JP2013179767A

JP2013179767A - 蓄電制御装置、蓄電制御装置の制御方法、プログラム、および蓄電システム

Info

Publication number: JP2013179767A
Application number: JP2012041983A
Authority: JP
Inventors: Takeo Nishikawa; 武男西川; Wataru Okada; 亘岡田; Junichiro Yamada; 潤一郎山田; Makoto Ohashi; 誠大橋; Yoshinobu Sunahata; 美宣砂畑
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-09
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: JP6019614B2; DE112013001186T5; US20140361725A1; WO2013128986A1

Abstract

【課題】より信頼性を高める。
【解決手段】蓄電制御装置は、電力系統から供給される電力を変換するAC/DC変換器と、電力を蓄積する蓄電池から出力される電力を変換するDC/DC変換器と、AC/DC変換器から出力される電力、および、DC/DC変換器から出力される電力により駆動し、蓄電池の充放電を制御する制御ユニットとを備える。そして、蓄電制御装置では、AC/DC変換器から出力される電力の電圧値が、DC/DC変換器から出力される電力の電圧値よりも高く設定されている。本技術は、例えば、蓄電システムに適用できる。
【選択図】図１

Description

本開示は、蓄電制御装置、蓄電制御装置の制御方法、プログラム、および蓄電システムに関し、特に、より信頼性を高めることができるようにした蓄電制御装置、蓄電制御装置の制御方法、プログラム、および蓄電システムに関する。

近年、自然エネルギーの活用や、災害時における対応用として、太陽光パネルおよび蓄電池が組み合わされて構成される太陽光発電システムに対する需要が高まっている。一般的に、太陽光発電システムでは、太陽光パネルにより発電される電力の供給と、負荷により消費される電力の需要とが一致しない時間帯が発生すため、蓄電池を有する蓄電システムを利用して電力制御を行うことが必要となる。

ところで、蓄電池を有する蓄電システムを制御する制御装置が、電力系統からだけ電力を取得するような構成では、停電が発生したときに制御装置が駆動することができなくなるため、蓄電システムの稼働が停止することがある。また、制御装置が、蓄電システムの蓄電池だけから電力を取得するような構成では、蓄電池に電力が蓄積されていない初期状態では蓄電システムを起動することができないことがある。

そこで、例えば、制御装置が、複数の電源から電力を取得する構成とすることが考えられる。しかしながら、制御装置が、例えば、蓄電システムの蓄電池と補助的な二次電池とから電力を取得するような構成では、補助的な二次電池が劣化するため、メンテナンスが必要となる。

ここで、特許文献１には、状況に応じて制御回路への電力供給経路を、商用電源と燃料電池とで切り替えることができる燃料電池発電装置システムが開示されている。

また、特許文献２には、電力系統から供給される交流入力から整流器を介した直流電源電圧よりも、蓄電池から供給される直流電源電圧の方が低く出力されるように設定された制御電源回路が開示されている。

特開２００８−１３５２００号公報特開２００８−２８３７８８号公報

ところで、特許文献１で開示されているシステムでは、制御回路への電力供給経路を切り替えるための切替手段が用いられており、例えば、停電の発生の予測は困難であることより、停電が発生することに備えて予め電力供給経路を切り替えておくことができない。従って、制御回路が商用電源から電力を取得しているときに停電が発生した場合には、切替手段が電力供給経路を切り替えることができず、制御回路が停止することになる。

そのため、停電が発生しても、電力供給経路の切り替えを行うことなく、制御回路に電力が供給されるような構成とすることにより、蓄電システムが稼働し続けることができるような、より信頼性の高い蓄電システムを提供することが求められている。さらに、従来、停電が発生した後に蓄電池に充電されていた電力を消費して、蓄電システムの稼働が停止した場合には、停電が復旧する前に蓄電システムを再稼働することは困難であった。

本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より信頼性を高めることができるようにするものである。

本開示の一側面の蓄電制御装置は、電力系統から供給される電力を変換する第１の電力変換部と、電力を蓄積する蓄電池から出力される電力を変換する第２の電力変換部と、前記第１の電力変換部から出力される電力、および、前記第２の電力変換部から出力される電力により駆動し、前記蓄電池の充放電を制御する制御部と、自然エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される電力を変換して、前記制御部に出力する第３の電力変換部とを備え、前記第１の電力変換部から出力される電力の電圧値が、前記第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されている。

本開示の一側面の制御方法またはプログラムは、前記第１の電力変換部から出力される電力の電圧値が、前記第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されており、前記第３の電力変換部を介して前記発電装置から出力される電力により起動したと判断した場合、起動してから一定時間以上、電力の供給が継続したときに、前記発電装置から出力される電力を前記蓄電池に供給するように制御を行うステップを含む。

本開示の一側面の蓄電システムは、電力を蓄積する蓄電池と、電力系統から供給される電力を変換する第１の電力変換部と、前記蓄電池から出力される電力を変換する第２の電力変換部と、前記第１の電力変換部から出力される電力、および、前記第２の電力変換部から出力される電力により駆動し、前記蓄電池の充放電を制御する制御部と、自然エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される電力を変換して、前記制御部に出力する第３の電力変換部とを備え、前記第１の電力変換部から出力される電力の電圧値が、前記第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されている。

本開示の一側面においては、第１の電力変換部から出力される電力の電圧値が、第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されている。

