太陽光発電設備の出力安定化装置
【課題】太陽光発電設備の出力電力に含まれる脈動分が三相交流系統に供給されることを抑制できる太陽光発電設備の出力安定化装置を提供することである。
【解決手段】二次電池またはキャパシタが並列接続された電力変換器１５を太陽光発電設備１２が連系される三相交流系統１１の接続端の各相にカスケードに接続して２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂを構成し、２個のカスケード変換システム１４Ａ、１４Ｂの中性点間にＮＡＳ電池１６を接続し、制御装置１７は、太陽光発電設備１２の三相交流系統１１への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込み、取り込んだ電力の短周期の脈動分を二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力をＮＡＳ電池１６に充電するように２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの電力変換器１５を制御する。
【解決手段】二次電池またはキャパシタが並列接続された電力変換器１５を太陽光発電設備１２が連系される三相交流系統１１の接続端の各相にカスケードに接続して２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂを構成し、２個のカスケード変換システム１４Ａ、１４Ｂの中性点間にＮＡＳ電池１６を接続し、制御装置１７は、太陽光発電設備１２の三相交流系統１１への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込み、取り込んだ電力の短周期の脈動分を二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力をＮＡＳ電池１６に充電するように２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの電力変換器１５を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流系統に連系される太陽光発電設備の出力電力を安定化する太陽光発電設備の出力安定化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然エネルギーを用いて発電する太陽光発電設備は、天候に左右されるので、太陽光発電設備と系統との間に二次電池を設置して、発電量が余剰のときは二次電池に充電するようにしている。
【０００３】
また、電力変換器をカスケードに接続してカスケード変換器を構成し、各々の電力変換器に二次電池を接続して構成された電力貯蔵装置がある（例えば、非特許文献１参照）。この電力貯蔵装置は、カスケード変換器の直流電圧部はそれぞれ独立しており、二次電池と単相ブリッジコンバータを１つのセル構造としており、拡張性が高く高電圧設計や低歪みの出力波形を実現できるものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】平成２１年電気学会全国大会、４−１６６、２００９／３／１７〜１９北海道、電池電力貯槽装置に使用するカスケードＰＷＭ変換器の実験的検討
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽光発電設備の出力電力には脈動分が含まれる。その脈動分を含んだ出力電力が三相交流系統に供給されると、三相交流系統の電圧変動や周波数変動が増加するなどの問題が顕在化する虞がある。今後は太陽光発電設備の導入が増加することが予想されるので、太陽光発電設備の出力電力変動による電圧変動対策や周波数変動対策が必要となる。
【０００６】
本発明の目的は、太陽光発電設備の出力電力に含まれる脈動分が三相交流系統に供給されることを抑制できる太陽光発電設備の出力安定化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る太陽光発電設備の出力安定化装置は、二次電池またはキャパシタが並列接続された電力変換器を太陽光発電設備が連系される三相交流系統の接続端の各相にカスケードに接続して構成された２個のカスケード変換器システムと、前記２個のカスケード変換システムの中性点間に接続されたＮＡＳ電池と、前記２個のカスケード変換器システムの電力変換器を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記太陽光発電設備の前記三相交流系統への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システムに取り込み、取り込んだ電力の短周期の脈動分を前記二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力を前記ＮＡＳ電池に充放電するように前記２個のカスケード変換器システムの電力変換器を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽光発電設備の三相交流系統への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システムに取り込むので、太陽光発電設備の三相交流系統への出力電力には脈動分が含まれない。また、２個のカスケード変換器システムに取り込んだ電力の短周期の脈動分は、二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力はＮＡＳ電池に充放電するので、ＮＡＳ電池への充放電は安定して行える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の出力安定化装置の構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る２個のカスケード変換器システムの電力の流れの説明図。
【図３】本発明の実施形態におけるカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの三相ＲＳＴ相の電圧波形の一例を示す波形図。
【図４】本発明の実施形態における制御装置の回路構成図。
【図５】太陽光発電設備の出力電力と閾値ＰＬ及びＮＡＳ電池の充放電電力の関係の説明図。
