JPH11332134A - 電力貯蔵システム - Google Patents

電力貯蔵システム

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Publication number
JPH11332134A
JPH11332134A JP10127343A JP12734398A JPH11332134A JP H11332134 A JPH11332134 A JP H11332134A JP 10127343 A JP10127343 A JP 10127343A JP 12734398 A JP12734398 A JP 12734398A JP H11332134 A JPH11332134 A JP H11332134A
Authority
JP
Japan
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commercial
power storage
transformer
storage device
switch
Prior art date
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Pending
Application number
JP10127343A
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English (en)
Inventor
Kuni Endo
久仁 遠藤
Yutaka Kuwata
豊 鍬田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH11332134A publication Critical patent/JPH11332134A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、非絶縁型の商用交流トランス
で発生する損失を低減し双方向電力変換装置の効率を向
上する電力貯蔵システムを提供することにある。 【解決手段】本発明は、非接地の直流電力貯蔵装置3と
商用交流電源1に接続され、非絶縁型の商用交流トラン
ス2を有する非絶縁型の双方向電力変換装置60とで構
成される電力貯蔵システムにおいて、前記商用交流トラ
ンス2をバイパスさせるスイッチ4とバイパスさせない
スイッチ5を設け、前記直流電力貯蔵装置3を充電する
場合にはバイパスさせるスイッチ4を導通し、放電する
場合にはバイパスさせないスイッチ5を導通する事を特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流電力貯蔵装
置を充電する場合に、商用交流トランスをバイパスさせ
ることにより、充電時の電力変換効率向上を可能とする
電力貯蔵システムに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、商用交流電源と、直流電力貯蔵
装置と絶縁型の双方向電力変換装置とで構成される直流
電力貯蔵システムの従来例である。図において、1は商
用交流電源、2は非絶縁型の商用交流トランス、3は直
流電力貯蔵装置、6は双方向電力変換装置を表す。双方
向電力変換装置6は、直流電力貯蔵装置3への充電時は
商用交流電源1の整流装置として、また直流電力貯蔵装
置3からの放電時は商用交流電源1への連系インバータ
として高周波スイッチング動作を行う。すなわち、放電
時は直流から交流に変換するが、商用の交流とうまく位
相を整合させて電流をいれていけるように連係をとる。
充電時には線間電圧Vmを直流電力貯蔵システムの両端
電圧Vdcに上げる昇圧動作を行い、放電時にはVdc
をVmに下げる降圧動作を行う。従って、線間電圧Vm
の最大値Vmpと直流電力貯蔵装置の電圧Vdcとの関
係は次式で表される。
【0003】Vdc>Vmp又はVdc=Vmp これより、商用交流電源1の線間電圧Vcの最大値をV
cpとすると、Vdcが低く、 Vcp>Vdc である場合は、 Vcp>Vmp となるため、VmをVcに昇圧するために非絶縁型の商
用交流トランス2を用いる。もし、非絶縁型の商用交流
トランス2がなければ、直流電力貯蔵装置3から商用交
流電源1へ電力を供給することができない。
【0004】一般に直流電力貯蔵装置として鉛蓄電池や
ナトリウム硫黄電池などが用いられることが多いが、こ
れらの電池の電圧Vdcは、配線抵抗や内部抵抗の影響
により充電時よりも放電時の方が低い。従って、非絶縁
型の商用交流トランスを用いるかどうかは、直流電力貯
蔵装置の放電時の電圧Vdcと線間電圧Vcとの関係に
より決定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、直流
電力貯蔵装置の放電時の電圧Vdcと線間電圧の最大値
Vcpとの関係が Vcp>Vdc である場合は、非絶縁型の商用交流トランスを用いてい
た。充電時において、 Vcp<Vdc又はVcp=Vdc となり非絶縁型の商用交流トランスが不要な条件になっ
たとしても、非絶縁型の商用交流トランスを電流が通過
