JP2017195732A - Storage battery system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To materialize, as a storage battery system of a composite structure arranged to be able to take advantage of respective characteristics of a low-output secondary battery and a high-output secondary battery, a system which enables the achievement of a high-output charge/discharge, low cost and the like.SOLUTION: A storage battery system 1 is connected with a power-generation device 2 and a commercial power system 3, and comprises: storage battery part 14 including a nickel zinc battery as a first storage battery 14A and a low-output second storage battery 14B; a controller 10 which performs control to conduct the action of charging one of the first storage battery 14A and the second storage battery 14B, or the action of discharging therefrom according to a generated power; and a charge/discharge control part 11 with which the first storage battery 14A and the second storage battery 14B are connected in parallel. For instance, in charge, the controller 10 performs the switchover to charge only the first storage battery 14A through a first inverter 12A and a first switch 13A when a current value of a generated power is equal to or above a first threshold, and it performs the switchover to charge only the second storage battery 14B when the current value is under the first threshold.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蓄電池技術に関し、蓄電池の充放電を制御する技術に関する。   The present invention relates to storage battery technology, and to a technology for controlling charge / discharge of a storage battery.

商用電力系統からの電力供給を補完する手段として、再生可能エネルギーを用いた発電システムや非常用電源システム等がある。特に、風力、水力、太陽光等の再生可能エネルギーを用いた発電システムは、一層の普及が予想される。それに伴い、再生可能エネルギーに基づいた発電電力が系統連携によって商用電力系統へ導入される場合の電力量も増加する。自然変化等により、再生可能エネルギーに基づいた発電出力の大きさは変動するので、一般的に発電電力量等の将来予測は難しい。商用電力系統へ導入される電力量が許容変動量を超える場合、需給バランスが崩れて周波数変動等を生じさせる可能性があり、電力品質の低下が懸念される。そのため、発電電力の出力安定化のための対策が必要とされる。その対策技術として、蓄電池等を用いた電力制御システムがある。電力制御システムは、例えば発電装置及び商用電力系統に接続され、発電装置から商用電力系統へ供給する電力に関する出力安定化のために、蓄電池の充放電の制御により、変動緩和を行う。   As means for supplementing power supply from a commercial power system, there are a power generation system using emergency energy, an emergency power supply system, and the like. In particular, power generation systems using renewable energy such as wind power, hydropower, and sunlight are expected to become more popular. Along with this, the amount of power generated when the generated power based on renewable energy is introduced into the commercial power grid through grid linkage also increases. Since the magnitude of the power generation output based on renewable energy fluctuates due to natural changes or the like, it is generally difficult to predict the amount of power generation in the future. When the amount of electric power introduced into the commercial power system exceeds the allowable fluctuation amount, there is a possibility that the supply and demand balance will be lost, causing frequency fluctuations and the like, and there is a concern about the deterioration of electric power quality. Therefore, measures for stabilizing the output of generated power are required. As a countermeasure technique, there is a power control system using a storage battery or the like. The power control system is connected to, for example, a power generation device and a commercial power system, and performs fluctuation mitigation by controlling charging / discharging of the storage battery in order to stabilize output related to power supplied from the power generation device to the commercial power system.

単一の種類の蓄電池、例えば鉛蓄電池またはニッケル水素電池を備える蓄電池システムを用いて、電力制御システム等を構築する場合、再生可能エネルギーの大量導入を図ろうとしても限界がある。即ち、その蓄電池システムでは、充放電入出力の大きさ、変動に追随できる能力、効率、等の点で限界があり、性能向上が難しい。   When a power control system or the like is constructed using a single type of storage battery, for example, a storage battery system including a lead storage battery or a nickel metal hydride battery, there is a limit in trying to introduce a large amount of renewable energy. In other words, the storage battery system has limitations in terms of charge / discharge input / output size, ability to follow fluctuations, efficiency, and the like, and it is difficult to improve performance.

そこで、複数の種類の蓄電池を組み合わせた複合構成の蓄電池システムも検討されている。複数の種類の蓄電池の複合構成に関する先行技術例としては、特開２０１４−１３１３６９号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、電力制御システムとして、以下の旨が記載されている。そのシステムは、鉛蓄電池とニッケル水素電池との複合構成を有する。そのシステムは、インバータに対し、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータを介して、鉛蓄電池とニッケル水素電池が並列に接続されている。   Therefore, a storage battery system having a combined configuration in which a plurality of types of storage batteries are combined has been studied. JP, 2014-131369, A (patent documents 1) is mentioned as a prior art example about the compound composition of a plurality of kinds of storage batteries. Patent Literature 1 describes the following as a power control system. The system has a combined configuration of a lead storage battery and a nickel metal hydride battery. In the system, a lead storage battery and a nickel metal hydride battery are connected in parallel to the inverter via a DC / DC converter.

特開２０１４−１３１３６９号公報JP 2014-131369 A

特許文献１のような従来の複数の種類の蓄電池の複合構成の蓄電池システムでは、性能やコスト等の点で改善余地がある。特許文献１のような蓄電システムでは、電圧が異なる２種類の蓄電池が並列に配置されている。それらの２種類の蓄電池が電気的に接続された状態の時には、電圧が高い方の蓄電池から電圧が低い方の蓄電池へと電流が流れる現象、いわゆる横流が生じる。横流を避けるためには、２種類の蓄電池の電圧を同じにする構成、あるいは、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を用いて２種類の蓄電池の電圧の状態が等しくなるように制御する構成、等が必要である。しかし、そのような構成は、高コストである。   In a conventional storage battery system having a composite configuration of a plurality of types of storage batteries such as Patent Document 1, there is room for improvement in terms of performance and cost. In a power storage system such as Patent Document 1, two types of storage batteries having different voltages are arranged in parallel. When these two types of storage batteries are electrically connected, a phenomenon in which a current flows from a storage battery having a higher voltage to a storage battery having a lower voltage, so-called cross current, occurs. In order to avoid cross current, a configuration in which the voltages of the two types of storage batteries are made the same, or a configuration in which the voltage states of the two types of storage batteries are controlled to be equal using a DC / DC converter or the like is required. is there. However, such a configuration is expensive.

本発明の目的は、蓄電池の充放電を制御する技術に関して、低出力二次電池と高出力二次電池とのそれぞれの特性を活かした複合構成の蓄電池システムとして、高出力の充放電、高効率、低コスト等の好適な電力制御システム等を実現できる技術を提供することである。   The object of the present invention relates to a technology for controlling charge / discharge of a storage battery, as a combined storage battery system that takes advantage of the characteristics of a low-output secondary battery and a high-output secondary battery. Another object of the present invention is to provide a technology capable of realizing a suitable power control system and the like at low cost.

本発明のうち代表的な実施の形態は、蓄電池システムであって、以下に示す構成を有することを特徴とする。   A typical embodiment of the present invention is a storage battery system having the following configuration.

一実施の形態の蓄電池システムは、再生可能エネルギーに基づいて発電する発電装置、及び商用電力系統に接続され、前記発電装置の発電電力が前記商用電力系統へ供給される際に、蓄電池への充電及び前記蓄電池からの放電を制御する蓄電池システムであって、第１蓄電池としてニッケル亜鉛電池と、前記第１蓄電池よりも低出力である第２蓄電池と、を含む蓄電池部と、前記発電電力の大きさに応じて、前記蓄電地部の前記第１蓄電池または前記第２蓄電池の一方への充電、または前記蓄電池部の前記第１蓄電池または前記第２蓄電池の一方からの放電を行うように制御する制御装置と、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池が並列に接続され、前記制御装置からの制御に従い、前記充電または前記放電を行うように前記蓄電池部を制御する充放電制御部と、前記蓄電池部と前記充放電制御部との間に設けられ、前記蓄電池部の直流電力と前記充電及び前記放電の交流電力との間で変換するインバータ部として、前記第１蓄電池に対して接続される第１インバータ、及び前記第２蓄電池に対して接続される第２インバータと、前記蓄電池部と前記充放電制御部との間に設けられ、前記制御装置からの制御に従い、前記充放電制御部と前記蓄電池部との接続状態を切り替えるスイッチ部として、前記第１蓄電池との接続状態を切り替える第１スイッチ、及び前記第２蓄電池との接続状態を切り替える第２スイッチと、を備え、前記制御装置は、前記充電を行う際に、前記発電電力の電流値が、第１閾値電流値以上である場合には、前記第１インバータ及び前記第１スイッチを通じて前記第１蓄電池のみへ充電するように切り替え、前記第１閾値電流値未満の場合には、前記第２インバータ及び前記第２スイッチを通じて前記第２蓄電池のみへ充電するように切り替え、前記放電を行う際に、前記発電電力の電流値が、第２閾値電流値以上である場合には、前記第１インバータ及び前記第１スイッチを通じて前記第１蓄電池のみから放電するように切り替え、前記第２閾値電流値未満の場合には、前記第２インバータ及び前記第２スイッチを通じて前記第２蓄電池のみから放電するように切り替える。   A storage battery system according to an embodiment is connected to a power generation device that generates power based on renewable energy and a commercial power system, and charging the storage battery when the generated power of the power generation device is supplied to the commercial power system. And a storage battery system for controlling discharge from the storage battery, the storage battery unit including a nickel zinc battery as the first storage battery and a second storage battery having a lower output than the first storage battery, and the magnitude of the generated power In accordance with the control, control is performed to charge one of the first storage battery and the second storage battery of the power storage section or discharge from one of the first storage battery and the second storage battery of the storage battery section. A control device, the first storage battery, and the second storage battery are connected in parallel, and the storage battery unit is controlled to perform the charging or the discharging according to control from the control device. As the inverter unit that is provided between the charge / discharge control unit and the storage battery unit and the charge / discharge control unit and converts between the DC power of the storage battery unit and the AC power of the charge and discharge, the first A first inverter connected to the storage battery, a second inverter connected to the second storage battery, the storage battery unit, and the charge / discharge control unit are provided according to the control from the control device. A first switch that switches a connection state with the first storage battery, and a second switch that switches a connection state with the second storage battery, as a switch unit that switches a connection state between the charge / discharge control unit and the storage battery unit; And when the charging device performs the charging, if the current value of the generated power is greater than or equal to a first threshold current value, the control device passes through the first inverter and the first switch. Switch to charge only the first storage battery, and if less than the first threshold current value, switch to charge only the second storage battery through the second inverter and the second switch and perform the discharge When the current value of the generated power is equal to or greater than a second threshold current value, the second threshold current is switched to discharge only from the first storage battery through the first inverter and the first switch. When the value is less than the value, switching is performed so that only the second storage battery is discharged through the second inverter and the second switch.

