JP2013115966A - 制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】システムの信頼性をより向上させる。
【解決手段】制御装置は、蓄電池から供給される電力により起動する制御回路と、蓄電池および制御回路を接続する配線に配置され、電流が供給されることにより接続状態を維持する起動用ブレーカと、起動用ブレーカへの電流の供給を停止して接続状態を解除する解列用リレーとを備える。そして、制御回路は、蓄電池の状態を監視し、蓄電池の異常を検知した場合に、解列用リレーに対して配線を切り離すように制御を行う。本技術は、例えば、分散型電源システムの制御装置に適用できる。
【選択図】図１

Description

本開示は、制御装置および制御方法に関し、特に、システムの信頼性をより向上させることができるようにした制御装置および制御方法に関する。

近年、太陽光発電や、燃料電池、コージェネレーション、蓄電池などの各種の電源（以下、適宜、分散型電源と称する）を利用して、商業施設や家庭などに電力供給を行う分散型電源システムの開発が進められている。

従来、分散型電源システムにおいて、例えば、商用電源から供給される電力、備え付けられた起動用の電源に蓄積されている電力、または、分散型電源の電力を利用して、システムを制御する制御回路を起動する構成が主に採用されている。

例えば、特許文献１には、発電時または非発電時に応じて制御回路への電源供給経路を切り替えることで、商用電源および燃料電池の両方から制御回路に電力を供給することができる家庭用燃料電池システムが開示されている。しかしながら、この家庭用燃料電池システムでは、システムの起動時には商用電源から供給される電力を利用する構成となっているため、停電時には、システムを起動することができなかった。

これに対し、起動用の電源が備え付けられた分散型電源システムでは、停電時であっても、起動用の電源に蓄積されている電力を利用してシステムを起動することができる。

例えば、特許文献２には、補機用バッテリから制御回路に電力の供給が不可能な場合に、走行用バッテリから充電されるコンデンサからの電力により制御回路を起動する電気自動車が開示されている。しかしながら、補機用バッテリやコンデンサなどの起動用の電源が備え付けられたシステムでは、起動用の電源の定期的な交換が必要になったり、保守費用が必要になったりするなど、利用者の負担が大きくなると想定される。また、起動用の電源に蓄積されている電力がなくなった場合には、システムを起動することができなくなる。

一方、分散型電源の電力を利用して制御回路を起動するように構成された分散型電源システムでは、停電時であってもシステムを起動することができるとともに、起動用の電源を備え付けた構成よりも利用者の負担を軽減することができると想定される。

例えば、特許文献３には、太陽光発電により発電された電力を蓄積する蓄電池を備え、その蓄電池から制御回路に電力を供給することができる太陽光発電システムが開示されている。

特開２００８−１３５２００号公報 特開２００８−１４９８９７号公報 特開平１０−３３６９１６号公報

ところで、従来、分散型電源の電力を利用して制御回路を起動するように構成された分散型電源システムでは、停電時にも分散型電源から制御回路に電力を供給することができるように、常時、分散型電源と制御回路とが接続されるように構成されていた。このような構成では、分散型電源に異常が発生した場合でも、分散型電源をシステムから解列することができないため、分散型電源から電力が放出され続けてしまい、分散型電源の性能が低下してしまう。これにより、分散型電源システムの信頼性が損なわれることになる。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、システムの信頼性をより向上させることができるようにするものである。

本開示の一側面の制御装置は、蓄電池から供給される電力により起動する制御手段と、前記制御手段の制御に従って、前記蓄電池の電力を前記制御手段に供給する配線の接続を切り離す切り離し手段とを備え、前記制御手段は、前記蓄電池の状態を監視し、前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う。

本開示の一側面の制御方法は、蓄電池から供給される電力により起動する制御手段と、前記制御手段の制御に従って、前記蓄電池の電力を前記制御手段に供給する配線の接続を切り離す切り離し手段とを備える制御装置の制御方法において、前記制御手段は、前記蓄電池の状態を監視し、前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行うステップを含む。

本開示の一側面においては、蓄電池の状態が監視され、蓄電池の異常が検知された場合に、切り離し手段に対して配線を切り離すように制御が行われる。

本開示の一側面によれば、システムの信頼性をより向上させることができる。

本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。 分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明するフローチャートである。 本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。 分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明するフローチャートである。 本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第３の実施の形態の構成例を示すブロック図である。 分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明するフローチャートである。

