1.本公开涉及一种直流电力供给系统以及电力系统。
背景技术:
2.提出了各种发电系统。作为发电系统的例子,能够列举使用太阳能发电板进行发电的太阳能发电系统。作为发电系统的其它例子,能够列举使用燃料电池进行发电的燃料电池发电系统。
3.在发电系统中,有时进行电力转换。在专利文献1中记载了以下内容:通过电力转换将太阳能发电系统和燃料电池发电系统的输出电压变更为规定电压。
4.另外,众所周知,通过最大功率点追踪控制来取出太阳能发电系统的电力。最大功率点追踪控制也被称为mppt控制。通过mppt控制,使从太阳能发电系统取出的电力最大化。具体地说,能够对太阳能发电系统连接直流电力转换装置,使直流电力转换装置执行mppt控制。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2017
‑
117673号公报
技术实现要素:
8.发明要解决的问题
9.在构成能够执行太阳能发电系统的mppt控制的电力系统的情况下,将直流电力转换装置设计为能够执行太阳能发电系统的mppt控制。本公开提供一种包括燃料电池发电系统的直流电力供给系统,其通过在与如上述那样设计的直流电力转换装置连接的状态下执行mppt控制,能够从燃料电池发电系统向直流电力转换装置取出电力。
10.用于解决问题的方案
11.本公开提供一种直流电力供给系统,具备:
12.燃料电池发电系统;以及
13.特性转换电路,其被输入从所述燃料电池发电系统输出的直流电力,所述特性转换电路用于执行特性转换控制,
14.所述特性转换控制带来以下输出电压
‑
输出功率特性:在所述特性转换电路的输出电压为某个值时,所述特性转换电路的输出功率最大,
15.所述特性转换控制包括第一反馈控制和第二反馈控制,
16.所述第一反馈控制是在所述特性转换电路的输出电流相对较小时进行的控制,
17.所述第二反馈控制是在所述特性转换电路的输出电流相对较大时进行的控制,
18.当在所述第一反馈控制与所述第二反馈控制之间切换时,所述特性转换电路的输出电压为上述某个值。
19.发明的效果
20.本公开所涉及的直流电力供给系统包括燃料电池发电系统。在将本公开所涉及的直流电力供给系统与被设计为能够执行太阳能发电系统的mppt控制的直流电力转换装置进行了连接的连接状态下,由直流电力转换装置执行mppt控制,由此能够从燃料电池发电系统向直流电力转换装置取出电力。
附图说明
21.图1是系统连接时的电力系统的框图。
22.图2是停电时的电力系统的框图。
23.图3a是用于说明通过特性转换电路得到的v
‑
p特性的图。
24.图3b是用于说明比较方式的v
‑
p特性的图。
25.图4是示出特性转换电路的一例的图。
26.图5是用于说明电流传感器的图。
27.图6是用于说明第一分流调节器的图。
28.图7是用于说明第二分流调节器的图。
29.图8是示出特性转换电路的一个具体例的图。
30.图9是示出特性转换电路的另一例的图。
31.图10是示出特性转换电路的另一个具体例的图。
32.图11是示出特性转换电路的一例的图。
33.图12是示出调整器的一例的图。
34.图13是用于说明由于电流传感器的个体偏差产生的影响的图。
35.图14是用于说明由于电流传感器的个体偏差产生的影响的图。
36.图15是用于说明由于电流传感器的个体偏差产生的影响的图。
37.图16是系统连接时的电力系统的框图。
38.图17是停电时的电力系统的框图。
39.图18是用于说明特性转换电路的输出特性的图。
40.图19是用于说明特性转换电路的输出特性的图。
41.图20是示出特性转换电路的一例的图。
42.图21是用于说明第一分流调节器的图。
43.图22是用于说明电流传感器的图。
44.图23是用于说明由于电流传感器的个体偏差产生的影响的图。
45.图24是用于说明由于电流传感器的个体偏差产生的影响的图。
46.图25是用于说明基于可变电压对切换电流的调整的图。
47.图26是示出特性转换电路的具体例的图。
48.图27是系统连接时的电力系统的框图。
49.图28是停电时的电力系统的框图。
50.图29a是用于说明通过特性转换电路得到的v
‑
p特性的图。
51.图29b是用于说明比较方式的v
‑
p特性的图。
52.图30是用于说明特性转换电路的输出特性的图。
53.图31是示出特性转换电路的一例的图。
54.图32是用于说明由于电流传感器的个体偏差产生的影响的图。
55.图33是用于说明基于可变电压对切换电流的调整的图。
56.图34是用于说明调整后的特性转换电路的输出特性的图。
57.图35是示出特性转换电路的具体例的图。
具体实施方式
58.在本说明书中,有时使用第一、第二、第三
…
这样的序数词。在对某个要素附加了序数词的情况下,并非必须存在更小序号的相同种类的要素。例如,使用第三连接点这个术语并非意味着必须与第三连接点同时存在第一连接点和第二连接点。另外,能够根据需要变更序数词的编号。
59.在本说明书中,有时使用路径这个术语。路径能够具有多条线路。对于连接点等也同样。例如,单相三线式的路径具有两条非接地线路和一条接地线路。关于单相三线式的路径彼此的连接点,应理解为是以表示路径中的包括各线路的被进行了连接的部位在内的某个范围的区域的含义使用的。
60.在实施方式中,有时将特性转换电路的输出电流、输出电压以及输出功率的组合称为特性转换电路的动作点。有时将特性转换电路的输出功率最大时的动作点称为最大功率点。
61.以下,参照附图来说明本公开的实施方式。本公开并不限定于以下的实施方式。
62.(第一实施方式)
63.图1和图2是第一实施方式所涉及的电力系统300的框图。具体地说,图1示出系统连接时的电力的流动的例子。图2示出停电时的电力的流动的例子。在这些图中,实线表示电力正在电路中流动的情况。虚线表示电力没有流过电路的情况。另外,v
ac1
和v
ac2
表示交流电压。交流电压v
ac1
的有效值小于交流电压v
ac2
的有效值。交流电压v
ac1
的有效值例如为100v。交流电压v
ac2
的有效值例如为200v。在此例中,交流电压v
ac1
的电路或路径是通过单相两线式的两根电线实现的。另外,交流电压v
ac2
的电路或路径是通过单相三线式的三根电线中的两根非接地线路实现的。
64.电力系统300与系统电源200连接。电力系统300能够被系统电源200供给电力。另外,电力系统300能够使电力向系统电源200逆流。电力系统300具有发电站(power station)10、燃料电池发电系统40、基板60、太阳能发电系统31和32、蓄电装置25、电力切换单元28、第一配电盘80、第二配电盘90、负载251、252及253以及插座260。以下,有时将第一配电盘80称为主配电盘80。另外,有时将第二配电盘90称为独立配电盘90。
65.[发电站10]
[0066]
发电站10具有直流电力转换装置20、第一dc总线11、第四dcdc转换器12以及第一逆变器13。
[0067]
直流电力转换装置20被设计为能够对在输出电压处于规定范围内时输出功率最大的太阳能发电系统执行最大功率点追踪控制。太阳能发电系统是使用太阳能发电板进行发电的系统。以下,有时将最大功率点追踪控制称为mppt控制。
[0068]
从太阳能发电系统31和32以及燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20输入直流电力。从直流电力转换装置20输出的直流电力被供给到第一dc总线11。
[0069]
具体地说,直流电力转换装置20具有第一dcdc转换器21、第二dcdc转换器22以及第三dcdc转换器23。从燃料电池发电系统40向第一dcdc转换器21输入直流电力。从第一太阳能发电系统31向第二dcdc转换器22输入直流电力。从第二太阳能发电系统32向第三dcdc转换器23输入直流电力。从这些dcdc转换器21、22以及23输出的直流电力被供给到第一dc总线11。
[0070]
第四dcdc转换器12将从第一dc总线11输入的直流电力转换为电压不同的直流电力。由第四dcdc转换器12转换得到的直流电力被供给到蓄电装置25。另外,第四dcdc转换器12将从蓄电装置25输入的电力转换为电压不同的直流电力,并供给到第一dc总线11。也就是说,第四dcdc转换器12是双向dcdc转换器。第四dcdc转换器12进行动作,使得蓄电装置25的端子电压为额定范围。
[0071]
第一逆变器13将直流电力转换为交流电力。具体地说,第一逆变器13将从第一dc总线11输入的直流电力转换为电压v
ac1
或电压v
ac2
的交流电力。在利用第一逆变器13得到电压v
ac1
的交流电力的情况下,该电力被供给到电力切换单元28。在利用第一逆变器13得到电压v
ac2
的交流电力的情况下,该电力被供给到主配电盘80。
[0072]
第一逆变器13还能够将从系统电源200经由主配电盘80输入的电压v
ac2
的交流电力转换为直流电力。这样得到的直流电力经由第一dc总线11和第四dcdc转换器12被供给到蓄电装置25。
[0073]
[太阳能发电系统31和32]
[0074]
在本实施方式中,电力系统300具备至少一个太阳能发电系统,所述太阳能发电系统在输出电压处于规定范围内时输出功率最大。该至少一个太阳能发电系统中生成的直流电力被供给到直流电力转换装置20。
[0075]
具体地说,太阳能发电系统31和32相当于在输出电压处于规定范围内时输出功率最大的太阳能发电系统。第一太阳能发电系统31具有至少一个太阳能发电板36。第一太阳能发电系统31使用该至少一个太阳能发电板36来进行发电。第二太阳能发电系统32具有至少一个太阳能发电板37。第二太阳能发电系统32使用该至少一个太阳能发电板37来进行发电。太阳能发电系统31和32中生成的直流电力被供给到直流电力转换装置20。
[0076]
[燃料电池发电系统40]
[0077]
燃料电池发电系统40是使用燃料电池41发电的系统。燃料电池发电系统40中生成的直流电力能够被供给到直流电力转换装置20。燃料电池发电系统40中生成的交流电力能够被供给到主配电盘80。
[0078]
燃料电池发电系统40具有燃料电池41、第五dcdc转换器42、第二dc总线43、第二逆变器44、第六dcdc转换器45、加热器46、储热水单元47、控制器51、低压电源52以及辅机用电源55。以下,有时将辅机用电源55称为d1电源55。
[0079]
燃料电池41产生直流电力。具体地说,燃料电池41包括堆(stack)。而且,堆利用氧和氢生成直流电力。
[0080]
第五dcdc转换器42将燃料电池41中生成的直流电力转换为电压不同的直流电力。在此例中,第五dcdc转换器42使燃料电池41中生成的直流电力升压。升压后的直流电力被供给到第二dc总线43。
[0081]
第二逆变器44将从第二dc总线43输入的直流电力转换为电压v
ac2
的交流电力。由
第二逆变器44得到的交流电力被供给到主配电盘80。
[0082]
第六dcdc转换器45将从第二dc总线43输入的直流电力转换为电压不同的直流电力。在此例中,第六dcdc转换器45使从第二dc总线43输入的直流电力降压。
[0083]
加热器46使用由第六dcdc转换器45转换得到的直流电力对水进行加热。被加热后的水(以下,有时称为热水)被贮存在储热水单元47中。
[0084]
假设在燃料电池41的发电电力比第二逆变器44的输出目的地的请求负载大时,燃料电池发电系统40从第二逆变器44输出了燃料电池41的全部发电电力。在该情况下,从第二逆变器44输出的电力中的超过请求负载的部分(以下,有时称为剩余电力)向系统电源200逆流。为了避免逆流,在此例中,在对剩余电力加上规定余量而得到的电力大于零的情况下,将该电力从第二dc总线43经由第六dcdc转换器45供给到加热器46。也就是说,第六dcdc转换器45是剩余电力用的dcdc转换器。另外,加热器46一边对水进行加热,一边防止逆流。
[0085]
控制器51对dcdc转换器42和45、第二逆变器44以及后述的保护继电器62进行控制。在本实施方式中,控制器51是微控制单元(mcu)。低压电源52向控制器51、保护继电器62以及后述的特性转换电路100供给控制用的电力。d1电源55用于使泵、鼓风机、阀等燃料电池发电系统40的辅机动作。
[0086]
[基板60]
[0087]
基板60设置在将燃料电池发电系统40与发电站10连接的路径上。从燃料电池发电系统40、具体而言是从第二dc总线43向基板60供给直流电力。基板60具有特性转换电路100、lc滤波器61以及保护继电器62。
[0088]
如根据上述的说明所明确的那样,特性转换电路100设置在将燃料电池发电系统40与直流电力转换装置20连接的路径上,详细地说,是设置在直流电力的路径上。特性转换电路100执行特性转换控制。在此例中,构成了包括燃料电池发电系统40和特性转换电路100的直流电力供给系统,能够从直流电力供给系统向直流电力转换装置20供给直流电力。这一点在后述的实施方式中也同样。
[0089]
特性转换控制带来以下输出电压
‑
输出功率特性:在特性转换电路100的输出电压为某个值时,特性转换电路100的输出功率最大。
[0090]
在本实施方式中,直流电力转换装置20被设计为能够对在输出电压处于规定范围内时输出功率最大的太阳能发电系统执行mppt控制。特性转换控制带来以下输出电压
‑
输出功率特性:在特性转换电路100的输出电压为上述规定范围内的某个值时,特性转换电路100的输出功率最大。
[0091]
另外,特性转换控制带来以下输出电压
‑
输出电流特性:在特性转换电路100的输出电压跨越上述某个值的区域内,特性转换电路100的输出电压越大,则特性转换电路100的输出电流越小。在此,特性转换电路100的输出电压跨越上述某个值的区域是从特性转换电路100的输出电压为比上述某个值小的第一值到特性转换电路100的输出电压为比上述某个值大的第二值为止的区域。
[0092]
在图3a中示出上述的输出电压
‑
输出功率特性以及输出电压
‑
输出电流特性的一例。在图3a中,将特性转换电路100的输出电压
‑
输出功率特性记载为v
‑
p特性。将特性转换电路100的输出电压
‑
输出电流特性记载为v
‑
i特性。实线表示v
‑
p特性。虚线表示v
‑
i特性。
[0093]
如上所述,直流电力转换装置20被设计为能够执行太阳能发电系统的mppt控制。在特性转换电路100的特性转换控制中,通过使用该直流电力转换装置20执行mppt控制,能够从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20取出电力。
[0094]
通过由特性转换电路100适当地调整输出电压
‑
输出功率特性,能够防止特性转换电路100的输出电压过度地变大。因此,能够防止从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20输入过电压而损坏直流电力转换装置20。
[0095]
另外,根据特性转换电路100的输出电压
‑
输出功率特性,在特性转换电路100的输出电压为上述某个值的时间点,从特性转换电路100向直流电力转换装置20发送的功率的增加停止。因此,能够防止从特性转换电路100向直流电力转换装置20发送的功率过度地增加。还能够防止从燃料电池发电系统40向特性转换电路100发送的电力过度地增加。因此,能够防止燃料电池发电系统40的输出电流随着燃料电池发电系统40的输出功率的增加而过度地增加。因此,能够使保护功能发挥作用来防止燃料电池41的发电停止从而导致从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20的电力供给停止。
[0096]
另外,根据特性转换电路100,基于mppt控制易于从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20取出大的电力。以下,参照图3a以及图3b对这一点进行说明。
[0097]
如上所述,特性转换控制带来以下输出电压
‑
输出电流特性:在特性转换电路100的输出电压跨越上述某个值的区域内,特性转换电路100的输出电压越大,则特性转换电路100的输出电流越小。根据该输出电压
‑
输出电流特性,特性转换电路100的输出电压
‑
输出功率特性的曲线图能够成为在输出电压跨越上述某个值的区域内输出功率相对于输出电压向上凸的曲线状。在典型例中,特性转换电路100的输出电压
‑
输出功率特性的曲线图是在输出电压为上述某个值时输出功率最大的单峰的曲线图。
[0098]
假设特性转换电路100的输出电压
‑
输出功率特性的曲线图是如图3b所示那样的输出功率相对于输出电压向上凸的直线状。在该情况下,虽然执行了mppt控制,但动作点被调整为相对于最大功率点发生了偏差的点。具体地说,特性转换电路100的输出电压被调整为相对于最大功率点的输出电压v
target
发生了偏差的电压v
real
。在该情况下,特性转换电路100的输出功率相比于动作点被调整为最大功率点的情况下的输出功率而言减少。在图3b中,将该减少幅度记载为δp
b
。
[0099]
在图3a的例子中也是,如果特性转换电路100的输出电压被调整为相对于最大功率点的输出电压v
target
发生了偏差的电压v
real
,则特性转换电路100的输出功率相比于动作点被调整为最大功率点的情况下的输出功率而言减少。在图3a中,将该减少幅度记载为δp
a
。
[0100]
如上所述,特性转换电路100的输出电压
‑
输出功率特性的曲线图无论是直线状还是曲线状,当动作点相对于最大功率点发生偏差时,特性转换电路100的输出功率就会减少。但是,其减少幅度不同。具体地说,图3a的情况下的减少幅度δp
a
比图3b的减少幅度δp
b
小。这样,从抑制由上述的偏差引起的输出功率的减少幅度、从而抑制从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20取出的电力的减少幅度的观点来看,输出电压
‑
输出功率特性的曲线图为向上凸的曲线状是有利的。
[0101]
在现实的mppt控制中,除了爬山法以外,还存在将取出电压控制为预先决定的电压的方法,在这样的控制中,使动作点与最大功率点高精度地一致未必是容易的。在爬山法
中也是,根据控制的分辨率不同,可能存在无法稳定地取出最大功率的情况。因此,在能够抑制由mppt控制的方式和分辨率引起的输出功率的减少幅度这方面,输出电压
‑
输出功率特性的曲线图为向上凸的曲线状在现实中是有优势的。
[0102]
另外,还可能存在以下情况:用户从某个供应商购买特性转换电路100,从其他供应商购买进行mppt控制的直流电力转换装置20。在该情况下,特性转换电路100与具有从特性转换电路100的设计者看来不明确的性能的直流电力转换装置20连接。在该情况下,由于特性转换控制与mppt控制并不完全匹配,因此动作点可能被调整为相对于最大功率点发生了偏差的点。由此,也可以说输出电压
‑
输出功率特性的曲线图为向上凸的曲线状在现实中是有优势的。另外,也可以说,输出电压
‑
输出功率特性的曲线图为凸的曲线状的情况提高了特性转换电路100的兼容性,减少对可采用的直流电力转换装置20的限制。
[0103]
如图3a所示,特性转换控制也可以带来以下输出电压
‑
输出电流特性:在特性转换电路100的输出电压大于0且小于上述某个值的区域内,特性转换电路100的输出电压越大,则特性转换电路100的输出电流越小。另外,特性转换控制也可以带来以下输出电压
‑
输出电流特性:在特性转换电路100的输出电压大于上述某个值且小于开路电压的区域内,特性转换电路100的输出电压越大,则特性转换电路100的输出电流越小。在此,开路电压是特性转换电路100的输出电流为零时的特性转换电路100的输出电压。
[0104]
将小于上述某个值的值定义为第一值。将大于上述某个值的值定义为第二值。此时,在图3a的例子中,输出特性是以下特性:在输出电压大于第一值且小于上述某个值的区域、以及输出电压大于上述某个值且小于第二值的区域这两个区域内,输出电压越大,则输出电流越线性地变小。也就是说,输出特性是在上述两个区域内输出电流相对于输出电压以一次函数的形态变小的特性。由此,输出特性能够成为在上述两个区域内输出功率相对于输出电压以二次函数的形态变化的特性。
[0105]
具体地说,在图3a的例子中,输出特性是以下特性:在输出电压大于0且小于上述某个值的区域、以及从输出电压为上述某个值到输出电压为开路电压的值为止的区域这两个区域内,输出电压越大,则输出电流越线性地变小。也就是说,输出特性是在上述两个区域内输出电流相对于输出电压以一次函数的形态变小的特性。由此,输出特性能够成为在上述两个区域内输出功率相对于输出电压以二次函数的形态变化的特性。
[0106]
