JP2014121216A - 蓄電設備および急速充電器 - Google Patents

Abstract

【課題】適切に受電電力を調節することができる蓄電設備および急速充電器を提供する。
【解決手段】外部の電力消費設備と共通のトランスＴを介して商用電源１と接続された受電手段６と、受電手段と接続された蓄電池１０と、トランスよりも受電手段側の電圧を検出する検出手段６と、を備え、受電手段を介して流れる電流の電流値Ｉqcと、検出手段によって検出される電圧値とに基づいて、トランスを介して受電する電流値Ｉtotalを推定し、推定した電流値に基づいて受電手段を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電設備および急速充電器に関する。

従来、急速充電器等の蓄電設備がある。例えば、特許文献１には、受電設備にデマンド監視機能が存在する場合には現在供給できる最大供給電力値を取得するようにし、受電設備にデマンド監視機能が存在しない場合には充電装置の内部に最大供給電力値を演算する演算ユニットを設け、最大供給電力値またはそれを供給するための最大電圧と最大電流の値を電動移動体に通知するとともに電動移動体がこれらの情報に基づいて最適計算する充電電流の指示値を受けてこれに従って充電電流を供給する電動移動体の充電装置の技術が開示されている。

特開２０１２−１７０２０６号公報

蓄電設備が適切に受電電力を調節できることが望ましい。例えば、蓄電設備が店舗等の電力消費設備に併設される場合に、外部のデマンドコントローラ等を必要とせずに受電電力を調節できることが好ましい。

本発明の目的は、適切に受電電力を調節することができる蓄電設備および急速充電器を提供することである。

本発明の蓄電設備は、外部の電力消費設備と共通のトランスを介して商用電源と接続された受電手段と、前記受電手段と接続された蓄電池と、前記トランスよりも前記受電手段側の電圧を検出する検出手段と、を備え、前記受電手段を介して流れる電流の電流値と、前記検出手段によって検出される電圧値とに基づいて、前記トランスを介して受電する電流値を推定し、前記推定した電流値に基づいて前記受電手段を制御することを特徴とする。

上記蓄電設備において、前記受電手段を介して流れる電流の電流値を変化させ、複数の電流値と、前記複数の電流値において前記検出手段によって検出された電圧値とに基づいて、前記トランスを介して受電する電流値を推定することが好ましい。

上記蓄電設備において、前記推定した電流値に基づいて前記電力消費設備が消費する電流値である設備電流値を算出し、前記設備電流値に基づいて前記受電手段を介した受電量あるいは放電量を制御することが好ましい。

本発明の急速充電器は、上記蓄電設備と、前記受電手段および前記蓄電池と接続され、外部の装置に対して充電用の電力を出力する出力手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る蓄電設備は、外部の電力消費設備と共通のトランスを介して商用電源と接続された受電手段と、受電手段と接続された蓄電池と、トランスよりも受電手段側の電圧を検出する検出手段と、を備え、受電手段を介して流れる電流の電流値と、検出手段によって検出される電圧値とに基づいて、トランスを介して受電する電流値を推定し、推定した電流値に基づいて受電手段を制御する。本発明に係る蓄電設備によれば、適切に受電電力を調節することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る急速充電器の概略構成図である。 図２は、二次電圧の一例を示す図である。 図３は、総電流値と電圧降下量との関係を示す図である。 図４は、総電流値の推定方法を説明する図である。 図５は、総電流値の推定方法を説明する他の図である。 図６は、授受電流値の指令値の一例を示す図である。 図７は、実施形態の第２変形例に係る総電流値の推定方法の説明図である。 図８は、授受電流値の指令値の他の例を示す図である。 図９は、授受電流値の指令値のさらに他の例を示す図である。 図１０は、実施形態の第６変形例に係る急速充電器の概略構成図である。

以下に、本発明の実施形態に係る蓄電設備および急速充電器につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図６を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、蓄電設備および急速充電器に関する。図１は、実施形態に係る急速充電器の概略構成図である。

