Ａ）に示すようなＩ（電流）−Ｖ（電圧）特性を有する場合に、図５（Ｂ）に示すように電力Ｐが最大になる点（ＰＭＡＸ）に追従させて電流および電圧を制御する技法として知られている。本実施形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータ２２等において、太陽電池１２２等の発電した電力の電圧を上昇させる際は、以下のようにすることができる。 When the MPPT control has an I (current) -V (voltage) characteristic as shown in FIG. 5A, the MPPT control follows a point (PMAX) where the power P becomes maximum as shown in FIG. 5B. This is known as a technique for controlling current and voltage. In the DC / DC converter 22 or the like according to the present embodiment, when the voltage of the electric power generated by the solar battery 122 or the like is increased, the following can be performed.

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が昇圧動作を行う前は、図４に示すような回路に少量の電流が流れている。すなわち、太陽電池１２２から低い電流値の電流が流れることになり、太陽電池１２２の電圧は高い状態になる。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の昇圧動作を開始させると、徐々に電流が増加することにより、太陽電池１２２からの出力電圧は下がって行く。この時の電流に電圧を乗じることにより、ＰＭＡＸの点を算出することができる。このため、図５に示すグラフにおいて、点Ｐは、左から右に向かって移動することになる。このように、本実施形態においては、電圧を制御するのではなく、電圧を監視することにより、電流を制御する。 Before the DC / DC converter 22 performs the boosting operation, a small amount of current flows through the circuit as shown in FIG. That is, a current having a low current value flows from the solar cell 122, and the voltage of the solar cell 122 becomes high. Here, when the step-up operation of the DC / DC converter 22 is started, the output voltage from the solar cell 122 decreases due to a gradual increase in current. The point of PMAX can be calculated by multiplying the current at this time by the voltage. For this reason, in the graph shown in FIG. 5, the point P moves from left to right. Thus, in the present embodiment, the current is controlled by monitoring the voltage instead of controlling the voltage.

本実施形態において、電流制御部４２は電流を制御するが、本来、ＭＰＰＴの電流制御で電圧を調整する。ところが、太陽電池１２２の発電する電力を蓄電池１４０に充電する際は、蓄電池１４０にも電流を流すことになる。このため、蓄電池１４０側の電流制限部９１を用いることにより蓄電池１４０に流れる電流を絞り、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２においてＭＰＰＴ制御を行う電流を徐々に増加させる。すなわち、本実施形態において、太陽電池１２２から出力される電流は、ＭＰＰＴ制御による電流設定値と蓄電池１４０の電池モジュール１４２の電流制限値とを合算した電流値および電圧により、最大電力点を探すことになる。ここで、電池電流の定電流制御を行うことにより、電池に流れる電流は常に一定となるので、ＭＰＰＴ制御を行う側の電流制御により最大電力点を追従することが可能になる。実際には、蓄電池１４０には電池電圧よりも高い電圧を掛けなければ、電流を流すことはできない。したがって、本実施形態においては、ＭＰＰＴ制御によって電流を制御することで、最大電力点を追従させると同時に、蓄電池１４０に流れる電流の制御が必要になる。 In the present embodiment, the current control unit 42 controls the current, but originally adjusts the voltage by MPPT current control. However, when charging the storage battery 140 with the power generated by the solar battery 122, a current is also passed through the storage battery 140. For this reason, by using the current limiting unit 91 on the storage battery 140 side, the current flowing through the storage battery 140 is reduced, and the current for performing MPPT control in the DC / DC converter 22 is gradually increased. That is, in the present embodiment, the current output from the solar battery 122 searches for the maximum power point by the current value and voltage obtained by adding the current set value by the MPPT control and the current limit value of the battery module 142 of the storage battery 140. become. Here, by performing constant current control of the battery current, the current flowing through the battery is always constant, so that the maximum power point can be followed by current control on the side performing MPPT control. Actually, current cannot be supplied to the storage battery 140 unless a voltage higher than the battery voltage is applied. Therefore, in this embodiment, it is necessary to control the current flowing through the storage battery 140 at the same time as tracking the maximum power point by controlling the current by MPPT control.

