JP2010041883A - Energy storage system - Google Patents

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JP2010041883A JP2008204539A JP2008204539A JP2010041883A JP 2010041883 A JP2010041883 A JP 2010041883A JP 2008204539 A JP2008204539 A JP 2008204539A JP 2008204539 A JP2008204539 A JP 2008204539A JP 2010041883 A JP2010041883 A JP 2010041883A
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Takashi Hirobe
Takuma Iida
貴志 廣部
琢磨 飯田
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Panasonic Corp
パナソニック株式会社
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an energy storage system capable of preventing charging at an excess charging-current value, and lengthening the lifetime of a battery. <P>SOLUTION: The energy storage system 1 has a power generating section 2 generating a power from a natural energy, the battery 4 storing the power generated by the power generating section 2, a residual-capacity detecting section 5 detecting the residual capacity of the battery 4 and a battery control section 3 controlling the charge and discharge of the battery 4. The energy storage system 1 further has a load-using power pattern input section 6 to input a change with time of the quantity of electric power used of a load to the battery control section 3 as a load-using power pattern and a power-generation predicting-pattern input section 7 to input a change with time of the quantity of the power generation of the power generating section 2 in future to the battery control section 3 as a power-generation predicting pattern. The battery control section 3 determines a limited period limiting the charging-current value on the basis of the residual capacity, the load-using power pattern and the power-generation predicting pattern, and computes the charging-current value within the limited period. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自然エネルギーを利用した蓄電システムに関し、特にその蓄電システムに用いられる蓄電池の長寿命化に関するものである。   The present invention relates to a power storage system using natural energy, and more particularly to extending the life of a storage battery used in the power storage system.

近年、地球環境の保全及びCO排出量削減の観点から、自然エネルギーを用いた蓄電システムの導入が活発に進められている。特に、風力発電装置や太陽電池などの発電部を持つ蓄電システムについては、蓄電池を組み合わせることによって、出力電力を安定化させることが可能となっている。このような安定化は風力発電において特に用いられており、自然界の不安定な風力に対して安定的に電力を出力させるために、様々な提案がなされている。一般的に風力発電では、大型、小型に関わらず、ある一定時間の風力発電出力値を平均化した値を目標発電出力値とする方法が採用されている。 In recent years, the introduction of power storage systems using natural energy has been actively promoted from the viewpoint of global environmental conservation and CO 2 emission reduction. In particular, for a power storage system having a power generation unit such as a wind power generator or a solar battery, output power can be stabilized by combining the storage batteries. Such stabilization is particularly used in wind power generation, and various proposals have been made in order to stably output power to wind power that is unstable in nature. In general, wind power generation employs a method in which a target power generation output value is obtained by averaging wind power generation output values over a certain period of time regardless of whether the power generation is large or small.

しかしながら、風力は気象条件に左右され、安定的に電力を供給することが困難である。そこで、発電出力を平滑化する目的で、自然エネルギーの発電変化量を予測し、不足分又は過剰分は二次電池からの充放電を行うことで、安定した出力を可能とする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   However, wind power depends on weather conditions, and it is difficult to supply power stably. In order to smooth the power generation output, a method has been proposed that enables stable output by predicting the amount of change in power generation of natural energy and charging / discharging the shortage or excess from the secondary battery. (For example, refer to Patent Document 1).

この提案によれば、負荷の電力消費量を風力発電量のみで供給できない場合、蓄電池からの放電で補うことが可能という理由で、負荷に対する電力供給の安定性を向上させることが可能となっている。
特開2007−37226号公報
According to this proposal, when the power consumption of the load cannot be supplied only by the amount of wind power generation, it is possible to improve the stability of the power supply to the load because it can be supplemented by the discharge from the storage battery. Yes.
JP 2007-37226 A

しかしながら、特許文献1に記載の発明は、発電システム自体の出力を安定化させることが目的であり、予測によって発電出力を上下させるものの、発電システムとして不足又は過剰である電力は、蓄電池からの充放電によって補っている。従って、風力発電量の変動が激しく、予測に対応できなかった場合、蓄電池からの大電流の充放電が、継続して行われ、蓄電池が発熱によって劣化し、寿命が短くなる虞がある。また、過充電又は過放電によって蓄電池が故障し、風力発電設備自体も使用不可となるという課題を有していた。   However, the invention described in Patent Document 1 is intended to stabilize the output of the power generation system itself, and although the power generation output is increased or decreased by prediction, the power that is insufficient or excessive as the power generation system is charged from the storage battery. It is compensated by electric discharge. Therefore, when the wind power generation amount fluctuates greatly and the prediction cannot be dealt with, charging / discharging of a large current from the storage battery is continuously performed, the storage battery may be deteriorated by heat generation, and the life may be shortened. Moreover, the storage battery failed due to overcharge or overdischarge, and the wind power generation facility itself was unusable.

また、一般的に街路灯や山小屋などの独立電源といった特定の用途が多い小型風力発電では、負荷使用電力が増大する時間帯が決まっている。このことから、毎日、負荷使用電力が少なく、かつ発電量が増大する時間帯をあらかじめ知ることができる。この時間帯は、蓄電池に対して過大な電流による充放電が行われる時間帯でもある。この過大な電流による充放電は蓄電池を発熱させ、特性を劣化させ、寿命を低下させるという課題を有していた。   In general, small wind power generation, which has many specific uses such as street lamps and independent power sources such as mountain huts, has a fixed time period during which the load power consumption increases. From this, it is possible to know in advance a time period in which the load power consumption is small and the power generation amount increases every day. This time zone is also a time zone during which charging and discharging with an excessive current is performed on the storage battery. Charging / discharging due to this excessive current has the problems of causing the storage battery to generate heat, deteriorating its characteristics, and reducing its life.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、過度の充電電流値で充電されるのを防止し、蓄電池の長寿命化を実現することができる蓄電システムを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a power storage system that can prevent charging with an excessive charging current value and can extend the life of a storage battery. It is what.

本発明に係る蓄電システムは、自然エネルギーから電力を発電する発電部と、前記発電部によって発電された電力を貯蔵する蓄電池と、前記蓄電池の残容量を検出する残容量検出部と、前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御部と、負荷の使用電力量の時間変化を負荷使用電力パターンとして前記蓄電池制御部に入力する負荷使用電力パターン入力部と、将来の前記発電部の発電量の時間変化を発電予測パターンとして前記蓄電池制御部に入力する発電予測パターン入力部とを備え、前記蓄電池制御部は、前記残容量検出部によって検出された前記残容量と、前記負荷使用電力パターン入力部によって入力された前記負荷使用電力パターンと、前記発電予測パターン入力部によって入力された前記発電予測パターンとに基づいて、充電電流値を制限する制限期間を決定し、前記制限期間内における充電電流値を算出する。   The power storage system according to the present invention includes a power generation unit that generates power from natural energy, a storage battery that stores the power generated by the power generation unit, a remaining capacity detection unit that detects a remaining capacity of the storage battery, and a storage battery A storage battery control unit that controls charging / discharging, a load usage power pattern input unit that inputs a time change in load power consumption as a load power consumption pattern to the storage battery control unit, and a time change in power generation amount of the power generation unit in the future Is input to the storage battery control unit as a power generation prediction pattern, and the storage battery control unit is input by the remaining capacity detected by the remaining capacity detection unit and the load power consumption pattern input unit. Charging current based on the generated load usage power pattern and the power generation prediction pattern input by the power generation prediction pattern input unit Determine the restriction period to limit, and calculates the charge current value in said restriction period.

この構成によれば、発電部によって、自然エネルギーから電力が発電され、発電部により発電された電力が蓄電池に貯蔵される。残容量検出部によって、蓄電池の残容量が検出され、蓄電池制御部によって、蓄電池の充放電が制御される。また、負荷使用電力パターン入力部によって、負荷の使用電力量の時間変化が負荷使用電力パターンとして蓄電池制御部に入力され、発電予測パターン入力部によって、将来の発電部の発電量の時間変化が発電予測パターンとして蓄電池制御部に入力される。そして、蓄電池制御部によって、残容量検出部により検出された残容量と、負荷使用電力パターン入力部により入力された負荷使用電力パターンと、発電予測パターン入力部により入力された発電予測パターンとに基づいて、充電電流値を制限する制限期間が決定され、制限期間内における充電電流値が算出される。   According to this configuration, the power generation unit generates power from natural energy, and the power generated by the power generation unit is stored in the storage battery. The remaining capacity detection unit detects the remaining capacity of the storage battery, and the storage battery control unit controls charging / discharging of the storage battery. In addition, the load power consumption pattern input unit inputs a time change in the load power consumption as a load power consumption pattern to the storage battery control unit, and the power generation prediction pattern input unit generates a time change in the power generation amount in the future power generation unit. The prediction pattern is input to the storage battery control unit. Then, based on the remaining capacity detected by the remaining capacity detection unit, the load usage power pattern input by the load usage power pattern input unit, and the power generation prediction pattern input by the power generation prediction pattern input unit by the storage battery control unit Thus, a limiting period for limiting the charging current value is determined, and a charging current value within the limiting period is calculated.

したがって、蓄電池の残容量と負荷使用電力パターンと発電予測パターンとに基づいて、蓄電システムでの充電量が増大する期間が充電電流値を制限する制限期間として決定され、制限期間内における充電電流値が算出されるので、過度の充電電流値で充電されるのを防止し、蓄電池の長寿命化を実現することができる。   Therefore, based on the remaining capacity of the storage battery, the load usage power pattern, and the power generation prediction pattern, the period during which the amount of charge in the power storage system increases is determined as the limit period for limiting the charge current value, and the charge current value within the limit period Therefore, it is possible to prevent the battery from being charged with an excessive charging current value, and to realize a long life of the storage battery.

また、上記の蓄電システムにおいて、前記蓄電池制御部は、所定の時刻毎に対応付けて前記蓄電池の充電容量を予め記憶しており、所定の時刻において検出される前記残容量と、予め記憶されている前記所定の時刻における前記充電容量とを前記制限期間内において比較し、予め記憶されている前記充電容量と前記残容量とが略一致しない場合、前記充電電流値を修正することが好ましい。   In the above power storage system, the storage battery control unit stores the charge capacity of the storage battery in advance in association with each predetermined time, and stores the remaining capacity detected at the predetermined time in advance. It is preferable to compare the charge capacity at the predetermined time within the limit period, and to correct the charge current value when the charge capacity stored in advance and the remaining capacity do not substantially match.

この構成によれば、自然エネルギーの発電量が少なく、蓄電池の残容量が目標とする充電容量よりも少なかったとしても、制限期間内における充電電流値を修正することで、予め設定した充電容量に到達させることができる。   According to this configuration, even if the amount of power generated by natural energy is small and the remaining capacity of the storage battery is less than the target charge capacity, the charge current value within the limit period is corrected to obtain a preset charge capacity. Can be reached.

また、上記の蓄電システムにおいて、前記蓄電池制御部は、前記発電予測パターンと前記負荷使用電力パターンとを重ね合わせ、前記発電量が前記使用電力量より多い時間帯を充電時間帯とし、前記発電量が前記使用電力量より少ない時間帯を放電時間帯として決定し、前記充電時間帯における充電電流値と前記放電時間帯における放電電流値とを算出し、前記充電電流値を所定の電流値に制限した状態で充放電を開始してから、充電量が所定の目標容量に到達するまでの期間の開始時刻と終了時刻とを前記制限期間の電流制限開始時刻と電流制限終了時刻として決定することが好ましい。   In the above power storage system, the storage battery control unit superimposes the power generation prediction pattern and the load power usage pattern, sets a time zone in which the power generation amount is greater than the power usage amount as a charging time zone, and generates the power generation amount. Is determined as a discharge time zone, a charge current value in the charge time zone and a discharge current value in the discharge time zone are calculated, and the charge current value is limited to a predetermined current value Determining the start time and end time of the period from the start of charging / discharging in the state until the amount of charge reaches a predetermined target capacity as the current limit start time and current limit end time of the limit period preferable.

