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WO2024106232A1 - 電力変換装置及び直流電力供給システム - Google Patents

電力変換装置及び直流電力供給システム Download PDF

Info

Publication number
WO2024106232A1
WO2024106232A1 PCT/JP2023/039739 JP2023039739W WO2024106232A1 WO 2024106232 A1 WO2024106232 A1 WO 2024106232A1 JP 2023039739 W JP2023039739 W JP 2023039739W WO 2024106232 A1 WO2024106232 A1 WO 2024106232A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power
physical quantity
characteristic
conversion device
converter
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/039739
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕幸 徳崎
昌志 土井
Original Assignee
オムロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オムロン株式会社 filed Critical オムロン株式会社
Publication of WO2024106232A1 publication Critical patent/WO2024106232A1/ja

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device and a DC power supply system.
  • Non-Patent Document 1 achieves the equalization of the discharge current of each converter by applying control that corrects the slope of the drooping characteristics based on the load factor of each converter.
  • the reference point of the drooping characteristics is the voltage at no load
  • the slope of the drooping characteristics at light loads is over-corrected, resulting in a problem that the drooping characteristics do not match when the load fluctuates, resulting in an overshoot of the output current.
  • the present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a droop control technology that can suppress output current overshoot even during load fluctuations.
  • a DC power supply is connected, and the DC power is output by stepping up, stepping down, or stepping down;
  • a power conversion device connected to another DC power source and connected in parallel to another power conversion device that boosts, boosts, or drops DC power, to a load via a power line, a physical quantity acquiring unit that acquires a physical quantity, which is either a current or a power flowing through the power conversion device;
  • a voltage acquisition unit that acquires a voltage of the power line;
  • a control unit that controls the voltage; Equipped with The control unit is a droop control unit that performs droop control to droop the voltage of the power line in accordance with a droop characteristic that defines a relationship between the physical quantity and the voltage;
  • a characteristic slope correction unit that corrects a slope of the drooping characteristic with respect to the physical quantity;
  • a characteristic reference shift setting unit that shifts a reference point on the drooping characteristic at which the physical quantity and the voltage do not change when correct
  • the reference point at which the physical quantities and voltages included in the drooping characteristic do not change is shifted.
  • the reference point is shifted and the slope of the drooping characteristic is corrected without changing the values of the physical quantities and voltages set as the reference point.
  • the value of the physical quantity subject to drooping control becomes gentler by the amount of the shift of the reference point compared to when the slope of the drooping characteristic is corrected with the physical quantity of the reference point set to a value of 0, and excessive correction of the slope is suppressed even if the drooping characteristic varies.
  • the value of the physical quantity subject to drooping control becomes gentler by the amount of the shift of the reference point compared to when the slope of the drooping characteristic is corrected with the physical quantity of the reference point set to a value of 0, and excessive correction of the slope is suppressed even if the drooping characteristic varies.
  • the characteristic reference shift setting unit is A direction in which the reference point is shifted with respect to a range of values of the physical quantity that is the subject of the droop control may be changed depending on a direction of the physical quantity flowing through the power conversion device.
  • the reference point when the direction in which the physical quantity flows through the power conversion device toward the load is defined as positive, and the direction in which the physical quantity flows through the power conversion device toward the DC power source is defined as negative, when the physical quantity subject to droop control is in a range of 0 or the positive side, the reference point can be shifted to a region in which the physical quantity is negative, and when the physical quantity subject to droop control is in a range of 0 or the negative side, the reference point can be shifted to a region in which the physical quantity is positive.
  • the slope of the drooping characteristic becomes gentler by the amount of the shift of the reference point compared to correcting the slope of the drooping characteristic with the physical quantity at the reference point set as a value of 0, regardless of the direction of the physical quantity flowing through the power conversion device, and excessive correction of the slope is suppressed even if the drooping characteristic varies.
  • the slope of the drooping characteristic becomes gentler by the amount of the shift of the reference point compared to correcting the slope of the drooping characteristic with the physical quantity at the reference point set as a value of 0, regardless of the direction of the physical quantity flowing through the power conversion device, and excessive correction of the slope is suppressed even if the drooping characteristic varies.
  • the characteristic reference shift setting unit is The amount of shift of the reference point may be dynamically set.
  • the amount of shift of the reference point when correcting the slope of the drooping characteristics is dynamically set according to the operating state of the power conversion device, and the slope is corrected without changing the physical quantity and voltage values set as the reference point.
  • This appropriately suppresses excessive correction of the slope according to the operating state of the power conversion device, even if there is variation in the drooping characteristics.
  • even if multiple power conversion devices are connected in parallel to a load it is possible to suppress overshooting of the current or power when the load fluctuates.
  • the characteristic reference shift setting unit is The amount of shift of the reference point may be set based on the power capacity of the power conversion device.
  • a communication unit that acquires another physical quantity, which is either a current or a power flowing through the other power electronics device;
  • the control unit may determine a command value of the physical quantity in the power electronics device based on the physical quantity and the other physical quantity.
  • a command value for the physical quantity is determined based on the physical quantity and another physical quantity, and the characteristic slope correction unit corrects the slope of the drooping characteristic, making it possible to perform droop control that takes into account the burden ratio between the power conversion device and other power conversion devices.
  • the present invention also provides a method for producing a method for manufacturing a semiconductor device comprising the steps of: A DC power supply system in which a plurality of power conversion devices, each of which is connected to a DC power source and which boosts, boosts, bucks, or bucks DC power and supplies the power to a load, are connected in parallel to the load,
  • the plurality of power electronics devices includes a first type power electronics device,
  • the first type power conversion device is a physical quantity acquiring unit that acquires a physical quantity, which is either a current or a power flowing through the first type power conversion device; a voltage acquisition unit that acquires a voltage of a power line that connects the first type power conversion device and the load;
  • a control unit that controls the voltage; Equipped with The control unit is a droop control unit that performs droop control to droop the voltage in accordance with a droop characteristic that defines a relationship between the physical quantity and the voltage; a characteristic slope correction unit that corrects a slope of the dr
  • the reference point at which the physical quantity and voltage included in the drooping characteristic do not change is shifted.
  • the reference point is shifted and the slope of the drooping characteristic is corrected without changing the values of the physical quantity and voltage set as the reference point.
  • the value of the physical quantity subject to drooping control becomes gentler by the amount of the shift of the reference point compared to when the slope of the drooping characteristic is corrected with the physical quantity of the reference point set to a value of 0, and excessive correction of the slope is suppressed even if the drooping characteristic varies.
  • This makes it possible to suppress overshooting of current or power during load fluctuations in a DC power supply system in which multiple power conversion devices including a first type power conversion device are connected in parallel to a load.
  • the plurality of power electronics devices includes a second type power electronics device
  • the second type power conversion device is a second type physical quantity acquisition unit that acquires a second type physical quantity, which is either a current or a power flowing through the second type power conversion device; a second type voltage acquisition unit that acquires a second type voltage that is a voltage of a second type power line that connects the second type power conversion device and the load; A second type control unit that controls the second type voltage; Equipped with The second type control unit is a second type drooping control unit that performs a second type drooping control to droop the second type voltage in accordance with a second type drooping characteristic that defines a relationship between the second type physical quantity and the second type voltage; a second characteristic slope correction unit that corrects a slope of the second drooping characteristic with respect to the second physical quantity; The above may be included.
  • the power conversion devices including a first type power conversion device that shifts a reference point at which the physical quantities and voltages included in the drooping characteristic do not change when correcting the slope of the drooping characteristic, and a second type power conversion device that corrects the slope of the drooping characteristic but does not shift the reference point, can suppress overshoot of current or power during load fluctuations.
  • the characteristic reference shift setting unit is A direction in which the reference point is shifted with respect to a range of values of the physical quantity that is the subject of the droop control may be changed depending on a direction of the physical quantity flowing through the first type power converter.
  • the reference point when the direction in which the physical quantity flows through the first type power conversion device toward the load is defined as positive, and the direction in which the physical quantity flows through the first type power conversion device toward the DC power source is defined as negative, when the physical quantity subject to droop control is in a range of 0 or the positive side, the reference point can be shifted to a region in which the physical quantity is negative, and when the physical quantity subject to droop control is in a range of 0 or the negative side, the reference point can be shifted to a region in which the physical quantity is positive.
  • the slope of the drooping characteristic becomes gentler by the amount of the shift of the reference point compared to the case in which the slope of the drooping characteristic is corrected with the physical quantity at the reference point set to a value of 0, regardless of the direction of the physical quantity flowing through the first type power conversion device, and excessive correction of the slope is suppressed even if the drooping characteristic varies.
  • a DC power supply system in which multiple power conversion devices including the first type power conversion device are connected in parallel to a load, it is possible to suppress overshooting of current or power due to load fluctuations.
  • the characteristic reference shift setting unit is The amount of shift of the reference point may be dynamically set.
  • the shift amount of the reference point when correcting the slope of the drooping characteristic is dynamically set according to the operating state of the first type power conversion device, and the slope is corrected without changing the values of the physical quantity and voltage set as the reference point.
  • This appropriately suppresses excessive correction of the slope according to the operating state of the first type power conversion device, even if there is variation in the drooping characteristic.
  • it is possible to suppress overshoot of current or power during load fluctuations.
  • the characteristic reference shift setting unit is The amount of shift of the reference point may be set based on the power capacity of the first type power converter.
  • the first type power conversion device is a communication unit that acquires another physical quantity, which is either a current or a power flowing through another power conversion device included in the DC power supply system,
  • the control unit may determine a command value of the physical quantity in the first type power conversion device based on the physical quantity and the other physical quantity.
  • a command value for the physical quantity is determined based on the physical quantity and another physical quantity, and the characteristic slope correction unit corrects the slope of the drooping characteristic, thereby enabling droop control that takes into account the burden ratios of multiple power conversion devices, including the first type power conversion device.
  • the present invention provides a droop control technology that can suppress output current overshoot even during load fluctuations.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a DC power supply system according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a diagram illustrating correction of drooping characteristics according to the prior art
  • 5A to 5C are diagrams illustrating correction of drooping characteristics according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an average output current value in the DC power supply system according to the prior art and the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an output current average value in a DC-DC converter according to a prior art and a first embodiment of the present invention.
  • 10A and 10B are diagrams illustrating dynamic setting of a reference point shift amount according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating correction of drooping control according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating correction of drooping control according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the schematic configuration of a DC power supply system 100 according to an application example of the present invention.
  • the DC power supply system 100 includes a first DC-DC converter 11 that boosts, boosts/bucks or bucks the voltage of DC power discharged from a storage battery 13 and outputs it, and a second DC-DC converter 21 that boosts, boosts/bucks or bucks the voltage of DC power discharged from a storage battery 23 and outputs it, and the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 that are connected in parallel to a load 3 are operated in parallel to supply DC power to the load 3.
  • the second DC-DC converter 21 includes a control unit 22, a second DC-DC converter output voltage detection circuit 24, a second DC-DC converter output current detection circuit 25, and a communication unit 26.
  • the control unit 22 includes a droop slope correction calculation unit 221, a droop reference shift setting unit 222, a droop gain (kd2) multiplier 223, a compensator 324, and summing points 225, 226, and 227.
  • the control unit 22 of the second DC-DC converter 21 performs droop control to droop the output voltage based on the second DC-DC converter output current detection circuit 25.
  • the slope of the droop characteristic is corrected by a correction amount calculated in the droop slope correction calculation unit 221 based on the output current values io1 and io2 of the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21.
  • the reference point for correcting the slope of the droop characteristic is shifted according to the setting in the droop reference shift setting unit 222.
  • the output current value io2 is shifted according to the shift of the reference point
  • the DC bus voltage command value Voref is shifted according to the shift of the reference point
  • the output voltage command value of the second DC-DC converter 21 according to the droop characteristic with the corrected slope is output.
  • Figs. 2(A) and (B) show the correction of the drooping characteristics in the technology described in Non-Patent Document 1 (also simply referred to as the "prior art").
  • drooping characteristics Dp01 and drooping characteristics Dp02 show the drooping characteristics before correction of the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21, respectively.
  • Fig. 2(A) drooping characteristics Dp01 and drooping characteristics Dp02 show the drooping characteristics before correction of the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21, respectively.
  • the drooping characteristics Dp01 and drooping characteristics Dp02 deviate from the drooping characteristic Dpd of the design value.
  • Figure 2 (B) shows an example of the slope of the drooping characteristic corrected using prior art.
  • the slope of the drooping characteristic is corrected at a light load, indicated by the black circle P1.
