JP2013230000A - Power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部電力系統に接続される電力線と、電力線に発電電力を供給可能な発電装置と、電力線に対して各別に接続される複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置の動作を制御する制御装置とを備え、外部電力系統と発電装置と蓄電装置との少なくとも何れか一台以上から供給される電力を複数の電力消費装置に供給可能な電力供給システムに関する。 The present invention controls operations of a power line connected to an external power system, a power generation device capable of supplying generated power to the power line, a plurality of power storage devices connected to the power line, and a plurality of power storage devices. The present invention relates to a power supply system that includes a control device and that can supply power supplied from at least one of an external power system, a power generation device, and a power storage device to a plurality of power consuming devices.
特許文献1には、外部電力系統に接続される電力線と、電力線に発電電力を供給可能な発電装置と、電力線に対して各別に接続される複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置の動作を制御する制御装置とを備え、外部電力系統と発電装置と蓄電装置との少なくとも何れか一台以上から供給される電力を複数の電力消費装置に供給可能な電力供給システムが記載されている。具体的には、特許文献1に記載の電力供給システムでは、蓄電装置の動作モードを、満充電に達するまで充電させる充電モード、または放電が完了するまで放電させる放電モードのいずれかに決定し、放電モードに決定されている蓄電装置の放電が完了した場合にその蓄電装置を充電モードに決定し、充電モードに決定されている蓄電装置が満充電に達した場合にその蓄電装置を放電モードに決定することが行われている。
そして、複数の蓄電装置に蓄えられている電力は、複数の電力消費装置で共用される。
The electric power stored in the plurality of power storage devices is shared by the plurality of power consumption devices.
複数の電力消費装置は、停電などの非常時にも点灯することが必要な照明装置や常時稼動させておくことが必要な情報機器などの重要負荷や、空調装置やそれほど重要度の高くない照明装置など、重要負荷の次に重要度の高い装置などに分類することができる。
しかし、特許文献1に記載の電力供給システムでは、複数の蓄電装置に蓄えられている電力が複数の電力消費装置で共用されるため、例えば非常時であっても全ての電力消費装置が区別無く電力を消費でき、重要負荷に対して優先的に電力供給が行われることはない。従って、非常時に重要負荷で利用可能な電力が相対的に小さくなるという問題がある。つまり、特許文献1に記載の電力供給システムは、重要負荷などの特定の電力消費装置が利用可能な電力を、他の電力消費装置が利用可能な電力よりも多く確保しておくことができないという点で課題がある。
Multiple power consuming devices are important loads such as lighting devices that need to be lit in an emergency such as a power outage, information equipment that needs to be always in operation, air conditioners, and lighting devices that are not so important. Etc., and can be classified into devices having the next highest importance after the important load.
However, in the power supply system described in
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、特定の電力消費装置が利用可能な電力を、他の電力消費装置が利用可能な電力よりも多く確保しておくことができる電力供給システムを提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to secure more power that can be used by a specific power consuming device than power that can be used by other power consuming devices. It is in providing a power supply system that can perform the above.
上記目的を達成するための本発明に係る電力供給システムの特徴構成は、外部電力系統に接続される電力線と、前記電力線に発電電力を供給可能な発電装置と、前記電力線に対して各別に接続される複数の蓄電装置と、前記複数の蓄電装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記外部電力系統と前記発電装置と前記蓄電装置との少なくとも何れか一台以上から供給される電力を複数の電力消費装置に供給可能な電力供給システムであって、
前記複数の蓄電装置の内の一つ又は二以上の第1蓄電装置には前記複数の電力消費装置の内の少なくとも一つの第1電力消費装置が接続され、
前記複数の蓄電装置の内の他の一つ又は二以上の第2蓄電装置には前記複数の電力消費装置の内の他の少なくとも一つの第2電力消費装置が接続され、
前記第1電力消費装置には、当該第1電力消費装置の消費電力を超えない範囲内で前記第1蓄電装置が放電する電力と、前記外部電力系統から前記電力線を介して供給される電力と、前記発電装置から前記電力線を介して供給される電力との少なくとも何れかが供給され、
前記第2電力消費装置には、当該第2電力消費装置の消費電力を超えない範囲内で前記第2蓄電装置が放電する電力と、前記外部電力系統から前記電力線を介して供給される電力と、前記発電装置から前記電力線を介して供給される電力との少なくとも何れかが供給され、
前記制御装置は、前記第1蓄電装置に対する充電動作の指令を前記第2蓄電装置に対する充電動作の指令よりも優先して与えようとする制御、及び、前記第2蓄電装置に対する放電動作の指令を前記第1蓄電装置に対する放電動作の指令よりも優先して与えようとする制御の少なくとも何れか一方を行う点にある。
In order to achieve the above object, the power supply system according to the present invention is characterized by a power line connected to an external power system, a power generator capable of supplying generated power to the power line, and a power line connected to the power line separately. A plurality of power storage devices, and a control device that controls the operation of the plurality of power storage devices, the power supplied from at least one of the external power system, the power generation device, and the power storage device A power supply system capable of supplying a plurality of power consuming devices,
At least one first power consuming device of the plurality of power consuming devices is connected to one or two or more first power stor- age devices among the plurality of power storing devices,
The other one or two or more second power storage devices in the plurality of power storage devices are connected to at least one second power consumption device in the plurality of power consumption devices,
The first power consuming device includes power discharged from the first power storage device within a range not exceeding power consumption of the first power consuming device, and power supplied from the external power system via the power line. , At least one of the power supplied from the power generation device via the power line is supplied,
The second power consuming device includes power discharged from the second power storage device within a range not exceeding power consumption of the second power consuming device, and power supplied from the external power system via the power line. , At least one of the power supplied from the power generation device via the power line is supplied,
The control device is configured to give a command to give a charge operation command to the first power storage device in preference to a charge operation command to the second power storage device, and a discharge operation command to the second power storage device. The point is to perform at least one of the control to give priority over the command of the discharge operation to the first power storage device.
上記特徴構成によれば、第1蓄電装置に蓄えられている電力は第1電力消費装置に対して選択的に供給され、第2蓄電装置に蓄えられている電力は第2電力消費装置に対して選択的に供給される。つまり、第1蓄電装置に蓄えられている電力は複数の電力消費装置で共用される電力ではなく、第1電力消費装置のみで利用できる電力であり、同様に、第2蓄電装置に蓄えられている電力は第2電力消費装置のみで利用できる電力である。その結果、例えば停電等の非常時であっても、第1電力消費装置が利用できる電力を第1蓄電装置によって確実に確保しておくことができ、第2電力消費装置が利用できる電力を第2蓄電装置によって確実に確保しておくことができる。
更に、制御装置が、第1蓄電装置に対する充電動作の指令を第2蓄電装置に対する充電動作の指令よりも優先して与えようとする制御を行う場合には、第1蓄電装置での蓄電量の増加が第2蓄電装置での蓄電量の増加よりも促進される。また、制御装置が、第2蓄電装置に対する放電動作の指令を第1蓄電装置に対する放電動作の指令よりも優先して与えようとする制御を行う場合には、第2蓄電装置での蓄電量の減少が第1蓄電装置での蓄電量の減少よりも促進される。従って、何れの制御が行われた場合も、第1蓄電装置には第2蓄電装置よりも相対的に多くの電力が蓄えられるようにできる。
従って、特定の電力消費装置が利用可能な電力を、他の電力消費装置が利用可能な電力よりも多く確保しておくことができる電力供給システムを提供できる。
According to the above characteristic configuration, the power stored in the first power storage device is selectively supplied to the first power consumption device, and the power stored in the second power storage device is supplied to the second power consumption device. Selectively supplied. That is, the electric power stored in the first power storage device is not the power shared by the plurality of power consuming devices, but the power that can be used only by the first power consuming device, and similarly stored in the second power storage device. The power that is present is power that can be used only by the second power consuming device. As a result, even in an emergency such as a power failure, the power that can be used by the first power consuming device can be reliably secured by the first power storage device, and the power that can be used by the second power consuming device is It can be ensured by two power storage devices.
Further, when the control device performs control to give a command for charging operation to the first power storage device in preference to a command for charging operation to the second power storage device, the amount of power stored in the first power storage device The increase is promoted more than the increase in the amount of power stored in the second power storage device. Further, when the control device performs control to give a command for the discharge operation to the second power storage device in preference to the command for the discharge operation to the first power storage device, the amount of power stored in the second power storage device The reduction is promoted more than the reduction in the amount of power stored in the first power storage device. Therefore, regardless of which control is performed, the first power storage device can store a relatively larger amount of power than the second power storage device.
Therefore, it is possible to provide a power supply system that can secure more power that can be used by a specific power consuming device than power that can be used by other power consuming devices.
本発明に係る電力供給システムの別の特徴構成は、前記発電装置は、前記電力線で要求される負荷電力に追従して発生させる発電電力を前記電力線に供給し、
前記制御装置は、前記複数の電力消費装置による合計消費電力が充電用設定電力より小さいとき、前記発電装置の発電電力が前記充電用設定電力より小さければ、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に充電動作の指令を与えようとし、前記複数の電力消費装置による前記合計消費電力が、前記充電用設定電力以上である放電用設定電力より大きいとき、前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力以上であれば、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとする点にある。
Another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that the power generator supplies the power line with generated power generated by following the load power required by the power line,
When the total power consumed by the plurality of power consuming devices is smaller than the set power for charging and the generated power of the power generating device is smaller than the set power for charging, the control device is at least one of the plurality of power storage devices. When the total power consumed by the plurality of power consuming devices is greater than the set power for discharging that is equal to or greater than the set power for charging, the generated power of the power generating device is used for the discharge. If it is equal to or higher than the set power, a discharge operation command is to be given to at least one of the plurality of power storage devices.
