直流電源利用系統(tǒng)和采用該系統(tǒng)的直流型微電網網絡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種直流電源利用系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，特別優(yōu)先進行來自太陽能電池的直流電的供給，并且即使在日射量有變化的場合，仍可最大限度地利用來自太陽能電池的發(fā)電電力。其特征在于，包括：以直流而輸出的至少一個直流電源；交流的商用電源；直流轉換器，其將交流的商用電源轉換為直流電源；直流負載器，其從至少一個直流電源和轉換為直流的商用電源的兩者接收直流供電，其中，在至少一個直流電源和直流負載器之間、以及在直流轉換器和直流負載器之間，分別安裝防逆流的二極管，并且安裝電源優(yōu)先供給裝置，該電源優(yōu)先供給裝置用來優(yōu)先從直流電源側對直流負載器進行供電。
【專利說明】直流電源利用系統(tǒng)和采用該系統(tǒng)的直流型微電網網絡
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及直流電源利用系統(tǒng)和采用該系統(tǒng)的直流型微電網網絡，在該直流電源利用系統(tǒng)中，在將交流的商用電源轉換為直流電源、并且在該轉換為直流的商用電源的直流電力與其它的比如太陽能電池等的直流電源的直流電力合成以直接送給直流負載器時，使來自上述太陽能電池側的直流電力優(yōu)先。
【背景技術】
[0002]近年來，伴隨地球的暖化，人們要求在全部的領域中開發(fā)考慮環(huán)境的生態(tài)制品或生態(tài)系統(tǒng)。
[0003]特別是，關于電力領域，與地球暖化直接相關，人們要求不產生二氧化碳的綠色供電。
[0004]于是，近年受到人們特別關注的是普及采用太陽能的太陽能電池，其沒有枯竭的危險，另外完全不必擔心產生二氧化碳。
[0005]但是，在太陽能電池的利用方法大致分為兩種，一種為下述的方法，其中，設置功率調節(jié)器，將產生的電力接入到所謂的交流電源的電源系統(tǒng)中而利用。
[0006]另一方法為將產生的直流電力直接與直流電負荷連接而使用的方法。
[0007]但是，在任何的場合，必須使來自太陽能電池的發(fā)電電力優(yōu)先，進行其最大電力點跟蹤控制。
[0008]在這里，由于太陽能電池的發(fā)電電力依賴于太陽光的日射量，只將太陽能電池作為電源的話，不可能穩(wěn)定地對負荷進行供電。由此，人們要求超過電負荷容量規(guī)模類型的太陽能電池，并進一步具有蓄電池。
[0009]另外，作為補充上述不穩(wěn)定的來自太陽能電池的供電的方法，存在下述系統(tǒng)，其中，在將交流的普通商用電力轉換為直流并接入電力、在太陽光的日射量低的場合或如夜間那樣的無法期待來自太陽能電池的發(fā)電的場合，從直流轉換的普通商用電力側對電負荷進行供電(比如參見專利文獻1、2和3)。
[0010]但是，在這樣的現有的系統(tǒng)中，具有下述的課題，S卩，特別是無法構成優(yōu)先進行來自太陽能電池的供電，并且即使在日射量有變化的場合，也可采用來自太陽能電池側的最大發(fā)電電力的系統(tǒng)。
[0011 ] 此外，在過去，人們實施比如在太陽能電池用于對蓄電池的充電時、或向電力負荷的供電的場合，按照該發(fā)電電力為最大的方式進行控制的最大發(fā)電電力點跟蹤控制方法(一般稱為MPPT控制方法)。作為該主要控制方法，具有計算太陽能電池的輸出電壓和輸出電流的乘積，慢慢地探查其值為最大的動作點以進行利用的公知的“登山法”等(比如，參見專利文獻4)。
[0012]更進一步，針對形成作為燃料電池的能量源的氫的裝置，在使太陽能電池電壓跟蹤最佳動作電壓的方法中，人們提出有以下述控制法確定最大電力點的方法，在該控制法中具有下述特征，在太陽能電池和電負荷之間設置DC斬波器，并著眼于電路電流的脈動成分，防止電流傳感器測量值的飽和(比如，參見專利文獻4和5，非專利文獻I)。
[0013]但是，近年，人們擔心地球變暖的急劇發(fā)生，要求在所謂的領域，開發(fā)考慮了環(huán)境的生態(tài)制品或生態(tài)系統(tǒng)。
[0014]特別是對于電力形成領域，由于地球變暖主要與發(fā)電站、電力形成裝置直接相關，故近年，人們特別要求開發(fā)不產生二氧化碳的綠色電力形成裝置。
[0015]并且，近年人們關注的是普及采用沒有枯竭的危險、并且完全不必擔心有二氧化碳的產生的太陽能的太陽能電池。而且，近年人們要求普及包含該太陽能電池的微電網網絡的構筑。
[0016]但是，微電網網絡指相對位于能量供給地域內的多個小型分散式電源、電源蓄積裝置等而采用IT相關技術，從而進行有效的系統(tǒng)運用和/或控制，謀求經濟性的提高、供給可靠度的提高的能量系統(tǒng)網絡，換言之，也稱為小規(guī)模的電源系統(tǒng)網。
[0017]并且，上述概念是在與由原子能、火力、水力等大規(guī)模的發(fā)電設備和送電網構成的普通的電力系統(tǒng)隔離的小規(guī)模的社區(qū)多的美國發(fā)展并提出的概念。
[0018]在這里，如果與采用大規(guī)模的發(fā)電站的電力的方法相比較，可通過導入上述微電網網絡技術，構筑非常情況的備用供能設施。另外，能進行現有的大型發(fā)電站的峰值削減。此外，可降低溫室效果氣體排放量和能量成本。還有，由于可構筑考慮了所導入的地域的情況的能量設備，故期待能量損失少等效果。
[0019]再有，在過去的微電網網絡中，其現狀為:相對網絡內的急劇的負荷變動，導致電壓變動等電力系統(tǒng)的質 量的降低。
[0020]現有技術文獻
[0021]專利文獻
[0022]專利文獻1:JP實用新型登記第3149024號(商用電力注入型太陽能電池直流接入系利用系統(tǒng))
[0023]專利文獻2:JP特許第3488348號(太陽能電池并用的直流電源裝置及其控制方法)
[0024]專利文獻3 JP特許第3147257號(系統(tǒng)接入電源系統(tǒng))
[0025]專利文獻4:JP特開2009-117658號(太陽能發(fā)電控制裝置和太陽能發(fā)電裝置的電力評價方法)
[0026]專利文獻5 JP特許第3394996號(最大電力動作點跟蹤方式及其裝置)
[0027]專利文獻6 JP特開2009-273210號公報
[0028]非專利文獻1:降壓型DC-DC ^ >八一夕全用H太陽光発電MPPT制御法、電気設備學會誌、28(12)(通號303)、962~967頁

【發(fā)明內容】

[0029]發(fā)明要解決的課題
[0030]如前述的那樣，為了提高太陽能電池的利用率，采用按照該發(fā)電電力在平時最大的那樣動作的方式進行控制的方法(在下面簡稱為MPPT控制)，但是，作為其代表的方法，被稱為“登山法”的最大發(fā)電電力點跟蹤控制方法被裝載于現有的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中。