本実施形態において、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力を蓄電池１４０に充電する際は、各電池モジュール１４２，１４４，１４６の最大電圧が、それぞれ太陽電池１２２，１２４，１２６の負荷カーブの電圧以上になる様にセル構成を行う。また、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力を蓄電池１４０に充電する際は、定電流充電（ＣＣ充電）と、定電圧充電（ＣＶ充電）とを併用して充電を行う。 In this embodiment, when the storage battery 140 is charged with the electric power generated by the solar cells 122, 124, 126, the maximum voltage of each battery module 142, 144, 146 is the load curve of the solar cells 122, 124, 126, respectively. The cell configuration is made so that the voltage becomes higher than the voltage. In addition, when charging the storage battery 140 with electric power generated by the solar cells 122, 124, and 126, charging is performed using both constant current charging (CC charging) and constant voltage charging (CV charging).

次に、本実施形態に係る電力制御装置１００が行う処理をさらに説明する。 Next, processing performed by the power control apparatus 100 according to the present embodiment will be further described.

図６は、本実施形態に係る電力制御装置１００の充電時の制御を説明するフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart for explaining control during charging of the power control apparatus 100 according to the present embodiment.

図６に示す電力制御装置１００の充電時の制御が開始すると、制御部１０は、スイッチ５２，５４，６０を解放する（ステップＳ１１）。これにより、蓄電池１４０を電池モジュール１４２，１４４，１４６それぞれの単位に切り分けることができる。次に、制御部１０は、各電池モジュール１４２，１４４，１４６にそれぞれ接続されている電流制御部４２，４４，４５の電流制御を有効にする（ステップＳ１２）。 When control during charging of the power control apparatus 100 shown in FIG. 6 is started, the control unit 10 releases the switches 52, 54, and 60 (step S11). Thereby, the storage battery 140 can be divided into units of the battery modules 142, 144, and 146. Next, the control part 10 validates the current control of the current control parts 42, 44, 45 connected to the battery modules 142, 144, 146, respectively (step S12).

そして、制御部１０は、各電池モジュール１４２，１４４，１４６の電圧をそれぞれ測定し（ステップＳ１３）、電池モジュール間にばらつきがあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。 And the control part 10 measures the voltage of each battery module 142,144,146, respectively (step S13), and determines whether there is dispersion | variation between battery modules (step S14).

各電池モジュール１４２，１４４，１４６の電圧にばらつきがある場合、制御部１０は、電池モジュール間で最も高い電圧を検出し（ステップＳ１５）、各電池モジュールの充電開始タイミングを設定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において各電池モジュールの充電開始タイミングが設定されたら、制御部１０は、各電池モジュールの充電開始タイミングに基づいて、各電池モジュールを充電する（ステップＳ１７）。 When the voltages of the battery modules 142, 144, and 146 vary, the control unit 10 detects the highest voltage among the battery modules (step S15), and sets the charging start timing of each battery module (step S16). . When the charging start timing of each battery module is set in step S16, the control unit 10 charges each battery module based on the charging start timing of each battery module (step S17).

本実施形態において、各電池モジュールの電圧にばらつきがある場合、制御部１０は、モジュール間で電圧のバランスを取るようにする。このため、制御部１０は、各電池モジュールのうち電圧が最大ものに合わせて、電圧が不足している電池モジュールの充電を開始すべきタイミングを設定する。電圧が不足している電池モジュールから充電を開始することにより、蓄電池１４０を構成する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６がそれぞれ満充電になるタイミングを揃えることができる。なお、充電時間に余裕がある場合、各電池モジュール間のバランスを取らずに、各モジュールが満充電になるように充電を行ってもよい。 In this embodiment, when the voltage of each battery module varies, the control unit 10 balances the voltage between the modules. For this reason, the control part 10 sets the timing which should start charge of the battery module with which the voltage is insufficient according to the largest voltage among each battery module. By starting charging from a battery module with insufficient voltage, it is possible to align the timings at which the battery modules 142, 144, and 146 constituting the storage battery 140 are fully charged. In addition, when there is an allowance in the charging time, charging may be performed so that each module is fully charged without balancing between the battery modules.

一方、ステップＳ１４において電池モジュール間の電圧にばらつきがないと判定された場合、制御部１０は、各電池モジュールが満充電になるように、各電池モジュールを充電する（ステップＳ１７）。 On the other hand, when it determines with there being no dispersion | variation in the voltage between battery modules in step S14, the control part 10 charges each battery module so that each battery module may be fully charged (step S17).