発電装置の発電効率は、発電電力の大きさに応じて変化する。そのため、発電効率が高くなる運転状態で発電装置を動作させることが好ましい。
本特徴構成において、電力線で要求される負荷電力の大きさは、複数の電力消費装置による合計消費電力と複数の蓄電装置による合計充電電力との和から、複数の蓄電装置による合計放電電力を減算した値となる。つまり、制御装置は、複数の蓄電装置を放電動作又は充電動作させることで或いは放電動作又は充電動作させないことで、電力線で要求される負荷電力の大きさを変化させることができる。また本特徴構成では、発電装置の発電電力は、電力線で要求される負荷電力に追従して変化するので、電力線で要求される負荷電力の大きさが変化すると、それに追従して発電装置の発電電力が変化する。従って、制御装置は、複数の蓄電装置に対して充電動作及び放電動作を指令できることで、間接的に発電装置の発電電力を変化させることができる。
特に、本特徴構成では、複数の電力消費装置による合計消費電力が充電用設定電力より小さく且つ発電装置の発電電力が充電用設定電力より小さければ、制御装置が複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に充電動作の指令を与えようとすることで、電力線で要求される負荷電力がより大きくなるように変化させ、その結果、発電装置の発電電力を充電用設定電力に近づけることができ且つその発電装置の発電電力を蓄電装置に蓄えることができる。同様に、複数の電力消費装置による合計消費電力が放電用設定電力より大きく且つ発電装置の発電電力が放電用設定電力以上であれば、複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとすることで、電力線で要求される負荷電力がより小さくなるように変化させ、その結果、発電装置の発電電力を放電用設定電力に近づける又は外部電力系統からの供給電力を減少させることができる。
The power generation efficiency of the power generation device changes according to the magnitude of the generated power. Therefore, it is preferable to operate the power generation device in an operation state where the power generation efficiency is high.
In this feature configuration, the amount of load power required on the power line is obtained by subtracting the total discharge power from the plurality of power storage devices from the sum of the total power consumption by the plurality of power consumption devices and the total charge power from the plurality of power storage devices. It becomes the value. That is, the control device can change the magnitude of the load power required on the power line by causing the plurality of power storage devices to perform a discharging operation or a charging operation or not to perform a discharging operation or a charging operation. Also, in this feature configuration, the power generated by the power generator changes following the load power required by the power line, so if the load power required by the power line changes, the power generated by the power generator follows the change. The power changes. Therefore, the control device can command the charging operation and the discharging operation to the plurality of power storage devices, so that the generated power of the power generation device can be indirectly changed.
In particular, in this feature configuration, if the total power consumed by the plurality of power consuming devices is smaller than the set power for charging and the generated power of the power generating device is smaller than the set power for charging, the control device is at least one of the plurality of power storage devices. By giving a command for charging operation to the stand, the load power required by the power line is changed so as to increase, and as a result, the generated power of the power generator can be brought close to the set power for charging and The power generated by the power generation device can be stored in the power storage device. Similarly, if the total power consumed by the plurality of power consuming devices is greater than the set power for discharge and the generated power of the power generator is greater than or equal to the set power for discharge, at least one of the plurality of power storage devices is instructed to perform a discharge operation. As a result, the load power required by the power line is changed to be smaller, and as a result, the generated power of the power generation device is brought closer to the set power for discharge or the power supplied from the external power system is reduced. be able to.
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に充電動作の指令を与えようとするとき、前記第1蓄電装置に対しては、前記第1蓄電装置の蓄電量が第1設定上限値より小さいことを条件として充電動作の指令を与え、前記第2蓄電装置に対しては、前記第1蓄電装置の蓄電量が前記第1設定上限値以上であり且つ前記第2蓄電装置の蓄電量が第2設定上限値より小さいことを条件として充電動作の指令を与える点にある。 Still another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is that when the control device is to give a command for a charging operation to at least one of the plurality of power storage devices, the first power storage device is A charging operation command is provided on the condition that the amount of electricity stored in the first power storage device is smaller than a first set upper limit value, and the amount of power stored in the first power storage device is The charging operation command is provided on condition that the amount of power stored in the second power storage device is equal to or greater than the first set upper limit value and smaller than the second set upper limit value.
上記特徴構成によれば、制御装置は、複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に充電動作を指令するとき、第1蓄電装置に対しては、第2蓄電装置の蓄電量とは無関係に、その第1蓄電装置の蓄電量を第1設定上限値以上にさせるために充電動作させる。これに対して、第2蓄電装置に対しては、第1蓄電装置の蓄電量が第1設定上限値以上になっていなければ充電動作させない。つまり、第1蓄電装置に充電動作の指令を与えるときには、第2蓄電装置の蓄電量の多少によって制約を受けないが、第2蓄電装置に充電動作の指令を与えるときには、第1蓄電装置の蓄電量の多少によって制約を受けることになる。その結果、複数の蓄電装置に対して充電動作の指令を与えようとするとき、第1蓄電装置には第2蓄電装置よりも優先して充電動作の指令が与えられるようになる。従って、第1蓄電装置の蓄電量を第1設定上限値以上に至らせることが優先して行われるようにできる。 According to the above characteristic configuration, when the control device commands a charging operation to at least one of the plurality of power storage devices, the first power storage device is independent of the amount of power stored in the second power storage device. A charging operation is performed in order to make the amount of power stored in the first power storage device equal to or greater than the first set upper limit value. In contrast, the second power storage device is not charged unless the amount of power stored in the first power storage device is equal to or greater than the first set upper limit value. That is, when a command for a charging operation is given to the first power storage device, there is no restriction due to the amount of power stored in the second power storage device, but when a command for a charging operation is given to the second power storage device, the power storage of the first power storage device is performed. You will be restricted by the amount. As a result, when a command for charging operation is to be given to a plurality of power storage devices, the command for charging operation is given to the first power storage device in preference to the second power storage device. Therefore, priority can be given to bringing the amount of electricity stored in the first power storage device to the first set upper limit value or more.
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、前記第1蓄電装置は、放電動作の指令が与えられると前記第1電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電するように構成され、前記第2蓄電装置は、放電動作の指令が与えられると前記第2電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電するように構成され、前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするとき、前記第2蓄電装置に対しては、前記第2蓄電装置の蓄電量が第2設定下限値以下ではないこと、且つ、前記第2電力消費装置の消費電力が零ではないこと、且つ、前記第2蓄電装置が前記第2電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電しても前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力を下回らないことを条件として放電動作の指令を与え、前記第1蓄電装置に対しては、前記第2蓄電装置が放電動作中であること、且つ、前記第1蓄電装置の蓄電量が第1設定下限値以下ではないこと、且つ、前記第1電力消費装置の消費電力が零ではないこと、且つ、前記第1蓄電装置が前記第1電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電しても前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力を下回らないことを条件として放電動作の指令を与える点にある。 Yet another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention is such that the first power storage device discharges power corresponding to the power consumption of the first power consuming device when a command for discharging operation is given. The second power storage device is configured to discharge power corresponding to the power consumption of the second power consuming device when a command for a discharging operation is given, and the control device is configured to discharge at least one of the plurality of power storage devices. When it is intended to give a command for the discharge operation to one of the two power storage devices, the amount of power stored in the second power storage device is not less than or equal to a second set lower limit value, and the second power Even if the power consumption of the consuming device is not zero, and the second power storage device discharges the power corresponding to the power consumption of the second power consuming device, the generated power of the power generating device does not change the set power for discharge. If not less than The first power storage device is in a discharging operation, and the amount of power stored in the first power storage device is not less than or equal to a first set lower limit value. And even if the power consumption of the first power consuming device is not zero and the first power storage device discharges power corresponding to the power consumed by the first power consuming device, The point is that a discharge operation command is given on condition that the power does not fall below the set power for discharge.
上記特徴構成によれば、制御装置は、複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするとき、第2蓄電装置に対しては、第1蓄電装置の状態とは無関係に、第2蓄電装置の蓄電量が第2設定下限値以下(この第2設定下限値は、第2蓄電装置に要求される最低蓄電量を意味する)ではないこと、且つ、第2電力消費装置の消費電力が零ではないこと、且つ、第2蓄電装置が第2電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電しても発電装置の発電電力が放電用設定電力を下回らないことを条件として放電動作させる。これに対して、第1蓄電装置に対しては、第2蓄電装置が放電動作中でなければ、仮に第1蓄電装置の蓄電量が第1設定下限値以下(この第1設定下限値は、第1蓄電装置に要求される最低蓄電量を意味する)ではないこと、且つ、第1電力消費装置の消費電力が零ではないこと、且つ、第1蓄電装置が第1電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電しても発電装置の発電電力が放電用設定電力を下回らないという条件を満たしていたとしても放電動作させない。つまり、第2蓄電装置に放電動作の指令を与えるときには、第1蓄電装置の状態によって制約を受けないが、第1蓄電装置に放電動作の指令を与えるときには、第2蓄電装置の状態によって制約を受けることになる。その結果、複数の蓄電装置に対して放電動作の指令を与えようとするとき、第2蓄電装置には第1蓄電装置よりも優先して放電動作の指令が与えられるようになる。従って、第2蓄電装置の蓄電量は、第1蓄電装置の蓄電量よりも優先して減少するようになり、結果として第1蓄電装置の蓄電量を相対的に多く残すことができる。 According to the above characteristic configuration, when the control device attempts to give a discharge operation command to at least one of the plurality of power storage devices, the state of the first power storage device is the second power storage device. Regardless, the amount of electricity stored in the second power storage device is not less than or equal to the second set lower limit value (this second set lower limit value means the minimum amount of electricity required for the second power storage device), and the second power The power consumption of the power generator is not zero, and even if the second power storage device discharges power corresponding to the power consumed by the second power consumer, the power generated by the power generator does not fall below the set power for discharge. The discharge operation is performed as a condition. On the other hand, for the first power storage device, if the second power storage device is not in a discharging operation, the amount of power stored in the first power storage device is not more than a first set lower limit value (this first set lower limit value is The power consumption of the first power consuming device is not zero), and the power consumption of the first power consuming device is not zero. Even if the power corresponding to is discharged, the discharge operation is not performed even if the condition that the generated power of the power generator does not fall below the set power for discharge is satisfied. That is, when giving a command for the discharge operation to the second power storage device, there is no restriction depending on the state of the first power storage device, but when giving a command for the discharge operation to the first power storage device, there is a restriction depending on the state of the second power storage device. Will receive. As a result, when a discharge operation command is to be given to a plurality of power storage devices, the discharge operation command is given to the second power storage device in preference to the first power storage device. Therefore, the amount of power stored in the second power storage device is reduced in preference to the amount of power stored in the first power storage device, and as a result, the amount of power stored in the first power storage device can be left relatively large.