本開示の一側面によれば、より信頼性を高めることができる。

本技術を適用した蓄電制御装置の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。通常時における制御ユニットへの電力供給経路を示す図である。停電時における制御ユニットへの電力供給経路を示す図である。リレーの動作確認中における制御ユニットへの電力供給経路を示す図である。リレーの動作確認中に停電が発生したときにおける制御ユニットへの電力供給経路を示す図である。リレーの動作確認中に停電が発生した場合に行われる処理について説明するフローチャートである。本技術を適用した蓄電制御装置の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。通常時における制御ユニットへの電力供給経路を説明する図である。保守電源からの電力供給経路を示す図である。停電時における電力供給経路を示す図である。蓄電池からの電力供給経路を示す図である。自立出力端子からの電力供給経路を示す図である。起動処理について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、本技術を適用した蓄電制御装置の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、蓄電制御装置１１には、商用電源から電力を供給するための電力系統１２が分電盤１３を介して接続され、太陽光パネル１４がＰＶ（Photovoltaic）用パワーコンディショナ１５を介して接続されている。また、分電盤１３およびＰＶ用パワーコンディショナ１５が互いに接続されている。

分電盤１３は、配線用ブレーカ（MCB：Molded Case Circuit Breaker）２１、漏電ブレーカ（ELB：Earth Leakage Circuit Breaker）２２および２３、並びに、複数のブレーカ２４を有して構成されており、それらは互いに接続されている。配線用ブレーカ２１には電力系統１２が接続され、漏電ブレーカ２２にはＰＶ用パワーコンディショナ１５が接続され、漏電ブレーカ２３には蓄電制御装置１１が接続され、複数のブレーカ２４には、図示しない負荷がそれぞれ接続されている。例えば、電力系統１２およびＰＶ用パワーコンディショナ１５から供給される電力が、分電盤１３を介して、蓄電制御装置１１や、複数のブレーカ２４に接続されている負荷などに分配される。また、蓄電制御装置１１に蓄電されている電力が、分電盤１３を介して、複数のブレーカ２４に接続されている負荷に分配される。

太陽光パネル１４は、複数の太陽電池モジュールが接続されて構成されるパネルであり、太陽光の照射量に応じて発電を行う。

ＰＶ用パワーコンディショナ１５は、例えば、太陽光パネル１４から最大の電力を取得することができるように、太陽光パネル１４により発電される電力の電圧を調整する。そして、ＰＶ用パワーコンディショナ１５は、太陽光パネル１４により発電された電力をDC/AC（Direct Current/Alternating Current）変換して分電盤１３に出力する。また、ＰＶ用パワーコンディショナ１５は、例えば、停電が発生しているときに電力を出力する自立出力端子を備えており、その自立出力端子が蓄電制御装置１１に接続されている。

蓄電制御装置１１は、蓄電池３１、バッテリマネジメントシステム（BMS：Battery Management System）３２、蓄電池用パワーコンディショナ３３、AC/DC変換器３４、DC/DC（Direct Current/Direct Current）変換器３５、および制御ユニット３６を備えて構成される。また、蓄電制御装置１１の内部の配線には、電力の供給経路を制御するためのリレー３７乃至３９並びに逆流防止手段４０および４１が接続されている。さらに、蓄電制御装置１１の筐体には、接続端子４２乃至４４が配設されており、接続端子４２には分電盤１３が接続され、接続端子４３にはＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子が接続され、接続端子４４には、図示しない負荷が接続される。

蓄電制御装置１１の内部では、蓄電池３１と蓄電池用パワーコンディショナ３３とがリレー３７を介して接続され、蓄電池用パワーコンディショナ３３と接続端子４２とがリレー３８を介して接続される。また、蓄電池用パワーコンディショナ３３およびリレー３８の間の配線と接続端子４３とがリレー３９を介して接続され、蓄電池用パワーコンディショナ３３と接続端子４４とが直接的に接続される。さらに、接続端子４２およびリレー３８の間の配線にはAC/DC変換器３４の入力端子が接続されており、AC/DC変換器３４の出力端子は、逆流防止手段４０を介して制御ユニット３６に接続される。また、蓄電池用パワーコンディショナ３３およびリレー３７の間の配線には、DC/DC変換器３５の入力端子が接続されており、DC/DC変換器３５の出力端子は、逆流防止手段４１を介して制御ユニット３６に接続される。

蓄電池３１は、蓄電池用パワーコンディショナ３３から供給される電力を蓄積する。また、蓄電池３１に蓄積されている電力は、蓄電池用パワーコンディショナ３３に供給されるとともに、DC/DC変換器３５を介して制御ユニット３６に供給される。

バッテリマネジメントシステム３２は、制御ユニット３６と通信を行い、蓄電池３１を管理する。例えば、バッテリマネジメントシステム３２は、蓄電池３１に蓄積されている電力の電圧値や、蓄電池３１に入出力する電力の電流値、蓄電池３１の温度などを測定し、それらの測定値を制御ユニット３６に送信する。