図１に示す急速充電器１−１は、受電手段としてのＡＣ／ＤＣコンバータ６と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６と接続された設備用蓄電池１０とを備えており、商用電源から受電した電力を蓄電することができる蓄電設備として機能することができる。また、急速充電器１−１は、設備用蓄電池１０に蓄電した電力をＡＣ／ＤＣコンバータ６を介して適宜店舗側に放電することが可能な蓄電設備として機能することができる。更に、急速充電器１−１は、外部の装置に対して充電用の電力を出力する出力手段として第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７を有しており、外部の装置に充電を行うことができる。

本実施形態に係る急速充電器１−１は、バス５と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６と、第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７と、パワーコンディショナー８と、第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９と、設備用蓄電池１０と、出力ライン１１と、制御装置２０とを含んで構成されている。

分電盤２は、トランスＴを介して商用電源ライン１に接続されている。商用電源ライン１は、高圧用の電源ラインであり、例えば、３ｋＶの電圧で電力を供給する。トランスＴは、商用電源ライン１の高圧の電力を１００Ｖあるいは２００Ｖ等の低圧に降圧して分電盤２に供給する。分電盤２には、店舗用電源ライン３および充電器用電源ライン４が接続されている。急速充電器１−１は、充電器用電源ライン４および分電盤２を介して店舗用電源ライン３と接続されている。店舗用電源ライン３は、急速充電器１−１の外部の電力消費設備、例えばコンビニエンスストア等の店舗に電力を供給する。つまり、急速充電器１−１および店舗は、共通のトランスＴを介して商用電源から受電している。

バス５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６を介して充電器用電源ライン４と接続されている。ＡＣ／ＤＣコンバータ６は、充電器用電源ライン４から入力される交流電流を直流電流に変換してバス５に出力すること、およびバス５から入力される直流電流を交流電流に変換して充電器用電源ライン４に出力することができる。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ６は、充電器用電源ライン４の電圧、言い換えるとトランスＴよりもＡＣ／ＤＣコンバータ６側の電圧を検出する検出手段としての機能を有している。ＡＣ／ＤＣコンバータ６は、例えば、充電器用電源ライン４と接続された接続部の電圧を検出する電圧計によってトランスＴよりもＡＣ／ＤＣコンバータ６側の電圧を検出する。本明細書では、ＡＣ／ＤＣコンバータ６によって検出された電圧を検出電圧Ｖdetと称する。検出電圧Ｖdetは、制御装置２０に出力される。

バス５には、第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して出力ライン１１が接続されている。出力ライン１１は、外部の装置の電池、本実施形態では電気自動車（ＥＶ）に搭載された電池に対して電力を供給する電源ラインである。ここで、電気自動車ＥＶは、電動機以外の動力源を有しないものだけでなく、電動機に加えて内燃機関等の動力源を有するハイブリッド自動車も含む。第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、バス５の直流電流の電圧を目標とする電圧に変換して出力ライン１１に出力する。

バス５には、第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９を介して設備用蓄電池１０が接続されている。設備用蓄電池１０は、充電および放電が可能なものである。本実施形態の設備用蓄電池１０は、リチウムイオン蓄電池である。設備用蓄電池１０の有効容量（蓄電容量）は、Ｑｂ（ｋＷｈ）である。なお、有効容量Ｑｂは、設備用蓄電池１０の全容量のうち、充放電制御において使用される範囲の容量である。例えば、設備用蓄電池１０の全容量の１０％から９０％の範囲で充放電制御を行う場合、有効容量Ｑｂは、全容量の８０％の値である。本実施形態では、全容量２０ｋＷｈの設備用蓄電池１０を全容量の１０〜９０％の範囲で使用するため、有効容量Ｑｂは１６ｋＷｈである。

第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９は、バス５の直流電流の電圧を目標とする電圧に変換して設備用蓄電池１０に出力すること、および設備用蓄電池１０から放電される直流電流を目標とする電圧に変換してバス５に出力することが可能である。第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９は、蓄電残量ＳＯＣに応じて設備用蓄電池１０の電圧が変化したとしても、バス５に出力する電圧の変動を抑制することができる。従って、電気自動車ＥＶに対して供給する電圧の安定性を向上させることができる。また、第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９が配置されていることで、回路の組み直しをすることなく設備用蓄電池１０のバッテリの個数（直列つなぎの個数）を変更することができる。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ６および第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７の動作範囲には、設備用蓄電池１０の電圧範囲が入っている。

