CN105762912A - 蓄电池装置和蓄电池控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蓄电池装置和蓄电池控制系统。蓄电池控制系统(1)具备：蓄电池装置(7)，其与商用系统连接而运转；和负载装置(5)，其通过来自商用系统或蓄电池装置(7)的电力供给而运转，蓄电池控制系统(1)对蓄电池装置(7)相对于商用系统的连接运转进行控制，蓄电池装置(7)具有：负载电力量读取部(731)，其将由负载装置(5)消耗的放电电力量作为控制信号而从负载装置(5)输入，并且实时地进行监视来读取该负载电力量；和放电电力量控制部(735)，其基于所读取的负载放电电力量，对与商用系统连接的蓄电池的放电电力量进行控制。

Description

蓄电池装置和蓄电池控制系统

技术领域

本发明的实施方式涉及蓄电池装置和蓄电池控制系统。

背景技术

以往，从商用系统购电的购电者(电力消耗者等)进行峰值转移和/或峰值削减作为节能的一环。峰值转移是如下方法：抑制电力使用量最多的白天的通常电费时的电力消耗量，使电力消耗量向夜间时的电费廉价的时间段转移。另外，峰值削减是如下方法：由于白天的通常时电费的一年合同电力的峰值是因夏季的制冷设备电力等而产生，所以从蓄电池等对该峰值进行补充，抑制从商用系统购电的瞬间最大值。这些峰值转移和峰值削减都是在蓄电池中蓄积电力、在想要抑制电费的时间段中放出蓄电电力的方法。

为了使电力消耗者不进行商用系统与蓄电池的切换等特别的操作而自动地实现峰值转移和/或峰值削减的各操作，通常将蓄电池输出和负载并联连接于商用系统。在该情况下，蓄电池相对于商用系统适当地进行充放电，负载也以适当的平衡从商用电源和蓄电池的双方消耗电力。

在蓄电池放电期间，在负载电力比放电电力量大的情况下，放电电力量全部被负载消耗，若还是不够的话，则从商用系统补充。因此，从蓄电池放出的电力量成为相对于从商用系统购买的电力量的节约电力量，能够毫无问题地达成节能这一目的。

然而，在负载消耗电力量比蓄电池的放电电力量小的情况下，该差量成为剩余电力。若该剩余电力向商用系统流出，则产生逆潮流(reversepowerflow)。该逆潮流是使商用系统的电压变得比规定高和/或产生波形失真的主要原因，会使作为公共资源的系统电力的品质劣化而对一般电力用户造成危害。

在作为电力供给者的电力公司中，为了保证所供给的商用系统电气的品质，对逆潮流设置运用规程来限制逆潮流(日本国的系统连接规程(Grid-InterconnectionCode)JEAC9701(JESCE0019)，以下称为非专利文献1)。与商用系统连接的电源系统必须防止从与电力系统连接的蓄电池装置等电源装置向商用系统的逆潮流。

因此，通常采用如下结构：在高压受电设备内设置电压互感器CT等电流传感器来检测逆潮流，并且将该检测信号作为控制信号(通常为接点信号)，经由逆潮流继电器RPR(ReversePowerRelay)发送给蓄电池装置。并且，在产生了逆潮流的情况下，进行控制以使得停止从蓄电池向商用系统放电(例如日本特开2013-172514号公报，以下称为专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-172514号公报

非专利文献

非专利文献1：系统连接规程JEAC9701(JESCE0019)

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，以往，为了在与商用电力线连接的系统中防止逆潮流，在高压受电设备内设置电压互感器CT和/或逆潮流继电器RPR，构成为将其检测信号送回至作为电力供给装置的蓄电池装置，在产生了逆潮流的情况下，进行控制以使得停止放电。另外，设置转换器(transducer)TRD，将逆潮流模拟地变换为控制电流值，将该值作为控制信号送回至蓄电池，将蓄电池装置控制成与系统负载使用电力量相应的放电电力量，以使得不产生逆潮流。

在该方式的情况下，由于必须向高压受电箱设置电压互感器CT、逆潮流继电器RPR或者转换器TRD等，所以需要暂时停止高压6.6kV的受电来进行设置施工。

特别是，在施工对象建筑是新建大楼等的情况下，若在新建施工中一并进行上述设置施工，然后在建筑物竣工时，在整体系统运转时进行通电，则没有特别的问题。但是，在已建的大楼和/或运转中的设备的情况下，需要在受电系统中使运转中的设备停止而暂时停电。

高压6.6kV的受电点处于该建筑受电系统的最上位侧，是建筑物和/或设备整体的电气系统的根本，因此，若在该部位发生停电，则结果会使整体一齐停电。

因此，结果会强制对运用中的各种设备等停电，这对一般用户(承租人)的影响非常大，会导致业务的暂时停止，成为成本、时间的浪费，对经济活动的影响巨大。

而且，由于是高压电气设备施工，所以对于施工管理上的处理，电气主任技术者的监督为法定义务，人工费、技术者的日程调整等也成为施工上的大负担。

在实际的作业中，由于是6.6kV的高压设备作业，所以对于实务作业者，也需要让具有高水平的技术技巧的有限的技术者来从事，安全管理、操作步骤等劳务·安全管理上的负担也大。