蓄電池用パワーコンディショナ３３は、制御ユニット３６と通信を行い、蓄電池３１の充電状態に応じて蓄電池３１に入出力する電力を調整する。例えば、蓄電池用パワーコンディショナ３３は、分電盤１３を介して電力系統１２から供給される電力、または、太陽光パネル１４により発電されＰＶ用パワーコンディショナ１５を介して供給される電力を、蓄電池３１の蓄電容量に応じてAC/DC変換して蓄電池３１に供給する。また、蓄電池用パワーコンディショナ３３は、蓄電池３１に蓄積されている電力をDC/AC変換し、分電盤１３に接続されている負荷に供給する。さらに、蓄電池用パワーコンディショナ３３は、例えば、停電時において、電池３１に蓄積されている電力をDC/AC変換して接続端子４４から電力を出力（自立出力）し、接続端子４４に接続されている負荷に供給する。

このように、蓄電池用パワーコンディショナ３３は、双方向に電力を変換（AC/DC変換およびDC/AC変換）することができるように構成されており、DC側（蓄電池３１が接続される側）に、比較的に容量の大きな平滑コンデンサ４５を内蔵している。平滑コンデンサ４５には、蓄電池用パワーコンディショナ３３が電力を変換する際に、その容量に応じた電力が蓄積される。

AC/DC変換器３４は、分電盤１３または蓄電池用パワーコンディショナ３３から供給される電力をAC/DC変換し、逆流防止手段４０を介して制御ユニット３６に供給する。

DC/DC変換器３５は、蓄電池３１または蓄電池用パワーコンディショナ３３から供給される電力をDC/DC変換し、逆流防止手段４１を介して制御ユニット３６に供給する。

制御ユニット３６は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、メモリ、および入出力インタフェースを備えて構成され、CPUがメモリに記憶されているプログラムを実行することで、入出力インタフェースを介して蓄電制御装置１１の各部を制御する。例えば、制御ユニット３６は、バッテリマネジメントシステム３２と通信を行って取得した測定値に基づいて、蓄電池３１に適切な充電が行われるように、蓄電池用パワーコンディショナ３３に対する制御を行う。また、制御ユニット３６は、必要に応じて、リレー３７乃至３９の開閉を制御する。

リレー３７乃至３９は、制御ユニット３６の制御に従って、それぞれの配線のオン／オフ（閉鎖状態／開放状態）の切り替えを行う。また、リレー３８および３９は、互いに排他的に配線をオンするように構成されており、リレー３８がオンであるときにはリレー３９がオフとされ、リレー３９がオンであるときにはリレー３８がオフとされる。即ち、リレー３８および３９は、分電盤１３およびＰＶ用パワーコンディショナ１５のどちらか一方を蓄電池用パワーコンディショナ３３に接続するように構成されている。

逆流防止手段４０および４１は、AC/DC変換器３４から出力される電力と、DC/DC変換器３５から出力される電力とが、制御ユニット３６のみに入力されるように、電流の向きを規制する。

このように蓄電制御装置１１は構成されており、制御ユニット３６には、電力系統１２から供給される電力がAC/DC変換器３４を介して供給されるとともに、蓄電池３１に蓄積されている電力がDC/DC変換器３５を介して供給される。従って、蓄電制御装置１１では、例えば、停電が発生した場合には、蓄電池３１に蓄積されている電力により制御ユニット３６が駆動し続けることができる。これにより、蓄電制御装置１１の信頼性を向上させることができる。

図２を参照して、制御ユニット３６に供給される電力の経路について説明する。

図２では、停電が発生していない通常時における制御ユニット３６への電力経路が、白抜きの矢印で示されている。即ち、通常時には、太線の白抜きの矢印で示される電力供給経路に沿って、電力系統１２から分電盤１３を介して蓄電制御装置１１に供給される電力が、AC/DC変換器３４においてAC/DC変換されて制御ユニット３６に供給される。同様に、細線の白抜きの矢印で示されている電力供給経路に沿って、蓄電池３１から出力される電力が、DC/DC変換器３５においてDC/DC変換されて制御ユニット３６に供給される。

ここで、蓄電制御装置１１では、制御ユニット３６の動作可能電圧の範囲内において、AC/DC変換器３４の出力電圧の電圧値が、DC/DC変換器３５の出力電圧の電圧値よりも高く設定されている。具体的には、制御ユニット３６の動作可能電圧が２４Ｖから上下に各２Ｖの範囲に設定されている場合、DC/DC変換器３５の出力電圧は約２２Ｖに設定され、AC/DC変換器３４の出力電圧は約２６Ｖに設定される。

従って、蓄電制御装置１１において、制御ユニット３６への電力供給は、蓄電池３１から供給される電力よりも、電力系統１２から供給される電力が優先されることになる。このように、蓄電池３１以外からの電力を優先的に制御ユニット３６に供給することにより、蓄電池３１に蓄積された貴重な電力の消費を抑制することができる。また、蓄電池３１に充電する際には充電ロスが発生するため、蓄電池３１に蓄積された電力の消費を抑制することで、全体として電力効率を向上させることができる。また、蓄電池３１から常時放電される電力量を低減することで、蓄電池３１が過放電となるリスクを回避することができる。さらに、ユーザが、蓄電池３１を使用していないのに充電残量が低減していると感じることを回避することができる。

そして、蓄電制御装置１１では、通常時においても、蓄電池３１からDC/DC変換器３５を介して制御ユニット３６に電力を常に供給するように構成されているため、例えば、停電が発生して電力系統１２からの電力の供給が停止した場合でも、蓄電制御装置１１は、稼働し続けることができる。

