電力轉(zhuǎn)換裝置、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及電力轉(zhuǎn)換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對分布式電源的輸出進行轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換裝置、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及電力轉(zhuǎn)換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在電網(wǎng)電力的消費者設(shè)施中已經(jīng)引進了分布式電源。分布式電源的示例包括光電池、燃料電池或蓄電池。這些分布式電源的輸出電力通過電力轉(zhuǎn)換裝置進行DC/AC轉(zhuǎn)換并供給至負載。電力轉(zhuǎn)換裝置包括提升由分布式電源輸出的DC電力的電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器和將提升了電壓的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力的DC/AC轉(zhuǎn)換器。
[0003]另外，已知可以與多個分布式電源兼容的混合型電力轉(zhuǎn)換裝置。該混合型電力轉(zhuǎn)換裝置包括DC/AC轉(zhuǎn)換器和由各分布式電源指定的DC/DC轉(zhuǎn)換器(例如，專利文獻I)。
[0004]專利文獻
[0005]PTLl:日本申請公開 N0.2012-228043

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]另外，通常根據(jù)對應(yīng)的分布式電源的輸出選擇諸如DC/DC轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換器的容量。但是，諸如混合型電力轉(zhuǎn)換裝置的一些電力轉(zhuǎn)換裝置包括多個轉(zhuǎn)換器，而且就成本和安裝空間方面來說需要更高的效率。
[0007]因此，本發(fā)明的目的是提供一種高效利用轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換裝置、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及電力轉(zhuǎn)換方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面的電力轉(zhuǎn)換裝置，其對來自多個分布式電源的輸出電力或供給至所述多個分布式電源的供給電力進行轉(zhuǎn)換。電力轉(zhuǎn)換設(shè)置有對所述輸出電力或所述供給電力進行轉(zhuǎn)換的多個轉(zhuǎn)換器，在第一狀態(tài)下，所述多個轉(zhuǎn)換器中的每一個均單獨地對來自所述多個分布式電源的所述輸出電力或供給至所述多個分布式電源的所述供給電力進行轉(zhuǎn)換，并且，在第二狀態(tài)下，通過使用所述多個轉(zhuǎn)換器，從而所述多個轉(zhuǎn)換器對向至少一個分布式電源的輸出或來自所述至少一個分布式電源的輸入進行轉(zhuǎn)換。
[0009]在第一方面中，所述多個轉(zhuǎn)換器中的每一個均通過電力線連接至所述多個分布式電源中的每一個，包括連接電力線的連接線，并且，所述電力線和所述連接線設(shè)置有在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下改變路徑的切換裝置。
[0010]在第一方面中，還包括控制器，所述控制器在進行所述第一狀態(tài)與所述第二狀態(tài)之間的切換時發(fā)出通過所述切換裝置進行切換的指示。
[0011]在第一方面中，所述切換裝置配置成包括多個開關(guān)，并且，當(dāng)選擇所述第二狀態(tài)時，所述控制器控制所述開關(guān)的接通和斷開，從而將至少一個轉(zhuǎn)換器的連接對象從在所述第一狀態(tài)下連接的分布式電源切換至其他分布式電源。
[0012]在第一方面中，當(dāng)存在未使用的轉(zhuǎn)換器時所述控制器選擇所述第二狀態(tài)。
[0013]在第一方面中，在所述第二狀態(tài)下，所述控制器指示所述切換裝置進行切換，使得從所述多個分布式電源指定的分布式電源除了與通過所述電力線連接至所述指定的分布式電源的轉(zhuǎn)換器連接之外還與所述未使用的轉(zhuǎn)換器連接。