在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,将电压为零且功率为零的点定义为原点。在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,最大功率点可以说是电压为上述某个值且功率最大的点。在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,将电压为开路电压且功率为零的点定义为开路电压点。在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,将连结原点和最大功率点的直线定义为第一直线。在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,将连结最大功率点和开路电压点的直线定义为第二直线。此时,在图3a的例子中,输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中的、输出电压大于第一值且小于上述某个值的区域相对于第一直线而言处于高功率侧。输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中的、输出电压大于上述某个值且小于第二值的区域相对于第二直线而言处于高功率侧。
[0107]
具体地说,在图3a的例子中,输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中的、输出电压大于0且小于上述某个值的区域相对于第一直线而言处于高功率侧。输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中的、从输出电压为上述某个值到输出电压为开路电压为止的区域相对于第二直
线而言处于高功率侧。
[0108]
在此例子中,上述的规定范围包括实机基准范围,该实机基准范围是太阳能发电系统31或32的输出功率达到峰值时的太阳能发电系统31或32的输出电压的
±
20v以内的范围。而且,在特性转换控制中,将特性转换电路100的最大功率点处的输出电压调整为实机基准范围内的值。在获知了电力系统300中使用的太阳能发电系统31或32的情况下,能够将电力系统300设计为能够对该太阳能发电系统执行mppt控制。也就是说,能够以包括实机基准范围的方式设定上述的规定范围。并且,能够设计特性转换电路100,使得特性转换电路100的最大功率点处的输出电压被调整为实机基准范围内的值。从设计的容易度的观点来看,此例的电力系统300是有利的。
[0109]
在本实施方式中,基于特性转换电路100的电输出来执行特性转换控制。如果这样,则易于提高特性转换控制的精度。具体地说,电输出是特性转换电路100的输出电压和输出电流。
[0110]
在本实施方式中,特性转换控制包括第一反馈控制和第二反馈控制。第一反馈控制是在特性转换电路100的输出电流相对较小时进行的控制。第二反馈控制是在特性转换电路100的输出电流相对较大时进行的控制。当在第一反馈控制与第二反馈控制之间切换时,特性转换电路100的输出电压为上述某个值。
[0111]
具体地说,在特性转换电路100的输出电流相对较小且输出电压相对较大时进行第一反馈控制。在第一反馈控制中,特性转换电路100的输出电压越大,则使特性转换电路100的输出电流越小。在第一反馈控制中,特性转换电路100的输出电压越大,则使特性转换电路100的输出功率越小。在特性转换电路100的输出电流相对较大且输出电压相对较小时进行第二反馈控制。在第二反馈控制中,特性转换电路100的输出电压越大,则使特性转换电路100的输出电流越小。在第二反馈控制中,特性转换电路100的输出电压越大,则使特性转换电路100的输出功率越大。根据这样的第一反馈控制和第二反馈控制,能够实现上述输出电压
‑
输出功率特性以及输出电压
‑
输出电流特性。此外,在图3a中,单点划线表示第一反馈控制的贡献。双点划线表示第二反馈控制的贡献。
[0112]
特性转换电路也可以具有以下特征:在第一反馈控制中,输出电压
‑
输出电流特性中的输出电流的减少相对于输出电压的增加的比率相比于第二反馈控制中的该比率而言较大;以及/或者输出电压
‑
输出电流特性中的输出电压的减少相对于输出电流的增加的比率相比于第二反馈控制中的该比率而言较小。如果这样,则易于使特性转换电路100的输出特性接近太阳能发电系统的输出特性。此外,该特征是包括如后述的图18和图19所示那样的方式的概念,即,在第一反馈控制中,即使输出电流变化,输出电压也不变化。
[0113]
在图3a的例子中,在第一反馈控制中,输出电压
‑
输出电流特性中的输出电流的减少相对于输出电压的增加的比率相比于第二反馈控制中的该比率而言较大。另外,在图3a的例子中,在第一反馈控制中,输出电压
‑
输出电流特性中的输出电压的减少相对于输出电流的增加的比率相比于第二反馈控制中的该比率而言较小。
[0114]
在本实施方式中,通过第一反馈控制来控制特性转换电路100的开路电压。
[0115]
返回到图1和图2,在本实施方式中,直流电力转换装置20具有第一dcdc转换器21、第二dcdc转换器22以及第三dcdc转换器23。第一dcdc转换器21通过mppt控制来使特性转换电路100的输出电压变化。第二dcdc转换器22通过mppt控制来使第一太阳能发电系统31的
输出电压变化。第三dcdc转换器23通过mppt控制来使第二太阳能发电系统32的输出电压变化。这样,在此例子中,实现了对太阳能发电系统31和32以及特性转换电路100单独地进行mppt控制的多串型的直流电力转换装置20。但是,直流电力转换装置也可以是对太阳能发电系统31和32以及特性转换电路100成批地进行mppt控制的集中型的直流电力转换装置。
[0116]
在图4中示出特性转换电路100的一例。在图4的特性转换电路100中,设置有电压电流控制电路160、第一反馈电路110、第二反馈电路120以及反馈电流供给部130。
[0117]
第一反馈电路110具有第一电阻111、第二电阻112、第三电阻113、第一分流调节器115以及电流传感器128。第二反馈电路120具有第四电阻121、第五电阻122、第六电阻123、第二分流调节器125以及电流传感器128。电流传感器128由第一反馈电路110和第二反馈电路120共用。反馈电流供给部130具有电流供给电源131和第七电阻132。在本实施方式中,电流供给电源131是恒压源。
[0118]
电流传感器128进行特性转换电路100的输出电流的检测。在本实施方式中,电流传感器128输出表示该检测的结果的传感器输出。特性转换电路100的输出电流越大,则电流传感器128输出越大的传感器输出。也就是说,特性转换电路100的输出电流越大,则传感器输出越大。这样的电流传感器128例如能够使用分流电阻来实现。电流传感器128输出的传感器输出被供给到连接点ps。具体地说,传感器输出为传感器电压v
s
。另外,电流传感器128包括输出传感器电压v
s
的传感器输出部128a。
[0119]
在图5中示出具体例所涉及的电流传感器128。电流传感器128包括分流电阻128r和电流感测放大器128s。分流电阻128r的电阻值为r
sense
。当电流i
load
流过分流电阻128r时,对分流电阻128r施加电压r
sense
i
load
。电流感测放大器128s将对电压r
sense
i
load
乘以增益g所得到的电压与偏置电压v
bias
的合计电压作为传感器电压v
s
输出。也就是说,本实施方式的电流传感器128所生成的传感器电压v
s
通过数式1给出。但是,也可以将霍尔元件方式的电流传感器等其它电流传感器用作电流传感器128,将该电流传感器的输出用作传感器电压v
s
。此外,电流i
load
对应于特性转换电路100的输出电流。“*”是表示乘法运算的符号。
[0120]
数式1:v
s
=r
sense
*i
load
*g v
bias
[0121]
在第一反馈电路110中,通过第一电阻111和第二电阻112对特性转换电路100的输出电压v
out
进行分压。通过第三电阻113和第二电阻112对传感器电压v
s
进行分压。将这两个分压电压进行求和所得到的电压出现在三个电阻111、112以及113的连接点p1处。以下,有时将在第一连接点p1处出现的电压称为第一参照电压v
ref1
。第一参照电压v
ref1
被输入到第一分流调节器115的第一参照电压端子。被输入到第一参照电压端子的电压越大,则在电流供给电源131、第七电阻132、第一分流调节器115以及基准电位中按此顺序流过的电流(以下,有时称为第一电流)i1越大。在图4中,第一电流i1是在第一分流调节器115中向图示下方流动的电流。
[0122]
在第二反馈电路120中,通过第四电阻121和第五电阻122对特性转换电路100的输出电压v
out
进行分压。通过第六电阻123和第五电阻122对传感器电压v
s
进行分压。将这两个分压电压进行求和所而得到电压出现在三个电阻121、122以及123的连接点p2处。以下,有时将在第二连接点p2处出现的电压称为第二参照电压v
ref2
。第二参照电压v
ref2
被输入到第二分流调节器125的第二参照电压端子。被输入到第二参照电压端子的电压越大,则在电流供给电源131、第七电阻132、第二分流调节器125以及基准电位中按此顺序流动的电流(以
下,有时称为第二电流)i2越大。在图4中,第二电流i2是在第二分流调节器125中向图示下方流动的电流。
[0123]
在特性转换电路100的输出电流小的区域,第二电流i2实质上为零,从电流供给电源131流出的电流实质上为第一电流i1。另一方面,在特性转换电路100的输出电流大的区域,第一电流i1实质上为零,从电流供给电源131流出的电流实质上为第二电流i2。也就是说,可以说在特性转换电路100的输出电流小的区域内通过第一反馈电路110进行特性转换电路100中的特性转换,在特性转换电路100的输出电流大的区域内通过第二反馈电路120进行特性转换电路100中的特性转换。为了使电路110和120以这种方式动作,选定了电阻111、112、113、121、122、123以及分流调节器115和125的参数。
[0124]
在本实施方式中,可以说特性转换电路100的输出特性是通过特性转换电路100中包括的模拟电路决定的。在此,输出特性能够被认为是输出电流、输出电压以及输出功率之间的关系。具体地说,可以说特性转换电路100的输出特性是通过特性转换电路100中包括的模拟电路的电路常数决定的。在此,电路常数是指电阻的电阻值等。
[0125]
电压电流控制电路160是dcdc转换器。关于电压电流控制电路160,从电流供给电源131流出的电流越大,则使电压电流控制电路160的输出电压相对于输入电压的比率越小。这样,特性转换电路100根据从电流供给电源131流出的电流来调整上述比率。能够适当设计这样的特性转换电路100。
[0126]
参照图6来进一步说明本实施方式的第一分流调节器115。第一分流调节器115包括第一参照电压端子115a、第一阴极115k、第一阳极115a、第一基准电压源115s、第一运算放大器115o以及第一晶体管115t。第一运算放大器115o包括非反相放大端子115oa、反相放大端子115ob以及输出端子115oc。第一晶体管115t包括阴极侧端子115ta、阳极侧端子115tb以及控制端子115tc。向非反相放大端子115oa供给被输入到第一参照电压端子115a的电压。通过第一基准电压源115s将反相放大端子115ob的电压设定为比第一阳极115a的电压高出第一基准电压v
s1
的电压。当通过向第一参照电压端子115a输入比第一基准电压v
s1
大的电压而使非反相放大端子115oa的电压比反相放大端子115ob的电压大时,电流从输出端子115oc流向控制端子115tc,第一电流i1从第一阴极115k依次经由阴极侧端子115ta和阳极侧端子115tb流向第一阳极115a。在图6的例子中,第一晶体管115t是双极晶体管,具体地说是npn晶体管。阴极侧端子115ta是集电极。阳极侧端子115tb是发射极。控制端子115tc是基极。此外,在该说明中,在输出端子115oc与控制端子115tc之间流动的电流、具体地说是基极电流作为十分小的电流而忽略。
[0127]
基于参照图6进行的说明,能够如以下那样说明第一反馈电路110的动作。如果特性转换电路100的输出电压v
out
变大,并且,如果特性转换电路100的输出电流变大从而传感器电压v
s
变大,则第一参照电压v
ref1
变大。在第一分流调节器125中,由于第一参照电压v
ref1
变大而第一参照电压v
ref1
相对于第一基准电压v
s1
的偏离越大,则第一电流i1越大。如果第一电流i1变大,则从电流供给电源131流出的电流变大。如果该流出电流变大,则电压电流控制电路160的输出电压相对于输入电压的比率变小。第一反馈电路110以这种方式控制特性转换电路100的输出电压v
out
。具体地说,第一反馈电路110调节特性转换电路100的变压比,使得第一参照电压v
ref1
追踪第一基准电压v
s1
。
[0128]
在由第一反馈电路110进行的第一反馈控制中,如果特性转换电路100的输出电流
变大从而传感器电压v
s
变大,则从电流传感器128依次经由连接点ps和第三电阻113流向第一连接点p1的电流变大。通过第一分流调节器115,第一参照电压v
ref1
追踪恒定的第一基准电压v
s1
。为了实现该追踪,使恒定的电流流过第二电阻112。这意味着,如果在第三电阻113中向第一连接点p1流动的上述电流变大,则在第一电阻111中向第一连接点p1流动的电流变小。如果该电流变小,则在第一电阻111中产生的电压变小。基于这样的理由,如果特性转换电路100的输出电流变大,则在第一连接点p1的电压追踪到第一参照电压v
ref1
的状态下在第一电阻111中产生的电压变小。其结果,特性转换电路100的输出电压v
out
变小。这样,通过第一反馈控制来得到如图3a所示那样的、特性转换电路100的输出电压越大则特性转换电路100的输出电流越小的输出电压
‑
输出电流特性。
[0129]
参照图7来进一步说明本实施方式的第二分流调节器125。第二分流调节器125包括第二参照电压端子125a、第二阴极125k、第二阳极125a、第二基准电压源125s、第二运算放大器125o以及第二晶体管125t。第二运算放大器125o包括非反相放大端子125oa、反相放大端子125ob以及输出端子125oc。第二晶体管125t包括阴极侧端子125ta、阳极侧端子125tb以及控制端子125tc。向非反相放大端子125oa供给被输入到第二参照电压端子125a的电压。通过第二基准电压源125s将反相放大端子125ob的电压设定为比第二阳极125a的电压高出第二基准电压v
s2
的电压。当通过向第二参照电压端子125a输入比第二基准电压v
s2
大的电压而使非反相放大端子125oa的电压比反相放大端子125ob的电压大时,电流从输出端子125oc流向控制端子125tc,第二电流i2从第二阴极125k依次经由阴极侧端子125ta和阳极侧端子125tb流向第二阳极125a。在图7的例子中,第二晶体管125t是双极晶体管,具体地说是npn晶体管。阴极侧端子125ta是集电极。阳极侧端子125tb是发射极。控制端子125tc是基极。此外,在该说明中,在输出端子125oc与控制端子125tc之间流动的电流、具体地说是基极电流作为十分小的电流而忽略。
[0130]
基于参照图7进行的说明,能够如以下那样说明第二反馈电路120的动作。如果特性转换电路100的输出电压v
out
变大,并且,如果特性转换电路100的输出电流变大从而传感器电压v
s
变大,则第二参照电压v
ref2
变大。在第二分流调节器125中,由于第二参照电压v
ref2
变大而第二参照电压v
ref2
相对于第二基准电压v
s2
的偏离越大,则第二电流i2越大。如果第二电流i2变大,则从电流供给电源131流出的电流变大。如果该流出电流变大,则电压电流控制电路160的输出电压相对于输入电压的比率变小。第二反馈电路120以这种方式控制特性转换电路100的输出电压v
out
。具体地说,第二反馈电路120调节特性转换电路100的变压比,使得第二参照电压v
ref2
追踪第二基准电压v
s2
。
[0131]
在由第二反馈电路120进行的第二反馈控制中,如果特性转换电路100的输出电流变大从而传感器电压v
s
变大,则从电流传感器128依次经由连接点ps和第六电阻123流向第二连接点p2的电流变大。通过第二分流调节器125,第二参照电压v
ref2
追踪恒定的第二基准电压v
s2
。为了实现该追踪,使恒定的电流流过第五电阻122。这意味着,如果在第六电阻123中向第二连接点p2流动的上述电流变大,则在第四电阻121中向第二连接点p2流动的电流变小。如果该电流变小,则在第四电阻121中产生的电压变小。基于这样的理由,如果特性转换电路100的输出电流变大,则在第二连接点p2的电压追踪到第二参照电压v
ref2
的状态下在第四电阻121中产生的电压变小。其结果,特性转换电路100的输出电压v
out
变小。这样,通过第二反馈控制,得到如图3a所示那样的、特性转换电路100的输出电压越大则特性转换电
路100的输出电流越小的输出电压
‑
输出电流特性。
[0132]
如根据上述说明而能够理解的那样,在本实施方式中,特性转换电路100包括电流传感器128、至少一个分压电阻以及电压电流控制电路160,其中,电压电流控制电路160是dcdc转换器。特性转换电路100使用电流传感器128使特性转换电路100的输出电流反映到特性转换控制中。特性转换电路100使用至少一个分压电阻使特性转换电路100的输出电压反映到特性转换控制中。特性转换电路100通过特性转换控制来调整电压电流控制电路160的变压比。在图4的例子中,至少一个分压电阻包括第一分压电阻和第二分压电阻。第一分压电阻由第一电阻111和第二电阻112构成。第二分压电阻由第四电阻121和第五电阻122构成。
[0133]
在本实施方式中,具体地说,在特性转换电路100中设置有电压电流控制电路160、进行第一反馈控制的第一反馈电路110以及进行第二反馈控制的第二反馈电路120,其中,电压电流控制电路160是dcdc转换器。第一反馈电路110具有第一分流调节器115,该第一分流调节器115被输入根据特性转换电路100的输出电流和输出电压而变化的第一参照电压v
ref1
。第二反馈电路120具有第二分流调节器125,该第二分流调节器125被输入根据特性转换电路100的输出电流和输出电压而变化的第二参照电压v
ref2
。在第一反馈控制中,使用第一分流调节器115调整电压电流控制电路160的变压比,使得第一参照电压v
ref1
维持恒定。在第二反馈控制中,使用第二分流调节器125调整电压电流控制电路160的变压比,使得第二参照电压v
ref2
维持恒定。
[0134]
更为具体地说,第一反馈电路具有第一分压电阻。第二反馈电路具有第二分压电阻。第一反馈电路110和第二反馈电路120共用电流传感器128。第一分压电阻用于使特性转换电路100的输出电压反映到第一参照电压v
ref1
。电流传感器128用于使特性转换电路100的输出电流反映到第一参照电压v
ref1
。第二分压电阻用于使特性转换电路100的输出电压反映到第二参照电压v
ref2
。电流传感器128用于使特性转换电路100的输出电流反映到第二参照电压v
ref2
。在图4的例子中,第一分压电阻由第一电阻111和第二电阻112构成。第二分压电阻由第四电阻121和第五电阻122构成。
[0135]
另外,第一反馈电路具有第三分压电阻。第二反馈电路具有第四分压电阻。第三分压电阻用于使特性转换电路100的输出电流反映到第一参照电压v
ref1
。第四分压电阻用于使特性转换电路100的输出电流反映到第二参照电压v
ref2
。在图4的例子中,第三分压电阻由第三电阻113和第二电阻112构成。第四分压电阻由第六电阻123和第五电阻122构成。
[0136]
如根据以上的说明而能够理解的那样,在特性转换电路100中构成了使特性转换电路100的输出电流和输出电压反映到特性转换电路100的后续的输出电流和输出电压这样的反馈控制环。使用反馈电路110或120来构成反馈控制环。
[0137]
返回到图1和图2,特性转换电路100的输出功率被经由lc滤波器61和保护继电器62供给到直流电力转换装置20、具体地说是供给到第一dcdc转换器21。
[0138]
[蓄电装置25]
[0139]
如上所述,从第四dcdc转换器12向蓄电装置25供给电力。另外,蓄电装置25向第四dcdc转换器12供给电力。
[0140]
蓄电装置25例如是锂电池。但是,作为蓄电装置25,也可以使用锂电池以外的电池。作为蓄电装置25,也可以使用电容器。
[0141]
[主配电盘80]
[0142]
主配电盘80具有连接断路器81、主干断路器82、次级连接断路器83以及第一分支部85。第一分支部85包括多个分支断路器。在此例子中,第一分支部85包括分支断路器85a、85b以及85c。
[0143]
主干断路器82通过上游侧电路88而与系统电源200连接。上游侧电路88经由主干断路器82而与下游侧电路89连接。