[0031]該控制方法為下述的方法，其中，在如圖1的太陽能電池的輸出電壓和太陽能電池的輸出電力的關系所示的那樣，慢慢地分階段地改變太陽能電池的電負荷的同時，根據太陽能電池的電壓值和電流值的測量值而計算電力，探查發(fā)電電力為最大的點(將其稱為“最佳動作點”)。
[0032]但是，具有下述的課題，即該控制精度會受到用于電壓、電流測量的AD轉換器的精度、或設備的內部噪音等很大影響，于是，對MPPT控制方法的最佳動作點的收斂速度也會產生影響。
[0033]另外，具有下述的課題，S卩，在為了分階段地改變太陽能電池的電負荷而變化的時刻多的場合，產生持續(xù)的波動振幅，最佳動作點的收斂變得不穩(wěn)定，在變化幅度小的場合，向最佳動作點的收斂時間變長，特別是在日射量頻繁變化的場合，難以在最佳動作點利用太陽能電池。
[0034]此外，在MPPT方法中，為了對應于日射量、太陽能電池溫度的外部環(huán)境的變化，通過高速的響應而進行探查確定時，多種條件分支是必需的，在現有的模擬電路方式的場合，難以實現順利的控制。
[0035]因此，具有下述的課題，S卩，不僅為了有效地利用數字控制，并且為了抑制制造成本而采用微型計算機，但是，普通的微型計算機的處理速度并不高，由此，控制運算算法處理時間冗長，構成產生控制精度的惡化的原因。
[0036]另外，在對于現有的太陽能電池中產生的直流電設置功率調節(jié)器而將該直流電接入電源系統(tǒng)中的方式中，在日射量下降的場合，由于停止運轉，故太陽能電池的利用效率降低。另外，在使電力流出到系統(tǒng)中的所謂的逆流時，由于因線路電流的降低而電壓降低量減少，故下述的現象是明顯的，即導致配電線路的電壓的上升，在電力逆流動作時產生妨礙，線路電壓與配電條件規(guī)定沖突。
[0037]如果從送電側觀看，則產生超前功率因數負荷，從而引起受電端的電壓上升。另夕卜，在可逆流的太陽能電池利用系統(tǒng)設置于附近的場合，具有因線路電壓的上升而無法獲得設想的逆流電量的情況，具有產生設置合同的故障的危險。
[0038]特別是由于為了重視售電而增加太陽能電池利用系統(tǒng)的發(fā)電電力，故使得導入價格暴漲，該暴漲后的導入價格過高將無法實現當初期待的基于售電產生的購入價格的回收。
[0039]特別是，在用于普通家庭的場合，在逆流太陽能電池利用系統(tǒng)中，可以通過高價格而售電，但是，在事業(yè)辦公室的場合，由于售電價格與電力購買價格相同，另外，由于耗電時段在白天，故售電不能有效地發(fā)揮作用。于是，在普通事務所、辦公室的太陽能電池利用系統(tǒng)中，為了將購買價格、設置費用抑制到低價位，人們希望一種沒有電力逆流功能的太陽能電池利用系統(tǒng)。
[0040]這樣，本發(fā)明是為了應對上述現有的各種課題而提出的，特別是，本發(fā)明的目的在于提供一種直流電源利用系統(tǒng)，其中，首先，優(yōu)先進行來自太陽能電池的直流電力的供給，并且即使在日射量有變化的場合，仍可最大限度地使用來自太陽能電池的發(fā)電電力。
[0041]另外，本發(fā)明的目的在于提供一種直流電源利用系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，與作為上述現有的控制方法的MPPT控制方式相比較，不會受到用于電流、電壓測量的AD轉換器的精度、或設備的內部噪音等的很大影響，由此，不像現有的MPPT控制方式的那樣，對最佳動作點的收斂速度產生影響，另外，可消除下述的課題，即，在為了分階段地改變在上述現有控制方法中出現的“為使太陽能電池的電負荷階段性變化而變化的時候多的場合，產生持續(xù)的波動振幅，向最佳收斂點的收斂變得不穩(wěn)定，在變化幅度小的場合，向最佳動作點的收斂時間變長，特別是在日射量頻繁地變化的場合，難以在最佳動作點利用太陽能電池”；另外，可消除下述的情況，即，在現有的MPPT方法中，為了對應于日射量、太陽能電池溫度的外部環(huán)境的變化而以高速的響應來進行探查而確定時，則必須要求多種條件分支，在現有的模擬電路方式中，難以實現順利的控制；還可消除下述的課題，在該課題中，在過去，雖然為了有效地利用數字控制，并且為了抑制制造成本而采用微型計算機，但是，普通的微型計算機的處理速度并不高，由此，控制運算算法處理時間冗長，構成使控制精度惡化的原因；還有，不產生下述的現象，即，由于設置功率調節(jié)器而將在現有的太陽能電池中產生的直流電接入電源系統(tǒng)的方式中，在日射量降低的場合停止運轉，故太陽能電池的利用效率降低，另外，由于在使電力流出到系統(tǒng)中的所謂的逆流時，因線路電流降低而電壓降低量減少，故導致配電線路的電壓上升，對電力逆流動作造成妨礙，線路電壓與配電條件規(guī)定沖突。
[0042]換言之，本發(fā)明可構成下述的價格低廉的太陽能電池利用系統(tǒng)，其中，如果事務所等的可設置的場所多的話，則從實用化方面來說，即使在低日射量時，仍可最大限度地利用來自太陽能電池的發(fā)電電力，由于沒有逆流功能而簡化控制。
[0043]另外，還形成下述的系統(tǒng)，其中，為了降低制作費用而采用廉價的微型計算機的數字方式是有效的，但是在進行MPPT控制的場合，不會產生動作的波動、不穩(wěn)定動作。
[0044]此外，可提供下述可靠的控制方法，其中，太陽能電池面板的價格很高，為了謀求提高設置成本的經濟性，即使在低日射量時，仍可最大限度地利用來自太陽能電池的發(fā)電電力。
[0045]如此，本發(fā)明提供下述簡單的控制方法，其中，在由包括太陽能電池的多個直流電源構成的電力利用系統(tǒng)中，特別是即使在產生日射量變化的情況下，也就是說即使在日射量減少的情況下，仍可在該日射量下最大限度地利用產生的電力，由此，可一邊降低設置成本,一邊穩(wěn)定地對直流負荷進行供電,并且可大大地提高該供電能力。
[0046]還有，本發(fā)明的目的在于提供下述直流電源利用系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)的直流型微電網網絡，其是前述的直流型微電網網絡的進一步的發(fā)展，本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)和采用該系統(tǒng)的直流型微電網網絡按照可將來自供給電源的電力全部變?yōu)橹绷魇诫娏?、并且將來自它們的直流式的電力合成并供給的方式構成，而且針對接收供給一側的負載器，形成全部構成直流動作負載器的微電網網絡，可對下述的情況進行控制，該情況指在當前時刻使多個直流式電力形成裝置、直流電源裝置和轉換為直流的商用電源中的某個電源優(yōu)先，另外如何將這些電源組合而進行供電，從而使效率更高、成本更低，另外能否可在日常安全地送出穩(wěn)定的直流式的電力等等。
[0047]解決課題用的技術方案
[0048]本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)和采用該系統(tǒng)的直流型微電網網絡的特征在于，包括:
[0049]以直流方式輸出的至少一個直流電源；交流的商用電源；直流轉換器，該直流轉換器將上述交流的商用電源轉換為直流電源；直流負載器，該直流負載器從上述至少一個直流電源和上述轉換為直流的商用電源的兩者接收直流的供電；
[0050]在上述至少一個直流電源和直流負載器之間、以及在上述直流轉換器和直流負載器之間分別安裝防逆流的二極管，并且安裝優(yōu)先從上述直流電源側對上述直流負載器進行供電的電源優(yōu)先供給裝置。
[0051]或者，其特征在于，上述電源優(yōu)先供給裝置安裝于上述轉換為直流的商用電源側。
[0052]或者，其特征在于，包括:
[0053]以直流而輸出的至少一個直流電源；交流的商用電源；直流轉換器，該直流轉換器將上述交流的商用電源轉換為直流電源；直流負載器，該直流負載器從上述至少一個直流電源和上述轉換為直流的商用電源的兩者接收供給的直流電；
[0054]在上述至少一個直流電源和直流負載器之間、以及在上述直流轉換器和直流負載器之間分別安裝防逆流的二極管，并且安裝電源優(yōu)先供給裝置，其優(yōu)先從上述直流電源側對上述直流負載器進行供電；
[0055]以上述直流而輸出的至少一個直流電源為太陽能電池，在該太陽能電池中，具有檢測變化的日射量的日射量檢測部件，并且具有發(fā)電量控制裝置，該發(fā)電量控制裝置根據該已檢測的值，可最大限度地利用與變化的日射量相對應的來自上述太陽能電池的發(fā)電電力。
[0056]或者，其特征在于，上述日射量檢測部件由構成上述太陽能電池的太陽能電池面板構成，或由通過其它太陽能電池面板形成的太陽能電池構成。
[0057]或者，其特征在于，上述發(fā)電量控制裝置為以下述方式構成的控制裝置，該控制裝置針對對應于變化的日射量而增減的太陽能電池的發(fā)電電力，獲得與上述變化的日射量相對應的最大發(fā)電電力；
[0058]預先形成以太陽能電池的日射量變化為橫軸或縱軸，以對應于上述日射量的變化的最大發(fā)電電力時的來自太陽能電池的最大輸出電流值的變化為縱軸或橫軸的曲線圖，并且求出太陽能電池的最大日射量時1000W/平方米的最大發(fā)電電力時的最大輸出電流值，并取上述曲線圖上的一個點，將該一個點和該曲線圖的原點連接，形成直線狀的最大輸出電流值的目標值，用以表示與變化的日射量相對應的太陽能電池的最大發(fā)電電力；
[0059]檢測根據通過上述日射量檢測部件而檢測出的變化的日射量值、和與該日射量值相對應的時刻的由太陽能電池獲得的實際輸出電流值；
[0060]針對上述已獲得的實際輸出電力值，按照構成與根據上述曲線圖而獲得的該日射量相對應的輸出電流目標值的方式，使上述電源優(yōu)先供給裝置動作，從而進行控制。
[0061]或者，其特征在于，上述電源優(yōu)先供給裝置由作為電壓調整裝置的脈沖寬度調制型直流斬波器構成，對該脈沖寬度調制型直流斬波器的流通率進行比例微分積分控制運算而確定，通過上述已運算而確定的流通率而進行電流調節(jié)，按照構成上述輸出電流目標值的方式控制來自上述太陽能電池的實際輸出電流值。
[0062]或者，其特征在于，在上述直流電源中包括:通過全波整流或脈沖寬度調制型DC轉換器而將商用電源轉換為直流而獲得的直流電源；直流型風力發(fā)電裝置、或如果風力發(fā)電裝置以交流發(fā)電時按照全波整流的方式獲得的直流型風力發(fā)電裝置；直流型燃料電池；直流型生物氣體發(fā)電機；具有靜電電容和/或充放電控制裝置的蓄電池。
[0063]或者，其特征在于，包括:
[0064]形成直流式的電力的多個直流式電力形成裝置和轉換為直流的交流商用電源，用來合成并送出直流式的電力；直流動作負載器，該直流動作負載器接收該已合成的直流式的供電；直流母線，該直流母線將上述多個直線式電力形成裝置、上述商用電源和上述直流動作負載器連接；
[0065]還包括供電控制裝置，在該供電控制裝置中，對于向上述直流動作負載器的直流式的供電，在上述多個直流式電力形成裝置中，在可依照電力形成成本的廉價順序而供電的上述直流式電力形成裝置中設置供電的優(yōu)先使用順序表，并且檢測上述多個直流式電力形成裝置中的與實時的電力形成成本相對應的實時的上述多個直流式電力形成裝置的電力形成量，參照上述檢測結果和上述優(yōu)先使用順序表，確定實時的最佳的直流式電力形成裝置的供給選擇順序，從而對直流動作負載器進行供電；
[0066]或者，其特征在于，對于將上述直流式的電力合成的對直流動作負載器進行的直流式的供電，在形成上述直流式的電力的多個直流式電力形成裝置、與轉換為直流的交流商業(yè)用電源中，分別安裝防逆流二極管，并將各自供給的直流式的電力合成，進行該已合成的直流式的供電。
[0067]或者，其特征在于，包括:
[0068]形成直流式的電力的多個直流式電力形成裝置；輸出直流式的電力的直流電源裝置；轉換為直流的交流商用電源；至少一個直流動作負載器，其接收通過上述多個直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和上述轉換為直流的商用電源合成的直流的供電；直流母線，該直流母線將上述直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置、上述商用電源和上述直流動作負載器連接；
[0069]還包括供電控制裝置，在該供電控制裝置中，對于上述對上述直流動作負載器的直流式的供電，在上述多個直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和轉換為直流的商用電源中的可依照電力形成成本的廉價順序而供電的上述直流式電力形成裝置、直流電源裝置和上述轉換為直流的商用電源，設置供電的優(yōu)先使用順序表，并且檢測上述多個直流式電力形成裝置、上述直流電源和轉換為交流的商業(yè)電源中的與實時的電力形成成本相對應的實時的上述多個直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和轉換為直流的交流商用電源的可供電量，參照上述檢測結果和上述優(yōu)先使用順序表，確定實時的最佳的直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和轉換為直流的商用電源的供給選擇順序，從而對直流動作負載器進行供電控制。
[0070]或者，其特征在于，對于將上述直流式的電力合成的對直流動作負載器的直流式的供電，在形成上述電力的多個直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和轉換為直流的交流商業(yè)用電源中，安裝防逆流二極管，從而將各自供給的直流式的電力合成，進行該已合成的直流式的供電。
[0071]或者，其特征在于，在上述多個直流式電力形成裝置中，至少包括太陽能電池、燃料電池、風力發(fā)電機、水力發(fā)電、生物氣體發(fā)電機。
[0072]或者，其特征在于，上述直流電源裝置為包括車載用電池的蓄電器。