この構成によれば、発電予測パターンと負荷使用電力パターンとが重ね合わされ、発電量が使用電力量より多い時間帯が充電時間帯とし、発電量が前記使用電力量より少ない時間帯が放電時間帯として決定される。そして、充電時間帯における充電電流値と放電時間帯における放電電流値とが算出される。その後、充電電流値を所定の電流値に制限した状態で充放電を開始してから、充電量が所定の目標容量に到達するまでの期間の開始時刻と終了時刻とが制限期間の電流制限開始時刻と電流制限終了時刻として決定される。   According to this configuration, the power generation prediction pattern and the load power usage pattern are superimposed, a time zone in which the power generation amount is larger than the power usage amount is a charging time zone, and a time zone in which the power generation amount is less than the power usage amount is a discharge time zone. As determined. Then, a charging current value in the charging time zone and a discharging current value in the discharging time zone are calculated. After that, the start time and end time of the period from the start of charge / discharge with the charge current value limited to the predetermined current value until the charge amount reaches the predetermined target capacity is the current limit start of the limit period Time and current limit end time are determined.

したがって、充電電流値の制限を開始する電流制限開始時刻と、充電電流値の制限を終了する電流制限終了時刻とを決定することができ、電流制限開始時刻と電流制限終了時刻とに基づいて充放電を制御することができる。   Therefore, it is possible to determine a current limit start time at which charging current value limiting starts and a current limit end time at which charging current value limiting ends, and charge based on the current limiting start time and the current limiting end time. Discharge can be controlled.

また、上記の蓄電システムにおいて、前記蓄電池制御部は、前記蓄電池の用途毎に目標とする最大の充電量を表す最大目標容量と目標とする最小の充電量を表す最小目標容量とを予め記憶しており、前記最大目標容量、現在の前記残容量、前記電流制限開始時刻及び前記電流制限終了時刻に基づいて、前記充電電流値を制限する場合の最大となる充電電流値を最大電流制限値として算出し、前記最小目標容量、現在の前記残容量、前記電流制限開始時刻及び前記電流制限終了時刻に基づいて、前記充電電流値を制限する場合の最小となる充電電流値を最小電流制限値として算出することが好ましい。   In the above power storage system, the storage battery control unit stores in advance a maximum target capacity that represents a target maximum charge amount for each use of the storage battery and a minimum target capacity that represents a target minimum charge amount. And the maximum charging current value when limiting the charging current value based on the maximum target capacity, the current remaining capacity, the current limit start time and the current limit end time is set as the maximum current limit value. Based on the calculated minimum target capacity, the current remaining capacity, the current limit start time and the current limit end time, the minimum charge current value when limiting the charge current value is set as the minimum current limit value. It is preferable to calculate.

この構成によれば、蓄電池の用途毎に目標とする最大の充電量を表す最大目標容量と目標とする最小の充電量を表す最小目標容量とが予め記憶されている。そして、最大目標容量、現在の残容量、電流制限開始時刻及び電流制限終了時刻に基づいて、充電電流値を制限する場合の最大となる充電電流値が最大電流制限値として算出される。また、最小目標容量、現在の残容量、電流制限開始時刻及び電流制限終了時刻に基づいて、充電電流値を制限する場合の最小となる充電電流値が最小電流制限値として算出される。   According to this configuration, the maximum target capacity representing the maximum charge amount targeted for each use of the storage battery and the minimum target capacity representing the target minimum charge amount are stored in advance. Based on the maximum target capacity, the current remaining capacity, the current limit start time, and the current limit end time, the maximum charge current value when the charge current value is limited is calculated as the maximum current limit value. Further, based on the minimum target capacity, the current remaining capacity, the current limit start time, and the current limit end time, the minimum charge current value when limiting the charge current value is calculated as the minimum current limit value.

したがって、充電電流値を制限する場合の最大となる充電電流値が最大電流制限値と、充電電流値を制限する場合の最小となる充電電流値が最小電流制限値とを算出することができ、最大電流制限値と最小電流制限値とに基づいて充放電を制御することができる。   Therefore, the maximum charging current value when limiting the charging current value can be calculated as the maximum current limiting value, and the minimum charging current value when limiting the charging current value can be calculated as the minimum current limiting value, Charging / discharging can be controlled based on the maximum current limit value and the minimum current limit value.

また、上記の蓄電システムにおいて、前記蓄電池制御部は、前記最大電流制限値及び前記最小電流制限値を下記の(1)式及び(2)式に基づいて算出することが好ましい。   In the above power storage system, it is preferable that the storage battery control unit calculates the maximum current limit value and the minimum current limit value based on the following formulas (1) and (2).

最大電流制限値=(最大目標容量−現在の残容量)/(電流制限終了時刻−電流制限開始時刻)・・・(1)
最小電流制限値=(最小目標容量−現在の残容量)/(電流制限終了時刻−電流制限開始時刻)・・・(2)
この構成によれば、上記の(1)式及び(2)式に基づいて最大電流制限値及び最小電流制限値が算出されるので、算出された最大電流制限値と最小電流制限値とに基づいて充放電を制御することができる。
Maximum current limit value = (maximum target capacity−current remaining capacity) / (current limit end time−current limit start time) (1)
Minimum current limit value = (minimum target capacity−current remaining capacity) / (current limit end time−current limit start time) (2)
According to this configuration, since the maximum current limit value and the minimum current limit value are calculated based on the above formulas (1) and (2), based on the calculated maximum current limit value and the minimum current limit value. Charge and discharge can be controlled.

また、上記の蓄電システムにおいて、前記蓄電池制御部は、前記制限期間内における前記発電量が増加している期間の充電電流値を前記最大電流制限値に設定し、前記制限期間内における前記発電量が減少している期間の充電電流値を前記最小電流制限値に設定することが好ましい。   Further, in the above power storage system, the storage battery control unit sets a charging current value during a period when the power generation amount is increasing within the limit period to the maximum current limit value, and the power generation amount within the limit period. It is preferable to set the charging current value during the period when the current is decreasing to the minimum current limit value.

この構成によれば、制限期間内における発電量が増加している期間の充電電流値が最大電流制限値に設定され、制限期間内における発電量が減少している期間の充電電流値が最小電流制限値に設定される。したがって、最大電流制限値と最小電流制限値とを適切に用いて充放電を制御することができる。   According to this configuration, the charging current value during the period when the power generation amount is increasing within the limit period is set to the maximum current limit value, and the charging current value during the period when the power generation amount is decreasing within the limit period is the minimum current. Set to the limit value. Therefore, charge / discharge can be controlled by appropriately using the maximum current limit value and the minimum current limit value.

また、上記の蓄電システムにおいて、商用電源をさらに備え、前記蓄電池制御部は、所定の時刻毎に対応付けて前記蓄電池の充電容量を予め記憶しており、前記電流制限開始時刻において、前記充電電流値を前記最小電流制限値に設定し、所定の時刻において検出される前記残容量が予め記憶されている前記所定の時刻における前記充電容量より小さい場合、前記最小電流制限値を所定の電流値だけ増加させるとともに、前記商用電源から追加で蓄電池に対して電力を供給させることが好ましい。   The power storage system further includes a commercial power source, and the storage battery control unit stores the charge capacity of the storage battery in advance in association with each predetermined time, and at the current limit start time, the charge current When the value is set to the minimum current limit value and the remaining capacity detected at a predetermined time is smaller than the charge capacity at the predetermined time stored in advance, the minimum current limit value is set to a predetermined current value. While increasing, it is preferable to supply electric power to the storage battery additionally from the commercial power source.

この構成によれば、所定の時刻毎に対応付けて蓄電池の充電容量が予め記憶されている。そして、電流制限開始時刻において、充電電流値が最小電流制限値に設定され、所定の時刻において検出される残容量が予め記憶されている所定の時刻における充電容量より小さい場合、最小電流制限値が所定の電流値だけ増加されるとともに、商用電源から追加で蓄電池に対して電力が供給される。   According to this configuration, the storage capacity of the storage battery is stored in advance in association with each predetermined time. Then, when the charge current value is set to the minimum current limit value at the current limit start time and the remaining capacity detected at the predetermined time is smaller than the charge capacity at the predetermined time stored in advance, the minimum current limit value is While being increased by a predetermined current value, electric power is additionally supplied to the storage battery from the commercial power source.

したがって、蓄電システムが商用電源を備える場合、途中で充電容量が不足したとしても商用電源から直ちに充電することが可能であるので、最小電流制限値を用いることによって、蓄電池の発熱を抑えることができ、蓄電池の長寿命化を実現することができる。   Therefore, when the power storage system is provided with a commercial power supply, even if the charging capacity is insufficient on the way, it is possible to charge immediately from the commercial power supply. Therefore, the heat generation of the storage battery can be suppressed by using the minimum current limit value. Thus, the life of the storage battery can be extended.

また、上記の蓄電システムにおいて、前記蓄電池制御部は、所定の時刻毎に対応付けて前記蓄電池の充電容量を予め記憶しており、前記電流制限開始時刻において、前記充電電流値を前記最大電流制限値に設定し、所定の時刻において検出される前記残容量が予め記憶されている前記所定の時刻における前記充電容量より大きい場合、前記最大電流制限値を所定の電流値だけ減少させることが好ましい。   Further, in the above power storage system, the storage battery control unit stores the charge capacity of the storage battery in advance in association with each predetermined time, and the charge current value is set to the maximum current limit at the current limit start time. When the remaining capacity detected at a predetermined time is larger than the charge capacity at the predetermined time stored in advance, the maximum current limit value is preferably decreased by a predetermined current value.

この構成によれば、所定の時刻毎に対応付けて蓄電池の充電容量が予め記憶されている。そして、電流制限開始時刻において、充電電流値が最大電流制限値に設定され、所定の時刻において検出される残容量が予め記憶されている所定の時刻における充電容量より大きい場合、最大電流制限値が所定の電流値だけ減少される。   According to this configuration, the storage capacity of the storage battery is stored in advance in association with each predetermined time. Then, when the charge current value is set to the maximum current limit value at the current limit start time and the remaining capacity detected at the predetermined time is larger than the charge capacity at the predetermined time stored in advance, the maximum current limit value is It is decreased by a predetermined current value.

したがって、最大電流制限値を用いて充電を開始し、蓄電池の残容量が予め記憶されている所定の充電容量よりも大きくなった場合、最大電流制限値が所定の電流値だけ減少されるので、自然エネルギーによって発電された電力を効率よく蓄電池に充電することができる。   Therefore, when charging is started using the maximum current limit value and the remaining capacity of the storage battery becomes larger than the predetermined charge capacity stored in advance, the maximum current limit value is decreased by the predetermined current value, The electric power generated by natural energy can be efficiently charged into the storage battery.

本発明によれば、蓄電池の残容量と負荷使用電力パターンと発電予測パターンとに基づいて、蓄電システムでの充電量が増大する期間が充電電流値を制限する制限期間として決定され、制限期間内における充電電流値が算出されるので、過度の充電電流値で充電されるのを防止し、蓄電池の長寿命化を実現することができる。   According to the present invention, based on the remaining capacity of the storage battery, the load usage power pattern, and the power generation prediction pattern, the period during which the amount of charge in the power storage system increases is determined as the limit period for limiting the charge current value, and within the limit period Since the charging current value at is calculated, charging with an excessive charging current value can be prevented, and the life of the storage battery can be extended.