次に、制御部１０は、各電池モジュール１４２，１４４，１４６が満充電になったか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において電池モジュールが満充電になっていなければ、制御部１０は、ステップＳ１７に戻って充電を継続する。一方、ステップＳ１８において電池モジュールが満充電になっていれば、制御部１０は、本実施形態に係る充電の処理を終了する。 Next, the control unit 10 determines whether or not each battery module 142, 144, 146 is fully charged (step S18). If the battery module is not fully charged in step S18, the control unit 10 returns to step S17 and continues charging. On the other hand, if the battery module is fully charged in step S18, the control unit 10 ends the charging process according to the present embodiment.

このように、電力制御装置１００は、蓄電池１４０の充電時において、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６にそれぞれ対応する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６がそれぞれ満充電になるタイミングに基づいて、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電した電力をそれぞれ電流制御する。 Thus, the power control apparatus 100 is based on the timing when the battery modules 142, 144, 146 respectively corresponding to the solar cells 122, 124, 126 are fully charged when the storage battery 140 is charged. The electric power generated by the plurality of solar cells 122, 124, and 126 is current-controlled.

図７は、本実施形態に係る電力制御装置１００の放電時の制御を説明するフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart for explaining control during discharging of the power control apparatus 100 according to the present embodiment.

図７に示す電力制御装置１００の放電時の制御が開始すると、制御部１０は、電流制御部４２，４４，４６の電流制御をオフにして、電池モジュール１４２，１４４，１４６の充電を停止する（ステップＳ２１）。次に、制御部１０は、スイッチ５２，５４，６０を接続する（ステップＳ２１）。これにより、蓄電池１４０を構成する電池モジュール１４２，１４４，１４６はそれぞれ直列にスタックされ、蓄電池１４０の放電する電力はスイッチ６０を経てＤＣ／ＤＣコンバータ２８に供給される。 When the control at the time of discharging of the power control apparatus 100 shown in FIG. 7 is started, the control unit 10 turns off the current control of the current control units 42, 44, and 46 and stops the charging of the battery modules 142, 144, and 146. (Step S21). Next, the control unit 10 connects the switches 52, 54, and 60 (step S21). As a result, the battery modules 142, 144, and 146 constituting the storage battery 140 are stacked in series, and the electric power discharged from the storage battery 140 is supplied to the DC / DC converter 28 via the switch 60.

次に、制御部１０は、スタックした電池モジュール１４２，１４４，１４６により構成される蓄電池１４０の電圧を測定する（ステップＳ２３）。それから、制御部１０は、蓄電池１４０の放電を開始する（ステップＳ２４）。 Next, the control unit 10 measures the voltage of the storage battery 140 configured by the stacked battery modules 142, 144, 146 (step S23). Then, the control unit 10 starts discharging the storage battery 140 (step S24).

本実施形態において、蓄電池１４０を放電する際、電池モジュール１４２，１４４，１４６が直列に接続された、すなわちスタックされた状態で、蓄電池１４０の電圧および充電容量を取得してから、蓄電池１４０を放電するのが好適である。このようにして、電力制御装置１００は、蓄電池１４０の状態を正確に把握してから放電を行うことができ、蓄電池１４０を良好に放電させることができる。 In this embodiment, when discharging the storage battery 140, the battery modules 142, 144, 146 are connected in series, that is, in a stacked state, the voltage and charge capacity of the storage battery 140 are acquired, and then the storage battery 140 is discharged. It is preferable to do this. In this way, the power control apparatus 100 can discharge after accurately grasping the state of the storage battery 140, and can discharge the storage battery 140 satisfactorily.

図８は、電力制御装置１００において、蓄電池１４０の充電時にＭＰＰＴ制御を行う際の処理を説明するフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart for explaining processing when performing MPPT control when the storage battery 140 is charged in the power control apparatus 100.

図８に示す電力制御装置１００の充電時のＭＰＰＴ制御が開始すると、制御部１０は、電流制御部４２，４４，４６をオン状態にするが、電流制御部４２，４４，４６を流れる電流が０Ａとなるように制御する（ステップＳ３１）。すなわち、ステップＳ３１では、電流制御部４２，４４，４６はオン状態であるが、電流制御部４２，４４，４６は電流を流さないように制御する。 When the MPPT control at the time of charging of the power control apparatus 100 shown in FIG. 8 is started, the control unit 10 turns on the current control units 42, 44, and 46, but the current flowing through the current control units 42, 44, and 46 Control is performed so as to be 0 A (step S31). That is, in step S31, the current control units 42, 44, and 46 are in the on state, but the current control units 42, 44, and 46 are controlled not to flow current.