【図６】本発明の実施形態における電力変換器に並列接続された二次電池またはキャパシタの充放電電力及びＮＡＳ電池の充放電電力の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の出力安定化装置の構成図である。三相交流系統１１に連系された太陽光発電設備１２の連系点の近傍に受電変圧器１３が設けられ、受電変圧器１３の二次側には２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂが並列接続されている。カスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂは、受電変圧器１３の二次側において、三相の各相に、二次電池またはキャパシタ（蓄電装置）が並列接続された複数の電力変換器１５をカスケードに接続して構成され、各相はＹ接続されている。図１では各々の電力変換器１５に、それぞれ二次電池及びキャパシタが並列接続された場合を示している。そして、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの中性点間にＮＡＳ電池１６が接続されている。
【００１１】
制御装置１７は、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの各々の電力変換器１５を制御するものであり、直流ループ電流制御部１８と電力制御部１９とを有している。
【００１２】
太陽光発電設備１２の出力電力Ｐは電力検出器２０で検出され、取込電力演算部２１に入力される。取込電力演算部２１は、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込む又は出力電力を演算するものであり、この取込電力演算部２１で取り込む取込電力Ｐ１は、太陽光発電設備１２の出力電力のうち、脈動分を含む部分を取り込むように演算される。取込電力演算部２１で演算された取込電力Ｐ１は制御装置１７の直流ループ電流制御部１８及び電力制御部１９に入力される。
【００１３】
直流ループ電流制御部１８は、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに、太陽光発電設備１２の出力電力の脈動分を含む取込電力Ｐ１を取り込んだ際に、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４ＢとＮＡＳ電池１６とで形成される直流ループ（カスケード変換器システム１４Ａ−ＮＡＳ電池１６−カスケード変換器システム１４Ｂ−カスケード変換器システム１４Ａ）の各相に流れる直流ループ電流を制御するものである。
【００１４】
直流ループ電流制御部１８は、取込電力演算部２１からの取込電力Ｐ１、直流電流検出器２３ｒＡ、２３ｓＡ、２３ｔＡ及び２３ｒＢ、２３ｓＢ、２３ｔＢで検出されたカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの出力電流を入力し、その差分から直流ループ電流を演算する。２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込んだ取込電力Ｐ１に基づいて直流ループの直流ループ電流Ｉｄｒ、Ｉｄｓ、Ｉｄｔが平均化した電流となる制御指令ｇを演算し電力制御部１９に出力する。
【００１５】
電力制御部１９は、取込電力演算部２１からの取込電力Ｐ１、電力検出器２４Ａ、２４Ｂで検出されカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込まれた電力ＰＡ、ＰＢ、電流検出器２５で検出されたシステム出力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔ、電圧検出器２６で検出された受電端変圧器１３の二次側電圧Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔ、直流電力検出器２２で検出された直流電力Ｐｄｃ及び直流ループ電流制御部１８で演算された直流ループ電流の制御指令ｇを入力し、取り込んだ取込電力Ｐ１の短周期の脈動分を二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力をＮＡＳ電池に充放電するように、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの電力変換器１５を制御する。
【００１６】
図２は、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの電力ＰＡ、ＰＢ、二次電池またはキャパシタ電力ＰｂａｔＡ、ＰｂａｔＢ、ＮＡＳ電池電力Ｐｄｃの流れを説明する図である。ＮＡＳ電池電力Ｐｄｃはカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの直流電力ＰｄｃＡとＰｄｃＢに分流し、ＰｄｃＡはＰＡとＰｂａｔＡに、またＰｄｃＢはＰＢとＰｂａｔＢに分流する。さらにカスケード変換器システム１４Ａの直流電力ＰｄｃＡは、三相のＲ、Ｓ、Ｔ相ごとに分流し、ＰｄｃＡｒ、ＰｄｃＡｓ、ＰｄｃＡｔとなり、カスケード変換器システム１４Ａの交流電力ＰＡはＲ相への電力ＰＡｒ、Ｓ相への電力ＰＡｓ、Ｔ相への電力ＰＡｔとなる。
【００１７】
同様に、カスケード変換器システム１４Ｂの直流電力ＰｄｃＢは、三相のＲ、Ｓ、Ｔ相ごとに分流し、ＰｄｃＢｒ、ＰｄｃＢｓ、ＰｄｃＢｔとなり、カスケード変換器システム１４Ｂの交流電力ＰＢはＲ相への電力ＰＢｒ、Ｓ相への電力ＰＢｓ、Ｔ相への電力ＰＢｔとなる。
【００１８】
また、直流ループに流れる直流ループ電流Ｉｄは、カスケード変換器システム１４Ａ→ＮＡＳ電池１６→カスケード変換器システム１４Ｂ→カスケード変換器システム１４Ａに流れる場合を示している。
【００１９】
図３は、カスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの三相ＲＳＴ相の電圧波形の一例を示す波形図である。図３では、カスケード変換器システム１４Ａの三相の各相電圧ＶＡｒ、ＶＡｓ、ＶＡｔが電圧ΔＶ分だけプラス側にバイアスされ、カスケード変換器システム１４Ｂの三相の各相電圧ＶＢｒ、ＶＢｓ、ＶＢｔが電圧ΔＶ分だけマイナス側にバイアスされた場合を示している。このバイアスされた電圧△Ｖの２倍の電圧がＮＡＳ電池１６の電圧に等しいとき、直流ループ電流は零であり、この電圧△Ｖの電圧を制御することによってＮＡＳ電池電力が制御される。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態における制御装置の回路構成図、また、図５は太陽光発電設備の出力電力Ｐと閾値ＰＬ及びＮＡＳ電池の充放電電力の関係を説明する図であり、図５（ａ）は太陽光発電設備出力電力Ｐが閾値ＰＬより大きい場合、図５（ｂ）は太陽光発電設備出力電力Ｐが閾値ＰＬより小さい場合を示している。