[0014]在第一方面中，所述多個分布式電源包括蓄電池，并且，在所述第二狀態(tài)下，所述控制器發(fā)出指示以通過所述切換裝置進行切換，使得除了連接通過所述電力線連接至所述蓄電池的轉(zhuǎn)換器之外還連接所述未使用的轉(zhuǎn)換器，并通過使用所述未使用的轉(zhuǎn)換器和所述通過所述電力線連接至所述蓄電池轉(zhuǎn)換器向所述蓄電池輸入所述蓄電池的電力之外的電力以對所述蓄電池充電。
[0015]在第一方面中，所述控制器在預(yù)定時區(qū)選擇第二狀態(tài)。
[0016]在第一方面中，所述多個轉(zhuǎn)換器中的每一個的容量均小于通過所述電力線連接的所述分布式電源的最大輸出電力或最大輸入電力。
[0017]在第一方面中，所述多個轉(zhuǎn)換器中的每一個均是DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述電力轉(zhuǎn)換裝置還包括:DC/AC轉(zhuǎn)換器，將來自每個分布式電源的、由每個DC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力。
[0018]在第一方面中，所述多個轉(zhuǎn)換器中的每一個均是DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述電力轉(zhuǎn)換裝置還包括:DC/AC轉(zhuǎn)換器，將來自電網(wǎng)的AC電力轉(zhuǎn)換成供給至每個DC/DC轉(zhuǎn)換器的DC電力。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第二方面的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括:電力轉(zhuǎn)換裝置，對來自多個分布式電源的輸出電力或供給至所述多個分布式電源的供給電力進行轉(zhuǎn)換；以及控制器，控制所述電力轉(zhuǎn)換裝置。所述電力轉(zhuǎn)換裝置設(shè)置有對所述輸出電力或所述供給電力進行轉(zhuǎn)換的多個轉(zhuǎn)換器，在第一狀態(tài)下，所述多個轉(zhuǎn)換器中的每一個均單獨地對來自所述多個分布式電源的所述輸出電力或供給至所述多個分布式電源的所述供給電力進行轉(zhuǎn)換，在第二狀態(tài)下，所述多個轉(zhuǎn)換器通過使用多個轉(zhuǎn)換器對向至少一個分布式電源的輸出或來自至少一個分布式電源的輸入進行轉(zhuǎn)換，并且，所述控制裝置選擇所述第一狀態(tài)或所述第二狀態(tài)。
[0020]在第二方面中，在所述多個分布式電源包括搭載蓄電池式車輛時，所述控制裝置選擇所述第二狀態(tài)，并向所述電力轉(zhuǎn)換裝置指出未使用的轉(zhuǎn)換器和通過電力線與所述搭載蓄電池式車輛連接的轉(zhuǎn)換器，并且，所述電力轉(zhuǎn)換裝置通過使用所述未使用的轉(zhuǎn)換器和通過所述電力線與所述搭載蓄電池式車輛連接的轉(zhuǎn)換器向所述搭載蓄電池式車輛輸入所述安裝蓄電池式車輛的電力之外的電力，從而對搭載安裝蓄電池式車輛充電。
[0021]在第二方面中，所述控制裝置通過使用符合ECHONET Lite的通信協(xié)議控制所述電力轉(zhuǎn)換裝置。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第三方面的電力轉(zhuǎn)換方法是在電力轉(zhuǎn)換裝置中對來自多個分布式電源的輸出電力或供給至多個分布式電源的供給電力進行轉(zhuǎn)換的電力轉(zhuǎn)換方法。所述電力轉(zhuǎn)換裝置具有對所述輸出電力和所述供給電力進行轉(zhuǎn)換的多個轉(zhuǎn)換器，所述方法包括以下步驟:在第一狀態(tài)下通過所述多個轉(zhuǎn)換器中的每一個單獨地對來自所述多個分布式電源的輸出電力或供給至所述多個分布式電源的供給電力進行轉(zhuǎn)換；以及在第二狀態(tài)下通過所述多個轉(zhuǎn)換器對向至少一個分布式電源的輸出或來自所述至少一個分布式電源的輸入進行轉(zhuǎn)換的步驟
【附圖說明】
[0023]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的整體配置的圖。
[0024]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的PCS的基本配置的圖。
[0025]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的第二狀態(tài)下的PCS的配置的圖。
[0026]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的電力轉(zhuǎn)換方法的流程圖。