図３には、停電時において、制御ユニット３６に供給される電力の経路が示されている。

図３に示すように、電力系統１２からの電力の供給が停止し、AC/DC変換器３４が制御ユニット３６に電力を供給することができなくなった場合、白抜きの矢印で示されているように、蓄電池３１からDC/DC変換器３５を介して制御ユニット３６に電力が供給される。

例えば、複数の電力供給経路を切り替えるようなシステムでは、電力系統から電力を取得しているときに停電が発生した場合には、電力供給経路を切り替えることができず、システムが停止する恐れがある。これに対し、蓄電制御装置１１では、制御ユニット３６は電力系統１２および蓄電池３１の両方から電力を取得し、停電が発生した場合でも、電力供給経路を切り替える操作を必要とせず、蓄電池３１から制御ユニット３６に電力を供給することができる。

これにより、蓄電制御装置１１では、制御ユニット３６が停電によって停止することが回避され、蓄電制御装置１１が稼働し続けることができる。従って、蓄電制御装置１１は、停電時の災害対策用の蓄電システムに用いて有効に活用することができる。

ここで、一般的に、蓄電池３１を備えたシステムにおいて、蓄電池３１に接続されるリレー３７は、安全を担保するための重要な部品である。そのため、蓄電制御装置１１では、リレー３７の異常（例えば、接点の溶着）を検知するために、リレー３７の動作確認を定期的に行うように運用することが望ましい。例えば、制御ユニット３６は、リレー３７をオン／オフさせる制御を定期的に行い、リレー３７が正常に動作しているのかを確認する。

従って、リレー３７の動作確認中には、図４に示すように、リレー３７がオフ（接点が開放）された状態となる。この状態において、制御ユニット３６は、太線の白抜きの矢印で示すように、電力系統１２からAC/DC変換器３４を介して供給される電力を取得して動作することができる。

ところで、通常、停電が発生することを予測することは困難である。従って、図４に示すように、リレー３７の動作確認中においてリレー３７がオフされた状態であるときに停電が発生した場合、電力系統１２および蓄電池３１のどちらからも、制御ユニット３６に電力を供給することができない事態が発生する。このような事態が発生したとき、蓄電制御装置１１では、蓄電池用パワーコンディショナ３３が備える平滑コンデンサ４５に蓄積されている電力が制御ユニット３６に供給される。

図５には、リレー３７の動作確認中に停電が発生したときに、制御ユニット３６に供給される電力の経路が示されている。

図５において、リレー３７の動作確認中に停電が発生したときおける蓄電制御装置１１への電力経路が、白抜きの矢印で示されている。即ち、リレー３７の動作確認中に停電が発生したときには、蓄電池用パワーコンディショナ３３の平滑コンデンサ４５に蓄積されている電力が、DC/DC変換器３５によりDC/DC変換されて制御ユニット３６に供給される。上述したように、蓄電池用パワーコンディショナ３３は、比較的に容量の大きな平滑コンデンサ４５をDC側に備えており、蓄電池用パワーコンディショナ３３の動作中には、平滑コンデンサ４５に電力が蓄積されている。

従って、蓄電制御装置１１では、リレー３７の動作確認中においてリレー３７がオフされた状態であるときに停電が発生して電力系統１２からの電力の供給が停止したとしても、蓄電池用パワーコンディショナ３３の平滑コンデンサ４５に蓄積されている電力を活用して、制御ユニット３６に電力を供給することができる。

従って、制御ユニット３６は、リレー３７の動作確認中に停電が発生したことを検知すると、平滑コンデンサ４５に蓄積されている電力により駆動可能な間に、リレー３７をオン（接点を接続）にする制御を優先的に行う。リレー３７をオンになることにより、蓄電池３１に蓄積されている電力が制御ユニット３６に供給されるようになるため、制御ユニット３６は、動作し続けることができる。

図６のフローチャートを参照して、制御ユニット３６が、リレー３７の動作確認中に停電が発生した場合に行う処理について説明する。

例えば、停電が発生していない通常時に制御ユニット３６が起動すると処理が開始され、ステップＳ１１において、制御ユニット３６は通常モードの処理を実行する。例えば、電力系統１２からの電力により蓄電池３１を充電したり、蓄電池３１に蓄積されている電力を、分電盤１３を介して図示しない負荷に供給したりするように蓄電池用パワーコンディショナ３３に対して制御を行う処理を実行する。また、通常モードの処理では、定期的に、リレー３７の動作確認を行うように設定されており、リレー３７の動作確認を行うタイミングになると、処理はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、制御ユニット３６は、動作確認を行うためにリレー３７をオフにし、リレー３７の動作を確認する。

ステップＳ１３において、制御ユニット３６は、リレー３７の動作確認が終了したか否かを判定し、リレー３７の動作確認が終了したと判定された場合、処理はステップＳ１１に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ１３において、リレー３７の動作確認が終了していないと判定された場合、処理はステップＳ１４に進み、制御ユニット３６は、停電が発生したか否かを判定する。

ステップＳ１４において、制御ユニット３６が、停電が発生していないと判定した場合、処理はステップＳ１３に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。一方、ステップＳ１４において、制御ユニット３６が、停電が発生したと判定した場合、即ち、リレー３７の動作確認中に停電が発生した場合、処理はステップＳ１５に進む。なお、この場合、図５を参照して上述したように、制御ユニット３６には、蓄電池用パワーコンディショナ３３の平滑コンデンサ４５に蓄積されている電力が供給される。