本発明のうち代表的な実施の形態によれば、蓄電池の充放電を制御する技術に関して、低出力二次電池と高出力二次電池とのそれぞれの特性を活かした複合構成の蓄電池システムとして、高出力の充放電、高効率、低コスト等の好適な電力制御システム等を実現できる。   According to a typical embodiment of the present invention, as a storage battery system of a composite configuration utilizing the respective characteristics of a low-output secondary battery and a high-output secondary battery, with respect to the technology for controlling charge / discharge of the storage battery, A suitable power control system with high output charge / discharge, high efficiency, low cost, etc. can be realized.

本発明の実施の形態の蓄電池システム及びそれを含んで構成される電力制御システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the storage battery system of embodiment of this invention, and the electric power control system comprised including it. 実施の形態の蓄電池システムを含む電力制御システムにおける変動緩和の制御に関する時間−電力量のグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph of the time-electric energy regarding the control of fluctuation relaxation in the electric power control system containing the storage battery system of embodiment. 実施の形態の蓄電池システムにおける、充放電の蓄電池の切り替えの制御の内容についてまとめた表を示す図である。It is a figure which shows the table | surface summarized about the content of the control of switching of the storage battery of charging / discharging in the storage battery system of embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

［課題等］
前述の課題等について補足説明する。電力制御システム等に適用される蓄電池システムは、大容量や高出力が要求されている。しかし、大容量や高出力を実現できる蓄電池は、開発途上であり、高価格である。蓄電池システムの蓄電池は、追従可能な負荷変動幅や速度に限界がある。限界を超える負荷変動が生じた場合には、周波数安定性等の電力品質の低下が懸念される。 [Issues]
A supplementary explanation of the above-described problems will be given. A storage battery system applied to a power control system or the like is required to have a large capacity and a high output. However, a storage battery capable of realizing a large capacity and high output is under development and is expensive. The storage battery of the storage battery system has a limit in the load fluctuation range and speed that can be followed. When a load fluctuation exceeding the limit occurs, there is a concern about a decrease in power quality such as frequency stability.

蓄電池システムに採用する候補となる蓄電池としては、各種の蓄電池があり、例えば鉛蓄電池、ニッケル水素電池がある。各種の蓄電池には、それぞれの利点や不利点等を含む特性がある。   Examples of storage batteries that are candidates for use in the storage battery system include various storage batteries, such as lead storage batteries and nickel metal hydride batteries. Various storage batteries have characteristics including advantages and disadvantages.

鉛蓄電池は、古くから様々な用途に実用化されており、他の蓄電池と比較して、安価、安定性に優れる、等の利点がある。鉛蓄電池は、その反面、充放電の電流が小さい、即ち低出力である、等の不利点がある。鉛蓄電池は、負荷変動量が小さい長時間運転の用途、例えば特定負荷の非常用電源等には適している。鉛蓄電池は、急速充放電が必要で大きい放電深度で充放電を連続的に繰り返す必要がある用途には適していない。そのような用途としては、例えば風力発電等の短周期の発電の出力安定化対策等がある。鉛蓄電池は、充放電電流が小さいため、後者の用途に使用する場合、必要容量が大きくなり、その結果、広大な設置スペースが必要になり、高コストとなる。   Lead storage batteries have been put into practical use for a long time, and have advantages such as low cost and excellent stability as compared with other storage batteries. The lead storage battery, on the other hand, has disadvantages such as a small charge / discharge current, that is, low output. Lead-acid batteries are suitable for long-time use applications where the amount of load fluctuation is small, such as emergency power supplies for specific loads. Lead-acid batteries are not suitable for applications that require rapid charge / discharge and need to be repeatedly charged and discharged continuously at a large discharge depth. As such an application, for example, there is a measure for stabilizing the output of short-period power generation such as wind power generation. Since the lead-acid battery has a small charge / discharge current, the required capacity becomes large when used for the latter application, resulting in a large installation space and high cost.

ニッケル水素電池は、充放電電流が大きい利点がある。ニッケル水素電池は、急速充放電が必要で充放電を繰り返す用途にも適している。しかし、再生可能エネルギーの発電では、短周期出力変動への対応にとどまらず、１日等のスパンの長周期出力変動にも対応できる必要がある。ニッケル水素電池は、長周期出力変動に対応可能とするためには、必要容量が大きくなる。しかし、ニッケル水素電池は、鉛電池と比べて、単位容量（ｋｗｈ）当たりのコストが割高である。このため、大容量のニッケル水素電池の設置の場合、コストが多大となる。また、ニッケル水素電池は、過放電や過充電になった場合、出力安定化のための放電や充電が不可能になるため、過放電や過充電の防止も求められる。   Nickel metal hydride batteries have the advantage of a large charge / discharge current. Nickel metal hydride batteries are suitable for applications that require rapid charge / discharge and repeat charge / discharge. However, in the generation of renewable energy, it is necessary not only to cope with short-period output fluctuations but also to cope with long-period output fluctuations of a span such as one day. The nickel-metal hydride battery requires a large capacity in order to be able to cope with long-period output fluctuations. However, the nickel hydride battery has a higher cost per unit capacity (kwh) than the lead battery. For this reason, in the case of installation of a large-capacity nickel metal hydride battery, the cost becomes great. In addition, when the nickel metal hydride battery is overdischarged or overcharged, it becomes impossible to discharge or charge for stabilizing the output, and thus it is also required to prevent overdischarge or overcharge.

一方、高出力の蓄電池として、ニッケル亜鉛電池が知られている。ニッケル亜鉛電池は、高出力として、鉛蓄電池よりも高い電流値での充放電が可能である。ニッケル亜鉛電池は、充電受け入れ性能に優れており、エネルギー密度が高く自己放電が小さい。ニッケル亜鉛電池は、ニッケル水素電池よりもコストの点で優位であり、水系の電解液が用いられることから安全性の点でも優れる。ニッケル亜鉛電池は、デンドライトによりサイクル寿命の点で遜色する等の理由から、蓄電池としての普及が遅れていた。近時では、デンドライトを抑えて高サイクル寿命のニッケル亜鉛電池の研究開発が進められている。   On the other hand, a nickel zinc battery is known as a high output storage battery. The nickel-zinc battery can charge and discharge at a higher current value than a lead-acid battery as a high output. Nickel-zinc batteries have excellent charge acceptance performance, high energy density, and low self-discharge. Nickel-zinc batteries are superior to nickel-metal hydride batteries in terms of cost, and are superior in terms of safety because aqueous electrolytes are used. Nickel-zinc batteries have been slow to spread as storage batteries due to the fact that they are inferior in cycle life due to dendrites. Recently, research and development of nickel-zinc batteries with a long cycle life with reduced dendrites is underway.

（実施の形態）
図１〜図３を用いて、本発明の実施の形態の蓄電池システム、及びそれを含んで構成される電力制御システムについて説明する。 (Embodiment)
A storage battery system according to an embodiment of the present invention and a power control system including the storage battery system will be described with reference to FIGS.

［電力制御システム］
図１は、実施の形態の蓄電池システム１、及びそれを含んで構成される電力制御システムの構成を示す。図１の全体は電力制御システムを示す。電力制御システムは、構成要素として、実施の形態の蓄電池システム１、発電装置２、商用電力系統３を有し、それらが電線４や他の通信線等を通じて相互に接続されている。この電力制御システムは、商用電力系統３に発電装置２が接続される、いわゆる系統連系の構成を有し、発電装置２から商用電力系統３へ発電電力を供給する。発電装置２、商用電力系統３、及び蓄電池システム１の間は、交流電力を伝送する電線４で接続されている。 [Power control system]
FIG. 1 shows a configuration of a storage battery system 1 according to an embodiment and a power control system including the same. The whole of FIG. 1 shows a power control system. The power control system includes the storage battery system 1, the power generation device 2, and the commercial power system 3 according to the embodiment as constituent elements, which are connected to each other through an electric wire 4, another communication line, or the like. This power control system has a so-called grid-connected configuration in which the power generation device 2 is connected to the commercial power system 3, and supplies generated power from the power generation device 2 to the commercial power system 3. The power generator 2, the commercial power system 3, and the storage battery system 1 are connected by an electric wire 4 that transmits AC power.

発電装置２は、風力または水力または太陽光等の再生可能エネルギーに基づいて発電を行い、発電による交流電力を電線４へ出力する。発電装置２からの発電電力の出力を、発電出力１０１として示す。発電出力１０１は、商用電力系統３や蓄電池システム１へ供給される。また、発電装置２は、発電出力１０１の発電電力の電流や電圧等の計測値１０５を含む情報を、通信線を通じて蓄電池システム１の制御装置１０へ出力する。   The power generation device 2 generates power based on renewable energy such as wind power, hydraulic power, or sunlight, and outputs AC power generated by the power generation to the electric wire 4. An output of the generated power from the power generation device 2 is shown as a power generation output 101. The power generation output 101 is supplied to the commercial power system 3 and the storage battery system 1. In addition, the power generation device 2 outputs information including the measurement value 105 such as the current and voltage of the generated power of the power generation output 101 to the control device 10 of the storage battery system 1 through the communication line.

商用電力系統３は、送電網等を含み、電線４から系統入力として交流電力を入力する。この系統入力を合成出力１０３として示す。合成出力１０３は、発電出力１０１と蓄電池充放電入出力１０２（特に放電出力１０２Ｂ）とが合成された出力を示す。   The commercial power system 3 includes a power transmission network and the like, and receives AC power from the electric wire 4 as a system input. This system input is shown as a composite output 103. The combined output 103 indicates an output obtained by combining the power generation output 101 and the storage battery charge / discharge input / output 102 (particularly, the discharge output 102B).