本発明に係る電力供給システムの更に別の特徴構成は、前記第1蓄電装置は、放電電力の大きさを前記第1電力消費装置の消費電力の大きさとは無関係に調整して放電動作を行うことができるように構成され、前記第2蓄電装置は、放電電力の大きさを前記第2電力消費装置の消費電力の大きさとは無関係に調整して放電動作を行うことができるように構成され、前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするとき、前記第2蓄電装置に対しては、前記第2蓄電装置の蓄電量が第2設定下限値以下ではないこと、且つ、前記第2電力消費装置の消費電力が零ではないことを条件として、前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力となるように前記第2電力消費装置の消費電力以下の範囲の放電電力での放電動作の指令を与え、前記第1蓄電装置に対しては、前記第2蓄電装置の蓄電量が零である又は前記第2蓄電装置が放電動作中であること、且つ、前記第1蓄電装置の蓄電量が第1設定下限値以下ではないこと、且つ、前記第1電力消費装置の消費電力が零ではないことを条件として、前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力となるように前記第1電力消費装置の消費電力以下の範囲の放電電力での放電動作の指令を与える点にある。 According to still another characteristic configuration of the power supply system according to the present invention, the first power storage device performs a discharge operation by adjusting the magnitude of the discharge power regardless of the magnitude of the power consumption of the first power consumption device. And the second power storage device is configured to be able to perform a discharge operation by adjusting the magnitude of discharge power regardless of the magnitude of power consumption of the second power consumption device. When the control device tries to give a discharge operation command to at least one of the plurality of power storage devices, the second power storage device has a second power storage amount equal to the second power storage device. The second power consuming device so that the generated power of the power generating device becomes the set power for discharge on condition that the power consumption of the second power consuming device is not zero or less and is not zero. Less than the power consumption range A discharge operation command with a discharge power is provided, and the first power storage device has a storage amount of zero in the second power storage device or the second power storage device is in a discharge operation, and On the condition that the amount of electricity stored in the first power storage device is not less than or equal to the first set lower limit value and the power consumption of the first power consuming device is not zero, the generated power of the power generation device is the set power for discharge. The point is to give a command for the discharge operation with the discharge power in the range less than the power consumption of the first power consuming device.
上記特徴構成によれば、制御装置は、複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするとき、第2蓄電装置に対しては、第1蓄電装置の状態とは無関係に、第2蓄電装置の蓄電量が第2設定下限値以下ではないこと、且つ、第2電力消費装置の消費電力が零ではないことを条件として放電動作させる。これに対して、第1蓄電装置に対しては、第2蓄電装置の蓄電量が零である又は第2蓄電装置が放電動作中でなければ、仮に第1蓄電装置の蓄電量が第1設定下限値以下ではないこと、且つ、第1電力消費装置の消費電力が零ではないことという条件を満たしていたとしても放電動作させない。つまり、第2蓄電装置に放電動作の指令を与えるときには、第1蓄電装置の状態によって制約を受けないが、第1蓄電装置に放電動作の指令を与えるときには、第2蓄電装置の状態によって制約を受けることになる。その結果、複数の蓄電装置に対して放電動作の指令を与えようとするとき、第2蓄電装置には第1蓄電装置よりも優先して放電動作の指令が与えられるようになる。従って、第2蓄電装置の蓄電量は、第1蓄電装置の蓄電量よりも優先して減少するようになり、結果として第1蓄電装置の蓄電量を相対的に多く残すことができる。 According to the above characteristic configuration, when the control device attempts to give a discharge operation command to at least one of the plurality of power storage devices, the state of the first power storage device is the second power storage device. Regardless, the discharging operation is performed on condition that the amount of power stored in the second power storage device is not less than or equal to the second set lower limit value and that the power consumption of the second power consuming device is not zero. On the other hand, for the first power storage device, if the power storage amount of the second power storage device is zero or the second power storage device is not in a discharging operation, the power storage amount of the first power storage device is set to the first setting. Even if the condition that the power consumption of the first power consuming device is not lower than the lower limit value and that the power consumption is not zero is satisfied, the discharging operation is not performed. That is, when giving a command for the discharge operation to the second power storage device, there is no restriction depending on the state of the first power storage device, but when giving a command for the discharge operation to the first power storage device, there is a restriction depending on the state of the second power storage device. Will receive. As a result, when a discharge operation command is to be given to a plurality of power storage devices, the discharge operation command is given to the second power storage device in preference to the first power storage device. Therefore, the amount of power stored in the second power storage device is reduced in preference to the amount of power stored in the first power storage device, and as a result, the amount of power stored in the first power storage device can be left relatively large.
<第1実施形態>
以下に図面を参照して第1実施形態の電力供給システムの構成について説明する。
図1は、電力供給システムの構成を説明する図である。図1に示すように、電力供給システムは、外部電力系統1に接続される電力線2と、電力線2に発電電力を供給可能な発電装置としての燃料電池3と、電力線2に対して各別に接続される複数の蓄電装置5と、複数の蓄電装置5の動作を制御する制御装置Cとを備える。複数の電力消費装置4には、外部電力系統1と燃料電池3と蓄電装置5との少なくとも何れか一台以上から供給される電力を供給可能である。
<First Embodiment>
The configuration of the power supply system according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a power supply system. As shown in FIG. 1, the power supply system is connected to the
電力線2の分岐部位10よりも下流側(即ち、分岐部位10よりも外部電力系統1から離れた側)に、複数の電力消費装置4が接続されている。本実施形態では、分岐部位10よりも下流側に第1電力線2Aと第2電力線2Bと第3電力線2Cとが並列で接続され、第1電力線2Aには第1電力消費装置4Aが接続され、第2電力線2Bには第2電力消費装置4Bが接続され、第3電力線2Cには第3電力消費装置4Cが接続されている。
A plurality of
第1電力消費装置4Aは、複数の電力消費装置4の中で、例えば停電などの非常時にも点灯することが必要な照明装置や常時稼動させておくことが必要な情報機器など、重要度の高い装置を含んでいる。第1電力消費装置4Aの消費電力は、第1電力線2Aに設けられる第1電力計測手段6を用いて計測可能である。第1電力計測手段6による計測結果は制御装置Cへ伝達される。
第2電力消費装置4Bは、例えば空調装置やそれほど重要度の高くない照明装置など、第1電力消費装置4Aの次に重要度の高い装置を含んでいる。第2電力消費装置4Bの消費電力は、第2電力線2Bに設けられる第2電力計測手段7を用いて計測可能である。第2電力計測手段7による計測結果は制御装置Cへ伝達される。
第3電力消費装置4Cは、第1電力消費装置4A及び第2電力消費装置4Bに含まれない他の装置を含んでいる。第3電力消費装置4Cの消費電力は、第3電力線2Cに設けられる第3電力計測手段8を用いて計測可能である。
The first
The second
The third
第1電力線2Aにおいて、第1電力計測手段6が設けられている部位よりも上流側には、第1蓄電装置5Aが設けられている。つまり、複数の蓄電装置5の内の一つの第1蓄電装置5Aには複数の電力消費装置4の内の少なくとも一つの第1電力消費装置4Aが接続されている。制御装置Cは、後述するように、第1蓄電装置5Aの充電動作及び放電動作及び充放電動作の停止を指令する。
第2電力線2Bにおいて、第2電力計測手段7が設けられている部位よりも上流側には、第2蓄電装置5Bが設けられている。つまり、複数の蓄電装置5の内の他の一つの第2蓄電装置5Bには複数の電力消費装置4の内の他の少なくとも一つの第2電力消費装置4Bが接続されている。制御装置Cは、後述するように第2蓄電装置5Bの充電動作及び放電動作及び充放電動作の停止を指令する。
制御装置Cは、燃料電池3の発電電力に関する情報、蓄電装置5の蓄電量に関する情報の伝達を受けるように構成されている。
In the
In the
The control device C is configured to receive information related to the power generated by the
発電装置としての燃料電池3は、電力線2で要求される負荷電力に追従して発生させる発電電力を電力線2に供給する。電力線2で要求される負荷電力の大きさは、第4電力計測手段9によって計測可能である。第4電力計測手段9による計測結果は燃料電池3に伝達され、燃料電池3は、その計測結果を参照して自身の発電電力を調整する。この第4電力計測手段9で計測される負荷電力は、複数の電力消費装置4による合計消費電力と複数の蓄電装置5による合計充電電力との和から、複数の蓄電装置5による合計放電電力を減算した値となる。上述したように、制御装置Cが、複数の蓄電装置5を放電動作又は充電動作させることで或いは放電動作又は充電動作させないことで、電力線2で要求される負荷電力の大きさを変化させることができる。燃料電池3の発電電力は、電力線2で要求される負荷電力に追従して変化するので、電力線2で要求される負荷電力の大きさが変化すると、それに追従して燃料電池3の発電電力が変化する。従って、制御装置Cは、複数の蓄電装置5に対して充電動作及び放電動作を指令することで、間接的に燃料電池3の発電電力を変化させることができる。
The
本実施形態では、第1蓄電装置5Aの放電電力は第1電力消費装置4Aにのみ供給される。つまり、第1電力消費装置4Aには、第1電力消費装置4Aの消費電力を超えない範囲内で第1蓄電装置5Aが放電する電力と、外部電力系統1から電力線2を介して供給される電力と、燃料電池3から電力線2を介して供給される電力との少なくとも何れかが供給される。
第2蓄電装置5Bの放電電力は第2電力消費装置4Bにのみ供給される。つまり、第2電力消費装置4Bには、第2電力消費装置4Bの消費電力を超えない範囲内で第2蓄電装置5Bが放電する電力と、外部電力系統1から電力線2を介して供給される電力と、燃料電池3から電力線2を介して供給される電力との少なくとも何れかが供給される。
In the present embodiment, the discharge power of the first
Discharge power of second
以下に説明するように、制御装置Cは、複数の電力消費装置4による合計消費電力が充電用設定電力より小さいとき、燃料電池3の発電電力が充電用設定電力より小さければ、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に充電動作の指令を与えようとし、複数の電力消費装置4による合計消費電力が、上記充電用設定電力以上である放電用設定電力より大きいとき、燃料電池3の発電電力が放電用設定電力以上であれば、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするように構成されている。但し、以下の説明では、充電用設定電力と放電用設定電力とが同じ値である場合について例示し、その値を単に「設定電力」として記載する。
