电力转换装置、控制电力转换装置的方法以及电力转换系统的制作方法_3

文档序号:9650787阅读:来源:国知局
4控制电压转换器3a至3d,使得来自电压转换器3a至3c和3d的DC输出电压分别被设定为目标电压值的DC370V和300V (步骤S102)。
[0079]当来自电压转换器3a至3c和3d的DC输出电压稳定时,控制器104切换开关5使得电源设备输入线4a至4c和4d分别与DC电力输出线6C和6B连接(步骤S103)。此时,多个开关5以联动模式进行切换,使得各电源设备输入线不与多个DC电力输出线同时连接。由此,将提供至DC电力输出线6B、6C的电力向换流器7B、7C提供。
[0080]控制器104控制换流器7B、7C分别输出AC100V和AC200V的电力(步骤S104)。然后,当控制器104判断来自换流器7B、7C的输出已经到达预定电压范围时,闭合开关11B、11C,断开开关11C’,将来自换流器7B、7C的电力输出提供至负载10B、10C (步骤S105)。[0081 ] 如上所述,在本实施方式的第一电力转换模式中,可以将来自各电源设备的输入线选择性地仅与具有不同设定电压的多个DC电力输出线中的一根线连接。这种配置允许进行以下灵活运用,即将来自各电源设备的供给电力仅提供至特定的供给对象。特别地,在本电力转换模式中,使输出电压高的电源设备la至lc(太阳能电池)升压至对应于AC输出电压200V的高达370V的DC电压。另一方面,使输出电压相对低的电源设备Id(燃料电池)升压至对应于AC输出电压100V的300V的低DC电压。由此,因为可以将各电压转换器的升压比设定为1以上2以下的值,所以,不必设置多级升压电路并且降低电压转换器的电路规模,允许以低成本构成电压转换器。
[0082](第二电力转换模式)
[0083]下面,说明本实施方式的第二电力转换模式。图4示出将图1的本发明的实施方式的电力转换装置100切换成第二电力转换模式后的状态。这里,在第二电力转换模式中,通过切换电力转换装置100中的开关和对部件的控制,使用来自电源设备la至lc(太阳能电池)的电力输出来驱动与AC200V电源连接的负载10C。另外,在第二电力转换模式中,使用来自电源设备Id(燃料电池)的输出电力对电源设备le(蓄电池)充电。
[0084]在该第二电力转换模式中,电压转换器3a至3c将来自各电源设备la至lc (太阳能电池)的约240V的DC输入电压升压至设定的目标电压值370V,并将该电压输出至电源设备输入线4a至4c。另外,电压转换器3d将来自电源设备Id(燃料电池)的DC输入电压160V升压至240V,并将该电压输出至电源设备输入线4d。
[0085]控制器104控制切换部102使得来自电源设备la至lc (太阳能电池)的电源设备输入线4a至4c与指定目标电压值为DC370V的DC电力输出线6C连接。同样地,控制器104将来自电源设备Id (燃料电池)的电源设备输入线4d与指定目标电压值为DC240V的DC电力输出线6A连接。此外,在本实施方式中,与燃料电池相同,控制使得电源设备le (蓄电池)的电源设备输入线4e也与DC电力输出线6A连接。沿着图4中的粗实线表示的路径,从电压转换器3a至3c输出的电源设备la至lc (太阳能电池)的DC电力通过开关5的切换传输至换流器7C。同样,沿着粗虚线表示的路径,从电压转换器3d输出的电源设备Id (燃料电池)的DC电力输入至电压转换器3e。
[0086]电压转换器3e可以进行双向DC/DC转换。控制器104控制电压转换器3e将向与DC电力输出线6A连接的电源设备输入线4e提供的、来自电源设备Id(燃料电池)的电力降压至190V。
[0087]当通过电压转换器3e降压的电力稳定后,控制器104控制电源设备le(蓄电池)通过来自燃料电池的电力充电。
[0088]换流器7C将来自DC电力输出线6C的太阳能电池的DC输出电力转换为与连接负载对应的电力。在本实施方式中,换流器7C将来自DC电力输出线6C的DC370V的电力转换为单相三线AC200V。转换至AC200V的电力被提供至与负载连接端子8C连接的负载10C。此外,由于没有电力提供至DC电力输出线6B,因此换流器7B不操作。另外,在本实施方式中,虽然向DC电力输出线6A提供电力,但是,因为该电力用于对蓄电池充电,所以转换器7A也不操作。换流器7C基于来自控制器104的控制信号将电力转换为与连接的负载对应的最优电力。