ステップＳ１５において、制御ユニット３６は、実行中の処理を全て中断して、リレー３７をオンにする割り込み処理を実行する。これにより、動作確認中でオフにされていたリレー３７がオンになり、リレー３７を介して蓄電池３１に蓄積されている電力が制御ユニット３６に供給される。

ステップＳ１６において、制御ユニット３６は、停電モードの処理を実行し、蓄電制御装置１１が稼働を継続する。

ステップＳ１７において、制御ユニット３６は停電が復旧したか否かを判定し、停電が復旧していないと判定された場合、処理はステップＳ１６に戻り、停電モードの処理が継続して実行される。

一方、ステップＳ１７において、停電が復旧したと判定された場合、処理はステップＳ１１に戻り、通常モードの処理に切り替えられ、以下、同様の処理が繰り返される。

以上のように、蓄電制御装置１１では、リレー３７の動作確認中に停電が発生しても、平滑コンデンサ４５から供給される電力により駆動する制御ユニット３６が、リレー３７をオンにする処理を優先的に行うため、蓄電池３１に蓄積されている電力がリレー３７を介して制御ユニット３６に供給され、蓄電制御装置１１が稼働を継続することができる。

また、蓄電制御装置１１では、蓄電池用パワーコンディショナ３３に内蔵されている平滑コンデンサ４５を利用するように構成されているため、新たに外部に補助電源などを設けることなく、リレー３７の動作確認中の停電に対応することができる。従って、蓄電制御装置１１は、そのような補助電源を設けた場合に必要となるメンテナンスを不要とすることができる。

また、上述したように、蓄電制御装置１１では、蓄電池３１からの電力が制御ユニット３６に優先的に供給されるように設定されているため、停電が発生していない通常時には、平滑コンデンサ４５は蓄積できる限りの電力を保持した状態となる。これにより、停電が発生したときに、制御ユニット３６が最低限の動作を行うのに必要な電力を平滑コンデンサ４５に蓄積させることができる。

このように、蓄電制御装置１１は、蓄電池用パワーコンディショナ３３に内蔵されている平滑コンデンサ４５を利用することで、新たな補助電源などを外部に設けることなく、リレー３７の動作確認中に発生する停電に対応することができる。これにより、蓄電制御装置１１の信頼性を向上させることができる。

次に、図７は、本技術を適用した蓄電制御装置の第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７に示されている蓄電制御装置１１’において、図１の蓄電制御装置１１と共通する構成要素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、図７に示すように、蓄電制御装置１１’は、蓄電池３１、バッテリマネジメントシステム３２、蓄電池用パワーコンディショナ３３、AC/DC変換器３４、DC/DC変換器３５、制御ユニット３６、リレー３７乃至３９、逆流防止手段４０および４１、並びに、接続端子４２乃至４４を備える点で、図１の蓄電制御装置１１と共通の構成とされる。但し、蓄電制御装置１１’は、AC/DC変換器５１、逆流防止手段５２および５３、接続端子５４、およびリレー５５を備える点で、図１の蓄電制御装置１１と異なる構成とされる。

また、蓄電制御装置１１’には、電力系統１２が分電盤１３を介して接続され、太陽光パネル１４がＰＶ用パワーコンディショナ１５を介して接続されるのとともに、表示器１６が接続されている。表示器１６は、例えば、液晶パネルなどから構成されるディスプレイを備えており、制御ユニット３６と通信を行って制御信号を送受信し、制御ユニット３６から供給される画像信号に応じた画像をディスプレイに表示する。また、表示器１６の駆動に必要な電力は、制御ユニット３６から供給される。

AC/DC変換器５１の入力端子は、リレー３９および接続端子４３の間の配線に接続され、AC/DC変換器５１の出力端子は、逆流防止手段５２を介して制御ユニット３６に接続される。上述したように、接続端子４３はＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子に接続されており、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力が接続端子４３を介してAC/DC変換器５１に供給され、AC/DC変換器５１は、その電力をAC/DC変換して制御ユニット３６に供給することができる。

逆流防止手段５２および５３は、逆流防止手段４０および４１とともに、AC/DC変換器３４から出力される電力、DC/DC変換器３５から出力される電力、AC/DC変換器５１から出力される電力、および、接続端子５４を介して外部から供給される電力が、制御ユニット３６のみに入力されるように、電流の向きを規制する。

接続端子５４は、外部から保守起動用の外部電源を接続するための端子であり、接続端子５４は、逆流防止手段５３を介して制御ユニット３６に接続されている。

リレー５５は、AC/DC変換器３４およびリレー３８の接続点と、接続端子４２との間に配設され、制御ユニット３６の制御に従って、配線のオン／オフを行う。

このように構成される蓄電制御装置１１’では、電力系統１２からAC/DC変換器３４を介して制御ユニット３６が電力を取得する経路、蓄電池３１からDC/DC変換器３５を介して制御ユニット３６が電力を取得する経路、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子からAC/DC変換器５１を介して制御ユニット３６が電力を取得する経路、および、接続端子５４に接続される保守起動用の電源から制御ユニット３６が電力を取得する経路が設けられている。