以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

図１において、制御装置１１には、分散型電源として使用される蓄電池１２が接続され、商用電源から電力を供給するための電力系統１４が接続されている。

蓄電池１２は、電力を蓄積する複数のセルと、それらのセルの状況を管理するバッテリマネジメントシステム（ＢＭＳ：Battery Management System）１３とを備えて構成される。バッテリマネジメントシステム１３は、例えば、蓄電池１２の電圧、電流、および温度を示す情報を制御装置１１のCPU２８に通知する。なお、蓄電池１２が制御装置１１に内蔵されて分散型電源システムが構成されていてもよい。また、蓄電池１２以外の電源、例えば、太陽光発電や、燃料電池、コージェネレーションなどを備えて分散型電源システムを構成することができる。

制御装置１１は、制御回路２１、パワーコンディショナ２２、電流電圧計測回路２３、充放電用リレー２４、解列用リレー２５、および起動用ブレーカ２６を備えて構成される。

制御回路２１は、制御用DC/DC（Direct Current/Direct Current）電源２７、およびCPU（Central Processing Unit）２８を有し、電力系統１４から供給される電力、および、蓄電池１２から供給される電力のいずれによっても起動することができる。

制御用DC/DC電源２７は、蓄電池１２に蓄積されている電力、または、電力系統１４からパワーコンディショナ２２を介して供給される電力を、CPU２８の駆動に必要な電圧にDC/DC変換して、CPU２８に供給する。

CPU２８は、制御装置１１の各部を制御する。例えば、CPU２８は、バッテリマネジメントシステム１３と通信を行って、蓄電池１２の電圧、電流、および温度を示す情報を取得し、蓄電池１２の状態を監視する。また、CPU２８は、電流電圧計測回路２３と通信を行って、蓄電池１２とパワーコンディショナ２２との間で供給される電力の電流および電圧を示す情報を取得し、電力供給の状態を監視する。そして、CPU２８は、蓄電池１２の状態と、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の間の電力供給の状態とに基づいて、充放電用リレー２４および解列用リレー２５に対する制御を行う。

パワーコンディショナ２２は、電力系統１４に接続されており、電力系統１４を介して商用電源から供給される電力を、例えば、蓄電池１２に蓄積されている電力に応じて調整し、蓄電池１２に供給する。また、パワーコンディショナ２２は、蓄電池１２に蓄積されている電力を、分散型電源システムが設置されている施設において電力を消費する負荷（図示せず）による消費電力に応じて調整し、その負荷に電力を供給する。

電流電圧計測回路２３は、蓄電池１２とパワーコンディショナ２２との間で供給される電力の電流および電圧を計測し、計測した結果得られる電流および電圧を示す情報を、CPU２８に通知する。

充放電用リレー２４は、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２を接続するプラス側の配線に配置され、CPU２８から供給される制御信号に従って、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２を接続し、その接続を切り離すことができる。つまり、充放電用リレー２４は、配線をオン／オフするための接点２４ａと、CPU２８から供給される制御信号に従って接点２４ａのオン／オフを切り替えるためのコイル２４ｂとを内蔵している。

解列用リレー２５は、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線とを接続する配線に配置される。また、解列用リレー２５は、配線をオン／オフするための接点２５ａと、常時オンに設定されている接点２５ａを、CPU２８から供給される制御信号に従ってオフにするためのコイル２５ｂとを内蔵している。即ち、解列用リレー２５は、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線とを常時接続し、CPU２８から供給される制御信号に従って、その接続を切り離すことができる。

起動用ブレーカ２６は、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線に配置される。また、起動用ブレーカ２６は、配線をオン／オフするための接点２６ａと、接点２６ａのオン／オフを切り替えるためのコイル２６ｂとを内蔵している。即ち、起動用ブレーカ２６は、コイル２６ｂに対する電流の供給に従って、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線を接続し、その接続を切り離すことができる。例えば、起動用ブレーカ２６の接点２６ａは、コイル２６ｂに流れる電流によりオン（接続状態）を維持し、コイル２６ｂに流れている電流が停止するとオフになるように設定される。さらに、起動用ブレーカ２６は、分散型電源システムの管理者の手動によっても、接点２６ａのオン／オフを切り替えることができる。

ここで、制御装置１１では、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線とを接続する配線において、解列用リレー２５の接点２５ａと、起動用ブレーカ２６のコイル２６ｂとが直列となるように接続されている。即ち、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線が、解列用リレー２５の接点２５ａの一端に接続され、解列用リレー２５の接点２５ａの他端が、起動用ブレーカ２６のコイル２６ｂの一端に接続され、起動用ブレーカ２６のコイル２６ｂの他端が、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線に接続されている。