[0089]图5在流程图中示出用于从第一电力转换模式切换为第二电力转换模式的步骤。首先,控制器104初始化一些开关5,使得来自燃料电池的电源设备输入线4d和DC电力输出线6B之间的连接断开。同时,控制器104也初始化开关11A至11C,使得转换器7A和换流器7B、7C的输出不输至负载10A至10C(步骤S201)。
[0090]接着,控制器104电压转换器3d使得其具有DC240V的输出电压(步骤S202),并且,设定电压转换器3e从DC240V降压至DC190V (步骤S203)。
[0091]当电源设备输入线4d的电压值稳定时,控制器104切换开关5使得电源设备输入线4d、4e与DC电力输出线6A连接(步骤S204)。
[0092]控制器104开始控制电压转换器3e,使得其输出落入预定电压范围内(步骤S205)。而且,当判断输出已经到达规定范围时,控制器104开始通过电压转换器3e的DC输出电力对电源设备le(蓄电池)充电(步骤S206)。而且,控制器104将开关11C设置成ON状态,向负载10C提供换流器7C的输出(步骤S207)。
[0093]如上所述,在从本实施方式中,第一电力转换模式可以切换至第二电力转换模式,使得已经从燃料电池向AC100V的负载10B提供的电力可以切换为向蓄电池提供。在负载10B不消耗电力的情况下,这种类型的切换对于在准备自主操作中增加蓄电池的充电量是有效的。在该第二电力转换模式中,也可以使DC输出电压高的电源设备la至lc(太阳能电池)升压至对应于AC输出电压200V的高达370V的DC电压。另一方面,使输出电压相对低的电源设备Id(燃料电池)升压至足够低以对电源设备le(蓄电池)充电的240V的低DC电压。由此,电压转换器之间的升压比可以设定为1以上2以下的值,这使得不必设置多级升压电路并且降低电压转换器的电路规模,允许以低成本构成电压转换器。另外,因为来自燃料电池的DC电力可以直接充入蓄电池中,所以,与目前通过换流器进行的充电相比,可以降低在充电时转换中的损失。
[0094](第三电力转换模式)
[0095]下面,说明本实施方式的第三电力转换模式。图6示出将图1的本发明的实施方式的电力转换装置100切换为第三电力转换模式的状态。这里,在第三电力转换模式中,控制电力转换装置100内的各开关和部件切换,使用来自电源设备la至lc (太阳能电池)和电源设备le(蓄电池)的DC输出电力,从而驱动与AC200V电源连接的负载10C。另外,在第三电力转换模式中,使用来自电源设备Id(燃料电池)的DC输出电力来驱动与AC100V电源连接的负载10B。
[0096]在该第三电力转换模式中,电压转换器3a至3c将来自各电源设备la至lc (太阳能电池)的约240V的DC输入电压升压至目标电压值370V后,将该电压输出至电源设备输入线4a至4c。另外,电压转换器3d将来自电源设备Id(燃料电池)的DC输入电压160V升压至300V,并将该电压输出至电源设备输入线4d。而且,电压转换器3e将来自电源设备le(蓄电池)的DC输入电压190V升压至370V,并将该电压输出至电源设备输入线4e。
[0097]控制器104控制切换部102使得从电源设备la至lc (太阳能电池)提供DC电力的电源设备输入线4a至4c与DC电力输出线6C连接。另外,从电源设备Id (燃料电池)提供DC电力的电源设备输入线4d与DC电力输出线6B连接。控制使得从电源设备le (蓄电池)提供DC电力的电源设备输入线4e与DC电力输出线6C连接。沿着图6中的粗实线表示的路径,从电压转换器3a至3c和3e输出的电源设备la至lc (太阳能电池)和le (蓄电池)的DC电力通过开关5的切换传输至换流器7C。同样,沿着粗虚线表示的路径,从电压转换器3d输出的电源设备Id(燃料电池)的DC电力输入至换流器7B。
[0098]换流器7C将从DC电力输出线6C供给的DC370V的电力转换为单相三线AC200V。转换为AC200V的电力被提供至与负载连接端子8C连接的负载10C。换流器7B将从DC电力输出线6B提供的DC300V的电力转换为AC100V。转换为AC100V的电力被提供至与负载连接端子8B连接的负载10B。此外,由于没有电力提供至DC电力输出线6A,因此,转换器7A不操作。换流器7B、7C基于来自控制器104的控制信号将电力转换为与连接的负载对应的最优电力。
[0099]图7
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