例えば、蓄電制御装置１１’が電力系統１２と連系しているときには、制御ユニット３６には、電力系統１２から供給される電力がAC/DC変換器３４を介して供給されるとともに、蓄電池３１に蓄積されている電力がDC/DC変換器３５を介して供給される。なお、このとき、ＰＶ用パワーコンディショナ１５は、自立出力端子からの電力の出力を停止している。

例えば、図８には、停電が発生していない通常時における蓄電制御装置１１’の電力経路が白抜きの矢印で示されている。即ち、通常時には、太線の白抜きの矢印で示される電力供給経路に沿って、電力系統１２から分電盤１３を介して蓄電制御装置１１’に供給される電力が、AC/DC変換器３４においてAC/DC変換されて制御ユニット３６に供給される。同様に、細線の白抜きの矢印で示されている電力供給経路に沿って、蓄電池３１から出力される電力が、DC/DC変換器３５においてDC/DC変換されて制御ユニット３６に供給される。

このとき、図１の蓄電制御装置１１と同様に、蓄電池３１から供給される電力よりも、電力系統１２から供給される電力が優先されるように、AC/DC変換器３４およびDC/DC変換器３５の出力電圧が設定されている。

ここで、蓄電制御装置１１’において、制御ユニット３６は、システムに異常が発生したことを検知した場合、リレー３７および５５をオフにして、蓄電池３１に関連した危険の発生を防止するように設定されている。例えば、制御ユニット３６は、リバッテリマネジメントシステム３２と通信を行って、蓄電池３１が異常に高温となった場合や、蓄電池３１が漏電した場合に、システムに異常が発生したことを検知する。そして、制御ユニット３６がリレー３７および５５をオフにした結果、通常時における電力供給経路が遮断されてしまうため、蓄電制御装置１１’の稼働が停止することになる。

このような場合には、蓄電制御装置１１’に対する保守を行って、蓄電制御装置１１’の稼働が停止した原因を分析し、試験的な再稼働を行うために、制御ユニット３６に電力を供給して、制御ユニット３６を駆動させる必要がある。そこで、蓄電制御装置１１’は、保守を行う者が、接続端子５４に保守電源を接続し、接続端子５４を通じて制御ユニット３６に電力を供給することができるように構成されている。

即ち、図９に示すように、蓄電制御装置１１’ではリレー３７および５５がオフとされた状態であっても、接続端子５４に接続された保守電源１７から、制御ユニット３６に電力が供給される。これにより、制御ユニット３６は、保守電源１７からの電力により起動することができ、保守を行う者が、例えば、システムのデータログを取得したり、蓄電制御装置１１’を構成する各部の状況を確認したりすることができる。

また、例えば、停電が発生しているときに太陽光パネル１４が発電している場合、ＰＶ用パワーコンディショナ１５は、自立出力端子から電力を出力しようとする。これにより、蓄電制御装置１１’において、制御ユニット３６は、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力をAC/DC変換器５１を介して取得することができるとともに、蓄電池３１に蓄積されている電力をDC/DC変換器３５を介して取得することができる。

図１０には、停電が発生しているときに太陽光パネル１４が発電している場合における蓄電制御装置１１’の電力経路が白抜きの矢印で示されている。

図１０に示すように、蓄電制御装置１１’では、太線の白抜きの矢印で示す電力供給経路に沿って、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力が制御ユニット３６に供給される。同様に、細線の白抜きの矢印で示す電力供給経路に沿って、蓄電池３１から出力される電力が制御ユニット３６に供給される。

また、蓄電制御装置１１’では、AC/DC変換器５１の出力電圧の電圧値が、DC/DC変換器３５の出力電圧の電圧値よりも高く設定されている。これにより、蓄電制御装置１１’では、蓄電池３１の電力よりもＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力が、制御ユニット３６に優先的に供給される。

このように、制御ユニット３６が、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力を優先的に取得することで、蓄電制御装置１１’では、蓄電池３１に蓄積された電力の消費を抑制することができる。さらに、蓄電制御装置１１’では、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子からの出力を、起動電源として利用することで、停電中に蓄電池３１の残量が減少して、リレー３７が解列された状態から、システムを自立復帰することができる。

例えば、夜間や雨天時などに停電が発生した場合、制御ユニット３６は、電力系統１２からも、ＰＶ用パワーコンディショナ１５からも電力を取得することができない。

この場合、図１１に示すように、蓄電制御装置１１’では、制御ユニット３６は、蓄電池３１から取得することによって駆動することができる。即ち、停電が発生した瞬間に電力系統１２からの電力が途絶えても、蓄電制御装置１１’では、制御ユニット３６は、電力系統１２と並列的に蓄電池３１から電力を取得しているため、停電に関係なく動作することができる。

ところが、停電が継続するとともに、天候の悪い状態が継続すると、制御ユニット３６が蓄電池３１から電力を取得し続けることになるため、蓄電池３１の残量が減少し続けることになる。そして、蓄電池３１の残量が一定値以下になると、過放電による蓄電池３１の劣化を回避するために、制御ユニット３６は、それ以上の電力を蓄電池３１から取得することができないように、リレー３７をオフにして蓄電池３１を保護するような制御を行う。なお、蓄電池３１の残量が少ない状態で停電が発生した場合には、直ちにリレー３７をオフにして蓄電池３１を保護するような制御が行われる。