  • drooping characteristic Dp11 and drooping characteristic Dp12 indicate the corrected drooping characteristics of the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21, respectively.
  • the output current io1 of the first DC-DC converter 11 becomes the current value I1 indicated by the white circle P3 according to the corrected drooping characteristics Pp11
  • the output current io2 of the second DC-DC converter 21 becomes the current value I2 indicated by the white circle P2 according to the corrected drooping characteristics Dp12.
  • a current imbalance occurs between the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21, and a peak (overshoot) may occur in the output current of the first DC-DC converter 11.
  • 3A and 3B are diagrams illustrating the correction of the slope of the drooping characteristic in this application example.
  • the drooping characteristic is extended to the left of the vertical axis showing no load, and the slope of the drooping characteristic is corrected using a reference line SL parallel to the vertical axis at a position shifted to the left from the vertical axis by I0 as a reference.
  • the slope of the drooping characteristic Dpd of the design value is R
  • the voltage value at the intersection point SP between the extension line of the drooping characteristic Dpd of the design value and the vertical axis showing no load is lower by R*I0 than the voltage value at the intersection point SP between the extension line of the drooping characteristic Dpd of the design value and the reference line SL.
  • 3B shows an example in which the slope of the drooping characteristic is corrected using the intersection point SP between the drooping characteristic Dpd and the reference line SL as a reference.
  • the drooping characteristic DP21 of the first DC-DC converter 11 after correction is shown by a thick solid line
  • the drooping characteristic Dp22 of the second DC-DC converter 21 after correction is shown by a thick dashed line.
  • the slope of the drooping characteristic Dpd is corrected while the intersection point SP between the drooping characteristic Dpd and the reference line SL is used as a reference and the value of the intersection point SP between the drooping characteristic Dpd and the reference line SL is fixed without being changed, so that the slopes of the drooping characteristic Dp21 and Dp22 are smaller than when the intersection point SP between the drooping characteristic Dpd and the vertical axis is used as a reference.
  • the output current io1 of the second DC-DC converter 21 becomes the current value I11 indicated by the white circle P5 in accordance with the corrected drooping characteristic Dp21
  • the output current io2 of the second DC-DC converter 21 becomes the current value I12 indicated by the white circle P4 in accordance with the corrected drooping characteristic Dp22.
  • Example 1 A DC power supply system 100 according to a first embodiment of the present invention will be described in more detail below with reference to the drawings. However, the configurations of the devices and systems described in this embodiment should be appropriately modified depending on various conditions. In other words, it is not intended that the scope of the present invention be limited to the following embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing the schematic configuration of the first DC-DC converter 11, the second DC-DC converter 21, and the control unit 22 constituting the DC power supply system 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the control unit of the first DC-DC converter 11 has a similar configuration to the control unit 22 of the second DC-DC converter 21, but the description will be omitted.
  • the second DC-DC converter 21 and the control unit 22 are shown separately for the purpose of explanation, but as a specific device, the control unit 22 is housed in the housing of the second DC-DC converter 21 (the same applies to the DC-DC converters described below).
  • the DC power supply system 100 corresponds to the DC power supply system of the present invention
  • the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 correspond to the power conversion device and the first type power conversion device of the present invention.
  • the second DC-DC converter 21 corresponds to the power conversion device of the present invention
  • the first DC-DC converter 11 corresponds to another power conversion device of the present invention
  • the second DC-DC converter 21 corresponds to another power conversion device of the present invention.
  • the DC power supply system 100 includes a first DC-DC converter 11 that boosts, boosts, or drops the voltage of DC power discharged from the storage battery 13 and outputs it, and a second DC-DC converter 21 that boosts, boosts, or drops the voltage of DC power discharged from the storage battery 23 and outputs it.
  • the two first DC-DC converters 11 and the second DC-DC converter 21 are connected in parallel to the load 3 via a DC bus DCb, and supply DC power to the load 3 by operating them in parallel.
  • the DC power supply system 100 including the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 connected to the two storage batteries 13 and 23, respectively, but the DC power supply system 100 may include three or more storage batteries and DC-DC converters connected in parallel, and various distributed power sources can be adopted as the DC power source, and are not limited to storage batteries.
  • the storage batteries 13 and 23 correspond to the DC power sources of the present invention.
  • the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 correspond to the multiple power conversion devices of the present invention.
  • the first DC-DC converter 11 is connected to the load 3 via the output line PwL1 of the first DC-DC converter 11 and the DC bus DCb
  • the second DC-DC converter 21 is connected to the load 3 via the output line PwL2 of the second DC-DC converter 21 and the DC bus DCb.
  • the inductance Lb1 and the resistance Rlb1 represent the inductance component and the resistance component of the wiring impedance of the output line PwL1.
  • the inductance Lb2 and the resistance Rlb2 represent the inductance component and the resistance component of the wiring impedance of the output line PwL2.
  • the second DC-DC converter 21 includes a control unit 22, a second DC-DC converter output voltage detection circuit 24, a second DC-DC converter output current detection circuit 25, and a communication unit 26.
  • the control unit 22 includes a droop slope correction calculation unit 221, a droop reference shift setting unit 222, a droop gain (kd2) multiplier 223, a compensator 324, and summing points 225, 226, and 227.
  • the control unit 22 can be configured to include a computer including a CPU (Central Processing Unit) and a memory, a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and the like. Some or all of the functions of each unit may be realized by executing software in hardware, or may be realized by dedicated hardware.
  • the second DC-DC converter output voltage detection circuit 24 detects the output voltage vo2, which is the voltage between the output lines PwL2 of the second DC-DC converter 21.
  • the second DC-DC converter output current detection circuit 35 detects the current (second DC-DC converter output current) io2 flowing through the output line PwL2 of the second DC-DC converter 21.
  • the communication unit 26 is an interface that communicates with an external device including the first DC-DC converter 11 using an appropriate communication method.
  • the output line PwL2 corresponds to the power line of the present invention
  • the output voltage vo2, which is the voltage between the output lines PwL2 corresponds to the power line voltage of the present invention
  • the second DC-DC converter output voltage detection circuit 24 corresponds to the voltage acquisition unit of the present invention.
  • the output current io2 flowing through the output line PwL2 corresponds to the current and physical quantity flowing through the power conversion device of the present invention
  • the second DC-DC converter output current detection circuit 35 corresponds to the physical quantity acquisition unit of the present invention
  • the output voltage value vo2 of the second DC-DC converter 21 detected by the second DC-DC converter output voltage detection circuit 24 is input to the compensator 224.
  • the output current value io2 of the second DC-DC converter 21 detected by the second DC-DC converter output current detection circuit 25 is input to the summing point 225 and the droop slope correction calculation unit 221.
  • the output current value io2 of the second DC-DC converter 21 is added to the output current shift value I0 set by the droop reference shift setting unit 222, and the result is output to the droop gain (kd2) multiplier 223.
  • the droop slope correction calculation unit 221 receives the output current io2 of the second DC-DC converter 21 and the output current io1 of the first DC-DC converter 11 acquired from the first DC-DC converter 11 via the communication unit 26.
  • the droop slope (slope of the droop characteristic with respect to the output current) correction value calculated in the droop slope correction calculation unit 221 is input to the droop gain (kd2) multiplier 223 (the correction of the slope of the droop characteristic can be performed by any appropriate method such as a method described in the prior art, so a description is omitted).
  • the droop slope calculated in the droop slope correction calculation unit 221 is multiplied by the sum of the output current value io2 and the output current shift value I0, and the result is output to the summing point 227.
  • the DC bus voltage shift value output from the droop reference shift setting unit 222 is input to the summing point 226.
  • the output current value io2 detected by the second DC-DC converter output current detection circuit 25 may be output to the first DC-DC converter 11 via the communication unit 26.
  • the communication unit 26 corresponds to the communication unit of the present invention.
  • the DC bus voltage command value Voref is added to the DC bus voltage shift value, and the result is output to the summing point 227.
  • the output value of the droop gain (kd2) multiplier 223 is subtracted from the sum of the DC bus voltage command value Voref and the DC bus voltage shift value to output the output voltage command value Vref2 of the second DC-DC converter 21, and the output voltage command value Vref2 is input to the compensator 224.
  • a duty command value Dref2 of the second DC-DC converter 21 is generated based on the deviation between the output voltage command value Vref2 of the second DC-DC converter 21 and the output voltage value vo2 of the second DC-DC converter 21, and the second DC-DC converter 21 is controlled based on this duty command value Dref2.
  • the output current shift value set in the droop reference shift setting unit 222 is I0.
  • the design value of the slope of the droop characteristic is R
  • the DC bus voltage shift value is R*I0, as described below.
  • the droop reference shift setting unit 222 may set a value stored in advance as the output current shift value, or may set a value calculated by a predetermined calculation formula from various acquired information.
  • the output current shift value I0 corresponds to the shift amount of the reference point of the present invention.
  • the output current shift value I0 and the output current value io2 are added at the summing point 225, and the shifted output current value (I0+io2) is input from the summing point 225 to the droop gain (kd2) multiplier 223.
  • the droop slope correction calculation unit 221 outputs a slope correction value k of the droop characteristic based on the output current value io1 of the first DC-DC converter 11 and the output current value io2 of the second DC-DC converter 21.
  • the slope correction value k of the droop characteristic output from the droop slope correction calculation unit 221 is input to the droop gain (kd2) multiplier 223.
  • the DC bus voltage shift value R*I0 is added to the DC bus voltage command value Voref, and the shifted DC bus voltage command value Voref+R*I0 is input to the summing point 227.
  • the final voltage command value correction amount ⁇ Vd2 is subtracted from the shifted DC bus voltage command value Voref+R*I0, and the result is input to the compensator 224 as the final output voltage command value Vref2 of the second DC-DC converter 21.
  • the droop characteristic of the second DC-DC converter 21 represented by the droop gain kd2 corresponds to the droop characteristic of the present invention
  • the droop control corresponding to this corresponds to the droop control of the present invention
  • the droop gain multiplier 223 and the summing point 227 correspond to the droop control unit of the present invention.
  • the intersection SP in Fig. 3 corresponds to the reference point of the present invention.
  • control unit 22 corresponds to the control unit of the present invention
  • the droop slope correction calculation unit 221 corresponds to the characteristic slope correction unit of the present invention
  • the droop reference shift setting unit 222, the summing point 225, and the summing point 226 correspond to the characteristic reference shift setting unit of the present invention.
  • FIG. 2A and 2B show, for comparison, the correction of the drooping characteristic in the technology described in Non-Patent Document 1 (also simply referred to as the "prior art").
  • the drooping characteristic Dp01 of the first DC-DC converter 11 before correction is shown by a solid line
  • the drooping characteristic Dp02 of the second DC-DC converter 21 before correction is shown by a dashed line.
  • the drooping characteristic Dpd of the design value is shown by a dashed line.
  • the drooping characteristic Dp01 and the drooping characteristic Dp02 deviate from the drooping characteristic Dpd of the design value due to detection errors and the like.
  • Figure 2 (B) shows an example of the slope of the drooping characteristic corrected using prior art.
  • the slope of the drooping characteristic is corrected at a light load, indicated by the black circle P1.
  • the drooping characteristic Dp11 of the first DC-DC converter 11 after correction is shown by a thick solid line
  • the drooping characteristic Pp12 of the second DC-DC converter 21 after correction is shown by a thick dashed line.
  • the output current io1 of the first DC-DC converter 11 becomes the current value I1 indicated by the white circle P3 according to the corrected drooping characteristics Pp11
  • the output current io2 of the second DC-DC converter 21 becomes the current value I2 indicated by the white circle P2 according to the corrected drooping characteristics Dp12.
  • a current imbalance occurs between the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21, and a peak (overshoot) may occur in the output current of the first DC-DC converter 11.
  • 3A and 3B are diagrams for explaining the correction of the slope of the drooping characteristic in this embodiment.
  • the drooping characteristic Dp01 of the first DC-DC converter 11, the drooping characteristic Dp02 of the second DC-DC converter 21, and the drooping characteristic Dpd of the design value before correction are the same as those shown in FIG.
  • the drooping characteristic is extended to the left of the vertical axis showing no load, and the slope of the drooping characteristic is corrected based on an intersection SP with a reference line SL parallel to the vertical axis at a position shifted to the left from the vertical axis by I0.
  • the slope of the drooping characteristic Dpd of the design value is R
  • the voltage value at the intersection SP of the extension line of the drooping characteristic Dpd of the design value and the vertical axis showing no load is lower by R*I0 than the voltage value at the intersection SP of the extension line of the drooping characteristic Dpd of the design value and the reference line SL.