[0027]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的電力轉(zhuǎn)換方法的流程圖。
[0028]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的EMS的框圖。
[0029]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]下面，參照【附圖說明】根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及電力轉(zhuǎn)換方法。在以下附圖的說明中，相同或相似的符號代表相同或相似的部分。
[0031]但是，應(yīng)該注意，附圖是示意性示出的，而且各尺寸的比例與實際不同。因此，應(yīng)當(dāng)考慮下述說明來確定具體尺寸等。而且，各自的尺寸之間的關(guān)系和比例在圖中當(dāng)然可以不同。
[0032](實施方式的概述)
[0033]根據(jù)實施方式的電力轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換來自多個分布式電源的輸出電力，或轉(zhuǎn)換供給至多個分布式電源的供給電力。電力轉(zhuǎn)換裝置具有對輸出電力或供給電力進行轉(zhuǎn)換的多個轉(zhuǎn)換器。
[0034]在實施方式中，在第一狀態(tài)下，多個轉(zhuǎn)換器中的每一個單獨地對來自多個分布式電源的輸出電力或供給至多個分布式電源的供給電力進行轉(zhuǎn)換，而且，在第二狀態(tài)下，多個轉(zhuǎn)換器通過使用多個轉(zhuǎn)換器對向至少一個分布式電源的輸出或來自至少一個分布式電源的輸入進行轉(zhuǎn)換。因此，可以提供一種高效利用轉(zhuǎn)換器的電力轉(zhuǎn)換裝置、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)以及電力轉(zhuǎn)換方法。
[0035](第一實施方式)
[0036](I)電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
[0037]圖1是示出根據(jù)第一實施方式的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。在下面的附圖中，由實線表示電力線，由虛線表示信號線。信號線不限定于有線，也可以是無線。
[0038]如圖1所示，在根據(jù)第一實施方式的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，從電網(wǎng)I接收AC電力的供給的消費者設(shè)施具有光電池(PV) 110、120、蓄電池130、電動車輛(EV) 140、功率調(diào)節(jié)器(PCS) 200、配電板 300、負載 400 以及 EMS500。
[0039]PVllO和120中的每一個均是分布式電源的示例，而且均為通過接收太陽能生成電力的太陽能發(fā)電裝置(光伏裝置)。PVllO和120將由此生成的DC電力向PCS200輸出。PVllO和120中的每一個均由一個或多個面板構(gòu)成。而且，PVllO和120可以使用多個由多個面板構(gòu)成的串構(gòu)成。
[0040]蓄電池130是分布式電源的示例，而且是存儲DC電力的裝置。蓄電池130放出存儲的DC電力并將該DC電力輸出至PCS200。另外，蓄電池130使用從PCS200供給的DC電力充電。
[0041]EV140是通過蓄電池驅(qū)動的搭載蓄電池式車輛，而且在本系統(tǒng)中被認為是蓄電池的一例。EV140與蓄電池130的相同之處在于，EV140也是使用從PCS200供給的DC電力充電。但是，EV140與蓄電池130的差異在于，EV140并非總是與PCS200連接，當(dāng)EV140與PCS200未連接時(即，驅(qū)動期間)消耗(放出)存儲的DC電力。EV140也可以在與PCS200連接時放出存儲的DC電力，并向PCS200輸出該DC電力。
[0042]PCS200是轉(zhuǎn)換分布式電源的輸出的電力轉(zhuǎn)換裝置的示例。PCS200將由PV110、120、蓄電池130以及EV140輸出的DC電力轉(zhuǎn)換成AC電力，而且將該AC電力輸出至例如配電板300。PCS200通過向蓄電池130和EV140供給從電網(wǎng)I供給的電力對蓄電池130充電。而且，PCS200也可以通過向蓄電池130和EV140供給來自PVllO和120的輸出電力對蓄電池130和EV140充電。
[0043]從而，兼容多個分布式電源(PV110、120、蓄電池130以及EV140)的PCS也被稱為混合PCS。
[0044]配電板300是