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, Comprising: It is not the thing of the character which limits the technical scope of this invention.

図1は、本発明の一実施の形態における蓄電システム1の構成を示すブロック図である。図1において、蓄電システム1は、発電部2、蓄電池制御部3、蓄電池4、残容量検出部5、負荷使用電力パターン入力部6及び発電予測パターン入力部7を備える。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power storage system 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the power storage system 1 includes a power generation unit 2, a storage battery control unit 3, a storage battery 4, a remaining capacity detection unit 5, a load usage power pattern input unit 6, and a power generation prediction pattern input unit 7.

発電部2は、自然エネルギーから電力を発電する。自然エネルギーとは、風力、太陽光及び地熱など、利用者によって発電量を任意の出力に制御することが不可能であるエネルギーのことを指す。火力発電、原子力発電及び水力発電は、燃料又は水量によって出力制御が可能なため、本蓄電システムでは対象外とする。風力発電の場合、発電部2は、例えば風車で構成される。なお、発電部2を構成する風車の基数や、水平軸風車及び垂直軸風車などの風車の型は問わない。発電部2によって発電された発電量は、蓄電池制御部3に入力される。   The power generation unit 2 generates power from natural energy. Natural energy refers to energy, such as wind power, sunlight, and geothermal heat, for which it is impossible for a user to control the amount of power generation to an arbitrary output. Thermal power generation, nuclear power generation, and hydroelectric power generation are excluded from this power storage system because output control is possible depending on the amount of fuel or water. In the case of wind power generation, the power generation unit 2 is constituted by a windmill, for example. The number of wind turbines constituting the power generation unit 2 and the type of wind turbine such as a horizontal axis wind turbine and a vertical axis wind turbine are not limited. The amount of power generated by the power generation unit 2 is input to the storage battery control unit 3.

蓄電池4は、発電部2によって発電された電力を貯蔵する。蓄電池4は、全ての種類の2次電池が使用可能であるが、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池が好ましい。ニッケル水素電池は、リチウムイオン電池に比べて体積エネルギー密度が小さく設備が大きくなる。しかし、発煙発火に至る危険性は少なく安全である。一方、リチウムイオン電池は、過充電及び過放電に弱く安全のために必要なコストが大きい。しかし、体積エネルギー密度が高いため、設備にかかるコストは小さくて済む。一般的にこれらの二次電池は充電時に大電流を流すと発熱し電池特性が劣化するため、寿命が短くなることが知られている。   The storage battery 4 stores the power generated by the power generation unit 2. Although all types of secondary batteries can be used as the storage battery 4, a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery is preferable. A nickel metal hydride battery has a smaller volumetric energy density and larger equipment than a lithium ion battery. However, it is safe with little risk of smoke and ignition. On the other hand, the lithium ion battery is vulnerable to overcharge and overdischarge, and the cost required for safety is large. However, since the volume energy density is high, the cost for the equipment can be small. In general, it is known that these secondary batteries generate heat when flowing a large current during charging, and the battery characteristics are deteriorated.

残容量検出部5は、蓄電池4の残容量を検出し、検出した残容量を蓄電池制御部3に伝える。検出方法は、電流値を積算した電流積算値により残容量を検出する方法、電流積算値と電圧補正とにより詳細に残容量を検出する方法など、残容量が検出できるのであれば、いずれの方法を用いても良い。   The remaining capacity detection unit 5 detects the remaining capacity of the storage battery 4 and transmits the detected remaining capacity to the storage battery control unit 3. As the detection method, any method can be used as long as the remaining capacity can be detected, such as a method of detecting the remaining capacity based on the integrated current value obtained by integrating the current value, and a method of detecting the remaining capacity in detail based on the integrated current value and voltage correction. May be used.

負荷使用電力パターン入力部6は、負荷の使用電力量の時間変化を負荷使用電力パターンとして蓄電池制御部3に入力する。負荷は、蓄電システム1に接続されており、発電部2によって発電された電力又は蓄電池4に貯蔵されている電力を消費する。負荷使用電力パターンは、利用者によって入力される。現在、自然エネルギー発電の利用先として、山小屋の電源、牧場の電源、及び街路灯又は防犯灯など小型の負荷装置に対する独立電源として良く用いられている。これらの用途では使用電力の傾向が大きく異なり、負荷使用電力パターンもそれぞれ異なる。   The load power consumption pattern input unit 6 inputs the time change of the load power consumption as a load power consumption pattern to the storage battery control unit 3. The load is connected to the power storage system 1 and consumes the power generated by the power generation unit 2 or the power stored in the storage battery 4. The load power consumption pattern is input by the user. Currently, it is often used as an independent power source for small load devices such as mountain hut power, ranch power, and street light or security light as a source of renewable energy power generation. In these applications, the trend of power consumption is greatly different, and the load power consumption patterns are also different.

発電予測パターン入力部7は、蓄電システム1が設置されている地域、使用されている時期、又は使用している自然エネルギーの特徴などから予測される将来の発電部2の発電量の時間変化を発電予測パターンとして蓄電池制御部3に入力する。発電予測パターンは、利用者によって入力される。一般的に、風力発電では、上空と地表面との温度差が大きくなる日中に風力が強くなり、発電量が多くなる傾向がある。また、太陽光発電では、日光が発電パネルに照射する日中に発電量が多くなる。   The power generation prediction pattern input unit 7 indicates the time variation of the power generation amount of the future power generation unit 2 predicted from the region where the power storage system 1 is installed, the time when it is used, or the characteristics of the natural energy used. It inputs into the storage battery control part 3 as an electric power generation prediction pattern. The power generation prediction pattern is input by the user. In general, in wind power generation, wind power tends to increase during the day when the temperature difference between the sky and the ground surface increases, and the amount of power generation tends to increase. In solar power generation, the amount of power generation increases during the day when sunlight irradiates the power generation panel.

図2は、一般的な風力予測パターンの一例を示す図である。図2において、縦軸は風力を表し、横軸は時間を表している。図2では、1日(24時間)の風力の変化を風力予測パターンとして表している。図2に示す風力予測パターンにより風力発電の発電予測パターンは図3のようになる。図3は、発電予測パターンの一例を示す図である。図3において、縦軸は発電量を表し、横軸は時間を表している。図3では、1日(24時間)の発電量の変化を発電予測パターンとして表している。図3に示すように、風力の時間変化と発電量の時間変化とは、略同一となっている。風力は、地形、季節及び時間帯などに応じて推測可能であり、また、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)より提供されている「局所的風況予測モデル」(LAWEPS:Local Area Wind Energy Prediction System)を用いて予測を行っても良い。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a general wind prediction pattern. In FIG. 2, the vertical axis represents wind power, and the horizontal axis represents time. In FIG. 2, a change in wind power for one day (24 hours) is represented as a wind force prediction pattern. The power generation prediction pattern of wind power generation is as shown in FIG. 3 by the wind power prediction pattern shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a power generation prediction pattern. In FIG. 3, the vertical axis represents the power generation amount, and the horizontal axis represents time. In FIG. 3, a change in the amount of power generation per day (24 hours) is shown as a power generation prediction pattern. As shown in FIG. 3, the time change of the wind power and the time change of the power generation amount are substantially the same. Wind power can be estimated according to topography, season, time zone, etc., and “Local Wind Condition Prediction Model” (LAWEPS: Local Area Wind) provided by NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization). The prediction may be performed using the Energy Prediction System).

蓄電池制御部3は、充電及び放電のいずれを行うかを決定すると共に、充電時及び放電時における電流値とを決定し、蓄電池4の充放電を制御する。蓄電池制御部3は、残容量検出部5によって検出された蓄電池4の残容量と、負荷使用電力パターン入力部6によって入力された負荷使用電力パターンと、発電予測パターン入力部7によって入力された発電予測パターンとに基づいて、充電電流値を制限する制限期間を決定し、制限期間内における充電電流値を算出する。また、蓄電システム1の設置場所が、電力会社に売電不可能な場所である場合、蓄電池制御部3は、蓄電池4に充電できなかった電力を負荷に消費させる。蓄電システム1の設置場所が、電力会社に売電可能な場所である場合、蓄電池制御部3は、蓄電池4に充電できなかった電力を電力会社に売電する。   The storage battery control unit 3 determines whether charging or discharging is performed, determines a current value during charging and discharging, and controls charging / discharging of the storage battery 4. The storage battery control unit 3 includes the remaining capacity of the storage battery 4 detected by the remaining capacity detection unit 5, the load usage power pattern input by the load usage power pattern input unit 6, and the power generation input by the power generation prediction pattern input unit 7. Based on the prediction pattern, a limiting period for limiting the charging current value is determined, and a charging current value within the limiting period is calculated. In addition, when the installation location of the power storage system 1 is a place where power cannot be sold to the power company, the storage battery control unit 3 consumes the power that could not be charged in the storage battery 4 to the load. When the installation location of the power storage system 1 is a place where power can be sold to the power company, the storage battery control unit 3 sells the power that could not be charged to the storage battery 4 to the power company.

具体的に、蓄電池制御部3は、所定の時刻毎に対応付けて蓄電池4の充電容量を予め記憶している。蓄電池制御部3は、所定の時刻において検出される残容量と、予め記憶されている所定の時刻における充電容量とを制限期間内において比較し、予め記憶されている充電容量と残容量とが略一致しない場合、充電電流値を修正する。   Specifically, the storage battery control unit 3 stores the charge capacity of the storage battery 4 in advance in association with each predetermined time. The storage battery control unit 3 compares the remaining capacity detected at a predetermined time with the charge capacity at a predetermined time stored in advance within a limited period, and the pre-stored charge capacity and the remaining capacity are substantially omitted. If they do not match, correct the charging current value.

また、蓄電池制御部3は、発電予測パターンと負荷使用電力パターンとを重ね合わせ、発電量が使用電力量より多い時間帯を充電時間帯とし、発電量が使用電力量より少ない時間帯を放電時間帯として決定する。そして、蓄電池制御部3は、充電時間帯における充電電流値と放電時間帯における放電電流値とを算出する。蓄電池制御部3は、充電電流値を所定の電流値に制限した状態で充放電を開始してから、充電量が所定の目標容量に到達するまでの期間の開始時刻と終了時刻とを制限期間の電流制限開始時刻と電流制限終了時刻として決定する。   In addition, the storage battery control unit 3 superimposes the power generation prediction pattern and the load power usage pattern, sets a time zone when the power generation amount is larger than the power usage amount as a charging time zone, and sets a time zone when the power generation amount is lower than the power usage amount as a discharge time. Determine as a belt. Then, the storage battery control unit 3 calculates a charging current value in the charging time zone and a discharging current value in the discharging time zone. The storage battery control unit 3 sets the start time and end time of the period from the start of charging / discharging in a state where the charging current value is limited to a predetermined current value until the amount of charge reaches a predetermined target capacity to the limiting period. Current limit start time and current limit end time.

さらに、蓄電池制御部3は、蓄電池4の用途毎に目標とする最大の充電量を表す最大目標容量と目標とする最小の充電量を表す最小目標容量とを予め記憶している。蓄電池制御部3は、最大目標容量、現在の残容量、電流制限開始時刻及び電流制限終了時刻に基づいて、充電電流値を制限する場合の最大となる充電電流値を最大電流制限値として算出する。また、蓄電池制御部3は、最小目標容量、現在の残容量、電流制限開始時刻及び電流制限終了時刻に基づいて、充電電流値を制限する場合の最小となる充電電流値を最小電流制限値として算出する。   Furthermore, the storage battery control unit 3 stores in advance a maximum target capacity that represents a target maximum charge amount for each use of the storage battery 4 and a minimum target capacity that represents a target minimum charge amount. Based on the maximum target capacity, the current remaining capacity, the current limit start time, and the current limit end time, the storage battery control unit 3 calculates the maximum charge current value when limiting the charge current value as the maximum current limit value. . Further, the storage battery control unit 3 sets the minimum charging current value as the minimum current limiting value when limiting the charging current value based on the minimum target capacity, the current remaining capacity, the current limiting start time, and the current limiting end time. calculate.