する構成であったため、非絶縁型の商用交流トランスで
発生する損失により双方向電力変換装置の効率が低下す
るという問題があった。
【0006】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、非絶縁型の商用交流トランスで発生する損失を低減
し双方向電力変換装置の効率を向上する電力貯蔵システ
ムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電力貯蔵システムは、非接地の直流電力貯蔵
装置と、前記直流電力貯蔵装置と商用交流電源に接続さ
れ、非絶縁型の商用交流トランスを有する非絶縁型の双
方向電力変換装置とで構成される電力貯蔵システムにお
いて、前記商用交流トランスをバイパスさせるスイッチ
とバイパスさせないスイッチを設け、前記直流電力貯蔵
装置を充電する場合にはバイパスさせるスイッチを導通
し、放電する場合にはバイパスさせないスイッチを導通
する事を特徴とするものである。
【0008】本発明は前記のような手段を講ずるので、
非絶縁型の電力貯蔵システムにおいて、直流電力貯蔵装
置の充電時に双方向電力変換装置の効率改善を行うこと
ができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態
例を示す回路図である。図において、1は商用交流電
源、60は非絶縁型の双方向電力変換装置、2は非絶縁
型の商用交流トランス、3は非接地の直流電力貯蔵装
置、4、5は切替スイッチを表す。商用交流電源1はu
相、v相、w相よりなり、w相に接続されたw相線が接
地される。前記商用交流電源1のu相線、v相線、w相
線は非絶縁型の商用交流トランス2を介してスイッチS
2u、S2v、S2wの可動端子にそれぞれ対応して接
続され、このスイッチS2u、S2v、S2wの固定端
子はそれぞれ対応したインダクタLu、Lv、Lwを介
して高周波スイッチS3u、S3v、S3wの可動端子
にそれぞれ対応して接続される。前記スイッチS2u、
S2v、S2wは切替スイッチ5を構成する。また、前
記商用交流電源1のu相線、v相線、w相線はスイッチ
S1u、S1v、S1wの可動端子にそれぞれ対応して
接続され、このスイッチS1u、S1v、S1wの固定
端子はそれぞれ対応したスイッチS2u、S2v、S2
wの固定端子に接続される。このスイッチS1u、S1
v、S1wは切替スイッチ4を構成する。前記切替スイ
ッチ4と切替スイッチ5は並列に接続される。前記スイ
ッチS2uの固定端子とスイッチS2vの固定端子の間
にはコンデンサCuvが接続され、前記スイッチS2v
の固定端子とスイッチS2wの固定端子の間にはコンデ
ンサCvwが接続され、前記スイッチS2uの固定端子
とスイッチS2wの固定端子の間にはコンデンサCuw
が接続される。前記高周波スイッチS3u、S3v、S
3wの固定端子Hu、Hv、Hwは直流電力貯蔵装置3
の正極端に接続され、前記高周波スイッチS3u、S3
v、S3wの固定端子Lu、Lv、Lwは直流電力貯蔵
装置3の負極端に接続される。前記直流電力貯蔵装置3
の正極端と負極端の間にはコンデンサCdが接続され
る。前記非絶縁型の商用交流トランス2、切替スイッチ
4,5、高周波スイッチS3u,S3v,S3w、イン
ダクタLu,Lv,Lw、コンデンサCuv,Cvw,
Cuw,Cdは双方向電力変換装置60を構成する。
【0010】前記双方向電力変換装置60は、直流電力
貯蔵装置3への充電時は商用交流電源1の整流装置とし
て、また直流電力貯蔵装置3からの放電時は商用交流電
源1への連系インバータとして高周波スイッチング動作
を行う。放電時は直流から交流に変換するが、商用の交
流とうまく位相を整合させて電流をいれていけるように
連係をとる。充電時には線間電圧Vmを直流電力貯蔵装
置3の両端電圧Vdcに上げる昇圧動作を行い、放電時
にはVdcをVmに下げる降圧動作を行う。さらに、充
電時は切替スイッチ4をオン(導通)、切替スイッチ5
をオフ(遮断)し、放電時には切替スイッチ4をオフ、
切替スイッチ5をオンする。これにより充電時は非絶縁
変圧器2を電流がバイパスするため、非絶縁変圧器での
損失発生を防ぐことができる。直流電力貯蔵装置3には
内部抵抗があり、放電時の電圧より充電時の電圧の方が
たかい。双方向電力変換装置60のスイッチング部は交
流と直流を相互に変換させるばかりでなく、そのスイッ
チング周波数により電圧を変化させることができる。た
だし、その変化幅は図2に示すように範囲をもつ。放電
時ではその範囲にはいりきらず、非絶縁型の商用交流ト
ランス2をつかって昇圧する必要があるが、充電時はス
イッチング部の変圧範囲で変圧が可能なので、非絶縁型
の商用交流トランス2が不要になる。
【0011】次に、充電時に非絶縁型の商用交流トラン
ス2をバイパスさせることができる条件について説明す
る。本発明の適用される電圧条件の例を図2に示す。こ
こで、7は直流電力貯蔵装置3の充電電圧の波形、8は
直流電力貯蔵装置3の放電電圧の波形、9は商用電圧V
cの波形を表す。また、Tは商用交流電源1の1周期を