【００２１】
図５（ａ）において、取込電力演算部２１は、太陽光発電設備の出力電力Ｐから所定値の閾値ＰＬを減算して２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込む取込電力Ｐ１を演算する。この取込電力Ｐ１（＝Ｐ−ＰＬ）は、太陽光発電設備１２の出力電力Ｐのうち、脈動分を含む部分の電力である。これにより、太陽光発電設備１２の出力電力Ｐのうちの閾値ＰＬに相当する出力電力Ｐαが三相交流電力１１に出力される。また、取込電力Ｐ１がＮＡＳ電池１６及びカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの直流回路に接続する二次電池またはキャパシタの充放電電力Ｐｂａｔ１、Ｐｂａｔ２となる。
【００２２】
従って、図５（ａ）に示すように、閾値ＰＬを大きくした場合にはＮＡＳ電池１６の充電電力Ｐｄｃ１が小さくなり、閾値ＰＬを小さくした場合にはＮＡＳ電池１６の充電電力Ｐｄｃ１が大きくなる。閾値ＰＬを零とした場合には、太陽光発電設備１２の出力電力Ｐの平均的な電力がすべてＮＡＳ電池１６に充電され、脈動分がカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの直流回路に接続する二次電池またはキャパシタに充放電される電力となる。
【００２３】
また、図５（ｂ）に示すように、閾値ＰＬを太陽光発電設備１２の出力電力Ｐよりも大きな値とした場合には、取込電力Ｐ１（＝Ｐ−ＰＬ）はマイナスとなり、取込電力Ｐ１の平均的な電力がＮＡＳ電池１６から放電される放電電力Ｐｄｃ２となる。この場合、閾値ＰＬに相当する出力電力Ｐβが太陽光発電設備１２及び二次電池やキャパシタから三相交流電力１１に出力される。
【００２４】
取込電力演算部２１で演算された取込電力Ｐ１は制御装置１７の直流ループ電流制御部１８及び電力制御部１９に入力される。直流ループ電流制御部１８では、取込電力Ｐ１は移動平均演算部２７に入力され、取込電力Ｐ１の移動平均値を求めることにより脈動分が除去される。移動平均演算部２７の出力は加算器２８に入力され、ＮＡＳ電池１６に充放電される直流電力Ｐｄｃとの偏差が求められ、電力制御要素２９によりその制御指令が演算される。制御指令及び移動平均演算部２７の出力は加算器３０により加算され、スイッチ３１を介して加算器３２に出力される。
【００２５】
一方、加算器３３により直流電圧基準値Ｖｄｃ０と直流電圧Ｖｄｃとの偏差が求められ、直流電圧制御要素３４によりその制御指令が演算され、スイッチ３１を介して加算器３２に入力される。スイッチ３１はＮＡＳ電池１６の電圧と直流電圧Ｖｄｃとがほぼ等しくないときに直流電圧制御要素３４の制御指令が、また
ＮＡＳ電池１６の電圧と直流電圧Ｖｄｃとがほぼ等しいときに電力制御要素２９からの制御指令が選択されるようにオン、オフするスイッチである。
【００２６】
加算器３２では加算器３０の出力と直流電圧制御要素３４の制御指令とが加算され、加算器３５に出力される。加算器３５では、加算器３２からの出力と三相一括直流ループ電流算出部３６からの三相一括直流ループ電流との偏差｛＝（ＩｄｒＡ＋ＩｄｓＡ＋ＩｄｔＡ）−（ＩｄｒＢ＋ＩｄｓＢ＋ＩｄｔＢ）｝が求められ、直流電流制御要素３７によりその制御指令ｇが演算され、電力制御部１９に出力される。
【００２７】
制御指令ｇは直流電圧Ｖｄｃが直流電圧基準値Ｖｄｃ０を維持し、かつ取込電力Ｐ１をＮＡＳ電池１６に充電する際にそれぞれのカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂが出力すべき直流電圧に比例する信号である。
【００２８】
電力制御部１９は、カスケード変換器システム１４Ａの電力変換器１５を制御するＡ系制御部３８Ａと、カスケード変換器システム１４Ｂの電力変換器１５を制御するＢ系制御部３８Ｂとを備えている。
【００２９】
取込電力演算部２１からの取込電力Ｐ１は、係数器３９Ａ、３９Ｂに入力され、カスケード変換器システム１４Ａ、１４ＢでのＮＡＳ電池１６に充電する分担比率が決められる。図４では、１／２ずつ均等に分担する場合を示している。
【００３０】
係数器３９Ａ、３９Ｂで分担を決定された分担取込電力Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂは加算器４０Ａ、４０Ｂに入力され、電力検出器２４Ａ、２４Ｂで検出されカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込まれた電力ＰＡ、ＰＢと比較され、電力制御要素４１Ａ、４１Ｂによりその制御指令が演算される。制御指令及び分担取込電力Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂは加算器４２Ａ、４２Ｂにより加算され、加算器４３Ａ、４３Ｂに出力される。
【００３１】
三相／ｄｑ変換部４４Ａ、４４Ｂは、電流検出器２３ｒＡ、２３ｓＡ、２３ｔＡ及び２３ｒＢ、２３ｓＢ、２３ｔＢで検出されたシステム出力電流ＩｒＡ、ＩｓＡ、ＩｔＡ及びＩｒＢ、ＩｓＢ、ＩｔＢをｄｑ軸の電流に変換するものであり、このｄ軸電流と加算器４２Ａ、４２Ｂの出力とが加算器４３Ａ、４３Ｂで比較され、ｄ軸電流制御要素４５Ａ、４５Ｂによりその制御指令が演算され、加算器４６Ａ、４６Ｂに出力される。
【００３２】
三相／ｄｑ変換部４７は、電圧検出器２６で検出された受電端変圧器１３の二次側電圧Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔをｄｑ軸の電圧に変換するものであり、このｄ軸電圧は加算器４６Ａ、４６Ｂに出力され、ｄ軸電流制御要素４５Ａ、４５Ｂからの制御指令に加算され、ｄｑ／三相変換部４８Ａ、４８Ｂに出力される。
【００３３】