As will be described below, when the total power consumption by the plurality of
また、本実施形態では、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aに放電動作を行わせること及び第2蓄電装置5Bに放電動作を行わせることが可能であるが、第1蓄電装置5Aによる放電電力及び第2蓄電装置5Bによる放電電力を制御することはできない。例えば、制御装置Cが第1蓄電装置5Aに放電動作を行わせると、第1蓄電装置5Aは第1電力消費装置4Aの消費電力に相当する電力の一部のみを放電するのではなく、第1蓄電装置5Aは第1電力消費装置4Aの消費電力に相当する電力の全てを放電する。つまり、蓄電装置5に放電動作を行わせると、燃料電池3の発電電力が設定電力を下回る可能性がある。従って、本実施形態では、制御装置Cは、蓄電装置5を放電動作させると燃料電池3の発電電力が設定電力を下回る場合には、蓄電装置5を放電動作させないように構成されている。
更に、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させている場合にのみ第1蓄電装置5Aを放電動作させるように構成されている。つまり、第1蓄電装置5Aが放電動作を極力行わないようにして、第1蓄電装置5Aの蓄電量を多く維持するようにしている。
In the present embodiment, the control device C can cause the first
Further, the control device C is configured to discharge the first
次に、図2及び図3を参照して、どのようなタイミングで各蓄電装置5を充電動作させるのか及び放電動作させるのかについて説明する。図2及び図3は、制御装置Cが蓄電装置5に対して行う動作制御を説明するフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the timing at which each
以下に詳細に説明するが、本実施形態において、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aに対する充電動作の指令を第2蓄電装置5Bに対する充電動作の指令よりも優先して与えようとする制御、及び、第2蓄電装置5Bに対する放電動作の指令を第1蓄電装置5Aに対する放電動作の指令よりも優先して与えようとする制御を共に行う。
As will be described in detail below, in the present embodiment, the control device C is configured to give priority to the charging operation command for the first
図2の工程#100において制御装置Cは、複数の電力消費装置4による消費電力の合計が設定電力よりも小さいか否かを判定する。本実施形態では、複数の電力消費装置4による消費電力の合計は、第1電力計測手段6及び第2電力計測手段7及び第3電力計測手段8のそれぞれにより計測される消費電力の合計である。本実施形態では、燃料電池3の定格発電電力を上記「設定電力」としている。つまり、消費電力の合計が設定電力よりも小さい場合、即ち、燃料電池3の定格発電電力よりも小さい場合、各蓄電装置5の充放電がなければ、複数の電力消費装置4での合計消費電力を賄うために燃料電池3を定格発電電力未満で動作させる必要がある。そして、制御装置Cは、複数の電力消費装置4による消費電力の合計が設定電力よりも小さい場合(工程#100において「Yes」の場合)には工程#102に移行し、設定電力以上である場合(工程#100において「No」の場合)には工程#116に移行する。
以下に、図2に示す工程#102から工程#114を参照して各蓄電装置5の充電動作について説明し、図3に示す工程#116から工程#132を参照して各蓄電装置5の放電動作について説明する。
In
Hereinafter, the charging operation of each
〔充電動作〕
図2の工程#102において制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力よりも小さいか否かを判定する。更に、工程#112において制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力より大きいか否かを判定する。つまり、これら工程#102及び工程#112では、燃料電池3が設定電力よりも小さい発電電力で運転している場合(後述する工程#104へ移行)、燃料電池3が設定電力よりも大きい発電電力で動作している場合(後述する工程#114へ移行)、燃料電池3が設定電力に等しい発電電力で動作している場合、の何れであるかを判定していることになる。以下、それぞれの場合について説明する。
[Charging operation]
In
本実施形態において、上記「設定電力」は、燃料電池3の定格発電電力に等しく設定される。そのため、燃料電池3が設定電力(即ち、定格発電電力)に等しい発電電力で動作していれば、燃料電池3の発電効率は高くなるという利点がある。そこで、制御装置Cは、設定電力に等しい発電電力で燃料電池3を動作させようとする制御を行う。
In the present embodiment, the “set power” is set equal to the rated generated power of the
制御装置Cは、燃料電池3が設定電力よりも小さい発電電力で運転していると工程#102において判定した場合、工程#104へ移行する。ここで、燃料電池3の発電電力を設定電力に近づけるためには、即ち、燃料電池3の発電電力を増大させて設定電力に近づけるためには、電力線2で要求される負荷電力を増大させる必要がある。そこで、制御装置Cは、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に充電動作を指令して、電力線2で要求される負荷電力を増大させる。
つまり、制御装置Cは、複数の電力消費装置4による合計消費電力が設定電力より小さく且つ燃料電池3の発電電力が設定電力より小さければ、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に充電動作を指令する。
When the control device C determines in
That is, the control device C performs charging operation on at least one of the plurality of
そして、工程#104において制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量は第1設定上限値以上であるか否か、即ち、第1蓄電装置5Aは充電動作できる余裕があるか否かを判定する。例えば、この第1設定上限値は、第1蓄電装置5Aの満充電のレベルに設定することができる。制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値以上になっていない場合、即ち、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値よりも小さいために更に充電動作できる余裕がある場合、工程#106に移行して第1蓄電装置5Aを充電動作させる。但し、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値に達すると(例えば第1蓄電装置5Aが満充電状態になると)充電動作を停止させる。
In
制御装置Cは、工程#104において第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値以上になっていると判定した場合、次に工程#108に移行して第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値以上であるか否か、即ち、第2蓄電装置5Bは充電動作できる余裕があるか否かを判定する。例えば、この第2設定上限値は、第2蓄電装置5Bの満充電のレベルに設定することができる。そして、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値以上になっていない場合、即ち、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値より小さいために更に充電動作できる余裕がある場合、工程#110に移行して第2蓄電装置5Bを充電動作させる。但し、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値に達すると(例えば、第2蓄電装置5Bが満充電状態になると)充電動作を停止させる。
以上のように、工程#106及び工程#110において、燃料電池3の発電電力を第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bを用いて充電できる。即ち、燃料電池3の余剰電力を第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bで充電できる。
When control device C determines in
As described above, in
制御装置Cは、燃料電池3が設定電力よりも大きい発電電力で運転していると工程#112において判定した場合、即ち、複数の蓄電装置5での充電電力が過剰である場合、工程#114へ移行する。そして、工程#114において制御装置Cは、充電動作中の蓄電装置5の充電動作を停止させる。
If the control device C determines in
制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力であると工程#112において判定した場合、及び、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値であると工程#108において判定した場合、各蓄電装置5の動作状態をそのまま維持する。
Control device C determines in
以上のように、制御装置Cは、複数の電力消費装置4による合計消費電力が設定電力より小さいとき、燃料電池3の発電電力が設定電力より小さければ、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に充電動作の指令を与えようとしている。つまり、燃料電池3に由来する電力を蓄電装置5に蓄えようとしている。そして、制御装置Cは、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に充電動作の指令を与えようとするとき、第1蓄電装置5Aに対しては、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値より小さいことを条件として充電動作の指令を与え、第2蓄電装置5Bに対しては、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値以上であり且つ第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値より小さいことを条件として充電動作の指令を与えている。つまり、第1蓄電装置5Aに充電動作の指令を与えるときには、第2蓄電装置5Bの蓄電量の多少によって制約を受けないが、第2蓄電装置5Bに充電動作の指令を与えるときには、第1蓄電装置5Aの蓄電量の多少によって制約を受けることになる。その結果、複数の蓄電装置5に対して充電動作の指令を与えようとするとき、第1蓄電装置5Aには第2蓄電装置5Bよりも優先して充電動作の指令が与えられるようになる。従って、第1蓄電装置5Aの蓄電量を第1設定上限値以上に至らせることが優先して行われるようにできる。
As described above, when the total power consumption by the plurality of
〔放電動作〕
制御装置Cは、図2に示す工程#100において複数の電力消費装置4による消費電力の合計が設定電力以上であると判定した場合、図3に示す工程#116に移行して燃料電池3の発電電力が設定電力よりも小さいか否かを判定する。ここで、仮に燃料電池3の発電電力が設定電力であるとした場合、複数の電力消費装置4による消費電力の合計が設定電力よりも大きくなるにつれて、外部電力系統1からの受電電力(即ち、燃料電池3の発電電力と複数の電力消費装置4による消費電力の合計との差に相当する電力)も大きくなる。従って、複数の電力消費装置4による消費電力の合計が設定電力以上であり且つ燃料電池3が設定電力以上の発電電力で運転している場合、制御装置Cは、図3に示す工程#116から工程#132において、燃料電池3の発電電力を減少させるという対策、又は、外部電力系統1からの受電電力を減少させるという対策の何れかを実施する必要がある。
[Discharge operation]
When the control device C determines in
制御装置Cは、燃料電池3が設定電力以上の発電電力で運転していると工程#116において判定した場合、工程#118へ移行する。そして、制御装置Cは、工程#120〜工程#132の各工程において蓄電装置5を放電動作させることで、燃料電池3の発電電力を減少させる、又は、外部電力系統1からの受電電力を減少させる。
When the control device C determines in
具体的には、工程#118において制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量は第2設定下限値以下であるか否か、即ち、第2蓄電装置5Bに蓄えている電力を放電動作可能であるか否かを判定する。例えば、この第2設定下限値は、第2蓄電装置5Bの蓄電量が零となるレベル或いは零よりも大きい他のレベルに設定することができる。制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値より大きいと工程#118において判定した場合、即ち、第2蓄電装置5Bが放電動作可能である場合、工程#120に移行して第2蓄電装置5Bが放電動作中であるか否かを更に判定する。
これに対して、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値以下であると工程#118において判定した場合、即ち、第2蓄電装置5Bが放電動作できないと判定した場合、第2蓄電装置5Bを放電動作させることなくフローチャートの最初へリターンする。更に、本実施形態では、第2蓄電装置5Bが放電動作を行っているときにのみ第1蓄電装置5Aを放電動作させることとしているため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させない場合には第1蓄電装置5Aを放電動作させることもない。
Specifically, in step # 118, the control device C performs a discharge operation on whether or not the amount of power stored in the second
On the other hand, control device C determines that the amount of power stored in second
次に、制御装置Cは、工程#120において第2蓄電装置5Bが放電動作中ではないと判定した場合、工程#122に移行して、第2電力消費装置4Bの消費電力が零ではなく、且つ、第2蓄電装置5Bが放電しても燃料電池3の発電電力が設定電力を下回らないか否かを判定する。第2電力消費装置4Bの消費電力が零であれば、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させる必要はない。また、第2蓄電装置5Bが放電動作すると燃料電池3の発電電力が設定電力を下回るのであれば、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させない。従って、制御装置Cは、第2電力消費装置4Bの消費電力が零ではなく、且つ、第2蓄電装置5Bが放電しても燃料電池3の発電電力が設定電力を下回らない場合にのみ、工程#124に移行する。
Next, when the control device C determines in
そして、工程#124において制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを上限放電電力(即ち、第2電力消費装置4Bの消費電力)以下の範囲で放電動作させる。但し、本実施形態では、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの放電電力を制御できないため、実質的に、第2蓄電装置5Bの放電電力は第2電力消費装置4Bの消費電力に等しくなる。但し、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値になった場合、又は、第2電力消費装置4Bの消費電力が零になった場合、又は、第2蓄電装置5Bを放電動作させると燃料電池3の発電電力が設定電力を下回ることとなった場合には、第2蓄電装置5Bの放電動作を停止させる。
In