  • the output currents io1 and io2 that are the subject of the drooping control change in an area where the value of current i on the v-axis or to the right of the v-axis is positive.
  • the left side of the v-axis to which the design value drooping characteristic Dpd is extended is a region where the value of the current i is negative, and when the slope of the design value drooping characteristic Dpd is corrected, the intersection point SP has no change in its current and voltage values before and after the slope correction, that is, it is a reference point for the slope correction of the design value drooping characteristic Dpd.
  • the value of the current i at such an intersection point SP is set to a value shifted from the range of the values of the output currents io1 and io2 that are the subject of the above-mentioned drooping control.
  • the portion of the design value drooping characteristic Dpd that is extended to the left side of the v-axis is not equivalent to the actual drooping control, but is a region that is virtually set for the slope correction, and the negative current i itself has no physical meaning.
  • 3B shows an example in which the slope of the drooping characteristic is corrected using the intersection point between the drooping characteristic and the reference line SL as a reference.
  • the drooping characteristic DP21 of the first DC-DC converter 11 after correction is shown by a thick solid line
  • the drooping characteristic Dp22 of the second DC-DC converter 21 after correction is shown by a thick dashed line.
  • the slope of the drooping characteristic Dpd of the design value is corrected while the intersection point SP between the drooping characteristic Dpd of the design value and the reference line SL is used as a reference and the current and voltage values at the intersection point SP between the drooping characteristic Dpd of the design value and the reference line SL are fixed without being changed, thereby making the slope of the drooping characteristic after correction smaller than when the intersection point between the drooping characteristic Dpd of the design value and the vertical axis is used as a reference.
  • the output current io1 of the second DC-DC converter 21 becomes the current value I11 indicated by the white circle P5 in accordance with the corrected drooping characteristic Dp21
  • the output current io2 of the second DC-DC converter 21 becomes the current value I12 indicated by the white circle P4 in accordance with the corrected drooping characteristic Dp22.
  • Figures 4(A) and (B) show the change in output current when the load is changed from light to heavy when two DC-DC converters are operated in parallel as shown in Figure 1.
  • Figure 4(A) shows the average output current iop1av of the first DC-DC converter 11 and the average output current iop2av of the second DC-DC converter 21 when the drooping characteristic is corrected according to the prior art.
  • Figure 4(A) in the prior art method, the imbalance in the output current between the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 improves over time, but it can be seen that a peak is observed in the average output current of the first DC-DC converter 11 immediately after the load change.
  • FIG. 4(B) shows the average output current io1av of the first DC-DC converter 11 and the average output current io2av of the second DC-DC converter 21 when correcting the drooping characteristics according to this embodiment.
  • the imbalance in the output current between the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 is improved more quickly than in the prior art system, and the current peak of the average output current of the first DC-DC converter 11 is reduced compared to the prior art system.
  • FIG. 5(A) shows the average output current iop1av of the first DC-DC converter 11 when the drooping characteristic is corrected according to the prior art, and the average output current io1av of the first DC-DC converter 11 when the drooping characteristic is corrected according to this embodiment.
  • Fig. 5(B) is a graph showing an enlarged view of the area Ar enclosed by a square in Fig. 5(A).
  • Fig. 5(B) clearly shows that when the drooping characteristic is corrected according to this embodiment, the current peak is lower than in the prior art method.
  • the output current shift amount which is the amount of shift of the reference point when correcting the slope of the drooping characteristic, can be set to a predetermined value, but as described below, it can also be dynamically set during operation of the DC power supply system 100. Such dynamic setting of the output current shift amount can be similarly applied to the second and third embodiments described later.
  • the magnitude of the output current shift amount is changed according to the magnitude of the output current.
  • Fig. 6 shows an example of setting the output current shift amount according to the magnitude of the output current.
  • the solid straight line Dpd11 indicates the drooping characteristic of the design value.
  • the output current shift amount is set small, and the reference point SP13 for correcting the slope is set to a position close to no load.
  • the output current value I14 is small as shown by point P7, the output current shift amount is set large, and the reference point SP14 for correcting the slope is set, for example, near the negative rated current.
  • the magnitude of the output current shift amount may be changed in a similar manner in accordance with the magnitude of the load factor.
  • Droop reference shift setting unit 222 acquires the correction amount of the slope of the droop characteristic from droop slope correction calculation unit 221, and when the correction amount of the slope of the droop characteristic becomes too large, sets the output current shift amount to a large value and sets the reference point for correcting the slope to a position far from the no-load state. This makes it possible to prevent the correction amount of the slope of the droop characteristic from becoming too large in the region where droop control is applied.
  • the amount of correction of the slope of the drooping characteristic becomes too small, the amount of output current shift is set small, and the reference point is set to a position close to that of no load when correcting the slope, thereby making it possible to prevent the amount of correction of the slope of the drooping characteristic from becoming too small in the region where drooping control is applied.
  • the method for dynamically setting the output current shift amount may be set according to the output voltage and is not limited to the above.
  • Example 2 A DC power supply system according to a second embodiment of the present invention will be described below. Configurations common to the DC power supply system 100 according to the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description will be omitted. In the second embodiment, the configuration is the same, in which two DC-DC converters are connected in parallel to the load 3. In the DC power supply system 100 according to the first embodiment, the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 connected in parallel to the load 3 both perform the slope correction of the drooping characteristic according to the first embodiment, that is, the correction of shifting the reference point when correcting the slope of the drooping characteristic.
  • the second DC-DC converter 21 performs the slope correction of the drooping characteristic according to the first embodiment, but the first DC-DC converter 11 performs the conventional slope correction of the drooping characteristic, that is, the correction of fixing the reference point when correcting the slope of the drooping characteristic.
  • the first DC-DC converter 11 according to this embodiment has a configuration in which the droop reference shift setting unit 222, the summing point 225, and the summing point 226 are omitted from the configuration of the control unit 22 of the second DC-DC converter 21 shown in FIG. 1.
  • the second DC-DC converter 21 corresponds to the first type power conversion device of the present invention.
  • the first DC-DC converter 11 corresponds to the first type power conversion device of the present invention.
  • the output line PwL1 corresponds to the second type power line of the present invention
  • the output voltage vo1 which is the voltage between the output lines PwL1 corresponds to the second type voltage of the present invention
  • the output current io1 flowing through the output line PwL1 corresponds to the current flowing through the second type power conversion device and the second type physical quantity of the present invention.
  • the configurations corresponding to the control unit, the first DC-DC converter output current detection circuit, and the first DC-DC converter voltage detection circuit included in the first DC-DC converter 11 correspond to the second type control unit, the second type physical quantity acquisition unit, and the second type voltage acquisition unit of the present invention.
  • the droop characteristic of first DC-DC converter 11 corresponds to the second type droop characteristic of the present invention
  • the droop control corresponding thereto corresponds to the second type droop control of the present invention
  • the configuration corresponding to droop gain multiplier 223 and summing point 227 corresponds to the second type droop control unit of the present invention
  • the configuration corresponding to droop slope correction calculation unit 221 corresponds to the second type characteristic slope correction unit of the present invention.
  • the second type control unit of the present invention does not include configurations corresponding to droop reference shift setting unit 222, summing point 225, and summing point 226.
  • FIG. 7A shows, for comparison, the drooping characteristic Dp01 of the first DC-DC converter 11, the drooping characteristic Dp02 of the second DC-DC converter 21, and the drooping characteristic Dpd of the design value when conventional slope correction of the drooping characteristic is performed in both the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21.
  • the value of the intersection (intercept) of the drooping characteristic Dpd of the design value with the vertical axis indicating the no-load state is the DC bus voltage command value Voref, and the current value Ir2 indicates the rated current value of the second DC-DC converter 21.
  • the drooping characteristic Dp01 of the first DC-DC converter 11 shown by a solid line and the drooping characteristic Dp02 of the second DC-DC converter 21 shown by a dashed line both deviate from the drooping characteristic Dpd of the design value shown by the dashed line due to detection variations and the like.
  • the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 both had a capacity of 1.5 kW, and when the intersection with the vertical axis (0, Voref) was taken as the reference point, the peak current value of the first DC-DC converter 11 was 2.68 A, and the peak current value of the second DC-DC converter 21 was 2.08 A.
  • the output current io2 that is the target of the drooping control changes in a region where the value of the output current io2 on the v-axis or to the right of the v-axis is positive.
  • the left side of the v-axis where the design value drooping characteristic Dpd is extended is a region where the output current io2 is negative, and when the slope of the design value drooping characteristic Dpd is corrected, the intersection point SP2 is a reference point for the slope correction of the design value drooping characteristic Dpd, whose current and voltage values do not change before and after the slope correction.
  • the value of the output current io2 at such intersection point SP2 is set to a value shifted relative to the range of the value of the output current io2 that is the target of the drooping control.
  • the part of the design value drooping characteristic Dpd that is extended to the left side of the v-axis does not correspond to the actual drooping control, but is a region that is virtually set for the slope correction, and the negative output current io2 has no physical meaning.
  • the peak current value can be reduced even in a DC power supply system configured to perform the slope correction of the drooping characteristics according to the first embodiment for some of the parallel-connected DC-DC converters.
  • the intersection point SP2 corresponds to the reference point of the present invention.
  • Example 3 A DC power supply system according to a third embodiment of the present invention will be described below. Configurations common to the DC power supply system 100 according to the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description will be omitted.
  • the configuration is the same, in which two DC-DC converters are connected in parallel to the load 3.
  • the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 connected in parallel to the load 3 perform the slope correction of the drooping characteristic according to the first embodiment, that is, the correction of shifting the reference point when correcting the slope of the drooping characteristic.
  • the power capacity of the first DC-DC converter 11 and the power capacity of the second DC-DC converter 21 are different.
  • the power capacity of the first DC-DC converter 11 is 1.5 kW and the power capacity of the second DC-DC converter 21 is 3 kW, but the power capacity of each DC-DC converter is not limited to these.
  • the drooping characteristic Dp01 of the first DC-DC converter 11 is shown by a solid line
  • the drooping characteristic Dpd1 of the design value of the first DC-DC converter 11 is shown by a dashed line with one dot.
  • the drooping characteristic Dp02 of the second DC-DC converter 21 is shown by a dashed line with a narrow gap (referred to as a "narrow dashed line"), and the drooping characteristic Dpd2 of the design value of the second DC-DC converter 21 is shown by a dashed line with a wide gap (referred to as a "wide dashed line”).
  • the rated current value of the first DC-DC converter 11 is shown by Ir1
  • the rated current value of the second DC-DC converter 21 is shown by Ir2.
  • the rated voltage Vmin is often aligned, so in this embodiment as well, as shown in Fig. 8(A), the droop characteristic Dpd1 of the design value of the first DC-DC converter 11 and the droop characteristic Dpd2 of the design value of the second DC-DC converter 21 have voltage values aligned to Vmin at the respective rated current values Ir1 and Ir2. Note that the droop characteristic Dp01 of the first DC-DC converter 11 and the droop characteristic Dp02 of the second DC-DC converter 21 deviate from the design value due to detection variations, etc. For comparison, in a DC power supply system with drooping characteristics as shown in FIG.
  • Fig. 8(B) shows the drooping characteristics in a case where control similar to that in the first embodiment is performed to shift the reference point when correcting the slope of the drooping characteristics for the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21.
  • Fig. 8(B) shows only the drooping characteristic Dpd1 of the design value of the first DC-DC converter 11 and the drooping characteristic Dpd2 of the design value of the second DC-DC converter 21, but the drooping characteristics of the first DC-DC converter 11 and the second DC-DC converter 21 are straight lines deviated from their respective design values, as in the first embodiment.
  • the slope of the drooping characteristic Dpd1 of the design value of the first DC-DC converter 11 is corrected using as a reference point a point of intersection SP11 (-Ir1, Voref+R*Ir1) with a straight line SL11 parallel to the vertical axis obtained by shifting the vertical axis to the left by the rated current value Ir1 of the first DC-DC converter 11, and the slope of the drooping characteristic Dpd2 of the design value of the second DC-DC converter 21 is corrected using as a reference point a point of intersection SP12 (-Ir2, Voref+R*Ir2) with a straight line SL12 parallel to the vertical axis obtained by shifting the vertical axis to the left by the rated current value Ir2 of the second DC-DC converter 21.
  • the peak current value of the first DC-DC converter 11 was 2.85 A
  • the peak current value of the second DC-DC converter 21 was 47 A (equivalent to 2.35 A when converted assuming a power capacity of 1.5 kW).