バス５には、パワーコンディショナー８を介して太陽光発電装置１２が接続されている。太陽光発電装置１２は、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換して直流電流を出力する。本実施形態の太陽光発電装置１２は、発電電力の最大値が２０ｋＷである。パワーコンディショナー８は、ＤＣ／ＤＣコンバータを有しており、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を実行することができる。ＭＰＰＴ制御は、出力を最大化できる電圧および電流値で太陽光発電装置１２に発電を行わせる制御である。太陽光発電装置１２により発電された電流は、パワーコンディショナー８を介してバス５に出力される。

パワーコンディショナー８は、太陽光発電装置１２からバス５に入力する入力電力Ｐｇの制御において、バス５への出力電圧を設備用蓄電池１０の電圧よりも高めていく。入力電力Ｐｇが太陽光発電装置１２の発電電力に等しくなると、自動的にバランスする。なお、パワーコンディショナー８は、バス５への出力電圧を設備用蓄電池１０の満充電時の電圧以下に制御する。

制御装置２０は、急速充電器１−１を制御する。本実施形態の制御装置２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６、第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７、第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９、設備用蓄電池１０およびパワーコンディショナー８とそれぞれ接続されており、ＡＣ／ＤＣコンバータ６、第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７、第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９、設備用蓄電池１０およびパワーコンディショナー８を制御する。

設備用蓄電池１０は、設備用蓄電池１０の温度や電圧、蓄電残量ＳＯＣ（％）、充放電する電流値等を監視する監視装置を有している。制御装置２０は、設備用蓄電池１０の監視装置から、設備用蓄電池１０に関する情報を取得する。なお、蓄電残量ＳＯＣは、有効容量Ｑｂの範囲で算出される。例えば、設備用蓄電池１０の全容量の１０％から９０％の範囲内で充放電制御がなされる場合、全容量の１０％の残量が蓄電残量ＳＯＣの０％であり、全容量の９０％の残量が蓄電残量ＳＯＣの１００％となる。

制御装置２０は、充電器用電源ライン４からＡＣ／ＤＣコンバータ６を介して受電、あるいはＡＣ／ＤＣコンバータ６を介して充電器用電源ライン４に放電する電力である授受電力Ｐｑｃ（ｋＷ）を決定する。制御装置２０は、授受電力Ｐｑｃに基づいてバス５に出力する電圧および電流の指令値、あるいは充電器用電源ライン４に放電する電圧および電流の指令値を出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ６は、制御装置２０から受け取った指令値に基づいて、バス５に出力する電圧および電流あるいは充電器用電源ライン４に放電する電圧および電流を制御する。

また、制御装置２０は、出力ライン１１に接続された電気自動車ＥＶからの充電要求に応じて、電気自動車ＥＶに対して供給する出力電力Ｐｏ（ｋＷ）を設定する。本実施形態では、出力電力Ｐｏの最大値である最大出力電力Ｐｏｍａｘは、５０ｋＷとするが、いずれの値であっても構わない。制御装置２０は、電気自動車ＥＶからの要求に基づいて出力ライン１１に出力する電圧および電流の指令値を第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７に出力する。第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、制御装置２０からの指令値に基づいて、バス５から出力ライン１１に出力する電圧および電流を制御する。制御装置２０は、パワーコンディショナー８から、太陽光発電装置１２によって発電されてバス５に入力される入力電力Ｐｇ（電圧および電流）を取得する。制御装置２０は、パワーコンディショナー８に指令して太陽光発電装置１２とバス５とを遮断し、入力電力Ｐｇを０とすることが可能である。