[0073]或者，其特征在于，在上述商用電源中，設置可進行電力逆流的逆轉換裝置，該逆轉換裝置在上述直流型微電網網絡的形成上述電力的多個直流式電力形成裝置的發(fā)電量超過直流動作負載器的耗電量和直流式的直流電源裝置的蓄電量的場合，在上述商用電源中產生逆流。
[0074]發(fā)明的效果[0075]按照本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)和利用該系統(tǒng)的直流型微電網網絡，實現下述的效果，首先，特別是，優(yōu)先進行來自太陽能電池的直流電力的供給，并且即使在日射量有變化的情況下，仍可針對變化的日射量，最大限度地利用來自太陽能電池的發(fā)電電力。
[0076]另外，實現可消除下述的課題的效果，該課題為:與作為前述的現有的控制方法的MPPT控制方式相比較，不會因用于電壓、電流測量的AD轉換器的精度、或設備的內部噪音等產生很大影響，由此，不如現有的MPPT控制方式的那樣，對最佳動作點的收斂速度產生影響，另外，可以克服下述課題，在上述現有控制方法中出現的“為了分階段地改變太陽能電池的電負荷而變化的時候多的場合，產生持續(xù)的波動振幅，向最佳收斂點的收斂不穩(wěn)定”，“在變化幅度小的場合，向最佳收斂點的收斂時間變長，特別是在日射量頻繁地變化的場合，難以通過最佳動作點而利用太陽能電池”。
[0077]此外，實現可克服下述的課題的效果，該課題為:在現有的MPPT方法中，為了對應于日射量、太陽能電池溫度的外部環(huán)境的變化而以高速的響應進行探查而確定，必須要求多種條件分支，在現有的模擬電路方式中，難以實現順利的控制。
[0078]另外，實現可克服下述的課題的效果，該課題為:在過去，雖然不僅為了有效地利用數字控制，而且為了抑制制造成本，而采用微型計算機，但是，普通的微型計算機的處理速度并不高，由此，控制運算算法處理時間冗長，成為使控制精度惡化的原因。
[0079]還有，實現不產生如下現象的效果，該現象為:由于在設置功率調節(jié)器而將現有的太陽能電池中產生的直流電接入電源系統(tǒng)中的方式中，在日射量降低的場合停止運轉，故太陽能電池的利用效率降低，另外，由于在使電力流出到系統(tǒng)中的所謂的逆流時，因線路電流降低而電壓降低量減少，故導致配電線路的電壓上升，對電力逆流動作造成妨礙，線路電壓與配電條件規(guī)定沖突。
[0080]換言之，本發(fā)明實現可構成下述價格低廉的太陽能電池利用系統(tǒng)的效果，在該系統(tǒng)中，如果事務所等的可設置的場所多的話，則從實用化方面來說，即使在低日射量時，仍可最大限度地利用來自太陽能電池的發(fā)電電力，因沒有逆流功能而簡化控制。
[0081]另外，實現可提供下述系統(tǒng)的效果，在該系統(tǒng)中，為了降低制作費用，采用廉價的微型計算機的數字方式是有效的，但是在進行所謂的MPPT控制的場合，不產生動作的波動、不穩(wěn)定動作。
[0082]此外，實現可提供下述的可靠的控制方法的效果，在該方法中，太陽能電池面板的價格很高，為了謀求提高設置成本的經濟性，即使在低日射量時，仍可最大限度地利用來自太陽能電池的發(fā)電電力。
[0083]如此，本發(fā)明提供下述簡單的控制方法，其中，在由包括太陽能電池的多個直流電源構成的電力利用系統(tǒng)中，特別是即使在產生日射量的變化的情況下，仍可最大限度地利用太陽電池產生的電力，由此，實現可一邊降低設置成本，可一邊穩(wěn)定地對直流負荷進行供電，并且可大大提高該供電能力的效果。
[0084]S卩，實現下述的效果，該效果為:可通過按照最佳動作點而使太陽能電池運轉的本發(fā)明的控制方法，使運算處理時間縮短，比如，可減小脈沖寬度調制型直流斬波器的周期間隔，由此，可減小抑制直流電源的開閉的電源脈動的濾波器和/或電感系數、靜電電容和該值，于是，可使系統(tǒng)的制作成本更加廉價。
[0085]還有，實現提供下述能力的效果，該能力為:由于控制實施時間很短，故即使在產生日射量的突變的情況下，仍立即轉移到太陽能電池的最佳動作點，從而提高太陽能電池的利用率。
[0086]再有，實現下述的效果，即由于可全部通過廉價的部件構成，故可以將制造成本抑制到很低的水平。
[0087]另外，實現下述的優(yōu)良的效果，該效果為:按照可全部將來自供電電源的電力變?yōu)橹绷魇?、并且可改變其?yōu)先使用順序、合成比率而合成供給來自它們的直流式的電力的方式構成，而且接收供給的一側的負載器全部為直流動作負載器的微電網網絡，可對下述的情況進行確定并有效控制，該情況為:在當前時刻使多個直流式電力形成裝置、直流電源裝置和轉換為直流的商用電源中的哪個電源優(yōu)先，另外如何將這些電源組合而進行供電，從而使效率更高，成本更低，另外能否可考慮安全性從而進行穩(wěn)定地供給。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0088]圖1為說明與太陽能電池的最大發(fā)電電力點有關的V-P特性的說明圖；
[0089]圖2為說明本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)的基本結構的電路的說明圖；
[0090]圖3為說明本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)的日射量-最大發(fā)電最佳動作電流的特性的說明圖；
[0091]圖4為說明本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)結構的結構說明圖；
[0092]圖5為說明本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)的基本結構的結構說明圖(其I);
[0093]圖6為說明本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)的基本結構的結構說明圖(其2);
[0094]圖7為說明本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)的基本結構的結構說明圖(其3);
[0095]圖8為說明本發(fā)明的直流型微電網網絡的實施例的概略結構說明圖；
[0096]圖9為說明本發(fā)明的直流型微電網網絡的概略結構的方框圖；
[0097]圖10為說明本發(fā)明的直流型微電網網絡的電力供給控制裝置的動作的流程。
【具體實施方式】
[0098]實施例1
[0099]根據附圖，對用于實施本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)的優(yōu)選方式進行說明。
[0100]首先，對圖2進行說明。圖2表示太陽能電池PV、以及η個電壓可變的直流電源Ε1、Ε2，……En通過防逆流二極管D而連接的電路。
[0101]在該圖中，對本發(fā)明的直流電源利用系統(tǒng)，即直流電源利用系統(tǒng)進行普通化處理，相應的直流電源Ε1、Ε2……En對商用電力進行整流，即使為蓄電池、風力發(fā)電直流電源或蓄電器，也沒有關系。但是以在相應的直流電源El、Ε2……En中設置輸出電壓調整裝置(在圖2中沒有示出)為條件。