  • the output current io2 that is the target of the drooping control changes in a region where the value of the output current io2 on the v-axis or on the right side of the v-axis becomes positive and reaches the rated current value Ir2.
  • the left side of the v-axis where the design value drooping characteristic Dpd2 is extended is a region where the output current io2 becomes negative, and when the slope of the design value drooping characteristic Dpd2 is corrected, the intersection point SP12 is a reference point for the slope correction of the design value drooping characteristic Dpd2, whose current and voltage values do not change before and after the slope correction.
  • the value of the output current io2 at such an intersection point SP12 is set to a value shifted with respect to the range of the value of the output current io2 that is the target of the drooping control.
  • the part of the design value drooping characteristic Dpd2 that is extended to the left side of the v-axis does not correspond to the actual drooping control, but is a region that is virtually set for the slope correction, and the negative output current io2 has no physical meaning.
  • the output current io1 that is the target of the drooping control changes in a region where the value of the output current io1 on the v-axis or on the right side of the v-axis is positive and reaches the rated current value Ir1.
  • the left side of the v-axis where the design value drooping characteristic Dpd1 is extended is a region where the output current io1 is negative, and when the slope of the design value drooping characteristic Dpd1 is corrected, the intersection point SP11 is a reference point for the slope correction of the design value drooping characteristic Dpd1, whose current and voltage values do not change before and after the slope correction.
  • the value of the output current io1 at such an intersection point SP11 is set to a value shifted with respect to the range of the value of the output current io1 that is the target of the drooping control.
  • the portion of the design value drooping characteristic Dpd1 that is extended to the left side of the v-axis does not correspond to the actual drooping control, but is a region that is virtually set for the slope correction, and the negative output current io1 has no physical meaning.
  • the peak current value of the first DC-DC converter 11 can be suppressed to a lower value than that of the conventional system.
  • the intersection point SP11 and the intersection point SP12 each correspond to the reference point of the present invention.
  • the DC power supply source may be a device including an AC-DC converter that converts AC power supplied from an AC power source such as a commercial power system connected to the DC bus DCb into DC power, or may be a device including a DC power source such as a storage battery, a solar cell, a fuel cell, or the like and a DC-DC converter that boosts, boosts, or lowers the output of these sources, but is not limited thereto.
  • an AC power source such as a commercial power system connected to the DC bus DCb into DC power
  • a DC power source such as a storage battery, a solar cell, a fuel cell, or the like and a DC-DC converter that boosts, boosts, or lowers the output of these sources, but is not limited thereto.
  • the drooping control in each of the above-mentioned embodiments can be similarly applied when charging the storage battery 13 and the storage battery 23, and the peak current values of the output currents io1 and io2 can be kept low, and the imbalance between the output currents io1 and io2 can be suppressed.
  • Example 2 when only the second DC-DC converter 21 performs the droop control according to Modification 1, the second DC-DC converter 21 corresponds to the first type power conversion device of the present invention.
  • the output current io2 flows in the positive direction (the direction of the arrow in FIG. 1) when discharging the storage battery 23, so that the reference point for correcting the slope of the drooping characteristic may be shifted to the negative region
  • the output current io2 flows in the negative direction (the opposite direction to the arrow in FIG. 1), so that the reference point for correcting the slope of the drooping characteristic may be shifted to the positive region and set.
  • a second DC-DC converter output power acquisition unit that multiplies the output current io2 detected by the second DC-DC converter output current detection circuit 25 by the output voltage vo2 detected by the second DC-DC converter output voltage detection circuit 24 to calculate the output power po2.
  • the contents of the drooping control and the correction of the drooping characteristic are the same as those of the above-mentioned embodiments that use the output current, so the description will be omitted.
  • the output power po2 corresponds to the power and physical quantity of the present invention
  • the second DC-DC converter output power acquisition unit corresponds to the physical quantity acquisition unit of the present invention.
  • a second DC-DC converter output current detection circuit 25 and a second DC-DC converter output voltage detection circuit 24 are provided on the output line PwL2 of the second DC-DC converter 21, and the current flowing through the output line PwL2 and the voltage between the output lines PwL2 are detected and acquired, respectively.
  • the configuration capable of acquiring the output current and output voltage of the second DC-DC converter 21 is not limited to this. That is, the output current and output voltage can be acquired by performing predetermined conversion and estimation from various detection values and information related to the second DC-DC converter 21 (the same applies to the other DC-DC converters constituting the DC power supply system 100).
  • the second DC-DC converter 21 since the second DC-DC converter 21 has its own PWM duty value, if it is a boost converter, it can convert the boost ratio and the like into an output voltage or output current. If it is a boost converter, the same applies to the average value of the input current and the average value of the inductor current. If losses and the like can be evaluated in advance, it is possible to further improve the accuracy of the conversion. Moreover, the input and output voltages can be estimated by detecting the currents of the components of the second DC-DC converter 21, such as the inductor, the switch, and the capacitor.
  • the configurations corresponding to the voltage acquisition unit and physical quantity acquisition unit of the present invention are sufficient as long as they are capable of ultimately acquiring the voltage and physical quantity of the present invention, and are not limited to the configurations described in each embodiment, but include configurations in which the voltage and physical quantity are acquired by conversion or estimation from various detection values and information.
  • a DC power supply (23) is connected, and DC power is boosted, boosted/decreased, or decreased in voltage and outputted,
  • a power conversion device (21) connected to another DC power source (13) and connected in parallel to another power conversion device (11) that boosts, boosts, or drops DC power, and to a load (3) via a power line (PwL2), a physical quantity acquisition unit (24) that acquires a physical quantity, which is either a current or a power flowing through the power conversion device (21);
  • a voltage acquisition unit (24) that acquires a voltage of the power line (PwL2);
  • a first control unit (22) for controlling the voltage of the power line; Equipped with The control unit (22) a droop control unit (223, 227) that performs droop control to droop the voltage of the power line in accordance with a droop characteristic that defines a relationship between the physical quantity and the voltage; a characteristic slope correction unit (221) that corrects a slope of the drooping characteristic with respect to the

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Abstract

負荷変動時にも出力電流のオーバーシュートを抑制できる垂下制御を提供する。直流電源が接続され直流電力を昇圧等して出力し、他の電力変換装置と、電力線を介して負荷に並列接続される電力変換装置であって、該電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである物理量を取得する物理量取得部と、電力線の電圧を取得する電圧取得部と、電圧を制御する制御部と、を備え、制御部は、垂下特性に応じて電圧を垂下させる垂下制御部と、垂下特性の物理量に対する傾きを補正する特性傾き補正部と、垂下特性の傾きを補正する際に、垂下特性上の物理量及び電圧が変化しない基準点をシフトさせる特性基準シフト設定部と、を備える。