蓄電池システム１は、発電装置２及び商用電力系統３に接続されて電力制御システムを構成するシステムである。蓄電池システム１は、発電装置２からの商用電力系統３に対する発電電力の供給に関する出力安定化のための変動緩和の制御を行う。蓄電池システム１は、その変動緩和の制御の際に、蓄電池部１４の充放電を制御する。即ち、蓄電池システム１は、発電装置２からの発電出力１０１の電流を蓄電池部１４へ充電する充電入力１０２Ａと、蓄電池部１４からの放電の電流を合成出力１０３として商用電力系統３へ供給する放電出力１０２Ｂとを制御する。   The storage battery system 1 is a system that is connected to the power generation device 2 and the commercial power system 3 to constitute a power control system. The storage battery system 1 controls fluctuation mitigation for output stabilization related to the supply of generated power from the power generator 2 to the commercial power system 3. The storage battery system 1 controls charging / discharging of the storage battery unit 14 during the control of the fluctuation relaxation. That is, the storage battery system 1 has a charge input 102A for charging the current of the power generation output 101 from the power generation device 2 to the storage battery unit 14 and a discharge for supplying the current of the discharge from the storage battery unit 14 to the commercial power system 3 as the combined output 103. The output 102B is controlled.

蓄電池システム１では、蓄電池部１４が、充放電制御部１１等を介して電線４に接続されている。蓄電池システム１は、電線４及び充放電制御部１１等を介して、蓄電池部１４に対する充放電の入出力を有する。この入出力を、蓄電池充放電入出力１０２として示す。蓄電池充放電入出力１０２は、充電入力１０２Ａと放電出力１０２Ｂとを含む。蓄電池システム１は、充電入力１０２Ａとして、電線４から電流を蓄電池部１４へ充電する。蓄電池システム１は、放電出力１０２Ｂとして、蓄電池部１４から電流を電線４へ放電する。   In the storage battery system 1, the storage battery part 14 is connected to the electric wire 4 via the charging / discharging control part 11 grade | etc.,. The storage battery system 1 has input / output of charge / discharge with respect to the storage battery part 14 via the electric wire 4 and the charge / discharge control part 11 grade | etc.,. This input / output is shown as a storage battery charge / discharge input / output 102. The storage battery charge / discharge input / output 102 includes a charge input 102A and a discharge output 102B. The storage battery system 1 charges a current from the electric wire 4 to the storage battery unit 14 as the charging input 102A. The storage battery system 1 discharges current from the storage battery unit 14 to the electric wire 4 as the discharge output 102B.

蓄電池システム１は、発電出力１０１の大きさ等の状況に応じて、蓄電池部１４の第１蓄電池１４Ａ及び第２蓄電池１４Ｂの一方で充電または放電が行われるように、充放電の蓄電池の切り替えを制御する機能を有する。   The storage battery system 1 switches the charge / discharge storage battery so that one of the first storage battery 14A and the second storage battery 14B of the storage battery unit 14 is charged or discharged according to the situation such as the size of the power generation output 101. It has a function to control.

なお、変形例として、蓄電池システム１の制御装置１０に、商用電力系統３の需要電力等を把握するグリッドコントローラ等が接続または内蔵された形態としてもよい。そのグリッドコントローラは、商用電力系統３の構成機器と通信して情報を授受する。   As a modification, the controller 10 of the storage battery system 1 may have a configuration in which a grid controller or the like for grasping the demand power of the commercial power system 3 is connected or built in. The grid controller communicates with the components of the commercial power system 3 to exchange information.

［変動緩和の制御］
図２は、電力制御システムの蓄電池システム１により実現される変動緩和の制御の例を、時間−電力量のグラフとして簡易的に示す。図２のグラフにおいて、図１の発電出力１０１、蓄電池充放電入出力１０２、合成出力１０３のそれぞれに対応する波形を、実線、破線、太い実線で示す。蓄電池充放電入出力１０２の波形については、制御の基準値をここでは簡易的に一定値とし、その基準値に対して負側が充電入力１０２Ａを、正側が放電出力１０２Ｂを示す。グラフに示すように、発電出力１０１に対して蓄電池充放電入出力１０２が加わることにより、合成出力１０３の波形となっている。合成出力１０３の波形では、発電出力１０１の変動の大きさが緩和されて、より滑らかな曲線になっている。 [Control of fluctuation mitigation]
FIG. 2 simply shows an example of fluctuation mitigation control realized by the storage battery system 1 of the power control system as a time-power amount graph. In the graph of FIG. 2, waveforms corresponding to the power generation output 101, the storage battery charge / discharge input / output 102, and the combined output 103 of FIG. 1 are indicated by a solid line, a broken line, and a thick solid line. Regarding the waveform of the storage battery charge / discharge input / output 102, the control reference value is simply set to a constant value here, and the negative side indicates the charge input 102A and the positive side indicates the discharge output 102B with respect to the reference value. As shown in the graph, when the storage battery charging / discharging input / output 102 is added to the power generation output 101, the waveform of the combined output 103 is obtained. In the waveform of the combined output 103, the magnitude of the fluctuation of the power generation output 101 is relaxed, resulting in a smoother curve.

蓄電池システム１の制御装置１０は、変動緩和の制御として、例えば、発電装置２の発電電力が閾値等よりも大きく、発電電力に余裕、余剰がある状態と判断した場合には、発電出力１０１の電流値を蓄電池部１４へ充電するように制御する。また、制御装置１０は、例えば、発電装置２の発電電力が閾値等よりも小さく、発電電力が不足である状態と判断した場合には、蓄電池部１４からの放電による電流値を商用電力系統３へ供給するように制御する。   For example, when the control device 10 of the storage battery system 1 determines that the generated power of the power generation device 2 is larger than a threshold value and the generated power has a surplus or surplus as the fluctuation mitigation control, Control is performed so that the storage battery unit 14 is charged with the current value. For example, when the control device 10 determines that the generated power of the power generation device 2 is smaller than the threshold value and the generated power is insufficient, the control device 10 determines the current value due to the discharge from the storage battery unit 14 as the commercial power system 3. Control to supply.

なお、変動緩和の制御の詳しい方式としては、各種の方式が適用可能であり、限定しない。例えば、制御装置１０は、商用電力系統３の需要電力等を把握し、発電電力と需用電力との差分に基づいて、発電電力の余裕や不足を判断してもよい。制御装置１０は、例えば、発電出力１０１の電力が商用電力系統３の需要電力よりも大きい場合には充電、小さい場合には放電、といった判断を行う。   Note that various methods can be applied as a detailed method of fluctuation mitigation control, and are not limited. For example, the control device 10 may grasp the demand power of the commercial power system 3 and determine the margin or shortage of the generated power based on the difference between the generated power and the demand power. For example, the control device 10 determines that charging is performed when the power of the power generation output 101 is larger than the demand power of the commercial power system 3, and discharging is performed when the power is smaller.

［蓄電池システム］
図１で、蓄電池システム１は、制御装置１０、充放電制御部１１、インバータ部１２、スイッチ部１３、蓄電池部１４、蓄電池状態検出部１５を有し、それらの構成要素が接続線で接続されている。 [Storage battery system]
In FIG. 1, the storage battery system 1 includes a control device 10, a charge / discharge control unit 11, an inverter unit 12, a switch unit 13, a storage battery unit 14, and a storage battery state detection unit 15, and these components are connected by connection lines. ing.

制御装置１０は、蓄電池システム１の全体を制御する。制御装置１０は、発電装置２からの計測値１０５、及び蓄電池状態検出部１５からの検出値１０６等の情報に基づいて、変動緩和の制御等を行う。制御装置１０は、蓄電池部１４の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）の推定値を含む検出値１０６と、計測値１０５に基づいた発電出力１０１の電流値と、を含む情報を用いて、条件の判断に基づいて、充放電及びその蓄電池の切り替えの制御を行う。その際、制御装置１０は、蓄電池部１４の２種類の蓄電池である第１蓄電池１４Ａ及び第２蓄電池１４Ｂのいずれを充放電に使用するか、及びその充放電の際の電流値等を決定する。この制御内容については後述する。制御装置１０は、制御内容に対応する指示を表す制御信号１０７Ａ及び制御信号１０７Ｂを、充放電制御部１１及びスイッチ部１３へ出力する。   The control device 10 controls the entire storage battery system 1. The control device 10 performs fluctuation mitigation control and the like based on information such as the measurement value 105 from the power generation device 2 and the detection value 106 from the storage battery state detection unit 15. The control device 10 uses the information including the detection value 106 including the estimated value of the state of charge (SOC) of the storage battery unit 14 and the current value of the power generation output 101 based on the measurement value 105 to determine the condition. Based on the determination, charging / discharging and switching of the storage battery are controlled. At that time, the control device 10 determines which one of the first storage battery 14A and the second storage battery 14B, which are two types of storage batteries of the storage battery unit 14, is used for charging and discharging, and the current value at the time of charging and discharging. . This control content will be described later. The control device 10 outputs a control signal 107 </ b> A and a control signal 107 </ b> B representing instructions corresponding to the control contents to the charge / discharge control unit 11 and the switch unit 13.

制御装置１０は、発電装置２から、発電電力の発電出力１０１に関する計測値１０５を含む情報を入力する。制御装置１０は、その計測値１０５から、発電出力１０１の電流値を把握する。なお、電流値の計測や計算は、発電装置２で行われてもよいし、制御装置１０で行われてもよい。また、制御装置１０は、蓄電池状態検出部１５から、蓄電池部１４の蓄電池の状態の検出値１０６を含む情報を入力する。検出値１０６は、蓄電池部１４の各蓄電池の状態として、電圧、電流、温度、及びＳＯＣを含む。   The control device 10 inputs information including the measurement value 105 related to the power generation output 101 of the generated power from the power generation device 2. The control device 10 grasps the current value of the power generation output 101 from the measurement value 105. The measurement and calculation of the current value may be performed by the power generation device 2 or may be performed by the control device 10. In addition, the control device 10 inputs information including the detection value 106 of the storage battery state of the storage battery unit 14 from the storage battery state detection unit 15. The detection value 106 includes voltage, current, temperature, and SOC as the state of each storage battery of the storage battery unit 14.

充放電制御部１１は、発電装置２と商用電力系統３との間の電線４に接続されており、蓄電池部１４の充電及び放電、その際の電圧や電流等を制御する部分である。充放電制御部１１は、制御装置１０からの制御信号１０７Ａの指示に従い、充電及び放電の切り替え、その際の電流や電圧等、その際の開始や停止のタイミング等を制御する。充放電制御部１１は、充電の際には、充電入力１０２Ａとして、指定された電流値等で、電線４からの交流電流をインバータ部１２へ入力する。充放電制御部１１は、放電の際には、放電出力１０２Ｂとして、指定された電流値等で、インバータ部１２からの交流電流を電線４へ出力する。   The charge / discharge control unit 11 is connected to the electric wire 4 between the power generation device 2 and the commercial power system 3, and is a part that controls charging and discharging of the storage battery unit 14, voltage and current at that time, and the like. The charge / discharge control unit 11 controls charging and discharging switching, current and voltage at that time, start and stop timing at that time, and the like in accordance with an instruction of the control signal 107A from the control device 10. When charging, the charge / discharge control unit 11 inputs an alternating current from the electric wire 4 to the inverter unit 12 with a specified current value or the like as the charge input 102A. When discharging, the charge / discharge control unit 11 outputs an alternating current from the inverter unit 12 to the electric wire 4 with a specified current value or the like as the discharge output 102B.