次に、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６が、ＭＰＰＴ制御により太陽電池１２２，１２４，１２６の発電電力の電圧の昇圧を開始する（ステップＳ３２）。そして、制御部１０は、ＭＰＰＴ動作時の電圧および電流を取得する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６がＭＰＰＴの動作の追従を開始して電力最大点を算出しているので、制御部１０は、この時の電圧および電流を取得する。 Next, in the control unit 10, the DC / DC converters 22, 24, and 26 start boosting the voltage of the generated power of the solar cells 122, 124, and 126 by MPPT control (step S32). And the control part 10 acquires the voltage and electric current at the time of MPPT operation | movement (step S33). In step S33, since the DC / DC converters 22, 24, and 26 start following the operation of the MPPT and calculate the maximum power point, the control unit 10 acquires the voltage and current at this time.

そして、制御部１０は、電流制御部４２，４４，４６を流れる電流が徐々に増すように制御して（ステップＳ３４）、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力を、それぞれ電池モジュール１４２，１４４，１４６に充電する。この時、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６はＭＰＰＴ制御をそのまま継続しているため、充電電流分の電流は増加しているが、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６が電圧を維持するように制御する（ステップＳ３５）。 And the control part 10 is controlled so that the electric current which flows through the current control parts 42, 44, and 46 increases gradually (step S34), and the electric power which solar cells 122, 124, and 126 generate is changed to battery module 142, respectively. Charge 144,146. At this time, since the DC / DC converters 22, 24, and 26 continue the MPPT control as they are, the current corresponding to the charging current is increased. However, the control unit 10 includes the DC / DC converters 22, 24, and 26. Control is performed to maintain the voltage (step S35).

次に、制御部１０は、充電電流を監視し（ステップＳ３６）、ＭＰＰＴ制御において充電電流が最大になったか否かを判定する（ステップＳ３７）。ＭＰＰＴ制御において充電電流が最大になったと判定されたら、制御部１０は、電圧を維持したままで充電電流による電流増加が可能であれば、動作を継続する（ステップＳ３８）。この場合、系統３００に流さない電流は、余剰電力として、蓄電池１４０に充電される。 Next, the control unit 10 monitors the charging current (step S36), and determines whether or not the charging current is maximized in the MPPT control (step S37). If it is determined in the MPPT control that the charging current has become maximum, the control unit 10 continues the operation if the current can be increased by the charging current while maintaining the voltage (step S38). In this case, the current that does not flow through the grid 300 is charged to the storage battery 140 as surplus power.

一方、ステップＳ３７でＭＰＰＴ制御において充電電流が最大になっていないと判定されたら、制御部１０は、電圧降下が発生した場合に（ステップＳ３９）、充電電流値を下げるか否かを判定する（ステップＳ４０）。蓄電池１４０に充電する電流を増大させることで、太陽電池１２２，１２４，１２６の電圧が降下した場合、これら太陽電池１２２，１２４，１２６の出力には余裕がない。この場合、電圧を維持するために、電流制御部４２，４４，４６は電流を制限する必要がある。 On the other hand, if it is determined in step S37 that the charging current is not maximized in the MPPT control, the control unit 10 determines whether or not to decrease the charging current value when a voltage drop occurs (step S39) (step S39). Step S40). If the voltage of the solar cells 122, 124, 126 decreases by increasing the current charged in the storage battery 140, the output of these solar cells 122, 124, 126 has no margin. In this case, in order to maintain the voltage, the current control units 42, 44, and 46 need to limit the current.

ステップＳ４０において充電電流の電流値を下げる場合、制御部１０は、系統３００に供給する電力優先すなわち売電優先で動作するように、充電電流の値を再設定する（ステップＳ４１）。一方、ステップＳ４０において充電電流の電流値を下げない場合、制御部１０は、蓄電池１４０の充電優先で動作するように、充電電流の値を再設定する（ステップＳ４２）。 When reducing the current value of the charging current in step S40, the control unit 10 resets the value of the charging current so as to operate with priority on power supplied to the system 300, that is, priority on power sale (step S41). On the other hand, when the current value of the charging current is not decreased in step S40, the control unit 10 resets the value of the charging current so that the storage battery 140 is operated with priority for charging (step S42).