Description

電力変換装置及び直流電力供給システム
　本発明は、電力変換装置及び直流電力供給システムに関する。
　従来、蓄電池を電力源としたコンバータを複数台用いて直流電力を供給する直流電力供給システムの並列運転制御には、大きくマスタースレーブ方式と垂下制御方式がある。
　このうち、垂下制御方式は、各コンバータの出力電圧に、出力電流による垂下特性を持たせることで、並列接続される電源の数が増減しても、負荷電流と出力電流が自律的に釣り合う拡張性の高いシステムを設計できるが、マスタースレーブ方式に比べ、出力電圧の精度が低く、また、蓄電池の放電電流を任意の値に設定することができない。
　これに対して、非特許文献１記載の技術では、各コンバータの負荷率から垂下特性の傾きを補正する制御を付与することで、各コンバータの放電電流の平準化を実現している。しかし、垂下特性の基準点が無負荷時の電圧となっているため、垂下特性の切片に誤差がある場合、軽負荷時に垂下特性の傾きを過剰に補正してしまうことで、負荷変動時の垂下特性が揃わず、出力電流のオーバーシュートが発生してしまうという課題があった。
ＣＮ１０８０５４７４７
　本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、負荷変動時にも出力電流のオーバーシュートを抑制できる垂下制御技術を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するための本発明は、
　直流電源が接続され、直流電力を昇圧、昇降圧又は降圧して出力し、
　他の直流電源が接続され、直流電力を昇圧、昇降圧又は降圧する他の電力変換装置と、並列して負荷に電力線を介して接続される電力変換装置であって、
　前記電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである物理量を取得する物理量取得部と、
　前記電力線の電圧を取得する電圧取得部と、
　前記電圧を制御する制御部と、
を備え、
　前記制御部は、
　前記物理量と前記電圧との関係を規定する垂下特性に応じて前記電力線の電圧を垂下させる垂下制御を行う垂下制御部と、
　前記垂下特性の前記物理量に対する傾きを補正する特性傾き補正部と、
　前記垂下特性の傾きを補正する際に、前記垂下特性上の前記物理量及び前記電圧が変化しない基準点をシフトさせる特性基準シフト設定部と、
を備えたことを特徴とする。
　これによれば、垂下特性の傾きを補正する際に、垂下特性に含まれる物理量及び電圧が変化しない基準点を、シフトさせる。すなわち、基準点をシフトさせ、基準点とされた物理量と電圧の値を変化させることなく、垂下特性の傾きが補正される。このように垂下特性の傾きが変更されるので、傾きが補正された垂下特性に応じて垂下制御が行われる場合に、垂下制御の対象となる物理量の値は、基準点の物理量を０の値として垂下特性の傾きを補正する場合に比べて、基準点がシフトされた分だけ、垂下特性の傾きが緩やかになり、垂下特性にバラつきがあっても、その傾きの過剰な補正が抑制される。これにより、負荷に対して複数の電力変換装置を並列して接続しても、負荷変動による電流又は電力のオーバーシュートを抑制することができる。
　また、本発明において、
前記特性基準シフト設定部は、
　前記電力変換装置を流れる前記物理量の方向に応じて、前記垂下制御の対象となる前記物理量の値の範囲に対して前記基準点をシフトさせる方向を変更するようにしてもよい。
　これによれば、物理量が、負荷に向けて電力変換装置を流れる方向を正とし、直流電源に向かって電力変換装置を流れる方向を負としたときに、垂下制御の対象となる物理量が０又は正側の範囲にあるときには、基準点を物理量が負となる領域にシフトし、垂下制御の対象となる物理量が０又は負側の範囲にあるときには、基準点を物理量が正となる領域にシフトさせることができる。このように基準点をシフトさせ、基準点とされた物理量と電圧の値を変化させることなく傾きが補正されることにより、電力変換装置を流れる物理量の方向に関わらず、基準点の物理量を０の値として垂下特性の傾きを補正する場合に比べて、基準点がシフトされた分だけ、垂下特性の傾きが緩やかになり、垂下特性にバラつきがあっても、その傾きの過剰な補正が抑制される。これにより、負荷に対して複数の電力変換装置を並列して接続しても、負荷変動による電流又は電力のオーバーシュートを抑制することができる。
　また、本発明において、
　前記特性基準シフト設定部は、
　前記基準点のシフト量を動的に設定するようにしてもよい。
　これによれば、電力変換装置の運転状態に応じて、垂下特性の傾きを補正する際の基準点のシフト量が動的に設定されるので、基準点とされた物理量と電圧の値を変化させることなく傾きが補正されることにより、垂下特性にバラつきがあっても、電力変換装置の運転状態に応じて適切に、その傾きの過剰な補正が抑制される。これにより、負荷に対して複数の電力変換装置を並列して接続しても、負荷変動の際の電流又は電力のオーバーシュートを抑制することができる。
　また、本発明において、
　前記特性基準シフト設定部は、
　前記電力変換装置の電力容量に基づいて、前記基準点のシフト量を設定するようにしてもよい。
　これによれば、電力変換装置の電力容量に応じた垂下特性の傾きの補正が可能となる。
　また、本発明において、
　前記他の電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである他の物理量を取得する通信部をさらに備え、
　前記制御部は、前記物理量及び前記他の物理量に基づいて、前記電力変換装置における前記物理量の指令値を決定するようにしてもよい。
　これによれば、物理量と他の物理量とに基づいて、物理量の指令値を決定し、特性傾き補正部が、垂下特性の傾きを補正することにより、電力変換装置と他の電力変換装置との負担割合を考慮した垂下制御が可能となる。
　また、本発明は、
　それぞれに直流電源が接続され、直流電力を昇圧、昇降圧又は降圧して負荷に供給する複数の電力変換装置を、該負荷に対して並列に接続した直流電力供給システムであって、
　前記複数の電力変換装置は、第１種電力変換装置を含み、
　前記第１種電力変換装置は、
　前記第１種電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである物理量を取得する物理量取得部と、
　前記第１種電力変換装置と前記負荷を接続する電力線の電圧を取得する電圧取得部と、
　前記電圧を制御する制御部と、
を備え、
　前記制御部は、
　前記物理量と前記電圧との関係を規定する垂下特性に応じて前記電圧を垂下させる垂下制御を行う垂下制御部と、
　前記垂下特性の前記物理量に対する傾きを補正する特性傾き補正部と、
　前記垂下特性の傾きを補正する際に、前記垂下特性上の前記物理量及び前記電圧が変化しない基準点をシフトさせる特性基準シフト設定部と、
を含むことを特徴とする。
　これによれば、垂下特性の傾きを補正する際に、垂下特性に含まれる物理量及び電圧が変化しない基準点をシフトさせる。すなわち、基準点をシフトさせ、基準点とされた物理量と電圧の値を変化させることなく、垂下特性の傾きが補正される。このように垂下特性の傾きが変更されるので、傾きが補正された垂下特性に応じて垂下制御が行われる場合に、垂下制御の対象となる物理量の値は、基準点の物理量を０の値として垂下特性の傾きを補正する場合に比べて、基準点がシフトされた分だけ、垂下特性の傾きが緩やかになり、垂下特性にバラつきがあっても、その傾きの過剰な補正が抑制される。これにより、第１種電力変換装置を含む複数の電力変換装置を負荷に対して並列に接続する直流電力供給システムにおいて、負荷変動時の電流又は電力のオーバーシュートを抑制することができる。
　また、本発明において、
　前記複数の電力変換装置は、第２種電力変換装置を含み、
　前記第２種電力変換装置は、
　前記第２種電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである第２種物理量を取得する第２種物理量取得部と、
　前記第２種電力変換装置と前記負荷を接続する第２種電力線の電圧である第２種電圧を取得する第２種電圧取得部と、
　前記第２種電圧を制御する第２種制御部と、
を備え、
　前記第２種制御部は、
　前記第２種物理量と前記第２種電圧との関係を規定する第２種垂下特性に応じて前記第２種電圧を垂下させる第２種垂下制御を行う第２種垂下制御部と、
　前記第２種垂下特性の前記第２種物理量に対する傾きを補正する第２種特性傾き補正部と、
を含むようにしてもよい。
　これによれば、垂下特性の傾きを補正する際に、垂下特性に含まれる物理量及び電圧が変化しない基準点をシフトさせる第１種電力変換装置と、垂下特性の傾きは補正するが基準点はシフトさせない第２種電力変換装置とを含む複数の電力変換装置を負荷に対して並列に接続する直流電力供給システムにおいて、負荷変動時の電流又は電力のオーバーシュートを抑制することができる。
　また、本発明において、
　前記特性基準シフト設定部は、
　前記第１種電力変換装置を流れる前記物理量の方向に応じて、前記垂下制御の対象となる前記物理量の値の範囲に対して前記基準点をシフトさせる方向を変更するようにしてもよい。
　これによれば、物理量が、負荷に向けて第１種電力変換装置を流れる方向を正とし、直流電源に向かって第１種電力変換装置を流れる方向を負としたときに、垂下制御の対象となる物理量が０又は正側の範囲にあるときには、基準点を物理量が負となる領域にシフトし、垂下制御の対象となる物理量が０又は負側の範囲にあるときには、基準点を物理量が正となる領域にシフトさせることができる。このように基準点をシフトさせ、基準点とされた物理量と電圧の値を変化させることなく傾きが補正されることにより、第１種電力変換装置を流れる物理量の方向に関わらず、基準点の物理量を０の値として垂下特性の傾きを補正する場合に比べて、基準点がシフトされた分だけ、垂下特性の傾きが緩やかになり、垂下特性にバラつきがあっても、その傾きの過剰な補正が抑制される。これにより、第１種電力変換装置を含む複数の電力変換装置を負荷に対して並列に接続する直流電力供給システムにおいて、負荷変動による電流又は電力のオーバーシュートを抑制することができる。
　また、本発明において、
　前記特性基準シフト設定部は、
　前記基準点のシフト量を動的に設定するようにしてもよい。
　これによれば、第１種電力変換装置の運転状態に応じて、垂下特性の傾きを補正する際の基準点のシフト量が動的に設定されるので、基準点とされた物理量と電圧の値を変化させることなく傾きが補正されることにより、垂下特性にバラつきがあっても、第１種電力変換装置の運転状態に応じて適切に、その傾きの過剰な補正が抑制される。これにより、第１種電力変換装置を含む複数の電力変換装置を負荷に対して並列に接続する直流電力供給システムにおいて、負荷変動の際の電流又は電力のオーバーシュートを抑制することができる。
　また、本発明において、
　前記特性基準シフト設定部は、
　前記第１種電力変換装置の電力容量に基づいて、前記基準点のシフト量を設定するようにしてもよい。
　これによれば、第１種電力変換装置の電力容量に応じた垂下特性の傾きの補正が可能となる。
　また、本発明において、
　前記第１種電力変換装置は、
　前記直流電力供給システムに含まれる他の電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである他の物理量を取得する通信部をさらに備え、
　前記制御部は、前記物理量及び前記他の物理量に基づいて、前記第１種電力変換装置における前記物理量の指令値を決定するようにしてもよい。
　これによれば、物理量と他の物理量とに基づいて、物理量の指令値を決定し、特性傾き補正部が、垂下特性の傾きを補正することにより、第１種電力変換装置を含む複数の電力変換装置の負担割合を考慮した垂下制御が可能となる。
　本発明によれば、負荷変動時にも出力電流のオーバーシュートを抑制できる垂下制御技術を提供することができる。
本発明の実施例１に係る直流電力供給システムの概略構成を示す図である。 先行技術に係る垂下特性の補正を説明する図である。 本発明の実施例１に係る垂下特性の補正を説明する図である。 先行技術と本発明の実施例１に係る直流電力供給システムにおける出力電流平均値を示す図である。 先行技術と本発明の実施例１に係るＤＣ－ＤＣコンバータにおける出力電流平均値を示す図である。 本発明の実施例１に係る基準点シフト量の動的設定を説明する図である。 本発明の実施例２に係る垂下制御の補正を説明する図である。 本発明の実施例３に係る垂下制御の補正を説明する図である。
〔適用例〕
　以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。
　図１は、本発明の適用例に係る直流電力供給システム１００の概略構成を示す図である。直流電力供給システム１００は、蓄電池１３から放電される直流電力の電圧を昇圧、昇降圧又は降圧して出力する第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と、蓄電池２３から放電される直流電力の電圧を昇圧、昇降圧又は降圧して出力する第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を備え、負荷３に対して並列に接続された第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を並列運転して負荷３に直流電力を供給する。
　第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、制御部２２、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電圧検出回路２４、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路２５、通信部２６を備える。制御部２２は、ドループ傾き補正演算部２２１、ドループ基準シフト設定部２２２、垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３、補償器３２４、加え合わせ点２２５、２２６、２２７を含む。
　第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の制御部２２では、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路２５に基づいて出力電圧を垂下させる垂下制御を行う。本適用例に係る垂下制御では、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流値ｉｏ１及びｉｏ２に基づいてドループ傾き補正演算部２２１において算出される補正量により垂下特性の傾きを補正する。この垂下特性の傾きを補正する際の基準点をドループ基準シフト設定部２２２における設定に従ってシフトさせる。加え合わせ点２２５において、基準点のシフトに応じて出力電流値ｉｏ２がシフトされ、加え合わせ点２２６において、基準点のシフトに応じてＤＣバス電圧指令値Ｖｏｒｅｆがシフトされ、加え合わせ点２２７において、傾きが補正された垂下特性に従った第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電圧指令値が出力される。
　本適用例に係る直流電力供給システム１００における垂下特性の概要について、図２（Ａ）及び（Ｂ）並びに図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、比較のために、非特許文献１に記載された技術（単に「先行技術」ともいう。）における垂下特性の補正を示す。図２（Ａ）において、垂下特性Ｄｐ０１及び垂下特性Ｄｐ０２は、それぞれ、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の補正前の垂下特性を示す。図２（Ａ）に示すように、検出誤差等により、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１では、垂下特性Ｄｐ０１及び垂下特性Ｄｐ０２は、設計値の垂下特性Ｄｐｄからずれている。
　図２（Ｂ）は先行技術により垂下特性の傾きを補正した場合の例を示す。黒丸Ｐ１で示される軽負荷で垂下特性の傾きを補正する。垂下特性を補正する場合には、無負荷時（ｉ＝０）における、垂下特性と縦軸との交点（切片）を基準とし、垂下特性と縦軸との交点の値を変化させずに固定した状態で、垂下特性の傾きを補正する。ここでは、垂下特性Ｄｐ１１及び垂下特性Ｄｐ１２は、それぞれ、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の補正後の垂下特性を示す。このような補正後の垂下特性に基づいて第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１が垂下制御される場合に、負荷変動が生じると、例えば、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流ｉｏ１は、補正後の垂下特性Ｐｐ１１に従って、白丸Ｐ３で示される電流値Ｉ１となり、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ２は、補正後の垂下特性Ｄｐ１２に従って白丸Ｐ２で示される電流値Ｉ２となる。このように、負荷変動が生じると、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１との間で、電流アンバランスが生じるとともに、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１については出力電流にピーク（オーバーシュート）が生じてしまう可能性がある。
　図３（Ａ）及び（Ｂ）は、本適用例における垂下特性の傾きの補正を説明する図である。
　本適用例では、垂下特性を、無負荷時を示す縦軸の左側に延長し、縦軸から左側にＩ０だけずれた位置の、縦軸と平行な基準線ＳＬを基準として、垂下特性の傾きを補正する。設計値の垂下特性Ｄｐｄの傾きをＲとすると、設計値の垂下特性Ｄｐｄの延長線と基準線ＳＬとの交点ＳＰの電圧値に対して、設計値の垂下特性Ｄｐｄと無負荷時を示す縦軸との交点の電圧値はＲ＊Ｉ０だけ低くなる。