制御装置２０は、設備用蓄電池１０の放電電力Ｐｂを決定し、放電電力Ｐｂに基づいて設備用蓄電池１０からバス５に出力する電圧および電流の指令値、あるいはバス５から設備用蓄電池１０に出力する電圧および電流の指令値を第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９に出力する。第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９は、制御装置２０からの指令値に基づいて、設備用蓄電池１０からバス５に出力する電圧および電流、あるいはバス５から設備用蓄電池１０に出力する電圧および電流を制御する。

ここで、急速充電器１−１を適切に制御できるためには、店舗（電力消費設備）の受電電力と急速充電器１−１の受電電力とを合わせた総受電電力Ｐtotalを認識できることが好ましい。例えば、店舗が消費する電力を知ることができれば、急速充電器１−１の受電電力を適宜調節して総受電電力Ｐtotalを抑制することが可能となる。店舗が消費する電力を検出するために、分電盤２に電力計や電流計を設置することが考えられるが、工事のために多額の費用を要するという問題がある。

本実施形態に係る急速充電器１−１は、以下に説明するように、ＡＣ／ＤＣコンバータ６を介して流れる電流の電流値（以下、「授受電流値」と称する。）Ｉqcと、ＡＣ／ＤＣコンバータ６によって検出される電圧値とに基づいて、トランスＴを介して受電する電流値（以下、「総電流値」と称する。）Ｉtotalを推定する。これにより、多額の工事費をかけて電力計や電流計等を設置することなく、総受電電力Ｐtotalを推定することができる。また、急速充電器１−１は、推定した総電流値Ｉtotalに基づいてＡＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。これにより、急速充電器１−１の受電量や放電量を適宜調節して総受電電力Ｐtotalを抑制することが可能となる。

（総電流値Ｉtotalの推定方法）
トランスＴを介して受電する総電流値Ｉtotalの推定方法について説明する。トランスＴでは、トランスＴのインピーダンス等により、電圧降下が生じる。図２は、トランスＴの急速充電器１−１側（二次側）の電圧（以下、「二次電圧」と称する。）Ｖoutの一例を示す図である。図２において、横軸は総電流値Ｉtotal、縦軸は二次電圧Ｖoutを示す。図２に示すように、総電流値Ｉtotalが大きいほど二次電圧Ｖoutが低下する。トランスＴの二次側が無負荷である場合の二次電圧Ｖoutを無負荷時電圧Ｖ0とし、無負荷時電圧Ｖ0に対する実際の二次電圧Ｖoutの電圧降下量をＶdropとする。図３は、総電流値Ｉtotalと電圧降下量Ｖdropとの関係を示す図である。

図３に示すように、総電流値Ｉtotalが大きくなるに従い、電圧降下量Ｖdropが大きくなる。つまり、無負荷時電圧Ｖ0がわかっていれば、二次電圧Ｖoutから電圧降下量Ｖdropを求め、総電流値Ｉtotalを推定することが可能である。しかしながら、商用電源ライン１の電圧は、変動する可能性がある。商用電源ライン１の電圧が変動すれば、無負荷時電圧Ｖ0も変動する。無負荷時電圧Ｖ0を算出するために、商用電源ライン１の電圧を検出することが考えられるが、この場合、新たな設備を設ける必要があり、コスト増を招く。商用電源ライン１の電圧を検出するための設備を新たに設けることなく、総電流値Ｉtotalを推定できることが望ましい。

図４を参照して説明するように、本実施形態に係る急速充電器１−１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６を介して流れる電流の電流値（授受電流値Ｉqc）を変化させ、複数の電流値においてＡＣ／ＤＣコンバータ６によって電圧を検出し、これによって得られた電流値と検出電圧Ｖdetとに基づいて、総電流値Ｉtotalを推定する。これにより、無負荷時電圧Ｖ0が未知であっても総電流値Ｉtotalを推定することが可能となる。検出電圧Ｖdetは、二次電圧Ｖoutそのものとは異なる場合があるが、二次電圧Ｖoutに関連する値である。従って、検出電圧Ｖdetに基づいて総電流値Ｉtotalを推定することが可能である。