充放電制御部１１は、制御信号１０７Ａが、例えば第１蓄電池１４Ａへの充電の指示である場合、その指示に従う動作及び状態となるように、第１蓄電池１４Ａ及び第１インバータ１２Ａを制御する。充放電制御部１１は、制御信号１０７Ａが、例えば第２蓄電池１４Ｂからの放電の指示である場合、その指示に従う動作及び状態となるように、第２蓄電池１４Ｂ及び第２インバータ１２Ｂを制御する。   When the control signal 107A is, for example, an instruction to charge the first storage battery 14A, the charge / discharge control unit 11 controls the first storage battery 14A and the first inverter 12A so that the operation and state are in accordance with the instruction. When the control signal 107A is, for example, a discharge instruction from the second storage battery 14B, the charge / discharge control unit 11 controls the second storage battery 14B and the second inverter 12B so that the operation and state are in accordance with the instruction.

インバータ部１２は、充放電制御部１１と蓄電池部１４との間に並列に配置及び接続される２つのインバータとして、第１インバータ１２Ａ、及び第２インバータ１２Ｂを有する。インバータは、ＡＣ／ＤＣ変換装置である。インバータ部１２は、蓄電池部１４からの直流電力を交流電力に変換し、電線４からの交流電力を蓄電池部１４の直流電力に変換する。第１インバータ１２Ａは、第１蓄電池１４Ａの直流電力と電線４の交流電力との間で変換する。第２インバータ１２Ｂは、第２蓄電池１４Ｂの直流電力と電線４の交流電力との間で変換する。   The inverter unit 12 includes a first inverter 12A and a second inverter 12B as two inverters arranged and connected in parallel between the charge / discharge control unit 11 and the storage battery unit 14. The inverter is an AC / DC converter. The inverter unit 12 converts DC power from the storage battery unit 14 into AC power, and converts AC power from the electric wire 4 into DC power of the storage battery unit 14. The first inverter 12 </ b> A converts between the DC power of the first storage battery 14 </ b> A and the AC power of the electric wire 4. The second inverter 12B converts between the DC power of the second storage battery 14B and the AC power of the electric wire 4.

スイッチ部１３は、インバータ部１２と蓄電池部１４との間に設けられている。スイッチ部１３は、並列に配置される２つのスイッチとして、第１スイッチ１３Ａ、及び第２スイッチ１３Ｂを有する。第１スイッチ１３Ａは、第１蓄電地１４Ａと第１インバータ１２Ａとの間に設けられ、第１蓄電池１４Ａの接続状態を切り替える。第２スイッチ１３Ｂは、第２蓄電地１４Ｂと第２インバータ１２Ｂとの間に設けられ、第２蓄電池１４Ｂの接続状態を切り替える。第１スイッチ１３Ａ及び第２スイッチ１３Ｂの各スイッチは、制御装置１０からの制御信号１０７Ｂが、制御端子に入力される。これにより、各スイッチは、オン状態とオフ状態とが切り替えられる。オン状態は電気的に閉回路状態、オフ状態は電気的に開回路状態である。第１蓄電池１４Ａを充電または放電に使用する場合、第１スイッチ１３Ａがオン状態、かつ、第２スイッチ１３Ｂがオフ状態にされる。第２蓄電池１４Ｂを充電または放電に使用する場合、第１スイッチ１３Ａがオフ状態、かつ、第２スイッチ１３Ｂがオン状態にされる。   The switch unit 13 is provided between the inverter unit 12 and the storage battery unit 14. The switch unit 13 includes a first switch 13A and a second switch 13B as two switches arranged in parallel. The first switch 13A is provided between the first storage battery 14A and the first inverter 12A, and switches the connection state of the first storage battery 14A. The second switch 13B is provided between the second storage battery 14B and the second inverter 12B, and switches the connection state of the second storage battery 14B. In each of the first switch 13A and the second switch 13B, a control signal 107B from the control device 10 is input to a control terminal. Thereby, each switch is switched between an on state and an off state. The on state is an electrically closed circuit state, and the off state is an electrically open circuit state. When the first storage battery 14A is used for charging or discharging, the first switch 13A is turned on and the second switch 13B is turned off. When the second storage battery 14B is used for charging or discharging, the first switch 13A is turned off and the second switch 13B is turned on.

蓄電池部１４は、充放電制御部１１に対して、インバータ部１２及びスイッチ部１３を介して、並列に配置及び接続されている、２種類の蓄電池として、第１蓄電池１４Ａ、及び第２蓄電池１４Ｂを有する。第１蓄電池１４Ａは、第１スイッチ１３Ａ及び第１インバータ１２Ａを介して、充放電制御部１１に接続されている。第２蓄電池１４Ｂは、第２スイッチ１３Ｂ及び第２インバータ１２Ｂを介して、充放電制御部１１に接続されている。また、第１蓄電池１４Ａ及び第２蓄電池１４Ｂは、蓄電池状態検出部１５と接続されている。   The storage battery unit 14 includes a first storage battery 14 </ b> A and a second storage battery 14 </ b> B as two types of storage batteries that are arranged and connected in parallel to the charge / discharge control unit 11 via the inverter unit 12 and the switch unit 13. Have The first storage battery 14A is connected to the charge / discharge control unit 11 via the first switch 13A and the first inverter 12A. The second storage battery 14B is connected to the charge / discharge control unit 11 via the second switch 13B and the second inverter 12B. The first storage battery 14 </ b> A and the second storage battery 14 </ b> B are connected to the storage battery state detection unit 15.

第１蓄電池１４Ａ及び第２蓄電池１４Ｂの各蓄電池は、それぞれ、複数の単電池から成る組電池を含んでもよい。各蓄電池は、複数の単電池や組電池の直列接続を含んでもよいし、複数の単電池や組電池の並列接続を含んでもよいし、それらの両方の接続を含んでもよい。それらは必要な電池容量等に応じて設計される。各蓄電池は、蓄電池制御部を含んでもよい。その蓄電池制御部は、単電池や組電池の単位で電流値や電圧値や温度等を検出してもよい。   Each storage battery of the first storage battery 14 </ b> A and the second storage battery 14 </ b> B may include an assembled battery including a plurality of single batteries. Each storage battery may include a series connection of a plurality of single cells or an assembled battery, may include a parallel connection of a plurality of single cells or an assembled battery, or may include a connection of both of them. They are designed according to the required battery capacity. Each storage battery may include a storage battery control unit. The storage battery control unit may detect a current value, a voltage value, a temperature, or the like in units of single cells or assembled batteries.

蓄電池状態検出部１５は、蓄電池部１４の第１蓄電池１４Ａの状態及び第２蓄電池１４Ｂの状態を検出し、検出値１０６を含む情報を制御装置１０へ出力する。蓄電池状態検出部１５は、所定の時間間隔で、複数の各々の単電池の状態や組電池の状態を検出する。蓄電池状態検出部１５は、蓄電池の状態として、電圧、電流、及び温度等を検出する。また、蓄電池状態検出部１５は、それらの値を用いて、蓄電池の現在のＳＯＣの値を推定する。蓄電池状態検出部１５は、電圧検出器、電流検出器、温度センサ等や、ＳＯＣ推定処理を行うＩＣチップ等を用いて構成される。ＳＯＣ推定処理は、例えば基準温度等に応じて予め規定されている関数やテーブル情報を用いて、ＳＯＣ値を計算する処理である。   The storage battery state detection unit 15 detects the state of the first storage battery 14 </ b> A and the state of the second storage battery 14 </ b> B of the storage battery unit 14, and outputs information including the detection value 106 to the control device 10. The storage battery state detection unit 15 detects the state of each of the plurality of single cells and the state of the assembled battery at predetermined time intervals. The storage battery state detection part 15 detects a voltage, an electric current, temperature, etc. as a state of a storage battery. Moreover, the storage battery state detection part 15 estimates the present SOC value of a storage battery using those values. The storage battery state detection unit 15 is configured using a voltage detector, a current detector, a temperature sensor, or the like, an IC chip that performs SOC estimation processing, or the like. The SOC estimation process is a process of calculating the SOC value using a function or table information that is defined in advance according to, for example, a reference temperature.

なお、制御装置１０に蓄電池状態検出部１５の機能が統合されている形態でもよい。制御装置１０に発電装置２の発電電力の計測を行う機能を備える形態でもよい。スイッチ部１３を充放電制御部１１とインバータ部１２との間に設ける形態でもよい。   In addition, the form by which the function of the storage battery state detection part 15 is integrated with the control apparatus 10 may be sufficient. The control device 10 may have a function of measuring the generated power of the power generation device 2. The switch unit 13 may be provided between the charge / discharge control unit 11 and the inverter unit 12.

［蓄電池の複合構成］
蓄電池システム１の蓄電池部１４の２種類の蓄電池の複合構成としては以下である。第１蓄電池１４Ａは、高出力二次電池として、ニッケル亜鉛電池により構成される。第２蓄電池１４Ｂは、低出力二次電池として、鉛蓄電池により構成される。この複合構成は、それぞれの種類の蓄電池の特性を活かして組み合わせた構成である。実施の形態でいう高出力二次電池は、低出力二次電池に対して相対的に高出力、即ち大電流での充放電が可能な特性を持つ蓄電池を指す。ニッケル亜鉛電池と鉛電池は、そのような特性の関係を持つ。 [Compound configuration of storage battery]
The composite configuration of the two types of storage batteries of the storage battery unit 14 of the storage battery system 1 is as follows. 14 A of 1st storage batteries are comprised with a nickel zinc battery as a high output secondary battery. The 2nd storage battery 14B is comprised with a lead storage battery as a low output secondary battery. This composite configuration is a configuration combining the characteristics of each type of storage battery. The high-power secondary battery as used in the embodiments refers to a storage battery having a characteristic that allows a relatively high output, that is, charge and discharge with a large current, relative to a low-power secondary battery. Nickel zinc batteries and lead batteries have such characteristics.