三相のシステム出力電流ＩｒＡ、ＩｓＡ、ＩｔＡ及びＩｒＢ、ＩｓＢ、ＩｔＢに対するｑ軸の電流に関しても同様に、電力検出器２４Ａ、２４Ｂで検出されカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込まれた無効電力ＱＡ、ＱＢは無効電力目標値Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂと加算器４９Ａ、４９Ｂで比較され、無効電力制御要素５０Ａ、５０Ｂによりその制御指令が演算される。この制御指令及び無効電力目標値Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂは加算器５１Ａ、５１Ｂにより加算され、加算器５２Ａ、５２Ｂに出力される。
【００３４】
そして、加算器５２Ａ、５２Ｂにより、三相／ｄｑ変換部４４Ａ、４４Ｂからのｑ軸電流が加算器５１Ａ、５１Ｂの出力に加算され、ｑ軸電流制御要素５３Ａ、５３Ｂによりその制御指令が演算され、加算器５４Ａ、５４Ｂに出力される。加算器５４Ａ、５４Ｂでは、ｑ軸電流制御要素５３Ａ、５３Ｂからの制御指令に三相／ｄｑ変換部４７からのｄ軸電圧が加算され、ｄｑ／三相変換部４８Ａ、４８Ｂに出力される。
【００３５】
ｄｑ／三相変換部４８Ａ、４８Ｂは、ｄｑ軸電流指令値を三相のシステム出力電流ＩｒＡ、ＩｓＡ、ＩｔＡ及びＩｒＢ、ＩｓＢ、ＩｔＢに対するそれぞれの指令値に変換し、加算器５５Ａ、５６Ａ、５７Ａ、加算器５５Ｂ、５６Ｂ、５７Ｂに出力する。加算器５５Ａ、５６Ａ、５７Ａでは、直流ループ電流制御部１８からの制御指令ｇを加算して、カスケード変換器システム１４Ａの電力変換器１５に出力する。一方、加算器５５Ｂ、５６Ｂ、５７Ｂでは、直流ループ電流制御部１８からの制御指令ｇを符号反転器５８で反転した制御指令を加算して、カスケード変換器システム１４Ｂの電力変換器１５に出力する。
【００３６】
これにより、カスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの電力変換器１５は、取込電力Ｐ１の平均化した電力をＮＡＳ電池１６に充電する際に、カスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの直流ループに直流ループ電流Ｉｄを流すように制御される。この場合、直流ループの各相には、直流ループ電流Ｉｄの３分の１ずつ流すことになる。
【００３７】
図６は、電力変換器１５に並列接続された二次電池またはキャパシタの充放電電力及びＮＡＳ電池１６の充放電電力の説明図である。図６において、Ｐ１は取込電力、ＰｎａｓはＮＡＳ電池１６の充放電電力、Ｐｘは二次電池またはキャパシタの充放電電力である。
【００３８】
図６に示すように、取込電力Ｐ１には脈動分を含んでおり、取込電力Ｐ１をＮＡＳ電池１６に充電する際に、ＮＡＳ電池１６の電力は、取込電力Ｐ１の平均的な電力となるように制御されているから、取込電力Ｐ１とカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの出力の和との差分｛＝Ｐｄｃ−（ＰＡ＋ＰＢ）｝がカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘとして充放電される。これは、二次電池またはキャパシタに対する充放電の応答がＮＡＳ電池１６への充放電の応答より早いので、取込電力Ｐ１の短周期の脈動分は二次電池またはキャパシタに充放電されるからである。
【００３９】
例えば、時点ｔ１〜時点ｔ２においては、二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘ１が充電され、時点ｔ２〜時点ｔ３においては、二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘ２が放電される。以下同様に、時点ｔ３〜時点ｔ４、時点ｔ５〜時点ｔ６、時点ｔ７〜時点ｔ８、時点ｔ９〜時点ｔ１０…において、二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘ３、Ｐｘ５、Ｐｘ７、Ｐｘ９…が充電され、時点ｔ４〜時点ｔ５、時点ｔ６〜時点ｔ７、時点ｔ８〜時点ｔ９……において、二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘ４、Ｐｘ６、Ｐｘ８…が放電される。これにより、ＮＡＳ電池１６には、平均化された電力が充電されるので、ＮＡＳ電池への充電は安定して行える。
【００４０】
本発明の実施形態によれば、太陽光発電設備の出力電力Ｐから所定値の閾値ＰＬを減算して、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込む取込電力Ｐ１を演算し、太陽光発電設備の三相交流系統への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込むので、太陽光発電設備の三相交流系統への出力電力には脈動分が含まれない閾値ＰＬに相当する電力となるので、三相交流系統への出力電力の脈動分を抑制できる。
【００４１】
また、２個のカスケード変換器システムに取り込んだ取込電力の短周期の脈動分は、二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化するので、ＮＡＳ電池に充電する電力は、平均化した電力となりＮＡＳ電池への充電は安定して行える。
【符号の説明】
【００４２】
１１…三相交流系統、１２…太陽光発電設備、１３…受電変圧器、１４…カスケード変換器システム、１５…電力変換器、１６…ＮＡＳ電池、１７…制御装置、１８…直流ループ電流制御部、１９…電力制御部、２０…電力検出器、２１…取込電力演算部、２２…直流電力検出器、２３…直流電流検出器、２４…電力検出器、２５…電流検出器、２６…電圧検出器、２７…移動平均演算部、２８…加算器、２９…電力制御要素、３０…加算器、３１…スイッチ、３２…加算器、３３…加算器、３４…直流電圧制御要素、３５…加算器、３６…三相一括直流ループ電流算出部、３７…直流電流制御要素、３８Ａ…Ａ系制御部、３８Ｂ…Ｂ系制御部、３９…係数器、４０…加算器、４１…電力制御要素、４２…加算器、４３…加算器、４４…三相／ｄｑ変換部、４５…ｄ軸電流制御要素、４６…加算器、４７…三相／ｄｑ変換部、４８…ｄｑ／三相変換部、４９…加算器、５０…無効電力制御要素、５１…加算器、５２…加算器、５３…ｑ軸電流制御要素、５４…加算器、５５…加算器、５６…加算器、５７…加算器、５８…符号反転器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相交流系統に連系される太陽光発電設備の出力電力を安定化する太陽光発電設備の出力安定化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然エネルギーを用いて発電する太陽光発電設備は、天候に左右されるので、太陽光発電設備と系統との間に二次電池を設置して、発電量が余剰のときは二次電池に充電するようにしている。