制御装置Cは、工程#120において第2蓄電装置5Bが放電動作中であると判定した場合、工程#126に移行して第1蓄電装置5Aの蓄電量は第1設定下限値以下になっているか否か、即ち、第1蓄電装置5Aに蓄えている電力を放電動作可能であるか否かを判定する。そして、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定下限値より大きい場合、即ち、第1蓄電装置5Aが放電動作可能である場合、工程#128に移行して、第1蓄電装置5Aを放電動作させておらず、且つ、第1電力消費装置4Aの消費電力が零ではなく、且つ、第1蓄電装置5Aが放電しても燃料電池3の発電電力が設定電力を下回らない場合にのみ、工程#130に移行する。
If control device C determines in
そして、工程#130において制御装置Cは、第1蓄電装置5Aを上限放電電力(即ち、第1電力消費装置4Aの消費電力)以下の範囲で放電動作させる。但し、本実施形態では、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの放電電力を制御できないため、実質的に、第1蓄電装置5Aの放電電力は第2電力消費装置4Bの消費電力に等しくなる。但し、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定下限値になった場合、又は、第1電力消費装置4Aの消費電力が零になった場合、又は、第1蓄電装置5Aを放電動作させると燃料電池3の発電電力が設定電力を下回ることとなった場合には、第1蓄電装置5Aの放電動作を停止させる。
In
制御装置Cは、燃料電池3が設定電力より小さい発電電力で運転していると工程#116において判定した場合、工程#132へ移行する。つまり、消費電力の合計が設定電力以上であるにも関わらず燃料電池3が設定電力より小さい発電電力で運転しているのは、何れかの蓄電装置5の放電電力が過剰であるからである。従って、工程#132において制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように、放電動作中の蓄電装置5の放電動作を停止させる。尚、制御装置Cは、第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bの両方が放電動作中である場合、第1蓄電装置5Aの放電動作の停止を優先して行わせる。
If the control device C determines in
以上のように、制御装置Cは、複数の電力消費装置4による合計消費電力が設定電力より大きいとき、燃料電池3の発電電力が設定電力以上であれば、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとしている。そして、制御装置Cは、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするとき、第2蓄電装置5Bに対しては、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値以下ではないこと、且つ、第2電力消費装置4Bの消費電力が零ではないこと、且つ、第2蓄電装置5Bが第2電力消費装置4Bの消費電力に相当する電力を放電しても燃料電池3の発電電力が設定電力(放電用設定電力)を下回らないことを条件として放電動作の指令を与え、第1蓄電装置5Aに対しては、第2蓄電装置5Bが放電動作中であること、且つ、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定下限値以下ではないこと、且つ、第1電力消費装置4Aの消費電力が零ではないこと、且つ、第1蓄電装置5Aが第1電力消費装置4Aの消費電力に相当する電力を放電しても燃料電池3の発電電力が設定電力(放電用設定電力)を下回らないことを条件として放電動作の指令を与えている。つまり、第2蓄電装置5Bに放電動作の指令を与えるときには、第1蓄電装置5Aの状態によって制約を受けないが、第1蓄電装置5Aに放電動作の指令を与えるときには、第2蓄電装置5Bの状態によって制約を受けることになる。その結果、複数の蓄電装置5に対して放電動作の指令を与えようとするとき、第2蓄電装置5Bには第1蓄電装置5Aよりも優先して放電動作の指令が与えられるようになる。従って、第2蓄電装置5Bの蓄電量は、第1蓄電装置5Aの蓄電量よりも優先して減少するようになり、結果として第1蓄電装置5Aの蓄電量を相対的に多く残すことができる。
As described above, when the total power consumption by the plurality of
次に図4を参照して第1実施形態の電力供給システムの動作の一例について説明する。図4は、電力消費装置4の消費電力と蓄電装置5の充放電動作と燃料電池3の発電電力との関係を説明する図である。この例では、上記設定電力を700Wとしている。この700Wという値は燃料電池3の定格発電電力である。
尚、図4中に破線で示すのは、蓄電装置を全く設けていない場合に燃料電池3の発電電力がどのように変化するのかを示す比較例である。
Next, an example of the operation of the power supply system according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the power consumption of the
In addition, what is shown with a broken line in FIG. 4 is a comparative example showing how the generated power of the
以下、先ず本願の構成である蓄電装置を電力消費装置別に設けている例について説明する。
時刻0時から時刻6時までの間、電力消費装置4による合計消費電力は約200Wであり、設定電力(700W)より小さい状態である。そのため、制御装置Cは、先ず第1蓄電装置5Aを充電動作させ(工程#106)、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値になった後で第2蓄電装置5Bを充電動作させる(工程#110)。
このように、第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bを充電動作させることで、電力線2で要求される負荷電力を増大させることができるので、燃料電池3の発電電力を高く維持することができる。これに対して、蓄電装置を設けていない場合には、電力線2で要求される負荷電力を増大させることができないので、図4中に破線で示すように燃料電池3は低い発電電力(即ち、低い発電効率)で運転せざるを得なくなる。
Hereinafter, first, an example in which the power storage device having the configuration of the present application is provided for each power consuming device will be described.
From time 0:00 to time 6:00, the total power consumption by the
In this way, the load power required by the
時刻6時から時刻7時までの間、電力消費装置4による合計消費電力は700Wより大きい状態である。そのため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させる(第2電力消費装置4Bの消費電力に相当する電力が第2蓄電装置5Bから放電される)(工程#124)。これに対して、第1蓄電装置5Aを放電動作させると、即ち、第1蓄電装置5Aが第1蓄電装置5Aの消費電力に相当する電力を放電すると、燃料電池3は残された第3電力消費装置4Cの消費電力をその発電電力で賄うだけとなり、燃料電池3の発電電力が設定電力を下回ることとなる。そのため、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aを放電動作させることはない(工程#128で「No」)。
尚、燃料電池3の発電電力及び第2蓄電装置5Bの放電電力の和は、電力消費装置4による合計消費電力に満たないが、その不足電力は外部電力系統1から供給される電力で賄われる。
From
The sum of the generated power of the
時刻7時から時刻9時の間、電力消費装置4による合計消費電力は700Wより大きい状態である。但し、第2電力消費装置4Bの消費電力は零であるため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させない(工程#122において「No」)。更に、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させないので、第1蓄電装置5Aも放電動作させない。
尚、燃料電池3の発電電力は、電力消費装置4による合計消費電力に満たないが、その不足電力は外部電力系統1から供給される電力で賄われる。
From
The power generated by the
時刻9時から時刻16時30分の間、電力消費装置4による合計消費電力は700Wより小さい状態である。そのため、制御装置Cは、可能であれば第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bの何れかを充電動作させる。この例では、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値以上になっている(工程#104において「Yes」と判定される)ため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを充電動作させる(工程#110)。
尚、制御装置Cは、時刻12時までの時点で第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値以上になる(工程#108において「Yes」と判定される)と第2蓄電装置5Bの充電動作も停止させ、それ以後は何れの蓄電装置5も充電動作されなくなる。その結果、時刻12時から時刻16時30分の間、燃料電池3は発電電力が設定電力(700W)より小さい状態で運転し続ける。
From time 9:00 to time 16:30, the total power consumption by the
In addition, when the amount of power stored in the second
時刻16時30分から時刻18時30分の間、合計消費電力は700Wより大きい状態である。但し、第2蓄電装置5Bを放電動作させると、燃料電池3の発電電力が設定電力を下回る。即ち、第2蓄電装置5Bを放電動作させることで第2電力消費装置4Bの消費電力を賄うと、残された第1電力消費装置4Aの消費電力と第3電力消費装置4Cの消費電力との和は設定電力より小さくなるので、燃料電池3の発電電力は設定電力より小さくなる。そのため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させない(工程#122において「No」)。それに伴って、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aを放電動作させない。その結果、燃料電池3の発電電力(700W)は電力消費装置4の合計消費電力に満たないが、その不足電力は外部電力系統1から供給される電力で賄われる。
From 16:30 to 18:30, the total power consumption is greater than 700W. However, when the second
時刻18時30分から時刻22時30分の間、合計消費電力は700Wより大きい状態である。更に、第2蓄電装置5Bを放電動作させてその放電電力で第2電力消費装置4Bの消費電力を賄っても、残された第1電力消費装置4Aの消費電力及び第3電力消費装置4Cの消費電力の合計は設定電力以上となり、燃料電池3の発電電力が設定電力以上となる。そのため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させる(工程#124)。時刻18時30分から時刻20時の間、並びに、時刻21時から時刻22時30分の間、第1蓄電装置5Aを放電動作させてその放電電力で第1電力消費装置4Aの消費電力を賄うと、残された第3電力消費装置4Cの消費電力は設定電力よりも小さくなる。そのため、制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力を下回ることを避けるべく、第1蓄電装置5Aを放電動作させない(工程#128において「No」)。尚、時刻20時から時刻21時の間、第1蓄電装置5Aを放電動作させても、燃料電池3の発電電力は設定電力以上となるので、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aを放電動作させる(工程#130)。
From 18:30 to 22:30, the total power consumption is greater than 700W. Furthermore, even if the second
時刻22時30分から時刻24時の間、合計消費電力は700Wより大きい状態である。但し、第2蓄電装置5Bを放電動作させると、燃料電池3の発電電力が設定電力を下回る。そのため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させない(工程#122で「No」)。それに伴って、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aを放電動作させない。その結果、燃料電池3の発電電力(700W)は電力消費装置4の合計消費電力に満たないが、その不足電力は外部電力系統1から供給される電力で賄われる。
From 22:30 to 24:00, the total power consumption is greater than 700W. However, when the second
これに対して、図3中に破線で示す、蓄電装置5を全く設けていない比較例では、燃料電池3が定格発電電力未満に低下する時間帯が格段に増加する。その結果、本願と比較して、燃料電池3の効率的な運転が行われていないと言える。
On the other hand, in the comparative example indicated by a broken line in FIG. 3 where the
<第2実施形態>
第2実施形態の電力供給システムは、制御装置Cによる蓄電装置5の動作制御の手法が第1実施形態と異なっている。以下に第2実施形態の電力供給システムについて説明するが、第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Second Embodiment
The power supply system of the second embodiment is different from the first embodiment in the method of operation control of the
本実施形態では、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aに放電動作を行わせること及び第2蓄電装置5Bに放電動作を行わせることが可能であると共に、第1蓄電装置5Aに対して、放電電力の大きさを第1電力消費装置4Aの消費電力の大きさとは無関係に調整して放電動作を行わせること及び第2蓄電装置5Bに対して、放電電力の大きさを第2電力消費装置4Bの消費電力の大きさとは無関係に調整して放電動作を行なわせることができる。
更に、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを優先的に放電動作させるようにするものの、第1蓄電装置5Aのみを放電動作させることもあるように構成されている。
In the present embodiment, the control device C can cause the first
Further, the control device C is configured to cause only the first
図5及び図6を参照して、第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bをどのようなタイミングで充電動作させるのか及び放電動作させるのかについて説明する。図5及び図6は、制御装置Cが蓄電装置5に対して行う動作制御を説明するフローチャートである。
With reference to FIGS. 5 and 6, the timing at which the first
図5の工程#200において制御装置Cは、複数の電力消費装置4による消費電力の合計が設定電力よりも小さいか否かを判定する。本実施形態でも、燃料電池3の定格発電電力を上記「設定電力」としている。そして、制御装置Cは、複数の電力消費装置4による消費電力の合計が設定電力よりも小さい場合(工程#200において「Yes」の場合)には工程#202に移行し、設定電力以上である場合(工程#200において「No」の場合)には工程#216に移行する。
以下に、図5に示す工程#202から工程#214を参照して各蓄電装置5の充電動作について説明し、図6に示す工程#216から工程#230を参照して各蓄電装置5の放電動作について説明する。
In
Hereinafter, the charging operation of each