ニッケル亜鉛電池は、公称電圧が１．６５Ｖといったように、ニッケル水素電池等の公称電圧よりも高い。そのため、蓄電池システム１は、ニッケル水素電池等を用いる構成に比べて、具備する蓄電池の数を削減でき、設置スペースやコストを削減できる。   Nickel zinc batteries have a higher nominal voltage than nickel hydride batteries, such as a nominal voltage of 1.65V. Therefore, the storage battery system 1 can reduce the number of storage batteries provided, and can reduce installation space and cost, as compared with a configuration using nickel metal hydride batteries or the like.

蓄電池システム１では、ニッケル亜鉛電池を用いるので、ニッケル水素電池等を用いる構成に比べて、高入出力での充放電が可能であり、発電装置２及び商用電力系統３の電力変動幅が大きい場合にも追随可能である。また、ニッケル亜鉛電池は、水系の電解液を用いるので、安全性に優れる。   Since the storage battery system 1 uses a nickel-zinc battery, charging / discharging at high input / output is possible and the power fluctuation range of the power generator 2 and the commercial power system 3 is large compared to a configuration using a nickel-metal hydride battery or the like. Can also follow. Moreover, since the nickel zinc battery uses an aqueous electrolyte, it is excellent in safety.

蓄電池システム１は、この蓄電池の複合構成において、２種類の蓄電池の利点を組み合わせて好適なバランスとなるように設計されている。そして、蓄電池システム１は、この蓄電池の複合構成において、最適な充放電となるように、充放電及び蓄電池の切り替えの制御を行う。蓄電池システム１を含む電力制御システムは、効率的な変動緩和の制御を実現する。蓄電池システム１は、従来のシステムよりも、高出力、低コスト、安全性等に優れる、好適な電力制御システムを実現する。   The storage battery system 1 is designed to have a suitable balance by combining the advantages of two types of storage batteries in the combined configuration of the storage batteries. The storage battery system 1 controls charging / discharging and switching of the storage batteries so as to achieve optimum charging / discharging in the combined configuration of the storage batteries. The power control system including the storage battery system 1 realizes efficient fluctuation relaxation control. The storage battery system 1 realizes a suitable power control system that is superior to conventional systems in high output, low cost, safety, and the like.

［ニッケル亜鉛電池］
第１蓄電池１４Ａとして用いるニッケル亜鉛電池は、以下の構成を有する。ニッケル亜鉛電池は、正極または負極の一方の極にニッケル（Ｎｉ）を有し、正極または負極の他方の極に亜鉛（Ｚｎ）を有し、アルカリ水溶液から成る電解液を有する。 [Nickel zinc battery]
The nickel zinc battery used as the first storage battery 14A has the following configuration. The nickel-zinc battery has nickel (Ni) at one electrode of the positive electrode or the negative electrode, zinc (Zn) at the other electrode of the positive electrode or the negative electrode, and an electrolytic solution made of an alkaline aqueous solution.

ニッケル極は、構成要素及び製造方法としては、水酸化ニッケル粒子を主成分とする活物質に対して、添加剤、結着剤等を含む。水酸化ニッケル粒子は、コバルト、亜鉛、カドミウム等が固溶されていてもよく、あるいは、コバルト化合物で表面が被覆されていてもよい。添加剤は、酸化コバルトの他に、金属コバルト、水酸化コバルト等のコバルト化合物、金属亜鉛、酸化亜鉛、水酸化亜鉛等の亜鉛化合物等の希土類化合物、等を用いることができる。結着剤は、親水性または疎水性のポリマー等を用いることができる。より具体的には、結着剤は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリアクリル酸ナトリウム（ＳＰＡ）から選択される１種以上を使用することができる。結着剤は、例えば正極活物質粒子１００質量部に対して、０．０１質量部以上０．５質量部以下となることが好ましい。   As a component and a manufacturing method, the nickel electrode includes an additive, a binder, and the like with respect to an active material mainly composed of nickel hydroxide particles. The nickel hydroxide particles may be solid-solved with cobalt, zinc, cadmium, or the like, or the surface may be coated with a cobalt compound. As the additive, in addition to cobalt oxide, cobalt compounds such as metal cobalt and cobalt hydroxide, rare earth compounds such as zinc compounds such as metal zinc, zinc oxide, and zinc hydroxide can be used. As the binder, a hydrophilic or hydrophobic polymer or the like can be used. More specifically, the binder may be at least one selected from hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), carboxymethylcellulose (CMC), and sodium polyacrylate (SPA). The binder is preferably 0.01 parts by mass or more and 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material particles, for example.

亜鉛極は、構成要素及び製造方法としては、少なくとも、酸化亜鉛、亜鉛、ポリテトラフロロエチレン、等を含む。アルカリ水溶液は、例えば水酸化カリウム水溶液が挙げられる。   The zinc electrode includes at least zinc oxide, zinc, polytetrafluoroethylene, and the like as constituent elements and manufacturing methods. Examples of the alkaline aqueous solution include an aqueous potassium hydroxide solution.

［充放電蓄電池切り替え制御］
蓄電池システム１の制御装置１０は、充放電及び蓄電池の切り替えの制御として、状況及び条件に応じて、第１蓄電池１４Ａと第２蓄電池１４Ｂの一方のみが充電または放電に使用されるように使い分ける制御を行う。制御装置１０は、第１蓄電池１４Ａと第２蓄電池１４Ｂとの一方のみが接続された状態となるように、スイッチ部１３等を制御する。蓄電池システム１は、複合構成における電圧が異なる２種類の蓄電池である第１蓄電池１４Ａと第２蓄電池１４Ｂとが電気的に接続される状態にならないように制御する。 [Charge / discharge battery switching control]
The control device 10 of the storage battery system 1 controls the charge / discharge and storage battery switching so that only one of the first storage battery 14A and the second storage battery 14B is used for charging or discharging depending on the situation and conditions. I do. The control device 10 controls the switch unit 13 and the like so that only one of the first storage battery 14A and the second storage battery 14B is connected. The storage battery system 1 performs control so that the first storage battery 14A and the second storage battery 14B, which are two types of storage batteries having different voltages in the combined configuration, are not electrically connected.

制御装置１０は、第１蓄電池１４Ａを充電または放電に使用する時には、第１スイッチ１３Ａをオン状態にし、かつ、第２スイッチ１３Ｂをオフ状態にするように、制御信号１０７Ｂを与える。また、制御装置１０は、その制御信号１０７Ｂに合わせて、充放電制御部１１へ、第１蓄電池１４Ａを充電または放電に使用させる指示を含む制御信号１０７Ａを与える。制御装置１０は、第２蓄電池１４Ｂを充電または放電に使用する時には、第１スイッチ１３Ａをオフ状態にし、かつ、第２スイッチ１３Ｂをオン状態にするように、制御信号１０７Ｂを与える。また、制御装置１０は、その制御信号１０７Ｂに合わせて、充放電制御部１１へ、第２蓄電池１４Ｂを充電または放電に使用させる指示を含む制御信号１０７Ａを与える。   When the first storage battery 14A is used for charging or discharging, the control device 10 gives the control signal 107B so as to turn on the first switch 13A and turn off the second switch 13B. Further, in accordance with the control signal 107B, the control device 10 provides the charge / discharge control unit 11 with a control signal 107A including an instruction to use the first storage battery 14A for charging or discharging. When the second storage battery 14B is used for charging or discharging, the control device 10 provides the control signal 107B so that the first switch 13A is turned off and the second switch 13B is turned on. Further, in accordance with the control signal 107B, the control device 10 provides the charge / discharge control unit 11 with a control signal 107A including an instruction to use the second storage battery 14B for charging or discharging.

蓄電池システム１では、大まかな制御としては、制御条件に基づいて、相対的に高出力の充電または放電を行う場合には、高出力二次電池である第１蓄電池１４Ａを使用するように切り替える。また、蓄電池システム１では、相対的に低出力の充電または放電を行う場合には、低出力二次電池である第２蓄電池１４Ｂを使用するように切り替える。   In the storage battery system 1, as a rough control, when relatively high output charging or discharging is performed based on the control conditions, the first storage battery 14A, which is a high output secondary battery, is switched to use. Moreover, in the storage battery system 1, when performing charge or discharge of relatively low output, it switches so that the 2nd storage battery 14B which is a low output secondary battery may be used.

蓄電池システム１は、発電装置２からの発電出力１０１の電流を、蓄電池部１４に充電する際の制御として、第１条件を満たす場合には、第１蓄電池１４Ａに充電するように切り替える。また、蓄電池システム１は、第２条件を満たす場合には、第２蓄電池１４Ｂに充電するように切り替える。また、蓄電池システム１は、蓄電池部１４からの放電の電流を商用電力系統３へ向けて放電出力１０２Ｂとして出力する際の制御として、第３条件を満たす場合には、第１蓄電池１４Ａから放電するように切り替える。また、蓄電池システム１は、第４条件を満たす場合には、第２蓄電池１４Ｂから放電するように切り替える。   The storage battery system 1 switches to charge the first storage battery 14 </ b> A when the first condition is satisfied as control when charging the storage battery unit 14 with the current of the power generation output 101 from the power generation device 2. Moreover, when the 2nd condition is satisfy | filled, the storage battery system 1 switches so that the 2nd storage battery 14B may be charged. In addition, the storage battery system 1 discharges from the first storage battery 14A when the third condition is satisfied as control when the discharge current from the storage battery unit 14 is output to the commercial power system 3 as the discharge output 102B. Switch as follows. Moreover, when the 4th condition is satisfy | filled, the storage battery system 1 switches so that it may discharge from the 2nd storage battery 14B.

［制御条件］
制御装置１０による充放電蓄電池切り替え制御の制御条件等については以下である。 [Control conditions]
The control conditions for charge / discharge storage battery switching control by the control device 10 are as follows.