[0144]
在下游侧电路89上连接有次级连接断路器83。次级连接断路器83设置在将主干断路器82与第二逆变器44连接的路径上。次级连接断路器83与第一分支部85电连接。
[0145]
在下游侧电路89上还连接有第一分支部85。第一分支部85的分支断路器85a设置在将主干断路器82与电力切换单元28的系统电力输入部28a连接的路径上。分支断路器85b设置在将主干断路器82与第二负载252连接的路径上。分支断路器85c设置在将主干断路器82与第三负载253连接的路径上。
[0146]
在上游侧电路88具有第三连接点p3。连接断路器81设置在将第三连接点p3与第一逆变器13连接的路径上。
[0147]
在此例子中,能够从系统电源200经由第三连接点p3向主干断路器82供给电压v
ac2
的交流电力。能够从系统电源200依次经由第三连接点p3和连接断路器81向第一逆变器13供给电压v
ac2
的交流电力。电压v
ac2
的交流电力能够从第一逆变器13依次经由连接断路器81和第三连接点p3向系统电源200逆流。能够从第一逆变器13依次经由连接断路器81和第三连接点p3向主干断路器82供给电压v
ac2
的交流电力。能够从第二逆变器44向次级连接断路器83供给电压v
ac2
的交流电力。能够从分支断路器85a向电力切换单元28供给电压v
ac1
的交流电力。能够从分支断路器85b向第二负载252供给电压v
ac1
的交流电力。能够从分支断路器85c向第三负载253供给电压v
ac2
的交流电力。
[0148]
[电力切换单元28]
[0149]
电力切换单元28具有多个输入部和电力输出部28c。多个输入部包括系统电力输入部28a和独立电力输入部28b。电力切换单元28用于切换将多个输入部中的哪一个连接于电力输出部28c。在此例子中,电力切换单元28用于切换将系统电力输入部28a和独立电力输入部28b中的哪一个连接于电力输出部28c。在此例子中,电力切换单元28以这种方式将第一逆变器13和分支断路器85a中的某一者选择性地连接于独立配电盘90、具体地说是连接于主干断路器92。
[0150]
[独立配电盘90]
[0151]
独立配电盘90具有主干断路器92和第二分支部95。第二分支部95包括多个分支断路器。在此例子中,第二分支部95包括分支断路器95a、95b以及95c。
[0152]
主干断路器92通过上游侧电路98而与电力切换单元28连接。上游侧电路98经由主干断路器92而与下游侧电路99连接。
[0153]
在下游侧电路99上连接有第二分支部95。第二分支部95的分支断路器95a设置在将主干断路器92与d1电源55连接的路径上。分支断路器95b设置在将主干断路器92与储热水单元47连接的路径上。分支断路器95c设置在将主干断路器92与第一负载251连接的路径上。
[0154]
在此例子中,能够从电力切换单元28经由主干断路器92向下游侧电路99供给电压
v
ac1
的交流电力。能够从分支断路器95a向d1电源55供给电压v
ac1
的交流电力。能够从分支断路器95b向储热水单元47供给电压v
ac1
的交流电力。能够从分支断路器95c经由插座260向第一负载251供给电压v
ac1
的交流电力。
[0155]
[系统连接时的电力系统300的动作]
[0156]
如图1所示,在系统连接时,基于来自控制器51的解列指令,保护继电器62成为断开状态。在此,断开状态是指禁止自身中有电流流过的状态。另外,在电力切换单元28中,系统电力输入部28a与电力输出部28c连接。这样,电力切换单元28将分支断路器85a与独立配电盘90连接。
[0157]
由燃料电池41发电产生的电力被经由第五dcdc转换器42供给到第二dc总线43。供给到第二dc总线43的电力的一部分或全部被经由第二逆变器44供给到次级连接断路器83。
[0158]
供给到次级连接断路器83的电力的一部分被依次经由分支断路器85a和电力切换单元28供给到主干断路器92。供给到主干断路器92的电力的一部分被经由分支断路器95a供给到d1电源55。供给到主干断路器92的电力的另一部分经由分支断路器95b被供给到储热水单元47。供给到主干断路器92的电力的又一部分依次经由分支断路器95c和插座260被供给到第一负载251。
[0159]
供给到次级连接断路器83的电力的另一部分经由分支断路器85b被供给到第二负载252。供给到次级连接断路器83的电力的又一部分经由分支断路器85c被供给到第三负载253。
[0160]
在对剩余电力加上规定余量所得到的电力大于零的情况下,该电力被从第二dc总线43经由第六dcdc转换器45供给到加热器46。
[0161]
直流电力转换装置20、具体地说是第二dcdc转换器22通过mppt控制来从第一太阳能发电系统31取出电力,并将取出的电力供给到第一dc总线11。直流电力转换装置20、具体地说是第三dcdc转换器23通过mppt控制来从第二太阳能发电系统32取出电力,并将取出的电力供给到第一dc总线11。
[0162]
在蓄电装置25不处于满充电状态的情况下,供给到第一dc总线11的电力的一部分被供给到蓄电装置25,该电力的剩余部分被供给到第一逆变器13。在蓄电装置25处于满充电状态的情况下,供给到第一dc总线11的全部电力被供给到第一逆变器13。供给到第一逆变器13的电力被供给到连接断路器81。
[0163]
如根据上述说明而能够理解的那样,此例的电力系统300构成为:从第二逆变器44向次级连接断路器83供给的电力相对于负载251~253、d1电源55以及储热水单元47的合计请求负载而言至少相差上述余量的量。与该不足部分相当的电力被从连接断路器81经由主干断路器82供给至下游侧电路89,该电力与从第二逆变器44供给至次级连接断路器83的电力一起被供给到第一分支部85。被供给到连接断路器81的电力的剩余部分向系统电源200逆流。
[0164]
在太阳能发电系统31和32中的发电不充分的情况下,上述不足部分的电力被从系统电源200经由主干断路器82供给至下游侧电路89,该电力与从第二逆变器44供给至次级连接断路器83的电力一起被供给到第一分支部85。另外,在蓄电装置25不是满充电状态且太阳能发电系统31和32中的发电不足以对蓄电装置25进行充电的情况下,从系统电源200经由第一逆变器13、第一dc总线11以及第四dcdc转换器12向蓄电装置25供给电力。
[0165]
[停电时的电力系统300的动作]
[0166]
如图2所示,在停电时,基于来自控制器51的并列指令,保护继电器62成为闭合状态。在此,闭合状态是指允许自身中有电流流过的状态。另外,电力切换单元28将第一逆变器13与独立配电盘90连接。
[0167]
由燃料电池41发电产生的电力被经由dcdc转换器42供给到第二dc总线43。供给到第二dc总线43的直流电力的一部分或全部被供给到特性转换电路100。直流电力转换装置20、具体地说是第一dcdc转换器21通过mppt控制从特性转换电路100(严格地说是经由lc滤波器61)取出电力,并将取出的电力供给到第一dc总线11。
[0168]
另外,直流电力转换装置20以与系统连接时同样的方式从太阳能发电系统31和32取出电力,并将取出的电力供给到第一dc总线11。
[0169]
在通过直流电力转换装置20从太阳能发电系统31和32以及特性转换电路100取出的合计电力比第一负载251、d1电源55以及储热水单元47的请求负载小的情况下,还从蓄电装置25经由第四dcdc转换器12向第一dc总线11供给与不足部分相当的电力。在取出的电力比请求负载大的情况下,过剩部分的电力被经由第四dcdc转换器12充入蓄电装置25,在进行了该充电但是过剩部分的电力仍然有剩余的情况下,第二dc总线43的电力的一部分被经由第六dcdc转换器45供给到加热器46。
[0170]
追踪到或接近了上述请求负载的电力被以这种方式从第一dc总线11经由第一逆变器13和电力切换单元28供给到主干断路器92。供给到主干断路器92的电力被以与系统连接时同样的方式供给到d1电源55、储热水单元47以及第一负载251。
[0171]
[电力系统300中的设备的连接方式的优点]
[0172]
在此例子中,电力系统300具备蓄电装置25。太阳能发电系统31和32、直流电力转换装置20以及蓄电装置25按此顺序进行连接。另外,燃料电池发电系统40、特性转换电路100、直流电力转换装置20以及蓄电装置25按此顺序进行连接。因此,不仅能够从太阳能发电系统31和32对蓄电装置25进行充电,还能够从燃料电池发电系统40对蓄电装置25进行充电。
[0173]
在此例子中,电力系统300具备蓄电装置25、插座260以及将直流电力转换为交流电力的逆变器13。太阳能发电系统31和32、直流电力转换装置20、逆变器13以及插座260按此顺序进行连接。燃料电池发电系统40、特性转换电路100、直流电力转换装置20、逆变器13以及插座260按此顺序进行连接。蓄电装置25、逆变器13以及插座260按此顺序进行连接。因此,在此例子中,还能够从燃料电池发电系统40对被太阳能发电系统31和32以及蓄电装置25供给电力的插座260进行电力供给。基于以下理由,该结构在停电时是便利的。即,在夜晚、雨天时等,太阳能发电系统31和32无法发电。假设在无法从燃料电池发电系统40向插座260供给电力时在夜晚、雨天时等持续停电的情况下,能够从插座260取出电力的期间为仅基于蓄电装置25的有限的期间。与此相对地,在此例子中,由于能够从燃料电池发电系统40向插座260供给电力,因此能够延长上述期间。在夜间、雨天时等持续停电的情况下,不更换为其它插座而能够从一个插座长时间地取出电力对于用户来说是便利的。
[0174]
另外,在此例子中,对储热水单元47也进行了与针对插座260的上述连接同样的连接。因此,在夜晚、雨天时等持续停电的情况下,能够向储热水单元47长时间地供给其动作所需的电力。
[0175]
在此例子中,电力系统300构成为能够从蓄电装置25向燃料电池发电系统40(具体地说,向d1电源55)供给电力。具体地说,对d1电源55也进行了与针对插座260的上述连接同样的连接。如果这样,则能够省略用于在停电时使燃料电池发电系统40启动的专用电源。专用电源典型地是用于向燃料电池发电系统40的辅机供给电力的电源。
[0176]
[特性转换电路的具体例]
[0177]
以下,参照图8对作为特性转换电路100的具体例的特性转换电路100x进行说明。以下,对参照图4已经说明过的要素标注相同的附图标记,并省略其说明。
[0178]
在特性转换电路100x中构成了llc转换器。该llc转换器构成为:从电流供给电源131流出的电流越大,则规定越高的振荡频率,振荡频率越高,则特性转换电路100x的输出电压相对于输入电压的比率越小。
[0179]
具体地说,在特性转换电路100x中设置有第一反馈电路110、第二反馈电路120、反馈电流供给部130x、电流谐振控制部140以及电压电流控制电路160x。电压电流控制电路160x构成了上述llc转换器。
[0180]
反馈电流供给部130x除了具有电流供给电源131和第七电阻132以外,还具有第一发光二极管135。从电流供给电源131流出的电流流向第一发光二极管135。
[0181]
电流谐振控制部140具有第八电阻141、第一电容器142、第九电阻143、第一光电晶体管145以及控制ic 146。第八电阻141、第一电容器142、以及第九电阻143与第一光电晶体管145的组合彼此并联连接。第一光电晶体管145与第一发光二极管135协同动作来构成第一光电耦合器150。控制ic 146具有恒流源147、反馈端子148、高侧驱动器输出端子149a以及低侧驱动器输出端子149b。
[0182]
在电流谐振控制部140中,向第一电容器142充入电荷的期间(以下,有时称为充电期间)和从第一电容器142释放电荷的期间(以下,有时称为放电期间)交替地到来。放电期间与充电期间之间的切换是基于反馈端子148的电压进行的。
[0183]
具体地说,在充电期间,从恒流源147经由反馈端子148向第一电容器142充入电荷。随着充电的进行,反馈端子148的电压上升。当反馈端子148的电压达到第一电压时,切换为放电期间。在放电期间,停止从恒流源147向第一电容器142充入电荷。在放电期间,经由第八电阻141释放被充入到第一电容器142的电荷。在放电期间,还经由第九电阻143和第一光电晶体管145释放电荷。随着放电的进行,反馈端子148的电压降低。当反馈端子148的电压达到第二电压时,切换为充电期间。
[0184]
第一发光二极管135中流过的电流越大,则在第一光电晶体管145中流过越大的电流,放电期间经由第九电阻143和第一光电晶体管145进行的电荷的释放越快,放电期间越短,充放电频率越高。充放电频率对应于上述的振荡频率。
[0185]
在某个放电期间,从高侧驱动器输出端子149a输出驱动信号。在下一个放电期间,从低侧驱动器输出端子149b输出驱动信号。在下一个放电期间,从高侧驱动器输出端子149a输出驱动信号。在下一个放电期间,从低侧驱动器输出端子149b输出驱动信号。重复进行该动作,从驱动器输出端子149a和149b输出彼此反相的驱动脉冲信号。上述的充放电频率越高,则这些驱动脉冲信号的频率越高。此外,充电期间为从两个驱动器输出端子149a和149b均不输出驱动信号的空置时间(dead time)。
[0186]
电压电流控制电路160x具有第二电容器161、第一开关元件162a、第二开关元件
162b、第三电容器163a、第四电容器163b、第五电容器164、变压器165、第1二极管166a、第2二极管166b以及第六电容器167。
[0187]
开关元件162a和162b通过串联连接而构成串联电路。在该串联电路上并联连接有第二电容器161。第三电容器163a与第一开关元件162a并联连接。第四电容器163b与第二开关元件162b并联连接。
[0188]
在此例子中,开关元件162a和162b是mosfet(metal
‑
oxide
‑
semiconductor field
‑
effect transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)。另外,第五电容器164是谐振电容器。
[0189]
变压器165具有作为初级侧的绕组的第一绕组165a、以及作为次级侧的绕组的第二绕组165b、第三绕组165c。
[0190]
在第一绕组165a的一端连接有第一开关元件162a的电流流出端子和第二开关元件162b的电流流入端子。在第一绕组165a的另一端与第二开关元件162b的电流流出端子之间连接有第五电容器164。此外,在此例子中,电流流出端子是源极端子。电流流入端子是漏极端子。
[0191]
在第二绕组165b的一端连接有第1二极管166a的阳极。在第1二极管166a的阴极连接有第六电容器167的一端和第2二极管166b的阴极。在第二绕组165b的另一端连接有第六电容器167的另一端和基准电位。
[0192]
在第三绕组165c的一端连接有第六电容器167的另一端和基准电位。在第三绕组165c的另一端连接有第2二极管166b的阳极。
[0193]
从高侧驱动器输出端子149a向第一开关元件162a的控制端子供给驱动脉冲信号。从低侧驱动器输出端子149b向第二开关元件162b的控制端子供给驱动脉冲信号。由此,开关元件162a和162b通过被供给彼此反相的驱动脉冲信号而交替地导通截止。此外,在此例子中,控制端子是栅极端子。
[0194]
向开关元件162a和162b供给的驱动脉冲信号的频率越高,则基于llc谐振,电压电流控制电路160x的输出电压相对于输入电压的比率越小。
[0195]
[特性转换电路的另一例]
[0196]
在图9中示出特性转换电路的另一例。以下,对与图4的例子相同的部分标注相同的附图标记,并省略其说明。
[0197]
在图9所示的特性转换电路190中,设置有反馈电流供给部195来代替图4的特性转换电路100的反馈电流供给部130。反馈电流供给部195除了具有电流供给电源131和第七电阻132以外,还具有第十电阻191。
[0198]
在特性转换电路190中,与特性转换电路100同样地,向第一分流调节器115的第一参照电压端子输入的电压越大,则在电流供给电源131、第七电阻132、第一分流调节器115以及基准电位中按此顺序流过的电流即第一电流越大。另一方面,在特性转换电路190中,与特性转换电路100不同,向第二分流调节器125的第二参照电压端子输入的电压越大,则在电流供给电源131、第十电阻191、第二分流调节器125以及基准电位中按此顺序流过的电流即第二电流越大。
[0199]
在特性转换电路190的输出电流小的区域,第二电流i2实质上为零,从电流供给电源131流出的电流实质上为第一电流i1。另一方面,在特性转换电路100的输出电流大的区
域,第一电流i1实质上为零,从电流供给电源131流出的电流实质上为第二电流i2。也就是说,可以说在特性转换电路190的输出电流小的区域内通过第一反馈电路110进行特性转换电路190中的特性转换,在特性转换电路190的输出电流大的区域内通过第二反馈电路120进行特性转换电路190中的特性转换。在这一点上,特性转换电路190与特性转换电路100是共通的。因此,在特性转换电路190中,与特性转换电路100同样地调整电压电流控制电路160的输出电压相对于输入电压的比率。
[0200]
在图10中示出作为特性转换电路190的具体例的特性转换电路190x。以下,对与图8的例子相同的部分标注相同的附图标记,并省略说明。
[0201]
在图10所示的特性转换电路190x中,设置有反馈电流供给部195x来代替图8的特性转换电路100x的反馈电流供给部130x。另外,在特性转换电路190x中设置有电流谐振控制部199来代替特性转换电路100x的电流谐振控制部140。
[0202]
反馈电流供给部195x除了具有电流供给电源131、第七电阻132以及第一发光二极管135以外,还具有第十电阻191和第二发光二极管192。电流谐振控制部199除了具有第八电阻141、第一电容器142、第九电阻143、第一光电晶体管145以及控制ic 146以外,还具有第十一电阻196和第二光电晶体管197。
[0203]
第八电阻141、第一电容器142、以及第九电阻143与第一光电晶体管145的组合同第十一电阻196与第二光电晶体管197的组合相互并联连接。第二发光二极管192与第二光电晶体管197协同动作来构成第二光电耦合器198。
[0204]
在电流谐振控制部199中,与电流谐振控制部140同样地,向第一电容器142充入电荷的期间(以下,有时称为充电期间)和从第一电容器142释放电荷的期间(以下,有时称为放电期间)交替地到来。
[0205]
具体地说,在充电期间,从恒流源147经由反馈端子148向第一电容器142充入电荷。随着充电的进行,反馈端子148的电压上升。当反馈端子148的电压达到第一电压时,切换为放电期间。在放电期间,停止从恒流源147向第一电容器142充入电荷。在放电期间,经由第八电阻141释放被充入到第一电容器142的电荷。在放电期间,还经由第九电阻143和第一光电晶体管145或者经由第十一电阻196和第二光电晶体管197释放电荷。随着放电的进行,反馈端子148的电压降低。当反馈端子148的电压达到第二电压时,切换为充电期间。
[0206]
电流谐振控制部199中的第一电容器142的电荷的充电状态以与电流谐振控制部140同样的方式变化。因此,在特性转换电路190x中,与特性转换电路100x同样地调整电压电流控制电路160x的输出电压相对于输入电压的比率。
[0207]
再次事先声明一下,图4的特性转换电路100的具体例不限于图8的特性转换电路100x。例如,从电流供给电源131流出的电流越大,则规定越小的占空比,也能够在特性转换电路内构成基于该占空比进行动作的dcdc转换器。对于图9的特性转换电路190的具体例也同样。
[0208]
另外,图4和图8中的第一反馈电路110及第二反馈电路120的结构也不是必须的。
[0209]
(第二实施方式)
[0210]
还能够采用图11所示的第二实施方式所涉及的特性转换电路。以下,参照图11来说明第二实施方式所涉及的特性转换电路。以下,对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记,并省略说明。
[0211]
在图11的特性转换电路400中,第一反馈电路410具有电流传感器128和调整器170。第二反馈电路420具有电流传感器128和调整器170。电流传感器128和调整器170由第一反馈电路410和第二反馈电路420共用。
[0212]
与第一实施方式同样地,电流传感器128进行特性转换电路400的输出电流的检测。电流传感器128输出表示该检测的结果的传感器输出。特性转换电路400的输出电流越大,则电流传感器128输出越大的传感器输出。也就是说,特性转换电路400的输出电流越大,则传感器输出越大。具体地说,传感器输出为传感器电压v
