[发明专利]电源系统

说明书

技术领域

本发明涉及电源系统，尤其涉及包含连接在多个直流电源和电力线之间的电力转换器而构成的电源系统的控制。

背景技术

组合多个电源来向负载供给电源的电力供给装置例如记载在日本特开2010－57288号公报(专利文献1)中。在专利文献1所记载的电力供给装置中设置有用于切换第1蓄电单元和第2蓄电单元的串联连接和并联连接的开关。

在专利文献1中记载了基于负载的要求驱动电力、并联连接状态及串联连接状态的各状态下的最大供给电力与总损失的差、和总损失来控制电力供给装置，以切换串联连接和并联连接。由此，提供一种电力供给装置，能够在负载的所有使用状态下尽可能地实现要求驱动电力，并且降低总损失而使相互效率提高。

另外，在日本特开2012－70514号公报(专利文献2)中记载有如下电力转换器的构成：通过多个开关元件的控制，能够对在串联连接了2个直流电源的状态下进行DC/DC转换的工作模式(串联连接模式)、和在并联地使用2个直流电源的状态下进行DC/DC转换的工作模式(并联连接模式)进行切换。

在先技术文献

专利文献1:日本特开2010－57288号公报

专利文献2:日本特开2012－70514号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的电力供给装置中，虽然能够切换2个蓄电单元的并联连接状态和串联连接状态，但是不具有蓄电单元和连接有负载的电力线之间的电压控制功能(升压功能)，因此有可能在电源电压下降时不能向负载供给足够的电压。因而，实际上难以追求效率而灵活地切换蓄电单元的连接方式。

在专利文献2中记载了具有多个工作模式的电力转换器。但是，在专利文献2中没有详细地记载用于选择这些工作模式的具体的处理。关于专利文献2所记载的电力转换器，电力转换器能够输出的电压范围按照工作模式而变化，因此，考虑到这一点，最好是控制电源系统，以能够选择在效率方面有利的工作模式。

本发明是为了解决这种问题点而完成的，本发明的目的在于，在构成为连接在多个直流电源与电力线之间的电力转换器具有多个工作模式的电源系统中控制工作模式的选择，以提高系统整体的效率。

用于问题的技术方案

在本发明的一个方面，电源系统构成为包括：负载；与负载连接的电力线；多个直流电源；连接在多个直流电源和电力线之间的电力转换器；以及用于控制电力转换器的工作的控制装置。多个直流电源包括相对于相同量的能量的输入输出而电压变化量不同的第1直流电源和第2直流电源。电力转换器包括多个开关元件，并且，构成为通过选择性地应用多个直流电源与电力线之间的电力转换方式不同的多个工作模式中的一个工作模式来进行工作，从而控制电力线上的输出电压。多个工作模式包括串联直接连接模式和电压控制模式。在串联直接连接模式中电力转换器以如下方式进行工作：固定多个开关元件的接通断开，以维持多个直流电源相对于电力线串联连接的状态。在电压控制模式中电力转换器以如下方式进行工作：通过多个开关元件的接通断开控制，从而根据电压指令值来通过第1直流电源和第2直流电源中的至少一方与电力线之间的直流电压转换，对输出电压进行控制。控制装置包括电压调整控制部。电压调整控制部在电压控制模式下控制由电力转换器进行的直流电压转换，以执行使多个直流电源的电压之和与电压指令值一致的电压调整控制。

优选的是，在相对于相同量的能量的输入输出，第2直流电源的电压变化量大于第1直流电源的电压变化量的情况下，电压调整控制部在多个直流电源的电压之和低于输出电压时，通过控制由电力转换器进行的直流电压转换来执行电压调整控制，以使得第1直流电源放电、而第2直流电源充电。

或者，优选的是，在相对于相同量的能量的输入输出，第2直流电源的电压变化量大于第1直流电源的电压变化量的情况下，电压调整控制部在多个直流电源的电压之和高于输出电压时，通过控制由电力转换器进行的直流电压转换来执行电压调整控制，以使得第2直流电源放电、而第1直流电源充电。

另外，优选的是，在相对于相同量的能量的输入输出，第2直流电源的电压变化量大于第1直流电源的电压变化量的情况下，电压调整控制部在多个直流电源的电压之和低于输出电压的情况下，当从负载供给了再生电力时，通过控制由电力转换器进行的直流电压转换来执行电压调整控制，以使得第2直流电源的充电电力高于第1直流电源的充电电力。