蓄電池制御部3は、制限期間内における発電量が増加している期間の充電電流値を最大電流制限値に設定し、制限期間内における発電量が減少している期間の充電電流値を最小電流制限値に設定する。   The storage battery control unit 3 sets the charging current value during the period when the power generation amount is increasing within the limit period to the maximum current limit value, and sets the charging current value during the period when the power generation amount is decreasing within the limit period to the minimum current. Set to the limit value.

次に、本実施の形態に係る蓄電システム1の動作について説明をする。図4及び図5は、本実施の形態に係る蓄電システム1の動作について説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明では、蓄電システム1が、自然エネルギーとして風力を用い、山小屋での独立電源として使用されている場合を想定する。   Next, operation | movement of the electrical storage system 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated. 4 and 5 are flowcharts for explaining the operation of power storage system 1 according to the present embodiment. In the following description, it is assumed that the power storage system 1 uses wind power as natural energy and is used as an independent power source in a mountain hut.

まず、ステップS1において、発電部2は、発電を開始する。次に、ステップS2において、蓄電池制御部3は、現在の時刻が所定の時刻であるか否かを判断する。なお、ここでの所定の時刻とは、1日のうちの電流制限開始時刻、電流制限終了時刻、最大電流制限値及び最小電流制限値を算出する時刻であり、例えば午前0時である。ここで、所定の時刻でないと判断された場合(ステップS2でNO)、所定の時刻になるまで、発電が行われる。   First, in step S1, the power generation unit 2 starts power generation. Next, in step S2, the storage battery control unit 3 determines whether or not the current time is a predetermined time. The predetermined time here is a time for calculating a current limit start time, a current limit end time, a maximum current limit value, and a minimum current limit value in one day, for example, midnight. Here, when it is determined that the predetermined time is not reached (NO in step S2), power generation is performed until the predetermined time is reached.

一方、所定の時刻であると判断された場合(ステップS2でYES)、ステップS3において、発電予測パターン入力部7は、発電予測パターンを蓄電池制御部3に入力する。本蓄電システム1が一般的な海岸線に設置されている場合、蓄電システム1の利用者は、海岸線の風力状況を自治体などより入手し、図3に示すような発電予測パターンを作成する。利用者は、作成した発電予測パターンを発電予測パターン入力部7に対して入力する。発電予測パターン入力部7は、利用者によって作成された発電予測パターンを受け付ける。   On the other hand, when it is determined that the predetermined time is reached (YES in step S2), in step S3, the power generation prediction pattern input unit 7 inputs the power generation prediction pattern to the storage battery control unit 3. When the power storage system 1 is installed on a general coastline, the user of the power storage system 1 obtains the wind power situation on the coastline from a local government or the like, and creates a power generation prediction pattern as shown in FIG. The user inputs the generated power generation prediction pattern to the power generation prediction pattern input unit 7. The power generation prediction pattern input unit 7 receives a power generation prediction pattern created by the user.

次に、ステップS4において、負荷使用電力パターン入力部6は、負荷使用電力パターンを蓄電池制御部3に入力する。山小屋は登山客の休憩場所として用いられるため、一般的に朝食時、昼食時、夕食時及び夜間時に電力を使用する。一方、その他の時間帯では、利用客は登山に出ているため、電力はほとんど使用されない。したがって、山小屋での負荷使用電力パターンとしては図6のようなパターンが得られる。   Next, in step S <b> 4, the load usage power pattern input unit 6 inputs the load usage power pattern to the storage battery control unit 3. Since the mountain hut is used as a resting place for climbers, it generally uses electricity during breakfast, lunch, dinner and night. On the other hand, in other time zones, the user is climbing, so little power is used. Therefore, a pattern as shown in FIG. 6 is obtained as a load power consumption pattern in a mountain hut.

図6は、負荷使用電力パターンの一例を示す図である。図6において、縦軸は電力を表し、横軸は時間を表している。図6では、負荷が使用する1日(24時間)の電力の変化を負荷使用電力パターンとして表している。図6に示すように、山小屋における1日(24時間)の負荷使用電力パターンは、朝食時、昼食時、夕食時及び夜間時に使用電力が増加している。蓄電システム1の利用者は、図6に示すような負荷使用電力パターンを作成し、作成した負荷使用電力パターンを負荷使用電力パターン入力部6に対して入力する。負荷使用電力パターン入力部6は、利用者によって作成された負荷使用電力パターンを受け付ける。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a load power consumption pattern. In FIG. 6, the vertical axis represents power and the horizontal axis represents time. In FIG. 6, a change in power for one day (24 hours) used by the load is represented as a load power consumption pattern. As shown in FIG. 6, in the load usage power pattern for one day (24 hours) in the mountain hut, the power usage increases during breakfast, lunch, dinner and night. A user of the power storage system 1 creates a load usage power pattern as shown in FIG. 6 and inputs the created load usage power pattern to the load usage power pattern input unit 6. The load power consumption pattern input unit 6 receives a load power consumption pattern created by the user.

ここで、ステップS3の処理とステップS4の処理とはどちらを先に行っても良く、ステップS3の処理とステップS4の処理とは順不同である。   Here, either the process of step S3 or the process of step S4 may be performed first, and the process of step S3 and the process of step S4 are in no particular order.

次に、ステップS5において、蓄電池制御部3は、発電予測パターンと負荷使用電力パターンとに基づいて、1日のうちの、充電を行う充電時間帯と、放電を行う放電時間帯とを決定する。すなわち、蓄電池制御部3は、発電予測パターンと、負荷使用電力パターンとを重ね合わせ、発電量が負荷使用電力量より多い時間帯を充電時間帯とし、発電量が負荷使用電力量より少ない時間帯を放電時間帯として決定する。   Next, in step S5, the storage battery control unit 3 determines a charging time zone for performing charging and a discharging time zone for performing discharging, based on the power generation prediction pattern and the load power consumption pattern. . That is, the storage battery control unit 3 superimposes the power generation prediction pattern and the load power usage pattern, sets a time zone in which the power generation amount is greater than the load power usage amount as a charging time zone, and a time zone in which the power generation amount is less than the load power usage amount. Is determined as a discharge time zone.

図7は、充電が行われる時間帯と、放電が行われる時間帯との分布を示す図である。図7において、縦軸は電力を表し、横軸は時間を表している。図7では、図3に示す発電予測パターンと、図6に示す負荷使用電力パターンとを重ね合わせている。図7に示すように、午前8時から10時の時間帯及び午後14時から17時の時間帯に、負荷使用電力量と発電量との差が大きくなっていることが分かる。   FIG. 7 is a diagram illustrating a distribution of time zones in which charging is performed and time zones in which discharging is performed. In FIG. 7, the vertical axis represents power, and the horizontal axis represents time. In FIG. 7, the power generation prediction pattern shown in FIG. 3 and the load usage power pattern shown in FIG. 6 are superimposed. As shown in FIG. 7, it can be seen that the difference between the load power consumption and the power generation amount is large in the time zone from 8:00 am to 10:00 am and from 14:00 pm to 17:00 pm.

次に、ステップS6において、蓄電池制御部3は、充電時間帯における充電電流値及び放電時間帯における放電電流値を算出する。すなわち、蓄電池制御部3は、負荷使用電力パターンにおける負荷使用電力と、発電予測パターンにおける発電予測電力との差分値を算出し、差分値に応じた充電電流値及び放電電流値を算出する。   Next, in step S6, the storage battery control unit 3 calculates a charging current value in the charging time zone and a discharging current value in the discharging time zone. That is, the storage battery control unit 3 calculates a difference value between the load use power in the load use power pattern and the power generation prediction power in the power generation prediction pattern, and calculates a charging current value and a discharge current value according to the difference value.

図8は、充電電流値及び放電電流値の時間変化の一例を示す図である。図8において、縦軸は電流値を表し、横軸は時間を表している。図8に示すように、負荷使用電力と発電予測電力との差分値が大きくなるほど、充放電時における電流値は大きくなっている。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temporal change in the charging current value and the discharging current value. In FIG. 8, the vertical axis represents the current value, and the horizontal axis represents time. As shown in FIG. 8, the current value at the time of charge / discharge increases as the difference value between the load power usage and the power generation prediction power increases.

次に、ステップS7において、蓄電池制御部3は、充電電流値を所定の電流値に制限した状態で充放電を開始してから、充電量が所定の目標容量に到達するまでの期間の開始時刻と終了時刻とを制限期間の電流制限開始時刻と電流制限終了時刻として決定する。具体的に、蓄電池制御部3は、例えば0.1Cの充電電流値で充放電を行った場合の充電量が所定の目標容量と同等の値を得ることができる期間を制限期間として決定し、制限期間の開始される時刻を電流制限開始時刻として決定し、制限期間の終了される時刻を電流制限終了時刻として決定する。なお、1Cは、ある蓄電池を1時間で満充電にするために必要な電流値を表す。   Next, in step S <b> 7, the storage battery control unit 3 starts charging / discharging in a state where the charging current value is limited to a predetermined current value, and then the start time of a period until the amount of charge reaches a predetermined target capacity And the end time are determined as the current limit start time and current limit end time of the limit period. Specifically, the storage battery control unit 3 determines, for example, a period during which the charge amount when charging / discharging is performed at a charging current value of 0.1 C as a predetermined target capacity, as the limit period, The time when the limit period starts is determined as the current limit start time, and the time when the limit period ends is determined as the current limit end time. 1C represents a current value required to fully charge a certain storage battery in one hour.

ここで、制限期間について図8を用いて具体的に説明する。図8において、7時から17時までの連続した充放電の時間帯を考える。7時から17時までの時間帯において、9時に充電電流が4Aとなり、16時に充電電流が5Aとなり、それぞれ0.1C(3A)を超えている。また、7時から17時までの総充電量は28Ahである。このとき、目標容量まで25Ahの充電が必要とすると、0.1C(3A)に電流値を制限したとしても、7時から17時までの総充電量は十分に目標容量に達することができる。したがって、蓄電池制御部3は、7時から17時までの期間を制限期間として決定する。   Here, the restriction period will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 8, a continuous charging / discharging time zone from 7:00 to 17:00 is considered. In the time zone from 7 o'clock to 17 o'clock, the charging current is 4A at 9 o'clock and the charging current is 5A at 16:00, each exceeding 0.1C (3A). The total charge from 7 o'clock to 17 o'clock is 28 Ah. At this time, if charging of 25 Ah is required up to the target capacity, even if the current value is limited to 0.1 C (3 A), the total charge amount from 7:00 to 17:00 can sufficiently reach the target capacity. Therefore, the storage battery control unit 3 determines the period from 7:00 to 17:00 as the limit period.

このように、充電電流値の制限を開始する電流制限開始時刻と、充電電流値の制限を終了する電流制限終了時刻とを決定することができ、電流制限開始時刻と電流制限終了時刻とに基づいて充放電を制御することができる。   In this way, it is possible to determine the current limit start time for starting the limit of the charge current value and the current limit end time for ending the limit of the charge current value, and based on the current limit start time and the current limit end time Charge and discharge can be controlled.