図９は、電力制御装置１００において、蓄電池１４０の充電時に負荷追従制御を行う際の処理を説明するフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart for explaining processing when performing load follow-up control when the storage battery 140 is charged in the power control apparatus 100.

図９に示す電力制御装置１００の充電時の負荷追従制御が開始すると、制御部１０は、電流制御部４２，４４，４６をオン状態にするが、電流制御部４２，４４，４６を流れる電流が０Ａとなるように制御する（ステップＳ５１）。すなわち、ステップＳ４１では、電流制御部４２，４４，４６はオン状態であるが、電流制御部４２，４４，４６は電流を流さないように制御する。 When the load follow-up control during charging of the power control apparatus 100 shown in FIG. 9 is started, the control unit 10 turns on the current control units 42, 44, and 46, but the current flowing through the current control units 42, 44, and 46 Is controlled to be 0A (step S51). That is, in step S41, the current control units 42, 44, and 46 are in the on state, but the current control units 42, 44, and 46 are controlled not to flow current.

次に、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６が、負荷追従制御により太陽電池１２２，１２４，１２６の発電電力の電圧の昇圧を開始する（ステップＳ５２）。そして、制御部１０は、電流が安定した時の電圧および電流を取得する（ステップＳ５３）。 Next, in the control unit 10, the DC / DC converters 22, 24, and 26 start boosting the voltage of the generated power of the solar cells 122, 124, and 126 by load following control (step S52). And the control part 10 acquires the voltage and electric current when an electric current was stabilized (step S53).

そして、制御部１０は、電流制御部４２，４４，４６を流れる電流が徐々に増すように制御して（ステップＳ５４）、太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力を、それぞれ電池モジュール１４２，１４４，１４６に充電する。この時、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６は負荷追従制御をそのまま継続しているため、充電電流分の電流は増加しているが、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６が電圧を維持するように制御する（ステップＳ５５）。 And the control part 10 is controlled so that the electric current which flows through the electric current control parts 42, 44, and 46 increases gradually (step S54), and the electric power which solar cells 122, 124, and 126 generate is changed to battery module 142, respectively. Charge 144,146. At this time, since the DC / DC converters 22, 24, and 26 continue the load following control as they are, the current corresponding to the charging current is increased, but the control unit 10 is connected to the DC / DC converters 22, 24, and 26. Is controlled to maintain the voltage (step S55).

次に、制御部１０は、充電電流を監視し（ステップＳ５６）、負荷追従制御による動作が継続している間は、余剰電力を蓄電池１４０に充電しながら動作を継続する（ステップＳ５７）。 Next, the control unit 10 monitors the charging current (step S56), and continues the operation while charging surplus power to the storage battery 140 while the operation by the load following control is continued (step S57).

このように、本実施形態に係る電力制御装置１００は、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６と蓄電池１４０とを直流でリンクさせて、中間電圧を生成する多入力の電力制御装置として実現することができる。本実施形態に係る電力制御装置１００は、蓄電池１４０の充電時は、蓄電池１４０を電池モジュール１４２，１４４，１４６に分割して、それぞれ太陽電池１２２，１２４，１２４６から、対応する電池モジュール１４２，１４４，１４６に充電を行う。従来の電力制御装置を用いて蓄電池を充電する場合、通常、充電回路が必要となるが、本実施形態に係る電力制御装置１００は、各太陽電池１２２，１２４，１２６の最大電力追従制御を用いて、蓄電池１４０に充電を行う。また、本実施形態に係る電力制御装置１００は、蓄電池１４０の放電時は、蓄電池１４０を構成する電池モジュール１４２，１４４，１４６を接続して放電させる。 Thus, the power control apparatus 100 according to the present embodiment is realized as a multi-input power control apparatus that links a plurality of solar cells 122, 124, 126 and the storage battery 140 with a direct current to generate an intermediate voltage. Can do. The power control apparatus 100 according to the present embodiment divides the storage battery 140 into battery modules 142, 144, and 146 when charging the storage battery 140, and the corresponding battery modules 142 and 144 from the solar batteries 122, 124, and 1246, respectively. , 146 is charged. When charging a storage battery using a conventional power control device, a charging circuit is usually required, but the power control device 100 according to the present embodiment uses maximum power tracking control of each solar cell 122, 124, 126. Then, the storage battery 140 is charged. In addition, when the storage battery 140 is discharged, the power control apparatus 100 according to the present embodiment connects and discharges the battery modules 142, 144, and 146 constituting the storage battery 140.