従って、このように構成されている制御装置１１において、CPU２８は、蓄電池１２の異常、または、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の間の電力供給に異常を検知すると、解列用リレー２５に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。この制御信号に従って、解列用リレー２５において、コイル２５ｂが接点２５ａをオフにすると、起動用ブレーカ２６のコイル２６ｂに流れる電流が停止するため、起動用ブレーカ２６の接点２６ａがオフ（接続状態が解除）となる。即ち、解列用リレー２５および起動用ブレーカ２６は、CPU２８の制御に従って、蓄電池１２の電力を制御用DC/DC電源２７に供給する配線の接続を切り離す手段である．

従って、起動用ブレーカ２６により蓄電池１２と制御用DC/DC電源２７との接続が切り離され、蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７への電力の供給が停止し、CPU２８が停止する。同時に、CPU２８は異常を検知すると、充放電用リレー２４に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信し、充放電用リレー２４により蓄電池１２とパワーコンディショナ２２との接続も切り離される。

このように、制御装置１１では、CPU２８が異常を検知すると、蓄電池１２が制御装置１１から解列され、分散型電源システムが安全に停止することができるように構成されている。

なお、制御装置１１では、バッテリマネジメントシステム１３が蓄電池１２の異常を検知したときに、バッテリマネジメントシステム１３が、充放電用リレー２４および解列用リレー２５に対してアナログ制御信号を直接的に送信して、制御装置１１から蓄電池１２を解列することができる。同様に、電流電圧計測回路２３が電力供給に異常を検知したときに、電流電圧計測回路２３が、充放電用リレー２４および解列用リレー２５に対してアナログ制御信号を直接的に送信して、制御装置１１から蓄電池１２を解列することができる。

次に、図２のフローチャートを参照して、制御装置１１において、分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明する。

例えば、停電時などにおいて、制御装置１１が停止してしまい分散型電源システムが停止状態となっているときに、分散型電源システムの管理者は、起動用ブレーカ２６を手動で操作して、起動用ブレーカ２６の接点２６ａをオンにする。これにより、起動用ブレーカ２６を介して蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７が接続され、処理が開始される。

ステップＳ１１において、制御用DC/DC電源２７は、起動用ブレーカ２６を介して蓄電池１２と接続されることで、蓄電池１２から供給される電力により起動する。そして、制御用DC/DC電源２７は、蓄電池１２からの電力を、CPU２８の駆動に必要な電圧にDC/DC変換して、CPU２８に供給する。

ステップＳ１２において、CPU２８は、制御用DC/DC電源２７から供給される電力により起動する。また、解列用リレー２５の接点２５ａは常時オンと設定されているため、制御用DC/DC電源２７からCPU２８に電力が供給されると、解列用リレー２５を介して、起動用ブレーカ２６のコイル２６ｂに電流が流れる。

ステップＳ１３において、CPU２８は、充放電用リレー２４に対して配線を接続するように制御信号を送信する。充放電用リレー２４では、CPU２８からの制御信号に応じて、コイル２４ｂが接点２４ａをオンにし、これにより、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２が接続される。

ステップＳ１４において、CPU２８は、パワーコンディショナ２２や電流電圧計測回路２３などの制御装置１１を構成する各部を起動するように制御することで、分散型電源システムを起動する。これにより、分散型電源システムが設置されている施設で電力を消費する負荷（図示せず）に、蓄電池１２に蓄積されている電力の供給が開始される。

ステップＳ１５において、CPU２８は、バッテリマネジメントシステム１３から供給される蓄電池１２の電圧、電流、および温度を示す情報に基づいて、蓄電池１２に異常が発生したか否かを判定する。

例えば、CPU２８には、蓄電池１２が正常状態であると規定される電圧の上限値および下限値が設定されており、CPU２８は、バッテリマネジメントシステム１３から取得した蓄電池１２の電圧が、規定の上限値以上または下限値未満である場合、蓄電池１２に異常が発生したと判定する。同様に、CPU２８には、蓄電池１２が正常状態であると規定される電流の上限値、並びに、蓄電池１２が正常状態であると規定される温度の上限値および下限値が設定されており、CPU２８は、それらの規定の値に従って判定を行う。

ステップＳ１５において、CPU２８が蓄電池１２に異常が発生していないと判定した場合、処理はステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、CPU２８は、電流電圧計測回路２３から供給される、蓄電池１２とパワーコンディショナ２２との間で供給される電力の電流および電圧を示す情報に基づいて、その電力供給に異常が発生したか否かを判定する。