図３は、充放電蓄電池切り替え制御の制御条件等の内容をまとめた表を示す。表において、行として、制御条件と、第１蓄電池１４Ａであるニッケル亜鉛電池と、第２蓄電池１４Ｂである鉛蓄電池とを示す。列として、充電及び放電のそれぞれの状況を、全体の区分において第１状況〜第４状況として示す。第１状況は第１充電状況、第２状況は第２充電状況を示す。第３状況は第１放電状況、第４状況は第２放電状況を示す。第１状況は、高出力の充電モードとして第１蓄電池１４Ａへ充電する状況を示す。第２状況は、低出力の充電モードとして第２蓄電池１４Ｂへ充電する状況を示す。第３状況は、高出力の放電モードとして第１蓄電池１４Ａから放電する状況を示す。第４状況は、低出力の放電モードとして第２蓄電池１４Ｂから放電する状況を示す。   FIG. 3 shows a table summarizing the contents of control conditions and the like of charge / discharge battery switching control. In the table, the control conditions, the nickel zinc battery that is the first storage battery 14A, and the lead storage battery that is the second storage battery 14B are shown as rows. As the columns, the respective states of charging and discharging are shown as first to fourth situations in the whole category. The first status indicates the first charging status, and the second status indicates the second charging status. The third situation indicates the first discharge situation, and the fourth situation indicates the second discharge situation. A 1st condition shows the condition which charges to 14 A of 1st storage batteries as a high output charge mode. A 2nd condition shows the condition which charges the 2nd storage battery 14B as a low output charge mode. A 3rd condition shows the condition discharged from 14 A of 1st storage batteries as a high output discharge mode. A 4th condition shows the condition discharged from the 2nd storage battery 14B as a low output discharge mode.

各状況に対応する制御条件としては、全体の区分において、第１条件〜第４条件として示す。第１条件は第１充電条件、第２条件は第２充電条件を示す。第３条件は第１放電条件、第４条件は第２放電条件を示す。   The control conditions corresponding to each situation are shown as the first condition to the fourth condition in the entire classification. The first condition indicates the first charging condition, and the second condition indicates the second charging condition. The third condition represents the first discharge condition, and the fourth condition represents the second discharge condition.

第１充電条件は、発電電流値が第１閾値電流値以上であることである。言い換えると、第１充電条件は、発電電流値が、ＣＡ単位で閾値Ｂ１以上であること、あるいはアンペア単位で閾値Ａ１以上であることである。発電電流値は、発電出力１０１の電流値に基づいて変動緩和のために充電しようとしている電流値である。実施の形態では、ＣＡ単位での閾値Ｂ１＝０．３ＣＡとした。この閾値Ｂ１や閾値Ａ１は、２種類の蓄電池の電池容量等の好適な設計に応じて規定した値である。なお、ＣＡ単位の閾値Ｂ１とアンペア単位の閾値Ａ１は、相互に換算により得られる。   The first charging condition is that the generated current value is greater than or equal to the first threshold current value. In other words, the first charging condition is that the generated current value is not less than the threshold value B1 in CA units, or is not less than the threshold value A1 in amperes. The generated current value is a current value to be charged for mitigating fluctuations based on the current value of the generated power output 101. In the embodiment, the threshold value B1 in CA units is set to 0.3 CA. The threshold value B1 and the threshold value A1 are values defined according to suitable designs such as battery capacities of two types of storage batteries. Note that the threshold value B1 in CA units and the threshold value A1 in amperes are obtained by mutual conversion.

第２充電条件は、発電電流値が第１閾値電流値未満であることである。言い換えると、第２充電条件は、発電電流値がＣＡ単位で閾値Ｂ１未満、あるいはアンペア単位で閾値Ａ１未満であることである。   The second charging condition is that the generated current value is less than the first threshold current value. In other words, the second charging condition is that the generated current value is less than the threshold B1 in CA units or less than the threshold A1 in amperes.

第１放電条件は、発電電流値が第２閾値電流値以上であることである。言い換えると、第１放電条件は、発電電流値がＣＡ単位で閾値Ｂ２以上、あるいはアンペア単位で閾値Ａ２以上であることである。発電電流値は、発電出力１０１の電流値に基づいて変動緩和のために放電しようとしている電流値である。実施の形態では、ＣＡ単位の閾値Ｂ２＝０．４ＣＡとした。   The first discharge condition is that the generated current value is greater than or equal to the second threshold current value. In other words, the first discharge condition is that the generated current value is greater than or equal to the threshold B2 in CA units, or greater than or equal to the threshold A2 in amperes. The generated current value is a current value that is about to be discharged to reduce fluctuations based on the current value of the generated power output 101. In the embodiment, the threshold value B2 in CA units is set to 0.4 CA.

第２放電条件は、発電電流値が第２閾値電流値未満であることである。言い換えると、第２放電条件は、発電電流値がＣＡ単位で閾値Ｂ２未満、あるいはアンペア単位で閾値Ａ２未満であることである。   The second discharge condition is that the generated current value is less than the second threshold current value. In other words, the second discharge condition is that the generated current value is less than the threshold B2 in CA units or less than the threshold A2 in amperes.

表における蓄電池の行と状況の列とで交差するセルには、上記制御条件の判断に応じた制御として、その蓄電池を充放電に使用するか否かを○と×で示す。使用（○）は、スイッチをオン状態にすることと対応し、否（×）はスイッチをオフ状態にすることと対応する。即ち、第１条件を満たす場合、第１蓄電池１４Ａのみに充電するように、第１スイッチ１３Ａがオン状態、第２スイッチ１３Ｂがオフ状態に制御される。第２条件を満たす場合、第２蓄電池１４Ｂのみに充電するように、第１スイッチ１３Ａがオフ状態、第２スイッチ１３Ｂがオン状態に制御される。第３条件を満たす場合、第１蓄電池１４Ａのみから放電するように、第１スイッチ１３Ａがオン状態、第２スイッチ１３Ｂがオフ状態に制御される。第４条件を満たす場合、第２蓄電池１４Ｂのみから放電するように、第１スイッチ１３Ａがオフ状態、第２スイッチ１３Ｂがオン状態に制御される。   For cells that intersect between the storage battery row and the situation column in the table, whether or not the storage battery is used for charging / discharging is indicated by ◯ and X as control according to the determination of the control condition. Use (O) corresponds to turning the switch on, and denial (X) corresponds to turning the switch off. That is, when the first condition is satisfied, the first switch 13A is controlled to be on and the second switch 13B is controlled to be off so that only the first storage battery 14A is charged. When the second condition is satisfied, the first switch 13A is controlled to be off and the second switch 13B is controlled to be on so that only the second storage battery 14B is charged. When the third condition is satisfied, the first switch 13A is controlled to be turned on and the second switch 13B is controlled to be turned off so that only the first storage battery 14A is discharged. When the fourth condition is satisfied, the first switch 13A is controlled to be in the off state and the second switch 13B is controlled to be in the on state so as to discharge only from the second storage battery 14B.

［用語］
用語について以下である。ＣＡは、蓄電池の充放電の特性を表す単位である。ＣＡにおけるＣは、蓄電池の放電率を表す単位であり、Ａは電流値を表すアンペア等の単位を示す。放電率は、電池容量に対する放電時の電流の相対的な比率である。電池容量は、放電させて放電終止までに取り出せる電気量を示し、単位はＡｈ（アンペアアワー）等である。１Ｃは、公称容量値の容量を持つ単電池を定電流放電して、１時間で放電終了となる電流値を指す。１ＣＡは、１Ｃの場合に実際に流れる電流値を示す。 [the term]
The terms are as follows. CA is a unit representing the charge / discharge characteristics of a storage battery. C in CA is a unit representing the discharge rate of the storage battery, and A represents a unit such as an ampere representing a current value. The discharge rate is a relative ratio of current during discharge to battery capacity. The battery capacity indicates the amount of electricity that can be discharged and taken out before the end of discharge, and its unit is Ah (ampere hour) or the like. 1C indicates a current value at which discharge of a single cell having a capacity of a nominal capacity value is constant-current discharged and discharge is completed in one hour. 1CA indicates a current value that actually flows in the case of 1C.

［ＤＣ／ＤＣコンバータを用いない構成］
図１のように、蓄電池システム１は、出力が異なる２種類の蓄電池の複合構成を有するが、ＤＣ／ＤＣコンバータを用いない構成である。特許文献１のような従来の蓄電池システムでは、電圧が異なる２種類の蓄電池が電気的に接続された状態となり、２種類の蓄電池間で電流が流れる現象である横流が生じる場合がある。 [Configuration not using a DC / DC converter]
As shown in FIG. 1, the storage battery system 1 has a combined configuration of two types of storage batteries having different outputs, but does not use a DC / DC converter. In a conventional storage battery system such as Patent Document 1, two types of storage batteries having different voltages are electrically connected to each other, and a cross current, which is a phenomenon in which current flows between the two types of storage batteries, may occur.

一方、蓄電池システム１は、そのような横流が生じる接続状態、即ち蓄電池部１４の両方の蓄電池が充放電制御部１１に対して接続される状態をとらないように、スイッチ部１３を用いた充放電蓄電池切り替え制御が行われる。即ち、蓄電池システム１では、常に蓄電池部１４の一方の種類の蓄電池のみが充放電制御部１１に対して接続されて充電または放電が行われる状態をとるように、充放電蓄電池切り替え制御が行われる。   On the other hand, the storage battery system 1 uses a charging unit that uses the switch unit 13 so as not to have a connection state in which such cross current occurs, that is, a state in which both storage batteries of the storage battery unit 14 are connected to the charge / discharge control unit 11. Discharge storage battery switching control is performed. That is, in the storage battery system 1, charge / discharge storage battery switching control is performed so that only one type of storage battery of the storage battery unit 14 is always connected to the charge / discharge control unit 11 and charged or discharged. .

なお、制御装置１０は、スイッチ部１３の切り替えの際、第１スイッチ１３Ａと第２スイッチ１３Ｂとの両方がオン状態になる時間が無いように制御する。例えば、制御装置１０は、第１蓄電池１４Ａのみが接続されている状態から第２蓄電池１４Ｂのみが接続される状態に切り替える場合、以下のように制御信号１０７Ｂを与える。制御装置１０は、まず、第１タイミングで、第１スイッチ１３Ａをオン状態のハイ信号から、オフ状態のロー信号の供給に切り替える。第１タイミングの後の短い期間では、いずれのスイッチもオフ状態のロー信号となる。制御装置１０は、次の第２タイミングで、第２スイッチ１３Ｂをオフ状態のロー信号から、オン状態のハイ信号の供給に切り替える。   Note that the control device 10 performs control so that both the first switch 13A and the second switch 13B do not have time to be in the ON state when the switch unit 13 is switched. For example, when switching from a state where only the first storage battery 14A is connected to a state where only the second storage battery 14B is connected, the control device 10 gives the control signal 107B as follows. First, at the first timing, the control device 10 switches the first switch 13A from supplying a high signal in the on state to supplying a low signal in the off state. In a short period after the first timing, both switches are turned off. At the next second timing, the control device 10 switches the second switch 13B from supplying the low signal in the off state to supplying the high signal in the on state.

