JP2012210074A - 電力供給システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力供給システムは、PCS2と、PCS管理制御部3と、BSU4と、BMU5と、蓄電池7とを有する系統を複数備える。当該電力供給システムにおいて、各系列の蓄電池7が並列に接続されるように各系列同士が接続される。また、当該電力供給システムにおいて、PCS管理制御部3が自己の状態を含む情報を同一系列のBMU5に周期的に送信し、BMU5が自己の状態を含む情報を同一系列のPCS管理制御部3に周期的に送信することで、同一系列のPCS管理制御部3及びBMU5がそれぞれ相手の異常を検知する。
【選択図】図2
Description
マスタコントローラ1は、外部の負荷100及び電力系統200に接続されている。負荷100はAC電源入力端子を有する負荷であり、電力系統200はAC電力を供給する電力系統である。マスタコントローラ1は、各系列のPCS管理制御部3を統合的に監視・制御する。すなわち、マスタコントローラ1は、通常時には系列毎に充放電量を決定しその決定に応じた充放電制御指令を各系列のPCS管理制御部3にそれぞれ送信し、異常時には異常が発生した系列のPCS管理制御部3に対してPCS2の停止指令、PCS2の待機指令、又はPCS2側に設置されているブレーカ(不図示)の遮断指令を送信する。
PCS2は、双方向AC/DC電力変換器であり、充電時に電力系統200からマスタコントローラ1を経由して供給されるAC電力をDC電力に変換し、放電時に同一系列に属する蓄電池7から同一系列に属するBSU4を経由して供給されるDC電力をAC電力に変換する。尚、本実施形態とは異なり、マスタコントローラ1が外部のDC負荷(DC電源入力端子を有する負荷)及びDC電源(例えば太陽電池)に接続される場合には、PCS2を双方向DC/DC電力変換器に変更すればよい。
PCS管理制御部3は、マスタコントローラ1から送られてくる充放電制御指令に基づいて同一系列に属するPCS2の動作を制御するとともに、同一系列に属するPCS2の状態を監視している。また、PCS管理制御部3は、異常時には同一系列に属するPCS2の停止、同一系列に属するPCS2の待機、又は同一系列に属するPCS2側に設置されているブレーカ(不図示)の遮断を実行する。
BSU4は、同一系列に属するPSC2と同一系列に属する蓄電池7との電気的接続をON/OFFするスイッチであり、同一系列に属するBMU5によって制御される。本実施形態では、BSU4は、パワーFET(Field Effect Transistor)、コンタクタ、及びブレーカが直列接続されている構成である。PSC2と蓄電池7との電気的接続をONからOFFに切り替える際には、まず電気スイッチであるパワーFETをONからOFFに切り替え、その後機械スイッチであるコンタクタ及びブレーカをONからOFFに切り替えるようにする。一方、PSC2と蓄電池7との電気的接続をOFFからONに切り替える際には、まず機械スイッチであるコンタクタ及びブレーカをOFFからONに切り替え、その後電気スイッチであるパワーFETをOFFからONに切り替えるようにする。
BMU5は、同一系列に属するBSU4を制御するとともに、同一系列に属するBSU4の状態及び同一系列に属する蓄電池7の状態を監視している。
マスタBMU6は、各系列の蓄電池7、BSU4、及びBMU5を統合的に監視・制御する。すなわち、マスタBMU6は、各系列のBMU5から送られてくる蓄電池7の状態、BSU4の状態、BMU5の状態、及びPCS2の状態などに関するログ情報を収集して保存するとともに、必要に応じて任意のBMU5に向けて、その任意のBMU5と同一系列に属するBSU4内のパワーFET、コンタクタ、及びブレーカをOFFにする指令を送信する。例えば、マスタBMU6は、上記のログ情報に基づいて、異常が発生している系列が所定数以上あると判断した場合に、安全のため異常が発生していない系列の各BMU5に向けて、その各BMU5と同一系列に属するBSU4内のパワーFET、コンタクタ、及びブレーカをOFFにする指令を送信することが考えられる。
蓄電池7の形態は特に限定されず、例えば、単一のバッテリセルであってもよく、複数のバッテリセルの集合体である電池パックであってもよく、また、当該電池パックを複数接続したものであってもよい。蓄電池7の電圧を高くする場合には、電池パックを複数直列接続した形態にするとよい。
ここで、上述した充放電量割り当て関連情報について図3を参照して説明する。
[1]送信元系列のID
[2]送信元系列のBMU5の状態(停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など)
[3]送信元系列の蓄電池7の充電状態(state of charge:SOC)及びSOH
[4]送信元系列の電圧および電流
[5]送信元系列の充電電流制限値および放電電流制限値
[6]送信元系列の状態(充電状態、放電状態、充電も放電もしていない状態等)
[7]送信元系列の各電池パックからの生データ(警報、エラー等の各種状態フラグ、電圧、電流、温度)