図４は、急速充電器１−１の授受電流値Ｉqcを受電側（総電流値Ｉtotalの増加側）と放電側（総電流値Ｉtotalの減少側）とに振った場合の総電流値Ｉtotalの推定方法を説明する図である。店舗が消費する電流値である設備電流値をＩconsとし、急速充電器１−１がＡＣ／ＤＣコンバータ６を介してトランスＴ側と授受する電流値を授受電流値Ｉqcとして、総電流値Ｉtotalは、下記式（１）で表される。
Ｉtotal＝Ｉcons＋Ｉqc…（１）

急速充電器１−１が授受電流値Ｉqcを（＋ΔＩ）として受電したとき（図４のＡ１点）の検出電圧Ｖdetである検出値Ｖ１と、授受電流値Ｉqcを（−ΔＩ）として放電したとき（図４のＡ２点）の検出電圧Ｖdetである検出値Ｖ２との差分を差分電圧ΔＶとする。なお、総電流値Ｉtotalが設備電流値Ｉconsであるときの検出電圧Ｖdetを中心電圧Ｖmとする。Ａ１点とＡ２点とを結ぶ線分の傾きθは、設備電流値Ｉconsに応じて異なる。従って、この傾きθを求めることにより、設備電流値Ｉconsを推定することが可能である。

図５を参照して、総電流値Ｉtotalの推定方法を電圧降下量Ｖdropについて説明する。図５は、急速充電器１−１の授受電流値Ｉqcを受電側（総電流値Ｉtotalの増加側）と放電側（総電流値Ｉtotalの減少側）とに振った場合の総電流値Ｉtotalの推定方法を説明する他の図である。急速充電器１−１が授受電流値Ｉqcを（＋ΔＩ）として受電したとき（図５のＢ１点）の電圧降下量Ｖdropと、授受電流値Ｉqcを（−ΔＩ）として放電したとき（図５のＢ２点）の電圧降下量Ｖdropとの差分降下量ΔＶdropは、図４に示す差分電圧ΔＶと一致する。Ｂ１点とＢ２点とを結ぶ線分の傾きαを求めることにより、設備電流値Ｉconsを推定することが可能である。

本実施形態では、制御装置２０が総電流値Ｉtotalを推定する推定手段として機能する。図４や図５を参照して説明した総電流値Ｉtotalの推定方法は、例えば、ニューラルネットワークにより実行することができる。制御装置２０は、予め総電流値Ｉtotalと実際に検出された差分電圧ΔＶや差分降下量ΔＶdropと、中心電圧Ｖmとの対応関係を複数点について学習しておき、その学習結果に基づいて、総電流値Ｉtotalを推定する。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ６が検出する検出電圧Ｖdetは、二次電圧Ｖoutそのものではなく、トランスＴとＡＣ／ＤＣコンバータ６とを接続する配線の抵抗等の影響を受けているため、単純に数式で総電流値Ｉtotalを算出することは困難である。このため、学習結果に基づいて総電流値Ｉtotalを推定する方法が有効と考えられる。

制御装置２０は、総電流値Ｉtotalを推定する場合、例えば、図６に示すように授受電流値Ｉqcを変化させる。図６は授受電流値Ｉqcの指令値の一例を示す図である。制御装置２０は、例えば、授受電流値Ｉqcを振幅ΔＩの正弦波とする。正弦波の周期は、例えば、１ｓｅｃ程度とすることができる。制御装置２０は、授受電流値Ｉqcを＋ΔＩとしたときに検出された検出電圧Ｖdetと、授受電流値Ｉqcを−ΔＩとしたときに検出された検出電圧Ｖdetとに基づいて総電流値Ｉtotalを推定する。

制御装置２０は、推定した総電流値Ｉtotalに基づいてＡＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。制御装置２０は、例えば、推定した総電流値Ｉtotalに基づいてデマンドコントロールを行う。制御装置２０は、総電流値Ｉtotalが、契約電力に基づいて許容される最大電流値Ｉmaxを超過しないように急速充電器１−１の授受電流値Ｉqcを調節する。例えば、急速充電器１−１は、総電流値Ｉtotalが最大電流値Ｉmax以下となるように、放電を行う。制御装置２０は、設備用蓄電池１０に放電を行わせ、ＡＣ／ＤＣコンバータ６を介して店舗側に放電を行う。また、制御装置２０は、急速充電器１−１の受電と店舗の受電とを合わせたデマンド値を低減するように、急速充電器１−１の受電電流や放電電流を制御する。