蓄電池システム１は、上記２種類の蓄電池の切り替えの制御を行うことにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の具備が不必要であり、横流も生じずに、高出力及び低コスト等を実現できる。   The storage battery system 1 performs switching control of the two types of storage batteries, so that it is not necessary to have a DC-DC converter or the like, and a high output and low cost can be realized without causing cross current.

［制御処理フロー］
蓄電池システム１の主に制御装置１０により実行される充放電蓄電池切り替え制御に関する制御処理例のフローは以下である。 [Control processing flow]
A flow of a control processing example related to charge / discharge storage battery switching control executed mainly by the control device 10 of the storage battery system 1 is as follows.

（１） 制御装置１０は、発電装置２から、計測値１０５として、発電出力１０１に関する電圧及び電流、または電力等の値を得る。   (1) The control device 10 obtains a value such as a voltage and current related to the power generation output 101 or power from the power generation device 2 as the measurement value 105.

（２） 制御装置１０は、発電装置２から得た計測値１０５から、発電出力１０１の電流値を得る。この電流値は、アンペア等の単位で得られる。制御装置１０は、アンペア等の単位の電流値を、必要に応じて、ＣＡ等の単位に換算する。即ち、制御装置１０は、充放電制御部１１に対して入出力される電流値を、ＣＡまたはアンペア等の単位の値として得る。制御装置１０は、ＣＡまたはアンペア等の単位の値を、制御条件の判断に用いる。本フローでは、アンペア単位で計算する場合を示す。   (2) The control device 10 obtains the current value of the power generation output 101 from the measured value 105 obtained from the power generation device 2. This current value is obtained in units such as amperes. The control device 10 converts the current value in units such as amperes into units such as CA as necessary. That is, the control device 10 obtains a current value input / output to / from the charge / discharge control unit 11 as a unit value such as CA or ampere. The control device 10 uses a unit value such as CA or ampere to determine the control condition. This flow shows a case where calculation is performed in units of amperes.

（３） 制御装置１０は、変動緩和の制御における基本的な機能として、計測値１０５で示す発電電力の大きさ等に応じて、蓄電池部１４に充電するか、蓄電池部１４から放電するかの一方に決定する判断を行っている。言い換えると、制御装置１０は、制御モードを、充電モードにするか、放電モードにするかを決定する。   (3) As a basic function in the fluctuation mitigation control, the control device 10 charges the storage battery unit 14 or discharges from the storage battery unit 14 according to the magnitude of the generated power indicated by the measured value 105 or the like. Judgment is made on one side. In other words, the control device 10 determines whether the control mode is the charge mode or the discharge mode.

（４） 制御装置１０は、発電出力１０１の電流値を、前述の制御用の所定の閾値電流値と比較する。その際、制御装置１０は、制御モードに応じた閾値電流値を参照する。制御装置１０は、充電を行う際には、充電用の第１閾値電流値を参照し、放電を行う際には、放電用の第２閾値電流値を参照する。制御装置１０において、所定の閾値電流値は、ＣＡ単位、及びＣＡ単位からの換算によるアンペア等の単位で、前述のように予め規定され設定されている。この閾値電流値は、蓄電池部１４の各蓄電池の特性等を考慮した好適な値が設定されている。即ち、充電用の第１閾値電流値は、アンペア単位の閾値Ａ１、ＣＡ単位の閾値Ｂ１を有する。放電用の第２閾値電流値は、アンペア単位の閾値Ａ２、ＣＡ単位の閾値Ｂ２を有する。図３の表では、ＣＡ単位の閾値Ｂ１，Ｂ２を示しているが、アンペア単位の閾値Ａ１，Ａ２も同様に設定されている。充電用のＣＡ単位の閾値Ｂ１＝０．３ＣＡ、放電用のＣＡ単位の閾値Ｂ２＝０．４ＣＡとする。   (4) The control device 10 compares the current value of the power generation output 101 with the aforementioned predetermined threshold current value for control. At that time, the control device 10 refers to the threshold current value corresponding to the control mode. The controller 10 refers to the first threshold current value for charging when performing charging, and refers to the second threshold current value for discharging when performing discharging. In the control device 10, the predetermined threshold current value is defined and set in advance as described above in units of CA and amperes by conversion from the CA unit. The threshold current value is set to a suitable value in consideration of the characteristics of each storage battery of the storage battery unit 14. That is, the first threshold current value for charging has a threshold A1 in amperes and a threshold B1 in CA. The second threshold current value for discharge has a threshold A2 in amperes and a threshold B2 in CA. In the table of FIG. 3, threshold values B1 and B2 in units of CA are shown, but threshold values A1 and A2 in units of amperes are set similarly. The threshold value B1 for charging CA is B1 = 0.3 CA, and the threshold value for discharging CA unit is B2 = 0.4 CA.

制御装置１０は、アンペア単位の発電電流値を、アンペア単位の閾値と比較する。制御装置１０は、充電の場合、その発電電流値を閾値Ａ１と比較し、放電の場合、その発電電流値を閾値Ａ２と比較する。なお、制御装置１０は、アンペア単位の発電電流値をＣＡ単位の値に換算してから、その発電電流値をＣＡ単位の閾値と比較しても構わない。   The control device 10 compares the generated current value in units of amperes with a threshold value in units of amperes. The controller 10 compares the generated current value with the threshold value A1 in the case of charging, and compares the generated current value with the threshold value A2 in the case of discharging. The control device 10 may convert the generated current value in units of amperes into a value in units of CA and then compare the generated current value with a threshold value in units of CA.

制御装置１０は、比較の結果、発電電流値が、閾値電流値以上である場合には、高出力二次電池である第１蓄電池１４Ａを使用するように決定し、閾値電流値未満である場合には、低出力二次電池である第２蓄電池１４Ｂを使用するように決定する。即ち、制御装置１０は、前述の表と同様に決定する。この時点までで、制御装置１０は、充電または放電のモードと、使用対象の蓄電池である第１蓄電池１４Ａまたは第２蓄電池１４Ｂと、その充放電の際の電流値等とを決定する。   When the generated current value is equal to or greater than the threshold current value as a result of the comparison, the control device 10 determines to use the first storage battery 14A that is a high-power secondary battery, and is less than the threshold current value. Is determined to use the second storage battery 14B, which is a low-power secondary battery. That is, the control device 10 determines the same as in the above table. Up to this point, the control device 10 determines the charging or discharging mode, the first storage battery 14A or the second storage battery 14B that is the storage battery to be used, and the current value at the time of charging and discharging.

（５） 制御装置１０は、上記決定に基づいた指示を、充放電制御部１１への制御信号１０７Ａ及びスイッチ部１３への制御信号１０７Ｂとして与える。制御信号１０７Ａの指示は、上記充電または放電のモード、使用対象の蓄電池の種別、充放電の際の電流値等の指定の情報を含む。制御信号１０７Ｂは、各スイッチのオン状態とオフ状態を切り替えるためのハイ信号またはロー信号を含む。   (5) The control device 10 gives an instruction based on the determination as a control signal 107A to the charge / discharge control unit 11 and a control signal 107B to the switch unit 13. The instruction of the control signal 107A includes designation information such as the charging or discharging mode, the type of storage battery to be used, and the current value at the time of charging and discharging. The control signal 107B includes a high signal or a low signal for switching each switch between an on state and an off state.

（６） 充放電制御部１１は、制御装置１０からの制御信号１０７Ａに従い、蓄電池部１４やインバータ部１２に対する制御を実行する。即ち、充放電制御部１１は、使用対象の第１蓄電池１４Ａまたは第２蓄電池１４Ｂのみが接続された状態で、指定された充電または放電を、指定された電流値等で行うように制御する。   (6) The charge / discharge control unit 11 performs control on the storage battery unit 14 and the inverter unit 12 in accordance with the control signal 107A from the control device 10. That is, the charge / discharge control unit 11 performs control such that specified charging or discharging is performed with a specified current value or the like in a state where only the first storage battery 14A or the second storage battery 14B to be used is connected.

（７） 同時に、スイッチ部１３は、制御信号１０７Ｂに従い、使用対象の第１蓄電池１４Ａまたは第２蓄電池１４Ｂのみがオン状態と状態になるように、第１スイッチ１３Ａ及び第２スイッチ１３Ｂが切り替えられる。   (7) At the same time, the switch unit 13 switches the first switch 13A and the second switch 13B according to the control signal 107B so that only the first storage battery 14A or the second storage battery 14B to be used is turned on. .

なお、制御装置１０は、上記制御と並列で、下記のＳＯＣ管理に基づいた充放電の開始及び停止の制御を実行する。   In addition, the control apparatus 10 performs control of the start and stop of charging / discharging based on the following SOC management in parallel with the above control.

［ＳＯＣ管理及び制御］
蓄電池部１４のＳＯＣに関する規定や制御については以下である。実施の形態では、蓄電池部１４の第１蓄電池１４Ａ及び第２蓄電池１４Ｂは、充電及び放電が可能であるＳＯＣの値の範囲が、下限値として３０％から上限値として９０％までの範囲に定められている。 [SOC management and control]
The rules and controls related to the SOC of the storage battery unit 14 are as follows. In the embodiment, the first storage battery 14 </ b> A and the second storage battery 14 </ b> B of the storage battery unit 14 have SOC values that can be charged and discharged within a range from 30% as a lower limit value to 90% as an upper limit value. It has been.

制御装置１０は、蓄電池状態検出部１５からのＳＯＣ値を含む状態の検出値１０６に基づいて、ＳＯＣ管理の制御を行う。制御装置１０は、ＳＯＣ管理の制御により、蓄電池部１４の過充電や過放電を防止する。   Control device 10 controls SOC management based on detection value 106 of the state including the SOC value from storage battery state detection unit 15. The control device 10 prevents overcharge and overdischarge of the storage battery unit 14 under the control of SOC management.

制御装置１０は、充電の際、検出値１０６に基づいて、第１蓄電池１４Ａまたは第２蓄電池１４Ｂの現在のＳＯＣ値が、規定の範囲の上限値である９０％に達した場合には、過充電の防止のために、充電を停止させるように制御する。即ち、制御装置１０は、充電停止の旨の指示を、制御信号１０７Ａとして、充放電制御部１１へ与える。充放電制御部１１は、その指示に従い、蓄電池への充電を停止させる。   When charging, when the current SOC value of the first storage battery 14A or the second storage battery 14B has reached 90%, which is the upper limit value of the specified range, the control device 10 is excessive. In order to prevent charging, control is performed to stop charging. That is, the control device 10 gives an instruction to stop charging to the charge / discharge control unit 11 as the control signal 107A. The charge / discharge control part 11 stops the charge to a storage battery according to the instruction | indication.