s
。电流传感器128包括输出传感器电压v
s
的传感器输出部128a。在本实施方式中,有时将由电流传感器128输出的传感器电压v
s
称为第一传感器电压v
s
。
[0213]
调整器170构成为能够调整可变参数。可变参数既可以是能够手动调整的参数,也可以是能够自动调整的参数。调整器170将被输入到调整器170的第一传感器电压v
s
调整为第二传感器电压v
m
。
[0214]
在本实施方式中,调整器170是对第一传感器电压v
s
进行变压的dcdc转换器。可变参数是用于变更dcdc转换器的变压比的参数。
[0215]
具体地说,在本实施方式中,调整器170具有图12所示的结构。图12的调整器170包括分压电路170a和放大电路170b。可变参数是分压电路170a或放大电路170b所具有的参数。传感器输出部128a、分压电路170a、放大电路170b以及连接点ps按此顺序进行连接。
[0216]
在图12的例子中,分压电路170a包括电阻fr1、电阻fr2以及可变电阻vr1。传感器输出部128a、电阻fr1、电阻fr2、可变电阻vr1以及基准电位按此顺序进行连接。分压电路170a使用电阻fr1、fr2以及vr1对第一传感器电压v
s
进行分压。通过该分压,来生成下面的数式2所示的分压电压v
d
。在此,fr1是电阻fr1的电阻值。fr1是电阻fr2的电阻值。vr1是可变电阻vr1的电阻值。“*”是表示乘法运算的符号。
[0217]
数式2:v
d
=v
s
*(fr2 vr1)/(fr1 fr2 vr1)
[0218]
放大电路170b包括电阻fr3、电阻fr4以及运算放大器175。运算放大器175包括第一输入端子175a、第二输入端子175b以及输出端子175c。向第一输入端子175a输入分压电压v
d
。第二输入端子175b经由电阻fr3连接于输出端子175c。第二输入端子175b经由电阻fr4连接于基准电位。另外,输出端子175c、电阻fr3、电阻fr4以及基准电位按此顺序进行连接。放大电路170b基于分压电压v
d
来生成第二传感器电压v
m
,并从输出端子175c输出第二传感器电压v
m
。第二传感器电压v
m
通过下面的数式3给出。在此,fr3是电阻fr3的电阻值。fr4是电阻fr4的电阻值。
[0219]
数式3:v
m
=v
d
*(fr3 fr4)/fr4
[0220]
具体地说,第一输入端子175a是非反相放大端子。第二输入端子175b是反相放大端子。
[0221]
第二传感器电压v
m
被供给到连接点ps。之后,与第一实施方式同样地利用连接点ps的电压。
[0222]
在图12所示的例子中,分压电路170a包括可变电阻vr1。可变参数是可变电阻vr1的电阻值。能够通过调整可变电阻vr1的电阻值来调整分压电压v
d
和第二传感器电压v
m
。
[0223]
此外,也可以将电阻fr1或电阻fr2设为可变电阻。即使这样,也能够通过调整可变电阻的电阻值来调整分压电压v
d
和第二传感器电压v
m
。
[0224]
另外,也可以不是在分压电路170a中而是在放大电路170b中包括可变电阻。具体地说,也可以将电阻fr3或电阻fr4设为可变电阻。即使这样,也能够通过调整可变电阻的电阻值来调整第二传感器电压v
m
。
[0225]
与第一实施方式同样地,在第二实施方式中,为了带来以下说明的(i)的输出电压
‑
输出功率特性和(ii)的输出电流
‑
输出功率特性,在传感器输出相对较小时执行第一反馈控制,并且在传感器输出相对较大时执行第二反馈控制。如上所述,具体地说,传感器输出为第一传感器电压v
s
。
[0226]
(i)的输出电压
‑
输出功率特性是在特性转换电路400的输出电压为某个值时特性转换电路400的输出功率最大的输出电压
‑
输出功率特性。(ii)的输出电流
‑
输出功率特性是在特性转换电路400的输出电流为切换电流i
sw
时特性转换电路400的输出功率最大的输出电流
‑
输出功率特性。在此,切换电流i
sw
是在第一反馈控制与第二反馈控制之间切换时的特性转换电路400的输出电流。具体地说,与第一实施方式同样地,上述某个值是规定范围内的值。
[0227]
在本实施方式中,切换电流i
sw
依赖于由电流传感器128对特性转换电路400的输出电流的检测的误差,并且如果使可变参数变化,则切换电流i
sw
变化。
[0228]
如果电流传感器128存在个体偏差,则在电流传感器128的检测中可能产生误差。也就是说,在传感器输出中可能产生误差。如果将具有误差的传感器输出用于特性转换电路400中的控制,则切换电流i
sw
有可能相对于目标值(以下,有时称为目标电流)发生偏差。如果切换电流i
sw
发生偏差,则最大功率点有可能相对于目标点发生偏差。如果最大功率点发生偏差,则特性转换电路400的最大功率有可能相对于目标值(以下,有时称为目标功率)发生偏差。
[0229]
关于这一点,根据第二实施方式,能够通过使可变参数变化来调整切换电流i
sw
。由此,能够减小切换电流i
sw
相对于目标电流的偏差、减小最大功率点相对于目标点的偏差、减小最大功率相对于目标功率的偏差。另外,调整可变参数来调整切换电流i
sw
,由此,还能够根据状况来调整特性转换电路400的最大功率。例如,在与直流电力转换装置20连接的太阳能发电系统的发电电力小的情况下,能够增大上述最大功率,在太阳能发电系统的发电电力大的情况下,能够减小上述最大功率。另外,燃料电池发电系统40的最大输出功率有时由于例如燃料电池41的堆的经年劣化等而降低。在这种情况下,通过使从特性转换电路400输出的最大功率降低,能够将该最大功率收敛在燃料电池发电系统40能够供给的范围内。
[0230]
通过减小最大功率相对于目标功率的偏差,能够在通过mppt控制从特性转换电路400取出功率时减小所取出的功率相对于目标功率的偏差。通过根据状况调整特性转换电路400的最大功率,能够在通过mppt控制从特性转换电路400取出功率时将所取出的功率调整为与状况相应的值。例如,在与直流电力转换装置20连接的太阳能发电系统的发电电力小的情况下,能够增大取出的功率,在太阳能发电系统的发电电力大的情况下,能够减小上述取出的功率。另外,在燃料电池发电系统40的最大输出功率降低的情况下,能够减小上述取出的功率。
[0231]
[电流传感器128的个体偏差及其抑制]
[0232]
如上所述,电流传感器128有时存在个体偏差。参照图13至图15来详细地说明个体偏差的影响。
[0233]
在本实施方式中,电流传感器128具有图5所示的结构。理想的是,分流电阻128r的电阻值r
sense
、增益g以及偏置电压v
bias
为基准值。但是,电阻值r
sense
、增益g和/或偏置电压v
bias
有可能存在公差范围内的误差。在本实施方式中,电流传感器128构成为:在分流电阻128r的电阻值大于基准值时,电流传感器128输出相比于分流电阻128r的电阻值为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。电流传感器128构成为:在增益g大于基准值时,电流传感器128输出相比于增益g为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。电流传感器128构成为:在偏置电压v
bias
大于基准值时,电流传感器128输出相比于偏置电压v
bias
为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。
[0234]
在图13中,横轴表示特性转换电路400的输出电流。在图13中示出在电阻值r
sense
和增益g处于基准值时使偏置电压v
bias
发生了变化的情况下的特性转换电路400的输出特性。
[0235]
具体地说,在图13中,“特性转换电路的输出电压(0)”表示偏置电压v
bias
为基准值时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出电压(a)”表示偏置电压v
bias
为基准值的101%时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出电压(b)”表示偏置电压v
bias
为基准值的99%时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出电压(c)”表示偏置电压v
bias
为基准值的102%时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出电压(d)”表示偏置电压v
bias
为基准值的98%时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出功率(0)”表示偏置电压v
bias
为基准值时的特性转换电路400的输出功率。“特性转换电路的输出功率(a)”表示偏置电压v
bias
为基准值的101%时的特性转换电路400的输出功率。“特性转换电路的输出功率(b)”表示偏置电压v
bias
为基准值的99%时的特性转换电路400的输出功率。“特性转换电路的输出功率(c)”表示偏置电压v
bias
为基准值的102%时的特性转换电路400的输出功率。“特性转换电路的输出功率(d)”表示偏置电压v
bias
为基准值的98%时的特性转换电路400的输出功率。在图13中,上下延伸的五条虚线分别从左起依次表示切换电流i
sw
(c)、切换电流i
sw
(a)、切换电流i
sw
(0)、切换电流i
sw
(b)以及切换电流i
sw
(d)。“切换电流i
sw
(0)”表示偏置电压v
bias
为基准值时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(a)”表示偏置电压v
bias
为基准值的101%时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(b)”表示偏置电压v
bias
为基准值的99%时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(c)”表示偏置电压v
bias
为基准值的102%时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(d)”表示偏置电压v
bias
为基准值的98%时的切换电流i
sw
。如上所述,切换电流i
sw
是在第一反馈控制与第二反馈控制之间切换时的特性转换电路400的输出电流。
[0236]
根据图13能够理解的是,切换电流i
sw
随着偏置电压v
bias
的变动而变动。
[0237]
在偏置电压v
bias
为基准值时,最大功率点处于目标点。该状况如第一实施方式所涉及的图3a所示的那样。
[0238]
在偏置电压v
bias
处于基准值时,切换电流i
sw
与目标电流一致。在偏置电压v
bias
大于基准值时,相比于偏置电压v
bias
处于基准值时而言,切换电流i
sw
较小。反之,当偏置电压v
bias
小于基准值时,相比于偏置电压v
bias
处于基准值时而言,切换电流i
sw
较大。
[0239]
在偏置电压v
bias
处于基准值时,特性转换电路400的最大功率与目标功率一致。在偏置电压v
bias
大于基准值时,相比于偏置电压v
bias
处于基准值时而言,最大功率较小。反之,当偏置电压v
bias
小于基准值时,相比于偏置电压v
bias
处于基准值时而言,最大功率较大。
[0240]
如图13所示,偏置电压v
bias
的个体偏差导致特性转换电路400的最大功率点的偏
差。最大功率点的偏差导致切换电流i
sw
和最大功率的偏差。
[0241]
关于这一点,在第二实施方式中,通过调整可变电阻vr1的电阻值,能够调整特性转换电路400的切换电流i
sw
,从而能够调整最大功率。
[0242]
例如考虑以下情况:在偏置电压v
bias
小于基准值时,相比于偏置电压v
bias
处于基准值时而言,切换电流i
sw
和最大功率较大。在该情况下,通过调整可变电阻vr1的电阻值来使第二传感器电压v
m
相比于偏置电压v
bias
处于基准值时而言增大,由此能够减小切换电流i
sw
和最大功率。由此,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。具体地说,通过增大可变电阻vr1的电阻值,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0243]
反之,考虑以下情况:在偏置电压v
bias
大于基准值时,相比于偏置电压v
bias
处于基准值时而言,切换电流i
sw
和最大功率较小。在该情况下,通过调整可变电阻vr1的电阻值来使第二传感器电压v
m
相比于偏置电压v
bias
处于基准值时而言减小,由此能够增大切换电流i
sw
和最大功率。由此,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。具体地说,通过减小可变电阻vr1的电阻值,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0244]
通过调整可变电阻vr1,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近偏置电压v
bias
处于基准值时的值。也就是说,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。概括地说,能够使特性转换电路400的输出特性接近偏置电压v
bias
处于基准值时的输出特性。
[0245]
在增益g和偏置电压v
bias
两者存在误差的情况下也是,能够通过调整可变电阻vr1的电阻值来调整特性转换电路400的切换电流i
sw
,从而调整最大功率。
[0246]
在图14和图15中,横轴表示特性转换电路400的输出电流。在图14和图15中示出在分流电阻128r的电阻值r
sense
处于基准值时使增益g和偏置电压v
bias
发生了变化的情况下的特性转换电路400的输出特性。
[0247]
具体地说,在图14中,“特性转换电路的输出电压(0)”表示增益g和偏置电压v
bias
为基准值时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出电压(e)”表示增益g为基准值的101%且偏置电压v
bias
为基准值的102%时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出电压(f)”表示增益g为基准值的99%且偏置电压v
bias
为基准值的98%时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出功率(0)”表示增益g和偏置电压v
bias
为基准值时的特性转换电路400的输出功率。“特性转换电路的输出功率(e)”表示增益g为基准值的101%且偏置电压v
bias
为基准值的102%时的特性转换电路400的输出功率。“特性转换电路的输出功率(f)”表示增益g为基准值的99%且偏置电压v
bias
为基准值的98%时的特性转换电路400的输出功率。“切换电流i
sw
(0)”表示增益g和偏置电压v
bias
为基准值时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(e)”表示增益g为基准值的101%且偏置电压v
bias
为基准值的102%时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(f)”表示增益g为基准值的99%且偏置电压v
bias
为基准值的98%时的切换电流i
sw
。
[0248]
另外,在图15中,“特性转换电路的输出电压(0)”表示增益g和偏置电压v
bias
为基准值时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出电压(g)”表示增益g为基准值的99%且偏置电压v
bias
为基准值的102%时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出电压(h)”表示增益g为基准值的101%且偏置电压v
bias
为基准值的98%时的特性转换电路400的输出电压。“特性转换电路的输出功率(0)”表示增益g和偏置电压v
bias
为基准值时的特性转换电路400的输出功率。“特性转换电路的输出功率(g)”表示增益g为基
准值的99%且偏置电压v
bias
为基准值的102%时的特性转换电路400的输出功率。“特性转换电路的输出功率(h)”表示增益g为基准值的101%且偏置电压v
bias
为基准值的98%时的特性转换电路400的输出功率。“切换电流i
sw
(0)”表示增益g和偏置电压v
bias
为基准值时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(g)”表示增益g为基准值的99%且偏置电压v
bias
为基准值的102%时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(h)”表示增益g为基准值的101%且偏置电压v
bias
为基准值的98%时的切换电流i
sw
。
[0249]
根据图14和图15能够理解的是,切换电流i
sw
随着增益g和偏置电压v
bias
的变动而变动。然而,无论在图14的例子中还是在图15的例子中,都能够通过调整可变电阻vr1的电阻值来使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。概括地说,能够使特性转换电路400的输出特性接近增益g和偏置电压v
bias
处于基准值时的输出特性。
[0250]
具体地说,在图14的(e)的情况下,通过减小可变电阻vr1的电阻值从而减小第二传感器电压v
m
,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0251]
在图14的(f)的情况下,通过增大可变电阻vr1的电阻值从而增大第二传感器电压v
m
,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0252]
在图15的(g)的情况下,通过减小可变电阻vr1的电阻值从而减小第二传感器电压v
m
,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0253]
在图15的(h)的情况下,通过增大可变电阻vr1的电阻值从而增大第二传感器电压v
m
,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0254]
当然,在电阻值r
sense
存在误差的情况下,也能够通过调整可变电阻vr1的电阻值来使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0255]
第二实施方式的技术不仅能够应用于第一实施方式的图4的结构,还能够应用于图8至图10的结构。具体地说,调整器170还能够应用于图8至图10的结构。
[0256]
(第三实施方式)
[0257]
以下,对本公开的第三实施方式进行说明。以下,对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记,并省略说明。
[0258]
图16和图17是第三实施方式所涉及的电力系统500的框图。具体地说,图16示出系统连接时的电力的流动的例子。图17示出停电时的电力的流动的例子。
[0259]
如图16和图17所示,电力系统500具有基板560。基板560设置在将燃料电池发电系统40与发电站10连接的路径上。从燃料电池发电系统40、具体地说是从第二dc总线43向基板560供给直流电力。基板560具有特性转换电路600、lc滤波器61以及保护继电器62。
[0260]
特性转换电路600设置在将燃料电池发电系统40与直流电力转换装置20连接的路径上,详细地说,是设置在直流电力的路径上。特性转换电路600执行特性转换控制。
[0261]
在图18和图19中示出特性转换电路600的输出特性。在图20中示出特性转换电路600的例子。
[0262]
与第一实施方式同样地,特性转换电路600进行的特性转换控制带来以下输出电压
‑
输出功率特性:在特性转换电路600的输出电压为某个值时,特性转换电路600的输出功率最大。特性转换控制包括第一反馈控制和第二反馈控制。第一反馈控制是在特性转换电路600的输出电流相对较小时进行的控制。第二反馈控制是在特性转换电路600的输出电流相对较大时进行的控制。当在第一反馈控制与第二反馈控制之间切换时,特性转换电路600
的输出电压为上述某个值。
[0263]