[0102]在電磁學方面，來自直流電源的各支路電流采用“基爾霍夫定律”而被計算出，但是，在各支路中具有逆流二極管D的場合電流分布完全不同。
[0103]即，如果太陽能電池PV的直流電源El、Ε2……En的輸出電壓均為零，則僅來自太陽能電池PV的負荷電流Ip = Ep/RL流向所謂的直流負載器R`L。在該場合，遵守基爾霍夫
第一定律。
[0104]接著，比如直流電源El的電壓從零上升到El (其中，El < Ep)，則Il =E1/R從直流電源El流過。
[0105]但是，El的內部電阻與負荷電阻R相比較，小到可忽略不計。此時，負荷電流IL沒有變化，來自太陽能電池PV的電流Ip僅減少11。
[0106]這樣的現象與其它直流電源E2……En的電壓在上升時呈相同的現象。但是必須注意，如果要將其電壓高于太陽能電池PV的電壓Ep的直流電源E1、E2，……En連接的話，則負荷端子電壓通過該直流電源E1、E2……En而上升。因此，如果設定從太陽能電池PV優(yōu)先將負荷電流Ip送給上述直流負載器RL側的系統(tǒng)的話，則必須按照形成低于太陽能電池PV的電壓Ep的電壓的方式，通過上述輸出電壓調整裝置而調整直流電源El、E2，……En的輸出電壓。
[0107]如此，在支配負荷端子電壓的場合，包括太陽能電池PV的全部的直流電源E1、E2，……En中的輸出電壓最高，此時，該直流電源的電流變得最大。
[0108]根據上述情況可理解到:太陽能電池PV的電流Ip通過調整其它直流電源E1、E2，……En的電壓大小，由此，可控制太陽能電池PV的電流Ip0
[0109]進一步具體進行說明。
[0110]即，根據圖5進行說明的話，按照下述方式構成，該方式為:在三個直流電源E1、E2和E3上分別連接有防逆流二極管D……，向直流負載器RL輸出已合成的直流式的電力。
[0111]接著，對于使來自某個直流電源El、E2和E3的輸出優(yōu)先，通過使其端子電壓不同的方式實現。即，如圖6所示的那樣，El的端子電壓為12.30V, E2的端子電壓為12.25V,E3的端子電壓為12.26V。
[0112]在這樣的端子電`壓時，在直流電源E1、E2和E3中，流過圖6所示的電流。即，在EI中流過24.78mA的電流,在E2中流過6.450mA的電流,在E3中流過12.26mA的電流。如此可理解到，從端子電壓高的順序優(yōu)先使電流流過。
[0113]于是，通過連接防逆流二極管D，并且使相應的端子電壓不同而確定它們，由此，可選擇確定使來自某個直流電源E1、E2和E3的輸出優(yōu)先。
[0114]接著，在此給出的直流電源為已轉換的交流的商用電源、輸出直流式的電力的由車載用電池、電池等電力貯藏器構成的多個直流電源也沒有關系。
[0115]圖7為采用直流電源El、E2和E3中的兩個電源的場合的曲線圖，仍可理解為，可優(yōu)先從端子電壓高的順序使電流流過。
[0116]實施例2
[0117]下面針對太陽能電池I和太陽能電池I以外的直流電源，對下述實施例進行說明，其中，按照在將產生的直流電力合成，并送給直流負載器3時，可最大限度地利用來自上述太陽能電池I的發(fā)電電力的方式構成。
[0118]圖3表示從單位日射量的太陽能電池I的電壓相對電流特性獲得的、日射量相對最佳動作電流的近似直線關系的曲線圖。
[0119]圖3所示的曲線圖內的各點(四個點)為各日射量的最大發(fā)電電力點。該四個點為表示給出各自變化的各日射量的最大發(fā)電電力點的最佳動作電流值的點，其為通過復雜的測量方法而實際測量的值。
[0120]接著，在該曲線圖內給出的直線為將太陽能電池I為最大日射量時(100W/平方米)的最大發(fā)電電力點(最大發(fā)電電力點置換為最佳動作電流，在這里，約為3.3(A))時的點和日射量為零的點(原點)連接的直線。
[0121]從此可知，通過實際復雜的測量方法而測量出的上述四個點位于基本近似上述直線的位置，并沒有大的差異。但是，本發(fā)明人發(fā)現可利用上述曲線圖，其創(chuàng)新點還在于利用該曲線圖，通過簡單的結構而進行控制。
[0122]即，首先通過輔助太陽能電池2而連續(xù)地檢測日射量。另外，在本實施例中，針對日射量檢測，單獨設置輔助太陽能電池2，并通過它而檢測，但是根據太陽能電池I檢測日射量的方案，也沒有關系。
[0123]另外，如果知道變化的日射量，則可利用前述的曲線圖，大致求出該日射量的最大發(fā)電電力，即最佳動作電流，從而可容易進行太陽能電池I的控制。
[0124]圖4表示本發(fā)明的太陽能電池利用系統(tǒng)，即直流電源利用系統(tǒng)。
[0125]在圖4所示的實施例中，標號10表示交流的商用電源，該交流的商用電源10通過商用電源整流器11而變?yōu)橹绷鳌?br> [0126]另外，在本實施例中，上述商用電源10以一個單獨件而被連接，但是按照多個單獨件而被連接也沒有關系。
[0127]在這里,在圖4中，標號3表不直流負載器,標號4表不蓄電器,標號5表不脈沖寬度調制型直流斬波器，標號6表示微型計算機，標號7表示防逆流二極管，標號8a表示平滑電抗器，標號8b表不高頻用電抗器，標號9a表不平滑電容器,標號9b表不高頻用電容器。
[0128]在蓄電池4中，按照對直流負載器3的負荷較輕，或僅在不必供電的場合進行充電的方式構成，在日照量低的場合和/或在夜間，需要向上述直流負載器3進行供電的場合，通過充放電控制裝置4a而采`用來自蓄電池4的電力。另外，在不蓄存從太陽能電池I中發(fā)出的電力的場合，不必設置。
[0129]在這里，在輔助太陽能電池2中，連續(xù)地檢測變化的日射量，將該已檢測的日射量的數據送給微型計算機6。
[0130]另外，同樣對于來自太陽能電池I的電流la，比如通過AD轉換器而送給微型計算機6。
[0131]因此，在微型計算機6中，伴隨時間而變化的日射量的數據和表示該日射量時的太陽能電池I的發(fā)電量的電流值Ia被獲取從而被識別。
[0132]于是，按照為通過圖3所示的曲線圖所表示的最佳電流值的方式對該電流值Ia進行控制。
[0133]即，根據圖3中的近似直線，獲得與日射量相對應的最佳動作點Ip*。
[0134]對此，通過基于下述各式的運算，從而求出轉換為直流的商用電源10側的脈沖調制型直流斬波器5的流通率d (具體來說，表示斬波器周期中的打開時間)，并從微型計算機6而輸出。
[0135](公式l)e(k)=I p*_I p (k)
[0136](公式2) Δ d(k)= K p e(k)+ K i [ e(k)+ K d ( e(k)-e(k-l) }



K=O
[0137](公式3) d (k) =d (k_l) + Δ d (k)
[0138]在這里，式I的e(k)表示最佳動作點電流Ip*與太陽能電池I的電流Ip(k)的誤差。[0139]另外，通過式2的所謂的數字式PID控制運算式，求出調整下一控制時刻的脈沖調制型直流斬波器5的流通率的控制量AcKk),通過式3進行將該值加法補償為上次的流通率d(k — 1)，使Ip (k)近似于Ip*的處理。