〔充電動作〕
図5の工程#202において制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力よりも小さいか否かを判定する。更に、工程#212において制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力より大きいか否かを判定する。つまり、これら工程#202及び工程#212では、燃料電池3が設定電力よりも小さい発電電力で運転している場合(後述する工程#204へ移行)、燃料電池3が設定電力よりも大きい発電電力で動作している場合(後述する工程#214へ移行)、燃料電池3が設定電力に等しい発電電力で動作している場合、の何れであるかを判定していることになる。以下、それぞれの場合について説明する。
[Charging operation]
In
本実施形態でも、上記「設定電力」は、燃料電池3の定格発電電力に等しく設定される。そのため、燃料電池3が設定電力(即ち、定格発電電力)に等しい発電電力で動作していれば、燃料電池3の発電効率は高くなるという利点がある。そこで、制御装置Cは、設定電力に等しい発電電力で燃料電池3を動作させようとする制御を行う。
Also in the present embodiment, the “set power” is set equal to the rated generated power of the
制御装置Cは、燃料電池3が設定電力よりも小さい発電電力で運転していると工程#202において判定した場合、工程#204へ移行する。ここで、燃料電池3の発電電力を設定電力に近づけるためには、即ち、燃料電池3の発電電力を増大させて設定電力に近づけるためには、電力線2で要求される負荷電力を増大させる必要がある。そこで、制御装置Cは、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に充電動作を指令して、電力線2で要求される負荷電力を増大させる。
つまり、制御装置Cは、複数の電力消費装置4による合計消費電力が設定電力より小さく且つ燃料電池3の発電電力が設定電力より小さければ、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に充電動作を指令する。
If the control device C determines in
That is, the control device C performs charging operation on at least one of the plurality of
そして、工程#204において制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量は第1設定上限値以上であるか否か、即ち、第1蓄電装置5Aは充電動作できる余裕があるか否かを判定する。例えば、この第1設定上限値は、第1蓄電装置5Aの満充電のレベルに設定することができる。制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値以上になっていない場合、即ち、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値よりも小さいために更に充電動作できる余裕がある場合、工程#206に移行して第1蓄電装置5Aを充電動作させる。但し、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値に達すると(例えば第1蓄電装置5Aが満充電状態になると)充電動作を停止させる。
In
制御装置Cは、工程#204において第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値以上になっていると判定した場合、次に工程#208に移行して第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値以上であるか否か、即ち、第2蓄電装置5Bは充電動作できる余裕があるか否かを判定する。例えば、この第2設定上限値は、第2蓄電装置5Bの満充電のレベルに設定することができる。そして、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値以上になっていない場合、即ち、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値より小さいために更に充電動作できる余裕がある場合、工程#210に移行して第2蓄電装置5Bを充電動作させる。但し、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値に達すると(例えば、第2蓄電装置5Bが満充電状態になると)充電動作を停止させる。
以上のように、工程#206及び工程#210において、燃料電池3の発電電力を第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bを用いて充電できる。即ち、燃料電池3の余剰電力を第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bで充電できる。
If control device C determines in
As described above, in
制御装置Cは、燃料電池3が設定電力よりも大きい発電電力で運転していると工程#212において判定した場合、即ち、複数の蓄電装置5での充電電力が過剰である場合、工程#214へ移行する。そして、工程#214において制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力となるように、充電動作中の蓄電装置5の充電電力を低下させる。
If the control device C determines in
制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力であると工程#212において判定した場合、及び、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値であると工程#208において判定した場合、各蓄電装置5の動作状態をそのまま維持する。
Control device C determines in
〔放電動作〕
制御装置Cは、図5に示す工程#200において複数の電力消費装置4による消費電力の合計が設定電力以上であると判定した場合、図6に示す工程#216に移行して燃料電池3の発電電力が設定電力よりも小さいか否かを判定する。
[Discharge operation]
When the control device C determines in
制御装置Cは、燃料電池3が設定電力以上の発電電力で運転していると工程#216において判定した場合、工程#218へ移行する。そして、制御装置Cは、工程#220〜工程#230の各工程において蓄電装置5を放電動作させる。
When the control device C determines in
具体的には、工程#218において制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量は第2設定下限値以下であるか否か、即ち、第2蓄電装置5Bに蓄えている電力を放電動作可能であるか否かを判定する。例えば、この第2設定下限値は、第2蓄電装置5Bの蓄電量が零となるレベル或いは零よりも大きい他のレベルに設定することができる。制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値より大きいと工程#118において判定した場合、即ち、第2蓄電装置5Bが放電動作可能である場合、工程#220に移行して第2電力消費装置4Bの消費電力が零ではなく、且つ、第2蓄電装置5Bを燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力(即ち、第2電力消費装置4Bの消費電力)以下の範囲で放電動作中ではないか否かを判定する。
Specifically, in
つまり、第2電力消費装置4Bの消費電力が零であれば、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させる必要はないので、次に、第1蓄電装置5Aを放電動作させるか否かの判定(工程#224)に進む。また、第2蓄電装置5Bが既に放電動作中であっても、次に、第1蓄電装置5Aを放電動作させるか否かの判定(工程#224)に進む。そして、制御装置Cは、第2電力消費装置4Bの消費電力が零ではなく、且つ、第2蓄電装置5Bを燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力以下の範囲で放電動作中ではない場合にのみ、工程#222に移行する。そして、工程#222において制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを上限放電電力(即ち、第2電力消費装置4Bの消費電力)で放電動作させる。但し、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値になった場合、又は、第2電力消費装置4Bの消費電力が零になった場合には、第2蓄電装置5Bの放電動作を停止させる。
That is, if the power consumption of the second
制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値以下であると工程#218において判定した場合、即ち、第2蓄電装置5Bが放電動作できないと判定した場合、工程#224に移行する。つまり、本実施形態では、第2蓄電装置5Bが放電動作を行っていなくても第1蓄電装置5Aを放電動作させることが可能であるため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値以下であったとしても(即ち、第2蓄電装置5Bが放電動作できないとしても)、工程#224に移行して第1蓄電装置5Aを放電動作させるか否かの判定を行う。
If control device C determines in
工程#224において制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量は第1設定下限値以下になっているか否か、即ち、第1蓄電装置5Aに蓄えている電力を放電動作可能であるか否かを判定する。そして、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定下限値より大きい場合、即ち、第1蓄電装置5Aが放電動作可能である場合、工程#226に移行して、第1電力消費装置4Aの消費電力が零ではなく、且つ、第1蓄電装置5Aを燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力(即ち、第1電力消費装置4Aの消費電力)以下の範囲で放電動作中ではないか否か判定する。つまり、第1電力消費装置4Aの消費電力が零であれば、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aを放電動作させる必要はない。また、第1蓄電装置5Aが既に放電動作中であれば、新たに第1蓄電装置5Aを放電動作させる必要はない。そして、制御装置Cは、第1電力消費装置4Aの消費電力が零ではなく、且つ、第1蓄電装置5Aを燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力以下の範囲で放電動作中ではない場合にのみ、工程#228に移行する。そして、工程#228において制御装置Cは、第1蓄電装置5Aを燃料電池3の発電電力が設定電力となるように上限放電電力以下の範囲で放電動作させる。但し、制御装置Cは、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定下限値になった場合、又は、第1電力消費装置4Aの消費電力が零になった場合には、第1蓄電装置5Aの放電動作を停止させる。
In
制御装置Cは、燃料電池3が設定電力より小さい発電電力で運転していると工程#216において判定した場合、工程#230へ移行する。つまり、消費電力の合計が設定電力以上であるにも関わらず燃料電池3が設定電力より小さい発電電力で運転しているのは、何れかの蓄電装置5の放電電力が過剰であるからである。従って、工程#230において制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように、放電動作中の蓄電装置5の放電動作を低下させる。尚、制御装置Cは、第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bの両方が放電動作中である場合、第1蓄電装置5Aの放電電力の低下を優先して行わせる。
When it is determined in
以上のように、制御装置Cは、複数の蓄電装置5の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするとき、第2蓄電装置5Bに対しては、第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定下限値以下ではないこと、且つ、第2電力消費装置4Bの消費電力が零ではないことを条件として、燃料電池3の発電電力が設定電力(放電用設定電力)となるように第2電力消費装置4Bの消費電力以下の範囲の放電電力での放電動作の指令を与え、第1蓄電装置5Aに対しては、第2蓄電装置5Bの蓄電量が零である又は第2蓄電装置5Bが放電動作中であること、且つ、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定下限値以下ではないこと、且つ、第1電力消費装置4Aの消費電力が零ではないことを条件として、燃料電池3の発電電力が設定電力(放電用設定電力)となるように第1電力消費装置4Aの消費電力以下の範囲の放電電力での放電動作の指令を与えている。つまり、第2蓄電装置5Bに放電動作の指令を与えるときには、第1蓄電装置5Aの状態によって制約を受けないが、第1蓄電装置5Aに放電動作の指令を与えるときには、第2蓄電装置5Bの状態によって制約を受けることになる。その結果、複数の蓄電装置5に対して放電動作の指令を与えようとするとき、第2蓄電装置5Bには第1蓄電装置5Aよりも優先して放電動作の指令が与えられるようになる。従って、第2蓄電装置5Bの蓄電量は、第1蓄電装置5Aの蓄電量よりも優先して減少するようになり、結果として第1蓄電装置5Aの蓄電量を相対的に多く残すことができる。
As described above, when the control device C attempts to give a discharge operation command to at least one of the plurality of
次に図7を参照して第2実施形態の電力供給システムの動作の一例について説明する。この例では、上記設定電力を700Wとしている。図7は、電力消費装置4の消費電力と蓄電装置5の充放電動作と燃料電池3の発電電力との関係を説明する図である。この例では、上記設定電力を700Wとしている。この700Wという値は燃料電池3の定格発電電力である。
尚、図7中に破線で示すのは、蓄電装置を設けていない場合に燃料電池3の発電電力がどのように変化するのかを示す比較例である。
Next, an example of the operation of the power supply system according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In this example, the set power is 700 W. FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the power consumption of the
In addition, what is shown with a broken line in FIG. 7 is a comparative example showing how the generated power of the
以下、先ず本願の構成である蓄電装置を電力消費装置別に設けている例について説明する。
時刻0時から時刻6時までの間、電力消費装置4による合計消費電力は約200Wであり、設定電力(700W)より小さい状態である。そのため、制御装置Cは、先ず第1蓄電装置5Aを充電動作させ(工程#206)、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値になった後で第2蓄電装置5Bを充電動作させる(工程#210)。
このように、第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bを充電動作させることで、電力線2で要求される負荷電力を増大させることができるので、燃料電池3の発電電力を高く維持することができる。これに対して、蓄電装置を設けていない場合には、電力線2で要求される負荷電力を増大させることができないので、図4中に破線で示すように燃料電池3は低い発電電力(即ち、低い発電効率)で運転せざるを得なくなる。
Hereinafter, first, an example in which the power storage device having the configuration of the present application is provided for each power consuming device will be described.