また、制御装置２０は、推定した総電流値Ｉtotalに基づいて、トランスＴよりもＡＣ／ＤＣコンバータ６側に接続された電力消費設備が消費する電流値である設備電流値Ｉconsを算出し、設備電流値Ｉconsに基づいてＡＣ／ＤＣコンバータ６を制御することができる。制御装置２０は、例えば、設備電流値Ｉconsに基づいてＡＣ／ＤＣコンバータ６を介した受電量（例えば、受電電流）あるいは放電量（例えば、放電電流）の少なくともいずれか一方を制御する。

制御装置２０は、例えば、店舗の過去の設備電流値Ｉconsに基づいて、この先の急速充電器１−１の充放電を決定する。例えば、店舗の設備電流値Ｉconsが小さいときには、設備用蓄電池１０に対する充電を優先的に行い、設備電流値Ｉconsが大きいときには、設備用蓄電池１０から放電して逆送電を行い、総電流値Ｉtotalを抑制する。授受電流値Ｉqcは、例えば、急速充電器１−１と店舗を合わせたデマンド値を目標とするデマンド値とできるように決定される。適切にデマンドコントロールを行うことができるように、総電流値Ｉtotalの推定は、常時実行されることが好ましい。例えば、所定の間隔で総電流値Ｉtotalの推定を定期的に行うようにしてもよい。総電流値Ｉtotalが大きいときには、総電流値Ｉtotalが小さいときよりも短い間隔で総電流値Ｉtotalの推定が実行されるようにしてもよい。

なお、制御装置２０は、推定した総電流値Ｉtotalから、簡易的に総受電電力Ｐtotalを推定することが可能である。例えば、予め推定した力率に基づいて、総電流値Ｉtotalから総受電電力Ｐtotalを算出することが可能である。また、総電流値Ｉtotalと検出電圧Ｖdetを乗じたものを近似的に総受電電力Ｐtotalとしてもよい。制御装置２０は、推定した総受電電力Ｐtotalに基づいてデマンドコントロールを行うようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係る急速充電器１−１によれば、外部の検出機器や外部のコントローラを新たに設けることなく、店舗を含めたデマンドコントロールを自立的に行うことが可能となる。本実施形態に係る急速充電器１−１によれば、既設の設備容量の小さい店舗に対して大出力の急速充電器を設置することが可能となる。

［実施形態の第１変形例］
実施形態の第１変形例について説明する。総電流値Ｉtotalの推定方法は、上記実施形態で説明したものには限定されない。上記実施形態では、急速充電器１−１の授受電流値Ｉqcを受電側と放電側のそれぞれに振って総電流値Ｉtotalを推定したが、これに代えて、授受電流値Ｉqcを受電側あるいは放電側のいずれか一方に変化させて総電流値Ｉtotalを推定するようにしてもよい。この場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ６によって電圧を検出する２点の内１点において、授受電流値Ｉqcを０としてもよい。例えば、総電流値Ｉtotalが小さいと予測される場合には授受電流値Ｉqcを受電側に変化させて総電流値Ｉtotalの推定を行い、総電流値Ｉtotalが大きいと予測される場合には授受電流値Ｉqcを放電側に変化させて総電流値Ｉtotalの推定を行うようにしてもよい。総電流値Ｉtotalの予測は、例えば、過去の総電流値Ｉtotalの推定結果に基づいて行うことが可能である。

また、上記実施形態では、２点（図４のＡ１点、Ａ２点や図５のＢ１点、Ｂ２点）でＡＣ／ＤＣコンバータ６により電圧が検出されたが、これに代えて、互いに異なる３点以上の点において電圧が検出されてもよい。例えば、上記実施形態の２点に加えて、急速充電器１−１の授受電流値Ｉqcを０とした点でＡＣ／ＤＣコンバータ６により電圧が検出されてもよい。このようにすれば、互いに異なる３点以上の検出電圧Ｖdetに基づいて、カーブフィッティングにより総電流値Ｉtotalを推定することができる。