このような状態において、天候が回復して太陽光パネル１４による発電が行われると、図１２に示すように、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力が、AC/DC変換器５１を介して制御ユニット３６に供給されるようになる。これにより、制御ユニット３６が起動して、蓄電制御装置１１’は、再稼働することができる。

また、このとき、制御ユニット３６は、リレー３９をオンにして、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力を蓄電池用パワーコンディショナ３３に供給させて、蓄電池３１を充電させる。

このように、蓄電制御装置１１’では、ＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力をAC/DC変換器５１を介して制御ユニット３６に供給する電力供給経路が設けられているので、蓄電制御装置１１’の稼働が停止したときに、停電が復旧する前であっても、天候が改善されたときにシステムを再稼働することができる。

また、天候が改善するのに応じて、蓄電制御装置１１’が再稼働したとき、太陽光パネル１４により発電される電力は安定していないことが想定される。特に、明け方においては、太陽光パネル１４の発電量が少ないため、リレー３７や蓄電池用パワーコンディショナ３３などを起動させるための十分な電力を取得することができない。この場合、例えば、太陽光パネル１４により発電された電力により制御ユニット３６が起動して、制御ユニット３６がリレー３７をオンにしようとするが電力が不足してしまい、リレー３７のチャタリングが発生することが想定される。

そこで、制御ユニット３６は、太陽光パネル１４が発電を開始してから、太陽光パネル１４により発電される電力が安定するまでの一定期間が経過した後に、リレー３７をオンにする制御を行う。

次に、図１３を参照して、制御ユニット３６が実行する起動処理について説明する。

上述したように、停電の発生中に太陽光パネル１４による発電が行われず、蓄電池３１の残量が一定値以下となってリレー３７がオフにされている状態において、制御ユニット３６の動作が停止しているときに電力の供給が開始されると、処理が開始される。

ステップＳ２１において、制御ユニット３６は、供給が開始された電力により起動する。

ステップＳ２２において、制御ユニット３６は、停電状態であるか否かを判定する。例えば、停電が復旧している場合には、蓄電池用パワーコンディショナ３３にも電力系統１２から電力が供給されているため、制御ユニット３６は、蓄電池用パワーコンディショナ３３との通信を試みることにより、停電状態であるか否かを判定することができる。

ステップＳ２２において、制御ユニット３６が、停電状態でないと判定した場合、即ち、制御ユニット３６が起動するための電力が電力系統１２から供給されていた場合、処理はステップＳ２３に進む。ステップＳ２３において、制御ユニット３６は、電力系統１２からの電力により蓄電制御装置１１’を復帰する復帰モードに移行する。

一方、ステップＳ２２において、制御ユニット３６が、停電状態であると判定した場合、処理はステップＳ２４に進み、制御ユニット３６は、強制起動信号が供給されているか否かを判定する。例えば、保守を行う者が、接続端子５４に保守電源１７（図９参照）を接続し、接続端子５４を通じて制御ユニット３６に電力を供給した場合には、別途、制御ユニット３６に対して強制起動信号が供給される。

ステップＳ２４において、制御ユニット３６が、強制起動信号が供給されていると判定した場合、処理はステップＳ２５に進み、制御ユニット３６は、保守電源１７からの電力により蓄電制御装置１１’を復帰する復帰モードに移行する。

一方、ステップＳ２４において、制御ユニット３６が、強制起動信号が供給されてないと判定した場合、処理はステップＳ２６に進み、制御ユニット３６は、太陽光パネル１４により発電されてＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力により起動したと判断する。即ち、この場合、電力系統１２および保守電源１７から電力が供給されていることはなく、かつ、制御ユニット３６の起動前の状態ではリレー３７がオフとされているため、太陽光パネル１４により発電されてＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力により起動したと判断することができる。

ステップＳ２７において、制御ユニット３６は、例えば、図示しないタイマーカウンタを利用して、起動してから一定時間以上、電力の供給が継続したか否かを判定し、電力の供給が継続したと判定するまで処理を待機する。ここで、例えば、制御ユニット３６が一定時間の経過を待機しているときに、太陽光パネル１４による発電が安定しておらず、電力の供給が停止した場合には、制御ユニット３６の動作は停止して、再度、電力の供給が開始されると、ステップＳ２１から処理を再開する。

そして、ステップＳ２７において、制御ユニット３６が、起動してから一定時間以上、電力の供給が継続したと判定した場合、処理はステップＳ２８に進む。ステップＳ２８において、制御ユニット３６は、太陽光パネル１４による発電が安定したと判断して、太陽光パネル１４により発電されてＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力により蓄電制御装置１１’を復帰する復帰モードに移行する。即ち、この場合、復帰モードでは、リレー３７をオンにするとともに、リレー３９をオンにしてＰＶ用パワーコンディショナ１５の自立出力端子から出力される電力を蓄電池用パワーコンディショナ３３に供給させ、蓄電池３１を充電するように蓄電池用パワーコンディショナ３３に対する指示を行う。

そして、ステップＳ２３，Ｓ２５、およびＳ２８の処理後、起動処理は終了される。

以上のように、蓄電制御装置１１’では、太陽光パネル１４が発電を開始してから、太陽光パネル１４により発電される電力が安定するまでの一定期間が経過した後に、リレー３７をオンにするので、リレー３７のチャタリングが発生することを回避して、確実に、蓄電池３１を充電することができる。