したがって、本実施形態に係る電力制御装置１００によれば、従来の電力制御装置を用いて蓄電池を充電する場合のように、一旦昇圧した電圧を降圧する必要はない。このため、本実施形態に係る電力制御装置１００によれば、電圧変換による損失が少なくなり、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６の発電電力を効率良く蓄電池１４０に充電することができる。また、本実施形態に係る電力制御装置１００によれば、蓄電池１４０の充電時に、電池モジュール１４２，１４４，１４６をそれぞれ並列に充電する。このため、本実施形態に係る電力制御装置１００によれば、分割した電池モジュールの数に応じて、満充電までの期間を短くすることができる。 Therefore, according to the power control apparatus 100 according to the present embodiment, it is not necessary to step down the voltage once boosted as in the case of charging the storage battery using the conventional power control apparatus. For this reason, according to the power control apparatus 100 according to the present embodiment, loss due to voltage conversion is reduced, and the power generated by the plurality of solar cells 122, 124, 126 can be efficiently charged into the storage battery 140. Further, according to the power control apparatus 100 according to the present embodiment, when the storage battery 140 is charged, the battery modules 142, 144, and 146 are charged in parallel, respectively. For this reason, according to the power control apparatus 100 which concerns on this embodiment, the period until full charge can be shortened according to the number of the divided | segmented battery modules.

本発明を諸図面および実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部およびステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせて実施することもできる。 Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations and modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each functional unit, each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of functional units, steps, etc. are combined or divided into one. It is possible. Further, each of the above-described embodiments of the present invention is not limited to being performed faithfully to each of the embodiments described above, and can be implemented by appropriately combining each feature.

上述した実施形態においては、電力制御装置１００に接続する太陽電池は、１２２，１２４，１４６の３つとし、対応する電池モジュールも１４２，１４４，１４６の３つとした場合について説明した。しかしながら、本発明において、複数の太陽電池および複数の電池モジュールは、任意の複数とすることができる。このような構成の変更に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４，２６、電流制御部４２，４４，４６、スイッチ５２，５４の個数等も適宜変更し得る。 In the embodiment described above, a case has been described in which three solar cells 122, 124, and 146 are connected to the power control apparatus 100, and three corresponding battery modules are 142, 144, and 146. However, in the present invention, the plurality of solar cells and the plurality of battery modules can be arbitrarily plural. In accordance with such a change in configuration, the number of DC / DC converters 22, 24, 26, current control units 42, 44, 46, switches 52, 54, and the like can be appropriately changed.

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、上述した実施形態に係る電力制御装置１００のような電力制御装置による電力制御方法として実現することもできる。この場合、本発明は、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電する電力を複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６で構成される蓄電池１４０に充電するように制御し、蓄電池１４０の電力を放電するように制御する電力制御装置１の電力制御方法として実施することができる。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized as a power control method by a power control device such as the power control device 100 according to the above-described embodiment. In this case, the present invention controls so that the power generated by the plurality of solar cells 122, 124, 126 is charged to the storage battery 140 composed of the plurality of battery modules 142, 144, 146, and discharges the power of the storage battery 140. It can implement as a power control method of the power control apparatus 1 controlled to do.

また、この場合、当該方法は、蓄電池１４０の充電時に、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６が発電した電力をそれぞれ電流制御した電力により、複数の太陽電池１２２，１２４，１２６にそれぞれ対応する複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６が個別に充電されるように制御するステップを含む。また、当該方法は、蓄電池１４０の放電時に、複数の電池モジュール１４２，１４４，１４６が直列接続されるように制御するステップを含む。 In this case, the method also includes a plurality of solar cells 122, 124, and 126 corresponding to the plurality of solar cells 122, 124, and 126, respectively. The battery modules 142, 144, and 146 are individually charged. The method also includes a step of controlling the battery modules 142, 144, and 146 to be connected in series when the storage battery 140 is discharged.