例えば、CPU２８には、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の間の電力供給が正常状態であると規定される電圧の上限値および下限値が設定されており、CPU２８は、電流電圧計測回路２３から取得した電圧が、規定の上限値以上または下限値未満である場合、その電力供給に異常が発生したと判定する。同様に、CPU２８には、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の間の電力供給が正常状態であると規定される電流の上限値が設定されており、CPU２８は、その規定の値に従って判定を行う。

ステップＳ１６において、CPU２８が蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の間の電力供給に異常が発生していないと判定した場合、処理はステップＳ１５に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ１５において、CPU２８が蓄電池１２に異常が発生したと判定した場合、または、ステップＳ１６において、CPU２８が蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の間の電力供給に異常が発生したと判定した場合、処理はステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、CPU２８は、充放電用リレー２４に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。充放電用リレー２４では、CPU２８からの制御信号に応じて、コイル２４ｂが接点２４ａをオフし、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の接続が切り離される。

また、ステップＳ１７と並行して、ステップＳ１８において、CPU２８は、解列用リレー２５に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。解列用リレー２５では、CPU２８からの制御信号に応じて、コイル２５ｂが接点２５ａをオフにし、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線との接続が切り離される。これに連動して、起動用ブレーカ２６のコイル２６ｂに流れる電流が停止するため、起動用ブレーカ２６の接点２６ａがオフとなり、蓄電池１２と制御用DC/DC電源２７との接続が切り離される。従って、蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７への電力の供給が停止する。

ステップＳ１９において、CPU２８は、パワーコンディショナ２２や電流電圧計測回路２３などの制御装置１１を構成する各部を停止するように制御し、CPU２８自身も停止する。

ステップＳ１７およびステップＳ１９の処理後、分散型電源システムが停止状態となり、処理は終了される。

以上のように、制御装置１１では、蓄電池１２に異常が発生した場合、または、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の間の電力供給に異常が発生した場合には、蓄電池１２を解列して、分散型電源システムを安全に停止させることができる。これにより、異常が発生した場合に蓄電池１２から電力が放電され続けることが回避され、蓄電池１２の性能が低下することを抑制することができる。

例えば、蓄電池１２に異常が発生したときに蓄電池１２が解列されずに放電し続けた場合には、蓄電池１２が劣化してしまい、蓄電池１２の交換が必要になる事態が想定されるが、制御装置１１により、そのような事態が発生することが回避される。従って、制御装置１１では、例えば、蓄電池１２が常時接続される構成よりも、分散型電源システムの信頼性をより向上させることができる。

また、制御装置１１では、停電時であっても、分散型電源として使用される蓄電池１２の電力を利用して分散型電源システムを起動することができる。なお、停電時以外にも、電力系統１４からの電力を使用せずに、蓄電池１２の電力で分散型電源システムを起動してもよい。

さらに、例えば、起動用の電源が備え付けられた分散型電源システムでは、上述したように利用者の負担が大きくなると想定される。これに対し、制御装置１１では、蓄電池１２とは別に起動用の電源を備えなくても、停電時に起動することができるため、利用者の負担を軽減することができる。

次に、図３は、本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、図３に示されている制御装置１１Ａにおいて、図１の制御装置１１と共通するブロックについては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

即ち、制御装置１１Ａは、制御回路２１、パワーコンディショナ２２、電流電圧計測回路２３、および充放電用リレー２４を備え、制御回路２１が制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を有する点で、図１の制御装置１１と共通の構成とされる。但し、制御装置１１Ａは、制御用リレー３１、バイパスリレー３２、および起動用ブレーカ３３を備える点で、図１の制御装置１１と異なる構成とされる。

制御用リレー３１は、図１の解列用リレー２５と同様に、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線とを接続する配線に配置される。また、制御用リレー３１は、配線をオン／オフするための接点３１ａと、CPU２８から供給される制御信号に従って接点３１ａのオン／オフを切り替えるためのコイル３１ｂとを内蔵している。即ち、制御用リレー３１は、CPU２８から供給される制御信号に従って、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線とを接続し、その接続を切り離すことができる。

バイパスリレー３２は、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線に、起動用ブレーカ３３をバイパスするように配置される。また、バイパスリレー３２は、配線をオン／オフするための接点３２ａと、接点３２ａのオン／オフを切り替えるためのコイル３２ｂとを内蔵している。例えば、バイパスリレー３２は、コイル３２ｂに電流が流れている間、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線を接続し、コイル３２ｂに流れている電流が停止すると、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線の接続を切り離すことができる。