如图20所示,特性转换电路600包括电压电流控制电路160、电流传感器128以及调整器180。
[0264]
与第一实施方式同样地,电压电流控制电路160是dcdc转换器。电压电流控制电路160设置在燃料电池发电系统40与电流传感器128之间。具体地说,电压电流控制电路160设置在第二dc总线43与电流传感器128之间。
[0265]
与第一实施方式同样地,电流传感器128进行特性转换电路600的输出电流的检测。电流传感器128输出表示该检测的结果的传感器输出。特性转换电路600的输出电流越大,则电流传感器128输出越大的传感器输出。也就是说,特性转换电路600的输出电流越大,则传感器输出越大。在本实施方式中,传感器输出为第一传感器电压v1。电流传感器128包括输出第一传感器电压v1的传感器输出部128a。第一传感器电压v1对应于第一实施方式的传感器电压v
s
。
[0266]
调整器180构成为能够调整可变参数。在本实施方式中,调整器180是可变输出电源,可变参数是可变输出。以下,有时将作为可变输出电源的调整器180记载为可变输出电源180。
[0267]
可变输出电源180输出可变输出。在本实施方式中,可变输出是可变电压v4。可变输出电源180例如是控制器51的数字
‑
模拟端口。
[0268]
在特性转换电路600中设置有第一电路610和第二电路620。第一电路610执行第一反馈控制,在该第一反馈控制中,传感器输出越大,则使特性转换电路600的输出功率越大。第二电路620与第一电路610协同动作来执行第二反馈控制,在该第二反馈控制中,传感器输出越大,则使特性转换电路600的输出功率越小。在特性转换电路600中还设置有反馈电流供给部130。
[0269]
第一电路610、第二电路620以及电压电流控制电路160协同动作,来执行特性转换控制。
[0270]
具体地说,第一电路610与电压电流控制电路160协同动作来执行上述第一反馈控制。第二电路与第一电路610及电压电流控制电路160协同动作来执行第二反馈控制。
[0271]
在特性转换电路600中,为了带来以下说明的(i)的输出电压
‑
输出功率特性和(ii)的输出电流
‑
输出功率特性,在传感器输出相对较小时执行第一反馈控制,并且在传感器输出相对较大时执行第二反馈控制。
[0272]
(i)的输出电压
‑
输出功率特性是如图18所示那样的、在特性转换电路600的输出电压为某个值时特性转换电路600的输出功率最大的输出电压
‑
输出功率特性。具体地说,与第一实施方式同样地,上述某个值是规定范围内的值。
[0273]
如上所述,直流电力转换装置20被设计为能够执行在输出电压处于规定范围内时输出功率最大的太阳能发电系统的mppt控制。在本实施方式中,特性转换电路600具有在输出电压为该规定范围内的值时输出功率最大的上述(i)的输出电压
‑
输出功率特性。燃料电池发电系统的输出电压
‑
输出功率特性不一定适于通过mppt控制进行的电力的取出。但是,具有上述(i)的输出电压
‑
输出功率特性的特性转换电路600通过使用直流电力转换装置20执行mppt控制,能够从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20取出电力。
[0274]
(ii)的输出电流
‑
输出功率特性是如图19所示那样的、在特性转换电路600的输出
电流为切换电流i
sw
时特性转换电路600的输出功率最大的输出电流
‑
输出功率特性。在此,切换电流i
sw
是在第一反馈控制与第二反馈控制之间切换时的特性转换电路600的输出电流。
[0275]
切换电流i
sw
依赖于由电流传感器128对特性转换电路600的输出电流的检测的误差,并且如果使可变参数变化,则该切换电流i
sw
变化。如上所述,在本实施方式中,可变参数是可变输出,具体地说,是可变电压v4。
[0276]
如果电流传感器128存在个体偏差,则在电流传感器128的检测中可能产生误差。也就是说,在传感器输出中可能产生误差。如果将具有误差的传感器输出用于特性转换电路600中的控制,则切换电流i
sw
有可能相对于目标值(以下,有时称为目标电流)发生偏差。如果切换电流i
sw
发生偏差,则图18和图19所示的最大功率点有可能相对于目标点发生偏差。如果最大功率点发生偏差,则特性转换电路600的最大功率有可能相对于目标值(以下,有时称为目标功率)发生偏差。
[0277]
关于这一点,根据本实施方式,通过使可变参数变化,能够调整切换电流i
sw
。由此,能够减小切换电流i
sw
相对于目标电流的偏差、减小最大功率点相对于目标点的偏差、减小最大功率相对于目标功率的偏差。另外,调整可变参数来调整切换电流i
sw
,由此,还能够根据状况来调整特性转换电路600的最大功率。例如,在与直流电力转换装置20连接的太阳能发电系统的发电电力小的情况下,能够增大上述最大功率,在太阳能发电系统的发电电力大的情况下,能够减小上述最大功率。另外,燃料电池发电系统40的最大输出功率有时由于例如燃料电池41的堆的经年劣化等而降低。在这种情况下,通过使从特性转换电路600输出的最大功率降低,能够将该最大功率收敛在燃料电池发电系统40能够供给的范围内。
[0278]
通过减小最大功率相对于目标功率的偏差,能够在通过mppt控制从特性转换电路600取出功率时减小所取出的功率相对于目标功率的偏差。通过根据状况调整特性转换电路600的最大功率,能够在通过mppt控制从特性转换电路600取出功率时将所取出的功率调整为与状况相应的值。例如,在与直流电力转换装置20连接的太阳能发电系统的发电电力小的情况下,能够增大取出的功率,在太阳能发电系统的发电电力大的情况下,能够减小上述取出的功率。另外,在燃料电池发电系统40的最大输出功率降低的情况下,能够减小上述取出的功率。
[0279]
典型地说,特性转换电路600的输出电压
‑
输出功率特性是输出功率相对于输出电压具有单峰的特性。上述(i)的输出电压
‑
输出功率特性示出了这样的特性。
[0280]
进一步说明特性转换电路600的输出特性。
[0281]
在图18中,实线表示特性转换电路600的输出电压与特性转换电路600的输出功率之间的关系、即输出电压
‑
输出功率特性。短虚线表示特性转换电路600的输出电压与特性转换电路600的输出电流之间的关系、即输出电压
‑
输出电流特性。单点划线表示第一反馈控制的贡献。双点划线表示第二反馈控制的贡献。长虚线表示第一传感器电压v1。
[0282]
如根据图18而能够理解的那样,在本实施方式中,通过第一反馈控制,特性转换电路600的输出电压
‑
输出电流特性为在输出电流小的区域内输出电压追踪规定值的特性。通过第二反馈控制,特性转换电路600的输出电压
‑
输出电流特性为在输出电流大的区域内输出电压随着输出电流的增加而降低的特性。这些反馈控制相结合,特性转换电路600的输出电压
‑
输出电流特性为图18的短虚线所示的特性。作为结果,特性转换电路600的输出电压
‑
输出功率特性为如图18的实线所示那样的具有单峰的向上凸的特性。
[0283]
如上所述,特性转换电路600的向上凸的输出电压
‑
输出功率特性使得能够由直流电力转换装置20进行mppt控制。特性转换电路600的mppt控制能够由直流电力转换装置20执行。
[0284]
进一步说明特性转换电路600的结构。
[0285]
如图20所示,第一电路610具有第一电阻621、第二电阻622以及第一分流调节器625。第二电路620具有电流传感器128、传感器电压调整电路620a以及电压电流转换电路620b。反馈电流供给部130具有电流供给电源131和第三电阻132。在本实施方式中,电流供给电源131是恒压源。第三实施方式的第三电阻132对应于第一实施方式的第七电阻132。
[0286]
关于电压电流控制电路160,从电流供给电源131流出的电流越小,则使电压电流控制电路160的输出电压相对于输入电压的比率越大。这样,特性转换电路600根据从电流供给电源131流出的电流来调整上述比率。
[0287]
在第一电路610中,通过第一电阻621和第二电阻622对特性转换电路600的输出电压进行分压。被分压后的电压出现在电阻621与电阻622的第一连接点p1处。以下,有时将在第一连接点p1处出现的电压称为第一参照电压v
ref1
。第一参照电压v
ref1
被输入到第一分流调节器625的第一参照电压端子625a。被输入到第一参照电压端子625a的第一参照电压v
ref1
越大,则在电流供给电源131、第三电阻132、第一分流调节器625以及基准电位中按此顺序流过的电流i1越大。在图20中,电流i1是在第一分流调节器625中向图示下方流动的电流。以下,有时将电流i1称为第一电流i1。
[0288]
在本实施方式中,通过第一反馈控制来控制特性转换电路600的开路电压。在此,开路电压是特性转换电路600的输出电流为零时的特性转换电路600的输出电压。具体地说,在第一反馈控制中,通过第一分流调节器625和电压电流控制电路160的工作,第一参照电压v
ref1
追踪后述的第一基准电压v
s1
,由此开路电压被设定为规定值。
[0289]
参照图21来进一步说明本实施方式的第一分流调节器625。第一分流调节器625包括第一参照电压端子625a、第一阴极625k、第一阳极625a、第一基准电压源625s、第一运算放大器625o以及第一晶体管625t。第一运算放大器625o包括非反相放大端子625oa、反相放大端子625ob以及输出端子625oc。第一晶体管625t包括阴极侧端子625ta、阳极侧端子625tb以及控制端子625tc。向非反相放大端子625oa供给被输入到第一参照电压端子625a的电压。反相放大端子625ob的电压通过第一基准电压源625s被设定为比第一阳极625a的电压高出第一基准电压v
s1
的电压。当通过向第一参照电压端子625a输入比第一基准电压v
s1
大的电压而使非反相放大端子625oa的电压比反相放大端子625ob的电压大时,电流从输出端子625oc流向控制端子625tc,第一电流i1从第一阴极625k依次经由阴极侧端子625ta和阳极侧端子625tb流向第一阳极625a。在图21的例子中,第一晶体管625t是双极晶体管,具体地说是npn晶体管。阴极侧端子625ta是集电极。阳极侧端子625tb是发射极。控制端子625tc是基极。此外,在该说明中,在输出端子625oc与控制端子625tc之间流动的电流、具体地说是基极电流作为十分小的电流而忽略。
[0290]
基于参照图21进行的说明,能够如以下那样说明第一电路610的动作。如果特性转换电路600的输出电压v
out
变大,则第一参照电压v
ref1
变大。在第一分流调节器625中,由于第一参照电压v
ref1
变大而第一参照电压v
ref1
相对于第一基准电压v
s1
的偏离越大,则第一电
流i1越大。如果第一电流i1变大,则从电流供给电源131流出的电流变大。如果该流出电流变大,则电压电流控制电路160的输出电压相对于输入电压的比率变小。第一电路610以这种方式与电压电流控制电路160协同动作,来控制特性转换电路600的输出电压v
out
。具体地说,第一电路610与电压电流控制电路160协同动作,来使第一参照电压v
ref1
追踪第一基准电压v
s1
,从而使特性转换电路600的输出电压v
out
追踪规定值。
[0291]
返回到图20,第二电路620的传感器电压调整电路620a包括可变输出电源180、输入电阻r1、反馈电阻r2以及传感器电压调整运算放大器124。
[0292]
如上所述,电流传感器128输出第一传感器电压v1。可变输出电源180输出可变电压v4。传感器电压调整电路620a生成根据第一传感器电压v1和可变电压v4而变化的第二传感器电压v2。
[0293]
如果电流传感器128存在个体偏差,则在第一传感器电压v1中可能产生误差。如果将具有误差的第一传感器电压v1用于特性转换电路600中的控制,则有可能切换电流i
sw
相对于目标电流发生偏差、最大功率点相对于目标点发生偏差、特性转换电路600的最大功率相对于目标功率发生偏差。关于这一点,根据本实施方式,能够生成反映出第一传感器电压v1和可变电压v4的第二传感器电压v2。通过将反映出适当地设定的可变电压v4的第二传感器电压v2用于特性转换电路600中的控制,能够减小切换电流i
sw
相对于目标电流的偏差、减小最大功率点相对于目标点的偏差、减小最大功率相对于目标功率的偏差。另外,调整可变电压v4来调整切换电流i
sw
,由此,还能够根据状况来调整特性转换电路600的最大功率。
[0294]
具体地说,传感器电压调整运算放大器124包括传感器输入端子124a、可变电压输入端子124b以及第二传感器电压输出端子124c。传感器输入端子124a经由输入电阻r1连接于传感器输出部128a。向可变电压输入端子124b输入可变电压v4。第二传感器电压输出端子124c经由反馈电阻r2连接于传感器输入端子124a。传感器电压调整运算放大器124基于传感器输入端子124a与可变电压输入端子124b的电压差来生成第二传感器电压v2,并从第二传感器电压输出端子124c输出第二传感器电压v2。
[0295]
具体地说,传感器输入端子124a是反相放大端子。可变电压输入端子124b是非反相放大端子。
[0296]
第二电路620的电压电流转换电路620b包括电压供给电源129、中间电阻r3、晶体管驱动运算放大器126以及调整电流输出晶体管127。电压供给电源129输出阈值电压v3。在本实施方式中,电压供给电源129是恒压源。
[0297]
在电压电流转换电路620b中,在由于第一传感器电压v1变大而第二传感器电压v2以跨越阈值电压v3的方式变化时,调整电流i3开始流动。在调整电流i3开始流动时,从第一反馈控制切换为第二反馈控制。在电流开始流动的时刻切换控制的特性转换电路600易于设计。
[0298]
具体地说,晶体管驱动运算放大器126包括电源输入端子126a、第二传感器电压输入端子126b以及控制电压输出端子126c。电源输入端子126a经由中间电阻r3连接于电压供给电源129。向第二传感器电压输入端子126b输入第二传感器电压v2。晶体管驱动运算放大器126基于电源输入端子126a与第二传感器电压输入端子126b的电压差来生成控制电压v
c
,并从控制电压输出端子126c输出控制电压v
c
。
[0299]
具体地说,电源输入端子126a是反相放大端子。第二传感器电压输入端子126b是
非反相放大端子。
[0300]
调整电流输出晶体管127包括控制端子127c、第一端子127a以及第二端子127b。向控制端子127c输入控制电压v
c
。第一端子127a经由中间电阻r3连接于电压供给电源129。第二端子127b输出调整电流i3。
[0301]
在图20的例子中,调整电流输出晶体管127是双极晶体管,具体地说是pnp晶体管。控制端子127c是基极。第一端子127a是发射极。第二端子127b是集电极。
[0302]
使用数式来进一步说明第二电路620的第一传感器电压v1、第二传感器电压v2、调整电流i3以及输出电压v
out
。
[0303]
在图22中示出本实施方式的电流传感器128。电流传感器128包括分流电阻128r和电流感测放大器128s。分流电阻128r的电阻值为r
sense
。当电流i
load
流过分流电阻128r时,对分流电阻128r施加电压r
sense
i
load
。电流感测放大器128s将对电压r
sense
i
load
乘以增益g所得到的电压与偏置电压v
bias
的合计电压作为第一传感器电压v1输出。也就是说,本实施方式的电流传感器128所生成的第一传感器电压v1通过数式4给出。但是,也可以将霍尔元件方式的电流传感器等其它电流传感器用作电流传感器128,将该电流传感器的输出用作第一传感器电压v1。此外,电流i
load
对应于特性转换电路600的输出电流。“*”是表示乘法运算的符号。如根据图5和图22而能够理解的那样,图22的电流传感器128的结构与图5的电流传感器的结构相同。
[0304]
数式4:v1=r
sense
*i
load
*g v
bias
[0305]
在传感器电压调整电路620a中,通过使用了传感器电压调整运算放大器124的差分放大,来生成第二传感器电压v2。第二传感器电压v2通过下面的数式5给出。在此,r1是输入电阻r1的电阻值。r2是反馈电阻r2的电阻值。
[0306]
数式5:v2=v4 (v4
‑
v1)*r2/r1
[0307]
在电压电流转换电路620b中,在v2<v3时,晶体管驱动运算放大器126驱动调整电流输出晶体管127,使得由于虚短路而电源输入端子126a的电压追踪第二传感器电压输入端子126b的电压。具体地说,在v2<v3时,晶体管驱动运算放大器126驱动控制端子127c,使得电源输入端子126a的电压成为第二传感器电压v2,对中间电阻r3施加阈值电压v3与第二传感器电压v2的电压差v3
‑
v2,并且电流(v3
‑
v2)/r3从中间电阻r3流向第一端子127a。更为具体地说,在该驱动时,在控制电压输出端子126c与控制端子127c之间流过电流。在此,r3是中间电阻r3的电阻值。在v2<v3时,调整电流i3通过下面的数式6给出。在v2≥v3时,调整电流i3通过下面的数式7给出。此外,在数式6中,在控制电压输出端子126c与控制端子127c之间流过的电流、在图20的例子中为基极电流作为十分小的电流而忽略。
[0308]
数式6:i3=(v3
‑
v2)/r3
[0309]
数式7:i3=0
[0310]
在图示的例子中,晶体管驱动运算放大器126抑制了由于调整电流输出晶体管127的端子127c
‑
127a间的电压的因温度引起的变化而调整电流i3变化。具体地说,假设如果向晶体管127的控制端子127c直接供给第二传感器电压v2,则第一端子127a的电压变为对第二传感器电压v2加上端子127c
‑
127a间的电压所得到的值。因此,第一端子127a的电压受到端子127c
‑
127a间的电压的影响。与此相对地,在本实施方式中,由于运算放大器126的端子126a与端子126b虚短路,因此第一端子127a的电压与第二传感器电压v2实质上相同,调整
电流i3实质上不受端子127c
‑
127a间的电压的影响。如之前所叙述的那样,具体地说,控制端子127c是基极。第一端子127a是发射极。第二端子127b是集电极。端子127c
‑
127a间的电压是基极
‑
发射极间的电压。
[0311]
如根据使用图21进行的上述说明而能够理解的那样,通过第一分流调节器625,第一参照电压v
ref1
追踪恒定的第一基准电压v
s1
。输出电压v
out
通过下面的数式8给出。在此,r621是第一电阻621的电阻值。r622是第二电阻622的电阻值。数式8示出:调整电流i3越大,则特性转换电路600的输出电压v
out
越小。
[0312]
数式8:v
out
=(v
ref1
/r622
‑
i3)*r621 v
ref1
[0313]
如根据数式8和图19而能够理解的那样,如果流过调整电流i3,则输出电压v
out
变小。这样,调整电流i3起到调整输出电压v
out
的作用。能够将调整电流i3称为输出电压调整电流i3。
[0314]
如根据以上的说明而能够理解的那样,在本实施方式中,通过调整第一反馈控制来实现第二反馈控制。具体地说,通过第二电路620来进行该调整。能够将第二电路620称为调整电路。
[0315]
在本实施方式中,使用第一电路610和第二电路620进行燃料电池发电系统40的输出特性的转换。从控制结构的简易化、成本等观点出发,由电路承担软件所能担负的作用的优势多。另外,由此,能够避免软件的设计,能够避免在软件中发生故障的风险。
[0316]
另外,使用电路进行特性转换的方式与燃料电池发电系统的相容性良好。具体地说,燃料电池发电系统的输出电压及输出功率不同于风力发电系统等,易于维持恒定。在一个具体例中,燃料电池发电系统的输出电压和输出功率在额定发电中维持恒定。因此,在与特性转换电路连接的发电系统是燃料电池发电系统的情况下,根据发电系统的输出电压和/或输出功率来变更特性转换的特性的必要性低,易于采用使用电路进行特性转换的方式。
[0317]
[电流传感器128的个体偏差及其抑制]
[0318]
如上所述,电流传感器128有时存在个体偏差。参照图23和图24来详细地说明个体偏差的影响。
[0319]
在本实施方式中,电流传感器128具有图22所示的结构。理想的是,分流电阻128r的电阻值r
sense
、增益g以及偏置电压v
bias
为基准值。但是,电阻值r
sense
、增益g和/或偏置电压v
bias
有可能存在公差范围内的误差。在本实施方式中,电流传感器128构成为:在分流电阻128r的电阻值大于基准值时,电流传感器128输出相比于分流电阻128r的电阻值为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。电流传感器128构成为:在增益g大于基准值时,电流传感器128输出相比于增益g为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。电流传感器128构成为:在偏置电压v