［実施形態の第２変形例］
また、総電流値Ｉtotalの複数の範囲において検出電圧Ｖdetを検出し、総電流値Ｉtotalを推定するようにしてもよい。図７は、実施形態の第２変形例に係る総電流値Ｉtotalの推定方法の説明図である。設備電流値Ｉconsの近傍で差分電圧ΔＶを検出するだけでなく、設備電流値Ｉconsからずらした電流範囲で差分電圧ΔＶを検出するようにしてもよい。図７には、急速充電器１−１に受電を行わせながら授受電流値Ｉqcを変化させて差分電圧ΔＶを検出する例が示されている。Ａ１点、Ａ２点の検出電圧Ｖdetから求めた差分電圧ΔＶに加えて、授受電流値ＩqcをＩ1として受電したとき（図７のＡ４点）の検出電圧Ｖdetと授受電流値ＩqcをＩ2として受電したとき（図７のＡ３点）の検出電圧Ｖdetとの差分電圧ΔＶが算出される。

設備電流値Ｉconsの近傍の電流範囲Ｒ１で検出された差分電圧ΔＶと、他の電流範囲Ｒ２で検出された差分電圧ΔＶとに基づいて、精度よく総電流値Ｉtotalを推定することが可能となる。なお、３つ以上の電流範囲で差分電圧ΔＶを検出して総電流値Ｉtotalを推定することも可能である。

また、設備電流値Ｉconsの近傍の電流範囲Ｒ１よりも正側の電流範囲Ｒ２で差分電圧ΔＶを検出することに代えて、負側の電流範囲で差分電圧ΔＶを検出することも可能である。この場合、制御装置２０は、急速充電器１−１に放電を行わせながら、授受電流値Ｉqcを変化させて差分電圧ΔＶを検出する。

例えば、総電流値Ｉtotalや設備電流値Ｉconsが小さいと予測される場合には、設備電流値Ｉconsの近傍の電流範囲Ｒ１で差分電圧ΔＶを検出することに加えて、急速充電器１−１に受電を行わせながら電流範囲Ｒ１よりも正側の電流範囲Ｒ２で差分電圧ΔＶを検出するようにしてもよい。一方、総電流値Ｉtotalや設備電流値Ｉconsが大きいと予測される場合には、設備電流値Ｉconsの近傍の電流範囲Ｒ１で差分電圧ΔＶを検出することに加えて、急速充電器１−１に放電を行わせながら電流範囲Ｒ１よりも負側の電流範囲で差分電圧ΔＶを検出するようにしてもよい。

なお、上記実施形態のように一つの差分電圧ΔＶから総電流値Ｉtotalを推定する場合、設備電流値Ｉconsの近傍の電流範囲Ｒ１で差分電圧ΔＶを検出することに代えて、他の電流範囲、例えば、上記電流範囲Ｒ２や、設備電流値Ｉconsの近傍の電流範囲Ｒ１よりも負側の電流範囲で差分電圧ΔＶを検出するようにしてもよい。例えば、電気自動車ＥＶに対する充電中に総受電電力Ｐtotalを推定する場合、上記電流範囲Ｒ２で差分電圧ΔＶを検出するようにすればよい。急速充電器１−１は、設備用蓄電池１０の充放電により、出力電力Ｐｏを変動させることなく授受電流値Ｉqcを変化させることが可能であるという利点がある。

［実施形態の第３変形例］
上記実施形態では、制御装置２０は、総電流値Ｉtotalを推定する際に、授受電流値Ｉqcを正弦波状に変化させたが、これには限定されない。図８は、授受電流値Ｉqcの指令値の他の例を示す図、図９は、授受電流値Ｉqcの指令値のさらに他の例を示す図である。授受電流値Ｉqcは、例えば、図８に示すように、三角波とされてもよい。授受電流値Ｉqcを三角波状に変化させた場合、総電流値Ｉtotalの変化速度を一定とすることができ、多数点で検出電圧Ｖdetを検出する場合などに有効である。また、授受電流値Ｉqcは、図９に示すように矩形波とされてもよい。