１電力制御システム
１０制御部
２２，２４，２６，２８ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０インバータ
４２，４４，４６電流制御部
５２，５４スイッチ
６０スイッチ
８１，８４コンデンサ
８２インダクタ
８３スイッチング素子
９１電流制限部
９２コンデンサ
１００電力制御装置
１２２，１２４，１２６太陽電池
１４０蓄電池
１４２，１４４，１４６電池モジュール
２００負荷
３００系統

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power control system 10 Control part 22,24,26,28 DC / DC converter 30 Inverter 42,44,46 Current control part 52,54 Switch 60 Switch 81,84 Capacitor 82 Inductor 83 Switching element 91 Current limiting part 92 Capacitor 100 Power control device 122, 124, 126 Solar cell 140 Storage battery 142, 144, 146 Battery module 200 Load 300 System

Claims

A power control device that controls power to be generated by a plurality of solar cells to charge a storage battery composed of a plurality of battery modules, and controls to discharge the power of the storage battery,
At the time of charging the storage battery, by controlling the power generated by the plurality of solar cells, respectively, and controlling the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells,
A power control apparatus comprising a control unit that controls the plurality of battery modules to be connected in series when the storage battery is discharged.

A plurality of DC / DC converters connected to each of the plurality of solar cells;
A plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
Under the control of the control unit, when charging the storage battery,
The plurality of DC / DC converters respectively boost the voltage of power generated by the plurality of solar cells by maximum power point tracking control,
The plurality of current control units perform current control on power that is not supplied to the plurality of DC / DC converters among electric power generated by the plurality of solar cells, and thereby the plurality of current control units respectively correspond to the plurality of solar cells. The power control apparatus according to claim 1, wherein the battery modules are controlled to be individually charged.

A plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells;
By the control of the control unit, at the time of discharging the storage battery,
2. The power control device according to claim 1, wherein the plurality of current control units perform control so that power generated by the plurality of solar cells is not supplied to the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells. .

A switch that allows the plurality of battery modules to be connected in series is connected,
By the control of the control unit,
When charging the storage battery, release the switch so that the plurality of battery modules are individually charged,
The power control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of battery modules are connected in series by connecting the switch when the storage battery is discharged.

Under the control of the control unit, when charging the storage battery,
The power control device according to claim 1, wherein current control is performed on the power generated by each of the plurality of solar cells based on the timing at which the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells are fully charged.

A plurality of solar cells;
A storage battery composed of a plurality of battery modules;
A power control device that controls the power generated by the plurality of solar cells to be charged in a storage battery configured by the plurality of battery modules, and controls the discharge of the power of the storage battery;
A power control system comprising:
The power control device
When charging the storage battery, by controlling the power generated by each of the plurality of solar cells, and controlling the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells,
A power control system for controlling the plurality of battery modules to be connected in series when the storage battery is discharged.

The power control device
A plurality of DC / DC converters connected to each of the plurality of solar cells;
A plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
When charging the storage battery,
The plurality of DC / DC converters respectively boost the voltage of power generated by the plurality of solar cells by maximum power point tracking control,
The plurality of current control units perform current control on power that is not supplied to the plurality of DC / DC converters among electric power generated by the plurality of solar cells, and thereby the plurality of current control units respectively correspond to the plurality of solar cells. The power control system according to claim 6, wherein the battery modules are controlled to be individually charged.

The power control device includes a plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
At the time of discharging the storage battery,
The power control system according to claim 6, wherein the plurality of current control units controls the power generated by the plurality of solar cells not to be supplied to the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells. .

It is a power control method of a power control device that controls power to be generated by a plurality of solar cells to be charged in a storage battery composed of a plurality of battery modules, and controls to discharge the power of the storage battery,
When charging the storage battery, control is performed so that the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells are individually charged with power obtained by current-controlling the power generated by the plurality of solar cells. ,
And controlling so that the plurality of battery modules are connected in series when the storage battery is discharged.

The power control device
A plurality of DC / DC converters connected to each of the plurality of solar cells;
A plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
When charging the storage battery,
Controlling the plurality of DC / DC converters so as to respectively increase the voltage of the power generated by the plurality of solar cells by maximum power point tracking control;
The plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells are individually charged by performing current control on the power that is not supplied to the plurality of DC / DC converters among the power generated by the plurality of solar cells. The power control method according to claim 9, further comprising: controlling the plurality of current control units.

The power control device includes a plurality of current control units connected to each of the plurality of solar cells,
At the time of discharging the storage battery,
The power according to claim 9, comprising controlling the plurality of current control units so that the power generated by the plurality of solar cells is not supplied to the plurality of battery modules respectively corresponding to the plurality of solar cells. Control method.