[0140]此外，式2中的Kp、Ki和Kd分別表示比例控制、積分控制和微分控制的系數。
[0141]以上為本發(fā)明的所謂的簡單的MPPT控制方法。
[0142]在這里，在太陽能電池I和轉換為直流的商用電源10側中，防逆流二極管7、7以相對的方式而被連接，對直流負載器3進行供電。
[0143]對于變化的日射量，如上所述，在輔助太陽能電池2中，太陽能電池I的電流Ia通過比如AD轉換器而被獲取到微型計算機6中。
[0144]于是，根據這些值，采用上述式I~式3而將流通率d輸出給脈沖調制型直流斬波器5，從而進行所謂的控制。
[0145]還有，將商用電源10等的交流轉換為直流的裝置，即商用電源整流器11采用全波整流器、脈沖寬度調制型DC轉換器，為了吸收這些裝置所產生的脈流，采用上述平滑電抗器8a和平滑電容器9a。另外，為了使脈沖寬度調制型直流斬波器5的矩形波狀的電壓平滑，插入高頻用電抗器8b和高頻用電容器％。
[0146]另外，在日射量很充分，對直流負載器3的負荷僅有一點或不需要供電的場合，還可經由充放電控制器4a而將電力蓄存于上述蓄電池4中。另外，在夜間時等場合，可經由上述蓄電器4而將電力供給到直流負載器3。
[0147]實施例3
[0148]下面參照附圖，對用于實施本發(fā)明的直流型微電網網絡的形態(tài)進行說明。
`[0149]在圖8中，標號20表示本發(fā)明的直流型微電網網絡。在該直流型微電網網絡20中，比如在呈環(huán)狀的直流母線21上連接有多個且多種產生直流式的電力的直流式形成裝置22……。
[0150]在圖8中，作為產生直流式的電力的直流式電力形成裝置22的例子，列舉有水力發(fā)電機、風力發(fā)電機、太陽能電池、燃料電池、生物氣體發(fā)電機等。但是，并不僅限于這些裝置，可為生產直流式的電力的裝置。
[0151]在下面，標號23表示轉換為直流的交流的商用電源，在本實施例中，在直流母線21上連接有比如兩個轉換為直流的商用電源23、23。這些轉換為直流的商用電源23可連接所謂的電力公司的不同的商用電源23，也可連接變電所不同的商用電源23。如此連接多個轉換為直流的商用電源23的話，則即使感覺一個商用電源23過載，并且感覺有一個部位的商用電源產生沖擊現象，或在停電的場合，也可通過連接的其它部位的商用電源23而對它們補償，從而可消除上述不安。
[0152]接著，標號24表示輸出直流式的電力的多個直流電源裝置。在輸出該直流式的電力的直流電源裝置24……上，相當于車用電池、電池等蓄電器等。在作為這些蓄電器的直流電源裝置24在非常情況下、或在直流微電網網絡內的產生電力超過直流動作負載器的使用電力的場合，發(fā)揮其功能，期待作為所謂的備用電源。由此，確保本發(fā)明的直流型微電網網絡20的高可靠性。
[0153]另外，除了備用電源以外，采用上述太陽能電池等自然能量的直流式電力形成裝置22……還實現如下功能，該功能為:將因比如日照不足等而不能產生所希望的電量等的缺點抑制在最小限度的補償裝置的功能。
[0154]此外，標號25表示直流動作負載器,該直流動作負載器從上述的水力發(fā)電機、風力發(fā)電機、太陽能電池、燃料電池、生物氣體發(fā)電機等多個產生直流式的電力的直流式電力形成裝置22……;已轉換的交流的商用電源23、23 ;輸出直流式的電力的，包括車用電池、電
池等的電力貯存器的多個直流電源裝置24......，接收直流式的電力的供給，其列舉有比如
以直流而動作的直流型LED燈、直流型熒光燈、直流型加熱器或直流型風扇等。
[0155]但是，上述的水力發(fā)電機、風力發(fā)電機、太陽能電池、燃料電池、生物氣體發(fā)電機等多個產生直流式電力的直流式電力形成裝置22 ;已轉換的交流的商用電源23、23 ;輸出直流式的電力的包括車用電池、電池等的蓄電器的多個直流電源裝置24……可如根據作為基本構思圖而表示的圖5而理解的那樣，將已合成的直流式的電力供給到上述多個直流動作負載器25......ο
[0156]即，根據圖5而進行說明的話，按照下述方式構成，該方式為:在作為三個直流式電力形成裝置22……的E1、E2和E3上分別連接有防逆流二極管D，將已合成的直流式的電力輸出給作為直流動作負載器25的RL。接著，關于使來自哪個直流式電力形成裝置22的輸出優(yōu)先，通過使該端子電壓不同的方式進行。即，如圖6所示，El的端子電壓為12.30V，E2的端子電壓為12.25V，E3的端子電壓為12.26V。
[0157]如此的端子電壓時，圖6所示的電流流過El、E2和E3。即，24.78mA的電流流過El, 6.450mA的電流流過E2，12.26mA的電流流過E3?？衫斫獾剑绱税凑諒亩俗与妷焊叩捻樞騼?yōu)先的方式，使電流流過。
[0158]于是，通過連接防逆流二極管D，并且使相應的端子電壓不同而確定，從而可選擇并確定使哪個直流式電力形成裝置22……或已轉換的交流的商用電源23、23且輸出直流式的電力的包括車用電池、電池等的由蓄電器構`成的多個直流電源裝置24優(yōu)先。
[0159]如上述那樣，圖7為El、E2和E3中的采用兩個電源的場合的曲線圖，仍可理解為按照從端子電壓高的順序優(yōu)先的方式，使電流流過。
[0160]接著，在圖8、圖9中，標號27表示供電控制裝置。
[0161]在這里，如根據圖8、圖9而理解的那樣，形成下述的方案，其中，該供電控制裝置27針對與本發(fā)明的直流式微電網網絡連接的全部裝置，獲得平時信息，進行動作指令，另外可進行蓄電指令、電力接入指令等。
[0162]首先，太陽能電池為用作電源的裝置，但在通過日射量而形成的電量中具有很大變化。如此，關于太陽能電池，由于伴隨日射量其發(fā)電量變化，故檢測與其相對應的電流或電壓等檢測信號36的變化，一邊利用比如所謂的最大發(fā)電電力伴隨控制法等的控制法，一邊進行檢測作業(yè)，由此，確定一般條件下的太陽能電池的電力形成成本。
[0163]另外，風力發(fā)電機也為可阻止地球暖化的設備，為仍可用作電力形成裝置的設備。但是，由于風力發(fā)電機根據其風速力的強弱而發(fā)電量不同，故檢測與其相對應的電流或電壓，確定一般條件下的電力形成成本。
[0164]關于燃料電池、生物氣體發(fā)電機等，不像太陽能電池、風力發(fā)電機那樣發(fā)電量受日射量、風力嚴重地左右，但是，由于燃料費用等會變化，故考慮到這一點，還是事先確定一般條件下的電力形成成本。
[0165]關于作為車載用電池、電池等的蓄電器的直流電源裝置24，其為備用電源，并不頻繁使用，但是，由于仍具有在緊急時使用的可能，故在電力充裕的場合，一邊考慮一般條件下的充放電效率，一邊確定電力形成成本。
[0166]此外，同樣關于交流的商用電源，按照可與上述太陽能電池、風力發(fā)電機的電力形成本進行比較的方式，預先確定一般條件下的電力形成成本。
[0167]接著，按照廉價的順序，將這些已確定的各電力形成成本進行排列，將其作為供電的優(yōu)先使用順序表，制作所謂的優(yōu)先使用順序表30，將其預先保存于存儲部31中。