【０００３】
また、電力変換器をカスケードに接続してカスケード変換器を構成し、各々の電力変換器に二次電池を接続して構成された電力貯蔵装置がある（例えば、非特許文献１参照）。この電力貯蔵装置は、カスケード変換器の直流電圧部はそれぞれ独立しており、二次電池と単相ブリッジコンバータを１つのセル構造としており、拡張性が高く高電圧設計や低歪みの出力波形を実現できるものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】平成２１年電気学会全国大会、４−１６６、２００９／３／１７〜１９北海道、電池電力貯槽装置に使用するカスケードＰＷＭ変換器の実験的検討
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
太陽光発電設備の出力電力には脈動分が含まれる。その脈動分を含んだ出力電力が三相交流系統に供給されると、三相交流系統の電圧変動や周波数変動が増加するなどの問題が顕在化する虞がある。今後は太陽光発電設備の導入が増加することが予想されるので、太陽光発電設備の出力電力変動による電圧変動対策や周波数変動対策が必要となる。
【０００６】
本発明の目的は、太陽光発電設備の出力電力に含まれる脈動分が三相交流系統に供給されることを抑制できる太陽光発電設備の出力安定化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る太陽光発電設備の出力安定化装置は、二次電池またはキャパシタが並列接続された電力変換器を太陽光発電設備が連系される三相交流系統の接続端の各相にカスケードに接続して構成された２個のカスケード変換器システムと、前記２個のカスケード変換システムの中性点間に接続されたＮＡＳ電池と、前記２個のカスケード変換器システムの電力変換器を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記太陽光発電設備の前記三相交流系統への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システムに取り込み、取り込んだ電力の短周期の脈動分を前記二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力を前記ＮＡＳ電池に充放電するように前記２個のカスケード変換器システムの電力変換器を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽光発電設備の三相交流系統への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システムに取り込むので、太陽光発電設備の三相交流系統への出力電力には脈動分が含まれない。また、２個のカスケード変換器システムに取り込んだ電力の短周期の脈動分は、二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力はＮＡＳ電池に充放電するので、ＮＡＳ電池への充放電は安定して行える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の出力安定化装置の構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る２個のカスケード変換器システムの電力の流れの説明図。
【図３】本発明の実施形態におけるカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの三相ＲＳＴ相の電圧波形の一例を示す波形図。
【図４】本発明の実施形態における制御装置の回路構成図。
【図５】太陽光発電設備の出力電力と閾値ＰＬ及びＮＡＳ電池の充放電電力の関係の説明図。
【図６】本発明の実施形態における電力変換器に並列接続された二次電池またはキャパシタの充放電電力及びＮＡＳ電池の充放電電力の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る太陽光発電設備の出力安定化装置の構成図である。三相交流系統１１に連系された太陽光発電設備１２の連系点の近傍に受電変圧器１３が設けられ、受電変圧器１３の二次側には２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂが並列接続されている。カスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂは、受電変圧器１３の二次側において、三相の各相に、二次電池またはキャパシタ（蓄電装置）が並列接続された複数の電力変換器１５をカスケードに接続して構成され、各相はＹ接続されている。図１では各々の電力変換器１５に、それぞれ二次電池及びキャパシタが並列接続された場合を示している。そして、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの中性点間にＮＡＳ電池１６が接続されている。
【００１１】
制御装置１７は、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの各々の電力変換器１５を制御するものであり、直流ループ電流制御部１８と電力制御部１９とを有している。
【００１２】
太陽光発電設備１２の出力電力Ｐは電力検出器２０で検出され、取込電力演算部２１に入力される。取込電力演算部２１は、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込む又は出力電力を演算するものであり、この取込電力演算部２１で取り込む取込電力Ｐ１は、太陽光発電設備１２の出力電力のうち、脈動分を含む部分を取り込むように演算される。取込電力演算部２１で演算された取込電力Ｐ１は制御装置１７の直流ループ電流制御部１８及び電力制御部１９に入力される。
【００１３】