起動用ブレーカ３３は、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線に配置される。また、起動用ブレーカ３３は、配線をオン／オフするための接点３３ａと、接点３３ａと連動してオン／オフする補助接点３３ｂとを内蔵している。接点３３ａは、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線に直列に接続されており、分散型電源システムの管理者の手動によってオン／オフされる。補助接点３３ｂは、起動用ブレーカ３３の状態を監視するためのCPU２８の端子に接続されている。

起動用ブレーカ３３では、接点３３ａおよび補助接点３３ｂが連動して切り替わるため、管理者が接点３３ａをオンにするのに連動して補助接点３３ｂがオンとなり、CPU２８は、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７が接続されていることを検知することができる。一方、管理者が接点３３ａをオフにするのに連動して補助接点３３ｂがオフとなり、CPU２８は、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７の接続が切り離されたことを検知することができる。

ここで、制御装置１１Ａでは、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線とを接続する配線において、制御用リレー３１の接点３１ａと、バイパスリレー３２のコイル３２ｂとが直列となるように接続されている。また、制御装置１１Ａでは、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線において、バイパスリレー３２の接点３２ａと、起動用ブレーカ３３の接点３３ａとが並列となるように接続されている。

従って、このように構成されている制御装置１１Ａにおいて、分散型電源システムの起動時に、利用者は起動用ブレーカ３３の接点３３ａをオンにした後にオフにする操作を行う。これにより、分散型電源システムの起動中には、バイパスリレー３２を介して蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７に電力が供給される。

そして、CPU２８は、蓄電池１２の異常、または、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の間の電力供給に異常を検知すると、制御用リレー３１に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。この制御信号に従って、制御用リレー３１において、コイル３１ｂが接点３１ａをオフにすると、バイパスリレー３２のコイル３２ｂに流れる電流が停止するため、バイパスリレー３２の接点３２ａがオフとなる。即ち、制御用リレー３１およびバイパスリレー３２は、CPU２８の制御に従って、蓄電池１２の電力を制御用DC/DC電源２７に供給する配線の接続を切り離す手段である。

従って、バイパスリレー３２により蓄電池１２と制御用DC/DC電源２７との接続が切り離され、蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７への電力の供給が停止し、CPU２８が停止する。同時に、CPU２８は異常を検知すると、充放電用リレー２４に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信し、充放電用リレー２４により蓄電池１２とパワーコンディショナ２２との接続も切り離される。

このように、制御装置１１Ａでは、CPU２８が異常を検知すると、蓄電池１２が制御装置１１Ａから解列され、分散型電源システムが安全に停止することができるように構成されている。

なお、制御装置１１Ａでは、バッテリマネジメントシステム１３が蓄電池１２の異常を検知したときに、バッテリマネジメントシステム１３が、充放電用リレー２４および制御用リレー３１に対してアナログ制御信号を直接的に送信して、蓄電池１２を解列することができる。同様に、電流電圧計測回路２３が電力供給に異常を検知したときに、電流電圧計測回路２３が、充放電用リレー２４および制御用リレー３１に対してアナログ制御信号を直接的に送信して、蓄電池１２を解列することができる。

次に、図４のフローチャートを参照して、制御装置１１Ａにおいて、分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明する。

例えば、停電時などにおいて、制御装置１１Ａが停止してしまい分散型電源システムが停止状態となっているときに、分散型電源システムの管理者は、起動用ブレーカ３３を手動で操作して、起動用ブレーカ３３の接点３３ａをオンにする。これにより、起動用ブレーカ３３を介して蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７が接続され、処理が開始される。

ステップＳ３１において、制御用DC/DC電源２７は、起動用ブレーカ３３を介して蓄電池１２と接続されることで、蓄電池１２から供給される電力により起動する。そして、制御用DC/DC電源２７は、蓄電池１２からの電力を、CPU２８の駆動に必要な電圧にDC/DC変換して、CPU２８に供給する。

ステップＳ３２において、CPU２８は、制御用DC/DC電源２７から供給される電力により起動する。

ステップＳ３３において、CPU２８は、制御用リレー３１に対して配線を接続するように制御信号を送信する。制御用リレー３１では、CPU２８からの制御信号に応じて、コイル３１ｂが接点３１ａをオンにし、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線とを接続する。