bias
大于基准值时,电流传感器128输出相比于偏置电压v
bias
为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。
[0320]
在图23中,横轴表示特性转换电路600的输出电压。在图23中示出在增益g和偏置电压v
bias
处于基准值时使电阻值r
sense
发生了变化的情况下的特性转换电路600的输出特性。
[0321]
具体地说,在图23中,“特性转换电路的输出电流(0)”表示分流电阻128r的电阻值r
sense
处于基准值时的特性转换电路600的输出电流。“特性转换电路的输出电流( )”表示电
阻值r
sense
大于基准值时的该输出电流。“特性转换电路的输出电流(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的该输出电流。“特性转换电路的输出功率(0)”表示电阻值r
sense
处于基准值时的特性转换电路600的输出功率。“特性转换电路的输出功率( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的该输出功率。“特性转换电路的输出功率(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的该输出功率。
[0322]
在图24中,横轴表示特性转换电路600的输出电流。在图24中示出在增益g和偏置电压v
bias
处于基准值时使电阻值r
sense
发生了变化的情况下的特性转换电路600的输出特性。
[0323]
具体地说,在图24中,“特性转换电路的输出电压(0)”表示分流电阻128r的电阻值r
sense
处于基准值时的特性转换电路600的输出电压。“特性转换电路的输出电压( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的该输出电压。“特性转换电路的输出电压(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的该输出电压。“调整电流i3(0)”表示分流电阻128r的电阻值r
sense
处于基准值时的调整电流i3。“调整电流i3( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的调整电流i3。“调整电流i3(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的调整电流i3。“特性转换电路的输出功率(0)”表示电阻值r
sense
处于基准值时的特性转换电路600的输出功率。“特性转换电路的输出功率( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的该输出功率。“特性转换电路的输出功率(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的该输出功率。“切换电流i
sw
(0)”表示电阻值r
sense
处于基准值时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的切换电流i
sw
。如上所述,切换电流i
sw
是在第一反馈控制与第二反馈控制之间切换时的特性转换电路600的输出电流。
[0324]
在电阻值r
sense
为基准值时,最大功率点处于目标点。该状况如图18和图19所示的那样。
[0325]
在电阻值r
sense
处于基准值时,切换电流i
sw
与目标电流一致。“切换电流i
sw
(0)”对应于目标电流。当电阻值r
sense
大于基准值时,相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,切换电流i
sw
较小。反之,当电阻值r
sense
小于基准值时,相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,切换电流i
sw
较大。
[0326]
在电阻值r
sense
处于基准值时,特性转换电路600的最大功率与目标功率一致。特性转换电路600的输出电流为“切换电流i
sw
(0)”时的“特性转换电路的输出功率(0)”对应于目标功率。当电阻值r
sense
大于基准值时,相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,最大功率较小。反之,当电阻值r
sense
小于基准值时,相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,最大功率较大。
[0327]
如图23和图24所示,分流电阻128r的电阻值r
sense
的个体偏差导致特性转换电路600的最大功率点的偏差。最大功率点的偏差导致切换电流i
sw
和最大功率的偏差。
[0328]
关于这一点,在本实施方式中,通过调整可变电压v4,能够调整特性转换电路600的切换电流i
sw
,从而能够调整最大功率。
[0329]
例如,考虑以下情况:在电阻值r
sense
小于基准值时,相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,切换电流i
sw
和最大功率较大。在该情况下,通过使可变电压v4相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言减小,能够减小切换电流i
sw
和最大功率。由此,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0330]
反之,考虑以下情况:在电阻值r
sense
大于基准值时,相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,切换电流i
sw
和最大功率较小。在该情况下,通过使可变电压v4相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言增大,能够增大切换电流i
sw
和最大功率。由此,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0331]
参照图25来进一步说明调整可变电压v4能够使调整电流i3和最大功率变化的情况。
[0332]
在图25的(a)中示出第一传感器电压v1。但是,该第一传感器电压v1中有可能具有由电流传感器128的个体偏差引起的误差。
[0333]
在图25的(b)中示出第二传感器电压v2。电压v2a是调整可变电压v4之前的第二传感器电压v2。此外,调整前的可变电压v4既可以是0v,也可以不是0v。如根据数式5而能够理解的那样,如果增大可变电压v4,则第二传感器电压v2变大。电压v2b是以这种方式变大后的第二传感器电压v2。反之,如果减小可变电压v4,则第二传感器电压v2变小。电压v2c是以这种方式变小后的第二传感器电压v2。箭头ar1表示能够通过调整可变电压v4来调整第二传感器电压v2。
[0334]
在图25的(c)中示出调整电流i3和切换电流i
sw
。电流i3a是调整可变电压v4和第二传感器电压v2之前的调整电流i3。电流i
sw
a是此时的切换电流i
sw
。如果增大第二传感器电压v2而变为电压v2b,则在特性转换电路600的输出电流更大时,调整电流i3开始流动。电流i3b是以这种方式开始流动的时刻发生了变化之后的调整电流i3。电流i
sw
b是此时的切换电流i
sw
。反之,如果减小第二传感器电压v2而变为电压v2c,则在特性转换电路600的输出电流更小时,调整电流i3开始流动。电流i3c是以这种方式开始流动的时刻发生了变化之后的调整电流i3。电流i
sw
c是此时的切换电流i
sw
。箭头ar2表示:调整可变电压v4来调整第二传感器电压v2,由此能够调整切换电流i
sw
。通过该调整,能够调整最大功率。
[0335]
通过调整可变电压v4,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近电阻值r
sense
处于基准值时的值。也就是说,能够使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0336]
在电流传感器128具有图22所示的结构的情况下,可能偏置电压v
bias
的个体偏差也导致特性转换电路600的最大功率点的偏差。可能增益g的个体偏差也导致特性转换电路600的最大功率点的偏差。在电流传感器128是霍尔元件方式的电流传感器等其它传感器的情况下也是,由电流传感器128的个体偏差引起的误差可能导致特性转换电路600的最大功率点的偏差。但是,在这些情况下,也与分流电阻128r的电阻值r
sense
存在偏差的情况同样地,能够通过调整可变电压v4来使特性转换电路600的最大功率点接近目标点,使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0337]
[可变电压v4的调整方式的例子]
[0338]
以下,对可变电压v4的第一调整例和第二调整例进行说明。
[0339]
考虑存在切换电流i
sw
的目标值、即目标电流的情况。在第一调整例和第二调整例中,调整可变电压v4来对特性转换电路600进行校正,使得在输出电流为目标电流时,输出电压为目标电压、输出功率为最大功率且为目标功率。具体地说,在第一调整例和第二调整例中,目标电流是图24的“切换电流i
sw
(0)”。目标电压是图24中的输出电流为“切换电流i
sw
(0)”时的“特性转换电路的输出电压(0)”。最大功率和目标功率是图24中的输出电流为“切换电流i
sw
(0)”时的“特性转换电路的输出功率(0)”。
[0340]
在第一调整例中,如以下那样调整可变电压v4。首先,使第一dcdc转换器21进行恒流控制,同时从燃料电池发电系统40向特性转换电路600供给直流电力,使得特性转换电路600的输出电流固定为目标电流。接着,调整可变电压v4,使得特性转换电路600的输出电压为目标电压。
[0341]
具体地说,在第一调整例中,设为特性转换电路600具有图24的“特性转换电路的输出电压( )”所示的输出电流
‑
输出电压特性。在该情况下,在输出电流为“切换电流i
sw
(0)”时,输出电压低于目标电压。因此,增大可变电压v4。于是,输出电流
‑
输出电压特性发生变化,输出电压接近目标电压。通过适度地增大可变电压v4,能够使输出电压与目标电压一致。并且,通过设定该可变电压v4,切换电流i
sw
与目标电流一致,输出功率为最大功率且为目标功率。由此,实现上述校正。
[0342]
另外,在第一调整例中,设为特性转换电路600具有图24的“特性转换电路的输出电压(
‑
)”所示的输出电流
‑
输出电压特性。在该情况下,在输出电流为“切换电流i
sw
(0)”时,输出电压与目标电压相同。在此,减小可变电压v4。在可变电压v4的降低幅度达到某种程度时,输出电压开始从目标电压起降低。通过将可变电压v4设定为输出电压开始降低时的值,能够使输出电压与目标电压一致,并且能够使切换电流i
sw
与目标电流一致,能够使输出功率为最大功率且为目标功率。由此,实现上述校正。
[0343]
在第二调整例中,如以下那样调整可变电压v4。首先,使第一dcdc转换器21进行恒流控制,同时从燃料电池发电系统40向特性转换电路600供给直流电力,使得特性转换电路600的输出电流固定为目标电流。接着,调整可变电压v4,使得特性转换电路600的输出功率为目标功率。此外,能够使用功率计等来测定特性转换电路600的输出功率。
[0344]
具体地说,在第二调整例中,设为特性转换电路600具有图24的“特性转换电路的输出功率( )”所示的输出电流
‑
输出功率特性。在该情况下,在输出电流为“切换电流i
sw
(0)”时,输出功率低于目标功率。因此,增大可变电压v4。于是,输出电流
‑
输出功率特性发生变化,输出功率接近目标功率。通过适度地增大可变电压v4,能够使输出功率为最大功率且为目标功率。并且,通过设定该可变电压v4,切换电流i
sw
与目标电流一致,输出电压与目标电压一致。由此,实现上述校正。
[0345]
另外,在第二调整例中,设为特性转换电路600具有图24的“特性转换电路的输出功率(
‑
)”所示的输出电流
‑
输出功率特性。在该情况下,在输出电流为“切换电流i
sw
(0)”时,输出功率不是最大功率,但与目标功率相同。在此,减小可变电压v4。在可变电压v4的降低幅度达到某种程度时,输出功率开始从目标功率起降低。通过将可变电压v4设定为输出功率开始降低时的值,能够使输出功率为最大功率且为目标功率,并且能够使切换电流i
sw
与目标电流一致,能够使输出电压与目标电压一致。由此,实现上述校正。
[0346]
[与状况相应的特性转换电路600的最大功率的调整]
[0347]
通过调整可变参数,还能够根据状况来调整特性转换电路600的最大功率。在一例中,根据与直流电力转换装置20连接的太阳能发电系统的发电状况来调整可变参数。以下,对这样的例子进行说明。
[0348]
本实施方式的电力系统500具备控制器51。在本实施方式中,具体地说,燃料电池发电系统40包括控制器51。但是,控制器51也可以不包括在燃料电池发电系统40中。
[0349]
在一个具体例中,控制器51根据至少一个太阳能发电系统的发电输出来使可变参
数变化。如果这样,则能够根据太阳能发电系统的发电输出来调整特性转换电路600的输出功率。
[0350]
发电输出例如是发电电压、发电电力、发电电流等。至少一个太阳能发电系统的发电输出既可以是至少一个太阳能发电系统中包含的一个太阳能发电系统的发电输出,也可以是根据至少一个太阳能发电系统中包括的多个太阳能发电系统的发电输出确定的值,还可以是根据至少一个太阳能发电系统中包括的所有太阳能发电系统的发电输出确定的值。根据多个或所有太阳能发电系统的发电输出确定的值能够是合计值或平均值。具体地说,至少一个太阳能发电系统的发电输出既可以是太阳能发电系统31和32中的一方的发电输出,也可以是太阳能发电系统31和32的发电输出的合计值或平均值。
[0351]
在一个具体例中,发电输出是至少一个太阳能发电系统的发电电压。控制器51使可变参数变化,使得在(a)发电电压以跨越阈值发电电压的方式变大时,切换电流i
sw
变小,或者控制器51使可变参数变化,使得(b)发电电压越大则切换电流i
sw
越小。典型地说,在太阳能发电系统的发电电压大的情况下,太阳能发电系统的发电电力大。在此具体例中,在这样的情况下,使可变参数变化,使得切换电流i
sw
变小。如果这样,则特性转换电路600的最大功率变小。如果这样,则通过mppt控制从特性转换电路600向直流电力转换装置20取出的功率变小。基于以上的理由,根据此具体例,能够向直流电力转换装置20供给不多不少的电力。
[0352]
在一个具体例中,控制器51使用表示发电输出的控制信号来使可变参数变化。如果这样,则能够容易地执行与发电输出相应的可变参数的调整。控制信号例如由直流电力转换装置20生成。或者,电力系统500也可以具备用于生成表示发电输出的控制信号的输出传感器。
[0353]
此外,“与状况相应的特性转换电路600的最大功率的调整”的记载内容还能够应用于第二实施方式和第四实施方式。
[0354]
在图26中示出作为特性转换电路600的具体例的特性转换电路600x。如根据图26而能够理解的那样,能够仿照第一实施方式的图8的特性转换电路100x来构成特性转换电路600x。因此,省略特性转换电路600x的详细的说明。
[0355]
(第四实施方式)
[0356]
还能够采用第四实施方式所涉及的特性转换电路。以下,对第四实施方式所涉及的特性转换电路进行说明。以下,对与第三实施方式相同的部分标注相同的附图标记,并省略说明。
[0357]
图27和图28是第四实施方式所涉及的电力系统700的框图。具体地说,图27示出系统连接时的电力的流动的例子。图28示出停电时的电力的流动的例子。
[0358]
如图27和图28所示,电力系统700具有基板760。基板760设置在将燃料电池发电系统40与发电站10连接的路径上。从燃料电池发电系统40、具体地说是从第二dc总线43向基板760供给直流电力。基板760具有特性转换电路800、lc滤波器61以及保护继电器62。
[0359]
特性转换电路800设置在将燃料电池发电系统40与直流电力转换装置20连接的路径上,详细地说,是设置在直流电力的路径上。特性转换电路800执行特性转换控制。
[0360]
在图29a和图30中示出第四实施方式所涉及的特性转换电路800的输出特性。在图31中示出第四实施方式所涉及的特性转换电路800。
[0361]
在第四实施方式中,第一电路810与电压电流控制电路160协同动作来执行第一反馈控制。第二电路820与第一电路810及电压电流控制电路160协同动作来执行第二反馈控制。在第一反馈控制和第二反馈控制这两者中使用电流传感器128。
[0362]
在特性转换电路800中,为了带来以下说明的(i)的输出电压
‑
输出功率特性和(ii)的输出电流
‑
输出功率特性,在传感器输出相对较小时执行第一反馈控制,并且在传感器输出相对较大时执行第二反馈控制。
[0363]
特性转换电路800的(i)的输出电压
‑
输出功率特性是如图29a所示那样的、在特性转换电路800的输出电压为某个值时特性转换电路800的输出功率最大的输出电压
‑
输出功率特性。另外,(i)的输出电压
‑
输出电流特性是如图29a和图30所示那样的、在特性转换电路800的输出电压跨越某个值的区域内特性转换电路800的输出电压越大则特性转换电路800的输出电流越小的输出电压
‑
输出电流特性。在此,特性转换电路800的输出电压跨越上述某个值的区域是从特性转换电路800的输出电压为比上述某个值小的第一值到特性转换电路800的输出电压为比上述某个值大的第二值为止的区域。具体地说,与第一实施方式同样地,上述某个值是规定范围内的值。
[0364]
如上所述,直流电力转换装置20被设计为能够执行在输出电压处于规定范围内时输出功率最大的太阳能发电系统的mppt控制。在本实施方式中,特性转换电路800具有在输出电压为该规定范围内的值时输出功率最大的上述(i)的输出电压
‑
输出功率特性。另外,在本实施方式中,特性转换电路800具有在输出电压跨越某个值的区域内特性转换电路800的输出电压越大则特性转换电路800的输出电流越小的输出电压
‑
输出电流特性。燃料电池发电系统的输出电压
‑
输出功率特性不一定适于通过mppt控制进行的电力的取出。但是,具有上述(i)的输出电压
‑
输出功率特性的特性转换电路800通过使用直流电力转换装置20执行mppt控制,能够从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20取出电力。
[0365]
另外,根据特性转换电路800,易于基于mppt控制来从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20取出大的电力。以下,参照图29a和图29b对这一点进行说明。
[0366]
如上所述,带来在特性转换电路800的输出电压跨越上述某个值的区域内特性转换电路800的输出电压越大则特性转换电路800的输出电流越小的输出电压
‑
输出电流特性。根据该输出电压
‑
输出电流特性,如图29a所示,特性转换电路800的输出电压
‑
输出功率特性的曲线图能够成为在跨越上述某个值的区域内输出功率相对于输出电压向上凸的曲线状。在典型例中,特性转换电路800的输出电压
‑
输出功率特性的曲线图是在输出电压为上述某个值时输出功率最大的单峰的曲线图。
[0367]
假设特性转换电路800的输出电压
‑
输出功率特性的曲线图为如图29b所示那样的输出功率相对于输出电压向上凸的直线状。在该情况下,虽然执行了mppt控制,但动作点被调整为相对于最大功率点发生了偏差的点。具体地说,将特性转换电路800的输出电压调整为相对于最大功率点的输出电压v
target
发生了偏差的电压v
real
。在该情况下,特性转换电路800的输出功率相比于动作点被调整为最大功率点的情况下的输出功率而言减少。在图29b中,将该减少幅度记载为δp
b
。
[0368]
另一方面,在图29a的例子中也是,如果特性转换电路800的输出电压被调整为相对于最大功率点的输出电压v
target
发生了偏差的电压v
real
,则特性转换电路800的输出功率相比于动作点被调整为最大功率点的情况下的输出功率而言减少。在图29a中,将该减少幅
度记载为δp
a
。
[0369]
如上所述,特性转换电路800的输出电压
‑