[0168]另外，由于伴隨的時間的推移，燃料費用等會產生變化，故最好定期進行更新。
[0169]接著，供電控制裝置27具有形成量檢測部28，該形成量檢測部28檢測水力發(fā)電機、風力發(fā)電機、太陽能電池、燃料電池、生物氣體發(fā)電機等多個形成直流式的電力的直流式電力形成裝置22在當前時刻，形成或貯藏多少電量。
[0170]此外，具有貯藏量檢測部29，該貯藏量檢測部29具有檢測由車用電池、電池等的蓄電器構成的多個直流電源裝置24具有多少直流式的電力的儲藏量。
[0171]它們可進行實時的檢測，連續(xù)地檢測該電流值、電壓值，并對應于上述裝置的形成量、蓄電量，特別是時刻變化的日射量、風力，可檢測實時的形成量。
[0172]接著，將這些信息送給控制部32。
[0173]在控制部32中，參照已輸入的上述信息和存儲于存儲部31中的優(yōu)先使用順序表30，為了在當前時刻使來自哪個電力生成裝置22的發(fā)電優(yōu)先，并對其補償，通過控制部32，對以怎樣的程度使用哪個直流電源裝置24、哪個商用電源23的情況進行運算。
[0174]若列舉一個例子，在本實施例中，太陽能電池的使用最優(yōu)先。而且，在圖8中，使用兩基太陽能電池，檢測實時的太陽能電池的發(fā)電量，使在當前時刻發(fā)電量最多的太陽能電池的使用優(yōu)先。但是，由于在一組的太陽能電池的使用中，并不維持發(fā)電量，故也有使用其它太陽能電池的意圖。在該場合，也檢測其它太陽能電池的發(fā)電量，通過上述控制部32對可供給多少發(fā)電量進行運算。另外，對于風力發(fā)電機的供電控制，同樣通過控制部而被控制。另外，標號34表示顯示器等顯示部，標號35表示送出控制信號33等的發(fā)送部。
[0175]在這里，形成量檢測部28、蓄電量檢測部11、控制部32為比如CPU等的中央運算裝置，存儲部31由硬盤等構成。
[0176]通過控制部32而確定的供電優(yōu)先使用順序等通過控制信號15等，送給:多種形成直流式的電力的直流式電力形成裝置22……；圖8所示的水力發(fā)電機、風力發(fā)電機、太陽能電池、燃料電池、生物氣體發(fā)電機等的轉換為直流的交流商用電源23、23和輸出直流式的電力的多個直流電源裝置24，通過開關裝置38等，沿上述供電將規(guī)定的電力送給直流動作負載器25側。另外，信號的輸入輸出經由線路網37而進行，但是，并不僅限于此，即使優(yōu)先進行也沒有關系。
[0177]下面參照圖10，對本發(fā)明的供電控制裝置27的動作進行說明。
[0178]首先，根據存儲于供電控制裝置27的存儲部31中的當前時刻的優(yōu)先使用順序表30，獲得各裝置的優(yōu)先使用順序信息(步驟100)。
[0179]接著，根據通過形成量檢測部28或蓄電量檢測部29而檢測的各裝置的形成量或蓄電量信息，檢測在當前時刻可供電的各裝置(步驟102)。
[0180]通過根據上述優(yōu)先使用順序表30而獲得的各裝置的優(yōu)先順序信息和根據形成檢測量28或蓄電量檢測部29而 檢測的在當前時刻可供電的各裝置的信息，根據當前時刻的供電的廉價性或供電的穩(wěn)定性等裝置運行方面的觀點，綜合考慮所有信息的結果，確定各裝置的最佳的優(yōu)先使用順序(步驟S104)。接著，按照在上面選擇而確定的各裝置，即，供電源的順序，進行供電(步驟S106)。
[0181]在這里，判斷來自上述供電源的供電的供電量是否充分(步驟108)，在判斷不充分時(在步驟108為“否”)，則再次進行上述步驟100的動作。
[0182]接著，在判斷來自上述供電源的供電的供電量充分時(在步驟108，為“是”)，進行向各直流動作負載器25的供電(步驟110)。
[0183]但是，在本發(fā)明中，在商用電源23側設置由可實現電力逆流的功率調節(jié)器等構成的逆轉換裝置(圖中未示出)，該逆轉換裝置按照下述方式構成，該方式為:在本發(fā)明的直流型微電網網絡20的形成上述電力的多個直流式電力形成裝置22……的電力形成量超過直流動作負載器25的耗電量和直流式的直流電源裝置24的電力貯藏量的場合，在上述商用電源23側產生逆流。[0184]產業(yè)上的利用可能性
[0185]如果按照將一個微電網網絡與其它微電網網絡組合的方式構成該多個組合體，則可產生如下效果:相對網絡內的急劇的負荷變化，將電壓變動等電力質量的降低縮小為微電網個數分之一。
[0186]標號說明
[0187]標號I表示太陽能電池；
[0188]標號2表示輔助太陽能電池；
[0189]標號3表不直流負載器；
[0190]標號4表不蓄電池；
[0191]標號4a表不充放電控制器；
[0192]標號5表示振幅調制型直流斬波器；
[0193]標號6表示微型計算機；
[0194]標號7表示防逆流二極管；
[0195]標號8a表不平滑電抗器；
[0196]標號8b表不高頻用電抗器；
[0197]標號9a表不平滑電容器；
[0198]標號9b表不聞頻用電容器；
[0199]標號10表不商用電源；
[0200]標號11表不商用電源整流器；
[0201]符號PV表示太陽能電池；
[0202]符號D表示防逆流二極管；
[0203]符號El……En表示直流電源；
[0204]標號RL表不直流負載器；
[0205]標號20表示直流型微電網網絡；
[0206]標號21表示直流母線；
[0207]標號22表示直流式電力生成裝置；
[0208]標號23表示轉換為直流的交流的商用電源；[0209]標號24表示直流電源裝置；
[0210]標號25表不直流動作負載器；[0211 ]標號27表示供電控制裝置；
[0212]標號28表示生成量檢測部；
[0213]標號29表示蓄電量檢測部；
[0214]標號30表示優(yōu)先使用順序表；
[0215]標號31表不存儲部；
[0216]標號32表示控制部；
[0217]標號33表不控制信號；
[0218]標號34表示顯示部；
[0219]標號35表不發(fā)送部；
[0220]標號36表檢測信號；
[0221 ]標號37表不線路網；
[0222]標號38表示開關裝置。
【權利要求】
1.一種直流電源利用系統(tǒng)，其特征在于，包括: 以直流而輸出的至少一個直流電源；交流的商用電源；直流轉換器，該直流轉換器將上述交流的商用電源轉換為直流電源；直流負載器，該直流負載器從上述至少一個直流電源和轉換為上述直流的商用電源的兩者接收直流的供電， 在上述至少一個直流電源和直流負載器之間、以及在上述直流轉換器和直流負載器之間分別安裝防逆流的二極管，并且安裝電源優(yōu)先供給裝置，其優(yōu)先從上述直流電源側對上述直流負載器進行供電。
2.根據權利要求1所述的直流電源利用系統(tǒng)，其特征在于，上述電源優(yōu)先供給裝置安裝于上述轉換為直流的商用電源側。