　図３（Ｂ）は、垂下特性Ｄｐｄと基準線ＳＬとの交点ＳＰを基準として、垂下特性の傾きを補正した例を示す。ここでは、補正後の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性ＤＰ２１を太い実線で示し、補正後の第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ２２を太い破線で示す。先行技術と同様に、黒丸Ｐ１で示される軽負荷時に垂下特性を補正しても、垂下特性Ｄｐｄと基準線ＳＬとの交点ＳＰを基準とし、垂下特性Ｄｐｄと基準線ＳＬとの交点ＳＰの値を変化させずに固定した状態で、垂下特性Ｄｐｄの傾きを補正することにより、垂下特性Ｄｐｄと縦軸との交点を基準とする場合に比べて垂下特性Ｄｐ２１及びＤｐ２２の傾きが小さくなる。このため、図２（Ｂ）について説明した場合と同様に負荷変動が生じた場合に、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ１は、補正後の垂下特性Ｄｐ２１に従って、白丸Ｐ５で示される電流値Ｉ１１となり、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ２は、補正後の垂下特性Ｄｐ２２に従って、白丸Ｐ４で示される電流値Ｉ１２となる。すなわち、負荷変動が生じても、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１との間で、電流アンバランスを抑制することができるとともに、出力電流のピーク（オーバーシュート）も抑制することができる。
〔実施例１〕
　以下では、本発明の実施例１に係る直流電力供給システム１００について、図面を用いて、より詳細に説明する。ただし、この実施例に記載されている装置及びシステムの構成は各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施例に限定する趣旨のものではない。
　図１は、本発明の実施例１に係る直流電力供給システム１００を構成する第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１及び制御部２２の概略構成を示す図である。第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の制御部も第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の制御部２２と同様の構成を有するが説明は省略する。図１では、説明のために第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１と制御部２２を分けて記載しているが、具体的な装置としては、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の筐体に制御部２２が収容される（以下に説明するＤＣ－ＤＣコンバータについても同様である。）。ここでは、直流電力供給システム１００が本発明の直流電力供給システムに相当し、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１が本発明の電力変換装置及び第１種電力変換装置に相当する。また、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を本発明の電力変換装置に相当するとしたときに、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１が本発明の他の電力変換装置に相当し、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１を本発明の電力変換装置に相当するとしたときに、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１が本発明の他の電力変換装置に相当する。
　直流電力供給システム１００は、蓄電池１３から放電される直流電力の電圧を昇圧、昇降圧又は降圧して出力する第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と、蓄電池２３から放電される直流電力の電圧を昇圧、昇降圧又は降圧して出力する第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１とを備える。直流電力供給システム１００では、２台の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、ＤＣバスＤＣｂを介して負荷３に対して並列に接続され、これらを並列運転することにより負荷３に直流電力を供給する。図１では、２台の蓄電池１３及び２３にそれぞれ接続された第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を含む直流電力供給システム１００を示しているが、直流電力供給システム１００は、並列接続された３台以上の蓄電池及びＤＣ－ＤＣコンバータを含んでもよく、直流電源として、種々の分散型電源を採用することができ、蓄電池に限られない。ここでは、蓄電池１３及び２３が本発明の直流電源に相当する。ここでは、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１が、本発明の複数の電力変換装置に相当する。
　第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１は、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力線ＰｗＬ１及びＤＣバスＤＣｂを介して負荷３に接続され、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力線ＰｗＬ２は出力線ＰｗＬ２及びＤＣバスＤＣｂを介して負荷３に接続される。ここでは、インダクタンスＬｂ１及び抵抗Ｒｌｂ１は、出力線ＰｗＬ１の配線インピーダンスのインダクタンス成分及び抵抗成分を示す。また、インダクタンスＬｂ２及び抵抗Ｒｌｂ２は、出力線ＰｗＬ２の配線インピーダンスのインダクタンス成分及び抵抗成分を示す。
　第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、制御部２２、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電圧検出回路２４、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路２５、通信部２６を備える。制御部２２は、ドループ傾き補正演算部２２１、ドループ基準シフト設定部２２２、垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３、補償器３２４、加え合わせ点２２５、２２６、２２７を含む。制御部２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを含むコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を含んで構成することができる。各部の機能の一部又は全部は、ハードウェアにおいてソフトウェアを実行することにより実現されてもよいし、専用のハードウェアによって実現されてもよい。
　第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電圧検出回路２４は、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力線ＰｗＬ２間の電圧である出力電圧ｖｏ２を検出する。第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路３５は、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力線ＰｗＬ２を流れる電流（第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流）ｉｏ２を検出する。通信部２６は、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１を含む外部装置との間で適宜の通信方式により通信を行うインターフェースである。出力線ＰｗＬ２は本発明の電力線に相当し、出力線ＰｗＬ２間の電圧である出力電圧ｖｏ２は、本発明の電力線の電圧に相当し、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電圧検出回路２４は本発明の電圧取得部に相当する。また、出力線ＰｗＬ２を流れる出力電流ｉｏ２は、本発明の電力変換装置を流れる電流及び物理量に相当し、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路３５は本発明の物理量取得部に相当する。
　第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電圧検出回路２４によって検出された第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電圧値ｖｏ２は、補償器２２４に入力される。
　また、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路２５によって検出された第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流値ｉｏ２は、加え合わせ点２２５と、ドループ傾き補正演算部２２１に入力される。加え合わせ点２２５では、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流値ｉｏ２と、ドループ基準シフト設定部２２２によって設定された出力電流シフト値Ｉ０とが加算され、垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３に出力される。
　ドループ傾き補正演算部２２１には、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ２とともに、通信部２６を介して第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１から取得した第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流ｉｏ１が入力される。ドループ傾き補正演算部２２１において演算されたドループ傾き（垂下特性の出力電流に対する傾き）補正値は、垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３に入力される（垂下特性の傾きの補正については、先行技術記載の方法等の適宜の方法を採用できるので説明は省略する。）。垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３では、ドループ傾き補正演算部２２１において演算されたドループ傾きが、出力電流値ｉｏ２と出力電流シフト値Ｉ０との加算値に乗算され、加え合わせ点２２７に出力される。ドループ基準シフト設定部２２２から出力されたＤＣバス電圧シフト値は、加え合わせ点２２６に入力される。通信部２６を介して、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路２５によって検出された出力電流値ｉｏ２を第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１に出力するようにしてもよい。通信部２６が、本発明の通信部に相当する。
　加え合わせ点２２６では、ＤＣバス電圧指令値Ｖｏｒｅｆに、ＤＣバス電圧シフト値が加算されて、加え合わせ点２２７に出力される。加え合わせ点２２７では、ＤＣバス電圧指令値ＶｏｒｅｆとＤＣバス電圧シフト値との加算値から、垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３の出力値が減算された第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電圧指令値Ｖｒｅｆ２が出力され、補償器２２４に入力される。補償器２２４では、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電圧指令値Ｖｒｅｆ２と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電圧値ｖｏ２との偏差に基づいて、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１のデューティ指令値Ｄｒｅｆ２が生成され、このデューティ指令値Ｄｒｅｆ２に基づいて第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１が制御される。
　図１に示す第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１における垂下制御の具体的な内容について説明する。
　ここでは、ドループ基準シフト設定部２２２において設定される出力電流シフト値をＩ０とする。このとき垂下特性の傾きの設計値をＲとすると、後述するように、ＤＣバス電圧シフト値はＲ＊Ｉ０となる。ドループ基準シフト設定部２２２では、出力電流シフト値として予め保持している値を設定してもよいし、取得した種々の情報から所定の算出式によって算出された値を設定してもよい。ここでは、出力電流シフト値Ｉ０は、本発明の基準点のシフト量に相当する。
　上述したように、出力電流シフト値Ｉ０と出力電流値ｉｏ２とが加え合わせ点２２５において加算され、加え合わせ点２２５からは、シフト後出力電流値（Ｉ０＋ｉｏ２）が、垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３に入力される。ドループ傾き補正演算部２２１では、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流値ｉｏ１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流値ｉｏ２に基づいて垂下特性の傾き補正値ｋが出力される。ドループ傾き補正演算部２２１から出力された垂下特性の傾き補正値ｋは、垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３に入力される。そして、垂下ゲイン（ｋｄ２）乗算器２２３では、垂下特性の傾きの設計値Ｒと加算されたＲ＋ｋが垂下ゲインｋｄ２として、シフト後出力電流値（Ｉ０＋ｉｏ２）に乗算され、最終的な電圧指令値補正量ΔＶｄ２として、加え合わせ点２２７に入力される。
　加え合わせ点２２６ではＤＣバス電圧指令値ＶｏｒｅｆにＤＣバス電圧シフト値Ｒ＊Ｉ０が加算され、シフト後ＤＣバス電圧指令値Ｖｏｒｅｆ＋Ｒ＊Ｉ０が加え合わせ点２２７に入力される。加え合わせ点２２７では、シフト後ＤＣバス電圧指令値Ｖｏｒｅｆ＋Ｒ＊Ｉ０から、最終的な電圧指令値補正量ΔＶｄ２が減算され、最終的な第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電圧指令値Ｖｒｅｆ２として補償器２２４に入力される。
　ここでは、垂下ゲインｋｄ２で表される第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性が、本発明の垂下特性に相当し、これに応じた垂下制御が本発明の垂下制御に相当し、垂下ゲイン乗算器２２３及び加え合わせ点２２７が本発明の垂下制御部に相当する。例えば、図３の交点ＳＰが本発明の基準点に相当する。また、制御部２２が、本発明の制御部に相当し、ドループ傾き補正演算部２２１が本発明の特性傾き補正部に相当し、ドループ基準シフト設定部２２２、加え合わせ点２２５及び加え合わせ点２２６が本発明の特性基準シフト設定部に相当する。
　以下に、本実施例における垂下特性の補正による効果について説明する。
　図２（Ａ）及び（Ｂ）は、比較のために、非特許文献１に記載された技術（単に「先行技術」ともいう。）における垂下特性の補正を示す。図２（Ａ）において、補正前の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性Ｄｐ０１を実線で示し、補正前の第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ０２を破線で示す。また、設計値の垂下特性Ｄｐｄを１点鎖線で示す。図２（Ａ）に示すように、検出誤差等により、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１では、垂下特性Ｄｐ０１及び垂下特性Ｄｐ０２は、設計値の垂下特性Ｄｐｄからずれている。
　図２（Ｂ）は先行技術により垂下特性の傾きを補正した場合の例を示す。黒丸Ｐ１で示される軽負荷で垂下特性の傾きを補正する。垂下特性を補正する場合には、無負荷時（ｉ＝０）における、垂下特性と縦軸との交点（切片）を基準とし、垂下特性と縦軸との交点の値を変化させずに固定した状態で、垂下特性の傾きを補正する。このとき、補正後の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性Ｄｐ１１を太い実線で示し、補正後の第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｐｐ１２を太い破線で示す。このような補正後の垂下特性に基づいて第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１が垂下制御される場合に、負荷変動が生じると、例えば、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流ｉｏ１は、補正後の垂下特性Ｐｐ１１に従って、白丸Ｐ３で示される電流値Ｉ１となり、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ２は、補正後の垂下特性Ｄｐ１２に従って白丸Ｐ２で示される電流値Ｉ２となる。このように、負荷変動が生じると、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１との間で、電流アンバランスが生じるとともに、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１については出力電流にピーク（オーバーシュート）が生じてしまう可能性がある。
　図３（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施例における垂下特性の傾きの補正を説明する図である。
　図３（Ａ）に示すように補正前の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性Ｄｐ０１、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ０２及び設計値の垂下特性Ｄｐｄは、図２（Ａ）に示したものと同様である。