なお、本実施の形態では、電流制限開始時刻と電流制限終了時刻とを決定する際に用いられる所定の電流値は0.1Cとしているが、本発明は特にこれに限定されず、1C以下であればどのような値であってもよい。また、所定の電流値は、利用者によって設定され、蓄電池制御部3に予め記憶される。   In the present embodiment, the predetermined current value used when determining the current limit start time and the current limit end time is 0.1 C. However, the present invention is not particularly limited to this, and is 1 C or less. Any value may be used. The predetermined current value is set by the user and stored in advance in the storage battery control unit 3.

また、本実施の形態では、蓄電池制御部3は、充電電流値を所定の電流値に制限した状態で充放電を開始してから、充電量が所定の目標容量に到達するまでの期間を制限期間としているが、本発明は特にこれに限定されず、蓄電池制御部3は、例えば10時間という単位時間を予め決めておき、所定の単位時間内において例えば0.1Cの所定の充電電流値で充放電した場合の充電量が所定の目標容量と同等となる期間を制限期間として決定してもよい。さらに、蓄電池制御部3は、充電電流値の制限を開始する電流制限開始時刻を予め決めておき、電流制限開始時刻から例えば0.1Cの所定の充電電流値で充放電を開始し、総充電量が所定の目標容量に到達した時刻を電流制限終了時刻として決定してもよい。   Moreover, in this Embodiment, the storage battery control part 3 restrict | limits the period until charge amount reaches | attains a predetermined target capacity | capacitance after starting charging / discharging in the state which restricted the charging current value to the predetermined current value. Although the period is set, the present invention is not particularly limited to this, and the storage battery control unit 3 determines a unit time of, for example, 10 hours in advance, and at a predetermined charging current value of, for example, 0.1 C within the predetermined unit time. A period in which the charge amount when charging / discharging is equivalent to a predetermined target capacity may be determined as the limit period. Furthermore, the storage battery control unit 3 predetermines a current limit start time for starting the limit of the charge current value, starts charging / discharging at a predetermined charge current value of, for example, 0.1 C from the current limit start time, and performs total charge The time when the amount reaches a predetermined target capacity may be determined as the current limit end time.

次に、ステップS8において、蓄電池制御部3は、ステップS7で決定した電流制限開始時刻を設定する。図8の場合、7時が電流制限開始時刻として設定される。次に、ステップS9において、蓄電池制御部3は、ステップS7で決定した電流制限終了時刻を設定する。図8の場合、17時が電流制限終了時刻として設定される。   Next, in step S8, the storage battery control unit 3 sets the current limit start time determined in step S7. In the case of FIG. 8, 7:00 is set as the current limit start time. Next, in step S9, the storage battery control unit 3 sets the current limit end time determined in step S7. In the case of FIG. 8, 17:00 is set as the current limit end time.

次に、ステップS10において、蓄電池制御部3は、最大目標容量及び最小目標容量を決定する。蓄電池の定格容量が30Ahであり、電流制限終了時刻後の用途が、充放電を繰り返すサイクル用途である場合、目標容量は例えば15Ahである。一方、蓄電池の定格容量が30Ahであり、電流制限終了時刻後の用途が、常時充電状態で維持され、非常時に放電されるバックアップ用途である場合、目標容量は例えば25Ahである。この目標容量に利用者によって許容可能な許容範囲が加算されることで、最大目標容量と最小目標容量とが決定される。   Next, in step S10, the storage battery control unit 3 determines the maximum target capacity and the minimum target capacity. When the rated capacity of the storage battery is 30 Ah and the application after the current limit end time is a cycle application that repeats charging and discharging, the target capacity is, for example, 15 Ah. On the other hand, when the rated capacity of the storage battery is 30 Ah, and the application after the current limit end time is a backup application that is always maintained in a charged state and discharged in an emergency, the target capacity is, for example, 25 Ah. The maximum target capacity and the minimum target capacity are determined by adding an allowable range allowable by the user to the target capacity.

すなわち、蓄電池制御部3は、用途毎に最大目標容量と最小目標容量とを決定する。サイクル用途であれば、目標容量の許容範囲は±2Ahとなり、最大目標容量は、15+2=17Ahとなり、最小目標容量は、15−2=13Ahとなる。また、バックアップ用途であれば、目標容量の許容範囲は±2Ahとなり、最大目標容量は、25+2=27Ahとなり、最小目標容量は、25−2=23Ahとなる。なお、目標容量の許容範囲は、使用用途によって異なるため、ユーザにより任意に設定可能である。なお、最大目標容量と最小目標容量とは、ユーザによって入力され、蓄電池制御部3に予め記憶される。   That is, the storage battery control unit 3 determines the maximum target capacity and the minimum target capacity for each application. For cycle applications, the target capacity tolerance is ± 2 Ah, the maximum target capacity is 15 + 2 = 17 Ah, and the minimum target capacity is 15-2 = 13 Ah. For backup applications, the allowable range of the target capacity is ± 2 Ah, the maximum target capacity is 25 + 2 = 27 Ah, and the minimum target capacity is 25-2 = 23 Ah. Note that the allowable range of the target capacity varies depending on the intended use, and can be arbitrarily set by the user. Note that the maximum target capacity and the minimum target capacity are input by the user and stored in advance in the storage battery control unit 3.

ここで、ステップS8,9,10の処理はどの処理を先に行っても良く、ステップS8の処理とステップS9の処理とステップS10の処理とは順不同である。   Here, the process of steps S8, 9, and 10 may be performed first, and the process of step S8, the process of step S9, and the process of step S10 are in no particular order.

次に、ステップS11において、蓄電池制御部3は、現在の時刻が電流制限開始時刻であるか否かを判断する。ここで、電流制限開始時刻でないと判断された場合(ステップS11でNO)、蓄電池制御部3は、電流制限開始時刻になるまで所定時間ごとに現在の時刻が電流制限開始時刻であるか否かを判断する。   Next, in step S11, the storage battery control unit 3 determines whether or not the current time is the current limit start time. Here, when it is determined that it is not the current limit start time (NO in step S11), the storage battery control unit 3 determines whether or not the current time is the current limit start time every predetermined time until the current limit start time is reached. Judging.

一方、電流制限開始時刻であると判断された場合(ステップS11でYES)、ステップS12において、残容量検出部5は、蓄電池4の現在の残容量を検出する。   On the other hand, if it is determined that the current limit start time is reached (YES in step S11), the remaining capacity detection unit 5 detects the current remaining capacity of the storage battery 4 in step S12.

次に、ステップS13において、蓄電池制御部3は、最大目標容量、現在の残容量、電流制限開始時刻及び電流制限終了時刻に基づいて、充電電流値を制限する場合の最大となる充電電流値を最大電流制限値として算出し、最小目標容量、現在の残容量、電流制限開始時刻及び電流制限終了時刻に基づいて、充電電流値を制限する場合の最小となる充電電流値を最小電流制限値として算出する。   Next, in step S13, the storage battery control unit 3 sets the maximum charging current value when limiting the charging current value based on the maximum target capacity, the current remaining capacity, the current limit start time, and the current limit end time. Calculated as the maximum current limit value, and based on the minimum target capacity, current remaining capacity, current limit start time and current limit end time, the minimum charge current value when limiting the charge current value is set as the minimum current limit value. calculate.

具体的に、蓄電池制御部3は、ステップS7,10,12で得られた電流制限開始時刻、電流制限終了時刻、最大目標容量、最小目標容量及び現在の残容量を用いて、充電時における最大電流制限値及び最小電流制限値を、下記の(3)式及び(4)式を用いて算出する。   Specifically, the storage battery control unit 3 uses the current limit start time, the current limit end time, the maximum target capacity, the minimum target capacity, and the current remaining capacity obtained in Steps S7, 10, and 12 to perform maximum charging. The current limit value and the minimum current limit value are calculated using the following formulas (3) and (4).

最大電流制限値=(最大目標容量−現在の残容量)/(電流制限終了時刻−電流制限開始時刻)・・・(3)
最小電流制限値=(最小目標容量−現在の残容量)/(電流制限終了時刻−電流制限開始時刻)・・・(4)
例えば、最大目標容量が25Ahであり、午前7時の段階で5Ahが既に充電されており、午前7時から午後17時まで電流値を制限する場合、最大電流制限値は次式のように算出される。
Maximum current limit value = (maximum target capacity−current remaining capacity) / (current limit end time−current limit start time) (3)
Minimum current limit value = (minimum target capacity−current remaining capacity) / (current limit end time−current limit start time) (4)
For example, when the maximum target capacity is 25 Ah, 5 Ah is already charged at the 7 am stage, and the current value is limited from 7 am to 17:00 pm, the maximum current limit value is calculated as follows: Is done.

最大電流制限値=(25Ah−5Ah)/(17h−7h)=2.0A
また、例えば、最小目標容量が20Ahであり、午前7時の段階で5Ahが既に充電されており、午前7時から午後17時まで電流値を制限する場合、最小電流制限値は次式のように算出される。
Maximum current limit value = (25 Ah-5 Ah) / (17 h-7 h) = 2.0 A
For example, when the minimum target capacity is 20 Ah, 5 Ah is already charged at the stage of 7 am, and the current value is limited from 7 am to 17:00 pm, the minimum current limit value is as follows: Is calculated.

最小電流制限値=(20Ah−5Ah)/(17h−7h)=1.5A
図9は、最大電流制限値及び最小電流制限値で充電した場合における充電容量と時間との関係を示す図である。図9の充電容量の時間変化B1に示すように、電流制限開始時刻において既に5Ah充電されており、1.5Aの最小電流制限値で充電を行った場合、10時間後の電流制限終了時刻における充電容量は20Ahとなっている。また、図9の充電容量の時間変化B2に示すように、電流制限開始時刻において既に5Ah充電されており、2.0Aの最大電流制限値で充電を行った場合、10時間後の電流制限終了時刻における充電容量は25Ahとなっている。
Minimum current limit value = (20 Ah-5 Ah) / (17 h-7 h) = 1.5 A
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the charge capacity and time when charging is performed with the maximum current limit value and the minimum current limit value. As shown in the time change B1 of the charge capacity in FIG. 9, when the current limit start time is already charged for 5 Ah and charging is performed with the minimum current limit value of 1.5 A, the current limit end time after 10 hours is reached. The charging capacity is 20 Ah. Further, as shown in the time change B2 of the charge capacity in FIG. 9, when the current limit start time has already been charged for 5 Ah and charging is performed at the maximum current limit value of 2.0 A, the current limit after 10 hours has ended. The charging capacity at the time is 25 Ah.

このように、充電電流値を制限する場合の最大となる充電電流値が最大電流制限値と、充電電流値を制限する場合の最小となる充電電流値が最小電流制限値とを算出することができ、最大電流制限値と最小電流制限値とに基づいて充放電を制御することができる。また、上記の(3)式及び(4)式に基づいて最大電流制限値及び最小電流制限値が算出されるので、算出された最大電流制限値と最小電流制限値とに基づいて充放電を制御することができる。   Thus, the maximum charging current value when limiting the charging current value is calculated as the maximum current limiting value, and the minimum charging current value when limiting the charging current value is calculated as the minimum current limiting value. The charge / discharge can be controlled based on the maximum current limit value and the minimum current limit value. Moreover, since the maximum current limit value and the minimum current limit value are calculated based on the above formulas (3) and (4), charging / discharging is performed based on the calculated maximum current limit value and the minimum current limit value. Can be controlled.

次に、ステップS14において、蓄電池制御部3は、算出した最大電流制限値及び最小電流制限値に基づいて、充電時における電流値を制限する。発電が効率的に進んだ場合、電流値は増加し、発電が行われない場合、電流値は減少する。そこで、蓄電池制御部3は、発電量が増加している場合、最大電流制限値を用いて充電時における電流値を制限し、発電量が減少している場合、最小電流制限値を用いて充電時における電流値を制限する。   Next, in step S14, the storage battery control unit 3 limits the current value during charging based on the calculated maximum current limit value and minimum current limit value. When power generation proceeds efficiently, the current value increases, and when power generation is not performed, the current value decreases. Therefore, the storage battery control unit 3 limits the current value during charging using the maximum current limit value when the power generation amount is increasing, and charges using the minimum current limit value when the power generation amount is decreasing. Limit the current value at the time.