3.一種直流電源利用系統(tǒng)，其特征在于，包括: 以直流而輸出的至少一個直流電源；交流的商用電源；直流轉換器，該直流轉換器將上述交流的商用電源轉換為直流電源；直流負載器，該直流負載器從上述至少一個直流電源和轉換為上述直流的商用電源的兩者接收直流的供電； 在上述至少一個直流電源和直流負載器之間、以及在上述直流轉換器和直流負載器之間分別安裝防逆流的二極管，并且安裝電源優(yōu)先供給裝置，其優(yōu)先從上述直流電源側對上述直流負載器進行供電， 以上述直流而輸出的至少一個直流電源為太陽能電池，在該太陽能電池中，具有檢測變化的日射量的日射量檢測部件，并且具有發(fā)電量控制裝置，該發(fā)電量控制裝置根據該已檢測的值，可最大限度地利用與變化的日射量相對應的來自上述太陽能電池的發(fā)電電力。
4.根據權利要求3所述的直流電源利用系統(tǒng)，其特征在于，上述日射量檢測部件由構成上述太陽能電池的太陽能電池面板構成，或由通過其它太陽能電池面板形成的太陽能電池構成?！?br> 5.根據權利要求3或4所述的直流電源利用系統(tǒng)，其特征在于，上述發(fā)電量控制裝置為以下述方式構成的控制裝置:該控制裝置針對對應于變化的日射量而增減的太陽能電池的發(fā)電電力，獲得與上述變化的日射量相對應的最大發(fā)電電力， 預先形成以太陽能電池的日射量變化為橫軸或縱軸，以對應于上述日射量的變化的最大發(fā)電電力時的太陽能電池的最大輸出電流值的變化為縱軸或橫軸的曲線圖，并且求出太陽能電池的最大日射量時1000W/平方米的最大發(fā)電電力時的最大輸出電流值，并取上述曲線圖上的一個點，將該一個點和該曲線圖的原點連接，形成直線狀的最大輸出電流值的目標值，用以表示與變化的日射量相對應的太陽能電池的最大發(fā)電電力， 檢測根據通過上述日射量檢測部件而檢測出的變化的日射量值、和與該日射量值相對應的時刻的由太陽能電池獲得的實際的輸出電流值， 針對上述已獲得的實際的輸出電力值，按照構成與根據上述曲線圖而獲得的該日射量相對應的輸出電流目標值的方式，使上述電源優(yōu)先供給裝置動作，從而進行控制。
6.根據權利要求5所述的直流電源利用系統(tǒng)，其特征在于，上述電源優(yōu)先供給裝置由作為電壓調整裝置的脈沖寬度調制型直流斬波器構成，對該脈沖寬度調制型直流斬波器的流通率進行比例微分積分控制運算而確定，通過上述已運算而確定的流通率而進行電流調節(jié)，按照構成上述輸出電流目標值的方式控制來自上述太陽能電池的實際的輸出電流值。
7.根據權利要求1、2、3、4、5或6所述的直流電源利用系統(tǒng)，其特征在于，在上述直流電源中包括:通過全波整流或脈沖寬度調制型DC轉換器將商用電源轉換為直流而獲得的直流電源；直流型風力發(fā)電裝置、或如果風力發(fā)電裝置以交流發(fā)電時按照全波整流的方式獲得的直流型風力發(fā)電裝置；直流型燃料電池；直流型生物氣體發(fā)電機；具有靜電電容和/或充放電控制裝置的蓄電池。
8.一種直流型微電網網絡，其特征在于，包括: 形成直流式的電力的多個直流式電力形成裝置和轉換為直流的交流的商用電源，用來合成并送出直流式的電力； 直流動作負載器，該直流動作負載器接收該已合成的直流式的供電； 直流母線，該直流母線將上述多個直線式電力形成裝置、上述商用電源和上述直流動作負載器連接， 該直流型微電網網絡還包括供電控制裝置，在該供電控制裝置中，對于對上述直流動作負載器的直流式的供電，在上述多個直流式電力形成裝置中，可依照電力形成成本的廉價順序而供電的上述直流式電力形成裝置中設置供電的優(yōu)先使用順序表，并且檢測上述多個直流式電力形成裝置中的與實時的電力形成成本相對應的實時的上述多個直流式電力形成裝置的電力形成量，參照上述檢測結果和上述優(yōu)先使用順序表而確定實時的最佳的直流式電力形成裝置的供給選擇順序，從而對直流動作負載器進行供電。
9.根據權利要求8所述的直流型微電網網絡，其特征在于，對于將上述直流式的電力合成的對直流動作負載器進行的直流式的供電，在形成上述直流式的電力的多個直流式電力形成裝置、和轉換為直流的交流的商業(yè)用電源中，分別安裝防逆流二極管，從而將各自供給的直流式的電力合成，并進行該已合成的直流式的供電。
10.一種直流型微電網網絡，其特征在于，包括: 形成直流式的電力的多個直流式電力形成裝置；輸出直流式的電力的直流電源裝置；轉換為直流的交流商用電源；接收通過上述多個直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和上述轉換為直流的商用電源合成`的直流供電的至少一個直流動作負載器；直流母線，該直流母線將上述直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置、上述商用電源和上述直流動作負載器連接， 該直流型微電網網絡還包括供電控制裝置，在該供電控制裝置中，對于對上述直流動作負載器的直流式的供電，在上述多個直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和轉換為直流的商用電源中的可依照電力形成成本的廉價順序而供電的上述直流式電力形成裝置、直流電源裝置和上述轉換為直流的商用電源，設置供電的優(yōu)先使用順序表，并且檢測上述多個直流式電力形成裝置、上述直流電源和轉換為交流的商業(yè)電源中的與實時的電力形成成本相對應的實時的上述多個直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和轉換為直流的交流商用電源的可供電量，參照上述檢測結果和上述優(yōu)先使用順序表，確定實時的最佳的直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和轉換為直流的商用電源的供給選擇順序，從而對直流動作負載器進行供電控制。
11.根據權利要求10所述的直流型微電網網絡，其特征在于，對于將上述直流式的電力合成的對直流動作負載器的直流式的供電，在形成上述電力的多個直流式電力形成裝置、上述直流電源裝置和轉換為直流的交流商業(yè)用電源中，分別安裝防逆流二極管，從而將各自供給的直流式的電力合成，并進行該已合成的直流式的供電。
12.根據權利要求8、9、10或11所述的直流型微電網網絡，其特征在于，在上述多個直流式電力形成裝置中，至少包括太陽能電池、燃料電池、風力發(fā)電機、水力發(fā)電、生物氣體發(fā)電機。
13.根據權利要求8、9、10、11或12所述的直流型微電網網絡，其特征在于，上述直流電源裝置為包括車用電池的蓄電器。
14.根據權利要求8、9、10、11、12或13所述的直流型微電網網絡，其特征在于，在上述商用電源中，設置可進行電力逆流的逆轉換裝置，該逆轉換裝置在直流型微電網網絡的形成上述電力的多個直流式電力形成裝置產生的發(fā)電量超過直流動作負載器的耗電量和直流式的直流電源裝 置的蓄電量的場合，在上述商用電源中產生逆流。
【文檔編號】H02J1/00GK103828166SQ201180073614
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2011年9月26日 優(yōu)先權日:2011年9月26日
【發(fā)明者】村野實 申請人:村野實