制御装置１０は、放電の際、検出値１０６に基づいて、第１蓄電池１４Ａまたは第２蓄電池１４Ｂの現在のＳＯＣ値が、規定の範囲の下限値である３０％に達した場合には、過放電の防止のために、放電を停止させるように制御する。即ち、制御装置１０は、放電停止の旨の指示を、充放電制御部１１へ与える。充放電制御部１１は、その指示に従い、蓄電池からの放電を停止させる。   The controller 10 determines that the current SOC value of the first storage battery 14A or the second storage battery 14B reaches 30%, which is the lower limit value of the specified range, based on the detection value 106 during discharge. Control is performed to stop the discharge in order to prevent the discharge. That is, the control device 10 gives an instruction to stop the discharge to the charge / discharge control unit 11. The charge / discharge control part 11 stops the discharge from a storage battery according to the instruction | indication.

［効果等］
上記のように、実施の形態の蓄電池システムによれば、第１蓄電池１４Ａであるニッケル亜鉛電池と、第２蓄電池１４Ｂである鉛蓄電池とのそれぞれの特性を活かして、高出力の充放電、高効率、低コスト等の好適な電力制御システム等を実現できる。実施の形態によれば、発電装置２の再生可能エネルギーに基づいた発電電力を商用電力系統３に供給する際に出力安定化の変動緩和を行う電力制御システムを、高出力、高効率、低コスト等の好適なシステムとして実現できる。 [Effects]
As described above, according to the storage battery system of the embodiment, by utilizing the respective characteristics of the nickel zinc battery that is the first storage battery 14A and the lead storage battery that is the second storage battery 14B, high output charge and discharge, A suitable power control system having high efficiency and low cost can be realized. According to the embodiment, a power control system that reduces fluctuations in output stabilization when supplying generated power based on renewable energy of the power generation device 2 to the commercial power system 3 is provided with high output, high efficiency, and low cost. It can be realized as a suitable system.

実施の形態によれば、安価な低出力二次電池と、急速充放電に適した高出力二次電池とを複合構成として、低出力から高出力まで、大きな放電深度での充放電が可能であり、変動幅が大きくても追随可能であり、低コストで安全性に優れたシステムが構築できる。   According to the embodiment, a low-power secondary battery that is inexpensive and a high-power secondary battery that is suitable for rapid charge / discharge can be combined to charge and discharge at large discharge depths from low power to high power. Yes, it is possible to follow even if the fluctuation range is large, and it is possible to construct a low-cost and excellent safety system.

実施の形態の蓄電池システムとして、電力制御システムに適用した例を説明したが、これに限らず、非常用電源システム等にも適用可能である。その場合、蓄電池システム１の充放電制御部１１は、商用電力系統３及び負荷機器に接続される。制御装置１０は、商用電力系統３の停電を検出した場合、蓄電池部１４から放電により負荷機器へ電力を供給する。その際に、制御装置１０は、放電の電流量に応じて、スイッチ部１３を切り替える。   Although the example applied to the power control system has been described as the storage battery system of the embodiment, the present invention is not limited to this, and can be applied to an emergency power supply system and the like. In that case, the charge / discharge control unit 11 of the storage battery system 1 is connected to the commercial power system 3 and the load device. When detecting a power failure in the commercial power system 3, the control device 10 supplies power to the load device from the storage battery unit 14 by discharging. In that case, the control apparatus 10 switches the switch part 13 according to the electric current amount of discharge.

以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

１…蓄電池システム、２…発電装置、３…商用電力系統、４…電線、１０…制御装置、１１…充放電制御部、１２…インバータ部、１３…スイッチ部、１４…蓄電池部、１５…蓄電池状態検出部、１０１…発電出力、１０２…蓄電池充放電入出力、１０２Ａ…充電入力、１０２Ｂ…放電出力、１０３…合成出力、１０５…計測値、１０６…検出値、１０７Ａ，１０７Ｂ…制御信号。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Storage battery system, 2 ... Electric power generation apparatus, 3 ... Commercial electric power system, 4 ... Electric wire, 10 ... Control apparatus, 11 ... Charge / discharge control part, 12 ... Inverter part, 13 ... Switch part, 14 ... Storage battery part, 15 ... Storage battery State detection unit 101 ... Power generation output 102 ... Storage battery charge / discharge input / output 102A ... Charge input 102B ... Discharge output 103 ... Combined output 105 ... Measured value 106 ... Detected value 107A, 107B ... Control signal

Claims (4)

再生可能エネルギーに基づいて発電する発電装置、及び商用電力系統に接続され、前記発電装置の発電電力が前記商用電力系統へ供給される際に、蓄電池への充電及び前記蓄電池からの放電を制御する蓄電池システムであって、
第１蓄電池としてニッケル亜鉛電池と、前記第１蓄電池よりも低出力である第２蓄電池と、を含む蓄電池部と、
前記発電電力の大きさに応じて、前記蓄電地部の前記第１蓄電池または前記第２蓄電池の一方への充電、または前記蓄電池部の前記第１蓄電池または前記第２蓄電池の一方からの放電を行うように制御する制御装置と、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池が並列に接続され、前記制御装置からの制御に従い、前記充電または前記放電を行うように前記蓄電池部を制御する充放電制御部と、
前記蓄電池部と前記充放電制御部との間に設けられ、前記蓄電池部の直流電力と前記充電及び前記放電の交流電力との間で変換するインバータ部として、前記第１蓄電池に対して接続される第１インバータ、及び前記第２蓄電池に対して接続される第２インバータと、
前記蓄電池部と前記充放電制御部との間に設けられ、前記制御装置からの制御に従い、前記充放電制御部と前記蓄電池部との接続状態を切り替えるスイッチ部として、前記第１蓄電池との接続状態を切り替える第１スイッチ、及び前記第２蓄電池との接続状態を切り替える第２スイッチと、
を備え、
前記制御装置は、前記充電を行う際に、前記発電電力の電流値が、第１閾値電流値以上である場合には、前記第１インバータ及び前記第１スイッチを通じて前記第１蓄電池のみへ充電するように切り替え、前記第１閾値電流値未満の場合には、前記第２インバータ及び前記第２スイッチを通じて前記第２蓄電池のみへ充電するように切り替え、前記放電を行う際に、前記発電電力の電流値が、第２閾値電流値以上である場合には、前記第１インバータ及び前記第１スイッチを通じて前記第１蓄電池のみから放電するように切り替え、前記第２閾値電流値未満の場合には、前記第２インバータ及び前記第２スイッチを通じて前記第２蓄電池のみから放電するように切り替える、
蓄電池システム。 Connected to a power generation device that generates power based on renewable energy and a commercial power system, and controls charging of the storage battery and discharging from the storage battery when the generated power of the power generation device is supplied to the commercial power system A storage battery system,
A storage battery unit including a nickel zinc battery as a first storage battery, and a second storage battery having a lower output than the first storage battery;
Depending on the magnitude of the generated power, charging the storage unit to one of the first storage battery or the second storage battery or discharging the storage battery unit from one of the first storage battery or the second storage battery. A control device that controls to perform;
The first storage battery and the second storage battery are connected in parallel, and according to control from the control device, a charge / discharge control unit that controls the storage battery unit to perform the charging or discharging;
Provided between the storage battery unit and the charge / discharge control unit, and connected to the first storage battery as an inverter unit for converting between the DC power of the storage battery unit and the AC power of the charging and discharging. A first inverter connected to the second storage battery, and a second inverter connected to the second storage battery,
Connection between the storage battery unit and the charge / discharge control unit as a switch unit that switches a connection state between the charge / discharge control unit and the storage battery unit in accordance with control from the control device. A first switch for switching a state, a second switch for switching a connection state with the second storage battery,
With
When performing the charging, the control device charges only the first storage battery through the first inverter and the first switch when the current value of the generated power is equal to or greater than a first threshold current value. In the case where the current value is less than the first threshold current value, the current of the generated power is changed when the discharge is performed by switching to charge only the second storage battery through the second inverter and the second switch. When the value is greater than or equal to the second threshold current value, the switching is performed so that only the first storage battery is discharged through the first inverter and the first switch, and when the value is less than the second threshold current value, Switching to discharge only from the second storage battery through the second inverter and the second switch,
Storage battery system. 請求項１記載の蓄電池システムにおいて、
前記第２蓄電池は、鉛蓄電池であり、
前記第１閾値電流値は、ＣＡ単位で０．３ＣＡである、
蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 1,
The second storage battery is a lead storage battery,
The first threshold current value is 0.3 CA in CA units.
Storage battery system. 請求項１記載の蓄電池システムにおいて、
前記第２蓄電池は、鉛蓄電池であり、
前記第２閾値電流値は、ＣＡ単位で０．４ＣＡである、
蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 1,
The second storage battery is a lead storage battery,
The second threshold current value is 0.4 CA in CA units.
Storage battery system. 請求項１記載の蓄電池システムにおいて、
前記蓄電池部の各蓄電池の充電状態値の推定を含む、前記蓄電池部の各蓄電池の状態を検出する蓄電池状態検出部を備え、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池は、前記充電及び前記放電が可能である充電状態値の範囲が、下限値として３０％から上限値として９０％までの範囲に定められており、
前記制御装置は、前記蓄電池状態検出部の検出値に基づいて、前記第１蓄電池または前記第２蓄電池の現在の充電状態値が、前記充電の際に、前記上限値に達した場合には、前記充電を停止させるように前記充放電制御部を制御し、前記放電の際に、前記下限値に達した場合には、前記放電を停止させるように前記充放電制御部を制御する、
蓄電池システム。 The storage battery system according to claim 1,
Including a storage battery state detection unit for detecting a state of each storage battery of the storage battery unit, including estimation of a charge state value of each storage battery of the storage battery unit;
In the first storage battery and the second storage battery, the range of the state of charge in which the charge and the discharge are possible is determined in a range from 30% as a lower limit value to 90% as an upper limit value,
When the current charging state value of the first storage battery or the second storage battery reaches the upper limit value during the charging, the control device, based on the detection value of the storage battery state detection unit, The charge / discharge control unit is controlled to stop the charge, and when the discharge reaches the lower limit value, the charge / discharge control unit is controlled to stop the discharge.
Storage battery system.
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