図10は、電流制限を行った場合の充放電電流分布の一例を示す図である。図3に示す発電予測パターンでは、午前6時から午後13時までの期間と午後15時から午後16時までの期間とに発電量は増加し、午後13時から午後15時までの期間と午後16時以降とに発電量は減少している。そのため、図10に示すように、蓄電池制御部3は、電流制限開始時刻である午前7時から電流制限終了時刻である午後17時までの制限期間のうち、発電量が増加している期間A,Cは、最大電流制限値2.0Aで制御し、発電量が減少している期間B,Dは、最小電流制限値1.5Aで制御する。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a charge / discharge current distribution when current limitation is performed. In the power generation prediction pattern shown in FIG. 3, the amount of power generation increases during the period from 6:00 am to 13:00 pm and from 15:00 pm to 16:00 pm, and from 13:00 pm to 15:00 pm The amount of power generation has decreased after 16:00. Therefore, as shown in FIG. 10, the storage battery control unit 3 has a period A in which the amount of power generation is increasing in the limiting period from 7:00 am that is the current limit start time to 17:00 pm that is the current limit end time. , C are controlled with a maximum current limit value of 2.0 A, and periods B, D during which the amount of power generation is decreasing are controlled with a minimum current limit value of 1.5 A.

このように、制限期間内における発電量が増加している期間の充電電流値が最大電流制限値に設定され、制限期間内における発電量が減少している期間の充電電流値が最小電流制限値に設定される。したがって、最大電流制限値と最小電流制限値とを適切に用いて充放電を制御することができる。   Thus, the charging current value during the period when the power generation amount is increasing within the limit period is set to the maximum current limit value, and the charging current value during the period when the power generation amount is decreasing within the limit period is the minimum current limit value. Set to Therefore, charge / discharge can be controlled by appropriately using the maximum current limit value and the minimum current limit value.

なお、本実施の形態では、蓄電池制御部3は電流制限値を一定に保っているが、本発明は特にこれに限定されず、電流制限値を一定に保つ必要はない。図11は、充電容量の時間変化の一例を示す図である。予測される充電容量が、電流値を制限する制限期間の始めに増加し、その後減少する場合、図11の充電容量の時間変化C1のように、蓄電池制御部3は、電流値を制限する制限期間の始めにおいて、算出した電流制限値よりも高い電流制限値で充電し、その後、算出した電流制限値よりも低い電流制限値で充電しても構わない。このように、電流値を制限する制限期間の前半と後半とで変化する電流制限値を用いることで、早めに蓄電池4に充電しておき、自然エネルギーの変化による蓄電池4の充電不足を避けることが可能になる。   In the present embodiment, the storage battery control unit 3 keeps the current limit value constant. However, the present invention is not particularly limited to this, and it is not necessary to keep the current limit value constant. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a change in charging capacity with time. When the predicted charge capacity increases at the beginning of the limit period for limiting the current value and then decreases, the storage battery control unit 3 limits the current value as shown in the time change C1 of the charge capacity in FIG. It may be charged at a current limit value higher than the calculated current limit value at the beginning of the period, and then charged at a current limit value lower than the calculated current limit value. In this way, by using the current limit value that changes between the first half and the second half of the limit period for limiting the current value, the storage battery 4 is charged early to avoid insufficient charging of the storage battery 4 due to changes in natural energy. Is possible.

同様に、予測される充電容量が、電流値を制限する制限期間の始めに減少し、その後増加する場合、図11の充電容量の時間変化C2のように、蓄電池制御部3は、電流値を制限する制限期間の始めにおいて、算出した電流制限値よりも低い電流制限値で充電し、その後、算出した電流制限値よりも高い電流制限値で充電しても構わない。このように、電流値を制限する制限期間の前半と後半とで変化する電流制限値を用いることで、電流値を制限する制限期間の後半に得られる発電量を失うことなく、効率的に充電することが可能になる。   Similarly, when the predicted charge capacity decreases at the beginning of the limit period for limiting the current value and then increases, the storage battery control unit 3 sets the current value as in the time change C2 of the charge capacity in FIG. It may be charged at a current limit value lower than the calculated current limit value at the beginning of the limit period to be limited, and then charged with a current limit value higher than the calculated current limit value. In this way, by using the current limit value that changes between the first half and the second half of the limit period for limiting the current value, charging can be performed efficiently without losing the amount of power generated in the second half of the limit period for limiting the current value. It becomes possible to do.

なお、風力は日によってばらつきがあるため、十分な量の充放電が行えるとは限らない。そこで、本実施の形態において、蓄電池制御部3は、制限時間の任意の時間における充放電量が予定通りとなっているかを確認する。   Since wind power varies from day to day, it is not always possible to charge and discharge a sufficient amount. Therefore, in the present embodiment, the storage battery control unit 3 confirms whether the charge / discharge amount at any time of the time limit is as planned.

すなわち、ステップS15において、蓄電池制御部3は、現在の時刻が所定の時刻であるか否かを判断する。ここで、所定の時刻でないと判断された場合(ステップS15でNO)、ステップS17の処理に移行する。なお、ステップS15の判断処理は、例えば8時から17時までの1時間毎に行われる。   That is, in step S15, the storage battery control unit 3 determines whether or not the current time is a predetermined time. If it is determined that it is not the predetermined time (NO in step S15), the process proceeds to step S17. Note that the determination process in step S15 is performed, for example, every hour from 8:00 to 17:00.

一方、所定の時刻であると判断された場合(ステップS15でYES)、ステップS16において、蓄電池制御部3は、充電量が適正値であるか否かを判断する。具体的には、蓄電池制御部3は、所定の時刻と、所定の時刻における適正な充電量とを対応付けたテーブルデータを予め記憶している。蓄電池制御部3は、所定の時刻になると、予め記憶しているテーブルデータを参照し、所定の時刻に対応する充電量を読み出す。そして、蓄電池制御部3は、読み出した充電量と、現在の充電量とを比較し、現在の充電量が適正であるか否かを判断する。なお、蓄電池制御部3は、読み出した充電量と、現在の充電量とが略一致する場合、現在の充電量が適正であると判断する。ここで、略一致する場合とは、値が完全に一致する場合だけでなく、例えば±1Ah程度の誤差を有する場合も含まれる。   On the other hand, when it is determined that the predetermined time is reached (YES in step S15), in step S16, the storage battery control unit 3 determines whether or not the charge amount is an appropriate value. Specifically, the storage battery control unit 3 stores in advance table data in which a predetermined time is associated with an appropriate charge amount at the predetermined time. When the predetermined time is reached, the storage battery control unit 3 reads the charge amount corresponding to the predetermined time with reference to previously stored table data. Then, the storage battery control unit 3 compares the read charge amount with the current charge amount, and determines whether or not the current charge amount is appropriate. Note that the storage battery control unit 3 determines that the current charge amount is appropriate when the read charge amount substantially matches the current charge amount. Here, the case of substantially matching includes not only the case where the values completely match but also the case where there is an error of about ± 1 Ah, for example.

ここで、充電量が適正値でないと判断された場合(ステップS16でNO)、ステップS7の処理へ戻り、蓄電池制御部3は、再度、電流制限開始時刻及び電流制限終了時刻を決定する。   Here, when it is determined that the charge amount is not an appropriate value (NO in step S16), the process returns to step S7, and the storage battery control unit 3 again determines the current limit start time and the current limit end time.

このように、自然エネルギーの発電量が少なく、蓄電池4の残容量が目標とする充電容量よりも少なかったとしても、制限期間内における充電電流値を修正することで、予め設定した充電容量に到達させることができる。   Thus, even if the amount of generated natural energy is small and the remaining capacity of the storage battery 4 is less than the target charge capacity, the preset charge capacity is reached by correcting the charge current value within the limit period. Can be made.

一方、充電量が適正値であると判断された場合(ステップS16でYES)、ステップS17において、蓄電池制御部3は、現在の時刻が電流制限終了時刻であるか否かを判断する。ここで、電流制限終了時刻でないと判断された場合(ステップS17でNO)、ステップS14の処理へ戻る。一方、電流制限終了時刻であると判断された場合(ステップS17でYES)、蓄電池制御部3は、電流値の制限を終了し、ステップS2の処理へ戻る。   On the other hand, when it is determined that the charge amount is an appropriate value (YES in step S16), in step S17, the storage battery control unit 3 determines whether or not the current time is the current limit end time. If it is determined that the current limit end time is not reached (NO in step S17), the process returns to step S14. On the other hand, when it is determined that it is the current limit end time (YES in step S17), the storage battery control unit 3 ends the limit of the current value, and returns to the process of step S2.

このように、蓄電池4の残容量と負荷使用電力パターンと発電予測パターンとに基づいて、蓄電システム1での充電量が増大する期間が充電電流値を制限する制限期間として決定され、制限期間内における充電電流値が算出されるので、過度の充電電流値で充電されるのを防止し、蓄電池の長寿命化を実現することができる。   Thus, based on the remaining capacity of the storage battery 4, the load usage power pattern, and the power generation prediction pattern, the period during which the charge amount in the power storage system 1 increases is determined as the limit period for limiting the charge current value, and is within the limit period. Since the charging current value at is calculated, charging with an excessive charging current value can be prevented, and the life of the storage battery can be extended.

従来のように、蓄電システム自体の出力を安定化させることを目的とし、予測によって発電出力を上下させる場合、蓄電システムとして不足又は過剰である電力は、蓄電池4からの充放電によって補われる。従って、風力発電量の変動が激しく、予測に対応できなかった場合、蓄電池4からの大電流の充放電が継続して行われ、蓄電池4が発熱によって劣化し、寿命が短くなる虞がある。   When the power generation output is increased or decreased by prediction for the purpose of stabilizing the output of the power storage system itself as in the past, the power that is insufficient or excessive as the power storage system is compensated by charging / discharging from the storage battery 4. Therefore, when the fluctuation in the amount of wind power generation is severe and the prediction cannot be dealt with, charging / discharging of a large current from the storage battery 4 is continuously performed, and the storage battery 4 may be deteriorated due to heat generation and the life may be shortened.

図12は、従来の蓄電システムにおいて、満充電による充電の停止が発生した場合の充放電電流の一例を示す図であり、図13は、従来の蓄電システムにおいて、風速がカットアウト風速に達した場合の充放電電流の一例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a charge / discharge current when charging is stopped due to full charge in a conventional power storage system, and FIG. 13 illustrates that the wind speed reaches the cutout wind speed in the conventional power storage system. It is a figure which shows an example of the charging / discharging electric current in a case.

図12に示すように、大電流での充電が継続することによって、午後17時前に満充電になることで、途中で充電が終了することがある。また、図13に示すように、午前9から午前10時までの期間及び午後15時から午後17時までの期間において、風力が強くなり、風速がカットアウト風速に達することで、急遽に充電が終了することがある。このように、風力に依存して蓄電池4の充放電電流値を決定すると、不要な大電流での充電を行い、発熱等により蓄電池の損傷を促進させる虞がある。   As shown in FIG. 12, when charging with a large current continues, charging may end in the middle by being fully charged before 17:00 pm. In addition, as shown in FIG. 13, during the period from 9 am to 10 am and from 15:00 pm to 17:00 pm, the wind power becomes strong and the wind speed reaches the cutout wind speed, so that charging is suddenly performed. May end. Thus, when the charge / discharge current value of the storage battery 4 is determined depending on wind power, there is a possibility that charging with an unnecessary large current is performed, and damage to the storage battery is promoted by heat generation or the like.