ステップＳ３４において、ステップＳ３３で配線が接続されたことに連動して、バイパスリレー３２のコイル３２ｂに電流が流れ、バイパスリレー３２の接点３２ａがオンになる。これにより、バイパスリレー３２を介して蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７に電力が供給される状態になる。

ステップＳ３５において、CPU２８は、監視用の端子に接続されている起動用ブレーカ３３の補助接点３３ｂの状態を確認する。例えば、管理者が起動用ブレーカ３３の接点３３ａを手動でオンにしたままであれば、補助接点３３ｂもオンの状態であり、管理者がｖ３３ａを手動でオフにしていれば、補助接点３３ｂもオフの状態となる。

ステップＳ３６において、CPU２８は、起動用ブレーカ３３の補助接点３３ｂがオフの状態であるか否かを判定する。

ステップＳ３６において、CPU２８が起動用ブレーカ３３の補助接点３３ｂがオフの状態でない、即ち、起動用ブレーカ３３の補助接点３３ｂがオンの状態であると判定した場合、処理はステップＳ３７に進む。

ステップＳ３７において、CPU２８は、図示しない注意喚起手段を利用して、分散型電源システムの管理者に対して起動用ブレーカ３３をオフにするように注意喚起を行う。

ここで、制御装置１１には、例えば、分散型電源システムの電力状態（例えば、蓄電池１２の充電量や、分散型電源システムが太陽光発電を行う場合には、その発電量など）を表示するモニタが接続されている。そして、CPU２８は、そのモニタに、起動用ブレーカ３３をオフにする旨のメッセージを表示させることで注意喚起を行う。また、例えば、制御装置１１にスピーカが接続されている場合には、CPU２８は、そのスピーカから、起動用ブレーカ３３をオフにする旨のメッセージを出力させたり、警告音を出力させたりすることで注意喚起を行う。このような注意喚起に応じて、分散型電源システムの管理者は、起動用ブレーカ３３を手動でオフにする。

ステップＳ３７の処理後、処理はステップＳ３５に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ３６において、CPU２８が起動用ブレーカ３３の補助接点３３ｂがオフの状態であると判定した場合、処理はステップＳ３８に進み、CPU２８は、充放電用リレー２４に対して配線を接続するように制御信号を送信する。充放電用リレー２４では、CPU２８からの制御信号に応じて、コイル２４ｂが接点２４ａをオンにし、これにより、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２が接続される。

ステップＳ３９において、CPU２８は、パワーコンディショナ２２や電流電圧計測回路２３などの制御装置１１Ａを構成する各部を起動するように制御することで、分散型電源システムを起動する。これにより、分散型電源システムが設置されている施設で電力を消費する負荷（図示せず）に、蓄電池１２に蓄積されている電力の供給が開始される。

ステップＳ４０およびＳ４１において、CPU２８は、図２のステップＳ１５およびＳ１６と同様に、蓄電池１２および電力供給のどちらかに異常が発生したか否かを判定する。そして、CPU２８が、蓄電池１２および電力供給のどちらかに異常が発生したと判定した場合、処理はステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２において、CPU２８は、充放電用リレー２４に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。充放電用リレー２４では、CPU２８からの制御信号に応じて、コイル２４ｂが接点２４ａをオフし、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２の接続が切り離される。

また、ステップＳ４２と並行して、ステップＳ４３において、CPU２８は、制御用リレー３１に対して配線の接続を切り離すように制御信号を送信する。制御用リレー３１では、CPU２８からの制御信号に応じて、コイル３１ｂが接点３１ａをオフにし、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するマイナス側の配線と、制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を接続するプラス側の配線との接続が切り離される。これに連動して、バイパスリレー３２のコイル３２ｂに流れる電流が停止するため、バイパスリレー３２の接点３２ａがオフとなり、蓄電池１２と制御用DC/DC電源２７との接続が切り離される。従って、蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７への電力の供給が停止する。

ステップＳ４４において、CPU２８は、パワーコンディショナ２２や電流電圧計測回路２３などの制御装置１１を構成する各部を停止するように制御し、CPU２８自身も停止する。

ステップＳ４２およびステップＳ４４の処理後、分散型電源システムが停止状態となり、処理は終了される。

以上のように、制御装置１１Ａでは、図１の制御装置１１と同様に、蓄電池１２または電力供給に異常が発生した場合には、蓄電池１２を解列して、分散型電源システムを安全に停止させることができるので、分散型電源システムの信頼性をより向上させることができる。また、制御装置１１Ａでは、制御用リレー３１によりバイパスリレー３２をオン／オフする構成であるため、制御用リレー３１によりオン／オフを制御することができる起動用ブレーカを採用した場合よりも低コストで構成することができる。