表す。直流電力貯蔵装置3の放電電圧は商用交流電源1
の線間電圧最大値Vcpよりも低いため、非絶縁型の商
用交流トランス2を用いてVcとVmとを整合させる必
要がある。一方、直流電力貯蔵装置3の充電電圧は商用
交流電源1の線間電圧最大値Vcpよりも高いため、V
mがVcと同じ電圧になるようにインバータ部のスイッ
チングで制御することが可能である。従って、充電時に
おいては非絶縁型の商用交流トランス2を用いる必要が
ない。図2に示すように、直流電力貯蔵装置3の放電電
圧が商用交流電源1の線間電圧最大値Vcpよりも低
く、直流電力貯蔵装置3の充電電圧が商用交流電源1の
線間電圧最大値Vcpよりも高くなる電圧条件において
は、本発明を適用することができる。
【0012】即ち、本実施形態例によると、従来例では
不可能だった、充電時における非絶縁型の商用交流トラ
ンス2での損失発生の防止が可能となる。例えば、双方
向電力変換装置60の電力変換効率が90%で、損失の
2割が非絶縁型の商用交流トランス2で発生していたと
すると、本発明により充電時の損失が2割低減し、効率
が約92%に上昇する。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
絶縁型の電力貯蔵システムにおいて、充電時に非絶縁型
の商用交流トランスをバイパスすることにより非絶縁型
の商用交流トランスで発生する損失を削除することがで
きる。従って、充電時における電力貯蔵システムの高効
率化が可能となる。なお、直流電力貯蔵装置としては鉛
蓄電池、コンデンサ、ナトリウム硫黄電池等が考えられ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例を示す回路図である。
【図2】本発明の一実施形態例が適用される電圧条件を
示す波形図である。
【図3】従来の電力貯蔵システムを示す回路図である。
【符号の説明】
1 商用交流電源 2 非絶縁型の商用交流トランス 3 直流電力貯蔵装置 4、5 切替スイッチ 60 双方向電力変換装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非接地の直流電力貯蔵装置と、 前記直流電力貯蔵装置と商用交流電源に接続され、非絶
    縁型の商用交流トランスを有する非絶縁型の双方向電力
    変換装置とで構成される電力貯蔵システムにおいて、 前記商用交流トランスをバイパスさせるスイッチとバイ
    パスさせないスイッチを設け、前記直流電力貯蔵装置を
    充電する場合にはバイパスさせるスイッチを導通し、放
    電する場合にはバイパスさせないスイッチを導通する事
    を特徴とする電力貯蔵システム。
JP10127343A 1998-05-11 1998-05-11 電力貯蔵システム Pending JPH11332134A (ja)

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JP10127343A JPH11332134A (ja) 1998-05-11 1998-05-11 電力貯蔵システム

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JP10127343A JPH11332134A (ja) 1998-05-11 1998-05-11 電力貯蔵システム

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JPH11332134A true JPH11332134A (ja) 1999-11-30

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ID=14957586

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JP10127343A Pending JPH11332134A (ja) 1998-05-11 1998-05-11 電力貯蔵システム

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JP (1) JPH11332134A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004048940A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Nippon Kouatsu Electric Co 耐雷システム
JP2023039166A (ja) * 2021-09-08 2023-03-20 西芝電機株式会社 電力貯蔵システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004048940A (ja) * 2002-07-12 2004-02-12 Nippon Kouatsu Electric Co 耐雷システム
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