なお、本実施の形態では、主に風力発電について説明しているが、本発明は特にこれに限定されず、太陽光発電にも適用可能である。太陽光発電の場合、風力に比較して発電予測パターンは周期的及び規則的に変化する。そのため、蓄電池に対しての充放電電流も、規則的に大電流が流れることとなり、蓄電池が発熱し、劣化の進行が早くなる。   In this embodiment, wind power generation is mainly described. However, the present invention is not particularly limited to this, and can be applied to solar power generation. In the case of photovoltaic power generation, the power generation prediction pattern changes periodically and regularly compared with wind power. Therefore, a large current also regularly flows through the charge / discharge current for the storage battery, the storage battery generates heat, and the progress of deterioration is accelerated.

また、太陽電池の場合、晴れの際は、電流制限を行ったとしても発電が高い確率で行われ、目標容量に未達となることが少ない。したがって、本実施の形態で示した蓄電システム1と同様に、太陽光発電における蓄電システムは、太陽光発電での発電予測パターン、負荷使用電力予測パターン、蓄電池4の残容量とに基づいて、充電電流値を制限する制限期間を決定し、制限期間内における最大電流制限値及び最小電流制限値を算出して、充電電流値を制限する。これにより、蓄電池4への過大な電流による充放電が制限され、蓄電池4の長寿命化を実現することができる。   In the case of a solar cell, when it is fine, even if current limitation is performed, power generation is performed with a high probability, and the target capacity is rarely reached. Therefore, similarly to the power storage system 1 shown in the present embodiment, the power storage system in solar power generation is charged based on the power generation prediction pattern in solar power generation, the load power consumption prediction pattern, and the remaining capacity of the storage battery 4. A limiting period for limiting the current value is determined, a maximum current limiting value and a minimum current limiting value within the limiting period are calculated, and the charging current value is limited. Thereby, charging / discharging by the excessive electric current to the storage battery 4 is restrict | limited, and the lifetime improvement of the storage battery 4 is realizable.

なお、本実施の形態における蓄電システム1は、商用電源を備えておらず、独立電源として用いられているが、本発明は特にこれに限定されず、商用電源を備えてもよい。図14は、本実施の形態の変形例における蓄電システムの構成を示すブロック図である。   The power storage system 1 in the present embodiment is not provided with a commercial power supply and is used as an independent power supply. However, the present invention is not particularly limited thereto, and may be provided with a commercial power supply. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a power storage system in a modification of the present embodiment.

図14に示す蓄電システム11は、発電部2、蓄電池制御部3、蓄電池4、残容量検出部5、負荷使用電力パターン入力部6、発電予測パターン入力部7及び商用電源8を備える。なお、図14に示す蓄電システム11において、図1に示す蓄電システム1と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。   The power storage system 11 illustrated in FIG. 14 includes a power generation unit 2, a storage battery control unit 3, a storage battery 4, a remaining capacity detection unit 5, a load power consumption pattern input unit 6, a power generation prediction pattern input unit 7, and a commercial power supply 8. In addition, in the electrical storage system 11 shown in FIG. 14, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure as the electrical storage system 1 shown in FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.

商用電源8は、蓄電池制御部3を介して蓄電池4に接続されている。このとき、充電量が不足した場合、商用電源8から追加の充電も可能であるため、常に最小電流制限値を用いて充電することも可能である。   The commercial power supply 8 is connected to the storage battery 4 via the storage battery control unit 3. At this time, if the amount of charge is insufficient, additional charging from the commercial power supply 8 is also possible, so it is also possible to always charge using the minimum current limit value.

すなわち、蓄電池制御部3は、所定の時刻毎に対応付けて蓄電池4の充電容量を予め記憶している。蓄電池制御部3は、電流制限開始時刻において、充電電流値を最小電流制限値に設定し、所定の時刻において検出される残容量が予め記憶されている所定の時刻における充電容量より小さい場合、最小電流制限値を所定の電流値だけ増加させるとともに、商用電源8から追加で蓄電池4に対して電力を供給させる。   That is, the storage battery control unit 3 stores the charge capacity of the storage battery 4 in advance in association with each predetermined time. The storage battery control unit 3 sets the charge current value to the minimum current limit value at the current limit start time, and the remaining capacity detected at the predetermined time is smaller than the charge capacity at the predetermined time stored in advance. The current limit value is increased by a predetermined current value, and power is additionally supplied from the commercial power supply 8 to the storage battery 4.

ここで、商用電源8を備える蓄電システム11の具体的な動作について図4及び図5のフローチャートを用いて説明する。図4のステップS1〜図5のステップS13までの処理が行われる。次に、図5のステップS14において、蓄電池制御部3は、算出した最小電流制限値に基づいて、充電時における電流値を制限する。   Here, a specific operation of the power storage system 11 including the commercial power supply 8 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4 and 5. Processing from step S1 in FIG. 4 to step S13 in FIG. 5 is performed. Next, in step S14 of FIG. 5, the storage battery control unit 3 limits the current value during charging based on the calculated minimum current limit value.

次に、ステップS15において、蓄電池制御部3は、現在の時刻が所定の時刻であるか否かを判断する。ここで、所定の時刻でないと判断された場合(ステップS15でNO)、ステップS17の処理に移行する。   Next, in step S15, the storage battery control unit 3 determines whether or not the current time is a predetermined time. If it is determined that it is not the predetermined time (NO in step S15), the process proceeds to step S17.

一方、所定の時刻であると判断された場合(ステップS15でYES)、ステップS16において、蓄電池制御部3は、充電量が適正値であるか否かを判断する。なお、ステップS16の処理については上述の通りである。   On the other hand, when it is determined that the predetermined time is reached (YES in step S15), in step S16, the storage battery control unit 3 determines whether or not the charge amount is an appropriate value. The process in step S16 is as described above.

ここで、充電量が適正値でないと判断された場合(ステップS16でNO)、蓄電池制御部3は、現在の充電量が予め記憶されている所定の充電量より小さいか否かを判断する。ここで、現在の充電量が予め記憶されている所定の充電量以上であると判断された場合、ステップS7の処理へ戻り、蓄電池制御部3は、再度、電流制限開始時刻及び電流制限終了時刻を算出する。   Here, when it is determined that the charge amount is not an appropriate value (NO in step S16), the storage battery control unit 3 determines whether or not the current charge amount is smaller than a predetermined charge amount stored in advance. Here, when it is determined that the current charge amount is equal to or greater than the predetermined charge amount stored in advance, the process returns to step S7, and the storage battery control unit 3 again performs the current limit start time and the current limit end time. Is calculated.

一方、現在の充電量が予め記憶されている所定の充電量より小さいと判断された場合、蓄電池制御部3は、最小電流制限値を増加させるとともに、商用電源8からの電力の供給を開始する。なお、このとき、蓄電池制御部3は、ステップS13で算出された最小電流制限値に所定の値を加えることで最小電流制限値を増加させているが、本発明は特にこれに限定されない。すなわち、蓄電池制御部3は、ステップS13で算出された最小電流制限値に所定の時間毎に所定の値を加えることで最小電流制限値を徐々に増加させてもよい。   On the other hand, when it is determined that the current charge amount is smaller than the predetermined charge amount stored in advance, the storage battery control unit 3 increases the minimum current limit value and starts supplying power from the commercial power supply 8. . At this time, the storage battery control unit 3 increases the minimum current limit value by adding a predetermined value to the minimum current limit value calculated in step S13, but the present invention is not particularly limited to this. That is, the storage battery control unit 3 may gradually increase the minimum current limit value by adding a predetermined value to the minimum current limit value calculated in step S13 every predetermined time.

一方、充電量が適正値であると判断された場合(ステップS16でYES)、ステップS17の処理へ移行し、ステップS17及びステップS18の処理が行われる。   On the other hand, when it is determined that the charge amount is an appropriate value (YES in step S16), the process proceeds to step S17, and the processes in step S17 and step S18 are performed.

このように、蓄電システム11が商用電源8を備える場合、途中で充電容量が不足したとしても商用電源8から直ちに充電することが可能であるので、最小電流制限値を用いることによって、蓄電池4への充電量が制限され、蓄電池4の発熱を抑えることができ、蓄電池4の長寿命化をさらに実現することができる。また、発電量が過多となり、電力が余剰となった場合には、電力会社に対して売電することも可能である。   As described above, when the power storage system 11 includes the commercial power supply 8, even if the charging capacity is short on the way, it is possible to immediately charge from the commercial power supply 8. The charge amount of the battery 4 is limited, the heat generation of the storage battery 4 can be suppressed, and the life extension of the storage battery 4 can be further realized. In addition, when the amount of power generation becomes excessive and the power becomes surplus, it is possible to sell power to an electric power company.

また、蓄電システムが、商用電源を備えておらず、独立電源として用いられる場合、発電部2によって発電された電力を効率的に充電させる必要があるため、常に最大電流制限値を用いることも可能である。この場合、最大電流制限値を用いたとしても、発熱が抑えられる範囲内で充電が行われるため、蓄電池の寿命が短縮する可能性は低い。また、発電量が過多となり、電力が余剰となった場合には、蓄電池制御部3内での負荷によって消費される。   In addition, when the power storage system is not provided with a commercial power supply and is used as an independent power supply, it is necessary to efficiently charge the power generated by the power generation unit 2, and therefore it is possible to always use the maximum current limit value. It is. In this case, even if the maximum current limit value is used, charging is performed within a range in which heat generation is suppressed, and therefore the possibility of shortening the life of the storage battery is low. Further, when the power generation amount becomes excessive and the power becomes excessive, it is consumed by a load in the storage battery control unit 3.

さらに、電流制限開始時刻から最大電流制限値で充電を開始し、所定の時刻において、残容量が予め記憶されている充電容量より大きい場合、最大電流制限値を減少させてもよい。すなわち、蓄電池制御部3は、所定の時刻毎に対応付けて蓄電池4の充電容量を予め記憶している。蓄電池制御部3は、電流制限開始時刻において、充電電流値を最大電流制限値に設定し、所定の時刻において検出される残容量が予め記憶されている所定の時刻における充電容量より大きい場合、最大電流制限値を所定の電流値だけ減少させる。   Furthermore, charging may be started at the maximum current limit value from the current limit start time, and the maximum current limit value may be decreased when the remaining capacity is larger than the charge capacity stored in advance at a predetermined time. That is, the storage battery control unit 3 stores the charge capacity of the storage battery 4 in advance in association with each predetermined time. The storage battery control unit 3 sets the charge current value to the maximum current limit value at the current limit start time, and if the remaining capacity detected at the predetermined time is greater than the charge capacity at the predetermined time stored in advance, the maximum The current limit value is decreased by a predetermined current value.

具体的に、図5のステップS16で充電量が適正値でないと判断された場合、蓄電池制御部3は、現在の充電量が予め記憶されている所定の充電量より大きいか否かを判断する。ここで、現在の充電量が予め記憶されている所定の充電量以下であると判断された場合、ステップS7の処理へ戻る。   Specifically, when it is determined in step S16 of FIG. 5 that the charge amount is not an appropriate value, the storage battery control unit 3 determines whether or not the current charge amount is larger than a predetermined charge amount stored in advance. . Here, when it is determined that the current charge amount is equal to or less than the predetermined charge amount stored in advance, the process returns to step S7.