[8]送信元系列の予備充電(蓄電池7のSOCが小さく空状態又は空状態に近いときに実施される小電流での充電)切替、定電圧充電(蓄電池7のSOCが大きく満充電に近いときに実施される定電圧での充電)切替
[9]送信元系列のBSU4からの電流、電圧、温度などのデータ
[10]送信元系列のBSU4のパワーFET、コンタクタ、ブレーカの各状態
[11]その他(停電、地絡、地震、災害発生時の消火用NE1ガス、災害発生時の消火用N2ガスなど)
[12]送信元系列のPCS2の状態に関する各種パラメータ
[13]送信元系列のBMU5側タイムスタンプ
(1)送信先系列のSOC加工パラメータ(例:乗算係数の値)
(2)送信先系列のSOH加工パラメータ(例:乗算係数の値)
(3)送信先系列の充電電流制限値加工パラメータ(例:乗算係数の値)
(4)送信先系列の放電電流制限値加工パラメータ(例:乗算係数の値)
(5)マスタBMU6側タイムスタンプ
(6)上記(1)〜(4)の代わりに送信先系列の充放電量推奨値も可能
PCS管理制御部3は同一系列のBMU5に所定周期の周期信号を送信する。PCS管理制御部3から同一系列のBMU5に送信される周期信号は、PCS管理制御部3の状態を含む信号であり、その一例として図4に示す下記(1)〜(10)の項目からなる信号が挙げられる。
(1)PCS管理制御部3の状態(停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など)
(2)PCS2の状態(停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など)
(3)系列の交流電圧および交流電流
(4)系列の交流有効電力および無効電力
(5)系列の交流周波数数
(6)PCS2の温度
(7)系列の直流電圧および直流電流
(8)系列の直流電力
(9)PCS管理制御部3側タイムスタンプ
(10)マスタコントローラ1からの充放電要求
[1]BMU5の状態(停止、稼働、準備中、待機、軽故障、重故障など)
[2]蓄電池7のSOC及びSOH(SOC及びSOHは蓄電池7からの生データではなく、BMU5側で加工したもの)
[3]系列の電圧および電流
[4]系列の充電電流制限値および放電電流制限値
[5]系列の状態(充電、放電、充電も放電もしていない等)
[6]系列内の電池パックの最低温度、最高温度、平均温度
[7]系列内の電池パックの最小電圧、最大電圧、平均電圧
[8]電池パックからの警報、エラー(過充電、過放電、過電流、その他)
[9]系列の予備充電切替、定電圧充電切替
[10]BMU5側タイムスタンプ
[11]上記[2]、[4]の代わりに系列の充放電量推奨値も可能
2 PCS
3 PCS管理制御部
4 BSU
5 BMU
6 マスタBMU
7 蓄電池
100 負荷
200 電力系統
Claims (6)
- 電力変換器と、前記電力変換器を制御する電力変換器制御部と、蓄電池と、前記電力変換器と前記蓄電池との電気的接続をON/OFFするスイッチと、前記スイッチを制御するスイッチ制御部とを有する系列を複数備え、
各系列の前記蓄電池が並列に接続されるように各系列同士が接続されている電力供給システムであって、
前記電力変換器制御部が自己の状態を含む情報を同一系列の前記スイッチ制御部に周期的に送信し、前記スイッチ制御部が自己の状態を含む情報を同一系列の前記電力変換器制御部に周期的に送信することで、同一系列の前記電力変換器制御部及び前記スイッチ制御部がそれぞれ相手の異常を検知することを特徴とする電力供給システム。 - 前記電力変換器制御部は、同一系列の前記スイッチ制御部の状態を含む情報が同一系列の前記スイッチ制御部から一定期間届かなかった場合、同一系列の前記スイッチ制御部が異常であると判断し、
前記スイッチ制御部は、同一系列の前記電力変換器制御部の状態を含む情報が同一系列の前記電力変換器制御部から一定期間届かなかった場合、同一系列の前記電力変換器制御部が異常であると判断する請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記電力変換器制御部は、同一系列の前記スイッチ制御部が異常であると判断した場合、同一系列における電流の流れを遮断するように前記電力変換器を制御し、
前記スイッチ制御部は、同一系列の前記電力変換器制御部が異常であると判断した場合、同一系列における電流の流れを遮断するように前記スイッチを制御する請求項2に記載の電力供給システム。 - 前記電力変換器制御部が前記スイッチ制御部に周期的に送信する情報に、同一系列の前記電力変換器の状態が含まれている請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力供給システム。
- 複数の前記スイッチ制御部を統括的に制御するマスタスイッチ制御部を備え、
前記マスタスイッチ制御部が、前記電力変換器、前記蓄電池、前記スイッチ、及び前記スイッチ制御部の各状態を含むログ情報を各系列の前記スイッチ制御部から収集して保存する請求項4に記載の電力供給システム。 - 前記ログ情報に、前記電力変換器制御部の状態が含まれる請求項5に記載の電力供給システム。
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