From time 0:00 to time 6:00, the total power consumption by the
In this way, the load power required by the
時刻6時から時刻7時までの間、電力消費装置4による合計消費電力は700Wより大きい状態である。そのため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させる。このとき、制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力(即ち、第2電力消費装置4Bの消費電力)以下の範囲で第2蓄電装置5Bの放電電力を制御する(工程#222)。尚、第2電力消費装置4Bの消費電力の全てを第2蓄電装置5Bの放電電力で賄っても、第1電力消費装置4Aの消費電力と第3電力消費装置4Cの消費電力との合計は、700Wよりも大きくなる(即ち、工程#200において「No」と判定される)。そこで、制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力(即ち、第1電力消費装置4Aの消費電力)以下の範囲で第1蓄電装置5Aの放電電力を制御する(工程#228)。この場合、第1蓄電装置5Aの放電電力は、電力消費装置4による合計消費電力から、燃料電池3の発電電力(700W)及び第2蓄電装置5Bの放電電力を減算して導出される電力(但し、第1電力消費装置4Aの消費電力以下)となる。
From
時刻7時から時刻9時の間、電力消費装置4による合計消費電力は700Wより大きい状態である。但し、第2電力消費装置4Bの消費電力は零であるため、制御装置Cは、第2蓄電装置5Bを放電動作させない(工程#220において「No」)。そこで、制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力(即ち、第1電力消費装置4Aの消費電力)以下の範囲で第1蓄電装置5Aの放電電力を制御する(工程#228)。
From
時刻9時から時刻16時30分の間、電力消費装置4による合計消費電力は700Wより小さい状態である。そのため、制御装置Cは、可能であれば第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bの何れかを充電動作させる。この例では、制御装置Cは、時刻9時から時刻11時30分の間に第1蓄電装置5Aの充電動作を優先して行い(工程#206)、第1蓄電装置5Aの蓄電量が第1設定上限値以上になると、その後、第2蓄電装置5Bの充電動作を行う(工程#210)。
尚、制御装置Cは、時刻14時までの時点で第2蓄電装置5Bの蓄電量が第2設定上限値以上になる(工程#208において「Yes」と判定される)と第2蓄電装置5Bの充電動作も停止させ、それ以後は何れの蓄電装置5も充電動作されなくなる。その結果、時刻14時から時刻16時30分の間、燃料電池3は発電電力が設定電力(700W)より小さい状態で運転し続ける。
From time 9:00 to time 16:30, the total power consumption by the
In addition, when the amount of power stored in the second
時刻16時30分から時刻24時の間、合計消費電力は700Wより大きい状態である。制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力(即ち、第2電力消費装置4Bの消費電力)以下の範囲で第2蓄電装置5Bの放電電力を制御する(工程#222)。
更に、時刻18時30分から時刻22時30分の間、第2電力消費装置4Bの消費電力の全てを第2蓄電装置5Bの放電電力で賄っても、第1電力消費装置4Aの消費電力と第3電力消費装置4Cの消費電力との合計は、700Wよりも大きくなる(即ち、工程#200において「No」と判定される)。そこで、制御装置Cは、燃料電池3の発電電力が設定電力以上となるように上限放電電力(即ち、第1電力消費装置4Aの消費電力)以下の範囲で第1蓄電装置5Aの放電電力を制御する(工程#228)。
From 16:30 to 24:00, the total power consumption is greater than 700W. The control device C controls the discharge power of the second
Furthermore, even if the entire power consumption of the second
これに対して、図3中に破線で示す、蓄電装置5を全く設けていない比較例では、燃料電池3が定格発電電力未満に低下する時間帯が格段に増加する。その結果、本願と比較して、燃料電池3の効率的な運転が行われていないと言える。
On the other hand, in the comparative example indicated by a broken line in FIG. 3 where the
<別実施形態>
<1>
上記実施形態において、電力供給システムの構成を適宜変更してもよい。例えば、発電装置の一例として燃料電池を挙げたが、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とで構成される発電装置など他の種類の装置を用いてもよい。
また、上記実施形態では、設定電力を発電装置(燃料電池3)の定格発電電力とした場合を例示したが、定格発電電力以外の他の電力値を上記設定電力としてもよい。また、設定電力は固定値でもよく、或いは、変動値でもよい。例えば、太陽光発電装置を本発明の発電装置として用いた場合、太陽光発電装置の定格発電電力は変動値となる。従って、上記設定電力として太陽光発電装置の定格発電電力を採用した場合、設定電力は変動値となる。
更に、上記実施形態では、電力消費装置4を3種類に分類した例を説明したが、少なくとも2種類に分類し、それぞれの電力消費装置4が上記第1蓄電装置5A又は上記第2蓄電装置5Bに接続されるように構成しておけばよい。
<Another embodiment>
<1>
In the above embodiment, the configuration of the power supply system may be changed as appropriate. For example, although a fuel cell has been described as an example of a power generation device, other types of devices such as a power generation device including an engine and a generator driven by the engine may be used.
Moreover, although the case where the set power is the rated generated power of the power generation apparatus (fuel cell 3) is illustrated in the above embodiment, other power values other than the rated generated power may be set as the set power. The set power may be a fixed value or a variable value. For example, when a solar power generation device is used as the power generation device of the present invention, the rated generated power of the solar power generation device is a variable value. Therefore, when the rated generated power of the photovoltaic power generator is adopted as the set power, the set power becomes a fluctuation value.
Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the
<2>
上記実施形態では、図2及び図3並びに図5及び図6に示したフローチャートを参照して、制御装置Cが、第1蓄電装置5Aに対する充電動作の指令を第2蓄電装置5Bに対する充電動作の指令よりも優先して与えようとする制御、及び、第2蓄電装置5Bに対する放電動作の指令を第1蓄電装置5Aに対する放電動作の指令よりも優先して与えようとする制御を共に行う例を説明したが、第1蓄電装置5Aに対する充電動作の指令を第2蓄電装置5Bに対する充電動作の指令よりも優先して与えようとする制御、及び、第2蓄電装置5Bに対する放電動作の指令を第1蓄電装置5Aに対する放電動作の指令よりも優先して与えようとする制御の何れか一方を行うことでもよい。
<2>
In the above embodiment, referring to the flowcharts shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6, control device C issues a command for charging operation to first
<3>
上記実施形態において、各蓄電装置5の蓄電量の設定上限値及び設定下限値は適宜設定可能である。例えば、非常時に対応できるだけの充電余裕及び放電余裕を充分に確保しておこうとした場合には、蓄電装置5の蓄電量の設定上限値は満充電のレベルよりも低く設定しておけばよく、蓄電装置5の蓄電量の設定下限値は蓄電量が零のレベルよりも高く設定しておけばよい。また、第1蓄電装置5A及び第2蓄電装置5Bは同容量であってもよく、或いは、別容量であってもよい。更に、第1蓄電装置5Aの蓄電量及び第2蓄電装置5Bの蓄電量の各設定上限値及び各設定下限値は各別に設定可能である。
<3>
In the above embodiment, the set upper limit value and the set lower limit value of the storage amount of each
<4>
上記実施形態では、電力供給システムが、第1電力消費装置4A及び第1蓄電装置5Aを含む群を一つ備えている例を説明したが、第1電力消費装置4A及び第1蓄電装置5Aを含む群を複数備えていてもよい。つまり、電力供給システムにおいて、複数の蓄電装置5の内の一つ又は二以上の第1蓄電装置5Aに対して、複数の電力消費装置4の内の少なくとも一つの第1電力消費装置4Aが接続されている構成を採用できる。
同様に、上記実施形態では、電力供給システムが、第2電力消費装置4B及び第2蓄電装置5Bを含む群を一つ備えている例を説明したが、第2電力消費装置4B及び第2蓄電装置5Bを含む群を複数備えていてもよい。つまり、電力供給システムにおいて、複数の蓄電装置5の内の他の一つ又は二以上の第2蓄電装置5Bに対して、複数の電力消費装置4の内の少なくとも一つの第2電力消費装置4Bが接続されている構成を採用できる。
<4>
In the above embodiment, the example in which the power supply system includes one group including the first
Similarly, in the above-described embodiment, the example in which the power supply system includes one group including the second
<5>
上記実施形態では、複数の蓄電装置5の内の一つ又は二以上の装置を第1蓄電装置5Aとし、他の一つ又は二以上の装置を第2蓄電装置5Bとした例を説明したが、複数の蓄電装置5の夫々を第1蓄電装置5Aとするのか或いは第2蓄電装置5Bとするのかを動的に変更してもよい。例えば、制御装置Cが、所定の重要度決定規則に従って、複数の電力消費装置4の夫々の重要度の高低を変更し、それに伴って、複数の蓄電装置5の夫々の重要度の高低を変更してもよい。つまり、第1電力消費装置4Aと設定されていた装置及びそれに接続されて第1蓄電装置5Aと設定されていた装置が、第2電力消費装置4Bとして設定変更され及び第2蓄電装置5Bとして設定変更される場合、或いは、その逆の場合などもある。このように、複数の蓄電装置5の夫々は、接続されている電力消費装置4の重要度の高低に応じて区別(即ち、第1蓄電装置5Aであるか或いは第2蓄電装置5Bであるかの区別)され、電力消費装置4の重要度が設定変更されれば、それに接続される蓄電装置5の重要度も設定変更される。
上記重要度決定規則の一例としては、時間帯に応じて各電力消費装置4の重要度を変更することなどがある。例えば、ある電力消費装置4について、特定の時間帯では重要度を高く設定して(即ち、第1電力消費装置4Aと設定して)、他の時間帯では重要度を低く設定する(即ち、第2電力消費装置4Bと設定する)といった重要度決定規則を一例として挙げることができる。尚、この重要度決定規則は一例として挙げたものであり、他の内容の重要度決定規則を採用してもよい。
<5>
In the above embodiment, an example in which one or more devices among the plurality of
An example of the importance determination rule includes changing the importance of each
<6>
上記実施形態では、充電用設定電力と放電用設定電力とが同じ値である例について説明したが、放電用設定電力は充電用設定電力以上であればよい。例えば、放電用設定電力として、充電用設定電力とは異なる値、具体的には充電用設定電力よりも大きい値を設定してもよい。
<6>
In the above-described embodiment, an example in which the setting power for charging and the setting power for discharging have the same value has been described. However, the setting power for discharging may be equal to or higher than the setting power for charging. For example, the discharge setting power may be set to a value different from the charging setting power, specifically, a value larger than the charging setting power.