一方、現在の充電量が予め記憶されている所定の充電量より大きいと判断された場合、蓄電池制御部3は、最大電流制限値を減少させる。なお、このとき、蓄電池制御部3は、ステップS13で算出された最大電流制限値から所定の値を減算することで最大電流制限値を減少させているが、本発明は特にこれに限定されない。すなわち、蓄電池制御部3は、ステップS13で算出された最大電流制限値から所定の時間毎に所定の値を減算することで最大電流制限値を徐々に減少させてもよい。   On the other hand, when it is determined that the current charge amount is larger than the predetermined charge amount stored in advance, the storage battery control unit 3 decreases the maximum current limit value. At this time, the storage battery control unit 3 decreases the maximum current limit value by subtracting a predetermined value from the maximum current limit value calculated in step S13, but the present invention is not particularly limited to this. That is, the storage battery control unit 3 may gradually decrease the maximum current limit value by subtracting a predetermined value every predetermined time from the maximum current limit value calculated in step S13.

この場合、最大電流制限値を用いて充電を開始し、蓄電池4の残容量が予め記憶されている所定の充電容量よりも大きくなった場合、最大電流制限値が所定の電流値だけ減少されるので、自然エネルギーによって発電された電力を効率よく蓄電池4に充電することができる。   In this case, charging is started using the maximum current limit value, and when the remaining capacity of the storage battery 4 becomes larger than a predetermined charge capacity stored in advance, the maximum current limit value is decreased by a predetermined current value. Therefore, the storage battery 4 can be efficiently charged with the electric power generated by the natural energy.

本発明に係る蓄電システムは、過度の充電電流値で充電されるのを防止し、蓄電池の長寿命化を実現することができ、自然エネルギーを利用した蓄電システムとして有用である。   The power storage system according to the present invention can be prevented from being charged with an excessive charging current value, can realize a long life of the storage battery, and is useful as a power storage system using natural energy.

本発明の一実施の形態における蓄電システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electrical storage system in one embodiment of this invention. 一般的な風力予測パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a general wind prediction pattern. 発電予測パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an electric power generation prediction pattern. 本実施の形態に係る蓄電システムの動作について説明するための第1のフローチャートである。It is a 1st flowchart for demonstrating operation | movement of the electrical storage system which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る蓄電システムの動作について説明するための第2のフローチャートである。It is a 2nd flowchart for demonstrating operation | movement of the electrical storage system which concerns on this Embodiment. 負荷使用電力パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a load electric power usage pattern. 充電が行われる時間帯と、放電が行われる時間帯との分布を示す図である。It is a figure which shows distribution of the time slot | zone in which charging is performed, and the time slot | zone in which discharge is performed. 充電電流値及び放電電流値の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of a charging current value and a discharging current value. 最大電流制限値及び最小電流制限値で充電した場合における充電容量と時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between charging capacity and time at the time of charging with the maximum current limiting value and the minimum current limiting value. 電流制限を行った場合の充放電電流分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of charging / discharging electric current distribution at the time of performing electric current restriction | limiting. 充電容量の時間変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of charge capacity. 従来の蓄電システムにおいて、満充電による充電の停止が発生した場合の充放電電流の一例を示す図である。In the conventional electrical storage system, it is a figure which shows an example of the charging / discharging electric current when the stop of charge by full charge generate | occur | produces. 従来の蓄電システムにおいて、風速がカットアウト風速に達した場合の充放電電流の一例を示す図である。In the conventional electrical storage system, it is a figure which shows an example of the charging / discharging electric current when a wind speed reaches the cutout wind speed. 本実施の形態の変形例における蓄電システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electrical storage system in the modification of this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,11 蓄電システム
2 発電部
3 蓄電池制御部
4 蓄電池
5 残容量検出部
6 負荷使用電力パターン入力部
7 発電予測パターン入力部
8 商用電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Power storage system 2 Power generation part 3 Storage battery control part 4 Storage battery 5 Remaining capacity detection part 6 Load electric power pattern input part 7 Power generation prediction pattern input part 8 Commercial power supply

Claims (8)

  1. 自然エネルギーから電力を発電する発電部と、
    前記発電部によって発電された電力を貯蔵する蓄電池と、
    前記蓄電池の残容量を検出する残容量検出部と、
    前記蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御部と、
    負荷の使用電力量の時間変化を負荷使用電力パターンとして前記蓄電池制御部に入力する負荷使用電力パターン入力部と、
    将来の前記発電部の発電量の時間変化を発電予測パターンとして前記蓄電池制御部に入力する発電予測パターン入力部とを備え、
    前記蓄電池制御部は、前記残容量検出部によって検出された前記残容量と、前記負荷使用電力パターン入力部によって入力された前記負荷使用電力パターンと、前記発電予測パターン入力部によって入力された前記発電予測パターンとに基づいて、充電電流値を制限する制限期間を決定し、前記制限期間内における充電電流値を算出することを特徴とする蓄電システム。
    A power generation unit that generates power from natural energy;
    A storage battery for storing the power generated by the power generation unit;
    A remaining capacity detector for detecting the remaining capacity of the storage battery;
    A storage battery control unit for controlling charge and discharge of the storage battery;
    A load power consumption pattern input unit that inputs a time change in load power consumption as a load power consumption pattern to the storage battery control unit; and
    A power generation prediction pattern input unit that inputs a time change in the power generation amount of the power generation unit in the future to the storage battery control unit as a power generation prediction pattern;
    The storage battery control unit includes the remaining capacity detected by the remaining capacity detection unit, the load usage power pattern input by the load usage power pattern input unit, and the power generation input by the power generation prediction pattern input unit. A power storage system, wherein a limit period for limiting a charge current value is determined based on a prediction pattern, and a charge current value within the limit period is calculated.
  2. 前記蓄電池制御部は、所定の時刻毎に対応付けて前記蓄電池の充電容量を予め記憶しており、所定の時刻において検出される前記残容量と、予め記憶されている前記所定の時刻における前記充電容量とを前記制限期間内において比較し、予め記憶されている前記充電容量と前記残容量とが略一致しない場合、前記充電電流値を修正することを特徴とする請求項1記載の蓄電システム。   The storage battery control unit stores in advance the storage capacity of the storage battery in association with each predetermined time, the remaining capacity detected at a predetermined time, and the charging at the predetermined time stored in advance 2. The power storage system according to claim 1, wherein a capacity is compared within the limit period, and the charge current value is corrected when the charge capacity stored in advance and the remaining capacity do not substantially coincide with each other.
  3. 前記蓄電池制御部は、前記発電予測パターンと前記負荷使用電力パターンとを重ね合わせ、前記発電量が前記使用電力量より多い時間帯を充電時間帯とし、前記発電量が前記使用電力量より少ない時間帯を放電時間帯として決定し、前記充電時間帯における充電電流値と前記放電時間帯における放電電流値とを算出し、前記充電電流値を所定の電流値に制限した状態で充放電を開始してから、充電量が所定の目標容量に到達するまでの期間の開始時刻と終了時刻とを前記制限期間の電流制限開始時刻と電流制限終了時刻として決定することを特徴とする請求項1又は2記載の蓄電システム。   The storage battery control unit superimposes the power generation prediction pattern and the load power usage pattern, sets a time zone in which the power generation amount is greater than the power usage amount as a charging time zone, and a time in which the power generation amount is less than the power usage amount A charging band is determined as a discharge time zone, a charging current value in the charging time zone and a discharging current value in the discharging time zone are calculated, and charging / discharging is started in a state where the charging current value is limited to a predetermined current value. The start time and end time of a period until the amount of charge reaches a predetermined target capacity after the operation is determined as a current limit start time and a current limit end time of the limit period. The electricity storage system described.
  4. 前記蓄電池制御部は、前記蓄電池の用途毎に目標とする最大の充電量を表す最大目標容量と目標とする最小の充電量を表す最小目標容量とを予め記憶しており、前記最大目標容量、現在の前記残容量、前記電流制限開始時刻及び前記電流制限終了時刻に基づいて、前記充電電流値を制限する場合の最大となる充電電流値を最大電流制限値として算出し、前記最小目標容量、現在の前記残容量、前記電流制限開始時刻及び前記電流制限終了時刻に基づいて、前記充電電流値を制限する場合の最小となる充電電流値を最小電流制限値として算出することを特徴とする請求項3記載の蓄電システム。   The storage battery control unit stores in advance a maximum target capacity that represents a target maximum charge amount for each use of the storage battery and a minimum target capacity that represents a target minimum charge amount, and the maximum target capacity, Based on the current remaining capacity, the current limit start time and the current limit end time, a maximum charge current value when limiting the charge current value is calculated as a maximum current limit value, and the minimum target capacity, The charging current value that is the minimum when the charging current value is limited is calculated as a minimum current limiting value based on the current remaining capacity, the current limiting start time, and the current limiting end time. Item 4. The power storage system according to Item 3.
  5. 前記蓄電池制御部は、前記最大電流制限値及び前記最小電流制限値を下記の(1)式及び(2)式に基づいて算出することを特徴とする請求項4記載の蓄電システム。
    最大電流制限値=(最大目標容量−現在の残容量)/(電流制限終了時刻−電流制限開始時刻)・・・(1)
    最小電流制限値=(最小目標容量−現在の残容量)/(電流制限終了時刻−電流制限開始時刻)・・・(2)
    The power storage system according to claim 4, wherein the storage battery control unit calculates the maximum current limit value and the minimum current limit value based on the following expressions (1) and (2).
    Maximum current limit value = (maximum target capacity−current remaining capacity) / (current limit end time−current limit start time) (1)
    Minimum current limit value = (minimum target capacity−current remaining capacity) / (current limit end time−current limit start time) (2)
  6. 前記蓄電池制御部は、前記制限期間内における前記発電量が増加している期間の充電電流値を前記最大電流制限値に設定し、前記制限期間内における前記発電量が減少している期間の充電電流値を前記最小電流制限値に設定することを特徴とする請求項4又は5記載の蓄電システム。   The storage battery control unit sets a charging current value during a period when the power generation amount is increasing within the limit period to the maximum current limit value, and charging during a period when the power generation amount is decreasing within the limit period 6. The power storage system according to claim 4, wherein a current value is set to the minimum current limit value.
  7. 商用電源をさらに備え、
    前記蓄電池制御部は、所定の時刻毎に対応付けて前記蓄電池の充電容量を予め記憶しており、前記電流制限開始時刻において、前記充電電流値を前記最小電流制限値に設定し、所定の時刻において検出される前記残容量が予め記憶されている前記所定の時刻における前記充電容量より小さい場合、前記最小電流制限値を所定の電流値だけ増加させるとともに、前記商用電源から追加で蓄電池に対して電力を供給させることを特徴とする請求項4又は5記載の蓄電システム。
    A commercial power supply,
    The storage battery control unit stores the charge capacity of the storage battery in advance in association with each predetermined time, sets the charging current value to the minimum current limit value at the current limit start time, and sets the predetermined time When the remaining capacity detected at the time is smaller than the charge capacity at the predetermined time stored in advance, the minimum current limit value is increased by a predetermined current value, and additionally from the commercial power source to the storage battery The power storage system according to claim 4 or 5, wherein electric power is supplied.
  8. 前記蓄電池制御部は、所定の時刻毎に対応付けて前記蓄電池の充電容量を予め記憶しており、前記電流制限開始時刻において、前記充電電流値を前記最大電流制限値に設定し、所定の時刻において検出される前記残容量が予め記憶されている前記所定の時刻における前記充電容量より大きい場合、前記最大電流制限値を所定の電流値だけ減少させることを特徴とする請求項4又は5記載の蓄電システム。   The storage battery control unit stores the charge capacity of the storage battery in advance in association with each predetermined time, sets the charging current value to the maximum current limit value at the current limit start time, and sets the predetermined time 6. The maximum current limit value is decreased by a predetermined current value when the remaining capacity detected in step is larger than the charge capacity at the predetermined time stored in advance. Power storage system.
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