直流ループ電流制御部１８は、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに、太陽光発電設備１２の出力電力の脈動分を含む取込電力Ｐ１を取り込んだ際に、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４ＢとＮＡＳ電池１６とで形成される直流ループ（カスケード変換器システム１４Ａ−ＮＡＳ電池１６−カスケード変換器システム１４Ｂ−カスケード変換器システム１４Ａ）の各相に流れる直流ループ電流を制御するものである。
【００１４】
直流ループ電流制御部１８は、取込電力演算部２１からの取込電力Ｐ１、直流電流検出器２３ｒＡ、２３ｓＡ、２３ｔＡ及び２３ｒＢ、２３ｓＢ、２３ｔＢで検出されたカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの出力電流を入力し、その差分から直流ループ電流を演算する。２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込んだ取込電力Ｐ１に基づいて直流ループの直流ループ電流Ｉｄｒ、Ｉｄｓ、Ｉｄｔが平均化した電流となる制御指令ｇを演算し電力制御部１９に出力する。
【００１５】
電力制御部１９は、取込電力演算部２１からの取込電力Ｐ１、電力検出器２４Ａ、２４Ｂで検出されカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込まれた電力ＰＡ、ＰＢ、電流検出器２５で検出されたシステム出力電流Ｉｒ、Ｉｓ、Ｉｔ、電圧検出器２６で検出された受電端変圧器１３の二次側電圧Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔ、直流電力検出器２２で検出された直流電力Ｐｄｃ及び直流ループ電流制御部１８で演算された直流ループ電流の制御指令ｇを入力し、取り込んだ取込電力Ｐ１の短周期の脈動分を二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力をＮＡＳ電池に充放電するように、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの電力変換器１５を制御する。
【００１６】
図２は、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの電力ＰＡ、ＰＢ、二次電池またはキャパシタ電力ＰｂａｔＡ、ＰｂａｔＢ、ＮＡＳ電池電力Ｐｄｃの流れを説明する図である。ＮＡＳ電池電力Ｐｄｃはカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの直流電力ＰｄｃＡとＰｄｃＢに分流し、ＰｄｃＡはＰＡとＰｂａｔＡに、またＰｄｃＢはＰＢとＰｂａｔＢに分流する。さらにカスケード変換器システム１４Ａの直流電力ＰｄｃＡは、三相のＲ、Ｓ、Ｔ相ごとに分流し、ＰｄｃＡｒ、ＰｄｃＡｓ、ＰｄｃＡｔとなり、カスケード変換器システム１４Ａの交流電力ＰＡはＲ相への電力ＰＡｒ、Ｓ相への電力ＰＡｓ、Ｔ相への電力ＰＡｔとなる。
【００１７】
同様に、カスケード変換器システム１４Ｂの直流電力ＰｄｃＢは、三相のＲ、Ｓ、Ｔ相ごとに分流し、ＰｄｃＢｒ、ＰｄｃＢｓ、ＰｄｃＢｔとなり、カスケード変換器システム１４Ｂの交流電力ＰＢはＲ相への電力ＰＢｒ、Ｓ相への電力ＰＢｓ、Ｔ相への電力ＰＢｔとなる。
【００１８】
また、直流ループに流れる直流ループ電流Ｉｄは、カスケード変換器システム１４Ａ→ＮＡＳ電池１６→カスケード変換器システム１４Ｂ→カスケード変換器システム１４Ａに流れる場合を示している。
【００１９】
図３は、カスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの三相ＲＳＴ相の電圧波形の一例を示す波形図である。図３では、カスケード変換器システム１４Ａの三相の各相電圧ＶＡｒ、ＶＡｓ、ＶＡｔが電圧ΔＶ分だけプラス側にバイアスされ、カスケード変換器システム１４Ｂの三相の各相電圧ＶＢｒ、ＶＢｓ、ＶＢｔが電圧ΔＶ分だけマイナス側にバイアスされた場合を示している。このバイアスされた電圧△Ｖの２倍の電圧がＮＡＳ電池１６の電圧に等しいとき、直流ループ電流は零であり、この電圧△Ｖの電圧を制御することによってＮＡＳ電池電力が制御される。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態における制御装置の回路構成図、また、図５は太陽光発電設備の出力電力Ｐと閾値ＰＬ及びＮＡＳ電池の充放電電力の関係を説明する図であり、図５（ａ）は太陽光発電設備出力電力Ｐが閾値ＰＬより大きい場合、図５（ｂ）は太陽光発電設備出力電力Ｐが閾値ＰＬより小さい場合を示している。
【００２１】
図５（ａ）において、取込電力演算部２１は、太陽光発電設備の出力電力Ｐから所定値の閾値ＰＬを減算して２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込む取込電力Ｐ１を演算する。この取込電力Ｐ１（＝Ｐ−ＰＬ）は、太陽光発電設備１２の出力電力Ｐのうち、脈動分を含む部分の電力である。これにより、太陽光発電設備１２の出力電力Ｐのうちの閾値ＰＬに相当する出力電力Ｐαが三相交流電力１１に出力される。また、取込電力Ｐ１がＮＡＳ電池１６及びカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの直流回路に接続する二次電池またはキャパシタの充放電電力Ｐｂａｔ１、Ｐｂａｔ２となる。
【００２２】
従って、図５（ａ）に示すように、閾値ＰＬを大きくした場合にはＮＡＳ電池１６の充電電力Ｐｄｃ１が小さくなり、閾値ＰＬを小さくした場合にはＮＡＳ電池１６の充電電力Ｐｄｃ１が大きくなる。閾値ＰＬを零とした場合には、太陽光発電設備１２の出力電力Ｐの平均的な電力がすべてＮＡＳ電池１６に充電され、脈動分がカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの直流回路に接続する二次電池またはキャパシタに充放電される電力となる。
【００２３】
また、図５（ｂ）に示すように、閾値ＰＬを太陽光発電設備１２の出力電力Ｐよりも大きな値とした場合には、取込電力Ｐ１（＝Ｐ−ＰＬ）はマイナスとなり、取込電力Ｐ１の平均的な電力がＮＡＳ電池１６から放電される放電電力Ｐｄｃ２となる。この場合、閾値ＰＬに相当する出力電力Ｐβが太陽光発電設備１２及び二次電池やキャパシタから三相交流電力１１に出力される。
【００２４】