また、制御装置１１Ａでは、起動用ブレーカ３３のオフ状態を確認した後に、分散型電源システムが起動するため、起動用ブレーカ３３を確実にオフにすることができ、蓄電池１２または電力供給に異常が発生した場合には、確実に、蓄電池１２を解列することができる。

次に、図５は、本技術を適用した分散型電源システムにおける制御装置の第３の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、図５に示されている制御装置１１Ｂにおいて、図３の制御装置１１Ａと共通するブロックについては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

即ち、制御装置１１Ｂは、制御回路２１、パワーコンディショナ２２、電流電圧計測回路２３、充放電用リレー２４、制御用リレー３１、およびバイパスリレー３２を備え、制御回路２１が制御用DC/DC電源２７およびCPU２８を有する点で、図３の制御装置１１Ａと共通の構成とされる。但し、制御装置１１Ｂは、グリップスイッチ３４を備える点で、図３の制御装置１１Ａと異なる構成とされる。

グリップスイッチ３４は、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線に配置される。また、グリップスイッチ３４は、配線をオン／オフするための接点３４ａと、管理者がグリップスイッチ３４を握っている間だけ接点３４ａをオンにする機構（図示せず）とを内蔵している。つまり、管理者がグリップスイッチ３４を握ると、接点３４ａにより蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７が接続され、管理者がグリップスイッチ３４を離すと、接点３４ａにより蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７の接続が切り離される。なお、グリップスイッチ３４に替えて、管理者が押している間だけ接続がオンとなるタクトスイッチを使用してもよい。

ここで、制御装置１１Ｂでは、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７を接続するプラス側の配線において、バイパスリレー３２の接点３２ａと、グリップスイッチ３４の接点３４ａとが並列となるように接続されている。

このように構成されている制御装置１１Ｂにおいて、分散型電源システムの起動時に、利用者はグリップスイッチ３４を握って接点３４ａをオンにした後、グリップスイッチ３４を離すと、接点３４ａがオフとなる。これにより、分散型電源システムの起動中には、バイパスリレー３２を介して蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７に電力が供給される。また、制御装置１１Ｂでは、CPU２８が異常を検知した場合には、制御装置１１Ａと同様に、蓄電池１２と制御用DC/DC電源２７との接続が切り離されて、CPU２８が停止する。

このように、制御装置１１Ｂでは、CPU２８が異常を検知すると、蓄電池１２が制御装置１１から解列され、分散型電源システムが安全に停止することができるように構成されている。なお、制御装置１１Ｂにおいても、制御装置１１Ａと同様に、バッテリマネジメントシステム１３および電流電圧計測回路２３が蓄電池１２を直接的に解列することができる。

次に、図６のフローチャートを参照して、制御装置１１Ｂにおいて、分散型電源システムを起動し、異常検知時に停止する処理を説明する。

例えば、停電時などにおいて、制御装置１１Ｂが停止してしまい分散型電源システムが停止状態となっているときに、分散型電源システムの管理者は、グリップスイッチ３４を握る操作を行い、グリップスイッチ３４の接点３４ａをオンにする。これにより、グリップスイッチ３４を介して蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７が接続され、処理が開始される。

ステップＳ５１およびＳ５２において、図４のステップＳ３１およびＳ３２と同様に、制御用DC/DC電源２７が起動し、CPU２８が起動する。

ステップＳ５３において、CPU２８は、充放電用リレー２４に対して配線を接続するように制御信号を送信する。充放電用リレー２４では、CPU２８からの制御信号に応じて、コイル２４ｂが接点２４ａをオンにし、これにより、蓄電池１２およびパワーコンディショナ２２が接続される。

ステップＳ５４およびＳ５５において、図４のステップＳ３３およびＳ３４と同様に、制御用リレー３１により配線が接続され、バイパスリレー３２がオンになり蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７に電力が供給される状態になる。

ステップＳ５６において、CPU２８は、図４のステップＳ３９と同様に、分散型電源システムを起動し、蓄電池１２に蓄積されている電力の供給が開始される。ここで、分散型電源システムの起動を管理者が確認すると、管理者はグリップスイッチ３４を離して、グリップスイッチ３４の接点３４ａがオフとなる。なお、バイパスリレー３２を介して蓄電池１２から制御用DC/DC電源２７に電力が供給される状態になっていれば、分散型電源システムが起動する前の時点で、管理者がグリップスイッチ３４を離してもよい。