また、蓄電制御装置１１’は、複数の経路から制御ユニット３６が電力を取得することができるため、停電が発生したり天候の悪い状態が継続したりしても、制御ユニット３６を起動することができ、通常時および停電時でも有効に電力を利用することができる。

なお、制御ユニット３６が電力を取得する複数の経路は、上述したうちの一部だけでもよい。

なお、上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

また、それらのプログラムは、あらかじめ記憶部に記憶させておく他、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部を介して、あるいは、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、または半導体メモリなどのリムーバブルメディアを駆動するドライブを介して、コンピュータにインストールすることができる。

また、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。

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蓄電制御装置，１２電力系統，１３分電盤，１４太陽光パネル，１５ＰＶ用パワーコンディショナ，１６表示器，１７保守電源，２１配線用ブレーカ，２２および２３漏電ブレーカ，２４ブレーカ，３１蓄電池，３２バッテリマネジメントシステム，３３蓄電池用パワーコンディショナ，３４ AC/DC変換器，３５ DC/DC変換器，３６制御ユニット，３７乃至３９リレー，４０および４１逆流防止手段，４２乃至４４接続端子，４３平滑コンデンサ，５１ AC/DC変換器，５２および５３逆流防止手段，５４接続端子，５５リレー

Claims

電力系統から供給される電力を変換する第１の電力変換部と、
電力を蓄積する蓄電池から出力される電力を変換する第２の電力変換部と、
前記第１の電力変換部から出力される電力、および、前記第２の電力変換部から出力される電力により駆動し、前記蓄電池の充放電を制御する制御部と、
自然エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される電力を変換して、前記制御部に出力する第３の電力変換部と
を備え、
前記第１の電力変換部から出力される電力の電圧値が、前記第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されている
蓄電制御装置。
前記制御部は、前記第３の電力変換部を介して前記発電装置から出力される電力により起動したと判断した場合、起動してから一定時間以上、電力の供給が継続したときに、前記発電装置から出力される電力を前記蓄電池に供給するように制御を行う
請求項１に記載の蓄電制御装置。
前記第３の電力変換部から出力される電力の電圧値が、前記第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されている
請求項１に記載の蓄電制御装置。
外部から前記制御部に電力を供給可能な外部電源を接続可能に構成されている
請求項１乃至３に記載の蓄電制御装置。
前記電力系統から供給される電力を前記蓄電池の充電状態に応じて調整し、前記電力系統から供給される電力を前記蓄電池に充電する調整部をさらに備え、
前記調整部および前記蓄電池を接続する配線と前記制御部とが前記第２の電力変換部を介して接続されており、
前記調整部は、前記蓄電池に接続される側に所定の容量の蓄電器を内蔵して構成される
請求項１乃至４のいずれかに記載の蓄電制御装置。
前記蓄電池と、前記第２の電力変換部および前記調整部との間の配線に接続される第１の開閉器をさらに備え、
前記第１の開閉器が開放状態ときに停電が発生すると、前記制御部は、前記調整部が内蔵する前記蓄電器から供給される電力により駆動して、前記第１の開閉器を閉鎖状態に切り替える処理を優先的に行う
請求項５に記載の蓄電制御装置。
電力系統から供給される電力を変換する第１の電力変換部と、
電力を蓄積する蓄電池から出力される電力を変換する第２の電力変換部と、
前記第１の電力変換部から出力される電力、および、前記第２の電力変換部から出力される電力により駆動し、前記蓄電池の充放電を制御する制御部と、
自然エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される電力を変換して、前記制御部に出力する第３の電力変換部と
を備える蓄電制御装置の制御方法であって、
前記第１の電力変換部から出力される電力の電圧値が、前記第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されており、
前記制御部は、前記第３の電力変換部を介して前記発電装置から出力される電力により起動したと判断した場合、起動してから一定時間以上、電力の供給が継続したときに、前記発電装置から出力される電力を前記蓄電池に供給するように制御を行う
ステップを含む蓄電制御装置の制御方法。
電力系統から供給される電力を変換する第１の電力変換部と、
電力を蓄積する蓄電池から出力される電力を変換する第２の電力変換部と、
前記第１の電力変換部から出力される電力、および、前記第２の電力変換部から出力される電力により駆動し、前記蓄電池の充放電を制御する制御部と、
自然エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される電力を変換して、前記制御部に出力する第３の電力変換部と
を備える蓄電制御装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記第１の電力変換部から出力される電力の電圧値が、前記第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されており、
前記制御部は、前記第３の電力変換部を介して前記発電装置から出力される電力により起動したと判断した場合、起動してから一定時間以上、電力の供給が継続したときに、前記発電装置から出力される電力を前記蓄電池に供給するように制御を行う
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。
電力を蓄積する蓄電池と、
電力系統から供給される電力を変換する第１の電力変換部と、
前記蓄電池から出力される電力を変換する第２の電力変換部と、
前記第１の電力変換部から出力される電力、および、前記第２の電力変換部から出力される電力により駆動し、前記蓄電池の充放電を制御する制御部と、
自然エネルギーを利用して発電する発電装置から出力される電力を変換して、前記制御部に出力する第３の電力変換部と
を備え、
前記第１の電力変換部から出力される電力の電圧値が、前記第２の電力変換部から出力される電力の電圧値よりも高く設定されている
蓄電システム。