本発明は、特定の電力消費装置が利用可能な電力を、他の電力消費装置が利用可能な電力よりも多く確保しておくことができる電力供給システムに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a power supply system that can secure more power that can be used by a specific power consuming device than power that can be used by other power consuming devices.
1 外部電力系統
2 電力線
2A 電力線
2B 電力線
2C 電力線
3 燃料電池(発電装置)
4 電力消費装置
4A 第1電力消費装置
4B 第2電力消費装置
4C 第3電力消費装置
5 蓄電装置
5A 第1蓄電装置
5B 第2蓄電装置
6 第1電力計測手段
7 第2電力計測手段
8 第3電力計測手段
9 第4電力計測手段
C 制御装置
1
4
Claims (5)
前記複数の蓄電装置の内の一つ又は二以上の第1蓄電装置には前記複数の電力消費装置の内の少なくとも一つの第1電力消費装置が接続され、
前記複数の蓄電装置の内の他の一つ又は二以上の第2蓄電装置には前記複数の電力消費装置の内の他の少なくとも一つの第2電力消費装置が接続され、
前記第1電力消費装置には、当該第1電力消費装置の消費電力を超えない範囲内で前記第1蓄電装置が放電する電力と、前記外部電力系統から前記電力線を介して供給される電力と、前記発電装置から前記電力線を介して供給される電力との少なくとも何れかが供給され、
前記第2電力消費装置には、当該第2電力消費装置の消費電力を超えない範囲内で前記第2蓄電装置が放電する電力と、前記外部電力系統から前記電力線を介して供給される電力と、前記発電装置から前記電力線を介して供給される電力との少なくとも何れかが供給され、
前記制御装置は、前記第1蓄電装置に対する充電動作の指令を前記第2蓄電装置に対する充電動作の指令よりも優先して与えようとする制御、及び、前記第2蓄電装置に対する放電動作の指令を前記第1蓄電装置に対する放電動作の指令よりも優先して与えようとする制御の少なくとも何れか一方を行う電力供給システム。 A power line connected to an external power system, a power generation device capable of supplying generated power to the power line, a plurality of power storage devices connected to the power line separately, and a control for controlling operations of the plurality of power storage devices A power supply system capable of supplying a plurality of power consuming devices with power supplied from at least one of the external power system, the power generation device, and the power storage device,
At least one first power consuming device of the plurality of power consuming devices is connected to one or two or more first power stor- age devices among the plurality of power storing devices,
The other one or two or more second power storage devices in the plurality of power storage devices are connected to at least one second power consumption device in the plurality of power consumption devices,
The first power consuming device includes power discharged from the first power storage device within a range not exceeding power consumption of the first power consuming device, and power supplied from the external power system via the power line. , At least one of the power supplied from the power generation device via the power line is supplied,
The second power consuming device includes power discharged from the second power storage device within a range not exceeding power consumption of the second power consuming device, and power supplied from the external power system via the power line. , At least one of the power supplied from the power generation device via the power line is supplied,
The control device is configured to give a command to give a charge operation command to the first power storage device in preference to a charge operation command to the second power storage device, and a discharge operation command to the second power storage device. An electric power supply system that performs at least one of control to be given with priority over a discharge operation command to the first power storage device.
前記制御装置は、
前記複数の電力消費装置による合計消費電力が充電用設定電力より小さいとき、前記発電装置の発電電力が前記充電用設定電力より小さければ、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に充電動作の指令を与えようとし、
前記複数の電力消費装置による前記合計消費電力が、前記充電用設定電力以上である放電用設定電力より大きいとき、前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力以上であれば、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとする請求項1に記載の電力供給システム。 The power generation device supplies the power line with generated power generated by following the load power required on the power line,
The control device includes:
When the total power consumed by the plurality of power consuming devices is smaller than the set power for charging, if the generated power of the power generating device is smaller than the set power for charging, at least one of the plurality of power storage devices is charged. Trying to give a directive,
When the total power consumption by the plurality of power consuming devices is greater than the set power for discharge that is equal to or greater than the set power for charging, and the generated power of the power generator is equal to or greater than the set power for discharge, the plurality of power storages The power supply system according to claim 1, wherein a command for discharging operation is given to at least one of the devices.
前記第1蓄電装置に対しては、前記第1蓄電装置の蓄電量が第1設定上限値より小さいことを条件として充電動作の指令を与え、
前記第2蓄電装置に対しては、前記第1蓄電装置の蓄電量が前記第1設定上限値以上であり且つ前記第2蓄電装置の蓄電量が第2設定上限値より小さいことを条件として充電動作の指令を与える請求項2に記載の電力供給システム。 When the control device tries to give a command for charging operation to at least one of the plurality of power storage devices,
For the first power storage device, a charge operation command is given on the condition that the power storage amount of the first power storage device is smaller than a first set upper limit value,
The second power storage device is charged on condition that the power storage amount of the first power storage device is not less than the first set upper limit value and the power storage amount of the second power storage device is smaller than the second set upper limit value. The power supply system according to claim 2 which gives a command of operation.
前記第2蓄電装置は、放電動作の指令が与えられると前記第2電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電するように構成され、
前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするとき、
前記第2蓄電装置に対しては、前記第2蓄電装置の蓄電量が第2設定下限値以下ではないこと、且つ、前記第2電力消費装置の消費電力が零ではないこと、且つ、前記第2蓄電装置が前記第2電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電しても前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力を下回らないことを条件として放電動作の指令を与え、
前記第1蓄電装置に対しては、前記第2蓄電装置が放電動作中であること、且つ、前記第1蓄電装置の蓄電量が第1設定下限値以下ではないこと、且つ、前記第1電力消費装置の消費電力が零ではないこと、且つ、前記第1蓄電装置が前記第1電力消費装置の消費電力に相当する電力を放電しても前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力を下回らないことを条件として放電動作の指令を与える請求項2又は3に記載の電力供給システム。 The first power storage device is configured to discharge power corresponding to power consumption of the first power consuming device when a discharge operation command is given,
The second power storage device is configured to discharge power corresponding to the power consumption of the second power consuming device when a discharge operation command is given,
When the control device tries to give a discharge operation command to at least one of the plurality of power storage devices,
For the second power storage device, the power storage amount of the second power storage device is not less than or equal to a second set lower limit value, the power consumption of the second power consumption device is not zero, and the second power storage device 2 Even when the power storage device discharges power corresponding to the power consumption of the second power consuming device, a command for a discharge operation is provided on the condition that the generated power of the power generating device does not fall below the set power for discharge,
For the first power storage device, the second power storage device is in a discharging operation, the power storage amount of the first power storage device is not less than a first set lower limit value, and the first power Even if the power consumption of the consuming device is not zero, and even if the first power storage device discharges power corresponding to the power consumed by the first power consuming device, the generated power of the power generating device is equal to the set power for discharge. The power supply system according to claim 2 or 3, wherein a command for a discharge operation is given on condition that the value is not lower.
前記第2蓄電装置は、放電電力の大きさを前記第2電力消費装置の消費電力の大きさとは無関係に調整して放電動作を行うことができるように構成され、
前記制御装置は、前記複数の蓄電装置の少なくとも何れか1台に放電動作の指令を与えようとするとき、
前記第2蓄電装置に対しては、前記第2蓄電装置の蓄電量が第2設定下限値以下ではないこと、且つ、前記第2電力消費装置の消費電力が零ではないことを条件として、前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力となるように前記第2電力消費装置の消費電力以下の範囲の放電電力での放電動作の指令を与え、
前記第1蓄電装置に対しては、前記第2蓄電装置の蓄電量が零である又は前記第2蓄電装置が放電動作中であること、且つ、前記第1蓄電装置の蓄電量が第1設定下限値以下ではないこと、且つ、前記第1電力消費装置の消費電力が零ではないことを条件として、前記発電装置の発電電力が前記放電用設定電力となるように前記第1電力消費装置の消費電力以下の範囲の放電電力での放電動作の指令を与える請求項2又は3に記載の電力供給システム。 The first power storage device is configured to be able to perform a discharge operation by adjusting the magnitude of discharge power regardless of the power consumption of the first power consuming device,
The second power storage device is configured to be able to perform a discharge operation by adjusting the magnitude of discharge power regardless of the magnitude of power consumption of the second power consuming device,
When the control device tries to give a discharge operation command to at least one of the plurality of power storage devices,
For the second power storage device, the power storage amount of the second power storage device is not less than or equal to a second set lower limit value, and the power consumption of the second power consumption device is not zero. Giving a command for a discharge operation with a discharge power in a range equal to or lower than the power consumption of the second power consuming device so that the generated power of the power generating device becomes the set power for discharge;
For the first power storage device, the power storage amount of the second power storage device is zero or the second power storage device is in a discharging operation, and the power storage amount of the first power storage device is a first setting. On the condition that the power consumption of the first power consuming device is not zero or less and the power consumption of the first power consuming device is such that the generated power of the power generating device becomes the set power for discharge. The power supply system according to claim 2 or 3, wherein a command for a discharge operation with discharge power in a range equal to or lower than power consumption is given.
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