　ただし、本実施例では、垂下特性を、無負荷時を示す縦軸の左側に延長し、縦軸から左側にＩ０だけずれた位置の、縦軸と平行な基準線ＳＬとの交点ＳＰを基準として、垂下特性の傾きを補正する。設計値の垂下特性Ｄｐｄの傾きをＲとすると、設計値の垂下特性Ｄｐｄの延長線と基準線ＳＬとの交点ＳＰの電圧値に対して、設計値の垂下特性Ｄｐｄと無負荷時を示す縦軸との交点の電圧値はＲ＊Ｉ０だけ低くなる。ここでは、垂下制御の対象となる出力電流ｉｏ１及びｉｏ２は、ｖ軸上又はｖ軸の右側の電流ｉの値が正となる領域で変化する。設計値の垂下特性Ｄｐｄが延長されるｖ軸の左側は、電流ｉの値が負となる領域であり、設計値の垂下特性Ｄｐｄの傾きを補正する際に、傾き補正の前後で、交点ＳＰは、その電流及び電圧の値が変化しない、すなわち、設計値の垂下特性Ｄｐｄの傾き補正の基準点である。このような、交点ＳＰの電流ｉの値は、上述の垂下制御の対象となる出力電流ｉｏ１及びｉｏ２の値の範囲からシフトされた値に設定されている。このとき、設計値の垂下特性Ｄｐｄのうち、ｖ軸の左側の領域に延長された部分は、実際の垂下制御に対応するわけではなく、傾き補正のため仮想的に設定された領域であり、負の電流ｉ自体には物理的な意味はない。
　図３（Ｂ）は、垂下特性と基準線ＳＬとの交点を基準として、垂下特性の傾きを補正した例を示す。ここでは、補正後の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性ＤＰ２１を太い実線で示し、補正後の第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ２２を太い破線で示す。先行技術と同様に、黒丸Ｐ１で示される軽負荷時に垂下特性を補正しても、設計値の垂下特性Ｄｐｄと基準線ＳＬとの交点ＳＰを基準とし、設計値の垂下特性Ｄｐｄと基準線ＳＬとの交点ＳＰの電流と電圧の値を変化させずに固定した状態で、設計値の垂下特性Ｄｐｄの傾きを補正することにより、設計値の垂下特性Ｄｐｄと縦軸との交点を基準とする場合に比べて、補正後の垂下特性の傾きが小さくなる。このため、図２（Ｂ）について説明した場合と同様に負荷変動が生じた場合に、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ１は、補正後の垂下特性Ｄｐ２１に従って、白丸Ｐ５で示される電流値Ｉ１１となり、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ２は、補正後の垂下特性Ｄｐ２２に従って、白丸Ｐ４で示される電流値Ｉ１２となる。すなわち、負荷変動が生じても、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１との間で、電流アンバランスを抑制することができるとともに、出力電流のピークも抑制することができる。
　図４（Ａ）及び（Ｂ）は、図１に示すように２台のＤＣ－ＤＣコンバータを並列で運転する場合に、軽負荷から重負荷に変動させたときの出力電流の変化を示す。図４（Ａ）は、比較のために、先行技術による垂下特性の補正を行う場合の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流平均値ｉｏｐ１ａｖと、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流平均値ｉｏｐ２ａｖを示す。図４（Ａ）に示すように、先行技術の方式では、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１との間の出力電流のアンバランスは時間の経過に伴い改善しているが、負荷変動の直後に第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流平均値にピークが立っていることが分かる。
　図４（Ｂ）は、本実施例に係る垂下特性の補正を行う場合の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流平均値ｉｏ１ａｖと第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流平均値ｉｏ２ａｖを示す。第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１との間の出力電流のアンバランスは、先行技術の方式に比べより迅速に改善しており、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流平均値の電流ピークは、先行技術の方式に比べて低下している。
　図５（Ａ）は先行技術による垂下特性の補正を行う場合の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流平均値ｉｏｐ１ａｖと、本実施例に係る垂下特性の補正を行う場合の第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流平均値ｉｏ１ａｖを示す。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の四角で囲った領域Ａｒを拡大して示したグラフである。図５（Ｂ）によれば、本実施例に係る垂下特性の補正を行う場合には、先行技術の方式に比べて電流ピークが低下していることが明瞭に示されている。
　上述したように、ドループ基準シフト設定部２２２では、垂下特性の傾きを補正する際の基準点のシフト量である出力電流シフト量を、所定の値を設定することもできるが、以下に説明するように、直流電力供給システム１００の動作中に動的に設定することもできる。このような出力電流シフト量の動的設定は、後述する実施例２、３についても同様に適用できる。
（１）出力電流の大小に応じて出力電流シフト量の大小を変化させる。
　図６に、出力電流シフト量を出力電流の大小に応じて設定する場合の例を示す。図６において、実線で示す直線Ｄｐｄ１１は設計値の垂下特性を示す。点Ｐ６で示されるように出力電流値Ｉ１３が大きいときには、出力電流シフト量を小さく設定し、傾きを補正する際の基準点ＳＰ１３を無負荷時に近い位置に設定する。そして、点Ｐ７で示されるように出力電流値Ｉ１４が小さいときには、出力電流シフト量を大きく設定し、傾きを補正する際の基準点ＳＰ１４を、例えばマイナスの定格電流付近に設定する。
　このように出力電流シフト量を設定することにより、図３（Ｂ）のように点Ｐ１で示される軽負荷で電流を補正しつつ、傾き補正量が大きくなりすぎたり小さくなりすぎたりしないようにすることができる。
　上述の出力電流に代えて負荷率の大小に応じて出力電流シフト量の大小を同様に変化させてもよい。
（２）傾きの補正量に応じて出力電流シフト量を変化させる。
　ドループ基準シフト設定部２２２は、ドループ傾き補正演算部２２１から、垂下特性の傾きの補正量を取得し、垂下特性の傾きの補正量が大きくなりすぎた場合には、出力電流シフト量を大きく設定して、傾きを補正する際の基準点を無負荷時から遠い位置に設定する。これにより、垂下制御が適用される領域では、垂下特性の傾きの補正量が大きくなりすぎないようにすることができる。
　逆に、垂下特性の傾きの補正量が小さくなりすぎた場合には、出力電流シフト量を小さく設定して、傾きを補正する際に基準点を無負荷時に近い位置に設定する。これにより、垂下制御が適用される領域では、垂下特性の傾きの補正量が小さくなりすぎないようにすることができる。
　出力電流シフト量の動的な設定方法は、出力電圧に応じて設定してもよく、上述の場合に限られない。
〔実施例２〕
　以下では、本発明の実施例２に係る直流電力供給システムについて説明する。実施例１に係る直流電力供給システム１００と共通する構成については、同様の符号を用いて詳細な説明は省略する。実施例２では、負荷３に対して２台のＤＣ－ＤＣコンバータが並列接続される構成は同じである。実施例１に係る直流電力供給システム１００では、負荷３に対して並列接続された第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の両方において、実施例１に係る垂下特性の傾き補正、すなわち、垂下特性の傾きを補正する際に基準点をシフトする補正を実施していた。実施例２では、並列接続された２台のうち、例えば、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、実施例１に係る垂下特性の傾き補正を実施するが、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１については、従来の垂下特性の傾きの補正、すなわち、垂下特性の傾きを補正する際に基準点を固定する補正を実施する。具体的には、本実施例に係る第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１は、図１に示した、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の制御部２２の構成のうち、ドループ基準シフト設定部２２２、加え合わせ点２２５及び加え合わせ点２２６を省略した構成となる。ここでは、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１が本発明の第１種電力変換装置に相当する。そして、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１が本発明の第１種電力変換装置に相当する。また、出力線ＰｗＬ１が本発明の第２種電力線に相当し、出力線ＰｗＬ１間の電圧である出力電圧ｖｏ１が本発明の第２種電圧に相当し、出力線ＰｗＬ１を流れる出力電流ｉｏ１が本発明の第２種電力変換装置を流れる電流及び第２種物理量に相当する。また、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１が備える、制御部、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路及び第１ＤＣ－ＤＣコンバータ電圧検出回路に対応する構成が、本発明の第２種制御部、第２種物理量取得部、第２種電圧取得部に相当する。さらに、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性が本発明の第２種垂下特性に相当し、これに応じた垂下制御が本発明の第２種垂下制御に相当し、垂下ゲイン乗算器２２３及び加え合わせ点２２７に対応する構成が本発明の第２種垂下制御部に相当し、ドループ傾き補正演算部２２１に対応する構成が本発明の第２種特性傾き補正部に相当する。また、本発明の第２種制御部は、ドループ基準シフト設定部２２２、加え合わせ点２２５及び加え合わせ点２２６に相当する構成を含まない。
　図７（Ａ）は、比較のために、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の両方において従来の垂下特性の傾き補正を行う場合の、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性Ｄｐ０１、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ０２、設計値の垂下特性Ｄｐｄを示す。設計値の垂下特性Ｄｐｄの、無負荷時を示す縦軸との交点（切片）の値はＤＣバス電圧指令値Ｖｏｒｅｆであり、電流値Ｉｒ２は第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の定格電流値を示す。実線で示す第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性Ｄｐ０１、破線で示す第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ０２は、いずれも検出バラつき等により、１点鎖線で示す設計値の垂下特性Ｄｐｄからはずれている。
　第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１はともに容量１．５ｋＷで、縦軸との交点（０，Ｖｏｒｅｆ）を基準点とした場合には、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１のピーク電流値が２．６８Ａ、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１のピーク電流値が２．０８Ａであった。
　これに対して、図７（Ｂ）に示すように、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性Ｄｐ０１の傾き補正の基準点を（０，Ｖｏｒｅｆ）のままとし、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１についてのみ、垂下特性Ｄｐ０２の傾き補正の基準点を、縦軸から左にＩｒ２／１０だけずらした縦軸に平行な直線ＳＬ２との交点ＳＰ２（－（Ｉｒ２／１０），Ｖｏｒｅｆ＋Ｒ＊（Ｉｒ２／１０））とした場合には、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１のピーク電流値が２．５８Ａ、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１のピーク電流値が２．２Ａであった。ここでは、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ０２について、垂下制御の対象となる出力電流ｉｏ２は、ｖ軸上又はｖ軸の右側の出力電流ｉｏ２の値が正である領域で変化する。設計値の垂下特性Ｄｐｄが延長されるｖ軸の左側は、出力電流ｉｏ２が負となる領域であり、設計値の垂下特性Ｄｐｄの傾きを補正する際に、傾き補正の前後で、交点ＳＰ２は、その電流及び電圧の値が変化しない、設計値の垂下特性Ｄｐｄの傾き補正の基準点である。このような交点ＳＰ２の出力電流ｉｏ２の値は、垂下制御の対象となる出力電流ｉｏ２の値の範囲に対してシフトされた値に設定されている。このとき、設計値の垂下特性Ｄｐｄのうち、ｖ軸の左側の領域に延長された部分は、実際の垂下制御に対応するわけではなく、傾き補正のために仮想的に設定された領域であり、負の出力電流ｉｏ２に物理的な意味はない。
　このように、並列接続されたＤＣ－ＤＣコンバータのうちの一部について、実施例１に係る垂下特性の傾き補正を実施する構成の直流電力供給システムにおいても、ピーク電流値を低下させることができる。ここでは、交点ＳＰ２が本発明の基準点に相当する。
〔実施例３〕
　以下では、本発明の実施例３に係る直流電力供給システムについて説明する。実施例１に係る直流電力供給システム１００と共通する構成については、同様の符号を用いて詳細な説明は省略する。実施例３では、負荷３に対して２台のＤＣ－ＤＣコンバータが並列接続される構成は同じである。実施例３では、実施例１に係る直流電力供給システム１００と同様に、負荷３に対して並列接続された第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の両方において、実施例１に係る垂下特性の傾き補正、すなわち、垂下特性の傾きを補正する際に基準点をシフトする補正を実施する。ただし、実施例３では、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の電力容量と、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の電力容量が異なる。例として、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の電力容量が１．５ｋＷ、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の電力容量が３ｋＷの場合について説明するが、各ＤＣ－ＤＣコンバータの電力容量はこれらに限られない。
　図８（Ａ）は、実施例３に係る第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の補正前の垂下特性を示す。第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性Ｄｐ０１を実線で示し、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ１を１点鎖線で示す。また、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ０２を間隔が狭い破線（「狭破線」という。）で示し、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ２を間隔が広い破線（「広破線」という。）で示す。また、図８（Ａ）では、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の定格電流値をＩｒ１で示し、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の定格電流値をＩｒ２で示す。このように、異なる電力容量のＤＣ－ＤＣコンバータ間で垂下制御を行う場合には、定格時の電圧Ｖｍｉｎをそろえることが多いので、本実施例３でも、図８（Ａ）に示すように、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ１と、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ２とは、それぞれの定格電流値Ｉｒ１とＩｒ２における電圧値がいずれもＶｍｉｎに揃えられている。なお、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の垂下特性Ｄｐ０１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性Ｄｐ０２が検出バラつき等により設計値からずれている。
　比較のために、図８（Ａ）に示すような垂下特性の直流電力供給システムにおいて、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１について、無負荷時を示す縦軸との交点（０，Ｖｏｒｅｆ）を固定して、垂下特性の傾きを補正する従来の方式による制御を実施した場合には、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１のピーク電流値が３．０２Ａ、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１のピーク電流値が４．３２Ａ（電力容量を１．５ｋＷとして換算すると２．１６Ａに相当する。）であった。
　図８（Ｂ）は、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１について、垂下特性の傾きを補正する際の基準点をシフトさせる実施例１と同様の制御を実施する場合の垂下特性を示す。図８（Ｂ）では、見やすいように、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ１と第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ２のみを示しているが、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性はそれぞれの設計値からずれた直線となることは、実施例１と同様である。