取込電力演算部２１で演算された取込電力Ｐ１は制御装置１７の直流ループ電流制御部１８及び電力制御部１９に入力される。直流ループ電流制御部１８では、取込電力Ｐ１は移動平均演算部２７に入力され、取込電力Ｐ１の移動平均値を求めることにより脈動分が除去される。移動平均演算部２７の出力は加算器２８に入力され、ＮＡＳ電池１６に充放電される直流電力Ｐｄｃとの偏差が求められ、電力制御要素２９によりその制御指令が演算される。制御指令及び移動平均演算部２７の出力は加算器３０により加算され、スイッチ３１を介して加算器３２に出力される。
【００２５】
一方、加算器３３により直流電圧基準値Ｖｄｃ０と直流電圧Ｖｄｃとの偏差が求められ、直流電圧制御要素３４によりその制御指令が演算され、スイッチ３１を介して加算器３２に入力される。スイッチ３１はＮＡＳ電池１６の電圧と直流電圧Ｖｄｃとがほぼ等しくないときに直流電圧制御要素３４の制御指令が、また
ＮＡＳ電池１６の電圧と直流電圧Ｖｄｃとがほぼ等しいときに電力制御要素２９からの制御指令が選択されるようにオン、オフするスイッチである。
【００２６】
加算器３２では加算器３０の出力と直流電圧制御要素３４の制御指令とが加算され、加算器３５に出力される。加算器３５では、加算器３２からの出力と三相一括直流ループ電流算出部３６からの三相一括直流ループ電流との偏差｛＝（ＩｄｒＡ＋ＩｄｓＡ＋ＩｄｔＡ）−（ＩｄｒＢ＋ＩｄｓＢ＋ＩｄｔＢ）｝が求められ、直流電流制御要素３７によりその制御指令ｇが演算され、電力制御部１９に出力される。
【００２７】
制御指令ｇは直流電圧Ｖｄｃが直流電圧基準値Ｖｄｃ０を維持し、かつ取込電力Ｐ１をＮＡＳ電池１６に充電する際にそれぞれのカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂが出力すべき直流電圧に比例する信号である。
【００２８】
電力制御部１９は、カスケード変換器システム１４Ａの電力変換器１５を制御するＡ系制御部３８Ａと、カスケード変換器システム１４Ｂの電力変換器１５を制御するＢ系制御部３８Ｂとを備えている。
【００２９】
取込電力演算部２１からの取込電力Ｐ１は、係数器３９Ａ、３９Ｂに入力され、カスケード変換器システム１４Ａ、１４ＢでのＮＡＳ電池１６に充電する分担比率が決められる。図４では、１／２ずつ均等に分担する場合を示している。
【００３０】
係数器３９Ａ、３９Ｂで分担を決定された分担取込電力Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂは加算器４０Ａ、４０Ｂに入力され、電力検出器２４Ａ、２４Ｂで検出されカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込まれた電力ＰＡ、ＰＢと比較され、電力制御要素４１Ａ、４１Ｂによりその制御指令が演算される。制御指令及び分担取込電力Ｐ１Ａ、Ｐ１Ｂは加算器４２Ａ、４２Ｂにより加算され、加算器４３Ａ、４３Ｂに出力される。
【００３１】
三相／ｄｑ変換部４４Ａ、４４Ｂは、電流検出器２３ｒＡ、２３ｓＡ、２３ｔＡ及び２３ｒＢ、２３ｓＢ、２３ｔＢで検出されたシステム出力電流ＩｒＡ、ＩｓＡ、ＩｔＡ及びＩｒＢ、ＩｓＢ、ＩｔＢをｄｑ軸の電流に変換するものであり、このｄ軸電流と加算器４２Ａ、４２Ｂの出力とが加算器４３Ａ、４３Ｂで比較され、ｄ軸電流制御要素４５Ａ、４５Ｂによりその制御指令が演算され、加算器４６Ａ、４６Ｂに出力される。
【００３２】
三相／ｄｑ変換部４７は、電圧検出器２６で検出された受電端変圧器１３の二次側電圧Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔをｄｑ軸の電圧に変換するものであり、このｄ軸電圧は加算器４６Ａ、４６Ｂに出力され、ｄ軸電流制御要素４５Ａ、４５Ｂからの制御指令に加算され、ｄｑ／三相変換部４８Ａ、４８Ｂに出力される。
【００３３】
三相のシステム出力電流ＩｒＡ、ＩｓＡ、ＩｔＡ及びＩｒＢ、ＩｓＢ、ＩｔＢに対するｑ軸の電流に関しても同様に、電力検出器２４Ａ、２４Ｂで検出されカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込まれた無効電力ＱＡ、ＱＢは無効電力目標値Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂと加算器４９Ａ、４９Ｂで比較され、無効電力制御要素５０Ａ、５０Ｂによりその制御指令が演算される。この制御指令及び無効電力目標値Ｑ１Ａ、Ｑ１Ｂは加算器５１Ａ、５１Ｂにより加算され、加算器５２Ａ、５２Ｂに出力される。
【００３４】
そして、加算器５２Ａ、５２Ｂにより、三相／ｄｑ変換部４４Ａ、４４Ｂからのｑ軸電流が加算器５１Ａ、５１Ｂの出力に加算され、ｑ軸電流制御要素５３Ａ、５３Ｂによりその制御指令が演算され、加算器５４Ａ、５４Ｂに出力される。加算器５４Ａ、５４Ｂでは、ｑ軸電流制御要素５３Ａ、５３Ｂからの制御指令に三相／ｄｑ変換部４７からのｄ軸電圧が加算され、ｄｑ／三相変換部４８Ａ、４８Ｂに出力される。
【００３５】
ｄｑ／三相変換部４８Ａ、４８Ｂは、ｄｑ軸電流指令値を三相のシステム出力電流ＩｒＡ、ＩｓＡ、ＩｔＡ及びＩｒＢ、ＩｓＢ、ＩｔＢに対するそれぞれの指令値に変換し、加算器５５Ａ、５６Ａ、５７Ａ、加算器５５Ｂ、５６Ｂ、５７Ｂに出力する。加算器５５Ａ、５６Ａ、５７Ａでは、直流ループ電流制御部１８からの制御指令ｇを加算して、カスケード変換器システム１４Ａの電力変換器１５に出力する。一方、加算器５５Ｂ、５６Ｂ、５７Ｂでは、直流ループ電流制御部１８からの制御指令ｇを符号反転器５８で反転した制御指令を加算して、カスケード変換器システム１４Ｂの電力変換器１５に出力する。
【００３６】
これにより、カスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの電力変換器１５は、取込電力Ｐ１の平均化した電力をＮＡＳ電池１６に充電する際に、カスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの直流ループに直流ループ電流Ｉｄを流すように制御される。この場合、直流ループの各相には、直流ループ電流Ｉｄの３分の１ずつ流すことになる。
【００３７】
図６は、電力変換器１５に並列接続された二次電池またはキャパシタの充放電電力及びＮＡＳ電池１６の充放電電力の説明図である。図６において、Ｐ１は取込電力、ＰｎａｓはＮＡＳ電池１６の充放電電力、Ｐｘは二次電池またはキャパシタの充放電電力である。