如上所述，需要在高压受电设备装备作为逆潮流检测装置的电压互感器CT、逆潮流继电器RPR、或者转换器TRD等的以往的方式，存在成本、时间、安全管理等问题。

本发明的目的在于提供一种既能防止逆潮流、又能不进行商用系统与蓄电池的切换等特别的操作而自动实现峰值转移和/或峰值削减的各操作的蓄电池装置和蓄电池控制系统。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明的实施方式是一种蓄电池装置，与商用系统连接而运转，其特征在于，具有：负载电力量读取单元，其将由负载装置消耗的放电电力量作为控制信号而从所述负载装置输入，并且实时地进行监视来读取该负载电力量，所述负载装置通过来自所述商用系统或蓄电池装置的电力供给而运转；和放电电力量控制单元，其基于所读取的负载放电电力量，对与商用系统连接的蓄电池的放电电力量进行控制。

另外，其他实施方式是一种蓄电池控制系统，具备：蓄电池装置，其与商用系统连接而运转；和负载装置，其通过来自所述商用系统或所述蓄电池装置的电力供给而运转，所述蓄电池控制系统对所述蓄电池装置相对于所述商用系统的连接运转进行控制，其特征在于，所述蓄电池装置具有：负载电力量读取单元，其将由所述负载装置消耗的放电电力量作为控制信号而从所述负载装置输入，并且实时地进行监视来读取该负载电力量；和放电电力量控制单元，其基于所读取的负载放电电力量，对与商用系统连接的蓄电池的放电电力量进行控制。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的蓄电池控制系统的结构图。

图2是表示作为本发明的实施方式的蓄电池控制系统的主要部分结构的蓄电池装置的结构的框图。

图3是表示应用本发明的蓄电池控制系统的实施例的示意图。

图4是表示应用本发明的蓄电池控制系统的电路结构的框图。

具体实施方式

图1是表示应用了本发明的实施方式的蓄电池控制系统的结构图。

该图所示的蓄电池控制系统1具备：高压受电箱3，其连接于商用系统；负载装置5，其连接于该高压受电箱3；以及蓄电池装置7，其连接于高压受电箱3和负载装置5。高压受电箱3、负载装置5以及蓄电池装置7通过供电线9而彼此连接。

高压受电箱3以接受到的6.6kV的商用电源电压降压至200V(或100V)，并供给至负载装置5和蓄电池装置7。

负载装置5具备电力电路(powercircuit)51和控制电路53，这些电力电路51和控制电路53通过控制信号线55而连接。另外，该控制信号线55分支而作为分支控制信号线57与蓄电池装置7连接，以使得也向蓄电池装置7供给控制信号。通过控制信号线55、57传送的控制信号是实时监视的负载装置5的放电电力量，该放电电力量经由分支控制信号线57供给至蓄电池装置7。

蓄电池装置7具备电力电路71和控制该电力电路71的控制电路73。电力电路71是蓄电池主体部，例如由锂离子蓄电池构成。

如图2的功能结构所示，控制电路73具备负载放电电力量读取部731、数据换算部733、以及蓄电池放电电力量控制部735。负载放电电力量读取部731将由负载装置5消耗的放电电力量作为控制信号，经由分支控制信号线57从负载装置5输入。数据换算部733将所输入的控制信号变换为在蓄电池装置7内能够利用的数据(例如后述的CAN(ControllerAreaNetwork：控制器区域网络)形式的数据)。蓄电池放电电力量控制部735基于所读取的负载放电电力量，对与商用系统连接的蓄电池放电电力量进行控制。

<实施例结构>

图3表示应用本发明的实施例。

如图3(a)所示，本实施例中，从作为负载装置5的快速充电器5A对电动汽车11的电池进行充电，从蓄电池装置7向快速充电器5A供给电力。在作为负载装置5的快速充电器5A与蓄电池装置7之间传送的控制信号，如图3(b)的格式所示，在起始位与终止位之间作为控制数据而被编辑、传送。

图4表示图3的蓄电池控制系统的实施例中的蓄电池装置7的具体电路结构。

在图4中，来自高压受电箱3的商用电源电压经由插置在供电线9上的漏电切断器ELCB(EarthLimitedCircuitBreaker)、电磁接触器MC供给至蓄电池装置7。在蓄电池装置7中，商用电源电压经由绝缘变压器75而由AC/DC变换器715变换为直流，进而由DC/DC变换器713变换为期望的直流电压，然后蓄积于锂离子电池711。