　ここでは、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ１は、縦軸を第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の定格電流値Ｉｒ１だけ左にずらした縦軸に平行な直線ＳＬ１１との交点ＳＰ１１（－Ｉｒ１，Ｖｏｒｅｆ＋Ｒ＊Ｉｒ１）を基準点として傾きが補正され、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ２は、縦軸を第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の定格電流値Ｉｒ２だけ左にずらした縦軸に平行な直線ＳＬ１２との交点ＳＰ１２（－Ｉｒ２，Ｖｏｒｅｆ＋Ｒ＊Ｉｒ２）を基準点として傾きが補正される。このとき、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１のピーク電流値が２．８５Ａ、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１のピーク電流値が４７Ａ（電力容量を１．５ｋＷとして換算すると２．３５Ａに相当する。）であった。ここでは、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ２について、垂下制御の対象となる出力電流ｉｏ２は、ｖ軸上又はｖ軸の右側の出力電流ｉｏ２の値が正となり定格電流値Ｉｒ２に至るまでの領域で変化する。設計値の垂下特性Ｄｐｄ２が延長されるｖ軸の左側は、出力電流ｉｏ２が負となる領域であり、設計値の垂下特性Ｄｐｄ２の傾きを補正する際に、傾き補正の前後で、交点ＳＰ１２は、その電流及び電圧の値が変化しない、設計値の垂下特性Ｄｐｄ２の傾き補正の基準点である。このような交点ＳＰ１２の出力電流ｉｏ２の値は、垂下制御の対象となる出力電流ｉｏ２の値の範囲に対してシフトされた値に設定されている。このとき、設計値の垂下特性Ｄｐｄ２のうち、ｖ軸の左側の領域に延長された部分は、実際の垂下制御に対応するわけではなく、傾き補正のために仮想的に設定された領域であり、負の出力電流ｉｏ２に物理的な意味はない。また、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の設計値の垂下特性Ｄｐｄ１についても、同様に、垂下制御の対象となる出力電流ｉｏ１は、ｖ軸上又はｖ軸の右側の出力電流ｉｏ１の値が正であり定格電流値Ｉｒ１に至るまでの領域で変化する。設計値の垂下特性Ｄｐｄ１が延長されるｖ軸の左側は、出力電流ｉｏ１が負となる領域であり、設計値の垂下特性Ｄｐｄ１の傾きを補正する際に、傾き補正の前後で、交点ＳＰ１１は、その電流及び電圧の値が変化しない、設計値の垂下特性Ｄｐｄ１の傾き補正の基準点である。このような交点ＳＰ１１の出力電流ｉｏ１の値は、垂下制御の対象となる出力電流ｉｏ１の値の範囲に対してシフトされた値に設定されている。このとき、設計値の垂下特性Ｄｐｄ１のうち、ｖ軸の左側の領域に延長された部分は、実際の垂下制御に対応するわけではなく、傾き補正のために仮想的に設定された領域であり、負の出力電流ｉｏ１に物理的な意味はない。
　このように、実施例３に係る直流電力供給システムでは、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１のピーク電流値が、従来方式に比してピーク電流値を低く抑えることができる。ここでは、交点ＳＰ１１及び交点ＳＰ１２が、それぞれ本発明の基準点に相当する。
〔変形例１〕
　上述の各実施例では、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１に接続された蓄電池１３及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に接続された蓄電池２３から放電する場合の垂下制御について説明したが、蓄電池１３及び蓄電池２３が充電される場合、例えば、ＤＣバスＤＣｂに接続された直流電力供給源から蓄電池１３及び蓄電池２３に直流電力が供給される場合においても同様の垂下制御が可能である。直流電力供給源は、ＤＣバスＤＣｂに接続される商用電力系統等の交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ－ＤＣコンバータを含む装置であってもよいし、蓄電池、太陽電池、燃料電池等の直流電源とこれらの出力を昇圧、昇降圧又は降圧するＤＣ－ＤＣコンバータを含む装置であってもよく、これらに限られない。
　蓄電池１３及び蓄電池２３から放電される場合には、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流ｉｏ１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ２は図１に示す矢印の方向に流れ、それぞれの出力電流は正の値になるものとして、上述の各実施例における垂下制御を説明した。これに対して、蓄電池１３及び蓄電池２３を充電する場合には、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１の出力電流ｉｏ１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流ｉｏ２は図１に示す矢印とは逆方向に流れる。このように、図１に示す矢印とは逆方向に電流が流れる場合には、それぞれの出力電流が負の値となるものとする。
　このとき、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の垂下特性は、上述の実施例における垂下特性のグラフを、ｉ＝０の縦軸を中心として正負を反転させた形状となる。従って、蓄電池１３及び蓄電池２３を充電する場合に、上述の各実施例における垂下制御では、縦軸の左側の負電流領域を対象とする垂下特性の傾きを補正する場合の基準点を、縦軸の右側の正領域にずらした縦軸に平行な直線との交点に設定する。このようにすれば、上述の各実施例の垂下制御は、蓄電池１３及び蓄電池２３を充電する場合にも同様に適用することができ、出力電流ｉｏ１及び出力電流ｉｏ２のピーク電流値を低く抑え、出力電流ｉｏ１及び出力電流ｉｏ２間のアンバランスを抑制することができる。
　また、実施例２のように、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１のみが本変形例１に係る垂下制御を行う場合には、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１が本発明の第１種電力変換装置に相当する。
〔変形例２〕
　上述の変形例１において説明したように、第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を介して直流電力を供給する直流電源が蓄電池１３及び蓄電池２３である場合には、蓄電池１３及び２３から放電する場合に限らず、蓄電池１３及び２３を充電する場合にも実施例１～３に係る垂下制御を実施することができる。
　従って、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１を介して直流電力を供給する直流電源が蓄電池２３である場合には、実施例１～３に係る垂下制御を、蓄電池２３から放電する場合にのみ実施するようにしてもよいし、蓄電池２３を充電する場合にのみ実施するようにしてもよい。また、制御部２２が蓄電池２３の充電及び放電の切り替えに応じて、蓄電池２３を放電させる場合には出力電流ｉｏ２が正の方向（図１の矢印の方向）に流れるので、垂下特性の傾き補正の基準点を負の領域にシフトさせ、蓄電池２３を充電する場合には出力電流ｉｏ２が負の方向（図１の矢印とは逆方向）に流れるので、垂下特性の傾き補正の基準点を正の領域にシフトさせて設定するようにしてもよい。第１ＤＣ－ＤＣコンバータ１１についても同様である。
〔変形例３〕
　上述の各実施例では、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路２５において検出された出力電流ｉｏ２と出力電圧ｖｏ２との関係を規定する垂下特性について説明したが、垂下特性は、出力電力検出（ここではｐｏ２とする）と出力電圧との関係を規定する垂下特性に応じた垂下制御についても、同様に垂下特性の補正を行うことができる。このような垂下制御を行う直流電力供給システムでは、例えば、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路２５によって検出された出力電流ｉｏ２に第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電圧検出回路２４によって検出された出力電圧ｖｏ２を乗算して出力電力ｐｏ２を算出する第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電力取得部を設ける。垂下制御及び垂下特性の補正の内容については、出力電流を用いる上述の各実施例と同様なので、説明は省略する。ここでは、出力電力ｐｏ２が本発明の電力及び物理量に相当し、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電力取得部が、本発明の物理量取得部に相当する。
〔変形例４〕
　上述の各実施例では、実施例１に係る図１に示すように、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電流検出回路２５及び第２ＤＣ－ＤＣコンバータ出力電圧検出回路２４を、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力線ＰｗＬ２に設け、出力線ＰｗＬ２を流れる電流及び出力線ＰｗＬ２間の電圧をそれぞれ検出し取得している。
　しかし、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１の出力電流や出力電圧を取得可能な構成はこれに限られない。すなわち、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１に関する種々の検出値や情報から所定の変換や推定を行うことにより、出力電流や出力電圧を取得することができる（直流電力供給システム１００を構成する他のＤＣ－ＤＣコンバータも同様である。）。
　例えば、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１は、自機のＰＷＭのデューティ値を保有しているので、昇圧コンバータであれば、昇圧比等から、出力電圧や出力電流への変換が可能である。昇圧コンバータであれば、入力電流の平均値とインダクタ電流の平均値も同様である。損失等が事前に評価できていれば、さらに変換の精度を上げることも可能である。
　また、第２ＤＣ－ＤＣコンバータ２１のインダクタ、スイッチ、コンデンサ等の各部品の電流を検出することにより入力や出力の電圧を推定することもできる。
　従って、本発明の電圧取得部及び物理量取得部に相当する構成も、本発明の電圧や物理量を最終的に取得可能な構成であれば足り、各実施例で説明した構成に限定されるものではなく、種々の検出値や情報から変換又は推定により取得する構成を含む。
＜付記１＞
　直流電源（２３）が接続され、直流電力を昇圧、昇降圧又は降圧して出力し、
　他の直流電源（１３）が接続され、直流電力を昇圧、昇降圧又は降圧する他の電力変換装置（１１）と、並列して負荷（３）に電力線（ＰｗＬ２）を介して接続される電力変換装置（２１）であって、
　前記電力変換装置（２１）を流れる電流又は電力のいずれかである物理量を取得する物理量取得部（２４）と、
　前記電力線（ＰｗＬ２）の電圧を取得する電圧取得部（２４）と、
　前記電力線の電圧を制御する第１制御部（２２）と、
を備え、
　前記制御部（２２）は、
　前記物理量と前記電圧との関係を規定する垂下特性に応じて前記電力線の電圧を垂下させる垂下制御を行う垂下制御部（２２３、２２７）と、
　前記垂下特性の前記物理量に対する傾きを補正する特性傾き補正部（２２１）と、
　前記垂下特性の傾きを補正する際に、前記垂下特性上の前記物理量及び前記電圧が変化しない基準点をシフトさせる特性基準シフト設定部（２２２、２２５、２２６）と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置（２１）。
３　　　：負荷
１１　　：第１ＤＣ－ＤＣコンバータ
２１　　：第２ＤＣ－ＤＣコンバータ
２２　　：制御部
２２１　：ドループ傾き補正演算部
２２２　：ドループ基準シフト設定部
２２３　：垂下ゲイン乗算部
２２５，２２６，２２７　：加え合わせ点
１００　：直流電力供給システム

Claims (11)

  1. 　直流電源が接続され、直流電力を昇圧、昇降圧又は降圧して出力し、
    　他の直流電源が接続され、直流電力を昇圧、昇降圧又は降圧する他の電力変換装置と、並列して負荷に電力線を介して接続される電力変換装置であって、
    　前記電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである物理量を取得する物理量取得部と、
    　前記電力線の電圧を取得する電圧取得部と、
    　前記電圧を制御する制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、
    　前記物理量と前記電圧との関係を規定する垂下特性に応じて前記電力線の電圧を垂下させる垂下制御を行う垂下制御部と、
    　前記垂下特性の前記物理量に対する傾きを補正する特性傾き補正部と、
    　前記垂下特性の傾きを補正する際に、前記垂下特性上の前記物理量及び前記電圧が変化しない基準点をシフトさせる特性基準シフト設定部と、
    を備えたことを特徴とする電力変換装置。
  2. 　前記特性基準シフト設定部は、
    　前記電力変換装置を流れる前記物理量の方向に応じて、前記垂下制御の対象となる前記物理量の値の範囲に対して前記基準点をシフトさせる方向を変更することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記特性基準シフト設定部は、
    　前記基準点のシフト量を動的に設定することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  4. 　前記特性基準シフト設定部は、
    　前記電力変換装置の電力容量に基づいて、前記基準点のシフト量を設定することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  5. 　前記他の電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである他の物理量を取得する通信部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記物理量及び前記他の物理量に基づいて、前記電力変換装置における前記物理量の指令値を決定することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  6. 　それぞれに直流電源が接続され、直流電力を昇圧、昇降圧又は降圧して負荷に供給する複数の電力変換装置を、該負荷に対して並列に接続した直流電力供給システムであって、
    　前記複数の電力変換装置は、第１種電力変換装置を含み、
    　前記第１種電力変換装置は、
    　前記第１種電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである物理量を取得する物理量取得部と、
    　前記第１種電力変換装置と前記負荷を接続する電力線の電圧を取得する電圧取得部と、
    　前記電圧を制御する制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、
    　前記物理量と前記電圧との関係を規定する垂下特性に応じて前記電圧を垂下させる垂下制御を行う垂下制御部と、
    　前記垂下特性の前記物理量に対する傾きを補正する特性傾き補正部と、
    　前記垂下特性の傾きを補正する際に、前記垂下特性上の前記物理量及び前記電圧が変化しない基準点をシフトさせる特性基準シフト設定部と、
    を含むことを特徴とする直流電力供給システム。
  7. 　前記複数の電力変換装置は、第２種電力変換装置を含み、
    　前記第２種電力変換装置は、
    　前記第２種電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである第２種物理量を取得する第２種物理量取得部と、
    　前記第２種電力変換装置と前記負荷を接続する第２種電力線の電圧である第２種電圧を取得する第２種電圧取得部と、
    　前記第２種電圧を制御する第２種制御部と、
    を備え、
    　前記第２種制御部は、
    　前記第２種物理量と前記第２種電圧との関係を規定する第２種垂下特性に応じて前記第２種電圧を垂下させる第２種垂下制御を行う第２種垂下制御部と、
    　前記第２種垂下特性の前記第２種物理量に対する傾きを補正する第２種特性傾き補正部と、
    を含むことを特徴とする請求項６に記載の直流電力供給システム。
  8. 　前記特性基準シフト設定部は、
    　前記第１種電力変換装置を流れる前記物理量の方向に応じて、前記垂下制御の対象となる前記物理量の値の範囲に対して前記基準点をシフトさせる方向を変更することを特徴とする請求項６に記載の直流電力供給システム。
  9. 　前記特性基準シフト設定部は、
    　前記基準点のシフト量を動的に設定することを特徴とする請求項６に記載の直流電力供給システム。
  10. 　前記特性基準シフト設定部は、
    　前記第１種電力変換装置の電力容量に基づいて、前記基準点のシフト量を設定することを特徴とする請求項６に記載の直流電力供給システム。
  11. 　前記第１種電力変換装置は、
    　前記直流電力供給システムに含まれる他の電力変換装置を流れる電流又は電力のいずれかである他の物理量を取得する通信部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記物理量及び前記他の物理量に基づいて、前記第１種電力変換装置における前記物理量の指令値を決定することを特徴とする請求項６に記載の直流電力供給システム。
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