その後、制御装置１１Ｂでは、ステップＳ５７乃至Ｓ６１において、図４のステップＳ４０乃至Ｓ４４と同様の処理が行われ、CPU２８が異常を検知したときには、蓄電池１２と制御用DC/DC電源２７との接続が切り離され、CPU２８が停止する。即ち、分散型電源システムが停止状態となり、処理は終了される。

以上のように、制御装置１１Ｂでは、図１の制御装置１１と同様に、蓄電池１２または電力供給に異常が発生した場合には、蓄電池１２を解列して、分散型電源システムを安全に停止させることができるので、分散型電源システムの信頼性をより向上させることができる。また、制御装置１１Ｂでは、グリップスイッチ３４を採用することにより、図４を参照して説明したような注意喚起（ステップＳ３７）を行う必用がなく、蓄電池１２および制御用DC/DC電源２７の間の配線を確実に切り離すことができる。

なお、上述のフローチャートを参照して説明した各処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。

なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１１ 制御装置
１２ 蓄電池
１３ バッテリマネジメントシステム
１４ 電力系統
２１ 制御回路
２２ パワーコンディショナ
２３ 電流電圧計測回路
２４ 充放電用リレー
２５ 解列用リレー
２６ 起動用ブレーカ
２７ 制御用DC/DC電源
２８ CPU
３１ 制御用リレー
３２ バイパスリレー
３３ 起動用ブレーカ
３４ グリップスイッチ

Claims (9)

1. 蓄電池から供給される電力により起動する制御手段と、
   前記制御手段の制御に従って、前記蓄電池の電力を前記制御手段に供給する配線の接続を切り離す切り離し手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記蓄電池の状態を監視し、前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
   制御装置。
2. 前記切り離し手段は、
   前記蓄電池および前記制御手段を接続する配線に配置され、電流が供給されることにより接続状態を維持する第１の接続手段と、
   前記制御手段が前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記第１の接続手段への電流の供給を停止して前記接続状態を解除する接続解除手段と
   を有する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記蓄電池および前記制御手段を接続する配線に対して前記第１の接続手段と並列的に配置され、管理者の手動により前記配線を接続するとともに、前記配線の接続状態が前記制御手段により監視可能に構成された第２の接続手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第２の接続手段を介して前記蓄電池から前記制御手段への電力の供給が開始され、前記第２の接続手段を介した配線が切り離されていることを確認した後に、前記制御手段による制御の対象となるシステムを起動する
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記蓄電池および前記制御手段を接続する配線に対して前記第１の接続手段と並列的に配置され、管理者の手動により前記配線を接続し、前記配線を接続した後、自動的に接続を切り離す第３の接続手段をさらに備える
   請求項２に記載の制御装置。
5. 電力を消費する負荷の消費電力に応じて、前記蓄電池の電力を調整して出力する電力調整手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記蓄電池および前記電力調整手段の間の電力供給を監視し、前記電力供給に異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
   請求項１乃至４のいずれかに記載の制御装置。
6. 前記蓄電池および前記電力調整手段の間の配線に配置される第４の接続手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記蓄電池の異常を検知した場合に、または、前記電力供給に異常を検知した場合に、前記第４の接続手段に対して前記蓄電池および前記電力調整手段の間の配線を切り離すように制御を行う
   請求項５に記載の制御装置。
7. 前記蓄電池および前記電力調整手段の間で供給される電力の電流および電圧のいずれかを少なくとも計測する計測手段をさらに備え、
   前記計測手段は、前記電力供給に異常を検知した場合に、前記切り離し手段および第４の接続手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
   請求項６に記載の制御装置。
8. 前記蓄電池の電圧、電流、および温度のいずれかを少なくとも管理する管理手段をさらに備え、
   前記管理手段は、前記蓄電池の異常を検知した場合に、少なくとも前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
   請求項１乃至７のいずれかに記載の制御装置。
9. 蓄電池から供給される電力により起動する制御手段と、
   前記制御手段の制御に従って、前記蓄電池の電力を前記制御手段に供給する配線の接続を切り離す切り離し手段と
   を備える制御装置の制御方法において、
   前記制御手段は、前記蓄電池の状態を監視し、前記蓄電池の異常を検知した場合に、前記切り離し手段に対して前記配線を切り離すように制御を行う
   ステップを含む制御方法。

Images