另一方面，来自高压受电箱3的商用电源电压在电磁接触器MC的下游侧分支，经由配线用切断器MCCB(MoldedCaseCircuitBreaker)、保护熔断器供给至作为负载装置的快速充电器5A。所供给的商用电源电压由AD/DC变换器511变换为直流电压，并被供给至作为负载的例如电动汽车11。在作为负载装置的快速充电器5A设置有作为控制装置的面板控制器(panelcomputerorcontroller)531，由该面板控制器531来计测向作为负载的电动汽车11供给的放电电力量。此外，在面板控制器531与成为计测对象的AD/DC变换器511之间，以RS-232C方式进行通信。所计测的放电电力量数据由变换部535变换为如图3(b)所示的位流中的控制数据，并作为控制信号而从传送控制控制器537经由分支控制信号线(以太网(注册商标))57向蓄电装置7传送。蓄电池装置7的控制器737构成图2所示的控制电路73，基于CAN(ControllerAreaNetwork：控制器局域网)规格来执行控制信号的转送控制。此外，CAN是考虑耐噪音性的强化而设计、在彼此连接的设备间的数据转送中所使用的规格。然后，在控制器737中，从负载放电电力量数据求出蓄电池放电电力量数据，并供给至设置于各锂离子电池的电池管理单元(BMU：BatteryManagementUnit)739。BMU739基于蓄电池放电电力量数据来控制向商用系统放出的电力量。即，取出与在快速充电器5A(负载装置5)侧消耗的电力量相当的电力量，由DC/DC变换器713、AD/DC变换器511变换为商用交流电压，然后实时地向商用系统放电。

<效果>

根据本实施方式，由于实时地从蓄电池装置7自动供给与由快速充电器5A消耗的电力量相等的电力量，所以原理上不会产生向商用系统的逆潮流。因此，无需检测高压受电侧的消耗电力。

另外，根据本实施方式，由于收纳有高压受电设备的高压受电箱3内无需任何施工，施工部位只是蓄电池装置7的控制电路73和作为负载装置5的快速充电器5A的控制电路53这些所谓的弱电系统，而且只是通信控制关系，所以系统结构极为简单。

因此，停电区域能够限定为处于6.6kV的下侧的低压系统中的、200V系统断路器属下的一部分。若断路器限定于蓄电池装置7和快速充电器5A(负载装置5)，则能够实现在仅有该装置的极为有限的范围内停电的施工。

由此，停电不会波及建筑物整体，能够在使对经济活动的影响最小化的基础上进行施工。而且，由于无需电气主任技术员的监督，所以在人工费、日程安排等方面能够降低成本、迅速施工。

实务作业也仅是通信电缆的铺设、控制通信设备的增设以及软件试验，施工无需特殊的有资格者，能够以与一般电子设备的修理同等程度的管理水平来实施。施工管理上也能够大幅减少触电事故和/或作业管理的风险，能够大幅节约时间和成本。

进而，由于仅利用RS-232C形式的电缆将传送控制信号的控制信号线55在负载装置5(例如快速充电器5A)内部单纯地分支为二条而作为分支控制信号线57取出，就能够向蓄电池装置7传送控制信号，所以能够大幅减少时间和成本。这样，根据本实施方式，既能防止逆潮流，又能不进行商用系统与蓄电池的切换等特别的操作而自动实现峰值转移和/或峰值削减的各操作。

以上，虽然对本发明的数个实施方式进行了说明，但这些实施方式仅作为例子而提出，并没有限定发明的范围的意图。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

Claims (5)

1.一种蓄电池装置，与商用系统连接而运转，其特征在于，具有：

负载电力量读取单元，其将由负载装置消耗的放电电力量作为控制信号而从所述负载装置输入，并且实时地进行监视来读取该负载电力量，所述负载装置通过来自所述商用系统或蓄电池装置的电力供给而运转；和

放电电力量控制单元，其基于该读取的负载放电电力量，对与商用系统连接的蓄电池的放电电力量进行控制。

2.根据权利要求1所述的蓄电池装置，其特征在于，

所述放电电力量控制单元，对蓄电池装置的放电量进行控制，以使得成为与所述负载装置所消耗的放电电力量始终相等的放电电力量。

3.一种蓄电池控制系统，具备：蓄电池装置，其与商用系统连接而运转；和负载装置，其通过来自所述商用系统或所述蓄电池装置的电力供给而运转，所述蓄电池控制系统对所述蓄电池装置相对于所述商用系统的连接运转进行控制，其特征在于，

所述蓄电池装置具有：

负载电力量读取单元，其将由所述负载装置消耗的放电电力量作为控制信号而从所述负载装置输入，并且实时地进行监视来读取该负载电力量；和

放电电力量控制单元，其基于该读取的负载放电电力量，对与商用系统连接的蓄电池的放电电力量进行控制。

4.根据权利要求3所述的蓄电池控制系统，其特征在于，

所述放电电力量控制单元，对蓄电池装置的放电量进行控制，以使得成为与所述负载装置所消耗的放电电力量始终相等的放电电力量。

5.根据权利要求3或4所述的蓄电池控制系统，其特征在于，

所述控制信号，在负载装置内以RS-232C方式进行通信，包括负载装置所消耗的放电电力量数据而供给至所述蓄电装置的所述负载电力量读取单元。