【００３８】
図６に示すように、取込電力Ｐ１には脈動分を含んでおり、取込電力Ｐ１をＮＡＳ電池１６に充電する際に、ＮＡＳ電池１６の電力は、取込電力Ｐ１の平均的な電力となるように制御されているから、取込電力Ｐ１とカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの出力の和との差分｛＝Ｐｄｃ−（ＰＡ＋ＰＢ）｝がカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂの二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘとして充放電される。これは、二次電池またはキャパシタに対する充放電の応答がＮＡＳ電池１６への充放電の応答より早いので、取込電力Ｐ１の短周期の脈動分は二次電池またはキャパシタに充放電されるからである。
【００３９】
例えば、時点ｔ１〜時点ｔ２においては、二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘ１が充電され、時点ｔ２〜時点ｔ３においては、二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘ２が放電される。以下同様に、時点ｔ３〜時点ｔ４、時点ｔ５〜時点ｔ６、時点ｔ７〜時点ｔ８、時点ｔ９〜時点ｔ１０…において、二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘ３、Ｐｘ５、Ｐｘ７、Ｐｘ９…が充電され、時点ｔ４〜時点ｔ５、時点ｔ６〜時点ｔ７、時点ｔ８〜時点ｔ９……において、二次電池またはキャパシタに脈動分電力Ｐｘ４、Ｐｘ６、Ｐｘ８…が放電される。これにより、ＮＡＳ電池１６には、平均化された電力が充電されるので、ＮＡＳ電池への充電は安定して行える。
【００４０】
本発明の実施形態によれば、太陽光発電設備の出力電力Ｐから所定値の閾値ＰＬを減算して、２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込む取込電力Ｐ１を演算し、太陽光発電設備の三相交流系統への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システム１４Ａ、１４Ｂに取り込むので、太陽光発電設備の三相交流系統への出力電力には脈動分が含まれない閾値ＰＬに相当する電力となるので、三相交流系統への出力電力の脈動分を抑制できる。
【００４１】
また、２個のカスケード変換器システムに取り込んだ取込電力の短周期の脈動分は、二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化するので、ＮＡＳ電池に充電する電力は、平均化した電力となりＮＡＳ電池への充電は安定して行える。
【符号の説明】
【００４２】
１１…三相交流系統、１２…太陽光発電設備、１３…受電変圧器、１４…カスケード変換器システム、１５…電力変換器、１６…ＮＡＳ電池、１７…制御装置、１８…直流ループ電流制御部、１９…電力制御部、２０…電力検出器、２１…取込電力演算部、２２…直流電力検出器、２３…直流電流検出器、２４…電力検出器、２５…電流検出器、２６…電圧検出器、２７…移動平均演算部、２８…加算器、２９…電力制御要素、３０…加算器、３１…スイッチ、３２…加算器、３３…加算器、３４…直流電圧制御要素、３５…加算器、３６…三相一括直流ループ電流算出部、３７…直流電流制御要素、３８Ａ…Ａ系制御部、３８Ｂ…Ｂ系制御部、３９…係数器、４０…加算器、４１…電力制御要素、４２…加算器、４３…加算器、４４…三相／ｄｑ変換部、４５…ｄ軸電流制御要素、４６…加算器、４７…三相／ｄｑ変換部、４８…ｄｑ／三相変換部、４９…加算器、５０…無効電力制御要素、５１…加算器、５２…加算器、５３…ｑ軸電流制御要素、５４…加算器、５５…加算器、５６…加算器、５７…加算器、５８…符号反転器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池またはキャパシタが並列接続された電力変換器を太陽光発電設備が連系される三相交流系統の接続端の各相にカスケードに接続して構成された２個のカスケード変換器システムと、
前記２個のカスケード変換システムの中性点間に接続されたＮＡＳ電池と、
前記２個のカスケード変換器システムの電力変換器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記太陽光発電設備の前記三相交流系統への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システムに取り込み、取り込んだ電力の短周期の脈動分を前記二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力を前記ＮＡＳ電池に充電するように前記２個のカスケード変換器システムの電力変換器を制御することを特徴とする太陽光発電設備の出力安定化装置。
【請求項１】
二次電池またはキャパシタが並列接続された電力変換器を太陽光発電設備が連系される三相交流系統の接続端の各相にカスケードに接続して構成された２個のカスケード変換器システムと、
前記２個のカスケード変換システムの中性点間に接続されたＮＡＳ電池と、
前記２個のカスケード変換器システムの電力変換器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記太陽光発電設備の前記三相交流系統への出力電力の脈動分を含む部分を２個のカスケード変換器システムに取り込み、取り込んだ電力の短周期の脈動分を前記二次電池またはキャパシタに充放電させて電力を平均化し、平均化した電力を前記ＮＡＳ電池に充電するように前記２個のカスケード変換器システムの電力変換器を制御することを特徴とする太陽光発電設備の出力安定化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−８５３７５（Ｐ２０１２−８５３７５Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２６９０７（Ｐ２０１０−２２６９０７）
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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