输出功率特性的曲线图无论是直线状还是曲线状,当动作点相对于最大功率点发生偏差时,特性转换电路800的输出功率就会减少。但是,其减少幅度不同。具体地说,图29a的情况下的减少幅度δp
a
比图29b的减少幅度δp
b
小。这样,从抑制由上述的偏差引起的输出功率的减少幅度、从而抑制从燃料电池发电系统40向直流电力转换装置20取出的电力的减少幅度的观点来看,输出电压
‑
输出功率特性的曲线图为向上凸的曲线状是有利的。
[0370]
与第一实施方式同样地,第四实施方式的特性转换电路800的输出特性具有能够抑制由mppt控制的方式和分辨率引起的输出功率的减少幅度这样的优点。该输出特性具有现实的优点。另外,该输出特性具有提高特性转换电路800的兼容性、减小对可采用的直流电力转换装置20的限制这样的优点。
[0371]
另外,(ii)的输出电流
‑
输出功率特性是如图29a和图30所示那样的、在特性转换电路800的输出电流为切换电流i
sw
时特性转换电路800的输出功率最大的输出电流
‑
输出功率特性。在此,切换电流i
sw
是在第一反馈控制与第二反馈控制之间切换时的特性转换电路800的输出电流。
[0372]
切换电流i
sw
依赖于由电流传感器128对特性转换电路800的输出电流的检测的误差,并且如果使可变参数变化,则切换电流i
sw
变化。这一点与第三实施方式相同,因此省略详细的说明。
[0373]
如根据图29a而能够理解的那样,在本实施方式中,通过第一反馈控制和第二反馈控制,特性转换电路800带来在特性转换电路800的输出电压大于上述某个值且小于开路电压的区域内特性转换电路800的输出电压越大则特性转换电路800的输出电流越小的输出电压
‑
输出电流特性。另外,带来在特性转换电路800的输出电压大于0且小于上述某个值的区域内特性转换电路800的输出电压越大则特性转换电路800的输出电流越小的输出电压
‑
输出电流特性。在此,开路电压是特性转换电路800的输出电流为零时的特性转换电路800的输出电压。
[0374]
将小于上述某个值的值定义为第一值。将大于上述某个值的值定义为第二值。此时,在图29a的例子中,输出特性是以下特性:在输出电压大于第一值且小于上述某个值的区域、以及输出电压大于上述某个值且小于第二值的区域这两个区域内,输出电压越大,则输出电流越线性地变小。也就是说,输出特性是在上述两个区域内输出电流相对于输出电压以一次函数的形态变小的特性。由此,输出特性能够成为在上述两个区域内输出功率相对于输出电压以二次函数的形态变化的特性。
[0375]
具体地说,在图29a的例子中,输出特性是以下特性:在输出电压大于0且小于上述某个值的区域、以及从输出电压为上述某个值到输出电压为开路电压的值为止的区域这两个区域内,输出电压越大,则输出电流越线性地变小。也就是说,输出特性是在上述两个区域内输出电流相对于输出电压以一次函数的形态变小的特性。由此,输出特性能够成为在上述两个区域内输出功率相对于输出电压以二次函数的形态变化的特性。
[0376]
在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,将电压为零且功率为零的点定义为原点。在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,最大功率点可以说是电压为上述某个值且功率最大的点。在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,将电压为开路电压且功率为零的点定义为
开路电压点。在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,将连结原点和最大功率点的直线定义为第一直线。在输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中,将连结最大功率点和开路电压点的直线定义为第二直线。此时,在图29a的例子中,输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中的、输出电压大于第一值且小于上述某个值的区域相对于第一直线而言处于高功率侧。输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中的、输出电压大于上述某个值且小于第二值的区域相对于第二直线而言处于高功率侧。
[0377]
具体地说,在图29a的例子中,输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中的、输出电压大于0且小于上述某个值的区域相对于第一直线而言处于高功率侧。输出电压
‑
输出功率特性的曲线图中的、从输出电压为上述某个值到输出电压为开路电压为止的区域相对于第二直线而言处于高功率侧。
[0378]
第一反馈控制和第二反馈控制相结合,特性转换电路800的输出电压
‑
输出电流特性成为图29a和图30的虚线所示的特性。作为结果,特性转换电路800的输出电压
‑
输出功率特性成为如图29a的实线所示那样的具有单峰的向上凸的特性。
[0379]
如上所述,特性转换电路800的向上凸的输出电压
‑
输出功率特性使得能够由直流电力转换装置20进行mppt控制。特性转换电路800的mppt控制能够由直流电力转换装置20执行。
[0380]
进一步说明特性转换电路800的结构。
[0381]
如图31所示,第一电路810具有第一电阻621、第二电阻622、第六电阻850、电流传感器128以及第一分流调节器625。第二电路820具有第六电阻850、电流传感器128、传感器电压调整电路820a以及电压电流转换电路820b。电流传感器128和第六电阻850由第一电路810和第二电路820共用。反馈电流供给部130具有电流供给电源131和第三电阻132。在本实施方式中,电流供给电源131是恒压源。
[0382]
关于电压电流控制电路160,从电流供给电源131流出的电流越小,使电压电流控制电路160的输出电压相对于输入电压的比率越大。这样,特性转换电路800根据从电流供给电源131流出的电流来调整上述比率。
[0383]
在第四实施方式中,与第三实施方式同样地,电流传感器128具有图22所示的结构。电流传感器128所生成的第一传感器电压v1通过上述的数式4给出。但是,也可以将霍尔元件方式的电流传感器等其它电流传感器用作电流传感器128,将该电流传感器的输出用作第一传感器电压v1。
[0384]
在第四实施方式中,与第三实施方式同样地,第一分流调节器625具有图21所示的结构。通过第一分流调节器625,第一参照电压v
ref1
追踪恒定的第一基准电压v
s1
。
[0385]
在图31示出的第一电路810中,第一反馈控制中的特性转换电路800的输出电压v
out
通过下面的数式9给出。在此,r621是第一电阻621的电阻值,r622是第二电阻622的电阻值,r850是第六电阻850的电阻值。
[0386]
[数1]
[0387]
数式9:
[0388]
如根据数式9而能够理解的那样,如果特性转换电路800的输出电流变大从而第一
传感器电压v1变大,则输出电压v
out
变小。这样,第一传感器电压v1起到调整输出电压v
out
的作用。
[0389]
具体地说,在由第一电路810进行的第一反馈控制中,如果第一传感器电压v1变大,则从电流传感器128依次经由第六电阻850和连接点ps流向第一连接点p1的电流变大。通过第一分流调节器625,第一参照电压v
ref1
追踪恒定的第一基准电压v
s1
。为了实现该追踪,使恒定的电流流过第二电阻622。这意味着,如果在第六电阻850中向第一连接点p1流动的上述电流变大,则在第一电阻621中向第一连接点p1流动的电流变小。该电流变小意味着在第一电阻621中产生的电压变小。
[0390]
基于参照图31进行的说明,能够如以下那样说明第一反馈控制中的第一电路810的动作。如果特性转换电路800的输出电流变大,则在第一连接点p1的电压追踪到第一参照电压v
ref1
的状态下在第一电阻621中产生的电压变小。其结果,特性转换电路800的输出电压v
out
变小。这样,通过第一反馈控制,得到如图29a和图30所示那样的、特性转换电路800的输出电压越大则特性转换电路800的输出电流越小的输出电压
‑
输出电流特性。
[0391]
另外,通过第一反馈控制来控制特性转换电路800的开路电压。在此,开路电压是特性转换电路800的输出电流为零时的特性转换电路800的输出。由于特性转换电路800的输出电流为零,因此在数式4中i
load
为零,v1与偏置电压v
bias
相等。因而,通过数式9规定的v
out
成为固定值。该固定值对应于特性转换电路800的开路电压。这样,在本实施方式中,通过第一分流调节器625和电压电流控制电路160的工作来控制第一电流i1,使得电压电流控制电路160的输出电压v
out
成为通过数式9决定的电压,由此将开路电压设定为规定值。
[0392]
在第四实施方式中,与第三实施方式同样地,第二传感器电压v2通过上述的数式5给出。v2<v3时的调整电流i3通过上述的数式6给出。v2≥v3时的调整电流i3通过上述的数式7给出。
[0393]
另一方面,在第四实施方式中,输出电压v
out
通过与在第三实施方式中说明的数式8不同的数式来给出。具体地说,通过第一分流调节器625,第一参照电压v
ref1
追踪恒定的第一基准电压v
s1
。输出电压v
out
通过下面的数式10给出。在此,r621是第一电阻621的电阻值。r622是第二电阻622的电阻值,r850是第六电阻850的电阻值。数式10示出:来自电流传感器128的传感器输出(具体地说是第一传感器电压v1)越大,并且调整电流i3越大,则特性转换电路800的输出电压v
out
越小。
[0394]
[数2]
[0395]
数式10:
[0396]
如根据数式10和图30而能够理解的那样,如果流过调整电流i3,则输出电压v
out
变小。这样,调整电流i3起到调整输出电压v
out
的作用。能够将调整电流i3称为输出电压调整电流i3。另外,能够将第二电路820称为调整电路。
[0397]
[电流传感器128的个体偏差及其抑制]
[0398]
如在第三实施方式中所叙述的那样,电流传感器128有时存在个体偏差。但是,根据第四实施方式,与第三实施方式同样,能够进行用于抑制个体偏差的影响的调整。以下,参照图32至图34来详细地说明这一点。图32示出进行用于抑制个体偏差的影响的调整之前
的特性转换电路800的输出特性。图33是用于说明调整的图。图34示出进行用于抑制个体偏差的影响的调整之后的特性转换电路800的输出特性。
[0399]
在本实施方式中,电流传感器128具有图22所示的结构。理想的是,分流电阻128r的电阻值r
sense
、增益g以及偏置电压v
bias
为基准值。但是,电阻值r
sense
、增益g和/或偏置电压v
bias
可能存在公差范围内的误差。在本实施方式中,电流传感器128构成为:在分流电阻128r的电阻值大于基准值时,电流传感器128输出相比于分流电阻128r的电阻值为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。电流传感器128构成为:在增益g大于基准值时,电流传感器128输出相比于增益g为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。电流传感器128构成为:在偏置电压v
bias
大于基准值时,电流传感器128输出相比于偏置电压v
bias
为基准值时而言较大的第一传感器电压v1。
[0400]
在图32中,横轴表示特性转换电路800的输出电流。在图32中示出在增益g和偏置电压v
bias
处于基准值时使电阻值r
sense
发生了变化的情况下的特性转换电路800的输出特性。
[0401]
具体地说,在图32中,“特性转换电路的输出电压(0)”表示分流电阻128r的电阻值r
sense
处于基准值时的特性转换电路800的输出电压。“特性转换电路的输出电压( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的该输出电压。“特性转换电路的输出电压(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的该输出电压。“调整电流i3(0)”表示分流电阻128r的电阻值r
sense
处于基准值时的调整电流i3。“调整电流i3( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的调整电流i3。“调整电流i3(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的调整电流i3。“特性转换电路的输出功率(0)”表示电阻值r
sense
处于基准值时的特性转换电路800的输出功率。“特性转换电路的输出功率( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的该输出功率。“特性转换电路的输出功率(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的该输出功率。“切换电流i
sw
(0)”表示电阻值r
sense
处于基准值时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
( )”表示电阻值r
sense
大于基准值时的切换电流i
sw
。“切换电流i
sw
(
‑
)”表示电阻值r
sense
小于基准值时的切换电流i
sw
。如上所述,切换电流i
sw
是在第一反馈控制与第二反馈控制之间切换时的特性转换电路800的输出电流。
[0402]
在电阻值r
sense
为基准值时,最大功率点处于目标点。该状况如图29a和图30所示的那样。
[0403]
在电阻值r
sense
处于基准值时,切换电流i
sw
与目标电流一致。“切换电流i
sw
(0)”对应于目标电流。如图32所示,如果电阻值r
sense
大于基准值,则相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,切换电流i
sw
较小。反之,如果电阻值r
sense
小于基准值,则相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,切换电流i
sw
较大。
[0404]
在电阻值r
sense
处于基准值时,特性转换电路800的最大功率与目标功率一致。特性转换电路800的输出电流为“切换电流i
sw
(0)”时的“特性转换电路的输出功率(0)”对应于目标功率。如果电阻值r
sense
大于基准值,则相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,最大功率较小。反之,如果电阻值r
sense
小于基准值,则相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言,最大功率较大。
[0405]
[可变电压v4的调整方式的例子]
[0406]
如图32所示,分流电阻128r的电阻值r
sense
的个体偏差导致特性转换电路800的最大功率点的偏差。最大功率点的偏差导致切换电流i
sw
和最大功率的偏差。
[0407]
关于这一点,在本实施方式中,通过调整可变电压v4,能够调整特性转换电路800的切换电流i
sw
,从而调整最大功率。
[0408]
例如,在电阻值r
sense
小于基准值的情况下,使可变电压v4相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言减小来调整切换电流i
sw
,由此能够使最大功率接近目标功率。
[0409]
反之,在电阻值r
sense
大于基准值的情况下,使可变电压v4相比于电阻值r
sense
处于基准值时而言增大来调整切换电流i
sw
,由此能够使最大功率接近目标功率。
[0410]
在此,如根据数式5而能够理解的那样,如果增大可变电压v4,则第二传感器电压v2变大。反之,如果减小可变电压v4,则第二传感器电压v2变小。
[0411]
如果增大第二传感器电压v2,则在特性转换电路800的输出电流更大时,调整电流i3开始流动。反之,如果减小第二传感器电压v2,则在特性转换电路800的输出电流更小时,调整电流i3开始流动。示出以下情况:调整可变电压v4来调整第二传感器电压v2,由此能够调整切换电流i
sw
。通过该调整,能够调整最大功率。
[0412]
接着,参照图33来进一步说明调整可变电压v4能够使调整电流i3和最大功率变化的情况。
[0413]
在调整可变电压v4时,作为一例,对特性转换电路800的输出部连接用于测定输出功率的功率计以及作为负载的电子负载装置。
[0414]
在该调整例中,可变电压v4的初始值被设定为足够大的电压。而且,在该调整例中,设为被适当调整后的可变电压v4的值小于初始值。另外,如图32所示,严格地说,第一反馈控制中的特性转换电路800的输出电流
‑
输出功率特性因电阻值r
sense
的个体偏差的影响而变动,但在参照图33进行的以下说明中,该变动十分小,能够忽略。
[0415]
使特性转换电路800如图33的(a)所示那样动作。使来自特性转换电路800的输出电流逐渐增加,来将特性转换电路800的输出功率调整为目标值。该目标值是与调整后的最大功率点对应的值。接着,使可变电压v4逐渐降低。由此,切换电流i
sw
逐渐变小,在可变电压v4为某个值时,随着最大功率的降低,输出功率开始从目标值起降低。将特性转换电路800的动作点设定为该开始降低时的动作点。这样,将特性转换电路800的输出电压调整为最大功率点(目标值)。
[0416]
作为电子负载装置,能够利用公知的装置。在一例中,电子负载装置具备恒流(cc)模式。在利用cc模式的情况下,通过使作为电子负载装置中流动的电流的负载电流的设定值逐渐增大,能够使来自特性转换电路800的输出电流逐渐增加。在另一例中,电子负载装置具备恒阻(cr)模式。在利用cr模式的情况下,通过使作为电子负载装置的电阻的负载电阻的设定值逐渐减小,能够使来自特性转换电路800的输出电流逐渐增加。此外,电子负载装置既可以具备cc模式和cr模式这双方,也可以具备其中一方。
[0417]
在图33的(b)中示出调整电流i3a和切换电流i
swa
。电流i3a是调整可变电压v4和第二传感器电压v2后的调整电流i3。电流i
swa
是此时的切换电流i
sw
。此外,为了易于理解说明,在图33的(a)中也示出了切换电流i
swa
。
[0418]
通过调整可变电压v4来调整切换电流i
sw
,由此能够使最大功率点接近电阻值r
sense
处于基准值时的动作点。
[0419]
另外,根据数式4、数式5以及数式6,电阻值r
sense
与调整电流i3之间的关系通过数式11来给出。
[0420]
[数3]
[0421]
数式11:
[0422]
根据数式11而能够理解的是,如图32所示出的那样,如果电阻值r
sense
大,则调整电流i3的斜率变大,反之,如果电阻值r
sense
小,则调整电流i3的斜率变小。在图34中也呈现出该倾向。
[0423]
另外,在电流传感器128具有图22所示的结构的情况下,可能偏置电压v
bias
和增益g的个体偏差也导致特性转换电路800的最大功率点的偏差。在电流传感器128是霍尔元件方式的电流传感器等其它传感器的情况下也是,由电流传感器128的个体偏差引起的误差可能导致特性转换电路800的最大功率点的偏差。但是,在这些情况下,也与分流电阻128r的电阻值r
sense
存在偏差的情况同样地,能够通过调整可变电压v4,来使特性转换电路800的最大功率点接近目标点,使切换电流i
sw
和最大功率接近目标电流和目标功率。
[0424]
在图35中示出作为特性转换电路800的具体例的特性转换电路800x。如根据图35而能够理解的那样,能够仿照第一实施方式的图8的特性转换电路100x来构成特性转换电路800x。因此,省略特性转换电路800x的详细说明。
[0425]
只要在技术上不矛盾,则与各实施方式有关的说明能够相互应用。只要在技术上不矛盾,各实施方式就可以相互组合。例如,图27和图28的次级连接断路器83的配置不仅能够应用于第四实施方式,还能够应用于第一至第三实施方式。
[0426]
另外,在第四实施方式中,燃料电池系统40包括电压检测电路57和电流检测电路58。电压检测电路57检测从燃料电池发电系统40经由次级连接断路器83向第一分支部85引导交流电力的路径中的电压。电流检测电路58与设置在上游侧电路88处的第三连接点p3与主干断路器82之间的位置处的电流传感器协同动作,来检测流过该位置的电流。由这些检测电路57和58得到的检测值能够利用于电力系统700的控制。例如,控制器51基于由这些检测电路57和58得到的检测值,来将保护继电器62在断开状态与闭合状态之间进行切换。检测电路57和58以及使用了它们的控制还能够应用于第一至第三实施方式。