また、制御装置２０は、総電流値Ｉtotalを推定する際に授受電流値Ｉqcを変化させる場合、授受電流値Ｉqcの位相をずらしてもよい。例えば、トランスＴ側の交流電流の位相に対して授受電流値Ｉqcの位相を所定値ずらすようにしてもよい。

［実施形態の第４変形例］
上記実施形態では、外部の装置に対して充電可能な急速充電器１−１を例に説明したが、蓄電設備は、外部の装置に対する充電を行う出力手段を備えないものであってもよい。このような蓄電設備であっても、上記実施形態の急速充電器１−１と同様にしてデマンドコントロールを実行することが可能である。

また、蓄電設備は、ＡＣ／ＤＣコンバータ６を介した受電を行うが放電を行わないものであってもよい。例えば、１００Ｖや２００Ｖの低圧電源としての出力端子を備えており、設備用蓄電池１０から出力端子を介して外部に電力を供給する蓄電設備であってもよい。

［実施形態の第５変形例］
上記実施形態では、トランスＴよりもＡＣ／ＤＣコンバータ６側に接続された電力消費設備が店舗であったが、これに限定されるものではなく、例えば、工場、公共施設、集合住宅、その他の高圧受電施設等であってもよい。

［実施形態の第６変形例］
上記実施形態および各変形例では、設備用蓄電池１０が第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９を介してバス５に接続されていたが、設備用蓄電池１０が直接バス５に接続されてもよい。図１０は、実施形態の第６変形例に係る急速充電器１−１の概略構成図である。ＡＣ／ＤＣコンバータ６および第一ＤＣ／ＤＣコンバータ７の動作範囲には、設備用蓄電池１０の電圧範囲が入っている。そのため、設備用蓄電池１０のセル個数を変化させない場合には、図１０に示すように第二ＤＣ／ＤＣコンバータ９を省略することができる。

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１−１ 急速充電器
１ 商用電源ライン
３ 店舗用電源ライン
４ 充電器用電源ライン
５ バス
６ ＡＣ／ＤＣコンバータ（受電手段、検出手段）
７ 第一ＤＣ／ＤＣコンバータ
８ パワーコンディショナー
９ 第二ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０ 設備用蓄電池（蓄電池）
１１ 出力ライン
２０ 制御装置
Ｉcons 設備電流値
Ｉqc 授受電流値
Ｉtotal 総電流値
Ｐｂ 放電電力
Ｐｏ 出力電力
Ｔ トランス
Ｖdet 検出電圧
Ｖout 二次電圧
Ｖdrop 電圧降下量
ΔＶ 差分電圧

Claims (4)

1. 外部の電力消費設備と共通のトランスを介して商用電源と接続された受電手段と、
   前記受電手段と接続された蓄電池と、
   前記トランスよりも前記受電手段側の電圧を検出する検出手段と、
   を備え、前記受電手段を介して流れる電流の電流値と、前記検出手段によって検出される電圧値とに基づいて、前記トランスを介して受電する電流値を推定し、
   前記推定した電流値に基づいて前記受電手段を制御する
   ことを特徴とする蓄電設備。
2. 前記受電手段を介して流れる電流の電流値を変化させ、複数の電流値と、前記複数の電流値において前記検出手段によって検出された電圧値とに基づいて、前記トランスを介して受電する電流値を推定する
   請求項１に記載の蓄電設備。
3. 前記推定した電流値に基づいて前記電力消費設備が消費する電流値である設備電流値を算出し、
   前記設備電流値に基づいて前記受電手段を介した受電量あるいは放電量を制御する
   請求項１または２に記載の蓄電設備。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電設備と、
   前記受電手段および前記蓄電池と接続され、外部の装置に対して充電用の電力を出力する出力手段とを備える
   ことを特徴とする急速充電器。

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