[0427]
还能够对各实施方式应用各种变更。例如,电力系统中的太阳能发电系统的数量也可以是一个,还可以是三个以上。电力系统也可以不具有太阳能发电系统。直流电力转换装置也可以不被组装到发电站中。电力系统也可以不具有蓄电装置、储热水单元等图示的一部分要素。另外,发电部与负载的连接路径不限于图示的路径。例如,还能够省略插座260而向第一负载251供给电力。
[0428]
[效果]
[0429]
如上述所说明的那样,本公开的第1方式所涉及的直流电力供给系统具备:
[0430]
燃料电池发电系统;以及
[0431]
特性转换电路,其被输入从所述燃料电池发电系统输出的直流电力,所述特性转换电路用于执行特性转换控制,
[0432]
其中,所述特性转换控制带来以下输出电压
‑
输出功率特性:在所述特性转换电路的输出电压为某个值时,所述特性转换电路的输出功率最大,
[0433]
所述特性转换控制包括第一反馈控制和第二反馈控制,
[0434]
所述第一反馈控制是在所述特性转换电路的输出电流相对较小时进行的控制,
[0435]
所述第二反馈控制是在所述特性转换电路的输出电流相对较大时进行的控制,
[0436]
当在所述第一反馈控制与所述第二反馈控制之间切换时,所述特性转换电路的输出电压为上述某个值。
[0437]
第1方式所涉及的直流电力供给系统包括燃料电池发电系统。在将第1方式所涉及的直流电力供给系统与被设计为能够执行太阳能发电系统的mppt控制的直流电力转换装置进行了连接的连接状态下,由直流电力转换装置执行mppt控制,由此能够从燃料电池发电系统向直流电力转换装置取出电力。
[0438]
例如,在第1方式中,
[0439]
也可以通过特性转换电路中包括的模拟电路来决定特性转换电路的输出特性。
[0440]
在本公开的第2方式中,例如在第1方式所涉及的直流电力供给系统中,
[0441]
也可以基于所述特性转换电路的电输出来执行所述特性转换控制。
[0442]
根据第2方式,易于提高特性转换控制的精度。
[0443]
在本公开的第3方式中,例如在第1方式或第2方式所涉及的直流电力供给系统中,
[0444]
所述特性转换电路也可以包括电流传感器、电压电流控制电路以及至少一个分压电阻,其中,所述电压电流控制电路是dcdc转换器,
[0445]
所述特性转换电路也可以使用所述电流传感器来使所述特性转换电路的输出电流反映到所述特性转换控制中,
[0446]
所述特性转换电路也可以使用所述至少一个分压电阻来使所述特性转换电路的输出电压反映到所述特性转换控制中,
[0447]
所述特性转换电路也可以通过所述特性转换控制来调整所述电压电流控制电路的变压比。
[0448]
根据第3方式,能够使特性转换电路的输出电流和输出电压反映到电压电流控制电路的变压比中。
[0449]
在本公开的第4方式中,例如在第1至第3方式中的任一方式所涉及的直流电力供给系统中,也可以是,
[0450]
在所述第一反馈控制中,
[0451]
所述输出电压
‑
输出电流特性中的输出电流的减少相对于输出电压的增加的比率相比于所述第二反馈控制中的该比率而言较大;以及/或者
[0452]
所述输出电压
‑
输出电流特性中的输出电压的减少相对于输出电流的增加的比率相比于所述第二反馈控制中的该比率而言较小。
[0453]
根据第4方式,易于使特性转换电路的输出特性接近太阳能发电系统的输出特性。
[0454]
在本公开的第5方式中,例如在第1至第4方式中的任一方式所涉及的直流电力供给系统中,也可以是,
[0455]
在将所述特性转换电路的输出电流为零时的所述特性转换电路的输出电压定义为开路电压时,通过所述第一反馈控制来控制所述开路电压。
[0456]
第5方式适于防止特性转换电路的输出电压过度地变大。例如,第5方式适于在向直流电力转换装置供给直流电力供给系统的输出电压的情况下防止向直流电力转换装置供给超出耐电压的电压。
[0457]
在本公开的第6方式中,例如在第1至第5方式中的任一方式所涉及的直流电力供给系统中,
[0458]
所述第一反馈控制也可以是在所述特性转换电路的输出电流相对较小且输出电压相对较大时进行的控制,并且是所述特性转换电路的输出电压越大则使所述特性转换电路的输出电流越小且使输出功率越小的控制,
[0459]
所述第二反馈控制也可以是在所述特性转换电路的输出电流相对较大且输出电压相对较小时进行的控制,并且是所述特性转换电路的输出电压越大则使所述特性转换电路的输出电流越小且使输出功率越大的控制,
[0460]
所述特性转换控制也可以带来以下输出电压
‑
输出电流特性:在所述特性转换电路的输出电压跨越所述某个值的区域内,所述特性转换电路的输出电压越大,则所述特性转换电路的输出电流越小。
[0461]
根据第6方式,通过使用被设计为能够执行太阳能发电系统的mppt控制的直流电力转换装置来执行mppt控制,易于从燃料电池发电系统向直流电力转换装置取出大的电力。
[0462]
在本公开的第7方式中,例如在第1至第6方式中的任一方式所涉及的直流电力供给系统中,
[0463]
在所述特性转换电路中也可以设置有电压电流控制电路、进行所述第一反馈控制的第一反馈电路以及进行所述第二反馈控制的第二反馈电路,其中,所述电压电流控制电路是dcdc转换器,
[0464]
所述第一反馈电路也可以具有第一分流调节器,所述第一分流调节器被输入根据所述特性转换电路的输出电流和输出电压而变化的第一参照电压,
[0465]
所述第二反馈电路也可以具有第二分流调节器,所述第二分流调节器被输入根据所述特性转换电路的输出电流和输出电压而变化的第二参照电压,
[0466]
在所述第一反馈控制中,也可以使用所述第一分流调节器来调整所述电压电流控制电路的变压比,使得所述第一参照电压维持恒定,
[0467]
在所述第二反馈控制中,也可以使用所述第二分流调节器来调整所述电压电流控制电路的变压比,使得所述第二参照电压维持恒定。
[0468]
根据第7方式的电路结构,能够实现第一反馈控制和第二反馈控制。
[0469]
在第7方式中,例如,
[0470]
所述第一反馈电路也可以具有第一分压电阻,
[0471]
所述第二反馈电路也可以具有第二分压电阻,
[0472]
所述第一反馈电路和所述第二反馈电路也可以共用电流传感器,
[0473]
也可以使用所述第一分压电阻来使所述特性转换电路的输出电压反映到所述第一参照电压,
[0474]
也可以使用所述电流传感器来使所述特性转换电路的输出电流反映到所述第一参照电压,
[0475]
也可以使用所述第二分压电阻来使所述特性转换电路的输出电压反映到所述第二参照电压,
[0476]
也可以使用所述电流传感器来使所述特性转换电路的输出电流反映到所述第二
参照电压。
[0477]
根据这样的电路结构,能够得到第一参照电压和第二参照电压。
[0478]
在本公开的第8方式中,例如在第1至第6方式中的任一方式所涉及的直流电力供给系统中,
[0479]
所述特性转换电路也可以包括电流传感器和调整器,其中,所述电流传感器进行所述特性转换电路的输出电流的检测,并输出表示所述检测的结果的传感器输出,所述特性转换电路的输出电流越大,则所述电流传感器输出越大的所述传感器输出,
[0480]
在所述特性转换电路中,
[0481]
为了带来以下的(i)输出电压
‑
输出功率特性且带来以下的(ii)输出电流
‑
输出功率特性,也可以在所述传感器输出相对较小时执行所述第一反馈控制,并且在所述传感器输出相对较大时执行所述第二反馈控制,
[0482]
其中,(i)输出电压
‑
输出功率特性是以下特性:在所述特性转换电路的输出电压为所述某个值时,所述特性转换电路的输出功率最大,
[0483]
(ii)输出电流
‑
输出功率特性是以下特性:当将在所述第一反馈控制与所述第二反馈控制之间切换时的所述特性转换电路的输出电流定义为切换电流时,在所述特性转换电路的输出电流为所述切换电流时,所述特性转换电路的输出功率最大,
[0484]
所述切换电流也可以依赖于所述检测的误差,并且如果使所述调整器的可变参数变化,则所述切换电流变化。
[0485]
如上所述,在将第1方式所涉及的直流电力供给系统与被设计为能够执行太阳能发电系统的mppt控制的直流电力转换装置进行了连接的连接状态下,由直流电力转换装置执行mppt控制,由此能够从燃料电池发电系统向直流电力转换装置取出电力。第8方式所涉及的直流电力供给系统适于调整该取出的电力。
[0486]
也可以将第8方式的技术与第7方式的技术相结合。
[0487]
在第8方式中,例如,
[0488]
所述传感器输出也可以是第一传感器电压,
[0489]
所述可变输出也可以是可变电压,
[0490]
所述第二电路也可以包括传感器电压调整电路,该传感器电压调整电路用于生成根据所述第一传感器电压和所述可变电压而变化的第二传感器电压,
[0491]
根据这样的方式,能够使可变电压反映到第二传感器电压中。通过将反映出可变电压的第二传感器电压用于特性转换电路中的控制,能够减小切换电流相对于目标值的偏差,能够减小输出功率的最大值相对于目标值的偏差。另外,调整可变电压来调整切换电流,由此,还能够根据状况来调整特性转换电路的输出功率的最大值。
[0492]
所述电流传感器也可以包括用于输出所述第一传感器电压的传感器输出部,
[0493]
所述传感器电压调整电路也可以包括:
[0494]
输入电阻;
[0495]
反馈电阻;以及
[0496]
传感器电压调整运算放大器,其包括经由所述输入电阻连接于所述传感器输出部的传感器输入端子、被输入所述可变电压的可变电压输入端子、以及经由所述反馈电阻连接于所述传感器输入端子的第二传感器电压输出端子,所述传感器电压调整运算放大器基
于所述传感器输入端子与所述可变电压输入端子的电压差来生成所述第二传感器电压,并从所述第二传感器电压输出端子输出该第二传感器电压。
[0497]
所述第二电路也可以包括电压电流转换电路,在由于所述第一传感器电压变大而所述第二传感器电压以跨越阈值电压的方式发生了变化时,在所述电压电流转换电路中调整电流开始流动,
[0498]
也可以在所述调整电流开始流动时,从所述第一反馈控制切换为所述第二反馈控制。
[0499]
在这样的方式中,在调整电流开始流动的时刻,从第一反馈控制切换为第二反馈控制。在电流开始流动的时刻切换控制的特性转换电路易于设计。
[0500]
所述电压电流转换电路也可以包括:
[0501]
输出所述阈值电压的电压供给电源;
[0502]
中间电阻;
[0503]
晶体管驱动运算放大器,其包括经由所述中间电阻连接于所述电压供给电源的电源输入端子、被输入所述第二传感器电压的第二传感器电压输入端子、以及控制电压输出端子,所述晶体管驱动运算放大器基于所述电源输入端子与所述第二传感器电压输入端子的电压差来生成控制电压,并从所述控制电压输出端子输出该控制电压;以及
[0504]
调整电流输出晶体管,其包括被输入所述控制电压的控制端子、经由所述中间电阻连接于所述电压供给电源的第一端子以及输出所述调整电流的第二端子。
[0505]
在第8方式中,例如,
[0506]
所述传感器输出也可以是第一传感器电压,
[0507]
所述调整器也可以是对所述第一传感器电压进行变压的dcdc转换器,
[0508]
所述可变参数也可以是用于变更所述dcdc转换器的变压比的参数。
[0509]
所述传感器输出也可以是第一传感器电压,
[0510]
所述调整器也可以包括分压电路和放大电路,
[0511]
所述可变参数也可以是所述分压电路或所述放大电路所具有的参数,
[0512]
所述传感器输出部、所述分压电路以及所述放大电路也可以按此顺序进行连接。
[0513]
所述分压电路也可以包括可变电阻,
[0514]
所述可变参数也可以是所述可变电阻的电阻值。
[0515]
所述放大电路也可以包括运算放大器和所述运算放大器的反馈电路,
[0516]
所述反馈电路也可以包括可变电阻,
[0517]
所述可变参数也可以是所述可变电阻的电阻值。
[0518]
在本公开的第9方式中,例如在第8方式所涉及的直流电力供给系统中,也可以设置有:
[0519]
第一电路,其用于执行所述传感器输出越大则使所述特性转换电路的输出功率越大的所述第一反馈控制;以及
[0520]
第二电路,其与所述第一电路协同动作,来执行所述传感器输出越大则使所述特性转换电路的输出功率越小的所述第二反馈控制,
[0521]
所述可变参数也可以是可变输出,
[0522]
所述调整器也可以是输出所述可变输出的可变输出电源。
[0523]
第9方式的结构是能够调整上述取出的电力的结构的一个具体例。
[0524]
本公开的第10方式所涉及的电力系统具备:
[0525]
第1至第9方式中的任一方式所涉及的直流电力供给系统;以及
[0526]
直流电力转换装置,其被设计为能够对在输出电压处于规定范围内时输出功率最大的太阳能发电系统执行mppt控制,
[0527]
其中,所述燃料电池发电系统中生成的直流电力被供给到所述直流电力转换装置,
[0528]
所述特性转换电路设置在将所述燃料电池发电系统与所述直流电力转换装置连接的路径上,
[0529]
所述某个值是所述规定范围内的值。
[0530]
第10方式所涉及的电力系统包括被设计为能够执行太阳能发电系统的mppt控制的直流电力转换装置。根据第10方式所涉及的电力系统,通过使用该直流电力转换装置执行mppt控制,能够从燃料电池发电系统向直流电力转换装置取出电力。
[0531]
本公开的第11方式所涉及的电力系统具备:
[0532]
第8方式或第9方式所涉及的直流电力供给系统;
[0533]
直流电力转换装置,其被设计为能够对在输出电压处于规定范围内时输出功率最大的太阳能发电系统执行mppt控制;
[0534]
至少一个太阳能发电系统,所述太阳能发电系统在输出电压处于所述规定范围内时输出功率最大;以及
[0535]
控制器,
[0536]
其中,所述燃料电池发电系统中生成的直流电力被供给到所述直流电力转换装置,
[0537]
所述特性转换电路设置在将所述燃料电池发电系统与所述直流电力转换装置连接的路径上,
[0538]
所述某个值是所述规定范围内的值,
[0539]
所述至少一个太阳能发电系统中生成的直流电力被供给到所述直流电力转换装置,
[0540]
所述控制器根据所述至少一个太阳能发电系统的发电输出使所述可变参数变化。
[0541]
根据第11方式,能够根据至少一个太阳能发电系统的发电输出来调整特性转换电路的输出功率。
[0542]
在本公开的第12方式中,例如在第11方式所涉及的电力系统中,
[0543]
所述发电输出也可以是发电电压,
[0544]
所述控制器也可以使用表示所述发电电压的控制信号来(a)在所述发电电压以跨越阈值发电电压的方式变大时,使所述可变参数变化,使得所述切换电流变小,或者(b)使所述可变参数变化,使得所述发电电压越大则所述切换电流越小。
[0545]
第12方式适于向直流电力转换装置供给不多不少的电力。
[0546]
在本公开的第13方式中,例如第10至第12方式中的任一方式所涉及的电力系统也可以具备第一太阳能发电系统,该第一太阳能发电系统中生成的直流电力被供给到所述直流电力转换装置,
[0547]
所述直流电力转换装置也可以包括第一dcdc转换器和第二dcdc转换器,
[0548]
所述第一dcdc转换器也可以通过mppt控制来使所述特性转换电路的输出功率变化,
[0549]
所述第二dcdc转换器也可以通过mppt控制来使所述第一太阳能发电系统的输出功率变化。
[0550]
根据第13方式,能够实现对太阳能发电系统和特性转换电路分别进行mppt控制的多串型的直流电力转换装置。
[0551]
在本公开的第14方式中,例如第10至第13方式中的任一方式所涉及的电力系统也可以具备:
[0552]
至少一个太阳能发电系统,所述至少一个太阳能发电系统中生成的直流电力被供给到所述直流电力转换装置;以及
[0553]
蓄电装置,
[0554]
其中,所述至少一个太阳能发电系统、所述直流电力转换装置以及所述蓄电装置也可以按此顺序进行连接,
[0555]
所述燃料电池发电系统、所述特性转换电路、所述直流电力转换装置以及所述蓄电装置也可以按此顺序进行连接。
[0556]
根据第14方式,不仅能够从太阳能发电系统对蓄电装置进行充电,还能够从燃料电池发电系统对蓄电装置进行充电。
[0557]
在本公开的第15方式中,例如第10至第14方式中的任一方式所涉及的电力系统也可以具备:
[0558]
至少一个太阳能发电系统,所述至少一个太阳能发电系统中生成的直流电力被供给到所述直流电力转换装置;
[0559]
蓄电装置;
[0560]
逆变器,其将直流电力转换为交流电力;以及
[0561]
插座,
[0562]
其中,所述至少一个太阳能发电系统、所述直流电力转换装置、所述逆变器以及所述插座也可以按此顺序进行连接,
[0563]
所述燃料电池发电系统、所述特性转换电路、所述直流电力转换装置、所述逆变器以及所述插座也可以按此顺序进行连接,
[0564]
所述蓄电装置、所述逆变器以及所述插座也可以按此顺序进行连接。
[0565]
根据第15方式,还能够从燃料电池发电系统向被太阳能发电系统和蓄电装置进行电力供给的插座供给电力。
[0566]
在本公开的第16方式中,例如第14方式或第15方式所涉及的电力系统也可以构成为能够从所述蓄电装置向所述燃料电池发电系统供给电力。
[0567]
根据第16方式,在停电时,能够通过蓄电装置的电力使燃料电池发电系统启动。根据第16方式,能够省略用于在停电时使燃料电池发电系统启动的专用电源。
[0568]
还能够认为本公开公开了一种特性转换电路。具体地说,本公开所涉及的特性转换电路被输入直流电力,用于执行特性转换控制,
[0569]
所述特性转换控制带来以下输出电压
‑
输出功率特性:在所述特性转换电路的输
出电压为某个值时,所述特性转换电路的输出功率最大,
[0570]
所述特性转换控制包括第一反馈控制和第二反馈控制,
[0571]
所述第一反馈控制是在所述特性转换电路的输出电流相对较小时进行的控制,
[0572]
所述第二反馈控制是在所述特性转换电路的输出电流相对较大时进行的控制,
[0573]
当在所述第一反馈控制与所述第二反馈控制之间切换时,所述特性转换电路的输出电压为上述某个值。
[0574]
产业上的可利用性
[0575]
本公开所涉及的技术能够利用于具有被设计为用于太阳能发电系统的直流电力转换装置以及燃料电池发电系统的电力系统。
[0576]
附图标记说明
[0577]
10:发电站;11、43:dc总线;12、21、22、23、42、45:dcdc转换器;13、44:逆变器;20:直流电力转换装置;25:蓄电装置;28:电力切换单元;28a:系统电力输入部;28b:独立电力输入部;28c:电力输出部;31、32:太阳能发电系统;36、37:太阳能发电板;40:燃料电池发电系统;41:燃料电池;46:加热器;47:储热水单元;51:控制器;52:低压电源;55:d1电源;60、560、760:基板;61:lc滤波器;62:保护继电器;80、90:配电盘;81、82、83、85a、85b、85c、92、95a、95b、95c:断路器;85、95:分支部;88、89、98、99:电路;100、100x、190、190x、400、600、600x、800、800x:特性转换电路;110、120、410、420:反馈电路;111、112、113、121、122、123、132、141、143、191、196、r1、r2、r3、fr1、fr2、fr3、fr4、vr1、621、622、850:电阻;115、125、625:分流调节器;115a、125a、625a:阳极;115k、125k、625k:阴极;115a、125a、625a:参照电压端子;115o、124、126、125o、175、625o:运算放大器;115t、125t、127、625t:晶体管;170、180:调整器;128:电流传感器;128a:传感器输出部;128r:分流电阻;128s:电流感测放大器;129、131:电源;130、130x、195、195x:反馈电流供给部;135、192:发光二极管;140、199:电流谐振控制部;142、161、163a、163b、164、167:电容器;145、197:光电晶体管;146:控制ic;147:恒流源;148、149a、149b:端子;150、198:光电耦合器;160、160x:电压电流控制电路;162a、162b:开关元件;165:变压器;165a、165b、165c:绕组;166a、166b:二极管;170a:分压电路;170b:放大电路;200:系统电源;251、252、253:负载;260:插座;300、500、700:电力系统;610、620、810、820:电路;620a、820a:传感器电压调整电路;620b、820b:电压电流转换电路;p1、p2、p3、ps:连接点。
再多了解一些
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